2019-2020学年名师同步人教版生物选修一课下提能：专题5　课题1　DNA的粗提取与鉴定

2019-2020学年名师同步人教版生物选修一课下提能：专题5　课题1　DNA的粗提取与鉴定

专题 5 课题 1 DNA 的粗提取与鉴定 课下提能 一、选择题 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：选 A 在混合物中提取 DNA 分子的基本思路是根据各种大分子的理 化性质的差异，A 正确。 2．在采用鸡血为材料对 DNA 进行粗提取的实验中，若需进一步提取杂质 较少的 DNA，可以依据的原理是( ) A．在物质的量浓度为 0.14 mol/L 的氯化钠溶液中 DNA 的溶解度最小 B．DNA 与二苯胺在沸水浴的条件下反应呈现蓝色 C．DNA 不溶于酒精而细胞中的一些物质易溶于酒精 D．质量浓度为 0.1 g/mL 的柠檬酸钠溶液具有抗凝血作用 解析：选 C 在物质的量浓度为 0.14 mol/L 的氯化钠溶液中 DNA 的溶解度 最小，提取的 DNA 含有的杂质较多；DNA 与二苯胺在沸水浴的条件下反应呈现 蓝色是鉴定 DNA 的原理；由于 DNA 不溶于酒精溶液，而细胞中的某些蛋白质 则溶于酒精溶液，因此向含有杂质的 DNA 中加入体积分数为 95%的冷酒精溶液 能进一步提纯 DNA；质量浓度为 0.1 g/mL 的柠檬酸钠溶液具有抗凝血作用，其 目的是防止血液凝固，而不是提取杂质较少的 DNA。 3．在蛋白质和 DNA 的混合液中，要想得到较纯的 DNA，可采用的方法有 ( ) ①向混合液中加入足量的蒸馏水 ②向混合液中加入 DNA 水解酶 ③向混合液中加入冷却的体积分数为 95%的酒精 ④向混合液中加入蛋白酶 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 解析：选 B DNA 分子在 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中溶解度最低，在冷却的 酒精中可析出，据此可将 DNA 和蛋白质分离；DNA 水解酶能将 DNA 水解成脱 氧核苷酸，而蛋白酶则将蛋白质水解成可溶性的多肽，从而将蛋白质与 DNA 分 离。 4．在 DNA 的粗提取过程中，先后两次向烧杯中加入蒸馏水的作用分别是 ( ) A．稀释血液；冲洗样品 B．使血细胞破裂；降低 NaCl 的浓度使 DNA 析出 C．使血细胞破裂；增大 DNA 的溶解量 D．使血细胞破裂；提取含杂质较少的 DNA 解析：选 B 在 DNA 的粗提取过程中，将血液静置，上清液去掉后，向血 细胞液中加入蒸馏水，使血细胞吸水涨破，使细胞核内的遗传物质释放；第二次 是向溶有 DNA 的物质的量浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液中缓缓加入蒸馏水，使 NaCl 溶液物质的量浓度降至 0.14 mol/L，析出 DNA。 5．在 DNA 的粗提取和鉴定实验中，有两次 DNA 的沉淀析出，其依据的原 理是( ) ①DNA 在 NaCl 溶液物质的量浓度为 0.14 mol/L 时溶解度最低 ②DNA 在 冷却的体积分数为 95%的酒精溶液中能沉淀析出 A．两次都是① B．两次都是② C．第一次是①，第二次是② D．第一次是②，第二次是① 解析：选 C 第一次沉淀析出是利用浓 NaCl 溶液溶解核内 DNA 之后，加 蒸馏水稀释 NaCl 溶液至物质的量浓度为 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。 6．DNA 粗提取实验中，应尽可能避免 DNA 断裂和降解，下列相关操作可 达到此目的的是( ) A．以菜花为材料进行研磨时，可以适当加热以促进 DNA 溶解 B．向 DNA 溶液中迅速加入蒸馏水，使 DNA 快速析出 C．以血液为实验材料时，可加入柠檬酸钠 D．向 DNA 溶液中加入冷却的酒精并沿同一方向缓慢搅拌 解析：选 D 适当加热不会促进 DNA 溶解，A 错误；在 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中，DNA 的溶解度最低，因此用蒸馏水将 NaCl 溶液浓度调至 0.14 mol/L， 可使 DNA 析出，B 错误；以血液为实验材料时，可加入柠檬酸钠，以防止血液 凝固，但这并不能避免 DNA 断裂和降解，C 错误；DNA 不溶于酒精，因此可向 DNA 溶液中加入体积分数为 95%的冷酒精，并沿同一方向缓慢搅拌析出 DNA， D 正确。 7．(2019·泰州检测)下列关于“DNA 粗提取与鉴定实验”的叙述，正确的是 ( ) A．洗涤剂能瓦解细胞膜并增加 DNA 在 NaCl 溶液中的溶解度 B．将 DNA 丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝 C．常温下菜花匀浆中有些酶类会影响 DNA 的提取 D．加入冷却的酒精后用玻璃棒快速搅拌滤液会导致 DNA 获得量增多 解析：选 C 洗涤剂能瓦解细胞膜，但是并不能增加 DNA 在 NaCl 溶液中 的溶解度，A 项不正确；鉴定 DNA 时，须先将 DNA 丝状物溶于 2 mol/L 的 NaCl 溶液中，再加入二苯胺试剂并沸水浴加热，冷却后变蓝，B 项不正确；菜花匀浆 中含有 DNA 水解酶，常温下其活性较高，可催化 DNA 水解从而影响 DNA 的提 取，C 项正确；加入冷却的酒精后应用玻璃棒缓慢地并沿一个方向搅拌滤液，否 则会导致 DNA 丝状物断裂进而使获得量减少，D 项不正确。 8．在利用鸡血进行“DNA 的粗提取与鉴定”的实验中，相关叙述正确的是 ( ) A．用蒸馏水将 NaCl 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．用植物替代鸡血作为实验材料，其实验操作步骤相同 解析：选 B 用蒸馏水将 NaCl 溶液物质的量浓度调至 0.14 mol/L，可使 DNA 析出，A 错误；调节 NaCl 溶液的物质的量浓度至 2 mol/L，过滤可除去不溶于其 中的杂质；直接加入木瓜蛋白酶也可水解蛋白质，去除部分杂质，B 正确；在沸 水浴的条件下，DNA 遇二苯胺试剂呈蓝色，C 错误；如果实验材料是植物细胞， 需要先用洗涤剂溶解细胞膜，D 错误。 9．下图是利用鸡血粗提取 DNA 的基本操作，下表中操作目的不能实现的 是( ) 选项 烧杯甲中 的试剂 烧杯乙中的液 体或物质 操作目的 A 蒸馏水 鸡血细胞液 使鸡血细胞 吸水涨破 B 蒸馏水 含 DNA 的浓 NaCl 溶液 除去不溶于低浓度 NaCl 溶液中的杂质 C 冷却的酒精 含 DNA 的 浓 NaCl 溶液 除去溶于酒 精中的杂质 D 2 mol/L NaCl 溶液 纱布上的 黏稠物 除去不溶于 2 mol/L NaCl 溶液中的杂质 解析：选 B 在 DNA 粗提取实验中，鸡血中加入蒸馏水的目的是使血细胞 吸水涨破，A 项正确；将烧杯甲中的蒸馏水加入到含 DNA 的浓 NaCl 溶液(2 mol/L) 的烧杯乙中，其目的是使 NaCl 溶液的浓度降低至 0.14 mol/L，此时 DNA 在 NaCl 溶液中的溶解度最小，从而使 DNA 析出，B 项错误；DNA 不溶于酒精溶液，细 胞中的某些蛋白质可溶于酒精，因此，将冷却的酒精加入到含 DNA 的浓 NaCl 溶液中，可除去溶于酒精中的杂质，C 项正确；将烧杯甲中的 2 mol/L 的 NaCl 溶液加入到烧杯乙中，纱布上的黏稠物中的 DNA 会溶解在 2 mol/L 的 NaCl 溶液 中，可除去不溶于 2 mol/L 的 NaCl 溶液中的杂质，D 项正确。 10．(2019·泰州检测)甲、乙两图为“DNA 的粗提取与鉴定”实验中涉及的 两个操作装置图。相关叙述正确的是( ) A．图甲的烧杯和图乙的试管中所用溶剂都为 NaCl 溶液，但两者浓度不同 B．图乙试管经稍稍加热后即可观察到一支试管中的溶液明显变蓝，另一支 试管中的溶液不变蓝 C．图甲操作需用玻璃棒迅速搅拌以使 DNA 析出，并缠绕在玻璃棒上 D．图乙操作中所用的二苯胺需现配现用以达到较好的鉴定效果 解析：选 D 图甲烧杯中为冷酒精溶液，图乙试管中为 NaCl 溶液，A 错误； 图乙试管需要在沸水中加热 5 min，B 错误；图甲用玻璃棒沿一个方向轻轻搅拌， 卷起丝状物，C 错误；图乙操作中所用的二苯胺最好现配现用，否则二苯胺会变 成浅蓝色，D 正确。 二、非选择题 11．如图是“DNA 粗提取与鉴定”的相关实验步骤。请据图分析回答下列 问题。 (1) 鸡 血 细 胞 是 进 行 该 实 验 较 好 的 实 验 材 料 ， 这 是 因 为 ________________________ 。 从 鸡 血 细 胞 中 释 放 出 核 物 质 的 处 理 方 法 是 _________________________________________________________。 (2)图 A 表示释放核物质后进行过滤的过程，过滤后取__________(填“滤 液”或“析出物”)进行下一步实验；图 B 表示的相关操作过程中，加入 2 mol/L NaCl 溶液的作用是______________；图 C 表示在滤液中加入冷却的 95%的酒精， 其目的是_________________________________________________________。 (3)为鉴定实验所得丝状物的主要成分是 DNA，可滴加________溶液，结果 丝状物被染成绿色。 (4)图 D 中 a 试管为对照组，b 试管为实验组。 ①a 试管现象________________________；b 试管现象________________。 ②在沸水中加热的目的是________________，同时说明 DNA 对高温有较强 的________。 ③a 试管在实验中的作用是________。 ④b 试管中溶液颜色的变化程度主要与____________有关。 解析：图 A 表示释放核物质后进行过滤的过程，纱布上的过滤物主要是细 胞膜、核膜的碎片等杂质，而 DNA 主要存在于下面的滤液中，所以过滤后应取 滤液进行下一步实验。DNA 不溶于冷酒精，而其他一些物质可以溶于冷酒精， 从而可进一步提纯 DNA。甲基绿为比较常用的细胞核染色剂，染色后细胞核中 染色体呈绿色，可以用来鉴定 DNA。 答案：(1)鸡血细胞核中 DNA 含量丰富，材料易得 向鸡血细胞溶液中加入 蒸馏水并搅拌 (2)滤液 溶解 DNA 分子 提取杂质更少的 DNA(或去除脂溶性 杂质) (3)甲基绿 (4)①溶液不变蓝 溶液变蓝 ②加快颜色反应速度 耐受 性 ③对照 ④加入 DNA(丝状物)的多少 12．以下是有关 DNA 粗提取实验的阅读材料： A．核酸极不稳定，在较为剧烈的化学、物理因素和酶的作用下很容易降解。 但柠檬酸钠溶液对 DNA 具有保护作用。 B．DNA 核蛋白在 1 mol/L NaCl 溶液中溶解度很高，但在 0.14 mol/L NaCl 溶液中的溶解度很低；而 RNA 核蛋白溶于 0.14 mol/L NaCl 溶液。 C．用苯酚处理，可使蛋白质变性，且留在苯酚层内；在 DNA 溶液中加入 2.5 倍体积、体积分数为 95%的酒精，可将 DNA 分离出来。 D．DNA 在强酸环境下，水解产生脱氧核糖等小分子物质，它与二苯胺酸 性溶液反应，能生成蓝色化合物。 E．实验材料与器械：柠檬酸钠溶液、石英砂、0.14 mol/L NaCl 溶液、1 mol/L NaCl 溶液、蒸馏水、苯酚、95%酒精、二苯胺试剂、浓硫酸、花椰菜、研钵、 烧杯、漏斗、玻璃棒、量筒、石棉网、酒精灯、吸管、试管等。 F．实验步骤：研磨得匀浆→过滤得滤液→滤液稀释 6 倍→离心处理得沉淀 物→沉淀物再溶解→加苯酚静置后去上清液→提取出 DNA→DNA 鉴定。 请根据以上材料回答下列问题： (1)研磨时，取 10 g 花椰菜，加适量的石英砂、__________________ ______和__________________。 (2)将滤液稀释 6 倍，其目的是_____________________________________。 (3)取沉淀物，置于 2 mL 1 mol/L NaCl 溶液中，使 DNA 核蛋白再次溶解， 再加 2 mL 苯酚充分振荡后静置，待其分层后弃其上层的苯酚。该步骤的目的是 除去_________________________________________________________。 (4)将剩余溶液中的 DNA 提取出来的方法是 _________________________________________________________ _________________________________________________________。 (5)证明提取物确实是 DNA 分子的方法是 _________________________________________________________ _________________________________________________________。 解析：(1)在研磨时加入少许石英砂是为了增大摩擦力，加快研磨的速度。 加入 1 mol/L NaCl 溶液是为了溶解 DNA 核蛋白，而加入柠檬酸钠溶液是为了保 护 DNA 不被破坏。(2)在 0.14 mol/L NaCl 溶液中，DNA 核蛋白的溶解度最低， 所以要将 1 mol/L NaCl 溶液稀释，使 DNA 核蛋白析出。(3)前一步提取的是 DNA 核蛋白，而需要的是 DNA，因此需要把 DNA 核蛋白进一步提纯。用苯酚处理， 可使蛋白质变性，且留在苯酚层内，用这样的方法可以去除蛋白质。(4)根据题 中所给信息，在 DNA 溶液中加入 2.5 倍体积、体积分数为 95%的酒精，可将 DNA 分离出来，可用玻璃棒搅成团取出。(5)DNA 在强酸环境下，水解产生脱氧核糖 等小分子物质。它与二苯胺酸性溶液反应，能生成蓝色化合物。用此种方法可以 鉴定所提取的物质是否为 DNA。 答案：(1)1 mol/L NaCl 溶液 柠檬酸钠溶液 (2)使 DNA 核蛋白的溶解度逐 渐降低 (3)蛋白质 (4)向下层 DNA 溶液中加 2.5 倍体积、体积分数为 95%的酒 精，并用玻璃棒沿一个方向搅拌，在玻璃棒上的成团物即是 DNA (5)用适量的 浓硫酸处理提取物，再滴加二苯胺酸性溶液试剂数滴，反应后有蓝色出现即可证 明提取物是 DNA 13．如图表示以鸡血为实验材料进行 DNA 的粗提取与鉴定的操作程序，请 分析回答下列问题： (1)步骤一中，向鸡血细胞液中加入________并搅拌，可使鸡血细胞破裂。 (2)步骤二中，过滤后收集含有 DNA 的________。 (3)步骤三、四的操作原理是 _________________________________________________________ _________________________________________________________。 步 骤 四 通 过 向 溶 液 中 加 入 ______ 调 节 NaCl 溶 液 的 物 质 的 量 浓 度 至 ______mol/L 时，DNA 将会析出，过滤去除溶液中的杂质。 (4)步骤七：向步骤六过滤后的________中，加入等体积的冷却的________， 静置 2～3 min，溶液中会出现________色丝状物，这就是粗提取的 DNA。 (5)步骤八：DNA 遇____________试剂，沸水浴 5 min，冷却后，溶液呈 ________色。 解析：红细胞应用蒸馏水，使之吸水涨破。DNA 在不同浓度的 NaCl 溶液中 溶解度不同，在 2 mol/L 的 NaCl 溶液中 DNA 溶解，在 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液 中 DNA 析出。可通过加入蒸馏水将 2 mol/L NaCl 溶液稀释为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液使 DNA 析出。DNA 不溶于冷酒精，遇二苯胺沸水浴加热呈蓝色。 答案：(1)蒸馏水 (2)滤液 (3)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 蒸馏水 0.14 (4)滤液 酒精 白 (5)二 苯胺 蓝 14．DNA 的粗提取与鉴定实验中，A、B、C、D、E 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。请回答下列 问题： 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 2 mol/L 的 氯化钠 0.14 mol/L 的氯化 钠 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) 若 实 验 步 骤( 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 _________________________________________________________； 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 _________________________________________________________ _________________________________________________________。 解析：(1)人的血浆中没有细胞结构，人成熟的红细胞没有细胞核，在这些 材料中不能得到 DNA 或得到的 DNA 很少。(2)血细胞中有少量的白细胞，其中 有 DNA，所以只有 C 组人血浆中没有 DNA。(3)冷却的酒精溶液对 DNA 有较好 的凝集效果，而 A 组中为 25 ℃的酒精溶液。(4)菜花细胞外有细胞壁起保护作用， 在蒸馏水中不会破裂，所以不能得到 DNA。 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， 选用这些材料得不到 DNA 或得到的 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，而该组使用的是 25 ℃的酒精溶液 (4)菜花细 胞具有细胞壁，在蒸馏水中不能被破坏，得不到 DNA(应采用研磨的方法)