Question

【題目】生物興趣小組以蘋果為材料開展細胞中DNA含量測定研究,主要實驗流程如下圖,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。它們的密度均大于水。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________。在常溫條件下,也可向切碎的組織材料中加入一定量的______,再進行充分攪拌和研磨。

(2) 根據(jù)實驗流程可推知,步驟③④所依據(jù)的原理是______________________。

(3) 步驟⑤加入2~3倍體積分數(shù)95%乙醇的目的是______________________。

(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20 mL試管,向其中先后加入物質(zhì)的量濃度為2 mol·L-1的NaCl溶液5 mL和少量絮狀DNA沉淀,用玻棒攪拌使其溶解。

② 向試管中加入4 mL二苯胺試劑,混勻后將試管置于50~60 ℃水浴中加熱 5 min,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:________、________。

(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):

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:

Answer 1

【答案】 充分破碎植物細胞 洗滌劑和食鹽 DNA不溶于苯酚、氯仿,而蛋白質(zhì)等雜質(zhì)能溶 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) 水浴溫度應(yīng)為“沸水浴” 缺少對照組 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

【解析】試題分析：本題考查了DNA的粗提取和鑒定的有關(guān)知識，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，再能夠結(jié)合題干答題。

（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。