Question

20．现代生物学已向两个方面发展，宏观研究的水平为生态系统水平，微观研究的水平为分子水平，对于分子的研究，其物质的提取和分离显得尤为重要．下面是关于DNA分子的提取和分离的相关问题，请回答：
（1）在提取菜花细胞中的DNA时，采用研磨法，为什么不能像鸡血那样，用蒸馏水使其破裂？植物细胞有细胞壁，不会吸水涨破，只有研磨才能释放出DNA
（2）在提取实验过程中用到两种浓度的NaCl溶液，说明其作用：
①2moL/L的NaCl溶液：溶解DNA，过滤除去不溶于NaCL的杂质
②0.14moL/L的NaCl溶液：使DNA析出，过滤除去溶于NaCL的杂质
（3）在整个操作过程中，每100mL血液中加入3g柠檬酸钠的作用是防止血液凝固
（4）DNA鉴定的原理：在沸水浴的条件下，DNA与二苯胺反应呈现蓝色．

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）由于植物细胞有细胞壁，不会吸水涨破，只有研磨才能释放出DNA，因此在提取菜花细胞中的DNA时，采用研磨法，而不能像鸡血那样，用蒸馏水使其破裂．
（2）DNA在0.14mol/L的NaCl溶液中的溶解度最低．
①2moL/L的NaCl溶液：溶解DNA，过滤除去不溶于NaCL的杂质；
②0.14moL/L的NaCl溶液：使DNA析出，过滤除去溶于NaCL的杂质
（3）柠檬酸钠的作用是防止血液凝固．
（4）DNA鉴定的原理：在沸水浴的条件下，DNA与二苯胺反应呈现蓝色．
故答案为：
（1）植物细胞有细胞壁，不会吸水涨破，只有研磨才能释放出DNA 
（2）①溶解DNA，过滤除去不溶于NaCL的杂质
②使DNA析出，过滤除去溶于NaCL的杂质
（3）防止血液凝固 
（4）在沸水浴的条件下，DNA与二苯胺反应呈现蓝色

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．