2018_2019学年高中生物新人教版选修1专题测试卷（五）DNA和蛋白质技术

专题测试卷(五) DNA和蛋白质技术
(时间：60分钟　满分：100分)
一、选择题(共15小题，1～10小题每小题3分，11～15小题每小题5分，共55分。每小题只有一个选项符合题意。)
1．下列关于DNA粗提取与鉴定的叙述，正确的是(　　)
A．DNA在NaCl溶液中的溶解度与蛋白质不同
B．DNA遇二苯胺沸水浴呈紫色
C．洗涤剂可瓦解细胞膜，且对DNA有影响
D．向DNA滤液中加酒精会使杂蛋白析出
解析：DNA在NaCl溶液中的溶解度与蛋白质不同，利用这一特点可将DNA和蛋白质分离，A正确；沸水浴下DNA遇二苯胺呈蓝色，B错误；洗涤剂可瓦解细胞膜，对DNA没有影响，C错误；DNA不溶于酒精，向DNA滤液中加入酒精会使DNA析出，D错误。
答案：A
2．如图表示细胞内DNA复制和细胞外PCR扩增两个过程，两反应过程的条件中相同的是(　　)
A．模块　　　B．原料　　　C．酶　　　D．能量供应
解析：细胞内的DNA复制和细胞外的PCR扩增过程，需要的原料相同，都是四种脱氧核苷酸。
答案：B
3．下列关于血红蛋白的提取和分离的叙述中，错误的是(　　)
A．红细胞的洗涤效果与洗涤次数、离心速度和离心时间有关
B．凝胶柱中适量气泡的存在会提高分离的效果
C．凝胶色谱法是一种根据相对分子质量的大小来分离蛋白质的方法
D．判断纯化的蛋白质是否达到要求可以采用电泳法
答案：B
4．通常用哺乳动物的血液来提取和分离血红蛋白，下列叙述中正确的是(　　)
A．实验时向新鲜的血液中加入柠檬酸钠的目的是防止血红蛋白变性
B．洗涤红细胞的目的是避免细胞粘连在一起
C．分离红细胞时要进行较长时间的高速离心
D．分离后血红蛋白还要通过凝胶色谱法将样品进一步纯化
解析：A错误，实验时向新鲜的血液中加入柠檬酸钠的目的是防止血液凝固；B错误，洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白；C错误，分离红细胞时要低速短时间离心；D正确，分离后血红蛋白还要通过凝胶色谱法将样品进一步纯化。
答案：D
5．在DNA粗提取与鉴定实验中，将第二次过滤获得的纱布上含有的DNA的黏稠物(含有较多杂质)分别处理如下：
序号
操作过程
①
放入2 mol/L的NaCl溶液，搅拌后过滤
②
再加0.14 mol/L的NaCl溶液，搅拌后过滤
③
再加入冷却的、同体积的95%酒精溶液，用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物
上述操作过程正确的是(　　)
A．①② B．①②③
C．①③ D．②③
解析：第二次过滤后纱布上的是粗提取的DNA，此DNA还含有杂质，因此将其溶于2 mol/L的NaCl溶液中，再进行过滤，以除去不溶于2 mol/L的NaCl溶液的杂质。然后向滤液中加入同体积的、冷却的95%酒精即可析出DNA。然后挑出DNA进行鉴定。答案为C。
答案：C
6．在PCR反应中一个DNA片段在6次循环后大约有多少个这样的片段(　　)
A．8个 B．16个
C．32个 D．64个
解析：聚合酶链式反应(PCR)技术是在人为条件下进行的DNA分子复制技术，而DNA复制为半保留方式，经过6个循环即复制6次，则合成26个DNA拷贝，原先有1个DNA，则最终可得到1×26＝64个DNA分子拷贝。
答案：D
7．PCR(多聚酶链式反应)技术是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术，如图表示合成过程。下列说法错误的是(　　)
A．甲过程高温使DNA变性解旋，该过程不需要解旋酶的作用
B．丙过程用到的酶在高温下失活，因此在PCR扩增时需要再添加
C．如果把模板DNA的两条链用15N标记，游离的脱氧核苷酸不做标记，循环3次后，在形成的子代DNA中含有15N标记的DNA占25%
D．PCR中由碱基错配引起的变异属于基因突变
解析：PCR中解旋是通过高温进行的，故甲过程高温使DNA变性解旋，该过程不需要解旋酶的作用，A正确；丙过程用到的酶为耐高温的DNA聚合酶，在高温下不会失活，因此在PCR扩增时不需要再添加，B错误；如果把模板DNA的两条链用15N标记，游离的脱氧核苷酸不做标记，循环3次后，形成的DNA分子为8个，而含有15N标记的DNA分子为2个，故在形成的子代DNA中含有15N标记的DNA占25%，C正确；PCR中由碱基错配引起的变异属于基因突变，D正确。
答案：B
8．SCAR标记技术即特异性序列扩增DNA，是目前在育种应用中首选的基因分子标记技术。下列有关SCAR标记技术说法正确的是(　　)
A．SCAR标记技术的原料是核糖核苷酸
B．SCAR标记技术反应的场所与转录的场所相同
C．SCAR标记技术反应的催化酶与转录的酶不同
D．SCAR标记技术无法应用于植物抗性育种
解析：由于合成DNA片段，SCAR标记技术中的原料是脱氧核苷酸，A错误；SCAR标记技术反应的场所与转录的场所不同，SCAR标记技术进行的场所是体外进行的，B错误；SCAR标记技术反应催化的酶是DNA聚合酶，转录的酶是RNA聚合酶，故SCAR标记技术反应的催化酶与转录的酶不同，C正确；SCAR标记技术可以筛选出目的基因应用于植物基因工程育种，D错误。
答案：C
9．利用PCR技术扩增目的基因的过程中，需加入(　　)
A．耐高温的解旋酶以保证DNA双链完全解开
B．2种已知核苷酸序列的引物以保证核苷酸链的延伸
C．4种足量的核糖核苷酸以保证目的基因的扩增
D．一定量的盐酸和氢氧化钠溶液以维持pH的稳定
解析：PCR技术中，采用高温使DNA解旋，并没有使用解旋酶，故A错误；利用PCR技术扩增DNA的过程中，需要2种已知核苷酸序列的引物以保证核苷酸链的延伸，故B正确；PCR技术的原理是DNA复制，需要4种足量的脱氧核糖核苷酸作为原料，故C错误；利用PCR技术扩增DNA的过程中，需要一定量的缓冲溶液以维持pH的稳定，因为PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行，故D错误。
答案：B
10．做DNA粗提取和鉴定实验时，实验材料用鸡血而不用猪血的主要原因是(　　)
A．鸡血的价格比猪血的价格低
B．猪的成熟红细胞中没有细胞核，不易提取到DNA
C．鸡血不会凝固，猪血会凝固
D．用鸡血提取DNA比用猪血提取操作简便
解析：DNA是生物的遗传物质，主要存在于细胞核中。生物实验材料的选择原则：一是容易获得；二是实验现象明显。做DNA粗提取与鉴定实验的实验材料不选猪血是因为哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核，不易提取到DNA，而鸟类、爬行类等动物成熟的红细胞中有细胞核，较易提取到DNA。
答案：B
11．下列关于有关科学方法的叙述，错误的是(　　)
A．分离各种细胞器用差速离心法
B．叶绿体中色素提取用纸层析法
C．血红蛋白的提取和分离时用凝胶色谱法、电泳法
D．验证DNA半保留复制用同位素标记法和密度梯度离心法
解析：由于各种细胞器的质量和密度不同，所以运用差速离心法，可以将细胞中各种细胞器相互分离开来，A正确；叶绿体中色素分离用纸层析法，B错误；分离与纯化血红蛋白可用凝胶色谱法，也用电泳法等，C正确；验证DNA半保留复制时可用同位素标记法和密度梯度离心法，D正确。
答案：B
12．将经处理破裂后的红细胞混合液以2 000 r/min速度离心10 min后，离心管中溶液分为4层，血红蛋白位于从下至上的(　　)
A．第一层 B．第二层
C．第三层 D．第四层
解析：分离血红蛋白溶液时，将搅拌好的混合液转移到离心管中，经过中速长时离心后，可明显看到试管中溶液分为4层，从上往下数，第1层为甲苯层，第2层为脂溶性物质的沉淀层，第3层为血红蛋白水溶液，第4层为杂质沉淀层。因此，血红蛋白位于从下至上的第二层。
答案：B
13．已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种物质，其分子大小、电荷的性质和数量情况如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．将样品以2 000 r/min的速度离心10 min，若分子戊存在于沉淀中，则分子甲也一定存在于沉淀中
B．若五种物质为蛋白质，则用凝胶色谱柱分离时，甲的移动速度最快
C．将样品装入透析袋中透析12 h，若分子乙保留在袋内，则分子甲也保留在袋内
D．若五种物质为蛋白质，用SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子，则分子甲和分子丙形成的电泳带相距最远
解析：A.由于甲的分子量小于戊，将样品以2 000 r/min的速度离心10 min，若分子戊存在于沉淀中，则分子甲不一定存在于沉淀中，A错误；B.由于甲蛋白质分子量最小，最容易进入凝胶内部的通道，路程最长，移动的速度最慢，B错误；C.分子量大小是甲＜乙，透析时分子乙保留在袋内，则分子甲不一定保留在袋内，C错误；D.SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳的迁移速率完全取决于分子本身的大小，由于甲和戊的分子量差距最小，因此二者之间的电泳带相距最近，D正确。
答案：D
14．下面说法不正确的是(　　)
A．在一定范围内，缓冲溶液能够抵制外界的酸、碱对溶液pH的影响，维持pH基本不变
B．缓冲溶液通常由1～2种缓冲剂溶解于水中配制而成
C．电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程
D．透析袋能使大分子自由进出，而将小分子保留在袋内
解析：透析袋一般是用硝酸纤维素(又叫玻璃纸)制成的。透析袋能使小分子自由进出，而将大分子保留在袋内。透析可以除去样品中相对分子质量较小的杂质。
答案：D
15．蛋白质的提取和分离分为哪几步，依次是(　　)
A．样品处理、凝胶色谱操作、SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳
B．样品处理、凝胶色谱操作、纯化
C．样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定
D．样品处理、纯化、粗分离、纯度鉴定
解析：蛋白质的提取和分离的程序分为：样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定四步。A项描述的是实验操作过程中的技术。
答案：C
二、非选择题(共5小题，共45分)
16.(6分)如右图是利用鸡血粗提取DNA的基本操作，据图分析回答：
(1)若乙为鸡血细胞液， 则甲为________， 该操作的实验目的是__________________________________________________。
(2)若乙为含DNA的浓NaCl溶液，则甲为________，该操作的实验目的是去除________(填“不溶”或“可溶”)性杂质。
(3)若该操作玻璃棒上能卷起白色丝状物，则甲为______________。
解析：(1)向鸡血细胞液中加蒸馏水，其目的是使鸡血细胞吸水涨破释放出DNA。
(2)向含DNA的浓NaCl溶液中加入蒸馏水，DNA溶解度降低会析出，从而去除可溶性杂质。
(3)DNA和杂质分子在95%的冷酒精溶液中溶解度存在差异，DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精溶液，故可去除溶于酒精溶液的杂质，向烧杯内溶解有DNA的NaCl溶液中加入95%的冷酒精溶液，可用玻璃棒卷起白色丝状物(DNA)。
答案：(1)蒸馏水　使鸡血细胞吸水涨破释放出DNA
(2)蒸馏水　可溶
(3)95%的冷酒精溶液
17．(9分)PCR技术是将某一特定DNA片段在体外酶的作用下，复制出许许多多相同片段的一种方法，利用它能快速而特异地扩增任何要求的目的基因或DNA分子片段。它的基本过程如下：
注：图中“▄”表示每次扩增过程中需要的引物(用P代表)。每个引物含20个脱氧核苷酸，并分别与DNA片段两端碱基互补，其作用是引导合成DNA子链。
请据图分析回答：
(1)PCR技术的原理是模拟生物体内_______________的过程。
(2)PCR扩增过程中对DNA片段进行高温加热处理，其目的是_________________，其作用相当于细胞内________酶的作用。
(3)在③适温延伸过程中，必须加一特定的DNA聚合酶，从图示中可判断，该酶与一般人体细胞中的DNA聚合酶相比，最主要的特点是_________________________________________________。
(4)假如引物都用3H标记，从理论上计算，DNA片段经3次扩增所得的8个DNA分子中，含有3H 标记的DNA分子占________%。
(5)假定DNA片段含200对脱氧核苷酸，经3次扩增，从理论上计算，除需要引物14个外，还需要游离的脱氧核苷酸________个。
解析：PCR技术是一种在体外模拟生物细胞内DNA复制的过程，在这一过程中存在DNA分子变性(高温使双链解旋)、复性(低温引物与单链结合)、延伸(中温复制延伸)，其中高温下双链解旋相当于解旋酶的作用。PCR过程中所使用的DNA聚合酶必须要能够耐高温。由于每一个DNA分子都要和引物结合，所以每一个DNA分子中都要含有引物；每个DNA都含有400个脱氧核苷酸，则计算式为：400×8－400－20×14＝2 520。
答案：(1)DNA复制　(2)使DNA双链解开成为单链　解旋　(3)耐高温　(4)100　(5)2 520
18．(8分)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。
a链5′—G—G……T—C—3′　5′—G—G—OH(引物Ⅰ)
b链3′—C—C……A—G—5′　________(引物Ⅱ)
　　　95 ℃↓
5′—G—G……T—C—3′　3′—C—C……A—G—5′
　　　55 ℃↓
　　　　　　　　　　　5′—G—G—OH
5′—G—G……T—C—3′　3′—C—C……A—G—5′
　　 72 ℃↓
________________　　　__________________
(1)在相应的横线上写出引物Ⅱ，并在复性这一步骤中将引物Ⅱ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________。
(4)PCR反应过程的前提条件是________，PCR技术利用了DNA的________原理解决了这个问题。
(5)在对样品DNA分析过程中发现，DNA掺杂着一些组蛋白，要去除这些组蛋白可加入的物质是________。
答案：(1)5′—G—A—OH(或HO—A—G—5′)
　　　　　 55 ℃↓
　　　HO—A—G—5′　5′—G—G—OH
　 5′—G—G……T—C—3′　3′—C—C……A—G—5′
(2)3′—C—C……A—G—5′ 5′—G—G……T—C—3′
5′—G—G……T—C—3′　3′—C—C……A—G—5′
(3)每个DNA分子各有一条链含32P　
(4)DNA解旋　热变性　(5)蛋白酶
19．(10分)凝胶色谱技术是六十年代初发展起来的一种快速而又简单的分离技术，由于设备简单、操作方便，不需要有机溶剂，对高分子物质有很高的分离效果，目前已经被生物化学、分子生物学、生物工程学、分子免疫学以及医学等有关领域广泛应用，不但应用于科学实验研究，而且已经大规模地用于工业生产。据图回答问题：
(1)a、b均为蛋白质分子，其中先从色谱柱中洗脱出来的是________，原因是______________________________________。
(2)自己制作凝胶色谱柱时，在色谱柱底部d位置相当于多孔板的结构可由______________替代。
(3)装填凝胶色谱柱时，色谱柱内不能有气泡存在，原因是__________________。
(4)若选用SephadexG－100，则“G”表示____________________，100表示___________________________。
(5)洗脱用的液体应尽量与浸泡凝胶所用的液体________(填“相同”或“不同”)，洗脱时，对洗脱液的流速要求是__________________。
解析：(1)用凝胶色谱法分离各种大分子物质时，大分子物质先洗脱出来，然后是小分子物质。大分子物质由于直径较大，不易进入凝胶颗粒的微孔，而只能分布于颗粒之间，所以向下移动的速度较快。小分子物质除了可在凝胶颗粒间隙中扩散外，还可以进入凝胶颗粒的微孔中，即进入另一凝胶颗粒，在向下移动的过程中，从一个凝胶内扩散到颗粒间隙后再进入另一凝胶颗粒，如此不断地进入和扩散，小分子物质的下移速度落后于大分子物质，从而落后于大分子物质洗脱出来。(3)在色谱柱中填凝胶的时候要尽量紧密，以降低凝胶颗粒之间的空隙。一是在装填凝胶柱时，不得有气泡存在，因为气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果；二是凝胶色谱操作过程中，不能发生洗脱液流干，露出凝胶颗粒的现象。一旦发生上述两种情况，凝胶色谱柱需要重新装填。
答案：(1)a　a相对分子质量大，无法进入凝胶内部的通道，只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快　(2)尼龙网和尼龙纱　(3)气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果　(4)凝胶的交联程度、膨胀程度及分离范围　凝胶吸水值，即每克凝胶膨胀时吸水100 g　(5)相同　保持稳定
20．(10分)下图为“DNA的粗提取与鉴定”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应该是
_____________________________________________________。
(2)通过上述所示步骤得到滤液C后，再向滤液中加入2 mol/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的粗提取与鉴定”实验中，将含有一定杂质的DNA丝状物分别放入体积为2 mL的4种溶液中，经搅拌后过滤，获得如表所示的4种滤液，含DNA最少的是滤液________。
1
B液中
研磨搅拌后过滤
滤液E
2
2 mol/L NaCl溶液
搅拌后过滤
滤液F
3
0.14 mol/L NaCl溶液
搅拌后过滤
滤液G
4
冷却的95%的酒精溶液
搅拌后过滤
滤液H
(4)DNA鉴定的原理是_______________________________
_____________________________________________________。
解析：(1)用洋葱、菜花等破碎细胞时，加入一定量的洗涤剂和食盐，洗涤剂可以溶解细胞膜，有利于DNA的释放，食盐主要成分是NaCl，有利于DNA的溶解。(2)在含有DNA的滤液中，加入2 mol/L的NaCl溶液，可以使DNA溶解而杂质析出；在滤液D中加入蒸馏水，当NaCl浓度为0.14 mol/L时，DNA溶解度最小而析出。(3)在滤液E中，只是除去了部分杂质，则含DNA较多；在滤液F中，除去了较多的蛋白质等，则含DNA最多；在滤液E中，因DNA析出，则含DNA较少；在滤液H中，因DNA不溶于体积分数为95%的冷酒精，则含DNA最少。(4)DNA遇二苯胺(沸水浴)会被染成蓝色。
答案：(1)洋葱(菜花等)　洗涤剂和食盐　(2)使DNA溶解　使DNA(溶解度下降而沉淀)析出　(3)H
(4)在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色