2022年高中生物 專題檢測 專題5 DNA和蛋白質技術（含解析）新人教版選修1考查知識點及角度難度及題號基礎中檔稍難DNA的粗提取與鑒定1、2、6、13多聚酶鏈式反應擴增DNA3、45、14血紅蛋白的提取和分離7、8、9、1011、1215A向右的過程為加熱(80100 )變性的過程B向左的過程是DNA雙鏈迅速致冷復性C變性與在生物體內解旋過程的條件、實質都相同D圖中DNA片段共有4個游離的磷酸基、4個3端解析變性后的DNA在緩慢降溫后才會復性；變性與在生物體內解旋過程的條件不同、實質相同；任一DNA片段都有兩個游離的磷酸基(5端)和兩個3端。答案A6下列關于DNA和蛋白質提取與分離實驗的敘述，正確的有()。A提取細胞中的DNA和蛋白質都需用蒸餾水脹破細胞B用不同濃度NaCl溶液反復溶解與析出DNA可去除蛋白質C蛋白質提取和分離過程中進行透析可去除溶液中的DNAD蛋白質可以用電泳的方法進行分離純化，但DNA不可用該方法純化解析DNA也可用電泳法分離純化；透析只能除去小分子雜質。答案B7下列有關蛋白質的提取和分離的操作，其中排序正確的是()。A樣品處理、凝膠色譜操作、SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳B樣品處理、凝膠色譜操作、純化C樣品處理、粗分離、純化、純度鑒定D樣品處理、純化、粗分離、純度鑒定解析蛋白質的提取和分離分為樣品處理、粗分離、純化、純度鑒定四步。A中凝膠色譜操作及SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳為實驗操作過程中的技術。答案C8下列對在凝膠柱上加入樣品和洗脫的操作不正確的是()。A加樣前要使柱內凝膠面上的緩沖液下降到與凝膠面平齊B讓吸管管口沿管壁環(huán)繞移動，貼壁加樣至色譜柱頂端，不要破壞凝膠面C打開下端出口，待樣品完全進入凝膠層后直接連接緩沖液洗脫瓶開始洗脫D待紅色的蛋白質接近色譜柱底端時，每5 mL收集一管，連續(xù)收集流出液解析待樣品完全進入凝膠層后，關閉下端出口，小心加入緩沖液到適當高度，連接緩沖液洗脫瓶，打開下端出口，進行洗脫。答案C9在蛋白質的提取和分離中，下列對樣品處理過程的分析正確的是()。A洗滌紅細胞的目的是去除血漿中的葡萄糖、無機鹽B洗滌時離心速度過小，時間過短，白細胞等會沉淀，達不到分離的結果C洗滌過程選用質量分數(shù)0.1%的NaCl溶液(生理鹽水)D透析的目的是去除樣品中相對分子質量較小的雜質解析洗滌紅細胞的目的是去除血漿中除血紅蛋白以外的雜蛋白；洗滌時離心速度過大，時間過長，白細胞等會沉淀，達不到分離的效果；洗滌過程選用質量分數(shù)為0.9%的NaCl溶液(生理鹽水)。答案D10下列是有關血紅蛋白提取和分離的相關操作，其中正確的是()。A可采集豬血作為實驗材料B用蒸餾水重復洗滌紅細胞C血紅蛋白釋放后應低速短時間離心D洗脫液接近色譜柱底端時開始收集流出液解析為防止細胞吸水漲破，洗滌時要用生理鹽水；釋放出血紅蛋白后，以2 000 r/min進行高速離心；在分離時，要等到紅色蛋白質接近色譜柱底端時開始收集流出液。答案A11(xx·廣州模擬)蛋白質的分離與純化技術是蛋白質研究的重要技術。下列有關敘述不正確的是()。A根據(jù)蛋白質分子不能透過半透膜的特性，可將樣品中各種不同的蛋白質分離B根據(jù)蛋白質所帶電荷性質的差異及分子大小等，可通過電泳分離蛋白質C根據(jù)蛋白質相對分子質量的大小，可通過凝膠色譜法分離蛋白質D根據(jù)蛋白質的分子大小、密度不同，可通過離心沉降法分離蛋白質解析蛋白質分子不能透過半透膜，而溶液中的小分子物質則可以透過半透膜，因此可以將蛋白質和溶液中的小分子物質分離。答案A12凝膠色譜法分離蛋白質時使用的凝膠是交聯(lián)葡聚糖凝膠(SephadexG75)，其中G、75的含義分別是()。AG表示凝膠的使用量，75表示加75 g水BG表示凝膠的交聯(lián)程度，75表示需加熱75 CG表示凝膠的交聯(lián)程度、膨脹程度及分離范圍，75表示每克凝膠膨脹時吸水7.5 gDG表示凝膠的膨脹體積，75表示每克凝膠膨脹后體積可達75 cm3解析G表示凝膠交聯(lián)程度、膨脹程度及分離范圍，75表示凝膠得水值，即每克凝膠膨脹時吸水7.5 g。答案C二、非選擇題(3小題，共40分)13(13分)DNA在NaCl溶液中的溶解度有二重性，隨著NaCl溶液濃度的變化而變化。(1)下列NaCl溶液中能使DNA析出最徹底的一種是_；溶解度最高的一種是_。A質量濃度為0.14 mol/L B質量濃度為2 mol/LC質量濃度為0.15 mol/L D質量濃度為0.3 mol/L(2)DNA不溶于酒精溶液，但細胞中的某些物質卻可以溶于酒精溶液，利用這一原理可以_，可以推測溶于酒精中的物質可能有_。(3)利用DNA遇_變藍色的特性，將該物質作為鑒定_的試劑。其實驗過程要點是向盛有_的試管中加入4 mL的_。混合均勻后，將試管置于_5 min，待試管_，觀察試管中溶液顏色的變化，這個實驗也說明DNA耐_溫。解析根據(jù)實驗原理可知DNA在質量濃度為0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，在質量濃度為2 mol/L的NaCl溶液中，溶解度最高。DNA存在于染色體上，為了把DNA和其他物質分開，利用DNA不溶于酒精而細胞中的某些物質溶于酒精的方法，除去雜質。利用DNA遇二苯胺(沸水浴)被染成藍色的特性，可以鑒定提取的DNA。答案(1)AB(2)除去雜質某些脂質、蛋白質、糖類或其他大分子物質(3)二苯胺DNADNA二苯胺試劑沸水浴中加熱冷卻后高14(11分)PCR(多聚酶鏈式反應)技術是一項在生物體外復制特定的DNA片段的核酸合成技術，下圖表示合成過程，請據(jù)圖分析回答下面的問題。(1)A過程高溫使DNA變性解旋，對該過程的原理敘述正確的是_。A該過程用到耐高溫的解旋酶破壞氫鍵B該過程用到限制酶破壞磷酸二酯鍵C該過程不需要解旋酶的作用D該過程與人體細胞的過程完全相同(2)C過程要用到的酶是耐高溫的_。這種酶在高溫下仍保持活性，因此在PCR擴增時可以_加入，_(需要/不需要)添加。PCR反應除提供酶外，還需要滿足的基本條件有：_。(3)如果把模板DNA的兩條鏈用15N標記，游離的脫氧核苷酸不做標記，控制“94 55 72 ”溫度循環(huán)3次，則在形成的子代DNA中含有15N標記的DNA占_。解析(1)高溫所起的作用類似于解旋酶，使雙鏈DNA變?yōu)閱捂湣?2)C過程中PCR技術的延伸階段，當系統(tǒng)溫度上升到72 左右，溶液中的四種脫氧核苷酸在耐高溫的DNA聚合酶的作用下合成新的DNA鏈。這種DNA聚合酶在高溫下不變性，所以一次性加入即可。(3)PCR技術遵循半保留復制的特點。經過三次循環(huán)，共產生23個DNA分子，其中有2個DNA分子含有15N標記。答案(1)C(2)DNA聚合酶一次不需要DNA模板、兩種引物、四種脫氧核苷酸，通過控制溫度和酸堿度使DNA復制在體外反復進行(3)25%15(16分)(2011·高考信息卷)紅細胞含有大量血紅蛋白，紅細胞的功能主要是由血紅蛋白完成的，血紅蛋白的主要功能是攜帶O2或CO2，我們可以選用豬、牛、羊或其他脊椎動物的血液進行實驗，來提取和分離血紅蛋白。根據(jù)材料回答下列問題。(1)實驗前取新鮮血液，要在采血器中預先加入檸檬酸鈉，取血回來，馬上進行離心，收集血紅蛋白溶液。加入檸檬酸鈉的目的是_。(2)在對樣品進行處理時，主要包括_、血紅蛋白的釋放、分離血紅蛋白溶液、透析等步驟。其中透析技術的原理是_。(3)同學甲利用瓊脂糖凝膠電泳技術將得到的蛋白質進行分離，在電泳過程中，影響蛋白質遷移速率的因素包括蛋白質分子的_、_以及分子的形狀等。(4)同學乙利用凝膠色譜法進行血紅蛋白分離(如圖一)，他在操作中加樣的正確順序是_，在執(zhí)行圖一中所示操作時，色譜柱下端連接的尼龍管應該_(打開或關閉)圖一加樣示意圖圖二圖三(5)圖二、圖三分別是同學甲、乙利用同一種樣品分離得到的結果，則圖三中與圖二中蛋白質P對應的是_。解析(1)加入檸檬酸鈉的目的是防止血液凝固。(2)對樣品的處理包括紅細胞的洗滌、血紅蛋白的釋放、分離血紅蛋白溶液、透析等步驟。其中透析的原理是小分子可以自由進出透析袋(半透膜)，而大分子不能通過。(3)電泳時，影響蛋白質遷移速率的因素有蛋白質分子大小、帶電性質及分子的形狀等。(4)正確的加樣順序可依據(jù)樣品在色譜柱及凝膠層中的滲入量進行分析，可以得出是；同時進行所示環(huán)繞加樣時，應關閉下出口。(5)SDS凝膠電泳裝置是垂直的裝置，此種電泳方法主要取決于蛋白質分子量的大小，與電荷無關，同時加樣在“”極，通電后，樣品蛋白質向“”極移動，分子量相對小的，移動距離大，因此從圖二的電泳結果分析，P比N、M移向“”距離大，說明P的分子量相對比較小，因此洗脫出來的時間比較長，符合圖三中的丙。答案(1)防止血液凝固(2)紅細胞的洗滌小分子可以自由進出透析袋(半透膜)，而大分子不能通過(3)大小帶電性質(4)關閉(5)丙B卷(時間：45分鐘滿分：100分)考查知識點及角度難度及題號基礎中檔稍難DNA的粗提取與鑒定1、2、3、47多聚酶鏈式反應擴增DNA5、61315血紅蛋白的提取和分離8、9、10、11、1214一、選擇題(12小題，每小題5分，共60分)1下列有關“DNA的粗提取與鑒定”實驗的敘述，正確的是()。A利用DNA溶于酒精，而蛋白質不溶于酒精，可將DNA與蛋白質分離B利用高溫能使蛋白質變性，卻對DNA沒有影響的特性，可將DNA與蛋白質分離C在溶有DNA的物質的量濃度為2 mol/L的氯化鈉溶液中緩緩加入蒸餾水，輕輕攪拌后過濾，取濾液進行以后的實驗D在DNA濾液中加入嫩肉粉，通過木瓜蛋白酶的作用，可將DNA與蛋白質分離解析利用DNA不溶于酒精，而蛋白質溶于酒精，可將DNA和蛋白質分開。溫度過高也會影響DNA的特性，如PCR技術。在物質的量濃度為0.2 mol/L的氯化鈉溶液中DNA溶解度最大，但加入蒸餾水后，DNA溶解度降低，DNA析出，過濾后應取其黏稠物進行以后的實驗。蛋白酶能分解蛋白質，而不能分解DNA。答案D2若從植物細胞中提取DNA，發(fā)現(xiàn)實驗效果不好，如看不到絲狀沉淀物、用二苯胺鑒定時不顯示顏色反應等。其可能的原因是()。植物細胞中DNA含量低研磨不充分過濾不充分體積分數(shù)為95%冷酒精的量過大A B C D導析細胞釋放DNA析出DNADNA解析研磨不充分會使細胞核內的DNA釋放不完全，提取的DNA量變少；過濾不充分，也會導致提取的DNA量過少；若用于沉淀DNA的酒精量過少，也會導致DNA的沉淀量少，影響實驗效果。答案D3在提取DNA的過程中，最好使用塑料試管和燒杯，目的是()。A不易破碎 B減少DNA的損失C增加DNA的含量 D容易涮洗解析DNA容易吸附在玻璃容器上，所以在提取過程中為了減少DNA的損失，最好使用塑料燒杯和試管盛放雞血細胞液。答案B4從雞血細胞濾液中提取DNA所用的提取液是()。ANaCl溶液 B酒精C二苯胺 D檸檬酸鈉解析本題考查各試劑在“DNA的粗提取與鑒定”實驗中的作用：NaCl溶液：溶解、析出DNA；酒精：溶解蛋白質，提純DNA；二苯胺：鑒定DNA；檸檬酸鈉：防止血液凝固。答案A5PCR反應的最大特點是具有較大擴增能力與極高的靈敏性，但令人頭痛的問題是易污染，極其微量的污染即可造成假陽性的產生。下列防止污染的辦法中不包括的是()。A將樣品的處理、配制PCR反應液、PCR循環(huán)擴增及PCR產物的鑒定等步驟分區(qū)或分室進行B吸樣槍吸樣要慢，吸樣時盡量一次性完成，槍頭小套、小離心管應一次性使用，以免交叉污染C所有PCR試劑都應放置于大瓶分裝，以減少重復加樣次數(shù)，避免污染機會DPCR試劑、PCR反應液應與樣品及PCR產物分開保存，不應放于同一冰盒或同一冰箱解析所有的PCR試劑都應放置于小瓶分裝，一次性用完，避免因多次使用造成污染。答案C6在PCR實驗操作中，下列說法不正確的是()。A在微量離心管中添加各種試劑時，只需一個槍頭B離心管的蓋子一定要蓋嚴，防止液體外溢C用手輕彈離心管壁的目的是使反應液充分混合D離心的目的是使反應液集中在離心管底部，提高反應效果導析PCR操作步驟：準備移液混合離心反應。解析在微量離心管中添加各種試劑時，每吸取一種試劑后，移液器上的槍頭必須更換，確保實驗的準確性；離心管的蓋子一定要蓋嚴，防止實驗中脫落或液體外溢；離心10 s的目的是使反應液集中在離心管底部，提高反應效果。答案A7(2011·江蘇南京一模)下列關于DNA和血紅蛋白的提取與分離的敘述中，錯誤的是()。A可用蒸餾水漲破細胞的方法從豬紅細胞中提取到DNA和蛋白質B用不同濃度的NaCl溶液反復溶解與析出DNA可去除部分雜質C透析法分離蛋白質的依據(jù)是利用蛋白質不能通過半透膜的特性D進一步分離與純化血紅蛋白可用凝膠色譜法、離心法、電泳法等解析提取DNA的方法是利用DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同。利用這一特點，選擇適當?shù)柠}溶液，就能使DNA充分溶解，使雜質沉淀，或相反。提取蛋白質的方法有透析法。進一步分離DNA和蛋白質可利用DNA不溶于酒精，而蛋白質溶解于酒精這一原理。哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核和其他膜結構，而DNA的提取實驗需要獲取較多DNA，因此一般不用哺乳動物的血(包括豬血)做實驗，所以蒸餾水漲破細胞的方法不適用于豬血提取DNA。答案A8下列有關蛋白質提取和分離的敘述中，錯誤的是()。A透析法分離蛋白質的原理是利用蛋白質不能通過半透膜的特性B采用透析法使蛋白質與其他小分子化合物分離開來C離心沉降法通過控制離心速率使分子大小、密度不同的蛋白質分離D蛋白質在電場中可以向與其自身所帶電荷相同的電極移動解析蛋白質在電場中應向與其自身所帶電荷相反的電極移動。答案D9根據(jù)血清蛋白醋酸纖維素薄膜電泳圖譜示意圖分析，所帶負電荷最多的球蛋白是()。A1球蛋白 B2球蛋白C球蛋白 D球蛋白解析根據(jù)電泳的原理進行分析。帶電粒子在電場中向與其電性相反的電極泳動的現(xiàn)象稱為電泳，因此，移動越慢的，所帶負電荷就越少(點樣是在負極)。答案A10釋放血紅蛋白時，下列有關紅細胞膜破裂的原因中，不包括的是()。A紅細胞吸水膨脹 B磁力攪拌器的充分攪拌C血紅蛋白的變性 D甲苯對細胞膜的溶解解析紅細胞洗滌去除血漿蛋白后，再加入一定量的蒸餾水，利用滲透作用原理，使紅細胞吸水漲破。同時，加入甲苯有助于對膜的溶解。B項可以加速膜的破裂。答案C11細胞破碎后，各種蛋白質就會被釋放出來，再根據(jù)蛋白質的不同特性進行提取。下列關于蛋白質提取的措施中，不正確的是()。A酸性蛋白質可用稀堿性溶液提取B水溶性蛋白質可用透析液(中性緩沖液)提取C脂溶性蛋白質可用有機溶劑提取D堿性蛋白質可用強酸性溶液提取解析提取蛋白質的基本原理是根據(jù)蛋白質的物理性質，加入不同的試劑，使蛋白質溶于試劑中而提取蛋白質。強酸、強堿都會使蛋白質變性而沉淀。答案D12凝膠柱的制作常用玻璃管，在選擇玻璃管時應該考慮的因素有()。玻璃管的高度玻璃管的直徑樣品的體積緩沖溶液的pHA B C D解析影響分離度的主要因素是層析柱的柱高，但在選擇玻璃管時，也要考慮玻璃管的直徑，保證柱高與直徑的比為51101。樣品的體積也要考慮，緩沖溶液的pH不影響選擇玻璃管。答案A二、非選擇題(3小題，共40分)13(10分)在遺傳病及刑偵破案中常需要對樣品DNA進行分析，PCR技術能快速擴增DNA片段，在幾個小時內復制出上百萬份的DNA拷貝，有效地解決了因為樣品中DNA含量太低而難以對樣品進行分析研究的問題。據(jù)圖回答相關問題。(1)在相應的橫線上寫出引物，并在復性這一步驟中將引物置于合適的位置。(2)在相應的橫線上寫出循環(huán)一次后生成的DNA分子。(3)若將作為原料的4中脫氧核苷酸用32P標記，請分析循環(huán)一次后生成的DNA分子的特點：_，循環(huán)n次后生成的DNA分子中不含放射性的單鏈占總單鏈的比例為_。(4)PCR反應過程的前提條件是_，PCR技術利用了DNA的_原理解決了這個問題。(5)在對樣品DNA分析過程中發(fā)現(xiàn)，DNA摻雜著一些組蛋白，要去除這些組蛋白，加入的物質是_。解析引物的作用是提供DNA聚合酶的起點3端；DNA體外擴增同細胞內DNA復制一樣都是半保留復制，DNA分子的兩條母鏈分別作為模板，合成新的DNA鏈。答案(1)5GAOHHOAG5(2)或(3)每個DNA分子各有一條鏈含32P1/2n(4)DNA解旋熱變性(5)蛋白酶14(18分)紅細胞含有大量血紅蛋白，血紅蛋白的主要功能是攜帶O2或CO2，我們可以選用豬、牛、羊或其他脊椎動物的血液進行實驗，來提取和分離血紅蛋白，請回答下列有關問題。(1)實驗前取新鮮的血液，要切記在采血容器中預先加入檬酸鈉，取血回來，馬上進行離心，收集血紅蛋白溶液。加入檸檬酸鈉的目的是_以上所述的過程即是樣品處理，它包括_、_、收集血紅蛋白溶液。(2)洗滌紅細胞的目的是_。(3)你如何知道紅細胞已洗滌干凈？_。(4)分離紅細胞時的離心速度及離心時間分別是_。(5)若離心速度過高和時間過長結果會怎樣？_。(6)將收集的血紅蛋白溶液放在透析袋中進行透析，即樣品的粗分離。透析的目的是_。透析的原理是_。(7)然后通過凝膠色譜法將樣品進一步純化，最后經SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳進行純度鑒定。樣品純化的目的是_。解析人或哺乳動物成熟的紅細胞中無細胞核和細胞器，雜質相對較少，提取血紅蛋白相對較容易，而其他動物如鳥類、兩棲類等動物紅細胞中含細胞核及大量的細胞器不易提取血紅蛋白。為防止血液凝固，在采血容器中要預先加入抗凝血劑檸檬酸鈉。樣品的處理包括紅細胞洗滌、血紅蛋白的釋放、分離血紅蛋白溶液。洗滌紅細胞的目的是去除雜質蛋白，以利于后續(xù)步驟分離純化。重復洗滌三次，直至上清液中沒有黃色，表明紅細胞已洗滌干凈。采集的血樣要及時分離紅細胞，分離時采取低速短時間離心，如500 r/min 離心2 min。若離心速度過高和時間過長會使白細胞和淋巴細胞一起沉淀，得不到純凈紅細胞，影響后續(xù)血紅蛋白提取的純度。答案(1)防止血液凝固紅細胞的洗滌血紅蛋白的釋放(2)去除血漿蛋白(3)離心后的上清液沒有黃色(4)低速500 r/min；短時間如2 min(5)離心速度過高和時間過長會使白細胞等一同沉淀，得不到純凈的紅細胞，影響后續(xù)血紅蛋白的提取純度(6)去除分子量較小的雜質透析袋能使小分子自由進出，而大分子則保留在袋內(7)通過凝膠色譜法將相對分子質量大的雜質蛋白除去 15(12分)材料：飼料原料中的磷元素有相當一部分存在于植酸中，豬禽等動物由于缺乏有關酶，無法有效利用植酸，造成磷源浪費，而且植酸隨糞便排出后易造成環(huán)境有機磷污染。植酸酶能催化植酸水解成肌醇和磷酸，因此成為目前重要的飼料添加劑之一。(1)商品化植酸酶主要來自微生物。在產酶菌株篩選過程中，常在基本培養(yǎng)基中添加不溶于水的植酸鈣制成固體平板，植酸鈣被植酸酶分解后可在平板上產生_，可根據(jù)其大小選擇目的菌株，所得菌株需要進一步測定植酸酶活性。活性測定可以植酸鈉作為底物，活性可用一定條件下單位時間內_表示。(2)利用上述所得菌株制備植酸酶的流程(如下圖)。發(fā)酵液純酶 菌體去除透析液()去除中的主要成分為_；中包含植酸酶等多種蛋白質。請寫出一種純化得到植酸酶的方法及其依據(jù)。(3)為制備基因工程菌，可用PCR等技術從上述菌株中克隆植酸酶基因。PCR反應包含多次循環(huán)，每次循環(huán)包括三步：_。反應過程中打開模板DNA雙鏈的方法是_。(4)除植酸酶外，微生物還應用在_的生產中。解析(1)選擇目的菌株，可采用選擇培養(yǎng)基來操作。通過在培養(yǎng)基中添加特定成分，使其他微生物死亡或不能呈現(xiàn)特定現(xiàn)象來篩選。含有植酸酶基因的菌株可產生植酸酶分解培養(yǎng)基中的植酸鈣，產生透明圈。(2)題干中的生產流程為酶純化的過程。含酶的發(fā)酵液通過透析，即以半透膜過濾發(fā)酵液，使一些小分子物質被過濾掉，再通過電泳法或凝膠色譜法分離純化混合的酶液，獲取純的植酸酶。答案(1)透明圈植酸鈉的消耗量(醇和磷酸的生成量)(2)小分子雜質凝膠色譜法：根據(jù)不同蛋白質之間分子大小、吸附性質等差別進行純化。(或電泳法：根據(jù)蛋白質之間電荷、分子大小等差異進行純化。)(3)變性、復性和延伸加熱(4)蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶