DNA的粗提取与鉴定答案

选修一 专题五 DNA的粗提取与鉴定

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【学习目标】 掌握提取并检验DNA的原理和方法。掌握DNA粗提取的选材、析出及鉴定。掌握实验过程中需注意的问题。掌握DNA粗提取与鉴定的技术。

【重点与难点】1.理解DNA的理化特性及根据其理化特性而提取和鉴定的原理。2.初步掌握DNA的粗提取和鉴定方法。 【自主预习】

一、DNA的理化特性、提取及鉴定的原理 1.提取DNA的方法和原理

(1)提取生物大分子的基本思路：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。

(2)提取DNA的方法：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。 2.DNA的溶解性

(1)DNA在NaCl溶液中的溶解度

DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，其中在0.14 mol/LNaCl溶液中溶解度最低。 (2)在酒精溶液中的溶解性：DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精溶液。 3.DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性

(1)对酶的耐受性：蛋白酶能水解蛋白质，但对DNA没有影响。

(2)对温度的耐受性：大多数蛋白质不能忍受60～80 ℃的高温，DNA在80 ℃ 以上才会变性。 (3)对洗涤剂的耐受性：洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。 4.DNA的鉴定

在沸水浴的条件下，DNA与二苯胺反应呈现蓝色。 二、“DNA粗提取与鉴定”实验设计与操作提示 (一)实验设计 1.实验材料的选取

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选用DNA含量相对较高的生物组织。 2.破碎细胞，获取含DNA的滤液 (1)动物细胞的破碎

①选材及方法：选用动物细胞作为实验材料时，由于其无细胞壁，因此可直接采用吸水涨破的方法。

②过程：以鸡血为例

在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，细胞会吸水涨破，然后用纱布过滤，过滤后收集滤液即可。 (2)植物细胞的破碎

①方法：需要先用洗涤剂溶解细胞膜。 ②过程：以提取洋葱的DNA为例。

在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分地搅拌和研磨，过滤后收集研磨液。 3.去除滤液中的杂质 方案一 利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质 直接在滤液中加入嫩肉粉，反应10～15 min，嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能够分解蛋白质 将滤液放在60～75 ℃的恒温水浴箱中保温10～15 min，注意严格控制温度范围 方案二 方案三 4.DNA的析出 利用DNA不溶于冷却的酒精溶液这一原理，可从DNA溶液中析出比较纯净的DNA，此时DNA的状态为白色丝状物。 5.DNA的鉴定

将白色丝状物溶解于5 mL物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液中，再加入4 mL的二苯胺试剂，沸水浴加热5 min，冷却后观察溶液的颜色，同时设计不含DNA的NaCl溶液作为对照。 (二)操作提示

1.以血液为实验材料时，每100 mL血液中需要加入3 g柠檬酸钠，防止血液凝固。

2.加入洗涤剂后，动作要轻缓、柔和，否则容易产生大量的泡沫，不利于后续步骤的操作。加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成絮状沉淀。

3.鉴定DNA用的二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。

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【随讲随练】

1.在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，实验原理是利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同来提取的，DNA的溶解度与图示曲线的对应点相符合的是( )

A.a点浓度最适合析出DNA C.c点浓度最适合析出DNA

B.b点浓度最适合析出DNA D.d点浓度最适合析出DNA

答案B解析用高浓度的NaCl溶液溶解DNA，能除去在高盐溶液中不能溶解的杂质，用低浓度的NaCl溶液使DNA析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂质，因此，反复溶解、析出DNA，能除去与DNA溶解度不同的杂质。从题图可看出，DNA在浓度为0.14 moL/L的NaCl溶液中的溶解度最小，因此最适合析出DNA。随着NaCl溶液浓度的增大或减小，溶解度均逐渐增大。 2.下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是( )

A.利用DNA能溶于酒精溶液，而蛋白质不溶于酒精溶液，可将DNA与蛋白质分离 B.利用高温能使DNA变性，却对蛋白质没有任何影响的特性，可将DNA与蛋白质分离 C.利用DNA在0.14 mol/L NaCl溶液中溶解度最大的特点，可将DNA与蛋白质分离 D.在DNA滤液中加入嫩肉粉，通过木瓜蛋白酶的作用，可将DNA与蛋白质分离

答案 D解析 DNA不溶于酒精，而蛋白质等杂质溶于酒精，A项不正确。蛋白质比DNA对温度的耐受性更差，因此更容易变性，B项不正确。DNA在0.14 mol/L NaCl溶液中溶解度最小，而蛋白质在该浓度的NaCl溶液中溶解度较大，因此可将DNA与蛋白质分离，C项不正确。嫩肉粉中的木瓜蛋白酶只能催化蛋白质水解，而对DNA没有影响，因此，可将DNA与蛋白质分离，D项正确。

3.在DNA的粗提取实验过程中，对DNA提取量影响较小的是( ) A.使鸡血细胞在蒸馏水中充分破裂，释放出DNA等核物质 B.搅拌时要用玻璃棒沿一个方向轻缓搅动

C.在析出DNA黏稠物时，要缓缓加入蒸馏水，直至黏稠物不再增多 D.要用冷酒精沉淀DNA，甚至可将混合液再放入冰箱中冷却

答案 B解析 A项的做法是为了充分释放出核中的DNA分子，使进入滤液中的DNA尽量的多；C项是让DNA充分沉淀，保证DNA的量；D项的道理同C项；而B项的操作并不能使DNA增多或减少。

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【当堂检测】

1.下表有关“DNA粗提取和鉴定”的相关操作中所选取的试剂，不正确的是( )

选项 A B C D

答案 D解析 鉴定DNA的试剂是二苯胺，用双缩脲试剂鉴定蛋白质。

2.在DNA的粗提取和鉴定实验中，有两次DNA的沉淀析出，其依据的原理是( ) ①DNA在NaCl溶液物质的量浓度为0.14 mol/L时溶解度最低 ②DNA在冷却的体积分数为95%的酒精溶液中能沉淀析出 A.两次都是①

C.第一次是①，第二次是②

B.两次都是②

D.第一次是②，第二次是① 相关操作 破碎鸡血细胞 溶解核内DNA 提取杂质较少的DNA DNA的鉴定 选取的试剂 蒸馏水 2 mol/L NaCl溶液 冷却的95%的酒精 双缩脲试剂 答案 C解析 第一次沉淀析出是利用浓NaCl溶液溶解核内DNA之后，加蒸馏水稀释NaCl溶液至物质的量浓度为0.14 mol/L，使DNA溶解度降低而析出；第二次沉淀析出是用冷酒精溶液使DNA凝集并溶解非DNA物质，达到提纯DNA的目的。 3.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述中，正确的是( )

A.用鸡血作为材料，原因是鸡血红细胞有细胞核，其他动物红细胞没有细胞核 B.用不同浓度的NaCl溶液进行DNA粗提取，原因是DNA在其中溶解度不同 C.用酒精进行提纯，原因是DNA溶于酒精，蛋白质不溶于酒精

D.用二苯胺试剂进行鉴定，原因是DNA溶液中加入二苯胺试剂即呈蓝色

答案 B解析 只有哺乳动物的成熟红细胞没有细胞核，A选项错误；DNA不溶于酒精，蛋白质溶于酒精，所以可用冷却的酒精来对DNA进行提纯，C选项错误；DNA溶液中加入二苯胺试剂后要在水浴加热的情况下才能出现蓝色，D选项错误。

4.在采用鸡血为材料对DNA进行粗提取的实验中，若需进一步提取含杂质较少的DNA，可以依据的原理是( )

A.在物质的量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液中DNA的溶解度最小 B.DNA遇二苯胺在沸水浴的条件下会染成蓝色 C.DNA不溶于酒精而细胞中的一些物质易溶于酒精

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D.质量浓度为0.1 g/mL的柠檬酸钠溶液具有抗凝血作用

答案 C 解析 DNA粗提取的原理有：DNA在物质的量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最小和DNA不溶于体积分数为95%的冷酒精。进一步提取含杂质较少的DNA时用后者。B项用于DNA鉴定，D项中柠檬酸钠可防止血液凝固。 5.下列与析出DNA黏稠物有关的叙述，不正确的是( ) A.操作时缓缓滴加蒸馏水，降低DNA的溶解度

B.在操作时，用玻璃棒轻缓搅拌，以保证DNA分子的完整性 C.加蒸馏水可同时降低DNA和蛋白质的溶解度，两者均可析出 D.当丝状黏稠物不再增加时，此时NaCl溶液的浓度相当于0.14 mol/L

答案 C 解析 向含有DNA的溶液中加入蒸馏水后，NaCl溶液的浓度会变小，当NaCl溶液的浓度为0.14 mol/L时，DNA的溶解度最小而析出。 6.DNA的粗提取与鉴定实验的正确操作步骤是( )

A.制备鸡血细胞液→提取细胞核物质→溶解核内的DNA→析出并滤取DNA黏稠物→DNA的再溶解→提取较纯净的DNA→鉴定DNA

B.制备鸡血细胞液→提取细胞核物质→溶解并析出DNA→DNA的再溶解→提取较纯净的DNA→鉴定DNA

C.制备鸡血细胞液→溶解DNA→提取细胞核中的DNA→DNA的再溶解→提取较纯净的DNA→DNA的鉴定

D.制备鸡血细胞的细胞核物质提取液→溶解DNA并析出→提取较纯净的DNA→DNA的鉴定 答案 A 解析 B项漏掉了DNA溶解前要过滤；C项提取细胞核中DNA叙述欠妥，应是提取核物质，并且应放在溶解DNA之前；D项叙述明显有误。 7.下图为“DNA的粗提取与鉴定”实验的相关操作。

(1)图中实验材料A可以是 等，研磨前加入的B应该是 。 (2)通过上述所示步骤得到滤液C后，再向滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液的目的是 ，再过滤得到滤液D，向滤液D中加入蒸馏水的目的是 。 (3)在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，将含有一定杂质的DNA丝状物分别放入体积为2 mL

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的4种溶液中，经搅拌后过滤，获得如表所示的4种滤液，含DNA最少的是滤液 。

1 2 3 4 研磨液 2 mol/L NaCl溶液 0.14 mol/L NaCl溶液 冷却的95%的酒精溶液 搅拌后过滤 搅拌后过滤 搅拌后过滤 搅拌后过滤 滤液E 滤液F 滤液G 滤液H (4)DNA鉴定的原理是 。 答案 (1)洋葱(菜花等) 洗涤剂和食盐 (2)使DNA溶解(3)H (4)在沸水浴条件下，DNA与二苯胺反应呈现蓝色

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使DNA(溶解度下降而沉淀)析出