2019-2020学年新突破同步人教版生物选修一练习：专题5课题1　DNA的粗提取与鉴定

2019-2020学年新突破同步人教版生物选修一练习：专题5课题1　DNA的粗提取与鉴定

[基础全练] 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：提取生物大分子的基本思路是选用一定的物理或化学方法分离具有不同物 理或化学性质的生物大分子。就 DNA 分子的粗提取而言，就是利用了 DNA 与 RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异进行分离的。 答案：A 2．蛋白酶能使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：染色质的主要成分是 DNA 和蛋白质，我们可以利用蛋白酶水解杂质蛋白质， 从而使提取的 DNA 与蛋白质分开。也可以利用 DNA 在 NaCl 溶液中的溶解度不 同，DNA 在 2 mol/LNaCl 溶液中溶解度高，而蛋白质不能溶解，通过过滤可除去 不能溶解的杂质蛋白质，由此可看出两种方法虽然原理不同，但目的是一样的。 答案：B 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．如果在除去杂质时选择方案三，为什么要将滤液放在 60～75 ℃的恒温水浴箱 中保温 10～15 min( ) 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：DNA 在不同浓度的 NaCl 溶液中溶解度不同，在 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中 溶解度最低，大于或小于此浓度时溶解度都较高。而 DNA 溶解度低时，蛋白质的 溶解度却较高。 答案：C 5．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。 答案：C 6．下列有关 DNA 的粗提取与鉴定实验的叙述，正确的是( ) A．取材：鸡血细胞；原因：有细胞核，其他动物的血细胞都没有细胞核 B．粗提取：不同浓度的 NaCl 溶液；原因：DNA 在其中的溶解度不同 C．提纯：95%的冷酒精；原因：DNA 溶于酒精，蛋白质等杂质不溶于酒精 D．鉴定：二苯胺试剂；原因：DNA 溶液加入二苯胺试剂即呈蓝色 解析：除了哺乳动物成熟的红细胞，其他都有细胞核，A 错误；不同浓度的 NaCl 溶液，DNA 在其中的溶解度不同，进而粗提取 DNA，B 正确；DNA 不溶于酒精， 而蛋白质等杂质溶于酒精，进而提纯 DNA，C 错误；DNA 溶液加入二苯胺试剂后 水浴加热呈蓝色，D 错误。 答案：B 7．若从植物细胞中提取 DNA，发现实验效果不好，如看不到丝状沉淀物、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 量变少；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，也会导 致 DNA 的沉淀量少，都会影响实验效果。 答案：D 8．将粗提取的 DNA 丝状物分别加入 0.14 mol/L NaCl 溶液、2 mol/L NaCl 溶液、 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：DNA 在 0.14 mol/L NaCl 溶液中溶解度最小，过滤后 DNA 在黏稠物 p 中， 可以丢弃 P；DNA 在 2 mol/L NaCl 溶液中溶解过滤后，DNA 在滤液中，可以丢弃 q；DNA 不溶于体积分数为 95%的酒精溶液，所以过滤后 DNA 在黏稠物 r 中，可 以丢弃 R。 答案：C 9．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) 10．如图为“DNA 的粗提取与鉴定”实验的相关操作。 (1)图中实验材料 A 可以是________等，研磨前加入的 B 应该是___________。 (2)通过上述所示步骤得到滤液 C 后，再向滤液中加入 2 mol/L 的 NaCl 溶液的目的 是____________________，再过滤得到滤液 D，向滤液 D 中加入蒸馏水的目的是 ____________________________。 (3)在“DNA 的粗提取与鉴定”实验中，将含有一定杂质的 DNA 丝状物分别放入 体积为 2 mL 的 4 种溶液中，经搅拌后过滤，获得如表所示的 4 种滤液，含 DNA 最少的是滤液________。 1 B 液中 研磨搅拌后过滤 滤液 E 2 2 mol/L 的 NaCl 溶液 搅拌后过滤 滤液 F 3 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中 搅拌后过滤 滤液 G 4 冷却的 95%的酒精溶液中 搅拌后过滤 滤液 H (4)DNA 鉴定的原理是________________________________________。 解析：(1)用洋葱、菜花等破碎细胞时，加入一定量的洗涤剂和食盐，洗涤剂可以 溶解细胞膜，有利于 DNA 的释放，食盐主要成分是 NaCl，有利于 DNA 的溶解。 (2)在含有 DNA 的滤液中，加入 2 mol/L 的 NaCl 溶液，可以使 DNA 溶解而杂质析 出；在滤液 D 中加入蒸馏水，当 NaCl 浓度为 0.14 mol/L 时，DNA 溶解度最小而 析出。(3)在滤液 E 中，只是除去了部分杂质，则含 DNA 较多；在滤液 F 中，除 去了较多的蛋白质等，则含 DNA 最多；在滤液 G 中，因 DNA 析出，则含 DNA 较少；在滤液 H 中，因 DNA 不溶于体积分数为 95%的冷酒精，则含 DNA 最少。 (4)DNA 遇二苯胺(沸水浴)会被染成蓝色。 答案：(1)洋葱(菜花等) 洗涤剂和食盐 (2)使 DNA 溶解 使 DNA(溶解度下降而沉淀)析出 (3)H (4)在沸水浴条件下，DNA 遇二苯胺会被染成蓝色 [素养提升] 11．下列有关“DNA 的粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是( ) A．DNA 既溶于 2 mol/L 的 NaCl 溶液也溶于蒸馏水 B．向鸡血细胞液中加蒸馏水是为了释放出 DNA C．向溶解 DNA 的浓盐溶液中加蒸馏水是为了析出 DNA D．用菜花替代鸡血作为实验材料，其实验操作步骤不变 解析：菜花是植物，用菜花细胞提取 DNA 时需要先用洗涤剂溶解细胞膜，因此实 验操作步骤与以鸡血为材料时不同，故 D 错误。 答案：D 12．下列关于“DNA 的粗提取与鉴定”实验操作的说法中，正确的是( ) A．该实验中有两次加入蒸馏水，均是为了析出 DNA B．该实验中多次要求用玻璃棒单向搅拌，目的是搅拌均匀 C．该实验中有 3 次过滤，过滤时使用尼龙布层数与 DNA 的存在状态有关 D．实验中 3 次加入 NaCl 溶液，第 2 次的目的是析出 DNA 解析：两次加蒸馏水，第一次是为了使细胞吸水破裂释放出 DNA 等核物质，第二 次是为了降低 NaCl 溶液的浓度从而析出 DNA，故 A 项不正确。该实验操作中 6 次用到玻璃棒搅拌，除最后一步未强调方向外，其余均要求单向搅拌，其目的是 防止 DNA 细丝被打碎，B 项不正确。该实验中有 3 次过滤，过滤时使用尼龙布层 数与 DNA 存在状态有关，C 项正确。实验中 3 次加入 NaCl 溶液，均是为了溶解 DNA，其中第 2 次加入 NaCl 溶液溶解 DNA 后，再用蒸馏水调节 NaCl 溶液的浓 度至 0.14 mol/L，DNA 才析出，D 项不正确。 答案：C 13．下列关于 DNA 的粗提取与鉴定的叙述中，错误的是( ) A．可用 0.9%的 NaCl 溶液破碎细胞释放出 DNA B．用不同浓度的 NaCl 溶液反复溶解与析出 DNA 可去除部分杂质 C．DNA 在不同浓度的盐溶液中溶解度不同 D．DNA 在不同浓度盐溶液中反复溶解与析出，结构也不会改变 解析：DNA 在不同浓度盐溶液中溶解度不同，可以通过反复溶解与析出来去除部 分杂质，此过程属于物理变化，其结构不会发生改变。可用蒸馏水处理鸡的红细 胞来提取 DNA，故 A 错误。 答案：A 14．在 DNA 的粗提取和鉴定实验中有三次过滤： ①过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液； ②过滤含黏稠物的物质的量浓度为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液； ③过滤溶解有 DNA 的物质的量浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液。 以上三次过滤分别是为了获得( ) A．含核物质的滤液、纱布上的黏稠物、含 DNA 的滤液 B．含核物质的滤液、滤液中的 DNA、含 DNA 的滤液 C．含核物质的滤液、滤液中的 DNA、纱布上的黏稠物 D．含较纯 DNA 的滤液、纱布上的黏稠物、含 DNA 的滤液 解析：过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液应取滤液(其内含有 DNA，但 DNA 纯度 不高)；过滤含黏稠物的物质的量浓度为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液应取纱布上的黏稠 物(其内含析出的 DNA)；DNA 易溶于物质的量浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液，故过 滤该溶液时应取其滤液(其内含有 DNA)。 答案：A 15．为了从动物组织中提取纯净的 DNA，首先要快速、有效地消化裂解动物组织 细胞。消化裂解动物组织细胞常用的方法有蛋白酶(如蛋白酶 K)水解、表面活性剂 处理、变性剂处理等。某科研人员拟使用加酶洗衣粉消化裂解猪肌肉样本，并提 取猪的 DNA。实验步骤如下： ①取 500 mg 剪碎的猪肌肉组织于离心管中，将 40 mg 加酶洗衣粉和 1.5 mL 蒸馏 水混合，在一定温度条件下水浴消化 24 h。 ②加入苯酚、氯仿、异丙醇(25∶24∶1)混合液抽提。 ③加 0.2 mg/mL 的 RNA 水解酶于 37 ℃水浴 t h。 ④加醋酸钠和无水乙醇，4 ℃高速离心 15 min。 ⑤用 70%乙醇洗涤沉淀两次，风干，得到高纯度的 DNA。 请回答有关问题： (1)加酶洗衣粉可以消化裂解动物组织细胞的原理是_______________________。 (2)步骤②的目的是__________________________________。 步骤③_______________________________________。 (3)步骤④中使用无水乙醇的目的是________________，高速离心时温度保持在 4 ℃的原因有______________、__________________等。 (4)如果要将加酶洗衣粉法提取 DNA 与蛋白酶 K 法提取 DNA 的效果进行对比，请 简要说明实验设计思路。 ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (5)若是从血细胞中提取 DNA，则选择________(填“鸡血”或“哺乳动物红细 胞”)。破碎细胞时，向血细胞液中加入一定量的________，同时用玻璃棒搅拌， 过滤后收集滤液即可。 解析：(1)细胞膜被破坏可导致细胞裂解，由于细胞膜中含有蛋白质，所以加酶洗 衣粉中的蛋白酶可以促进细胞裂解，另外其含有的表面活性剂等物质可以破坏细 胞膜。(2)苯酚、氯仿、异丙醇混合液，可以促进蛋白质变性，抽提蛋白质；RNA 水解酶可以水解 RNA。(3)无水乙醇可以析出 DNA，提取含杂质较少的 DNA；高 速离心时温度保持在 4 ℃，原因是降低核酸水解酶的活性，防止 DNA 降解；降低 分子运动，易于形成沉淀析出。(4)实验目的是验证加酶洗衣粉法与蛋白酶 K 法提 取 DNA 的效果比较，因此将上述实验中的加酶洗衣粉换成蛋白酶 K，其他实验步 骤相同，得到 DNA 后，测定 DNA 的量和纯度即可。(5)哺乳动物成熟的红细胞没 有细胞核，因此不能用来作提取 DNA 的材料；破碎细胞时，需要加入蒸馏水，用 玻璃棒搅拌。 答案：(1)加酶洗衣粉中的蛋白酶和表面活性剂等物质可以破坏细胞膜 (2)使蛋白质变性，抽提蛋白质 水解 RNA (3)析出 DNA，提取含杂质较少的 DNA 降低核酸水解酶的活性，防止 DNA 降解 降低分子运动，易于形成沉淀析出 (4)将上述实验步骤中的加酶洗衣粉换成蛋白酶 K，其他实验步骤相同，得到 DNA 后，测定 DNA 的量、纯度 (5)鸡血 蒸馏水