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3.1.1 DNA 的粗提取与鉴定
0.14imolL NaCI浓度
图5- 1 DNA 在 NaCI 溶液中的溶
解度曲线
选必三 P74
溶解度
实践·探究：DNA 的粗提取与鉴定 选必三 P74
(一)原理 DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面存在
差 异，可以利用这些差异，选用适当的物理或化学方法去除 其他成分，对DNA进行提取。
1.粗提取的原理：
(1)D NA不溶于酒精溶液，但细胞中某些蛋白质则溶于酒精。
利用这一原理，可初步分离DNA 与蛋白质。
(2)DNA 在不同浓度的NaCl 溶液中溶解度不同，
它能溶于2 mol/L的NaCl 溶液。
【资料】当氯化钠的物质的量浓度为2 mol/L 时 ，DNA的溶解度最大
溶解度
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。
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；
或者让其他成分溶解，DNA 析出
0 0.14 mol/L NaCl浓度
图5 - 1 DNA 在 NaCl 溶液中的溶
解度曲线
1.DNA 粗提取的原理：
补充：(3)DNA 对酶、高温和洗涤剂的耐受性
①蛋白酶—水解蛋白质，对DNA 没有影响。
②高温一大多数 蛋白质 在60～80℃时变性沉淀，而 DNA在
80℃以上才会变性。
③洗涤剂—溶解细胞膜，
去除 脂质、蛋白质；
但对DNA没有影响。
图 5 - 2 洗 涤 剂 瓦 解 细 胞 膜 的 示 意 图
(1) DNA 不溶于酒精溶液，但细胞中某些蛋白质则溶于酒精。
利用这一原理，可初步分离DNA 与蛋白质。
(2)DNA 在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，
它能溶于2 mol/L的NaCl溶液。
2.鉴定的原理：在沸水浴条件下，DNA 遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因 此用二苯胺试剂鉴定DNA 分子。
DNA+ 二苯胺 狒水溶→蓝色
实践·探究：DNA 的粗提取与鉴定
(一)原理
1.粗提取的原理：
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原则上，凡是含有DNA的生物材料都可以考虑。选用DNA含量
相对较高的生物组织，成功的可能性更大。
【思考】可以使用哺乳动物的成熟红细胞作为实验材料吗 ×
2.实验用具：烧杯、量筒、玻璃棒、
研钵、纱布、漏斗、
试管、试管架、试管夹、
酒精灯、陶土网、三脚架、火柴、
刀片和天平等。
实践·探究：DNA 的粗提取与鉴定
(二)材料用具
1.实验材料的选取：
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实践·探究：DNA 的粗提取与鉴定
(二)材料用具
3.试剂：①研磨液 含有NaCI、EDTA、SDS、Tris 和HCI
②体积分数为95%的酒精析出DNA
③2mol/L的NaCl溶液 溶解DNA
④二苯胺试剂 鉴定DNA, 要现配现用
⑤蒸馏水
研磨液和二苯胺试剂的配制方法参见本书附录2(P117)
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实践·探究：DNA 的粗提取与鉴定
(三)方法步骤：
取材、研磨
过滤或离心取上清液
预冷酒精析出DNA 或离心收集沉淀中的DNA
NaCl 溶液溶解DNA 并鉴定
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实践·探究：DNA 的粗提取与鉴定
(三)方法步骤：
1.取材、研磨：
称取30g洋葱，切 碎，然后放入研钵中，倒入10mL 研磨液，
充分研磨(可加入少量石英砂)。
研磨的目的：破碎细胞壁，破坏细胞核，释放出DNA。
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(三)方法步骤：
2.过滤或离心取上清液：
纱布允许DNA通过，减少DNA损失。不能用滤纸!
在漏斗中垫上纱布，将洋葱研磨液过滤到烧杯中，在4℃冰箱中放置几分 钟后，再取上清液。
也可直接将研磨液倒入塑料离心管中 ，1500 r/min的转速下离心5min ,再 取上清液放入烧杯中。
①上清 液 中除DNA之外，可能含有哪些杂质 可能含有核蛋白、多糖等杂质
② 低温放置几分钟的作用：抑制核酸水解酶的活性，进而抑制DNA 降解。
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实践·探究：DNA 的粗提取与鉴定
(三)方法步骤：
3.预冷酒精析出DNA 或离心收集沉淀中的DNA
→ 除去RNA、大部分核蛋白和多糖等。
在上清液中加入体积相等的 、预 冷的 酒精溶液(体积
分数为95% ),静置2-3min ,溶液中出现的白色丝状物 就是粗提取的DNA 。用玻璃棒沿一个方向缓慢搅拌， 卷起丝状物，并用滤纸吸去上面的水分；
或将溶液倒入塑料离心管中，在10000r/min的转速
下离心5min , 弃上清液，将管底的沉淀物(粗提取的 DNA)晾干。
搅拌时应轻缓、沿
一个方向的原因： 减少DNA断裂，以便获得较完整的DNA分子
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(三)方法步骤：
4.NaCl 溶液溶解DNA并鉴定
取 两 支20mL 的试管，各加入2mol/L 的 NaCl 溶 液5mL 。将 丝状物或沉淀
物溶 于 其 中一 支试管的NaCI 溶液中。向两 支试 管中各加入4mL 的 二 苯 胺 试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min。待试管冷却后，比较 两支试管中溶液颜色的变
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加 入 2mol/L NaCl溶 液
加入丝状物
加入4ml二苯胺试剂
加 入 2mol/L NaCl溶 液
不加入丝状物
加入4ml二苯胺试剂
实验组
水浴
加热
对照组
【思考】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。
【思考】冷却的酒精溶液(体积分数95%)作用
①抑制核酸水解酶活性，防止DNA降解。
②低温有利于增加DNA 分子柔韧性，减少断裂。
③抑制分子运动，使DNA 易形成沉淀析出。
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1.你提取出白色丝状物或沉淀物了吗 用二苯胺试剂鉴定的结果如何
观察提取的DNA 的颜色，如果不是白色丝状物，说明DNA 中的杂质较 多。二苯胺试剂鉴定呈现蓝色说明实验基本成功；如果不呈现蓝色，可 能的原因有所提取的DNA含量低，或者在实验操作过程中出现了失误等。
2.你能分析出粗提取的DNA 中可能含有哪些杂质吗
可能仍然含有核蛋白、多糖等杂质。
3.与其他同学提取的DNA进行比较，看看实验结果有何不同，分析产生差异
的原因。本实验可以采取分组的方式进行。可以选取不同的实验材料；也可 以查阅资料了解其他提取DNA 的方法，对同种材料采用不同的方法。 最 后从多方面比较实验结果，如DNA 的纯度、DNA 的颜色、二苯胺试剂显
实践·探究：DNA的粗提取与鉴定
(四)结果分析与评价
色的深浅等，看看哪种实验材料、哪种提取方法的效果更好。
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【思考】为什么反复地溶解与析出DNA, 能够去除杂质
用高盐浓度的溶液溶解DNA, 能除去在高盐溶液中不能溶解的杂质；
用低盐溶液使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。
补充除去滤液中的杂质(纯化的三个方案):
方案一：原理是DNA 在不同浓度NaCl 溶液中溶解度不同
30mL 滤液+35gNaCl→ 同方向搅拌，DNA 溶解→加入蒸馏水→调节 NaCl 溶液浓度为0.14mol/L DNA析出→过滤除去溶液中的杂质，得到 过滤物→放到2mol/LNaCl溶液中溶解DNA→DNA-NaCl 溶解液
补充除去滤液中的杂质(纯化的三个方案):
【思考讨论】方案二与方案三的原理有什么不同
方案二：30mL滤液+嫩肉粉(木瓜蛋白酶)
→静置10～15分钟→DNA滤液
原理：利用蛋白酶分解杂质蛋白，不分解DNA, 从而使DNA与蛋白质分开
方案三：30mL 滤液→60～67℃处理→过滤
获得含DNA 滤液
原理：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。
以鸡血为实验材料的实验设计(参考方案):
1.向10ml鸡血细胞液(含柠檬酸钠，防凝血)中加入20ml蒸馏水，搅拌
5min。
2.3～4层纱布过滤，取滤液。
3.加入2倍体积的2mol/INaCl 溶液，搅拌1min。
4.贴壁缓慢加入蒸馏水，直至粘稠物不再增加。
5.3～4层纱布过滤，得DNA 粘稠物。
6.用2mol/INaCl 溶液20ml溶解DNA粘稠物，搅拌3min
7.3～4层纱布过滤，取滤液。 3-7步的目的：纯化DNA
8.贴壁缓慢加入40ml 预冷的酒精，缓慢、均匀搅拌得丝状物，取出丝状物。 9.鉴定：用2mol/INaCl溶液5ml溶解丝状物，再加二苯胺试剂4ml, 水浴加 热。
【思考】在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，若加入蒸馏水、洗涤 剂
和食盐，它们的作用分别是什么
血细胞在蒸馏水中大量吸水涨破，搅拌加速细胞破裂；
洗涤剂能溶解细胞膜，有利于DNA 的释放；
食盐的主要成分是NaCl, 有利于DNA 的溶解或析出。
随堂练习
(2021. 山东·13)粗提取 DNA 时，向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并 搅 拌 ，过滤后所得滤液进行下列处理后再进行过滤，在得到的滤液中加入 特定试剂后容易提取出DNA 相对含量较高的白色丝状物的处理方式是(A ) A. 加入适量的木瓜蛋白酶 B.37～40℃的水浴箱中保温10～15分钟
C. 加入与滤液体积相等的、体积分数为95%的冷却的酒精
D. 加入 NaCl 调节浓度至2mol/L→ 过滤 → 调节滤液中 NaCl 浓度至 0.14mol/L
[详解]A、木瓜蛋白酶可以水解DNA 中的蛋白质类杂质，由于酶具有专一性，不能水解 DNA, 过滤后在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出DNA 相对含量较高的白色丝
状物，A 正确；
B、37~40℃的水浴箱中保温10~15分钟不能去除滤液中的杂质，应该放在60~75℃的水 浴箱中保温10~15分钟，使蛋白质变性析出，B 错误；
C、向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后在得到的滤液中加入与滤液体 积相等的、体积分数为95%的冷却的酒精，此时DNA析出，不会进入滤液中，C 错误；
D、 加 入NaCl 调节浓度至2mol/L→过滤→调节滤液中NaCl 浓度至0.14mol/L, DNA 在 0.14mol/L的NaCl 溶液中溶解度小， DNA 析出，不会进入滤液中，D 错误。
随堂练习
(2021·天津·6)孟德尔说：“任何实验的价值和效用，取决于所使用材
料对于实验目的的适合性。”下列实验材料选择不适合的是( C ) A. 用洋葱鳞片叶表皮观察细胞的质壁分离和复原现象
B.用洋葱根尖分生区观察细胞有丝分裂
C.用洋葱鳞片叶提取和分离叶绿体中的色素
D.用洋葱鳞片叶粗提取 DNA
(2022·北京·13)下列高中生物学实验中，对实验结果不要求精确定量的 是( B
A.探究光照强度对光合作用强度的影响
B.DNA 的粗提取与鉴定
C.探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
D.模拟生物体维持pH 的稳定
(2A023)·江苏·9)某生物社团利用洋葱进行实验。下列相关叙述正确的是
A.洋葱鳞片叶内表皮可代替半透膜探究质膜的透性
B.洋葱匀浆中加入新配制的斐林试剂，溶液即呈砖红色
C. 制作根尖有丝分裂装片时，解离、漂洗、按压盖玻片都能更好地将细 胞分散开
D.粗提取的DNA 溶于2mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后显蓝色
(2023.广东·11) “DNA 粗提取与鉴定”实验的基本过程是：裂解→分
离→沉淀→鉴定。下列叙述错误的是( D ) A.裂解：使细胞破裂释放出DNA 等物质
B.分离：可去除混合物中的多糖、蛋白质等 C.沉淀：可反复多次以提高DNA 的纯度
D.鉴定：加入二苯胺试剂后即呈现蓝色

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