高考生物一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)34 基因工程（Ⅰ）DNA的粗提取與鑒定及其PCR技術(shù)（含解析）-人教版高三生物試題

基因工程(Ⅰ)DNA的粗提取與鑒定及其PCR技術(shù)[基礎(chǔ)練]1．下列不適宜作為DNA提取的實(shí)驗(yàn)材料的是()A．雞血細(xì)胞 B．蛙的紅細(xì)胞C．人的成熟紅細(xì)胞 D．菜花C[雞血細(xì)胞、蛙的紅細(xì)胞、菜花細(xì)胞均含有細(xì)胞核和各種細(xì)胞器，即均含有較多的DNA，因此適宜作為DNA提取的實(shí)驗(yàn)材料，A、B、D不符合題意；人的成熟紅細(xì)胞不含細(xì)胞核和各種細(xì)胞器，即不含DNA，因此不適宜作為DNA提取的實(shí)驗(yàn)材料，C符合題意。]2．(2019·河北邯鄲測(cè)試)進(jìn)行DNA粗提取時(shí)，若選擇的實(shí)驗(yàn)材料為植物細(xì)胞，破碎細(xì)胞時(shí)要加入一定量的洗滌劑和食鹽。加入食鹽的目的是()A．利于DNA的溶解 B．分離DNA和蛋白質(zhì)C．溶解細(xì)胞膜 D．溶解蛋白質(zhì)A[實(shí)驗(yàn)材料是植物細(xì)胞時(shí)，需先加入洗滌劑和食鹽，洗滌劑的作用是瓦解細(xì)胞膜；食鹽的作用是溶解DNA。]3．(2019·江蘇南京模擬)下列有關(guān)“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是()A．雞血細(xì)胞是較理想的實(shí)驗(yàn)材料B．NaCl溶液濃度越高，DNA的溶解度越大C．在用酒精析出DNA時(shí)，最好使用95%的冷酒精D．溶解有DNA的NaCl溶液中加入二苯胺試劑，沸水浴加熱，檢測(cè)結(jié)果為溶液呈藍(lán)色B[該實(shí)驗(yàn)中材料選擇的原則是DNA含量多，材料易得，操作簡(jiǎn)便，因此雞血細(xì)胞是較理想的實(shí)驗(yàn)材料，A正確；DNA在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，NaCl溶液濃度低于0.14mol/L時(shí)，隨NaCl溶液濃度降低，DNA的溶解度反而提高，B錯(cuò)誤；在用酒精析出DNA時(shí)，最好使用95%的冷酒精，C正確；DNA鑒定實(shí)驗(yàn)中，向溶解有DNA的NaCl溶液中加入二苯胺試劑，沸水浴加熱，檢測(cè)結(jié)果為溶液呈藍(lán)色，D正確。]4．(2019·河北唐山測(cè)試)DNA的復(fù)制需要引物，主要原因是()A．可加快DNA的復(fù)制速度B．引物可與DNA母鏈通過堿基互補(bǔ)配對(duì)結(jié)合C．引物的5′端有助于DNA聚合酶延伸DNA鏈D．DNA聚合酶只能從3′端延伸DNA鏈D[DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，為了明確地表示DNA的方向，通常將DNA的羥基(－OH)末端稱為3′端，磷酸基團(tuán)末端稱為5′端。DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，而只能從3′端延伸DNA鏈。因此，DNA復(fù)制需要引物。]5．(2019·河南安陽測(cè)試)PCR利用了DNA的熱變性原理，PCR儀實(shí)際上也是一種能自動(dòng)調(diào)控溫度的儀器。下列對(duì)PCR過程中“溫度的控制”的說法，錯(cuò)誤的是()A．PCR反應(yīng)需要高溫，這是為了確保模板是單鏈B．延伸的溫度必須高于復(fù)性溫度，而低于變性溫度C．要用耐高溫的DNA聚合酶D．需要耐高溫的解旋酶D[PCR是體外DNA擴(kuò)增技術(shù)，DNA雙鏈的解開不需要解旋酶，而是靠高溫使其變性解聚。]6．下列關(guān)于PCR技術(shù)的敘述，正確的是()A．PCR技術(shù)建立在對(duì)擴(kuò)增的目的基因序列完全已知的基礎(chǔ)上B．該技術(shù)需要解旋酶和熱穩(wěn)定的DNA聚合酶C．該技術(shù)需要一對(duì)特異性的引物，且要求這一對(duì)引物的序列是互補(bǔ)的D．該技術(shù)應(yīng)用體內(nèi)DNA復(fù)制的原理，也需要模板、原料、酶等條件D[利用PCR技術(shù)進(jìn)行DNA擴(kuò)增時(shí)，目的基因的序列可以不是已知的，A錯(cuò)誤；由于PCR反應(yīng)需要在高溫條件下進(jìn)行，因此需要耐熱的DNA聚合酶，但PCR過程中DNA的解旋是通過控制溫度實(shí)現(xiàn)的，不需要解旋酶，B錯(cuò)誤；PCR反應(yīng)中的引物可分別與兩條模板鏈相結(jié)合，這對(duì)引物的序列不需要互補(bǔ)，C錯(cuò)誤；PCR技術(shù)應(yīng)用了細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制的原理，也需要DNA模板、原料(4種脫氧核苷酸)、酶(如TaqDNA聚合酶)等條件，D正確。]7．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10g。剪碎后分成兩組，一組置于20℃、另一組置于－20℃條件下保存24h。DNA粗提?。翰襟E一：將上述材料分別放入研缽中，各加入15mL研磨液(含洗滌劑和食鹽)，充分研磨。用兩層紗布過濾，取濾液備用。步驟二：先向6只小燒杯中分別注入10mL濾液，再加入20mL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。步驟三：取6支試管，分別加入等量的________(填溶液名稱及濃度)溶液溶解上述絮狀物。步驟四：：在上述試管中各加入4mL________試劑?；旌暇鶆蚝?，置于沸水中加熱5min，待試管冷卻后比較溶液的顏色深淺，結(jié)果如下表：材料保存溫度花菜辣椒蒜黃20℃＋＋＋＋＋＋－20℃＋＋＋＋＋＋＋＋＋(注：“＋”越多表示藍(lán)色越深)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)步驟一中研磨液中洗滌劑的作用是______________，食鹽的作用是_______________。(3)步驟二中“緩緩地”攪拌，這是為了_________________________________，所加酒精溶液需冷卻的原因之一是低溫抑制_____________________的活性，可以防止DNA降解。(4)上述實(shí)驗(yàn)中步驟三、步驟四的空缺分別為_______________、_______________。(5)實(shí)驗(yàn)表明，_______________________獲取的DNA量最多。解析(1)表中信息顯示，該實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)自變量：實(shí)驗(yàn)材料和溫度，所以該探究性實(shí)驗(yàn)課題名稱是：探究不同材料和不同保存溫度對(duì)DNA提取量的影響(2)步驟一中研磨液中洗滌劑的作用是溶解細(xì)胞膜，有利于細(xì)胞內(nèi)DNA的釋放。食鹽的作用是溶解DNA。(3)步驟二中“緩緩地”攪拌，這是為了防止DNA斷裂，所加酒精溶液需冷卻的原因之一是低溫抑制DNA水解酶的活性，可以防止DNA降解。(4)步驟二中得到的纏繞在玻璃棒上的絮狀物是DNA。在鑒定DNA時(shí)，需將DNA溶解在2mol/LNaCl溶液中，所用的鑒定試劑為二苯胺，所以上述實(shí)驗(yàn)中步驟三、步驟四的空缺依次分別為2mol/LNaCl、二苯胺。(5)表中的“＋”越多表示藍(lán)色越深，而DNA遇二苯胺(沸水浴)被染成藍(lán)色，據(jù)此可知：保存在－20℃的蒜黃獲取的DNA量最多。答案(1)探究不同材料和不同保存溫度對(duì)DNA提取量的影響(2)溶解細(xì)胞膜溶解DNA(3)減少(或防止)DNA斷裂DNA水解酶(或核酸水解酶或DNA酶)(4)2mol/LNaCl二苯胺(5)保存在－20℃的蒜黃[能力練]8．(2019·湖北宜昌期中)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因，其原理與細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制類似(如圖所示)。圖中引物為單鏈DNA片段，它是子鏈合成延伸的基礎(chǔ)。下列有關(guān)PCR過程的敘述，正確的是()A．PCR是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定的完整DNA分子的核酸合成技術(shù)B．PCR過程中只需要兩個(gè)引物分子C．TaqDNA聚合酶的作用是將單個(gè)的脫氧核苷酸連接到雙鏈DNA片段上D．在第三輪循環(huán)產(chǎn)物中開始出現(xiàn)兩條核苷酸鏈等長(zhǎng)的DNA片段D[PCR是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定的DNA分子片段的技術(shù)，A錯(cuò)誤。PCR過程中需要兩種引物分子，B錯(cuò)誤。TaqDNA聚合酶的作用是將單個(gè)的脫氧核苷酸連接到延伸的單鏈DNA片段上，C錯(cuò)誤。由PCR過程的特點(diǎn)可知，經(jīng)過第一輪循環(huán)后產(chǎn)生的兩個(gè)DNA分子都不等長(zhǎng)；在第二輪循環(huán)后形成的四個(gè)DNA分子也不等長(zhǎng)；在第三輪循環(huán)產(chǎn)物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長(zhǎng)的DNA片段，D正確。]9．在遺傳病的診斷及刑偵破案中常需要對(duì)樣品中DNA進(jìn)行分析，應(yīng)用PCR技術(shù)能快速擴(kuò)增DNA片段，在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)復(fù)制出上百萬份的DNA拷貝，有效地解決了因?yàn)闃悠分蠨NA含量太低而難以對(duì)樣品進(jìn)行分析研究的問題。如圖為PCR過程示意圖，據(jù)圖回答相關(guān)問題。(1)在相應(yīng)的橫線上寫出引物Ⅱ，并在復(fù)性這一步驟中將引物Ⅱ置于合適的位置。(2)在相應(yīng)的橫線上寫出循環(huán)一次后生成的DNA分子。(3)若將作為原料的四種脫氧核苷酸用32P標(biāo)記，請(qǐng)分析循環(huán)一次后生成的DNA分子的特點(diǎn)：________________，循環(huán)n次后生成的DNA分子中不含放射性的單鏈占總單鏈的比例為________。(4)PCR反應(yīng)的前提條件是________，PCR技術(shù)利用了DNA的________原理解決了這個(gè)問題。(5)在對(duì)樣品中DNA進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，DNA中摻雜著一些組蛋白，要去除這些組蛋白可加入的物質(zhì)是________。解析(1)由題圖可知，引物Ⅰ與b鏈部分堿基互補(bǔ)配對(duì)，則引物Ⅱ應(yīng)與a鏈部分堿基互補(bǔ)配對(duì)，且結(jié)合到a鏈的3′端，故引物Ⅱ的結(jié)構(gòu)為5′—AGC…ATG—OH，其與a鏈結(jié)合的方式見答案。(2)經(jīng)過一次循環(huán)后，產(chǎn)生的兩個(gè)DNA分子分別含有引物Ⅰ和引物Ⅱ，且與原DNA分子相同。(3)由于作為原料的四種脫氧核苷酸被32P標(biāo)記，所以新合成的兩個(gè)DNA各有一條鏈含32P。若復(fù)制n次，共產(chǎn)生DNA單鏈2n×2條，其中只有2條DNA母鏈不含32P，則其所占比例為2/(2n×2)＝1/2n。(4)DNA復(fù)制是以兩條母鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則進(jìn)行的。因此，首先要實(shí)現(xiàn)DNA的解旋，使兩條母鏈堿基暴露出來，才能按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則把相應(yīng)的核苷酸一個(gè)個(gè)地連接起來。DNA分子在80～100℃的溫度范圍內(nèi)變性，雙鏈解開成單鏈，當(dāng)溫度慢慢降低后，又能重新結(jié)合形成雙鏈。PCR利用了DNA的熱變性原理，通過控制溫度來控制雙鏈的解聚與結(jié)合。(5)本題考查了DNA中蛋白質(zhì)雜質(zhì)的去除，由于酶具有專一性，故可加入蛋白酶。答案(1)引物Ⅱ：5′—AGC…ATG—OH；引物Ⅱ應(yīng)與解旋后的a鏈結(jié)合：