生物（人教版選修1）練習(xí)專題質(zhì)量評(píng)估5

專題質(zhì)量評(píng)估(五)DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)(時(shí)間：90分鐘分?jǐn)?shù)：100分)一、選擇題(本題共20個(gè)小題，每小題2.5分，共50分)1．在采用雞血為材料對(duì)DNA進(jìn)行粗提取的實(shí)驗(yàn)中，若需進(jìn)一步提取雜質(zhì)較少的DNA，可以依據(jù)的原理是()A．在物質(zhì)的量濃度為0.14mol/L的NaCl溶液中DNA的溶解度最小B．DNA遇二苯胺在沸水浴的條件下會(huì)顯藍(lán)色C．DNA不溶于酒精而細(xì)胞中的一些物質(zhì)易溶于酒精D．質(zhì)量濃度為0.1解析：DNA粗提取原理有：DNA在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最小和DNA不溶于95%冷酒精。進(jìn)一步提取雜質(zhì)較少的DNA時(shí)用后者。B選項(xiàng)用于DNA鑒定。D選項(xiàng)中檸檬酸鈉防止血液凝固。答案：C2．DNA粗提取的鑒定實(shí)驗(yàn)中有三次過濾：①過濾用蒸餾水稀釋過的雞血細(xì)胞液；②過濾含黏稠物的0.14mol/L的NaCl溶液；③過濾溶解有DNA的2mol/L的NaCl溶液。以上三次過濾分別是為了獲得()A．含核物質(zhì)的濾液、紗布上的黏稠物、含DNA的濾液B．含核物質(zhì)的濾液、濾液中的DNA黏稠物、含DNA的濾液C．含核物質(zhì)的濾液、濾液中的DNA黏稠物、紗布上的黏稠物D．含較純的DNA濾液、紗布上的黏稠物、含DNA的濾液答案：A3．在研究DNA的基因樣本前，采集來的血樣需要蛋白水解酶處理，然后用有機(jī)溶劑除去蛋白質(zhì)。用蛋白水解酶處理血樣的目的是()A．除去血漿中的蛋白質(zhì)B．除去染色體上的蛋白質(zhì)C．除去血細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)D．除去血細(xì)胞中的所有的蛋白質(zhì)，使DNA釋放，便于進(jìn)一步提純解析：蛋白水解酶簡稱蛋白酶，能夠催化多肽或蛋白質(zhì)水解，所以這種酶可以分解血細(xì)胞中的所有蛋白質(zhì)，有利于DNA的釋放。答案：D4．(多選)若從植物細(xì)胞中提取DNA，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)效果不好，如看不到絲狀沉淀物、用二苯胺鑒定時(shí)不顯示顏色反應(yīng)等。其可能的原因是()A．植物細(xì)胞中DNA含量低 B．研磨不充分C．過濾不充分 D．95%冷酒精的量過大解析：研磨不充分會(huì)使細(xì)胞核內(nèi)的DNA釋放不完全，提取的DNA量變少；過濾不充分，也會(huì)導(dǎo)致提取的DNA量過少；若用于沉淀DNA的酒精量過少，也會(huì)導(dǎo)致DNA的沉淀量少。DNA量過少，則實(shí)驗(yàn)效果就差。答案：BC5．復(fù)性溫度是影響PCR特異性的較重要因素。變性后溫度快速冷卻至40～60°C，可使引物和模板發(fā)生結(jié)合。PCR的結(jié)果可不考慮原來解旋開的兩個(gè)DNA模板鏈的重新結(jié)合，原因不包括()A．由于模板DNA比引物復(fù)雜得多B．引物和模板之間的碰撞結(jié)合機(jī)會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模板互補(bǔ)鏈之間的碰撞C．加入引物的量足夠多而模板鏈數(shù)量少D．模板鏈加熱解旋已經(jīng)變性不可能再次結(jié)合解析：模板鏈加熱解旋變性后，當(dāng)溫度冷卻到40～60°C時(shí)，兩條模板鏈?zhǔn)强梢栽俅谓Y(jié)合的，但由于碰撞機(jī)會(huì)較少，因而不予考慮。答案：D6．DNA的合成方向總是()A．從DNA分子的左端向右端延伸B．從DNA分子的右端向左端延伸C．從子鏈的5′端向3′端延伸D．從子鏈的3′端向5′端延伸解析：DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，只能從3′端延伸DNA鏈，因此，DNA的合成方向總是從子鏈的5′端向3′端延伸。答案：C7．多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR技術(shù))是體外酶促合成特異DNA片段的一種方法，由變性、復(fù)性及延伸等幾步反應(yīng)組成一個(gè)周期，循環(huán)進(jìn)行，使目的DNA得以迅速擴(kuò)增，其簡要過程如圖所示。下列關(guān)于PCR技術(shù)的敘述不正確的是()A．PCR技術(shù)是在實(shí)驗(yàn)室中以少量DNA制備大量DNA的技術(shù)B．PCR技術(shù)是一種酶促反應(yīng)C．PCR技術(shù)需要引物，引物是2種RNAD．應(yīng)用PCR技術(shù)與探針雜交技術(shù)可以檢測基因突變解析：多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR技術(shù))能以極少量的DNA為模板，在幾小時(shí)內(nèi)復(fù)制出上百萬份的DNA拷貝。PCR技術(shù)需要耐高溫的TaqDNA聚合酶，還需要兩個(gè)引物，即5′端引物和3′端引物，它們的實(shí)質(zhì)是一小段DNA或RNA。利用PCR技術(shù)制作基因探針，根據(jù)DNA分子雜交原理，可以檢測基因突變。答案：C8．有關(guān)PCR技術(shù)的說法，不正確的是()A．PCR是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定的DNA片段的核酸合成技術(shù)B．PCR技術(shù)的原理是體外模擬DNA的復(fù)制C．利用PCR技術(shù)獲取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列D．PCR擴(kuò)增中必須有解旋酶才能解開雙鏈DNA答案：D9．符合PCR反應(yīng)條件的一項(xiàng)是()①穩(wěn)定的緩沖液環(huán)境②DNA模板③合成引物④四種脫氧核苷酸⑤DNA聚合酶⑥D(zhuǎn)NA解旋酶⑦限制性內(nèi)切酶⑧溫控設(shè)備A．①②③④⑤⑥ B．①②③④⑤⑥⑦⑧C．③④⑤⑥⑦⑧ D．①②③④⑤⑧解析：PCR反應(yīng)應(yīng)模擬生物細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制的條件，只是無需解旋酶(可熱變性)，也不需要基因工程的工具酶(限制性內(nèi)切酶)。答案：D10．關(guān)于DNA聚合酶催化合成DNA子鏈的說法中，正確的是()A．以DNA為模板，使DNA子鏈從5′端延伸到3′端的一種酶B．TaqDNA聚合酶必須在每次高溫變性處理后再添加C．DNA聚合酶能特異性地復(fù)制整個(gè)DNA的全部序列D．TaqDNA聚合酶是從深海生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的解析：在PCR擴(kuò)增DNA分子的過程中，各種組分要一次性加入；DNA聚合酶只能特異性地催化DNA特異片段的復(fù)制；TaqDNA聚合酶是從美國黃石國家公園的一個(gè)熱泉中發(fā)現(xiàn)的。答案：A11．凝膠色譜法洗脫時(shí)加入磷酸緩沖液，下列說法不正確的是()A．在一定范圍內(nèi)，能對(duì)抗外來大量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿對(duì)pH的影響，維持pH基本不變B．選用磷酸緩沖液(pH＝7.0)可用Na2HPO4和NaH2PO4按相應(yīng)配比配制C．緩沖溶液通常是由1～2種化合物(緩沖劑)溶解于水中制得，調(diào)節(jié)緩沖劑的配比就可制得不同pH范圍的緩沖液D．緩沖溶液被廣泛應(yīng)用于生化實(shí)驗(yàn)、微生物培養(yǎng)、組織切片和細(xì)菌的染色等的研究答案：A12．某考古學(xué)家在西伯利亞泰加林地區(qū)的冰中，發(fā)現(xiàn)了一種冰凍的已滅絕的巨大動(dòng)物的肌肉。他想了解該巨大型動(dòng)物的DNA與現(xiàn)今印度大象的DNA的相似性，于是做了如下檢測工作，其中正確的操作步驟及順序是()①降低溫度，檢測處理后的雜合DNA雙鏈②通過PCR技術(shù)擴(kuò)增巨型動(dòng)物和大象的DNA③把巨型動(dòng)物的DNA導(dǎo)入大象的細(xì)胞中④在一定溫度條件下，將巨型動(dòng)物和大象的DNA水浴共熱A．②④① B．②④③①C．③④① D．②④③解析：PCR技術(shù)是分子生物學(xué)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑，它大大簡化了基因克隆的步驟，已廣泛應(yīng)用于生物學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域。PCR反應(yīng)通過變性、復(fù)性、延伸三個(gè)循環(huán)步驟，使目標(biāo)DNA片段呈指數(shù)擴(kuò)增。因此，PCR系統(tǒng)是一個(gè)極其靈敏的信號(hào)放大系統(tǒng)，能將極微弱甚至是單拷貝的基因信號(hào)檢測出來。通過PCR技術(shù)擴(kuò)增巨型動(dòng)物和大象的DNA，然后利用DNA分子在高溫時(shí)解螺旋的特點(diǎn)，將巨型動(dòng)物和大象的DNA水浴共熱，再降低溫度，檢測處理后的雜合DNA雙鏈。答案：A13．下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(多選)()A．在血紅蛋白的提取和分離實(shí)驗(yàn)中使用的交聯(lián)葡聚糖凝膠G－75，其中“G”和“75”表示的含義不同B．觀察DNA在細(xì)胞中的分布實(shí)驗(yàn)中，加入鹽酸的目的是使DNA雙鏈打開C．破碎紅細(xì)胞使DNA或血紅蛋白釋放出來，所用的試劑不完全相同D．制取細(xì)胞膜、血紅蛋白的提取和分離均以雞血細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料解析：交聯(lián)葡聚糖凝膠G－75中“G”表示凝膠的交聯(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(shí)吸水7.5克，則A項(xiàng)正確。鹽酸可以使染色體中DNA與蛋白質(zhì)的聯(lián)系削弱，從而將它們分離，B項(xiàng)錯(cuò)誤。破碎紅細(xì)胞釋放DNA時(shí)，所用試劑為蒸餾水；而釋放血紅蛋白時(shí)，用的是蒸餾水和甲苯，則C項(xiàng)正確。在制取細(xì)胞膜時(shí)，常用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞，因?yàn)槠浼?xì)胞中無細(xì)胞核和眾多具膜的細(xì)胞器；在提取血紅蛋白時(shí)，常用豬、牛、羊或其他脊椎動(dòng)物的血液，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：AC14．有關(guān)樣品的加入和洗脫的敘述正確的是()A．先加入1mL透析后的樣品B．加樣前要使緩沖液緩慢下降全部流出C．如果紅色帶均勻一致的移動(dòng)，說明色譜柱制作成功D．洗脫時(shí)可以用緩沖液也可以用清水解析：加樣前加入緩沖液，關(guān)閉出口，緩沖液并沒有流出，然后用吸管加入1mL透析后的樣品，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤。緩沖液的作用是讓血紅蛋白處于穩(wěn)定的pH范圍內(nèi)，以維持其結(jié)構(gòu)和功能，因而不能用清水代替緩沖液，D項(xiàng)錯(cuò)誤。若紅色區(qū)帶歪曲、散亂、變寬，可能是色譜柱沒有裝填好，若紅色區(qū)帶均勻一致地移動(dòng)，說明色譜柱制作成功，則C項(xiàng)正確。答案：C15．下列敘述中錯(cuò)誤的是()A．改變NaCl溶液的濃度只能使DNA溶解而不能使其析出B．在沸水浴中，DNA遇二苯胺試劑會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色C．用電泳法可分離帶電性質(zhì)、分子大小和形狀不同的蛋白質(zhì)D．用透析法可去除蛋白質(zhì)樣品中的小分子物質(zhì)解析：DNA在NaCl溶液中的溶解度是隨著NaCl溶液濃度的變化而改變的。當(dāng)NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度為0.14mol/L時(shí)，DNA的溶解度最低。利用這一原理，可以使溶解在NaCl溶液中的DNA析出。答案：A16．DNA分子雜交技術(shù)可比較不同種生物DNA分子的差異。將來自不同種生物的兩條DNA單鏈進(jìn)行雜交，兩種生物的DNA分子堿基序列越相似，形成的雜合雙鏈區(qū)的部位就越多。某人用甲、乙、丙三種生物的DNA單鏈進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示，根據(jù)圖判斷，下列敘述中正確的是()A．游離的單鏈所對(duì)應(yīng)的原物種DNA片段均不含遺傳信息B．雜合雙鏈區(qū)的存在表示兩種生物攜帶的遺傳密碼相同C．甲與乙的親緣關(guān)系比甲與丙的親緣關(guān)系遠(yuǎn)D．甲與丙的親緣關(guān)系比乙與丙的親緣關(guān)系近解析：原物種DNA片段中脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息。雜合雙鏈區(qū)的存在表示兩種生物攜帶的遺傳信息有相同的部分，雜合雙鏈區(qū)的部位越多，表明兩種生物的親緣關(guān)系越近。答案：C17．將經(jīng)處理破裂后的紅細(xì)胞混合液以2000r/min的速度離心10min后，離心管中的溶液分為四層，從上到下的順序依次是()A．血紅蛋白、甲苯層、脂類物質(zhì)層、沉淀層B．甲苯層、沉淀層、血紅蛋白、脂類物質(zhì)層C．脂類物質(zhì)層、血紅蛋白、甲苯層、沉淀層D．甲苯層、脂類物質(zhì)層、血紅蛋白、沉淀層解析：混合液經(jīng)離心后，按密度大小排列，在離心管中從上到下的順序依次是，第1層為無色透明的甲苯層；第2層為白色薄層固體，是脂溶性物質(zhì)沉淀層；第3層為紅色透明液體，這是血紅蛋白的水溶液；第4層為暗紅色沉淀物，主要是紅細(xì)胞破碎物沉淀。答案：D18．PCR一般要經(jīng)過三十多次循環(huán)，從第二輪循環(huán)開始，上一次循環(huán)的產(chǎn)物也作為模板參與反應(yīng)，由引物I延伸而成的DNA單鏈作模板時(shí)將()A．仍與引物I結(jié)合進(jìn)行DNA子鏈的延伸B．與引物Ⅱ結(jié)合進(jìn)行DNA子鏈的延伸C．同時(shí)與引物I和引物Ⅱ結(jié)合進(jìn)行子鏈延伸D．無需與引物結(jié)合，在酶的作用下從頭合成子鏈解析：由引物I延伸合成的DNA子鏈，堿基序列與非模板鏈相同。第二輪循環(huán)時(shí)，應(yīng)與非模板鏈一樣，與引物Ⅱ結(jié)合，進(jìn)行DNA子鏈的延伸。答案：B19．高溫滅菌和酒精消毒分別利用蛋白質(zhì)的何種作用，作用結(jié)果是什么被破壞所致()A．變性、變性、空間結(jié)構(gòu) B．分解、變性、肽鍵C．變性、變性、平面結(jié)構(gòu) D．分解、分解、肽鍵解析：蛋白質(zhì)的變性是不可逆的過程。高溫和酒精以及強(qiáng)酸、強(qiáng)堿都會(huì)破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，即由－R基團(tuán)所形成的共價(jià)鍵被破壞，從而使蛋白質(zhì)失去活性。答案：A20．以下關(guān)于血紅蛋白提取和分離的過程及原理敘述正確的是()A．紅細(xì)胞洗滌過程中要加入5倍體積的蒸餾水，重復(fù)洗滌3次B．將血紅蛋白溶液放在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl溶液中透析12小時(shí)C．凝膠裝填在色譜柱內(nèi)要均勻，不能有氣泡存在D．蛋白質(zhì)通過凝膠時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量較大的移動(dòng)速度慢解析：紅細(xì)胞洗滌過程中要加入5倍體積的生理鹽水，重復(fù)洗滌3次的目的是除去雜質(zhì)蛋白。透析時(shí)使用物質(zhì)的量濃度為20mmol/L的磷酸緩沖液，而不是用0.9%的NaCl溶液。蛋白質(zhì)通過凝膠時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量較大的在凝膠外部移動(dòng)，移動(dòng)速度快。在裝填凝膠柱時(shí)，不得有氣泡存在，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。答案：C二、非選擇題(本題包括4個(gè)小題，共50分)21．(9分)在DNA粗提取的實(shí)驗(yàn)中，為了得到含DNA的黏稠物，某同學(xué)進(jìn)行如下操作，最后得到含DNA的黏稠物極少，導(dǎo)致下一步實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行，請指出其中的錯(cuò)誤，并且改正。Ⅰ.在新鮮家鴿血中加入適量的檸檬酸鈉，經(jīng)過離心后，除去血漿，留下血細(xì)胞。Ⅱ.取5mL～10mL血細(xì)胞放入50mL的塑料燒杯中，立即注入20mL0.015mol/L的氯化鈉溶液，快速攪拌5min后，用濾紙過濾，得到濾液。Ⅲ.濾液中加入40mL2mol/L的氯化鈉溶液，并用玻璃棒沿一個(gè)方向快速攪拌1min。Ⅳ.上述溶液中緩緩加入蒸餾水，同時(shí)用玻璃棒沿一個(gè)方向不停地輕輕攪拌，直到溶液中絲狀物出現(xiàn)為止，然后進(jìn)行過濾，得到含DNA的黏稠物。(1)________________________________________，(2)________________________________________，(3)________________________________________。解析：該題考查DNA粗提取實(shí)驗(yàn)的操作技巧。(1)向血細(xì)胞液中加入一定量的蒸餾水，并用玻璃棒攪拌，目的是得到含DNA的溶液。(2)過濾含DNA的溶液，目的是除去雜質(zhì)而得到較純凈的含DNA的溶液，所以不能用濾紙而用紗布。(3)向含DNA的濾液中加入蒸餾水，當(dāng)氯化鈉溶液濃度為0.14mol/L時(shí)，DNA溶解度最小而析出，直到溶液中絲狀物不再增加為止。答案：(1)“0.015mol/L的氯化鈉溶液”應(yīng)改為”蒸餾水”(2)“濾紙”應(yīng)改為“紗布”(3)“溶液中絲狀物出現(xiàn)為止”應(yīng)改為“溶液中絲狀物不再增加為止”22．(16分)在遺傳病及刑偵破案中常需要對(duì)樣品DNA進(jìn)行分析，PCR技術(shù)能快速擴(kuò)增DNA片段，在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)復(fù)制出上百萬份的DNA拷貝，有效地解決了因?yàn)闃悠分蠨NA含量太低而難以對(duì)樣品進(jìn)行分析研究的問題。據(jù)圖回答相關(guān)問題：(1)在相應(yīng)的橫線上寫出引物Ⅱ，并在復(fù)性這一步驟中將引物Ⅱ置于合適的位置。(2)在相應(yīng)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(biāo)記，請分析循環(huán)一次后生成的DNA分子的特點(diǎn)：________，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(yīng)過程的前提條件是__________________________________________，PCR技術(shù)利用了DNA的__________原理解決了這個(gè)問題。(5)在對(duì)樣品DNA分析過程中發(fā)現(xiàn)，DNA摻雜著一些組蛋白，要去除這些組蛋白可加入的物質(zhì)是__________。解析：引物的作用是提供DNA聚合酶的起點(diǎn)3′端；DNA體外擴(kuò)增同細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制一樣都是半保留復(fù)制，DNA分子的兩條母鏈分別作為模板，合成新的DNA鏈。答案：(1)5′—G—A—OH或HO—A—G—5′(3)每個(gè)DNA分子各有一條鏈含32P1/2n(4)DNA解旋熱變性(5)蛋白酶23．(15分)血紅蛋白是人和其他脊椎動(dòng)物紅細(xì)胞的主要組成成分，負(fù)責(zé)血液中氧氣和二氧化碳的運(yùn)輸。請根據(jù)血紅蛋白的提取和分離流程圖回答問題：(1)凝膠色譜法的基本原理是根據(jù)__________________而達(dá)到蛋白質(zhì)分離的有效方法。(2)將實(shí)驗(yàn)流程補(bǔ)充完整：A為__________________，B為__________________。(3)洗滌紅細(xì)胞的目的是去除__________，洗滌干凈的標(biāo)志是__________________；分離血紅蛋白時(shí)，從上往下數(shù)第__________層是血紅蛋白的水溶液。(4)如果紅色區(qū)帶__________，說明色譜柱制作成功。解析：本題考查提取和分離血紅蛋白的實(shí)驗(yàn)及分析能力。(1)凝膠色譜法也稱分配色譜法，是根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的有效方法。(2)血紅蛋白提取和分離可以分為兩個(gè)方面：一是樣品的處理，包括紅細(xì)胞的洗滌、血紅蛋白的釋放、分離血紅蛋白溶液和透析；二是凝膠色譜操作，包括凝膠色譜柱的制作、凝膠色譜柱的填充、樣品的加入和洗脫。(3)洗滌紅細(xì)胞的目的是去除雜蛋白，以利于后續(xù)步驟的分離純化。洗滌三次，直至上清液中沒有黃色，這表明紅細(xì)胞已洗滌干凈。分離血紅蛋白時(shí)，混合液離心后可以分