Question

某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动。具体步骤如下：

材料处理：称取新鲜的花菜、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。

DNA粗提取：

步骤一：将上述材料分别放入研钵中，各加入15 mL研磨液（含洗涤剂和食盐），充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。

步骤二：先向6只小烧杯中分别注入10 mL滤液，再加入20 mL体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。

步骤三：取6支试管，分别加入等量的____（填溶液名称及浓度）溶液溶解上述絮状物。

步骤四：：在上述试管中各加入4 mL____试剂。混合均匀后，置于沸水中加热5 min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表：

分析上述实验过程，回答下列问题：

（1）该探究性实验课题名称是_________________________________________。

（2）步骤一中研磨液中洗涤剂的作用是________________，食盐的作用是_______________。

（3）步骤二中“缓缓地”搅拌，这是为了___________________，所加酒精溶液需冷却的原因之一是低温抑制_____________________的活性，可以防止DNA降解。

（4）上述实验中步骤三、步骤四的空缺分别为_______________、_______________。

（5）实验表明，_______________________获取的DNA量最多。

Answer

探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响 溶解细胞膜 溶解 DNA 减少 （或防止）DNA断裂 DNA水解酶（或核酸水解酶或DNA酶） 2 mol/LNaCl 二苯胺 保存在-20 ℃的蒜黄

【解析】

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。

（1）表中信息显示，该实验有两个自变量：实验材料和温度，所以该探究性实验课题名称是：探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响

（2）步骤一中研磨液中洗涤剂的作用是溶解细胞膜，有利于细胞内DNA的释放。食盐的作用是溶解DNA。

（3）步骤二中“缓缓地”搅拌，这是为了防止DNA断裂，所加酒精溶液需冷却的原因之一是低温抑制DNA水解酶的活性，可以防止DNA降解。

（4）步骤二中得到的缠绕在玻璃棒上的絮状物是DNA。在鉴定DNA时，需将DNA溶解在2mol/LNaCl溶液中，所用的鉴定试剂为二苯胺，所以上述实验中步骤三、步骤四的空缺依次分别为2mol/LNaCl、二苯胺。

（5）表中的“+”越多表示蓝色越深，而DNA遇二苯胺（沸水浴）被染成蓝色，据此可知：保存在-20℃的蒜黄获取的DNA量最多。