2019-2020学年生物高中人教版选修1检测：专题5DNA和蛋白质技术检测（B）

2019-2020学年生物高中人教版选修1检测：专题5DNA和蛋白质技术检测（B）

专题 5 检测(B) (时间:60 分钟,满分:100 分) 一、选择题(每小题 2 分,共 40 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合 题目要求的) 1 下列关于 DNA 实验的叙述,正确的是( ) A.用兔的成熟红细胞可提取 DNA B.PCR 的每个循环一般依次经过变性、延伸、复性三步 C.DNA 溶液与二苯胺试剂混合,沸水浴后生成蓝色产物 D.用甲基绿对人的口腔上皮细胞染色,细胞核呈绿色,细胞质呈红色 解析:兔是哺乳动物,哺乳动物成熟的红细胞无细胞核,故不能用兔的成熟红细胞 作为提取 DNA 的实验材料,A 项错误;PCR 技术的每个循环一般经过变性、复性、 延伸三步,B 项错误;DNA 与二苯胺试剂在沸水浴下生成蓝色产物,C 项正确;用甲 基绿和吡罗红的混合液对人的口腔上皮细胞染色时,细胞核呈绿色,细胞质呈红 色,D 项错误。 答案:C 2(2018 北京高考理综)以下高中生物学实验中,操作错误的是( ) A.在制作果酒的实验中,将葡萄汁液装满整个发酵装置 B.鉴定 DNA 时,将粗提产物与二苯胺混合后进行沸水浴 C.用苏丹Ⅲ染液染色,观察花生子叶细胞中的脂肪滴(颗粒) D.用龙胆紫染液染色,观察洋葱根尖分生区细胞中的染色体 解析:制作果酒时,发酵装置中应留有大约 1/3 的空间,有利于酵母菌数量的增加并 防止发酵液溢出,A 项错误。DNA 与二苯胺在水浴加热条件下呈现蓝色,B 项正确。 鉴定脂肪可用苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液进行染色,C 项正确。染色体易被碱性染 料龙胆紫溶液或醋酸洋红液染成深色,D 项正确。 答案:A 3 下列细胞中含有染色体的是( ) A.大肠杆菌 B.人的成熟红细胞 C.鸡的红细胞 D.羊的成熟红细胞 解析:只有真核生物的细胞(有细胞核)才含有染色体,而大肠杆菌是原核生物,不含 染色体;哺乳动物如人和羊,成熟的红细胞没有细胞核,所以也没有染色体。鸡属于 鸟类,其红细胞中有染色体。故在做 DNA 粗提取实验时,常用鸡血细胞。 答案:C 4 下列有关 DNA 提取与鉴定实验的叙述,错误的是 ( ) A.选取 DNA 含量较高的生物材料,否则会由于实验过程中或多或少的损失而造 成检测的困难 B.要尽可能使细胞内的 DNA 全部溶解 C.根据 DNA 的溶解特性、对酶及高温的耐受性的不同等特性,最大限度地将 DNA 与杂质分开 D.获取 DNA 后进行鉴定,放入斐林试剂水浴加热,溶液呈现蓝色 解析:DNA 鉴定用二苯胺试剂而不是斐林试剂。 答案:D 5 要使 PCR 反应在体外条件下顺利地进行,需要严格控制 ( ) A.氧气的浓度 B.酸碱度 C.温度 D.大气的湿度 解析:DNA 的变性、复性、延伸都是由温度控制的。 答案:C 6 下列不会影响 DNA 粗提取中 DNA 含量的是( ) A.选材 B.洗涤剂的用量 C.二苯胺的用量 D.搅拌和研磨的程度 解析:尽量选择 DNA 含量高的材料粗提取 DNA;洗涤剂的用量和类型能影响细胞 膜的瓦解程度,从而导致 DNA 释放量的变化;二苯胺试剂是 DNA 鉴定剂,而非提 取剂;搅拌和研磨充分有利于 DNA 的释放。 答案:C 7 图 1 和图 2 分别为“DNA 的粗提取与鉴定”实验中部分操作步骤示意图,下列 叙述错误的是( ) 图 1 图 2 A.图 1 和图 2 中加入蒸馏水稀释的目的相同 B.图 1 中完成过滤之后保留滤液 C.图 2 中完成过滤之后弃去滤液 D.在图 1 鸡血细胞液中加入少许嫩肉粉有助于去除杂质 解析:图 1 中加入蒸馏水的目的是使鸡血细胞涨破以除去破裂的细胞膜等物质,图 2 中加入蒸馏水的目的是稀释 DNA 浓盐溶液至 0.14 mol/L,以利于析出 DNA,A 项 错误;图 1 中完成过滤之后保留的滤液含有实验中所提取的 DNA,B 项正确;图 2 中完成过滤后,DNA 已析出,滤液可以弃之,C 项正确;嫩肉粉中有木瓜蛋白酶,能分 解蛋白质,图 1 中鸡血细胞液中加入嫩肉粉有助于去除杂质,D 项正确。 答案:A 8 在 PCR 过程中,一般进行自动控制的是( ) A.引物的设计 B.反应成分的配制 C.移液器枪头的更换 D.温度由 95 ℃→55 ℃→72 ℃的调整 解析:PCR 过程一般由 PCR 仪完成,PCR 仪对温度的调整是自动的。引物的设计 由人工完成,反应成分的配制、移液器枪头的更换一般在 PCR 仪外由人工完成。 答案:D 9 下列关于“DNA 的粗提取和鉴定”实验的叙述,正确的是( ) A.用鸡血红细胞为实验材料,是因为其他动物的红细胞没有细胞核 B.用不同浓度的 NaCl 溶液提纯 DNA,是因为 DNA 在其中的溶解度不同 C.用酒精提纯 DNA,是因为 DNA 溶于酒精,蛋白质不溶于酒精 D.用二苯胺鉴定 DNA,是因为 DNA 溶液加入二苯胺试剂即呈蓝色 解析:只有哺乳动物的成熟红细胞没有细胞核。用冷酒精提纯 DNA,是因为 DNA 不溶于酒精,而蛋白质等杂质溶于酒精。DNA 溶液中加入二苯胺试剂后需要水浴 加热,方可观察到溶液由无色转变成蓝色的现象。 答案:B 10 复性温度是影响 PCR 特异性的重要因素。变性后温度冷却至 40~60 ℃,可 使引物和模板发生结合。PCR 的结果可不考虑原来解旋开的两个 DNA 模板链的 重新结合,原因不包括( ) A.模板 DNA 比引物复杂得多 B.引物和模板之间的碰撞结合机会远远高于模板互补链之间的碰撞 C.加入引物的量足够多而模板链数量少 D.模板链加热解旋已经变性不可能再次结合 答案:D 11 下列有关 NaCl 在生物技术实践中的应用,正确的是 ( ) A.在配制牛肉膏蛋白胨固体培养基时,需加入琼脂,不需要添加 NaCl B.利用 DNA 在不同浓度的 NaCl 溶液中的溶解度不同粗提 DNA C.在腐乳制作过程中,装瓶时需逐层等量加入盐(NaCl),以防杂菌污染 D.将哺乳动物的成熟红细胞置于质量分数为 0.9% 的 NaCl 溶液中,用以制备纯净 的细胞膜 解析:在配制牛肉膏蛋白胨固体培养基时,需加入琼脂作为凝固剂,也需要添加 NaCl。DNA 和蛋白质等其他成分在不同浓度 NaCl 溶液中溶解度不同,所以可利 用 DNA 在不同浓度 NaCl 溶液中的溶解度不同来粗提 DNA。在腐乳制作过程中, 装瓶时需逐层增加盐的用量,因为越接近瓶口,被污染的机会越大。利用渗透原理, 将哺乳动物的成熟红细胞置于蒸馏水中,用以制备纯净的细胞膜。 答案:B 12PCR 过程与细胞内的 DNA 复制过程相比,它们的不同点有( ) ①PCR 过程需要的引物是人工合成的单链 DNA 或 RNA ②PCR 过程不需要 DNA 聚合酶 ③PCR 过程中 DNA 的解旋不依靠解旋酶,而是通过对反应温度的 控制来实现的 ④PCR 过程中,DNA 不需要解旋,直接以双链 DNA 为模板进行复 制 A.③④ B.①② C.①③ D.②④ 答案:C 13 多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增 DNA 片段的技术。下列有关 PCR 过程的叙述,错误的是( ) 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 模板链的结合依靠互补配对原则完成 C.延伸过程中需要 DNA 聚合酶、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:延伸过程中需要 DNA 聚合酶、四种脱氧核苷酸。 答案:C 14 下列哪项不会影响蛋白质的泳动速度?( ) A.蛋白质分子的大小 B.蛋白质分子的密度 C.蛋白质分子的形状 D.蛋白质分子的等电点 解析:电泳是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。 答案:B 15 下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,下列相关 叙述错误的是( ) 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速度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速度基本取决于其相对分子质量的大 小 D.右图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解离,带上正电荷或负电荷,在电场中发生迁 移;SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳中所加的 SDS 可完全掩盖蛋白质本身所带电荷,故 其移动速度与本身所带电荷无关,而由其分子大小决定;SDS 会使蛋白质解聚成肽 链,故结果所示溶液中可能只有一种蛋白质(有两种肽链),也可能有两种蛋白质。 答案:B 16 下列有关获得血红蛋白的实验过程的叙述,错误的是 ( ) A.对红细胞进行洗涤,再加入蒸馏水和甲苯使红细胞破裂释放出血红蛋白,然后将 混合液静置一段时间后分层以获得血红蛋白溶液 B.将血红蛋白溶液装入透析袋中透析,可达到粗分离的目的 C.利用凝胶色谱对血红蛋白进行纯化 D.使用 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法进行纯度鉴定,以获得纯度很高的血红蛋白 解析:对样品进行处理时,应先通过低速短时间离心的方法对红细胞进行分离及洗 涤,再加入蒸馏水和甲苯使红细胞破裂释放出血红蛋白,然后将混合液置于离心管 中,以 2 000 r/min 的转速离心 10 min 后分层获得血红蛋白溶液。 答案:A 17 有资料显示,在非洲,镰刀形细胞贫血症基因携带者更能适应当地的环境。在 分离提纯镰刀形细胞贫血症携带者(Aa)的血红蛋白时,用不到的试剂或仪器是 ( ) A.琼脂糖 B.磷酸缓冲液 C.离心机 D.自来水 解析:因为分离血红蛋白的常用方法是凝胶色谱法,而该法中所用的凝胶可以是葡 聚糖或琼脂糖,故 A 项是可用品;因为该方法的实际操作中,需要用离心方法将红 细胞与其他血液成分分离开,故 C 项是必需的;因实验环境中的 pH 必须与人体内 的基本一致,故需要用磷酸缓冲液进行酸碱度的调节,故 B 项是必需的。 答案:D 18PCR 技术最突出的优点是( ) A.原理简单 B.原料易找 C.Taq DNA 聚合酶具有耐热性 D.快速、高效、灵活、易于操作 解析:PCR 技术最突出的优点是快速、高效、灵活和易于操作。DNA 聚合酶具有 耐热性是实验操作成功的关键。 答案:D 19 下列关于现代生物技术应用的叙述,正确的有几项? ( ) ①在蛋白质的提取和分离实验中,凝胶色谱法可将具有不同相对分子质量的蛋白 质分离出来 ②在 PCR 中,引物的长度决定 DNA 子链从 5'端向 3'端延伸 ③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 ④在多聚酶链式反应中,Taq DNA 聚合酶只能复制整个 DNA 的部分序列 A.1 项 B.2 项 C.3 项 D.4 项 解析:DNA 复制时,DNA 的合成方向总是从子链的 5'端向 3'端延伸,和引物的长度 没有关系,故②错误。 答案:C 20“X 基因”是 DNA 分子上一个有遗传效应的片段,若要用 PCR 技术特异性地 拷贝“X 基因”,需在 PCR 反应中加入 2 种引物,这 2 种引物及其与模板链的结合位 置如图 1 所示。经 4 次循环后产物中有 5 种不同的 DNA 分子,如图 2 所示,其中 ⑤所示的 DNA 分子有几个? ( ) 图 1 图 2 A.2 B.4 C.6 D.8 解析:PCR 扩增 DNA 时,由 2 种引物决定所扩增的片段的特定序列,上一次循环的 产物为下一次循环的模板。第一次循环形成①和②,第二次循环形成①②③④4 个 DNA,以此类推,4 次循环后共形成 16 个 DNA,其中①②各 1 个,③④各 3 个,⑤ 有 8 个。 答案:D 二、非选择题(共 60 分) 21(11 分)下图表示以鸡血为实验材料进行 DNA 的粗提取与鉴定的操作程序, 请分析回答下列问题。 (1)步骤一中,向鸡血细胞液中加入 并搅拌,可使鸡血细胞破裂。 (2)步骤二中,过滤后收集含有 DNA 的 。 (3)步骤三、四的操作原理是 。步骤四 通过向溶液中加入 调节 NaCl 溶液的物质的量浓度为 mol/L 时,DNA 将会析出,过滤去除溶液中的杂质;然后用物质的量浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液溶解 DNA 并过滤。 (4)步骤七:向步骤六过滤后的 中,加入等体积的冷却的 溶液,静置 2~3 min,溶液中会出现 色丝状物,这就是粗提取的 DNA。 (5)步骤八:DNA 遇 试剂,沸水浴加热 5 min,冷却后,溶液呈 色。 解析:破碎红细胞应用蒸馏水,使之吸水涨破。DNA 在不同浓度的 NaCl 溶液中溶 解度不同,在物质的量浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液中 DNA 溶解,在物质的量浓度 为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中,DNA 析出。可通过加入蒸馏水将物质的量浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液稀释为物质的量浓度为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液。DNA 不溶 于冷酒精,遇二苯胺沸水浴加热后呈蓝色反应。 答案:(1)蒸馏水 (2)滤液 (3)DNA 在不同浓度的 NaCl 溶液中溶解度不同,通过控制 NaCl 溶液的浓度去除杂 质 蒸馏水 0.14 (4)滤液 体积分数为 95%的酒精 白 (5)二苯胺 蓝 22(16 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。 (5)简述 PCR 技术的主要应用。 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 复制时两条链均作为模板,进行半保留复制,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。 (5)PCR 技术可以对 DNA 分子进行扩增,所以可用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、 古生物学研究、基因克隆和 DNA 序列测定等方面。 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 (4) (5)遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学研究、基因克隆和 DNA 序列测定等。 23(20 分)下图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置,请回答下列问题。 (1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分,其在红细胞中的作用体 现了蛋白质具有 功能。我们通常选用牛、羊等动物的血液进行实验,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,收集血细胞液。加入柠檬酸钠的目的是 。 (2)甲装置中,B 是血红蛋白溶液,则 A 是 ;乙装置中,C 溶液 的作用是 。 (3)甲装置用于 ,目的是 。用 乙装置分离蛋白质的方法叫 ,是根据 分离蛋白质的有效方法。在操作中加样(下图)的正确顺序是 。 (4)最后经 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行 。 解析:(1)血红蛋白能携带氧气,体现了蛋白质具有运输功能;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,柠檬酸钠具有防止血液凝固的作用。 (2)甲装置中,B 是血红蛋白溶液,则 A 是磷酸缓冲液;乙装置中,C 溶液的作用是洗 脱血红蛋白。 (3)甲装置用于透析(粗分离),目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质;用乙装 置分离蛋白质的方法叫凝胶色谱法,是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有 效方法。 (4)分离的蛋白质可经 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。 答案:(1)运输 防止血液凝固 (2)磷酸缓冲液 洗脱血红蛋白 (3)透析(粗分离) 去除样品中相对分子质量较小的杂质 凝胶色谱法 相对分 子质量的大小 ④①②③ (4)纯度鉴定 24(13 分)H7N9 型禽流感是全球首次发现的新亚型 RNA 流感病毒,目前最为快 速有效的检测手段是 RT-PCR 核酸检测。RT-PCR 的过程包括通过逆转录作用由 RNA 合成 cDNA,再以 cDNA 为模板进行扩增,过程如下图所示。据此分析下列问 题。 (1)传统 PCR 技术的原理是 ,过程中低温退火的含义 是 。 (2)在 RT-PCR 中每一步都有酶的参与,上图中过程 1 中的关键酶 是 ;PCR 中的关键酶是 , 该酶的作用特点 是 、 。 (3)在对病毒核酸进行检测时,主要通过 RT-PCR 扩增其关键的基因序列,这时引物 的设计就非常关键,根据下图分析,请你选择合适的引物: 。 答案:(1)DNA 复制 引物与模板链互补配对 (2)逆转录酶 Taq DNA 聚合酶(DNA 聚合酶) 耐高温 不能从头合成 DNA,只 能从 3'端延伸 DNA 链 (3)引物Ⅰ和引物Ⅱ