2017春高中生物 专题5 DNA和蛋白质技术（课件+习题）（打包8套）新人教版选修1.zip

1专题 5 DNA 和蛋白质技术课时训练 12 DNA 的粗提取与鉴定基础夯实1.在混合物中提取 DNA 分子的基本思路是( )A.根据各种大分子的理化性质的差异B.根据各种大分子的理化性质的共性C.根据各种大分子在细胞内的功能D.根据各种大分子的结构和在细胞内的位置答案： A2.探究用不同的洗涤剂来提取 DNA 会产生什么不同的效果时,不同的组别应进行的不同处理是( )A.加入的洗涤剂类型 B.加入的洗涤剂的体积C.加入的食盐用量 D.实验材料的类型答案： A3.DNA 在下列物质的量浓度的 NaCl 溶液中,溶解度最低的是( )A.2 mol/L B.0.014 mol/LC.0.14 mol/L D.6 mol/L答案： C4.向溶有 DNA 的物质的量浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液中不断加入蒸馏水,在这个过程中DNA 和杂质蛋白质的溶解度变化情况分别是( )A.减小;减小 B.增大;增大C.先减小后增大;增大 D.减小;增大答案： C5.某同学用洋葱进行 DNA 粗提取和鉴定实验,操作错误的是( )A.加入洗涤剂后用力进行快速、充分的研磨B.用蛋白酶纯化过滤后的研磨液中的 DNAC.加入酒精后用玻璃棒轻缓搅拌D.加二苯胺试剂摇匀后沸水浴加热答案： A6.在利用鸡血进行“DNA 的粗提取与鉴定”的实验中,相关叙述正确的是( ) (导学号52260062)A.用蒸馏水将 NaCl 溶液的物质的量浓度调至 0.14 mol/L,滤去析出物B.调节 NaCl 溶液浓度或加入木瓜蛋白酶,都可以去除部分杂质C.将丝状物溶解在物质的量浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液中,加入二苯胺试剂即呈蓝色D.用菜花替代鸡血作为实验材料,其实验操作步骤相同答案： B7.下列与析出 DNA 黏稠物有关的叙述,错误的是 ( )A.操作时向物质的量浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液中缓缓滴加蒸馏水,降低 DNA 的溶解度B.加蒸馏水后,用玻璃棒轻缓搅拌,以保证 DNA 分子完整C.加蒸馏水可同时降低 DNA 和蛋白质的溶解度,两者均可析出D.当丝状黏稠物不再增加时,此时 NaCl 的物质的量浓度相当于 0.14 mol/L答案： C28.甲、乙两图为“DNA 的粗提取与鉴定”实验中涉及的两个操作装置图。相关叙述正确的是( )A.图甲的烧杯和图乙的试管中所用溶剂都为 NaCl 溶液,但两者浓度不同B.图乙试管经稍稍加热后即可观察到一支试管中的溶液明显变蓝,另一支试管中的溶液不变蓝C.图甲操作需用玻璃棒迅速搅拌以使 DNA 析出,并缠绕在玻璃棒上D.图乙操作中所用的二苯胺需现配现用以达到较好的鉴定效果答案： D9.在“DNA 的粗提取与鉴定”实验中,有两次 DNA 的沉淀析出,其依据的原理是( )①DNA 在物质的量浓度为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中的溶解度最低②DNA 在冷却的体积分数为 95%的酒精中能沉淀析出A.两次都是①B.第一次是①,第二次是②C.两次都是②D.第一次是②,第二次是①答案： B能力提升10.在 DNA 的粗提取过程中,初步析出 DNA 和提取较纯净的 DNA 所用的药品的浓度及其名称分别是 ( )①质量浓度为 0.1 g/mL 的柠檬酸钠溶液②物质的量浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液③物质的量浓度为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液④冷却的体积分数为 95%的酒精溶液⑤物质的量浓度为 0.015 mol/L 的 NaCl 溶液⑥物质的量浓度为 0.04 mol/L 的 NaCl 溶液A.①③⑤ B.③④C.②④ D.②③④答案： B11.若从植物细胞中提取 DNA,发现实验效果不好,如看不到丝状沉淀物、用二苯胺鉴定时不显示颜色反应等。其不可能的原因是( )A.植物细胞中 DNA 含量低B.研磨不充分C.过滤不充分D.体积分数为 95%的冷酒精溶液的量过少答案： A12.在“DNA 的粗提取与鉴定”实验中,甲、乙、丙、丁四个小组除下表中所列处理方法不同外,其他操作步骤均正确,但实验结果却不同。下列有关叙述不正确的是( )组别实验提取核物质时加入的溶液去除杂质时加入的溶液DNA 鉴定时加3材料入的试剂甲 鸡血 蒸馏水 体积分数为 95%的酒精(25 ℃) 二苯胺乙 菜花 蒸馏水 体积分数为 95%的酒精(冷却) 双缩脲试剂丙 猪血 蒸馏水 体积分数为 95%的酒精(冷却) 二苯胺丁 鸡血 蒸馏水 体积分数为 95%的酒精(冷却) 二苯胺A.实验材料选择错误的组别是丙B.沸水浴后试管中溶液颜色变蓝的组别是甲、丁C.甲组实验现象差的原因是 25 ℃的酒精对 DNA 的凝集效果差D.乙组实验不成功仅因为在鉴定时加入了双缩脲试剂答案： D13.DNA 在 NaCl 溶液中的溶解度有二重性,随着 NaCl 溶液浓度的变化而变化。(1)请在下列不同物质的量浓度的 NaCl 溶液中选出能使 DNA 析出最彻底的一种( )和溶解度最高的一种( )(在括号内填选项)A.0.14 mol/L B.2 mol/LC.0.15 mol/L D.0.3 mol/L(2)DNA 不溶于酒精溶液,但细胞中的某些物质却可以溶于酒精溶液,利用这一原理可以 ,可以推测溶于酒精中的物质可能有 。 (3)利用 DNA 遇 呈蓝色的特性,将该物质作为鉴定 DNA 的试剂。其实验过程要点是向放有 的试管中加入 4 mL 的 。混合均匀后,将试管置于 5 min,待试管 ,观察试管中溶液颜色的变化,这个实验也说明 DNA 耐 温。 解析： 根据实验原理可知 DNA 在物质的量浓度为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中溶解度最低,在物质的量浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液中溶解度最高。DNA 存在于染色体上,为了把 DNA与其他物质分开,利用 DNA 不溶于酒精的特性,可以除去某些杂质;利用 DNA 遇二苯胺试剂(沸水浴)呈蓝色的特性,可以鉴定提取的 DNA。答案： (1)A B(2)除去杂质 某些脂质、蛋白质、糖类或其他大分子物质(3)二苯胺试剂 DNA 二苯胺试剂 沸水中水浴加热 冷却后 高14.下图为 DNA 粗提取过程中的一些重要操作,请据图回答下列问题。 (导学号52260063)4(1)正确的操作顺序是 。 (2)C、E 步骤都加入蒸馏水,但其目的不同,分别是 和 。 (3)A 步骤中所用酒精必须经过 才能使用,该步骤的目的是 。 解析： (1)DNA 粗提取的操作步骤为:制备鸡血细胞液→提取核 DNA→溶解核 DNA→析出并收集 DNA→DNA 再溶解→提取较纯净的 DNA。(2)DNA 粗提取中,有两次加入蒸馏水,目的不同,第一次是为了加速血细胞破裂,释放 DNA,第二次是为了降低 NaCl 溶液的浓度,使 DNA 析出。(3)冷酒精有以下优点:①抑制 DNA 水解酶活性,防止 DNA 降解;②降低分子运动,有利于 DNA形成沉淀析出;③低温可增加 DNA 分子的柔韧性,减少断裂。总之,冷酒精有利于提取到大量DNA。答案： (1)C→B→E→D→A(2)加速血细胞的破裂 降低 NaCl 溶液的浓度,使 DNA 析出(3)充分预冷 提取含杂质较少(或较纯净)的 DNA15.某生物兴趣小组开展 DNA 粗提取的相关探究活动。具体步骤如下:材料处理:称取新鲜的菜花、辣椒和蒜黄各 2 份,每份 10 g。剪碎后分成两组,一组置于 20 ℃,另一组置于-20 ℃条件下保存 24 h。DNA 粗提取:第一步,将上述材料分别放入研钵中,各加入 15 mL 研磨液,充分研磨。用两层纱布过滤,取滤液备用。第二步,先向 6 只小烧杯中分别注入 10 mL 滤液,再加入 20 mL 体积分数为 95%的冷酒精溶液,然后用玻璃棒缓缓地沿一个方向搅拌,使絮状物缠绕在玻璃棒上。第三步,取 6 支试管,分别加入等量的物质的量浓度为 2 mol/L NaCl 溶液溶解上述絮状物。DNA 检测:在上述试管中各加入 4 mL 二苯胺试剂,混合均匀后,置于沸水中加热 5 min,待试管冷却后比较溶液颜色的深浅,结果如下表。材料保存温度菜花辣椒蒜黄20 ℃ ++ + +++-20 ℃ +++++ ++++5注:“+”越多表示蓝色越深。分析上述实验过程,回答下列问题。(1)该探究性实验课题的名称是 。 (2)第二步中“缓缓地”搅拌,这是为了减少 。 (3)根据实验结果,得出结论并分析。①结论 1:与 20 ℃相比,相同实验材料在-20 ℃条件下保存,DNA 的提取量较多。结论 2: 。 ②针对结论 1,请提出合理的解释: 。 (4)氯仿密度大于水,能使蛋白质变性沉淀,与水和 DNA 均不相溶,且对 DNA 影响极小。为了进一步提高 DNA 纯度,依据氯仿的特性,在 DNA 粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是: 。然后用体积分数为 95%的冷酒精溶液使 DNA 析出。 解析： (1)据题意,该探究实验的自变量是实验材料的种类和温度,因变量是 DNA 提取量,则该探究性实验课题的名称是探究不同材料和不同保存温度对 DNA 提取量的影响。(2)搅拌过程中常常会发生 DNA 的断裂,因而该步骤需要“缓缓地”进行。(3)①据表分析不同自变量条件下的因变量情况,可得结论 2:等质量的不同实验材料,在相同的保存温度下,从蒜黄中提取的 DNA 量最多。②低温使 DNA 酶的活性受到抑制,从而降低了 DNA 的降解速率,使 DNA提取量增多。(4)根据氯仿的理化性质,可采用氯仿与提取液充分混合,静置后吸取上清液。答案： (1)探究不同材料和不同保存温度对 DNA 提取量的影响(2)DNA 断裂(3)①等质量的不同实验材料,在相同的保存温度下,从蒜黄中提取的 DNA 量最多 ②低温抑制了相关酶的活性,DNA 降解速度慢(4)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合,静置一段时间,吸取上清液1课时训练 13 多聚酶链式反应扩增 DNA 片段基础夯实1.聚合酶链式反应(PCR 技术)是体外酶促合成特异 DNA 片段的一种方法,由高温变性、低温退火及适温延伸等几步反应组成一个周期,循环进行,使目的 DNA 得以迅速扩增,其简要过程如图所示。下列关于 PCR 技术叙述不正确的是( )A.PCR 技术是在实验室中以少量 DNA 制备大量 DNA 的技术B.反应中新合成的 DNA 又可以作为下一轮反应的模板C.PCR 技术中以核糖核苷酸为原料,以指数方式扩增D.应用 PCR 技术与探针杂交技术可以检测基因突变答案： C2.PCR 过程中的复性是指( )A.在 90 ℃以上时,两条 DNA 单链通过碱基互补配对形成 DNA 双螺旋B.在 50 ℃左右,两条 DNA 单链通过碱基互补配对形成 DNA 双螺旋C.在 90 ℃以上时,两种引物通过碱基互补配对与两条单链 DNA 结合D.在 50 ℃左右,两种引物通过碱基互补配对与两条单链 DNA 结合答案： D3.当引物与 DNA 母链通过碱基互补配对结合后,DNA 聚合酶就能开始延伸 DNA 子链,则正确的是( )A.从 5'端延伸 DNA 子链B.DNA 的合成方向总是从子链的 5'端向 3'端延伸C.子链延伸的方向是 5'→3'或 3'→5'D.DNA 的合成方向总是从子链的 3'端向 5'端延伸答案： B4.引物长度通常为 20~30 个核苷酸的一段( )A.DNA B.RNAC.DNA 或 RNA D.双链 DNA答案： C5.在 PCR 实验操作中,下列说法错误的是( )A.在向微量离心管中添加各种试剂时,只需一个枪头B.离心管的盖子一定要盖严,防止液体外溢C.用手指轻弹离心管侧壁的目的是使反应液充分混合D.离心的目的是使反应液集中在离心管的底部,提高反应效果答案： A6.下列有关 PCR 过程的叙述,不正确的是( )A.变性过程中破坏的是 DNA 分子内碱基对之间的氢键,也可利用解旋酶实现B.复性过程中引物与 DNA 模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的C.延伸过程中需要 DNA 聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸D.PCR 与细胞内 DNA 复制相比,其所需要酶的最适温度较高答案： C27.DNA 检测技术可应用于亲子鉴定、遗传病检测等领域。DNA 检测离不开对样品 DNA 的 PCR扩增。不同样品 DNA 的扩增过程或条件不同的是( )A.引物 B.DNA 聚合酶C.四种脱氧核苷酸 D.预变性的温度答案： A8.小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应,为了克服这个缺陷,可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是( )A.设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列B.用 PCR 方法扩增目的基因时必须知道基因的全部序列C.PCR 体系中一定要添加从受体细胞中提取的 DNA 聚合酶D.一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞答案： D9.在 PCR 扩增的实验中,加入一种提取物(一种模板 DNA 片段),但实验得到的产物却有两种DNA。其原因可能是( )A.基因突变 B.Taq DNA 聚合酶发生变异C.基因污染 D.温度过高答案： C能力提升10.PCR 技术(多聚酶链式反应)是一项在生物体外复制特定的 DNA 片段的核酸合成技术,如图表示合成过程。下列说法错误的是( )A.A 过程高温使 DNA 变性解旋,该过程不需要解旋酶的作用B.C 过程要用到的酶在高温下失活,因此在 PCR 扩增时需要再添加C.如果把模板 DNA 的两条链用 15N 标记,游离的脱氧核苷酸不标记,控制“94 ℃~55 ℃~72 ℃”温度循环 3 次,则在形成的子代 DNA 中含有 15N 标记的 DNA 占 25%D.PCR 中由碱基错配引起的变异属于基因突变答案： B11.一个有 15N 标记的 DNA 分子,放在没有 15N 标记的环境中培养,利用 PCR 循环 5 次后 15N 标记的 DNA 分子占总数的( )A.1/10 B.1/5C.1/16 D.1/25答案： C12.在 PCR 扩增 DNA 的实验中,预计一个 DNA 分子经过 30 次循环后,应该得到 230个 DNA 分子,但是结果只有约 210个 DNA 分子,那么出现该现象的原因不可能是( )A.Taq DNA 聚合酶的活力不够,或活性受到抑制B.系统设计欠妥C.循环次数不够D.引物不能与亲链结合答案： D13.近 10 年来,PCR 技术(多聚酶链式反应)成为分子生物学实验室的一种常规手段,其原理是利用 DNA 半保留复制,在试管中进行 DNA 的人工复制(如下图所示)。 (导学号52260064)3(1)加热使 DNA 双链打开,这一步是打开 键,称为 ,在细胞中是在 酶的作用下进行的。 (2)当温度降低时,引物与模板末端结合,在 DNA 聚合酶的作用下,引物沿模板延伸,最终合成两条 DNA 分子,此过程中原料是 ,遵循 。 (3)PCR 技术的必需条件,除了模板、原料、 酶以外,至少还有三个条件,即:液体环境、适宜的 和 。 (4)通过 PCR 技术使 DNA 分子大量复制,若将一个用 15N 标记的 DNA 分子放入试管中,以含有14N 的脱氧核苷酸为原料,连续复制 4 次之后,则 15N 标记的 DNA 分子占全部 DNA 总数的比例为 。 (5)现有一段 DNA 序列:5'CAAGGATCC3'3' G T T C C T A G G 5'。如果它的引物 1 为 5'GGA—OH,则引物 2 为 。 解析： DNA 两条链之间的碱基通过氢键形成碱基对,从而将两条链连接起来。因而,要想打开 DNA 双链,必须打开氢键,这一过程在细胞内是在解旋酶作用下完成的,在细胞外(PCR)则是通过高温实现的。合成 DNA 时,所用的原料是 4 种游离的脱氧核苷酸,复制过程遵循碱基互补配对原则。PCR 技术的条件除了模板、原料、酶以外,还要有适宜的温度和酸碱度以及液体环境;用含 15N 标记的 DNA 分子作为模板,以含有 14N 的脱氧核苷酸为原料,连续复制 4次,共得到 DNA 分子数为 24=16 个,其中含有 15N 标记的有两个,占全部 DNA 分子总数的1/8。答案： (1)氢 解旋 解旋(2)4 种脱氧核苷酸 碱基互补配对原则(3)Taq DNA 聚合 温度 pH(4)1/8(5)5'CAA—OH14.多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增 DNA 片段的技术。请回答下列有关 PCR 技术的基本原理及应用问题。 (导学号 52260065)(1)DNA 的两条链是反向平行的,通常将 的末端称为 5'端,当引物与 DNA 母链通过碱基互补配对结合后,DNA 聚合酶就能从引物的 开始延伸 DNA 链。 (2)PCR 利用 DNA 的热变性原理解决了打开 DNA 双链的问题,但又导致了 DNA 聚合酶失活的新问题。到 20 世纪 80 年代,科学家从一种 Taq 细菌中分离到 ,它的发现和应用解决了上述问题。要将 Taq 细菌从其他普通的微生物中分离出来,所用的培养基叫 。 (3)PCR 的每次循环可以分为 三步。假设在 PCR 反应中,只有一个 DNA 片段作为模板,请计算在 5 次循环后,反应物中大约有 个这样的 DNA 片段。(4)请用简图表示出一个 DNA 片段 PCR 反应中第二轮的产物。(5)简述 PCR 技术的主要应用。4解析： (1)DNA 聚合酶只能把新的核苷酸加到已经存在的核酸的 3'-羟基上,与 DNA 母链结合的 RNA 引物就提供这个羟基。(2)因 PCR 利用了 DNA 的热变性原理解决了打开 DNA 双链的问题,所以用于催化 DNA 复制过程的 DNA 聚合酶要具有耐高温的特性。用选择培养基可将Taq 细菌从其他普通的微生物中分离出来。(3)DNA 复制两条链均作为模板,进行半保留复制,所以复制 5 次后得到的子代 DNA 分子数为 25=32 个。(4)新合成的 DNA 链带有引物,而含最初的模板链的 DNA 中只有一条链带有引物。(5)PCR 技术可以对 DNA 分子进行扩增,所以可用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和 DNA 序列测定等方面。答案： (1)磷酸基团 3'端(2)耐高温的 Taq DNA 聚合酶 选择培养基(3)变性、复性和延伸 32(4)(5)遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和 DNA 序列测定等。1课时训练 14 血红蛋白的提取和分离基础夯实1.下列关于凝胶色谱柱的操作,正确的是( )A.将橡皮塞上部用刀切出锅底状的凹穴B.将橡皮塞下部用刀切出凹穴C.插入的玻璃管的上部要超出橡皮塞的凹穴底面D.将尼龙网剪成与橡皮塞下部一样大小的圆片答案： A2.使用 SDS—聚丙烯酰胺电泳的过程中,不同蛋白质的电泳迁移率完全取决于( )A.电荷的多少 B.分子的大小C.肽链的多少D.分子形状的差异答案： B3.在血红蛋白的整个提取过程中,不断用磷酸缓冲液处理的目的是( )A.防止血红蛋白被氧气氧化B.血红蛋白是一种碱性物质,需磷酸中和C.磷酸缓冲液会加速血红蛋白的提取过程D.让血红蛋白处在稳定的 pH 范围内,维持其结构和性质答案： D4.蛋白质的提取和分离分为哪几步?( )A.样品处理、凝胶色谱操作、SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳B.样品处理、凝胶色谱操作、纯化C.样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定D.样品处理、纯化、粗分离、纯度鉴定答案： C5.下列关于 DNA 的粗提取实验和血红蛋白的提取实验,叙述正确的是( ) (导学号52260066)A.前者选择鸡血细胞作为实验材料较好,后者选择哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料较好B.样品预处理时,前者静置 1 天处理除去上清液;后者需要加入清水,反复低速短时间离心洗涤,至上清液无黄色C.在 DNA 粗提取实验中,往 2 mol/L 氯化钠溶液中加入蒸馏水析出 DNA 时,应该缓慢加入,直到出现黏稠物即止D.洗涤红细胞的目的是去除血浆中的葡萄糖、无机盐等答案： A6.下列关于凝胶色谱柱的装填,除哪项外均为正确解释?( )A.交联葡聚糖凝胶(Sephadex G-75)“G”表示凝胶的交联程度、膨胀程度及分离范围,75表示凝胶得水值B.色谱柱内不能有气泡存在,一旦发现有气泡,必须重装C.用 300 mL 物质的量浓度为 20 mmol/L 的磷酸缓冲液充分洗涤平衡凝胶 12 hD.凝胶用自来水充分溶胀后,配成凝胶悬浮液答案： D7.下列各项中,一般不影响在凝胶色谱法分离蛋白质中的分离度的是( )2A.层洗柱高 B.层洗柱的直径C.缓冲溶液 D.样品的分布答案： B8.已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种蛋白质分子,其分子大小、电荷的性质和电荷量情况如下图所示,下列有关蛋白质分离的叙述正确的是( )A.若将样品以 2 000 r/min 的速度离心 10 min,分子戊存在于沉淀中,则分子甲也存在于沉淀中B.若用凝胶色谱柱分离样品中的蛋白质,则分子甲移动速度最快C.将样品装入透析袋中透析 12 h,若分子乙保留在袋内,则分子丙也保留在袋内D.若用聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子,则分子甲和分子丙形成的电泳带相距最远答案： C9.下列关于凝胶色谱法的原理及操作,不正确的是 ( )A.是利用凝胶把分子大小不同的物质分离开的一种方法B.在洗脱过程中,大分子不能进入凝胶内部而最先流出,而小分子可以进入凝胶内部而流速缓慢,以致最后流出C.凝胶内部有很微细的多孔网状结构,其孔隙大小与被分离的物质分子的大小无相应关系D.一般情况下,凝胶对要分离的物质没有吸附作用,因此所有要分离的物质都应该被洗脱出来答案： C10.在装填色谱柱时,不得有气泡存在的原因是( )A.气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序,影响分离效果B.气泡阻碍蛋白质的运动C.气泡能与蛋白质发生化学反应D.气泡会在装填凝胶的时候使凝胶不紧密答案： A能力提升11.下面说法不正确的是( )A.在一定范围内,缓冲溶液能够抵制外界的酸和碱对溶液 pH 的影响,维持 pH 基本不变B.缓冲溶液通常由 1~2 种缓冲剂溶解于水中配制而成C.电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程D.透析袋能使大分子自由进出,而将小分子保留在袋内答案： D12.下列关于样品的加入和洗脱的操作,不正确的是 ( )A.加样前,打开色谱柱下端的流出口,使柱内凝胶面上的缓冲液缓慢下降到凝胶面的下面B.用吸管小心地将 1 mL 透析后的样品加到色谱柱的顶端,不要破坏凝胶面C.加样后,打开下端出口,使样品渗入凝胶床内D.等样品完全进入凝胶层后,关闭下端出口3答案： A13.血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分,负责血液中 O2和部分 CO2的运输。请根据血红蛋白的提取和分离流程图回答问题。(1)将实验流程补充完整:A 为 ,B 为 。凝胶色谱法的基本原理是根据 而分离蛋白质。 (2)洗涤红细胞的目的是去除 ,洗涤次数过少,无法除去 ;离心速度过高和时间过长会使 一同沉淀,达不到分离的效果。洗涤干净的标志是 。释放血红蛋白的过程中起作用的是 。 (3)在洗脱过程中加入物质的量浓度为 20 mmol/L 的磷酸缓冲液(pH 为 7.0)的目的是 。 如果红色区带 ,说明色谱柱制作成功。 解析： 本题考查血红蛋白提取和分离的实验步骤和基本操作。答案： (1)血红蛋白的释放 样品的加入和洗脱 蛋白质相对分子质量的大小(2)杂蛋白(血浆蛋白) 血浆蛋白 白细胞和淋巴细胞 离心后的上清液中没有黄色 蒸馏水和甲苯(3)准确模拟生物体内的生理环境,保持体外的 pH 和体内的一致 均匀一致地移动14.下图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置,请回答下列问题。 (导学号52260067)(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分,其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有 功能。 (2)甲装置中,B 是血红蛋白溶液,则 A 是 ;乙装置中,C 溶液的作用是 。 (3)甲装置用于 ,目的是 。用乙装置分离蛋白质的方法叫 ,是根据 分离蛋白质的有效方法。 (4)用乙装置分离血红蛋白时,待 时,用试管收集流出液,每 5 mL 收集一管,连续收集。 4解析： A 表示磷酸缓冲液,B 表示血红蛋白溶液,C 表示缓冲液。甲装置可对血红蛋白粗分离,血红蛋白留在透析袋中,而小分子物质进入缓冲液。乙装置中的缓冲液(C)可对色谱柱中的血红蛋白进行洗脱。答案： (1)运输(2)磷酸缓冲液 洗脱血红蛋白(3)透析(粗分离) 去除样品中相对分子质量较小的杂质 凝胶色谱法 相对分子质量的大小(4)红色的蛋白质接近色谱柱底端15.下面是某研究小组开展的“猪血浆某白蛋白的提取及相对分子质量测定”研究,请协助完成有关问题。材料仪器:新鲜猪血、低速冷冻离心机、透析袋、电泳仪等。化学试剂:pH 为 7.4 的缓冲液、柠檬酸钠、奈氏试剂(与 N 反应出现黄色或红棕色沉淀)、饱和(NH 4)2SO4溶液、生理盐水等。实验步骤:(1)样品获取:向新鲜猪血中加入 ,静置一段时间后取上层血浆。(2)盐析法粗提蛋白质。①向血浆中加入一定体积的饱和(NH 4)2SO4溶液,使(NH 4)2SO4的浓度达到 50%,充分混合后静置、离心,取沉淀物。②向沉淀物中加入适量生理盐水使之溶解,再向其中加入一定体积的饱和(NH 4)2SO4溶液,使(NH4)2SO4的浓度达到 33%,充分混合后静置、离心,取沉淀物。③重复步骤①②2~3 次,最后用生理盐水将沉淀溶解即得粗提品。盐析粗提取“血浆某白蛋白”的主要原理是 ,重复步骤①②的主要目的是 。 (3)透析除盐:将粗提品装入透析袋,以 pH 为 7.4 的缓冲液做透析液,每隔 4 h 更换一次透析液,每次更换前利用奈氏试剂检测透析液中 N 的量。利用缓冲液做透析液的目的是 。检测中,若观察到透析液 时,即可终止透析。 (4)凝胶色谱法分离:透析后的样品经凝胶柱洗脱,获得纯净血浆某白蛋白样品。(5)相对分子质量测定:化学物质 SDS 能使蛋白质变性,解聚成单条肽链。在聚丙烯酰胺凝胶电泳中加入一定量的 SDS,使电泳迁移率完全取决于肽链的分子大小。右图为本实验中用 SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定血浆某白蛋白的结果。根据电泳结果,某同学得出“提取的血浆某白蛋白有两条肽链”的结论,这种说法可靠吗?理由是 。 解析： (1)为防止血液凝固,在采血容器中要预先加入抗凝血剂柠檬酸钠。(2)利用血浆某白蛋白在一定浓度(NH 4)2SO4溶液中的溶解度低的特性去除杂蛋白。(3)过酸、过碱、温度5过高都会使蛋白质变性。(5)电泳的原理是利用待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子的大小、形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速度。本实验只能判断肽链的大小,而不能判断其条数。答案： (1)(适量的)柠檬酸钠(2)该血浆白蛋白在 50%和 33%的(NH 4)2SO4溶液中溶解度低 除去更多的杂蛋白(3)防止 pH 变化对蛋白质结构的影响 不出现黄色或红棕色沉淀(5)不可靠,只能得出提取的血浆某白蛋白含有两种大小不同的肽链,不一定是两条1专题 5 DNA 和蛋白质技术过关检测(时间:60 分钟,满分:100 分)一、选择题(共 25 小题,每小题 2 分,共 50 分)1.下列叙述错误的是( )A.改变 NaCl 溶液的浓度只能使 DNA 溶解而不能使其析出B.在沸水浴中,DNA 遇二苯胺试剂会呈现蓝色C.用电泳法可分离带电性质、分子大小和形状不同的蛋白质D.用透析法可去除蛋白质样品中的小分子物质答案： A2.在 DNA 提取过程中,最好使用塑料试管和烧杯,目的是( )A.不易破碎B.减少提取过程中 DNA 的损失C.增加 DNA 的含量D.容易洗刷答案： B3.下列关于血红蛋白提取和分离的过程及原理的叙述,正确的是( )A.红细胞洗涤过程中要加入 5 倍体积的蒸馏水,重复洗涤 3 次B.将血红蛋白溶液放在质量分数为 0.9%的 NaCl 溶液中透析 12 hC.凝胶装填在色谱柱内要均匀,不能有气泡存在D.蛋白质通过凝胶时,相对分子质量较大的移动速度慢答案： C4.下列有关“血红蛋白的提取和分离”的相关叙述,不正确的是( )A.可通过 SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定血红蛋白的纯度B.将血红蛋白溶液进行透析,其目的是去除相对分子质量较小的杂质C.血红蛋白释放时加入有机溶剂,其目的是使血红蛋白溶于有机溶剂D.整个过程不断用磷酸缓冲液处理,是为了维持血红蛋白的结构答案： C5.下列对有关实验的叙述,正确的是( )A.最先从凝胶色谱柱中分离出来的是相对分子质量大的蛋白质分子B.向初步纯化的 DNA 中加入二苯胺溶液,可直接观察到溶液呈蓝色C.加酶洗衣粉常用的酶制剂包括碱性脂肪酶、酸性蛋白酶等D.装填凝胶色谱柱时,下端的尼龙管应先关闭后打开答案： A6.将粗提取的 DNA 丝状物分别加入物质的量浓度为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液、物质的量浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液、体积分数为 95%的冷酒精溶液中,然后用放有纱布的漏斗过滤,分别得到滤液 P、Q、R 以及存留在纱布上的黏稠物 p、q、r,其中由于含 DNA 少可以丢弃的是( )A.P、Q、R B.p、q、rC.P、q、R D.p、Q、r答案： C7.若选择的实验材料为植物细胞,破碎细胞时要加入一定量的洗涤剂和食盐。加入食盐的目的是( )A.利于 DNA 的溶解2B.分离 DNA 和蛋白质C.溶解细胞膜D.溶解蛋白质答案： A8.下面不能影响 DNA 粗提取含量的是( )A.选材B.洗涤剂的用量C.二苯胺的用量D.搅拌和研磨的程度答案： C9.粗提取 DNA 的最后一步用到冷却的酒精溶液,DNA 会以白色丝状物的形态析出,其中每一根白色丝状物是( )A.一条脱氧核苷酸链B.一个 DNA 分子C.扭结在一起的多个 DNA 分子D.一条染色体答案： C10.DNA 的双螺旋结构解开的温度范围是( )A.10~20 ℃ B.80~100 ℃C.20~30 ℃ D.40~60 ℃答案： B11.下列有关 PCR 技术的说法,不正确的是( )A.PCR 技术是在细胞外完成的B.PCR 技术是一项在生物体外复制特定 DNA 的核酸合成技术C.PCR 技术的原理与 DNA 复制的原理不同D.PCR 技术的前提是有一段已知的目的基因的核苷酸序列答案： C12.关于 DNA 的复制,下列叙述正确的是( )A.DNA 聚合酶不能从头开始合成 DNA,只能从 5'端延伸 DNA 链B.DNA 复制不需要引物C.引物与 DNA 母链通过碱基互补配对进行结合D.DNA 的合成方向总是从子链的 3'端向 5'端延伸答案： C13.PCR 一般要经过三十多次循环,从第二轮循环开始,上一次循环的产物也作为模板参与反应,由引物Ⅰ延伸而成的 DNA 单链作模板时将( )A.仍与引物Ⅰ结合进行 DNA 子链的延伸B.无需与引物结合,在酶的作用下从头合成子链C.同时与引物Ⅰ和引物Ⅱ结合进行子链延伸D.与引物Ⅱ结合进行 DNA 子链的延伸答案： D14.PCR 利用了 DNA 的热变性原理,PCR 仪实际上也是一种能自动调控温度的仪器。下列对PCR 过程中“温度的控制”的说法,错误的是( )A.PCR 反应需要高温,是为了确保模板链是单链B.延伸的温度必须高于复性温度,而低于变性温度3C.要用耐高温的 DNA 聚合酶D.需要耐高温的解旋酶答案： D15.复性温度是影响 PCR 特异性的较重要因素。变性后温度快速冷却至 40~60 ℃,可使引物和模板发生结合。PCR 的结果可不考虑原来解旋开的两个 DNA 模板链的重新结合,原因不包括( )A.由于模板 DNA 比引物复杂得多B.引物和模板之间的碰撞结合机会远远高于模板互补链之间的碰撞C.加入引物的量足够多而模板链数量少D.模板链加热解旋已经变性不可能再次结合答案： D16.在 PCR 过程中,一般进行自动控制的是( )A.引物的设计B.反应成分的配制C.移液器枪头的更换D.温度由 94 ℃→55 ℃→72 ℃的调整答案： D17.为了提取血红蛋白,从学校附近的屠宰场索取新鲜的猪血,对猪血处理的正确操作是( )A.要在采血容器中预先加入抗凝血剂柠檬酸钠B.取血回来后,马上进行高速长时间离心C.将离心后的血细胞加入清水缓慢搅拌D.重复洗涤直到上清液呈红色为止答案： A18.利用离心法纯化蛋白质主要是利用了蛋白质的 ( )A.结构与组成B.种类和数量C.大小和密度D.所携带电荷的多少答案： C19.有资料显示,在非洲,作为镰刀形细胞贫血症基因携带者更能适应于当地的环境。有人认为这种人的血红蛋白可能与正常人或镰刀形细胞贫血症病人的有一定差异。为证实这种猜想,需对携带者的血红蛋白进行实际的检测,而欲要检测,就必须分离得到这种血红蛋白。试想分离提纯镰刀形细胞贫血症携带者(Aa)的血红蛋白时,用不到的药品或仪器是 ( )A.琼脂糖 B.磷酸缓冲液C.离心机 D.自来水答案： D20.下列有关 PCR 技术的叙述,错误的是( )A.PCR 技术一定需要解旋酶和 DNA 聚合酶B.DNA 聚合酶不能从头开始合成 DNA,而只能从引物的 3'端延伸 DNA 链C.PCR 的引物的基本单位是脱氧核苷酸或核糖核苷酸D.扩增 DNA 时,需要加入两种引物答案： A21.下列关于高中生物学实验的基本原理,叙述不正确的是( )A.噬菌体须在活菌中增殖培养是因其缺乏独立的代谢系统4B.提取组织 DNA 是利用不同化合物在溶剂中溶解度的差异C.成熟植物细胞在高渗溶液中发生质壁分离是因为细胞壁具有选择透(过)性D.PCR 呈指数扩增 DNA 片段是因为上一轮反应产物可作为下一轮反应模板答案： C22.对含血红蛋白的样品透析和洗脱均用到磷酸缓冲液。磷酸缓冲液的 pH 依次为( )A.5.0、8.0 B.8.0、5.0C.7.0、8.0 D.7.0、7.0答案： D23.在血红蛋白分离过程中,如果红色带区歪曲、散乱、变宽,与其有关的主要是( )A.样品的处理B.凝胶色谱柱的装填C.洗脱过程D.凝胶色谱柱的制作答案： B24.下表是关于 DNA 的粗提取与鉴定实验中所使用的材料、操作及其作用的表述,正确的是( )试剂 操作 作用A柠檬酸钠溶液与鸡血混合 保持细胞形状B蒸馏水 与鸡血细胞混合 防止血液凝固C蒸馏水 加入到溶解有 DNA 的NaCl 溶液中 析出 DNA丝状物D冷却的酒精加入到过滤后含 DNA 的NaCl 溶液中产生特定的颜色反应答案： C25.下图甲是用 DNA 测序仪测出的某人 DNA 片段的碱基排列顺序。图乙是 DNA 测序仪测出的另外四个 DNA 片段的碱基排列顺序,请认真比较这四幅图,其中与所给样本碱基排列顺序最相似的是( )答案： C二、非选择题(共 4 小题,共 50 分)26.(8 分)关于“DNA 的粗提取与鉴定”的实验装置如下图。 (导学号 52260068)5(1)实验材料选用鸡血细胞液,而不用鸡全血,主要原因是鸡血细胞液中 含量较高。(2)在图 A 所示的实验步骤中,加蒸馏水 20 mL 的目的是 。通过图 B 所示的步骤取得滤液,再在滤液中加入物质的量浓度为 2 mol/L NaCl 溶液的目的是 。图 C 所示实验中加蒸馏水的目的是 。 (3)为鉴定实验所得丝状物的主要成分是 DNA,可用 在沸水浴的条件下呈现 。 解析： (1)鸡血细胞中含较多的 DNA,而血浆中不含 DNA,因此,实验材料应用鸡血细胞液而不用鸡全血。(2)要明确区别两次加蒸馏水的目的,第一次目的是让鸡血细胞吸水涨破,释放出 DNA;第二次加蒸馏水是为了降低 NaCl 溶液的浓度,使溶解于物质的量浓度为 2 mol/L NaCl 溶液中的 DNA 析出。(3)本题考查 DNA 的鉴定,可以加二苯胺,在沸水浴的条件下变蓝色。答案： (1)DNA(2)使血细胞吸水涨破,释放出 DNA 使滤液中的 DNA 溶于盐溶液 使 DNA 析出(3)二苯胺 蓝色27.(12 分)PCR(多聚酶链式反应)技术是一项在生物体外复制特定的 DNA 片段的核酸合成技术,下图表示合成过程,请据图分析回答下列问题。(1)A 过程高温使 DNA 变性解旋,对该过程的原理叙述,正确的是( )A.该过程用到耐高温的解旋酶破坏氢键B.该过程用到限制酶破坏磷酸二酯键C.该过程不需要解旋酶的作用D.该过程与人体细胞的过程完全相同(2)C 过程要用到的酶是 。这种酶在高温下仍保持活性,因此在 PCR扩增时可以 加入, (需要/不需要)再添加。PCR 反应除提供酶外,还需要满足的基本条件有 。 (3)如果把模板 DNA 的两条链用 15N 标记,游离的脱氧核苷酸不做标记,控制“95 ℃~55 ℃~72 ℃”温度循环 3 次,则在形成的子代 DNA 中含有 15N 标记的 DNA 占 。 (4)如果模板 DNA 分子共有 a 个碱基对,其中含有胞嘧啶 m 个,则该 DNA 复制 10 次,需要加入胸腺嘧啶脱氧核苷酸 个。 (5)PCR 中由碱基错配引起的变异属于 。假设对一个 DNA 进行扩增,第一次循环时某一条模板链上发生碱基错配,则扩增若干次后检测所用 DNA 的扩增片段,与原DNA 相应片段相同的占 。 解析： (1)高温所起的作用类似于解旋酶,使双链 DNA 变为单链。6(2)C 过程为 PCR 技术的延伸阶段,当系统温度上升至 72 ℃左右,溶液中的四种脱氧核苷酸在 DNA 聚合酶的作用下合成新的 DNA 链。 Taq DNA 聚合酶是耐热的,高温下不变性,所以一次性加入即可。(3)PCR 技术遵循半保留复制的特点。经过三次循环,共产生 23个 DNA 分子,其中有 2个 DNA 分子含有 15N 标记。(4)在一个双链 DNA 分子中,C+T 占碱基总数的一半,故 T 的数目为 a-m,复制 10 次,相当于新增加了(2 10-1)个 DNA 分子。故需补充 T 的数目为(2 10-1)(a-m)。(5)基因中的碱基对改变属于基因突变。对一个 DNA 进行扩增,第一次循环时某一条模板链上发生碱基错配,第二次以后按正常配对方式进行扩增,错配链作模板扩增的都是错误的 DNA 分子,原正常链扩增得到的 DNA 分子都是正常的 DNA 分子,故若干次后检测所用 DNA的扩增片段,与原 DNA 相应片段相同的占 3/4。答案： (1)C(2)Taq DNA 聚合酶 一次性 不需要 DNA 模板、引物、四种脱氧核苷酸、适当的温度(3)25%(4)(210-1)(a-m)(5)基因突变 75%28.(14 分)下面是凝胶色谱法分离蛋白质时样品的加入(图Ⅰ)和洗脱(图Ⅱ)示意图,请据图回答下列问题。(1)在加样示意图中,正确的加样顺序是 。 (2)用吸管加样时,应注意正确操作,分别是:① ; ② ; ③ 。 (3)等样品 时,才加入缓冲液。 (4)分离血红蛋白时,待 接近色谱柱底端时,用试管收集流出液,每 mL 收集一管,连续收集。 解析： 进行凝胶色谱操作加样时,加样前,打开色谱柱下端的流出口,使柱内凝胶面上的缓冲液缓慢下降到与凝胶面平齐,用吸管小心地将 1 mL 透析后的样品加到色谱柱的顶端,注意不可破坏凝胶面。吸管应贴着管壁加样,待样品完全进入凝胶层后才可关闭下端出口,加入缓冲液,待红色的蛋白质接近色谱柱底端时,用试管收集流出液,每 5 mL 收集一管,连续收集。答案： (1)④→①→②→③(2)不要触及破坏凝胶面 贴着管壁加样 使吸管管口沿管壁环绕移动7(3)完全进入凝胶层(4)红色的蛋白质 529.(16 分)如今人类已跨入了蛋白质时代,对蛋白质的研究和应用,首先需要获得高纯度的蛋白质。请回答下列问题。 (导学号 52260069)(1)蛋白质的提取和分离一般分为四步: 、 、 和纯度鉴定。 (2)如果要从红细胞中分离出血红蛋白,实验前取新鲜血液要在采血容器中预先加入柠檬酸钠,这样做的目的是 。 (3)血红蛋白的提取又可以细分为:红细胞的洗涤、 、分离血红蛋白溶液和 。其中分离血红蛋白溶液时需要用到 (仪器)分离出下层红色透明液体。 (4)装填凝胶色谱柱时,要注意色谱柱内不能有气泡存在,一旦发现有气泡必须重新装。这是因为 。 (5)欲探究色谱柱的高度是否是影响蛋白质分离的因素,应把 作为自变量,把 作为无关变量,把 作为因变量。 解析： 对(1)(2)(3)(4)直接参照教材内容作答。由(5)的实验目的容易确定色谱柱的高度变化为自变量,其他因素包括缓冲液的用量和 pH、样品的用量、温度等为无关变量,大小不同的蛋白质分子的间距为因变量。答案： (1)样品处理 粗分离 纯化(2)防止血液凝固(3)血红蛋白的释放 透析 分液漏斗(4)气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序,降低分离效果(5)色谱柱的高度变化 缓冲液的用量和 pH、样品的用量、温度等因素 大小不同的蛋白质分子的间距