2012高三生物专题5 DNA和蛋白质技术试题

1 专题专题 5 5 DNADNA 和蛋白质技术和蛋白质技术 专题复习专题复习 典型例题 例 1 回答有关蛋白质分离和纯化的问题 1 要获得血清蛋白的粗制品 必须将含有柠檬酸钠的血液进行 处理 然后将 装入透析袋中除去 2 要获得血红蛋白 应如何破碎红细胞 3 下图为血清蛋白通过醋酸纤维薄膜的电泳图谱 你认为含量最多的蛋白质是 含负电荷最多的球蛋白是 相对分子质量最大的球蛋白是 4 电泳是目前应用最为普遍的 蛋白质的方法 解析 本题考查蛋白质分离和纯化的基础知识 答案 1 离心 上清液 小分子物质 2 加蒸馏水使其胀破 3 清蛋 白 1 球蛋白 球蛋白 4 分离 纯化 例 2 在遗传病及刑侦破案中常需要对样品 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 并在复制这一步骤中将引物 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 2 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 引物 I 与 b 链部分碱基互补 引物 则与 a 链部 分碱基互补 且连接到 a 链的 3 端 故引物 的结构为 5 G A OH 复制结果为 5 G G T C 3 HO A G 5 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 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 各有一条链含 32P 若复制 n 次 共产生子链 2 n 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的原则把相应的碱基一个个地连接起 来 只有解旋后 再以母链为模板合成一小段引物 引物才起作用 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 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 例 3 红细胞含有大量的血红蛋白 红细胞的机能主要是由血红蛋白完成 血红蛋白的主 要功能是携带氧气或二氧化碳 我们可以选用猪 牛 羊或其他脊椎动物的血液进行实验 来提取和分离血红蛋白 请回答下列有关问题 1 血红蛋白提取和分离的程度可分为四步 和 2 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 收集血红蛋白溶液 加入柠檬酸钠的目的是 该过程即样品处理 它包括 收集血红蛋 白溶液 3 3 收集的血红蛋白溶液在透析袋中可以经过透析 这就是样品的粗分离 透析的目的是 透析的原理是 4 然后通过凝胶色谱法将样品进一步纯化 最后经 SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度 鉴定 样品纯化的目的是 血红蛋白有什么特点 这一特点对进行蛋白质的分离有什么意义 解析 1 血红蛋白提取和分离的程度可分为样品处理 粗分离 纯化 纯度鉴定四步 2 柠檬酸钠是一种抗凝剂 能够防止血液的凝固 3 透析袋实际上是一种半透膜 允许小分子物质自由通过 大分子不能出去 从而除去溶液中的小分子物质 血红蛋白因 含有血红素而呈现红色 使血红蛋白的分离过程非常直观 大大简化了实验操作 答案 1 样品处理 粗分离 纯化 纯度鉴定 2 防止血液凝固红细胞的洗涤 血红蛋白的释放 3 去除分子质量较小的杂质 透析袋能使小分子自由进出 而大分 子则保留在袋内 4 通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去 血红蛋白呈 现红色 在凝胶色谱分离时 可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液 使血红 蛋白的分离过程非常直观 大大简化了实验操作 模拟试题 1 如图为一种核酸分析方法 请据图分析回答有关问题 1 被分析的材料应属于一条 链 如果它存在另一条互补链 该互补链的碱 基序列是 2 如果选择性断开的位置是碱基 G 那么随机出现的被标记片段应有 种 在电 泳带上被分离的显示位置应有 处 在泳动方向的最前端的片段是 序列段 与图示泳动位置相比 在同样电泳条件下该片段应位于 的 填 上方 或 下 方 4 3 应用上述原理分析了某种未知序列核酸的一条单链 结果如图所示 此结果说明 该核酸的此单链含 个核苷酸 其 A T G C 同时也可推断其碱基 序列是 2 近十年来 PCR 技术 多聚酶链式反应 成为分子生物学实验室里的一种常规手段 其 原理是利用 DNA 半保留复制 在试管中进行 DNA 的人工复制 如图 在很短的时间内 将 DNA 扩增几百万倍甚至几十亿倍 使实验所需要的遗传物质不再受限于活的生物体 1 PCR 技术能把某一 DNA 片段进行扩增 依据的原理是 2 加热使 DNA 双链打开 这一步是打开 键 称为 在细胞中是在 的作用下使此键断裂 3 当温度降低时 引物与模板 端结合 在 DNA 聚合酶的作用下 引物沿 模板延伸 最终合成 2 个 DNA 分子 此过程中加入四种脱氧核苷三磷酸的目的是 遵循的原则是 4 PCR 技术的必要条件 除了模板 原料 ATP 酶以外 至少还需要三个条件 即 液体环境 适宜的 和 5 PCR 一般要经历三十多次循环 每次循环可分为 三 个步骤 3 有 4 瓶失去标签的无色透明液体 已知各装有 大肠杆菌超标的自来水 丙种球蛋白 溶液 一种抗体 溶解着 DNA 分子的 2mol L 的氯化钠溶液 葡萄糖溶液 请根据提供的第一步鉴定方法 简要写出用相应物质进行鉴定的其余步骤和结果 第一步 各取 4 种液体少许分别倒入 4 个试管中 缓慢加入蒸馏水并用玻璃棒搅拌 则 5 第二步 除上述鉴定 DNA 的方法外 还可以用哪些方法进行鉴定 4 以下是有关 DNA 粗提取实验的阅读材料 A 核酸极不稳定 在较为剧烈的化学 物理因素和酶的作用下很容易降解 在制备 DNA 时 要加入 DNA 酶的抑制剂柠檬酸钠 以除去 Mg 防止 DNA 酶的激活 B 核酸中的 DNA 和 RNA 在生物体内均以核蛋白的形式存在 DNA 核蛋白在 1mol LNaCl 溶液 中溶解度很大 但在 0 14mol LNaCl 溶液中的溶解度很低 而 RNA 核蛋白溶于 0 14mol LNaCl 溶液 C 用苯酚处理 可使蛋白质变性 且留在苯酚层内 在 DNA 溶液中加入 2 5 倍体积 浓度 为 95 的酒精 可将 DNA 分离出来 此时 DNA 十分黏稠 可用玻璃棒搅成团取出 D DNA 在强酸环境下 水解产生脱氧核糖等小分子物质 它与二苯胺酸性溶液反应 能生 成蓝色化合物 E 实验材料与器械 柠檬酸钠溶液 石英 0 14mol LNaCl 溶液 1mol LNaCl 溶液 蒸馏水 苯酚 95 酒精 二苯胺试剂 浓硫酸 花椰菜 研钵 烧杯 漏斗 玻璃棒 量筒 石 棉网 酒精灯 吸管 试管等 F 实验步骤 研磨的匀浆 过滤得滤液 滤液稀释 6 倍 离心处理地沉淀物 沉淀物再溶解 加苯酚精置后去上清液 提取出 DNA DNA 鉴定 请阅读以上材料回答下列问题 研磨时 取 10g 花椰菜 加适量的石英砂和 将滤液稀释 6 倍 其目的是 取沉淀物 置于 2ml1mol LNaCl 溶液中 使 DNA 核蛋白再次溶解 在加 2ml 苯酚充分震 荡后静止 待其分层后弃其上层的苯酚 该步骤的目的是除去 如何将剩余溶液中的 DNA 提取出来 如何证明提取物确实是 DNA 分子 5 下图表示血红蛋白提取和分离实验的部分装置或操作方法 请回答下列问题 缓冲液 样品 缓冲液 样品 样品 甲乙 缓冲液 血红蛋白溶液 透 析 袋 6 1 如图甲 表示 过程 该操作目的是去除样品中 的杂质 现有一定量的血红蛋白溶液 进行上述操作时若要尽快达到理想的实验效果 可以 写出一种方法 2 如图乙 往色谱柱中加样的正确操作顺序是 用序号表示 在进行 操 作前 应该等样品 且要 填 打开 或 关闭 下端出口 6 下图为 DNA 粗提取和鉴定 实验的相关操作 1 图中实验材料 A 可以是 等 研磨前加入的 B 应是 2 通过上述所示步骤得到滤液 后 再向滤液中加入 2moL L 的 NaCl 溶液的目的 是 再过滤得到滤液 D 向滤液 D 中加入蒸馏水的目的是 3 在 DNA 的粗提取和鉴定 实验中 将含有一定杂质的 DNA 丝状物分别放入体积为 2mL 的四种溶液中 经搅拌后过滤 获得 4 种滤液 含 DNA 最少的是滤液 1 液中 搅拌研磨后过 滤 滤液 E 2 2mol L 的 NaCl 溶液搅拌后过滤滤液 F 3 O 014mol L 的 NaCl 溶液中搅拌后过滤滤液 G 4 冷却的 95 的酒精溶液中搅拌后过滤滤液 H 4 鉴定的原理是 7 测定蛋白质的相对分子质量是研究蛋白质的一项重要技术 常用的测定方法是凝胶色谱 法 请回答下列问题 1 凝胶色谱法的原理是 2 在装填凝胶柱时不得有气泡的原因是 3 某人欲使用凝胶色谱法比较 A B 两种蛋白质的分子质量大小 请你选择需要的材料 帮助其设计实验步骤 并预测实验结果 得出相关结论 7 实验步骤 实验结果及结论 8 右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 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 5mL 收集一管 连续收集 参考答案 1 1 DNA 单 AGCATGCGTTCAAGTGCA 2 4 4 TG 下方 3 18 5 4 5 4 AACGTAGGGTTACCCTGA 2 DNA 分子具有双螺旋结构和 DNA 分子中碱基的互补配对 2 氢 解旋 解旋酶 3 3 既是原料 又能提供能量 碱基互补配对原则 4 温度 酸碱度 5 变 性 退火和延伸 3 第一步 出现丝状物的溶液 为溶解着 DNA 分子的 2mol L 的氯化钠溶液 第二步 向其余 3 支试管中加入伊红 美兰试剂 呈现深紫色的为大肠杆菌超标的自来水 第三步 将其余 2 种溶液各取少许倒入 2 支试管中 加入双缩脲试剂 呈现紫色反应的为丙种球蛋 白溶液 最后一瓶为葡萄糖溶液 用二苯胺沸水浴变为蓝色 或加入冷却的酒精 搅拌出 现丝状物 4 1mol LNaCl 溶液 柠檬酸钠 使 DNA 核蛋白的溶解度逐渐降低 蛋白质 向下层 DNA 溶液中加 2 5 倍体积 浓度为 95 的酒精 此时用玻璃棒搅动 在玻璃棒上的成团物即是 DNA 用适量的浓硫酸处理提取物 再滴加二苯胺试剂数滴如有蓝色物质出现既可证明提 取物是 DNA 5 1 透析 粗分离 分子量较小 增加缓冲液的量或及时更换缓冲液 2 完全进入凝胶层 关闭 6 1 洋葱 菜花等 洗涤剂和食盐 2 使 DNA 溶解 于 NaCl 溶液中 使 DNA 的溶解度下降而沉淀 析出 8 3 滤液 H 4 在沸水浴条件下 DNA 遇二苯胺会被染成蓝色 7 1 根据相对分子质量的大小分离蛋白质 2 气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序 减低分离效果 3 实验步骤 将含有 A B 两种蛋白质的混合液加入装满凝胶的玻璃管上端 用缓冲液 进行洗脱 检测它们洗脱的先后顺序 2 分 实验结果及结论 若 A 先于 B 洗脱出来 则 A 的相对分子质量大于 B 若 B 先于 A 洗脱出 来 则 B 的相对分子质量大于 A 2 分 8 A 1 运输 2 磷酸缓冲液 洗脱血红蛋白 3 透析 粗分离 去除样品中分 子量较小的杂质 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 点击高考 09 广东 A 卷 38 1 商品化植酸酶主要来自微生物 在产酶菌株筛选过程中 常在基本培养基中添加不 溶于水的植酸钙制成固体平板 植酸钙被植酸酶分解后可在平板上产生 可根据其大小选择目的菌株 所得菌株需要进一步测定植酸酶活性 活性测定可以植酸 钠作为底物 活性可用一定条件下单位时间 表示 2 利用上述所得菌株制备植酸酶的流程如下图 中的主要成分为 中包含多种酸酶等多种蛋白质 请