Question

3．下面是某位同学以洋葱为实验材料进行DNA提取与鉴定的实验步骤：
a．称取30克已切碎的洋葱，放入研钵中，加入少量石英砂，倒入10mL 0.14mol/L的氯化钠溶液，充分研磨．
b．研磨后，用漏斗和纱布过滤，得到滤液．
c．沿烧杯壁缓缓向滤液中加入95%的酒精溶液20mL，并用玻璃棒快速搅拌，待纤维状粘稠物析出，用玻璃棒可将其轻轻卷起．
d．取两支试管，编为1、2号，各加入2mol/L的氯化钠溶液2mL，向1号试管中加入一些纤维状粘稠物，振荡使其溶解，然后向两支试管中各加入2mL二苯胺试剂，观察颜色变化．
请分析回答：
（1）指出以上实验步骤中的三个错误：a步骤中“倒入的氯化钠溶液浓度为0.14mol/L”（意思正确即可）、b步骤中“用玻璃棒快速搅拌、d步骤中没有沸水浴加热．
（2）在a步骤中，加入少量石英砂是为了研磨充分，有时人们还在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂，原因是洗涤剂能溶解细胞膜，有利于DNA的释放．
（3）c步骤中用玻璃棒轻轻卷起的纤维状粘稠物是白色的．
（4）在所有操作均正确的情况下，d步骤中1号、2号试管内溶液颜色变化分别为变蓝、不变蓝．
（5）DNA提取实验不宜用猪血作为实验材料，原因是猪的成熟红细胞无细胞核（或无DNA）．

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）以上实验步骤中的三个错误为：a步骤中“倒入的氯化钠溶液浓度为 0.14mol/L”；b步骤中“用玻璃棒快速搅拌；d步骤中没有沸水浴加热．
（2）洗涤剂能溶解细胞膜，有利于DNA的释放．
（3）c步骤中用玻璃棒轻轻卷起的纤维状粘稠物是白色的．
（4）1号试管中含有DNA，加入二苯胺后沸水浴加热颜色变蓝；2号试管中不含DNA，加入二苯胺后沸水浴加热颜色不变蓝．
（5）DNA提取实验不宜用猪血作为实验材料，原因是猪的成熟红细胞无细胞核（或无DNA）．
故答案为：
（1）a步骤中“倒入的氯化钠溶液浓度为 0.14mol/L   b步骤中“用玻璃棒快速搅拌”d步骤中没有沸水浴加热（意思正确即可）
（2）研磨充分  溶解细胞膜
（3）白
（4）变蓝、不变蓝
（5）猪的成熟红细胞无细胞核（或无DNA）

点评 本题考查DNA的粗提取和鉴定，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、实验步骤等，需要考生在平时的学习过程中注意积累．