专题五 学业质量标准检测
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共50分)
一、选择题(共25小题,每小题2分,共50分,在每小题给出的4个选项中,只有1项是符合题目要求的)
1.下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是( )
A.DNA既溶于2
mol/L的NaCl溶液也溶于蒸馏水
B.向鸡血细胞液中加蒸馏水是为了释放出DNA
C.向浓盐溶液中加蒸馏水是为了析出DNA
D.用菜花替代鸡血做实验,其实验操作步骤相同
2.下列关于DNA和血红蛋白的提取与分离实验的叙述中,错误的有( )
A.提取动物细胞中的DNA和蛋白质可以采用蒸馏水涨破细胞的方法
B.采用不同浓度的NaCl溶液反复溶解与析出DNA的方法可去除蛋白质等杂质
C.蛋白质纯化过程中采用透析法可去除溶液中的小分子杂质
D.血红蛋白只能采用凝胶色谱法纯化,DNA则可采用电泳、盐析等方法纯化
3.如图表示PCR技术扩增DNA分子的过程中,DNA聚合酶作用的底物,据图分析正确的是( )
A.图中a为引物,是一种单链RNA分子
B.图中b为DNA模板链,f端为3′末端
C.PCR技术中通过控制温度来实现DNA双链的解旋和结合
D.DNA聚合酶无需引物也能将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段
4.(2019·南京、盐城一模)下列有关用鸡血进行DNA粗提取和鉴定实验的操作,错误的是( )
A.鸡血细胞中加入蒸馏水后,用玻璃棒搅拌
B.用蛋白酶纯化溶解于2
mol/L
NaCl溶液中的DNA
C.在溶有DNA的滤液中加入体积分数为95%的冷酒精后,用玻璃棒轻缓搅拌
D.将卷在玻璃棒上的丝状物加入4
mL二苯胺试剂中,沸水浴加热,冷却后观察
5.下列关于DNA的粗提取实验和血红蛋白的提取实验,叙述正确的是( )
A.前者选择鸡血细胞作材料较好;后者选择哺乳动物成熟的红细胞做实验材料较好
B.样品预处理时,前者静置1
d除去上清液即可;后者要加入清水反复低速短时间离心洗涤,至上清液无黄色即可
C.DNA粗提取实验中,向质量浓度为2
mol/L氯化钠溶液中加入蒸馏水析出DNA时,应缓慢加入,直到出现黏稠物为止
D.血红蛋白的提取和分离实验的原理是在电场中带电颗粒迁移的速度不同
6.生物产品的分离、纯化是现代生物技术中一种常见的技术。下列关于物质提取、纯化原理的叙述中,不正确的是( )
A.采用凝胶色谱法分离果胶酶的原理是蛋白质分子的相对分子质量不同,在色谱柱中的移动速度不同
B.蛋白质的提取和分离中洗涤时离心速度过小,时间过短,白细胞会沉淀达不到分离效果
C.电泳法是利用样品中各种分子带电性质和数量以及样品分子大小不同,产生的迁移速度不同而实现样品中各种分子的分离
D.离心法分离蛋白质的依据是不同大小的分子离心时沉降速度不同
7.凝胶色谱操作正确的是( )
A.将橡皮塞上部用刀切出锅底状的凹穴
B.将橡皮塞下部用刀切出凹穴
C.插入的玻璃管的上部要超出橡皮塞的凹穴底面
D.将尼龙网剪成与橡皮塞下部一样大小的圆片
8.下列关于物质的提取和分离的说法,错误的是( )
A.分离纤维素分解菌时,培养基中的纤维素要用苏丹红染色
B.提取鸡血细胞DNA时,需在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水
C.提取和分离血红蛋白以及血红蛋白纯度鉴定用到的方法有:吸水涨破法、离心法、透析法、凝胶色谱法、电泳法
D.分离细胞中各种细胞器可用差速离心法;验证DNA半保留复制时用同位素标记法和密度梯度离心法
9.在DNA的粗提取过程中,初步析出DNA和提取较纯净的DNA所用的药品分别是( )
①0.1
g/mL的柠檬酸钠溶液 ②2.00
mol/L的NaCl溶液
③0.14
mol/L的NaCl溶液
④体积分数为95%的冷酒精溶液
A.①③
B.②③
C.②④
D.③④
10.在进行DNA的粗提取实验中,若选择的是植物细胞,在破碎细胞时,加入一定量的洗涤剂和食盐,则加入洗涤剂与食盐的目的分别是( )
①有利于DNA溶解
②分离DNA和蛋白质
③溶解蛋白质
④溶解细胞膜
A.①②
B.④①
C.②③
D.④②
11.如图表示DNA变性和复性示意图,下列相关说法正确的是( )
A.向右的过程为加热(80~100
℃)变性的过程
B.向左的过程是DNA双链迅速制冷复性
C.变性与在生物体内解旋过程的条件、实质都相同
D.图中DNA片段共有4个游离的磷酸基、4个3′端
12.PCR一般要经过三十次循环,从第二轮循环开始,上一次循环的产物也作为模板参与反应,由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链作模板时将( )
A.仍与引物Ⅰ结合进行DNA子链的延伸
B.与引物Ⅱ结合进行DNA子链的延伸
C.同时与引物Ⅰ和引物Ⅱ结合进行子链延伸
D.无需与引物结合,在酶的作用下从头合成子链
13.利用PCR技术扩增目的基因,其原理与细胞内DNA复制类似(如图所示)。图中引物为单链DNA片段,它是子链合成延伸的基础。以下叙述错误的是( )
A.变性过程中断裂的是DNA分子内碱基对之间的氢键
B.退火时引物A必须与引物B碱基互补配对
C.由原来的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
D.延伸时需要耐高温DNA聚合酶催化
14.下列叙述中错误的是( )
A.改变NaCl溶液的浓度只能使DNA溶解而不能使其析出
B.在沸水浴中,DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色
C.用电泳法可分离带电性质、分子大小和形状不同的蛋白质
D.用透析法可去除蛋白质样品中的小分子物质
15.下列说法错误的是( )
A.在一定范围内,缓冲溶液能够抵抗外界的酸和碱对溶液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
16.下列关于凝胶色谱法的原理及操作不正确的是( )
A.是利用凝胶把分子大小不同的物质分离开的一种方法
B.在洗脱过程中,大分子不能进入凝胶内部而最先流出,小分子可以进入凝胶内部而流速缓慢,最后流出
C.凝胶内部有很微细的多孔网状结构,其孔隙大小与被分离的物质分子的大小无相应关系
D.一般情况下,凝胶对要分离的物质没有吸附作用,因此所有要分离的物质都应该被洗脱出来
17.使用凝胶色谱法分离蛋白质时,洗涤红细胞、释放血红蛋白质和透析过程中,分别使用下列哪种试剂( )
①蒸馏水 ②生理盐水 ③20
mmol/L的磷酸缓冲液 ④清水 ⑤柠檬酸钠
A.①③⑤
B.①②③
C.②①③
D.④①③
18.细胞破碎后,各种蛋白质就会被释放出来,再根据蛋白质的不同特性进行提取。下列关于蛋白质提取的措施中,不正确的是( )
A.酸性蛋白质可用稀碱性溶液提取
B.水溶性蛋白质可用透析液(中性缓冲液)提取
C.脂溶性蛋白质可用有机溶剂提取
D.碱性蛋白质可用强酸性溶液提取
19.凝胶色谱法分离蛋白质时,凝胶的种类较多,但其作用的共同点是( )
A.改变蛋白质分子通过凝胶的路径
B.吸附一部分蛋白质,从而影响蛋白质分子的移动速度
C.将酶或细胞固定在凝胶中
D.与蛋白质分子进行化学反应,从而影响其移动速度
20.下图是用除去DNA的滤液进行血红蛋白的提取和分离实验的装置,下列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
21.如图表示对某蛋白质溶液进行SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的结果(类似于纸层析法分离色素),下列相关叙述不正确的是( )
A.蛋白质上某些基团解离后可使蛋白质带电,电场中带电的蛋白质分子(或多肽)会向着与其所带电荷相反的电极移动
B.蛋白质在SDS-聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率完全取决于其所带净电荷多少
C.蛋白质在SDS-聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率基本取决于其相对分子质量的大小
D.电泳结果表明溶液中蛋白质可能有两种,但也可能只有一种
22.下列关于蛋白质提取和分离实验中样品处理步骤的描述,正确的是( )
A.红细胞的洗涤:加入蒸馏水,缓慢搅拌,低速短时间离心
B.血红蛋白的释放,加入生理盐水和甲苯,置于磁力搅拌器上充分搅拌
C.分离血红蛋白:将搅拌好的混合液离心,过滤后,用分液漏斗分离
D.透析:将血红蛋白溶液装入透析袋,然后置于pH为4.0的磷酸缓冲液中透析12h
23.从细胞中提取某种特定的蛋白质比提取DNA难度大,其原因不是( )
A.蛋白质对温度、盐浓度、pH等条件更敏感,更易失活
B.蛋白质的空间结构多样,理化性质各不相同,使得蛋白质的提取没有统一的方法
C.提取某种特定的蛋白质需据其特性摸索提取的程序
D.提取血红蛋白程序可分为样品处理、粗分离、纯化、纯度的鉴定四大步
24.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
25.多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历下述三十多次循环;95
℃下使模板DNA变性、解链→55
℃下复性(引物与DNA模板链结合)→72
℃下引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。下列有关PCR过程的叙述中不正确的是( )
A.变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键,也可利用解旋酶实现
B.复性过程中引物与DNA模板链的结合依靠碱基互补配对原则完成
C.延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸
D.PCR与细胞内DNA复制相比,所需要酶的最适温度较高
第Ⅱ卷(非选择题 共50分)
二、非选择题(共50分)
26.(10分)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
℃、另一组置于-20
℃条件下保存24
h。
DNA粗提取:
步骤一:将上述材料分别放入研钵中,各加入15
mL研磨液(含洗涤剂和食盐),充分研磨。用两层纱布过滤,取滤液备用。
步骤二: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。
步骤三:取6支试管,分别加入等量的__________(填溶液名称及浓度)溶液溶解上述絮状物。
步骤四:在上述试管中各加入4
mL__________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
℃
++
+
+++
-20
℃
+++
++
++++
(注:“+”越多表示蓝色越深)
分析上述实验过程,回答下列问题:
(1)该探究性实验课题名称是(
)。
(2)步骤一中研磨液中洗涤剂的作用是(
),食盐的作用是(
)。
(3)步骤二中“缓缓地”搅拌,这是为了(
),所加酒精溶液需冷却的原因之一是低温抑制(
)的活性,可以防止DNA降解。
(4)上述实验中步骤三、步骤四的空缺依次分别为(
)、(
)。
(5)实验表明,(
)获取的DNA量最多。
27.(10分)乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖,在工业生产中具有重要价值。乳糖酶的制备及固定化步骤如下图。回答下列问题:
―→―→―→
(1)筛选产乳糖酶的微生物L时,培养基中的唯一碳源应该是(
),在实验室培养微生物L时,一方面需要为L提供合适的营养和环境条件,另一方面需要(
),以获得纯净的培养物。
(2)将微生物L研磨破碎得到提取液后,可采用凝胶色谱法分离纯化其中的乳糖酶。分离过程中,比乳糖酶相对分子质量小的蛋白质,在凝胶中的移动速度比乳糖酶(
)(填“快”或“慢”),原因是(
)。
(3)工业生产中,若要将乳糖酶固定化,一般(
)(填“适宜”或“不适宜”)采用包埋法,原因是(
),与使用游离酶相比,工业生产中使用固定化酶的优点是(
)。
28.(10分)RT-PCR是将mRNA逆转录(RT)和cDNA的聚合酶链式反应相结合的技术,具体过程如图所示,请回答:
(1)过程①需要加入缓冲液、原料、(
)、(
)和引物A等。
(2)过程②首先要将反应体系的温度升高到95
℃,其目的是(
),该反应体系中所用的Taq
DNA聚合酶至少应能耐受(
)
℃高温。
(3)决定RT-PCR扩增片段的是引物,要对图中单链cDNA进行n次循环的扩增,理论上至少需要(
)个引物B。
(4)利用RT-PCR技术可对某些微量RNA病毒进行检测,并可提高检测的灵敏度,原因是(
)。
(5)RT-PCR过程中主要通过对(
)的控制,影响酶的活性,从而使得化学反应高效有序地进行。
29.(10分)下面是某研究小组开展的“猪血浆某白蛋白的提取及分子量测定”的研究,请完成下列有关问题。
材料仪器:新鲜猪血、低速冷冻离心机、透析袋、电泳仪等。
化学试剂:pH为7.4的缓冲液、柠檬酸钠、奈氏试剂(与NH反应出现黄色或红棕色沉淀)、饱和度为55%的(NH4)2SO4溶液、生理盐水等。
实验步骤:
(1)样品获取:向新鲜猪血中加入(
)以防止血液凝固,静置一段时间后取上层血浆。
(2)盐析法粗提蛋白质:
①向血浆中加入一定体积的饱和度为55%的(NH4)2SO4溶液,充分混合后静置、离心,取沉淀物,向沉淀物中加入适量生理盐水使之溶解;
②重复步骤①2~3次,最后用生理盐水将沉淀溶解即得到粗提品,盐析粗提“血浆某白蛋白”的主要原理是(
),重复步骤①的主要目的是(
)。
(3)透析除盐:将粗提品装入透析袋,以pH为7.4的缓冲液作透析液,每隔4
h更换一次透析液,每次更换前利用奈氏试剂检测透析液中NH的量。利用缓冲液作透析液的原因是(
)。
检测中,若观察到透析液(
)时,即可终止透析。
(4)凝胶色谱法分离:透析后的样品经凝胶柱洗脱,获得纯净血浆某白蛋白样品。
(5)分子量测定:化学物质SDS能使蛋白质变性并解聚成单条肽链。在聚丙烯酰胺凝胶电泳中加入一定量的SDS,使电泳迁移率完全取决于肽链的分子大小。如图为本实验中用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定血浆某白蛋白的结果。根据电泳结果,某同学得到“提取的血浆某白蛋白有两条肽链”的结论,这种说法可靠吗?理由是:(
)。
30.(10分)下图为DNA的粗提取与鉴定实验过程中的一些重要操作示意图。
(1)正确的操作顺序是(
)(用字母和箭头表示)。
(2)上图C、E步骤都加入蒸馏水,但其目的不同,分别是(
)。
(3)上图A步骤中的酒精必须是经过(
)的才能使用,该步骤的目的是(
)。
(4)为鉴定A中所得到的丝状物的主要成分为DNA,可用浓NaCl溶液溶解后滴加(
)试剂,混合均匀后沸水浴,如果出现(
)则证明该丝状物的主要成分为DNA。
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-专题五 学业质量标准检测
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共50分)
一、选择题(共25小题,每小题2分,共50分,在每小题给出的4个选项中,只有1项是符合题目要求的)
1.下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是( D )
A.DNA既溶于2
mol/L的NaCl溶液也溶于蒸馏水
B.向鸡血细胞液中加蒸馏水是为了释放出DNA
C.向浓盐溶液中加蒸馏水是为了析出DNA
D.用菜花替代鸡血做实验,其实验操作步骤相同
[解析] DNA既溶于2
mol/L的NaCl溶液也溶于蒸馏水,A正确;向鸡血细胞液中加蒸馏水是为了让鸡血细胞吸水涨破,从而释放出DNA,B正确;向溶解DNA的浓盐溶液中加蒸馏水是为了降低DNA的溶解度,进而析出DNA,C正确;用菜花替代鸡血作为实验材料,其实验操作步骤不完全相同,如植物细胞有细胞壁,破碎细胞时需要研磨并加入食盐和洗涤剂,D错误。
2.下列关于DNA和血红蛋白的提取与分离实验的叙述中,错误的有( D )
A.提取动物细胞中的DNA和蛋白质可以采用蒸馏水涨破细胞的方法
B.采用不同浓度的NaCl溶液反复溶解与析出DNA的方法可去除蛋白质等杂质
C.蛋白质纯化过程中采用透析法可去除溶液中的小分子杂质
D.血红蛋白只能采用凝胶色谱法纯化,DNA则可采用电泳、盐析等方法纯化
[解析] DNA和蛋白质存在于细胞内,用动物细胞作材料提取DNA和蛋白质,都要用蒸馏水处理,使细胞吸水涨破,释放出其中的蛋白质或DNA,A正确;DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同,因此可以采用不同浓度的NaCl溶液反复溶解与析出DNA的方法可去除蛋白质等杂质,B正确;蛋白质纯化过程中,由于小分子杂质可以通过透析袋,大分子蛋白质不能通过透析袋而留在袋内,因此可以采用透析法去除溶液中的小分子杂质,C正确;凝胶色谱法纯化血红蛋白只是很多纯化方法中的一种,蛋白质的纯化也可以采用电泳、盐析等方法纯化,D错误。
3.如图表示PCR技术扩增DNA分子的过程中,DNA聚合酶作用的底物,据图分析正确的是( C )
A.图中a为引物,是一种单链RNA分子
B.图中b为DNA模板链,f端为3′末端
C.PCR技术中通过控制温度来实现DNA双链的解旋和结合
D.DNA聚合酶无需引物也能将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段
[解析]
PCR技术中,DNA聚合酶需要引物,才能够将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段,该技术中引物通常为单链DNA,即题图中的a;图中b为DNA模板链,f端为5′末端;PCR技术中通过高温和降温来实现DNA双链的解旋和结合。
4.(2019·南京、盐城一模)下列有关用鸡血进行DNA粗提取和鉴定实验的操作,错误的是( D )
A.鸡血细胞中加入蒸馏水后,用玻璃棒搅拌
B.用蛋白酶纯化溶解于2
mol/L
NaCl溶液中的DNA
C.在溶有DNA的滤液中加入体积分数为95%的冷酒精后,用玻璃棒轻缓搅拌
D.将卷在玻璃棒上的丝状物加入4
mL二苯胺试剂中,沸水浴加热,冷却后观察
[解析] 鸡血细胞中加入蒸馏水后,用玻璃棒搅拌,使细胞吸水涨破,A正确;DNA在2
mol/L
NaCl溶液中溶解度高,再结合酶的专一性原理,可用蛋白酶纯化溶解于2
mol/L
NaCl溶液中的DNA,B正确;DNA不溶于体积分数为95%的冷酒精,因此在溶有DNA的滤液中加入体积分数为95%的冷酒精后,用玻璃棒轻缓搅拌,可以进一步纯化DNA,C正确;将卷在玻璃棒上的丝状物先溶于2
mol/L
NaCl溶液中,再向溶液中加入4
mL二苯胺试剂,沸水浴加热,冷却后观察,D错误。
5.下列关于DNA的粗提取实验和血红蛋白的提取实验,叙述正确的是( A )
A.前者选择鸡血细胞作材料较好;后者选择哺乳动物成熟的红细胞做实验材料较好
B.样品预处理时,前者静置1
d除去上清液即可;后者要加入清水反复低速短时间离心洗涤,至上清液无黄色即可
C.DNA粗提取实验中,向质量浓度为2
mol/L氯化钠溶液中加入蒸馏水析出DNA时,应缓慢加入,直到出现黏稠物为止
D.血红蛋白的提取和分离实验的原理是在电场中带电颗粒迁移的速度不同
[解析] 鸡血细胞有细胞核,哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器,故前者适于提取DNA,后者适用于提取血红蛋白,A项正确;提取血红蛋白实验中,应该用生理盐水对红细胞进行洗涤,不能用清水,B项错误;DNA粗提取实验中,初次析出DNA时,应该加蒸馏水至粘稠物不再增加为止,C项错误;血红蛋白的提取和分离实验的原理是凝胶色谱柱中相对分子质量大小不同的蛋白质迁移速率不同而实现分离,D项错误。
6.生物产品的分离、纯化是现代生物技术中一种常见的技术。下列关于物质提取、纯化原理的叙述中,不正确的是( B )
A.采用凝胶色谱法分离果胶酶的原理是蛋白质分子的相对分子质量不同,在色谱柱中的移动速度不同
B.蛋白质的提取和分离中洗涤时离心速度过小,时间过短,白细胞会沉淀达不到分离效果
C.电泳法是利用样品中各种分子带电性质和数量以及样品分子大小不同,产生的迁移速度不同而实现样品中各种分子的分离
D.离心法分离蛋白质的依据是不同大小的分子离心时沉降速度不同
[解析] 凝胶色谱法分离蛋白质的原理是蛋白质分子的相对分子质量不同,在色谱柱中的移动速度不同,A正确;洗涤时要低速短时离心,以防止白细胞沉淀,B错误;电泳法是利用样品中各种分子带电性质和数量以及样品分子大小不同,产生的迁移速度不同而实现样品中各种分子的分离,C正确;离心法分离蛋白质的依据是不同大小的分子离心时沉降速度不同,D正确。
7.凝胶色谱操作正确的是( A )
A.将橡皮塞上部用刀切出锅底状的凹穴
B.将橡皮塞下部用刀切出凹穴
C.插入的玻璃管的上部要超出橡皮塞的凹穴底面
D.将尼龙网剪成与橡皮塞下部一样大小的圆片
[解析] 凝胶色谱柱制作过程中需要将橡皮塞上部用刀切出锅底状的凹穴,A正确;由A分析可知,B错误;插入玻璃管的上部不得超出橡皮塞的凹穴底部,C错误;将尼龙网剪成与橡皮塞上部一样大小的圆片,D错误。
8.下列关于物质的提取和分离的说法,错误的是( A )
A.分离纤维素分解菌时,培养基中的纤维素要用苏丹红染色
B.提取鸡血细胞DNA时,需在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水
C.提取和分离血红蛋白以及血红蛋白纯度鉴定用到的方法有:吸水涨破法、离心法、透析法、凝胶色谱法、电泳法
D.分离细胞中各种细胞器可用差速离心法;验证DNA半保留复制时用同位素标记法和密度梯度离心法
[解析] 分离纤维素分解菌时,培养基中加入的是能与培养基中的纤维素形成红色复合物的刚果红,而不是苏丹红染液。
9.在DNA的粗提取过程中,初步析出DNA和提取较纯净的DNA所用的药品分别是( D )
①0.1
g/mL的柠檬酸钠溶液 ②2.00
mol/L的NaCl溶液
③0.14
mol/L的NaCl溶液
④体积分数为95%的冷酒精溶液
A.①③
B.②③
C.②④
D.③④
[解析] 在物质的量浓度为0.14
mol/L的NaCl溶液中,DNA析出而蛋白质溶解;冷却的体积分数为95%的酒精溶液能使DNA析出。
10.在进行DNA的粗提取实验中,若选择的是植物细胞,在破碎细胞时,加入一定量的洗涤剂和食盐,则加入洗涤剂与食盐的目的分别是( B )
①有利于DNA溶解
②分离DNA和蛋白质
③溶解蛋白质
④溶解细胞膜
A.①②
B.④①
C.②③
D.④②
[解析] 洗涤剂是一种离子去垢剂,可以溶解细胞膜,有利于细胞内含物(DNA)的释放,食盐的主要成分是NaCl,可以加盐析,游离出DNA分子,并使DNA分子充分溶解于NaCl溶液中,则①有利于DNA溶解;④溶解细胞膜正确。
11.如图表示DNA变性和复性示意图,下列相关说法正确的是( A )
A.向右的过程为加热(80~100
℃)变性的过程
B.向左的过程是DNA双链迅速制冷复性
C.变性与在生物体内解旋过程的条件、实质都相同
D.图中DNA片段共有4个游离的磷酸基、4个3′端
[解析] 向左为缓慢冷却复性;变性是在90
℃以上时,DNA双链解旋为单链,这一过程在生物体内需解旋酶;图中DNA片段有两个游离磷酸基,2个3′端。
12.PCR一般要经过三十次循环,从第二轮循环开始,上一次循环的产物也作为模板参与反应,由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链作模板时将( B )
A.仍与引物Ⅰ结合进行DNA子链的延伸
B.与引物Ⅱ结合进行DNA子链的延伸
C.同时与引物Ⅰ和引物Ⅱ结合进行子链延伸
D.无需与引物结合,在酶的作用下从头合成子链
[解析] 当由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链作模板时,此单链引物端为5′端,因此与它互补的子链应从另一端开始合成,即由引物Ⅱ结合延伸DNA的子链。
13.利用PCR技术扩增目的基因,其原理与细胞内DNA复制类似(如图所示)。图中引物为单链DNA片段,它是子链合成延伸的基础。以下叙述错误的是( B )
A.变性过程中断裂的是DNA分子内碱基对之间的氢键
B.退火时引物A必须与引物B碱基互补配对
C.由原来的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
D.延伸时需要耐高温DNA聚合酶催化
[解析] 在PCR技术变性过程中高温能破坏的是DNA分子的双螺旋结构,使其碱基对间的氢键断裂,A正确;退火时引物A、引物B需要与模板进行碱基互补配对,如果引物A和引物B发生碱基互补配对则不能与相应模板链结合,无法完成子链的延伸,B错误;由于DNA复制为半保留复制,而引物为单链DNA片段,所以由原来的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,C正确;延伸时的温度为72
℃左右,所以要用耐高温的DNA聚合酶催化子链合成,D正确。故选B。
14.下列叙述中错误的是( A )
A.改变NaCl溶液的浓度只能使DNA溶解而不能使其析出
B.在沸水浴中,DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色
C.用电泳法可分离带电性质、分子大小和形状不同的蛋白质
D.用透析法可去除蛋白质样品中的小分子物质
[解析] 在NaCl溶液浓度为0.14
mol/L时,DNA的溶解度最低,DNA析出。
15.下列说法错误的是( D )
A.在一定范围内,缓冲溶液能够抵抗外界的酸和碱对溶液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] 透析袋一般用硝酸纤维素制成,又称玻璃纸。透析袋能使小分子自由进出,而将大分子保留在袋内。
16.下列关于凝胶色谱法的原理及操作不正确的是( C )
A.是利用凝胶把分子大小不同的物质分离开的一种方法
B.在洗脱过程中,大分子不能进入凝胶内部而最先流出,小分子可以进入凝胶内部而流速缓慢,最后流出
C.凝胶内部有很微细的多孔网状结构,其孔隙大小与被分离的物质分子的大小无相应关系
D.一般情况下,凝胶对要分离的物质没有吸附作用,因此所有要分离的物质都应该被洗脱出来
[解析] 本题考查凝胶色谱法分离蛋白质的原理。凝胶色谱法是根据相对分子质量大小分离蛋白质的有效方法,凝胶是由多糖类化合物构成的,其内部有很微细的多孔网状结构,小分子蛋白质可以进入凝胶内部,路程较长,移动速度慢,而相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部,路程较短,移动速度快,因此在洗脱时先分离出来,故C错误。凝胶一般对分离的物质无吸附作用,所有要分离的物质都应该被洗脱出来,这是凝胶色谱法与一般层析法的不同。
17.使用凝胶色谱法分离蛋白质时,洗涤红细胞、释放血红蛋白质和透析过程中,分别使用下列哪种试剂( C )
①蒸馏水 ②生理盐水 ③20
mmol/L的磷酸缓冲液 ④清水 ⑤柠檬酸钠
A.①③⑤
B.①②③
C.②①③
D.④①③
[解析] 使用凝胶色谱法分离蛋白质时,洗涤红细胞的目的是分离红细胞,除去杂蛋白,故用生理盐水;释放血红蛋白时,血红蛋白在红细胞内,加蒸馏水和甲苯,红细胞破裂,释放血红蛋白;透析时用的是20
mmol/L磷酸缓冲液。
18.细胞破碎后,各种蛋白质就会被释放出来,再根据蛋白质的不同特性进行提取。下列关于蛋白质提取的措施中,不正确的是( D )
A.酸性蛋白质可用稀碱性溶液提取
B.水溶性蛋白质可用透析液(中性缓冲液)提取
C.脂溶性蛋白质可用有机溶剂提取
D.碱性蛋白质可用强酸性溶液提取
[解析] 提取蛋白质的基本原理是根据蛋白质的物理性质,加入不同的试剂,使蛋白质溶于试剂中而提取蛋白质。强酸、强碱都会使蛋白质变性而沉淀。
19.凝胶色谱法分离蛋白质时,凝胶的种类较多,但其作用的共同点是( A )
A.改变蛋白质分子通过凝胶的路径
B.吸附一部分蛋白质,从而影响蛋白质分子的移动速度
C.将酶或细胞固定在凝胶中
D.与蛋白质分子进行化学反应,从而影响其移动速度
[解析] 凝胶的种类很多,但每一种凝胶内部都有通道,相对分子质量小的蛋白质分子容易进入通道,移动距离变长,移动速度减慢,而相对分子质量大的分子不能进入通道,其移动距离短,移动速度快,因此可把相对分子质量不同的蛋白质分开。
20.下图是用除去DNA的滤液进行血红蛋白的提取和分离实验的装置,下列有关叙述不正确的是( B )
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。
21.如图表示对某蛋白质溶液进行SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的结果(类似于纸层析法分离色素),下列相关叙述不正确的是( B )
A.蛋白质上某些基团解离后可使蛋白质带电,电场中带电的蛋白质分子(或多肽)会向着与其所带电荷相反的电极移动
B.蛋白质在SDS-聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率完全取决于其所带净电荷多少
C.蛋白质在SDS-聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率基本取决于其相对分子质量的大小
D.电泳结果表明溶液中蛋白质可能有两种,但也可能只有一种
[解析] 蛋白质的氨基与羧基可发生偏离,使其带正电或负电,在电场中发生迁移。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳所加的SDS可掩盖蛋白质本身所带电荷,故电泳迁移率与本身所带电荷无关,而由其分子大小决定。SDS会使蛋白质解聚成单条肽链,故结果所示可能只是一种蛋白质(有两种肽链),也可能是两种。
22.下列关于蛋白质提取和分离实验中样品处理步骤的描述,正确的是( C )
A.红细胞的洗涤:加入蒸馏水,缓慢搅拌,低速短时间离心
B.血红蛋白的释放,加入生理盐水和甲苯,置于磁力搅拌器上充分搅拌
C.分离血红蛋白:将搅拌好的混合液离心,过滤后,用分液漏斗分离
D.透析:将血红蛋白溶液装入透析袋,然后置于pH为4.0的磷酸缓冲液中透析12h
[解析] 红细胞洗涤步骤中应加入生理盐水而不是蒸馏水,血红蛋白释放中加入蒸馏水,透析时缓冲液pH应为7.0而不是4.0。
23.从细胞中提取某种特定的蛋白质比提取DNA难度大,其原因不是( D )
A.蛋白质对温度、盐浓度、pH等条件更敏感,更易失活
B.蛋白质的空间结构多样,理化性质各不相同,使得蛋白质的提取没有统一的方法
C.提取某种特定的蛋白质需据其特性摸索提取的程序
D.提取血红蛋白程序可分为样品处理、粗分离、纯化、纯度的鉴定四大步
[解析] 蛋白质对温度、盐浓度、pH等条件更敏感,更易失活,而DNA分子相对来讲比较稳定,这些区别是提取某种特定的蛋白质比提取DNA难度大的原因之一,A项不符合题意;蛋白质的空间结构多样,理化性质各不相同,使得蛋白质的提取没有统一的方法,而且还需要依据蛋白质的特性摸索提取的程序,这些也是提取蛋白质的难度较大的原因,B、C项不符合题意;提取血红蛋白程序可分为样品处理、粗分离、纯化、纯度的鉴定四大步,这是提取蛋白质的步骤,不是提取蛋白质难度大的原因,D项符合题意。
24.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( B )
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。故选B。
25.多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历下述三十多次循环;95
℃下使模板DNA变性、解链→55
℃下复性(引物与DNA模板链结合)→72
℃下引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。下列有关PCR过程的叙述中不正确的是( C )
A.变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键,也可利用解旋酶实现
B.复性过程中引物与DNA模板链的结合依靠碱基互补配对原则完成
C.延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸
D.PCR与细胞内DNA复制相比,所需要酶的最适温度较高
[解析] PCR扩增DNA的过程中需要的原料是四种脱氧核苷酸。
第Ⅱ卷(非选择题 共50分)
二、非选择题(共50分)
26.(10分)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
℃、另一组置于-20
℃条件下保存24
h。
DNA粗提取:
步骤一:将上述材料分别放入研钵中,各加入15
mL研磨液(含洗涤剂和食盐),充分研磨。用两层纱布过滤,取滤液备用。
步骤二: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。
步骤三:取6支试管,分别加入等量的__________(填溶液名称及浓度)溶液溶解上述絮状物。
步骤四:在上述试管中各加入4
mL__________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
℃
++
+
+++
-20
℃
+++
++
++++
(注:“+”越多表示蓝色越深)
分析上述实验过程,回答下列问题:
(1)该探究性实验课题名称是__探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响__。
(2)步骤一中研磨液中洗涤剂的作用是__溶解细胞膜__,食盐的作用是__溶解DNA__。
(3)步骤二中“缓缓地”搅拌,这是为了__减少(或防止)DNA断裂__,所加酒精溶液需冷却的原因之一是低温抑制__DNA水解酶(或核酸水解酶或DNA酶)__的活性,可以防止DNA降解。
(4)上述实验中步骤三、步骤四的空缺依次分别为__2_mol/L_NaCl__、__二苯胺__。
(5)实验表明,__保存在-20_℃的蒜黄__获取的DNA量最多。
[解析] (1)表中信息显示,该实验有两个自变量:实验材料和温度,所以该探究性实验课题名称是:探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响。
(2)步骤一中研磨液中洗涤剂的作用是溶解细胞膜,有利于细胞内DNA的释放。食盐的作用是溶解DNA。
(3)步骤二中“缓缓地”搅拌,这是为了防止DNA断裂,所加酒精溶液需冷却的原因之一是低温抑制DNA水解酶的活性,可以防止DNA降解。
(4)步骤二中得到的缠绕在玻璃棒上的絮状物是DNA。在鉴定DNA时,需将DNA溶解在2
mol/L
NaCl溶液中,所用的鉴定试剂为二苯胺,所以上述实验中步骤三、步骤四的空缺依次分别为2
mol/L
NaCl、二苯胺。
(5)表中的“+”越多表示蓝色越深,而DNA遇二苯胺(沸水浴)被染成蓝色,据此可知:保存在-20
℃的蒜黄获取的DNA量最多。
27.(10分)乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖,在工业生产中具有重要价值。乳糖酶的制备及固定化步骤如下图。回答下列问题:
―→―→―→
(1)筛选产乳糖酶的微生物L时,培养基中的唯一碳源应该是__乳糖__,在实验室培养微生物L时,一方面需要为L提供合适的营养和环境条件,另一方面需要__防止杂菌污染__,以获得纯净的培养物。
(2)将微生物L研磨破碎得到提取液后,可采用凝胶色谱法分离纯化其中的乳糖酶。分离过程中,比乳糖酶相对分子质量小的蛋白质,在凝胶中的移动速度比乳糖酶__慢__(填“快”或“慢”),原因是__相对分子质量小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道,移动速度较慢__。
(3)工业生产中,若要将乳糖酶固定化,一般__不适宜__(填“适宜”或“不适宜”)采用包埋法,原因是__酶分子很小,容易从包埋物中漏出__,与使用游离酶相比,工业生产中使用固定化酶的优点是__酶不易失活,可以重复用,能提高产品质量__。
[解析] (1)筛选产乳糖酶的微生物时,宜用乳糖作为培养基中的唯一碳源。在实验室培养微生物,一方面要为培养的微生物提供合适的营养和环境条件,另一方面需要防止杂菌污染。(2)用电泳法纯化乳糖酶时,若在相同条件下分离带电荷相同的蛋白质,则其分子量越小,电泳速度越慢。凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小来分离蛋白质的有效方法,相对分子质量小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道,路程长,移动的速度慢,相对分子质量大的蛋白质不容易进入凝胶内部的通道,路程短,移动的速度快,因此相对分子质量不同的蛋白质得以分离。(3)固定化酶的方法包括化学结合法、包埋法、物理吸附法等。由于乳糖酶分子很小,容易从包埋物中漏出,因此工业生产中,若要将乳糖酶固定化,一般不适宜采用包埋法,乳糖酶宜采用化学结合法(共价键结合法)进行固定化。与使用游离酶相比,工业生产中使用固定化酶的优点是酶不易失活,可以重复用,能提高产品质量。
28.(10分)RT-PCR是将mRNA逆转录(RT)和cDNA的聚合酶链式反应相结合的技术,具体过程如图所示,请回答:
(1)过程①需要加入缓冲液、原料、__RNA提取物__、__逆转录酶__和引物A等。
(2)过程②首先要将反应体系的温度升高到95
℃,其目的是__让逆转录酶变性失活、使mRNA-cDNA杂合双链解开__,该反应体系中所用的Taq
DNA聚合酶至少应能耐受__95__
℃高温。
(3)决定RT-PCR扩增片段的是引物,要对图中单链cDNA进行n次循环的扩增,理论上至少需要__2n-1__个引物B。
(4)利用RT-PCR技术可对某些微量RNA病毒进行检测,并可提高检测的灵敏度,原因是__增加了待测RNA逆转录产生的DNA的数量(或浓度),便于检测__。
(5)RT-PCR过程中主要通过对__温度__的控制,影响酶的活性,从而使得化学反应高效有序地进行。
[解析] (1)过程①是逆转录过程,操作时需要加入缓冲液、原料、模板(RNA提取物)、酶(逆转录酶)和引物A等。
(2)过程②将反应体系的温度升高到95
℃的目的是让逆转录酶变性失活,同时使mRNA-cDNA杂合双链解开。
接下来所用的Taq
DNA聚合酶至少应能耐受95
℃高温。
(3)决定RT-PCR扩增片段的是引物A和引物B上的核苷酸序列,要对图中单链cDNA进行n次循环的扩增,理论上至少需要2n-1个引物B。
(4)利用RT-PCR技术可对某些微量RNA病毒进行检测,并可提高检测的灵敏度,原因是增加了待测RNA逆转录产生的DNA的数量(或浓度),便于检测。
(5)RT-PCR过程中主要通过对温度的控制,影响酶的活性,从而使得化学反应高效有序地进行。
29.(10分)下面是某研究小组开展的“猪血浆某白蛋白的提取及分子量测定”的研究,请完成下列有关问题。
材料仪器:新鲜猪血、低速冷冻离心机、透析袋、电泳仪等。
化学试剂:pH为7.4的缓冲液、柠檬酸钠、奈氏试剂(与NH反应出现黄色或红棕色沉淀)、饱和度为55%的(NH4)2SO4溶液、生理盐水等。
实验步骤:
(1)样品获取:向新鲜猪血中加入__(适量的)柠檬酸钠__以防止血液凝固,静置一段时间后取上层血浆。
(2)盐析法粗提蛋白质:
①向血浆中加入一定体积的饱和度为55%的(NH4)2SO4溶液,充分混合后静置、离心,取沉淀物,向沉淀物中加入适量生理盐水使之溶解;
②重复步骤①2~3次,最后用生理盐水将沉淀溶解即得到粗提品,盐析粗提“血浆某白蛋白”的主要原理是__该血浆白蛋白在饱和度为55%的(NH4)2SO4溶液中溶解度低__,重复步骤①的主要目的是__除去更多的杂蛋白__。
(3)透析除盐:将粗提品装入透析袋,以pH为7.4的缓冲液作透析液,每隔4
h更换一次透析液,每次更换前利用奈氏试剂检测透析液中NH的量。利用缓冲液作透析液的原因是__避免pH发生变化对蛋白质结构造成破坏__。
检测中,若观察到透析液__不出现黄色或红棕色沉淀__时,即可终止透析。
(4)凝胶色谱法分离:透析后的样品经凝胶柱洗脱,获得纯净血浆某白蛋白样品。
(5)分子量测定:化学物质SDS能使蛋白质变性并解聚成单条肽链。在聚丙烯酰胺凝胶电泳中加入一定量的SDS,使电泳迁移率完全取决于肽链的分子大小。如图为本实验中用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定血浆某白蛋白的结果。根据电泳结果,某同学得到“提取的血浆某白蛋白有两条肽链”的结论,这种说法可靠吗?理由是:__不可靠,结果只能说明提取的血浆某白蛋白含有两种大小不同的肽链,不一定是两条__。
[解析] (1)为防止血液凝固,在采血容器中要预先加入抗凝剂柠檬酸钠。(2)盐析粗提“血浆某白蛋白”的主要原理是该血浆白蛋白在饱和度为55%的(NH4)2SO4溶液中溶解度低;重复步骤①的主要目的是除去更多的杂蛋白。(3)强酸、强碱、温度过高都会使蛋白质发生变性,利用缓冲液作透析液的原因是避免pH发生变化对蛋白质结构造成破坏;检测中,若观察到透析液中不出现黄色或红棕色沉淀时,即可终止透析。(5)电泳的原理是待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子的大小、形状等的不同,使带电分子产生不同的迁移速率;本实验只能判断提取的血浆某白蛋白有两种大小不同的肽链,而不能判断肽链的条数。
30.(10分)下图为DNA的粗提取与鉴定实验过程中的一些重要操作示意图。
(1)正确的操作顺序是__C→B→E→D→A__(用字母和箭头表示)。
(2)上图C、E步骤都加入蒸馏水,但其目的不同,分别是__加速细胞的破裂__和__降低NaCl溶液的浓度,使DNA析出__。
(3)上图A步骤中的酒精必须是经过__充分预冷__的才能使用,该步骤的目的是__提取含杂质较少(或较纯净)的DNA__。
(4)为鉴定A中所得到的丝状物的主要成分为DNA,可用浓NaCl溶液溶解后滴加__二苯胺__试剂,混合均匀后沸水浴,如果出现__蓝色__则证明该丝状物的主要成分为DNA。
[解析] (1)DNA的粗提取和鉴定步骤是:加入蒸馏水,破碎细胞→过滤,获取含DNA的滤液→去除滤液中杂质→DNA的析出→鉴定。所以正确的操作顺序是C→B→E→D→A。(2)C加蒸馏水是使血细胞吸水破裂,E加蒸馏水是使NaCl溶液的浓度降低,析出DNA。(3)DNA不溶于酒精,95%的冷酒精凝集效果最佳,所以A步骤中所用酒精必须是经过充分预冷的才能使用,以便除去溶于酒精的杂质,提取含杂质较少(或较纯净)的DNA。(4)DNA鉴定用二苯胺且沸水浴加热,呈蓝色。
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