高二生物：《DNA的粗提取与鉴定》
一、提取DNA的方法
提取生物大分子的基本思路是 。对于DNA的粗提取而言，就是要利用 、 等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。
1)DNA的溶解性 DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的 中溶解度不同，利用这一特点，选择适当的盐浓度就能 充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。
此外，DNA不溶于 溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。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 ，但是对 没有影响。大多数蛋白质不能忍受60-80oC的高温，而DNA在 以上才会变性。洗涤剂能够瓦解 ，但对DNA没有影响。
3)DNA的鉴定 在 条件下，DNA遇 会被染成 色，因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。
二、实验设计
1)实验材料的选取 凡是含有 的生物材料都可以考虑，但是使用 的生物组织，成功的可能性更大。在下面的生物材料中选取适合的实验材料：
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 ，同时用 搅拌，过滤后收集滤液即可。如果实验材料是植物细胞，需要先用 溶解细胞膜。例如，提取洋葱的DNA时，在切碎的洋葱中加入一定的 和 ，进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液。
3)去除滤液中的杂质
4)DNA的析出与鉴定
将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积 、冷却的 ，静置 ，溶液中会出现 ，这就是粗提取的DNA。用玻璃棒 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 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
。混合均匀后，将试管置于 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 。
三、操作提示
以血液为实验材料时，每100ml血液中需要加入3g ，防止 。
加入洗涤剂后，动作要 、 ，否则容易产生大量的泡沫，不利于后续步骤地操作。加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要 ，以免 ，导致DNA分子不能形成絮状沉淀。
二苯胺试剂要 ，否则会影响鉴定的效果。
四、结果分析与评价
【疑难点拨】
1.为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂?
答：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，再加上搅拌的机械作用，就加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂)，从而释放出DNA。
2.加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么?
答：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?
答：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.此步骤获得的滤液中可能含有哪些细胞成分?
答：可能含有核蛋白、多糖和RNA等杂质。
5.为什么反复地溶解与析出DNA，能够去除杂质?
答：用高盐浓度的溶液溶解DNA，能除去在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。因此，通过反复溶解与析出DNA，就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。
6.方案二与方案三的原理有什么不同?
答：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。
7. DNA的溶解度与NaCl溶液浓度的关系：
当NaCl溶液浓度低于0.14mol/L时，随浓度的升高，DNA的溶解度降低;当NaCl溶液浓度高于0.14mol/L时，随浓度升高，DNA的溶解度升高。
8. 制备鸡血细胞液时，要在新鲜的鸡血中加入柠檬酸钠的原因
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。
9.提取DNA的第一步是材料的选取，其目的是一定要选取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;第二步是DNA的释放和溶解，这一步是实验成功与否的关键，要尽可能使细胞内的DNA全部溶解;第三步是DNA的纯化，即根据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;最后一步是对DNA进行鉴定，这是对整个实验的结果的检测。
10.在DNA的析出的步骤中用到玻璃棒搅拌时，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。
11.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的含量本来就比较少，再被玻璃容器吸附去一部分，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的DNA的损失。
[典例解析]
本实验中有三次过滤：
⑴过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液
⑵过滤含粘稠物的0.14mol/LNaCl溶液
⑶过滤溶解有DNA的2mol/LNaCl溶液
以上三次过滤分别为了获得( )
A含核物质的滤液、纱布上的粘稠物、含DNA的滤液
B含核物质的滤液、滤液中DNA粘稠物、含DNA的滤液
C含核物质的滤液、滤液中DNA粘稠物、纱布上的DNA
D含较纯的DNA滤液、纱布上的粘稠物、含DNA的滤液
答案：A
解析:用蒸馏水稀释鸡血细胞液，使血细胞的细胞膜、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得相继处理，方能得到较纯的DNA。DNA在0.13mol/LNaCl溶液中溶解度最低，成丝状粘稠物，可经过滤留在纱布上。
(责任编辑：彭海芝)
分享“高二生物：《DNA的粗提取与鉴定》”到：
