巩固练习（六）DNA的粗提取与DNA片段的扩增实验综合同步练习-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

高中生物（人教版） 选择性必修3 分层作业 巩固练习（六）DNA的粗提取与DNA片段的扩增实验综合 一、DNA的粗提取与鉴定实验 1．(2024·山东，13)关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法正确的是(　　) A．整个提取过程中可以不使用离心机 B．研磨液在4 ℃冰箱中放置几分钟后，应充分摇匀再倒入烧杯中 C．鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生改变 D．仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰 2．(2025·盐城高二期中)下列有关“DNA的粗提取和鉴定”实验的叙述，错误的是(　　) A．制备鸡血细胞液时，可加入适量的柠檬酸钠溶液，防止血液凝固 B．鸡血细胞放入蒸馏水中处理的目的是使其吸水涨破，释放DNA C．利用DNA在0.14 mol/L的氯化钠溶液中溶解度最小的特点，可将DNA与部分杂质分开 D．提纯后，将DNA溶于95%的乙醇溶液中，再加入二苯胺试剂，经沸水浴再冷却后可观察到蓝色 3．(2023·广东，11)“DNA的粗提取与鉴定”实验的基本过程：裂解→分离→沉淀→鉴定。下列叙述错误的是(　　) A．裂解：使细胞破裂释放出DNA等物质 B．分离：可去除混合物中的多糖、蛋白质等 C．沉淀：可反复多次以提高DNA的纯度 D．鉴定：加入二苯胺试剂后即呈现蓝色 4．棉叶总DNA的提取较为困难，若采集的鲜叶样品保存不当，将严重影响其DNA的提取率及纯度。科研人员以棉花新鲜嫩叶为对照，比较了不同贮藏条件(4 ℃冷鲜保存3 d、－20 ℃冷冻保存3 d和7 d)对棉叶DNA提取率及纯度的影响，结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．利用不同浓度的NaCl溶液可初步去除部分杂质 B．鲜叶提取的DNA与二苯胺试剂反应呈现的蓝色最深 C．冷冻保存7 d后提取的DNA中有些蛋白质或氨基酸未除尽 D．冷冻保存3 d的DNA提取效果优于冷鲜保存3 d 5．(2024·青岛高二期末)下列有关“DNA的粗提取和鉴定”实验的叙述，错误的是(　　) A．过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解 B．提取过程中进行2次离心，离心后DNA都分布在上清液中 C．实验操作中，可用预冷的体积分数为95%的酒精沉淀DNA D．实验结果变色不明显，可能是研磨不充分导致DNA不能从细胞核中充分释放 6．“CTAB法”和“SDS法”是提取DNA的常用方法，CTAB提取液含有CTAB、EDTA等成分，SDS提取液含SDS、EDTA等成分。CTAB、SDS能破坏膜结构，使蛋白质变性，提高DNA在提取液中的溶解度；EDTA能螯合Mg2＋、Mn2＋，抑制DNA酶的活性。某科研小组为了寻找提取腊梅DNA的优良方法，比较了上述两种提取DNA的方法，主要操作如图所示： 注：TE缓冲液主要用于溶解核酸，能稳定储存DNA和RNA。 实验测定结果如表(表中OD260的值反映溶液中核酸的浓度，OD280的值反映溶液中蛋白质的浓度。理论上，纯DNA溶液的OD260/OD280的值为1.8，纯RNA溶液的OD260/OD280的值为2.0)。 CTAB SDS OD260 OD280 OD260/OD280 OD260 OD280 OD260/OD280 0.033 0.018 1.833 0.006 0.005 1.200 请回答下列问题： (1)与常温下研磨相比，在液氮中研磨的优点是__________________________________；CTAB提取液和SDS提取液中都加入EDTA的目的是________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)氯仿－异戊醇密度大于水且不溶于水，DNA不溶于氯仿－异戊醇，蛋白质等杂质可溶于氯仿－异戊醇，实验过程中加入氯仿－异戊醇离心后，应取①________(填“上清液”或“沉淀物”)加异丙醇(异丙醇与水互溶)并离心进行纯化，利用异丙醇溶液纯化DNA的原理是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)两种方法中，________法提取的DNA的纯度更高，判断的依据是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 7.(2024·安徽，14)下列关于“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是(　　) A．实验中如果将研磨液更换为蒸馏水，DNA提取的效率会降低 B．利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA C．DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，该原理可用于纯化DNA粗提物 D．将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应，可检测溶液中是否含有蛋白质杂质 8.(2024·咸阳高二期末)如图表示“DNA的粗提取和鉴定”的相关流程。下列叙述正确的是(　　) A．实验材料可以选择猪的成熟红细胞或肝细胞 B．步骤1和步骤2的目的是获取研磨液中的沉淀物 C．步骤3中的DNA不溶于酒精，而某些蛋白质溶于酒精 D．步骤4将DNA丝状物直接加到二苯胺试剂中并沸水浴加热 二、DNA片段的扩增及电泳鉴定实验 9．下列关于PCR操作过程的叙述，错误的是(　　) A．在进行操作时，一定要戴好一次性手套 B．PCR所用的缓冲液和酶应分装成小份，在－20 ℃储存 C．将PCR所用缓冲液和酶从冰箱拿出，需放在高温环境中迅速融化 D．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 10．(2021·湖北，16)某实验利用PCR技术获取目的基因，实验结果显示除目的基因条带(引物与模板完全配对)外，还有2条非特异条带(引物和模板不完全配对)。为了减少非特异条带的产生，以下措施中有效的是(　　) A．增加模板DNA的量 B．延长热变性的时间 C．延长延伸的时间 D．提高复性的温度 11．(2024·日照高二期末)以下关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述，错误的是(　　) A．4种脱氧核苷酸为PCR扩增提供原料 B．凝胶载样缓冲液中的电泳指示剂可使核酸显色 C．带有负电荷的核酸需要加在电泳槽的负极 D．不同大小的核酸在相同电场力的作用下迁移速率不同，从而实现分离 12．(2025·肇庆高二期末)图甲为某DNA分子及其中的限制酶酶切位点，图乙为用A和B两种限制酶同时或分别处理该DNA分子后，对产物电泳分离的结果。下列叙述错误的是(　　) A．图甲X、Y分别为限制酶A、B的酶切位点 B．图甲中的DNA分子全长为10 000个碱基对 C．图乙中②为限制酶B切割后的电泳结果 D．图乙中产物电泳时加样孔在图乙的上端 13．(2024·湖南，15改编)最早的双脱氧测序法是PCR反应体系中，分别再加入一种少量的双脱氧核苷三磷酸(ddATP、ddCTP、ddGTP或ddTTP)，子链延伸时，双脱氧核苷三磷酸也遵循碱基互补配对原则，以加入ddATP的体系为例：若配对的为ddATP，延伸终止；若配对的为脱氧腺苷三磷酸(dATP)，继续延伸；PCR产物变性后电泳检测。通过该方法测序某疾病患者及对照个体的一段序列，结果如图所示。下列叙述不正确的是(　　) A．上述PCR反应体系中只加入一种引物 B．电泳时产物的片段越小，迁移速率越快 C．5′－CTACCCGTGAT－3′为对照个体的一段序列 D．患者该段序列中某位点的碱基C突变为G 14．(2023·江苏，22节选)为了将某纳米抗体和绿色荧光蛋白基因融合表达，运用重组酶技术构建质粒，如图1所示。请回答下列问题： (1)分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时，配制的两个反应体系中不同的有______________，扩增程序中最主要的不同是____________。 (2)将PCR产物片段与线性质粒载体混合后，在重组酶作用下可形成环化质粒，直接用于转化细菌。这一过程与传统重组质粒构建过程相比，不需要使用的酶主要有_______________________________________________________________________________。 (3)为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计，用不同菌落的质粒为模板、用引物F1－F和F2－R进行了PCR扩增，质粒P1～P4的扩增产物电泳结果如图2。根据图中结果判断，可以舍弃的质粒有________。 (4)对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通过基因测序确认，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 15.(2024·黑吉辽，7)关于采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物的实验，下列叙述正确的是(　　) A．琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA片段的大小 B．凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示DNA分子的具体位置 C．在同一电场作用下，DNA片段越长，向负极迁移速率越快 D．琼脂糖凝胶中的DNA分子可在紫光灯下被检测出来 16.用PCR方法检测转基因植株是否成功导入目的基因时，得到如图所示的电泳图谱，其中1号为DNA标准样液(Marker)，10号为蒸馏水，PCR时加入的模板DNA如图所示。据此作出的分析，不合理的是(　　) A．PCR产物的分子大小在250～500 bp之间 B．3号样品为不含目的基因的载体DNA C．9号样品对应植株不是所需的转基因植株 D．10号确定反应体系等对结果没有干扰 答案 1.答案　A 解析　研磨液在4 ℃冰箱中放置几分钟后，DNA在上清液中，应取上清液倒入烧杯中，B错误；鉴定过程中用沸水浴加热，DNA双螺旋结构会发生改变，C错误；加入二苯胺试剂后沸水浴处理的时间要在5分钟以上，且要等到冷却后再观察结果，这样才可以观察到较为明显的显色反应，仅设置一个对照组可以排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰，D错误。 2.答案　D 解析　提纯后，将DNA溶于2 mol/L的氯化钠溶液中，加入二苯胺试剂混合均匀，经沸水浴再冷却后可观察到蓝色，D错误。 3.答案　D 解析　裂解是使细胞破裂释放出DNA等物质，针对不同的实验材料，可选择不同的方法破坏细胞，如植物细胞可选择研磨的方法，而动物细胞可选择吸水涨破的方法，A正确；DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2 mol/L的NaCl溶液，将溶液过滤，即可将混合物中的多糖、蛋白质等与DNA分离，B正确；DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理可以反复多次用酒精沉淀出DNA，提高DNA的纯度，C正确；将DNA溶于NaCl溶液中，加入二苯胺试剂，沸水中加热五分钟，待冷却后，溶液能呈现蓝色，D错误。 4.答案　B 解析　冷冻保存3 d处理后提取的DNA量是最多的，因此用二苯胺试剂鉴定，颜色最深的是冷冻保存3 d处理后提取的DNA，B错误；由图可知，冷冻保存7 d后提取的DNA纯度(OD260/OD280值)小于1.8，说明提取的DNA中有些蛋白质或氨基酸未除尽，C正确；由图可知，冷冻保存3 d的DNA提取率高于冷鲜保存3 d，两者DNA纯度相近，说明冷冻保存3 d的DNA提取效果优于冷鲜保存3 d，D正确。 5.答案　B 解析　低温时DNA酶的活性较低，过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解，A正确；提取过程中进行2次离心，第一次离心后DNA分布在上清液中，第二次离心后DNA分布在沉淀物中，B错误。 6.答案　(1)研磨充分，且低温能抑制DNA酶的活性　抑制DNA酶的活性，减少DNA分解，提高DNA的完整性和总量　(2)上清液　DNA不溶于异丙醇，而杂质能溶于异丙醇　(3)CTAB　CTAB法提取的DNA溶液的OD260/OD280的值为1.833，更接近纯DNA溶液的该比值 7.答案　D 解析　研磨液中含有NaCl，有利于DNA的溶解，若换为蒸馏水，DNA提取的效率会降低，A正确；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精，因此利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA，B正确；DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl浓度的变化而改变，因此可用不同浓度的NaCl溶液对DNA进行粗提取，C正确；在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，因此二苯胺试剂可用于鉴定DNA，不能检测溶液中是否含有蛋白质杂质，D错误。 8.答案　C 解析　猪的成熟红细胞没有细胞核，不含有DNA，A错误；步骤1和步骤2的目的是获取研磨液中的上清液，B错误；DNA鉴定时，需将DNA溶解在2 mol/L的NaCl溶液中，然后加入二苯胺试剂并沸水浴加热，D错误。 9..答案　C 解析　将PCR所用缓冲液和酶从冰箱拿出，需放在冰块上缓慢融化，C错误。 10.答案　D 解析　增加模板DNA的量可以提高反应速度，但不能有效减少非特异性条带的产生，A不符合题意；延长热变性的时间和延长延伸的时间会影响变性延伸过程，但对于延伸中的配对影响不大，故不能有效减少产生非特异性条带，B、C不符合题意；非特异性条带增加的原因可能是复性温度过低而造成引物与模板的错配，故可通过提高复性的温度来减少非特异性条带的产生，D符合题意。 11.答案　B 解析　凝胶载样缓冲液中的电泳指示剂不能使核酸显色，它在凝胶中形成可见的色带，帮助实验者实时观察电泳进展，待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时，停止电泳，B错误；带有负电荷的核酸会向与其携带电荷相反的电极迁移，故需要加在电泳槽的负极，使其向正极迁移，C正确。 12.答案　A 解析　据图乙可知，酶①切割后，可以产生6 000 bp、3 500 bp、500 bp三个条带，酶②切割后，可以产生8 000 bp、2 000 bp两个条带，结合图甲，限制酶A可以在3 500 bp处切割，可推知，①为限制酶A，②为限制酶B，图甲X、Y分别为限制酶B、A的酶切位点，A错误，C正确；酶①切割后，可以产生6 000 bp、3 500 bp、500 bp三个条带，酶②切割后，可以产生8 000 bp、2 000 bp两个条带，故图甲中的DNA分子全长为10 000个碱基对，B正确；DNA分子越大，迁移越慢，依据条带分布可知，图乙中产物电泳时加样孔在图乙的上端，D正确。 13.答案　D 解析　双脱氧测序法的目的是测定DNA序列，因此在双脱氧测序法的PCR反应体系中加入的模板是待测的单链DNA，故只需加入一种引物，A正确；电泳时，产物的片段越小，迁移速率越快，B正确；由题干信息可知，双脱氧测序法中，ddNTP与对应的dNTP相互竞争，最终形成长度不等的DNA片段，因此根据电泳图谱就可以确定每个泳道中的DNA片段(条带)的3′端碱基，如＋ddATP的泳道中出现的DNA片段的3′端碱基就是A，另外由于每个片段的起始点相同(均为引物的5′端)，但终止点不同，因此可以通过比较片段的长度来确定DNA序列中每个位置上的碱基，图示电泳方向为从上→下，即对应的DNA片段为长→短，则对应的DNA测序结果为3′端→5′端，若对照个体的电泳结果最短的条带为＋ddCTP泳道组的条带，则说明该DNA片段5′端第一个碱基为C，因此对照个体的测序结果为5′－CTACCCGTGAT－3′，患者的测序结果为5′－CTACCTGTGAT－3′，对比患者和对照个体的测序结果可知，患者该段序列中某位点的碱基C突变为T，C正确，D错误。 14.答案　(1)模板、引物　引物的设计　(2)限制酶、DNA连接酶　(3)P3、P4　(4)电泳只能测大小(长度)，不知道具体序列 解析　(1)PCR反应进行的条件：引物、耐高温的DNA聚合酶、4种脱氧核苷酸、模板和缓冲液(其中需要Mg2＋)。分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时， 配制的两个反应体系中不同的有模板(片段F1、片段F2)、引物。PCR过程需要两种引物，能分别与目的基因两条链的3′端通过碱基互补配对结合。引物设计是决定PCR反应成败的最重要因素，因此扩增程序中最主要的不同是引物的设计。(2)传统重组质粒构建需要使用限制酶切割质粒使其具有与目的基因相同的黏性末端，之后再用DNA连接酶将目的基因和质粒连接成重组质粒。将PCR产物片段与线性质粒载体混合后，在重组酶的作用下可形成环化质粒，不需要使用限制酶和DNA连接酶。(3)EGFP为720 bp，AnB1为390 bp，二者的总大小为720＋390＝1 110(bp)，用引物F1－F和F2－R进行了PCR扩增，其大小接近于P1、P2，根据图中结果判断，可以舍弃的质粒有P3、P4。(4)琼脂糖凝胶电泳技术仅能用于分析待检测DNA分子的大小，无法确定待检测DNA分子的碱基序列，因此对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通过基因测序确认。 15.答案　A 解析　琼脂糖凝胶的浓度会影响DNA分子在凝胶中的迁移率和分辨率，琼脂糖凝胶的浓度通常是根据所需分离的DNA片段大小来选择的。对于较大的DNA片段，比如基因组DNA或质粒DNA，通常选择较低浓度的琼脂糖凝胶，因为它们需要更大的孔径来有效迁移；而对于较小的DNA片段，比如PCR产物或酶切片段，则需要选择较高浓度的琼脂糖凝胶，以提供更好的分辨率和分离效果，A正确；凝胶载样缓冲液中指示剂只是指示电泳进度，当指示剂前沿接近凝胶边缘时，则停止电泳，它不能指示DNA分子的具体位置，B错误；DNA片段的迁移速率与其大小成反比，即DNA片段越长，迁移速率越慢，DNA迁移方向为从负极向正极，C错误；琼脂糖凝胶中的DNA分子与其中的核酸染料结合后，可在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来，D错误。 16.答案　B 解析　PCR过程中，可以通过设计特定的引物来扩增特定的DNA片段，4～9号是转基因植株，理论上应包含目的基因，结合2号野生型和10号蒸馏水组的结果，推测包含目的基因的片段大小应为250～500 bp，A合理；3号PCR结果包含250～500 bp片段，应包含目的基因，B不合理；9号PCR结果不包含250～500 bp片段，所以不是所需的转基因植株，C合理；10号放入蒸馏水，可排除反应体系等对结果的干扰，D合理。 1 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