资源简介

实验05 DNA的粗提取与鉴定
2022年新课标 课标解读
一、生命观念
通过实验探究DNA的粗提取与鉴定方法，理解核酸作为遗传物质的化学本质，建立“核酸是细胞内携带遗传信息的物质，其结构与功能相适应”的生命观念，认同DNA的存在形式与细胞结构的关联。
二、科学思维
运用观察、对比、推理、归纳等科学方法，分析DNA粗提取的原理（溶解度差异等），解读实验现象与DNA提取效果的关系，推理实验操作对实验结果的影响，形成基于实验证据的逻辑推理能力和误差分析意识。
三、科学探究
通过设计和实施DNA粗提取与鉴定实验，掌握DNA粗提取的基本操作（破碎细胞、过滤、析出、洗涤、鉴定），提升实验设计、操作实施、现象描述与结果分析能力，理解实验设计的单一变量原则、对照原则。
四、社会责任
结合实验原理，联系DNA提取技术在医学、刑侦、生物技术等领域的应用价值，认识核酸技术对人类生产生活、科学研究的重要意义，树立“科学利用生物技术服务人类”的责任意识，培养严谨的科学态度。 1. 知识目标
基础概念：掌握DNA、乙醇、氯化钠（NaCl）溶液等核心术语，理解DNA的物理化学性质。
关键原理：理解DNA粗提取的核心原理（DNA不溶于酒精而蛋白质溶于酒精），掌握DNA鉴定的原理（DNA与二苯胺试剂在沸水浴条件下呈蓝色），明确实验中各试剂的作用及操作目的。
2. 能力目标
操作技能：规范进行细胞破碎、过滤、DNA析出、鉴定等操作，学会观察DNA的形态（白色丝状物）和鉴定时的颜色变化，能规范记录实验现象和实验数据。
数据分析：能分析实验操作（如搅拌速度、酒精用量）对DNA提取量和纯度的影响，解读实验异常现象并分析原因，归纳实验结论。
3. 价值目标
科学素养：认同实验探究在核酸研究中的作用，培养严谨的科学实验态度、细致的观察能力和规范的实验操作习惯。
跨学科融合：关联化学、生物工程，理解DNA粗提取与鉴定的理化基础和实践意义。
重点先知：
1.实验核心是“利用酒精特性实现DNA分离与鉴定”：DNA的粗提取核心是利用酒精的特性，将DNA与细胞中的蛋白质、脂质等杂质分离（DNA不溶于酒精，杂质可溶于酒精）；鉴定核心是利用二苯胺试剂的特异性反应，验证提取的物质是否为DNA，核心是抓住“酒精析出差异”和“特异性显色反应”。
2.操作关键是“控制酒精条件、减少DNA损伤、保证研磨充分”：实验中需选用体积分数95%的冷酒精（提高DNA析出率），搅拌时动作要轻柔（避免DNA断裂）；同时需充分研磨洋葱细胞（瓦解细胞壁和细胞膜）、去除杂质（利用蛋白酶分解蛋白质、过滤去除固体杂质），确保DNA的纯度和提取量。
3.核心区分：DNA不溶于体积分数95%的冷酒精，而蛋白质等杂质可溶于酒精（通过酒精实现DNA与杂质的分离提纯）；二苯胺试剂鉴定DNA需沸水浴条件，显色为蓝色，其他物质无此反应。
教材内容
（一）实验核心原理
1.DNA粗提取的核心原理：基于DNA与其他物质的酒精溶解度差异，实现分离提纯：
DNA不溶于体积分数95%的冷酒精（酒精可使DNA脱水、凝聚），而细胞中的蛋白质、脂质等杂质可溶于酒精，因此加入冷酒精可实现DNA与杂质的分离，获得较纯净的白色丝状物，这是本实验唯一的DNA提取方法。
2.DNA鉴定的原理：DNA与二苯胺试剂在沸水浴条件下发生特异性显色反应，呈现蓝色；二苯胺试剂与蛋白质、脂质等其他物质不发生显色反应，因此可通过该反应验证提取的物质是否为DNA，且显色深浅可初步判断DNA的含量（含量越高，蓝色越深）。
3.细胞破碎的原理：实验材料选用洋葱，需进行研磨破碎处理，使细胞内的DNA释放到溶液中，为后续酒精提取做准备。洋葱细胞有细胞壁和细胞膜，需用研磨液，同时通过研磨破坏细胞壁，使DNA充分释放。
（二）实验材料的选择与优势
实验选用洋葱作为实验材料，核心选择依据是“DNA含量高、取材方便、成本低，便于酒精提取DNA”，具体优势如下：
1. 取材便捷：洋葱在实验室和日常生活中易获取，成本低廉，且处理安全，适合高中生物实验操作；
2. DNA含量适中：洋葱根尖或鳞片叶细胞（优选鳞片叶，取材更方便、无分生区细胞的分裂干扰）DNA含量较高，经过研磨、除杂后，通过酒精提取可获得明显的白色丝状物，实验效果直观；
3. 操作可控：洋葱细胞的破碎的操作难度适中，既能让学生掌握植物细胞破碎的核心方法，又能通过后续酒精提取、鉴定步骤，完整理解DNA粗提取的全过程；
4. 贴合课标：选用植物细胞可深化学生对植物细胞结构的理解，关联细胞结构与DNA释放的关系，符合高中生物课标要求。
注意：需选取新鲜、生长健壮的洋葱，优先选用鳞片叶，避免使用衰老组织；研磨时需充分，确保细胞壁和细胞膜被彻底破坏，使DNA充分释放，为酒精提取创造条件。
（三）实验中关键试剂与器具的作用原理
1.体积分数95%的冷酒精：核心提取试剂，是本实验用于DNA提取的关键试剂，用于分离提纯DNA，DNA不溶于冷酒精，而蛋白质等杂质可溶于酒精，冷酒精可提高DNA的析出率（低温抑制DNA的溶解度）；
2. 二苯胺试剂：用于鉴定DNA，与DNA在沸水浴条件下呈蓝色，是DNA的特异性鉴定试剂；
3.蒸馏水：用于研磨时溶解试剂、冲洗DNA（去除残留的杂质），为酒精提取DNA创造纯净环境；
4.关键器具：研钵（研磨洋葱细胞）、烧杯（溶解、搅拌）、漏斗（过滤）、玻璃棒（搅拌、引流）、离心机（可选，分离杂质）、试管（鉴定）、酒精灯（沸水浴）、滤纸（过滤），其中玻璃棒搅拌时需轻柔（避免DNA断裂），研钵研磨时需充分（确保细胞破碎彻底），均直接影响酒精提取效果。
（四）实验设计的基本原则
1.对照原则：本实验需设置2组对照，① 空白对照（未加入提取液的二苯胺试剂，沸水浴），用于排除试剂本身的颜色干扰，确保鉴定结果的准确性；② 条件对照（酒精提取的DNA溶液+二苯胺试剂，沸水浴），与空白对照对比，验证提取的物质是否为DNA；
2.单一变量原则：探究某一因素（如酒精温度、搅拌速度、酒精用量、研磨时间）对DNA酒精提取效果的影响时，仅改变该因素，其他条件（实验材料、试剂用量、处理时间）需保持一致，确保实验结果的科学性；例如，探究酒精温度对DNA析出率的影响时，设置不同温度的酒精，其他条件相同；
3.平行重复原则：每组实验至少设置3个重复，相同条件下进行DNA酒精提取与鉴定，避免单一样本的偶然性，提高实验结果的可靠性。
【实验目的】 1.理解DNA粗提取与鉴定的核心原理，掌握DNA的理化性质（酒精溶解度、显色反应），深化对核酸作为遗传物质的理解，关联植物细胞结构与DNA释放的关系。 2.掌握DNA粗提取的核心操作，学会DNA鉴定的方法，提升实验操作和现象分析能力。 3.探究影响DNA酒精提取量和纯度的因素，能规范记录实验现象、分析实验结果并归纳实验结论。 4.联系DNA酒精提取技术的实际应用，认识该技术在医学、刑侦、生物技术等领域的价值，培养科学探究能力和严谨的实验素养。
【材料用具】 1．材料：新鲜洋葱（也可以选择香蕉、菠菜、菜花或猪肝等作为实验材料，提取DNA的方法可能稍有不同）、研磨液、体积分数为95%的酒精、2 mol/L的NaCl溶液、二苯胺试剂和蒸馏水等。 2．用具：烧杯、量筒、玻璃棒、研钵、纱布、漏斗、试管、试管架、试管夹、酒精灯、陶土网、三脚架、火柴、刀片和天平等。
【方法步骤】
1．称取约 30 g 洋葱，切碎，然后放入研钵中，倒入10 mL 研磨液，充分研磨。 2．在漏斗中垫上纱布，将洋葱研磨液过滤到烧杯中，在4 ℃冰箱中放置几分钟后，再取上清液。也可以直接将洋葱研磨液倒入塑料离心管中，在1 500 r/min的转速下离心5 min，再取上清液放入烧杯中。 3．在上清液中加入体积相等的、预冷的酒精溶液（体积分数为 95%），静置 2 3 min，溶液中出现的白色丝状物就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸去上面的水分；或者将溶液倒入塑料离心管中，在10 000 r/min的转速下离心5 min，弃上清液，将管底的沉淀物（粗提取的DNA）晾干。 4．取两支20 mL的试管，各加入2 mol/L的NaCl溶液5 mL。将丝状物或沉淀物溶于其中一支试管的NaCl溶液中。然后，向两支试管中各加入4 mL的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5 min。待试管冷却后，比较两支试管中溶液颜色的变化。
5.实验结束与整理
① 实验结束后，将所有实验试剂妥善处理（二苯胺试剂含浓硫酸，需单独收集，避免腐蚀）；将含有DNA的试管、研钵、烧杯等器具清洗干净，晾干后归位；
②清理实验台，关闭酒精灯，整理实验数据，绘制DNA粗提取（酒精提取法）与鉴定流程图，描述实验现象，分析实验结果，归纳实验结论，填写实验记录表。
【实验结果】
1.DNA酒精提取结果： ① 正常情况：经过酒精析出、洗涤后，可获得白色、细柔的丝状物，即为DNA；丝状物越多、越纯净，说明酒精提取效果越好，DNA提取量越多、纯度越高；若选用紫色洋葱鳞片叶，若过滤不彻底，丝状物可能略带淡紫色（色素干扰），不影响鉴定结果。 ② 异常情况：若未出现白色丝状物或丝状物极少，说明酒精提取量少；若丝状物呈黄色或灰色，说明含有较多蛋白质杂质，酒精提纯不彻底。 2. DNA鉴定结果： ① 实验组（加DNA）：沸水浴加热后，试管内溶液呈蓝色，说明酒精提取的白色丝状物为DNA；蓝色越深，说明DNA含量越高； ② 空白对照组（不加DNA）：沸水浴加热后，试管内溶液无明显颜色变化（或呈浅淡黄色），说明二苯胺试剂本身无蓝色，排除试剂干扰，鉴定结果可靠。 3. 异常结果示例： ① 未提取到DNA（无白色丝状物）：可能是洋葱不新鲜（DNA降解）、研磨不充分（细胞未破碎，DNA未释放）、搅拌过于剧烈（DNA断裂）、冷酒精温度过高（DNA未析出）、酒精用量不足； ② 鉴定时无蓝色出现：可能是二苯胺试剂失效、DNA未充分溶解、沸水浴时间不足； ③ 所有试管均呈蓝色：可能是二苯胺试剂本身被污染，或实验器具残留DNA。
【实验结论】 1.酒精可用于DNA的粗提取与提纯：DNA不溶于体积分数95%的冷酒精，而蛋白质等杂质可溶于酒精，可利用这一性质将DNA与杂质分离，酒精提取法是本实验唯一的DNA提取方法。 2. 二苯胺试剂可特异性鉴定DNA：DNA与二苯胺试剂在沸水浴条件下呈蓝色，可通过该反应验证酒精提取的物质是否为DNA，且显色深浅可初步判断DNA的含量。 3. 实验操作（搅拌速度、酒精温度、研磨充分度等）会影响DNA酒精提取的效果：轻柔搅拌可避免DNA断裂，冷酒精可提高DNA析出率，充分研磨可确保DNA充分释放，均能增强提纯效果。 4. 洋葱细胞中含有大量DNA，可通过研磨破碎细胞、过滤、酒精析出、洗涤等步骤，采用酒精提取法粗提取获得较纯净的DNA，验证了核酸在植物细胞中的存在形式。 5. DNA酒精提取与鉴定技术，是后续DNA测序、基因克隆等生物技术的基础，具有重要的实践应用价值。
【注意事项】 1. 材料处理规范（核心注意事项，保障酒精提取效果）： ① 选用新鲜、生长健壮的洋葱，优先选用鳞片叶，去除外表皮；洋葱不新鲜会导致DNA降解，无法通过酒精提取到完整的DNA； ② 洋葱碎片需切碎，研磨要充分（研磨5~8分钟），确保细胞壁和细胞膜被彻底瓦解，使DNA充分释放，为酒精提取创造条件；研磨时加入洗涤剂和蒸馏水，增强破碎效果，避免研磨物过于干燥。 2.操作动作规范： ① 搅拌时动作要轻柔，无论是DNA酒精析出还是洗涤，均需轻轻搅拌，避免剧烈搅拌导致DNA断裂，影响酒精提取效果； ② 挑起DNA丝状物时，动作要轻柔，避免丝状物断裂，难以收集； ③ 过滤时，溶液倒入漏斗的速度要缓慢，若研磨液过浓，可适当加蒸馏水稀释，避免滤纸破损，导致杂质混入滤液，干扰酒精提取。 3. 试剂使用规范： ① 酒精需选用体积分数95%的冷酒精（0~4℃），常温酒精会降低DNA析出率，严重影响酒精提取效果； ② 二苯胺试剂需现配现用，操作时佩戴手套、护目镜，避免接触皮肤和黏膜；沸水浴时，试管口不要对着人，防止烫伤； ③ 洗涤剂需稀释后使用，避免浓度过高影响后续酒精提取效果。 4.鉴定操作规范： ① 鉴定时，DNA需充分溶解在蒸馏水中，否则无法与二苯胺试剂充分反应，导致显色不明显，无法验证酒精提取的物质是否为DNA； ② 沸水浴时间控制在5分钟左右，时间过短，显色不明显；时间过长，溶液可能碳化，影响观察； ③ 空白对照组必须设置，排除二苯胺试剂本身的颜色干扰，确保鉴定结果准确，进而验证酒精提取的有效性。 5. 实验安全与环保规范： ① 二苯胺试剂、浓硫酸具有腐蚀性，实验后需单独收集处理，不可直接倒入下水道，避免腐蚀管道、污染环境； ② 实验器具（尤其是研钵）需清洗干净，避免残留试剂、DNA和洋葱碎屑，影响后续酒精提取实验； ③ 实验过程中佩戴手套、护目镜，避免试剂接触皮肤，若不慎接触，立即用大量清水冲洗。 6. 实验操作误区（聚焦酒精提取，结合洋葱实验特点）： ① 误认为“研磨不充分不影响酒精提取”：研磨不充分会导致细胞未破碎，DNA无法释放，酒精提取会失败，必须充分研磨； ② 忽略酒精温度的影响：常温酒精无法有效析出DNA，必须使用冷酒精，否则酒精提取会失败； ③ 二苯胺试剂直接加入未溶解的DNA中：DNA未溶解，无法与试剂反应，导致显色失败，无法验证酒精提取的产物； ④ 未设置空白对照组：无法排除试剂本身的颜色干扰，无法确定显色反应是否由酒精提取的DNA引起； ⑤ 紫色洋葱未去除外表皮：色素会混入滤液，可能干扰DNA观察，但不影响鉴定结果，建议去除外表皮。
【实验讨论】 1. 实验方法的局限性与改进： 本实验采用酒精提取法实现DNA的粗提取，提取的DNA仍含有少量杂质，如何进一步提高酒精提取的DNA纯度？ 如何探究研磨时间对洋葱DNA酒精提取效果的影响？（提示：设置不同研磨时间，其他条件相同，对比酒精提取的DNA量和纯度）。 2. 误差原因的深度分析： 除了材料不新鲜、操作不当，还有哪些因素会导致DNA酒精提取量少或鉴定失败？（提示：二苯胺试剂失效、冷酒精放置时间过长、过滤时滤液损失、酒精用量不足、研磨不充分），如何针对性改进？（提示：现配二苯胺试剂，及时使用冷酒精，规范过滤操作，控制酒精用量，充分研磨洋葱）。 3. 实验原理的拓展应用： 临床中，如何利用DNA酒精提取技术进行遗传病诊断？（提示：提取患者的细胞DNA，检测特定基因的异常，辅助遗传病诊断）； 刑侦领域中，DNA酒精提取与鉴定技术的作用是什么？（提示：提取现场的DNA样本，通过酒精提取法提纯后，与嫌疑人的DNA进行比对，为案件侦破提供证据）； DNA酒精提取技术还可应用于哪些领域？（提示：基因工程、亲子鉴定、物种鉴定等）。
1.核心原理与操作要点汇总：
① 核心机制：DNA理化性质（不溶于冷酒精，杂质可溶于酒精）→ 洋葱细胞研磨破碎→过滤→酒精析出（唯一提取步骤）→洗涤→鉴定（二苯胺+沸水浴→蓝色）；
② 实验流程：新鲜洋葱鳞片叶→切碎→研磨→过滤→加冷酒精析出DNA→冷酒精洗涤→二苯胺鉴定；
③ 核心区分：DNA与蛋白质的酒精溶解度差异、DNA与二苯胺的特异性显色反应；
④ 关键原则：单一变量（如酒精温度、研磨时间）、对照（空白对照+实验组）、平行重复（每组3个重复）；
⑤ 操作关键：轻柔搅拌（防DNA断裂）、冷酒精（高析出率，核心提取试剂）、二苯胺现配现用（防失效）、充分研磨（防DNA未释放）。
【典例01】下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验（以洋葱为材料，酒精提取法）的叙述，错误的是（　　）
A．实验的核心原理是利用DNA与其他物质的酒精溶解度差异，实现分离提纯
B．体积分数95%的冷酒精可用于提纯DNA，因为DNA不溶于冷酒精
C．DNA与二苯胺试剂在常温下即可发生显色反应，呈蓝色
D．研磨洋葱时需充分，避免细胞未破碎导致DNA无法释放，影响酒精提取效果
【答案】C
【详解】A、DNA粗提取的核心是利用其不溶于冷酒精的性质，与杂质分离，A正确；B、DNA不溶于体积分数95%的冷酒精，而杂质可溶于酒精，可用于提纯，B正确；C、DNA与二苯胺试剂需在沸水浴条件下才会呈蓝色，常温下无显色反应，C错误；D、充分研磨可确保洋葱细胞破碎，DNA释放，保障酒精提取效果，D正确。故选C。
2.实验误差与异常分析：
误差原因1：无白色丝状物（未提取到DNA）→ 材料不新鲜、研磨不充分、搅拌剧烈、冷酒精温度过高、酒精用量不足；
误差原因2：鉴定无蓝色→ 二苯胺失效、DNA未溶解、沸水浴时间不足；
误差原因3：丝状物杂质多→ 未加蛋白酶、过滤不彻底、酒精洗涤不充分、紫色洋葱未去外表皮（色素干扰）；
误差原因4：空白组也呈蓝色→ 试剂污染、器具残留DNA。
【典例02】进行“DNA的粗提取与鉴定”实验（以洋葱为材料，酒精提取法）时，发现未提取到白色丝状物，最可能的原因是（　　）
A．洋葱新鲜，DNA未降解
B．研磨充分，细胞已彻底破碎
C．冷酒精温度过高（常温），未达到酒精析出DNA的效果
D．DNA析出后，用冷酒精洗涤了2次，去除杂质
【答案】C
【详解】A、洋葱新鲜，DNA未降解，应能通过酒精提取到DNA，A错误；B、研磨充分，细胞破碎彻底，DNA可充分释放，能提取到DNA，B错误；C、常温酒精无法有效析出DNA，冷酒精（0~4℃）才能提高析出率，温度过高会导致无DNA析出，C正确；D、冷酒精洗涤可去除杂质，不会导致提取不到DNA，D错误。故选C。
模拟题感知练
1．关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法正确的是(　　)
A．整个提取过程中可以不使用离心机
B．研磨液在4 ℃冰箱中放置几分钟后，应充分摇匀再倒入烧杯中
C．鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生改变
D．仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰
答案　A
解析　研磨液在4 ℃冰箱中放置几分钟后，DNA在上清液中，应取上清液倒入烧杯中，B错误；鉴定过程中用沸水浴加热，DNA双螺旋结构会发生改变，C错误；加入二苯胺试剂后沸水浴处理的时间要在5分钟以上，且要等到冷却后再观察结果，这样才可以观察到较为明显的显色反应，仅设置一个对照组可以排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰，D错误。
2．下列有关“DNA的粗提取和鉴定”实验的叙述，错误的是(　　)
A．制备鸡血细胞液时，可加入适量的柠檬酸钠溶液，防止血液凝固
B．鸡血细胞放入蒸馏水中处理的目的是使其吸水涨破，释放DNA
C．利用DNA在0.14 mol/L的氯化钠溶液中溶解度最小的特点，可将DNA与部分杂质分开
D．提纯后，将DNA溶于95%的乙醇溶液中，再加入二苯胺试剂，经沸水浴再冷却后可观察到蓝色
答案　D
解析　提纯后，将DNA溶于2 mol/L的氯化钠溶液中，加入二苯胺试剂混合均匀，经沸水浴再冷却后可观察到蓝色，D错误。
3．“DNA的粗提取与鉴定”实验的基本过程：裂解→分离→沉淀→鉴定。下列叙述错误的是(　　)
A．裂解：使细胞破裂释放出DNA等物质
B．分离：可去除混合物中的多糖、蛋白质等
C．沉淀：可反复多次以提高DNA的纯度
D．鉴定：加入二苯胺试剂后即呈现蓝色
答案　D
解析　裂解是使细胞破裂释放出DNA等物质，针对不同的实验材料，可选择不同的方法破坏细胞，如植物细胞可选择研磨的方法，而动物细胞可选择吸水涨破的方法，A正确；DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2 mol/L的NaCl溶液，将溶液过滤，即可将混合物中的多糖、蛋白质等与DNA分离，B正确；DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理可以反复多次用酒精沉淀出DNA，提高DNA的纯度，C正确；将DNA溶于NaCl溶液中，加入二苯胺试剂，沸水中加热五分钟，待冷却后，溶液能呈现蓝色，D错误。
4．棉叶总DNA的提取较为困难，若采集的鲜叶样品保存不当，将严重影响其DNA的提取率及纯度。科研人员以棉花新鲜嫩叶为对照，比较了不同贮藏条件(4 ℃冷鲜保存3 d、－20 ℃冷冻保存3 d和7 d)对棉叶DNA提取率及纯度的影响，结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A．利用不同浓度的NaCl溶液可初步去除部分杂质
B．鲜叶提取的DNA与二苯胺试剂反应呈现的蓝色最深
C．冷冻保存7 d后提取的DNA中有些蛋白质或氨基酸未除尽
D．冷冻保存3 d的DNA提取效果优于冷鲜保存3 d
答案　B
解析　冷冻保存3 d处理后提取的DNA量是最多的，因此用二苯胺试剂鉴定，颜色最深的是冷冻保存3 d处理后提取的DNA，B错误；由图可知，冷冻保存7 d后提取的DNA纯度(OD260/OD280值)小于1.8，说明提取的DNA中有些蛋白质或氨基酸未除尽，C正确；由图可知，冷冻保存3 d的DNA提取率高于冷鲜保存3 d，两者DNA纯度相近，说明冷冻保存3 d的DNA提取效果优于冷鲜保存3 d，D正确。
5．下列有关“DNA的粗提取和鉴定”实验的叙述，错误的是(　　)
A．过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解
B．提取过程中进行2次离心，离心后DNA都分布在上清液中
C．实验操作中，可用预冷的体积分数为95%的酒精沉淀DNA
D．实验结果变色不明显，可能是研磨不充分导致DNA不能从细胞核中充分释放
答案　B
解析　低温时DNA酶的活性较低，过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解，A正确；提取过程中进行2次离心，第一次离心后DNA分布在上清液中，第二次离心后DNA分布在沉淀物中，B错误。
6．“CTAB法”和“SDS法”是提取DNA的常用方法，CTAB提取液含有CTAB、EDTA等成分，SDS提取液含SDS、EDTA等成分。CTAB、SDS能破坏膜结构，使蛋白质变性，提高DNA在提取液中的溶解度；EDTA能螯合Mg2＋、Mn2＋，抑制DNA酶的活性。某科研小组为了寻找提取腊梅DNA的优良方法，比较了上述两种提取DNA的方法，主要操作如图所示：
注：TE缓冲液主要用于溶解核酸，能稳定储存DNA和RNA。
实验测定结果如表(表中OD260的值反映溶液中核酸的浓度，OD280的值反映溶液中蛋白质的浓度。理论上，纯DNA溶液的OD260/OD280的值为1.8，纯RNA溶液的OD260/OD280的值为2.0)。
CTAB SDS
OD260 OD280 OD260/OD280 OD260 OD280 OD260/OD280
0.033 0.018 1.833 0.006 0.005 1.200
请回答下列问题：
(1)与常温下研磨相比，在液氮中研磨的优点是__________________________________；CTAB提取液和SDS提取液中都加入EDTA的目的是________________________________
________________________________________________________________________。
(2)氯仿－异戊醇密度大于水且不溶于水，DNA不溶于氯仿－异戊醇，蛋白质等杂质可溶于氯仿－异戊醇，实验过程中加入氯仿－异戊醇离心后，应取①________(填“上清液”或“沉淀物”)加异丙醇(异丙醇与水互溶)并离心进行纯化，利用异丙醇溶液纯化DNA的原理是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)两种方法中，________法提取的DNA的纯度更高，判断的依据是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)研磨充分，且低温能抑制DNA酶的活性　抑制DNA酶的活性，减少DNA分解，提高DNA的完整性和总量　(2)上清液　DNA不溶于异丙醇，而杂质能溶于异丙醇　(3)CTAB　CTAB法提取的DNA溶液的OD260/OD280的值为1.833，更接近纯DNA溶液的该比值
7.下列关于“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是(　　)
A．实验中如果将研磨液更换为蒸馏水，DNA提取的效率会降低
B．利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA
C．DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，该原理可用于纯化DNA粗提物
D．将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应，可检测溶液中是否含有蛋白质杂质
答案　D
解析　研磨液中含有NaCl，有利于DNA的溶解，若换为蒸馏水，DNA提取的效率会降低，A正确；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精，因此利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA，B正确；DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl浓度的变化而改变，因此可用不同浓度的NaCl溶液对DNA进行粗提取，C正确；在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，因此二苯胺试剂可用于鉴定DNA，不能检测溶液中是否含有蛋白质杂质，D错误。
8.如图表示“DNA的粗提取和鉴定”的相关流程。下列叙述正确的是(　　)
A．实验材料可以选择猪的成熟红细胞或肝细胞
B．步骤1和步骤2的目的是获取研磨液中的沉淀物
C．步骤3中的DNA不溶于酒精，而某些蛋白质溶于酒精
D．步骤4将DNA丝状物直接加到二苯胺试剂中并沸水浴加热
答案　C
解析　猪的成熟红细胞没有细胞核，不含有DNA，A错误；步骤1和步骤2的目的是获取研磨液中的上清液，B错误；DNA鉴定时，需将DNA溶解在2 mol/L的NaCl溶液中，然后加入二苯胺试剂并沸水浴加热，D错误。
9.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是（　　）
A．实验的核心原理是DNA能被二苯胺试剂染色，而蛋白质不能
B．体积分数95%的冷酒精可用于提纯DNA，因为DNA不溶于冷酒精
C．常温酒精与冷酒精的提取效果一致，均可高效析出DNA
D．选用衰老的洋葱组织，DNA含量更高，酒精提取效果更好
【答案】B
【详解】A、实验核心原理是DNA不溶于冷酒精而杂质可溶于酒精，二苯胺试剂用于鉴定，而非提取，A错误；B、DNA不溶于体积分数95%的冷酒精，而杂质可溶于酒精，可用于提纯，B正确；C、常温酒精会降低DNA析出率，提取效果远不如冷酒精，C错误；D、衰老的洋葱组织DNA会降解，含量低，酒精提取效果差，应选用新鲜洋葱，D错误。故选B。
10.下列关于实验试剂作用的叙述，与本实验无关的是（　　）
A．体积分数95%的冷酒精：析出DNA，去除杂质（核心提取试剂）
B．二苯胺试剂：鉴定DNA，与DNA在沸水浴下呈蓝色
C．蛋白酶：分解蛋白质，提高酒精提取的DNA纯度
D．龙胆紫溶液：使染色体着色，便于观察DNA的形态
【答案】D
【详解】A、冷酒精可析出DNA，提纯效果好，与实验相关；B、二苯胺试剂是DNA的特异性鉴定试剂，与实验相关；C、蛋白酶可分解蛋白质，去除杂质，与实验相关；D、本实验用酒精提取DNA粗品，无需观察染色体，龙胆紫溶液用于染色体染色，与本实验无关，D符合题意。故选D。
11.下列关于实验操作的叙述，正确的是（　　）
A．研磨洋葱时，研磨速度越快、力度越大，DNA释放越充分，酒精提取效果越好
B．过滤时，为加快过滤速度，可将研磨液快速倒入漏斗，无需控制速度
C．DNA酒精析出时，需缓慢加入冷酒精，边加边搅拌，直至出现白色丝状物
D．鉴定时，可直接将DNA丝状物加入二苯胺试剂中，无需溶解在蒸馏水中
【答案】C
【详解】A、研磨过于剧烈会导致DNA断裂，影响酒精提取效果，需充分但轻柔研磨，A错误；B、研磨液快速倒入漏斗会导致滤纸破损，杂质混入滤液，干扰酒精提取，需缓慢倒入，B错误；C、缓慢加冷酒精，边加边搅拌可使DNA均匀析出，直至出现白色丝状物，C正确；D、DNA需溶解在蒸馏水中，才能与二苯胺试剂充分反应，直接加入会导致显色失败，D错误。故选C。
12.下列关于DNA与酒精关系的叙述，错误的是（　　）
A．DNA不溶于体积分数95%的冷酒精，这是DNA酒精提取的核心依据
B．冷酒精可使DNA脱水凝聚，提高DNA的析出率，增强提取效果
C．蛋白质等杂质可溶于冷酒精，可通过酒精实现与DNA的分离
D．DNA的溶解度不受酒精温度影响，常温下即可完成酒精析出
【答案】D
【详解】A、DNA不溶于冷酒精而杂质可溶于酒精，是酒精提取DNA与杂质分离的核心依据，A正确；B、冷酒精可使DNA脱水凝聚，让DNA更易析出，提高析出率，B正确；C、蛋白质等杂质可溶于冷酒精，与不溶于酒精的DNA分离，C正确；D、DNA的溶解度受酒精温度影响，冷酒精（0~4℃）析出效果好，常温酒精析出效果差，D错误。故选D。
13.下列关于DNA鉴定的叙述，正确的是（　　）
A．二苯胺试剂与DNA反应，无需沸水浴，常温下即可呈蓝色
B．二苯胺试剂可与RNA发生显色反应，也呈蓝色
C．显色反应的深浅与酒精提取的DNA含量有关，含量越高，蓝色越深
D．鉴定时，只需设置实验组，无需设置空白对照组
【答案】C
【详解】A、二苯胺试剂与DNA反应需沸水浴条件，常温下无显色反应，A错误；B、二苯胺试剂是DNA的特异性试剂，与RNA不反应，B错误；C、DNA含量越高，与二苯胺试剂反应越充分，蓝色越深，可初步判断酒精提取的DNA含量，C正确；D、空白对照组可排除试剂本身颜色干扰，必须设置，D错误。故选C。
2 / 2实验05 DNA的粗提取与鉴定
2022年新课标 课标解读
一、生命观念
通过实验探究DNA的粗提取与鉴定方法，理解核酸作为遗传物质的化学本质，建立“核酸是细胞内携带遗传信息的物质，其结构与功能相适应”的生命观念，认同DNA的存在形式与细胞结构的关联。
二、科学思维
运用观察、对比、推理、归纳等科学方法，分析DNA粗提取的原理（溶解度差异等），解读实验现象与DNA提取效果的关系，推理实验操作对实验结果的影响，形成基于实验证据的逻辑推理能力和误差分析意识。
三、科学探究
通过设计和实施DNA粗提取与鉴定实验，掌握DNA粗提取的基本操作（破碎细胞、过滤、析出、洗涤、鉴定），提升实验设计、操作实施、现象描述与结果分析能力，理解实验设计的单一变量原则、对照原则。
四、社会责任
结合实验原理，联系DNA提取技术在医学、刑侦、生物技术等领域的应用价值，认识核酸技术对人类生产生活、科学研究的重要意义，树立“科学利用生物技术服务人类”的责任意识，培养严谨的科学态度。 1. 知识目标
基础概念：掌握DNA、乙醇、氯化钠（NaCl）溶液等核心术语，理解DNA的物理化学性质。
关键原理：理解DNA粗提取的核心原理（DNA不溶于酒精而蛋白质溶于酒精），掌握DNA鉴定的原理（DNA与二苯胺试剂在沸水浴条件下呈蓝色），明确实验中各试剂的作用及操作目的。
2. 能力目标
操作技能：规范进行细胞破碎、过滤、DNA析出、鉴定等操作，学会观察DNA的形态（白色丝状物）和鉴定时的颜色变化，能规范记录实验现象和实验数据。
数据分析：能分析实验操作（如搅拌速度、酒精用量）对DNA提取量和纯度的影响，解读实验异常现象并分析原因，归纳实验结论。
3. 价值目标
科学素养：认同实验探究在核酸研究中的作用，培养严谨的科学实验态度、细致的观察能力和规范的实验操作习惯。
跨学科融合：关联化学、生物工程，理解DNA粗提取与鉴定的理化基础和实践意义。
重点先知：
1.实验核心是“利用酒精特性实现DNA分离与鉴定”：DNA的粗提取核心是利用酒精的特性，将DNA与细胞中的蛋白质、脂质等杂质分离（DNA不溶于酒精，杂质可溶于酒精）；鉴定核心是利用二苯胺试剂的特异性反应，验证提取的物质是否为DNA，核心是抓住“酒精析出差异”和“特异性显色反应”。
2.操作关键是“控制酒精条件、减少DNA损伤、保证研磨充分”：实验中需选用体积分数95%的冷酒精（提高DNA析出率），搅拌时动作要轻柔（避免DNA断裂）；同时需充分研磨洋葱细胞（瓦解细胞壁和细胞膜）、去除杂质（利用蛋白酶分解蛋白质、过滤去除固体杂质），确保DNA的纯度和提取量。
3.核心区分：DNA不溶于体积分数95%的冷酒精，而蛋白质等杂质可溶于酒精（通过酒精实现DNA与杂质的分离提纯）；二苯胺试剂鉴定DNA需沸水浴条件，显色为蓝色，其他物质无此反应。
教材内容
（一）实验核心原理
1.DNA粗提取的核心原理：基于DNA与其他物质的酒精溶解度差异，实现分离提纯：
DNA不溶于体积分数95%的冷酒精（酒精可使DNA脱水、凝聚），而细胞中的蛋白质、脂质等杂质可溶于酒精，因此加入冷酒精可实现DNA与杂质的分离，获得较纯净的白色丝状物，这是本实验唯一的DNA提取方法。
2.DNA鉴定的原理：DNA与二苯胺试剂在沸水浴条件下发生特异性显色反应，呈现蓝色；二苯胺试剂与蛋白质、脂质等其他物质不发生显色反应，因此可通过该反应验证提取的物质是否为DNA，且显色深浅可初步判断DNA的含量（含量越高，蓝色越深）。
3.细胞破碎的原理：实验材料选用洋葱，需进行研磨破碎处理，使细胞内的DNA释放到溶液中，为后续酒精提取做准备。洋葱细胞有细胞壁和细胞膜，需用研磨液，同时通过研磨破坏细胞壁，使DNA充分释放。
（二）实验材料的选择与优势
实验选用洋葱作为实验材料，核心选择依据是“DNA含量高、取材方便、成本低，便于酒精提取DNA”，具体优势如下：
1. 取材便捷：洋葱在实验室和日常生活中易获取，成本低廉，且处理安全，适合高中生物实验操作；
2. DNA含量适中：洋葱根尖或鳞片叶细胞（优选鳞片叶，取材更方便、无分生区细胞的分裂干扰）DNA含量较高，经过研磨、除杂后，通过酒精提取可获得明显的白色丝状物，实验效果直观；
3. 操作可控：洋葱细胞的破碎的操作难度适中，既能让学生掌握植物细胞破碎的核心方法，又能通过后续酒精提取、鉴定步骤，完整理解DNA粗提取的全过程；
4. 贴合课标：选用植物细胞可深化学生对植物细胞结构的理解，关联细胞结构与DNA释放的关系，符合高中生物课标要求。
注意：需选取新鲜、生长健壮的洋葱，优先选用鳞片叶，避免使用衰老组织；研磨时需充分，确保细胞壁和细胞膜被彻底破坏，使DNA充分释放，为酒精提取创造条件。
（三）实验中关键试剂与器具的作用原理
1.体积分数95%的冷酒精：核心提取试剂，是本实验用于DNA提取的关键试剂，用于分离提纯DNA，DNA不溶于冷酒精，而蛋白质等杂质可溶于酒精，冷酒精可提高DNA的析出率（低温抑制DNA的溶解度）；
2. 二苯胺试剂：用于鉴定DNA，与DNA在沸水浴条件下呈蓝色，是DNA的特异性鉴定试剂；
3.蒸馏水：用于研磨时溶解试剂、冲洗DNA（去除残留的杂质），为酒精提取DNA创造纯净环境；
4.关键器具：研钵（研磨洋葱细胞）、烧杯（溶解、搅拌）、漏斗（过滤）、玻璃棒（搅拌、引流）、离心机（可选，分离杂质）、试管（鉴定）、酒精灯（沸水浴）、滤纸（过滤），其中玻璃棒搅拌时需轻柔（避免DNA断裂），研钵研磨时需充分（确保细胞破碎彻底），均直接影响酒精提取效果。
（四）实验设计的基本原则
1.对照原则：本实验需设置2组对照，① 空白对照（未加入提取液的二苯胺试剂，沸水浴），用于排除试剂本身的颜色干扰，确保鉴定结果的准确性；② 条件对照（酒精提取的DNA溶液+二苯胺试剂，沸水浴），与空白对照对比，验证提取的物质是否为DNA；
2.单一变量原则：探究某一因素（如酒精温度、搅拌速度、酒精用量、研磨时间）对DNA酒精提取效果的影响时，仅改变该因素，其他条件（实验材料、试剂用量、处理时间）需保持一致，确保实验结果的科学性；例如，探究酒精温度对DNA析出率的影响时，设置不同温度的酒精，其他条件相同；
3.平行重复原则：每组实验至少设置3个重复，相同条件下进行DNA酒精提取与鉴定，避免单一样本的偶然性，提高实验结果的可靠性。
【实验目的】 1.理解DNA粗提取与鉴定的核心原理，掌握DNA的理化性质（酒精溶解度、显色反应），深化对核酸作为遗传物质的理解，关联植物细胞结构与DNA释放的关系。 2.掌握DNA粗提取的核心操作，学会DNA鉴定的方法，提升实验操作和现象分析能力。 3.探究影响DNA酒精提取量和纯度的因素，能规范记录实验现象、分析实验结果并归纳实验结论。 4.联系DNA酒精提取技术的实际应用，认识该技术在医学、刑侦、生物技术等领域的价值，培养科学探究能力和严谨的实验素养。
【材料用具】 1．材料：新鲜洋葱（也可以选择香蕉、菠菜、菜花或猪肝等作为实验材料，提取DNA的方法可能稍有不同）、研磨液、体积分数为95%的酒精、2 mol/L的NaCl溶液、二苯胺试剂和蒸馏水等。 2．用具：烧杯、量筒、玻璃棒、研钵、纱布、漏斗、试管、试管架、试管夹、酒精灯、陶土网、三脚架、火柴、刀片和天平等。
【方法步骤】
1．称取约 30 g 洋葱，切碎，然后放入研钵中，倒入10 mL 研磨液，充分研磨。 2．在漏斗中垫上纱布，将洋葱研磨液过滤到烧杯中，在4 ℃冰箱中放置几分钟后，再取上清液。也可以直接将洋葱研磨液倒入塑料离心管中，在1 500 r/min的转速下离心5 min，再取上清液放入烧杯中。 3．在上清液中加入体积相等的、预冷的酒精溶液（体积分数为 95%），静置 2 3 min，溶液中出现的白色丝状物就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸去上面的水分；或者将溶液倒入塑料离心管中，在10 000 r/min的转速下离心5 min，弃上清液，将管底的沉淀物（粗提取的DNA）晾干。 4．取两支20 mL的试管，各加入2 mol/L的NaCl溶液5 mL。将丝状物或沉淀物溶于其中一支试管的NaCl溶液中。然后，向两支试管中各加入4 mL的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5 min。待试管冷却后，比较两支试管中溶液颜色的变化。
5.实验结束与整理
① 实验结束后，将所有实验试剂妥善处理（二苯胺试剂含浓硫酸，需单独收集，避免腐蚀）；将含有DNA的试管、研钵、烧杯等器具清洗干净，晾干后归位；
②清理实验台，关闭酒精灯，整理实验数据，绘制DNA粗提取（酒精提取法）与鉴定流程图，描述实验现象，分析实验结果，归纳实验结论，填写实验记录表。
【实验结果】
1.DNA酒精提取结果： ① 正常情况：经过酒精析出、洗涤后，可获得白色、细柔的丝状物，即为DNA；丝状物越多、越纯净，说明酒精提取效果越好，DNA提取量越多、纯度越高；若选用紫色洋葱鳞片叶，若过滤不彻底，丝状物可能略带淡紫色（色素干扰），不影响鉴定结果。 ② 异常情况：若未出现白色丝状物或丝状物极少，说明酒精提取量少；若丝状物呈黄色或灰色，说明含有较多蛋白质杂质，酒精提纯不彻底。 2. DNA鉴定结果： ① 实验组（加DNA）：沸水浴加热后，试管内溶液呈蓝色，说明酒精提取的白色丝状物为DNA；蓝色越深，说明DNA含量越高； ② 空白对照组（不加DNA）：沸水浴加热后，试管内溶液无明显颜色变化（或呈浅淡黄色），说明二苯胺试剂本身无蓝色，排除试剂干扰，鉴定结果可靠。 3. 异常结果示例： ① 未提取到DNA（无白色丝状物）：可能是洋葱不新鲜（DNA降解）、研磨不充分（细胞未破碎，DNA未释放）、搅拌过于剧烈（DNA断裂）、冷酒精温度过高（DNA未析出）、酒精用量不足； ② 鉴定时无蓝色出现：可能是二苯胺试剂失效、DNA未充分溶解、沸水浴时间不足； ③ 所有试管均呈蓝色：可能是二苯胺试剂本身被污染，或实验器具残留DNA。
【实验结论】 1.酒精可用于DNA的粗提取与提纯：DNA不溶于体积分数95%的冷酒精，而蛋白质等杂质可溶于酒精，可利用这一性质将DNA与杂质分离，酒精提取法是本实验唯一的DNA提取方法。 2. 二苯胺试剂可特异性鉴定DNA：DNA与二苯胺试剂在沸水浴条件下呈蓝色，可通过该反应验证酒精提取的物质是否为DNA，且显色深浅可初步判断DNA的含量。 3. 实验操作（搅拌速度、酒精温度、研磨充分度等）会影响DNA酒精提取的效果：轻柔搅拌可避免DNA断裂，冷酒精可提高DNA析出率，充分研磨可确保DNA充分释放，均能增强提纯效果。 4. 洋葱细胞中含有大量DNA，可通过研磨破碎细胞、过滤、酒精析出、洗涤等步骤，采用酒精提取法粗提取获得较纯净的DNA，验证了核酸在植物细胞中的存在形式。 5. DNA酒精提取与鉴定技术，是后续DNA测序、基因克隆等生物技术的基础，具有重要的实践应用价值。
【注意事项】 1. 材料处理规范（核心注意事项，保障酒精提取效果）： ① 选用新鲜、生长健壮的洋葱，优先选用鳞片叶，去除外表皮；洋葱不新鲜会导致DNA降解，无法通过酒精提取到完整的DNA； ② 洋葱碎片需切碎，研磨要充分（研磨5~8分钟），确保细胞壁和细胞膜被彻底瓦解，使DNA充分释放，为酒精提取创造条件；研磨时加入洗涤剂和蒸馏水，增强破碎效果，避免研磨物过于干燥。 2.操作动作规范： ① 搅拌时动作要轻柔，无论是DNA酒精析出还是洗涤，均需轻轻搅拌，避免剧烈搅拌导致DNA断裂，影响酒精提取效果； ② 挑起DNA丝状物时，动作要轻柔，避免丝状物断裂，难以收集； ③ 过滤时，溶液倒入漏斗的速度要缓慢，若研磨液过浓，可适当加蒸馏水稀释，避免滤纸破损，导致杂质混入滤液，干扰酒精提取。 3. 试剂使用规范： ① 酒精需选用体积分数95%的冷酒精（0~4℃），常温酒精会降低DNA析出率，严重影响酒精提取效果； ② 二苯胺试剂需现配现用，操作时佩戴手套、护目镜，避免接触皮肤和黏膜；沸水浴时，试管口不要对着人，防止烫伤； ③ 洗涤剂需稀释后使用，避免浓度过高影响后续酒精提取效果。 4.鉴定操作规范： ① 鉴定时，DNA需充分溶解在蒸馏水中，否则无法与二苯胺试剂充分反应，导致显色不明显，无法验证酒精提取的物质是否为DNA； ② 沸水浴时间控制在5分钟左右，时间过短，显色不明显；时间过长，溶液可能碳化，影响观察； ③ 空白对照组必须设置，排除二苯胺试剂本身的颜色干扰，确保鉴定结果准确，进而验证酒精提取的有效性。 5. 实验安全与环保规范： ① 二苯胺试剂、浓硫酸具有腐蚀性，实验后需单独收集处理，不可直接倒入下水道，避免腐蚀管道、污染环境； ② 实验器具（尤其是研钵）需清洗干净，避免残留试剂、DNA和洋葱碎屑，影响后续酒精提取实验； ③ 实验过程中佩戴手套、护目镜，避免试剂接触皮肤，若不慎接触，立即用大量清水冲洗。 6. 实验操作误区（聚焦酒精提取，结合洋葱实验特点）： ① 误认为“研磨不充分不影响酒精提取”：研磨不充分会导致细胞未破碎，DNA无法释放，酒精提取会失败，必须充分研磨； ② 忽略酒精温度的影响：常温酒精无法有效析出DNA，必须使用冷酒精，否则酒精提取会失败； ③ 二苯胺试剂直接加入未溶解的DNA中：DNA未溶解，无法与试剂反应，导致显色失败，无法验证酒精提取的产物； ④ 未设置空白对照组：无法排除试剂本身的颜色干扰，无法确定显色反应是否由酒精提取的DNA引起； ⑤ 紫色洋葱未去除外表皮：色素会混入滤液，可能干扰DNA观察，但不影响鉴定结果，建议去除外表皮。
【实验讨论】 1. 实验方法的局限性与改进： 本实验采用酒精提取法实现DNA的粗提取，提取的DNA仍含有少量杂质，如何进一步提高酒精提取的DNA纯度？ 如何探究研磨时间对洋葱DNA酒精提取效果的影响？（提示：设置不同研磨时间，其他条件相同，对比酒精提取的DNA量和纯度）。 2. 误差原因的深度分析： 除了材料不新鲜、操作不当，还有哪些因素会导致DNA酒精提取量少或鉴定失败？（提示：二苯胺试剂失效、冷酒精放置时间过长、过滤时滤液损失、酒精用量不足、研磨不充分），如何针对性改进？（提示：现配二苯胺试剂，及时使用冷酒精，规范过滤操作，控制酒精用量，充分研磨洋葱）。 3. 实验原理的拓展应用： 临床中，如何利用DNA酒精提取技术进行遗传病诊断？（提示：提取患者的细胞DNA，检测特定基因的异常，辅助遗传病诊断）； 刑侦领域中，DNA酒精提取与鉴定技术的作用是什么？（提示：提取现场的DNA样本，通过酒精提取法提纯后，与嫌疑人的DNA进行比对，为案件侦破提供证据）； DNA酒精提取技术还可应用于哪些领域？（提示：基因工程、亲子鉴定、物种鉴定等）。
1.核心原理与操作要点汇总：
① 核心机制：DNA理化性质（不溶于冷酒精，杂质可溶于酒精）→ 洋葱细胞研磨破碎→过滤→酒精析出（唯一提取步骤）→洗涤→鉴定（二苯胺+沸水浴→蓝色）；
② 实验流程：新鲜洋葱鳞片叶→切碎→研磨→过滤→加冷酒精析出DNA→冷酒精洗涤→二苯胺鉴定；
③ 核心区分：DNA与蛋白质的酒精溶解度差异、DNA与二苯胺的特异性显色反应；
④ 关键原则：单一变量（如酒精温度、研磨时间）、对照（空白对照+实验组）、平行重复（每组3个重复）；
⑤ 操作关键：轻柔搅拌（防DNA断裂）、冷酒精（高析出率，核心提取试剂）、二苯胺现配现用（防失效）、充分研磨（防DNA未释放）。
【典例01】下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验（以洋葱为材料，酒精提取法）的叙述，错误的是（　　）
A．实验的核心原理是利用DNA与其他物质的酒精溶解度差异，实现分离提纯
B．体积分数95%的冷酒精可用于提纯DNA，因为DNA不溶于冷酒精
C．DNA与二苯胺试剂在常温下即可发生显色反应，呈蓝色
D．研磨洋葱时需充分，避免细胞未破碎导致DNA无法释放，影响酒精提取效果
2.实验误差与异常分析：
误差原因1：无白色丝状物（未提取到DNA）→ 材料不新鲜、研磨不充分、搅拌剧烈、冷酒精温度过高、酒精用量不足；
误差原因2：鉴定无蓝色→ 二苯胺失效、DNA未溶解、沸水浴时间不足；
误差原因3：丝状物杂质多→ 未加蛋白酶、过滤不彻底、酒精洗涤不充分、紫色洋葱未去外表皮（色素干扰）；
误差原因4：空白组也呈蓝色→ 试剂污染、器具残留DNA。
【典例02】进行“DNA的粗提取与鉴定”实验（以洋葱为材料，酒精提取法）时，发现未提取到白色丝状物，最可能的原因是（　　）
A．洋葱新鲜，DNA未降解
B．研磨充分，细胞已彻底破碎
C．冷酒精温度过高（常温），未达到酒精析出DNA的效果
D．DNA析出后，用冷酒精洗涤了2次，去除杂质
模拟题感知练
1．关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法正确的是(　　)
A．整个提取过程中可以不使用离心机
B．研磨液在4 ℃冰箱中放置几分钟后，应充分摇匀再倒入烧杯中
C．鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生改变
D．仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰
2．下列有关“DNA的粗提取和鉴定”实验的叙述，错误的是(　　)
A．制备鸡血细胞液时，可加入适量的柠檬酸钠溶液，防止血液凝固
B．鸡血细胞放入蒸馏水中处理的目的是使其吸水涨破，释放DNA
C．利用DNA在0.14 mol/L的氯化钠溶液中溶解度最小的特点，可将DNA与部分杂质分开
D．提纯后，将DNA溶于95%的乙醇溶液中，再加入二苯胺试剂，经沸水浴再冷却后可观察到蓝色
3．“DNA的粗提取与鉴定”实验的基本过程：裂解→分离→沉淀→鉴定。下列叙述错误的是(　　)
A．裂解：使细胞破裂释放出DNA等物质
B．分离：可去除混合物中的多糖、蛋白质等
C．沉淀：可反复多次以提高DNA的纯度
D．鉴定：加入二苯胺试剂后即呈现蓝色
4．棉叶总DNA的提取较为困难，若采集的鲜叶样品保存不当，将严重影响其DNA的提取率及纯度。科研人员以棉花新鲜嫩叶为对照，比较了不同贮藏条件(4 ℃冷鲜保存3 d、－20 ℃冷冻保存3 d和7 d)对棉叶DNA提取率及纯度的影响，结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A．利用不同浓度的NaCl溶液可初步去除部分杂质
B．鲜叶提取的DNA与二苯胺试剂反应呈现的蓝色最深
C．冷冻保存7 d后提取的DNA中有些蛋白质或氨基酸未除尽
D．冷冻保存3 d的DNA提取效果优于冷鲜保存3 d
5．下列有关“DNA的粗提取和鉴定”实验的叙述，错误的是(　　)
A．过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解
B．提取过程中进行2次离心，离心后DNA都分布在上清液中
C．实验操作中，可用预冷的体积分数为95%的酒精沉淀DNA
6．“CTAB法”和“SDS法”是提取DNA的常用方法，CTAB提取液含有CTAB、EDTA等成分，SDS提取液含SDS、EDTA等成分。CTAB、SDS能破坏膜结构，使蛋白质变性，提高DNA在提取液中的溶解度；EDTA能螯合Mg2＋、Mn2＋，抑制DNA酶的活性。某科研小组为了寻找提取腊梅DNA的优良方法，比较了上述两种提取DNA的方法，主要操作如图所示：
注：TE缓冲液主要用于溶解核酸，能稳定储存DNA和RNA。
实验测定结果如表(表中OD260的值反映溶液中核酸的浓度，OD280的值反映溶液中蛋白质的浓度。理论上，纯DNA溶液的OD260/OD280的值为1.8，纯RNA溶液的OD260/OD280的值为2.0)。
CTAB SDS
OD260 OD280 OD260/OD280 OD260 OD280 OD260/OD280
0.033 0.018 1.833 0.006 0.005 1.200
请回答下列问题：
(1)与常温下研磨相比，在液氮中研磨的优点是__________________________________；CTAB提取液和SDS提取液中都加入EDTA的目的是________________________________
________________________________________________________________________。
(2)氯仿－异戊醇密度大于水且不溶于水，DNA不溶于氯仿－异戊醇，蛋白质等杂质可溶于氯仿－异戊醇，实验过程中加入氯仿－异戊醇离心后，应取①________(填“上清液”或“沉淀物”)加异丙醇(异丙醇与水互溶)并离心进行纯化，利用异丙醇溶液纯化DNA的原理是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)两种方法中，________法提取的DNA的纯度更高，判断的依据是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
7.下列关于“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是(　　)
A．实验中如果将研磨液更换为蒸馏水，DNA提取的效率会降低
B．利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA
C．DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，该原理可用于纯化DNA粗提物
D．将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应，可检测溶液中是否含有蛋白质杂质
8.如图表示“DNA的粗提取和鉴定”的相关流程。下列叙述正确的是(　　)
A．实验材料可以选择猪的成熟红细胞或肝细胞
B．步骤1和步骤2的目的是获取研磨液中的沉淀物
C．步骤3中的DNA不溶于酒精，而某些蛋白质溶于酒精
D．步骤4将DNA丝状物直接加到二苯胺试剂中并沸水浴加热
9.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是（　　）
A．实验的核心原理是DNA能被二苯胺试剂染色，而蛋白质不能
B．体积分数95%的冷酒精可用于提纯DNA，因为DNA不溶于冷酒精
C．常温酒精与冷酒精的提取效果一致，均可高效析出DNA
D．选用衰老的洋葱组织，DNA含量更高，酒精提取效果更好
10.下列关于实验试剂作用的叙述，与本实验无关的是（　　）
A．体积分数95%的冷酒精：析出DNA，去除杂质（核心提取试剂）
B．二苯胺试剂：鉴定DNA，与DNA在沸水浴下呈蓝色
C．蛋白酶：分解蛋白质，提高酒精提取的DNA纯度
D．龙胆紫溶液：使染色体着色，便于观察DNA的形态
11.下列关于实验操作的叙述，正确的是（　　）
A．研磨洋葱时，研磨速度越快、力度越大，DNA释放越充分，酒精提取效果越好
B．过滤时，为加快过滤速度，可将研磨液快速倒入漏斗，无需控制速度
C．DNA酒精析出时，需缓慢加入冷酒精，边加边搅拌，直至出现白色丝状物
D．鉴定时，可直接将DNA丝状物加入二苯胺试剂中，无需溶解在蒸馏水中
12.下列关于DNA与酒精关系的叙述，错误的是（　　）
A．DNA不溶于体积分数95%的冷酒精，这是DNA酒精提取的核心依据
B．冷酒精可使DNA脱水凝聚，提高DNA的析出率，增强提取效果
C．蛋白质等杂质可溶于冷酒精，可通过酒精实现与DNA的分离
D．DNA的溶解度不受酒精温度影响，常温下即可完成酒精析出
13.下列关于DNA鉴定的叙述，正确的是（　　）
A．二苯胺试剂与DNA反应，无需沸水浴，常温下即可呈蓝色
B．二苯胺试剂可与RNA发生显色反应，也呈蓝色
C．显色反应的深浅与酒精提取的DNA含量有关，含量越高，蓝色越深
D．鉴定时，只需设置实验组，无需设置空白对照组
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