2017-18学年高中生物专题5DNA和蛋白质技术检测.docx

专题5 DNA和蛋白质技术 (时间:60分钟,满分:100分)一、选择题(每小题2分,共40分)1关于DNA的实验,叙述正确的是()A.用兔的成熟红细胞可提取DNAB.PCR的每个循环一般依次经过变性、延伸、复性三步C.DNA溶液与二苯胺试剂混合,沸水浴后生成蓝色产物D.用甲基绿对人的口腔上皮细胞染色,细胞核呈绿色,细胞质呈红色解析:兔是哺乳动物,哺乳动物成熟的红细胞无细胞核,故不能用兔的成熟红细胞作为提取DNA的实验材料,A项错误;PCR技术的每个循环一般经过变性、复性、延伸三步,B项错误;DNA与二苯胺试剂在沸水浴下生成蓝色产物,C项正确;用甲基绿和吡罗红的混合液对人的口腔上皮细胞染色时,细胞核呈绿色,细胞质呈红色,D项错误。答案:C2下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,正确的是()A.去除DNA杂质时,可直接在滤液中加入酒精反应1015 minB.在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成紫色C.析出DNA时用玻璃棒轻缓搅拌,可提高DNA的提取量D.DNA对高温的耐受性一般要比蛋白质强解析:去除DNA杂质时,可直接在滤液中加入嫩肉粉(含蛋白酶)反应1015 min;在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺后呈现蓝色;析出DNA时用玻璃棒轻缓搅拌,不能提高DNA的提取量,而是为了保持DNA分子的完整性;大多数蛋白质不能忍受6080 的高温,而DNA在80 以上才会变性。答案:D3下列细胞中含有染色体的是()A.大肠杆菌B.人的成熟红细胞C.鸡的红细胞D.猪的成熟红细胞解析:只有真核生物的细胞(有细胞核)才含有染色体,而大肠杆菌是原核生物,不含染色体;哺乳动物如人和猪,成熟的红细胞没有细胞核,所以也没有染色体。鸡属于鸟类,其红细胞中有染色体。故在做DNA粗提取实验时,常用鸡血细胞。答案:C4下列有关DNA提取与鉴定实验的叙述,错误的是()A.选取DNA含量较高的生物材料,否则会由于实验过程中或多或少的损失而造成检测的困难B.要尽可能使细胞内的DNA全部溶解C.根据DNA的溶解特性、对酶及高温的耐受性的不同等特性,最大限度地将DNA与杂质分开D.获取DNA后进行鉴定,放入斐林试剂水浴加热,溶液呈现蓝色解析:DNA鉴定用二苯胺试剂而不是斐林试剂。答案:D5要使PCR反应在体外条件下顺利地进行,需要严格地控制()A.氧气的浓度B.酸碱度C.温度D.大气的湿度解析:DNA的变性、复性、延伸都是由温度控制的。答案:C6下列不会影响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.搅拌和研磨的程度解析:尽量选择DNA含量高的材料粗提取DNA;洗涤剂的用量和类型能影响细胞膜的瓦解程度,从而导致DNA释放量的变化;二苯胺试剂是DNA鉴定剂,而非提取剂;搅拌和研磨充分有利于DNA的释放。答案:C7图1、2分别为“DNA的粗提取与鉴定”实验中部分操作步骤示意图,下列叙述不正确的是()图1图2A.图1、2中加入蒸馏水稀释的目的相同B.图1中完成过滤之后保留滤液C.图2中完成过滤之后弃去滤液D.在图1鸡血细胞液中加入少许嫩肉粉有助于去除杂质解析:图1中加入蒸馏水的目的是使鸡血细胞涨破以除去破裂的细胞膜等物质,图2中加入蒸馏水的目的是稀释DNA浓盐溶液至0.14 mol/L,以利于析出DNA,A项错误;图1中完成过滤之后保留的滤液含有实验中所提取的DNA,B项正确;图2中完成过滤后,DNA已析出,滤液可以弃之,C项正确;图1中鸡血细胞液中加入嫩肉粉,因嫩肉粉中有木瓜蛋白酶,能分解蛋白质,有助于去除杂质,D项正确。答案:A8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95 55 72 的调整解析:PCR过程一般由PCR仪完成,PCR仪对温度的调整是自动的。引物的设计由人工完成,反应成分的配制、移液器枪头的更换一般在PCR仪外由人工完成。答案:D9DNA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.预变性的温度解析:不同的样品DNA有不同的脱氧核苷酸序列,由于引物能与模板DNA(样品DNA)按照碱基互补配对原则结合,因此不同样品DNA所需的引物有不同的核苷酸序列。答案:A10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4060 ,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:D11在血红蛋白的整个分离和提取过程中,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.血红蛋白是一种碱性物质,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:用磷酸缓冲液处理可以让血红蛋白处在稳定的pH范围内,维持其结构和功能。答案:D12PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比,它们的不同点有()PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA或RNAPCR过程不需要DNA聚合酶PCR过程中DNA的解旋不依靠解旋酶,而是通过对反应温度的控制来实现的PCR过程中,DNA不需要解旋,直接以双链DNA为模板进行复制A. B.C. D.答案:C13多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。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模板链的结合依靠互补配对原则完成C.延伸过程中需要DNA聚合酶、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解析:延伸过程中需要DNA聚合酶、四种脱氧核苷酸。答案:C14下列哪项不会影响蛋白质的泳动速度?()A.蛋白质分子的大小B.蛋白质分子的密度C.蛋白质分子的形状D.蛋白质分子的等电点解析:电泳是利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离。答案:B15下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,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净电荷多少C.蛋白质在SDS-聚丙烯酰胺凝胶中的迁移速度基本取决于其相对分子质量的大小D.上图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,带上正电荷或负电荷,在电场中发生迁移;SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳中所加的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无关,而由其分子大小决定;SDS会使蛋白质解聚成肽链,故结果所示溶液中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:B16下列有关获得血红蛋白的实验过程的叙述,不正确的是()A.对红细胞进行洗涤,再加入蒸馏水和甲苯使红细胞破裂释放出血红蛋白,然后将混合液静置一段时间后分层获得血红蛋白溶液B.将血红蛋白溶液装入透析袋中透析,可达到粗分离的目的C.利用凝胶色谱对血红蛋白进行纯化D.使用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法进行纯度鉴定,以获得纯度很高的血红蛋白解析:对样品进行处理时,应先通过低速短时间离心的方法对红细胞进行分离及洗涤,再加入蒸馏水和甲苯使红细胞破裂释放出血红蛋白,然后将混合液置于离心管中,以2 000 r/min 的转速离心10 min 后分层获得血红蛋白溶液。答案:A17有资料显示,在非洲,镰刀形细胞贫血症基因携带者更能适应当地的环境。在分离提纯镰刀形细胞贫血症携带者(Aa)的血红蛋白时,用不到的试剂或仪器是()A.琼脂糖B.磷酸缓冲液C.离心机D.自来水解析:因为分离血红蛋白的常用方法是凝胶色谱法,而该法中所用的凝胶可以是葡聚糖或琼脂糖,故A项是可用品;因为该方法的实际操作中,需要用离心方法将红细胞与其他血液成分分离开,故C项是必需的;因实验环境中的pH必须与人体内的基本一致,故需要用磷酸缓冲液进行酸碱度的调节,故B项是必需的。答案:D18PCR技术最突出的优点是()A.原理简单B.原料易找C.Taq DNA聚合酶具有耐热性D.快速、高效、灵活、易于操作解析:PCR技术最突出的优点是快速、高效、灵活和易于操作。DNA聚合酶具有耐热性是实验操作成功的关键。答案:D19下列关于现代生物技术应用的叙述,正确的有几项?()在蛋白质的提取和分离实验中,凝胶色谱法可将具有不同相对分子质量的蛋白质分离出来在PCR中,引物的长度决定DNA子链从5端向3端延伸在蛋白质的提取和分离实验中,透析的目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质在多聚酶链式反应中,Taq DNA聚合酶只能复制整个DNA的部分序列A.1项B.2项C.3项D.4项解析:DNA复制时,DNA的合成方向总是从子链的5端向3端延伸,和引物的长度没有关系,故错误。答案:C20“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2种引物,这2种引物及其与模板链的结合位置如图1所示。经4次循环后产物中有5种不同的DNA分子,如图2所示,其中所示的DNA分子有几个?()图1图2A.2B.4C.6 D.8解析:PCR扩增DNA时,由2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。第一次循环形成和,第二次循环形成4个DNA,以此类推,4次循环后共形成16个DNA,其中各1个,各3个,共8个。答案:D二、非选择题(共60分)21(11分)下图表示以鸡血为实验材料进行DNA的粗提取与鉴定的操作程序,请分析回答下列问题。(1)步骤一中,向鸡血细胞液中加入并搅拌,可使鸡血细胞破裂。(2)步骤二中,过滤后收集含有DNA的。(3)步骤三、四的操作原理是,步骤四通过向溶液中加入调节NaCl溶液的物质的量浓度为 mol/L时,DNA将会析出,过滤去除溶液中的杂质;然后用物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液溶解DNA并过滤。(4)步骤七:向步骤六过滤后的中,加入等体积的冷却的,静置23 min,溶液中会出现色丝状物,这就是粗提取的DNA。(5)步骤八:DNA遇试剂,沸水浴加热5 min,冷却后,溶液呈色。解析:破碎红细胞应用蒸馏水,使之吸水涨破。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,在物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液中DNA溶解,在物质的量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液中,DNA析出。可通过加入蒸馏水将物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液稀释为物质的量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液。DNA不溶于冷酒精,遇二苯胺沸水浴加热后呈蓝色反应。答案:(1)蒸馏水(2)滤液(3)DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质蒸馏水0.14(4)滤液体积分数为95%的酒精白(5)二苯胺蓝22(16分)多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。请回答下列有关PCR技术的基本原理及应用问题。(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。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复制时两条链均作为模板,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,而最初的模板DNA的两条链不带有引物。(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、古生物学研究、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、古生物学研究、基因克隆和DNA序列测定等。23(20分)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。(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。我们通常选用牛、羊等动物的血液进行实验,实验前取新鲜的血液,要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠,取血回来,马上进行离心,收集血细胞液。加入柠檬酸钠的目的是。(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。在操作中加样(下图)的正确顺序是。(4)最后经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行。解析:(1)血红蛋白能携