不同植物材料粗提取DNA的比较研究

摘要　就三种不同植物材料进行DNA粗提取后的实验效果进行了比较研究。

关键词　植物材料　提取DNA　比较

中图分类号G633.91　文献标识码　B

1　植物细胞提取DNA的优点

新教材提供了植物细胞做实验材料的新思路，利用校本课程的时间对菜花、洋葱、香蕉等不同植物材料进行DNA的粗提取，发现植物材料取材方便，费用低，提取DNA步骤简单，耗时短，容易获得结果。

2　三种植物细胞DNA的粗提取与鉴定的过程

2.1　菜花DNA的粗提取与鉴定

(1)方法步骤：

①材料准备。

将菜花去梗，取花，称取50 g，量取10 mL洗洁精，称取1 g食盐，冷冻的酒精，0.015 mol／L的。NaGl以及配制好的二苯胺试剂。

②制备滤液。

将菜花放入研钵中，加入洗洁精和食盐，充分研磨10 min(不宜使用搅拌机，因为在操作过程中发现菜花碎末会吸附在搅拌器的容器内壁上)。

③过滤。

将研磨的菜花糊用漏斗和一层纱布过滤到烧杯中，由于加洗洁精研磨会起大量泡沫，所以需挤压纱布，以获取滤液，或者将大量的泡沫放入离心管离心，3 000 r／min离心2min，去掉泡沫，吸取澄清液到烧杯中。

④提取DNA。

取上述澄清的菜花提取液5 mL，加入两倍体积的95％酒精，静置1～2 min，轻轻摇动或用玻璃棒轻轻搅拌很快就会看到白色纤维状黏稠物质从溶液中析出来，用玻璃棒可将其轻轻卷起，这种物质就是DNA。由于菜花细胞含水分少，加上研磨的过程中可能细胞破碎情况的影响所以出现的丝状物不是很多，所以玻璃棒搅拌的时候，一定要动作轻缓，并且要朝一个方向搅拌，否则DNA容易断裂，不容易提取。如果量太少，玻璃棒绕不出来，可以用两层纱布过滤，取纱布上的黏稠物，就是DNA。

(2)提取物的鉴定：

取两支试管，分别编为1号、2号，各加入0.015mol／L的NaCl，将所得的白色的絮状物放入1号试管，搅拌使其溶解，然后向两支试管中分别加入4 mL二苯胺试剂，混合均匀后，在沸水浴中加热5-10 min,观察颜色的变化。

2.2　洋葱DNA的粗提取与鉴定

(1)方法步骤：

①材料准备。

称取洋葱50 g，量取10mL洗洁精，称取1g食盐，冷冻的酒精，0.015 mol／L的NaCl以及配制好的二苯胺试剂。

②制备滤液。

将洋葱切碎，放进搅拌机或研钵中，加入洗洁精和食盐，充分搅拌或研磨。因为洋葱有刺激性气味，而且研磨成糊状需要消耗大量时间，所以推荐使用搅拌机研磨打碎可以节省时间并且获得较多的研磨液。

③过滤。

将研磨的洋葱糊用漏斗和一层纱布过滤到烧杯中，如果用的是研磨的方法，则一般需要将滤出的大量泡沫放入离心管离心，3000 r／min离心2 min，去掉泡沫，吸取澄清液到烧杯中；如果用搅拌机搅拌，一般只需将滤出液体在烧杯中静置一段时间，将会有大量澄清液，去掉泡沫即可。

④提取DNA

取上述澄清的洋葱提取液30 mL，加入两倍体积的95％酒精，静置1～2 min，轻轻摇动或用玻璃棒轻轻搅拌，很快就会看到大量白色纤维状黏稠物质从溶液中析出来，用玻璃棒可将其轻轻卷起，这种物质就是DNA。注意的细节同上菜花提取DNA。

(2)提取物的鉴定：

方法同菜花DNA的鉴定。

2.3　香蕉DNA的粗提取与鉴定

(1)方法步骤：

①材料准备。

称取香蕉50 g，蒸馏水10mL，量取10mL洗洁精，称取1g食盐，冷冻的酒精，0.015 mol／L的NaCl以及配制好的二苯胺试剂

②制备滤液。

将香蕉切碎，放进研钵中加入食盐，充分研磨，研磨至半流体状态时，加入10 mL蒸馏水，10 mL洗洁精，轻轻搅拌均匀3-5min，因为洗涤剂的作用是溶解细胞膜，所以要加入洗涤剂后充分反应一段时间后再用于过滤。

③过滤。

因为香蕉易于研磨，并且在研磨成半流体状态时再加入的洗涤剂和水轻轻搅拌均匀的，所以起的泡沫比较少。将研磨的香蕉糊用漏斗和一层纱布过滤到烧杯中。

④提取DNA。

取上述澄清的香蕉提取液40 mL，加入两倍体积的95％酒精，静置1-2 min，轻轻摇动或用玻璃棒轻轻搅拌，很快就会看到大量白色纤维状黏稠物质从溶液中析出来，用玻璃棒可将其轻轻卷起，这种物质就是DNA。注意的细节同上菜花提取DNA。

(2)提取物的鉴定：

方法同菜花DNA的鉴定。

3　三种植物材料粗提取DNA的比较

菜花、洋葱、香蕉三种植物材料提取DNA的实验结果比较见表1。

4　实验反思与改进

(1)为什么香蕉效果最好?

通过以上三种植物材料的实验结果比较发现，最合适的实验材料是香蕉。香蕉价格明显便宜，且方便学生操作，提取出的黏稠物也最多，最后鉴定的效果也是最好。原因之一是前面制备提取液和析出DNA所花的时间少，所以一节课大约还可以剩15 min来鉴定DNA，加入二苯胺试剂沸水浴加热5-10 min以后，再冷却更容易看到实验结果。原因之二是菜花的染色体数是2n=18，洋葱染色体数是2n=16，香蕉染色体数是3n=33，所以香蕉细胞含的DNA分子多，提取的量也多。

(2)析出的白色黏稠物质到底是什么?

为什么实验中析出了大量的白色黏稠物质鉴定效果却很一般?几乎每个组都看到了白色黏稠物质析出，却只有一半的学生能鉴定出结果。因为DNA和蛋白质结合在一起构成染色体，所以用上述方法粗提取的DNA可能是因为去杂质不够而导致有很多蛋白质的成分在里面。用双缩脲试剂进行鉴定，果然发现会出现紫色，所以需要进一步提纯，去掉蛋白质。

(3)如何提取较纯的DNA?

参照大学教材中提到的DNA提取的方法，用cl(氯仿：异戊醇=24：1)抽体液抽提蛋白质。加入等体积酚：氯仿(1：1)(去蛋白)，反复混匀，12000r/min离心5min，将上清转至另一离心管中，上清液就是浓度较纯的DNA。因为加氯仿，蛋白变性，和DNA分离，溶于氯仿的有机相了。或者按照新教材中提到的方法，可以在粗提取获得的滤液中直接加入粉，反应10-15 min，粉中的木瓜蛋白酶能够分解蛋白质。搅拌以后，再在滤液中加入两倍体积的冷酒精获得较纯的DNA。由于氯仿为剧毒，所以还是粉去蛋白质更适合中学实验。

参考文献：

[1]李五顺，香蕉是“DNA的粗提取与鉴定实验”的好材料[J]，实验教学与仪器，2006(2)：21

[2]赵晓刚，高中生物学DNA提取实验的思考和改进[J]生物学通报，2008(1)：52～53