高一生物DNA的粗提取與鑒定知識詳解
高一生物DNA的粗提取與鑒定知識詳解
DNA是生物的遺傳物質，是高考生物的考點之一，需要學生去掌握，下面是學習啦小編給大家帶來的有關于高一生物的DNA的粗提取介紹，希望能夠幫助到大家。
高一生物DNA的粗提取與鑒定知識點
該知識點主要包括提取DNA的方法、實驗設計及操作提示等要點。
1. 提取DNA的方法：首先要掌握提取生物大分子的基本思路，其次是要掌握DNA提取與鑒定的具體方法。
當NaCl溶液濃度低于0.14mol/L時，隨濃度的升高，DNA的溶解度降低;當NaCl溶液濃度高于0.14mol/L時，隨濃度升高，DNA的溶解度升高。此外，DNA不溶于酒精溶液，但是細胞中的某些蛋白質則溶于酒精。利用這一原理，可以將DNA與蛋白質進一步分離。
蛋白酶能水解蛋白質，但是對DNA沒有影響。大多數蛋白質不能忍受60—80oC的高溫，而DNA在80oC以上才會變性。洗滌劑能夠瓦解細胞膜，但對DNA沒有影響。
在加熱條件下，DNA遇二苯胺會生成藍色，因此，二苯胺可以作為鑒定DNA的試劑。
2. 實驗設計及操作提示：實驗的步驟及注意事項是同學們要掌握的關鍵。
(1)制備雞血細胞液時，要在新鮮的雞血中加入檸檬酸鈉的原因：制備雞血細胞液時，要在新鮮的雞血中加入抗凝劑——檸檬酸鈉，防止血液凝固。其原理是檸檬酸鈉能與血漿中Ca2+發生反應，生成檸檬酸鈣絡合物，血漿中游離的Ca2+大大減少，血液便不會凝固，因為雞的紅細胞，白細胞都有細胞核，DNA主要存在于細胞核中，所以在離心或靜置沉淀后，要棄出上清液——血漿。
(2)提取DNA的第一步是材料的選取，一定要選取DNA含量較高的生物材料，否則會由于實驗過程中或多或少的損失而造成檢測的困難;第二步是DNA的釋放和溶解，這一步是實驗成功與否的關鍵，要盡可能使細胞內的DNA全部溶解;第三步是DNA的純化，即根據DNA的溶解特性、對酶及高溫的耐受性的不同等特性，最大限度地將DNA與雜質分開;最后一步是對DNA進行鑒定，這是對整個實驗的結果的檢測。
(3)盛放雞血細胞液的容器，最好是塑料容器。雞血細胞破碎以后釋放出的DNA，容易被玻璃容器吸附，由于細胞內DNA的含量本來就比較少，再被玻璃容器吸附去一部分，提取到的DNA就會更少。因此，實驗過程中最好使用塑料的燒杯和試管，這樣可以減少提取過程的DNA的損失。
【DNA的粗提取與鑒定考點分析】
在平常測試中，該知識點多以選擇題的形式出現。通常考查DNA的提取、鑒定方法及操作過程中的注意事項，出題形式靈活，難度不大。從近幾年生物高考試題看，全國課標卷到目前還沒有涉及到本專題的知識點;在單科生物卷中，涉及到了本部分知識，多以選擇題形式出現，因此，記住相關基礎知識是關鍵。
【DNA的粗提取與鑒定知識點誤區】
提取、鑒定DNA的方法、不能用哺乳動物成熟紅細胞作實驗材料的原因、實驗操作中兩次使用蒸餾水的原因是本專題的易錯問題，一定要把握住要點，記清細節知識(如知識點總結)，突破相關試題。
【典型例題】
某同學用洋蔥進行DNA 粗提取和鑒定實驗，操作錯誤的是( )
A. 加入洗滌劑后用力進行快速、充分的研磨
B. 用蛋白酶純化過濾后的研磨液中的 DNA
C. 加入酒精后用玻璃棒輕緩攪拌
D. 加二苯胺試劑搖勻后沸水浴加熱
答案：A
解析：加入洗滌劑后研磨動作要輕緩、柔和，否則容易產生大量的泡沫，不利于后續步驟的操作，A錯誤;利用蛋白酶分解雜質蛋白，從而使提取的DNA與蛋白質分開，起到純化的作用，B正確;加入酒精溶液，靜置溶液中出現的白色絲狀物就是粗提取的DNA，用玻璃棒沿一個方向輕緩攪拌，防止斷裂，C正確;用二苯胺鑒定DNA需要水浴加熱，D正確。
高一生物多聚酶鏈式反應擴增DNA片段知識點
該知識點包括PCR原理、PCR反應過程、實驗操作及操作提示等幾個要點知識。
1. PCR原理：DNA熱變性原理，即：
此外，DNA的合成方向也是必須掌握的知識要點。DNA的兩條鏈是反向平行的，通常將DNA的羥基末端稱為3，端，而磷酸基團的末端稱為5，端。DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，而只能從3，端延伸DNA鏈，因此，DNA復制需要引物。當引物與DNA母鏈通過堿基互補配對結合后，DNA聚合酶就能從引物的3，端開始延伸DNA鏈，DNA的合成方向總是從子鏈的5，端向3，端延伸。
在DNA的復制過程中，復制的前提是DNA解旋。在體外可通過控制溫度來實現。在80-100℃的溫度范圍內，DNA的雙螺旋結構將解旋，雙鏈分開，這個過程稱為熱變性。PCR利用了DNA的熱變性原理，通過控制溫度來控制雙鏈的解聚與結合。由于PCR過程的溫度高，導致DNA聚合酶失活，后來耐高溫的DNA聚合酶的發現和應用，大大增加了PCR的效率。
2. PCR反應過程
(1)變性：當溫度上升到90 ℃以上時，雙鏈DNA解聚為單鏈，如下圖：
(2)復性：溫度下降到50 ℃左右，兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結合，如下圖：
(3)延伸：溫度上升到72 ℃左右，溶液中的四種脫氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根據堿基互補配對原則合成新的DNA鏈，如下圖：
3. 實驗操作及操作提示：
實驗操作：在實驗室中，做PCR通常使用微量離心管，它是一種薄壁塑料管。具體操作時，用微量移液器，按PCR反應體系的配方在微量離心管中依次加入各組分，再參照下表的設置設計好PCR儀的循環程序即可。
操作提示：為避免外源DNA等的污染，PCR實驗中使用的微量離心管、槍頭、緩沖液以及蒸餾水等在使用前必須進行高壓滅菌。PCR所用的緩沖液和酶應分裝成小份，并在-20℃儲存。使用前，將所需試劑從冰箱拿出，放在冰塊上緩慢融化。在微量離心管中添加反應成分時，移液管上的槍頭要更換。
【多聚酶鏈式反應擴增DNA片段考點分析】
在平常測試中，該知識點多以選擇題或簡答題的形式出現。通常考查DNA復制與PCR技術的區別、PCR反應過程等相關問題，出題形式圖文兼有，靈活多樣，但是難度不大。從近幾年全國課標卷高考生物試題看， PCR技術沒有在選修1的選做題中出現過，只是偶爾在選修3考查基因工程的選做題出現過個別填空，。因此，對于本部分知識記住關鍵的基礎知識。2011年江蘇生物卷33題中出現過該知識點，并且不都是簡單的識記。
【多聚酶鏈式反應擴增DNA片段知識點誤區】
不能準確把握PCR技術與DNA復制的區別是同學們易錯的主因。
此外，對于PCR技術中的引物理解不到位也是失分的一個原因。可以從以下幾方面 理解“引物”：①含義：引物是一小段單鏈DNA或RNA分子。②作用：為DNA聚合酶提供合成的3′端起點。③種類：擴增一個DNA分子需要2種引物。④數目：引物數目等于新合成的DNA子鏈數目。⑤與DNA母鏈的關系：兩種引物分別與DNA母鏈的3′端通過堿基互補配對結合。
高一生物無土壤中分解尿素的細菌的分離與計數知識點
該知識點包括研究思路(篩選菌株、統計菌落數目、設置對照)、實驗設計及操作提示幾個要點知識。
1. 尿素分解菌的分離與計數：
(1)土壤中的細菌之所以能夠分解尿素，是因為它們體內能合成脲酶。這種物質在把尿素分解成無機物的過程中起催化作用。
(2)實驗室中微生物篩選的原理：人為提供有利于目的菌株生長的條件(包括營養、溫度、pH等)，同時抑制或阻止其他微生物生長。
2. 實驗設計：
土壤取樣→樣品稀釋→取樣涂布→微生物培養→觀察并記錄結果→細菌計數。
3. 操作提示：
(1)選擇培養基：在培養基中加入某種化學物質，以抑制不需要的微生物的生長，促進需要的微生物的生長，目的是從眾多微生物中分離所需要的微生物。
(2)選擇培養基應用實例：
①培養基中加入青霉素可以分離出酵母菌和霉菌。
②培養基中加入高濃度的食鹽可得到金黃色葡萄球菌。
③培養基中缺乏氮源時，可以分離固氮微生物，因為非固氮微生物不能在此培養基上生存。
④當培養基的某種營養成分為特定化學成分時，也具有分離效果。如石油是唯一碳源時，可以抑制不能利用石油的微生物的生長，使能夠利用石油的微生物生存，達到分離能消除石油污染的微生物的目的。
⑤改變微生物的培養條件，也可以達到分離微生物的目的，如將培養基放在高溫環境中培養只能得到耐高溫的微生物。
【土壤中分解尿素的細菌的分離與計數考點分析】
本知識點主要考點集中在對尿素分解菌的鑒定方法上，其次是微生物計數的方法也是常見考點，但本部分多以選擇題形式出現在考題中，以非選擇的形式考查不常見。
【土壤中分解尿素的細菌的分離與計數知識點誤區】
1.顯微鏡直接計數法
①原理：利用特定細菌計數板或血細胞計數板，在顯微鏡下計算一定容積的樣品中微生物的數量。
②方法：用計數板計數。
③缺點：不能區分死菌與活菌。
2.間接計數法(活菌計數法)
①原理：當樣品的稀釋度足夠高時，培養基表面生長的一個菌落，來源于樣品稀釋液中的一個活菌，通過統計平板上的菌落數，就能推測出樣品中大約含有多少活菌。
②操作
a.設置重復組，增強實驗的說服力與準確性。
b.為了保證結果準確，一般選擇菌落數在30～300的平板進行計數。
③計算公式：每克樣品中的菌株數=(C/V)×M，其中C代表某一稀釋度下平板上生長的平均菌落數，V代表涂布平板時所用的稀釋液的體積(mL)，M代表稀釋倍數。
3. 分離分解尿素的細菌的培養基應為選擇培養基，培養基中的氮源只有尿素，理論上只有能合成脲酶的微生物才能在上面生長。其配方如下：
KH2PO4 1.4g
Na2HPO4 2.1g
MgSO4·7H2O 0.2g
葡萄糖 10.0g
尿素(唯一氮源) 1.0g
瓊脂 15.0g
將上述物質溶解后，用自來水定容到1 000 mL。
【典型例題】可以鑒定出分解尿素的細菌的方法是( )
A.以尿素為唯一氮源的培養基中加入酚紅指示劑
B.以尿素為唯一氮源的培養基中加入二苯胺試劑
C.以尿素為唯一氮源的培養基中加入蘇丹Ⅲ試劑
D.以尿素為唯一氮源的培養基中加入雙縮脲試劑
答案：A
解析：在以尿素為唯一氮源的培養基中，不能分解尿素獲得氮源的細菌不能生長，而分解尿素的細菌能利用尿素作氮源，將尿素分解為氨，使pH升高。若培養基中加入酚紅指示劑，指示劑將變紅。此培養基既屬于選擇培養基，又屬于鑒別培養基。
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