DNA的粗提取与鉴定备课教案Word下载.docx

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教学过程

教学阶段

教师活动

学生活动

设计意图

时

间

这节课，我们一起学习“DNA的粗提

取与鉴疋技术。

板书：

开门见山，

DNA的提取技术是整个基因工程技术

使学生明

基础。

基本上，不论是出于何种目的的

白DNA提

分子生物学实验，大到被称为“人类阿

引入

倾听

取技术的

波罗计划”的人类基因组计划，小到今

重要性，引

天已经被我们熟知的亲子鉴定，DNA

发学生的

提取技术都是其中基础的基础。

而其他

学习兴趣

诸如RNA的提取，质粒的提取等实验，

都可以说是参考这一技术改进，或者重

新设计出来的。

这节课，我们一起学习DNA的粗提取

与鉴定技术。

DN

实验

首先，我们应该选取合适的实验材料。

A的

材料

问题：

教材中列举了很多中材料，请你

粗提

的选

从中选出2-3种。

思考、回答

取与

择

原则：

凡是含有DNA的生物材料都可

鉴定

以考虑，但是，选用DNA含量相对较

白为什么

高的生物组织，成功的可能性更大。

要选用鸡

那么教材中选择鸡血细胞液作为实验材料，而相对于其他材料鸡血细胞液，有什么优点呢？

1.鸡是真核生物，真核生物的DNA都在染色体上。

2.鸟类的血细胞核大，DNA多（从核

DNA数目来看，猪38条，鸡78条，

哺乳动物血0条，猕猴桃58条，洋葱

16条，豌豆14条，菠菜12条，大肠

杆菌1条）

3.不需要破除细胞壁

选用鸡血细胞液还有一个好处鸡

血比较容易获得，那么我们为什么不用

哺乳动物的红细胞呢？

哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核

冋题：

鸡血细胞液可以直接用吗？

柠檬酸钠抗凝

血细胞液

为材料

娜细

鸡血细胞虽然没有细胞壁，但是

依然有细胞膜，以你所学的知识，有什

使学生知

道破碎动

胞，

释放

DNA

么比较简便但是可行的方法可以破碎细胞膜？

生物会考的实验是质壁分离，你还记得方法和原理吗？

所以为了破碎鸡血细胞，我们可以反其道而行之，在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，使其吸水胀破，达到破碎细胞的目的。

加入蒸馏水的同时，要用玻璃棒进行搅拌

方法：

单向，快速，5min，速度力量不要过于猛烈，防治打碎DNA。

目的：

加速血细胞破裂

这是我们获得的将是含有细胞膜、细胞器的碎片液体，我们如何初步获得含有DNA的液体？

过滤

可以用滤纸过滤吗？

不可以，孔径太小。

需要用到3-4层纱布，除去一些颗粒较大的杂质，获得含有DNA的滤液。

这时DNA在哪里？

物细胞的

方法和原

理

滤液里。

破碎细胞，释放DNA

对于动物细胞我们可以利用细胞的渗透压来破碎细胞，但是很多情况下，人们不得不面对植物材料，那么我们是不是还可以通过加入一定量的蒸馏水来涨破细胞呢？

植物细胞有细胞壁的支持和保护，因此吸水不会涨破。

我们通常通过研磨来破碎植物细胞的细胞壁。

在研磨的过程中，一般还会加入洗涤剂和食盐。

洗涤剂的作用：

洗涤剂也分为亲水基团和亲脂基团，可以与细胞膜中的蛋白质结合，使之溶解，进而瓦解细胞膜。

食盐的作用：

食盐中主要含有NaCI，有利于DNA的溶解。

去除

滤液

中的

这时的滤液可能含有哪些细胞成

分？

主要有RNA、核蛋白、多糖等

杂质

那么我们应该如何将DNA单独分离出

来？

去除滤液中的杂质

提取生物大分子的基本思路是选用一定的物理或化学方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。

对于DNA的粗提取而言，就是要利用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。

背景介绍；

DNA的溶解性

图片：

DNA在NaCl溶液中的溶解度曲线

在什么浓度下，DNA的溶解度最小？

DNA在NaCl溶液中的溶解度是如何变化的？

在NaCl溶液浓度低于0.14mol/L时，

DNA的溶解度随NaCl溶液浓度的增加

而逐渐降低；

在0.14mol/L时，DNA溶解度最小；

当NaCl溶液浓度继续增加时，DNA的溶解度又逐渐增大。

思考、分析、

回答

使学生掌握盐析法的原理与方法

如何通过控制NaCI溶液的浓度使DNA在盐溶液中溶解或析出？

当氯化钠的物质的量浓度为2mol/L时，DNA的溶解度最大，浓度为0.14mol/L时，DNA的溶解度最低。

利用这一原理，可以使DNA在盐溶液中溶解或析出

为什么反复地溶解与析出DNA，能够去除杂质？

用高浓度的盐溶液溶解DNA，能除去在咼盐中不能溶解的杂质；

用低盐浓度使DNA析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂质。

第一步：

在浓度较高的NaCI溶液溶液中核蛋白容易解聚，游离出的DNA溶解在溶液中。

在溶液中加入两倍体积的浓度为2mol/L的NaCI溶液，用玻璃棒沿一个方向搅拌1min,使DNA充分溶解。

板书：

（1）溶解细胞核内的DNA

第二步：

加蒸馏水降低NaCI溶液浓度，使DNA析出。

缓慢贴壁加入蒸馏水，并轻轻地沿一个方向不停地均匀搅拌，以利于DNA分子的附着和缠绕。

同时应注意控制加水量，使NaCI溶液的终浓度为0.14mol/L，直到溶液中丝状物不再增加时为止。

（2）DNA的析出

在刚才实验中我们利用DNA在不同浓度NaCI溶液中溶解度不同的特性，去除杂质。

那么课本中还给出了其他两种方案，请你阅读教材P56，思考这两个方案的原理。

方案二：

直接在滤液中加入嫩肉粉，反

应10-15min

嫩肉粉的主要成分是木瓜蛋白酶，利用蛋白酶分解杂质蛋白，从而使提取的DNA与蛋白质分开

通过对，其他两种方案的分析，使学生深入理解纯

化DNA的

方法和原理

方案三：

将滤液放在60-75C的恒温水

浴箱中保温10-15min。

利用的是DNA和蛋白质对高温耐受性的不同，从而使蛋白质变性，与DNA分离。

过滤：

用3〜4层纱布对DNA稀释液进

行过滤，滤过蛋白质，收集DNA的粘

稠物。

我们刚才说了DNA提取技术是分子生

物学技术的基础，但如果提取的DNA

量不够且其中含有较多杂质，是无法用

于其它操作的。

所以我们必须对DNA

进行进一步的纯化。

原理也是DNA的

溶解性。

的初

背景介绍：

步纯

DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的

思考、分析

化

某些蛋白质则溶于酒精。

在实验中，我

道DNA纯

们可以使用预冷的酒精，使DNA能够

化的原理

更好地凝结

和方法

将DNA粘稠物再溶解，继续用2mol/L

的NaCl溶液20mL溶解DNA黏稠物，

仍旧沿一个方向不停搅拌3min,使

DNA充分溶解。

过滤:

用3〜4层纱布进行过滤，滤去杂质，收集含有DNA的滤液。

纯化：

向滤液中贴壁缓慢加入50mL预

冷的体积份数为95%乙醇，并用玻璃棒朝一个方向缓慢、均匀地搅拌，溶液中会出现DNA丝状物。

DNA的初步纯化

预冷的酒精具有以下优点：

1.抑制核酸水解酶活性，防止DNA降解

2.降低分子运动，易于形成沉淀析出

3•低温有利于增加DNA分子柔韧性，减少断裂

的鉴

疋

原理介绍：

二苯胺法

在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺变蓝。

溶解：

在物质的量浓度为2mol/L的

NaCl溶液5mL，放入丝状物，用玻璃

棒搅拌，使之溶解。

显色：

加入4mL的二苯胺试剂。

混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min。

如果溶液变蓝是否能说明DNA

的存在？

设置对照组：

在5mL体积的2mol/L

的NaCl溶液中加入4mL的二苯胺试剂，置于沸水中加热5min。

对比：

除了可以使用二苯胺法，还有什

么方法可以鉴定DNA?

用甲基绿溶液直接滴在有DNA丝状物的载玻片或玻棒上，呈蓝绿色反应。

只用一种即可，不混合用。

前者要加热，后者不加热

DNA的鉴定

道DNA鉴

定的原理和方法

小结

我们根据所需分离物质与其他物质物理或者化学性质的不同，来提取生物大分子物质。

而通过今天的学习，我们知道DNA有以下物理或者化学的特性是与其他生物大分子物质不同的：

DNA的溶解度随NaCI溶液浓度的增加

当NaCI溶液浓度继续增加时，DNA的溶解度又逐渐增大。

DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些物质则可以溶于酒精。

利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步分离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60—80°

C的咼温，而DNA在80°

C以上才会变性洗涤剂可以溶解细胞的细胞膜，去除脂质和蛋白质,但对DNA没有影响

因此，我们