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你是否觉得

DNA总是太过神秘

看不见也摸不着

今天我们只需几样

厨房常见材料

就能带你提取DNA!

实验器材

滤布、洗洁精、食盐、塑料密封袋、玻璃棒、透明玻璃杯、草莓2-4颗、高浓度酒精、所标杯

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实验步骤

在烧杯中加入约40ml清水,加入1小勺食盐和少量 洗洁精 。用玻璃棒缓慢搅拌,直到食盐完全溶解,制成DNA研磨液

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2到4颗草莓果肉放入塑料密封袋中。把配制好的研磨液倒入袋中,排出多余空气并封口。隔着密封袋将草莓充分揉捏、捣碎,使液体与草莓果肉混合均匀

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第三步:

在玻璃杯口铺上滤布,将混合好的草莓泥缓缓倒入。静待汁液透过滤布滴入杯中,最终收集到小半杯红色的清澈滤液。这杯滤液中便富含溶解状态的草莓DNA

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第四步:

取出高浓度酒精,向滤液中加入适量酒精(约为滤液的0.5到1倍)。 此时,液体会明显分为两层。在下层红色滤液和上层透明酒精的交界面,会逐渐析出白色的絮状物。静置片刻,絮状物会增多并上浮进入酒精层。为了达到最佳的实验现象,建议提前将酒精冰镇。冰冷的酒精能让游离的DNA更快地聚集成肉眼可见的白色絮状物。

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第五步:

用玻璃棒伸入杯中,按同一方向轻轻搅拌并挑起白色的絮状物。至此,你已经成功完成了草莓DNA的粗提取

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原理解说

为什么用厨房里的这几样东西就可以提取出草莓的 DNA 呢?实验中的每一步都发生了什么?

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首先,草莓很适合用于提取DNA。草莓每个细胞内含8套染色体,也就是说,它本身DNA含量就很高。此外,草莓质地柔软,且含有能分解果胶的酶。我们在捣碎草莓时,可以很容易地破坏草莓的细胞壁。类似的材料还包括香蕉、猕猴桃等,同学们在复刻实验时也可以尝试。

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细胞壁被破坏后,要释放DNA,需要穿过细胞膜核膜。这两层膜的骨架是磷脂双分子层。而我们的研磨液中的洗洁精是表面活性剂,可以破坏并溶解掉这些脂质膜,把DNA从细胞核释放到水溶液里。

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水溶液中,由于DNA分子的磷酸骨架带有负电荷,它们会互相排斥。而食盐中的钠离子带有正电荷,可以中和DNA的负电荷,消除它们之间的斥力,使DNA分子更容易聚集。同时,盐离子能够破坏DNA与蛋白质之间的结合,使蛋白质沉淀,从而释放出更纯净的DNA。

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接下来就要考虑把这些DNA从水溶液中提取出来。通过滤布的过滤,可以将未捣碎的草莓果肉、破裂的细胞壁碎片、难溶的蛋白质等杂质去除。

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然后,考虑到DNA分子易溶于水、不溶于酒精,那么我们倒入酒精后,在水与酒精的交界处,DNA无法继续溶解,就会大量聚集并析出沉淀,形成肉眼可见的白色絮状物

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我们在实验中使用的是常温的酒精,同学们在实验时,还可以尝试使用冰镇的酒精。酒精温度越低,DNA在其中的溶解度就越低,析出效果越明显。此外,低温还能降低细胞破裂时释放出的DNA酶的活性,防止这些酶把DNA降解破坏掉。

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编辑:余荫铠 & 王骁天