2020-2021学年高中生物人教版选修1习题：专题5　课题1　DNA的粗提取与鉴定

2020-2021学年高中生物人教版选修1习题：专题5　课题1　DNA的粗提取与鉴定

专题 5DNA 和蛋白质技术 课题 1 DNA 的粗提取与鉴定 课后篇巩固提升 基础知识巩固 1.在混合物中提取 DNA 分子的基本思路是( ) A.根据各种大分子的理化性质的差异 B.根据各种大分子的理化性质的共性 C.根据各种大分子在细胞内的功能 D.根据各种大分子的结构和在细胞内的位置 解析提取 DNA 分子是将 DNA 与其他物质分开,因此利用的是大分子的理化性质的差异。 答案 A 2.将粗提取的 DNA 丝状物分别加入到物质的量浓度为 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、R B.p、q、r C.P、q、R D.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(P)中;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;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 3.向溶有 DNA 的物质的量浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液中不断加入蒸馏水,直到稀释至物质的量 浓度为 0.14 mol/L,在这个过程中 DNA 和杂质蛋白质的溶解度变化情况分别是( ) A.减小,减小 B.增大,增大 C.先减小后增大,增大 D.减小,增大 解析 DNA 在物质的量浓度为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中的溶解度最小,所以在上述稀释过程 中,DNA 的溶解度减小,而蛋白质溶解度随 NaCl 溶液浓度的减小而增大。 答案 D 4.下表有关“DNA 粗提取和鉴定”的相关操作中所选取的试剂,不正确的是( ) 相关操作 选取的试剂 A破碎鸡血细胞 蒸馏水 B 溶解核内 DNA 2 mol/L NaCl 溶液 C 提取杂质较少的 冷却的体积分数为 95%的酒 DNA 精 DDNA 的鉴定 双缩脲试剂 解析在 DNA 粗提取时第一次加入蒸馏水,使血细胞吸水涨破,破碎鸡血细胞;DNA 可溶解于 2 mol/L NaCl 溶液;利用 DNA 不溶于冷却的体积分数为 95%的酒精溶液,蛋白质溶于酒精溶液的 特性,可将 DNA 与蛋白质分离;用二苯胺试剂在沸水浴条件下与 DNA 反应变蓝的特性鉴定 DNA。DNA 与双缩脲试剂不反应。 答案 D 5.下图为“DNA 粗提取和鉴定”实验的相关操作。这些操作目的正确的是( ) A.①是洗涤红细胞,去除血细胞表面的杂质 B.②是溶解 DNA,去除不溶于酒精的杂质 C.③溶解 DNA,去除不溶于物质的量为 2 mol/L NaCl 溶液的杂质 D.④稀释 NaCl 溶液,去除不溶于低浓度 NaCl 溶液的杂质 解析本题主要考查 DNA 粗提取过程中去杂质的相关知识。①在鸡血细胞液中加入一定量的蒸 馏水,目的是让鸡血细胞通过渗透吸水而涨破,从而释放出DNA;②向溶解有DNA的烧杯中加冷 却的体积分数为 95%的酒精是为了析出 DNA;④图中去除杂质的原理是利用 DNA 在不同浓度 的 NaCl 溶液中溶解度不同,通过控制 NaCl 溶液的浓度去除杂质,故向溶解有 DNA 的浓 NaCl 溶液中加蒸馏水的目的是稀释溶液,降低 NaCl 溶液的物质的量浓度到 0.14 mol/L,从而析出 DNA。 答案 C 6.在 DNA 粗提取与鉴定实验中,将第二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: 序 号 操作过程 ① 放入 2 mol/L 的 NaCl 溶液,搅拌后过滤 ② 再加 0.14 moL/L 的 NaCl 溶液,搅拌后过滤 ③ 再加入冷却的、同体积的体积分数为 95%的酒精溶液,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是( ) A.①② B.①②③ C.①③ D.②③ 解析第二次过滤后纱布上是粗提取的 DNA,此 DNA 还含有杂质,因此将其溶于 2 mol/L 的 NaCl 溶液中,再进行过滤,以除去不溶于 2 mol/L 的 NaCl 溶液的杂质;然后向滤液中加入同体积的、 冷却的体积分数为 95%的酒精溶液即可析出 DNA;然后挑出 DNA 进行鉴定。 答案 C 7.若从植物细胞中提取 DNA,发现实验效果不好,如看不到丝状物、用二苯胺鉴定时不显示颜色 反应等,其可能的原因是( ) ①植物细胞中 DNA 含量低 ②研磨不充分 ③过滤不充分 ④95%冷酒精的量过多 A.①② B.③④ C.①④ D.②③ 解析研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全,提取的DNA量少;过滤不充分也会导致提取 的 DNA 量过少;若用于沉淀 DNA 的酒精量过少,会导致 DNA 的沉淀量少。这三种情况都可能 导致题中的实验效果。 答案 D 8.下图为 DNA 的粗提取与鉴定的实验装置,请回答下列相关的问题。 (1)实验材料选用鸡血细胞,而不用鸡全血,主要原因是鸡血细胞中有较高含量的 。 (2)在图 A 所示的实验步骤中加蒸馏水的目的是 ,通过图 B 所示的步骤取得滤 液,再向滤液中加入物质的量浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液的目的 是 。 (3)图 C 所示实验步骤中加蒸馏水的目的是 。 解析题图 A、B、C 所示为本实验的三个关键步骤。图 A 通过添加蒸馏水,血细胞与蒸馏水相 混合而使血细胞处于低渗的环境之中,细胞因大量吸水而最终破裂,并释放出 DNA。通过图 B 所示步骤取得的滤液中含有 DNA,向该滤液中加入物质的量浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液,目的 是使滤液中的 DNA 溶于 NaCl 溶液。图 C 在 DNA 浓盐溶液中加入蒸馏水,可使溶液中的 NaCl 浓度降低(DNA 在物质的量浓度为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中溶解度最低),使 DNA 析出,经过滤 等方式可以收集到 DNA。 答案(1)DNA (2)使血细胞破裂 使滤液中的 DNA 溶于 NaCl 溶液 (3)使 DNA 析出 能力素养提升 9.下列利用菜花进行“DNA 的粗提取与鉴定”实验的叙述,正确的是( ) A.采用不同浓度的 NaCl 溶液反复溶解与析出 DNA 的方法可去除部分杂质 B.在切碎的菜花中加入一定量的洗涤剂和食盐,充分研磨,过滤后弃去滤液 C.用蒸馏水将 NaCl 溶液物质的量浓度调至 0.14 mol/L,用单层滤纸过滤获取析出物 D.将白色丝状物溶解在 NaCl 溶液中,加入二苯胺试剂后振荡,观察颜色变化 解析由于 DNA 在不同浓度的 NaCl 溶液中的溶解度不同,因此可以采用不同浓度的 NaCl 溶液 反复溶解与析出 DNA 的方法去除部分杂质,A 项正确;在切碎的菜花中加入一定量的洗涤剂和 食盐,充分研磨,DNA 溶解在滤液中,过滤后不能丢弃滤液,B 项错误;用蒸馏水将 NaCl 溶液物质 的量浓度调至 0.14 mol/L 时,DNA 析出,过滤时应该用纱布,不能用滤纸,C 项错误;将白色丝状物 溶解在 NaCl 溶液中,加入二苯胺试剂,需要沸水浴后观察颜色变化,D 项错误。 答案 A 10.下表是关于 DNA 粗提取与鉴定实验中所使用的材料、操作及其作用,表述正确的是( ) 试 剂 操 作 作 用 A 柠檬酸钠溶 液 与鸡血混合 防止 DNA 凝固 B 蒸馏水 与鸡血细胞混 合 保持细胞形状 C 蒸馏水 加入溶解有 DNA 的 NaCl 溶液中 析出 DNA 丝状 物 D冷却的酒精 过滤后的 DNA 加入其中 产生特定的颜 色反应 解析柠檬酸钠溶液的作用是防止血液凝固;蒸馏水与鸡血细胞混合,蒸馏水的作用是让鸡血细 胞吸水涨破;蒸馏水加入溶解有 DNA 的 NaCl 溶液中,此时蒸馏水的作用是将 NaCl 溶液的物质 的量浓度稀释至 0.14 mol/L,从而析出 DNA 丝状物;将粗提取之后的 DNA 加入冷却的酒精中以 纯化析出含杂质较少的 DNA 丝状物。 答案 C 11.在“DNA 的粗提取与鉴定”实验中,甲、乙、丙、丁四个小组除下表中所列处理方法不同外, 其他操作步骤均正确,但实验结果却不同。下列有关叙述不正确的是( ) 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 甲 鸡 血 蒸馏水 95%的酒精(50 ℃) 二苯胺 乙 菜 花 蒸馏水 95%的酒精(冷却) 双缩脲试剂 丙 猪 血 蒸馏水 95%的酒精(冷却) 二苯胺 丁 鸡 血 蒸馏水 95%的酒精(冷却) 二苯胺 A.实验材料选择错误的组别是丙 B.沸水浴后试管中溶液颜色变蓝的组别是甲、丁 C.甲组实验现象差的原因是 50 ℃的酒精对 DNA 的凝集效果差 D.乙组实验不成功仅因为在鉴定时加入了双缩脲试剂 解析猪血中的成熟红细胞中没有细胞核和细胞器,不能作为提取 DNA 的材料,A 项正确;乙组是 植物材料,仅加入蒸馏水无法提取 DNA,需要先加入洗涤剂和食盐,丙组选材错误,所以沸水浴后 溶液颜色变蓝的组别只有甲、丁,B 项正确;DNA 在冷却的酒精中的溶解度较低,50 ℃的酒精对 DNA 的凝集效果差,C 项正确;乙组实验不成功不仅是因为在鉴定时加入了双缩脲试剂,还因为 用植物材料提取核物质时加入的溶液是蒸馏水,起不到预期的作用,D 项错误。 答案 D 12.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 20 g,将各材料剪碎后均分成两组,一组置于 20 ℃条 件保存 24 h,另一组置于-20 ℃条件下保存 24 h(其他条件相同)。 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,取 6 只小烧杯做好标记,先向 6 只小烧杯中分别加入 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; 第三步,取 6 支试管,各加入等量的物质的量浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液,分别溶解上述絮状物。 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 花 菜 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,这是为了减少 。 (3)根据实验结果,得出结论并分析。 ①结论 1:与 20 ℃相比,相同实验材料在-20 ℃条件下保存,DNA 的提取量较多。 结论 2: 。 ②针对结论 1,请给出合理的解释。 。 (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,实验目的在于探究不同材料和不同的保存温度对 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 ℃保存时,DNA 提取量较多;等质量的花菜、辣椒、蒜 黄三种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的保存温度对 DNA 提取量的影响 (2)DNA 断裂 (3)①在相同的保存温度下,等质量的花菜、辣椒、蒜黄三种实验材料相比,从蒜黄中提取的 DNA 量最多 ②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,离心后,吸取上清液 13.病毒是一类没有细胞结构的分子生物。近年世界上发现了能感染人类的高致病性禽流感病 毒,我国参与了抗击禽流感的国际性合作,并已研制出防治禽流感的疫苗。要研制禽流感疫苗, 必须知道禽流感病毒的分子组成,请设计实验探究禽流感病毒的物质组成。 (1)实验原理:RNA 在浓盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色。 还需补充的两个实验原理: ① ; ② 。 (2)去掉病毒中大分子成分的简便方法是 。 (3)设计一个表格记录实验结果。 解析(1)病毒的化学成分一般是蛋白质、DNA 或 RNA,我们要探究其成分是蛋白质和 DNA,还是 蛋白质和 RNA。从题目提供的条件来看(RNA 在浓盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色),应该采用 相关的颜色反应来鉴定 DNA 和蛋白质。(2)去掉大分子成分最简便的方法是酶处理。(3)设计 表格,应考虑到记录观察到的实验现象,并根据此现象得出结论。 答案(1)①蛋白质遇双缩脲试剂显紫色 ②DNA 与二苯胺试剂沸水浴后显蓝色 (2)酶处理(或用酶水解) (3)设计表格如下: 试 剂 双缩脲试 剂 二苯胺试 剂 苔黑酚试 剂 现 象 结 论