2019-2020学年人教高中生物选修1课后限时作业专题5DNA和蛋白质技术课题1 7页

专题 5 课题 1 (建议用时：30 分钟) 考点 基本目标 发展目标 1.DNA 的粗提取与鉴定方法 1,2,3,4,5 11,12,13，14,15 2.DNA 的粗提取与鉴定的实验操作 6,7,8,9,10 [基本目标] 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 A 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，是利用 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。 2．下列有关 DNA 的提取、分离与鉴定原理的叙述，不正确的是( ) A．向鸡血细胞中加入蒸馏水的目的是使其吸水涨破，释放出其中的 DNA B．NaCl 溶液浓度从 2 mol/L 到 0.14 mol/L 的范围内，DNA 的溶解度随着溶液浓度的 减小而减小 C．DNA 不溶于酒精，而细胞中的某些蛋白质溶于酒精 D．将初步纯化的 DNA 溶解于 NaCl 溶液后再加入二苯胺试剂，沸水浴后可观察到溶液 显紫色 D 解析 将纯化的 DNA 溶解于 2 mol/L 的 NaCl 溶液后，再加入二苯胺试剂，沸水浴 冷却后可观察到溶液显蓝色。 3．下列与析出 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 分子的完整性 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 溶液的浓度接近 0.14 mol/L C 解析 向含有 DNA 的 NaCl 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 的溶解度最小而析出，而蛋白质不会析出。 4．在 DNA 的粗提取与鉴定实验中，若选择的实验材料为植物细胞，破碎细胞时要加 入一定量的洗涤剂和食盐。加入洗涤剂和食盐的目的分别是( ) ①利于 DNA 的溶解 ②分离 DNA 和蛋白质 ③溶解细胞膜 ④溶解蛋白质 A．①③ B．③② C．④① D．③① D 解析 食盐的主要成分是 NaCl, DNA 在一定物质的量浓度的 NaCl 溶液中易溶解， 加入洗涤剂的目的是瓦解细胞膜。 5．在采用鸡血为材料对 DNA 进行粗提取的实验中，若需进一步提取含杂质较少的 DNA，可以依据的原理是( ) A．在物质的量浓度为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中 DNA 的溶解度最小 B．DNA 遇二苯胺在沸水浴的条件下会染成蓝色 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 C 解析 DNA 粗提取的原理有：DNA 在 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中溶解度最小和 DNA 不溶于 95%的冷酒精。进一步提取含杂质较少的 DNA 时利用后者。B 项用于 DNA 的鉴定， D 项中柠檬酸钠可防止血液凝固，均不是提纯 DNA 的原理。 6．某同学用洋葱进行 DNA 的粗提取和鉴定实验，下列操作错误的是( ) A．加入洗涤剂后用力进行快速、充分地研磨 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 A 解析 加入洗涤剂后，搅拌动作要轻缓、柔和，否则容易产生大量的泡沫，不利于 后续步骤的操作；用蛋白酶分解过滤研磨液中的蛋白质，可纯化研磨液中的 DNA；加入酒 精后用玻璃棒轻缓搅拌的目的是保证 DNA 分子不断裂，保持其完整性；加二苯胺试剂摇匀 后沸水浴加热才能出现颜色反应。 7．下列有关 DNA 的粗提取与鉴定实验的操作步骤，正确的是( ) 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 A 解析 B 项漏掉了 DNA 溶解前要过滤；C 项提取细胞核中 DNA 的叙述欠妥，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。 8．在 DNA 的粗提取和鉴定实验中，以下操作步骤错误的是( ) A．将鸡血细胞置于蒸馏水中并用玻璃棒充分搅拌释放出 DNA 等核物质 B．在 DNA 析出和再溶解过程中要用玻璃棒沿一个方向轻缓搅动 C．在用酒精析出 DNA 时，要使用冷酒精，甚至可将混合液放入冰箱中冷却 D．鉴定 DNA 时，需要将甲基绿试剂加入含 DNA 的溶液中并进行水浴加热 D 解析 将鸡血细胞置于蒸馏水中并用玻璃棒充分搅拌有利于细胞吸水涨破，释放出 DNA 等核物质，A 项正确；在 DNA 析出和再溶解过程中要用玻璃棒沿一个方向轻缓搅动， 防止 DNA 链断裂，B 项正确；在用酒精析出 DNA 时，要使用冷酒精，甚至可将混合液放 入冰箱中冷却，C 项正确；鉴定 DNA 时，需要将二苯胺试剂加入含 DNA 的溶液中并进行 沸水浴加热，D 项错误。 9．如图甲、乙为“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液都为 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 D 解析 图甲烧杯中为酒精溶液，图乙试管中为 NaCl 溶液，A 项错误；图乙试管需 要在沸水浴中加热 5 min，B 项错误；图甲用玻璃棒沿一个方向轻轻搅拌，卷起丝状物，C 项错误；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 项正确。 10．在“DNA 的粗提取与鉴定”实验过程中，有两次 DNA 沉淀析出，其依据的原理 是( ) ①DNA 在物质的量浓度为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中溶解度最低 ②DNA 在冷却的体积分数为 95%的酒精中能沉淀析出 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 C 解析 DNA 的第一次析出是利用其在 0.14 mol/L NaCl 溶液中溶解度最小而沉淀析 出的，第二次析出是利用 DNA 不溶于冷却的 95%的酒精，而蛋白质等杂质可溶解于冷却的 95%的酒精这一原理，达到对第一次析出的 DNA 进一步分离提纯的目的。 [发展目标] 11．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 的溶液。 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 A 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)。 12．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 方法不同处，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( ) 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 甲 鸡血 蒸馏水 95%的酒精 (25 ℃) 二苯胺 乙 菜花 蒸馏水 95%的酒精 (冷却) 双缩脲试剂 丙 猪血 蒸馏水 95%的酒精 (冷却) 二苯胺 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 D 解析 乙组菜花细胞有细胞壁，只加入蒸馏水细胞膜不破裂，须经过研磨；鉴定 DNA 时要用二苯胺试剂。 13．下图为“DNA 粗提取和鉴定”实验的相关操作。这些操作目的正确的是( ) A．①是洗涤红细胞，去除血细胞表面的杂质 B．②是溶解 DNA，去除不溶于酒精的杂质 C．③是溶解 DNA，去除不溶于 2 mol/L NaCl 溶液的杂质 D．④是稀释 NaCl 溶液，去除不溶于低浓度 NaCl 溶液的杂质 C 解析 ①是使鸡血细胞吸水涨破释放出核物质；②是析出 DNA，去除溶于酒精的 杂质；④是稀释 NaCl 溶液使其浓度接近 0.14 mol/L，去除溶于低浓度 NaCl 溶液的杂质。 14．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：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 溶液物质的量浓度为________mol/L 时，DNA 将会析 出，过滤除去溶液中的杂质。 (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 第一步加入蒸馏水的目的是使红细胞涨破，释放出核物质；第二步收集含有核物 质的滤液；由于 DNA 在不同浓度 NaCl 溶液中的溶解度不同，所以通过控制 NaCl 溶液的浓 度可以分别溶解和析出 DNA，对 DNA 进行提纯；第四步加入蒸馏水的目的是逐渐稀释 NaCl 溶液，使其物质的量浓度降到 0.14 mol/L，这时 DNA 在 NaCl 溶液中溶解度最低，可以析出 DNA。DNA 不溶于酒精，某些蛋白质可以溶于酒精，这样可以进一步提纯 DNA。鉴定 DNA 的方法是用二苯胺试剂，在沸水浴加热条件下，如果变蓝色，证明是 DNA。 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，可通过控制 NaCl 溶液的浓度去除杂质 蒸馏水 0.14 (4)滤液 体积分数为 95%的酒精 白 (5)二苯 胺 蓝 15．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 溶液，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 花菜 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，以探究不同材料及不同保存温度对 DNA 提取量的 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，减少 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，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 不溶解于其中，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