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1、2022年高考生物大一輪復(fù)習(xí) 6蛋白質(zhì)和DNA技考題演練 中圖版選修1 1.某生物興趣小組在“蛋白質(zhì)的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)備從豬的血液中初步提取血紅蛋白，設(shè)計(jì)的“血紅蛋白提取、分離流程圖”如下： 請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題： (1)樣品處理中紅細(xì)胞的洗滌要用__________________反復(fù)沖洗、離心。向紅細(xì)胞懸液中加入一定量的低濃度pH=7.0的緩沖液并充分?jǐn)嚢?，可以破碎紅細(xì)胞，破碎細(xì)胞的原理是__________________。 (2)血紅蛋白粗分離階段，透析的目的是__________________，若要盡快達(dá)到理想的透析效果，可以__________________(寫(xiě)

2、出一種方法)。 (3)電泳利用了待分離樣品中各種分子的________________________等的差異，而產(chǎn)生不同遷移速度，實(shí)現(xiàn)各種分子的分離。 (4)一同學(xué)通過(guò)血紅蛋白醋酸纖維薄膜電泳，觀(guān)察到正 常人和鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白電泳結(jié)果如 圖所示。由圖可知攜帶者有________種血紅蛋白，從 分子遺傳學(xué)的角度作出的解釋是_________________ ___________________________________________________________________。 【解析】(1)洗滌紅細(xì)胞所用的溶液是生理鹽水，根據(jù)滲透作用原理，將紅細(xì)胞置

3、于低滲溶液中，紅細(xì)胞會(huì)吸水漲破，釋放出血紅蛋白。(2)血紅蛋白粗分離階段，透析的目的是除去樣品中的小分子雜質(zhì)；可通過(guò)增加緩沖液的量或及時(shí)更換緩沖液等方法縮短透析時(shí)間，能盡快達(dá)到理想的透析效果。(3)由于各種分子帶電性質(zhì)以及分子大小、形狀等的差異，在電泳過(guò)程中產(chǎn)生了不同的遷移速度，實(shí)現(xiàn)各種分子的分離。(4)根據(jù)圖示可知，鐮刀型細(xì)胞貧血癥的攜帶者含有兩種血紅蛋白，原因是攜帶者具有(控制血紅蛋白的)一對(duì)等位基因，分別控制合成兩種不同的蛋白質(zhì)。 答案：(1)生理鹽水　滲透原理(當(dāng)外界溶液濃度低于動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水漲破) (2)除去小分子雜質(zhì)　增加緩沖液的量或及時(shí)更換緩沖液 (3)帶電性

4、質(zhì)以及分子大小、形狀 (4)2　攜帶者具有(控制血紅蛋白的)一對(duì)等位基因，可以控制合成兩種不同的蛋白質(zhì) 2.(xx·廣東高考改編)地中海貧血癥屬于常染色體遺傳病。一對(duì)夫婦生有一位重型β地中海貧血癥患兒，分析發(fā)現(xiàn)，患兒血紅蛋白β鏈第39位氨基酸的編碼序列發(fā)生了點(diǎn)突變(C→T)。用PCR擴(kuò)增包含該位點(diǎn)的一段DNA片段l，突變序列的擴(kuò)增片段可用一種限制酶酶切為大小不同的兩個(gè)片段m和s；但正常序列的擴(kuò)增片段不能被該酶酶切，如圖a。目前患兒母親再次懷孕，并接受了產(chǎn)前基因診斷。家庭成員及胎兒的PCR擴(kuò)增產(chǎn)物酶切電泳帶型示意圖見(jiàn)圖b。(終止密碼子為UAA、UAG、UGA。) (1)在獲得單鏈模

5、板的方式上，PCR擴(kuò)增與體內(nèi)DNA復(fù)制不同，前者通過(guò)____________解開(kāi)雙鏈，后者通過(guò)____________解開(kāi)雙鏈。 (2)據(jù)圖分析，胎兒的基因型是__________(基因用A、a表示)。患兒患病可能的原因是______________的原始生殖細(xì)胞通過(guò)________________過(guò)程產(chǎn)生配子時(shí)，發(fā)生了基因突變；從基因表達(dá)水平分析，其患病是由于_______________ __________________________________________________________________。 【解題指南】解答本題需要明確以下兩點(diǎn)： (1)體內(nèi)DNA復(fù)制

6、與PCR的區(qū)別、基因突變的有關(guān)知識(shí)。 (2)能夠準(zhǔn)確識(shí)別電泳結(jié)果的圖示，并根據(jù)圖示寫(xiě)出親代和子代的基因型。 【解析】(1)PCR是體外擴(kuò)增DNA的方式，通過(guò)高溫使雙鏈解開(kāi)，體內(nèi)DNA的復(fù)制則是通過(guò)解旋酶使DNA雙鏈解開(kāi)。 (2)由題意可知重型β地中海貧血癥是隱性遺傳病，突變后的序列可以被剪切成m和s兩個(gè)片段，而正常序列無(wú)法被剪切，因此母親、父親、患兒和胎兒的基因型分別為AA、Aa、aa和Aa。母親和父親的基因型為AA和Aa，生下患兒可能是因?yàn)槟赣H的原始生殖細(xì)胞通過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生了基因突變。由圖可知，該突變?yōu)槟０彐溕系腉TC突變成了ATC，mRNA上由CAG變成UAG，因此終止密碼

7、子提前出現(xiàn)，使翻譯提前終止。 答案：(1)高溫　解旋酶 (2)Aa　母親　減數(shù)分裂　mRNA上編碼第39位氨基酸的密碼子變?yōu)榻K止密碼子，β鏈的合成提前終止，β鏈變短而失去功能 【延伸探究】電泳法只能分離蛋白質(zhì)分子嗎？試分析原因。 提示：不是。電泳是指帶電粒子在電場(chǎng)的作用下發(fā)生遷移的過(guò)程，該方法除用于分離蛋白質(zhì)外，也可用于分離大小不等的DNA片段。 3.(xx·威海模擬)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)家蠅體內(nèi)存在著一種抗菌活性蛋白。這種蛋白具有極強(qiáng)的抗菌能力，受到研究者重視。 (1)分離該抗菌蛋白可用電泳法，其原理是根據(jù)蛋白質(zhì)分子的____________、大小及形狀不同，在電場(chǎng)中的__________

8、__不同而實(shí)現(xiàn)分離。 (2)可用金黃色葡萄球菌來(lái)檢驗(yàn)該蛋白的體外抗菌特性?？咕鷮?shí)驗(yàn)所用培養(yǎng)基中的牛肉膏和蛋白胨主要為細(xì)菌生長(zhǎng)提供____________和____________。 (3)分別在加入和未加入該抗菌蛋白的培養(yǎng)基中接種等量菌液。培養(yǎng)一定時(shí)間后，比較兩種培養(yǎng)基中菌落的__________，確定該蛋白質(zhì)的抗菌效果。 (4)細(xì)菌培養(yǎng)常用的接種方法有______________和__________________。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)使用過(guò)的培養(yǎng)基應(yīng)進(jìn)行__________________處理。 【解題指南】解答本題需要明確以下三點(diǎn)： (1)分離蛋白質(zhì)的原理和常用方法。 (2)微生

9、物的培養(yǎng)基的成分和作用。 (3)微生物培養(yǎng)的接種方法和無(wú)菌技術(shù)。 【解析】(1)電泳法分離蛋白質(zhì)的原理是根據(jù)蛋白質(zhì)分子的電荷(帶電情況)、大小及形狀不同，在電場(chǎng)中的遷移速度不同而實(shí)現(xiàn)分離。 (2)牛肉膏和蛋白胨均為天然成分，含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，主要為細(xì)菌生長(zhǎng)提供碳源和氮源。 (3)由于抗菌蛋白能夠抑制微生物的生長(zhǎng)，因此在加入該抗菌蛋白的培養(yǎng)基上長(zhǎng)出的菌落少，通過(guò)比較菌落數(shù)量即可確定該抗菌蛋白的抗菌效果。 (4)細(xì)菌培養(yǎng)常用的接種方法有平板劃線(xiàn)法和稀釋涂布平板法，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，為避免有害菌污染環(huán)境，對(duì)使用過(guò)的培養(yǎng)基應(yīng)進(jìn)行滅菌處理。 答案：(1)電荷(帶電情況)　遷移速度　(2)碳源　氮

10、源 (3)數(shù)量　(4)平板劃線(xiàn)法　稀釋涂布平板法　滅菌 4.(xx·濟(jì)寧模擬)資料顯示，近十年來(lái)，PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))技術(shù)成為分子生物實(shí)驗(yàn)的一種常規(guī)手段，其原理是利用DNA半保留復(fù)制的特性，在試管中進(jìn)行DNA的人工復(fù)制(如圖)，在很短的時(shí)間內(nèi)，將DNA擴(kuò)增幾百萬(wàn)倍甚至幾十億倍，使分子生物實(shí)驗(yàn)所需的遺傳物質(zhì)不再受限于活的生物體。請(qǐng)據(jù)圖回答下列有關(guān)問(wèn)題： (1)加熱至95℃的目的是使DNA樣品的____________鍵斷裂，此過(guò)程在生物體細(xì)胞內(nèi)是通過(guò)____________酶的作用來(lái)完成的。 (2)新合成的DNA分子與模板DNA分子完全相同的原因是________________

11、__________和________________________。 (3)PCR技術(shù)不僅為遺傳病的診斷帶來(lái)了便利，而且改進(jìn)了檢測(cè)細(xì)菌和病毒的方法。若要檢測(cè)一個(gè)人是否感染了艾滋病病毒，你認(rèn)為可用PCR技術(shù)擴(kuò)增他血液中的(　　) A.白細(xì)胞DNA B.病毒的蛋白質(zhì) C.血漿中的抗體 D.病毒的核酸 【解析】(1)PCR的原理是高溫使DNA的氫鍵斷裂，雙鏈打開(kāi)。(2)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)和堿基互補(bǔ)配對(duì)原則能夠保證子鏈DNA分子和母鏈DNA分子一樣。(3)因?yàn)橛玫木褪荘CR技術(shù)，也就是擴(kuò)增病毒的核酸(包括RNA和DNA)。PCR是不能擴(kuò)增蛋白質(zhì)的，所以不可能是B項(xiàng)和C項(xiàng)，因?yàn)樗鼈?/p>

12、的本質(zhì)都是蛋白質(zhì)。至于白細(xì)胞DNA，主要是體細(xì)胞的DNA，人類(lèi)的體細(xì)胞DNA基本相同，擴(kuò)增了也沒(méi)有太大差異，無(wú)法用于鑒別HIV。即使擴(kuò)增白細(xì)胞DNA，若HIV曾將核酸插入其中(也就是感染)，由于人體細(xì)胞DNA的數(shù)目極為龐大也會(huì)掩蓋HIV的特異性，也無(wú)法用于檢測(cè)。 答案：(1)氫　解旋 (2)DNA分子中獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu) 復(fù)制過(guò)程中嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則　(3)D 5.凝膠色譜技術(shù)是一種快速而又簡(jiǎn)單的分離技術(shù)，對(duì)高分子物質(zhì)有很好的分離效果，目前已經(jīng)被多個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，不但應(yīng)用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，而且已經(jīng)大規(guī)模地用于工業(yè)生產(chǎn)。據(jù)圖回答問(wèn)題： (1)a、b均為蛋白質(zhì)分子，其中先從層析柱中洗脫

13、出來(lái)的是________，原因是 ___________________________________________________________________。 (2)自己制作凝膠色譜柱時(shí)，在色譜柱底部d位置相當(dāng)于多孔板的結(jié)構(gòu)可由______________________替代。 (3)裝填凝膠色譜柱時(shí)，色譜柱內(nèi)不能有氣泡存在，原因是 ___________________________________________________ ___________________________________________________。 (4)若選用Sephadex

14、G-75，則“G”表示_______________， 75表示________________________________。 【解題指南】解答本題時(shí)需注意以下兩點(diǎn)： (1)凝膠色譜柱分離原理：相對(duì)分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)只能在凝膠間隙移動(dòng)，相對(duì)分子質(zhì)量較小的則進(jìn)入凝膠內(nèi)部通道。 (2)凝膠色譜柱的填充成功與否影響蛋白質(zhì)的分離。 【解析】(1)用凝膠色譜技術(shù)分離各種不同蛋白質(zhì)時(shí)，大分子物質(zhì)由于直徑較大，只能分布于顆粒之間，所以向下移動(dòng)的速度較快。小分子物質(zhì)除了可在凝膠顆粒間隙中擴(kuò)散外，還可以進(jìn)入凝膠顆粒的微孔，在向下移動(dòng)的過(guò)程中，從一個(gè)凝膠顆粒內(nèi)擴(kuò)散到顆粒間隙后再進(jìn)入另一凝膠顆粒內(nèi)，

15、如此不斷地進(jìn)入和擴(kuò)散，小分子物質(zhì)的下移速度落后于大分子物質(zhì)，所以大分子物質(zhì)先洗脫出來(lái)。 (2)自己制作凝膠色譜柱時(shí)，在色譜柱底部d位置相當(dāng)于多孔板的結(jié)構(gòu)可由尼龍網(wǎng)和尼龍紗替代。 (3)在色譜柱中裝填凝膠的時(shí)候要盡量緊密，以降低凝膠顆粒之間的空隙。一是在裝填凝膠柱時(shí)，不得有氣泡存在，因?yàn)闅馀輹?huì)攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分離效果。二是凝膠色譜操作過(guò)程中，不能發(fā)生洗脫液流干、露出凝膠顆粒的現(xiàn)象。 答案：(1)a　a相對(duì)分子質(zhì)量較大，無(wú)法進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，只能在凝膠間隙移動(dòng)，路程較短，移動(dòng)速度較快 (2)尼龍網(wǎng)和尼龍紗 (3)氣泡會(huì)攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分離效果 (4

16、)凝膠的交聯(lián)程度，膨脹程度及分離范圍 凝膠得水值，即每克凝膠膨脹時(shí)吸水7.5 g 6.聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)。請(qǐng)回答下列有關(guān)PCR技術(shù)的基本原理及應(yīng)用的問(wèn)題。 (1)DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模ǔ_________________的末端稱(chēng)為5′端，當(dāng)引物與DNA母鏈通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)結(jié)合后，DNA聚合酶就能從引物的__________開(kāi)始延伸DNA鏈。 (2)PCR利用DNA的熱變性原理解決了打開(kāi)DNA雙鏈的問(wèn)題，但又導(dǎo)致了DNA聚合酶失活的新問(wèn)題。到20世紀(jì)80年代，科學(xué)家從一種Taq細(xì)菌中分離到________________________

17、__，它的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用解決了以上問(wèn)題。要將Taq細(xì)菌從其他普通的微生物中分離出來(lái)，所用的培養(yǎng)基叫______________________。 (3)PCR的每次循環(huán)可以分為_(kāi)___________________________三步。假設(shè)在PCR反應(yīng)中，只有一個(gè)DNA片段作為模板，請(qǐng)計(jì)算在5次循環(huán)后，反應(yīng)物中大約有____個(gè)這樣的DNA片段。 (4)請(qǐng)用簡(jiǎn)圖表示出一個(gè)DNA片段PCR反應(yīng)中第二輪的產(chǎn)物。 (5)簡(jiǎn)述PCR技術(shù)的主要應(yīng)用。 【解析】(1)DNA聚合酶只能把新的核苷酸加到已經(jīng)存在的核酸的3′-羥基上，與DNA母鏈結(jié)合的RNA引物就提供這個(gè)羥基。(2)因PCR利用了DNA的熱

18、變性原理解決了打開(kāi)DNA雙鏈的問(wèn)題，所以用于催化DNA復(fù)制過(guò)程的DNA聚合酶要具有耐高溫的特性。用選擇培養(yǎng)基可將Taq細(xì)菌從其他普通的微生物中分離出來(lái)。(3)DNA復(fù)制兩條鏈均作為模板，進(jìn)行半保留復(fù)制，所以復(fù)制5次后得到的子代DNA分子數(shù)為25=32個(gè)。(4)新合成的DNA鏈帶有引物，而最初的模板DNA的兩條鏈不帶有引物。(5)PCR技術(shù)可以對(duì)DNA分子進(jìn)行擴(kuò)增，所以可用于遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學(xué)研究、基因克隆和DNA序列分析等方面。 答案：(1)磷酸基團(tuán)　3′端 (2)耐高溫的TaqDNA聚合酶　選擇培養(yǎng)基 (3)高溫變性、低溫復(fù)性和中溫延伸　32 (4) (5)遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學(xué)研究、基因克隆和DNA序列分析(要求3項(xiàng)以上)。