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DNA的粗提取与鉴定
一、选择题
1．下列关于DNA的粗提取与鉴定实验的相关叙述，错误的是( )
A．可以选择DNA含量较高的生物组织为材料，如鸡的血细胞
B．DNA不溶于酒精，且在0.14 mol/L的氯化钠溶液中析出
C．可以利用嫩肉粉把杂质多糖和RNA去除
D．洗涤剂可以瓦解细胞膜，从而获得含有DNA的滤液
解析：选C 鸡血细胞中含有DNA，可作为提取DNA的生物材料，不可选用哺乳动物成熟的红细胞；DNA不溶于酒精，且NaCl溶液浓度为0.14 mol/L时DNA溶解度最小，两者均可将DNA大量析出；嫩肉粉中含有木瓜蛋白酶，可将蛋白质水解，从而除去蛋白质；洗涤剂可以瓦解细胞膜，从而获得含有DNA的滤液。
2．“DNA的粗提取与鉴定”实验中，提取鸡血细胞的核物质和析出含DNA的黏稠物这两步中都用到了蒸馏水，其作用分别是( )
A．防止鸡血细胞失水皱缩和稀释NaCl溶液至0.14 mol/L使DNA析出
B．防止鸡血细胞失水皱缩和溶解DNA
C．使鸡血细胞吸水涨破和稀释NaCl溶液至0.14 mol/L使DNA析出
D．使鸡血细胞吸水涨破和溶解DNA
解析：选C 第一次加蒸馏水的目的是使鸡血细胞涨破，释放出核DNA，第二次加蒸馏水的目的是将NaCl溶液浓度降低到0.14 mol/L，使DNA析出。
3．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
解析：选A 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；用蛋白酶分解过滤后的研磨液中的蛋白质，可纯化过滤后研磨液中的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。
4．若从植物细胞中提取DNA，发现实验效果不好，如看不到丝状沉淀物、用二苯胺鉴定时颜色反应不明显等。其可能的原因是( )
①植物细胞中不含DNA ②研磨不充分 ③过滤不充分 ④冷酒精的量过大
A．①② B．③④
C．①④ D．②③
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解析：选D 研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全，提取的DNA量变少；过滤不充分也会导致提取的DNA量过少；若用于沉淀DNA的酒精量过少，也会导致DNA的沉淀量少，从而影响实验效果。
5．在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，如果实验材料是植物细胞，需要进行研磨并搅拌。下列相关说法正确的是( )
A．在切碎的植物材料中加入一定量的洗涤剂和蒸馏水，充分研磨后过滤获取滤液
B．加入洗涤剂是为了瓦解细胞膜和核膜
C．要快速搅拌产生泡沫以加速细胞膜的溶解
D．先加入洗涤剂，搅拌和研磨后再加入食盐
解析：选B 提取植物材料中的DNA时，需在切碎的组织中加入一定量的洗涤剂和食盐。加入洗涤剂的目的是瓦解细胞膜和核膜，以利于DNA的释放，同时要进行充分地搅拌和研磨，使DNA完全释放。搅拌时应轻缓、柔和，避免产生大量泡沫，不利于后续操作。
6．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
解析：选C 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。
7．DNA粗提取与鉴定实验中有以下过滤：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的滤液
C．含核物质的滤液、滤液中DNA黏稠物、纱布上的DNA
D．含较纯的DNA滤液、纱布上的黏稠物、含DNA的滤液
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解析：选A 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，此时过滤只能得到含DNA和其他物质如蛋白质的滤液，这种滤液必须经过实验中其他步骤的相继处理，方能得到较纯的DNA。DNA在0.14 mol/L NaCl溶液中溶解度最低，呈丝状黏稠物，经过滤留在纱布上。
8．下列关于“DNA粗提取与鉴定实验”的叙述，正确的是( )
A．洗涤剂能瓦解细胞膜并增大DNA在NaCl溶液中的溶解度
B．将DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝
C．常温下菜花匀浆中有些酶类会影响DNA的提取
D．用玻璃棒缓慢搅拌滤液会导致DNA获得量减少
解析：选C 洗涤剂能瓦解细胞膜，但对DNA在NaCl溶液中的溶解度无影响；DNA丝状物需先溶解在适宜浓度的NaCl溶液中，然后加入二苯胺试剂，混合均匀后沸水浴加热，待冷却后观察到溶液变蓝；常温下菜花匀浆中有些水解酶可能会使DNA水解而影响DNA的提取；用玻璃棒朝一个方向缓慢搅拌可减轻对DNA分子的破坏，有利于DNA分子的提取。
9．下列与析出DNA黏稠物有关的叙述，错误的是( )
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，NaCl溶液的物质的量浓度约等于0.14 mol/L
解析：选C 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溶液的物质的量浓度为0.14 mol/L时，DNA溶解度最小，而此时蛋白质溶解在NaCl溶液中。
10．在利用鸡血进行“DNA的粗提取与鉴定”的实验中，相关叙述正确的是( )
A．用蒸馏水将NaCl溶液浓度调至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，可去除部分杂质
C．将丝状物溶解在2 mol/L 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：选B 用蒸馏水将NaCl溶液浓度调至0.14 mol/L后，过滤并收集析出物；利用二苯胺试剂鉴定DNA时，需沸水浴加热几分钟，才呈蓝色；用菜花替代鸡血作为实验材料，需加入洗涤剂和食盐，并对材料进行研磨。调节NaCl溶液浓度改变不同物质在其中的溶解度，加入木瓜蛋白酶分解蛋白质都可以去除部分杂质。
二、非选择题
11．如图是“DNA粗提取与鉴定”相关实验步骤。请据图分析回答：
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(1)鸡血细胞是进行该实验较好的实验材料，这是因为________________________。从鸡血细胞中释放出核物质的处理方法是_____________________________________________。
(2)图A表示释放核物质后进行过滤的过程，过滤后取__________(填“滤液”或“析出物”)进行下一步实验；图B表示的相关操作过程中，加入2 mol/L NaCl溶液的作用是____________；图C表示在滤液中加入冷却的95%的酒精，其目的是________________________________________________________________________。
(3)为鉴定实验所得丝状物的主要成分是DNA，可滴加________溶液，结果丝状物被染成绿色。
(4)图D中a试管为对照组，b试管为实验组。
①a试管现象________________________；b试管现象________________。
②在沸水中加热的目的是________________，同时说明DNA对高温有较强的________。
③a试管在实验中的作用是________。
④b试管中溶液颜色的变化程度主要与________________________有关。
解析：图A表示释放核物质后进行过滤的过程，纱布上的过滤物主要是细胞膜、核膜的碎片等杂质，而DNA主要存在于下面的滤液中，所以过滤后应取滤液进行下一步实验。DNA不溶于冷酒精，而其他一些物质可以溶于冷酒精，从而可进一步提纯DNA。甲基绿为比较常用的细胞核染色剂，染色后细胞核中染色体呈绿色，可以用来鉴定DNA。
答案：(1)鸡血细胞核中DNA含量丰富，材料易得 向鸡血细胞溶液中加入蒸馏水，并搅拌 (2)滤液 溶解DNA分子 提取杂质更少的DNA(或去除脂溶性杂质) (3)甲基绿 (4)①溶液不变蓝 溶液变蓝 ②加快颜色反应速度 耐受性 ③对照 ④加入DNA(丝状物)的多少
12．如图为“DNA的粗提取与鉴定”实验的相关操作。
(1)图中实验材料A可以是______________等，研磨前加入的B应该是____________。
(2)通过上述所示步骤得到滤液C后， 再向滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液的目的是________________，再过滤得到滤液D，向滤液D中加入蒸馏水的目的是____________________________。
(3)在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，将含有一定杂质的DNA丝状物分别放入体积为2 mL的4种溶液中，经搅拌后过滤，获得下表所示的4种滤液，含DNA最少的是滤液________。
1
研磨液中
搅拌研磨后过滤
滤液E
2
2 mol/L的NaCl
溶液中
搅拌后过滤
滤液F
3
0.14 mol/L的NaCl
搅拌后过滤
滤液G
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溶液中
4
冷却的95%的酒精
溶液中
搅拌后过滤
滤液H
(4)DNA鉴定的原理是_______________________________________________。
解析：选用洋葱、菜花等植物材料提取DNA时，要在切碎的材料中加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分的搅拌和研磨；DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度较高，而在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最小。向滤液中加入2 mol/L 的NaCl溶液可以使DNA溶解，过滤除去不溶的杂质。向滤液中加入蒸馏水可降低NaCl溶液的浓度，使DNA析出，除去溶解在低盐溶液中的杂质；DNA不溶于冷酒精，可利用这一原理进一步提纯DNA；鉴定DNA 的原理是在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
答案：(1)洋葱、菜花 洗涤剂和食盐 (2)使DNA溶解 使DNA(溶解度下降而沉淀)析出 (3)H
(4)在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色
13．临床上常利用血液中的DNA进行身份鉴定、基因诊断等，但血液中DNA含量少、不易提取。为了从血液中获取更多的DNA，科研人员以大鼠血液为材料，尝试比较两种提取DNA的方法，主要操作如下：
实验结果(表中OD260反映溶液中核酸的浓度，OD280反映溶液中蛋白质或氨基酸的浓度，理论上，纯DNA溶液的OD260/OD280为1.8)：
提取
方法
OD260
OD280
OD260/OD280
DNA含量
(μg/mL血液)
方法A
0.304
0.188
1.62
38
方法B
0.612
0.420
1.46
76.5
试回答下列问题：
(1)补全相关实验步骤：①________________________，②________________。
(2)实验中利用异丙醇溶液纯化DNA的原理是_____________________________________________________。
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(3)与用鸡血作实验材料相比，从哺乳动物的血液中提取的DNA总是很少，这是因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)两种方法中，OD260/OD280均低于1.8，主要原因是______________________________；
其中方法A的OD260/OD280更接近1.8，原因是______________________________。
(5)根据实验结果，从人血液中提取DNA时应优先选择方法________(填“A”或“B”)。
解析：(1)DNA在2mol/L的NaCl溶液中溶解度最大，①应取上清液；DNA不溶于酒精，细胞中的某些蛋白质溶于酒精，②为沉淀物。(2)实验中利用异丙醇溶液纯化DNA的原理是DNA不溶于异丙醇，有些杂质溶于异丙醇。(3)与用鸡血作实验材料相比，从哺乳动物的血液中提取的DNA总是很少，这是因为哺乳动物血液中红细胞无细胞核，只有白细胞内有DNA。(4)两种方法中OD260/OD280均低于1.8，主要原因是溶液中混有较多的蛋白质；其中方法A的OD260/OD280更接近1.8，原因是蛋白酶K能催化部分蛋白质的水解。(5)根据实验结果，由于B方法获得的DNA含量较多，故从人血液中提取DNA时应优先选择方法B。
答案：(1)上清液 沉淀物 (2)DNA不溶于异丙醇，而有些杂质能溶解 (3)哺乳动物血液中只有白细胞内有DNA(或哺乳动物红细胞中无细胞核) (4)溶液中混有较多的蛋白质 蛋白酶K能催化部分蛋白质的水解 (5)B
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