第三章 第一节 第3课时 目的基因的获取、DNA的粗提取和鉴定、基因表达载体的构建-【优化探究】2025-2026学年新教材高中生物学选择性必修3同步导学案配套PPT课件（苏教版）

基因工程 第三章　 第一节　基因工程及其技术 第3课时　目的基因的获取、DNA的粗提取和鉴 定、基因表达载体的构建 [目标导学]　1.简述目的基因的获取方法。2.简述基因表达载体的组成及构建过程。3.概述DNA的粗提取和鉴定的原理及过程。 内容索引 NEIRONGSUOYIN 学习任务二　DNA的粗提取和鉴定 学习任务一　目的基因的获取 课时作业 素养达标 备选题库 教师独具 学习任务三　基因表达载体的构建 目的基因的获取 学习任务一 梳理 归纳教材知识 1.基因工程的基本操作程序 包括目的基因的获取、 、将目的基因导入受体细胞,以及目的基因及其表达产物的检测鉴定等步骤。 2.目的基因的获取 (1)通过化学合成法直接人工合成目的基因 ①比较小的目的基因:在明确脱氧核苷酸序列后,可以通过_____________直接人工合成。 基因表达载体的构建 DNA合成仪 ②全基因或较大基因 a.方法:使用 的方法。 b.合成过程 半合成 ⅰ.合成基因的部分 片段。 ⅱ.适当条件下退火得到 复合体。 ⅲ.在 存在的条件下,通过 酶(能将双链DNA的突出5'端补平的DNA聚合酶)等的作用,合成相应的互补链。 ⅳ.用相应的 修复缺口,获得两条完整的互补双链。 寡核苷酸 模板—引物 dNTP Klenow DNA连接酶 (2)通过筛选基因文库获取目的基因 ①基因文库的种类 项目 基因组文库 cDNA文库 含义 是指含有某种生物体 片段的重组DNA的克隆群体 包含着细胞全部________ 信息的cDNA克隆集合 构建 过程 将提纯的原核生物或者真核生物的基因组DNA →随机片段 体外重组 得到一组含有不同DNA片段的 分子群体 从组织细胞中提取mRNA,逆转录成cDNA,与适当载体连接后转化宿主 全部基因 mRNA 酶解 重组DNA ②从基因组文库中筛选目的基因 一般采用 的方法,将某基因的已知片段作为筛选的探针,在基因组文库中筛选含有目的基因的菌落,进行扩增、分离回收而获得目的基因。 ③cDNA文库应用:构建合适的cDNA文库已成为获取 目的基因的常用方法。 核酸探针杂交 真核生物 (3)从细胞中直接获得基因组DNA或mRNA的基本过程 裂解细胞使核酸分子释放出来 ↓ 从释放出来的细胞成分中 核酸分子 ↓ 纯化获得核酸分子 分离 (4)质粒DNA的提取:先用 获取质粒,再提取质粒DNA。 (5)纯化DNA的原理:通常利用了DNA与RNA、蛋白质等物质在 方面的差异。 碱裂解法 理化性质 [正误辨析] (1)对于核苷酸序列已知且比较小的基因可以通过化学合成法直接人工合成。 ( ) (2)Klenow酶是一种能将双链DNA的突出5'端补平的DNA聚合酶。( ) (3)一般采用核酸探针杂交的方法从基因组文库中筛选目的基因。 ( ) (4)cDNA文库含有该生物的所有基因。 ( ) √ √ √ × 探究 要点合作突破 根据提供的资料和所学内容,分析并回答下列问题。 资料　真核生物的基因结构及转录和加工过程图 (1)cDNA文库是从某种生物的某一细胞中提取出mRNA,经逆转录过程获得的基因文库,为什么该基因文库仅含有该生物的部分基因? 提示:由于基因的选择性表达,某种生物的某一细胞中仅有部分基因转录出mRNA,所以由该细胞中的mRNA逆转录得到的基因文库(cDNA文库)仅含该生物的部分基因。 (2)根据提供的资料,推测cDNA文库与基因组文库相比,得到的基因中不含有哪些结构? 提示:不含有启动子、终止子、内含子等结构。 (3)将从基因组文库中获取的人胰岛素基因导入大肠杆菌细胞,能否实现成功表达出具有生物活性的人胰岛素?为什么? 提示:不能。从基因组文库中获取的人胰岛素基因含有内含子,而大肠杆菌是原核生物,细胞内缺乏剪切内含子转录片段的酶系统,不能对前体mRNA进行加工形成成熟的mRNA。 (4)如何构建含有人胰岛素基因的cDNA文库? 提示:从人的胰岛B细胞中提取mRNA,逆转录成cDNA,与适当载体连接后转化宿主细菌。宿主细胞群即是含有人胰岛素基因的cDNA文库。 [核心知识] 1.目的基因的获取方法 (1)化学合成法 ①基因比较小且已知其序列用化学合成法直接人工合成。 ②全基因或较大基因使用半合成的方法,可以降低成本,有利于普及采用。 (2)通过基因文库获取目的基因 ①基因组文库(含某种生物的全部基因) 供体生物→全部DNA→DNA片段→体外重组→受体菌群。 ②cDNA文库(含某种生物的部分基因) 供体生物→mRNA→cDNA→体外重组→受体菌群。 2.基因组文库与cDNA文库的比较 比较项目 cDNA文库 基因组文库 文库大小 小 大 基因中启动子(具有启动作用的DNA片段) 无 有 基因中内含子(位于编码蛋白质序列内的非编码DNA片段) 无 有 基因多少 某种生物的 部分基因 某种生物的 全部基因 物种间的基因交流 可以 部分基因可以 [教材拓展]　转座子标签法获得目的基因 (1)转座子 ①概念:染色体上一段可以移动的基因,其分子本质是一段能够插入到寄主基因组新位点的特异的DNA。 ②存在:在原核生物中有大量转座子,酵母、果蝇以及哺乳动物等多种真核生物中也存在转座子。 ③特点 a.在转座过程中,原来位置的DNA片段(转座子)并未消失,发生转移的只是转座子的拷贝。 b.基因发生转座可以引起插入突变,使插入位置的基因失活并诱导产生突变型,或在插入位置上出现新的编码基因。 (2)转座子标签法 ①概念:通过转座子在染色体上的插入和整合,把转座子作为基因定位的标签来检测出突变基因的位置和克隆出突变基因的方法。 ②利用转座子克隆外源基因的主要操作步骤:已分离得到的转座子与选择标记构建成含转座子的质粒载体→将含转座子的质粒载体导入到目标生物基因组中→利用PCR等技术鉴定转座子DNA→以转座子序列为探针,筛选插入的突变体,分离转座子的两端相邻序列基因。 强化 题点对应训练 1.(多选)随着科学技术的发展,获取目的基因的方法越来越多。下列有关目的基因的获取,正确的是 (　　) A.构建基因文库只需要DNA连接酶 B.胰岛A细胞和胰岛B细胞的基因组文库和cDNA均相同 C.PCR技术依据DNA分子半保留复制的原理可以在短时间内大量扩增目的基因 D.脱氧核苷酸序列已知的较小的基因可以用化学方法直接人工合成 CD 解析:构建基因文库需要限制酶和DNA连接酶,A错误;cDNA文库中只含有胰岛A细胞(或胰岛B细胞)已转录(或已表达)的基因,而基因组文库中含有该生物的全部基因,由于基因的选择性表达,因此胰岛A细胞和胰岛B细胞的cDNA文库不完全相同,B错误;PCR技术利用DNA分子半保留复制的原理,呈指数方式扩增,因此可在短时间内大量扩增目的基因,C正确;若目的基因比较小,脱氧核苷酸序列已知,可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成,D正确。 2.为从根本上解决水稻中的高植酸 问题,可以将酵母菌中的植酸酶基 因导入水稻,培育低植酸转基因水 稻品种。如图是获取植酸酶基因的流程,下列说法错误的是 (　　) A.图中cDNA文库包含基因组文库 B.cDNA含有某种生物的部分基因 C.基因组文库含有某种生物的全部基因 D.①③过程中可以使用同种探针筛选含目的基因的菌株 A 解析:基因组文库包含某种生物所有的基因,而cDNA文库是由mRNA经逆转录形成的基因组成的,由于基因的选择性表达,cDNA文库只包含某种生物的部分基因,A错误,B正确;基因组文库是指将某种生物的全部基因组DNA切割成一定长度的DNA片段克隆到某种载体上而形成的集合,含有该种生物的全部基因,C正确;由于①③过程都是筛选获得含有同种目的基因的菌株,所以可以使用同一种DNA探针进行筛选,D正确。 DNA的粗提取和鉴定 学习任务二 梳理 归纳教材知识 1.DNA的粗提取 柠檬酸钠 蒸馏水 蒸馏水 DNA 2.DNA的鉴定 (1)原理:在酸性条件下,DNA与二苯胺发生反应,溶液呈 。 (2)步骤:将分离的丝状物放入物质的量浓度为2 mol·L-1的NaCl溶液中,使其溶解,再加入二苯胺试剂, 加热数分钟,溶液出现 。 蓝色 沸水浴 蓝色 [正误辨析] (1)在DNA提取液中加入适量冷却的、体积分数为95%的乙醇溶液,可以使DNA析出。 ( ) (2)在DNA溶液中加入二苯胺试剂，溶液就会变蓝色。 ( ) √ × 1.根据DNA的粗提取和鉴定过程及提供的资料,分析并回答下列问题。 资料1　DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度曲线 资料2　DNA与蛋白质等物质的物理和化学性质有差异,如DNA不溶于乙醇,但某些蛋白质溶于乙醇。 探究 要点合作突破 (1)能否选用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料?为什么? 提示:不能。哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和各种细胞器,无DNA分子。 (2)根据资料1回答,在DNA的粗提取中,两次加入蒸馏水的作用相同吗?如不相同,分别分析其目的。 提示:实验中两次加入蒸馏水的目的不相同。第一次加入的目的是使鸡血细胞吸水涨破,释放出核物质,第二次加入的目的是稀释NaCl溶液,使DNA析出。 (3)根据资料2中DNA和蛋白质在酒精中的溶解度的特点,分析如何将DNA和蛋白质进一步分离? 提示:向溶解有DNA和蛋白质的溶液中加入适量冷却的、体积分数为95%的乙醇溶液,DNA的絮状物会从滤液中析出。而部分蛋白质会溶解在乙醇溶液中,这样可以对DNA起到进一步的纯化作用。 2.在利用鸡血细胞粗提取DNA和鉴定的实验过程中四次用到玻璃棒搅拌,每次搅拌的速度和目的不同。 (1)第一次搅拌加蒸馏水的鸡血细胞液是为了　　　　 　　　　。  (2)第二次搅拌加2 mol·L-1的NaCl溶液的滤液是为了_______________ ________。  (3)第三次搅拌加蒸馏水的NaCl溶液是为了_________________________ ________________。  (4)第四次搅拌2 mol·L-1的NaCl溶液是为了　　　　　　　　。  加速鸡血细胞的破裂 加速DNA的 溶解 稀释NaCl溶液,以析出 更多的DNA 加速DNA的溶解 [核心知识] 1.实验涉及的材料及作用 试剂 操作 作用 柠檬酸钠溶液 与鸡血混合 防止血液凝固 蒸馏水(Ⅰ) 与鸡血细胞混合 加快血细胞破裂 蒸馏水(Ⅱ) 加入溶解有DNA的NaCl溶液中 降低NaCl溶液的浓度,析出DNA丝状物 试剂 操作 作用 2 mol·L-1 的NaCl溶液 加入含鸡血细胞核DNA的溶液中 溶解DNA 冷却的 酒精 加入过滤后含DNA的 NaCl溶液中 析出DNA丝状物 二苯胺 试剂 加入溶有DNA的NaCl溶液中(沸水浴) 产生特定的颜色反应 2.DNA的粗提取和鉴定的实验操作流程 步骤 图示 具体操作 讨论 破碎 细胞 在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水,同时用玻璃棒搅拌 搅拌时应该沿一个方向搅拌,且不能太猛烈,防止破坏DNA分子 提取核物质 纱布过滤、取滤液 滤液中含有DNA、蛋白质 步骤 图示 具体操作 讨论 溶解细胞核内的DNA 在含DNA的滤液中加入物质的量浓度为2 mol·L-1的NaCl溶液,搅拌均匀,并过滤除去不溶的杂质 在物质的量浓度为2 mol·L-1的NaCl溶液中DNA分子的溶解度大,能充分溶解DNA且能除去部分不溶杂质 析出含DNA的丝状物 缓慢加入蒸馏水,并用玻璃棒沿同一方向轻轻搅拌,当丝状物不再增加时,停止加水 当丝状物不再增加时,此时的NaCl溶液的物质的量浓度应该接近0.14 mol·L-1,在0.14 mol·L-1的NaCl溶液中,DNA溶解度最小 3.DNA的粗提取和鉴定实验中的注意事项 (1)过滤含DNA的丝状物时不能用滤纸代替纱布,否则会因DNA被吸附到滤纸上而导致DNA大量损失。 (2)用玻璃棒搅拌时,动作要缓慢且沿同一方向进行,目的是防止DNA被破坏。 (3)二苯胺试剂要现配现用,否则二苯胺会变成浅蓝色,影响鉴定效果。 (4)在鸡血中加入柠檬酸钠防止血液凝固。 (5)提取含有杂质较少的DNA时,应加入适量冷却的、体积分数为95%的乙醇溶液,因为DNA不溶于乙醇,细胞中某些蛋白质可溶于乙醇,从而进一步提纯DNA,且冷却的乙醇可以防止DNA水解,易形成沉淀,增加DNA的柔韧性,减少断裂。 1.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,正确的是(　　) A.可以用菜花、洋葱、猪血、猪肝等实验材料粗提取DNA B.提取植物细胞的DNA时,需要加入一定量的研磨液,快速研磨 C.若选择动物细胞作为实验材料,实验中多次加入蒸馏水的目的均是为了析出DNA D.可利用DNA在酒精中溶解度较大的特点来提取DNA 强化 题点对应训练 B 解析:猪血中的成熟红细胞没有细胞核和细胞器,不含DNA,不能用于粗提取DNA,A错误;提取植物细胞的DNA时,加入一定量的研磨液快速研磨,可以破碎细胞,释放出DNA,B正确;若选择动物细胞作为实验材料,第一次加蒸馏水是为了使细胞吸水涨破,释放出核物质,后面多次加入蒸馏水不是为了析出DNA,C错误;DNA在酒精中的溶解度较小,利用这一特点可使DNA析出,而不是提取,D错误。 2.(多选)某实验中学生物兴趣小组对DNA粗提取的实验步骤进行了创新:利用液氮快速粉碎植物样品,采用碱裂解(0.5 mol/L NaOH使细胞破碎)的方式提取DNA,提取的DNA再利用TE缓冲液中和,得到DNA的粗提取液。下列说法正确的是 (　 　) A.提取DNA的实验材料可选择洋葱或者新鲜的鸡血细胞 B.利用液氮处理植物样品的目的是使植物细胞彼此分离 C.碱溶液可以破坏细胞膜和细胞壁 D.TE缓冲液能使DNA从溶液中析出 ABC 解析:洋葱或者新鲜的鸡血细胞均有细胞核,核中有DNA,可以作为材料提取DNA,A正确;由题干“液氮快速粉碎植物样品”可知,利用液氮处理样品的作用是使植物细胞彼此分离,B正确;由题干“NaOH使细胞破碎”可知,碱溶液可以破坏细胞膜和细胞壁,C正确;由题干“提取的DNA再利用TE缓冲液中和,得到DNA的粗提取液”可知,TE缓冲液是溶解DNA的溶液,D错误。 基因表达载体的构建 学习任务三 梳理 归纳教材知识 1.基因表达载体构建的目的 (1)使目的基因进入受体细胞并 。 (2)使目的基因能稳定存在且遗传给后代。 有效表达 2.基因表达载体的组成 RNA聚合酶 转录 标记 复制并遗传 3.载体的种类 克隆 表达 调控元件 (2)有些载体兼有克隆载体和表达载体的特点。 [正误辨析] (1)构建基因表达载体需用到限制酶和DNA连接酶。 ( ) (2)基因表达载体中有的含有启动子和终止密码子。 ( ) √ × 1.启动子和终止子与起始密码子和终止密码子是一回事吗?说明理由。 提示:不是。启动子和终止子位于DNA上,是基因表达载体必需的部分;而起始密码子和终止密码子位于mRNA上,决定翻译的开始和结束。 2.为什么目的基因要插入启动子和终止子之间? 提示:启动子位于目的基因的上游,使转录开始,是RNA聚合酶识别、结合的部位;终止子位于目的基因的下游,使转录终止;只有顺序正确,目的基因才能正常转录。 探究 要点合作突破 3.构建基因表达载体时,可以选择用两种能产生不同黏性末端的限制酶分别同时切割载体和含有目的基因的DNA分子,这种方法被称为“双酶同时切割法”。请据图回答下列问题。 注:AmpR表示氨苄青霉素抗性基因。 (1)已知BamHⅠ和EcoRⅠ识别的核苷酸序列和切割位点分别为 则DNA分子经BamHⅠ和EcoRⅠ切割后所形成的末端是否互补(相同)? 提示:不互补(不相同)。 (2)由图示可知,质粒经BamHⅠ和EcoRⅠ切割后,分别形成黏性末端1与2,目的基因所在的DNA分子经BamHⅠ和EcoRⅠ切割后,分别形成黏性末端3与4。 ①黏性末端1与2能否经DNA连接酶连接?3与4呢?为什么?这说明“双酶同时切割法”具有什么优点? 提示:均不能,因为这两种限制酶切割后形成的黏性末端不互补(不相同)。这说明“双酶同时切割法”能够避免载体和目的基因的自身环化。 ②黏性末端1与4、2与3能否经DNA连接酶连接?这说明“双酶同时切割法”具有什么优点? 提示:均不能。这说明“双酶同时切割法”能够避免载体与目的基因的反向连接。 [核心知识] 1.比较启动子、终止子、起始密码子和终止密码子   启动子 终止子 起始密码子 终止密码子 本质 DNA片段 mRNA上三个相邻的核糖核苷酸 位置 目的基因上游 目的基因下游 mRNA的首端 mRNA的尾端 作用 RNA聚合酶识别和结合的部位 决定转录的终止 翻译的起始信号 决定翻译过程的终止 2.两个关键点突破构建基因表达载体类试题 (1)关键点一:根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 ①应选择切点位于目的基因两端的限制酶,如图甲可选择PstⅠ。 ②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶,如图甲不能选择SmaⅠ。 ③为避免目的基因和质粒的自身环化和反向连接,也可以使用不同的限制酶切割目的基因和质粒,如图甲也可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)切割。 (2)关键点二:根据质粒的特点确定限制酶的种类 ①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致,以确保两者具有相同的黏性末端。 ②质粒作为载体必须具有标记基因等,所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构。 (3)在基因表达载体中,启动子应位于目的基因的上游,终止子应位于目的基因的下游,这样目的基因才能表达,即酶切位点应位于启动子与终止子之间。 强化 题点对应训练 1.基因工程利用某目的基因(图甲)和P1噬菌体载体(图乙)构建重组DNA。限制性内切核酸酶的酶切位点分别是BglⅡ、EcoRⅠ和Sau3AⅠ。下列分析错误的是(　　) A.构建重组DNA时,可用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体 B.构建重组DNA时,可用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体 C.图乙中的P1噬菌体载体只用EcoRⅠ切割后,含有2个游离的磷酸基团 D.用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体,再用DNA连接酶连接,只能产生一种重组DNA 答案:D 解析:如果用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因,目的基因两端将形成不同的黏性末端,同样用BglⅡ和Sau3AⅠ切割P1噬菌体载体也形成这两种黏性末端,因此它们可构成重组DNA,A正确;由于Sau3AⅠ的切割位点在EcoR Ⅰ的左侧,因此用EcoR Ⅰ和Sau3AⅠ切割目的基因,目的基因两端将形成不同的黏性末端,同样用EcoR Ⅰ和Sau3AⅠ切割P1噬菌体载体也形成这两种黏性末端,因此它们可构成重组DNA,B正确;P1噬菌体载体为环状DNA,其上只含有一个EcoRⅠ的切点,因此用EcoRⅠ切割后,该环状DNA分子变为线性双链DNA分子,每条链上含有一个游离的磷酸基团,因此切割后含有两个游离的磷酸基团,C正确;用EcoRⅠ切割目的基因后两端各有一切口,与图乙中EcoRⅠ切口对接时,方向可能接反,即可产生两种重组DNA,D错误。 2.反向PCR是利用已知序列设计引物对未知序列进行扩增的技术,其过程如图。下列叙述错误的是 (　　) A.过程①可用同种限制酶切割磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键 B.过程②需用DNA连接酶将酶切片段环化以实现对未知序列的扩增 C.过程③需添加方向相对的引物1和3以便DNA聚合酶从其3'端延伸子链 D.过程③中将温度调至72 ℃的目的是使引物与模板链通过碱基互补配对结合 答案:D 解析:由题图可知,过程①即酶切后,已知序列能环化,说明两端的黏性末端相同,故过程①可用同一种限制酶对未知序列两端进行切割,A正确;过程②即环化,将DNA片段连接起来,该过程中使用DNA连接酶催化相邻核苷酸之间形成磷酸二酯键,B正确;过程③为扩增,需添加方向相对的引物1和3以便DNA聚合酶从其3'端延伸子链,C正确;过程③中将温度调至72 ℃的目的是使热稳定的DNA聚合酶将四种脱氧核苷酸根据碱基互补配对原则合成新的DNA链,D错误。 备选题库 教师独具 1.下列有关目的基因获取的理解,不正确的是(　　) A.目的基因可以从自然界中分离得到,也可以人工合成 B.cDNA文库的构建过程需要用到逆转录酶 C.基因文库就是基因组文库 D.cDNA文库只含有某种生物的一部分基因 C 解析:目的基因可以用限制酶从自然界中分离得到,也可以通过人工合成的方法获取,A正确;cDNA文库的构建需要用到逆转录酶,cDNA是以mRNA为模板,经逆转录酶催化形成的,B正确;基因文库包括基因组文库和部分基因文库,C错误;cDNA文库是部分基因文库中的一种,只包含一种生物的部分基因,D正确。 2.(多选)下列关于基因工程及应用的叙述,不正确的是(　 　) A.从cDNA文库中能获取某种生物的全部基因 B.一种核酸探针能从基因组文库中筛选出多种基因 C.利用半合成法合成全基因时只需要DNA连接酶 D.构建cDNA文库需要用到逆转录酶 ABC 解析:从cDNA文库中只能获取某种生物的部分基因,从基因组文库中才能获取某种生物的全部基因,A错误;一种核酸探针只能筛选出一种基因,B错误;利用半合成法合成全基因时需要Klenow酶和DNA连接酶的作用,C错误。 3.如图为基因表达载体的模式图,下列叙述错误的是(　　) A.构建基因表达载体需要用到限制酶和DNA 连接酶 B.终止子位于基因的下游,使翻译在所需要的 地方停止下来 C.构建成功后的载体能在受体细胞中稳定存在,并遗传给下一代 D.抗生素抗性基因可作为标记基因,用于重组质粒的筛选 B 解析:终止子位于基因的下游,作用是使转录在相应的地方停止,不是使翻译在所需要的地方停止下来,B错误。 4.下列关于DNA粗提取和鉴定的叙述,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.预冷的乙醇可用来进一步纯化粗提取的DNA D.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)的成熟红细胞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不溶于乙醇溶液,但是细胞中的某些蛋白质溶于乙醇溶液,预冷的、体积分数为95%的乙醇溶液可用来进一步纯化粗提取的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。 5.如图为利用鸡血细胞进行DNA粗提取和鉴定实验的部分操作示意图,请分析回答下列问题。 (1)上述图示中,该实验的正确操作顺序是　 　　　　　　　(用序号与箭头表示)。  (2)在提取过程中使用不同浓度的NaCl溶液的目的是___________________ 　　　　 　　　　。 (3)步骤①的目的是析出并获得DNA,其依据原理是 。  (4)DNA可用　　　　试剂鉴定,沸水浴后的颜色反应为　　　　。  ③→②→⑤→①→④ 利用DNA在不同 浓度的NaCl溶液中的溶解度不同,把DNA和蛋白质等杂质进行分离 DNA不溶于酒精 二苯胺 蓝色 解析:(1)进行DNA粗提取和鉴定实验,应先选材,获取DNA溶液(③),然后,过滤掉细胞膜等物质,得到DNA滤液(②),再去除蛋白质等杂质(⑤),之后用95%的乙醇溶液析出DNA,获得DNA的粗提取物(①),最后用2 mol/L的NaCl溶液溶解DNA粗提取物,以鉴定DNA(④),所以该实验的正确操作顺序是③→②→⑤→①→④。 (2)在提取过程中,利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同,把DNA和蛋白质等杂质进行分离。 (3)步骤①的目的是析出并初步提纯获得DNA,其依据原理是利用DNA不溶于酒精的性质,除去细胞中溶于酒精的物质而得到较纯的DNA。 (4)DNA可用二苯胺试剂鉴定,沸水浴后的颜色反应为蓝色。 课时作业 素养达标 [基础巩固练] 1.为了在大肠杆菌细胞中成功表达人胰岛素基因,首先需要提取胰岛B细胞的mRNA,经逆转录等过程来获取目的基因。下列相关叙述错误的是 (　　) A.用于逆转录的mRNA只能从胰岛B细胞中获取 B.逆转录过程需要四种游离的核糖核苷酸作为原料 C.经逆转录得到的目的基因不含启动子 D.逆转录获取目的基因时遵循碱基互补配对原则 B 解析:胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达,因此用于逆转录的mRNA只能从胰岛B细胞中获取,A正确;逆转录过程是以RNA为模板合成DNA的过程,需以四种游离的脱氧核糖核苷酸为原料,B错误;真核细胞的mRNA转录后通过加工剪切了启动子,因此逆转录得到的基因不含启动子,C正确;逆转录获取目的基因是利用碱基互补配对原则获得DNA链,D正确。 2.如图为人胰岛素基因结构模式图,下列相关叙述正确的是 (　　) A.启动子位于基因的上游,基本单位是脱氧核苷酸 B.cDNA文库和基因组文库的基因中均含有内含子 C.人胰岛A细胞的cDNA文库中可以找到该基因 D.细胞内DNA复制时,只对编码区进行复制 A 解析:启动子位于基因上游的非编码区,本质为DNA,所以基本单位是脱氧核苷酸,A正确;cDNA文库是以成熟mRNA为模板逆转录合成的,故cDNA文库中的基因没有内含子,而基因组文库的基因中含有内含子,B错误;人胰岛A细胞不表达人胰岛素基因,故人胰岛A细胞的cDNA文库中找不到该基因,C错误;细胞内DNA复制时,DNA分子中所有序列均被复制,即不管是编码区还是非编码区均被复制,D错误。 3.下列关于“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述,正确的是(　　) A.动、植物细胞DNA的提取须在无菌条件下进行 B.为了DNA充分析出,搅拌时需快速搅拌 C.粗提取得到的白色丝状物中仍含有蛋白质等杂质 D.将DNA粗提物与二苯胺混合,沸水浴冷却后才能观察到呈蓝色 C 解析:动、植物细胞DNA的粗提取与鉴定实验无须在无菌条件下进行,A错误;应该用玻璃棒向同一个方向轻缓搅拌,防止DNA被破坏,B错误;粗提取得到的白色丝状物中仍含有蛋白质等杂质,C正确;将提取的白色丝状物溶解在NaCl溶液中,加入二苯胺试剂沸水浴加热,溶液呈现蓝色,D错误。 4.DNA粗提取与鉴定的实验流程是“取材→研磨→过滤→分离→鉴定”。下列叙述正确的是 (　　) A.大肠杆菌、洋葱和猪血细胞均可作为提取DNA的材料 B.将研磨液过滤后,取沉淀物继续进行实验 C.滤液中加入冷酒精,用玻璃棒快速搅拌会使DNA的提取量增加 D.进行DNA鉴定时,对照组不需要加入DNA D 解析:猪为哺乳动物,成熟红细胞不含细胞核,不能用于DNA的粗提取,A错误;DNA提取的实验中,要将研磨液过滤取上清液继续进行实验,B错误;DNA不溶于体积分数为95%的冷酒精,因此在溶有DNA的滤液中加入体积分数为95%的冷酒精后,用玻璃棒轻缓搅拌可以进一步纯化DNA,不会使DNA的提取量增加,C错误;进行DNA鉴定时,对照组不需要加入DNA,只加二苯胺试剂作为空白对照组,目的是与实验组进行颜色对照,以鉴定提取出的物质是DNA,D正确。 5.科研人员将目的基因J与质粒构建重组表达载体,该质粒的部分结构如图所示,下列叙述错误的是 (　　) A.除图中标出的结构外,质粒还需具备 的结构有复制原点、标记基因、限制 酶切位点等 B.与图中启动子结合的酶是RNA聚合酶 C.用PCR检测J基因连接到质粒中且方向正确可选用的一对引物是F1和R2 D.若J基因转录的模板链位于b链,可知引物F1与基因J的b链相应部分序列相同 D 解析:题图中有启动子和终止子等,因此质粒还需具备的结构有限制酶的切割位点、标记基因、复制原点等,A正确;启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,B正确;引物F2与R1或F1与R2结合部位包含J基因的碱基序列,因此推测为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确,进行PCR检测时,若仅用一对引物,应选择图甲中的引物F2和R1或F1与R2,C正确;b是模板链,而根据图上启动子和终止子的位置可知转录方向是图上从左向右,对应的模板链方向应该是3'→5',非模板链(也就是a链)是5'→3';考虑到DNA复制的方向是子链的5'→3',引物基础上延伸的方向肯定是5'→3',所以引物结合的单链其方向是3'→5';图中F1是前引物,在左侧,所以其配对的单链是3'→5'的b链,故其序列应该与a链相应部分的序列相同,D错误。 6.用氨苄青霉素抗性基因(AmpR)、四环素 抗性基因(TetR)作为标记基因构建的质粒 如图所示。用不同限制酶对目的基因和质 粒酶切后,构建基因表达载体。有关叙述 错误的是(　　) A.若用Hind Ⅲ酶切,目的基因可能出现反向插入 B.若用PvuⅠ酶切,在含Tet(四环素)培养基中的菌落,不一定含有目的基因 C.若用SphⅠ酶切,可通过凝胶电泳技术鉴定目的基因是否插入质粒 D.若用ScaⅠ和HindⅢ酶切,可以成功构建基因表达载体 D 解析:若用HindⅢ酶切,目的基因可能正向插入,也可能反向插入,转录的产物可能不同,A正确;若用PvuⅠ酶切,重组质粒和质粒中都有四环素抗性基因(TetR),因此在含Tet(四环素)培养基中的菌落,不一定含有目的基因,B正确;DNA凝胶电泳技术可以分离不同大小的DNA片段,重组质粒的大小与质粒不同,能够鉴定目的基因是否插入质粒,C正确;若用ScaⅠ和HindⅢ酶切,会破坏所有的标记基因,同时会丢失启动子,故无法成功构建基因表达载体,D错误。 7.反刍动物的瘤胃中含有分解纤维素的微生物,科研小组从瘤胃中分离培养分解纤维素的微生物的流程如图所示。请回答下列问题。 (1)筛选、培养纤维素分解菌需以　 　为唯一碳源设计选择性培养基。步骤Ⅱ之后,为了获得单菌落,需要在固体培养基上进行接种培养。常见的固体培养基接种方法有　 　、平板划线法等。当进行四区划线时,全过程中接种环需要灼烧　　次,划线结束后灼烧接种环的目的是__________________________________________________ 　　　　　　　。 纤维素 稀释涂布平板法 5 杀死接种环上残存的菌种,避免细菌污染环境 和感染操作者 (2)分离出某真菌的W基因可编码一种可高效降解纤维素的酶,以图2中质粒为载体,进行转基因操作。已知图中W基因转录方向是从右向左,启动子通常具有物种特异性,为使大肠杆菌产生该酶,在质粒中插入W基因,其上游启动子应选择　　　　(填字母)。  A.真菌启动子 B.大肠杆菌启动子 C.反刍动物启动子 B (3)①如图3所示,W基因转录的模板链是　　　　。利用PCR技术对W基因进行扩增时,选取的引物为　　　　(用①②③④回答)。  ②氨苄青霉素抗性基因的存在便于　 　　　,在含氨苄青霉素的培养基中可以增殖的细菌有　　　 (填字母)。  A.空白大肠杆菌 B.转入空白质粒的大肠杆菌 C.转入重组质粒的大肠杆菌 ②③ 甲链 筛选导入重组DNA分子的大肠杆菌 BC ③结合图2及图3,解释MfeⅠ酶不可用的原因:_______________________ 　　　　　　　 　;解释EcoRⅠ酶不可用的原因: ______________________________________________________________________________________________________________________ 　　　　　　　　　　　　　 　。  W基因中有限制酶MfeⅠ的 识别序列,会破坏目的基因 在质粒中EcoRⅠ酶的识别序列在HindⅢ识别序列的靠启动子侧,若用 该酶切割,会导致目的基因反向连接,且质粒上有两处EcoRⅠ酶的识 别序列,若使用该酶切割,会破坏质粒结构 解析:(1)图1是科研小组从瘤胃中分离培养分解纤维素的微生物的流程,因此得到瘤胃提取物后,应将其放入以纤维素为唯一碳源的选择培养基进行Ⅰ过程。步骤Ⅱ之后,为了获得单菌落,需要在固体培养基上进行接种培养,常见的固体培养基接种方法有稀释涂布平板法、平板划线法等。当进行四区划线时,每一次划线前需要进行灼烧灭菌,最后一次划线后仍然需要进行一次灼烧灭菌,因此全过程中接种环至少需要灼烧5次,其中最后一次划线后,接种环上残留有菌种,若不处理可能会污染环境或导致操作者感染,因此最后一次划线结束后需要灼烧灭菌,杀死残留在接种环上的菌种。 (2)启动子通常具有物种特异性,要使目的基因在大肠杆菌中表达目的基因产生该酶,在质粒中插入W基因,其上游启动子应选择大肠杆菌启动子,这样可以保证目的基因在大肠杆菌中正常表达,即B正确。 (3)①已知图中W基因转录方向是从右向左,mRNA链的合成方向为5'→3',与甲链从右向左3'→5'互补,故W基因转录的模板链是甲链。利用PCR技术扩增目的基因的原理是DNA半保留复制,子链延伸方向为5'→3',因此在扩增目的基因时选取的引物为②③。 ②氨苄青霉素抗性基因的存在便于成功筛选导入目的基因的受体细胞,图示重组质粒和空白质粒中均含有抗氨苄青霉素的抗性基因,因此,在含氨苄青霉素的培养基中可以增殖的细菌有转入空白质粒的大肠杆菌和转入重组质粒的大肠杆菌,即无论是导入空白质粒还是重组质粒的大肠杆菌均可在含有氨苄青霉素的培养基上生长。故选B、C。 ③题意显示“图中W基因转录方向是从右向左、“质粒启动子到终止子方向为顺时针”,故重组质粒的启动子应在W基因右侧,终止子应在W基因左侧,W基因右侧只能用HindⅢ切割,W基因左侧有BamHⅠ、KpnⅠ、EcoRⅠ三种酶切位点,结合质粒情况及切割位点识别序列,应使用限制酶HindⅢ和KpnⅠ切割图中质粒和W基因,以获得能正确表达W基因的重组质粒。结合图示可知,W基因中有限制酶MfeⅠ的识别序列,因此不能用该酶切割目的基因和质粒;在质粒中EcoRⅠ酶的识别序列在HindⅢ识别序列的左侧,若用该酶切割,会导致目的基因反向连接,且EcoRⅠ酶在质粒中有两个识别序列,若使用EcoRⅠ酶切割,会将环状质粒切割成两个链状DNA片段,且可用的启动子和终止子分别位于两个DNA片段上,破坏了质粒结构。 [素能培优练] 8.如图表示“DNA的粗提取与鉴定”实验中的两个操作步骤,下列叙述错误的是 (　　) A.可以用菜花、洋葱、猪肝等作为实验材料粗提取DNA B.图中的丝状物是粗提取的DNA,溶液b是2 mol/L的NaCl溶液 C.图1操作的原理是DNA能溶于酒精,而蛋白质等杂质不溶于酒精 D.图2所示实验的结果是试管1不变蓝,试管2变蓝色 答案:C 解析:菜花、洋葱、猪肝等细胞富含DNA,可以作为实验材料粗提取DNA,A正确;图1中溶液a为2 mol/L的NaCl溶液,其中用玻璃棒卷起的丝状物为粗提取的DNA。DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度较大,故试管2中将丝状物DNA溶解于2 mol/L的NaCl溶液,试管1中溶液b是2 mol/L的NaCl溶液,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,利用这一原理,可以将DNA和蛋白质进一步分离,C错误;试管2将丝状物DNA溶解于2 mol/L的NaCl溶液,加入二苯胺试剂,沸水浴冷却后呈蓝色,因此图2所示实验的结果是试管1不变蓝,试管2变蓝色,D正确。 9.如图表示某种质粒和含目的基因的DNA片段,利用相关工具酶将二者构建成基因表达载体并导入受体菌。几种可供使用的限制酶识别序列及其切割位点为EcoRⅠ:⁃ATTC⁃;BamHⅠ:⁃ATCC⁃;BclⅠ:⁃ATCA⁃;Sau3AⅠ:ATC⁃;SmaⅠ:⁃CCGG⁃。 注:TetR表示四环素抗性基因;AmpR表示氨苄青霉素抗性基因。 下列关于构建基因表达载体时限制酶的选择及其相关叙述,错误的是(　　) A.若单独使用SmaⅠ,则目的基因表达的产物可能不相同 B.若单独使用SmaⅠ,则含有目的基因的受体菌不能在氨苄青霉素培养基中生长 C.若选择BamHⅠ和SmaⅠ,能在四环素培养基中生长的受体菌一定含有目的基因 D.若用EcoRⅠ和BclⅠ切割质粒,则需用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割含目的基因的DNA C 解析:用同一种限制酶切割质粒和含目的基因的DNA片段后,目的基因可能会反向连接到质粒上,因此目的基因表达的产物可能不相同,A正确;若单独使用SmaⅠ切割质粒和含目的基因的DNA片段,会破坏质粒上的氨苄青霉素抗性基因,使含有目的基因的受体菌不能在氨苄青霉素培养基中生长,B正确;若选择BamHⅠ和SmaⅠ切割质粒和含目的基因的DNA片段,重组质粒上含有正常的四环素抗性基因,能在四环素培养基中生长的受体菌有可能获得了重组质粒,也有可能获得的是普通质粒,C错误;含目的基因的DNA片段上没有BclⅠ的识别序列,不能使用BclⅠ切割含目的基因的DNA片段,但Sau3AⅠ切割DNA后产生的黏性末端与BclⅠ相同,故若用EcoRⅠ和BclⅠ切割质粒,则需用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割含目的基因的DNA片段,D正确。 10.(多选)目的基因和载体如果用同一种限 制酶处理,连接时会出现正反接的情况,为鉴 定筛选出的表达载体中是否含有正确插入 目的基因的重组质粒,拟设计引物进行PCR 后,结合电泳技术鉴定。图示为甲、乙、丙 3条引物在正确重组质粒中的相应位置,其中目的基因为长度300 bp的片段。下列有关说法正确的是 (　　) A.PCR退火温度不宜太低,避免引物错配和模板链形成双链 B.电泳条带迁移的位置和速度与DNA分子的大小、带电量和构象有关 C.选取引物甲、丙,扩增出450 bp长度片段时,可以说明目的基因正接 D.选取引物甲、乙,扩增出400 bp长度片段时,可以说明目的基因反接 答案:ABD 解析:退火是在高温解旋后降低温度让引物与模板链结合,退火温度不宜太低,避免引物错配和模板链形成双链,A正确;电泳条带迁移的位置和速度与DNA分子的大小、带电量和构象有关,如电泳一段时间后,较大的DNA分子迁移距离小,离加样孔近,而较小的DNA分子迁移距离大,离加样孔远,B正确;由于使用的引物是甲和丙,没有与基因相应位置配对,因此不管基因正接还是反接,均为450 bp,C错误;选取引物甲、乙,扩增出400 bp长度片断时,可以说明目的基因反接,若正接无法扩增,D正确。 11.(多选)科研人员利用农杆菌转化法将抗病毒蛋白基因C导入番木瓜,培育出转基因抗病番木瓜,Ti质粒如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A.T⁃DNA由4种脱氧核苷酸组成,具有双螺旋 结构 B.番木瓜基因也可以插入卡那霉素抗性基因 内部 C.构建重组质粒需要限制酶、DNA连接酶等 D.含重组Ti质粒的农杆菌具有四环素抗性 AC 解析:T-DNA是质粒的一段DNA,其由4种脱氧核苷酸组成,具有双螺旋结构,A正确;因为需要T-DNA将目的基因整合到受体细胞染色体DNA上,所以番木瓜基因不可插入卡那霉素抗性基因内部,B错误;构建重组质粒需要限制酶(切割目的基因和质粒)、DNA连接酶等,C正确;由题图可知,四环素抗性基因在构建基因表达载体时被破坏,所以含重组Ti质粒的农杆菌不具有四环素抗性,D错误。 12.Ⅰ.疫苗的研制和快速准确的检测技术是应对某些病毒性传染病的有力措施。 Ⅱ.为了定量测定样品中病毒核酸,常采用实时荧光PCR扩增技术,该技术扩增目的基因时,需额外添加荧光标记探针(每个目的基因结合1分子探针)。当探针完整时,不产生荧光,当探针被Taq酶水解时,R与Q分离,可以检测到R发出的荧光,如图2所示。 回答下列问题。 (1)腺病毒是研制疫苗的常用载体,图1是构建含某病毒S蛋白(抗原)基因的重组腺病毒表达载体示意图。 ①PCR的中文名称是　 　　　,PCR添加引物的目的是 　　 　。  ②图1中构建的腺病毒表达载体须含有________________________________ 　　　 　　　　　等组件(至少答出2点)。 聚合酶链式反应 使DNA聚合酶从引物的3'端开始延伸子链 标记基因、启动子、终止子、 S蛋白基因、复制原点 ③图1中四种限制酶的切割位点和识别序列如表所示,构建腺病毒表达载体时需使用限制酶　 　　切割腺病毒基因和某病毒的S蛋白基因,选用这两种限制酶切割的主要原因是__________________________ 　　　　　　　　　　　　　　(答出1点即可)。  限制酶 NcoⅠ SphⅠ NheⅠ BamHⅠ 识别序 列和切 割位点 ATGG GGTA   ATGC CGTA   TAGC CGAT   ATCC CCTA   NcoⅠ和BamHⅠ 防止目的基因自身环化 及目的基因与载体反向连接 (2)临床上常采用RT⁃PCR技术进行相关检测。RT⁃PCR是指以病毒的RNA为模板合成cDNA,并对cDNA进行PCR扩增的过程。在此过程中,需要用Taq酶和　 　　酶,其中PCR过程需要的原料是______________ 　　　 　。  (3)若样本中含有目的基因,引物、探针与目的基因通过形成　　　键特异性结合。据图2分析,探针的水解发生在PCR过程的　　　阶段。  逆转录 四种脱氧 核糖核苷酸(dNTP) 氢 延伸 (4)在实时荧光PCR技术中,Ct值的含义是“每个反应管内的荧光信号达到设定的阈值时所经历的循环数”,据此分析,当样本中初始模板越多,Ct值就　　 　　。  (5)若荧光信号的累积与PCR产物数量完全同步,每分子探针水解释放的R基团荧光强度为a,加入模板DNA数为b,则反应体系中荧光信号强度(Rn)与扩增次数(n)之间的关系为Rn=　 　　。  越小/越低 (2n-1)ab 解析:(1)①PCR的中文名称是聚合酶链式反应,引物的作用是使DNA聚合酶从引物的3'端开始延伸子链。 ②基因表达载体包含标记基因、启动子、终止子、S蛋白基因、复制原点等组件。 ③据图1可知,S蛋白基因两端的部分序列中含有 序列,故可选择BamHⅠ和NcoⅠ两种限制酶进行切割;基因工程中双酶切的目的是防止目的基因自身环化及目的基因与载体反向连接。 (2)分析题意可知,RT-PCR是指以病毒的RNA为模板合成cDNA,并对cDNA进行PCR扩增的过程。该过程从RNA到cDNA属于逆转录,需要逆转录酶,之后cDNA扩增需要Taq酶;PCR是一项体外扩增目的基因的技术,该过程所需的原料是四种脱氧核糖核苷酸(dNTP)。 (3)引物、探针与目的基因之间可以通过形成氢键而结合;PCR技术包括变性、退火、延伸三个过程,据图2可知,探针的水解发生在DNA子链延伸的过程中。 (4)Ct值的含义是在PCR扩增过程中,每个反应管内的荧光信号达到设定的荧光阈值时所经历的扩增循环数,故样本中初始模板越多时,达到设定的荧光阈值时所需经历的扩增循环数就越小,Ct值就越低。 (5)每次扩增时都会有一半的模板链可以与探针结合,随后探针水解,发出荧光,则第n次扩增时有2n-1个探针水解,扩增n次的过程中共有(2n-1)个探针水解。若每分子探针水解释放的R基团荧光强度为a,加入的模板DNA数为b,则反应体系中荧光信号强度(Rn)与扩增次数(n)之间的关系为Rn=(2n-1)ab。 13.叶绿体DNA(cpDNA)大多为环状双链,其基因组序列高度保守,目前已在分子标记、核质互作、叶绿体基因工程等方面开展了广泛研究。下列为提取cpDNA的相关步骤。其中,SDS能使生物膜瓦解,苯酚使蛋白质变性析出,氯仿与苯酚互溶,易于除去苯酚。 (1)叶绿体的分离: ①匀浆使细胞破碎:将叶片置于4 ℃冰箱黑暗饥饿处理12~24 h后,剪成1 cm长度,放入匀浆机,倒入缓冲液,先低速匀浆2次,再高速匀浆3次,每次5~10 s。匀浆前黑暗饥饿处理的目的是　 　　　,有利于cpDNA的提取。  使叶绿体中的淀粉消耗掉 ②离心得到叶绿体粗提物:将匀浆液过滤后离心,弃沉淀去除细胞残骸;将得到的上清液再次离心,弃上清,即得叶绿体粗提物,第二次离心的速度比第一次　　　。此过程中,线粒体分布在　 　　中,从而避免了线粒体DNA对cpDNA的污染。  (2)去除核DNA:向叶绿体粗提物中加入　 　　、缓冲液,37 ℃静置15 min后,离心取沉淀,从而去除吸附在叶绿体外膜上的核DNA。  快 上清液 DNA酶 (3)叶绿体的裂解和cpDNA的粗提:将纯化的叶绿体加入缓冲液、SDS、蛋白酶K,55 ℃水浴3 h,使叶绿体裂解,释放出cpDNA,离心取上清液。在上清液中加入苯酚和氯仿,离心后的液体包括上层水相、中层变性蛋白和下层有机溶剂,cpDNA分布于　 　　中,小心用移液枪吸取该层液体。  (4)获得cpDNA:向粗提溶液中加入3 mol·L-1醋酸钠及预冷的　 　　,离心取　 　　(填“溶液”或“沉淀物”)。  上层水相 95%酒精 沉淀物 (5)电泳检测cpDNA:图中1、2是某品种茶树用上述方法提取到的cpDNA凝胶电泳结果,M是　 　。2组无条带,表明提取不成功,其可能的原因之一是操作过程中叶绿体裂解时间过长,导致　 　　　　　。  已知大小的不同DNA片段(Marker) cpDNA片段断裂或降解,所提取的cpDNA含量少 (6)叶绿体基因的遗传方式属于　 　遗传, 　 　(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔遗传定律,不会随　　　传给后代,从而可以避免造成基因污染。  细胞质 不遵循 花粉 解析:(1)①匀浆前黑暗饥饿处理的目的是使叶绿体中的淀粉消耗掉,有利于cpDNA的提取。②第二次离心的速度比第一次快。整个过程中线粒体分布在上清液中,从而避免了线粒体DNA对cpDNA的污染。 (2)向叶绿体粗提物中加入DNA酶可水解DNA,从而去除吸附在叶绿体外膜上的核DNA。 (3)由于DNA可以溶解在水里,所以cpDNA分布于上层水相中。 (4)DNA不溶于酒精,向粗提溶液中加入3 mol·L-1醋酸钠及预冷的95%酒精,使DNA沉淀,所以应离心取沉淀物获取cpDNA。 (5)电泳检测cpDNA:图中1、2是某品种茶树用上述方法提取到的cpDNA凝胶电泳结果,M是已知大小的不同DNA片段(Marker)。2组无条带,表明提取不成功,其可能的原因之一是操作过程中叶绿体裂解时间过长,导致cpDNA片段断裂或降解,所提取的cpDNA含量少。 (6)有性生殖生物的细胞核基因的遗传遵循孟德尔遗传定律,叶绿体基因的遗传不遵循孟德尔遗传定律,不会随花粉传给后代,从而避免转基因植物对其近缘植物的基因污染。 $$