
關(guān)注基因工程的誕生和發(fā)展歷程,參與討論基礎(chǔ)理論和技術(shù)發(fā)展如何催生基因工程。(社會(huì)責(zé)任)
探究DNA的物理與化學(xué)性質(zhì), 進(jìn)行DNA分子的提取與鑒定。(科學(xué)思維)
運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀說明基因工程的各種工具的特點(diǎn)。(生命觀念)
質(zhì)粒、噬菌體 、動(dòng)植物病毒
DNA的粗提取和鑒定
概述DNA粗提取和鑒定的原理,以及材料的選擇。
以小組為單位畫出實(shí)驗(yàn)流程簡圖。
合作探究一:請(qǐng)同學(xué)們自主閱讀教材P74-75,小組合作思考討論完成問題。
第一次過濾后DNA在沉淀中還是上清液中?
你能分析出粗提取的DNA中可能含有哪些雜質(zhì)嗎?
DNA不溶于酒精,但某些蛋白質(zhì)溶于酒精
DNA能溶于物質(zhì)的量濃度為2 ml/L的NaCl溶液
在一定溫度下,DNA被二苯胺試劑染成藍(lán)色
DNA含量相對(duì)較高的生物組織,如新鮮洋蔥、香蕉、菠菜、菜花和豬肝等。
問題1:能否選用牛、羊、馬、豬等哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)材料?
不能選擇哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞,因?yàn)椴溉閯?dòng)物成熟的紅細(xì)胞中沒有細(xì)胞核和線粒體,幾乎不含DNA。
體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精
2ml/L 的NaCl溶液
鑒定DNA,要現(xiàn)配現(xiàn)用
(1)研磨:稱取約30g洋蔥,切碎,然后放入研中,倒入10mL研磨液,充分研磨。(2)提取上清液:在漏斗中墊上紗布,將洋蔥研磨液過濾到燒杯中,在4℃冰箱中放置幾分鐘后,再取上清液。也可以直接將研磨液倒入塑料離心管中,在1500r/min的轉(zhuǎn)速下離心5min,再取上清液放入燒杯中。
研磨不充分,會(huì)使DNA分子不能從細(xì)胞核中釋放出來,從而影響提取的DNA含量
不可以,因?yàn)镈NA會(huì)被吸附到濾紙上而大量損失。
可能含有DNA、RNA以及蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、糖類等。
(3)加酒精析出:在上清液中加入體積相等的、預(yù)冷的酒精溶液(體積分?jǐn)?shù)為95%),靜置2~3 min,溶液中出現(xiàn)的白色絲狀物就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一個(gè)方向攪拌,卷起絲狀物,并用濾紙吸去上面的水分;或者將溶液倒入塑料離心管中,在10000r/min的轉(zhuǎn)速下離心5min,棄上清液,將管底的沉淀物(粗提取的DNA)晾干。
(1)冷卻的酒精溶液(體積分?jǐn)?shù)95%)作用:
一是抑制核酸水解酶活性,防止DNA降解;
二是低溫有利于增加DNA分子柔韌性,減少斷裂。
這一步的目的是蛋白質(zhì)溶解在酒精中,DNA不溶于酒精而析出。
將絲狀物或沉淀物溶于 溶液中,加入 試劑,混合均勻后,將試管置于沸水中加熱5min。
在等體積的NaCl溶液中加入二苯胺試劑,將試管置于同等沸水浴中加熱5min。
加入2ml/L氯化鈉溶液
DNA在沸水浴的情況下遇二苯胺試劑會(huì)被染成藍(lán)色
問題1:你提取出白色絲狀物或沉淀物了嗎?用二苯胺試劑鑒定的結(jié)果如何?
觀察提取的DNA的顏色,如果不是白色絲狀物,說明DNA中的雜質(zhì)較多。二苯胺試劑鑒定呈現(xiàn)藍(lán)色說明實(shí)驗(yàn)基本成功;如果不呈現(xiàn)藍(lán)色,可能的原因有所提取的DNA含量低,或者在實(shí)驗(yàn)操作過程中出現(xiàn)了失誤等。
問題2:你能分析出粗提取的DNA中可能含有哪些雜質(zhì)嗎?
本實(shí)驗(yàn)粗提取的DNA可能仍然含有核蛋白、多糖等雜質(zhì)。
問題3:與其他同學(xué)提取的DNA進(jìn)行比較,看看實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何不同,分析產(chǎn)生差異的原因。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果不明顯的可能原因:①材料中的核物質(zhì)沒有充分釋放出來,如研磨不充分或蒸餾水的量不夠。②加入酒精后搖動(dòng)或攪拌時(shí)過猛,DNA被破壞。③二苯胺最好現(xiàn)用現(xiàn)配,否則二苯胺變成淺藍(lán)色,影響鑒定效果。
本試驗(yàn)只是對(duì)DNA進(jìn)行了粗提取,請(qǐng)查閱資料,了解實(shí)驗(yàn)室提取純度較高的DNA的一種方法,并與本實(shí)驗(yàn)中所使用的方法進(jìn)行比較,總結(jié)兩種方法的異同。
實(shí)驗(yàn)室提取純度較高的DNA的方法有不少。例如,可以先添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的SDS溶液,使蛋白質(zhì)變性后與DNA分開;隨后,加入氯仿—異丙醇混合液(體積比為24:1),通過離心將蛋白質(zhì)及其它雜質(zhì)除去,取清液;可重復(fù)上述操作幾次,直至上清液變成透明的粘稠液體。此外,由于苯酚可以迅速使蛋白質(zhì)變性,抑制核酸酶的活性,因此還可以先用苯酚處理,然后離心分層,這時(shí)DNA溶于上層水相,蛋白質(zhì)變性后存在于酚層中,用吸管、微量移液器等實(shí)驗(yàn)用具就可以將二者分開。
1.DNA遇二苯胺(沸水浴)會(huì)染成( ) A.磚紅色 B.橘黃色 C.紫色 D.藍(lán)色2.DNA析出與鑒定過程中,會(huì)出現(xiàn)白色絲狀物,用玻璃棒攪拌時(shí)為什么要沿一個(gè)方向輕輕攪拌( ) A.為了省力 B.加快蛋白質(zhì)的析出 C.為了加大DNA的溶解度 D.防止DNA結(jié)構(gòu)被破壞
3.在DNA析出與鑒定過程中加入酒精的目的是( ) A.溶解DNA B.除去DNA中所有雜質(zhì) C.析出DNA D.稀釋溶液降低濃度
4.DNA的粗提取中,加入與濾液體積相等的、冷卻的某物質(zhì)的溶液,靜置2~3 min,溶液中會(huì)出現(xiàn)白色絲狀物。上面提到的某物質(zhì)的溶液是指( )A.0.9%的NaCl溶液 B.0.14 ml/L的NaCl溶液C.質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的HCl溶液 D.體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液
5.關(guān)于DNA在NaCl溶液中的溶解度,下面的敘述哪一個(gè)是正確的( ) A.隨著NaCl溶液濃度的增大,DNA在NaCl溶液中的溶解度也增大 B.隨著NaCl溶液濃度的減小,DNA在NaCl溶液中的溶解度也減小 C.DNA在NaCl溶液中的溶解度與NaCl溶液的濃度無關(guān) D.當(dāng)NaCl溶液的濃度為0.14M時(shí),DNA的溶解度最低
6.下表關(guān)于DNA粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)的表述,不正確的是( )
7.下列有關(guān)“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)原理的敘述,正確的是( )A.DNA在NaCl溶液中的溶解度隨NaCl溶液濃度的升高而減小B.利用DNA不溶于酒精的性質(zhì),可除去細(xì)胞中溶于酒精的物質(zhì)而得到較純的DNAC.DNA是大分子有機(jī)物,易溶于水也溶于某些有機(jī)溶劑D.在沸水浴中,DNA遇二苯胺會(huì)出現(xiàn)紫色反應(yīng)
8.利用新鮮洋蔥作為實(shí)驗(yàn)材料提取DNA時(shí)A.可將洋蔥置于清水中,細(xì)胞吸水破裂后將DNA釋放出來B.離心后上清液中加入75%冷酒精,出現(xiàn)的白色絲狀物就是純凈的DNAC.將晾干的白色絲狀物置于2 ml/L的NaCl溶液中,會(huì)發(fā)生溶解現(xiàn)象D.可利用DNA在低溫下遇到二苯胺試劑呈現(xiàn)藍(lán)色反應(yīng)的特性對(duì)其進(jìn)行鑒定
9. 下列有關(guān)“ DNA 的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的敘述,錯(cuò)誤的是( )A. 實(shí)驗(yàn)室可用雞血細(xì)胞作為提取 DNA 的材料B. 在 2?ml/LNaCl 溶液中, DNA 溶解度較大C. 向上清液中緩慢加入預(yù)冷的酒精,是為了充分稀釋 DNA D. 二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用,否則會(huì)影響鑒定效果
10.DNA粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)中所依據(jù)的原理是①DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同②DNA易被甲紫溶液染成紫色③溶解有DNA的NaCl溶液加入二苯胺試劑沸水浴后會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色④加入體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精,DNA會(huì)從溶液中析出⑤加入體積分?jǐn)?shù)為70%的冷酒精,DNA會(huì)從溶液中析出A.①②③ B.①③④C.②③④ D.①③⑤
11.下列關(guān)于DNA粗提取與鑒定的敘述,錯(cuò)誤的是( )A. DNA析出過程中,攪拌操作要輕柔以防DNA斷裂B. 預(yù)冷的酒精溶液可用來粗提取DNAC. 用二苯胺試劑鑒定DNA需要進(jìn)行水浴加熱D. 鑒定DNA時(shí),應(yīng)將絲狀物直接加入到二苯胺試劑中進(jìn)行沸水浴
12.下圖是“DNA粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)操作步驟示意圖,下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A.圖1中的絲狀物含有DNAB.圖1所示操作的原理是DNA能溶于酒精,而蛋白質(zhì)等雜質(zhì)不溶C.圖2所示實(shí)驗(yàn)操作完成后,最好待試管溶液冷卻后觀察顏色變化D.圖2中的溶液b能夠溶解DNA
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