学年人教版生物选修一课时作业 第五单元 DNA和蛋白质技术 检测五.docx
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学年人教版生物选修一课时作业第五单元DNA和蛋白质技术检测五
章末检测
（60分钟，100分）
一、选择题（每小题2.5分，共50分）
1．关于DNA的粗提取与鉴定的实验，该实验依据的实验原理不包含（ ）
A．DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl溶液浓度的不同而不同
B．利用DNA不溶于酒精的性质，可除去细胞中溶于酒精的物质而得到较纯的DNA
C．DNA是大分子有机物，不溶于水而溶于某些有机溶剂
D．在沸水浴条件下，DNA与二苯胺反应呈现蓝色
【解析】 本实验依据的原理是A、B、D项三个方面，必须明确的是NaCl溶液的浓度为0.14mol/L时，DNA的溶解度最小，具体操作时用2mol/L的NaCl溶液，再加水稀释至黏稠物（主要是DNA）不再增多时，此时该溶液浓度即为0.14mol/L。
C项说法正确，但细胞内的大部分物质均可溶于某些有机溶剂，而不溶于水，因此不能以此为原理提取DNA。
【答案】 C
2．在DNA的粗提取实验过程中，对DNA提取量影响相对较小的是（ ）
A．使血细胞在蒸馏水中充分破裂，放出DNA等物质
B．搅拌时要用玻璃棒沿一个方向轻缓搅动
C．在析出DNA黏稠物时，要缓缓加入蒸馏水，直到黏稠物不再增多
D．要用冷酒精沉淀DNA，甚至再将混合物放入冰箱中冷却
【解析】 A项的做法是为了充分释放出核中的DNA分子，使进入滤液中的DNA量尽量的多；C项是让DNA充分沉淀，保证DNA的量；D项的道理同C项。
而B项的操作并不能使DNA的量增多或减少。
【答案】 B
3．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（ ）
A．用蒸馏水将NaCl溶液浓度调至0.14mol/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2mol/LNaCl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
【解析】 A项，用蒸馏水将NaCl溶液浓度调至0.14mol/L，使DNA析出。
B项，NaCl溶液为2mol/L时，可过滤除去不溶的杂质，木瓜蛋白酶能够分解蛋白质。
C项，在沸水浴的条件下，DNA与二苯胺反应呈现蓝色。
D项，如果实验材料是植物细胞，需要先用洗涤剂溶解细胞膜。
【答案】 B
4．在DNA的粗提取过程中，初步析出DNA和提取较纯净的DNA所用的药品分别是（ ）
①0.1g/mL的柠檬酸钠溶液 ②2.00mol/L的NaCl溶液 ③0.14mol/L的NaCl溶液 ④体积分数为95%的冷酒精溶液
A．①③ B．②③
C．②④D．③④
【解析】 在DNA的粗提取过程中，初步析出DNA时所有试剂为0.14mol/L的NaCl溶液，此浓度下DNA的溶解度最低；由于DNA不溶于酒精，而某些蛋白质可溶于酒精，因此可用体积分数为95%的冷酒精获取较纯净的DNA。
【答案】 D
5．在DNA粗提取与鉴定实验中，将第二次过滤获得的纱布上含有的DNA的黏稠物（含有较多杂质）分别处理如下：
序号
操作过程
①
放入2mol/L的NaCl溶液，搅拌后过滤
②
再加0.14mol/L的NaCl溶液，搅拌后过滤
③
再加入冷却的、同体积的95%酒精溶液，用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物
上述操作过程正确的是（ ）
A．①②B．①②③
C．①③D．②③
【解析】 第二次过滤后纱布上的是粗提取的DNA，此DNA还含有杂质，因此将其溶于2mol/L的NaCl溶液中，再进行过滤，以除去不溶于2mol/L的NaCl溶液的杂质。
然后向滤液中加入同体积的、冷却的95%酒精即可析出DNA。
然后挑出DNA进行鉴定。
【答案】 C
6．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．加样后，打开下端出口，使样品渗入凝胶床内
C．等样品完全进入凝胶层后，关闭下端出口
D．用吸管小心地将1mL透析后的样品加到色谱柱的顶端，不要破坏凝胶面
【解析】 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。
【答案】 A
7．（多选）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
防止血液凝固
B
蒸馏水
与鸡血细胞混合
保持细胞形状
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
【解析】 蒸馏水与鸡血细胞混合，目的是破碎细胞，而不是保持细胞形状；蒸馏水加入到溶解有DNA的NaCl溶液中，是为了使NaCl浓度达到0.14mol/L，析出DNA。
【答案】 AC
8．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
【解析】 图甲所示为在95%酒精溶液中DNA析出，图乙试管中为高浓度（2mol/L）的NaCl溶液，DNA溶解，A项错误；利用二苯胺试剂检测DNA时条件为沸水浴加热，B项错误；图甲中的搅拌操作应缓慢进行，以防止断裂，C项错误；二苯胺试剂最好现配现用，D项正确。
【答案】 D
9．复性温度是影响PCR特异性的较重要因素。
变性后温度冷却至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
【解析】 DNA双链解开后，经缓慢降温，两条链可以再次结合。
【答案】 D
10.PCR利用了DNA热变性的原理，PCR仪实际上也是一种能自动调控温度的仪器，对PCR过程中“温度的控制”的说法错误的是（ ）
A．酶促反应需要高的温度，是为了确保模板是单链
B．延伸的温度必须大于复性温度，而小于变性温度
C．DNA聚合酶具有耐高温的能力
D．DNA解旋酶具有耐高温的能力
【解析】 PCR是体外DNA扩增，DNA双链的解开不需要解旋酶，靠高温使其变性，双链螺旋结构解体，双链分开，在复性前，在耐高温的DNA聚合酶的作用下根据碱基互补配对原则合成新的DNA，因此延伸的温度要大于复性温度而小于变性温度。
【答案】 D
11．“X基因”是DNA分子上一个有遗传效应的片段，若要用PCR技术特异性地拷贝“X基因”，需在PCR反应中加入两种引物，两种引物及其与模板链的结合位置如图1所示。
经4轮循环后产物中有五种不同的DNA分子，如图2所示，其中第⑤种DNA分子有几个（ ）
A．2 B．4
C．6 D．8
【解析】 PCR技术扩增时，由两种引物决定所扩增的片段的特定序列，上一次循环的产物为下一次循环的模板。
第一次循环形成①和②，第二次循环形成①、②、③、④四个DNA，以此类推4次循环后共形成16个DNA，其中①、②各一个，③、④各三个，⑤共8个。
【答案】 D
12．下图中PCR第二轮产物a、b、c、d分别是以PCR第一轮产物的哪一条单链DNA为模板复制产生的（ ）
A．②①③④B．①③④②
C．①②④③D．①②③④
【解析】 以①链为模板复制而来的DNA应只含有引物Ⅰ（a）；以④链为模板复制而来的只有引物Ⅱ（d）；b、c是以②、③为模板复制而来的。
【答案】 D
13．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，最后流出
C．凝胶内部有很微细的多孔网状结构，其空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
【解析】 凝胶内部微细的多孔网状结构，若空隙过大，所有蛋白质分子都能进入，不能起到分离的作用。
【答案】 C
14．血红蛋白的提取和分离一般分为四步，符合要求的是（ ）
A．粗分离→样品处理→纯化→纯度鉴定
B．粗分离→纯化→样品处理→纯度鉴定
C．样品处理→粗分离→纯化→纯度鉴定
D．纯化→纯度鉴定→粗分离→样品处理
【解析】 血红蛋白的提取和分离一般可分为四大步，包括样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。
首先通过洗涤红细胞、血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液，即样品处理；再经过透析法去除小分子的杂质，即样品的粗分离；然后通过凝胶色谱法将相对分子质量与血红蛋白不同的杂质蛋白除去，即样品的纯化；最后经聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。
【答案】 C
15．有关缓冲溶液的说法不正确的是（ ）
A．缓冲溶液能够抵制外界的酸和碱对溶液pH的影响，维持pH恒定不变
B．缓冲溶液通常由1～2种缓冲剂溶解于水中配制而成
C．调节缓冲剂的使用比例就可以制得在不同pH范围内使用的缓冲液
D．生物体内进行的各种生物化学反应都是在一定的pH下进行的
【解析】 缓冲溶液对外界酸碱的缓冲作用是有限的，它只能使溶液pH在一定范围内保持相对稳定。
【答案】 A
16．在蛋白质的提取和分离中，关于对样品处理过程的分析，正确的是（ ）
A．洗涤红细胞的目的是去除血浆中的葡萄糖、无机盐
B．洗涤时离心速度过小，时间过短，白细胞等会沉淀，达不到分离的效果
C．洗涤过程选用0.1%的生理盐水
D．透析的目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质
【解析】 本题主要考查了血红蛋白提取和分离中的样品处理。
洗涤红细胞的目的主要是除去血浆中的杂蛋白；洗涤时离心速度过高，时间过长，会使白细胞等一同沉淀，达不到分离的效果；洗涤过程用到的是质量分数为0.9%的NaCl溶液。
【答案】 D
17．已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种蛋白质分子，分子大小、电荷的性质和数量情况如图所示，下列有关蛋白质分离的叙述正确的是（ ）
A．若将样品以2000r/min的速度离心10min，分子戊在沉淀中，则丙也一定在沉淀中
B．若用凝胶色谱法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12h，若分子丙保留在袋内，则乙也一定保留在袋内
D．若用SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子，则分子甲和分子丁形成的电泳带相距最远
【解析】 由于丙的相对分子质量大于戊，因此离心时若戊在沉淀中，则丙也一定在沉淀中；凝胶色谱法分离蛋白质时相对分子质量越大，移动速度越快；乙的相对分子质量小于丙，若丙在袋内，乙不一定在袋内；SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳中，分子的迁移率完全取决于分子的大小，甲移动的最远，丙最近，因此甲与丙形成的电泳带相距最远。
【答案】 A
18．以下对DNA和血红蛋白的提取与分离（鉴定）实验的分析正确的是（ ）
A．都要用猪血细胞来做实验
B．在DNA的粗提取与鉴定实验中，有两次DNA析出，所依据的原理相同
C．在实验中都要进行除杂处理，以便得到较纯净的DNA或血红蛋白
D．将析出的DNA溶解在2mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后呈现蓝色
【解析】 猪的红细胞中无细胞核，不能用以提取DNA；提取DNA时，第一次析出DNA是利用DNA在0.14mol/L的NaCl溶液中的溶解度低的原理，第二次则是利用DNA不溶于冷酒精的原理；DNA遇二苯胺要沸水浴加热才能变蓝。
【答案】 C
19．如图表示对某蛋白质溶液进行SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳的结果（相似于纸层析法分离色素），下列相关叙述不正确的是（ ）
A．蛋白质上某些基团解离后可使蛋白质带电，电场中带电的蛋白质分子（或多肽）会向着与其所带电荷相反的电极移动
B．蛋白质在SDS—聚丙烯酰胺凝胶中的迁移速度完全取决于其所带电荷多少
C．蛋白质在SDS—聚丙烯酰胺凝胶中的迁移速度完全取决于其分子的大小
D．电泳结果表明溶液中蛋白质可能有两种，但也可能只有一种
【解析】 蛋白质的氨基与羧基可发生解离，使其带正电或负电，在电场中发生迁移。
SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳所加的SDS可完全掩盖蛋白质本身所带电荷，故其移动速度与本身所带电荷多少无关，而由其分子大小决定。
SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳会使蛋白质水解成肽链，故结果所示可能只有一种蛋白质（有两种肽链），也可能有两种蛋白质。
【答案】 B
20．（多选）下列关于DNA和蛋白质提取与分离实验的叙述，正确的有（ ）
A．提取细胞中的DNA和蛋白质都需用蒸馏水涨破细胞
B．用不同浓度NaCl溶液反复溶解可析出DNA可去除蛋白质
C．蛋白质提取和分离过程中进行透析可去除溶液中的DNA
D．蛋白质和DNA都可以用电泳的方法进行分离纯化
【解析】 A选项，在提取DNA时，如果是用动物的细胞需要用蒸馏水涨破，如果用植物细胞则不需要，而是用洗涤剂瓦解细胞膜。
B选项，用2mol/L的NaCl溶液溶解DNA，然后过滤出蛋白质，再降低NaCl溶液的浓度，析出DNA。
C选项，透析用以除去小分子物质，DNA是大分子物质。
D选项，电泳是分离纯化的常规方法，比如用聚丙烯酰胺凝胶电泳，可以根据其分子大小及所带电荷性质进行分离纯化。
【答案】 BD
二、非选择题（共50分）
21．（9分）DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl溶液浓度的变化而变化。
（1）请在下列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．0.14mol/LB．2mol/L
C．0.15mol/LD．0.3mol/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________，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________的试剂。
其实验过程中要向放有________的试管中加入4mL的________________。
混合均匀后，将试管置于________________5min，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0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低；在2mol/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，可除去杂质；利用DNA与二苯胺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 DNA DNA 二苯胺试剂 沸水中加热 冷却后 高
22．（9分）实验中对DNA进行鉴定时，做如下操作：
（1）根据上图，完成表格空白处的实验内容。
（2）对B试管，完成1、2、3的操作后溶液颜色如何？
________________________________________________________________________。
（3）在沸水中加热的目的是________________，同时说明DNA对高温有较强的________________。
（4）A试管在实验中的作用是________。
（5）B试管中溶液颜色的变化程度主要与________________有关。
【解析】 本题主要考查DNA分子的鉴定。
A、B两试管形成对照，B试管中含DNA丝状物，A试管中不含，起对照作用，其他条件均完全相同。
本实验强调反应条件是沸水浴加热5min，加快颜色反应的速度，观察对比两试管的颜色时要等到冷却以后。
【答案】
（1）实验现象：
A.溶液不变蓝色 B．溶液逐渐变蓝色 实验结论：
DNA在沸水浴的情况下与二苯胺反应呈现蓝色
（2）溶液颜色基本不变（不呈浅蓝色） （3）加快颜色反应速度 耐受性 （4）对照 （5）加入试管中的DNA（丝状物）的多少
23．（10分）在遗传病及刑事侦破案件中常需要对样品DNA进行分析，PCR技术能快速扩增DNA片段，在几个小时内复制出上百万份的DNA拷贝，有效地解决了因为样品中DNA含量太低而难以对样品进行分析研究的问题。
据图回答相关问题。
（1）在相应的横线上写出引物Ⅱ，并在复性这一步骤中将引物Ⅱ置于合适的位置。
（2）在相应的横线上写出循环一次后生成的DNA分子。
（3）若将作为原料的四种脱氧核苷酸用32P标记，请分析循环一次后生成的DNA分子的特点：
________________________________，循环n次后生成的DNA分子中不含放射性的单链占总单链的比例为________。
（4）PCR反应过程的前提条件是________，PCR技术利用DNA的________原理解决了这个问题。
（5）在对样品DNA进行分析的过程中发现，DNA掺杂着一些组蛋白，要去除这些组蛋白可加入的物质是________。
【解析】
（1）DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，所以引物就提供了3′端，子链延伸方向为5′→3′端，引物Ⅰ与b链部分碱基互补，引物Ⅱ则与a链部分碱基互补，且连接到a链的3′端，故引物Ⅱ的结构为5′—G—A—OH，复性结果为：
HO—A—G—5′
5′—G—G……T—C－3′。
（2）经过一次循环后，产生的两个DNA分子分别含有引物Ⅰ和引物Ⅱ。
（3）由于作为原料的四种脱氧核苷酸被32P标记，所以新合成的子链均含有放射性，一次循环后的两个DNA中各有一条链含32P，若复制n次，共产生子链2n×2，其中只有DNA母链不含32P，则其所占比例为：
2/（2n·2）＝1/2n。
（4）DNA复制是以两条母链为模板，按照碱基互补配对原则进行的。
因此，首先要解旋，使两条母链的碱基暴露出来，才能按照碱基互补配对原则把相应的碱基一个个地连接起来。
DNA分子在80～100℃的温度范围内变性，双链解开成单链，当温度慢慢降低时，又能重新结合形成双链。
（5）本题考查了DNA中杂质蛋白质的去除，利用酶的专一性，应加入蛋白酶。
【答案】
（1）5′—G—A—OH
HO—A—G—5′
5′—G—G……T—C—3′
（2）3′—C—C……A—G—5′
5′—G—G……T—C—3′
5′—G—G……T—C—3′
3′—C—C……A—G—5′
（3）每个DNA分子各有一条链含32P 1/2n
（4）DNA解旋 热变性 （5）蛋白酶
24．（12分）凝胶色谱技术是二十世纪六十年代初发展起来的一种快速而又简单的分离技术，由于设备简单、操作方便，不需要有机溶剂，对高分子物质有很高的分离效果，目前已经被广泛应用于多个领域，请回答有关问题。
（1）若选用SephadexG－100，则G表示________________________________。
（2）通过凝胶色谱法可将从红细胞中分离出的血红蛋白样品进一步________，在血红蛋白的提取和分离实验中有以下操作，试回答：
①实验时要对采集到的血液中的红细胞进行洗涤，洗涤的目的是________________________________________________________________________。
②在________________作用下，红细胞会破裂释放出血红蛋白。
③将释放出的血红蛋白收集到透析袋中透析，这是样品的________，而透析的目的是________________________________。
④实验最后经过SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳进行________________________________________________________________________。
（3）装填凝胶色谱柱时，要注意色谱柱内不能有气泡存在，一旦发现气泡必须重装。
这是因为______________________________________________________________________。
【解析】 本题考查血红蛋白的分离和提取。
血红蛋白分离和提取实验的操作分为样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定四步。
整个实验的原理是依据蛋白质的各种特性分离蛋白质。
【答案】
（1）凝胶的交联程度、膨胀程度及分离范围
（2）纯化 ①去除血浆蛋白 ②蒸馏水和甲苯 ③粗分离 去除相对分子质量较小的杂质 ④纯度鉴定
（3）气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果
25．（10分）现代生物学已向两个方面发展，宏观研究的水平为生态系统水平，微观研究的水平为分子水平，对于分子的研究，其物质的提取和分离显得尤为重要。
下面是物质提取和分离的相关问题，请回答。
（一）DNA分子的提取和分离
（1）在提取菜花细胞中的DNA时，采用的是研磨法，为什么不能像用鸡血那样，用蒸馏水使其破裂？
________________________________________________________________________。
（2）在提取实验过程中用到两种浓度的NaCl溶液，说明其作用。
①2mol/LNaCl溶液：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②0.14mol/LNaCl溶液：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）在整个操作过程中，每100mL血液中加入3g柠檬酸钠的作用是________________。
（4）鉴定DNA所用的试剂：
________________。
（二）血红蛋白的提取和分离
（1）在血红蛋白的提取和分离过程中，粗分离、纯化和纯度鉴定时，都会用到缓冲溶液，其作用是________________________________。
（2）在洗脱过程中，对洗脱液的流速要求稳定的目的是________________________________________________________________________。
【解析】
（一）
（1）DNA分子提取中理想的材料为富含DNA的细胞，动物中鸡血红细胞具有细胞核，放入蒸馏水中会使细胞涨破释放出DNA，而植物细胞中含有细胞壁不能因吸水
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