細(xì)菌懸浮液暴露于高pH值的強陰離子洗滌劑中，會使細(xì)胞壁破裂，染色體DNA和蛋白質(zhì)變性，將質(zhì)粒DNA釋放到上清中。盡管堿性溶劑使堿基配對*破壞，閉環(huán)的質(zhì)粒DNA雙鏈仍不會彼此分離，這因為它們在拓?fù)鋵W(xué)上是相互纏繞的。

只要OH-處理的強度和時間不要太過，當(dāng)pH值恢復(fù)到中性時，DNA雙鏈就會再次形成。在裂解過程中，細(xì)菌蛋白質(zhì)、破裂的細(xì)胞壁和變性的染色體DNA會相互纏繞成大型復(fù)合物，后者被十二烷基硫酸鹽包蓋。當(dāng)用K+取代Na+時，復(fù)合物會從溶液中有效地沉淀下來，離心除去變性劑后，就可以從上清中回收復(fù)性的質(zhì)粒DNA。

在SDS存在的條件下，堿水解是一項非常靈活的技術(shù)，它對E. coli的所有菌株都適用，并且其細(xì)菌培養(yǎng)物的體積可以從1-500mL以上。

氫氧化鈉的作用：在堿裂解法中，氫氧化鈉的作用原理是使細(xì)胞膜由脂雙層結(jié)構(gòu)向囊泡化轉(zhuǎn)變，從而使細(xì)胞裂解，氫氧化鈉的作用既能裂解細(xì)胞讓細(xì)胞內(nèi)含物釋放出來，又是質(zhì)粒DNA和染色體DNA得以分離的關(guān)鍵。

但是對革蘭氏陽性菌來說，提取質(zhì)粒時不能直接使用堿裂解法，而是先用溶菌酶將肽聚糖層消化，然后才用堿裂解法裂解細(xì)胞。這是因為革蘭氏陽性細(xì)菌和革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的區(qū)別及特點不同。

十二烷基硫酸鈉(Sodium dodecyl sulfate，SDS)的作用：SDS其實也是一種細(xì)胞裂解劑，其裂解細(xì)胞的能力比氫氧化鈉要弱很多。此處使用SDS是因為SDS通常用作蛋白質(zhì)的變性劑和助溶劑，它能斷裂分子內(nèi)和分子間的氫鍵，使分子去折疊，破壞蛋白質(zhì)的二級和三級結(jié)構(gòu)。

幾乎所有的蛋白質(zhì)能溶解在SDS中，甚至包括疏水和變性的蛋白。DNA提取過程中，SDS使蛋白質(zhì)變性后與DNA分開。

5mol/L的醋酸鉀溶液的作用：醋酸鉀溶液不但可以中和之前溶液Ⅱ中的氫氧化鈉，還使得溶液的酸堿度劇烈下降，避免染色體DNA長時間暴露于強堿環(huán)境而斷裂(斷裂后就不好去除)，又使得質(zhì)?？梢詮?fù)性。

此外，SDS遇到鉀離子后變成了十二烷基硫酸鉀(potassium dodecylsulfate，PDS)，而PDS是水不溶的，因此發(fā)生了沉淀。沉淀實際上是鉀離子置換了SDS中的鈉離子形成了不溶性的PDS，而高濃度的鹽，使得沉淀更*。

由于平均兩個氨基酸上結(jié)合一個SDS分子，鉀鈉離子置換所產(chǎn)生的大量沉淀自然就將絕大部分蛋白質(zhì)沉淀。染色體DNA容易被PDS給共沉淀了。

又由于高鹽條件也會導(dǎo)致SDS形成沉淀，而5mol/L的醋酸鉀本身就是高鹽溶液。利用高鹽環(huán)境促進(jìn)沉淀的原理，有時也可以利用l0mol/L醋酸銨來代替。

堿裂解法在提取質(zhì)粒時具有一箭雙雕的作用：一方面是將細(xì)胞裂解，另一方面是形成高堿性的環(huán)境，使染色體DNA和質(zhì)粒DNA變性，為下一步質(zhì)粒DNA的復(fù)性及與染色體DNA分離做準(zhǔn)備。

質(zhì)粒提取以后，采用瓊脂糖電泳進(jìn)行質(zhì)粒DNA鑒定時，多數(shù)情況下能看到三條帶，但不是平常看到的超螺旋、線性和開環(huán)這三條帶。

堿法抽提得到質(zhì)粒樣品中不含線性DNA，可以采用EcoRI來線性化質(zhì)粒后再進(jìn)行瓊脂糖電泳，就會看到線性質(zhì)粒DNA的位置與這三條帶的位置不一樣。其實這三條帶以電泳速度的快慢而排序，分別是超螺旋、開環(huán)和復(fù)制中間體（即沒有復(fù)制*的兩個質(zhì)粒連在了一起）。

如果不小心在溶液（即NaOH和SDS）加入后過度振蕩，會有第四條帶，這條帶泳動得較慢，遠(yuǎn)離這三條帶，是20-100kb的大腸桿菌基因組DNA的片斷。非常偶然的是，有時候抽提到的質(zhì)粒會有7-10條帶，這是由于特殊的DNA序列導(dǎo)致了不同程度的超螺旋（超螺旋的圈數(shù)不同）所致，這里暫不深究。