Question

9．某实验小组以洋葱组织为实验材料，进行DNA粗提取和鉴定的实验，实验主要过程如下图，回答下列问题：

（1）步骤一中需加入一定量的洗涤剂和食盐（氯化钠）对洋葱组织进行处理，加入前者是为了瓦解细胞膜结构，加入后者的目的是溶解DNA．将搅拌和研磨后的物质进行过滤，即可得到含有DNA的滤液．
（2）步骤二是DNA纯化过程中的关键步骤，可以采用以下几种不同的方法：
①滤液中NaCl浓度在0.14mol/L时可分离出DNA，若要再次提纯，需要将其溶解在2mol/L的NaCl溶液中；
②通常会向DNA粗提取物中加入嫩肉粉，其目的是破坏其中的蛋白质；
③将得到的DNA粗提取物放在60～75℃水浴中保温10～15min，蛋白质被破坏，但仍能得到纯度较高的DNA，说明了DNA具有较高的稳定性（或耐较高温度）．
（3）步骤三中向滤液中加入DNA体积分数为95%的酒精的目的是析出DNA，依据的原理是DNA不溶于酒精，但酒精可以使蛋白质变性并与DNA分离．得到纯净的DNA后，可利用DNA与二苯胺在沸水浴条件下发生显色反应，来对其进行鉴定．

Answer 1

分析 1、DNA粗提取和鉴定的原理：
（1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性．
（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色．
2、DNA粗提取和鉴定的过程：
（1）实验材料的选取：凡是含有DNA的生物材料都可以考虑，但是使用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大．
（2）破碎细胞，获取含DNA的滤液：
动物细胞的破碎比较容易，以鸡血细胞为例，在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可．如果实验材料是植物细胞，需要先用洗涤剂溶解细胞膜．例如，提取洋葱的DNA时，在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液．
（3）去除滤液中的杂质：
方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质，不分解DNA；方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同．
方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白，从而使提取的DNA与蛋白质分开；方案三利用的是DNA和蛋白质对高温耐受性的不同，从而使蛋白质变性，与DNA分离．
（4）DNA的析出与鉴定
①将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等、冷却的酒精溶液，静置2～3min，溶液中会出现白色丝状物，这就是粗提取的DNA．用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸取上面的水分．
②取两支20ml的试管，各加入物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液5ml，将丝状物放入其中一支试管中，用玻璃棒搅拌，使丝状物溶解．然后，向两支试管中各加入4ml的二苯胺试剂．混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min，待试管冷却后，比较两支试管溶液颜色的变化，看看溶解有DNA的溶液是否变蓝．

解答 解：（1）破碎细胞的步骤中需加入一定量的洗涤剂和食盐对洋葱组织进行处理，加入前者是为了瓦解细胞膜结构，加入后者的目的是溶解DNA．
（2）①滤液中NaCl浓度在0.14mol/L时可分离出DNA，若要再次提纯，需要将其溶解在2mol/L的NaCl溶液中；
②通常会向DNA粗提取物中加入嫩肉粉，嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能破坏其中的蛋白质；
③将得到的DNA粗提取物放在60～75℃水浴中保温10～15min，蛋白质被破坏，但仍能得到纯度较高的DNA，说明了DNA具有较高的稳定性（或耐较高温度）．
（3）步骤三中向滤液中加入DNA体积分数为95%的酒精的目的是析出DNA，依据的原理是DNA不溶于酒精，但酒精可以使蛋白质变性并与DNA分离．得到纯净的DNA后，可利用DNA与二苯胺在沸水浴条件下发生显色反应，来对其进行鉴定．
故答案为：
（1）食盐（氯化钠）    溶解DNA
（2）①2（1分）      ②破坏其中的蛋白质    ③具有较高的稳定性（或耐较高温度）
（3）析出DNA   DNA不溶于酒精，但酒精可以使蛋白质变性并与DNA分离   二苯胺

点评 本题考查DNA的粗提取和鉴定实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的试剂及试剂的作用、实验现象等，需要考生在平时的学习过程中注意积累．