2016-2017学年高中生物专题5DNA和蛋白质技术课题1DNA的粗提取与

专题5 DNA和蛋白质技术 课题1 DNA的粗提取与鉴定学业分层

测评

(建议用时：45分钟)

[学业达标]

1．下列图示中能正确反映DNA溶解度与NaCl溶液浓度之间关系的是( )

【解析】 在质量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液中DNA的溶解度最小。 【答案】 C

2．在DNA提取过程中，最好使用塑料的试管和烧杯，目的是( ) A．不易破碎

B．减少提取过程中DNA的损失 C．增加DNA的含量 D．容易洗刷

【解析】 鸡血细胞破碎以后释放出的DNA，容易被玻璃容器吸附，由于细胞内DNA的含量本来就比较少，若再被玻璃容器吸附一部分，提取到的DNA就会更少。因此，实验过程中最好使用塑料的烧杯和试管，减少提取过程中DNA的损失。

【答案】 B

3．在制备鸡血细胞液的过程中，加入柠檬酸钠的目的是( ) A．防止凝血 C．加快DNA溶解

B．加快DNA析出 D．加速凝血

【解析】 柠檬酸钠是抗凝血物质，可防止凝血，有利于鸡血细胞液的制备。 【答案】 A

4．用过滤的方法得到含DNA的氯化钠溶液后，还要用酒精处理，才可以得到较纯的DNA，这是因为( )

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A．DNA易溶于酒精，而滤液中某些杂质不易溶于酒精 B．DNA不易溶于酒精，而滤液中某些杂质易溶于酒精 C．DNA和滤液中其他成分更易溶于酒精 D．DNA和滤液中其他成分都不溶于酒精

【解析】 DNA不易溶于酒精，而滤液中某些杂质易溶于酒精，利用这个特点可去除溶于酒精的杂质，得到较纯的DNA。

【答案】 B

5．下面不能影响DNA粗提取含量的是( ) A．选材 B．洗涤剂的用量 C．二苯胺的用量 D．搅拌和研磨的程度

【解析】 A项：尽量选择DNA含量高的材料粗提取DNA。B项：洗涤剂的用量和类型能影响细胞膜的瓦解程度，从而导致DNA的释放量的变化。C项：二苯胺是DNA的鉴定剂，而非提取剂。D项：搅拌和研磨充分有利于DNA的释放。

【答案】 C

6．下列关于“DNA的粗提取与鉴定”的实验操作的说法，有误的是( ) A．该实验中有两次加入蒸馏水，均是为了析出DNA

B．该实验操作中多次用到搅拌，除最后一步未强调方向外，其余均要求单向搅拌 C．该实验中有3次过滤，过滤时使用纱布的层数与滤液或黏稠物有关 D．实验中3次加入浓度为2 mol/L的NaCl溶液，均是为了溶解DNA

【解析】 两次加入蒸馏水，第一次是为了使细胞吸水破裂释放出核物质(DNA)，第二次是为了降低NaCl溶液的浓度，从而析出DNA。

【答案】 A

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( )

【导学号：05520037】

①植物细胞中DNA含量低 ②研磨不充分 ③过滤不充分 ④95%冷酒精的量过大 A．①② C．①④

B．③④ 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

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8．在DNA的粗提取与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DNA黏稠物、含DNA滤液 C．含核物质的滤液、滤液中DNA黏稠物、纱布上的DNA D．含较纯DNA滤液、纱布上黏稠物、含DNA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DNA)；过滤含黏稠物的物质的量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液应取黏稠物(因其内含析出的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滤液(其内溶有DNA)。

【答案】 A

9．DNA的粗提取与鉴定实验的正确操作步骤是( )

A．制备鸡血细胞液→提取细胞核物质→溶解核内的DNA→析出并滤取DNA黏稠物→DNA的再溶解→提取较纯净的DNA→鉴定DNA

B．制备鸡血细胞液→提取细胞核物质→溶解并析出DNA→DNA的再溶解→提取较纯净的DNA→鉴定DNA

C．制备鸡血细胞液→溶解DNA→提取细胞核中的DNA→DNA的再溶解→提取较纯净的DNA→DNA的鉴定

D．制备鸡血细胞的细胞核物质提取液→溶解DNA并析出→提取较纯净的DNA→DNA的鉴定

【解析】 B项漏掉了DNA溶解前要过滤；C项提取细胞核中DNA叙述欠妥，应是提取核物质，并且应放在溶解DNA之前；D项叙述明显有误。

【答案】 A

10．下图为“DNA的粗提取与鉴定”实验的一些重要操作示意图，据图回答下列有关该实验的问题：

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(1)正确的操作顺序是_____________________________________________。

(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________才能使用，该步骤的目的是____________________________________________________________________。

(4)为鉴定A中所得到的丝状物的主要成分为DNA，可滴加________试剂，沸水浴，如果出现________，则该丝状物的主要成分为DNA。

(5)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，获得如下表所示的4种滤液，含DNA最少的是滤液________。

1 2 3 4 B液中 2 mol/L的NaCl溶液 0.14 mol/L的NaCl溶液中 冷却的体积分数为95%的酒精溶液中 搅拌研磨 后过滤 搅拌后过滤 搅拌后过滤 搅拌后过滤 滤液E 滤液F 滤液G 滤液H 【解析】 两次加入蒸馏水的作用：第一次是使鸡血细胞吸水涨破，DNA从细胞中释放出来进入滤液；第二次是使溶解于物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液中的DNA析出，与杂质分离。本题还涉及DNA的鉴定，DNA可在沸水浴条件下与二苯胺试剂作用，被染成蓝色；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。

【答案】 (1)C→B→E→D→A (2)加速血细胞的破裂 降低NaCl溶液的浓度，使DNA析出 (3)充分冷却 提取含杂质少的DNA (4)二苯胺 蓝色 (5)H

[能力提升]

11．在“DNA的粗提取和鉴定”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( )

实验 材料 提取核物 质时加入 的溶液 蒸馏水 去除杂质 时加入的 溶液 95%的酒精 (25℃) 95%的酒精 (冷却) 95%的酒精 DNA鉴定 时加入的 试剂 二苯胺 双缩脲 试剂 二苯胺 组别 甲 鸡血 乙 丙 菜花 猪血 蒸馏水 蒸馏水 4

(冷却) 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25 ℃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】 菜花细胞有细胞壁，加入蒸馏水不破裂，须经过研磨。鉴定时要用二苯胺试剂。

【答案】 D

12．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。下列相关叙述正确的是( )

甲 乙

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试剂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浴中加热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试剂最好现配现用，否则二苯胺会变成浅蓝色，D正确。

【答案】 D

13．在DNA粗提取与鉴定实验中，将第三次过滤获得的纱布上含有DNA的黏稠物(含有较多杂质)分别处理如下：

序号 ① ② ③ 操作过程 放入2 mol/L的NaCl溶液，搅拌后过滤 再加入0.14 mol/L的NaCl溶液，搅拌后过滤 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( )

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A．①② C．①③

B．①②③ D．②③

【解析】 第三次过滤后在纱布上的是粗提取的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

14．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的颜色深浅，结果如下表：

材料保存温度 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。为了进一步提高粗提取时DNA的纯度，依据氯仿的特性，在第三步的基础上继续操作的步骤

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花菜 ＋＋ ＋＋＋ 辣椒 ＋ ＋＋ 蒜黄 ＋＋＋ ＋＋＋＋ 是：________________________________________

________________________________________________________________， 然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。

【解析】 (1)题目给出了多种实验材料，以探究不同保存温度对DNA提取量的不同影响，因此该实验名称可为“探究不同实验材料和不同保存温度对DNA提取量的影响”。(2)在提取DNA时，玻璃棒沿一个方向缓慢搅拌，是为了有效提取DNA，防止DNA分子断裂。(3)①由表格可知，花菜、辣椒、蒜黄三种不同的实验材料在20 ℃时，DNA提取量表现为蒜黄多于花菜，花菜多于辣椒，在－20 ℃时结果相同，等质量的3种实验材料，在同一温度下DNA提取量不同(或从蒜黄提取的DNA量最多)；②低温下DNA水解酶的活性减弱，导致DNA降解速度慢，从而使DNA提取量相对较高。(4)由于氯仿可使蛋白质变性沉淀，而DNA易溶解于其中，对DNA结构无影响，因此可将第三步获得的滤液与等量氯仿混合，静置一段时间，蛋白质变性沉淀，而DNA溶解于上清液中，从而可吸取上清液，从上清液中提取DNA。

【答案】 (1)探究不同实验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3种实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄提取的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，静置一段时间，吸取上清液

15．科研人员以金定鸭、长乐灰鹅和象洞鸡的全血为实验材料，比较苯酚—氯仿抽提法(方法A)和盐析法(方法B)提取血液中DNA的效率。下图中EDTA具有破坏细胞膜、抑制DNA酶活性的作用，SDS具有破坏细胞膜和核模、使蛋白质变性和抑制DNA酶活性的作用。提取过程：

实验结果：

金定鸭 测定项目 纯度/OD值 浓度/ μg·mL －1长乐灰鹅 方法A 1.85 899.17 方法B 2.36 583.33 象洞鸡 方法A 1.96 385.35 方法B 1.90 914.17 方法A 1.95 534.29 方法B 1.95 240.00 注：纯DNA的OD值为1.8，OD值在1.75～1.85间，DNA纯度较好；OD值高于1.8，一般有RNA污染；OD值低于1.8，一般有蛋白质或其他物质污染。

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请回答下列问题：

(1)本实验不选择哺乳动物血液作为实验材料的原因是___________________________________________________________________。

(2)步骤①中，若只用蛋白酶K消化处理，对实验结果的影响是___________________________________________________________________。

(3)步骤③中，破碎细胞常用的方法是________________________________。 步骤⑤中加入蒸馏水的目的是______________________________________。

(4)对于长乐灰鹅、象洞鸡来说，较适宜的DNA提取方法分别是________、________。 (5)结果表明，用不同方法提取DNA的实验中，影响DNA纯度的主要物质是________。不同鸟类的相同体积的血液中DNA提取量有明显差异，其原因可能是________________________________________________________________。

【解析】 (1)哺乳动物血液中的血细胞主要是红细胞，哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核和线粒体等，故不含DNA。(2)可根据题目中的提示信息解答。(3)动物细胞在蒸馏水中会吸水涨破；步骤⑤是通过加入蒸馏水来降低NaCl溶液的浓度，DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，从而可以析出。(4)对照实验结果的表格即可得出结论。(5)结合表格中的数据和表格下的标注，因OD值都高于1.8，没有小于1.8的，则影响DNA纯度的主要物质是RNA。

【答案】 (1)哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和线粒体 (2)DNA的提取量减少，纯度降低 (3)向血细胞液中加入一定量的蒸馏水，并用玻璃棒搅拌 降低NaCl溶液的浓度，析出DNA (4)苯酚—氯仿抽提法(方法A) 盐析法(方法B) (5)RNA 不同鸟类血液中血细胞的密度不同(或不同鸟类血细胞中DNA含量不同)

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