复习与测试教学实录与评析

实验十一

DNA的粗提取与鉴定

教学目的

初步掌握DNA粗提取和鉴定的方法。

观察提取出来的DNA物质。

实验原理

DNA在NaCl溶液中的溶解度是随NaCl的浓度变化而改变的。DNA在0．14mol/L的NaCl溶液中的溶解度最低，据此可使溶解于NaCl溶液中的DNA析出。

DNA不溶于酒精溶液，但细胞中某些物质可以溶于酒精溶液，据此可提取杂质较少的DNA。

DNA＋二苯胺蓝色（用于DNA的鉴定）

实验步骤

1．材料制备

0.1G/ml柠檬酸钠100ml

500ml烧杯→玻璃棒搅拌→1000r/min离心2min→吸去上清液→

活鸡血180ml

即得鸡血细胞液（也可将上述烧杯置于冰箱中，静置一天使鸡血细胞自行沉淀）

2．方法步骤

取血细胞液5-10ml＋20ml蒸馏水，玻璃棒沿一个方向快速搅拌

（1）提取血细胞核物质

纱布过滤，滤液中含DNA和其他核物质，如蛋白质

原理：血细胞的细胞膜、核膜吸水胀破，玻璃棒快速搅拌机械加速血细胞破裂

（2）溶解核内DNA：滤液＋2mol/LNaCl溶液40ml，玻璃棒沿一个方向搅拌

（3）析出含DNA的粘稠物：向上述溶液中缓缓加入蒸馏水，并轻轻地沿一个方向搅拌，出现丝状物，当丝状物不再增加时，停止加水（此时NaCl溶液相当于稀释到0．14mol/L）

（4）滤取含DNA的粘稠物：用多层纱布过滤，含DNA的粘稠物留在纱布上

（5）DNA粘稠物再溶解：

20ml2mol/LNaCl溶液

50ml烧杯，

上述粘稠物

缓慢搅拌3 min （6）过滤含DNA的2mol/LNaCl溶液：用2层纱布过滤，滤液中含DNA （7）提取含杂质较少的DNA：上述溶液＋95%酒精，缓慢搅拌，出现乳白色丝状物，用玻璃棒将丝装物卷起。

（8）DNA鉴定：

实验关键：

本实验成功的关键是获取较纯净的DNA，因此应注意：

1．充分搅拌鸡血细胞液。DNA存在于鸡血细胞核中。将鸡血细胞与蒸馏水混合以后，应用

玻璃棒沿一个方向快速搅拌，使血细胞加速破裂，并释放出DNA 2．沉淀DNA必须用冷酒精。实验前必须准备好大量95%的酒精，并在冰箱中（5℃以下）至少存放24小时。

3．正确搅拌含有悬浮物的溶液。在第（3）、（5）步骤，玻璃棒不要直插烧杯底部，且搅拌要轻缓，以便获得较完整的DNA分子。在步骤（7），要将玻璃棒插入烧杯溶液中间，用手缓慢转动5-10min。

【同类题库】

．在“DNA的粗提取与鉴定”的实验中分别使用2mol／L、0．14mol／L、2mol／L、0015mol／L的氯化钠溶液，其作用分别是（A）

A．溶解、析出、溶解、溶解

C．溶解、溶解、析出、溶解

B．析出、溶解、析出、溶解

D．溶解、析出、溶解、析出

．下列图示中能反映DNA溶解度与NaCI溶液浓度之间关系的是（C）

．DNA在下列哪种浓度的NaCl溶液中溶解度最低（B）

A．2．00mol/L

B．0．14 mol/L

C．0．015 mol/L

D．0．10 mol/L ．在DNA的粗提取过程中，初步析出DNA和提取较纯净的DNA所用的药品的浓度和名称分别是（B）

①0．1 g/ml的柠檬酸钠溶液

②2．00mol/L的NaCl溶液

③0．14 mol/L的NaCl溶液

④体积分数为95%的酒精溶液

⑤0．015 mol/L的NaCl溶液

⑥0．04 mol/L的NaCl溶液

A．①③⑤

B．③④

C．②④

D．②③④

．与析出DNA粘稠物有关的叙述，不正确的是（C）

A．操作时缓缓滴加蒸馏水，降低DNA的溶解度

B．在操作A时，用玻璃棒轻缓搅拌，以保证DNA分子完整

C．加蒸馏水可同时降低DNA和蛋白质的溶解度，两者均可析出

D．当丝状粘稠物不再增加时，此时NaCl的浓度约为0.14mol/L. ．（多选）下列有关“DNA粗提取”的操作中，正确的是（ABCD）

A．在鸡血细胞液中加入蒸馏水

B．在“析出DNA粘稠物”时，要缓缓加入蒸馏水，直至溶液中粘稠物不再增多

C．在用酒精凝集DNA时，要使用冷酒精

D．用玻璃棒搅拌时要沿一个方向

．“DNA的粗提取与鉴定实验”中有三次过滤：

（1）过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液。

（2）过滤含粘稠物的0.14mol/L NaCl . （3）过滤溶解有DNA的2mol/L NaCl. 以上三次过滤分别为了获得（A）

A．含核物质的滤液、纱布上的粘稠物、含DNA的滤液

B．含核物质的滤液、滤液中DNA粘稠物、含DNA的滤液

C．含核物质的滤液、滤液中DNA粘稠物、纱布中DNA D．含较纯的DNA滤液、纱布上粘稠物、含DNA的滤液

．为获取较纯净的DNA，采集来的血样可用蛋白酶处理，然后用有机溶剂除去蛋白质。下列有关叙述，正确的是（D）

A．除去血浆中的蛋白质

B．除去染色体上的蛋白质

C．除去血细胞表面的蛋白质

D．除去血细胞中所有的蛋白质

．在“DNA的粗提取与鉴定实验”中，和“使用蛋白酶从染色体中提取DNA”中的蛋白酶具有相似作用的物质是（D）

A．NaCl溶液

B．蒸馏水

C．柠檬酸钠

D．冷却的酒精

．DNA不溶于下列何种溶液（D）

A．NaCl溶液

B．KCl溶液

C．MgCl溶液

D．酒精溶液

．下列不同浓度的NaCl溶液中，使DNA析出最彻底和溶解度最高的是（A）

①0.14mol/L

②2mol/L

③0.25mol/L

④0.015 mol/L A．①和②

B．②和①

C．②和③

D．②和④

．下列操作中，对DNA的提取量影响较小的是（B）

A．使鸡血细胞在蒸馏水中充分破裂，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粘稠物时，要缓缓加入蒸馏水，直至溶液中粘稠物不再增多

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

E．在DNA的溶解和再溶解时，要充分搅拌

．在“DNA的粗提取与鉴定实验”中：

（1）实验中两次使用蒸馏水，第一次目的是

，

第二次目的是

。

（2）说明不同浓度的NaCl溶液的作用：

2mol/L NaCl的作用

；

0.14mol/L NaCl的作用

；

0.015 mol/L NaCl的作用

；

（3）提纯DNA的原理是

，所用试剂为

。

搅拌要

，目的

。

（4）能否用哺乳动物血液代替？简述理由。

。

[（1）使血细胞吸水破裂，溶解细胞核内的DNA；降低NaCl溶液的浓度，降低DNA分子在NaCl溶液中的溶解度析出DNA分子（2）溶解含DNA的核物质；使含DNA的丝状粘稠物析出DNA分子；进行DNA鉴定（3）DNA不溶于酒精溶液，但细胞中某些盐类蛋白质可溶于酒精溶液；95%的冷却酒精；轻缓、同方向；保持DNA分子的完整性（4）不能，成熟的哺乳动物红细胞没有细胞核] ．此实验中有几次用玻璃棒搅拌，每次搅拌的方向是一致的；但每次搅拌的强度不同，请就此予以说明。

（1）提取鸡血细胞核内物质时，应

搅拌，目的是

。

（2）向含核物质的2mol/L NaCl 溶液滴加蒸馏水析出DNA粘稠物时，应

搅拌，目的是

。

（3）DNA粘稠物再溶解于2mol/L NaCl 溶液时，应

搅拌，目的是

。

（4）用95%的冷却酒精提取含杂质较少的DNA时，应

搅拌，目的是

。

[（1）快速；加速血细胞破裂（2）轻缓；尽量保持DNA分子的完整性（3）轻缓；尽量保持DNA分子的完整性（4）轻缓；保持DNA分子的完整性] ．以下是有关DNA的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时要加入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在生物体内均以核蛋白（由核酸和蛋白质组成）的形式存在，DNA核蛋白在1 mol/L NaCl 溶液中溶解度很大，但在0.14mol/L NaCl 溶液中溶解度很低；而RNA核蛋白溶于0.14mol/L NaCl 溶液。

c．用苯酚处理，可使蛋白质变性，且留在苯酚层内；在DNA溶液中加入2．5倍体积，浓度为95%的酒精，可将DNA分离出来。此时DNA十分粘稠，可用玻璃棒搅成团取出。

d．DNA在强酸性环境下，水解产生脱氧核糖等小分子物质，它与二苯胺酸性溶液反应，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 NaCl 溶液、1 mol/L NaCl 溶液、苯酚、95%的酒精、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。

以下是DNA粗提取实验的步骤，请根据以上阅读材料回答有关问题：

（1）研磨：取10克花椰菜加适量的

、

和石英砂，研磨成匀浆。

（2）过滤。

（3）将滤液稀释6倍，其目的是：

。

（4）离心处理，产生沉淀。

（5）取沉淀物，置于2毫升1 mol/L NaCl 溶液中，使DNA核蛋白再次溶解，再加2毫升苯酚充分震荡后静止，待其分层后弃其上层苯酚。这一步的目的是除去

。

（6）如何将剩余溶液中的DNA提取出来？

。

（7）如何证明提取物质确实是DNA分子？

。

其实验过程的要点是向放有DNA的试管中加入适量该试剂，混合均匀后，将试管置于

中5min，待试管

后，观察试管中的颜色变化。这个实验也说明DNA耐

温，前次温度有利于

，后次温度则有利于DNA

。

[（1）柠檬酸钠溶液、1 mol/L NaCl 溶液（3）使DNA核蛋白溶解度降低而析出（5）（DNA核蛋白中的）蛋白质（6）向下层溶液中加2．5倍体积，浓度为95%的酒精，此时用玻璃棒搅动，玻璃棒上成团的物质即是DNA（7）用适量浓硫酸处理提取物，再滴加二苯胺酸性溶液数滴，如有蓝色物质出现即可证明提取物为DNA。沸水浴；冷却；高；加快染色反应的速度；析出。] ．“DNA的粗提取与鉴定”实验中，A、B、C、D、E五个小组除下表中所列处理方法不同外，其他操作步骤均相同，而且正确，但实验结果却不同。

组别

实验材料

提取核物质时

加入的溶液

去除杂质时

加入的溶液

DNA鉴定时

加入的试剂

A

鸡血

蒸馏水

95％的酒精(25C)

二苯胺

B

菜花

蒸馏水

95％的酒精(冷却)

双缩脲

，

C

人血浆

蒸馏水

95％的酒精(冷却)

二苯胺

D

人血细胞

2mol／L的氯化钠

0．14mol／L的氯化钠

双缩脲

E

鸡血

蒸馏水

95％的酒精(冷却)

二苯胺

(1)实验材料选择错误的组别是

。其原因是

。

(2)实验步骤(不包括实验材料)均正确，但得不到DNA的组别是

。

(3)沸水浴中试管颜色变蓝的组别是

；蓝色较淡的是

，其原因是

。

(4)B组实验不成功的最主要原因是

。

[(1)C、D 人的血浆中没有细胞结构，成熟的红细胞中没有细胞核，选用这些材料得不到DNA或得到的DNA很少

(2)C

(3)A、E

A

冷却的酒精对DNA的凝集效果较佳，该组使用的是25℃的酒精

(4)菜花细胞在蒸馏水中不能被破坏，得不到DNA(应采用研磨的方法)] ．在“DNA的粗提取与鉴定”的实验中，有同学按书本知识和自己的思路，试做了如下实验，请你判断实验结果。

(1)他把与柠檬酸钠混合的新鲜血液放在几层纱布上过滤，纱布上最主要的结构是

。

(2)他在含有DNA、RNA及蛋白质等的混合物中加入大量的物质的量浓度为2．0mol/L的氯化钠溶液后，通过搅拌后，放在几层纱布上过滤，他得到的滤液中一定含有实验目的中需要提取的成分是

。

(3)他在上述滤液中加入冷酒精(体积分数为95％)，并用玻璃棒向—个方向搅拌，溶液中的丝状物的主要成分是

。

(4)他把含有DNA、RNA、蛋白质与氯化钠的混合溶液稀释成物质的量浓度为0．14mol/L的氯化钠溶液后，放在几层纱布上过滤，他得到的滤液中含量最多的成分是

。

[血细胞

DNA

DNA

水] ．请利用如下实验材料做相关实验，再选择其中的一种实验材料，设计一个实验，以展示你的科学素养和创新才能。

(1)如用上述材料做观察植物细胞的有丝分裂、叶绿体中色素的提取和分离、观察植物的向性运动等实验。你选择的最佳材料依次是(填图中序号即可)

。

(2)如用紫色洋葱表皮做完细胞的质壁分离及复原实验后，又用此装片观察细胞分裂，结果未观察到处于分裂期的细胞。请解释原因

。

(3)创新实验设计方案

实验课题：探究镍为植物生活所必需的矿质元素

材料用具：完全营养液甲、缺镍的完全营养液乙、适当的容器和固定材料、长势相似的玉米幼苗，含镍的无机盐。

方法步骤：

①

；

②

；

②

。

实验预期：

。

为进一步验证镍元素一定是必需元素．还应增加的实验步骤及结果是：

。

[（1）①⑤③（2）高度分化的细胞一般不能继续分裂（3）①取长势相似的等量玉米幼苗，编为甲、乙两组；②甲组用营养液甲培养，乙组用营养液乙培养，其余条件均相同且适宜；

③定期观察并记录两组幼苗的生长情况。

实验预期：①若两组长势相似，则镍不是玉米生活所必需的营养元素；②若甲组生长正常，乙组生长不良，则镍是玉米生活所必需的营养元素。

在乙组缺镍的培养液中加入适量含镍的无机盐，若症状在不久后消失，则镍一定是玉米生活所必需的营养元素。]