2012高三二轮复习试题 DNA和蛋白质技术、植物有效成分的提取
一、选择题
1．聚合酶链式反应(PCR技术)是体外酶促合成DNA片段的一种方法，由高温变性、低温退火及适温延伸等几步反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA得以迅速扩增，其简要过程如下图所示。下列关于PCR技术的叙述不正确的是( )
A．PCR技术是在实验室中以少量DNA制备大量DNA的技术
B．反应中新合成的DNA又可以作为下一轮反应的模板
C．PCR技术中以核糖核苷酸为原料，以指数方式扩增
D．应用PCR技术与探针杂交技术可以检测基因突变
解析： 本题考查PCR的条件、过程和应用。PCR技术是人工合成DNA的方法，原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸。
答案： C
2．(2011·江苏南通一模)下列有关“血红蛋白提取和分离”的相关叙述中，正确的是( )
A．用蒸馏水进行红细胞的洗涤，其目的是去除细胞表面杂蛋白
B．将血红蛋白溶液进行透析，其目的是去除相对分子质量较大的杂质
C．血红蛋白释放时加入有机溶剂，其目的是使血红蛋白溶于有机溶剂
D．整个过程不断用磷酸缓冲液处理，是为了维持血红蛋白的结构
解析： 红细胞的洗涤用的是生理盐水，其目的是去除血浆蛋白等杂质，有利于后续步骤的分离纯化，而不是去除细胞表面杂蛋白；而本实验中蒸馏水的作用是涨破红细胞使血红蛋白释放。将血红蛋白溶液进行透析，其目的是去除相对分子质量较小的杂质。血红蛋白释放时加入有机溶剂，其目的是溶解细胞膜。整个过程不断用磷酸缓冲液处理，是为了维持血红蛋白的结构。
答案： D
3．提取胡萝卜素和玫瑰精油时都需要加热，但是用萃取法提取胡萝卜素时，采用水浴加热法；而用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油时，可以用直接加热法，其原因是( )
A．前者需要保持恒温，后者不需要恒温
B．前者容易蒸发，后者不容易蒸发
C．胡萝卜素不耐高温，玫瑰精油耐高温
D．前者烧瓶里含有机溶剂，易燃易爆，后者是水
答案： D
4．用加酶洗衣粉洗涤衣物时，下列说法正确的是( )
A．可用加酶洗衣粉洗涤毛料衣服
B．一般先用热水浸开，然后调至适宜温度
C．水温太低使洗衣粉中的酶丧失活性后不能再恢复
D．使用添加了碱性蛋白酶的洗衣粉洗衣服后应立即冲洗双手
答案： D
5．下列关于DNA粗提取与鉴定实验的叙述，正确的是( )
试剂
操作
作用
A
柠檬酸钠溶液
与鸡血混合
防止血液凝固
B
蒸馏水
与鸡血细胞混合
保持细胞形状
C
蒸馏水
加入到溶解有DNA的NaCl溶液中
析出蛋白质
D
冷却的酒精
加入到过滤后含DNA的NaCl溶液中
产生特定的颜色反应
解析： 柠檬酸钠溶液有抗凝血的作用。第一次加入蒸馏水是为了让细胞吸水涨破。在浓NaCl溶液(2 mol/L)中，DNA核蛋白的溶解度很大，而RNA核蛋白的溶解度很小，在稀NaCl溶液(0.14 mol/L)中DNA的溶解度最低，蛋白质的溶解度很高，而出现盐溶现象。用乙醇沉淀法可使其他物质溶于酒精而进一步纯化DNA，但不会出现颜色反应。
答案： A
6．橘皮精油的主要成分及一般提取方法为( )
A．柠檬酸、萃取法 B．柠檬烯、压榨法
C．柠檬烯、水中蒸馏法 D．柠檬酸、蒸馏法
解析： 橘皮油的主要成分为柠檬烯。橘皮精油主要贮藏在橘皮部分，由于橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生原料焦糊的问题，所以一般采用压榨法。
答案： B
二、非选择题
7．(2011·靖江模拟)在进行DNA亲子鉴定时，需大量的DNA。PCR技术(多聚酶链式反应)可以使样品DNA扩增，获得大量DNA克隆分子。该技术的原理是利用DNA的半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制(如下图，图中黑色长方形是引物)。在很短的时间内将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体。
(1)图中的变性、延伸分别是指
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(2)假设PCR反应中的DNA模板为P，第一轮循环的产物2个子代DNA为N1，第二轮的产物4个子代DNA为N2，N1、N2中分别含有模板DNA单链的DNA分别有________个、________个。若继续循环，该DNA片段共经过30次循环后能形成________个DNA片段。
(3)某样品DNA分子中共含3 000个碱基对，碱基数量满足：(A＋T)/(G＋C)＝1/2，若经5次循环，至少需要向试管中加入________个腺嘌呤脱氧核苷酸。(不考虑引物所对应的片段)
(4)若下图为第一轮循环产生的产物。请绘出以a链和b链为模板经PCR扩增的产物。
答案： (1)模板DNA双链解旋形成单链；在DNA聚合酶的作用下，原料脱氧核苷酸聚合形成新的DNA链
(2)2 2 230 (3)31 000
(4)如下图
8．柠檬油是植物芳香油中的一种，它是一种广谱性的杀虫剂，可以杀死蚊子、苍蝇、蟑螂和臭虫等传染疾病的害虫，以及危害粮食、蔬菜的常见害虫，包括幼虫、蛹等，是一种绿色杀虫剂。
(1)柠檬油的挥发性________，易溶于________，比重比较________。
(2)提取柠檬油常用的原料是柠檬花与柠檬果皮，嫩的花朵在蒸馏过程中，精油易被水蒸气分子破坏，所以可采用________法。柠檬果皮中精油的提取适宜采用________法，此种方法是通过________将液体从固液两相混合物中分离出来，必经步骤为：
①A是________，目的是___________________________________________________。
②B是____________________________，目的是_______________________________。
③C过程为________，目的是________________________________________。
④实验过程中浸泡橘皮后，需用清水洗涤，其目的是__________________________。
(3)采用柠檬油作为杀虫剂，可以解决其他杀虫剂给人类带来的隐患，其突出的优点是__________________________、______________________。
(4)从生产绿色食品的要求出发，写出防治害虫的三种方法：
__________________________、______________________________、______________________________。
答案： (1)强 有机溶剂 轻 (2)萃取 压榨 机械压力
①石灰水 破坏细胞结构，分解果胶，防止压榨时果皮滑脱，提高出油率 ②0.25%的小苏打和5%的硫酸钠 使精油易与水分离 ③过滤 除去固体物和残渣 ④除去石灰水 (3)对人、其他动物、植物均无毒性 减少对环境的污染 (4)利用天敌进行生物防治害虫 运用生物工程培育抗虫作物品种 利用激素影响昆虫的发育
9．(2011·苏州一模)红细胞含有大量血红蛋白，红细胞的机能主要是由血红蛋白完成，血红蛋白的主要功能是携带O2或CO2，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白。请回答下列有关问题：
(1)血红蛋白提取和分离的程序可分为四步：______、______、________和________。
(2)实验前取新鲜的血液，要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠，取血回来，马上进行离心，收集血红蛋白溶液。
①加入柠檬酸钠的目的是________________________________________________________________________。
②在样品处理中包括红细胞的洗涤、____________、分离血红蛋白溶液、透析。
③洗涤红细胞的目的是____________，你如何知道红细胞已洗涤干净？________________________________________________________________________。
④分离红细胞时对离心速度、离心时间的要求是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
⑤若离心速度过高和时间过长，结果会怎样？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)收集的血红蛋白溶液在透析袋中透析，这就是样品的粗分离。
①透析的目的是_______________________________________________________________。
②透析的原理是___________________________________________________________。
(4)然后通过凝胶色谱法将样品进一步纯化，最后经SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。
①样品纯化的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②血红蛋白有什么特点？________________________。这一特点对进行蛋白质的分离有什么意义？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析： 分离提取血红蛋白的实验流程大致是：样品处理—粗分离—纯化—纯度鉴定四个步骤。柠檬酸钠属于抗凝剂。血红蛋白是红色含铁的蛋白质。凝胶色谱法分离蛋白质是依据蛋白质的相对分子质量大小来进行的。
答案： (1)样品处理 粗分离 纯化 纯度鉴定 (2)①防止血液凝固 ②血红蛋白的释放 ③去除杂蛋白 离心后的上清液没有黄色 ④低速短时间离心，如500 r/min离心2 min ⑤离心速度过高和时间过长会使白细胞和淋巴细胞一同沉淀，得不到纯净的红细胞，影响后续血红蛋白的提取纯度 (3)①去除相对分子量较小的杂质 ②透析袋能使小分子自由进出，而大分子则保留在袋内 (4)①通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂蛋白除去 ②血红蛋白呈现红色 在凝胶色谱分离时可通过观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液，这使血红蛋白的分离过程非常直观，大大简化了实验操作
10．(2011·烟台质检)早在上世纪六十年代，在美国的黄石国家森林公园发现了一种嗜热细菌，从这种细菌中分离提取了一种酶，称为TaqDNA聚合酶。实验得知PCR反应变性时温度为95 ℃，经50个循环后TaqDNA聚合酶仍有65%的活性；TaqDNA聚合酶表现为Mg2＋依赖，浓度在2.0 mmol/L的MgCl2能最大限度地激活TaqDNA聚合酶的活性。
(1)若要培养嗜热细菌，培养基中应有水、碳源、________、________等营养物质。在此基础上，培养该菌时需先将培养基________________________________________________________________________。
(2)若将培养细菌的培养基用于植物组织培养，还应加入________。
(3)TaqDNA聚合酶可用于PCR，原因是该酶具有________，因此在PCR扩增时可以________加入。
(4)请将下列实验流程图补充完整：
解析： 嗜热细菌为异养型生物，培养基中不仅要有水、碳源，还要有氮源、无机盐和生长因子，在将这些成分配成培养基时，需先调节其pH至中性或微碱性；利用此种培养基培养植物的外植体，需再增加植物激素；TaqDNA聚合酶具有热稳定性，在用于PCR时可一次加入。
答案： (1)氮源 无机盐 pH调至中性或微碱性 (2)植物激素 (3)热稳定性 一次性 (4)血红蛋白的释放 凝胶色谱柱的填充
11．凝胶色谱技术是60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、操作方便且不需要有机溶剂，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。它不但被应用于科学试验研究，而且已经大规模地用于工业生产。据图回答下列问题：
(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Sephadex G－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)由于不同蛋白质其相对分子质量可能不同，相对分子质量较大的蛋白质不能进入凝胶内部通道，只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快，所以先洗脱下来。(2)色谱柱底部橡皮塞的凹穴上覆盖尼龙网和100目的尼龙纱，相当于多孔板。(3)凝胶色谱柱的装填是蛋白质分离的一个关键，装填时应尽量紧密，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，也不能发生洗脱液流干的现象，一旦发生上述两种情况，色谱柱需要重新装填。(4)考察本实验使用的材料交联葡聚糖凝胶的特点及表示方法。(5)洗脱液和浸泡凝胶所用的液体都是20 mmol/L的磷酸缓冲液，洗脱时，对洗脱液的流速要求保持稳定。
答案： (1)a a相对分子质量较大，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 凝胶得水值，即每克凝胶膨胀时吸水10 g (5)相同 保持稳定
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