2016-2017学年高中生物专题5DNA和蛋白质技术综合测评新人教版选修1资料

(时间：45分钟，分值：100分)

一、选择题(每题6分，共72分)

1．下图所示是关于“DNA的粗提取与鉴定”的实验。下列相关叙述中，错误的是(　　)

A．①中的操作目的是使血细胞破裂

B．②中得到的滤液中加入浓度为2 mol/L的NaCl溶液的目的是溶解DNA

C．③中再加入蒸馏水的目的是降低NaCl溶液的浓度，析出DNA

D．如果要提取洋葱的DNA，需要加入一定量的洗涤剂和食盐，充分搅拌即可

【解析】　A中的操作是使细胞吸水涨破，A项正确。B中得到滤液后要溶解在2 mol/L的NaCl溶液中，然后再加入蒸馏水，降低NaCl溶液浓度，从而析出DNA，B、C项正确。如果用洋葱作为实验材料，加入一定量的洗涤剂和食盐后，要进行研磨和搅拌，D项错误。

【答案】　D

2．做DNA粗提取和鉴定实验时，实验材料用鸡血而不用猪血的原因是(　　) 【导学号：05520044】

A．鸡血的价格比猪血的价格低

B．猪的成熟的红细胞中没有细胞核，不易提取到DNA

C．鸡血不会凝固，猪血会凝固

D．用鸡血提取DNA比用猪血提取操作简便

【解析】　DNA是生物的遗传物质，主要存在于细胞核中。生物实验材料的选择原则：一是容易获得；二是实验现象明显。做DNA粗提取与鉴定实验的实验材料不选猪血是因为哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核，不易提取到DNA，而鸟类、爬行类等动物成熟的红细胞中有细胞核，实验现象明显。

【答案】　B

3．下列有关“利用菜花进行DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是(　　)

A．采用不同浓度的NaCl溶液反复溶解与析出DNA的方法可去除部分蛋白质等杂质

B．在切碎的菜花中加入一定量的蒸馏水，充分研磨后过滤获取滤液

C．用蒸馏水将NaCl溶液的浓度调至0.14 mol·L－1滤去析出物

D．将白色丝状物溶解在二苯胺试剂中水浴加热，溶液呈蓝色

【解析】　DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，以此可以采用反复溶解与析出DNA的方法，去除其中的部分蛋白质等杂质；由于菜花细胞有细胞壁，因此利用菜花来提取DNA时，首先要去除细胞壁获得原生质体，再按题中的操作进行；DNA在0.14 mol·L－1的NaCl溶液中的溶解度最低，DNA可以析出；鉴定DNA时应将白色丝状物先溶解在2 mol·L－1的NaCl溶液中，再加入二苯胺试剂后沸水浴加热，溶液呈蓝色。

【答案】　A

4．如图表示PCR技术扩增DNA分子的过程中，DNA聚合酶作用的底物，据图分析正确的是(　　)

A．图中A为引物，是一种单链RNA分子

B．图中B为DNA模板链，F端为3′末端

C．PCR技术中通过控制温度来实现DNA双链的解旋和结合

D．DNA聚合酶无需引物也能将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段

【解析】　PCR技术中，DNA聚合酶需要引物，才能够将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段，该技术中引物通常为单链DNA，即题图中的A；图中B为DNA模板链，F端为5′末端；PCR技术中通过高温和降温来实现DNA双链的解旋和结合。

【答案】　C

5．下列关于PCR技术的叙述，错误的是(　　)

A．PCR技术和DNA体内复制所用到的酶种类有所不同

B．PCR反应过程要消耗四种脱氧核苷酸

C．PCR反应用到的引物是一小段DNA或RNA

D．原料是从子链的5′端连接上来的

【解析】　由于DNA聚合酶只能从引物的3′端开始延伸DNA链，因此原料也只能从3′端连接。

【答案】　D

6．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．TaqDNA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．引物不能与母链结合

【解析】　如果TaqDNA聚合酶活力不够，或活性受到抑制，则导致催化效率降低，得到的产物比预期的少，A项正确。如果PCR系统设计欠妥，达不到预期的结果，则B项正确。如果循环次数过少，产物的量比预期的少，则C项正确。如果引物设计不合理，也许不能与模板DNA结合，造成无法进行DNA的扩增，而结果得到了210个DNA分子，则D项错误。

【答案】　D

7．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

【解析】　设计扩增目的基因的引物时，要考虑扩增的目的基因与载体两端序列碱基互补配对。DNA复制沿着模板进行，不必知道基因的全部序列。PCR技术中的DNA聚合酶是耐高温的DNA聚合酶，不是从受体细胞中提取的DNA聚合酶。目的基因编码产物不同，相应的受体细胞不同。

【答案】　D

8．使用凝胶色谱法分离蛋白质时，洗涤红细胞、释放血红蛋白和透析过程中，分别使用下列哪些试剂(　　)

①蒸馏水　②生理盐水　③20 mmol/L的磷酸缓冲液　④清水　⑤柠檬酸钠

A．①③⑤　　　　　　    B．①②③

C．②①③      D．④①③

【解析】　洗涤红细胞时，为防止红细胞吸水涨破或受到其他伤害，应选用生理盐水进行洗涤；在释放血红蛋白时，应使红细胞涨破，则选用蒸馏水处理；在透析过程中，要去除小分子物质，因此应选用一定的缓冲液(20 mmol/L的磷酸缓冲液)，因此选C。

【答案】　C

9．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．防止血红蛋白被氧化

B．血红蛋白是一种两性物质，需要酸中和

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，维持其结构和功能

【解析】　利用磷酸缓冲液模拟细胞内的pH环境，保证血红蛋白的正常结构和功能，便于分离观察(红色)和研究(活性)。

【答案】　D

10．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，降低分离效果

B．气泡会阻碍蛋白质的运动

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

【解析】　色谱柱内不能有气泡存在，如有气泡存在，应轻轻敲打柱体以消除气泡，消除不了时要重新装柱。气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果。

【答案】　A

11．细菌蛋白质在极端环境条件下可通过肽链之间的二硫键维持稳定。已知不同的多肽产物可因分子量不同而以电泳方式分离。下列图是一个分析细菌蛋白的电泳结果图，“－”代表没加还原剂，“＋”代表加有还原剂，还原剂可打断二硫键，“M”代表已知分子量的蛋白质，右侧数字代表蛋白质或多肽的相对分子量。根据左侧结果，下列图案最能代表该细菌原本的多肽结构的是(注意：“－”代表二硫键)(　　)

【解析】　细菌中蛋白质的相对分子质量是130，没加还原剂时电泳只有一条分离带，加入还原剂之后二硫键被破坏，电泳结果出现了两条分离带，一条的相对分子质量稍高于67，一条的相对分子质量大约为30，所以可推测出该细菌中的蛋白质由一条相对分子质量稍大于67的肽链和两条相对分子质量大约为30的肽链构成，故选项B正确。

【答案】　B

12．蛋白质的分离与纯化是蛋白质研究的重要技术。下列有关叙述不正确的是(　　)

A．根据蛋白质分子不能透过半透膜的特性，可将样品中各种不同的蛋白质分离

B．根据蛋白质所带电荷性质的差异及分子大小等，可通过电泳法分离蛋白质

C．根据蛋白质相对分子质量的大小，可通过凝胶色谱法分离蛋白质

D．根据蛋白质的分子大小、密度不同，可通过离心沉降法分离蛋白质

【解析】　蛋白质分子是生物大分子，都不能通过半透膜，因此不能利用半透膜分离蛋白质；蛋白质分子所带电荷性质的差异及分子大小可以使蛋白质分子在电场中获得不同的迁移速度，因此可以利用电泳法分离蛋白质；蛋白质相对分子质量的大小不同，通过凝胶柱的时间不同，可通过凝胶色谱法分离蛋白质；蛋白质的分子大小、密度不同，具有不同的离心力，可通过离心沉降法分离蛋白质。

【答案】　A

二、非选择题(共28分)

13．(18分)某生物兴趣小组在“蛋白质的提取和分离”实验中，准备从猪的血液中初步提取血红蛋白，设计的“血红蛋白提取、分离流程图”如下：

→→→

请回答下列有关问题：

(1)样品处理中红细胞的洗涤要用________________反复冲洗、离心。向红细胞悬液中加入一定量的低浓度pH＝7.0的缓冲液并充分搅拌，可以破碎红细胞，破碎细胞的原理是________________。

(2)血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是________，若要尽快达到理想的透析效果，可以________(写出一种方法)。

(3)电泳利用了待分离样品中各种分子的______________________________

_________________________________________________________________

等的差异，而产生不同迁移速度，实现各种分子的分离。

(4)一同学通过血红蛋白醋酸纤维薄膜电泳，观察到正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白电泳结果如下图所示。由图可知携带者有________种血红蛋白，从分子遗传学的角度作出的解释是___________________________________

_________________________________________________________________

________________________________________________________________。

【解析】　(1)洗涤红细胞所用的溶液是生理盐水；根据渗透作用原理，将红细胞置于低渗溶液中，红细胞会吸水涨破，释放出血红蛋白。(2)血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是除去样品中的小分子杂质；可通过增加缓冲液的量或及时更换缓冲液等方法缩短透析时间，尽快达到理想的透析效果。(3)由于各种分子带电性质以及分子大小、形状等的差异，可在电泳过程中产生不同的迁移速度，从而实现各种分子的分离。(4)根据图示可知，镰刀型细胞贫血症的携带者含有两种血红蛋白，原因是携带者具有(控制血红蛋白的)一对等位基因，分别控制合成两种不同的蛋白质。

【答案】　(1)生理盐水　渗透原理(当外界溶液浓度低于动物细胞内液浓度时，细胞吸水胀破)

(2)除去小分子杂质　增加缓冲液的量或及时更换缓冲液

(3)带电性质以及分子大小、形状

(4)2　携带者具有(控制血红蛋白的)一对等位基因，可以控制合成两种不同的蛋白质

14．(10分)下面是某研究小组开展的“猪血浆某白蛋白的提取及分子量测定”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NH反应出现黄色或红棕色沉淀)、饱和(NH4)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饱和(NH4)2SO4溶液，使(NH4)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(NH4)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①、②2～3次，最后用生理盐水将沉淀溶解即得粗提品。

盐析粗提“血浆某白蛋白”的主要原理是________________，重复步骤①、②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的缓冲液作透析液，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NH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)分子量测定：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，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】　本题考查蛋白质的分离与纯化，考查学生的实验能力。(1)为防止血液凝固，在采血容器中要预先加入抗凝剂柠檬酸钠。(2)利用血浆某白蛋白在一定浓度(NH4)2SO4溶液中的溶解度低的特性去除杂蛋白。(3)过酸、过碱、温度过高都会使蛋白质发生变性。(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、形状等的不同，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(NH4)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