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1、專題專題5DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)和蛋白質(zhì)技術(shù) 課題課題1DNA的粗提取與鑒的粗提取與鑒定定 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接DNA的提取是現(xiàn)代生物技術(shù)進(jìn)行中藥鑒別的最關(guān)的提取是現(xiàn)代生物技術(shù)進(jìn)行中藥鑒別的最關(guān)鍵步驟。總鍵步驟?？侱NA的有效提取要求材料中的的有效提取要求材料中的DNA盡可能盡可能少地降解。但用于生藥真實(shí)性鑒別的藥材在干燥、加工、少地降解。但用于生藥真實(shí)性鑒別的藥材在干燥、加工、貯藏等過程中均造成了貯藏等過程中均造成了DNA不同程度的降解，一般不同程度的降解，一般DNA的含量也比較低。藥材中次生代謝產(chǎn)物含量較高，的含量也比較低。藥材中次生代謝產(chǎn)物含量較高，會干擾提取。另外也可能有微生
2、物引起的外源會干擾提取。另外也可能有微生物引起的外源DNA的的污染。污染。DNA的質(zhì)量將直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)的成敗。不同的的質(zhì)量將直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)的成敗。不同的研究目的對研究目的對DNA的純度和量的要求不盡相同。的純度和量的要求不盡相同。 欄目鏈接欄目鏈接請思考：請思考：1DNA是怎樣提取的？是怎樣提取的？2DNA是怎樣進(jìn)行鑒定的？是怎樣進(jìn)行鑒定的？ 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接1DNA的粗提取的粗提取(1)基本思路：利用基本思路：利用DNA與與_、_和和_等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面的等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面的_，提取，提取DNA，去除其他成分。去除其他成分。(2)方法和原理：方法和原理：DNA和和_
3、等其他成分在不同濃度的等其他成分在不同濃度的_溶液中溶解度不同，利用這一特點(diǎn)選擇適當(dāng)?shù)娜芤褐腥芙舛炔煌眠@一特點(diǎn)選擇適當(dāng)?shù)腳就能使就能使DNA充分溶解，而使充分溶解，而使_沉淀，或沉淀，或者相反，以達(dá)到分離目的。者相反，以達(dá)到分離目的。一、一、DNA的粗提取和鑒定的粗提取和鑒定 RNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 脂質(zhì)脂質(zhì) 差異差異 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) NaCl 鹽濃度鹽濃度 雜質(zhì)雜質(zhì) 欄目鏈接欄目鏈接DNA不溶于不溶于_，但是某些，但是某些_則可溶于則可溶于其中。其中。_能水解蛋白質(zhì)，但是對能水解蛋白質(zhì)，但是對_沒有影響。沒有影響。大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受_的高溫而發(fā)生變的高溫而發(fā)生變性，而
4、性，而DNA在在_以上才會變性。以上才會變性。_能瓦解細(xì)胞膜，但對能瓦解細(xì)胞膜，但對DNA無影響。無影響。 酒精酒精 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 蛋白酶蛋白酶 DNA 6080 80 洗滌劑洗滌劑 欄目鏈接欄目鏈接2DNA的鑒定的鑒定在沸水浴的條件下，在沸水浴的條件下，DNA遇遇_會被染成藍(lán)色。會被染成藍(lán)色。 二苯胺二苯胺 欄目鏈接欄目鏈接二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1選取實(shí)驗(yàn)材料選取實(shí)驗(yàn)材料選用選用_的生物組織，成功的可能性更的生物組織，成功的可能性更大大。2破碎細(xì)胞，獲取含破碎細(xì)胞，獲取含DNA的濾液的濾液動物細(xì)胞的破碎比較容易，例如，在雞血細(xì)胞液動物細(xì)胞的破碎比較容易，例如，在雞血細(xì)胞液中加入一定量的中加
5、入一定量的_，同時，同時_，過，過濾后收集濾液即可。如果是植物細(xì)胞，需要先用濾后收集濾液即可。如果是植物細(xì)胞，需要先用_溶解溶解_。 DNA含量較高含量較高 蒸餾水蒸餾水 用玻璃棒攪拌用玻璃棒攪拌 洗滌劑洗滌劑 細(xì)胞膜細(xì)胞膜 欄目鏈接欄目鏈接3去除濾液中雜質(zhì)去除濾液中雜質(zhì)(1)方案一：通過控制方案一：通過控制_的濃度去除的濃度去除_。(2)方案二：直接向?yàn)V液中加入方案二：直接向?yàn)V液中加入_，反應(yīng)，反應(yīng)1015 min，_中的中的_能夠分解蛋白能夠分解蛋白質(zhì)質(zhì)。(3)方案三：將濾液放在方案三：將濾液放在_的恒溫水浴箱中的恒溫水浴箱中保溫保溫1015 min，注意嚴(yán)格控制溫度范圍，使，注意嚴(yán)格控制
6、溫度范圍，使_沉淀析出而沉淀析出而_分子還未變性，可以將分子還未變性，可以將DNA與蛋白與蛋白質(zhì)分離質(zhì)分離。 NaCl溶液溶液 雜質(zhì)雜質(zhì) 嫩肉粉嫩肉粉 嫩肉粉嫩肉粉 木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶 6075 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) DNA 欄目鏈接欄目鏈接4DNA的進(jìn)一步提純的進(jìn)一步提純利用利用DNA不溶于冷卻的不溶于冷卻的_這一原理，可從這一原理，可從_中析出較純凈的中析出較純凈的DNA，此時，此時DNA的狀態(tài)為的狀態(tài)為_。5DNA的析出與鑒定的析出與鑒定(1)DNA的析出：的析出：DNA的析出用的是與濾液體積相的析出用的是與濾液體積相等的、等的、_的的_溶液。溶液。 95%酒精酒精 濾液濾液 白色絲狀物白色絲
7、狀物 冷卻冷卻 酒精酒精 欄目鏈接欄目鏈接(2)DNA鑒定：鑒定鑒定：鑒定DNA時在試管中先加入物質(zhì)的時在試管中先加入物質(zhì)的量濃度為量濃度為_的的NaCl溶液溶液5 mL。兩支試管中其中一。兩支試管中其中一支加入支加入DNA絲狀物，各加入二苯胺絲狀物，各加入二苯胺_。在沸水浴的條件下，在沸水浴的條件下，DNA遇遇_會被染成藍(lán)會被染成藍(lán)色，因此色，因此_可以作為鑒定可以作為鑒定DNA的試劑。的試劑。 2 mol/L 4 mL 二苯胺二苯胺 二苯胺二苯胺 欄目鏈接欄目鏈接三、操作提示三、操作提示(1)以血液為實(shí)驗(yàn)材料時，每以血液為實(shí)驗(yàn)材料時，每100 mL血液中需要加血液中需要加入入3 g_，防止
8、，防止_。(2)加入洗滌劑后，動作要加入洗滌劑后，動作要_、_，否則容易產(chǎn)生大量的，否則容易產(chǎn)生大量的_，不利于后續(xù)，不利于后續(xù)步驟的操作。加入酒精和用玻璃棒攪拌時，動作要輕緩，步驟的操作。加入酒精和用玻璃棒攪拌時，動作要輕緩，以免以免_，導(dǎo)致，導(dǎo)致DNA分子不能形分子不能形成成_。(3)鑒定鑒定DNA用的染色劑用的染色劑_試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用，試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用，否則會影響鑒定的效果。否則會影響鑒定的效果。 檸檬酸鈉檸檬酸鈉 血液凝固血液凝固 輕緩輕緩 柔和柔和 泡沫泡沫 加劇加劇DNA分子的斷裂分子的斷裂 絮狀沉淀絮狀沉淀 二苯胺二苯胺 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接一、一、DNA粗提取的原理粗
9、提取的原理1DNA溶解度溶解度溶解規(guī)律溶解規(guī)律2 mol/LNaCl溶液溶液0.14 mol/LNaCl溶液溶液DNA溶解溶解析出析出 欄目鏈接欄目鏈接蛋白蛋白質(zhì)質(zhì)NaCl溶液濃度從溶液濃度從2 mol/L降低的過降低的過程中，蛋白質(zhì)溶程中，蛋白質(zhì)溶解度逐漸增大解度逐漸增大部分發(fā)生鹽部分發(fā)生鹽析沉淀析沉淀溶解溶解 欄目鏈接欄目鏈接總結(jié)總結(jié)DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同。在溶液中溶解度不同。在NaCl溶液濃度低溶液濃度低于于0.14 mol/L時，時，DNA的溶解度隨的溶解度隨NaCl溶液濃溶液濃度的增加而逐漸降低，在度的增加而逐漸降低
10、，在0.14 mol/L時，時，DNA溶解度最??；當(dāng)溶解度最小；當(dāng)NaCl溶液濃度繼續(xù)增加時，溶液濃度繼續(xù)增加時，DNA的溶解度又逐漸增大；的溶解度又逐漸增大；選擇適當(dāng)?shù)柠}濃度就能使選擇適當(dāng)?shù)柠}濃度就能使DNA充分溶解充分溶解，而使雜質(zhì)沉淀，或者相反，以達(dá)到分離目的，而使雜質(zhì)沉淀，或者相反，以達(dá)到分離目的 欄目鏈接欄目鏈接2.DNA與蛋白質(zhì)對蛋白酶、高溫、洗滌劑的耐受性的區(qū)別與蛋白質(zhì)對蛋白酶、高溫、洗滌劑的耐受性的區(qū)別DNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白酶蛋白酶無影響無影響水解水解高溫高溫80 以上才會以上才會變性變性60 80 會變性會變性洗滌劑洗滌劑無影響無影響瓦解細(xì)胞膜瓦解細(xì)胞膜(破壞膜中的蛋白破壞膜
11、中的蛋白質(zhì)分子質(zhì)分子) 欄目鏈接欄目鏈接 鹽析和高溫對鹽析和高溫對DNA活性的影響不同活性的影響不同鹽析過程鹽析過程DNA的空間結(jié)構(gòu)不變，沒有變性，只的空間結(jié)構(gòu)不變，沒有變性，只是溶解度降低。是溶解度降低。高溫使高溫使DNA和蛋白質(zhì)變性時破壞的鍵不同。和蛋白質(zhì)變性時破壞的鍵不同。DNA變性時，氫鍵被破壞，而蛋白質(zhì)變性時往往破壞變性時，氫鍵被破壞，而蛋白質(zhì)變性時往往破壞二硫鍵，因此降溫時二硫鍵，因此降溫時DNA能復(fù)性，而蛋白質(zhì)不能。能復(fù)性，而蛋白質(zhì)不能。特特 別別提提 醒醒例例1DNA在在NaCl溶液中的溶解度有兩重性，隨溶液中的溶解度有兩重性，隨NaCl溶液濃度的變化而變化，則下圖所示能反映溶
12、液濃度的變化而變化，則下圖所示能反映DNA的溶解度與的溶解度與NaCl溶液濃度之間關(guān)系的是溶液濃度之間關(guān)系的是() 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接解析：解析：DNA在在0.14 mol/L NaCl溶液中溶解溶液中溶解度最低。度最低。答案：答案：C 欄目鏈接欄目鏈接變式變式訓(xùn)練訓(xùn)練1蛋白酶能將蛋白質(zhì)水解而使染色質(zhì)中的蛋白酶能將蛋白質(zhì)水解而使染色質(zhì)中的DNA分離出來，下列藥品可達(dá)到上述同一目的的是分離出來，下列藥品可達(dá)到上述同一目的的是()A蒸餾水蒸餾水BNaCl溶液溶液CNaOH溶液溶液 D鹽酸鹽酸 欄目鏈接欄目鏈接變式變式訓(xùn)練訓(xùn)練解析：解析：DNA在在0.14 mol/L的的NaCl溶液
13、中溶解度最溶液中溶解度最低，蛋白質(zhì)可溶，從而把低，蛋白質(zhì)可溶，從而把DNA和蛋白質(zhì)分開。和蛋白質(zhì)分開。答案：答案：B 欄目鏈接欄目鏈接二、二、DNA的粗提取和鑒定的實(shí)驗(yàn)過程的分析的粗提取和鑒定的實(shí)驗(yàn)過程的分析 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接2實(shí)驗(yàn)過程中的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)過程中的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)中兩次加入蒸餾水的目的不同：實(shí)驗(yàn)中兩次加入蒸餾水的目的不同：第一次的目的是使雞血細(xì)胞吸水漲破，加水后必第一次的目的是使雞血細(xì)胞吸水漲破，加水后必須充分?jǐn)嚢?，不?yīng)少于須充分?jǐn)嚢瑁粦?yīng)少于5 min，使血細(xì)胞充分吸水漲破，使血細(xì)胞充分吸水漲破。第
14、二次的目的是為了稀釋第二次的目的是為了稀釋NaCl溶液，使溶液，使DNA逐逐漸析出漸析出。(2)實(shí)驗(yàn)中三次加實(shí)驗(yàn)中三次加NaCl溶液的目的：溶液的目的：第一次加入第一次加入NaCl溶液后必須充分?jǐn)嚢?，加速染溶液后必須充分?jǐn)嚢瑁铀偃旧|(zhì)中色質(zhì)中DNA與蛋白質(zhì)分離，使與蛋白質(zhì)分離，使DNA充分游離并溶解在充分游離并溶解在NaCl溶液中溶液中。 欄目鏈接欄目鏈接第二次加入第二次加入NaCl溶液的目的是使溶液的目的是使DNA溶解溶解。第三次第三次(即即DNA鑒定環(huán)節(jié)鑒定環(huán)節(jié))中加中加NaCl溶液的目的溶液的目的是溶解是溶解DNA。(3)實(shí)驗(yàn)中六次攪拌的目的：實(shí)驗(yàn)中六次攪拌的目的： 欄目鏈接欄目鏈接目
15、的目的第一次第一次攪拌加蒸餾水的雞血細(xì)胞液，加速細(xì)胞破攪拌加蒸餾水的雞血細(xì)胞液，加速細(xì)胞破裂裂第二次第二次攪拌含攪拌含DNA的高濃度鹽溶液，加速的高濃度鹽溶液，加速DNA的的溶解溶解第三次第三次攪拌加蒸餾水的攪拌加蒸餾水的NaCl溶液，均勻稀釋以析溶液，均勻稀釋以析出更多出更多DNA第四次第四次攪拌含攪拌含DNA的高濃度鹽溶液，加速的高濃度鹽溶液，加速DNA的的溶解溶解第五次第五次攪拌含攪拌含DNA的酒精，提取含雜質(zhì)較少的的酒精，提取含雜質(zhì)較少的DNA第六次第六次攪拌含攪拌含DNA白色絲狀物的鹽溶液，加速白色絲狀物的鹽溶液，加速DNA的溶解的溶解 欄目鏈接欄目鏈接哺乳動物成熟的紅細(xì)胞不含細(xì)胞核
16、，無哺乳動物成熟的紅細(xì)胞不含細(xì)胞核，無DNA分子，分子，不能作為提取不能作為提取DNA的實(shí)驗(yàn)材料的實(shí)驗(yàn)材料若選取肝臟細(xì)胞或植物若選取肝臟細(xì)胞或植物細(xì)胞，由于肝組織含較多蛋白質(zhì)纖維，植物組織有胞間細(xì)胞，由于肝組織含較多蛋白質(zhì)纖維，植物組織有胞間連絲和細(xì)胞壁，則必須充分研磨。連絲和細(xì)胞壁，則必須充分研磨。過濾時不能用濾紙代替紗布，否則會因過濾時不能用濾紙代替紗布，否則會因DNA被吸被吸附到濾紙上，而導(dǎo)致附到濾紙上，而導(dǎo)致DNA大量損失。大量損失。特特 別別提提 醒醒 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接相關(guān)試劑的作用辨析：相關(guān)試劑的作用辨析：a檸檬酸鈉：作為抗凝劑，防止血液凝固。檸檬酸鈉：作為抗凝劑
17、，防止血液凝固。b洗滌劑：能夠瓦解細(xì)胞膜，釋放內(nèi)含物洗滌劑：能夠瓦解細(xì)胞膜，釋放內(nèi)含物DNA。c食鹽：可以加速核蛋白解體，游離出食鹽：可以加速核蛋白解體，游離出DNA分子。分子。特特 別別提提 醒醒 欄目鏈接欄目鏈接例例2(雙選雙選)下表是關(guān)于下表是關(guān)于DNA粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)中粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)中所使用的材料、操作及其作用的表述，正確的是所使用的材料、操作及其作用的表述，正確的是() 欄目鏈接欄目鏈接試劑試劑操作操作作用作用A檸檬酸檸檬酸鈉鈉與雞血混合與雞血混合防止血液凝固防止血液凝固B蒸餾水蒸餾水與雞血細(xì)胞混合與雞血細(xì)胞混合保持細(xì)胞形狀保持細(xì)胞形狀C蒸餾水蒸餾水加入溶解有加入溶解有DNA的的N
18、aCl溶液中溶液中析出析出DNA絲狀絲狀物物D冷卻的冷卻的酒精酒精加入過濾后含加入過濾后含DNA的的NaCl溶液中溶液中產(chǎn)生特定的顏產(chǎn)生特定的顏色反應(yīng)色反應(yīng) 欄目鏈接欄目鏈接解析：解析：在在DNA粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)中，檸檬酸鈉可以粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)中，檸檬酸鈉可以防止血液凝固；雞血中加入蒸餾水可以使細(xì)胞膜和核膜防止血液凝固；雞血中加入蒸餾水可以使細(xì)胞膜和核膜破裂；破裂；DNA在不同濃度的在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，在溶液中溶解度不同，在0.14 mol/L NaCl溶液中的溶解度最低，有利于溶液中的溶解度最低，有利于DNA析出；析出；DNA不溶于酒精，可以獲得較純的不溶于酒精，可以獲得較
19、純的DNA；DNA遇二苯胺遇二苯胺(水浴加熱水浴加熱)產(chǎn)生藍(lán)色反應(yīng)。產(chǎn)生藍(lán)色反應(yīng)。答案：答案：AC 欄目鏈接欄目鏈接2下列關(guān)于下列關(guān)于DNA的粗提取和鑒定的有關(guān)說法，正的粗提取和鑒定的有關(guān)說法，正確的是確的是()ADNA在在NaCl溶液中的溶解度隨溶液中的溶解度隨NaCl溶液濃度溶液濃度的增大而增大的增大而增大B溶有溶有DNA的的NaCl溶液中加入溶液中加入4 mL二苯胺試劑二苯胺試劑即變藍(lán)色即變藍(lán)色變變 式式訓(xùn)訓(xùn) 練練 欄目鏈接欄目鏈接CDNA粗提取和鑒定時，選材最好用雞血而不用粗提取和鑒定時，選材最好用雞血而不用豬血豬血D提取洋蔥的提取洋蔥的DNA時，在切碎的洋蔥中加入一定時，在切碎的洋蔥
20、中加入一定的洗滌劑和食鹽，食鹽有利于的洗滌劑和食鹽，食鹽有利于DNA從細(xì)胞中釋放出來從細(xì)胞中釋放出來變變 式式訓(xùn)訓(xùn) 練練 欄目鏈接欄目鏈接解析：解析：從從DNA在在NaCl溶液中的溶解度曲線可知，溶液中的溶解度曲線可知，NaCl溶液在低于溶液在低于0.14 mol/L時，時，DNA的溶解度隨的溶解度隨NaCl溶溶液濃度的增加而逐漸下降，液濃度的增加而逐漸下降，0.14 mol/L時溶解度最低，時溶解度最低，當(dāng)當(dāng)NaCl溶液濃度繼續(xù)增加時，溶液濃度繼續(xù)增加時，DNA的溶解度逐漸增加。的溶解度逐漸增加。A項(xiàng)只注重一段范圍內(nèi)的變化，不夠全面。二苯胺試劑項(xiàng)只注重一段范圍內(nèi)的變化，不夠全面。二苯胺試劑使用時需要水浴加熱才能出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。豬的成熟紅細(xì)使用時需要水浴加熱才能出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。豬的成熟紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核，無胞沒有細(xì)胞核，無DNA，故，故變變 式式訓(xùn)訓(xùn) 練練 欄目鏈接欄目鏈接不能用于本實(shí)驗(yàn)。而提取洋蔥的不能用于本實(shí)驗(yàn)。而提取洋蔥的DNA時，食鹽的作用時，食鹽的作用是溶解釋放出的是溶解釋放出的DNA，洗滌劑的作用才是使，洗滌劑的作用才是使DNA從細(xì)從細(xì)胞中釋放出來。胞中釋放出來。答案：答案：C變變 式式訓(xùn)訓(xùn) 練練 欄目鏈接欄目鏈接
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