(时间：90分钟，满分：100分) 一、选择题(本题包括20小题，每小题2分，共40分) 1.下列叙述正确的是(　　) A．蛋白质中含有游离的氨基，是碱性电解质 B．蛋白质中含有游离的羧基，是酸性电解质 C．蛋白质在电场中可以向与其自身所带电荷相同的电极方向移动 D．蛋白质在电场中可以向与其自身所带电荷相反的电极方向移动 解析：选D。蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的，既有游离的氨基，也有游离的羧基，为两性电解质。在电泳过程中，因为同性电荷相斥，异性电荷相吸，所以蛋白质可以向与其自身所带电荷相反的电极方向移动。 2.在提取和分离血清蛋白的过程中，要进行点样，关于点样的叙述正确的是(　　) A．只用新制血清5 μL点样[Ks5u.com] B．只用质量浓度为0.4 g/mL的蔗糖溶液点样 C．只用质量分数为0.1%的溴酚蓝指示剂点样 D．用等体积的新制血清、质量浓度为0.4 g/mL的蔗糖溶液和质量分数为0.1%的溴酚蓝指示剂混合液点样 答案：D 3.下列带电颗粒中泳动速度最快的是(　　) A．直径大、球形、净电荷多 B．直径小、球形、净电荷多 C．直径大、方形、净电荷少 D．直径小、方形、净电荷多 解析：选B。一般来说，带电颗粒直径越小，越接近于球形，所带净电荷越多，则在电场中的泳动速度越快；反之，则越慢。 4.在利用凝胶电泳法分离蛋白质时，一定要加入缓冲溶液，其作用主要是(　　) A．使酶的活性最高 B．使蛋白质的活性最高 C．保持蛋白质所带的原有电荷 D．使蛋白质带上电荷 解析：选C。蛋白质具有两性，在一定pH下，蛋白质分子的某些基团会带上正电荷或负电荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。因此，加缓冲溶液的目的是维持蛋白质所带的电荷不发生改变而不是使蛋白质带上电荷。 5.有关缓冲溶液的说法不正确的是(　　) A．缓冲溶液能够抵制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．调节缓冲剂的使用比例就可以制得在不同pH范围内使用的缓冲液 D．生物体内进行的各种生物化学反应都是在一定的pH下进行 解析：选A。缓冲溶液通常由1～2种缓冲剂溶解于水中配制而成。调节缓冲剂的使用比例就可以制得在不同pH范围内使用的缓冲液。在一定范围内，缓冲溶液能够抵制外界的酸和碱对溶液pH的影响，维持pH基本不变，超过一定范围，缓冲溶液就起不到这样的作用了。 6.下列关于DNA双链的叙述错误的是(　　) A．通常将DNA的羟基末端称为5′端，而磷酸基团的末端称为3′端 B．通常将DNA的羟基末端称为3′端，而磷酸基团的末端称为5′端 C．通常DNA只能从3′端延伸DNA链 D．通常DNA不能从5′端延伸DNA链 解析：选A。本题考查DNA双链的结构与复制。通常将DNA的羟基末端称为3′端，磷酸基团末端称为5′端。 7.下面关于DNA对高温耐受性的说法不正确的是(　　) A．DNA对高温的耐受性一般要比蛋白质强 B．超过80 ℃后DNA将变性，即使恢复到常温，生物活性也不能恢复 C．不同生物的DNA的“变性”温度也不一定相同ks5u.com D．深海热泉附近生活的生物的DNA对高温的耐受性更强，其DNA中鸟嘌呤所占比例更高 解析：选B。蛋白质分子在60 ℃～80 ℃时变性失活，DNA分子在80 ℃～100 ℃时变性，双链解开，当温度恢复到50 ℃左右时，解开的双链又重新结合，形成双螺旋结构，恢复活性，称为复性。DNA分子中G和C配对形成三个氢键，A和T配对形成两个氢键。G和C比例越高，氢键越多，DNA分子越稳定。故不同生物的DNA稳定性不同，变性温度也不一样。 8.细胞内DNA复制时，合成DNA新链之前必须合成(　　) A．DNA引物　　　　　　　　　 B．RNA引物 C．新的脱氧核苷酸 D．核苷酸 解析：选B。在DNA复制时，合成DNA新链前，必须合成RNA引物，但是用于PCR的引物为人工合成的DNA单链，其长度通常为20～30个脱氧核苷酸。 下列关于DNA扩增的说法中，正确的是(　　) A．变性过程中需要DNA解旋酶的参与 B．复性过程中需要DNA聚合酶的参与 C．延伸过程中需要DNA聚合酶的参与 D．经过3个循环，1个DNA分子将变成16个DNA分子 解析：选C。DNA扩增(PCR)过程包括3个步骤：变性、复性、延伸，其中变性是高温变性解旋成单链DNA；复性是引物与作为模板的单链DNA上特定部位相互配对、结合。 延伸是指在单链上结合引物之后，使引物链延伸，合成互补的DNA双链，需要DNA聚合酶的参与。PCR扩增产生的子代DNA成指数增长，经过3个循环，1个DNA分子将变成8个DNA分子。 如图表示DNA变性和复性示意图，下列相关说法正确的是(　　)
A．向右表示DNA加热(95 ℃左右)变性的过程 B．向左表示DNA双链迅速制冷复性过程 C．变性与在生物体内解旋过程的条件和实质都相同 D．图中DNA片段共有四个游离的磷酸基、四个3′端 解析：选A。在95 ℃左右温度范围内，DNA的双螺旋结构解体，双链分开，这一过程称为变性，则A项正确。变性后的DNA在缓慢降温后才会复性，则B项错误。变性与在生物体内解旋过程的条件不同，但实质相同，即氢键断裂，双链解开，则C项错误。任何一个DNA片段都有两个游离的磷酸基(5′)和两个(3′)端，则D项错误。 PCR仪实质上是一台自动调控温度的仪器，下列关于它调控不同温度的目的叙述错误的是(　　)
[Ks5u.com] A．95 ℃，使DNA分子变性，解开螺旋 B．55 ℃，引物与作为模板的单链DNA特定部位相互配对、结合 C．72 ℃，使DNA分子开始复制，延伸 D．72 ℃，使DNA分子恢复双螺旋结构，恢复活性 解析：选D。PCR利用DNA热变性的原理，当温度上升到95 ℃时，双链DNA解旋为单链，A项正确；当温度下降到55 ℃时，两种引物通过碱基互补配对原则与两条单链DNA结合，B项正确；当温度上升到72 ℃时，在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链，从而实现DNA延伸，故C正确，D错误。 在pH＝5.12时进行电泳，哪种蛋白质既不向正极移动也不向负极移动 (　　) A．血红蛋白：pI(等电点)＝7.07 B．鱼精蛋白：pI＝12.20 C．α1球蛋白：pI＝5.06 D．β球蛋白：pI＝5.12 解析：选D。β球蛋白在pH＝5.12时不带电，在电泳时既不向正极移动也不向负极移动。 多聚酶链式反应中，DNA聚合酶能特异性复制的DNA片段为(　　) A．每个引物对应的DNA片段 B．两引物之间的DNA序列 C．整个DNA片段 D．复制的DNA片段具有随机性 解析：选B。DNA复制是从引物的3′端进行聚合的，所以DNA聚合酶能特异性复制的DNA片段为两引物之间的DNA序列。 下列关于DNA复制的叙述，正确的是(　　) A．DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从5′端延伸DNA链 B．DNA复制不需要引物 C．引物与DNA母链通过碱基互补配对进行结合 D．DNA的合成方向总是从子链的3′端向5′端延伸 解析：选C。只认为B错误的原因是没有理解DNA复制过程以及DNA聚合酶的作用特点。DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的3′端延伸DNA链。由于模板链首先复制的是3′端，即复制方向3′→5′，而DNA分子是反向平行的，子链是依据碱基互补配对原则，在DNA聚合酶作用下合成的，其合成方向从子链的5′→3′。 在PCR扩增的实验中，加入一种提取物(一种模板DNA片段)，但实验得到的产物却有2种DNA。其原因可能是(　　) A．基因突变 B．Taq聚合酶发生变异 C．基因污染 D．温度过高 解析：选C。其原因可能是基因污染。在PCR实验中，一定要做到隔离操作区、分装试剂、简化操作程序、使用一次性吸头等，尽量避免基因污染。 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．使用透析法可以去除样品中相对分子质量较大的杂质 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：选B。透析的原理是小分子能够通过半透膜，利用透析法可以去除样品中相对分子质量较小的杂质。 下列关于PCR技术的叙述，错误的是(　　) A．PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术 B．由PCR的反应过程可看出磷酸二酯键比氢键对高温的稳定性强 C．利用PCR技术获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扩增要消耗四种核糖核苷酸和两种引物 解析：选D。PCR扩增的是DNA片段，故消耗的是四种脱氧核苷酸，故D错误。 下列关于现代生物技术应用的叙述，错误的是(　　) A．在蛋白质的提取和分离实验中，凝胶色谱法可将不同相对分子质量的蛋白质分离 B．在PCR中，引物的结构和长度决定DNA子链从3′端向5′端延伸 C．在蛋白质的提取和分离实验中，透析的目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质 D．在多聚酶链式反应中，Taq DNA聚合酶只能特异性地复制整个DNA的部分序列 解析：选B。DNA复制时，DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸，且和引物的结构和长短没有关系。 凝胶色谱法是根据相对分子量的大小分离蛋白质的有效方法。下列利用凝胶色谱法分离血红蛋白的叙述错误的是(　　) A．分子量相对较小的蛋白质在色谱柱内移动速度较慢 B．凝胶需用蒸馏水充分溶胀后，配制成凝胶悬浮液 C．配制好的凝胶悬浮液应一次性缓慢加入色谱柱 D．样品加入色谱柱后打开色谱柱下端的流出口即可用试管收集流出液 解析：选D。血红蛋白有颜色，所以利用凝胶色谱法分离血红蛋白时，样品加入色谱柱后打开色谱柱下端的流出口，待红色的蛋白质接近色谱柱底部时再用试管收集流出液。 以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是(　　) A．洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂 B．猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少 C．血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测 D．在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢 解析：选D。生理盐水和红细胞内的溶液为等渗溶液，A正确；各种细胞器和细胞核中都含有蛋白质，所以不含有细胞器和细胞核的红细胞内，蛋白质种类较少，提纯时杂蛋白较少，B正确；血红蛋白有颜色，所以在凝胶色谱法分离过程中易分辨，可用于监测，C正确；凝胶色谱法分离蛋白质，分子量较小的易进入凝胶内部，移动速度比较慢，故血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动快，D错误。 二、非选择题(本题包括6小题，共60分) (9分)PCR技术可扩增DNA分子，电泳技术是将待测样品放在光滑的凝胶薄膜上，并加上直流电场，可利用分子带电荷不同分离和分析氨基酸和多核苷酸片段等有机物。这两项技术综合应用于现代刑侦，可以获得最可靠的证据。如图是一次寻找嫌犯的测试结果：图甲是把遗迹中含有21个氨基酸的多肽进行水解，将氨基酸混合物进行电泳的结果；图乙是通过提取罪犯B遗迹DNA和四位嫌犯的DNA进行扩增，并采用特定限制酶处理后进行电泳所得到的一组DNA指纹图谱。
(1)在同一电场下，由于蛋白质或DNA的________以及________、________不同而产生不同的迁移方向或速度，从而实现样品的分离。 (2)在电泳过程中，带电分子会向着__________________的电极移动。 (3)由图甲得知，多肽由________种氨基酸组成；由图乙可知B最可能的对象是________。 解析：(1)在同一电场下，由于各种分子的带电性质及分子本身大小、形状不同，而产生不同的迁移方向或速度，从而实现样品中各种分子的分离。(2)电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。在电场中带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。(3)不同种类氨基酸所带电荷不同，在电场力的作用下会做定向移动。同种氨基酸在匀强电场中的运动方向和移动距离相同，所以七条带则表明21个氨基酸的多肽分解形成7种氨基酸。同理，不同的DNA片段的带电荷的数量及链的长短不同，电泳时也可以将样品分成不同组分的条带，比较条带的异同程度，可以鉴别出罪犯为F2。 答案：(1)带电性质　本身大小　形状 (2)与其所带电荷相反　(3)7　F2 (12分)如图为一种核酸分析方法，请据图分析回答有关问题。
(1)被分析的材料应属于一条________________链。如果它存在另一条互补链，该互补链的碱基序列是_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)如果选择性断开的位置是碱基G，那么随机出现的被标记片段应有________种。在电泳带上被分离的显示位置应有________处，在泳动方向的最前端的片段是________序列段，与图示泳动位置相比，在同样电泳条件下该片段应位于①的________(填“上方”或“下方”)。 (3)应用上述原理分析了某种未知序列核酸的一条单链，结果如图所示，此结果说明，该核酸的此单链含________个核苷酸，其A∶T∶G∶C＝________，同时也可推断其碱基序列是：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
解析：本题考查了应用电泳方法和原理对核酸进行分析。解答本题需要认真审读题干。题干中给出了一个对DNA单链进行分析的思路。DNA单链的磷酸末端即5′端的磷酸基团被标记，用特定方法选择性地从A碱基处断裂，就会出现4种被标记片段且长度不同，当将它们放入凝胶介质中进行电泳时，由于片段分子大小的差异而使之分离，带标记的片段自动显示所在位置。 (1)据碱基互补配对原则写出互补链碱基，要注意反向平行。 (2)由于此单链中的G碱基有4个，所以从G处断裂也会产生4种被标记片段，在电泳带上也会显示4处位置，在距磷酸基的第二个碱基处就会断裂，所以此片段为TG，比①处的TGCA还短，所以运动速度比①快，位于①的下方。 (3)此单链中的核苷酸数为4个T＋5个A＋5个G＋4个C＝18个，碱基序列也就已经分析出来了。 答案：(1)DNA单　AGCATGCGTTCAAGTGCA (2)4　4　TG　下方 (3)18　5∶4∶5∶4　AACGTAGGGTTACCCTGA (10分)多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。请回答下列有关PCR技术的基本原理及应用问题。 (1)DNA的两条链是反向平行的，通常将________的末端称为5′端，当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的________开始延伸DNA链。 (2)PCR利用DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题，但又导致了DNA聚合酶失活的新问题。到20世纪80年代，科学家从一种Taq细菌中分离到________，它的发现和应用解决了上述问题。要将Taq细菌从其他普通的微生物中分离出来，所用的培养基叫__________________________。 (3)PCR的每次循环可以分为________三步。假设在PCR反应中，只有一个DNA片段作为模板，请计算在5次循环后，反应物中大约有________个这样的DNA片段。 (4)请用简图表示出一个DNA片段PCR反应中第二轮的产物。 解析：(1)DNA聚合酶只能把新的核苷酸加到已经存在的核酸的3′－羟基上，与DNA母链结合的DNA引物就提供这个羟基。(2)因PCR利用了DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题，所以用于催化DNA复制过程的DNA聚合酶要具有耐高温的特性。用选择培养基可将Taq细菌从其他普通的微生物中分离出来。(3)DNA的两条链均作为模板，进行半保留式复制，所以复制5次后得到的子代DNA分子数为25＝32个。(4)新合成的DNA链带有引物，而最初的模板DNA的两条链不带有引物。ks5u.com 答案：(1)磷酸基团　3′端 (2)耐高温的Taq DNA聚合酶　选择培养基 (3)变性、复性和延伸　32[高考资源网KS5U.COM] (4) 　　
(7分)美国科学家穆里斯发明了PCR技术，它是一种DNA“复印机”，可以在数小时内，将一个DNA复制出一千亿个，解决了检测样本扩增的难题。在人类基因组计划实施中，PCR技术使每个核苷酸的识别成本降低至5～10美元，他因发明PCR技术而荣获了诺贝尔奖。 (1)在DNA复制时，需要大量的________作为原料，在DNA聚合酶的催化作用下，以解旋后的单链为________进行生物合成。 (2)在DNA分子解旋时，必须加热，普通的酶容易________，穆里斯从温泉中找到了耐95 ℃高温的________，解决了酶重复使用的难题，使链式反应成为可能。每次循环中可以分为变性、________和延伸三步。 (3)耐高温酶的发现应用说明了地球生物________的重要，大自然的________库是人类的宝贵财富。 解析：本题主要考查了PCR技术的原理。PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可以分为变性、复性和延伸三步，在DNA复制过程中需要较高的温度，所以需要耐高温的Taq DNA聚合酶，还需要母链DNA为模板，大量的脱氧核苷酸为原料，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。 答案：(1)脱氧核苷酸　模板 (2)变性(失活)　Taq DNA聚合酶　复性 (3)多样性　基因 (12分)请回答基因工程方面的有关问题： (1)利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似(如下图所示)。图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。
①从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为________。 ②在第________轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。 (2)设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理(如下图)，请分别说明理由。
①第1组：________________________________________________________________； ②第2组：_______________________________________________________________。 (3)PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶，下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能，这是因为_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(4)用限制酶EcoRV、Mbo I单独或联合切割同一种质粒，得到的DNA片段长度如下图(1 kb即1000个碱基对)，请画出质粒上EcoRV、Mbo I的切割位点。
解析：(1)①根据PCR过程特点绘制PCR过程示意图如下，由图可知，由原来的每条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，而以新合成的子链为模板合成新DNA分子时，两种引物都含有，故第四轮循环共产生16个DNA分子，其中含有引物A的分子是15个，占15/16。②由图示可知，第一、二轮循环合成的子链长度均不同，根据半保留复制特点可知，前两轮循环产生的4个DNA分子的两条链均不等长，第三轮循环产生的DNA分子存在等长的两条核苷酸链，如图。[高考资源网]
(2)在第1组引物中，引物Ⅰ的部分碱基序列是CAGGCT，引物Ⅱ的部分碱基序列是AGCCTG，若利用这两个引物进行DNA扩增，会因其中的部分碱基发生碱基互补配对而使引物失效。在第2组引物中，引物Ⅰ′的部分碱基序列是AACTG和CAGTT，该引物一旦发生自身折叠，也将会出现部分碱基发生碱基互补配对而使引物失效。(3)图中直接将两个脱氧核苷酸合成DNA单链，这不是DNA聚合酶的功能。DNA聚合酶只能在DNA模板存在的条件下，将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上。(4)根据图示，该质粒为环形质粒。用限制酶EcoRV单独切割该质粒时，只形成一个片段，说明该质粒上只有1个限制酶EcoRV的识别位点。用限制酶Mbo Ⅰ单独切割该质粒时，形成两个片段，说明该质粒上有2个限制酶Mbo Ⅰ的识别位点。用限制酶EcoRV和Mbo Ⅰ联合切割该质粒时，形成三个片段，其中有一个片段的长度与用Mbo Ⅰ单独切割该质粒时产生的片段长度相同(2.5 kb)，另外的两个片段是5.5 kb和6 kb，这说明限制酶EcoR V的切割位点存在于用Mbo Ⅰ单独切割该质粒时产生的另一片段(11.5 kb)上。 答案：(1)①15/16　②三　(2)①引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效　②引物Ⅰ′自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效　(3)DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上 (4)见下图
(10分)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，请据图分析回答：
(1)A过程高温使DNA变性解旋，对该过程的原理叙述，正确的是__________。 A．该过程用到耐高温解旋酶破坏氢键 B．该过程用到限制酶破坏磷酸二酯键 C．该过程不需要解旋酶的作用 D．该过程与人体细胞的过程完全相同 (2)C过程要用到的酶是________________________________________________________， 这种酶在高温下仍保持活性，因此在PCR扩增时可以________加入，__________(需要/不需要)再添加。PCR反应除提供酶外，还需要满足的基本条件有________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。[高考资源网] (3)如果模板DNA分子共有a个碱基对，其中含有胞嘧啶m个，则该DNA复制10次，需要加入胸腺嘧啶脱氧核苷酸________________________个。 解析：本题考查PCR原理及DNA复制相关的计算问题。(1)在温度为95 ℃时，DNA变性解旋，不需要解旋酶和限制酶，而人体细胞内DNA解旋需要解旋酶。(2)在温度为72 ℃时，需要耐高温的DNA聚合酶，以DNA的两条链为模板，以四种脱氧核苷酸为原料，还需要两种引物等条件，从而完成子链的延伸。(3)模板DNA分子中含有胸腺嘧啶脱氧核苷酸为(2a－2m)÷2＝(a－m)个，则该DNA复制10次，需要加入胸腺嘧啶脱氧核苷酸为(210－1)(a－m)个。 答案：(1)C　(2)耐高温的DNA聚合酶　一次性　不需要　DNA模板、分别与两条模板链相结合的两种引物、四种脱氧核苷酸、适宜的酸碱度、可控制的温度 (3)(210－1)(a－m)

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