基础巩固
1下列各项中不宜选作DNA提取材料的是( )
A.洋葱表皮细胞 B.鲜豌豆种子
C.人的成熟红细胞 D.鸡血细胞液
解析:作为DNA提取材料的首要条件是DNA含量丰富,而哺乳动物成熟的红细胞无细胞核,所以不宜选作实验材料。
答案:C
2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。加入洗涤剂的目的是( )
A.利于DNA的溶解 B.瓦解细胞膜
C.分离DNA和蛋白质 D.溶解蛋白质
解析:洗涤剂是一种离子去污剂,能瓦解细胞膜,有利于DNA的释放;食盐的主要成分是NaCl,有利于DNA的溶解。
答案:B
3DNA粗提取的实验中在破碎血细胞时,要加入 20 mL 的蒸馏水,其作用是( )
A.溶解DNA
B.使血细胞破裂,DNA释放
C.稀释血液,防止凝固
D.有利于搅拌
解析:一般用低渗溶液,如蒸馏水,使细胞过度吸水而破裂,从而使细胞中的DNA释放出来。
答案:B
4在除去杂质时将滤液放在60~75 ℃的恒温水浴箱中保温10~15 min,这样做的目的是( )
A.使DNA变性
B.使蛋白质变性
C.使DNA和蛋白质变性
D.分解蛋白质
解析:大多数蛋白质不能忍受60~80 ℃的高温,而DNA在80 ℃以上才变性。在60~75 ℃的恒温水浴箱中保温10~15 min,目的是使蛋白质变性,然后分离得到DNA。
答案:B
5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,进行充分的研磨
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
解析:提取洋葱的DNA时,加入一定量的洗涤剂和食盐,进行充分的搅拌和研磨,A项错误;蛋白酶能够分解研磨液中的蛋白质以纯化DNA,B项正确;加入酒精后用玻璃棒轻缓搅拌以防止因DNA断裂而不能形成絮状沉淀,C项正确;加入二苯胺试剂摇匀后沸水浴加热 5 min,以观察颜色是否变蓝,D项正确。
答案:A
6在提取DNA的过程中,最好使用塑料试管和烧杯,目的是( )
A.不易破碎 B.减少DNA的损失
C.增加DNA的含量 D.容易刷洗
解析:DNA易吸附在玻璃管上,造成DNA量的损失。
答案:B
7在DNA的粗提取过程中,初步析出DNA和提取较纯净的DNA所用的药品的浓度及其名称分别是( )
①物质的量浓度为0.1 g/mL的柠檬酸钠溶液 ②物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液 ③物质的量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液 ④体积分数为95%的酒精溶液 ⑤物质的量浓度为0.015 mol/L的NaCl溶液
A.①③⑤ B.③④
C.②④ D.②③④
解析:初步析出DNA和提取纯净的DNA所用的药品的浓度及其名称分别是物质的量浓度为0.14 mol/L 的NaCl溶液和体积分数为95%的酒精溶液。
答案:B
8“DNA的粗提取与鉴定”实验中,A、B、C、D、E五个小组除下表中所列处理方法不同外,其他操作步骤均相同且正确,但实验结果却不同。
(1)实验材料选择错误的组别是 ,其原因是
。
(2)实验步骤(不包括实验材料)均正确,但得不到DNA的组别是 。
(3)沸水浴中试管颜色变蓝的组别是 ;蓝色较淡的是 ,其原因是
。
(4)B组实验不成功的最主要原因是
。
解析:(1)人的血浆中没有细胞结构,人成熟的红细胞没有细胞核,在这些材料中不能得到DNA或得到的DNA很少。
(2)血细胞中有少量的白细胞,其中有DNA,所以只有C组人血浆中没有DNA。
(3)冷却的酒精溶液对DNA有较好的凝集效果,而A组中为25 ℃的酒精溶液。
(4)菜花细胞外有细胞壁起保护作用,在蒸馏水中不会破裂,所以不能得到DNA。
答案:(1)C、D 人的血浆中没有细胞结构,人成熟的红细胞中没有细胞核,选用这些材料得不到DNA或得到的DNA很少 (2)C (3)A、E A 冷却的酒精溶液对DNA的凝集效果较佳,该组使用的是25 ℃的酒精溶液 (4)菜花细胞在蒸馏水中不能被破坏,得不到DNA(应采用研磨的方法)
能力提升
1在利用鸡血进行“DNA的粗提取与鉴定”的实验中,下列相关叙述正确的是( )
A.用蒸馏水将NaCl溶液的物质的量浓度调至0.14 mol/L,滤去析出物
B.调节NaCl溶液浓度或加入木瓜蛋白酶,都可以去除部分杂质
C.将丝状物溶解在物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液中,加入二苯胺试剂即呈蓝色
D.用菜花替代鸡血作为实验材料,其实验操作步骤相同
解析:当NaCl溶液的物质的量浓度为0.14 mol/L时,DNA溶解度最小,析出物中含有大量的DNA。将丝状DNA溶解在物质的量浓度为2 mol/L 的NaCl溶液中,加入二苯胺试剂沸水浴加热后呈蓝色。用菜花替代鸡血作实验材料,实验操作步骤不完全相同,处理菜花时,先加入洗涤剂和食盐,进行充分的搅拌和研磨。
答案:B
2玻璃棒搅拌出的较纯净的DNA的颜色以及DNA遇二苯胺(沸水浴)显现的颜色分别是( )
A.黄色、紫色 B.白色、砖红色
C.白色、蓝色 D.蓝色、砖红色
解析:DNA在体积分数为95%的冷酒精中析出时的颜色为白色,DNA遇二苯胺(沸水浴)显现的颜色为蓝色。
答案:C
3下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,正确的是( )
A.利用DNA能溶于酒精溶液,而蛋白质不溶于酒精溶液,可将DNA与蛋白质分离
B.利用高温能使DNA变性,却对蛋白质没有任何影响的特性,可将DNA与蛋白质分离
C.利用DNA在物质的量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最大的特点,可将DNA与蛋白质分离
D.在DNA滤液中加入嫩肉粉,通过木瓜蛋白酶的作用,可将DNA与蛋白质分离
解析:DNA不溶于酒精,而蛋白质等杂质溶于酒精,A项不正确。蛋白质比DNA对温度的耐受性更差,因此更容易变性,B项不正确。DNA在物质的量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最小,而蛋白质在该浓度的NaCl溶液中溶解度较大,因此可将DNA与蛋白质分离,C项不正确。嫩肉粉中的木瓜蛋白酶只能催化蛋白质水解,而对DNA没有影响,因此,可将DNA与蛋白质分离,D项正确。
答案:D
4在DNA的粗提取实验过程中,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
解析:第一次沉淀析出是用浓NaCl溶液溶解核内DNA之后,加蒸馏水稀释NaCl溶液的物质的量浓度至0.14 mol/L,使DNA溶解度最低而析出;第二次沉淀析出是用冷酒精溶液使DNA凝集并溶解非DNA物质,达到提纯DNA的目的。
答案:C
5从植物中提取DNA,发现实验效果不好,如果看不到丝状物沉淀、用二苯胺鉴定时不显示颜色等,其可能原因是( )
①植物细胞中DNA含量低 ②研磨不充分 ③过滤不充分 ④体积分数为95%的冷酒精溶液的量过大
A.①② B.③④
C.①④ D.②③
解析:若实验中看不到丝状物沉淀、用二苯胺鉴定时不显示颜色等,说明DNA提取量少。不同植物,其细胞中DNA含量不同,但不一定都低。酒精溶液的作用是溶解杂质而不是溶解DNA,因此酒精溶液用量过大,不会导致DNA含量减少。研磨不充分和过滤不充分,会导致DNA提取量减少。
答案:D
★6将粗提取的DNA丝状物分别加入到物质的量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液、物质的量浓度为 2 mol/L 的NaCl溶液、冷却的体积分数为95%的酒精溶液中,然后用放有纱布的漏斗过滤,分别得到滤液P、Q、R以及存留在纱布上的黏稠物p、q、r,其中由于含DNA少可以丢弃的是( )
A.P、Q、R B.p、q、r
C.P、q、R D.p、Q、r
解析:将粗提取的DNA丝状物加入物质的量浓度为0.14 mol/L 的NaCl溶液中,DNA析出,过滤后DNA存在于纱布上(p),杂质存在于滤液(P)中;加入物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液中,DNA溶解,过滤后DNA存在于滤液(Q)中,杂质(q)存在于纱布上;加入冷却的体积分数为95%的酒精溶液中,DNA析出,过滤后DNA存在于纱布上(r),杂质存在于滤液(R)中。
答案:C
7回答下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的问题。下图为该实验过程中的一些重要操作示意图。
(1)正确的操作顺序是 。(请用字母和箭头表示)
(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 的,该步骤的目的是
。
(4)为鉴定A步骤中所得到的丝状物的主要成分为DNA,可滴加 试剂后沸水浴,如果出现 则证明该丝状物的主要成分为DNA。
解析:(1)图中A步骤为往含DNA的浓NaCl溶液中加入体积分数为95%的酒精溶液,目的是提取较纯净的DNA。B步骤为单层纱布过滤,目的是获得含DNA的滤液。C步骤为往鸡血细胞液中添加蒸馏水,目的是破碎细胞,释放核物质。D步骤为往物质的量浓度为2 mol/L NaCl溶液中加入DNA丝状物,目的是溶解DNA。E步骤为往DNA浓NaCl溶液中加入蒸馏水,目的是降低NaCl溶液的浓度,析出DNA。根据DNA粗提取的实验流程:破碎细胞(释放DNA)→过滤→溶解核内DNA→过滤→析出DNA→过滤→DNA再溶解→提取含杂质较少的DNA。可以判断正确的操作顺序为C→B→E→D→A。
(2)C步骤为往鸡血细胞液中添加蒸馏水,目的是破碎细胞,释放核物质。E步骤为往含DNA的浓NaCl溶液中加入蒸馏水,目的是降低NaCl溶液的浓度,析出DNA。
(3)A步骤为往含DNA的浓NaCl溶液中加入体积分数为95%的酒精溶液,目的是提取较纯净的DNA。因为DNA在冷却的酒精溶液中溶解度更低,因此需要将酒精溶液充分预冷后使用。
(4)鉴定DNA可以利用二苯胺试剂,DNA与该试剂在沸水浴的条件下变蓝色。
答案:(1)C→B→E→D→A (2)加速细胞的破裂 降低NaCl溶液的浓度,使DNA析出 (3)充分预冷 提取含杂质较少(或较纯净)的DNA (4)二苯胺 蓝色
★8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:称取新鲜的菜花、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,分别加入等量的物质的量浓度为2 mol/L 的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:
(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,这是为了防止 。
(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DNA纯度,依据氯仿的特性,在DNA粗提取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)分析表格可知,实验目的在于探究材料和保存温度对DNA提取量的影响。
(2)DNA分子为链状,很容易断裂,所以应缓缓地向一个方向搅拌。
(3)分析表格可看出,同种材料在-20 ℃时DNA提取量较多,不同材料在同种温度下保存时,蒜黄的DNA提取量最多。低温下酶活性较低,DNA降解慢。
(4)根据题意,可用氯仿将DNA溶液中的蛋白质析出,进一步提高DNA的纯度。
答案:(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响 (2)DNA断裂 (3)①等质量的不同实验材料,在相同的保存温度下,从蒜黄中提取的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
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