DNA的粗提取与鉴定
素养目标:1、说出DNA的物理和化学性质 2、概述DNA粗提取和鉴定的原理（重点） 3、尝试对动物或植物组织的DNA进行粗提取并对其进行鉴定。（重、难点） 读教材填空
一、提取DNA 的思路及原理
1．基本思路
(1)提取生物大分子的基本思路是选用一定的 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。
(2)对于DNA的粗提取而言，就是要利用DNA与 RNA、蛋白质、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．实验原理
(1)分离原理：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 盐溶液 就能使 DNA 充分溶解，而使 杂质 沉淀，或者相反，以达到分离的目的。 (2)提纯原理：
①DNA不溶于 酒精 ，但是细胞中的某些 蛋白质 则可溶于酒精。
② 蛋白酶 能水解蛋白质，但对DNA没有影响。
③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。
④ 洗涤剂 能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。 (3)鉴定原理：
沸水浴
DNA＋ 二苯胺 ――→ 蓝色 。 二、DNA 的 粗 提 取 与 鉴 定 的 实 验 设 计 1．方法步骤
(1)实验材料的选取：选用 DNA含量相对较高 的生物组织。
(2)破碎细胞，获取含DNA的滤液：
①动物细胞的破碎——以鸡血为例：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。
②植物细胞的破碎——以洋葱为例：先将洋葱切碎，然后加入一定的 洗涤剂 和食
盐 ，进行充分地 搅拌和研磨 ，过滤后收集研磨液。 (3)去除滤液中的杂质： 方案一 方案二 方案三 直接在滤液中加入 利用DNA在不同浓度的 将滤液放在 60-75 嫩肉粉 ，反溶液中溶解度的不同，通过的恒温水浴箱中保温应10～15 min，嫩肉控制NaCl溶液的浓度去除杂10～15 min，注意严格粉中的 木瓜蛋白酶 质 控制温度范围 能够分解蛋白质 (4)DNA的进一步提纯：利用DNA不溶于 酒精 这一原理，可从溶液中析出较纯净的DNA，此时DNA的状态为 白色丝状物 。
(5)DNA的鉴定：将呈白色丝状物的DNA溶解于5 mL物质的量浓度为 2mol/L 溶液中，
再加入4 mL的 二苯胺 试剂，沸水中加热 5min ，冷却后观察溶液的颜色，注意要同时设置对照实验。 2．操作提示
(1)以血液为实验材料时，每100 mL血液中需要加入3 g 柠檬酸钠 ，防止血液 凝固 。
(2)加入洗涤剂后，动作要 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的断裂 ，导致DNA分子不能形成 絮状沉淀 。 (3)鉴定DNA用的染色剂二苯胺试剂要 现配现用 ，否则会影响鉴定的效果。
课堂探究
探讨1：如何通过控制NaCl溶液的浓度使DNA在盐溶液中溶解或析出？
2mol/LNaCl除去不溶的杂质---0.14mol/L析出DNA过滤溶液中的杂质---2mol/LNaCl溶解DNA 探讨2：DNA和蛋白质在酒精中的溶解性有何特点？根据该特点如何将DNA与蛋白质进一步分离？ DNA不溶于酒精，蛋白质溶于酒精
探讨3：可否选用哺乳动物成熟红细胞作实验材料，为什么？ 不可以，哺乳动物成熟红细胞无细胞核和众多细胞器，无DNA
探讨4：提取DNA时，要加入洗涤剂和食盐并充分研磨，作用分别是什么？
探讨5：为什么反复地溶解与析出DNA?
知识升华
1．DNA粗提取的原理 溶解规律 2 mol/L NaCl溶液 0.14 mol/L NaCl溶液 DNA 溶解 析出 NaCl溶液浓度从2 mol/L降低蛋白质 的过程中，蛋白质溶解度逐渐增大 部分发生盐析沉淀 溶解 总结 ①DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同。在NaCl溶液浓度低于0.14 mol/L时，DNA的溶解度随NaCl溶液浓度的增加而逐渐降低；在0.14 mol/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 ②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
2.利用耐受性提取DNA 项目 DNA 蛋白酶 没影响 高温 80℃以上才会变性 洗涤剂 没影响 3．DNA的粗提取与鉴定的实验过程 步骤 操作方法 蛋白质 水解 60～80℃会变性 瓦解细胞膜 原理 一、制备鸡血细胞液 防止血液凝固，使血细胞与血浆分离 取0.3 g/mL的柠檬酸钠溶液10 mL，与100 mL新鲜的鸡血混匀，然后静置一天或离心机离心约2～3 min，除去上清液 二、提取细胞核物质 使细胞过度吸 水而破裂 取20 mL蒸馏水与5～10 mL的鸡血细胞液混合并充分搅拌，然后用3～4层纱布过滤，取滤液于烧杯中 三、溶解 DNA DNA在高浓度 NaCl溶液中溶 解度较大 取2 mol/L的NaCl溶液40 mL与上述滤液混合后，用玻璃棒沿一个方向搅拌1 min，然后过滤 四、析出 DNA 并过滤 在一定范围内 DNA的溶解度 随NaCl溶液浓度的降低而降 低 沿烧杯内壁慢慢加入蒸馏水并轻轻搅拌，至白色丝状黏稠物不再增加时停止加水，然后用多层纱布过滤 五、DNA 的再溶解 DNA在高浓度 NaCl溶液中溶 解度较大 用镊子夹取纱布上的黏稠物放入20 mL浓度为2 mol/L的NaCl溶液中，搅拌至完全溶解，然后用两层纱布过滤，取其滤液放入小烧杯中 六、提取较 纯净的 DNA DNA不 溶于酒 精，出现 沉淀 取体积分数为95%的冷却酒精溶液50 mL，与滤液混合搅拌，待出现丝状物时用玻璃棒将其卷起 七、DNA 的鉴定 DNA遇 二苯胺 (沸水浴) 会被染 成蓝色 取两支20 mL的试管，各加入物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液5 mL，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4 mL的二苯胺试剂，混合均匀后，将试管置于沸水中加热5 min，等试管冷却后，观察并且比较两支试管中溶液颜色的变化 4.实验过程中各操作的目的 (1)实验中两次加入蒸馏水的目的不同
①在第二步中，目的是使鸡血细胞吸水涨破，加蒸馏水后必须充分搅拌，不应少于5 min，使血细胞充分吸水涨破。②在第四步中，目的是为了稀释NaCl溶液，使DNA逐渐析出。 (2)实验中三次加入NaCl溶液的目的
①在第三步中，加入NaCl溶液后必须充分搅拌，加速染色质中DNA与蛋白质的分离，使DNA充分游离并溶解在NaCl溶液中。
②在第五步中，加入NaCl溶液的目的是使DNA溶解。
③在第七步(即DNA鉴定环节)中，加入NaCl溶液的目的是溶解DNA。 5．实验中三次过滤的比较 比较项目 第一次过滤 第二次过滤 第三次过滤 过滤前加入物质 蒸馏水 NaCl 蒸馏水 加入物质后NaCl 0 2 0.14 溶液浓度(mol/L) 含DNA 溶于0．14 mol/L 滤液中 DNA 的核物质 NaCl溶液的杂质 细胞膜、 不溶于2 mol/L 纱布上 DNA 核膜等残片 NaCl溶液的杂质 去除不溶于2 去除细胞膜、 去除溶于0．14 mol/L 过滤目的 mol/L 核膜等杂质 NaCl溶液的杂质 NaCl溶液的杂质
