第3章 [探究·实践] DNA的粗提取与鉴定-【正禾一本通】2024-2025学年高中生物选择性必修3同步课堂高效讲义配套课件（人教版2019 单选）

第3章 基因工程 [探究·实践] DNA的粗提取与鉴定 纱布 酒精 二苯胺 沸水 变蓝色 4 学以致用 01 02 03 04 05 01 02 03 04 05 01 02 03 04 05 01 02 03 04 05 01 02 03 04 05 01 02 03 04 05 01 02 03 04 05 01 02 03 04 05 01 02 03 04 05 01 02 03 04 05 01 02 03 04 05 01 02 03 04 05 2 二苯胺 蓝 【探究基础】 1.实验原理 DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面存在差异，可以利用这些差异，选用适当的 方法对它们进行提取。 (1)DNA不溶于 ，但某些蛋白质可溶。 (2)DNA在不同浓度的NaCl溶液中 不同，它能溶于 mol/L的NaCl溶液。 (3)在一定温度下，DNA遇 试剂会呈现 色。 物理或化学 酒精 溶解度 2.实验步骤 3.鸟类和哺乳动物的成熟红细胞都适合用来提取DNA吗？请说明理由。 提示：鸟类的成熟红细胞可以用来提取DNA，哺乳动物的成熟红细胞没有细胞核，不适合用来提取DNA。 【探究关键】 1.DNA的鉴定和还原糖的鉴定都需要加热，它们有什么不同？ 提示：还原糖的鉴定实验中加斐林试剂后，置于50～65 ℃温水中水浴加热 2 min；而DNA的鉴定实验中加二苯胺试剂后，置于沸水中加热 5 min。 2.DNA和蛋白质在酒精中的溶解性有何特点？根据该特点如何将DNA与蛋白质初步分离？ 提示：DNA不溶于酒精，某些蛋白质能溶于酒精。向溶解有DNA和蛋白质的溶液中加入冷却的酒精，溶液中会出现白色丝状物，即粗提取的DNA。 4.实验过程要充分地研磨，如果研磨不充分，会对实验结果产生怎样的影响？ 提示：研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全，提取的DNA量变少，导致看不到丝状物或沉淀物，用二苯胺试剂鉴定不显示蓝色。 5.实验过程中应如何使用玻璃棒搅拌？为什么？ 提示：搅拌时玻璃棒不能直插烧杯底部，搅拌要轻缓，并向一个方向搅拌。这样才能获得较完整的DNA分子。 【归纳总结】 1.DNA的粗提取与鉴定实验的注意事项 (1)本实验不能用哺乳动物成熟的红细胞作实验材料，原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核(无DNA)。 (2)二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。 (3)提取植物细胞的DNA时，加入2 mol/L NaCl溶液的目的是溶解DNA。 (4)在DNA进一步提纯时，选用冷却的体积分数为95%的酒精的作用是溶解杂质和析出DNA。 2.DNA与蛋白质在不同浓度NaCl溶液中的溶解度不同 项目 溶解规律 物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液 物质的量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液 DNA 溶解 析出 蛋白质 部分发生盐析沉淀 溶解 3.实验材料的选择 选择DNA含量较高的生物组织，如香蕉、菜花、菠菜、猪肝等。 (1)如果以菜花为实验材料，由于硬度较高，容易出现研磨不充分的情况，需要延长研磨时间，而如果研磨时间太长，研磨时产生的热量可能会影响DNA的提取量，因此研磨时可以加入纤维素酶。 (2)如果选取植物的叶片为实验材料，由于叶片中含有的大多数糖类较难除去，它们在浓度较高时常常会使提取物呈胶状，从而影响鉴定结果，实验前可将材料置于低温、暗处保存，以降低多糖含量。 1.如图是“DNA粗提取与鉴定”实验中的两个操作步骤示意图，下列叙述错误的是(　　) A.图1中溶液a可以选用2 mol·L－1的NaCl溶液 B.图1所示操作的原理是DNA不溶于酒精，而蛋白质等杂质溶于酒精 C.图2试管1的作用是证明2 mol·L－1 NaCl溶液遇二苯胺出现蓝色 D.图2所示实验操作中有一处错误，可能导致试管2中蓝色变化不明显 解析：选C。图1中溶液a是2 mol·L－1的NaCl溶液，A正确；图1所示操作的原理是DNA不溶于酒精，而蛋白质等杂质能溶于酒精，B正确；图2试管1的作用是证明2 mol·L－1 NaCl溶液遇二苯胺不会出现蓝色，C错误；图2所示实验操作中有一处明显错误(试管2中未将DNA溶于2 mol·L－1的NaCl溶液中)，可能导致试管2中蓝色变化不明显，D正确。 2.(2024·四川凉山高二期末)“DNA的粗提取”实验流程如下图所示，a、b代表有关实验操作，下列叙述错误的是(　　) A.本实验也可以采用鸡血细胞作为实验材料 B.图中a操作为研磨、过滤、离心 C.图中的A溶液为二苯胺溶液，使用时需要沸水加热 D.提取到的白色丝状物中仍含有杂质 解析：选C。鸡的红细胞有细胞核，含有DNA，本实验也可以采用鸡血细胞作为实验材料，A正确；植物组织经a操作，研磨使细胞破裂释放出DNA，过滤、离心去除杂质后可在上清液中获得含有蛋白质等杂质的DNA，B正确；图中A溶液为预冷的体积分数为95%的酒精溶液，C错误；本实验只是对DNA进行粗提取，因此提取到的白色丝状物中仍含有杂质，D正确。 3.(2024·河南郑州高二期中)研究人员通过实验探究不同储藏条件对棉花叶片DNA纯度及提取率(提取率越高，获得的DNA越多)的影响，结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A.DNA能溶于酒精，故可用酒精处理棉花叶片提取DNA B.通过粗提取获得的DNA中可能仍然含有核蛋白、多糖等杂质 C.用二苯胺进行鉴定时，相同体积下可通过比较试管蓝色深浅判断DNA含量 D.进行DNA粗提取实验前最佳的处理方式为将棉花叶片冷冻处理3天 解析：选A。DNA不溶于酒精，A错误；通过粗提取获得的DNA中可能仍然含有核蛋白、多糖等杂质，B正确；用二苯胺进行鉴定时，相同体积下可通过比较试管蓝色深浅判断DNA含量，蓝色越深说明DNA纯度越高，C正确；分析图可知，棉花叶片的不同处理方式对其 DNA的纯度和提取率都有影响，在冷冻3天的处理下，提取率和纯度均较高，D正确。 4.(2024·河南郑州高二期中)“DNA粗提取与鉴定”的实验步骤是：研磨→去杂质→析出→鉴定。某研究小组欲探究不同去杂质方法对实验结果的影响，实验结果如下表所示。下列说法错误的是(　　) 去杂质方法 沉淀质量/g DNA浓度/(ng/μL) OD260/OD280 二苯胺鉴定 离心 0.068 81.5 1.53 蓝色 4 ℃冰箱静置 0.102 8 336.4 1.41 注：OD260与OD280的比值可检查DNA纯度。纯DNA的OD260/OD280为1.8，当存在蛋白质污染时，这一比值会明显降低。 A.猪肝和菜花均可作为提取DNA的材料 B.粗提取的DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水加热后冷却变蓝 C.离心法可以获得更高纯度的DNA D.析出时的离心转速高于去杂质时 解析：选B。DNA粗提取与鉴定的实验中，应选择富含DNA的材料，猪肝和菜花均可作为提取DNA的材料，A正确；粗提取的DNA丝状物放入2 mol/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺试剂中沸水加热后冷却变蓝，B错误；据表可知，离心法的OD260/OD280高于4 ℃冰箱静置，结合题目信息可知，离心法可以获得更高纯度的DNA，C正确；去杂质时的转速为1 500 r/min，析出时的转速为10 000 r/min，故析出时的离心转速高于去杂质时，D正确。 5.(2024·安徽马鞍山高二期末)某兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动。具体步骤如下： 材料处理：称取新鲜的菜花、辣椒和蒜黄各2份，每份10 g。剪碎后分成两组，一组置于20 ℃、另一组置于－20 ℃条件下保存24 h。 (1)将DNA的粗提取物溶于2 mol/L的NaCl溶液中，加入________试剂，在沸水浴条件下进行鉴定，结果如下表： 材料保存温度 菜花 辣椒 蒜黄 20 ℃ ＋＋ ＋ ＋＋＋ －20 ℃ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋＋ 注：“＋”越多表示蓝色越深。 (2)该探究性实验课题的名称可能是“探究不同材料和不同__________对DNA提取量的影响”。 (3)根据实验结果分析： ①结论1：与20 ℃相比，相同实验材料在－20 ℃条件下保存，DNA的提取量更______(填“多”或“少”)。 结论2：等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从______中提取的DNA量最多。 ②针对结论1，请提出合理的解释：低温抑制了__________的活性，DNA降解速度减慢。 答案：(1)二苯胺　(2)保存温度　(3)①多　蒜黄　②(核酸水解)酶 $$