DNA的粗提取与鉴定：

一、实验原理
提取生物大分子的基本思路是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。对于DNA的粗提取而言，就是要利用DNA与RNA、蛋白质和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。
1、DNA的溶解性
（1）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（0.14mol/L溶解度最低），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，或者相反，以达到分离目的。
 
（2）DNA不溶于酒精溶液，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
蛋白酶能水解蛋白质，但是对DNA没有影响。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。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。
3、DNA的鉴定
在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，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DNA的生物材料都可以考虑，但是使用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大。
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蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可。如果实验材料是植物细胞，需要先用洗涤剂溶解细胞膜。例如，提取洋葱的DNA时，在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐，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 
方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质，不分解DNA；方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同。
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。
4、DNA的析出与鉴定
（1）将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等、冷却的酒精溶液，静置2～3min，溶液中会出现白色丝状物，这就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸取上面的水分。
（2）取两支20ml的试管，各加入物质的量浓度为2mol/L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，比较两支试管溶液颜色的变化，看看溶解有DNA的溶液是否变蓝。

实验步骤——以洋葱为实验材料：

1、称取30克已切碎的洋葱，放入研钵中，加入少量石英砂助研，倒入10mL 2mol/L的氯化钠溶液，充分研磨。
洋葱含有挥发性刺激物，有效减少刺激，才能使实验顺利进行。上课前，教师可先将洋葱放入冰箱冷冻一会儿，使其凉透但又不能结冰；或将洋葱切成几大块，放入清水泡一会儿，让其挥发性刺激物溶于水，可以减轻刺激。然后将洋葱切碎备用。研磨的目的主要是使洋葱细胞破裂，使DNA溶于2mol/L的氯化钠溶液，没必要将洋葱研成粥糊状，后者既浪费时间又影响实验效果。研磨时，切忌使用搅拌器（榨汁机）。使用搅拌器虽可以提高研磨效率，但搅拌器将洋葱切成极细小的颗粒，无法通过过滤将洋葱颗粒剔除。只能将酒精直接倒入滤液中，许多洋葱小颗粒因为轻会漂浮起来，DNA藏在其中，无法分辨。学生看不到白色纤维状粘稠物的DNA。
2、研磨后，用漏斗和纱布将汁液过滤到小烧杯中，得到滤液。
3、向滤液中加入95%的酒精溶液20mL，沿烧杯壁缓缓倒入，不要震动或搅拌。
此时，烧杯中的液体分为上、下两层，下层较浑浊，上层澄清，很快上层溶液中就会有白色纤维状粘稠物析出，用玻璃棒可将其轻轻卷起。这就是记录生命遗传信息的重要物质——DNA。DNA析出的过程中，切忌震动和搅拌（不震动易于分层，我们就能很容易观察到上清液中的丝状物；搅拌会使非常柔软的DNA断裂成小段，不易取出）。如果用玻璃棒DNA不易卷起，可改用表面打毛的牙签，DNA提取物就缠绕在牙签上了。
4、鉴定：取两支试管，编为1、2号，各加入2mol/L的氯化钠溶液2mL，向1号试管中加入一些白色纤维状物，振荡使其溶解，然后向两支试管中各加入2mL二苯胺试剂，沸水浴加热5分钟。
DNA与蛋白质在NaCl溶液中溶解度比较：

	2mol/LNaCl溶液	0.14mol/LNaCI溶液	溶解规律
DNA	溶解	析出
蛋白质	部分发生盐析沉淀	溶解	NaCl溶液从2mol/L降低过程中，溶解度逐渐增大

知识点拨：

1、为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂？
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？
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3、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。
4、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。
5、以血液为实验材料时，每100ml血液中需要加入3g柠檬酸钠防止血液凝固。
6、加入洗涤剂后，动作要轻缓、柔和，否则容易产生大量的泡沫，不利于后续步骤地操作。加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成絮状沉淀。
7、二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。
8、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。
9、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。
10、本实验不能用哺乳动物成熟的红细胞作实验材料，原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核。可选用鸡血细胞作材料。
11、实验中两次使用蒸馏水，第一次的目的是使成熟的鸡血细胞涨破释放出DNA，第二次日的是稀释 NaCl溶液，使DNA从溶液中析出。

植物芳香油的提取:

1、植物芳香油的提取方法：蒸馏法、压榨法和萃取等。
（1）蒸馏法：芳香油具有挥发性。把含有芳香油的花、叶等放入水中加热，水蒸气能将挥发性较强的芳香油携带出来，形成油水混合物；冷却后，油水混合物又会重新分成油层和水层，除去水层便得到芳香油，这种提取方法叫蒸馏法。
根据蒸馏过程中原料放置的位置的标准，将水蒸气蒸馏法划分为水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏。
（2）萃取法：这种方法需要将新鲜的香花等植物材料浸泡在乙醚、石油醚等低沸点的有机溶剂中，是芳香油充分溶解，然后蒸去低沸点的溶剂，剩下的就是芳香油。
（3）压榨法：在橘子、柠檬、甜橙等植物的果皮中，芳香油的含量较多，可以用机械压力直接榨出，这种提取方法叫压榨法。
植物芳香油的蒸馏提取过程：浸泡、加热蒸馏、乳浊液的分离。
2、植物芳香油的主要成分：主要包括萜类化合物及其衍生物。橘皮精油的主要成分：柠檬烯。

粗提玫瑰精油：

1、玫瑰精油的提取
(1)玫瑰精油的性质：化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏。
(2)提取流程 
①在开花的盛期(时期)采收玫瑰花瓣，与清水以质量比为1：4的比例进行混合。
②在水蒸气蒸馏装置中进行蒸馏，在锥形瓶中收集到乳白色(颜色)的乳浊液。
③向乳化液中加入NaCl，增加盐的浓度，静置，出现油水分层。
④用分液漏斗将其两层分开，得到油层。
⑤向油层中加入一些无水硫酸钠吸水，静置约12h，过滤得到的液体为玫瑰油。
(3)分析：加入氯化钠的目的是增大盐水的密度，有利于玫瑰油与水的分层；加入无水Na₂SO₄。的目的是吸收精油中残留的水分。

提取橘皮精油：

(1)橘皮精油的性质：无色透明，具有诱人的橘香味，主要成分为柠檬烯，一般采用压榨法提取。
(2)提取流程：石灰水浸泡→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→橘皮油
(3)分析：橘皮洗净晾干后，要浸泡在pH为12、质量分数为 7%～8%的石灰水中16～24h，其目的是防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。


知识点拨：

1、萃取前，要将胡萝卜进行粉碎和干燥。
2、一般来说，原料颗粒小，萃取的温度高、时间长，需要提取的物质就能够充分溶解，萃取效果就好。
3、萃取的最佳温度和时间可以通过设置对照实验来探索。
4、新鲜的胡萝卜含有大量的水分，在干燥时要注意控制温度，可以用烘箱来烘干，也可以用热风吹干。

植物色素的提取：

1、胡萝卜素、叶绿素、叶黄素、番茄红素和辣椒红素都是脂溶性植物色素，一般不溶于水，易溶于酒精、乙醚和氯仿等有机溶剂。故常用有机溶剂萃取胡萝卜素。
2、胡萝卜素的提取：
(1)胡萝卜素的性质：胡萝卜素是橘黄色结晶，化学性质比较稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。
(2)胡萝卜素的提取来源
提取天然胡萝卜素的方法主要有：一是从植物中提取；二是从大面积养殖的岩藻中荻得；三是利用微生物的发酵生产。
(3)萃取剂：最适宜作胡萝卜素萃取剂的是石油醚。
(4)实验流程
胡萝卜→粉碎→干燥→萃取（石油醚）→过滤_→浓缩→胡萝卜素→鉴定（纸层析法）。

知识点拨：

1、注意事项：
（1）萃取前往往要将胡萝卜烘干、粉碎，并且原料颗粒越小越好，这样做的目的：让原料与萃取剂充分接触，提高萃取效率。
（2）萃取过程中采用水浴加热的原因：有机溶剂用明火直接加热易爆炸。
（3）在提取的胡萝卜素粗品鉴定中，点样斑点用吹风机吹干时，温度不宜过高，否则斑点会变成黄色。
2、萃取剂常用石油醚。石油醚经常被用作提取植物有效成分的萃取剂的原因是具有较高的沸点、萃取效率高、毒性很小。
3、胡萝卜素的特性：
（1）一分子的β-胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官内被氧化分解成维生素A，用于治疗夜盲症、干皮症等。
（2）胡萝卜素可以划分为α、β、γ三类，其划分的主要依据是：根据分子式中碳碳双键的数目。胡萝卜素是脂溶性的。用油炒胡萝卜时，应多加些油，便于人体吸收。
（3）胡萝卜素的颜色和主要吸收的光谱分别是：橙黄色和蓝紫光。
（4）胡萝卜素的作用：胡萝卜素可以用来治疗缺乏维生素A而引起的各种疾病；胡萝卜素可用作食品色素；天然胡萝卜素还具有使癌变细胞恢复成正常细胞的作用。
4、乙醇和丙酮为水溶性溶剂。