2013届高考生物总复习 专题五 DNA和蛋白质技术（单元卷） 新人教版选修1

用心 爱心 专心1 20132013 届高考生物总复习届高考生物总复习 专题五专题五 DNADNA 和蛋白质技术 人教版选修一单元卷 和蛋白质技术 人教版选修一单元卷 1 2011 广东高考 以下关于猪血红蛋白提纯的描述 不正确的是 A 洗涤红细胞时 使用生理盐水可防止红细胞破裂 B 猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核 提纯时杂蛋白较少 C 血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测 D 在凝胶色谱法分离过程中 血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢 解析 生理盐水和红细胞内的溶液为等渗溶液 各种细胞器和细胞核中都含有蛋白质 所以不含有细胞器和细胞核的红细胞内 蛋白质种类较少 提纯时杂蛋白较少 血红蛋白 有颜色 所以在凝胶色谱法分离过程中易分辨 可用于监测 凝胶色谱法分离蛋白质 分 子量较小的易进入凝胶内部 移动速度比较慢 故血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动快 答案 D 2 2011 江苏高考 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 14 mol 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 2 mol L NaCl 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 项中在 0 14 mol L 的 NaCl 溶液中 DNA 的溶解度最低 DNA 在析出物中 故 析出物不能丢弃 B 项中利用 DNA 与 RNA 蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异 提取 DNA 去除其他成分 C 项中 DNA 鉴定时加入二苯胺试剂后还需经热水浴才能出现蓝色 D 项中用菜花作为实验材料时需要先用洗涤剂溶解细胞膜 答案 B 3 2011 江苏高考 请回答基因工程方面的有关问题 1 利用 PCR 技术扩增目的基因 其原理与细胞内 DNA 复制类似 如下图所示 图中 引物为单链 DNA 片段 它是子链合成延伸的基础 从理论上推测 第四轮循环产物中含有引物 A 的 DNA 片段所占的比例为 用心 爱心 专心2 在第 轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的 DNA 片段 2 设计引物是 PCR 技术关键步骤之一 某同学设计的两组引物 只标注了部分碱基 序列 都不合理 如下图 请分别说明理由 第 1 组 第 2 组 3 PCR 反应体系中含有热稳定 DNA 聚合酶 下面的表达式不能正确反映 DNA 聚 合酶的功能 这是因为 4 用限制酶 EcoRV Mbo 单独或联合切割同一种质粒 得到的 DNA 片段长度如下 图 1 kb 即 1 000 个碱基对 请画出质粒上 EcoRV Mbo 的切割位点 解析 1 根据 PCR 过程特点绘制 PCR 过程示意图如下 由图可知 由原来的每条母 链为模板合成的两个新 DNA 分子中 只含有引物 A 或引物 B 而以新合成的子链为模板合 成新 DNA 分子时 两种引物都含有 故第四轮循环共产生 16 个 DNA 分子 其中含有引物 A 的分子是 15 个 占 15 16 由图示可知 第一 二轮循环合成的子链长度均不同 根据 半保留复制特点可知 前两轮循环产生的四个 DNA 分子的两条链均不等长 第三轮循环产 生的 DNA 分子存在等长的两条核苷酸链 如图 2 在第 1 组引物中 引物 的部分碱基序列是 CAGGCT 引物 的部分碱基序列是 AGCCTG 若利用这两个引物进行 DNA 扩增 会因其中的部分碱基发生碱基互补配对而使引 物失效 在第 2 组引物中 引物 的部分碱基序列是 AACTG 和 CAGTT 该引物一旦发生 自身折叠 也将会出现部分碱基发生碱基互补配对而使引物失效 3 图中直接将两个脱氧 核苷酸合成 DNA 单链 这不是 DNA 聚合酶的功能 DNA 聚合酶只能在 DNA 模板存在的条件 用心 爱心 专心3 下 将单个脱氧核苷酸连续结合到双链 DNA 片段的引物链上 4 根据图示 该质粒为环形 质粒 用限制酶EcoR 单独切割该质粒时 只形成一个片段 说明该质粒上只有 1 个限 制酶EcoR 的识别位点 用限制酶Mbo 单独切割该质粒时 形成两个片段 说明该质 粒上有 2 个限制酶Mbo 的识别位点 用限制酶EcoR 和Mbo 联合切割该质粒时 形 成三个片段 其中有一个片段的长度与用Mbo 单独切割该质粒时产生的片段长度相同 2 5 kb 另外的两个片段是 5 5 kb 和 6 kb 这说明限制酶EcoR 的切割位点存在于用 Mbo 单独切割该质粒时产生的另一片段 11 5 kb 上 答案 1 15 16 三 2 引物 和引物 局部发生碱基互补配对而失效 引物 自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效 3 DNA 聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链 DNA 片段 的引物链上 4 见右图 4 2010 江苏高考 某生物兴趣小组开展 DNA 粗提取的相关探究活动 具体步骤如下 材料处理 称取新鲜的花菜 辣椒和蒜黄各 2 份 每份 10 g 剪碎后分成两组 一组置于 20 C 另一组置于 20 C 条件下保存 24 h DNA 粗提取 第一步 将上述材料分别放入研钵中 各加入 15 mL 研磨液 充分研磨 用两层纱布 过滤 取滤液备用 第二步 先向 6 只小烧杯中分别注入 10 mL 滤液 再加入 20 mL 体积分数为 95 的冷 酒精溶液 然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌 使絮状物缠绕在玻璃棒上 第三步 取 6 支试管 分别加入等量的 2 mol L NaCl 溶液溶解上述絮状物 DNA 检测 在上述试管中各加入 4 mL 二苯胺试剂 混合均匀后 置于沸水中加热 5 min 待试管 冷却后比较溶液的颜色深浅 结果如下表 材料保存温度花菜辣椒蒜黄 20 C 20 C 注 越多表示蓝色越深 分析上述实验过程 回答下列问题 1 该探究性实验的课题名称是 用心 爱心 专心4 2 第二步中 缓缓地 搅拌 这是为了减少 3 根据实验结果 得出结论并分析 结论 1 与 20 C 相比 相同实验材料在 20 C 条件下保存 DNA 的提取量较多 结论 2 针对结论 1 请提出合理的解释 4 氯仿密度大于水 能使蛋白质变性沉淀 与水和 DNA 均不相溶 且对 DNA 影响极小 为了进一步提高 DNA 纯度 依据氯仿的特性 在 DNA 粗提取第三步的基础上继续操作的步 骤是 然后用体积分数为 95 的冷酒精溶 液使 DNA 析出 解析 如果 DNA 断裂 就不容易被提取出来 温度主要是通过影响酶的活性来影响生 理过程 粗提取得到的 DNA 中含有少量的蛋白质 可以通过氯仿的特殊功能来去除蛋白质 提高 DNA 纯度 答案 1 探究不同材料和不同保存温度对 DNA 提取量的影响 2 DNA 断裂 3 等 质量的不同实验材料 在相同的保存温度下 从蒜黄提取的 DNA 量最多 低温抑制了相 关酶的活性 DNA 降解速度慢 4 将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合 静置一段 时间 吸取上清液 课时达标检测 一 选择题 1 红细胞中含有大量血红蛋白 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 下列对血红蛋白提取和分离的叙述 错误的是 A 血红蛋白提取和分离一般按照样品处理 粗分离 纯化 纯度鉴定的顺序进行 B 纯化过程中要用生理盐水充分溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液 C 粗分离时透 析的目的是去除相对分子质量较小的杂质 D 可经 SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定 解析 蛋白质的提取和分离一般分为四步 样品处理 粗分离 纯化和纯度鉴定 提 取和分离血红蛋白时 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 再通过透析法除去相对分子质量较小的杂质 即样品的粗分离 然 后通过凝胶色谱法将相对分子质量较大的杂蛋白除去 即样品纯化 纯化过程中凝胶应用 蒸馏水充分溶胀后 配制成凝胶悬浮液 而不是用生理盐水 最后经 SDS 聚丙烯酰胺凝 胶电泳进行纯度鉴定 答案 B 2 下列各项中 哪项不是电泳使样品中各分子分离的原因 A 带电性质差异 B 分子的大小 用心 爱心 专心5 C 分子的形状 D 分子的变性温度 解析 电泳是指带电粒子在电场作用下发生迁移的过程 带电性质不同 分子的大小 和形状不同都会影响带电粒子在电场中的迁移速度 电泳过程与分子变性温度无关 答案 D 3 相对分子质量不同的蛋白质在凝胶中的行进过程 可表示为图中哪一个 解析 凝胶色谱法分离蛋白质的原理在于相对分子质量不同的蛋白质在凝胶中行进过 程不同 分子质量较大的蛋白质不能进入凝胶内部 行程较短 优先洗脱出来 答案 B 4 下图是进行血红蛋白的提取和分离实验的装置 有关叙述不正确的是 A 首先用图甲装置对滤液进行处理 其目的是去除相对分子质量较小的杂质 B 图乙装置的试管中收集到的液体中最先出现的是相对分子质量较小的蛋白质 C 用图乙装置分离血红蛋白时 待红色的蛋白质接近色谱柱底端时 用试管收集流出 液 每管收集 5 mL 连续收集 D 图丙装置中电泳法分离提纯血红蛋白的原理是血红蛋白带有一定量的电荷 在电场 的作用下向一极移动 解析 用图甲装置对滤液进行处理 其目的是去除相对分子质量较小的杂质 图乙装 置表示通过凝胶色谱法分离蛋白质的过程 蛋白质的相对分子质量较大 被排阻在凝胶颗 粒的外面 在颗粒之间迅速通过 答案 B 5 下列关于 DNA 和蛋白质提取与分离实验的叙述 正确的是 A 提取细胞中的 DNA 和蛋白质都需用蒸馏水涨破细胞 B 用不同浓度的 NaCl 溶液反复溶解与析出 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 蛋白质可以用电泳的方法进行分离纯化 但 DNA 不可以用此方法纯化 解析 在提取 DNA 时 如果是用动物细胞需要用蒸馏水涨破 如果用植物细胞则不需 要用蒸馏水涨破 而是用洗涤剂溶解细胞膜 用 2 mol 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 透析是用来除去小分子物质的 DNA 和蛋 用心 爱心 专心6 白质都是大分子物质 DNA 和蛋白质样品都是带负电荷的 从负极向正极移动 移动的距 离都和样品的相对分子质量有关 可以根据其分子大小及所带电荷性质进行分离纯化 答案 B 6 聚合酶链式反应 PCR 技术 是体外酶促合成特异 DNA 片段的一种方法 由高温变性 低温复性及适温延伸等几步反应组成一个周期 循环进行 使目的 DNA 得以迅速扩增 其 简要过程如下图所示 下列关于 PCR 技术的叙述不正确的是 A PCR 技术是在实验室中以少量 DNA 制备大量 DNA 的技术 B 反应中新合成的 DNA 又可以作为下一轮反应的模板 C PCR 技术中以核糖核苷酸为原料 以指数方式扩增 D 应用 PCR 技术与探针杂交技术可以检测基因突变 解析 PCR 技术是人工合成 DNA 的方法 原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸 答案 C 二 非选择题 7 血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分 负责血液中 O2或 CO2的运输 请根据血红蛋白的提取和分离流程图回答问题 凝胶色谱操作 1 将实验流程补充完整 A 为 B 为 凝胶色谱法是根据 而 达 到蛋白质分离的有效方法 用心 爱心 专心7 2 洗涤红细胞的目的是去除 洗涤次数过少 无法除去 离心速度 过高和时间过长会使 一同沉淀 达不到分离的效果 洗涤干净的标志 是 释放血红蛋白的过程中起作用的是 3 在洗脱过程中加入物质的量浓度为 20 mmol L 的磷酸缓冲液 pH 为 7 0 的目的是 如果红色区带 说明色谱柱制作成功 解析 凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法 在蛋白质分离 与提取过程中包括样品的处理 粗分离 纯化和纯度鉴定四步 每一步均应用了不同的操 作技术 需要注意 答案 1 血红蛋白的释放 样品的加入和洗脱 相对分子质量的大小 2 杂蛋白 血 浆蛋白 血浆蛋白 白细胞和淋巴细胞 离心后的上清液中没有黄色 蒸馏水和甲苯 3 准确模拟生物体内的生理环境 保持体外的 pH 和体内一致 均匀一致地移动 8 2012 南昌模拟 下图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 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 4 步骤七 向步骤六过滤后的 中 加入等体积的冷却的 静置 2 3 min 溶液中会出现 色丝状物 这就是粗提取的 DNA 5 步骤七 DNA 遇 试剂 沸水浴 5 min 冷却后 溶液呈 色 解析 1 步骤一中需向鸡血细胞中加入蒸馏水 以促进细胞吸水涨破 释放 DNA 2 由 于 DNA 存在于滤液部分 故过滤后应收集滤液 3 步骤三为用 2 mol L 的 NaCl 溶解 DNA 四为用 0 14 mol L 的 NaOH 析出 DNA 4 向溶解有 DNA 的滤液中加入 95 的冷酒精溶 液可进一步析出 DNA 5 DNA 遇二苯胺在加热情况下显蓝色 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 用心 爱心 专心8 制 NaCl 溶液的浓度去除杂质 蒸馏水 0 14 4 滤液 酒精 白 5 二苯胺 蓝 9 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 请写出一种纯化得 到植酸酶的方法及其依据 3 为构建基因工程菌 可用 PCR 等技术从上述菌株中克隆植酸酶基因 PCR 反应包含 多次循环 每次循环包括三步 反应过程中打开模板 DNA 双链 的方法是 4 除植酸酶外 微生物还能应用在哪些酶的生产中 至少写两种 答案 1 透明圈 植酸钠的消耗量 减少量 或磷酸 肌醇 的生成量 产量 2 小分子杂质 凝胶色谱法 根据蛋白质之间的分子大小 吸附性质等差异进行纯化 或电泳法 根据蛋白质之间的电荷 分子大小等差异进行纯化 3 变性 复性 退火 延伸 长 加热 或高温处理 4 蛋白酶 脂肪酶 纤维素酶 10 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 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 用心 爱心 专心9 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 5 mL 收集 一管 连续收集 解析 血红蛋白的提取与分离过程中 在使红细胞破裂释放出血红蛋白后 先进行透 析去除小分子杂质 然后再用凝胶色谱法利用分子大小的差异对血红蛋白质分子进行分离 答案 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 11 在进行 DNA 亲子鉴定时 需大量的 DNA PCR 技术 多聚酶链式反应 可以使样品 DNA 扩增 获得大量 DNA 克隆分子 该技术的原理是利用 DNA 的半保留复制 在试管中进 行 DNA 的人工