学年高中生物专题5DNA和蛋白质技术课题1DNA的粗提取与鉴定同步检测新人教版选修1.docx
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学年高中生物专题5DNA和蛋白质技术课题1DNA的粗提取与鉴定同步检测新人教版选修1
课题1 DNA的粗提取与鉴定
理一理
判一判
1.可选猪血细胞作为提取DNA的材料。
(×)
2.随着NaCl溶液浓度的升高,DNA在其中的溶解度先升高后降低。
(×)
3.DNA不溶于冷酒精中,而细胞中的其他物质易溶于酒精溶液中。
(√)
4.蛋白质和DNA都能忍受80℃以上的高温。
(×)
5.沸水浴条件下,DNA的结构仍可保持不变。
(×)
6.在酒精溶液中析出DNA时,搅拌需轻缓地进行,以免严重断裂DNA分子。
(√)
7.二苯胺试剂需要现配现用。
(√)
8.将制备的含有DNA的滤液加入60~75℃的恒温水浴箱中保温10~15min,可以将蛋白质沉淀析出。
(√)
悟一悟
1.制备鸡血细胞液时,要在取鸡血的同时加入柠檬酸钠(防止血液凝固),静置后上层是血清,下层为所需要的血细胞。
2.破碎细胞应彻底充分。
3.对提取的含杂质较多的DNA进行提纯时,所用的酒精必须经过充分预冷。
4.实验过程中,搅拌时玻璃棒不能直插烧杯底部,并且搅拌要轻缓,以便获得较完整的DNA分子。
5.常温下,二苯胺试剂要现配现用,否则会影响鉴定的效果。
感悟体会:
练一练
1.[2019·江苏高考真题]下列关于DNA粗提取与鉴定的叙述,错误的是( )
A.用同样方法从等体积兔血和鸡血中提取的DNA量相近
B.DNA析出过程中,搅拌操作要轻柔以防DNA断裂
C.预冷的乙醇可用来进一步纯化粗提的DNA
D.用二苯胺试剂鉴定DNA需要进行水浴加热
解析:
兔属于哺乳动物,其红细胞没有细胞核及各种细胞器,提取不到DNA,而鸡属于鸟类,其红细胞内含有细胞核与各种细胞器,DNA含量较多,A项错误;DNA分子从细胞中被释放出来且除去蛋白后是非常容易断裂的,如果太过剧烈的搅拌,DNA链可能会被破坏,因此轻柔搅拌的目的是为了获得较完整的DNA分子,B项正确;在冷的95%酒精溶液中DNA的溶解度最低,DNA的沉淀量最大。
如果用热的95%酒精会提高DNA的溶解度,不能完全使DNA沉淀,C项正确;将析出的DNA溶解在2mol/L的NaCl溶液中,加入二苯胺试剂后需要水浴加热才会呈现蓝色,D项正确。
答案:
A
2.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是( )
A.酵母菌和菜花均可作为提取DNA的材料
B.2mol/L和0.14mol/L的NaCl溶液均可溶解DNA
C.研磨植物细胞时加入洗涤剂是为了溶解DNA
D.在沸水浴条件下DNA与二苯胺反应呈现蓝色
解析:
酵母和菜花的细胞都含有DNA,都可以作为提取DNA的材料,A项正确;2mol/L和0.14mol/L的NaCl溶液均可溶解DNA,2mol/L的NaCl溶液中DNA溶解度较高,而0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度较低,B项正确;研磨植物细胞时加入洗涤剂是为了瓦解细胞膜,C项错误;在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色,D项正确。
答案:
C
考点1实验原理
1.[2019·山西高二期中]下列反映DNA溶解度与NaCl溶液浓度之间关系的坐标图中,正确的是( )
解析:
NaCl溶液浓度为0.14mol/L时,DNA的溶解度最低;NaCl溶液浓度小于0.14mol/L时,随着NaCl溶液浓度的升高,DNA的溶解度逐渐降低;NaCl溶液浓度大于0.14mol/L时,随着NaCl溶液浓度的升高,DNA的溶解度逐渐升高。
故选D项。
答案:
D
2.将处理后的溶液过滤后,加入与滤液体积相等的冷却的酒精溶液进行处理,可以得到较纯的DNA。
这是因为( )
A.DNA易溶于酒精,而滤液中某些杂质不易溶于酒精
B.DNA不易溶于酒精,而滤液中某些杂质易溶于酒精
C.DNA和滤液中其他成分更易溶于酒精
D.DNA和滤液中其他成分都不溶于酒精
解析:
在滤液中加入酒精,用玻璃棒沿一个方向搅拌,卷起的丝状物就是析出的DNA,此处利用的原理是DNA不易溶于酒精,而滤液中某些杂质易溶于酒精,B项正确,A、C、D三项错误。
答案:
B
3.在DNA粗提取和鉴定实验中,如果用马血代替鸡血,其他步骤相同,那么实验结果将是( )
A.和用鸡血一样的效果
B.比用鸡血的效果好
C.和用鸡血比,效果差的很多
D.比用鸡血的效果差一点
解析:
DNA粗提取和鉴定实验的材料要求细胞中含DNA较多,而马等哺乳动物的成熟红细胞无细胞核,不易提取到DNA,因此与用鸡血比,实验结果效果差的很多。
答案:
C
考点2实验设计
4.[2019·广西桂林十八中高二期中]下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验叙述,错误的是( )
A.酵母和菜花均可作为提取DNA的材料
B.DNA既溶于2mol/LNaCl溶液也溶于蒸馏水
C.DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热,冷却后变蓝
D.向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌,可见玻棒上有白色絮状物
解析:
酵母和菜花细胞中均含有较多的DNA,均可作为提取DNA的材料,A项正确;根据分析可知,DNA既溶于2mol/LNaCl溶液也溶于蒸馏水,B项正确;利用DNA与二苯胺沸水浴加热呈蓝色的特征,可用于DNA的鉴定,C项正确;向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌,可使破裂细胞,释放DNA,但不会观察到玻棒上有白色絮状物,D项错误。
答案:
D
5.[2019·北京高二期末]有关DNA粗提取及鉴定实验的叙述,正确的是( )
A.兔血不可替代鸡血进行该实验
B.NaCl溶液浓度越低DNA溶解度越大
C.利用DNA易溶于95%冷酒精的特性可将其提纯
D.白色絮状物质滴加二苯胺试剂成蓝色
解析:
兔为哺乳动物,成熟的红细胞中不含细胞核,不可替代鸡血进行该实验,A项正确;DNA在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最大,高于或低于该浓度,溶解度都降低,B项错误;DNA不溶于酒精溶液,但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精,可将DNA与蛋白质进一步分离提纯,C项错误;白色絮状物质DNA与二苯胺沸水浴加热,呈蓝色,D项错误。
答案:
A
6.[2019·贵州省铜仁第一中学高二期中]下表有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的相关操作所选取的试剂中,正确的是( )
选项
相关操作
选取的试剂
A
破碎鸡血细胞
生理盐水
B
溶解核内DNA
浓度为0.14mol/L
的NaCl溶液
C
析出杂质较少的DNA
常温的体积分数为95%的酒精
D
DNA的鉴定
二苯胺试剂
解析:
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,A项错误;2mol/LNaCl溶液能溶解核内DNA,去除不溶解的杂质,0.14mol/LNaCl溶液中,DNA的溶解度最低,B项错误;DNA不溶解于酒精,而其它杂质能溶解于酒精,则用体积分数为95%的冷酒精能提取杂质较少的DNA,C项错误;在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色,因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂,D项正确。
答案:
D
7.菜花可以作为提取DNA的实验材料,下列有关“菜花细胞中DNA的粗提取”实验的叙述,正确的是( )
A.实验过程中需要大量加入蒸馏水使细胞涨破
B.实验过程中需要加入洗涤剂来瓦解细胞壁
C.用滤纸过滤而得到的滤液中除了DNA,还有部分杂质
D.可以在滤液中加入冷酒精来溶解杂质
解析:
菜花细胞有细胞壁,因细胞壁的支持和保护作用,若实验过程中加入大量的蒸馏水,不会使细胞涨破,A项错误;实验过程中需要加入洗涤剂来瓦解细胞膜,B项错误;实验过程中应用纱布过滤,C项错误;DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质可溶于酒精溶液,因此可以在滤液中加入冷酒精来溶解杂质,D项正确。
答案:
D
8.关于DNA粗提取的实验材料的选择,经过了多次实验效果的比较,最终选择鸡血作实验材料。
请回答下列问题。
(1)鸡血细胞中红细胞有无细胞核?
________。
家鸡属于鸟类,新陈代谢旺盛,因而血液中红细胞数目较多,可以提供丰富的________。
(2)实验前由老师制备鸡血细胞液供同学们做实验材料,而不用鸡全血,其主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:
(1)鸡血细胞中,红细胞含细胞核,由于家鸡属于鸟类,新陈代谢旺盛,因而血液中红细胞数目较多,可以提供丰富的DNA。
(2)鸡血细胞液中DNA相对含量高,因此DNA提取实验的材料用鸡血细胞液而不用鸡的全血。
答案:
(1)含细胞核 DNA
(2)鸡血细胞液中DNA相对含量高
一、选择题
1.[2019·天津一中高二期末]在DNA的粗提取与鉴定的实验中,初步析出DNA和提取纯净的DNA所用的药品和浓度是:
①0.1g/mL柠檬酸钠溶液;②2mol/LNaCl溶液;③0.14mol/LNaCl溶液;④体积分数为95%的酒精溶液;⑤0.015mol/LNaCl溶液。
以上几点正确的是( )
A.①③⑤B.③④
C.②④D.②③④
解析:
①0.1g/mL的柠檬酸钠溶液作为抗凝剂防止血液凝固,没有用于DNA的初步析出和提纯,①错误;②DNA可以溶于2mol/L的NaCl溶液,该溶液是为了溶解血细胞中的DNA,未用于DNA的初步析出和提纯,②错误;③DNA在0.14mol/L的氯化钠溶液中溶解度最低,此时DNA会从溶液中析出,可用于初步析出DNA,③正确;④由于DNA不溶于酒精,而其它杂质可以溶于酒精,因此利用体积分数为95%的酒精溶液,可提取较纯净的DNA,④正确;⑤物质的量浓度为0.015mol/L的NaCl溶液浓度太低,DNA溶解度大,不能析出DNA,⑤错误。
答案:
B
2.鉴定DNA的试剂及出现的颜色反应是( )
A.斐林试剂、砖红色B.苏丹Ⅲ染液、橘黄色
C.双缩脲试剂、紫色D.二苯胺试剂、蓝色
解析:
斐林试剂用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下生成砖红色沉淀,A项错误;苏丹Ⅲ染液可使脂肪呈橘黄色,B项错误;双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应,C项错误;在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色,D项正确。
答案:
D
3.[2019·山西高二期中]在DNA粗提取与鉴定实验中,将第三次过滤获得的纱布上含有的DNA的黏稠物(含有较多杂质)分别处理如下:
①放入2mol/L的NaCl溶液,搅拌后过滤;②在含DNA的NaCl溶液中加入蒸馏水,用玻璃棒朝一个方向搅拌卷起丝状物;③放入0.14mol/L的NaCl溶液,搅拌后过滤;④再加入冷却的、与滤液体积相等的体积分数为95%酒精溶液,用玻璃棒沿一个方向搅拌,卷起丝状物。
上述操作过程正确的顺序是( )
A.③④B.①②③④
C.①④D.③②
解析:
在DNA粗提取与鉴定实验中,将第三次过滤获得的纱布上含有的DNA的黏稠物(含有较多杂质)分别处理如下:
放入2mol/L的NaCl溶液,搅拌后过滤,除去不溶于NaCl溶液的杂质;再加入冷却的、与滤液体积相等的95%酒精溶液,除去溶于酒精的杂质,再用玻璃棒沿一个方向搅拌,卷起丝状物,故选C项。
答案:
C
4.[2019·西藏拉萨中学高二月考]对“DNA的粗提取和鉴定”实验的叙述,错误的是( )
A.将滤液放在60℃~75℃的恒温水浴箱中保温10~15min能去除滤液中的杂质,其原理是利用了DNA和蛋白质对高温耐受性的不同
B.在盛有血细胞的塑料烧杯中加蒸馏水,快速搅拌后过滤是为了获得滤液
C.利用DNA在0.14mol/LNaCl溶液中溶解度最大的特点,可将DNA与杂质分离
D.取材时,一般不用鸡全血,而是用血细胞液
解析:
将滤液放在60℃~75℃的恒温水浴箱中保温10~15分钟能去除滤液中的部分杂质,其原理是利用了DNA和蛋白质对高温耐受性的不同,A项正确;在盛有血细胞的塑料烧杯中加入蒸馏水,快速搅拌后过滤,血细胞中的DNA被释放到滤液中,因此需要过滤后收集滤液,B项正确;利用DNA在0.14mol/LNaCl溶液中溶解度最小的特点,可将DNA与杂质分离,C项错误;DNA存在于鸡血细胞中,因此DNA提取实验的材料用鸡血细胞液而不用鸡的全血,D项正确。
答案:
C
5.[2019·江苏高考模拟]下列有关“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述,正确的是( )
A.向菜花组织中加入蒸馏水并搅拌可释放核DNA
B.鉴定DNA时,应将丝状物直接加入到二苯胺试剂中进行沸水浴
C.利用鸡血细胞提取DNA时,初步析出DNA的试剂是0.14mol/L的NaCl溶液
D.保存好剩余的二苯胺试剂,以备下次实验时使用
解析:
菜花组织由植物细胞构成,植物细胞有细胞壁,故向菜花组织中加入蒸馏水并搅拌,细胞不会吸水涨破,不释放核DNA,A项错误;鉴定DNA时,应将丝状物用玻璃棒搅拌,使丝状物溶解,之后加入到二苯胺试剂中进行沸水浴加热,B项错误;利用鸡血细胞提取DNA时,初步析出DNA的试剂是0.14mol/L的NaCl溶液,DNA在0.14mol/L的NaCl溶液溶解度最低,C项正确;二苯胺试剂要现配现用,D项错误。
答案:
C
二、非选择题
6.[2019·贵州省思南中学高二期中]血液作为一种常见的临床检测材料,如何从血液中快速、高效地分离和提取基因组DNA,对于临床血液检验与分析非常重要,科研人员对比分析了超声波处理法(方法A)、高盐法(方法B)、改良高盐法(方法C)等三种快速提取大鼠全血基因组DNA的方法,实验过程如图,请分析回答:
(1)常规的细胞破碎方法是________________________。
三种方法实验所需时间均较短,主要在样品处理和细胞破碎环节进行了优化,就三种方法而言,细胞破碎较理想的方法为________。
(2)方法B得到的溶液中RNA含量高于DNA,分析原因可能是________________________。
(3)步骤②中加入NaCl的目的是________________________________________________________________________。
(4)得到含DNA的溶液后进行鉴定,需向其中加入________沸水浴加热冷却后变蓝。
解析:
(1)常规细胞破碎方法是加入蒸馏水,使细胞吸水涨破,图中三种破碎细胞的方法中,方法C与方法A、B相比,破碎细胞的效率高、成本低,是细胞破碎较理想的方法。
(2)方法B得到的溶液中RNA含量高于DNA,其原因可能是蛋白酶K的加入抑制了RNA酶的活性。
(3)步骤②中加入NaCl的目的是充分溶解DNA,以便步骤③中加入异丙醇使DNA析出。
(4)得到含DNA的溶液后进行鉴定,需向其中加入二苯胺,沸水浴加热,冷却后变蓝。
答案:
(1)加入蒸馏水,使细胞吸水涨破 方法C
(2)加入的蛋白酶抑制了RNA酶的活性 (3)溶解DNA
(4)二苯胺
7.[2019·陕西高考模拟]DNA在NaCl溶液中的溶解度有两重性,随着NaCl溶液浓度的变化而变化。
(1)DNA在不同浓度的NaCl溶液中DNA溶解度不同,DNA在________mol/LNaCl溶液中溶解度最大,而在________mol/LNaCl溶液中溶解度最小。
(2)DNA不溶于酒精,但细胞中的某些物质却可以溶于酒精溶液,利用这一原理可以________________,可以推测溶于酒精中的可能有________________________________________________________。
(3)利用DNA遇二苯胺呈________色的特性,将该物质作为鉴定DNA的试剂,其实验过程要点是向放有DNA的试管中加入4mL的二苯胺试剂混合均匀后,将试管置于________5min,待试管________,观察试管中溶液颜色的变化。
这个实验也说明DNA耐________。
解析:
(1)在不同浓度的NaCl溶液中DNA的溶解度不同,DNA在2mol/LNaCl溶液中溶解度最大,而在0.14mol/LNaCl溶液中溶解度最小。
(2)DNA不溶于酒精溶液,而细胞中的某些盐类、蛋白质、糖类或其他大分子物质能溶于酒精溶液,利用这一原理,可以将DNA与蛋白质等杂质进一步分离。
(3)DNA遇二苯胺(沸水浴)会染成蓝色;鉴定时向溶有DNA的试管中加入二苯胺试剂,沸水中加热后冷却即可以观察到蓝色,加热的目的是加快染色的反应速度,也说明DNA具有耐高温的特性,而冷却有利于DNA的析出。
答案:
(1)2 0.14
(2)去除杂质 某些盐类、蛋白质、糖类或其他大分子物质 (3)蓝 沸水中加热 冷却后 高温
8.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。
(1)在证明C中含有脂肪时,需向滤液C中加入________________,观察到的颜色是________。
(2)在“DNA粗提取与鉴定”时:
①图中实验材料A可以是下面的________。
(填字母)
a.菜花b.香蕉
c.猪肝d.猪血
②若选用植物组织,研磨前加入的B一般为________________,作用分别是________________。
得到滤液C后,先向滤液C中加入________________________,过滤得到滤液D,再向滤液D中加入蒸馏水,目的是________________。
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较多的是滤液________。
溶液种类
滤液
1
2mol/L的NaCl溶液
e
2
0.014mol/L的NaCl溶液
f
3
体积分数为95%的冷酒精溶液
g
解析:
(1)如果要检测滤液C中含脂肪,则向滤液C中加入苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ),观察到的颜色是橘黄色(或红色)。
(2)①DNA的粗提取和鉴定实验中,原则上只要含有DNA的生物都可以作为实验材料,菜花、香蕉、猪肝都含有DNA,都可以作为该实验的材料,而猪为哺乳动物,其成熟的红细胞中不含细胞核和细胞器,即不含DNA,因此猪血不能作为该实验的材料,选abc。
②若选用植物组织,研磨前需加入食盐和洗涤剂,其中食盐能溶解DNA,洗涤剂能溶解细胞膜。
得到滤液C后,先向滤液C中加入2mol/L的NaCl溶液(因为DNA在2mol/L的NaCl溶液中溶解度较大),过滤得到滤液D,再向滤液D中加入蒸馏水,目的是稀释NaCl溶液至0.14mol/L,使DNA(溶解度下降而沉淀)析出(因为DNA在此浓度下溶解度最小)。
③DNA在2mol/L的NaCl溶液和0.014mol/L的NaCl溶液中的溶解度都较大,但不溶于体积分数为95%的冷酒精溶液。
因此将含有一定杂质的DNA丝状物分别放入2mL如表所示的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g,较多的是e、f。
答案:
(1)苏丹Ⅲ/苏丹Ⅳ 橘黄色/红色
(2)①abc ②洗涤剂、食盐 溶解细胞膜、溶解DNA
2mol/L的NaCl溶液 使DNA(溶解度下降而沉淀)析出 ③ef
9.如图为菜花DNA的粗提取与鉴定的实验流程图。
据图回答下列问题:
(1)选择菜花作为提取DNA的实验材料的原因是________________________________________。
(2)研磨前,向研钵中加入石英砂的目的是________,加入的物质a是________。
(3)研磨液过滤后,应向滤液中加入2mol/L的NaCl溶液,目的是________________________;也可以向滤液中加入嫩肉粉,目的是________________________________________________________________________。
(4)鉴定DNA所用的化学试剂为________,鉴定实验中,A、B两支试管属于对照组的是________,对照组试管中加入的物质有________________________。
解析:
(1)原则上含DNA的生物材料都可以作为提取DNA的实验材料,只是选用DNA含量相对较高的生物组织,实验成功的可能性更大。
菜花中DNA含量相对较高,可以作为提取DNA的材料。
(2)向研钵中加入石英砂是为了使研磨更充分。
在本实验中同时向研钵中加入一定量的洗涤剂和食盐,洗涤剂可以瓦解细胞膜,有利于DNA的释放;食盐的主要成分是NaCl,有利于DNA的溶解。
(3)在含有DNA的滤液中,加入2mol/L的NaCl溶液,可以使DNA溶解、析出不溶的杂质;嫩肉粉中含有木瓜蛋白酶,能分解滤液中的蛋白质。
(4)鉴定DNA的原理是在沸水浴条件下,DNA与二苯胺反应呈现蓝色,因此鉴定DNA所用的化学试剂为二苯胺。
B试管中呈现蓝色,说明含有DNA,所以属于对照组的是A试管;对照组试管中加入的物质有NaCl溶液和二苯胺试剂,目的是排除NaCl溶液对二苯胺显色的影响。
答案:
(1)菜花中的DNA含量相对较高
(2)使研磨充分
洗涤剂和食盐 (3)溶解DNA,析出不溶的杂质 分解蛋白质 (4)二苯胺 A NaCl溶液和二苯胺试剂
10.回答下列有关“DNA的粗提取和鉴定”实验的问题。
(1)下列有关“DNA的粗提取和鉴定”实验原理的叙述,正确的是( )
A.DNA在NaCl溶液中的溶解度随NaCl溶液浓度的降低而减小
B.利用DNA不溶于酒精的性质,可除去细胞中溶于酒精的物质而得到较纯净的DNA
C.DNA是大分子有机物,不溶于水而溶于某些有机溶剂
D.在沸水中,DNA遇二苯胺会出现紫色反应
(2)如下图为该实验过程中的一些重要操作示意图。
①正确的操作顺序是________________________________________________________________________。
②上图C、E步骤都加入蒸馏水,但其目的不同,分别是________________________和________________________。
③图A步骤中所用酒精必须是经过________________________才能使用,该步骤的目的是________________________________________________。
(3)为鉴定得到的丝状物的主要成分为DNA,可滴加________试剂,沸水浴,如果出现________,则该丝状物的主要成分为DNA。
解析:
(2)①根据DNA的粗提取和鉴定步骤:
加入蒸馏水,破碎细胞→过滤,获取含DNA的滤液→去除滤液中杂质→DNA的析出→鉴定。
所以正确的操作顺序是C→B→E→D→A。
②C加蒸馏水是使血细胞吸水破裂,E加蒸馏水是使NaCl溶液的浓度降低,析出DNA。
③DNA不溶于酒精,95%的冷酒精凝集效果最佳,所以A步骤中所用酒精必须是经过充分预冷的才能使用,以便除去溶于酒精的杂质,提取含杂质较少(或较纯净)的DNA。
(3)DNA鉴定用二苯胺水浴加热,呈蓝色。
答案:
(1)B
(2)①C→B→E→D→A ②加速血细胞的破裂 降低NaCl溶液的浓度,使DNA析出 ③充分预冷 提取含杂质较少(或较纯净)的DNA (3)二苯胺 蓝色
11.[2019·江苏海安高级中学高二月考]某生物兴趣小组在学习了DNA的粗提取和鉴定实验后,尝试开展RNA的粗提取和鉴定实验。
通过查阅资料,制订了以下的实验方案: