2019秋 金版学案 生物·选修1（人教版）练习：专题5课题1DNA的粗提取与鉴定

2019秋 金版学案 生物·选修1（人教版）练习：专题5课题1DNA的粗提取与鉴定

专题 5 DNA 和蛋白质技术 课题 1 DNA 的粗提取与鉴定 1．破译生物基因组 DNA 的遗传信息或进行基因操作，首先要提 取细胞核 DNA。下列不可以作为 DNA 提取的实验材料是( ) A．鸡血细胞 B．蛙的红细胞 C．人的成熟红细胞 D．菜花 解析：鸡血细胞含有 DNA，可作为 DNA 提取的实验材料，A 正 确；蛙的红细胞含有 DNA，可作为 DNA 提取的实验材料，B 正确； 人的成熟的红细胞没有细胞核和众多细胞器，不含 DNA，因此不适宜 作为 DNA 提取的实验材料，C 错误；菜花细胞含有 DNA，可作为 DNA 提取的实验材料，D 正确。 答案：C 2．下列有关“DNA 粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是( ) A．新鲜猪血、菜花等动植物材料均可用于 DNA 的粗提取 B．植物材料需先用洗涤剂破坏细胞壁再吸水涨破 C．DNA 不溶于 95%的冷酒精而溶于 2 mol L－1 的 NaCl 溶液 D．溶有 DNA 的 NaCl 溶液中加入二苯胺试剂后即呈蓝色 解析：猪是哺乳动物，哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和细胞 器，不含 DNA，不能用于提取 DNA，故 A 错误；用植物材料提取 DNA 时，通过研磨法破坏细胞壁，用洗涤剂瓦解细胞膜，故 B 错误；DNA 不溶于 95%的冷酒精，但溶于 2 mol L－1 的 NaCl 溶液，故 C 正确； 溶有 DNA 的 NaCl 溶液中加入二苯胺试剂后需要沸水浴加热才能呈蓝 色，故 D 错误。 答案：C 3．与析出 DNA 黏稠物有关的叙述，不正确的是( ) A．操作时缓缓滴加蒸馏水，降低 DNA 的溶解度 B．在操作时，用玻璃棒轻缓搅拌，以保证 DNA 分子完整 C．加蒸馏水可同时降低 DNA 和蛋白质的溶解度，两者均可析出 D．当丝状黏稠物不再增加时，此时 NaCl 溶液的浓度相当于 0.14 mol/L 解析：向含有 DNA 的溶液中加入蒸馏水后，NaCl 溶液的浓度会 变小，当 NaCl 溶液的浓度为 0.14 mol/L 时，DNA 的溶解度最小，蛋 白质溶解不析出。 答案：C 4．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：图甲烧杯中为酒精溶液，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。 答案：D 5．下图是“DNA 粗提取与鉴定”相关实验步骤，请据图分析回 答： (1)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________进 行下一步实验。 (3)图 b 表示的相关操作过程中，加入 2 mol/L NaCl 溶液的作用是 ______________________________________________________。 (4)图 c 表示在滤液中加入冷却的体积分数为 95%的酒精，其目的 是________________________________________。 解析：图 a 表示释放核物质后进行过滤的过程，上面的过滤物主 要是细胞膜、核膜的碎片等杂质，而 DNA 存在于下面的滤液中，所以 过滤后应取滤液。DNA 不溶于冷却的酒精，而其他一些物质可以，从 而可进一步提纯 DNA。 答案：(1)向鸡血细胞中加入蒸馏水，并搅拌 (2)滤液 (3)溶解 DNA 分子 (4)提取杂质更少的 DNA(或去除脂溶性杂质) [A 级 基础巩固] 1．蛋白酶能将蛋白质水解而使染色质中的 DNA 分离出来。下列 药品可达到上述同一目的的是( ) A．蒸馏水 B．NaCl 溶液 C．NaOH 溶液 D．盐酸 解析：蛋白酶是利用酶的专一性将 DNA 和蛋白质分离，而 NaCl 溶液则是利用 DNA 和蛋白质在该溶液中的溶解度不同将其分离。 答案：B 2．DNA 在下列浓度的 NaCl 溶液中，溶解度最低的是( ) A．2 mol·L－1 B．0.015 mol·L－1 C．0.14 mol·L－1 D．5 mol·L－1 答案：C 3．在 DNA 的粗提取过程中，初步析出 DNA 和提取较纯净的 DNA 所用的药品分别是 ( ) ①0.1 g/mL 的柠檬酸钠溶液 ②2.00 mol/L 的 NaCl 溶液 ③0.14 mol/L 的 NaCl 溶液 ④体积分数为 95%的冷酒精溶液 A．①③ B．②③ C．②④ D．③④ 解析：在物质的量浓度为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中，DNA 析出 而蛋白质溶解；体积分数为 95%的冷酒精溶液能使 DNA 析出。 答案：D 4．在 DNA 粗提取的实验中，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 浓度，使 DNA 析出 C．使血细胞破裂；增大 DNA 溶解量 D．使血细胞破裂；提取含杂质较少的 DNA 解析：在 DNA 粗提取的实验中，先后两次向烧杯中加入蒸馏水的 作用分别是使血细胞吸水涨破，释放 DNA；降低 NaCl 浓度，使 DNA 析出。 答案：B 5．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，在这个过程中 DNA 和杂质蛋白质等的溶解度变化情况分别 是( ) A．减小 减小 B．先减小后增大 增大 C．增大 增大 D．减小 增大 解析：由于 DNA 在 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中溶解度最小，故向 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， 在这个过程中 DNA 的溶解度先减小，0.14 mol/L 时溶解度最小，后增 大；而蛋白质在高浓度的盐溶液中会出现盐析，随浓度降低溶解度逐 渐增大。 答案：B 6．关于 DNA 粗提取和鉴定实验的叙述，不正确的是( ) A．香蕉、鱼卵、猪血都是适宜的实验材料 B．DNA 在 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中溶解度最小 C．析出 DNA 时使用冷酒精的效果更好 D．沸水浴条件下二苯胺与 DNA 反应呈蓝色 解析：猪属于哺乳动物，其成熟的红细胞中没有细胞核和细胞器， 因此不含 DNA，A 错误；DNA 在不同浓度的 NaCl 溶液中溶解度不同， 在 0.14 mol/L 溶解度最低，B 正确；DNA 不溶于酒精溶液，所以析出 DNA 时使用冷酒精的效果更好，C 正确；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 正确。 答案：A B 级 能力训练 7．关于 DNA 粗提取的实验材料的选择，也经过了多次实验效果 的比较，最终选择鸡血做实验材料的原因是什么？请回答下列问题： (1)鸡血细胞中红细胞__________，家鸡属于鸟类，新陈代谢旺盛， 因而血液中_______细胞数目较多，可以提供丰富的________。 (2)实验前由老师制备血细胞液供同学们做实验材料，而不用鸡全 血，主要原因是__________ 。 (3)生活在牧区的人们，采集牛、羊和马血比较方便，若他们按实 验要求完成实验步骤后，结果是________，这是因为这些动物和人一 样，成熟红细胞中____________，但若改用动物肝脏做实验材料，实 验能顺利进行，这是因为______________________。 解析：(1)鸡红细胞中含有成形的完整的细胞核，而且红细胞数量 比较多，因而 DNA 量也较丰富。 (2)鸡的全血包括血浆和血细胞，血浆中无 DNA，全血中除去血浆 后即是浓缩的血细胞液，DNA 的相对含量提高了。 (3)生活在牧区的人们，采集牛、羊和马血比较方便，若他们按实 验要求完成实验步骤后，结果是很难提取到 DNA，这是因为这些动物 和人一样，成熟的红细胞中无细胞核，但肝细胞含有细胞核，并且肝 组织易破坏，有利于 DNA 的提取。 答案：(1)含细胞核 红 DNA (2)鸡血细胞中 DNA 相对含量高 (3)很难提取到 DNA 无细胞核 肝细胞有细胞核 8．利用固定化藻处理生活污水是近几年发展起来的新技术。原绿 球藻是海洋中的一种光合自养型原核生物，分析回答： (1)原绿球藻固化的方法是________，若实验中海藻酸钠的浓度过 高，则________。 (2)某实验小组以原绿球藻组织为实验材料，进行 DNA 粗提取和 鉴定的实验，实验主要过程如下图 步骤一 步骤二 破碎细胞 → 将蛋白质与 DNA 分离并去除蛋白质 → 步骤三 步骤四 沉淀 DNA 并进一步去除蛋白质 和其他杂质 → DNA 的鉴定 步骤一中需加入一定量的洗涤剂和________对洋葱组织进行处 理 ， 加 入 前 者 是 为 了 瓦 解 细 胞 膜 结 构 ， 加 入 后 者 的 目 的 是 ________________。将搅拌和研磨后的物质进行过滤，即可得到含有 DNA 的滤液。 步 骤 三 中 向 滤 液 中 加 入 体 积 分 数 为 95% 的 酒 精 的 目 的 是 ________________。得到纯净的 DNA 后，可利用 DNA 与________在 沸水浴条件下发生显色反应，来对其进行鉴定。 解析：本题考查 DNA 的粗提取和鉴定、固定化细胞等知识，对于 此类试题，需要学生注意一些细节问题，如实验的原理、实验步骤、 实验采用的试剂及试剂的作用等，解答此类题需要学生识记固定化细 胞的方法及优点，掌握 DNA 的粗提取、提纯与鉴定的原理。 答案：(1)包埋法 凝胶不容易成形 (2)食盐(氯化钠) 溶解 DNA 析出 DNA 二苯胺 9 实验中对 DNA 进行鉴定时，做如下操作： 类别 A B 1 加 2 mol/L 的 NaCl 溶液 5 mL 加 2 mol/L 的 NaCl 溶液 5 mL 2 不加 加入提取的 DNA 丝状物 并搅拌 3 加 4 mL 二苯胺，混匀 加 4 mL 二苯胺，混匀 4 沸水浴 5 min 沸水浴 5 min 实验现象 实验结论 (1)根据上图，完成表格空白处的实验内容。 (2)对于 B 试管，完成 1、2、3 的操作后溶液颜色如何？ _____________________________________________________。 (3)在沸水浴中加热的目的是___________________________， 同时说明 DNA 对高温有较强的_______________________。 (4)A 试管在实验中的作用是_____________________________。 (5)B 试管中溶液颜色的变化程度主要与_____________________ ________________________________________________有关。 解析：A、B 两试管形成对照，B 试管中含 DNA 丝状物，A 试管 中不含，起对照作用，其他条件均完全相同。本实验强调反应条件是 沸水浴加热 5 min，这样可加快颜色反应的速度，观察对比两试管的颜 色时要等到冷却以后。 答案：(1)溶液不变蓝色 溶液逐渐变蓝色 DNA 在沸水浴的情况 下遇二苯胺会逐渐变成蓝色 (2)溶液颜色基本不变(不呈浅蓝色) (3) 加快颜色反应速度 耐受性 (4)对照 (5)加入试管中的 DNA(丝状物) 的多少 10．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 碎后分成两组，一组置于 20 ℃，另一组置于－20 ℃条件下保存 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 体积分数为 95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地沿一个方向搅拌， 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 2 mol/L 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颜色的深浅，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)该探究性实验课题的名称是___________________________ _____________________________________________________。 (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，请提出合理的解释： _____________________________________________________。 解析：(1)据题意，该探究实验的自变量是实验材料的种类和温度， 因变量是 DNA 提取量，则该探究性实验课题的名称是探究不同材料和 不同保存温度对 DNA 提取量的影响。(2)搅拌过程中常常会发生 DNA 的断裂，因而该步骤需要“缓缓地”进行。(3)①据表分析不同自变量 条件下的因变量情况，可得结论 2：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。②低温使 DNA 酶的活性 受到抑制，从而降低了 DNA 的降解速率，使 DNA 提取量增多。 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)①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 ②低温抑制了相关酶的活性，DNA 降解速度慢