[生物——选修1:生物技术实践]

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15mL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）该探究性实验课题的名称是__________________________________________。

（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。

结论2：_____________________________________________________________。 

为了获得较多、较纯、较完整的甜菜总DNA，科研人员比较了A方法（通过CTAB裂解细胞，并与蛋白质形成复合物）、B方法（通过SDS裂解细胞释放核DNA，使蛋白质变性）、C方法（通过高盐沉淀蛋白质）从嫩叶、块根中提取总DNA的效果，主要实验步骤和相关检测结果如下，其中氯仿－异戊醇不溶于水且密度均大于水，DNA不溶于氯仿-异戊醇，蛋白质等溶于氯仿-异戊醇。分析回答：

（1）步骤③将DNA粗提液在65℃水浴保温60min的目的是           。步骤④“?”表示            。步骤⑤中加RNA酶的作用是            。

（2）影响DNA纯度的物质主要有          。提取的DNA中RNA残留较多的方法是           。以嫩叶为材料提取DNA的得率较高，原因是         。

（3）电泳可以直观对比DNA的完整性，分子大小不同的DNA在凝胶上迁移速率不同，从而产生不同的条带。下图是上述实验中提取到的总DNA凝胶电泳结果，其中M是已知大小的不同DNA的混合物。实验结果显示A、B方法提取的总DNA电泳结果只有一条带，而C方法有明显的“拖尾”现象。

①只出现一条带的原因是                     。

②出现“拖尾”现象的原因是                    。

(1)过程①中加入无水乙醇的作用是                 。纸层析法分离两种果皮中的色素后，两个滤纸条上共有的色素带的颜色最可能是                 。

(2)过程②获得的果肉提取液用斐林试剂检测，与未成熟香蕉相比，成熟香蕉果肉提取液中砖红色沉淀更多，说明其中还原糖含量较高，分析其原因                 。

(3)过程③需加入食盐和      ，再进行充分地搅拌和研磨。若要进一步探究一定量的果肉与食盐用量的最佳比例，主要实验思路                             。

(4)生产实践中，过程④通常将未成熟香蕉在一定浓度的          溶液中浸泡1 min后取出催熟。研究表明，香蕉成熟过程中必须经过一个呼吸速率急剧上升，达到高峰后又急剧下降的阶段。因此，为保证香蕉的品质，催熟时应注意                。

生物兴趣小组以苹果为材料开展细胞中DNA含量测定研究,主要实验流程如下图,其中SDS(十二烷基硫酸钠)具有破坏细胞膜和核膜、使蛋白质变性等作用,苯酚和氯仿不溶或微溶于水。它们的密度均大于水。请分析回答:

​

(1) 步骤①中苹果组织研磨前先经液氮冷冻处理的主要优点是________。在常温条件下,也可向切碎的组织材料中加入一定量的______,再进行充分搅拌和研磨。 

(2) 根据实验流程可推知,步骤③④所依据的原理是______。 

(3) 步骤⑤加入2~3倍体积分数95%乙醇的目的是______。 

(4) 下面是某同学设计的DNA鉴定实验的主要步骤:

①取1支20 mL试管,向其中先后加入2 mol·L^-1的NaCl溶液5 mL和少量絮状DNA沉淀,用玻棒搅拌使其溶解。

②向试管中加入4 mL二苯胺试剂,混匀后将试管置于50~60 ℃水浴中加热5 min,待试管冷却后,观察溶液是否变蓝。

请指出上面实验步骤中的两个错误:_________、______。 

(5) 兴趣小组成员还以同种苹果的不同组织器官为材料,测定不同组织细胞中DNA的含量,结果如下表(表中数值为每克生物材料干重中DNA含量):

试从细胞分裂的角度,解释不同生物材料中DNA含量差异明显的原因______。

(1) 步骤①中苹果组织研磨前先经液氮冷冻处理的主要优点是________。在常温条件下,也可向切碎的组织材料中加入一定量的______,再进行充分搅拌和研磨。 

(2) 根据实验流程可推知,步骤③④所依据的原理是_________。 

(3) 步骤⑤加入2~3倍体积分数95%乙醇的目的是_________。 

(4) 下面是某同学设计的DNA鉴定实验的主要步骤:

①取1支20 mL试管,向其中先后加入2 mol·L^-1的NaCl溶液5 mL和少量絮状DNA沉淀,用玻棒搅拌使其溶解。

②向试管中加入4 mL二苯胺试剂,混匀后将试管置于50~60 ℃水浴中加热5 min,待试管冷却后,观察溶液是否变蓝。

请指出上面实验步骤中的两个错误:________、________。 

(5) 兴趣小组成员还以同种苹果的不同组织器官为材料,测定不同组织细胞中DNA的含量,结果如下表(表中数值为每克生物材料干重中DNA含量):

试从细胞分裂的角度,解释不同生物材料中DNA含量差异明显的原因__________.

下图表示生物实验中通过研磨提取有关物质的操作过程，请回答下列问题。

③实验中，将含有一定杂质的DNA丝状物分别放入2mL下表所示的3种溶液中，经搅拌后过滤，获得相应的3种滤液，含DNA最少的是滤液         

（2）若图示为“检测生物组织中的还原糖”的实验操作：在检测滤液C中是否含有还原糖时，向C中加入的是              色的斐林试剂，欲得到实验结果，还需要进行的步骤是              。

（3）若图示为“叶绿体色素的提取和分离”的实验操作：

①研磨前加入的B应包括SiO₂、CaCO₃、______，为了防止有机溶剂的挥发，操作过程中除了加快研磨速度外，还需_________________ 。 

②将研磨液进行过滤时，需要在漏斗基部放上       ＿＿＿。

科研人员以金定鸭、长乐灰鹅和象洞鸡的全血为实验材料，比较苯酚—氯仿抽提法（方法A）和盐析法（方法B）提取血液中DNA的效率。图中EDTA具有破坏细胞膜、抑制DNA酶的活性的作用，SDS具有破坏细胞膜和核膜、使蛋白质变性和抑制DNA酶活性的作用。提取过程和结果如下：

提取过程：

实验结果：

注：纯DNA的OD值为1.8，OD值在1.75～1.85间，DNA纯度较好；OD值高于1.8，一般有RNA污染；OD值小于1.8，一般有蛋白质或其他物质污染。

请回答：

（1）本实验不选择哺乳动物血液为实验材料的原因是                 。

（2）步骤①中，若只用蛋白酶K消化处理，对实验结果的影响是                      。

（3）步骤③中，破碎细胞常用的方法是                      。步骤⑤加入蒸馏水的目的是                     。

（4）苯酚和氯仿-异戊醇不溶或微溶于水，密度均大于水，步骤②⑦所依据的原理是                   。

（5）对于长乐灰鹅、象洞鸡来说，较适宜的DNA提取方法分别是                、               。

（6）实验结果表明，不同方法提取的DNA中，影响DNA纯度的主要物质是                。相同体积的不同鸟类的血液DNA提取量有明显差异，其原因可能是                。

下面是高中生物教材中有关实验操作的简图。请据图回答：

（1）若A为苹果，则滤液C常用于检测生物组织中________实验。能否用香蕉替代苹果进行该实验__________。

（2）若A为新鲜的菠菜叶，进行“色素的提取和分离”实验时，溶液B应该是____最终所得滤纸条上的四条色素带很淡，其原因与图示操作有关的是__________。

（3）若A为洋葱，进行“DNA的提取与鉴定”实验时，溶液B应该是_______，在滤液C中加入__________可去除杂质中的蛋白质。

下图是姜堰某中学生物兴趣小组进行的DNA粗提取实验，其中SDS(—种表面活性剂)除了能瓦解细胞膜和核膜，还能与脂质和蛋白质结合。当SDS遇到钾离子时，钾离子可以置换SDS中的钠离子，产生不溶于水的PDS沉淀。请回答下列问题：

（1）实验中，向剪碎的猪肝中加入食盐的主要作用是____。将猪肝匀浆放入65℃水浴锅中水浴l0min以除去部分杂质的主要实验原理是________。

（2）方法一的步骤①中加入洗涤剂的作用是_________。方法三的步骤③中，离心后应取____________。

（3）方法一、二获得的絮状物均带黄色，从DNA在细胞中的存在形式分析，杂质分子最可能是________，可用___________试剂鉴定。

（4）要比较三种方法获得的絮状物中DNA含量，请写出实验思路：______________________________。

（5）哺乳动物的血细胞液不是提取DNA的理想材料，原因是___________________________。

某校课外兴趣小组同学以未成熟香蕉（绿色）和成熟香蕉（黄色）为实验材料，进行了相关探究实验（如下图）。请回答下列问题：

（1）过程①中加入无水乙醇的作用是________。纸层析法分离两种果皮中的色素后，两个滤纸条上共有的色素带的颜色最可能是_______________。

（2）通过过程②获得的果肉提取液用斐林试剂检测，与未成熟香蕉相比，成熟香蕉果肉提取液中砖红色沉淀更多，说明其中还原糖含量较高，分析其原因__________。斐林试剂的颜色为____________。

（3）过程③需加入食盐和________，再进行充分地搅拌和研磨。若要进一步探究一定量的果肉与食盐用量的最佳比例，主要实验思路是________。

（4）研究表明，香蕉成熟过程中必须经过一个呼吸速率急剧上升，达到高峰后又急剧下降的阶段。因此，为保证香蕉的品质，催熟时应注意_______。