2020生物同步导学提分教程人教选修一测试：专题5DNA和蛋白质技术课题1课时精练 8页

[基础对点] 知识点一 DNA 粗提与鉴定的基础知识 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 答案 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。DNA 分子的粗提取是利用 DNA 与蛋白质等 其他成分在物理和化学性质方面的差异进行分离的。 2．下图中能正确反映 DNA 溶解度与 NaCl 溶液浓度之间关系的是( ) 答案 C 解析 DNA 在 NaCl 溶液中的溶解度随着 NaCl 溶液浓度的升高先减小后增 大，在 NaCl 溶液浓度为 0.14 mol/L 时 DNA 溶解度最小，故选 C。 3．下列有关 DNA 的特性的描述，错误的是( ) A．蛋白酶不能水解 DNA，这体现了酶的专一性 B．大多数 DNA 不能忍受 60～80 ℃的高温 C．洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对 DNA 没有影响 D．DNA 不溶于酒精溶液 答案 B 解析 蛋白酶能水解蛋白质，但对 DNA 没有影响，这体现了酶的专一性，A 正确；大多数蛋白质不能忍受 60～80 ℃的高温，而 DNA 在 80 ℃以上才会变性， B 错误；洗涤剂不会影响 DNA，但能够瓦解细胞膜，C 正确；DNA 不溶于酒精溶 液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精溶液，利用这一原理，可以将 DNA 与蛋 白质进一步分离，D 正确。 4．DNA 遇二苯胺(沸水浴)会呈现( ) A．砖红色 B．橘黄色 C．紫色 D．蓝色 答案 D 解析 DNA 遇二苯胺(沸水浴)会呈现蓝色，D 正确。 知识点二 DNA 粗提与鉴定的实验设计 5.下列不宜选作 DNA 粗提取材料的是( ) A．洋葱表皮细胞 B．鲜豌豆种子 C．人成熟的红细胞 D．猪肝 答案 C 解析 用于 DNA 粗提取的材料应具备的条件是细胞中要含有 DNA，且 DNA 的含量要丰富，A、B、D 三项都符合要求。人成熟的红细胞无细胞核，不含 DNA， 所以不宜选作实验材料。 6．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 2 mol/L 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，其实验操作步骤不变 答案 D 解析 菜花是植物，用菜花细胞提取 DNA 时首先对植物组织进行预处理，然 后用洗涤剂溶解细胞膜，因此实验操作步骤与以鸡血为材料时不同，D 错误。 7．为了纯化提取的 DNA，可直接在滤液中加入下列哪种物质，反应 10～15 min，以达到实验目的( ) A．嫩肉粉 B．蒸馏水 C．2 mol·L－1 NaCl 溶液 D．酒精 答案 A 解析 嫩肉粉中含有木瓜蛋白酶，能催化蛋白质水解，从而去除滤液中的部 分杂质。 8．下表是关于 DNA 的粗提取与鉴定实验中所使用的材料、操作及其作用的 表述，正确的是( ) 选项 试剂 操作 作用 A 柠檬酸钠溶液 与鸡血混合 有利于血液凝固 B 蒸馏水 与鸡血细胞混合 保持细胞形状 C 蒸馏水 加入溶解有 DNA 的 NaCl 溶液中 析出 DNA 丝状物 D 冷却的酒精 加入过滤后的 NaCl 溶液中 产生特定的 颜色反应 答案 C 解析 在 DNA 的粗提取与鉴定实验中，柠檬酸钠可以防止血液凝固；鸡血中 加入蒸馏水可以使细胞膜和核膜破裂；DNA 在不同浓度的 NaCl 溶液中溶解度不 同，在物质的量浓度为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中溶解度最低，有利于 DNA 析出； DNA 不溶于酒精，而蛋白质溶于冷却的酒精可以获得较纯的 DNA，DNA 遇二苯 胺(沸水浴加热)呈蓝色。 9．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 分子完整 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 溶液的浓度为 0.14 mol/L 答案 C 解析 向含有 DNA 的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，而蛋白质此时则仍溶解 在 NaCl 溶液中。 10．DNA 的粗提取与鉴定实验中的三次过滤： (1)过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液；(2)过滤含黏稠物的 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液；(3)过滤溶解有 DNA 的 2 mol/L 的 NaCl 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、滤液中的 DNA 黏稠物、含 DNA 的滤液 C．含核物质的滤液、滤液中的 DNA 黏稠物、纱布上的 DNA D．含较纯的 DNA 滤液、纱布上的黏稠物、含 DNA 的滤液 答案 A 解析 用蒸馏水稀释鸡血细胞液，使血细胞的细胞膜、核膜破裂，释放出核 物质，此时过滤可得到含核物质的滤液；第二次过滤是因 DNA 在 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中溶解度最小，DNA 析出成丝状黏稠物，经过滤留在纱布上；第三次过滤， 是将第二次获得的黏稠物溶解在 2 mol/L 的 NaCl 溶液中，过滤除去杂质获得含 DNA 的滤液。 [能力提升] 11．下列关于 DNA 的粗提取和鉴定的实验过程的叙述，不正确的是( ) A．操作步骤为：制备鸡血细胞→破碎细胞，获取含 DNA 的滤液→溶解核内 的 DNA 并过滤→析出并滤取含 DNA 的黏稠物→DNA 的再溶解并过滤→提取较纯 净的 DNA→鉴定 DNA B．实验过程中第一次所用 NaCl 溶液的浓度是 2 mol/L，目的是溶解细胞核内 的 DNA C．实验过程中，过滤含黏稠物的 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液和过滤溶解有 DNA 的 2 mol/L 的 NaCl 溶液的目的分别是得到纱布上的黏稠物和含 DNA 的滤液 D．向溶有 DNA 的 2 mol/L 的 NaCl 溶液中加入二苯胺试剂即可出现蓝色变化 答案 D 解析 DNA 的粗提取和鉴定的实验步骤包括：制备鸡血细胞→破碎细胞，获 取含DNA的滤液→溶解核内的DNA并过滤→析出并滤取含DNA的黏稠物→DNA 的再溶解和过滤→提取较纯净的 DNA→鉴定 DNA，A 正确；实验过程中第一次所 用 NaCl 溶液的浓度是 2 mol/L，目的是溶解细胞核内的 DNA，B 正确；过滤含黏稠 物的 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液的目的是去除溶于 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中的杂质， 得到含有 DNA 的黏稠物，过滤溶解有 DNA 的 2 mol/L 的 NaCl 溶液的目的是得到 含 DNA 的滤液，C 正确；只有在沸水浴条件下，DNA 才能与二苯胺反应呈现蓝 色，D 错误。 12.在“DNA 的粗提取和鉴定”实验中，A、B、C、D 四个小组分别选择不同 材料进行实验，表中①～⑥表示不同的操作，请分析回答： 组别 材料选择 提取核物质 纯化 DNA 鉴定 DNA A 鸡血 ① B 洋葱 ② C 猪血 ③ D 猪肝 ④ ⑤ ⑥ (1)实验材料选择错误的组别是________，其原因是_____________。鸡血是理 想的实验材料，理由是_______________________________。 (2)简要说明①操作的基本过程： ______________________。 (3)下列是⑤操作的两个方案，请分析其原理。 方案一：直接在滤液中加入嫩肉粉，反应 10～15 min。 原理：____________________________________________________。 方案二：将滤液放在 60～75 ℃的恒温水浴箱中保温 10～15 min，注意严格控 制温度范围。 原理：______________________________________________________。 (4)⑥过程需要用到的试剂是____________。 答案 (1)C 哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和细胞器，不含 DNA 鸡 血细胞中 DNA 含量丰富，材料易得；鸡血细胞极易吸水涨破 (2)先加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可 (3)嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能分解蛋白质，而对 DNA 无影响，从而除去蛋白质 杂质 DNA 和蛋白质对高温耐受性不同，60～75 ℃的高温使蛋白质变性，而 DNA 不受影响，从而将 DNA 与蛋白质分开 (4)二苯胺试剂 解析 (1)哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和细胞器，不含 DNA，不适合 作为本实验的材料；鸡血细胞中 DNA 含量丰富，材料易得，鸡血细胞极易吸水涨 破，是理想的实验材料。 (2)采用鸡血提取核物质的基本操作是：先加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃 棒搅拌，让红细胞吸水涨破，再过滤收集滤液即可。 (3)嫩肉粉中含蛋白酶，能分解蛋白质，不分解 DNA，从而纯化 DNA; DNA 和蛋白质对高温耐受性不同，在 60～75 ℃的条件下，蛋白质变性，而 DNA 不受 影响，从而将蛋白质与 DNA 分开。 (4)在沸水浴条件下，DNA 与二苯胺反应呈现蓝色，因此，二苯胺可以作为鉴 定 DNA 的试剂。 13．实验中对 DNA 进行鉴定时，进行如下操作： 试管 序号 A B 1 加 2 mol/L NaCl 溶液 5 mL 加 2 mol/L NaCl 溶液 5 mL 2 不加 加入提取的 DNA 丝状物并搅 拌 3 加入 4 mL 二苯胺，混匀 加 4 mL 二苯胺，混匀 4 沸水浴 5 分钟 沸水浴 5 分钟 实验现象 实验结论 (1)根据右图，完成表格空白处的实验内容。 (2)对 B 试管，完成 1、2、3 的操作后溶液颜色如何？ ________________________。 (3)在沸水中加热的目的是______________，同时说明 DNA 对高温有较强的 ________。 (4)A 试管在实验中的作用是________。 (5)B 试管中溶液颜色的变化程度主要与____________有关。 答案 (1)实验现象：A.溶液不变蓝色 B．溶液逐渐变蓝色 实验结论：DNA 在沸水浴的条件下遇二苯胺反应呈现蓝色 (2)溶液颜色基本不变(或不呈浅蓝色) (3)加快颜色反应速度' 耐受性 (4)对照 (5)DNA(或丝状物)的多少 解析 A、B 两试管形成对照，B 试管中含 DNA 丝状物，A 试管中不含，起 对照作用，其他条件均完全相同。本实验强调反应条件是沸水浴加热 5 min，加快 颜色反应的速度，观察对比两试管的颜色时要等到冷却以后。根据实验现象 A 溶 液不变色，B 溶液逐渐变蓝，可知 DNA 在沸水浴条件下遇二苯胺变蓝。 14．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 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 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颜色的深浅，结果如表。 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)该探究性实验课题的名称是_________________。 (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 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：________________________________。 然后用体积分数为 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温度对 DNA 提取量的影响 (2)DNA 分子的断裂 (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 解析 (1)据题意，该探究实验的自变量有实验材料的种类和保存温度，因变 量为 DNA 提取量，则该探究性实验课题的名称是探究不同材料和不同保存温度对 DNA 提取量的影响。 (2)搅拌过程中常常会发生 DNA 分子的断裂，因而该步骤需要“缓缓地”进 行。 (3)①据表分析不同自变量条件下的因变量情况，可得结论 2：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低温能使 DNA 酶的活性受到抑制，从而降低了 DNA 的降解速率，使 DNA 提取量增多。 (4)根据氯仿的理化性质，可采用氯仿与提取液混合，静置后吸取上清液，进 一步提高 DNA 纯度。