高三生物一轮复习 专题五 DNA的粗提取与鉴定学案

DNA的粗提取与鉴定考点梳理考点一、DNA粗提取的原理1、DNA在NaCl溶液中的溶解性说明：DNA和蛋白质等成分在不同NaCl溶液浓度中溶解度不同，通过控制NaCl溶液浓度达到分离目的。

画出DNA在不同浓度NaCl溶液中的溶解度曲线，并根据曲线图思考①在什么浓度下，DNA的溶解度最小？DNA在NaCl溶液中的溶解度是如何变化的？②如何通过控制NaCl溶液的浓度使DNA在盐溶液中溶解或析出？2、DNA不溶于酒精溶液，而细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。

利用这一原理，可以将DNA进一步“提纯”。

3、DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性蛋白酶能水解，但是对没有影响。

大多数蛋白质不能忍受60—80o C的高温，而DNA在以上才会变性。

洗涤剂能够瓦解，但对DNA没有影响。

考点二、DNA粗提取与鉴定实验过程1、实验材料的选取①请从下面的材料中选取适合的（花菜、鸡血、猪血、洋葱）②取材的原则是：一是组织材料中含较多的；二是取材时，要注意保护环境，不要将的生物作为实验材料。

③本实验为什么不能选用猪血细胞作为实验材料？2、破碎细胞，获取含DNA的滤液如果本实验选取的实验材料是鸡血和洋葱，在破碎细胞获取含DNA的滤液时，所采用的方法有什么不同？鸡血：洋葱：①为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂？提示：蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液体，水分可以大量进入血细胞内，使血细胞胀裂，再加上搅拌的机械作用，就加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂)，从而释放出DNA。

②加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么？提示：洗涤剂是一些离子去污剂，能溶解细胞膜，有利于DNA的释放；食盐的主要成分是NaCl，有利于DNA的溶解。

③如果研磨不充分，会对实验结果产生怎样的影响?提示：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，影响实验结果，导致看不到丝状沉淀物、用二苯胺鉴定不显示蓝色等。

④此步骤获得的滤液中可能含有哪些细胞成分？提示：可能含有核蛋白、多糖和RNA等杂质。

3、去除滤液中的杂质说出下列三种方案的“去杂”原理①再次使用不同浓度的NaCl溶液，分别使用2mol/L 0.14mol/L该溶液，“去杂”的对象分别是什么？②在滤液中加入“嫩肉粉”（含木瓜蛋白酶），让其反应15分钟。

③将滤液放在60-75℃的恒温水浴箱中保温15分钟。

4、DNA的析出与鉴定①要使滤液中的DNA析出，需要加入一种特殊的溶液，加入后还需静置2-3分钟。

这种特殊的溶液是什么？静置的目的是什么？此时，溶液中会看到什么现象？怎样用玻璃棒卷起？被卷起的“丝状物”是一个DNA 分子吗？②如何对提取的DNA进行鉴定？（想一想：细胞中DNA如何鉴定？）考点三、PCR技术（体外DNA分子扩增）以下为体外扩增仪中P CR过程示意图说明：第一轮的产物作为第二轮的模板再经历上述三个步骤，如此循环。

1、变性：当温度上升到以上时，双链DNA解旋为单链。

（想一想：在细胞内DNA复制时，是怎样完成这一步骤的？）2、复性（退火）：当温度下降到左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。

（想一想：在细胞内这一过程需要引物作用吗？）3、延伸：当温度再次上升到时，溶液中的四种在酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。

（想一想：与细胞内相比，该酶作用有什么特点？它是怎样工作的？）强调：引物是指能够与DNA母链的一段碱基序列互补配对的一小段DNA或RNA，PCR技术只能特异地复制处于两个引物之间的DNA序列，使这段固定长度的序列呈指数增长。

作为引物对，在设计时要关注哪些要素？例1、某同学在做PCR反应实验时，最关键的是需要控制（）A、氧气的浓度B、酸碱度C、温度D、大气的湿度例2、（2011江苏卷）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0.14mol/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2mol/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例3、多聚酶链式反应（PCR）是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。

请回答下列有关PCR技术的基本原理及应用问题。

（1）DNA的两条链是反向平行的，通常将的末端称为5/端，当与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的开始延伸DNA链。

（2）PCR利用了DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题，但又导致了DNA聚合酶失活的新问题。

到20世纪80年代，科学家从一种Taq细菌中分离到，它的发现和应用解决了上述问题；要将Taq细菌从其它普通的微生物中分离出来，所用的培养基叫。

（3）PCR的每次循环可以分为三步。

假设在PCR反应中，只有一个DNA片段作为模板，请计算在5次循环后，反应物中大约有个这样的DNA片段。

*（4）图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。

①从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为。

②在第轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。

（5）设计引物是PCR技术关键步骤之一。

某同学设计的两组引物（只标注了部分碱基序列）都不合理（如下图），请分别说明理由。

第1组：；②第二组。

（6）PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶，下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能，这是因为。

（7）目前PCR技术的主要应用在等方面。

（1）磷酸基团 3/端（2）耐高温的TaqDNA聚合酶；选择培养基（3）变性、退火、延伸；32 （4）15/16 ；三（5）引物和引物局部发生碱基互补配对而失效引物自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效（6）DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上（7）遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定例4、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l0 g。

剪碎后分成两组，一组置于20℃、另一组置于一20℃条件下保存24 h。

DNA粗提取：第一步：将上述材料分别放人研钵中，各加入l5 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只小烧杯中分别注人10mL滤液，再加人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的颜色深浅,结果如下表。

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I．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。

【【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，从蒜黄提取的DNA量最多⑦低温抑制了向光酶的活性，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】】本题考查了DNA粗提取技术的原理、操作过程及同学分析、判断能力，从题目实验看出，该实验的课题是探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响。

在试用第二步中，为了防止DNA断裂，要缓缓的搅拌，从表中结果看出，由于低温抑制了相关酶的活性，DNA降解慢，使得相同材料在低温保存下，DNA提取量大，在相同条件先，蒜黄蓝色最深，说明相同条件下从蒜黄中提取的DNA量最大，由于氯仿密度比水大，可使蛋白质变性后沉淀，而与水、DNA不相溶，这样可将第三步获得的溶液与等量的氯仿混合，静置一段时间，吸取上清液即可得到较纯净的DNA。

巩固练习1、DNA粗提取实验中有三次过滤：⑴过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液⑵过滤含粘稠物的0.14mol/LNaCl 溶液⑶过滤溶解有DNA的2mol/LNaCl溶液，以上三次过滤分别为了获得（）A含核物质的滤液、纱布上的粘稠物、含DNA的滤液B含核物质的滤液、滤液中DNA粘稠物、含DNA的滤液C含核物质的滤液、滤液中DNA粘稠物、纱布上的DNAD含较纯的DNA滤液、纱布上的粘稠物、含DNA的滤液2、在DNA提取过程中，最好使用塑料试管和烧杯，目的是（）A.不易破碎B.减少提取过程中DNA的损失C.增加DNA的含量D.容易洗刷3、下列操作中，对DNA的提取量影响最小的是（）A.使鸡血细胞在蒸馏水中充分破裂，放出DNA等核物质B.搅拌时，要使用玻璃棒沿一个方向轻缓搅拌C.在“析出DNA粘稠物”时，要缓缓加蒸馏水，直至溶液中粘稠物不再增加D.在用酒精沉淀DNA时，要使用冷酒精，甚至再将混合液放入冰箱中冷却4、在向溶解DNA的NaCl溶液中，不断加入蒸馏水的目的是（）A.加快溶解DNA的速度B.加快溶解杂质的速度C.减少DNA的溶解度，加快DNA析出D.减小杂质的溶解度，加快杂质的析出5、下列有关“利用菜花进行DNA 的粗提取与鉴定”实验的叙述中，正确的是（ ）A ．采用不同浓度的NaCl 溶液反复溶解与析出DNA 的方法可去除部分蛋白质等杂质B ．在切碎的菜花中加入一定量的蒸馏水，充分研磨后过滤获取滤液C ．用蒸馏水将NaCl 溶液浓度调至0．14mol ／L ，滤去析出物D ．将白色丝状物溶解在2mol ／LNaCl 溶液中，加入二苯胺试剂即呈蓝色6、PCR 技术的基本原理是( )A.以mRNA 为模板形成DNA 的逆转录过程B.碱基互补配对原则C.双链DNA 分子复制的原理D.分子杂交的原理7、应用PCR 技术扩增目的基因，目的基因两条链的解开是由于( )A.Taq 聚合酶的催化B.受热变性C.DNA 水解酶的催化D.解旋酶的催化8、PCR 技术通过对目的基因进行扩增，可以得到大量的目的基因，下面对该技术的叙述，不正确的是( )A.遵循的基本原理是双链DNA 复制B.每扩增一次温度发生90℃75→℃55→℃变化C.扩增仪内必须加入引物、原料和DNA 聚合酶D.呈指数式扩增，约为2n ，n 为扩增次数9、在基因工程中，把选出的目的基因(共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸460个)放入P CR 仪中扩增4代，那么，在PCR 仪中放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数至少应是( ) A.640 B.8100 C.600 D.864010、聚合酶链式反应(PCR 技术)是体外酶促合成特异DNA 片段的一种方法，由高温变性、低温退火及适温延伸等几步反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA 得以迅速扩增，其简要过程如下图所示。