嫩肉粉在DNA 粗提和鉴定中的应用

◆浙江省宁波市效实中学 邵江樵

DNA 主要分布在细胞的染色体中，它与蛋白质都是染色体的主要成分。木瓜蛋白酶是嫩肉粉的主要成分，可对肉类中的弹性蛋白和胶原蛋白进行部分水解，使肉制品嫩而不韧。

染色体中的DNA 是生物大分子，其与蛋白质结合无法用显微镜直接观察。如何感知并鉴定DNA，笔者进行了探究。

一、实验器材

香蕉，洗洁精，无碘食盐，2 mol/L NaCl，冷藏的95% 乙醇，二苯胺试剂，双缩脲试剂，嫩肉粉，100 mL 蒸馏水，100 mL 量筒，10 mL 量筒，250 mL 烧杯，50 mL 烧杯，20 mL 试管，玻璃棒，电子秤，吸水纸，透明密实收纳袋，纱布，橡皮筋，小刀，试管架，37 ℃水浴锅，100 ℃水浴锅，记号笔，标签纸，等等。

图1 实验器材

二、实验过程

（一）破碎细胞

取50 g 香蕉果肉放入透明密实收纳袋中，将其挤压成泥。

（二）获取含DNA 的滤液

1.往50 mL 烧杯中倒入50 mL 蒸馏水、5 mL 洗洁精，再加入2 g 无碘食盐，用玻璃棒搅拌均匀。

2.将提取液倒入装有果泥的透明密实收纳袋中，挤压1 min，使其充分混匀。

3.用橡皮筋在250 mL 烧杯口扎上纱布，往烧杯中倒入果泥，收集滤液。将滤液分成两等份，记作滤液A 和滤液B。

图2 提取并收集滤液

（三）去除滤液中的杂质

往滤液B 中加入1 g 嫩肉粉，搅拌使其溶解后放入37 ℃水浴锅中保温15 min，用玻璃棒不断搅拌。

（四）DNA 的析出

待滤液B 保温结束后，将等体积冷藏过的95%乙醇缓缓注入上述滤液中，静置2～3 min，观察是否有白色丝状物析出。用玻璃棒往同一个方向缓慢搅动，使析出的丝状物缠绕，避免断裂。

图3 从滤液中析出的DNA

（五）DNA 和蛋白质的鉴定

取6 支20 mL 试管，按1—6 号依次做好标记，各加入5 mL 2 mol/L NaCl溶液。将未经嫩肉粉处理的丝状物分别放入1 号、2 号试管，振荡使其溶解。将经嫩肉粉处理的丝状物分别放入3号、4 号试管，振荡使其溶解。

分别往1 号、3 号和5 号试管中加入4 mL 二苯胺试剂，往2 号、4 号和6号试管中加入5 mL 双缩脲试剂A 液，摇匀后滴入1 mL双缩脲试剂B液，并将1号、3 号和5 号试管放入100 ℃水浴锅中加热5 min，待试管冷却后观察并记录试管中溶液的颜色，如表1。

表1 DNA 和蛋白质鉴定表

图4 添加试剂且摇匀后的颜色变化

三、实验结果和结论

1 号和3 号试管中溶液呈蓝绿色、对照组5 号无色，表明析出物中含DNA；2 号和4 号试管中溶液呈紫色，且2 号较4 号颜色更深，而对照组6 号试管中溶液呈蓝色，表明析出物中含蛋白质，且嫩肉粉中的蛋白酶能有效水解染色体中的蛋白质。可见，提取所得的析出物中既有DNA，又有蛋白质，证明析出物的确是DNA 的粗提物，但并不纯。

图5 热水浴冷却后各试管中溶液的颜色

四、实验原理

（一）破坏膜结构——脂双层的溶解和破裂

洗洁精的主要成分是十二烷基磺酸钠、脂肪醇醚硫酸钠等，它们与磷脂结构类似。当磷脂遇到洗洁精，洗洁精分子渗入脂双层，使磷脂分子膜结构瓦解，核膜与洗洁精相遇随之被破坏，染色质溶解在提取液中。

（二）促进DNA 的溶解——食盐

适当的盐能促进DNA 充分溶解，使杂质沉淀。

（三）利用蛋白酶的专一性，纯化DNA，去除蛋白质

嫩肉粉的主要成分是从番木瓜中提取的疏松剂木瓜蛋白酶，实验中利用蛋白酶的专一性，可起到纯化DNA、去除蛋白质的作用。

（四）促进DNA 的呈现——预冷酒精

DNA 不溶于乙醇，某些蛋白质能溶于乙醇，析出DNA。DNA 在预冷酒精中的溶解度低，易于析出，便于观察。酒精能抑制核酸水解酶活性，防止DNA 降解。低温有利于增强DNA 分子的柔韧性，减少断裂。

（五）颜色反应原理

试剂在水浴环境下，DNA 遇二苯胺会被染成蓝色。蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。

五、创新点

（一）改研钵研磨为透明密实收纳袋研磨，操作简单又节约材料。

（二）用洗洁精替代教材中的提取液，免去了试剂配制过程，提取效果较好。

（三）用嫩肉粉起到减少粗提物中的蛋白质、提纯DNA 的作用。既贴近生活，又能有效联系课本知识，学以致用。