2024届高考生物二轮专题复习与测试专题九生物技术与工程第17讲基因工程考点二DNA的粗提取与鉴定DNA片段的扩增及电泳鉴定

这是一份2024届高考生物二轮专题复习与测试专题九生物技术与工程第17讲基因工程考点二DNA的粗提取与鉴定DNA片段的扩增及电泳鉴定，共4页。试卷主要包含了DNA片段的扩增，DNA片段的电泳鉴定等内容，欢迎下载使用。
(2023·广东卷)“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
解析：裂解是加蒸馏水让细胞吸水涨破，释放出DNA等物质，A项正确；DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，能溶于2 ml/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项正确；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项正确；将DNA溶解于NaCl，加入二苯胺试剂，沸水浴五分钟，待冷却后，能呈现蓝色，D项错误。
答案：D
1．DNA粗提取与鉴定原理和实验流程
(1)原理
①DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，其中在物质的量浓度为0.14 ml/L时最低。
②DNA不溶于冷却的酒精，但是细胞中的一些有机物如某些蛋白质则溶于冷却的酒精，可以用冷却的酒精提纯。
③DNA遇二苯胺(沸水浴)会被染成蓝色，因此，二苯胺可用来鉴定DNA分子。
(2)实验流程
实验材料的选取→破碎细胞，获取含DNA的滤液→去除滤液中的杂质→DNA的析出与鉴定。
(3)注意事项
①实验材料的选取：凡是含有DNA的生物材料都可以考虑，但是使用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大。
②提取和分离DNA用塑料离心管的原因：细胞破碎后释放出的DNA，容易被玻璃容器吸附；由于细胞内DNA的含量本来就比较少，再被玻璃容器吸附去一部分，提取到的DNA就会更少。
2．DNA片段的扩增
(1)原理：利用PCR在体外扩增DNA分子。
(2)实验用具：PCR仪、微量离心管、微量移液器。
(3)实验步骤
①移液：按配方用微量移液器向微量离心管中依次加入各组分；
②离心：使反应液集中在微量离心管的底部。
③反应：设置好PCR仪的循环程序，将装有反应液的微量离心管放入PCR仪中进行反应。
3．DNA片段的电泳鉴定
(1)原理
①DNA分子中的可解离基团，在一定的pH条件下会带上正电荷或负电荷。
②在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。
③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。
④凝胶中的DNA分子通过染色，在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来。
(2)实验步骤
①制胶：提前将模具和梳子准备好，用电泳缓冲液配制琼脂糖溶液，在沸水浴或微波炉内加热至琼脂糖熔化，稍冷却后加入适量的核酸染料混匀，倒入模具，并插入梳子。
②形成加样孔：待凝胶溶液完全凝固，小心拔出梳子，取出凝胶放入电泳槽内。
③上样eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(Ⅰ.将电泳缓冲液加入电泳槽中，电泳, 缓冲液没过凝胶1 mm为宜,Ⅱ.将扩增得到的PCR产物与凝胶载, 样缓冲液（内含指示剂）混合,Ⅲ.用微量移液器将混合液缓慢注入, 凝胶的加样孔内，留一个加样孔加, 入指示分子大小的标准参照物))
④电泳：接通电源，设定电压，待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时，停止电泳。
⑤拍照：取出凝胶，置于紫外灯下观察和照相。
特别提醒
PCR实验操作的四点提醒
(1)为避免外源DNA等因素的污染，所用仪器、缓冲液、蒸馏水等使用前必须进行高压灭菌处理。
(2)缓冲液和酶应分装成小份，并在－20 ℃条件下储存。
(3)每添加一种试剂后，移液器上的枪头必须更换。
(4)混合均匀后要离心处理，使反应液集中在离心管底部。
题点一：通过DNA粗提取和鉴定，考查实验探究能力
1．(2023·广东梅州统考三模)以菜花为材料提取DNA时，需将材料进行研磨，研磨液的成分常含有SDS(蛋白质变性剂)、EDTA(DNA酶抑制剂，稳定DNA活性)、Tris(缓冲剂)。下列有关叙述错误的是( )
A．若选择鸡血细胞为材料，则省去了研磨过程
B．SDS可以使蛋白质变性，便于DNA与蛋白质分离
C．EDTA可以防止DNA水解成核糖核苷酸
D．Tris可以调节溶液中的pH
解析：鸡血细胞悬浮液作为实验材料，利用细胞吸水涨破的原理，省去了研磨过程，A项正确；SDS是蛋白质变性剂，可使蛋白质结构变得松散，使染色体中DNA和蛋白质分离，B项正确；DNA的基本单位是脱氧核苷酸，EDTA是DNA酶抑制剂，可以防止DNA水解成脱氧核苷酸，C项错误；Tris是缓冲剂，可调节溶液中的pH，D项正确。
答案：C
题点二：围绕DNA片段的扩增及电泳鉴定，考查实验操作能力
2．(2023·广东一模)新冠病毒包膜表面的S蛋白能识别人体细胞膜表面的ACE2受体并导致病毒入侵人体细胞。制备重组亚单位新冠疫苗的线路是：提取新冠病毒RNA→通过RT－PCR(反转录酶聚合酶链式反应)技术扩增筛选RBD蛋白(S蛋白中真正与ACE2结合的关键部分)基因(图1)→构建基因表达载体(图2)→导入CHO细胞并培养→提取并纯化RBD蛋白→制成疫苗。图3为利用电泳技术对PCR的产物进行纯度鉴定，1号泳道为标准(Marker)，2号泳道为阳性对照组，3号泳道为实验组。下列相关叙述错误的是( )

A．利用RT-PCR技术获取RBD蛋白基因时，需加入逆转录酶、TaqDNA聚合酶
B．利用PCR扩增含有限制酶切点的RBD蛋白基因时，应选择的引物为引物4、引物5
C．2号泳道是以(提纯的)RBD蛋白基因片段为材料所做的阳性对照组
D．为提高目的基因和运载体的正确连接效率，应选择限制酶EcRⅠ切割
解析：RT-PCR技术是将RNA的反转录和cDNA的聚合酶链式扩增(PCR)相结合的技术，利用RT酶PCR技术，获取S蛋白基因时，需加入逆转录酶、Taq DNA酶，A项正确；引物与模板链的3′端碱基互补配对，故引物1、引物2、引物7和引物8不合适，扩增得到的RBD蛋白基因也应该含有限制酶的酶切位点，故引物3和引物6不合适，故选引物4和引物5，B项正确；PCR的产物可通过电泳鉴定，设置如下：1号泳道为标准(Marker)，2号泳道是以RBD蛋白基因片段为材料做的阳性对照组，3号泳道为实验组，C项正确；质粒上没有SmaⅠ酶切位点，且若使用EcRⅠ酶切，易造成目的基因和质粒自身环化，故应该选择BamHⅠ和Hind Ⅲ，D项错误。
答案：D