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1、专题 5 DNA 和蛋白质技术 课题 1 DNA 的粗提取与鉴定 课时过关能力提升 基础巩固基础巩固 1.下列各项中不宜选作 DNA 提取的材料的是( ) A.洋葱表皮细胞 B.鲜豌豆种子 C.人的成熟红细胞 D.鸡血细胞液 解析:作为提取 DNA 的材料的首要条件是 DNA 含量丰富,而哺乳动物成熟的红细胞无细胞核, 所以不宜选作实验材料。 答案:C 2.DNA 粗提取的实验中,若选择的实验材料为植物细胞,破碎细胞时要加入一定量的洗涤剂 和食盐。加入洗涤剂的目的是( ) A.利于 DNA 的溶解 B.瓦解细胞膜 C.分离 DNA 和蛋白质 D.溶解蛋白质 解析:洗涤剂是一种离子去污剂,能瓦解
2、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。 答案:B 3.DNA 粗提取的实验中,在破碎血细胞时,要加入 20 mL 的蒸馏水,其作用是( ) A.溶解 DNA B.使血细胞破裂,DNA 释放 C.稀释血液,防止凝固 D.有利于搅拌 解析:一般用低渗溶液,如蒸馏水,使细胞过度吸水而破裂,从而使细胞中的 DNA 释放出来。 答案:B 4.在除去杂质时将滤液放在 6075 的恒温水浴箱中保温 1015 min,这样做的目的是 ( ) A.使 DNA 变性 B.使蛋白质变性 C.使 DNA 和蛋白质变性 D.分解蛋白质 解析:大多数蛋白质不能忍受 6080
3、 的高温,而 DNA 在 80 以上才变性。在 6075 的恒 温水浴箱中保温 1015 min,目的是使蛋白质变性,然后分离得到 DNA。 答案:B 5.某同学用洋葱进行 DNA 粗提取和鉴定实验,下列操作错误的是( ) A.加入洗涤剂后,进行充分的研磨 B.用蛋白酶纯化过滤后的研磨液中的 DNA C.加入酒精后用玻璃棒轻缓搅拌 D.加二苯胺试剂摇匀后沸水浴加热 解析:提取洋葱的 DNA 时,在切碎的洋葱中加入一定量的洗涤剂和食盐,进行充分的搅拌和研 磨,A 项错误;蛋白酶能够分解研磨液中的蛋白质以纯化 DNA,B 项正确;加入酒精后用玻璃棒轻 缓搅拌,以防止因 DNA 断裂而不能形成絮状沉
4、淀,C 项正确;加入二苯胺试剂并摇匀后,沸水浴加 热 5 min,以观察颜色是否变蓝,D 项正确。 答案:A 6.在提取 DNA 的过程中,最好使用塑料试管和烧杯,目的是( ) A.不易破碎 B.减少 DNA 的损失 C.增加 DNA 的含量 D.容易刷洗 解析:DNA 易吸附在玻璃上,造成 DNA 量的损失。 答案:B 7.(2018 江苏高考)关于还原糖、蛋白质和 DNA 的鉴定实验,下列叙述正确的是( ) A.在甘蔗茎的组织样液中加入双缩脲试剂,温水浴后液体由蓝色变成砖红色 B.在大豆种子匀浆液中加入斐林试剂,液体由蓝色变成紫色 C.提取 DNA 时,在切碎的洋葱中加入适量洗涤剂和食盐,
5、充分研磨,过滤并弃去滤液 D.将 DNA 粗提物溶解在 2 mol/L NaCl 溶液中,加入二苯胺试剂,沸水浴后液体由无色变成蓝色 解析:甘蔗富含蔗糖,蔗糖无还原性,双缩脲试剂用于鉴定蛋白质,温水浴后不会发生颜色变化,A 项错误;大豆种子富含蛋白质,斐林试剂用于鉴定还原糖,两者混合不会发生题述颜色变化,B 项 错误;在切碎的洋葱中加入适量的洗涤剂和食盐,食盐用于溶解 DNA,过滤后应保留滤液,弃去黏 稠物,C 项错误;DNA 粗提物溶于 2mol/L NaCl 溶液,加入二苯胺试剂,沸水浴加热,可观察到蓝 色,D 项正确。 答案:D 8.“DNA 的粗提取与鉴定”实验中,A、B、C、D、E
6、五个小组除下表中所列处理方法不同外, 其他操作步骤均相同且正确,但实验结果却不同。 组别 实验 材料 提取核物质时加入的溶 液 去除杂质时加入的溶液 DNA 鉴 定时加 入的试剂 A鸡血蒸馏水体积分数为 95%的酒精(25 )二苯胺 B菜花蒸馏水体积分数为 95%的酒精(冷却)双缩脲 C人血浆 蒸馏水体积分数为 95%的酒精(冷却)二苯胺 D 人血 细胞 物质的量浓度 为 2 mol/L 的 NaCl 溶液 物质的量浓度为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液 双缩脲 E鸡血蒸馏水体积分数为 95%的酒精溶液(冷却)二苯胺 (1)实验材料选择错误的组别是 ,其原因 是 。 (2)实验步骤(
7、不包括实验材料)均正确,但得不到 DNA 的组别 是 。 (3)沸水浴中试管颜色变蓝的组别是 ;其中,蓝色较淡的是 ,其原因 是 。 (4)B 组实验不成功的最主要原因 是 。 答案:(1)C、D 人的血浆中没有细胞结构,人成熟的红细胞中没有细胞核,选用这些材料提取不 到 DNA 或提取的 DNA 很少 (2)C (3)A、E A 冷却的酒精溶液对 DNA 的凝集效果较佳,该组使用的是 25 的酒精溶液 (4)菜花细胞在蒸馏水中不能被破坏,得不到 DNA(应采用研磨的方法) 能力提升能力提升 1.在利用鸡血进行“DNA 的粗提取与鉴定”的实验中,下列相关叙述正确的是( ) A.用蒸馏水将 Na
8、Cl 溶液的物质的量浓度调至 0.14 mol/L,滤去析出物 B.调节 NaCl 溶液浓度或加入木瓜蛋白酶,都可以去除部分杂质 C.将丝状物溶解在物质的量浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液中,加入二苯胺试剂即呈蓝色 D.用菜花替代鸡血作为实验材料,其实验操作步骤相同 解析:当 NaCl 溶液的物质的量浓度为 0.14 mol/L 时,DNA 溶解度最小,析出物中含有大量的 DNA。 将丝状 DNA 溶解在物质的量浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液中,加入二苯胺试剂并沸水浴 加热后呈蓝色。 用菜花替代鸡血作实验材料,实验操作步骤不完全相同,处理菜花时,要加入洗涤 剂和食盐,进行
9、充分的搅拌和研磨。 答案:B 2.玻璃棒搅拌出的较纯净的 DNA 的颜色以及 DNA 遇二苯胺(沸水浴)显现的颜色分别是 ( ) A.黄色、紫色 B.白色、砖红色 C.白色、蓝色 D.蓝色、砖红色 解析:DNA 在体积分数为 95%的冷酒精中析出时的颜色为白色,DNA 遇二苯胺(沸水浴)显现的 颜色为蓝色。 答案:C 3.下列有关“DNA 的粗提取与鉴定”实验的叙述,正确的是 ( ) A.利用 DNA 能溶于酒精溶液,而蛋白质不溶于酒精溶液,可将 DNA 与蛋白质分离 B.利用高温能使 DNA 变性,却对蛋白质没有任何影响的特性,可将 DNA 与蛋白质分离 C.利用 DNA 在物质的量浓度为
10、0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中溶解度最大的特点,可将 DNA 与蛋 白质分离 D.在 DNA 滤液中加入嫩肉粉,通过木瓜蛋白酶的作用,可将 DNA 与蛋白质分离 解析:DNA 不溶于酒精,而蛋白质等杂质溶于酒精,A 项错误。 蛋白质比 DNA 对温度的耐受性更 差,因此更容易变性,B 项错误。DNA 在物质的量浓度为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中溶解度最小, 而蛋白质在该浓度的 NaCl 溶液中溶解度较大,因此可将 DNA 与蛋白质分离,C 项错误。嫩肉粉 中的木瓜蛋白酶只能催化蛋白质水解,而对 DNA 没有影响,因此,可将 DNA 与蛋白质分离,D 项 正确。 答案
11、:D 4.在 DNA 的粗提取实验过程中,有两次 DNA 沉淀析出,其依据的原理是( ) DNA 在物质的量浓度为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中溶解度最低 DNA 在冷却的体积分数 为 95%的酒精中能沉淀析出 A.两次都是 B.两次都是 C.第一次是,第二次是 D.第一次是,第二次是 解析:第一次沉淀析出是用浓 NaCl 溶液溶解核内 DNA 之后,加蒸馏水稀释 NaCl 溶液的物质的 量浓度至 0.14 mol/L,使 DNA 溶解度最低而析出;第二次沉淀析出是用冷酒精溶液使 DNA 凝集 并溶解非 DNA 物质,达到提纯 DNA 的目的。 答案:C 5.下列关于 DNA 粗
12、提取和鉴定实验的操作及原理的叙述,正确的是( ) A.用蒸馏水使家兔的红细胞涨破以获取含 DNA 的滤液 B.向菜花组织中加入蒸馏水并搅拌可释放核 DNA C.控制 NaCl 溶液的浓度可以实现去除杂质的目的 D.DNA 在酒精溶液中析出时,用玻璃棒轻缓搅拌可使析出的 DNA 量减少 解析:DNA 主要位于细胞核,哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核,因此家兔的红细胞不能作为提 取 DNA 的材料。菜花细胞为植物细胞,有细胞壁保护,加蒸馏水不会吸水涨破。由于 DNA 和蛋 白质等物质在 NaCl 溶液中的溶解度不同,因此可以通过控制 NaCl 溶液的浓度来去除杂质。 DNA 在酒精溶液中析出时,用玻
13、璃棒轻缓搅拌,以便获得较完整的 DNA。 答案:C 6.将粗提取的 DNA 丝状物分别加入物质的量浓度为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液、物质的量 浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液、 冷却的体积分数为 95%的酒精溶液中,然后用放有纱布的漏斗过 滤,分别得到滤液 P、Q、R 以及存留在纱布上的黏稠物 p、q、r,其中由于含 DNA 少可以丢弃 的是( ) A.P、Q、RB.p、q、r C.P、q、RD.p、Q、r 解析:将粗提取的 DNA 丝状物加入物质的量浓度为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中,DNA 析出,过滤 后 DNA 存在于纱布上(p),杂质存在于滤液
14、(P)中;DNA 丝状物加入物质的量浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液中,DNA 溶解,过滤后 DNA 存在于滤液(Q)中,杂质(q)存在于纱布上;DNA 丝状物加入 冷却的体积分数为95%的酒精溶液中,DNA析出,过滤后DNA存在于纱布上(r),杂质存在于滤液 (R)中。 答案:C 7.回答下列有关“DNA 的粗提取与鉴定”实验的问题。右上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 。(请用字母和箭头表示) (2)上图 C、E 步骤都加入蒸馏水,但其目的不同,分别是 和 。 (3)上图 A 步骤中所用酒精必须是经过 的,该步骤的目的 是 。 (4)为鉴定 A 步
15、骤中所得到的丝状物的主要成分为 DNA,可滴加 试剂后沸水浴,如果 出现 则证明该丝状物的主要成分为 DNA。 解析:(1)图中 A 步骤为往含 DNA 的浓 NaCl 溶液中加入体积分数为 95%的酒精溶液,目的是提 取较纯净的 DNA。B 步骤为单层纱布过滤,目的是获得含 DNA 的滤液。C 步骤为往鸡血细胞 液中添加蒸馏水,目的是破碎细胞,释放核物质。D 步骤为往物质的量浓度为 2 mol/L NaCl 溶液 中加入 DNA 丝状物,目的是溶解 DNA。 E 步骤为往含 DNA 的浓 NaCl 溶液中加入蒸馏水,目的 是降低 NaCl 溶液的浓度,析出 DNA。根据 DNA 粗提取的实验
16、流程:破碎细胞(释放 DNA)过 滤溶解核内 DNA过滤析出 DNA过滤DNA 再溶解提取含杂质较少的 DNA。可以 判断正确的操作顺序为 CBEDA。 (2)C 步骤为往鸡血细胞液中添加蒸馏水,目的是破碎 细胞,释放核物质。E 步骤为往含 DNA 的浓 NaCl 溶液中加入蒸馏水,目的是降低 NaCl 溶液的 浓度,析出 DNA。(3)A 步骤为往含 DNA 的浓 NaCl 溶液中加入体积分数为 95%的酒精溶液,目 的是提取较纯净的 DNA。因为 DNA 在冷却的酒精溶液中溶解度更低,因此需要将酒精溶液充 分预冷后使用。(4)鉴定 DNA 可以利用二苯胺试剂,DNA 与该试剂在沸水浴的条件
17、下变蓝色。 答案:(1)CBEDA (2)加速细胞的破裂 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 (4)二苯胺 蓝色 8.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:称取新鲜的菜花、辣椒和蒜黄各 2 份,每份 10 g。剪碎后分成 2 组,一组置于 20 , 另一组置于-20 条件下,分别保存 24 h。 DNA 粗提取: 第一步,将上述材料分别放入研钵中,各加入 15 mL 研磨液,充分研磨,用两层纱布过滤,取滤液 备用; 第二步,先向 6 只小烧杯中分别注入 10 mL 滤液,再加入 20 mL 体
18、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; 第三步,取 6 支试管,分别加入等量的物质的量浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液溶解上述絮状物。 DNA 检测:在上述试管中各加入 4 mL 二苯胺试剂,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: 材料保存温度/菜花辣椒蒜黄 20+ -20+ (注:“+”越多表示蓝色越深) 分析上述实验过程,回答下列问题。 (1)该探究性实验课题名称 是 。 (2)第二步中“缓缓地”搅拌,这是为了防 止 。 (3)根据实验结果,得出结论并分析。 结论 1:与 20 相
19、比,相同实验材料在-20 条件下保存,DNA 的提取量较多。 结论 2: 。 针对结论 1,请提出合理的解 释: 。 (4)氯仿密度大于水,能使蛋白质变性沉淀,与水和 DNA 均不相溶,且对 DNA 影响极小。为了进 一步提高 DNA 纯度,依据氯仿的特性,在 DNA 粗提取第三步的基础上继续操作的步骤 是 ,然后用体积分数为 95%的冷酒精 溶液使 DNA 析出。 解析:(1)分析表格可知,实验目的在于探究材料和保存温度对 DNA 提取量的影响。 (2)DNA 分子 为链状,很容易断裂,所以应缓缓地向一个方向搅拌。(3)分析表格可看出,同种材料在-20 时 DNA 提取量较多,不同材料在同种温度下保存时,蒜黄的 DNA 提取量最多。低温下酶活性较 低,DNA 降解慢。 (4)根据题意,可用氯仿将 DNA 溶液中的蛋白质析出,进一步提高 DNA 的纯度。 答案:(1)探究不同材料和不同保存温度对 DNA 提取量的影响 (2)DNA 断裂 (3)等质量的不同实验材料,在相同的保存温度下,从蒜黄中提取的 DNA 量最多 低温抑制 了相关酶的活性,DNA 降解速度慢 (4)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合,静置一段时间,吸取上清液