江蘇省寶應(yīng)縣畫川高級中學(xué)高三生物一輪復(fù)習(xí)專題五DNA的粗提取與鑒定學(xué)案

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載DNA的粗提取與鑒定考點(diǎn)梳理考點(diǎn)一、 DNA粗提取的原理1、 DNA在 NaCl 溶液中的溶解性說明： DNA和蛋白質(zhì)等成分在不同NaCl 溶液濃度中溶解度不同，通過控制NaCl 溶液濃度達(dá)到分離目的。畫出 DNA在不同濃度 NaCl 溶液中的溶解度曲線，并根據(jù)曲線圖思考在什么濃度下， DNA的溶解度最??？ DNA在 NaCl 溶液中的溶解度是如何變化的？如何通過控制 NaCl 溶液的濃度使 DNA在鹽溶液中溶解或析出？2、DNA不溶于酒精溶液，而細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精。利用這一原理，可以將DNA進(jìn)一步“提純” 。3、 DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性蛋白酶能水解，但是對

2、沒有影響。 大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受60 80oC 的高溫， 而DNA在以上才會(huì)變性。洗滌劑能夠瓦解，但對 DNA沒有影響?？键c(diǎn)二、 DNA粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)過程1、實(shí)驗(yàn)材料的選取請從下面的材料中選取適合的（花菜、雞血、豬血、洋蔥）取材的原則是：一是組織材料中含較多的；二是取材時(shí)，要注意保護(hù)環(huán)境，不要將的生物作為實(shí)驗(yàn)材料。本實(shí)驗(yàn)為什么不能選用豬血細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料？2、破碎細(xì)胞，獲取含 DNA的濾液如果本實(shí)驗(yàn)選取的實(shí)驗(yàn)材料是雞血和洋蔥，在破碎細(xì)胞獲取含DNA的濾液時(shí)，所采用的方法有什么不同？雞血：洋蔥：為什么加入蒸餾水能使雞血細(xì)胞破裂？提示：蒸餾水對于雞血細(xì)胞來說是一種低滲液體，水分可以大量進(jìn)入血細(xì)胞

3、內(nèi)，使血細(xì)胞脹裂，再加上攪拌的機(jī)械作用，就加速了雞血細(xì)胞的破裂( 細(xì)胞膜和核膜的破裂) ，從而釋放出DNA。加入洗滌劑和食鹽的作用分別是什么？提示：洗滌劑是一些離子去污劑，能溶解細(xì)胞膜，有利于 DNA的釋放；食鹽的主要成分是 NaCl ，有利于DNA的溶解。如果研磨不充分，會(huì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生怎樣的影響?提示：研磨不充分會(huì)使細(xì)胞核內(nèi)的DNA釋放不完全，提取的DNA量變少，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，導(dǎo)致看不到絲狀沉淀物、用二苯胺鑒定不顯示藍(lán)色等。此步驟獲得的濾液中可能含有哪些細(xì)胞成分？提示：可能含有核蛋白、多糖和RNA等雜質(zhì)。3、去除濾液中的雜質(zhì)說出下列三種方案的“去雜”原理再次使用不同濃度的NaCl 溶液，分

4、別使用2mol/L 0.14mol/L該溶液，“去雜”的對象分別是什么？在濾液中加入“嫩肉粉”（含木瓜蛋白酶） ，讓其反應(yīng)15 分鐘。將濾液放在60-75 的恒溫水浴箱中保溫15 分鐘。4、 DNA的析出與鑒定學(xué)習(xí)必備歡迎下載要使濾液中的DNA析出，需要加入一種特殊的溶液，加入后還需靜置2-3 分鐘。這種特殊的溶液是什么？靜置的目的是什么？此時(shí)，溶液中會(huì)看到什么現(xiàn)象？怎樣用玻璃棒卷起？被卷起的“絲狀物”是一個(gè)DNA分子嗎？如何對提取的DNA進(jìn)行鑒定？（想一想：細(xì)胞中DNA如何鑒定？）考點(diǎn)三、 PCR技術(shù)（體外DNA分子擴(kuò)增）以下為體外擴(kuò)增儀中PCR過程示意圖說明：第一輪的產(chǎn)物作為第二輪的模板再

5、經(jīng)歷上述1、變性：當(dāng)溫度上升到 以上時(shí)，雙鏈三個(gè)步驟，如此循環(huán)。DNA解旋為單鏈。（想一想：在細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制時(shí)，是怎樣完成這一步驟的？）2、復(fù)性（退火） ：當(dāng)溫度下降到左右時(shí)，兩種引物通過堿基互補(bǔ)配對與兩條單鏈DNA結(jié)合。（想一想：在細(xì)胞內(nèi)這一過程需要引物作用嗎？）3、延伸：當(dāng)溫度再次上升到時(shí)，溶液中的四種在酶的作用下，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則合成新的DNA鏈。（想一想：與細(xì)胞內(nèi)相比，該酶作用有什么特點(diǎn)？它是怎樣工作的？）強(qiáng)調(diào)：引物是指能夠與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對的一小段DNA或 RNA， PCR技術(shù)只能特異地復(fù)制處于兩個(gè)引物之間的DNA序列，使這段固定長度的序列呈指數(shù)增長。作為引物對

6、，在設(shè)計(jì)時(shí)要關(guān)注哪些要素？4、 PCR技術(shù)和 DNA復(fù)制的比較（尋找共同點(diǎn)和不同點(diǎn)）DNA復(fù)制PCR技術(shù)場所原理酶條件原料特點(diǎn)典題賞析例 1、某同學(xué)在做PCR反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，最關(guān)鍵的是需要控制（）A、氧氣的濃度B、酸堿度C、溫度D、大氣的濕度例 2、（ 2011 江蘇卷）在利用雞血進(jìn)行“DNA的粗提取與鑒定”的實(shí)驗(yàn)中，A用蒸餾水將NaCl 溶液濃度調(diào)至0.14mol/L ，濾去析出物相關(guān)敘述正確的是（）B調(diào)節(jié) NaCl 溶液濃度或加入木瓜蛋白酶，都可以去除部分雜質(zhì)C將絲狀物溶解在2mol/NaCl 溶液中，加入二苯胺試劑即呈藍(lán)色D用菜花替代雞血作為實(shí)驗(yàn)材料，其實(shí)驗(yàn)操作步驟相同例 3、多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

7、（PCR）是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)。請回答下列有關(guān)PCR技術(shù)的基本原理學(xué)習(xí)必備歡迎下載及應(yīng)用問題。（ 1） DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模ǔ⒌哪┒朔Q為5/ 端，當(dāng)與 DNA母鏈通過堿基互補(bǔ)配對結(jié)合后， DNA聚合酶就能從引物的開始延伸 DNA鏈。（ 2）PCR利用了 DNA的熱變性原理解決了打開DNA雙鏈的問題， 但又導(dǎo)致了 DNA聚合酶失活的新問題。到20 世紀(jì) 80 年代， 科學(xué)家從一種 Taq 細(xì)菌中分離到，它的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用解決了上述問題；要將Taq 細(xì)菌從其它普通的微生物中分離出來，所用的培養(yǎng)基叫。（ 3） PCR的每次循環(huán)可以分為三步。假設(shè)在 PCR反 應(yīng)中，只有一個(gè) DN

8、A片段作為模板，請計(jì)算在 5 次循環(huán)后，反應(yīng)物中大約有個(gè)這樣的 DNA片段。* （ 4）圖中引物為單鏈 DNA片段，它是子鏈合成延伸的基礎(chǔ)。從理論上推測，第四輪循環(huán)產(chǎn)物中含有引物A 的 DNA片段所占的比例為。在第輪循環(huán)產(chǎn)物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段。（ 5）設(shè)計(jì)引物是PCR技術(shù)關(guān)鍵步驟之一。某同學(xué)設(shè)計(jì)的兩組引物（只標(biāo)注了部分堿基序列）都不合理 （如下圖），請分別說明理由。第1組：；第二組。（ 6） PCR 反應(yīng)體系中含有熱穩(wěn)定DNA 聚合酶，下面的表達(dá)式不能正確反映DNA 聚合酶的功能，這是因?yàn)椤＃?7）目前 PCR技術(shù)的主要應(yīng)用在等方面。（ 1）磷酸基團(tuán) 3 / 端 （ 2

9、）耐高溫的TaqDNA聚合酶；選擇培養(yǎng)基（ 3）變性、退火、延伸； 32 （ 4）15/16 ；三 （5）引物和引物局部發(fā)生堿基互補(bǔ)配對而失效引物自身折疊后會(huì)出現(xiàn)局部堿基互補(bǔ)配對而失效 （ 6）DNA聚合酶只能將單個(gè)脫氧核苷酸連續(xù)結(jié)合到雙鏈DNA片段的引物鏈上（7）遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學(xué)、基因克隆和DNA序列測定例 4、某生物興趣小組開展DNA粗提取的相關(guān)探究活動(dòng)。具體步驟如下：材料處理：稱取新鮮的花菜、辣椒和蒜黃各2 份每份 l0 g 。剪碎后分成兩組，一組置于20、另一組置于一 20條件下保存 24 h 。DNA粗提取：第一步：將上述材料分別放人研缽中，各加入l5 mL 研磨液

10、，充分研磨。用兩層紗布過濾取濾液備用。第二步：先向 6 只小燒杯中分別注人10mL濾液，再加人20 mL 體積分?jǐn)?shù)為 95的冷酒精溶液，然后用玻璃棒緩緩地向一個(gè)方向攪拌，使絮狀物纏繞在玻璃棒上。第三步：取 6 支試管，分別加入等量的2 mol L NaCl溶液溶解上述絮狀物。DNA檢測：在上述試管中各加入4 mL 二苯胺試劑?；旌暇鶆蚝?，置于沸水中加熱5 min ，待試管冷卻后比較溶液的顏色深淺 , 結(jié)果如下表。學(xué)習(xí)必備歡迎下載分析上述實(shí)驗(yàn)過程，回答下列問題：(1)該探究性實(shí)驗(yàn)課題名稱是。(2)第二步中”緩緩地”攪拌，這是為了減少。(3) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論并分析。結(jié)論 1：與 20相比，

11、相同實(shí)驗(yàn)材料在-20 條件下保存，DNA的提取量較多。結(jié)論2：。針對結(jié)論I 請?zhí)岢龊侠淼慕忉專骸?4) 氯仿密度大于水，能使蛋白質(zhì)變性沉淀，與水和DNA均不相溶，且對DNA影響極小。為了進(jìn)一步提高DNA純度，依據(jù)氯仿的特性在DNA粗提取第三步的基礎(chǔ)上繼續(xù)操作的步驟是：。然后用體積分?jǐn)?shù)為95的冷酒精溶液使DNA析出。【答案】（ 1）探究 不同材料和不同保存溫度對DNA提取量的影響（ 2） DNA斷裂（ 3）等質(zhì)量的不同實(shí)驗(yàn)材料，在相同的保存溫度下，從蒜黃提取的 DNA量最多低溫抑制了向光酶的活性，DNA降解速度慢（ 4）將第三步獲得的溶液與等量的氯仿充分混合，靜置一段時(shí)間，吸取上清液【解析】本題

12、考查了 DNA粗提取技術(shù)的原理、操作過程及同學(xué)分析、判斷能力，從題目實(shí)驗(yàn)看出，該實(shí)驗(yàn)的課題是探究不同材料和不同保存溫度對 DNA提取量的影響。在試用第二步中，為了防止DNA斷裂，要緩緩的攪拌，從表中結(jié)果看出，由于低溫抑制了相關(guān)酶的活性，DNA降解慢，使得相同材料在低溫保存下，DNA提取量大，在 相同條件先，蒜黃藍(lán)色最深，說明相同條件下從蒜黃中提取的DNA量最大，由于氯仿密度比水大，可使蛋白質(zhì)變性后沉淀，而與水、DNA不相溶，這樣可將第三步獲得的溶液與等量的氯仿混合，靜置一段時(shí)間，吸取上清液即可得到較純凈的DNA。鞏固練習(xí)1、DNA粗提取實(shí)驗(yàn)中有三次過濾：過濾用蒸餾水稀釋過的雞血細(xì)胞液過濾含粘稠

13、物的0.14mol/LNaCl溶液過濾溶解有 DNA的 2mol/LNaCl 溶液，以上三次過濾分別為了獲得（）A 含核物質(zhì)的濾液、紗布上的粘稠物、含DNA的濾液B 含核物質(zhì)的濾液、濾液中DNA粘稠物、含 DNA的濾液C含核物質(zhì)的濾液、濾液中DNA粘稠物、紗布上的DNAD含較純的 DNA濾液、紗布上的粘稠物、含DNA的濾液2、在 DNA提取過程中，最好使用塑料試管和燒杯，目的是（）A. 不易破碎B. 減少提取過程中 DNA的損失 C. 增加 DNA的含量 D. 容易洗刷3、下列操作中，對 DNA的提取量影響最小的是（）A. 使雞血細(xì)胞在蒸餾水中充分破裂，放出DNA等核物質(zhì)B. 攪拌時(shí)，要使用玻

14、璃棒沿一個(gè)方向輕緩攪拌C. 在“析出 DNA粘稠物”時(shí)，要緩緩加蒸餾水，直至溶液中粘稠物不再增加D. 在用酒精沉淀 DNA時(shí)，要使用冷酒精，甚至再將混合液放入冰箱中冷卻4、在向溶解DNA的 NaCl 溶液中，不斷加入蒸餾水的目的是（）A. 加快溶解DNA的速度B.加快溶解雜質(zhì)的速度C. 減少 DNA的溶解度，加快DNA析出D. 減小雜質(zhì)的溶解度，加快雜質(zhì)的析出學(xué)習(xí)必備歡迎下載5、下列有關(guān)“利用菜花進(jìn)行DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的敘述中，正確的是（）A采用不同濃度的NaCl 溶液反復(fù)溶解與析出DNA的方法可去除部分蛋白質(zhì)等雜質(zhì)B在切碎的菜花中加入一定量的蒸餾水，充分研磨后過濾獲取濾液C用蒸餾水將

15、NaCl 溶液濃度調(diào)至0 14mol L，濾去析出物D將白色絲狀物溶解在2mol LNaCl 溶液中，加入二苯胺試劑即呈藍(lán)色6、 PCR技術(shù)的基本原理是()A. 以 mRNA為模板形成 DNA的逆轉(zhuǎn)錄過程 B.堿基互補(bǔ)配對原則C. 雙鏈 DNA分子復(fù)制的原理D. 分子雜交的原理7、應(yīng)用 PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因，目的基因兩條鏈的解開是由于()A.Taq 聚合酶的催化B. 受熱變性C.DNA水解酶的催化D. 解旋酶的催化8、PCR技術(shù)通過對目的基因進(jìn)行擴(kuò)增，可以得到大量的目的基因，下面對該技術(shù)的敘述， 不正確的是 ( )A. 遵循的基本原理是雙鏈DNA復(fù)制 B. 每擴(kuò)增一次溫度發(fā)生9075 55變

16、化C. 擴(kuò)增儀內(nèi)必須加入引物、原料和DNA聚合酶 D. 呈指數(shù)式擴(kuò)增，約為2n， n 為擴(kuò)增次數(shù)9、在基因工程中，把選出的目的基因( 共 1000 個(gè)脫氧核苷酸對，其中腺嘌呤脫氧核苷酸460 個(gè) ) 放入 PCR儀中擴(kuò)增4 代，那么，在PCR儀中放入胞嘧啶脫氧核苷酸的個(gè)數(shù)至少應(yīng)是( )A.640B.8100C.600D.864010、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) (PCR 技術(shù) ) 是體外酶促合成特異 DNA片段的一種方法，由高溫變性、低溫退火及適溫延伸等幾步反應(yīng)組成一個(gè)周期，循環(huán)進(jìn)行，使目的DNA得以迅速擴(kuò)增，其簡要過程如下圖所示。下列關(guān)于PCR技術(shù)的敘述不正確的是 ( )A.PCR技術(shù)是在實(shí)驗(yàn)室中以少量

17、DNA制備大量DNA的技術(shù) B. 是一種酶促反應(yīng)C.PCR技術(shù)需要引物，引物是兩種RNA D.應(yīng)用 PCR技術(shù)與探針雜交技術(shù)可檢測基因突變11、 PCR技術(shù)成為分子生物實(shí)驗(yàn)的一種常規(guī)手段，在很短的時(shí)間內(nèi)，可以將DNA擴(kuò)增幾百萬倍甚至幾十億倍，使分子生物實(shí)驗(yàn)所需的遺傳物質(zhì)不再受限于活的生物體。(1)加熱至 94 的目的是使DNA樣品的鍵斷裂，這一過程在生物體細(xì)胞內(nèi)是通過酶的作用來完成的。(2)新合成的 DNA分子與模板 DNA分子完全相同的原因是和。(3) 下圖表示 b 和 c 加入 PCR儀中一個(gè) DNA片段的兩條鏈，請據(jù)圖回答：圖中所示的DNA片段的兩條鏈的走向。圖中的a 和 d 表示，它們是同一種類嗎?。新 DNA單鏈的合成方向是。(4) 若要檢測一個(gè)人是否感染了艾滋病病毒，你認(rèn)為可以用PCR擴(kuò)增血液中的A. 白細(xì)胞 DNAB.病毒蛋白質(zhì)C.血漿抗體D.病毒核酸(5) 新合成的DNA分子與模板DNA分子完全相同原因是合成過程嚴(yán)格按照。進(jìn)行。學(xué)習(xí)必備歡迎下載(6)通過 PCR技術(shù)使 DNA分子大量復(fù)制時(shí)，若將一個(gè)用15N 標(biāo)記的模板 DNA分子 ( 第 1代 ) 放入試管，以14N的脫氧核苷酸為原料，連續(xù)復(fù)制到第5 代時(shí)，含 15N 標(biāo)記的單鏈數(shù)占全部單鏈數(shù)的