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步骤四中,通过向溶液中参加____________调节NaCl溶液的物质的量浓度至____________mol/L时,DNA将会析出,过滤去除溶液中的杂质。
(4)步骤七:
向步骤六过滤后的____________中参加等体积的冷却的____________,静置2~3min,溶液中会出现________色丝状物,这就是粗提取的DNA。
(5)步骤七:
DNA遇____________试剂,沸水浴5min,冷却后,溶液呈______色。
答案
(1)蒸馏水
(2)滤液 (3)DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同,通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质 蒸馏水 (4)滤液 酒精 白 (5)二苯胺 蓝
解析 破碎红细胞应用蒸馏水,使之吸水涨破。
DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,在2mol/L的NaCl溶液中DNA溶解,在0.14mol/L的NaCl溶液中DNA析出。
可通过参加蒸馏水将2mol/L的NaCl溶液稀释为0.14mol/L的NaCl溶液。
DNA不溶于冷酒精,遇二苯胺加热呈蓝色。
1.DNA与蛋白质在NaCl溶液中溶解度比拟
2mol/LNaCl溶液
0.14mol/LNaCl溶液
溶解规律
DNA
溶解
析出
蛋白质
局部发生盐析沉淀
NaCl溶液从2mol/L降低过程中,溶解度逐渐增大
2.DNA粗提取与鉴定中不同试剂的用途与原理比拟
试剂
浓度
用途
原理(“△〞为实验的主要原理)
NaCl溶液
2mol/L
溶解DNA
DNA在NaCl溶液中的溶解度随溶液浓度的变化而改变,溶解度在2mol/L时最大、在0.14mol/L时最小
△
0.14mol/L
析出DNA
鉴定时的溶剂
酒精
95%(体积分数)
除去
杂质以提纯DNA
DNA不溶于酒精,但是细胞中的某些物质可以溶于酒精
二苯胺
鉴定剂
DNA遇二苯胺(沸水浴)会变蓝色
柠檬酸钠
0.03g/mL
抗凝剂
除去血液中的钙离子,防止血液凝固
3.DNA粗提取实验方法的选择
①植物组织:
取材→研磨→过滤→沉淀。
②鸡血:
制备鸡血细胞液→提取核DNA→溶解细胞核DNA→析出并滤取DNA→DNA再溶解→提取较纯净的DNA。
双基训练
一、选择题
1.在提取DNA的过程中,最好使用塑料试管和烧杯,目的是( )
A.不易破碎B.减少DNA的损失
C.增加DNA的含量D.容易刷洗
解析 由于玻璃外表带电荷,DNA中的磷酸基也带电荷而被吸附于玻璃外表,故实验中用塑料烧杯和试管可减少DNA的损失。
答案 B
2.DNA粗提取实验中0.14mol/L的NaCl溶液的作用是( )
A.溶解含DNA的核物质B.使DNA分子析出
C.进展DNA鉴定D.保持DNA分子的完整性
解析 DNA在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低,故在操作过程中稀释NaCl溶液至0.14mol/L,以使DNA分子析出。
3.某同学用洋葱进展DNA粗提取和鉴定实验,操作错误的答案是( )
A.参加洗涤剂后用力进展快速、充分的研磨B.用蛋白酶纯化过滤后的研磨液中的DNA
C.参加酒精后用玻璃棒轻缓搅拌D.加二苯胺试剂摇匀后沸水浴加热
解析 在切碎的洋葱中参加一定的洗涤剂和食盐,进展轻缓搅拌和研磨,而不能用力快速,这样会加快DNA的断裂,A项错;
对于过滤后的研磨液中的DNA仍需用蛋白酶处理纯化,B项正确;
参加酒精后用玻璃棒轻缓搅拌以防止破坏DNA,C项正确;
参加二苯胺摇匀后要在沸水浴中加热进展鉴定,D项正确。
答案 A
4.在混合物中提取DNA分子的根本思路是( )
A.根据各种大分子的理化性质的差异B.根据各种大分子的理化性质的共性
C.根据各种大分子在细胞的功能D.根据各种大分子的结构和在细胞的位置
解析 提取生物大分子的根本原理是:
选用一定的物理或化学方法别离具有不同物理性质或化学性质的生物大分子。
就DNA分子粗提取而言,就是利用DNA与RNA、蛋白质与脂质等物质在理化性质方面的差异而进展别离的。
5.在利用鸡血进展
“DNA的粗提取与鉴定〞的实验中,相关表示正确的答案是( )
A.用蒸馏水将NaCl溶液浓度调至0.14mol/L,滤去析出物
B.调节NaCl溶液浓度或参加木瓜蛋白酶,都可以去除局部杂质
C.将丝状物溶解在2mol/LNaCl溶液中,参加二苯胺试剂即呈蓝色
D.用菜花替代鸡血作为实验材料,其实验操作步骤一样
解析:
在物质的量浓度为0.14mol/L的NaCl溶液中,DNA的溶解度最低,DNA存在于析出物中,故不能滤去析出物,A项错误;
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,进展相应操作,可在实验中去除局部杂质,B项正确;
进展DNA鉴定时,参加二苯胺试剂后再经沸水浴才能出现蓝色,C项错误;
用菜花作为实验材料时,要参加一定的洗涤剂和食盐,进展充分搅拌和研磨,过滤后收集研磨液,D项错误。
答案:
B
6.假如在去杂时选择方案三,将滤液放在60~75℃的恒温浴箱中保温10~15min的目的是( )
A.使DNA变性B.使蛋白质变性
C.使DNA和蛋白质变性D.分解蛋白质
解析 构成生物体的大局部蛋白质不能忍受60~80℃高温,而DNA在80℃以上才变性。
在60~75℃恒温水浴箱中保温10~15min,目的是使蛋白质变性,然后别离得到DNA。
7.假如选择材料为植物细胞,破碎细胞时要参加一定量的洗涤剂和食盐。
参加食盐的目的是( )
A.利于DNA的溶解B.别离DNA和蛋白质
C.溶解细胞膜D.分解蛋白质
解析 食盐的主要成分是NaCl,破碎植物细胞时所用的NaCl有利于DNA溶解,从而使DNA被提取出来。
8.(2012年高考卷)如下关于“DNA粗提取与鉴定实验〞的表示,正确的答案是( )
A.洗涤剂能瓦解细胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度
B.将DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝
C.常温下菜花匀浆中有些酶类会影响DNA的提取
D.用玻棒缓慢搅拌滤液会导致DNA获得量减少
此题考查DNA粗提取与鉴定实验的根本知识。
洗涤剂能瓦解细胞膜,但对DNA在NaCl溶液中的溶解度无影响,故A错误;
DNA丝状物需先溶解在适宜浓度的NaCl溶液中,然后参加二苯胺试剂,混合均匀后沸水浴,待冷却后溶液变蓝,故B错误;
常温下菜花匀浆中有些水解酶可能会使DNA水解而影响DNA的提取,故C正确;
用玻棒朝一个方向缓慢搅拌可减轻对DNA分子的破坏,有利于DNA分子的提取,故D错误。
C
9.在DNA的粗提取过程中,初步析出DNA和提取较纯净的DNA所用的药品的浓度与其名称分别是( )
①0.1g/mL的柠檬酸钠溶液
②物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液
③物质的量浓度为0.14mol/L的NaCl溶液
④体积分数为95%的酒精溶液
⑤物质的量浓度为0.015mol/L的NaCl溶液
⑥物质的量浓度为0.04mol/L的NaCl溶液
A.①③⑤B.③④C.②④D.②③④
解析 物质的量浓度为0.14mol/L的NaCl溶液能使DNA析出,蛋白质溶解;
冷却的体积分数为95%的酒精能使DNA凝集析出。
10.鉴定DNA时,DNA遇二苯胺会染成蓝色,应在什么条件下出现此现象( )
A.冷水中B.37℃水浴C.60℃水浴D.沸水浴
解析 DNA鉴定过程中所用试剂为二苯胺,在沸水浴条件下DNA被染为蓝色。
答案 D
11.蛋白酶能将蛋白质水解而使染色体中的DNA别离出来,如下药品可达到同一目的的是( )
A.蒸馏水B.NaCl溶液C.NaOH溶液D.盐酸
解析 蛋白酶将染色体中DNA分解从而使DNA别离出来。
利用0.14mol/L的NaCl溶液处理,DNA溶解度最低,也把DNA别离出来,两者原理不同,但目的一样。
12.与析出DNA黏稠物有关的表示,不正确的答案是( )
A.操作时缓缓滴加蒸馏水,降低DNA的溶解度
B.操作时用玻璃棒轻缓搅拌以保证DNA分子的完整
C.加蒸馏水可以同时降低DNA和蛋白质的溶解度
D.当丝状黏稠物不再增加时,NaCl溶液的浓度可认为是0.14mol/L
解析 在2mol/LNaCl溶液中加蒸馏水稀释过程,降低DNA溶解度,使DNA析出。
答案 C
13.在NaCl溶液中反复溶解、析出并过滤,就能除去DNA溶液中的杂质的理由不包括( )
A.用高浓度盐溶液溶解DNA,能除去在高盐中不能溶解的杂质
B.用低浓度盐溶液使DNA析出,能除去溶解在低盐溶液中的杂质
C.反复操作就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质
D.反复操作就能够使各种杂质变性而沉淀析出
解析 DNA在不同浓度之间反复溶解、析出过程中,并未使蛋白质变性。
14.如下关于DNA对高温的耐受性的说法,不正确的答案是( )
A.DNA对高温的耐受性一般要比蛋白质强
B.超过80℃后DNA将变性,即使恢复到常温,生物活性也不能恢复
C.不同生物的DNA的“变性〞温度不一定一样
D.深海热泉附近生活的生物的DNA对高温的耐受性更强,其DNA中鸟嘌呤所占的比例更高
解析 DNA超过80℃变性,恢复到常温,生物活性将恢复。
15.如下操作中,对DNA的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,要缓缓加蒸馏水,直至溶液中黏稠物不再增多
D.在用酒精沉淀DNA时,要使用冷酒精,甚至再将混合液放入冰箱中冷却
解析 让玻璃棒沿一个方向轻缓搅动,可以保证DNA分子的完整性,但不影响提取量。
二、非选择题
16.关于“DNA的粗提取与鉴定〞的实验材料的选择,经过了屡次实验效果的比拟,最终选择鸡血做实验材料,请据如下图回答如下问题:
(1)与哺乳动物血细胞比拟,鸡血细胞中红细胞__________,家鸡属于鸟类,新代谢旺盛,因而血液中________细胞数目较多,可以提供丰富的________。
(2)实验前由教师用血细胞液供同学们做实验材料,而不是用鸡全血,重要原因是________。
(3)在牧区采集牛、羊、马血比拟方便,假如用这些材料按实验要求完成实验步骤后,结果________,这是因为这些动物和人类一样,________。
但假如改用动物肝脏做实验材料,实验能顺利进展,这是因为________。
(4)假如选用动物肝脏做实验材料,在提取之前,最好增加________程序,使组织细胞更容易破裂。
解析 DNA粗提取所用材料应富含DNA,而哺乳动物成熟红细胞无细胞核,不宜作为实验材料;
血液包括血浆和血细胞,血浆中不含DNA,去除血浆相当于浓缩了血细胞,使DNA相对含量提高。
答案
(1)含细胞核 红 DNA
(2)鸡血细胞中DNA相对含量高
(3)很难提取到DNA 成熟红细胞中无细胞核 肝细胞有细胞核(4)研磨
17.以下是有关DNA粗提取实验的阅读材料:
A.核酸极不稳定,在较为剧烈的化学、物理因素和酶的作用下很容易降解。
在制备DNA时要参加DNA酶(水解DNA的酶)的抑制剂柠檬酸钠,以除去Mg,防止DNA酶的激活。
B.核酸中的DNA和RNA在生物体均以核蛋白(由核酸和蛋白质组成)的形式存在,DNA核蛋白在2mol·
L-1NaCl溶液中溶解度很大,但在0.14mol·
L-1NaCl溶液中溶解度很低;
而RNA核蛋白溶于0.14mol·
L-1NaCl溶液。
C.用苯酚处理,可使蛋白质变性,且留在苯酚层;
在DNA溶液中参加适量体积浓度为95%的酒精,可将DNA别离出来。
此时DNA为黏稠的丝状物,可用玻璃棒卷起取出。
D.DNA在强酸环境下,水解产生脱氧核糖等小分子物质,它与二苯胺酸性溶液反响,能生成蓝色化合物。
E.实验材料与器械:
柠檬酸钠溶液、石英砂、0.14mol·
L-1NaCl溶液、2mol·
L-1NaCl溶液、蒸馏水、苯酚、95%酒精、二苯胺试剂、浓硫酸、花椰菜、研钵、烧杯、漏斗、玻璃棒、量筒、石棉网、酒精灯、吸管、试管等。
F.实验步骤:
研磨得匀浆→过滤得滤液→滤液稀释6倍→离心处理得沉淀物→沉淀物再溶解→加苯酚静置后去上清液→提取出DNA→DNA鉴定。
阅读以上材料回答如下问题:
(1)研磨时,取10g花椰菜,加适量的石英砂和________、________。
(2)将滤液稀释6倍,其目的是________________________________________。
(3)取沉淀物,置于2mL的1mol·
L-1NaCl溶液中,使DNA核蛋白再次溶解,再加2mL苯酚充分振荡后静置,待其分层后弃其上层的苯酚。
该步骤的目的是除去________。
(4)如何将剩余溶液的DNA提取出来?
(5)如何证明提取物确实是DNA分子?
解析 此题考查学生对生物大分子别离方法的理解。
NaCl溶液不同浓度可以使DNA溶解或析出,柠檬酸钠可以保护DNA,防止被水解;
苯酚可使蛋白质变性;
二苯胺为DNA鉴定所用试剂。
答案
(1)2mol/LNaCl溶液 柠檬酸钠
(2)降低NaCl浓度,使DNA析出
(3)蛋白质(4)在溶液中参加等体积95%冷酒精,用玻璃棒搅拌,并将析出DNA丝状物卷起。
(5)参加二苯胺的酸性溶液,水浴加热,如果出现蓝色,如此证明提取到的丝状物为DNA。
18.如下图为“DNA的粗提取与鉴定〞实验装置:
(1)该实验依据的原理是( )
A.DNA在NaCl溶液中的溶解度随NaCl溶液浓度的不同而不同
B.利用DNA不溶于酒精的性质,可除去细胞中溶于酒精的物质而得到较纯的DNA
C.DNA是大分子有机物,不溶于水而溶于某些有机溶剂
D.在沸水中DNA遇二苯胺会出现蓝色反响
(2)在图①所示的实验步骤中加蒸馏水的目的是________________,通过图②所示的步骤取得滤液,再在溶液中参加2mol/L的NaCl溶液的目的是________________________;
图③所示实验步骤中加蒸馏水的目的是________________________。
(3)鉴定DNA的方法是,向溶有DNA丝状物的试管中参加________试剂,混合均匀后,将试管置于沸水中加热5min,冷却后可观察到溶液呈________;
也可取少许DNA丝状物置于载玻片上,滴一滴________溶液,片刻后用水冲洗,可见丝状物被染成________。
解析 在该实验中两次加蒸馏水有不同作用:
第一次是使血细胞吸水破裂,释放细胞物质,第二次是稀释NaCl溶液,使DNA溶解度降低而析出。
鉴定DNA有两种方法:
二苯胺加热法与甲基绿染色,现象分别为蓝色和绿色。
答案
(1)ABD
(2)使血细胞破裂 使滤液中DNA溶于浓NaCl溶液
降低盐溶液浓度,使DNA析出(3)二苯胺 蓝色 甲基绿 绿色
19.如下图为“DNA粗提取和鉴定〞实验的相关操作。
(1)图中实验材料A可以是________等,研磨前参加的B应是________。
(2)通过上述所示步骤得到滤液C后,再向滤液中参加2mol/L的NaCl溶液的目的是________,再过滤得到滤液D,向滤液D中参加蒸馏水的目的是________________________。
(3)在“DNA的粗提取和鉴定〞实验中,将含有一定杂质的DNA丝状物分别放入体积为2mL的四种溶液中,经搅拌后过滤,获得4种滤液,含DNA最少的是滤液________。
1
B液中
搅拌研磨后过滤
滤液E
2
2mol/L的NaCl溶液中
搅拌后过滤
滤液F
3
0.014mol/L的NaCl溶液中
滤液G
4
冷却的95%的酒精溶液中
滤液H
解析
(1)DNA的释放:
DNA存在于鸡血细胞的细胞核中,正常情况下不会释放出来。
为了使DNA从细胞核中释放出来,实验中采用了向鸡血细胞液中参加蒸馏水并且搅拌的方法。
蒸馏水对于鸡血细胞来说,是一种低渗溶液,水分可以大量进入血细胞,使血细胞破裂。
再加上搅拌的机械作用,加速了鸡血细胞的破裂,于是释放出DNA。
但是释放出来的大量DNA往往与蛋白质结合在一起。
(2)将DNA与蛋白质别离:
根据二者的特性,即在浓度较高的NaCl溶液中,核蛋白容易解聚,游离出DNA。
而DNA在浓度较高的NaCl溶液中的溶解度很高,Na+与带负电的DNA结合成DNA钠盐。
(3)DNA的析出与获取:
利用DNA在浓度较低的NaCl溶液中溶解度小的原理,向含有DNA的浓度较高的NaCl溶液中参加大量蒸馏水,稀释NaCl溶液,使DNA的溶解度下降,而蛋白质的溶解度增高,从而使二者别离。
这时,加上不停地搅拌,溶解度下降的DNA逐渐呈丝状物。
再通过过滤,滤去蛋白质,从而获得DNA的黏稠物。
答案
(1)洋葱(菜花等) 洗涤剂和食盐
(2)使DNA溶解(于NaCl溶液中) 使DNA(的溶解度下降而沉淀)析出(3)H
19.如下图表示以鸡血为实验材料进展DNA的粗提取与鉴定的操作程序,请分析回答如下问题:
(1)步骤一中,向鸡血细胞液中参加________并搅拌,可使鸡血细胞破裂。
(2)步骤二中,过滤后收集含有DNA的________。
(3)步骤三、四的操作原理是__________________________________________________________;
步骤四中,通过向溶液中参加________调节NaCl溶液的物质的量浓度至________mol/L时,DNA将会析出,过滤去除溶液中的杂质。
向步骤六过滤后的________中参加等体积的冷却的________,静置2~3min,溶液中会出现________色丝状物,这就是粗提取的DNA。
DNA遇________试剂,沸水浴5min,冷却后,溶液呈________色。
破碎红细胞应用蒸馏水,使之吸水涨破。
(1)蒸馏水
(2)滤液 (3)DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同,通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质 蒸馏水 0.14 (4)滤液 酒精 白 (5)二苯胺 蓝
20.(2015·
质检)DNA在NaCl溶液中的溶解度有两重性,随着NaCl溶液浓度的变化而变化。
(1)请在如下浓度的NaCl溶液中,选出能使DNA析出最彻底的一种和溶解度最高的一种________。
A.mol/L B.2mol/LC.0.015mol/LD.0.3mol/L
(2)欲使溶有DNA的2mol/L的NaCl溶液中的DNA析出,需要降低NaCl溶液的浓度,最有效的方法是________。
A.加蒸馏水B.加矿泉水C.加清水D.加生理盐水
(3)DNA不溶于酒精,但细胞中的某些物质却可以溶于酒精溶液,利用这一原理可以________,可以推测溶于酒精中的可能有________。
(4)利用DNA遇________呈蓝色的特性,将该物质作为鉴定________的试剂。
其实验过程要点是向放有________的试管中参加4mL的________混合均匀后,将试管置于________5min,待试管________,观察试管中溶液颜色的变化。
这个实验也说明DNA耐________温,前次温度有利于________,后次温度有利于DNA________。
答案
(1)A、B
(2)A
(3)去除杂质某些盐类、蛋白质、糖类或其他大分子物质
(4)二苯胺DNADNA二苯胺试剂沸水中加热冷却后高提高染色的反响速度析出
解析 mol/L的NaCl溶液中溶解度最高,溶解度最低时,DNA析出最彻底。
染色体由DNA和蛋白质组成,采取DNA不溶于酒精的方法可将DNA和蛋白质分开,利用DNA遇二苯胺(沸水浴条件下)变蓝的特性可鉴定DNA。
21.某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动,具体步骤如下:
材料处理:
称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份,每份10g。
剪碎后分成两组,一组置于20℃、另一组置于-20℃条件下保存24h。
DNA粗提取:
第一步:
将上述材料分别放入研钵中,各参加15mL研磨液,充分研磨。
用两层纱布过滤,取滤液备用。
第二步:
先向6只小烧杯中分别注入10mL滤液,再参加20mL体积分数为95%的冷酒精溶液,然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌,使絮状物缠绕在玻璃棒上。
第三步:
取6支试管,分别参加等量的2mol/LNaCl溶液溶解上述絮状物。
DNA检测:
在上述试管中各参加4mL二苯胺试剂,混合均匀后,置于沸水中加热5min,待试管冷却后比拟溶液的颜色深浅,结果如下表。
材料保存温度
花菜
辣椒
蒜黄
20℃
++
+
+++
-20℃
++++
(注:
“+〞越多表示蓝色越深)
分析上述实验过程,回答如下问题:
(1)该探究性实验课题名称是_____________
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- DNA 提取 鉴定