新高考適用2024版高考生物一輪總復(fù)習(xí)選擇性必修3生物與技術(shù)第10單元生物技術(shù)與工程微專題DNA的粗提取與鑒定DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定課件

選擇性必修三生物與技術(shù)專題整合第十單元生物技術(shù)與工程1．DNA的粗提取與鑒定(1)實(shí)驗(yàn)原理①原理：DNA不溶于酒精，但某些蛋白質(zhì)溶于酒精，利用這一原理，可初步分離DNA與蛋白質(zhì)。②DNA的性質(zhì)：DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，能溶于2mol/L的NaCl溶液。(2)方法步驟①研磨洋蔥：稱取約30g洋蔥，切碎，然后放入研缽中，倒入10mL研磨液，充分研磨。②去除濾液中的雜質(zhì)：在漏斗中墊上紗布，將洋蔥研磨液過(guò)濾到燒杯中，在4℃冰箱中放置幾分鐘后，再取上清液。③DNA的析出：在上清液中加入體積相等的、預(yù)冷的酒精溶液(體積分?jǐn)?shù)為95%)，靜置2～3min，溶液中出現(xiàn)的白色絲狀物就是粗提取DNA。將玻璃棒沿一個(gè)方向攪拌，卷起絲狀物，并用濾紙吸去上面的水分。④DNA的鑒定：取兩支20mL的試管，各加入2mol/L的NaCl溶液5mL。將絲狀物或沉淀物溶于其中一支試管的NaCl溶液中。然后，向兩支試管中各加入4mL的二苯胺試劑?；旌暇鶆蚝?，將試管置于沸水中加熱5min。待試管冷卻后，比較兩支試管中溶液顏色的變化。呈藍(lán)色的試管中含有DNA。(3)注意事項(xiàng)①取材原則：凡是含有DNA的生物材料都可以考慮，但選用DNA含量相對(duì)較高的生物組織，成功的可能性更大。②過(guò)濾含DNA的研磨液時(shí)不能用濾紙代替紗布，否則會(huì)因DNA被吸附到濾紙上，從而損失大量DNA。③鑒定DNA用的二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用，否則會(huì)影響鑒定的效果。2．DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定(1)實(shí)驗(yàn)原理①擴(kuò)增原理：PCR利用了DNA的熱變性原理，通過(guò)調(diào)節(jié)溫度來(lái)控制DNA雙鏈的解聚與結(jié)合。PCR儀實(shí)質(zhì)上就是一臺(tái)能夠自動(dòng)調(diào)控溫度的儀器。一次PCR一般要經(jīng)歷30次循環(huán)。②電泳原理：DNA分子具有可解離的基團(tuán)，在一定的pH下，這些基團(tuán)可以帶上正電荷或負(fù)電荷。在電場(chǎng)的作用下，這些帶電分子會(huì)向著與它所帶電荷相反的電極移動(dòng)，這個(gè)過(guò)程就是電泳。③PCR的產(chǎn)物一般通過(guò)瓊脂糖凝膠電泳來(lái)鑒定。在凝膠中DNA分子的遷移速率與凝膠的濃度、DNA分子的大小和構(gòu)象等有關(guān)。凝膠中的DNA分子通過(guò)染色，可以在波長(zhǎng)為300nm的紫外燈下被檢測(cè)出來(lái)。(2)方法步驟①PCR擴(kuò)增②鑒定PCR產(chǎn)物：瓊脂糖凝膠電泳法配制瓊脂糖溶液→制備瓊脂糖凝膠→將電泳緩沖液加入電泳槽中→加樣→電泳→取出凝膠置于紫外燈下觀察和照相(3)注意事項(xiàng)①為避免外源DNA等因素的污染，PCR實(shí)驗(yàn)中使用的微量離心管、槍頭和蒸餾水等在使用前必須進(jìn)行高壓滅菌處理。②該實(shí)驗(yàn)所需材料可以直接從公司購(gòu)買，緩沖液和酶應(yīng)分裝成小份，并在－20℃儲(chǔ)存。使用前將所需試劑從冰箱拿出，放在冰塊上緩慢融化。③在向微量離心管中添加反應(yīng)組分時(shí)，每吸取一種試劑后，移液器上的槍頭都必須更換。④在操作時(shí)，一定要戴好一次性手套。1．(2019·江蘇卷)下列關(guān)于DNA粗提取與鑒定的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A．用同樣方法從等體積兔血和雞血中提取的DNA量相近B．DNA析出過(guò)程中，攪拌操作要輕柔以防DNA斷裂C．預(yù)冷的酒精可用來(lái)進(jìn)一步純化粗提的DNAD．用二苯胺試劑鑒定DNA需要進(jìn)行水浴加熱A解析：哺乳動(dòng)物(如兔)成熟的紅細(xì)胞中無(wú)細(xì)胞核和眾多細(xì)胞器，不能提取到DNA，故兔血不宜作為該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)材料，A錯(cuò)誤；為防止DNA斷裂，在DNA析出過(guò)程中攪拌操作要輕柔且沿著一個(gè)方向，B正確；DNA不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)溶于酒精溶液，預(yù)冷的酒精溶液可用來(lái)進(jìn)一步純化粗提的DNA，C正確；在沸水浴的條件下，DNA遇二苯胺呈現(xiàn)藍(lán)色，因此，用二苯胺試劑鑒定DNA需要進(jìn)行水浴加熱，D正確。2．(2022·山東聯(lián)合調(diào)考)大腸桿菌經(jīng)溶菌酶和陰離子去垢劑(SDS)處理后，擬核DNA就會(huì)纏繞在細(xì)胞壁碎片上，靜置一段時(shí)間，質(zhì)粒分布在上清液中。利用上述原理可初步獲得質(zhì)粒DNA。下列關(guān)于質(zhì)粒的粗提取和鑒定的分析錯(cuò)誤的是(

)A．DNA不溶于酒精，而某些蛋白質(zhì)溶于酒精，可以用冷酒精析出上清液中的DNACB．DNA能溶于2mol/L的NaCl溶液，可用二苯胺試劑在沸水加熱條件下鑒定DNAC．用限制酶Ⅰ和Ⅱ處理提取的產(chǎn)物，電泳后出現(xiàn)圖示結(jié)果，說(shuō)明未提取到質(zhì)粒D．用瓊脂糖凝膠電泳鑒定質(zhì)粒，被染色的質(zhì)粒還需要通過(guò)紫外燈照射才能看到結(jié)果解析：限制性酶Ⅰ和限制性酶Ⅱ處理提取的產(chǎn)物，只得到一個(gè)條帶，說(shuō)明提取物是環(huán)狀DNA，即提取物為質(zhì)粒，C錯(cuò)誤。3．下列關(guān)于核酸片段的擴(kuò)增及電泳鑒定的相關(guān)敘述，正確的是(

)A．PCR的緩沖液中一般要添加ATP，以激活耐高溫的DNA聚合酶B．mRNA也是核酸，因此可直接用PCR擴(kuò)增儀擴(kuò)增C．PCR產(chǎn)物常通過(guò)瓊脂糖凝膠電泳來(lái)鑒定D．瓊脂糖凝膠電泳中的緩沖液中含指示劑，其可以在紫外燈下被檢測(cè)出來(lái)C解析：耐高溫的DNA聚合酶不需要ATP激活，A錯(cuò)誤；mRNA是核酸，但不能直接用PCR擴(kuò)增儀擴(kuò)增，需要先逆轉(zhuǎn)錄為cDNA再用PCR擴(kuò)增儀擴(kuò)增，B錯(cuò)誤；PCR的產(chǎn)物一般通過(guò)瓊脂糖凝膠電泳來(lái)鑒定，在凝膠中DNA分子的遷移速率與凝膠的濃度、DNA分子的大小和構(gòu)象等有關(guān)，C正確；瓊脂糖凝膠電泳中的緩沖液中不含指示劑，不能在紫外燈下被檢測(cè)出來(lái)，凝膠中的DNA分子通過(guò)染色，可以在波長(zhǎng)為300nm的紫外燈下被檢測(cè)出來(lái)，D錯(cuò)誤。4．用XhoⅠ和SalⅠ兩種限制性內(nèi)切核酸酶分別處理同一DNA片段，酶切位點(diǎn)及酶切產(chǎn)物分離結(jié)果如圖。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)BA．電泳是指帶電的分子在電場(chǎng)的作用下發(fā)生遷移的過(guò)程B．泳道①中是用XhoⅠ處理得到的酶切產(chǎn)物C．若用XhoⅠ和SalⅠ兩種酶同時(shí)處理該DNA片段后電泳，其泳道可能有5條D．電泳技術(shù)可以用于人類親子鑒定、生物間親緣關(guān)系鑒定解析：電泳是指帶電分子在電場(chǎng)的作用下發(fā)生遷移的過(guò)程，A正確；限制酶SalⅠ有三處切割位點(diǎn)，切割后產(chǎn)生4個(gè)DNA片段，因此泳道①中是用SalⅠ處理得到的酶切產(chǎn)物，B錯(cuò)誤；限制酶SalⅠ有三處切割位點(diǎn)，切割后產(chǎn)生4個(gè)DNA片段，限制酶XhoⅠ有2處切割位點(diǎn)，切割后產(chǎn)生3個(gè)DNA片段，結(jié)合題圖可知，若用XhoⅠ和SalⅠ兩種酶同時(shí)處理該DNA片段后電泳，可能存在相同長(zhǎng)度的DNA片段，其泳道可能有5條，C正確；不同生物的DNA切割后長(zhǎng)度不同，切割后再進(jìn)行電泳，可以用于人類親子鑒定、生物間親緣關(guān)系的鑒定，D正確。5．下列利用洋蔥進(jìn)行“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(

)A．將研磨液加入切碎的洋蔥，充分研磨后過(guò)濾，要棄去上清液B．采用體積分?jǐn)?shù)為95%酒精溶液析出DNA的方法可去除部分雜質(zhì)C．用塑料離心管是因?yàn)橛貌Ａщx心管容易破損D．將白色絲狀物溶解在NaCl溶液中，加入二苯胺試劑后振蕩，觀察顏色變化B解析：將研磨液加入切碎的洋蔥，充分研磨后過(guò)濾，要棄去沉淀物，收集上清液，A錯(cuò)誤；DNA不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)溶于酒精，利用這一原理可將DNA與蛋白質(zhì)進(jìn)一步分離，進(jìn)行DNA的粗提取，B正確；用塑料離心管可減少提取過(guò)程中DNA的損失，C錯(cuò)誤；將白色絲狀物溶解在NaCl溶液中，加入二苯胺試劑后，將試管置于沸水中加熱5min，觀察顏色變化，D錯(cuò)誤。6．(2020·北京卷)為了對(duì)重金屬污染的土壤進(jìn)行生物修復(fù)，研究者將從楊樹中克隆的重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(HMA3)基因與外源高效啟動(dòng)子連接，導(dǎo)入楊樹基因組中(如圖)。為檢測(cè)獲得的轉(zhuǎn)基因楊樹苗中是否含有導(dǎo)入的HMA3基因，同時(shí)避免內(nèi)源HMA3基因的干擾，在進(jìn)行PCR擴(kuò)增時(shí)，應(yīng)選擇的引物組合是(

)A．①＋③

B．①＋②C．③＋② D．③＋④B解析：引物①擴(kuò)增的片段含有啟動(dòng)子和HMA3基因，引物③擴(kuò)增的片段不含啟動(dòng)子，引物②擴(kuò)增的片段既含有啟動(dòng)子，又含有HMA3基因序列。圖示中克隆的重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(HMA3)基因與外源高效啟動(dòng)子連接，導(dǎo)入楊樹基因組中，若要檢測(cè)獲得的轉(zhuǎn)基因楊樹苗中是否含有導(dǎo)入的HMA3基因和高效啟動(dòng)子，需要檢測(cè)是否含有高效啟動(dòng)子序列和HMA3基因序列，應(yīng)選擇的引物組合是①＋②，B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粗提取：第一步：將上述材料分別放入研缽中，各加入15mL研磨液，充分研磨。用兩層紗布過(guò)濾，取濾液備用。第二步：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。第三步：取6支試管，分別加入等量的2mol/LNaCl溶液溶解上述絮狀物。DNA檢測(cè)：在上述試管中各加入4mL二苯胺試劑，混合均勻后，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。(注：“＋”越多表示藍(lán)色越深)材料保存溫度花菜辣椒蒜黃20℃＋＋＋＋＋＋－20℃＋＋＋＋＋＋＋＋＋分析上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程，回答下列問(wèn)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。①結(jié)論1：與20℃相比，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：__________________________________________________________________________________________________。探究不同材料和不同保存溫度對(duì)DNA提取量的影響DNA斷裂等質(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②針對(duì)結(jié)論1，請(qǐng)?zhí)岢龊侠淼慕忉專篲________________________________________________________。(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(duì)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。低溫抑制了相關(guān)酶的活性，

DNA降解速度慢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：(1)題目給出了多種實(shí)驗(yàn)材料，以探究不同保存溫度對(duì)DNA提取量的不同影響，因此該實(shí)驗(yàn)名稱可為“探究不同實(shí)驗(yàn)材料和不同保存溫度對(duì)DNA提取量的影響”。(2)在提取DNA時(shí)，玻璃棒沿一個(gè)方向緩慢攪拌，為了有效提取DNA，防止DNA分子斷裂。(3)①由表格可見(jiàn)，花菜、辣椒、蒜黃三