不同植物材料粗提取DNA的比較研究

摘要 就三種不同植物材料進行DNA粗提取后的實驗效果進行了比較研究。

關鍵詞 植物材料 提取DNA 比較

中圖分類號G633.91 文獻標識碼 B

1 植物細胞提取DNA的優點

新教材提供了植物細胞做實驗材料的新思路，利用校本課程的時間對菜花、洋蔥、香蕉等不同植物材料進行DNA的粗提取，發現植物材料取材方便，費用低，提取DNA步驟簡單，耗時短，容易獲得結果。

2 三種植物細胞DNA的粗提取與鑒定的過程

2.1 菜花DNA的粗提取與鑒定

(1)方法步驟：

①材料準備。

將菜花去梗，取花，稱取50 g，量取10 mL洗潔精，稱取1 g食鹽，冷凍的酒精，0.015 mol／L的。NaGl以及配制好的二苯胺試劑。

②制備濾液。

將菜花放入研缽中，加入洗潔精和食鹽，充分研磨10 min(不宜使用攪拌機，因為在操作過程中發現菜花碎末會吸附在攪拌器的容器內壁上)。

③過濾。

將研磨的菜花糊用漏斗和一層紗布過濾到燒杯中，由于加洗潔精研磨會起大量泡沫，所以需擠壓紗布，以獲取濾液，或者將大量的泡沫放入離心管離心，3 000 r／min離心2min，去掉泡沫，吸取澄清液到燒杯中。

④提取DNA。

取上述澄清的菜花提取液5 mL，加入兩倍體積的95％酒精，靜置1～2 min，輕輕搖動或用玻璃棒輕輕攪拌很快就會看到白色纖維狀黏稠物質從溶液中析出來，用玻璃棒可將其輕輕卷起，這種物質就是DNA。由于菜花細胞含水分少，加上研磨的過程中可能細胞破碎情況的影響所以出現的絲狀物不是很多，所以玻璃棒攪拌的時候，一定要動作輕緩，并且要朝一個方向攪拌，否則DNA容易斷裂，不容易提取。如果量太少，玻璃棒繞不出來，可以用兩層紗布過濾，取紗布上的黏稠物，就是DNA。

(2)提取物的鑒定：

取兩支試管，分別編為1號、2號，各加入0.015mol／L的NaCl，將所得的白色的絮狀物放入1號試管，攪拌使其溶解，然后向兩支試管中分別加入4 mL二苯胺試劑，混合均勻后，在沸水浴中加熱5-10 min，觀察顏色的變化。

2.2 洋蔥DNA的粗提取與鑒定

(1)方法步驟：

①材料準備。

稱取洋蔥50 g，量取10mL洗潔精，稱取1g食鹽，冷凍的酒精，0.015 mol／L的NaCl以及配制好的二苯胺試劑。

②制備濾液。

將洋蔥切碎，放進攪拌機或研缽中，加入洗潔精和食鹽，充分攪拌或研磨。因為洋蔥有刺激性氣味，而且研磨成糊狀需要消耗大量時間，所以推薦使用攪拌機研磨打碎可以節省時間并且獲得較多的研磨液。

③過濾。

將研磨的洋蔥糊用漏斗和一層紗布過濾到燒杯中，如果用的是研磨的方法，則一般需要將濾出的大量泡沫放入離心管離心，3000 r／min離心2 min，去掉泡沫，吸取澄清液到燒杯中；如果用攪拌機攪拌，一般只需將濾出液體在燒杯中靜置一段時間，將會有大量澄清液，去掉泡沫即可。

④提取DNA

取上述澄清的洋蔥提取液30 mL，加入兩倍體積的95％酒精，靜置1～2 min，輕輕搖動或用玻璃棒輕輕攪拌，很快就會看到大量白色纖維狀黏稠物質從溶液中析出來，用玻璃棒可將其輕輕卷起，這種物質就是DNA。注意的細節同上菜花提取DNA。

(2)提取物的鑒定：

方法同菜花DNA的鑒定。

2.3 香蕉DNA的粗提取與鑒定

(1)方法步驟：

①材料準備。

稱取香蕉50 g，蒸餾水10mL，量取10mL洗潔精，稱取1g食鹽，冷凍的酒精，0.015 mol／L的NaCl以及配制好的二苯胺試劑

②制備濾液。

將香蕉切碎，放進研缽中加入食鹽，充分研磨，研磨至半流體狀態時，加入10 mL蒸餾水，10 mL洗潔精，輕輕攪拌均勻3-5min，因為洗滌劑的作用是溶解細胞膜，所以要加入洗滌劑后充分反應一段時間后再用于過濾。

③過濾。

因為香蕉易于研磨，并且在研磨成半流體狀態時再加入的洗滌劑和水輕輕攪拌均勻的，所以起的泡沫比較少。將研磨的香蕉糊用漏斗和一層紗布過濾到燒杯中。

④提取DNA。

取上述澄清的香蕉提取液40 mL，加入兩倍體積的95％酒精，靜置1-2 min，輕輕搖動或用玻璃棒輕輕攪拌，很快就會看到大量白色纖維狀黏稠物質從溶液中析出來，用玻璃棒可將其輕輕卷起，這種物質就是DNA。注意的細節同上菜花提取DNA。

(2)提取物的鑒定：

方法同菜花DNA的鑒定。

3 三種植物材料粗提取DNA的比較

菜花、洋蔥、香蕉三種植物材料提取DNA的實驗結果比較見表1。

4 實驗反思與改進

(1)為什么香蕉效果最好?

通過以上三種植物材料的實驗結果比較發現，最合適的實驗材料是香蕉。香蕉價格明顯便宜，且方便學生操作，提取出的黏稠物也最多，最后鑒定的效果也是最好。原因之一是前面制備提取液和析出DNA所花的時間少，所以一節課大約還可以剩15 min來鑒定DNA，加入二苯胺試劑沸水浴加熱5-10 min以后，再冷卻更容易看到實驗結果。原因之二是菜花的染色體數是2n=18，洋蔥染色體數是2n=16，香蕉染色體數是3n=33，所以香蕉細胞含的DNA分子多，提取的量也多。

(2)析出的白色黏稠物質到底是什么?

為什么實驗中析出了大量的白色黏稠物質鑒定效果卻很一般?幾乎每個組都看到了白色黏稠物質析出，卻只有一半的學生能鑒定出結果。因為DNA和蛋白質結合在一起構成染色體，所以用上述方法粗提取的DNA可能是因為去雜質不夠而導致有很多蛋白質的成分在里面。用雙縮脲試劑進行鑒定，果然發現會出現紫色，所以需要進一步提純，去掉蛋白質。

(3)如何提取較純的DNA?

參照大學教材中提到的DNA提取的方法，用cl(氯仿：異戊醇=24：1)抽體液抽提蛋白質。加入等體積酚：氯仿(1：1)(去蛋白)，反復混勻，12000r/min離心5min，將上清轉至另一離心管中，上清液就是濃度較純的DNA。因為加氯仿，蛋白變性，和DNA分離，溶于氯仿的有機相了。或者按照新教材中提到的方法，可以在粗提取獲得的濾液中直接加入嫩肉粉，反應10-15 min，嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能夠分解蛋白質。攪拌以后，再在濾液中加入兩倍體積的冷酒精獲得較純的DNA。由于氯仿為劇毒，所以還是嫩肉粉去蛋白質更適合中學實驗。

參考文獻：

[1]李五順，香蕉是“DNA的粗提取與鑒定實驗”的好材料[J]，實驗教學與儀器，2006(2)：21

[2]趙曉剛，高中生物學DNA提取實驗的思考和改進[J]生物學通報，2008(1)：52～53