实验专题一 DNA的粗提取与鉴定同步练习-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 实验专题一 DNA的粗提取与鉴定 【基础巩固】 1.(2023·广东卷,11)“DNA粗提取与鉴定”实验的基本过程是: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 2.(2025·江苏盐城调研)关于“DNA的粗提取与鉴定”实验,下列说法错误的是 (　　) A.过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解 B.离心研磨液是为了加速DNA的沉淀 C.在一定温度下,DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色 D.粗提取的DNA中可能含有蛋白质 3.(2025·江苏东台期末)利用新鲜洋葱作为实验材料提取DNA时 (　　) A.可将洋葱置于清水中,细胞吸水破裂后将DNA释放出来 B.离心后上清液中加入75%冷酒精,出现的白色丝状物就是纯净的DNA C.将晾干的白色丝状物置于2 mol/L的NaCl溶液中,会发生溶解现象 D.可利用DNA在低温下遇二苯胺试剂呈现蓝色反应的特性对其进行鉴定 4.(2025·江苏启东中学检测)如图是“DNA的粗提取与鉴定”实验中的两个操作步骤示意图,下列相关叙述错误的是 (　　) A.图1中的溶液a是上清液 B.图1所示操作的原理是蛋白质等杂质能溶于酒精,而DNA不溶 C.图2所示实验操作中有一处明显错误,可能导致试管2中蓝色变化不明显 D.图2中试管1的作用是证明2 mol/L的NaCl溶液遇二苯胺出现蓝色 5.(2025·江苏徐州期末)以菜花为材料进行“DNA粗提取与鉴定”的实验,下列操作与其目的错误的是 (　　) 选项 A B C D 加入试剂 蒸馏水 2 mol/LNaCl溶液 研磨液 95%的冷酒精 目的 使细胞破裂 溶解DNA 裂解细胞膜 析出DNA 6.(2025·江苏无锡期末)“SDS法”是提取DNA的常用方法,其提取液成分中的SDS能使蛋白质变性,EDTA是DNA酶抑制剂,Tris作为缓冲剂。下列说法错误的是 (　　) A.SDS能破坏蛋白质空间结构,从而促进DNA和蛋白质分离 B.EDTA能减少DNA水解,提高DNA的完整性 C.Tris作为缓冲剂能维持pH的稳定,保证DNA结构正常 D.提取到的DNA可在常温下用二苯胺试剂进行鉴定 7.(多选)(2025·江苏扬州期中)酶M和酶N是两种限制酶,图中DNA片段只注明了黏性末端处的碱基种类,其他碱基的种类未作注明。下列叙述错误的是 (　　) A.多个片段乙与多个片段丁混合在一起,可用DNA酶拼接得到环状DNA B.多个片段乙与多个片段丁混合,只由两个DNA片段连接成的DNA共有4种 C.一种限制性内切核酸酶只能识别双链DNA中某种特定的核苷酸序列 D.若酶M特异性剪切的DNA片段是,则酶N特异性剪切的DNA片段是 8.(多选)(2025·江苏苏州期中)下表列举了几种限制酶的识别序列及其切割位点(箭头表示相关酶的切割位点)。下图是酶切后产生的几种末端。下列说法错误的是 (　　) 限制酶 Alu Ⅰ BamH Ⅰ Sma Ⅰ Sau3A Ⅰ 识别序列及 切割位点 A.BamH Ⅰ切割的是氢键,Alu Ⅰ切割的是磷酸二酯键 B.Sau3A Ⅰ和BamH Ⅰ切割的序列产生的黏性末端能够相连,连接后的片段还能被Sau3A Ⅰ切割 C.DNA连接酶能连接②⑤,不能连接②④ D.E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶都能连接①③,且二者连接效率相等 9.(多选)(2025·江苏常州调研)如表为常用的限制性内切核酸酶(限制酶)及其识别序列和切割位点,由此推断以下说法,错误的是 (　　) 限制酶名称 识别序列和切割位点 限制酶名称 识别序列和切割位点 BamH Ⅰ ↓ GGATCC Kpn Ⅰ ↓ GGTACC EcoR Ⅰ ↓ GAATTC Sau3A Ⅰ ↓ GATC Hind Ⅱ ↓ GTYRAC Sma Ⅰ ↓ CCCGGG 注:Y=C或T,R=A或G。 A.限制酶Sma Ⅰ切割后形成的末端可用T4DNA连接酶连接 B.Sau3A Ⅰ限制酶的切割位点在识别序列的内部 C.BamH Ⅰ 和Sau3A Ⅰ两种限制酶切割后形成相同的黏性末端 D.一种限制酶一定只能识别一种核苷酸序列 10.(2025·江苏宜兴期末)在噬菌体和宿主漫长的“军备竞赛”中,为抵御噬菌体的入侵,细菌进化出了多种系统进行防御,其中一类为“限制—修饰”系统,如图所示。下列说法错误的是 (　　) A.该噬菌体侵染细菌的实验能说明噬菌体的遗传物质是DNA B.细菌A的DNA序列可能不含限制酶A的识别序列而使自身DNA得以保护 C.若极少数噬菌体发生了这种防御逃逸,噬菌体的DNA可能被甲基化修饰 D.发生了这种防御逃逸的噬菌体,对治疗具有多药耐药性的致病细菌引起的疾病是不利的 【综合练习】 11.(2025·南师大附中调研)下表中列出了几种限制性内切核酸酶的识别序列及其切割位点,图1、2中箭头表示相关限制性内切核酸酶的切割位点。请回答下列问题。 限制性内切核酸酶 BamH Ⅰ Hind Ⅲ EcoR Ⅰ Sma Ⅰ 识别序列及切割位点 (1)一个图1所示的质粒分子经Sma Ⅰ切割前后,分别含有　　　　个游离的磷酸基团。  (2)若对图中质粒进行改造,插入的Sma Ⅰ识别序列越多,质粒的热稳定性越　　　　。  (3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒,不能使用Sma Ⅰ切割,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)为了获取重组质粒,将切割后的质粒与目的基因片段混合,并加入　　　　酶。  (5)现使用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ两种限制性内切核酸酶同时处理质粒、外源DNA,并对经拼接获得的重组质粒进行再次酶切,假设所用的酶均可将识别位点完全切开,请根据图1、2中标示的切割位点及表中所列的识别序列,对以下酶切结果作出判断。 ①采用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ切割,得到　　　　种DNA片段。  ②采用EcoR Ⅰ和Hind Ⅲ切割,得到　　　　种DNA片段。  12.(2025·江苏如东期末)某质粒含有E1和E2两种限制酶的识别位点,其经改造后形成如图所示的四种质粒,AmpR为氨苄青霉素抗性基因,TetR为四环素抗性基因。请分析回答下列问题: (1)将两端用E1切开的TetR与用E1切开的质粒X-l混合连接,连接后可获得的质粒类型有　　　　(不定项选择)。  A.X-1 B.X-2 C.X-3 D.X-4 (2)若将如图所示X-1、X-2、X-3、X-4四种质粒分别导入大肠杆菌细胞中,然后分别涂布在含有氨苄青霉素和四环素的两种培养基上。在这两种培养基上均不能生长的大肠杆菌细胞(自身不含AmpR和TetR)类型为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)如果用E1切割X-1,产生含850对碱基和3 550对碱基的两种片段,那么用E2切割质粒X-2(TetR的长度为1 200对碱基)后产生的片段长度为　　　　对碱基。  (4)若将外源的TetR两端用E2切开,再与用E2切开的X-1混合连接,并导入大肠杆菌细胞中,结果显示,含X-4的细胞数与含X-1的细胞数的比值为1/3,增大DNA连接酶用量　　　　(填“能”或“不能”)提高上述比值,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  13.(2025·江苏张家港期末)图中甲、乙分别表示质粒和含目的基因的DNA片段,几种可供选择使用的限制酶识别序列及其切割位点如下: 注:TetR表示四环素抗性基因;AmpR表示氨苄青霉素抗性基因。 回答下列问题。 (1)限制酶的作用是识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的　　　　断开。题中可供使用的限制酶,切割相应DNA片段后能产生黏性末端的有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)经限制酶Sau3A Ⅰ切割后得到的DNA片段可以与上述其余限制酶中的　　　　　　　　　　　　(填限制酶名称)切割后得到的DNA片段连接,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。图中甲质粒经Sau3A Ⅰ完全切割后可得到　　　　种DNA片段。  (3)图甲中的TetR和AmpR在载体上可作为　　　　,用于重组DNA分子的筛选。  (4)DNA重组技术中所用的质粒载体具有一些特征。如质粒DNA分子上有复制原点,可以保证质粒在受体细胞中能　　　　;质粒DNA分子上有　　　　　　　　,便于外源DNA插入;质粒DNA分子上有标记基因(如某种抗生素抗性基因),利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞,方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案 1.答案　D 解析　裂解是加蒸馏水让细胞吸水涨破,释放出DNA等物质,A正确;DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,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,而某些蛋白质溶于酒精,可以反复多次用酒精沉淀出DNA,提高DNA纯度,C正确;将DNA溶解于NaCl,加入二苯胺试剂,沸水浴加热5 min,待冷却后,能呈现蓝色,D错误。 2.答案　B 解析　低温时DNA酶的活性降低,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;DNA溶解在研磨液中,离心研磨液是为了使细胞碎片沉淀,B错误;在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色,C正确;细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,可能有的蛋白质不溶于酒精,在95%的冷酒精中与DNA一块儿析出,故粗提取的DNA中可能含有蛋白质,D正确。 3.答案　C 解析　洋葱是植物细胞,其细胞壁有保护和支撑的作用,不会吸水涨破,A错误;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%),白色丝状物是粗提取的DNA,B错误;DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度较大,所以将晾干的白色丝状物置于2 mol/L的NaCl溶液中,会发生溶解现象,C正确;DNA在沸水浴条件下遇二苯胺试剂呈现蓝色反应,D错误。 4.答案　D 解析　图1所示操作为析出DNA,溶液a是研磨液过滤静置后得到的上清液,A正确;加入预冷的酒精的目的是析出DNA、去除溶于酒精的蛋白质等杂质,原理是DNA不溶于酒精,而某些蛋白质等杂质能溶于酒精,B正确;图2所示操作中的错误是试管中的液面高于水浴的液面,导致试管受热不均匀,C正确;图2中试管1的作用是作为对照,排除NaCl溶液对实验结果的干扰,D错误。 5.答案　A 解析　植物细胞具有细胞壁,加入蒸馏水不会使细胞吸水涨破,A错误;DNA可溶于2 mol/LNaCl溶液,加入2 mol/LNaCl溶液是为了溶解DNA,B正确;加入研磨液的作用是裂解细胞膜,有利于DNA释放,C正确;DNA不溶于酒精,但是细胞中的某些蛋白质可以溶于酒精,故加入95%的冷酒精可析出DNA,D正确。 6.答案　D 解析　由题干可知,SDS能使蛋白质变性,破坏蛋白质空间结构,从而促进DNA和蛋白质分离,A正确;EDTA是DNA酶抑制剂,能减少DNA水解,提高DNA的完整性,B正确;Tris作为缓冲剂能维持pH的稳定,可以防止DNA结构被破坏,保证DNA结构正常,C正确;鉴定DNA的方法是沸水浴下用二苯胺试剂鉴定,D错误。 7.答案　AB 解析　多个片段乙和多个片段丁混合在一起,用DNA连接酶拼接可得到环状DNA,A错误;多个片段乙和多个片段丁混合,只由两个DNA片段连接成的DNA分子有3种,即片段乙与片段乙连接、片段丁与片段丁连接,片段乙和片段丁连接,B错误;限制酶具有特异性,一种限制酶只能识别双链DNA中某种特定的核苷酸序列,C正确;根据图中酶M和酶N切割后的结果,若酶M特异性剪切的DNA片段是,则酶N特异性剪切的DNA片段是,D正确。 8.答案　ACD 解析　限制酶BamH Ⅰ与Alu Ⅰ切割的均是磷酸二酯键,A错误;BamH Ⅰ切割 ,Sau3A Ⅰ切割,故二者切割后产生的黏性末端是相同的,因此二者切割后产生的黏性末端能够相连,连接后的片段能被Sau3A Ⅰ切割,但是不能被BamH Ⅰ切割,B正确;②⑤的黏性末端相同,②④的黏性末端也相同,因此DNA连接酶能连接②⑤,也能连接②④,C错误;E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶既可以连接黏性末端,也可以连接平末端,而图中①③属于平末端,E.coli DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于T4 DNA连接酶,D错误。 9.答案　BD 解析　Sau3A Ⅰ限制酶的识别序列和切割位点为↓GATC,故其切割位点在识别序列的外部,B错误;限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并在特定位点切割DNA分子,但一种限制酶并非只能识别一种核苷酸序列,如表格中限制酶Hind Ⅱ识别的核苷酸序列不止一种,D错误。 10.答案　D 解析　细菌的限制—修饰作用使侵入的外源DNA被切割,使噬菌体失去繁殖能力,说明了噬菌体的遗传物质是DNA,A正确;发生了这种防御逃逸的噬菌体能侵染细菌,因而可用于治疗具有多药耐药性的致病细菌引起的疾病,D错误。 11.答案　(1)0、2　(2)高　(3)Sma Ⅰ会破坏质粒上的抗生素抗性基因和外源DNA中的目的基因 (4)DNA连接　(5)2　3 解析　(1)题图1中的质粒为环状,在没有经过Sma Ⅰ切割前,其不含游离的磷酸基团;当被Sma Ⅰ切割后,该质粒变成了一个链状DNA分子,含有2条单链,而在每条单链的5'端都含有1个游离的磷酸基团,故含有2个游离的磷酸基团。(2)对题图中质粒进行改造是插入Sma Ⅰ识别序列,Sma Ⅰ识别序列中含有多个C—G碱基对,含有的C—G碱基对越多,则所含的氢键越多,因此质粒的热稳定性越高。(3)在质粒和目的基因上都有一个Sma Ⅰ的切割位点,当使用Sma Ⅰ切割时,会破坏质粒上的抗生素抗性基因和外源DNA中的目的基因。抗生素抗性基因被破坏会导致后期无法根据抗性基因筛选含重组质粒的受体细胞,目的基因被破坏则导致无法得到目的基因的表达产物。(4)要想将两个DNA片段连接在一起,需要使用DNA连接酶。(5)用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA,并经拼接获得的重组质粒中,这两种酶的识别序列仍然完整存在,再用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ两种限制酶进行切割时,可再度被切开,形成2种DNA片段;而EcoR Ⅰ的识别序列在原质粒中存在且没有被破坏,同时切下的含目的基因的外源DNA片段中还存在1个EcoR Ⅰ的识别序列,因此在重组质粒中存在2个EcoR Ⅰ的识别序列,用EcoR Ⅰ和Hind Ⅲ切割时,可得到3种DNA片段。 12.答案　(1)ABC　(2)含X-3的细胞　(3)4 750　(4)不能　DNA连接酶对DNA片段没有选择性(或两段DNA末端相同) 解析　(1)用限制酶E1切开质粒X-1后,质粒X-1暴露出两个末端,AmpR部分被切下。两端用E1切开的TetR基因含有与质粒X-1切割后的产物相同的末端,混合后可形成X-1、X-2和X-3这3种质粒类型。(2)含X-1的细胞可在含氨苄青霉素的培养基上生长;含X-2的细胞可在含四环素的培养基上生长;含X-3的细胞在两种培养基上均不能生长;含X-4的细胞在两种培养基上均能生长。(3)质粒X-2的长度为1 200+3 550=4 750对碱基,用E2切割后质粒由环状变为链状,长度不变。(4)用同一种限制酶E2切开外源的TetR两端和质粒X-1后,形成的两段DNA的末端相同,DNA连接酶对DNA片段没有选择性,故增大DNA连接酶的用量不能提高含X-4的细胞与含X-1的细胞的比值。 13.答案　(1)磷酸二酯键　EcoR Ⅰ、BamH Ⅰ、Bcl Ⅰ、Sau3A Ⅰ 　(2)BamH Ⅰ、Bcl Ⅰ　它们切割后产生的片段具有相同的黏性末端　3　(3)标记基因 (4)复制　一个至多个限制酶切割位点　选择性培养 解析　(1)限制酶的作用是识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。题中可供使用的限制酶切割相应片段后都会产生黏性末端。(2)经限制酶Sau3A Ⅰ切割后得到的DNA片段可以与BamH Ⅰ、Bcl Ⅰ切割后得到的DNA片段连接,理由是它们切割后产生的片段具有相同的黏性末端。图中甲质粒有3个Sau3A Ⅰ的切割位点(TetR上有1个,AmpR上有2个),所以经Sau3A Ⅰ完全切割后可得到3种DNA片段。(3)图中甲的TetR和AmpR都是抗性基因,在载体上可以作为标记基因,用于重组DNA分子的筛选。(4)复制原点是在基因组上复制起始的一段序列,可以保证质粒在宿主细胞中进行自我复制。质粒上有限制酶切割位点,该位点可被限制酶切开并使外源目的基因插入其中。若质粒DNA分子上有某种抗生素抗性基因,则可以用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞,能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞。 1 学科网（北京）股份有限公司 $