高中生物选修一专题五DNA和蛋白质技术知识点演示教学
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专题五DNA和蛋白质技术课题一DNA的粗提取与鉴定一、提取DNA的溶解性原理包括哪些方面?1.DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同;DNA不溶于酒精。
①DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度有何特点?要使DNA溶解,需要使用什么浓度?要使DNA析出,又需要使用什么浓度?在0.14mol/L时溶解度最小;较高浓度可使DNA溶解;0.14mol/L可使DNA析出。
②在溶解细胞中的DNA时,人们通常选用2mol/LNaCl溶液;将DNA分子析出的方法是向溶有DNA的NaCl溶液中缓慢注入蒸馏水,以稀释NaCl溶液。
酒精是一种常用有机溶剂,但DNA却不能溶于酒精(特别是95%冷却酒精),但细胞中蛋白质可溶于酒精。
2.从理论上分析,预冷的乙醇溶液具有以下优点。
一是抑制核酸水解酶活性,防止DNA降解;二是降低分子运动,易于形成沉淀析出;三是低温有利于增加DNA分子柔韧性,减少断裂。
3.采用DNA不溶于酒精的原理,可以达到什么目的?将DNA和蛋白质进一步分离。
4.提取DNA还可以利用DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性原理。
利用该原理时,应选用怎样的酶和怎样的温度值?蛋白酶,因为酶具有专一性,蛋白酶只水解蛋白质而不会对DNA产生影响。
温度值为60~80℃,因为该温度值蛋白质变性沉淀,而DNA不会变性。
补充:DNA的变性是指DNA分子在高温下解螺旋,其温度在80℃以上,如在PCR技术中DNA变性温度在95℃。
5.洗涤剂在提取DNA中有何作用?洗涤剂将细胞膜上的蛋白质,从而瓦解细胞膜。
6.当鉴定提取出的物质是否是DNA时,需要使用什么指示剂进行鉴定?在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺呈现蓝色。
原理总结:通过利用不同浓度NaCl溶液溶解或析出DNA,可以从细胞中提取和提纯DNA;再利用酒精进一步将DNA与蛋白质分离开来,达到提纯的目的;最后利用二苯胺试剂鉴定提取的物质是否是DNA。
二、实验材料的选取不同生物的组织中DNA含量不同。
5 DNA和蛋白质技术5.1 DNA的粗提取与鉴定1. 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。
DNA勺粗提取就是利用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粗提取的原理:1)DNA和蛋白质等其它成分在不同浓度的NaCI溶液中的溶解度不同。
所以一般选用|2mol/L |的NaCI溶液充分溶解DNA使杂质沉淀,再缓慢注入蒸馏水使NaCI溶液浓度接近0遍0几,使DNA析出。
2)DNA 不溶于酒精溶液,而细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。
所以可用体积分数为95% ,预冷的酒精溶液来提纯DN A3. 提取DNA还可以利用DNA寸酶、高温和洗涤剂的耐受性原理。
1)酶具有专一性,蛋白酶只水解蛋白质而不会对DNA产生影响。
2)温度值为60〜80C时,会使蛋白质变性沉淀,而DNA不会变性。
3)植物细胞提取DNA时,常用洗涤剂瓦解细胞膜, 但对DNA没有影响。
4. 在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺呈现蓝色,可以检测DNA勺存在。
5. 选用DNA含量相对高的生物组织提取DNA成功的可能性更大。
哺乳动物成熟的3)去除滤液中的杂质:往DNA滤液中加入|2mol/L的NaCl|溶液,过滤除去不溶的杂质。
再加蒸馏水调节NaCI溶液浓度接近|0.14mol/L |,析出|D N A过滤去除溶液中的杂质。
4)D NA勺提纯:将析出的DNA用|2mol/L的NaCj溶液溶解过滤取滤液,加入与滤液体积相等的、预冷的体积分数为95%勺酒精溶液,静置2-3分钟,析出匝丝状物即为粗提取的DNA5)D NA勺鉴定:白色丝状物溶于5mL2mol/L的NaCl|溶液,加入4mL二苯胺|,沸水浴5分钟后观察到DNA溶液呈蓝色。
7. 注意事项:在鸡血中要加入柠檬酸钠防止凝固;玻璃容器会吸附DNA,所以提取过程使用塑料烧杯;使用尼龙布过滤;加入酒精和用玻棒搅拌时,动作要轻口缓(细胞破裂快速搅拌),沿同一方向搅拌,以免加剧DNA分子的断裂导致DNA分子不能形成絮状沉淀。
5 DNA和蛋白质技术5.1 DNA的粗提取与鉴定1.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。
DNA的粗提取就是利用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粗提取的原理:1)DNA和蛋白质等其它成分在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同。
所以一般选用2mol/L的NaCl溶液充分溶解DNA,使杂质沉淀,再缓慢注入蒸馏水使NaCl溶液浓度接近0.14mol/L,使DNA析出。
2)DNA 不溶于酒精溶液,而细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。
所以可用体积分数为95%,预冷的酒精溶液来提纯DNA。
3.提取DNA还可以利用DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性原理。
1)酶具有专一性,蛋白酶只水解蛋白质而不会对DNA产生影响。
2)温度值为60~80℃时,会使蛋白质变性沉淀,而DNA不会变性。
3)植物细胞提取DNA时,常用洗涤剂瓦解细胞膜,但对DNA没有影响。
4.在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺呈现蓝色,可以检测DNA的存在。
5.选用DNA含量相对高的生物组织提取DNA,成功的可能性更大。
哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和细胞器,不适宜用来提取DNA,但适宜用来提取血红蛋白。
6.实验设计过程:1)实验材料的选取:本实验用鸡血细胞做实验材料有两个原因。
一是因为其DNA含量丰富,材料易得;二是鸡血细胞极易吸水胀破,而用动物肝脏细胞作实验材料常常需要匀浆和离心,对设备要求较高,操作繁琐,历时较长。
2)破碎细胞,获取含DNA的滤液:往鸡血细胞中加一定量的蒸馏水,同时用玻棒搅拌,使细胞吸水胀破释放DNA,过滤取DNA滤液。
3)去除滤液中的杂质:往DNA滤液中加入2mol/L的NaCl溶液,过滤除去不溶的杂质。
再加蒸馏水调节NaCl溶液浓度接近0.14mol/L,析出DNA,过滤去除溶液中的杂质。
4)DNA的提纯:将析出的DNA用2mol/L的NaCl溶液溶解过滤取滤液,加入与滤液体积相等的、预冷的体积分数为95%的酒精溶液,静置2-3分钟,析出白色丝状物即为粗提取的DNA。
5 DNA和蛋白质技术
5.1 DNA的粗提取与鉴定
1.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。
DNA的粗提取就是利用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粗提取的原理:1)DNA和蛋白质等其它成分在不同浓度的
NaCl溶液中的溶解度不同。
所以一般选用2mol/L的NaCl溶液充分溶解DNA,使杂质沉淀,再缓慢注入蒸馏水使NaCl溶液浓度接近0.14mol/L,使DNA析出。
2)DNA 不溶于酒精溶液,而细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。
所以可用体积分数为95%,预冷的酒精溶液来提纯DNA。
3.提取DNA还可以利用DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性原理。
1)酶具有专一性,蛋白酶只水解蛋白质而不会对DNA产生影响。
2)温度值为60~80℃时,会使蛋白质变性沉淀,而DNA不会变性。
3)植物细胞提取DNA时,常用洗涤剂瓦解细胞膜,但对DNA没有影响。
4.在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺呈现蓝色,可以检测DNA的存在。
5.选用DNA含量相对高的生物组织提取DNA,成功的可能性更大。
哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和细胞器,不适宜用来提取DNA,但适宜用来提取血红蛋白。
6.实验设计过程:1)实验材料的选取:本实验用鸡血细胞做实验材料有两个原因。
一是因为其DNA含量丰富,材料易得;二是鸡血细胞极易吸水胀破,而用动物肝脏细胞作实验材料常常需要匀浆和离心,对设备要求较高,操作繁琐,历时较长。
2)破碎细胞,获取含DNA的滤液:往鸡血细胞中加一定量的蒸馏水,同时用玻棒搅拌,使细胞吸水胀破释放DNA,过滤取DNA滤液。
3)去除滤液中的杂质:往DNA滤液中加入2mol/L的NaCl溶液,过滤除去不溶的杂质。
再加蒸馏水调节NaCl溶液浓度接近0.14mol/L,析出DNA,过滤去除溶液中的杂质。
4)DNA的提纯:将析出的DNA用2mol/L的NaCl溶液溶解过滤取滤液,加入与滤液体积相等的、预冷的体积分数为95%的酒精溶液,静置2-3分钟,析出白色丝状物即为粗提取的DNA。
5)DNA的鉴定:白色丝状物溶于5mL2mol/L的NaCl溶液,加入4mL二苯胺,沸水浴5分钟后观察到DNA溶液呈蓝色。
7.注意事项:在鸡血中要加入柠檬酸钠防止凝固;玻璃容器会吸附DNA,所以提
取过程使用塑料烧杯;使用尼龙布过滤;加入酒精和用玻棒搅拌时,动作要轻缓(细胞破裂快速搅拌),沿同一方向搅拌,以免加剧DNA分子的断裂,导致DNA分子不能形成絮状沉淀。
二苯胺试剂要现用现配等。
5.2多聚酶链式反应扩增DNA片段
1. PCR又叫多聚酶链式反应,是一种体外迅速扩张DNA片段的技术,其复制过程与细胞内DNA的复制类似。
需要:1)解旋酶(打开DNA双链);2)DNA母链(提供DNA复制的模板);3)四种脱氧核苷酸(合成子链的原料);4)DNA聚合酶(催化合成DNA子链)5)引物(使DNA聚合酶能够从引物的3,端开始连接脱氧核苷酸)。
2.为了明确地表示DNA的方向,通常将DNA的羟基(-OH)末端称为3,端,而磷酸基团的末端称为5,端。
DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,而只能从3,端延伸DNA链,因此DNA复制需要引物。
当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后,DNA聚合酶就能从引物的3,端开始延伸DNA链,因此DNA的合成方向总是从子链的5,端向3,端延伸。
1
2
3.PCR 利用了DNA
使用的PCR
PCR 反应需要在一定的
DNA
DNA
复制在体外反复进行。
4.PCR 一般要经历30
温度上升到
DNA 解聚为单链。
复性指当温度下降到
DNA 结合。
延伸指当温度上升到
A 、T 、C 、G )在DNA
聚合酶的作用下,根据碱基互补配对原则合成新的DNA 链。
5PCR
酶吸
6.DNA
在可以利用这一特点进行
的测定。
5.3 血红蛋白的提取和分离
1.负责血液中
2.溶解度、
吸附性质和对
3.
法。
内部有许多贯穿的通道,
当相对分子质量
质因此得以分离。
4.
20mmol/L PH 为7.0
)。
5.许多重要的生物大分子,
如
在一定的PH 下,
在电场的作用下,电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同使带电分
6.
样品的处理及粗分离包括:1
2 3
4)透析:把血红蛋白装入透析袋,置于20mmol/L 磷酸缓冲液(PH 为7.0
)中,除
7.用缓冲液平衡好的凝胶装填色谱柱时,
降低分离
8.血红蛋白提取和分离的程序可分为四大步,包括:样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。
首先通过洗涤红细胞、
血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液,再经过透析去除分子量较小的杂质,
然后通过凝即样品的纯化;。