高中生物选修一专题检测5专题5 DNA和蛋白质技术.docx
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高中生物选修一专题检测5专题5DNA和蛋白质技术
专题检测试卷（五）
（时间：
60分钟 满分：
100分）
一、选择题（本题包括15小题，每小题3分，共45分）
1．如图表示细胞内DNA复制和细胞外PCR扩增两个过程，两反应过程的条件中相同的是（ ）
A．模板B．原料C．酶D．能量供应
[答案] B
[解析] 细胞内的DNA复制和细胞外的PCR扩增过程，需要的原料相同，都是四种脱氧核苷酸。
2．下列与析出DNA黏稠物有关的叙述，不正确的是（ ）
A．操作时缓缓滴加蒸馏水，降低DNA的溶解度
B．在操作时，用玻璃棒轻缓搅拌，以保证DNA分子的完整性
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溶液的浓度相当于0.14mol/L
[答案] C
[解析] 向含有DNA的溶液中加入蒸馏水后，NaCl溶液的浓度会变小，当NaCl溶液的浓度为0.14mol/L时，DNA的溶解度最小而析出。
3．（2019·湖北武汉二中高二期中）下列关于PCR引物的说法，不正确的是（ ）
A．引物是PCR过程中与模板DNA部分序列互补，并能引导模板DNA的互补链合成的一段DNA或RNA
B．引物常根据需要扩增的目标DNA的碱基序列用化学合成的方法获得
C．DNA聚合酶只能使DNA链从引物的3′端开始向引物的5′端延伸
D．引物的3′端必须具有游离的羟基
[答案] C
[解析] 在DNA分子扩增时，DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，因此需要引物。
当引物与DNA母链结合后，DNA聚合酶就能从引物的3′端开始延伸DNA链了。
4．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，其原因不包括（ ）
A．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与互补链之间的碰撞
C．加入引物的量足够多而模板链数量相对少
D．模板链加热解旋已经变性不可能再次结合
[答案] D
[解析] 在80～100℃的温度范围内，DNA分子双螺旋结构解体，双链分开，这个过程称为变性。
当温度缓慢降低后，两条彼此分离的DNA链可重新结合成双链，故D项错误。
5．将经处理破裂后的红细胞混合液以2000r/min的速度离心10min后，离心管中的溶液分为四层，从上到下的顺序依次是（ ）
A．血红蛋白、甲苯层、脂溶性物质层、沉淀层
B．甲苯层、沉淀层、血红蛋白、脂溶性物质层
C．脂溶性物质层、血红蛋白、甲苯层、沉淀层
D．甲苯层、脂溶性物质层、血红蛋白、沉淀层
[答案] D
[解析] 混合液经离心后，按密度大小排列，在离心管中从上到下的顺序依次是：
第1层为无色透明的甲苯层；第2层为白色薄层固体，是脂溶性物质沉淀层；第3层为红色透明液体，这是血红蛋白的水溶液；第4层为暗红色沉淀物，主要是红细胞破碎物沉淀。
6．下表是关于DNA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（ ）
选项
试剂
操作
作用
A
柠檬酸钠
与鸡血混合
溶解细胞中DNA
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
[答案] C
[解析] 在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，柠檬酸钠可以防止血液凝固，A错误；鸡血中加入蒸馏水可以使细胞膜和核膜破裂，B错误；DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，在物质的量浓度为0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，有利于DNA析出，C正确；DNA不溶于酒精，可以获得较纯的DNA；DNA遇二苯胺（沸水浴加热）产生蓝色反应，D错误。
7．（2018·江苏扬州中学月考）某同学用洋葱进行DNA粗提取和鉴定实验，下列操作错误的是（ ）
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滤液中的DNA
C．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] A
[解析] 加入洗涤剂后研磨动作要轻缓、柔和，否则会产生大量的泡沫，不利于后续步骤的操作，A项错误；蛋白酶能够分解蛋白质，因此能起到纯化DNA的目的，B项正确；加入酒精后用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成絮状沉淀，C项正确；鉴定DNA时，加二苯胺试剂摇匀后沸水浴加热，D项正确。
8．将粗提取的DNA丝状物分别加入0.14mol/L的NaCl溶液、2mol/L的NaCl溶液、体积分数为95%的酒精溶液中，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、RB．p、q、rC．P、q、RD．p、Q、r
[答案] C
[解析] DNA在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最小，过滤后DNA在黏稠物p中，可以丢弃P；DNA在2mol/L的NaCl溶液中溶解过滤后，DNA在滤液中，可以丢弃q；DNA不溶于体积分数为95%的酒精溶液，所以过滤后DNA在黏稠物r中，可以丢弃R。
9．（2018·福建厦门月考）使用PCR仪的具体操作顺序为（ ）
①设计好PCR仪的循环程序 ②按配方准备好各组分
③用微量移液器在微量离心管中依次加入各组分 ④进行PCR反应 ⑤离心使反应液集中在离心管底部
A．②③①④⑤B．①⑤③②④
C．②③⑤①④D．④②⑤③①
[答案] C
[解析] 使用PCR仪的操作步骤一般分为准备→移液→混合→离心→反应。
PCR仪是一种自动控制温度的仪器，设计好循环程序就可以进行反应了，故C正确。
10．（2019·湖北武汉模拟）下列关于物质提取、纯化原理的叙述，不正确的是（ ）
A．采用凝胶色谱法分离果胶酶的原理是蛋白质分子的相对分子质量不同，在色谱柱中的移动速度不同
B．使用透析法可以去除样品中相对分子质量较大的杂质
C．电泳法是利用样品中各种分子带电性质的差异以及样品分子大小不同，使带电分子产生的迁移速度不同而实现样品中各种分子的分离
D．离心法分离蛋白质的依据是密度不同的物质离心时沉降速度不同
[答案] B
[解析] 用凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶颗粒内部的通道，通过的路程长，移动的速度慢；相对分子质量较大的蛋白质被排阻在凝胶颗粒外面，通过的路程短，移动的速度快，因此相对分子质量不同的蛋白质得以分离，A正确；使用透析法可以去除样品中相对分子质量较小的杂质，B错误；电泳法是利用样品中各种分子带电性质的差异以及样品分子大小不同，使带电分子产生的迁移速度不同而实现样品中各种分子的分离，C正确；离心法分离蛋白质的依据是密度不同的物质离心时沉降速度不同，D正确。
11．（2019·河北衡水第二中学月考）DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，而细胞中的某些物质溶于酒精溶液。
如图表示DNA粗提取实验的相关操作步骤，其操作目的分析错误的是（ ）
A．①是洗涤红细胞、去除红细胞表面的杂质
B．②是稀释NaCl溶液至0.14mol/L，析出DNA
C．③是选用2mol/L的NaCl溶液，溶解黏稠物中的DNA
D．④是纯化DNA，去除溶于95%冷却酒精中的杂质
[答案] A
[解析] ①的目的是使红细胞吸水涨破，释放出DNA；②的目的是降低NaCl溶液浓度至0.14mol/L，使DNA析出；③的目的是用2mol/L的NaCl溶液溶解DNA；④是利用DNA不溶于酒精而蛋白质等其他杂质能溶于酒精的原理进一步纯化DNA。
12．某考古学家在西伯利亚泰加林地区的冰中，发现了一种冰冻的已灭绝的巨型动物的肌肉。
他想了解该巨型动物的DNA与现今印度大象的DNA的相似性，于是做了如下检测工作，其中正确的操作步骤及顺序是（ ）
①降低温度，检测处理后的杂合DNA双链 ②通过PCR技术扩增巨型动物和大象的DNA ③把巨型动物的DNA导入大象的细胞中 ④在一定温度条件下，将巨型动物和大象的DNA水浴共热
A．②④①B．②④③①C．③④①D．②④③
[答案] A
[解析] 检测时首先通过PCR技术扩增目的基因，步骤为变性→复性→延伸；然后利用DNA分子在高温时解旋的特点，将两者DNA水浴共热；最后降低温度，检测处理后的杂合DNA双链形成情况，从而确定两者的相似性。
13．下列有关PCR过程的叙述中，不正确的是（ ）
A．在PCR的变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，DNA在人体细胞内复制时可利用解旋酶实现
B．复性过程中引物与DNA模板链的结合是依据碱基互补配对原则完成的
C．延伸过程中需要耐高温的DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸
D．PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高
[答案] C
[解析] 变性是为了使DNA内部的氢键断裂，双螺旋打开，DNA在人体细胞内复制时借助解旋酶来实现；根据碱基互补配对原则，引物可与DNA模板链结合；延伸是形成新的DNA分子，需要以四种脱氧核苷酸为原料；PCR过程所需温度较高，会导致一般的DNA聚合酶失活，需特定的耐高温的DNA聚合酶。
14．（2018·吉林长春期中）下列关于血红蛋白提取和分离实验的描述，正确的是（ ）
A．红细胞的洗涤：
加入蒸馏水，缓慢搅拌，低速短时间离心
B．血红蛋白的释放：
加入生理盐水和甲苯，置于磁力搅拌器上充分搅拌
C．分离血红蛋白：
将搅拌好的混合液离心、过滤后，用分液漏斗分离
D．透析：
将血红蛋白溶液装入透析袋，然后置于pH为4.0的磷酸缓冲液中透析12h
[答案] C
[解析] 红细胞洗涤过程中应该用生理盐水，不能用蒸馏水，A错误；血红蛋白的释放应该加入蒸馏水和甲苯，使红细胞吸水涨破，释放其中的血红蛋白，B错误；将搅拌好的混合液通过离心、过滤后，用分液漏斗分离出血红蛋白溶液，C正确；透析所用的磷酸缓冲液的pH为7.0，D错误。
15．下列有关凝胶色谱操作的叙述，不正确的是（ ）
A．干的凝胶要用蒸馏水充分溶胀后，才能装填
B．在装填凝胶色谱柱时，不得有气泡产生
C．在装填凝胶色谱柱时，下端的尼龙管先打开后关闭
D．在样品洗脱过程中，不能让洗脱液流干
[答案] C
[解析] 在装填凝胶色谱柱时，下端的尼龙管应始终打开，C错误。
二、非选择题（本题包括5小题，共55分）
16．（10分）如图为“DNA的粗提取与鉴定”实验过程中的一些重要操作示意图，请分析回答有关问题：
（1）正确的操作顺序是（用字母和箭头表示）。
（2）图中C、E步骤都加入了蒸馏水，但其目的不同，分别是和。
（3）图中A步骤中所用酒精必须是经过才能使用，该步骤的目的是。
（4）为鉴定图中A步骤中所得到的丝状物的主要成分为DNA，可将其溶解后，滴加试剂后沸水浴加热，如果出现，则证明该丝状物的主要成分为DNA。
（5）由于鸡血较难找到，某学生试图用人血代替，结果没有成功，其原因最可能是。
[答案]
（1）C→B→E→D→A
（2）使鸡血细胞吸水涨破，释放出细胞核物质 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DNA
（4）二苯胺 蓝色 （5）人成熟的红细胞没有细胞核和各种细胞器
[解析]
（1）DNA的粗提取与鉴定步骤：
加入蒸馏水，破碎细胞→过滤，获取含DNA的滤液→去除滤液中的杂质→DNA的析出与鉴定。
由此可知，正确的操作顺序是C→B→E→D→A。
（2）C步骤加入蒸馏水的目的是使鸡血细胞吸水涨破，释放出细胞核物质；E步骤加入蒸馏水的目的是降低NaCl溶液的浓度，使DNA析出。
（3）图中A步骤中所用酒精必须经过充分冷却才能使用，该步骤的目的是获取含杂质较少（或较纯净）的DNA。
（4）鉴定图中A步骤中所得到的丝状物的主要成分，可滴加二苯胺试剂，并进行沸水浴加热，如果出现蓝色，则该丝状物的主要成分为DNA。
（5）人是哺乳动物，哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和各种细胞器，因此用人血代替鸡血来进行该实验难以取得成功。
17．（11分）PCR技术（多聚酶链式反应）已成为分子生物学实验室的一种常规实验手段，其原理是利用DNA半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制（如图），在短时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，从而使实验室所需要的遗传物质不再受限于活的生物体。
（1）加热使DNA双链间的键完全打开，称为；而在细胞中该过程是在酶的作用下进行的。
（2）如果只需要大量克隆模板DNA中间的某个特定区段，应该加入种特定的引物。
当温度降低至55℃时，引物与两条“舒展”的模板的特定位置结合，在DNA聚合酶的作用下，只能在引物的端连接脱氧核苷酸，两条子链的延伸方向都是。
（3）PCR技术的必需条件，除了模板、原料、酶之外，至少还有三个条件，即液体环境、适宜的和，前者由自动调控，后者则靠来维持。
（4）通过PCR技术使DNA分子大量复制，如果将一个用15N标记的DNA分子放入试管中，以14N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制四次之后，则15N标记的DNA分子占全部DNA分子总数的比例是。
[答案]
（1）氢 解旋 解旋
（2）两 3′ 从子链的5′端向3′端延伸 （3）温度 酸碱度 PCR仪 缓冲液
（4）1/8
[解析]
（1）PCR技术利用热变性原理使DNA双链之间的氢键断裂，称为解旋，而在细胞内该过程是在解旋酶的作用下实现的。
（2）PCR分为三个基本反应步骤：
变性（95℃）、复性（55℃）、延伸（72℃），其特异性依赖于与靶序列互补的引物，引物是两段与待扩增DNA序列互补的片段，两引物之间的距离决定扩增片段的长度。
由于DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的3′端延伸DNA链，因此DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸。
（3）PCR技术与细胞内的DNA复制不完全相同，除了需要模板、原料、酶以外，至少还需要液体环境、适宜的温度和酸碱度，温度由PCR仪自动调控，而酸碱度靠缓冲溶液来维持。
（4）一个DNA分子连续复制四次之后，形成16个DNA分子，15N标记的DNA分子有2个，则15N标记的DNA分子占全部DNA分子总数的比例为1/8。
18．（12分）如图是利用PCR技术和电泳技术进行的某一次亲子鉴定结果图谱，请根据图谱和所学知识回答下列问题：
（1）PCR技术能把某一DNA分子片段进行扩增。
它是利用了DNA的原理，通过控制来控制DNA与结合。
（2）利用PCR技术扩增DNA的过程中还需要酶的作用，但它必须在相应的的作用下才能完成对DNA的复制。
假若有一段DNA序列为：
5′—GTTAACCTTAG—3′
3′—CAATTGGAATC—5′
所用引物Ⅰ为5′—GTTA—OH，则引物Ⅱ为。
（3）图①是含有21个氨基酸的多肽水解得到的氨基酸混合物电泳的结果，故可推知该多肽由种氨基酸构成。
（4）图②为某小孩和其母亲，以及待测定的四位男性的DNA，分别由酶处理后，生成若干DNA片段，并进行扩增，然后进行电泳所得到的一组DNA指纹图谱，请分析：
F1～F4中，你认为是该小孩真正生物学意义上的父亲。
为什么？
[答案]
（1）热变性 温度 解旋
（2）TaqDNA聚合 引物 5′—CTAA—OH （3）6 （4）F2 因为C和F2两者之间的DNA指纹图谱有相同的区段
[解析] PCR技术是在体外模拟体内DNA复制过程，利用DNA的热变性原理，替代原有的解旋酶的作用，且所用DNA聚合酶为耐高温的DNA聚合酶，但是复制过程要提供现成的引物，引物序列和目的基因两端的碱基互补配对。
氨基酸混合物进行电泳时，因为相同的氨基酸相对分子质量和所带电荷数相同，所以在电泳时只出现1条带，图①所示图谱出现6条带，所以该多肽由6种氨基酸组成。
从遗传角度分析，儿子的DNA一半来自父方，一半来自母方，仔细观察图②不难发现，F1～F4中F1、F3、F4不可能是孩子的父亲，C和F2两者之间的DNA指纹图谱有相同的区段，所以F2最可能是其生物学意义上的父亲。
19．（10分）多聚酶链式反应（PCR）是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。
请回答下列问题：
（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利用了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）简述PCR技术的主要应用：
（至少答出两项）。
[答案]
（1）磷酸基团 3′端
（2）耐高温的TaqDNA聚合酶 选择培养基 （3）变性、复性和延伸 32 （4）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
[解析] 一条脱氧核苷酸链一端是游离的羟基，另一端是游离的磷酸基团，含羟基的一端是3′端，含磷酸基团的一端是5′端。
引物的5′端与模板链的3′端结合，然后沿着引物的3′端延伸。
耐高温的TaqDNA聚合酶的发现是实现PCR的关键，该酶可以利用选择培养基从一些微生物中分离出来。
PCR一次循环要经历变性、复性和延伸三个阶段。
20．（12分）下面是某研究小组开展的“猪血浆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的饱和（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①②2～3次，最后用生理盐水将沉淀溶解，即得粗提品。
盐析粗提血浆白蛋白的主要原因是，
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的缓冲液作透析液。
每隔4h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
的量。
利用缓冲液作透析液的目的是。
检测中，若观察到透析液中时，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，获得纯净血浆白蛋白样品。
（5）蛋白质鉴定：
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。
如图所示为本实验中用SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定血浆白蛋白的结果。
根据电泳结果，某同学得出“提取的血浆白蛋白含有两条肽链”的结论，这种说法（填“可靠”或“不可靠”），理由是
。
[答案]
（1）（适量的）柠檬酸钠
（2）血浆白蛋白在50%和33%的（NH4）2SO4溶液中的溶解度低 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白蛋白含有两种大小不同的肽链，但不一定是两条
[解析]
（1）样品获取：
向新鲜猪血中加入（适量的）柠檬酸钠以防止血液凝固，静置一段时间后取上层血浆。
（2）盐析法粗提蛋白质：
分析实验步骤可知，盐析粗提血浆白蛋白的主要原理是血浆白蛋白在50%和33%的（NH4）2SO4溶液中溶解度低，重复步骤①②的主要目的是除去更多的杂蛋白。
（3）利用缓冲液作透析液的目的是维持pH的相对稳定，防止pH变化对蛋白质结构造成破坏，检测中，若观察到透析液中不再出现黄色或红棕色沉淀，说明小分子杂质已去除干净，即可终止透析。
（5）由题图只能得出提取的血浆白蛋白含有两种大小不同的肽链，但不一定只有两条。
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