【生物选修1】5.1 DNA的粗提取与鉴定

以下是微课

基础知识填空与背记

一、DNA的提取思路

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。

 二、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。利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解，而使_杂质_沉淀，或者相反，以达到分离目的。随着NaCl溶液浓度的增大，DNA的溶解度_先减小后增大_。在__0.14mol/L_浓度下，DNA的溶解度最小，要使DNA充分溶解，一般采用_2mol/L_浓度的NaCl溶液。

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 溶液。利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步的分离。

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60-80℃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。

3.DNA的鉴定：在 沸水浴 条件下，DNA遇 二苯胺 会被染成蓝 色，因此  二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。

 三、实验设计

1.实验材料的选取：凡是含有 DNA 的生物材料都可以考虑，但是选用DNA含量较高 的生物组织，成功的可能性更大。你认为教材提供的材料中哪些不适合提取DNA？哺乳动物的红细胞、在液体培养基的大肠杆菌。(材料：鱼卵、猪肝、菜花（花椰菜）、香蕉、鸡血、哺乳动物的红细胞、猕猴桃、洋葱、豌豆、菠菜、在液体培养基的大肠杆菌)

2.破碎细胞，获取含DNA的滤液：动物细胞的破碎比较容易，以鸡血细胞为例，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。提取花椰菜的DNA时，在捣碎的花椰菜中加入一定的 洗涤剂 和食盐 ，进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液。

教材问题

      ①为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂？

      蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液体，水分可以大量进入血细胞内，使血细胞胀裂。

  ②加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么？

  洗涤剂是一些离子去污剂，能溶解细胞膜，有利于DNA的释放；食盐的主要成分是NaCl，有利于DNA的溶解。

  ③如果研磨不充分，会对实验结果产生怎样的影响?

  研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全，提取的DNA量变少，影响实验结果，导致看不到丝状沉淀物、用二苯胺鉴定不显示蓝色等。

  ④此步骤获得的DNA滤液中可能含有哪些细胞成分？

  可能含有核蛋白、多糖和RNA等杂质

3.去除滤液中的杂质：

★方案一：利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中 溶解度 不同，通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质 。具体做法是：在滤液中加入NaCl，使NaCl溶液物质的量浓度为2mol/L，过滤除去不溶的杂质，再调节NaCl溶液物质的量浓度为0.14mol/L,析出DNA，过滤 去除溶液中的杂质，再用物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液溶解 DNA 。

方案二：直接在滤液中加入嫩肉粉，反应 10-15 min，嫩肉粉中的 木瓜蛋白酶 能够分解蛋白质。

方案三：将滤液放在60-75℃的恒温水浴箱中保温10-15min，注意严格控制温度范围。目的是除去担蛋白质等杂质。

教材问题

      ①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，能除去高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。

  ②方案二与方案三的原理有什么不同？

 方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白，从而使提取的DNA与蛋白质分开；方案三利用的是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。

4.DNA的析出与鉴定：

将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等 、冷却的 酒精溶液（体积分数为 95%），静置 2-3min ，溶液中会出现 白色丝状物 ，这就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一个方向 搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸取上面的水分。

取两支20ml的试管，各加入物质的量浓度为 2mol/L 的NaCl溶液5ml，将丝状物放入其中一支试管中，用玻璃棒搅拌，使丝状物溶解。然后，向两支试管中各加入4ml的 二苯胺试剂 。混合均匀后，将试管置于 沸水浴 中加热5min，待试管冷却后，比较两支试管溶液颜色的变化，看看溶解有DNA的溶液是否变蓝 。

四、操作提示

   1.以血液为实验材料时，每100ml血液中需要加入3g 柠檬酸钠 ，防止血液凝固 。

   2.加入洗涤剂后，动作轻缓、柔和 ，否则容易产生大量的 泡沫 ，不利于后续步骤的操作。加入酒精和用 玻璃棒 搅拌时，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 。

   3. 二苯胺 试剂要 现配现用 ，否则会影响鉴定的效果。