Question

9．生物興趣小組以蘋果為材料開展細胞中DNA含量測定研究，主要實驗流程如圖，其中SDS（十二烷基硫酸鈉）具有破壞細胞膜和核膜、使蛋白質(zhì)變性等作用，苯酚和氯仿不溶或微溶于水，它們的密度均大水．請分析回答：

（1）步驟①中蘋果組織研磨前先經(jīng)液氮冷凍處理的主要優(yōu)點是充分破碎植物細胞．在常溫條件下，也可向切碎的組織材料中加入一定量的洗滌劑和食鹽，再進行充分攪拌和研磨．
（2）根據(jù)實驗流程可推知，步驟③、④所依據(jù)的原理是DNA不溶于苯酚、氯仿，而蛋白質(zhì)等雜質(zhì)能溶．
（3）步驟⑤加入2～3倍體積的95%乙醇的目的是使DNA析出，同時去除部分蛋白質(zhì)等雜質(zhì)（提取雜質(zhì)較少的DNA）．
（4）下面是某同學(xué)設(shè)計的DNA鑒定實驗的主要步驟：
①取1支20mL試管，向其中先后加入2mol•L^-1的NaCl溶液5mL和少量絮狀DNA沉淀，用玻棒攪拌使其溶解．
②向試管中加入4mL二苯胺試劑，混勻后將試管置于50～60℃水浴中加熱5min，待試管冷卻后，觀察溶液是否變藍．
請指出上面實驗步驟中的兩個錯誤：水浴溫度應(yīng)為“沸水浴”、缺少對照組．
（5）興趣小組成員還以同種蘋果的不同組織器官為材料，測定不同組織細胞中DNA的含量，結(jié)果如下表（表中數(shù)值為每克生物材料干重中DNA含量）：

組織器官	韌皮部	形成層	冬芽	秋梢嫩葉	成熟葉片
含量/μg•g-1	80.00	150.00	160.00	120.00	70.00

試從細胞分裂的角度，解釋不同生物材料中DNA含量差異明顯的原因形成層、冬芽、嫩葉等部位的細胞分裂旺盛，DNA復(fù)制使得細胞中DNA含量較高．

Answer 1

分析 提取生物大分子的基本思路是選用一定的物理或化學(xué)方法分離具有不同物理或化學(xué)性質(zhì)的生物大分子．對于DNA的粗提取而言，就是要利用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，提取DNA，去除其他成分．
1、DNA的溶解性
（1）DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同（0.14mol/L溶解度最低），利用這一特點，選擇適當(dāng)?shù)柠}濃度就能使DNA充分溶解，而使雜質(zhì)沉淀，或者相反，以達到分離目的．
（2）DNA不溶于酒精溶液，但是細胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精．利用這一原理，可以將DNA與蛋白質(zhì)進一步的分離．
2、DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性
蛋白酶能水解蛋白質(zhì)，但是對DNA沒有影響．大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受60-80℃的高溫，而DNA在80℃以上才會變性．洗滌劑能夠瓦解細胞膜，但對DNA沒有影響．
3、DNA的鑒定
在沸水浴條件下，DNA遇二苯胺會被染成藍色，因此二苯胺可以作為鑒定DNA的試劑．

解答 解：（1）從植物細胞中提取DNA首先需要破碎細胞，因此步驟①中蘋果組織研磨前先經(jīng)液氮冷凍處理能夠充分破碎植物細胞．在常溫條件下，也可向切碎的組織材料中加入一定量的洗滌劑和食鹽，再進行充分攪拌和研磨．
（2）分析題意可知，“苯酚和氯仿不溶或微溶于水，它們的密度均大水”，而DNA能夠溶于水，而離心后獲得的是上清液（其中含有DNA），由此可推知，步驟③、④所依據(jù)的原理是DNA不溶于苯酚、氯仿，而蛋白質(zhì)等雜質(zhì)能溶．
（3）DNA不溶于酒精溶液，但是細胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精．步驟⑤加入2～3倍體積的95%乙醇能夠使DNA析出，同時去除部分蛋白質(zhì)等雜質(zhì)（提取雜質(zhì)較少的DNA）．
（4）DNA鑒定需要沸水浴加熱，并且鑒定過程中需要設(shè)置對照實驗．
（5）分析表格可知，形成層、冬芽、秋梢嫩葉的DNA含量較高，而韌皮部、成熟葉片的DNA含量較低，從細胞分裂的角度來看，形成層、冬芽、嫩葉等部位的細胞分裂旺盛，DNA復(fù)制使得細胞中DNA含量較高．
故答案為：
（1）充分破碎植物細胞  洗滌劑和食鹽
（2）DNA不溶于苯酚、氯仿，而蛋白質(zhì)等雜質(zhì)能溶
（3）使DNA析出，同時去除部分蛋白質(zhì)等雜質(zhì)（提取雜質(zhì)較少的DNA）
（4）水浴溫度應(yīng)為“沸水浴”缺少對照組
（5）形成層、冬芽、嫩葉等部位的細胞分裂旺盛，DNA復(fù)制使得細胞中DNA含量較高

點評 本題考查了DNA的粗提取和鑒定的有關(guān)知識，要求考生能夠掌握實驗的原理、方法和注意點，能夠通過題干信息確定實驗中各步驟的目的，明確DNA鑒定需要水浴加熱，并能夠結(jié)合題干要求答題．