1、专题5 DNA与蛋白质技术课题5.1 DNA的粗提取与鉴定庖丁巧解牛知识巧学 一、提取DNA的方法1.基本思路利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。2.DNA的理化性质（1）DNA的溶解性，DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，此外，DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用上述特点可达到分离DNA的目的。（2）DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性,蛋白酶能水解蛋白质，但是对DNA没有影响。大多数蛋白质不能忍受6080 的高温，而DNA在80 以上才会变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。要点提示
2、 DNA的溶解度与NaCl溶液浓度的关系：当NaCl溶液浓度低于0.14 mol/L时，随浓度的升高，DNA的溶解度降低；当NaCl溶液浓度高于0.14 mol/L时，随浓度升高，DNA的溶解度升高。3.DNA的鉴定DNA遇二苯胺（沸水浴）会染成蓝色，因此，二苯胺可以作为鉴定.的试剂。知识拓展 蛋白质的溶解度与盐溶液浓度的关系：在中性盐溶液中，低浓度时，蛋白质的溶解度较高即盐溶现象；高浓度时，蛋白质的溶解度较低，并可析出即盐析现象。二、实验设计1.实验材料的选取一定要选取DNA含量较高的生物材料，否则会由于实验过程中或多或少的损失而造成检测的困难。2.破碎细胞，获取含DNA的滤液以动物细胞为实
3、验材料时，破碎细胞较容易，例如，在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可。以植物细胞为材料时，充分研磨破坏了细胞壁，洗涤剂中的表面活性剂成分能够与膜蛋白结合从而破坏细胞膜，这些为核DNA的释放提供了通道。3.去除滤液中的杂质根据DNA的溶解特性、对酶及高温的耐受性的不同等特性，最大限度地将DNA与杂质分开。4.DNA的析出与鉴定难点剖析 在DNA的析出步骤中，用玻璃棒搅拌时，注意动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成絮状沉淀。盛放鸡血细胞液的容器，最好是塑料容器。鸡血细胞破碎以后释放出的DNA，容易被玻璃容器吸附，由于细胞内DNA的含量本来就
4、比较少，再被玻璃容器吸附一部分，提取到的DNA就会更少。因此，实验过程中最好使用塑料的烧杯和试管，这样可以减少提取过程中的DNA损失。辨析比较 （1）实验过程中有两次需要加入蒸馏水，第一次的目的是使红细胞膜破裂，第二次的目的是稀释NaCl溶液使其浓度降低至0.14 mol/L，使DNA沉淀析出。（2）两次析出DNA所依据的原理也不同：DNA在NaCl溶液浓度为0.14 mol/L时溶解度最低；DNA在冷却的体积分数为95%的酒精中能沉淀析出。问题探究 问题1 析出DNA时为什么要用冷却的酒精溶液？思路:DNA溶于一定浓度的NaCl溶液，但不溶于酒精，而且冷却的酒精可以降低分子运动，有利于DNA
5、的聚合和析出，同时低温有利于增加DNA分子的柔韧性以减少断裂，便于用玻璃棒卷起。此外，冷却的酒精还可以降低并抑制核酸水解酶的活性，防止DNA降解，从而提取到较多的DNA物质。探究:可以通过设置对照实验，向含有DNA物质的滤液中分别加入等体积的体积分数为95%的冷却酒精和常温态酒精，比较最终获得的白色丝状物的数量。问题2 制备鸡血细胞液时，为什么要在新鲜的鸡血中加入柠檬酸钠？思路:制备鸡血细胞液时，要在新鲜的鸡血中加入抗凝剂柠檬酸钠，防止血液凝固。其原理是柠檬酸钠能与血浆中Ca2+发生反应，生成柠檬酸钙络合物，血浆中游离的Ca2+大大减少，血液便不会凝固，因为鸡血红细胞、白细胞都有细胞核，DNA
6、主要存在于细胞核中，所以在离心或静置沉淀后，要弃出上层清液血浆。探究:鸡血中加入柠檬酸钠和不加入柠檬酸钠的血液状态如何？得到的淡黄色半透明的液体的成分有何不同？典题热题例1本实验中有三次过滤，以下三次过滤分别为了获得（）过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液过滤含黏稠物的0.14 mol/L的NaCl溶液过滤溶解有DNA的2 mol/L的NaCl溶液A.含核物质的滤液、纱布上的黏稠物、含DNA的滤液B.含核物质的滤液、滤液中DNA黏稠物、含DNA的滤液C.含核物质的滤液、滤液中DNA黏稠物、纱布上的DNAD.含较纯的DNA滤液、纱布上的黏稠物、含DNA的滤液解析：用蒸馏水稀释鸡血细胞液，使血细胞的细胞
7、膜、核膜破裂，释放出核物质，此时过滤只能得到含DNA和其他物质如蛋白质的滤液，这种滤液必须经过实验中其他步骤的相继处理，方能得到较纯的DNA。DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，成丝状黏稠物，可经过滤留在纱布上。答案：A方法归纳 过滤操作的目的无非两种，获得滤液，获得滤渣，关键是分析DNA存在于那种组分里面，根据提取DNA的原理，DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，DNA沉淀析出，存在于滤渣中，DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度较高，DNA存在于滤液中。例2下列关于DNA的粗提取和鉴定的有关说法，正确的是（）A.DNA在NaCl溶液中的溶解度随
8、NaCl溶液浓度的增大而增大B.溶有DNA的NaCl溶液中加入4mL二苯胺试剂即变蓝色 C.DNA粗提取和鉴定时，选材最好用鸡血而不用猪血 D.提取洋葱的DNA时，在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐，食盐有利于DNA从细胞中释放出来解析：本题考查DNA的粗提取和鉴定中相关步骤的模糊点。需要对每一个选项认真分析，用排除法选择。从DNA在NaCl溶液中的溶解度曲线可知，NaCl溶液在低于0.14 mol/L时，DNA的溶解度随NaCl溶液浓度增加而逐渐下降，0.14 mol/L时溶解度最低，当NaCl溶液浓度继续增加时，DNA溶解度逐渐增加。A选项只注重一段范围内的变化，不够全面。二苯胺试剂使用时需要水浴加热才出现实验现象。猪的成熟红细胞没有细胞核，无DNA，故不能用于本实验。而提取洋葱的DNA时，食盐的作用是溶解释放后的DNA，洗涤剂才能使DNA从细胞中释放出来。答案：C