2024屆高考生物二輪專題復(fù)習(xí)與測(cè)試專題九生物技術(shù)與工程第17講基因工程考點(diǎn)二DNA的粗提取與鑒定DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定

考點(diǎn)二DNA的粗提取與鑒定、DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定(2023·廣東卷)“DNA粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的基本過(guò)程是：裂解→分離→沉淀→鑒定。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．裂解：使細(xì)胞破裂釋放出DNA等物質(zhì)B．分離：可去除混合物中的多糖、蛋白質(zhì)等C．沉淀：可反復(fù)多次以提高DNA的純度D．鑒定：加入二苯胺試劑后即呈現(xiàn)藍(lán)色解析：裂解是加蒸餾水讓細(xì)胞吸水漲破，釋放出DNA等物質(zhì)，A項(xiàng)正確；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，將溶液過(guò)濾，即可將混合物中的多糖、蛋白質(zhì)等與DNA分離，B項(xiàng)正確；DNA不溶于酒精，而某些蛋白質(zhì)溶于酒精，可以反復(fù)多次用酒精沉淀出DNA，提高DNA純度，C項(xiàng)正確；將DNA溶解于NaCl，加入二苯胺試劑，沸水浴五分鐘，待冷卻后，能呈現(xiàn)藍(lán)色，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D1．DNA粗提取與鑒定原理和實(shí)驗(yàn)流程(1)原理①DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同，其中在物質(zhì)的量濃度為0.14mol/L時(shí)最低。②DNA不溶于冷卻的酒精，但是細(xì)胞中的一些有機(jī)物如某些蛋白質(zhì)則溶于冷卻的酒精，可以用冷卻的酒精提純。③DNA遇二苯胺(沸水浴)會(huì)被染成藍(lán)色，因此，二苯胺可用來(lái)鑒定DNA分子。(2)實(shí)驗(yàn)流程實(shí)驗(yàn)材料的選取→破碎細(xì)胞，獲取含DNA的濾液→去除濾液中的雜質(zhì)→DNA的析出與鑒定。(3)注意事項(xiàng)①實(shí)驗(yàn)材料的選取：凡是含有DNA的生物材料都可以考慮，但是使用DNA含量相對(duì)較高的生物組織，成功的可能性更大。②提取和分離DNA用塑料離心管的原因：細(xì)胞破碎后釋放出的DNA，容易被玻璃容器吸附；由于細(xì)胞內(nèi)DNA的含量本來(lái)就比較少，再被玻璃容器吸附去一部分，提取到的DNA就會(huì)更少。2．DNA片段的擴(kuò)增(1)原理：利用PCR在體外擴(kuò)增DNA分子。(2)實(shí)驗(yàn)用具：PCR儀、微量離心管、微量移液器。(3)實(shí)驗(yàn)步驟①移液：按配方用微量移液器向微量離心管中依次加入各組分；②離心：使反應(yīng)液集中在微量離心管的底部。③反應(yīng)：設(shè)置好PCR儀的循環(huán)程序，將裝有反應(yīng)液的微量離心管放入PCR儀中進(jìn)行反應(yīng)。3．DNA片段的電泳鑒定(1)原理①DNA分子中的可解離基團(tuán)，在一定的pH條件下會(huì)帶上正電荷或負(fù)電荷。②在電場(chǎng)的作用下，這些帶電分子會(huì)向著與其所帶電荷相反的電極移動(dòng)。③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)。④凝膠中的DNA分子通過(guò)染色，在波長(zhǎng)為300nm的紫外燈下被檢測(cè)出來(lái)。(2)實(shí)驗(yàn)步驟①制膠：提前將模具和梳子準(zhǔn)備好，用電泳緩沖液配制瓊脂糖溶液，在沸水浴或微波爐內(nèi)加熱至瓊脂糖熔化，稍冷卻后加入適量的核酸染料混勻，倒入模具，并插入梳子。②形成加樣孔：待凝膠溶液完全凝固，小心拔出梳子，取出凝膠放入電泳槽內(nèi)。③上樣eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Ⅰ.將電泳緩沖液加入電泳槽中，電泳,緩沖液沒(méi)過(guò)凝膠1mm為宜,Ⅱ.將擴(kuò)增得到的PCR產(chǎn)物與凝膠載,樣緩沖液（內(nèi)含指示劑）混合,Ⅲ.用微量移液器將混合液緩慢注入,凝膠的加樣孔內(nèi)，留一個(gè)加樣孔加,入指示分子大小的標(biāo)準(zhǔn)參照物))④電泳：接通電源，設(shè)定電壓，待指示劑前沿遷移接近凝膠邊緣時(shí)，停止電泳。⑤拍照：取出凝膠，置于紫外燈下觀察和照相。特別提醒PCR實(shí)驗(yàn)操作的四點(diǎn)提醒(1)為避免外源DNA等因素的污染，所用儀器、緩沖液、蒸餾水等使用前必須進(jìn)行高壓滅菌處理。(2)緩沖液和酶應(yīng)分裝成小份，并在－20℃條件下儲(chǔ)存。(3)每添加一種試劑后，移液器上的槍頭必須更換。(4)混合均勻后要離心處理，使反應(yīng)液集中在離心管底部。題點(diǎn)一：通過(guò)DNA粗提取和鑒定，考查實(shí)驗(yàn)探究能力1．(2023·廣東梅州統(tǒng)考三模)以菜花為材料提取DNA時(shí)，需將材料進(jìn)行研磨，研磨液的成分常含有SDS(蛋白質(zhì)變性劑)、EDTA(DNA酶抑制劑，穩(wěn)定DNA活性)、Tris(緩沖劑)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．若選擇雞血細(xì)胞為材料，則省去了研磨過(guò)程B．SDS可以使蛋白質(zhì)變性，便于DNA與蛋白質(zhì)分離C．EDTA可以防止DNA水解成核糖核苷酸D．Tris可以調(diào)節(jié)溶液中的pH解析：雞血細(xì)胞懸浮液作為實(shí)驗(yàn)材料，利用細(xì)胞吸水漲破的原理，省去了研磨過(guò)程，A項(xiàng)正確；SDS是蛋白質(zhì)變性劑，可使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變得松散，使染色體中DNA和蛋白質(zhì)分離，B項(xiàng)正確；DNA的基本單位是脫氧核苷酸，EDTA是DNA酶抑制劑，可以防止DNA水解成脫氧核苷酸，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Tris是緩沖劑，可調(diào)節(jié)溶液中的pH，D項(xiàng)正確。答案：C題點(diǎn)二：圍繞DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定，考查實(shí)驗(yàn)操作能力2．(2023·廣東一模)新冠病毒包膜表面的S蛋白能識(shí)別人體細(xì)胞膜表面的ACE2受體并導(dǎo)致病毒入侵人體細(xì)胞。制備重組亞單位新冠疫苗的線路是：提取新冠病毒RNA→通過(guò)RT－PCR(反轉(zhuǎn)錄酶聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))技術(shù)擴(kuò)增篩選RBD蛋白(S蛋白中真正與ACE2結(jié)合的關(guān)鍵部分)基因(圖1)→構(gòu)建基因表達(dá)載體(圖2)→導(dǎo)入CHO細(xì)胞并培養(yǎng)→提取并純化RBD蛋白→制成疫苗。圖3為利用電泳技術(shù)對(duì)PCR的產(chǎn)物進(jìn)行純度鑒定，1號(hào)泳道為標(biāo)準(zhǔn)(Marker)，2號(hào)泳道為陽(yáng)性對(duì)照組，3號(hào)泳道為實(shí)驗(yàn)組。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．利用RT-PCR技術(shù)獲取RBD蛋白基因時(shí)，需加入逆轉(zhuǎn)錄酶、TaqDNA聚合酶B．利用PCR擴(kuò)增含有限制酶切點(diǎn)的RBD蛋白基因時(shí)，應(yīng)選擇的引物為引物4、引物5C．2號(hào)泳道是以(提純的)RBD蛋白基因片段為材料所做的陽(yáng)性對(duì)照組D．為提高目的基因和運(yùn)載體的正確連接效率，應(yīng)選擇限制酶EcoRⅠ切割解析：RT-PCR技術(shù)是將RNA的反轉(zhuǎn)錄和cDNA的聚合酶鏈?zhǔn)綌U(kuò)增(PCR)相結(jié)合的技術(shù)，利用RT酶PCR技術(shù)，獲取S蛋白基因時(shí)，需加入逆轉(zhuǎn)錄酶、TaqDNA酶，A項(xiàng)正確；引物與模板鏈的3′端堿基互補(bǔ)配對(duì)，故引物1、引物2、引物7和引物8不合適，擴(kuò)增得到的RBD蛋白基因也應(yīng)該含有限制酶的酶切位點(diǎn)，故引物3和引物6不合適，故選引物4和引物5，B項(xiàng)正確；PCR的產(chǎn)物可通過(guò)電泳鑒定