2024-2025學(xué)年高二生物人教版選擇性必修3 第3章 實驗突破一 DNA的粗提取與鑒定

一、實驗原理1．提取DNA的原理利用DNA與RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面的差異，選用適當(dāng)?shù)奈锢砘蚧瘜W(xué)方法提取DNA，去除其他成分。如：(1)DNA在酒精溶液中的溶解性：DNA不溶于酒精，但某些蛋白質(zhì)溶于酒精。(2)DNA在NaCl溶液中的溶解性：DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同，它能溶于2mol/L的NaCl溶液。2．鑒定DNA的原理在一定溫度下，DNA遇二苯胺試劑會呈現(xiàn)藍(lán)色。二、實驗步驟三、操作提示1．以血液為實驗材料時，每100mL血液中需要加入3g檸檬酸鈉，防止血液凝固。2．加入酒精和用玻璃棒攪拌時，動作要輕緩，以免加劇DNA分子的斷裂，導(dǎo)致DNA分子不能形成絮狀沉淀。四、關(guān)鍵點撥1．利用動物細(xì)胞提取DNA時，破碎細(xì)胞的方法：動物細(xì)胞無細(xì)胞壁，可直接使其吸水漲破。2．不能選用哺乳動物成熟的紅細(xì)胞作為實驗材料，原因是哺乳動物成熟的紅細(xì)胞無細(xì)胞核。3．提純DNA時，選用體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精的原因：體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精提純效果更佳。4．實驗中進(jìn)行了2次靜置或離心，目的是將DNA和雜質(zhì)分子分開，第1次操作后，DNA存在于上清液中；第2次操作后DNA存在于析出的白色絲狀物或離心管沉淀中。例1(2023·邯鄲高二期中)如圖為DNA的粗提取與鑒定實驗的部分操作流程。下列相關(guān)敘述正確的是()A．將圖1中的研磨液過濾后保留沉淀B．圖2過程中，用玻璃棒進(jìn)行交叉攪拌會使DNA析出更快C．圖2析出得到的白色絲狀物只能溶于2mol/L的NaCl溶液中D．圖3對提取后的DNA進(jìn)行鑒定，兩支試管中均要加入二苯胺試劑答案D解析將圖1中的研磨液過濾后應(yīng)保留上清液，A錯誤；圖2過程中，用玻璃棒攪拌要輕輕攪拌且沿同一方向進(jìn)行，以免加劇DNA分子的斷裂，B錯誤；圖2析出得到的白色絲狀物主要成分是DNA，DNA在NaCl溶液中的溶解度是隨著NaCl的濃度變化而改變的，不是只能溶于2mol/L的NaCl溶液中，C錯誤。例2如表關(guān)于DNA粗提取與鑒定實驗的敘述，不正確的是()選項試劑操作作用A研磨液與生物材料混合提取溶解DNAB2mol/LNaCl溶液與提取出的DNA混合溶解DNAC冷卻的酒精加入到離心后的上清液中溶解DNAD二苯胺試劑加入到溶解有DNA的NaCl溶液中鑒定DNA答案C解析DNA不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)溶于酒精，利用這一原理可以初步分離DNA與蛋白質(zhì)，C錯誤。1．(2023·廣東，11)“DNA的粗提取與鑒定”實驗的基本過程：裂解→分離→沉淀→鑒定。下列敘述錯誤的是()A．裂解：使細(xì)胞破裂釋放出DNA等物質(zhì)B．分離：可去除混合物中的多糖、蛋白質(zhì)等C．沉淀：可反復(fù)多次以提高DNA的純度D．鑒定：加入二苯胺試劑后即呈現(xiàn)藍(lán)色答案D解析裂解是使細(xì)胞破裂釋放出DNA等物質(zhì)，針對不同的實驗材料，可選擇不同的方法破壞細(xì)胞，如植物細(xì)胞可選擇研磨的方法，而動物細(xì)胞可選擇吸水漲破的方法，A正確；DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2mol/L的NaCl溶液，將溶液過濾，即可將混合物中的多糖、蛋白質(zhì)等與DNA分離，B正確；DNA不溶于酒精，但某些蛋白質(zhì)溶于酒精，利用這一原理可以反復(fù)多次用酒精沉淀出DNA，提高DNA的純度，C正確；將DNA溶于NaCl溶液中，加入二苯胺試劑，沸水中加熱五分鐘，待冷卻后，溶液能呈現(xiàn)藍(lán)色，D錯誤。2．下列關(guān)于“DNA的粗提取與鑒定”實驗的敘述，錯誤的是()A．酵母菌和菜花均可作為提取DNA的材料B．DNA既溶于2mol/LNaCl溶液也溶于蒸餾水C．DNA的粗提取與鑒定實驗中，需要使用體積分?jǐn)?shù)95%的冷酒精D．向洋蔥研磨液的上清液中加蒸餾水?dāng)嚢瑁梢姴ＡО羯嫌邪咨z狀物答案D解析DNA既溶于2mol/LNaCl溶液也溶于蒸餾水，B正確；向洋蔥研磨液的上清液中加預(yù)冷的酒精溶液(體積分?jǐn)?shù)為95%)攪拌，可見玻璃棒上有白色絲狀物，D錯誤。3．(2022·山東，13)關(guān)于“DNA的粗提取與鑒定”實驗，下列說法錯誤的是()A．過濾液沉淀過程在4℃冰箱中進(jìn)行是為了防止DNA降解B．離心研磨液是為了加速DNA的沉淀C．在一定溫度下，DNA遇二苯胺試劑呈現(xiàn)藍(lán)色D．粗提取的DNA中可能含有蛋白質(zhì)答案B解析低溫時DNA酶的活性較低，過濾液沉淀過程在4℃冰箱中進(jìn)行是為了防止DNA降解，A正確；離心研磨液是為了使細(xì)胞碎片沉淀，B錯誤；在沸水浴條件下，DNA遇二苯胺試劑呈現(xiàn)藍(lán)色，C正確；細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)可以溶解于酒精，可能有蛋白質(zhì)不溶于酒精，在95%的冷酒精中與DNA一塊析出，故粗提取的DNA中可能含有蛋白質(zhì)，D正確。4．研究人員比較了不同儲藏條件對棉葉DNA純度及提取率(提取率越高，獲得的DNA越多)的影響，實驗結(jié)果如圖所示。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．提純DNA時可加入75%酒精去除蛋白質(zhì)等物質(zhì)B．新鮮棉葉提取的DNA純度最高，但提取DNA的量不是最多C．用二苯胺試劑鑒定，藍(lán)色最深的是冷凍3d處理后提取的DNAD．DNA不溶于酒精，在NaCl溶液中的溶解度隨溶液濃度的不同而不同答案A解析DNA不溶于酒精，但細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)溶于酒精，所以DNA的粗提取與鑒定實驗中，提純DNA時，加入冷卻的、體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液是為了溶解蛋白質(zhì)，形成含雜質(zhì)較少的DNA絲狀物，A錯誤；新鮮棉葉提取的DNA純度最高，但提取率不高，因此新鮮棉葉提取DNA的量不是最多的，B正確；冷凍3d處理提取的DNA量是最多的，因此用二苯胺試劑鑒定，顏色最深的是冷凍3d處理后提取的DNA，C正確；DNA在不同NaCl溶液中的溶解度不同，D正確。5．(多選)(2023·南通高二期中)下列關(guān)于DNA粗提取與鑒定實驗的敘述，錯誤的是()A．取材時可選用雞血、洋蔥、香蕉等富含DNA的材料進(jìn)行實驗B．將白色絲狀物置于2mol/L的NaCl溶液中，離心后棄去上清液C．可將洋蔥置于清水中，細(xì)胞吸水破裂后將DNA釋放出來D．鑒定DNA時，將絲狀物溶于2mol/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺試劑，混勻后即呈藍(lán)色答案BCD解析DNA在2mol/L的NaCl溶液中溶解度較大，將白色絲狀物置于2mol/L的NaCl溶液中，會發(fā)生溶解現(xiàn)象，離心后應(yīng)保留上清液，B錯誤；將洋蔥置于清水中，由于細(xì)胞壁的支持保護(hù)作用，植物細(xì)胞不會吸水漲破，C錯誤；鑒定DNA時，將絲狀物溶于2mol/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺試劑，混勻后再在沸水中加熱5min，冷卻后會出現(xiàn)藍(lán)色，D錯誤。6．“CTAB法”和“SDS法”是提取DNA的常用方法，CTAB提取液含有CTAB、EDTA等成分，SDS提取液含SDS、EDTA等成分。CTAB、SDS能破壞膜結(jié)構(gòu)，使蛋白質(zhì)變性，提高DNA在提取液中的溶解度；EDTA能螯合Mg2＋、Mn2＋，抑制DNA酶的活性。某科研小組為了尋找提取臘梅DNA的優(yōu)良方法，比較了上述兩種提取DNA的方法，主要操作如圖所示：注：TE緩沖液主要用于溶解核酸，能穩(wěn)定儲存DNA和RNA。實驗測定結(jié)果如表(表中OD260的值反映溶液中核酸的濃度，OD280的值反映溶液中蛋白質(zhì)的濃度。理論上，純DNA溶液的OD260/OD280的值為1.8，純RNA溶液的OD260/OD280的值為2.0)。CTABSDSOD260OD280OD260/OD280OD260OD280OD260/OD2800.0330.0181.8330.0060.0051.200請回答下列問題：(1)與常溫下研磨相比，在液氮中研磨的優(yōu)點是__________________________________；CTAB提取液和SDS提取液中都加入EDTA的目的是______________________________________。(2)氯仿－異戊醇密度大于水且不溶于水，DNA不溶于氯仿－異戊醇，蛋白質(zhì)等雜質(zhì)可溶于氯仿－異戊醇，實驗過程中加入氯仿－異戊醇離心后，應(yīng)?、賍_______(填“上清液”或“沉淀物”)加異丙醇(異丙醇與水互溶)并離心進(jìn)行純化，利用異丙醇溶液純化DNA的原理是______________________________________________________________________________。(3)兩種方法中，_____