新高考适用2024版高考生物一轮总复习选择性必修3生物与技术第10单元生物技术与工程微专题DNA的粗提取与鉴定DNA片段的扩增及电泳鉴定课件

选择性必修三生物与技术专题整合第十单元生物技术与工程1．DNA的粗提取与鉴定(1)实验原理①原理：DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可初步分离DNA与蛋白质。②DNA的性质：DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，能溶于2mol/L的NaCl溶液。(2)方法步骤①研磨洋葱：称取约30g洋葱，切碎，然后放入研钵中，倒入10mL研磨液，充分研磨。②去除滤液中的杂质：在漏斗中垫上纱布，将洋葱研磨液过滤到烧杯中，在4℃冰箱中放置几分钟后，再取上清液。③DNA的析出：在上清液中加入体积相等的、预冷的酒精溶液(体积分数为95%)，静置2～3min，溶液中出现的白色丝状物就是粗提取DNA。将玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸去上面的水分。④DNA的鉴定：取两支20mL的试管，各加入2mol/L的NaCl溶液5mL。将丝状物或沉淀物溶于其中一支试管的NaCl溶液中。然后，向两支试管中各加入4mL的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min。待试管冷却后，比较两支试管中溶液颜色的变化。呈蓝色的试管中含有DNA。(3)注意事项①取材原则：凡是含有DNA的生物材料都可以考虑，但选用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大。②过滤含DNA的研磨液时不能用滤纸代替纱布，否则会因DNA被吸附到滤纸上，从而损失大量DNA。③鉴定DNA用的二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。2．DNA片段的扩增及电泳鉴定(1)实验原理①扩增原理：PCR利用了DNA的热变性原理，通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合。PCR仪实质上就是一台能够自动调控温度的仪器。一次PCR一般要经历30次循环。②电泳原理：DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是电泳。③PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来。(2)方法步骤①PCR扩增②鉴定PCR产物：琼脂糖凝胶电泳法配制琼脂糖溶液→制备琼脂糖凝胶→将电泳缓冲液加入电泳槽中→加样→电泳→取出凝胶置于紫外灯下观察和照相(3)注意事项①为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理。②该实验所需材料可以直接从公司购买，缓冲液和酶应分装成小份，并在－20℃储存。使用前将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化。③在向微量离心管中添加反应组分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换。④在操作时，一定要戴好一次性手套。1．(2019·江苏卷)下列关于DNA粗提取与鉴定的叙述，错误的是(

)A．用同样方法从等体积兔血和鸡血中提取的DNA量相近B．DNA析出过程中，搅拌操作要轻柔以防DNA断裂C．预冷的酒精可用来进一步纯化粗提的DNAD．用二苯胺试剂鉴定DNA需要进行水浴加热A解析：哺乳动物(如兔)成熟的红细胞中无细胞核和众多细胞器，不能提取到DNA，故兔血不宜作为该实验的实验材料，A错误；为防止DNA断裂，在DNA析出过程中搅拌操作要轻柔且沿着一个方向，B正确；DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精溶液，预冷的酒精溶液可用来进一步纯化粗提的DNA，C正确；在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺呈现蓝色，因此，用二苯胺试剂鉴定DNA需要进行水浴加热，D正确。2．(2022·山东联合调考)大肠杆菌经溶菌酶和阴离子去垢剂(SDS)处理后，拟核DNA就会缠绕在细胞壁碎片上，静置一段时间，质粒分布在上清液中。利用上述原理可初步获得质粒DNA。下列关于质粒的粗提取和鉴定的分析错误的是(

)A．DNA不溶于酒精，而某些蛋白质溶于酒精，可以用冷酒精析出上清液中的DNACB．DNA能溶于2mol/L的NaCl溶液，可用二苯胺试剂在沸水加热条件下鉴定DNAC．用限制酶Ⅰ和Ⅱ处理提取的产物，电泳后出现图示结果，说明未提取到质粒D．用琼脂糖凝胶电泳鉴定质粒，被染色的质粒还需要通过紫外灯照射才能看到结果解析：限制性酶Ⅰ和限制性酶Ⅱ处理提取的产物，只得到一个条带，说明提取物是环状DNA，即提取物为质粒，C错误。3．下列关于核酸片段的扩增及电泳鉴定的相关叙述，正确的是(

)A．PCR的缓冲液中一般要添加ATP，以激活耐高温的DNA聚合酶B．mRNA也是核酸，因此可直接用PCR扩增仪扩增C．PCR产物常通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定D．琼脂糖凝胶电泳中的缓冲液中含指示剂，其可以在紫外灯下被检测出来C解析：耐高温的DNA聚合酶不需要ATP激活，A错误；mRNA是核酸，但不能直接用PCR扩增仪扩增，需要先逆转录为cDNA再用PCR扩增仪扩增，B错误；PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定，在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关，C正确；琼脂糖凝胶电泳中的缓冲液中不含指示剂，不能在紫外灯下被检测出来，凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来，D错误。4．用XhoⅠ和SalⅠ两种限制性内切核酸酶分别处理同一DNA片段，酶切位点及酶切产物分离结果如图。下列叙述错误的是(

)BA．电泳是指带电的分子在电场的作用下发生迁移的过程B．泳道①中是用XhoⅠ处理得到的酶切产物C．若用XhoⅠ和SalⅠ两种酶同时处理该DNA片段后电泳，其泳道可能有5条D．电泳技术可以用于人类亲子鉴定、生物间亲缘关系鉴定解析：电泳是指带电分子在电场的作用下发生迁移的过程，A正确；限制酶SalⅠ有三处切割位点，切割后产生4个DNA片段，因此泳道①中是用SalⅠ处理得到的酶切产物，B错误；限制酶SalⅠ有三处切割位点，切割后产生4个DNA片段，限制酶XhoⅠ有2处切割位点，切割后产生3个DNA片段，结合题图可知，若用XhoⅠ和SalⅠ两种酶同时处理该DNA片段后电泳，可能存在相同长度的DNA片段，其泳道可能有5条，C正确；不同生物的DNA切割后长度不同，切割后再进行电泳，可以用于人类亲子鉴定、生物间亲缘关系的鉴定，D正确。5．下列利用洋葱进行“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是(

)A．将研磨液加入切碎的洋葱，充分研磨后过滤，要弃去上清液B．采用体积分数为95%酒精溶液析出DNA的方法可去除部分杂质C．用塑料离心管是因为用玻璃离心管容易破损D．将白色丝状物溶解在NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后振荡，观察颜色变化B解析：将研磨液加入切碎的洋葱，充分研磨后过滤，要弃去沉淀物，收集上清液，A错误；DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理可将DNA与蛋白质进一步分离，进行DNA的粗提取，B正确；用塑料离心管可减少提取过程中DNA的损失，C错误；将白色丝状物溶解在NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后，将试管置于沸水中加热5min，观察颜色变化，D错误。6．(2020·北京卷)为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白(HMA3)基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中(如图)。为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，在进行PCR扩增时，应选择的引物组合是(

)A．①＋③

B．①＋②C．③＋② D．③＋④B解析：引物①扩增的片段含有启动子和HMA3基因，引物③扩增的片段不含启动子，引物②扩增的片段既含有启动子，又含有HMA3基因序列。图示中克隆的重金属转运蛋白(HMA3)基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中，若要检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因和高效启动子，需要检测是否含有高效启动子序列和HMA3基因序列，应选择的引物组合是①＋②，B正确。7．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10g。剪碎后分成两组：一组置于20℃，另一组置于－20℃条件下保存24h。DNA粗提取：第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入15mL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10mL滤液，再加入20mL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2mol/LNaCl溶液溶解上述絮状物。DNA检测：在上述试管中各加入4mL二苯胺试剂，混合均匀后，置于沸水中加热5min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表。(注：“＋”越多表示蓝色越深)材料保存温度花菜辣椒蒜黄20℃＋＋＋＋＋＋－20℃＋＋＋＋＋＋＋＋＋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：__________________________________________________________________________________________________。探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响DNA断裂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是_________________________________________________________________________，然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。低温抑制了相关酶的活性，

DNA降解速度慢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)题目给出了多种实验材料，以探究不同保存温度对DNA提取量的不同影响，因此该实验名称可为“探究不同实验材料和不同保存温度对DNA提取量的影响”。(2)在提取DNA时，玻璃棒沿一个方向缓慢搅拌，为了有效提取DNA，防止DNA分子断裂。(3)①由表格可见，花菜、辣椒、蒜黄三