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第4讲 DNA的粗提取与鉴定
一、单项选择题 1. (2013·江苏卷)某同学用洋葱进行DNA粗提取和鉴定实验,操作错误的是 ( ) A. 加入洗涤剂后用力进行快速、充分的研磨 B. 用蛋白酶纯化过滤后的研磨液中的DNA C. 加入酒精后用玻璃棒轻缓搅拌 D. 加二苯胺试剂摇匀后沸水浴加热 2. (2016·南京二模)下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是 ( ) A. DNA既溶于物质的量浓度为2mol·L-1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,其实验操作步骤相同 3. (2016·盐城模拟)以菜花为实验材料进行“DNA粗提取与鉴定”的实验中,下面操作与目的错误的是 ( ) 选项 A B C D 加入 加入 加入试剂 洗涤剂 体积分数为95%冷却的酒精 蒸馏水 食盐 使细胞 溶解 瓦解 目的 析出DNA 破裂 DNA 细胞膜 4. (2016·南京一模)下列有关“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述,正确的是 ( ) A. 向菜花组织中加入蒸馏水并搅拌可释放核DNA
B. 鉴定DNA时,应将丝状物直接加入到二苯胺试剂中进行沸水浴
C. 利用鸡血细胞提取DNA时,初步析出DNA的试剂是物质的量浓度为0.14 mol·L-1的NaCl溶液
D. 向鸡血细胞中加入冷却的体积分数为95%的酒精,可以获得无杂质的DNA 5. (2016·扬州模拟)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 ( ) 提取核物 实验 去除杂质时 DNA鉴定时 组别 质时加材料 加入的溶液 加入的试剂 入 的溶液 体积分数为甲 鸡血 蒸馏水 95% 二苯胺 的酒精(25 ℃) 体积分数为乙 菜花 蒸馏水 95% 双缩脲试剂 的酒精(冷却) 体积分数为丙 猪血 蒸馏水 95% 二苯胺 的酒精(冷却) 体积分数为丁 鸡血 蒸馏水 95% 二苯胺 的酒精(冷却) 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
6. 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,其不可能的原因是 ( )
A. 植物细胞中DNA含量低 B. 研磨不充分 C. 过滤不充分
D. 体积分数为95%冷酒精的量过少
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7. (2015·南通、扬州三模)如右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 ( ) 烧杯甲中 烧杯乙中的 选项 操作目的 的试剂 液体或物质 A 蒸馏水 鸡血细胞液 使鸡血细胞吸水涨破 含DNA的 B 蒸馏水 浓NaCl溶去除不溶于低浓度NaCl溶液中的杂质 液 含DNA的 C 冷却的酒精 浓NaCl溶去除溶于酒精中的杂质 液 物质的量浓度 纱布上的 D 去除不溶于物质的量浓度为2 mol·L-1 NaCl溶液中的杂质 -1为2 mol·L 黏稠物 的NaCl溶液 8. (2016·南通一模)“DNA的粗提取”实验中,应尽可能避免DNA断裂和降解。下列相关操作正确的是 ( )
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. 将丝状物溶解到物质的量浓度为2mol·L-1的NaCl溶液中后,加水析出 D. 向DNA溶液中加入冷却的酒精并沿同一方向缓慢搅拌 9. (2016·泰兴模拟)如下图是有关“DNA的粗提取与鉴定实验”的原理、操作图,相关叙述不正确的是 ( )
A. 图A中M点的物质的量浓度为0.14 mol·L B. 图B中加蒸馏水的目的是析出DNA
C. 用菜花替代鸡血作为实验材料,其实验操作步骤相同 D. 图C操作目的是去除不溶于高浓度NaCl的杂质 10. (2016·盐城模拟改编)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 ( )
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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. 图乙试管经沸水浴后即可观察到两支试管中的溶液均变蓝,但颜色深浅程度不同 C. 图甲操作需用玻璃棒迅速搅拌以使DNA成为絮状沉淀并缠绕在玻璃棒上 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 二、 多项选择题 11. (2016·盐城三模)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
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C. DNA不溶于体积分数为95%的冷酒精而溶于物质的量浓度为2 mol·L-1的NaCl溶液 D. 溶有DNA的NaCl溶液中加入二苯胺试剂,需沸水浴加热后冷却,再观察颜色 12. (2016·苏北三市三模)下图所示为“DNA的粗提取与鉴定”实验的部分操作过程,有关分析正确的是 ( )
A. 图①④中加入蒸馏水的目的相同
B. 图①中向鸡血细胞液内加入少许嫩肉粉有助于去除杂质
C. 图②操作的目的是纯化DNA,去除溶于体积分数为95%酒精中的杂质 D. 图③中物质的量浓度为2 mol·L-1的NaCl溶液能溶解黏稠物中的DNA 13. (2016·苏锡常镇二模)利用鸡血粗提取DNA,在滤液中含有较多DNA的操作的是 ( ) A. 向鸡血细胞液中加入一定量蒸馏水,用玻璃棒搅拌后过滤
B. 向DNA溶液中加入冷却的体积分数为95%的酒精,用玻璃棒卷起丝状物后过滤 C. 将含DNA的黏稠物加入物质的量浓度为2 mol·L-1的NaCl溶液中,用玻璃棒搅拌后过滤 D. 将含DNA的黏稠物加入物质的量浓度为0.14 mol·L-1的NaCl溶液中,用玻璃棒搅拌后过滤 三、 非选择题
14. 下图为“DNA的粗提取与鉴定”实验的相关操作。请回答下列问题:
1 2 3 4 (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-1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) 在该实验中,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 。 搅拌研磨 B液中 滤液E 后过滤 物质的量浓度为2 mol·L-1的NaCl溶液搅拌后过滤 滤液F 中 (续表) 物质的量浓度为0.14 mol·L-1的NaCl溶搅拌后过滤 滤液G 液中 冷却的体积分数95%搅拌后过滤 滤液H 的酒精溶液中 (4) DNA鉴定的原理是 。
15. (2016·南通三模)生物兴趣小组以苹果为材料开展细胞中DNA含量测定研究,主要实验流程如下图,其中SDS(十二烷基硫酸钠)具有破坏细胞膜和核膜、使蛋白质变性等作用,苯酚和
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氯仿不溶或微溶于水。它们的密度均大于水。请分析回答:
(1) 步骤①中苹果组织研磨前先经液氮冷冻处理的主要优点是 。在常温条件下,也可向切碎的组织材料中加入一定量的 ,再进行充分搅拌和研磨。 (2) 根据实验流程可推知,步骤③④所依据的原理是 。 (3) 步骤⑤加入2~3倍体积分数95%乙醇的目的是 。 (4) 下面是某同学设计的DNA鉴定实验的主要步骤:
① 取1支20 mL试管,向其中先后加入物质的量浓度为2 mol·L-1的NaCl溶液5 mL和少量絮状DNA沉淀,用玻棒搅拌使其溶解。
② 向试管中加入4 mL二苯胺试剂,混匀后将试管置于50~60 ℃水浴中加热 5 min,待试管冷却后,观察溶液是否变蓝。
请指出上面实验步骤中的两个错误: 、 。
(5) 兴趣小组成员还以同种苹果的不同组织器官为材料,测定不同组织细胞中DNA的含量,结果如下表(表中数值为每克生物材料干重中DNA含量): 组织 韧皮形成秋梢 成熟 冬芽 器官 部 层 嫩叶 叶片 含量/ 80.00 150.00 160.00 120.00 70.00 (μg·g-1) 试从细胞分裂的角度,解释不同生物材料中DNA含量差异明显的原因:
1. A 【解析】 加入洗涤剂后研磨动作要轻缓、柔和,否则容易产生大量的泡沫,不利于后续步骤的操作;利用蛋白酶分解杂质蛋白,从而使提取的DNA与蛋白质分开,起到纯化的作用;加入酒精溶液,静置溶液中出现的白色丝状物就是粗提取的DNA,用玻璃棒沿一个方向轻缓搅拌,防止其断裂;用二苯胺鉴定DNA需要沸水浴加热。
2. D 【解析】 用菜花替代鸡血作为实验材料,需要加入洗涤剂和食盐,且需要进行研磨。 3. A 【解析】 植物细胞具有细胞壁,加入蒸馏水不会使细胞吸水涨破,A错误;DNA在氯化钠溶液中的溶解度是随着氯化钠浓度的变化而变化的,当氯化钠的物质的量浓度为0.14 mol L-1时,DNA的溶解度最低,然后加入食盐,DNA会溶解,B正确;加入洗涤剂会瓦解细胞膜,C正确;DNA不溶于酒精溶液,但是细胞中的某些物质则可以溶于酒精,故加入95%冷却的酒精可析出DNA,D正确。 4. C 【解析】 用菜花组织提取DNA时,要加入洗涤剂,洗涤剂可以瓦解细胞膜;鉴定DNA时,应将丝状物溶于一定浓度的NaCl溶液中,再加入二苯胺试剂进行沸水浴;DNA在0.14 mol·L-1的NaCl溶液中溶解度小,所以初步析出DNA的试剂是0.14 mol·L-1的NaCl溶液;向粗提取的DNA中加入冷却的体积分数为95%的酒精,可以进一步去除杂质,但不等于无杂质。
5. D 【解析】 鸡血、菜花中都含有DNA,而猪是哺乳动物,其成熟的红细胞中不含DNA,因此实验材料选择错误的组别是丙,A正确;甲、乙、丁的实验材料中都含有DNA,但乙为植物,将植物细胞放入蒸馏水中,植物细胞不会吸水涨破,且DNA应该用二苯胺鉴定,而不能用双缩脲试剂鉴定,因此沸水浴后试管中溶液颜色变蓝的组别是甲、丁,B正确、D错误;甲组实验现象差的原因是25 ℃的酒精对DNA的凝集效果差,C正确。
6. A 【解析】 研磨不充分、过滤不充分均会使细胞核内的DNA释放不完全,提取的DNA量变少;若用于沉淀DNA的酒精量过少,也会导致DNA的沉淀量变少。 7. B 【解析】 A选项使鸡血细胞在低渗溶液中吸水涨破;B选项是降低NaCl溶液浓度,使DNA析出,除去溶于低浓度NaCl溶液的杂质;C选项是利用DNA不溶于冷却的酒精的原理,去除溶于酒精的杂质;D选项是高浓度NaCl溶液溶解DNA,去除不溶的杂质。
8. D 【解析】 以菜花为材料进行研磨时要加洗涤剂和食盐,不能加热,否则DNA水解酶活性会上升,会加速分解DNA;向DNA溶液中加蒸馏水要缓慢,使DNA充分析出;将丝状物溶解到2 mol·L-1 NaCl溶液中的目的是为了进行鉴定,应该继续加入二苯胺试剂,不是加水;向DNA溶液中加入冷酒精并沿同一方向缓慢搅拌析出DNA,防止DNA断裂。 9. C 【解析】 NaCl溶液的物质的量浓度为0.14 mol·L-1时,DNA的溶解度最小,因此图A中M点为0.14 mol·L-1,A正确;图B中加蒸馏水的目的是降低NaCl的浓度,使DNA逐渐析出,B正
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确;用菜花替代鸡血作为实验材料,其实验操作步骤不完全相同,如动物细胞破碎的方法是加入蒸馏水,而植物细胞破碎的方法是研磨,还需要加入食盐和洗涤剂,C错误;DNA在高浓度NaCl溶液中的溶解度高,因此图C操作目的是去除不溶于高浓度NaCl的杂质,D正确。 10. D 【解析】 图甲的烧杯中所用的溶液是冷却的体积分数为95%的酒精,A错误;图乙试管经沸水浴后即可观察到一支试管中的溶液(含有DNA)明显变蓝,另一支试管中的溶液(不含DNA)不变蓝,B错误;图甲操作需用玻璃棒沿一个方向缓慢搅拌以卷起丝状DNA,C错误。 11. CD 【解析】 新鲜菜花可用于DNA的粗提取,但猪血中几乎不含DNA;植物材料需先用洗涤剂破坏细胞膜。
12. BCD 【解析】 图①中加入蒸馏水是为了使鸡血细胞吸水涨破,释放出DNA,④中加入蒸馏水是为了降低NaCl的浓度,析出DNA;图①中向鸡血细胞液内加入少许嫩肉粉有助于去除蛋白质等杂质;图②目的是去除溶于95%酒精中的杂质,纯化DNA;DNA在2 mol·L-1NaCl溶液中溶解度较大。
13. AC 【解析】 鸡血细胞液中加入一定量蒸馏水,血细胞会吸水涨破,搅拌过滤后的滤液中含DNA;DNA溶液加入冷却的体积分数为95%的酒精,玻璃棒卷起的丝状物主要是DNA,滤液中几乎没有;DNA在2 mol·L-1的NaCl溶液中溶解度较大,过滤后滤液中含DNA;DNA在0.14 mol·L-1的NaCl溶液中溶解度最小,过滤后纱布上的黏稠物主要是DNA。
14. (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
【解析】 (1) 选用洋葱、菜花等植物材料提取DNA时,要在切碎的材料中加入一定的洗涤剂和食盐,进行充分的搅拌和研磨。(2) DNA在2 mol·L-1的NaCl溶液中的溶解度较高,而在0.14 mol·L-1的NaCl溶液中的溶解度最小。向滤液中加入2 mol·L-1的NaCl溶液可以使DNA溶解,过滤除去不溶的杂质。(3) 向滤液中加入蒸馏水可降低NaCl溶液的浓度,使DNA析出,除去溶解在低盐溶液中的杂质;DNA不溶于冷酒精,可利用这一原理进一步提纯DNA。(4) 鉴定DNA的原理是在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色。 15. (1) 充分破碎植物细胞 洗涤剂和食盐 (2) DNA不溶于苯酚、氯仿,而蛋白质等杂质能溶 (3) 使DNA析出,同时去除部分蛋白质等杂质(提取杂质较少的DNA) (4) 水浴温度应为“沸水浴” 缺少对照组 (5) 形成层、冬芽、嫩叶等部位的细胞分裂旺盛,DNA复制使得细胞中DNA含量较高
【解析】 (1) 组织经液氮处理后再研磨,更容易破碎,从而可以提高DNA的提取量。在常温条件下,用洗涤剂瓦解植物细胞的细胞膜,使DNA释放,食盐用于溶解DNA。(2) 根据过程③④,最终DNA都在上清液中,说明蛋白质等杂质在下层。根据“酚和氯仿的密度均大于水”,说明DNA不溶于苯酚和氯仿,蛋白质等杂质能溶。(3) DNA不溶于95%的乙醇,加入23倍体积分数95%的乙醇会使DNA析出,同时能除去溶解于乙醇中的蛋白质等杂质。(4) DNA鉴定中,应设置对照组,便于颜色比较;同时运用二苯胺鉴定DNA时必须沸水浴加热。(5) 细胞在分裂过程中会进行DNA的复制,导致细胞中DNA含量加倍。形成层、冬芽、嫩叶等部位的细胞分裂旺盛,所以DNA含量较高。
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