1、专题 5 DNA 和蛋白质技术 (时间90 分钟 满分100 分) 一、选择题(本题包括 20 小题，每小题 2.5 分，共 50 分) 1在提取 DNA 的过程中，最好使用塑料试管和烧杯，目的是( ) A不易破碎 B减少 DNA 的损失 C增加 DNA 的含量 D容易刷洗 2在研究 DNA 的基因样本前，采集来的血样需要用蛋白水解酶处理，然后用有机溶 剂处理除去蛋白质，用蛋白水解酶处理血样的目的是( ) A除去血浆中的蛋白质 B除去染色体上的蛋白质 C除去血细胞表面的蛋白质 D除去血细胞中的所有蛋白质，使 DNA 释放后提纯 3向含有 DNA 的浓度较高的 NaCl 溶液中加入蒸馏水会使(
2、)来源: ADNA 的溶解度下降 BDNA 的溶解度上升 C蛋白质的溶解度下降 D使 DNA 和蛋白质充分溶解 4在血红蛋白的整个提取过程中，不断用磷酸缓冲液处理的目的是( ) A防止血红蛋白被氧化 B血红蛋白是一种两性物质，需要酸中和 C磷酸缓冲液会加速血红蛋白的提取过程 D让血红蛋白处在稳定的 pH 范围内，维持其结构和功能 5向溶有 DNA 的 2 mol/L 的 NaCl 溶液中不断加入蒸馏水，在这个过程中 DNA 和杂 质蛋白质的溶解度变化情况分别是( ) A减少、减少 B增大、增大 C先减小后增大、增大 D减小、增大 6PCR 操作过程中，对于温度的控制，应当控制在 ( )来源:
3、A37 B室温 C80 D先为 95，然后降至 55，最后调至 72 7下列关于 DNA 的粗提取和鉴定的有关说法，正确的是( ) ADNA 在氯化钠溶液中的溶解度随氯化钠溶液浓度的增大而增大 B溶有 DNA 的 NaCl 溶液中加入 4 mL 二苯胺试剂即变蓝色 CDNA 粗提取和鉴定时，选材最好用鸡血而不用猪血 D提取洋葱的 DNA 时，在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐，食盐有利于 DNA 从细胞中释放出来 8有关 PCR 技术，下列叙述不正确的是 ( ) A多聚酶链式反应，是一种体外迅速扩增 DNA 片段的技术 B在用 PCR 技术扩增 DNA 时，DNA 的复制过程与细胞内 DNA
4、 的复制类似 CPCR 反应只需在一定的缓冲溶液中提供 DNA 模板以及四种脱氧核苷酸 DPCR 一般经历三十多次循环，每次循环分为变性、复性、延伸 9下列关于凝胶色谱法的原理及操作的叙述，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 来源: B在洗脱过程中，大分子不能进入凝胶内部而最先流出，而小分子可以进入凝胶内 部流速缓慢，最后流出 C凝胶内部有很多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 10使用凝胶色谱法分离蛋白质时，洗涤红细胞、释放血红蛋白和透析过程中
5、，分别 使用下列哪些试剂( ) 蒸馏水 生理盐水 20 mmol/L 的磷酸缓冲液 清水 柠檬酸钠 A B C D 11用于 PCR 的引物长度通常为 2030 个核苷酸，是一小段( ) ADNA BRNA C单链 DNA 或 RNA D双链 DNA 12关于 PCR 引物的说法中，不正确的是 ( ) A引物是 PCR 过程中与模板 DNA 部分序列互补，并能引导模板 DNA 的互补链合成 的(脱氧 )核苷酸序列 B引物常根据需要扩增的目标 DNA 的碱基序列用化学 合成的方法获得 CDNA 聚合酶只能使 DNA 链从引物的 3端开始向引物的 5端延伸 D引物的 3端必须具有游离的 OH 基团
6、 13将释放出的血红蛋白以 2 000 r/min 的速度离心 10 min 后，可以看到试管中的溶液 分为 4 层，其中哪一层是血红蛋白的水溶液( ) A第一层无色透明 B第二层白色 C第三层红色透明 D第四层暗红色来源: 14取 1 mL 血红蛋白溶液装入透析袋中进行透析，相关说法不正确的是( ) A透析液为 300 mL 20 mmol/L 的磷酸缓冲液 B透析时间至少为 12 h，时间过长血红蛋白也会渗漏出去 C除去了相对分子质量较小的杂质，实现了样品的粗分离 D透析也可用于更换样品的缓冲液 15下列操作正确的是( ) A分离红细胞时采用低速长时间离心 B红细胞释放出血红蛋白只需要加入
7、蒸馏水即可 C分离血红蛋白溶液要低速短时间离心 D透析时要用 20 mmol/L 的磷酸缓冲液，透析 12 h 16将人红细胞置于盛有下列液体的离心管中，10 分钟后离心，得到沉淀物和上清液， 则上清液中 K 含量最高的离心管内盛有 ( ) A10%的氯化钠溶液 B20%的蔗糖溶液来源:数理化网 C0.9%的氯化钠溶液 D蒸馏水 17血红蛋白释放时，红细胞膜破裂的原因不包括( ) A红细胞吸水膨胀 B磁力搅拌器的充分搅拌 C血红蛋白的变性 D甲苯对细胞膜的溶解 18符合 PCR 反应条件的一项是 ( ) 稳定的缓冲液环境 DNA 模板 合成引物 四种脱氧核苷酸 DNA 聚合 酶 DNA 解旋酶
8、 限制酶 温控设备 A B C D 19下列操作中，对 DNA 的提取量影响较大的是( ) 使鸡血细胞在蒸馏水中充分破裂，释放出 DNA 等核物质 搅拌时，要用玻璃棒 沿一个方向轻缓搅动 在析出 DNA 黏稠物时，要缓缓加蒸馏水，直至溶液中黏稠物不 再增多 在用酒精沉淀 DNA 时，要使用冷酒精，甚至再将混合液放入冰箱中冷却 在 DNA 的溶解和再溶解时，要充分搅拌 A B C D 20若从植物细胞中提取 DNA，发现实验效果不好，如看不到丝 状沉淀物、用二苯胺 鉴定时不显示颜色反应等，其可能的原因是( ) 植物细胞中 DNA 含量低 研磨不充分 过滤不充分 95%冷酒精的量过多 A B C
9、D 二、简答题(本题共 4 小题，共 50 分) 21(16 分)PCR 技术有效地解决了因为样品中 DNA 含量太低而难以对样品进行研究 的问题，而被广泛应用，此过程需要一种 Taq DNA 聚合酶。 请回答有关问题： (1)体内 DNA 复制过程中用解旋酶打开双链 DNA，而 PCR 技术中应用 _。 (2)Taq DNA 聚合酶是从水生耐热细菌 Taq 中分离的。 为什么 Taq 细菌能从热泉中被筛选出来呢？ _ _。 来源: Taq DN A 聚合酶的功能是_ _。 Taq DNA 聚合酶的化学本质为蛋白质，可用_法和_法进行分离。 (3)相对于细菌分离，DNA 分子的分离和提取操作要
10、复杂的多。 在 DNA 提取中两次用到蒸馏水，其目的分别是 _ _、 _。 实验中能否以哺乳动物成熟的红细胞为实验材料？为什么？ _ _。 (4)与体内 DNA 复制相比较，PCR 反应要在_中才能进 行，并且要严格控制_条件。 (5)PCR 中加入的引物有_种，加入引物的作用是 _。 22(10 分) 下面是凝胶色谱法分离血红蛋白时样品加入(图)和洗脱( 图)示意图。请 据图回答下列问题： (1)在加样品示意图中，正确的顺序是 _ _。 (2)用吸管加样品时，应注意正确操作，分别是： _；_；_。 (3)等样品_后，加入缓冲溶液。待 _接 近色谱柱底端时，用试管收集流出液，每_ mL 收集一
11、管，连续收集。 23(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( 在下图中标出)： 来源: (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 ATG C _，同时也可推断其碱基序列 是_ _ _。 24(
12、12 分) 关于“DNA 的粗提取与鉴定”实验材料的选择，也经过了多次实验效果的 比较，最终选择鸡血作实验材料。请据图回答问题：来源 : 来源: (1)鸡血细胞中红细胞含_，家鸡属于鸟类，新陈代谢旺盛，因而血液中 _细胞数目较多，可以提供丰富的_。 (2)实验前由老师制备血细胞液供同学们作实验材料，而不用鸡全血，主要原因是 _ _ _。 (3)生活在牧区的人们，采集牛、羊和马血比 较方便，若他们按实验要求完成实验步骤 后，结果是_，这是因为这些动物和人类一样，成熟的红细胞中 _，但若改用动物肝脏作实验材料，实验能顺利进行，这是因为 _ _。 (4)若选用动物肝脏作实验材料，在提取之前，最好增加
13、_ 程序，使组织细胞更 易分离。 专题 5 DNA 和蛋白质技术 1B 2.A 3.A 4D 利用磷酸缓冲液模拟细胞内的 pH 环境，保证血红蛋白的正常结构和功能，便 于分离观察(红色)和研究( 活性) 。 5C DNA 在不同浓度的 NaCl 溶液中溶解度不同，在 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中溶 解度最低，浓度大于或小于此浓度时溶解度都较高。而 DNA 溶解度低时，蛋白质的溶解 度却较高。 6D 利用 PCR 技术体外扩增 DNA 时，不需要解旋酶，而是通过加热破坏双螺旋 结构。然后再降温至 55左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链 DNA 结合。 7C 猪为哺乳动物，红细
14、胞中无细胞核，无 DNA，不能用于该实验。 8C PCR 是多聚酶链式反应的英文缩写，是一种体外迅速扩增 DNA 片段的技术。 在用 PCR 技术扩增 DNA 时， DNA 的复制过程与细胞内 DNA 的复制类似，也需要提供模 板(母链 )、酶、原料、能量等条件。PCR 一般要经历三十多次循环，每次循环可分为变性、 复性和 延伸三步。来源: 9C 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，移动速度较慢；而相对分子质量较大的蛋白 质无法进入凝胶内
15、部，路程较短，移动速度较快，因此在洗脱过程中先分离出来。不同的 凝胶，其立体网状结构不同，孔隙大小不同，因此可分离的分子大小也不同。凝胶一般对 分离的物质无吸附作用，所以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。 10C 洗涤红细胞时，为防止红细胞吸水涨破或受到其他伤害，应选用生理盐水进 行洗涤；在释放血红蛋白时，应使红细胞涨破，则选用蒸馏水处理；在透析过程中，要去 除小分子物质，因此应选用一定的缓冲液(20 mmol/L 的磷酸缓冲液 )，因此选 C。 11C 12.C 13C 血红蛋白释放后，转移到离心管中以 2 000 r/min 的速度离心 10 min 后，可
16、以 明显看到试管中的溶液分为 4 层：第一层为有机溶剂(甲苯层 )，第二层为脂溶性物质沉淀 层，第三层为红色透明的液体，是血红蛋白水溶液，第四层是其他杂质的暗红色沉淀物， 所以真正需要收集的是第三层。 14B 15D 分离红细胞应采用低速短时间离心，防止白细胞与红细胞一同沉淀，红细胞 释放血红蛋 白，需加入蒸馏水和 40%的甲苯，再在磁力搅拌器上充分搅拌 10 min，分离血 红蛋白要高速长时间离心。 16D 在人红细胞蒸馏水中渗透吸水涨破，所以其 K 含量最高。 17C 红细胞洗涤去除血浆蛋白后，再加入一定量的蒸馏水，利用渗透作用原理， 使红细胞吸水涨破。同时，加入甲苯有助于对膜的溶解。B
17、项可以加速膜的破裂。 18D PCR 反应应模拟生物细胞内 DNA 复制的条件，只是无需解旋酶( 可热变性)， 也不需要基因工程的工具酶( 限制酶) 。 19C 充分释放出核中的 DNA 分子，使进入滤液中的 DNA 量尽量得多；项是 让 DNA 充分沉淀，保证 DNA 的量；项的道理同项；在所述的操作中，可以保证 DNA 分 子的完整性，但不影响提取量。除了影响 DNA 的提取量外，使用塑料器 皿也可以减少 DNA 在操作中的损失。 20D 研磨不充分会使细胞核内的 DNA 释放不完全，提取的 DNA 量变少；过滤不 充分，也会导致提取的 DNA 量过少；若用于沉淀 DNA 的酒精量过少，也
18、会导致 DNA 的 沉淀量少，都会影响实验效果。 21(1)高温使 DNA 分子热变性 (2)热泉 7080的高温条件淘汰了绝大多数微 生物 催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键 凝胶色谱 电泳 (3)使血细胞破裂， 释放出 DNA 分子 稀释 NaCl 溶液，使 DNA 分子析出 不能，哺乳动物成熟的红细胞 中无 DNA 分子 (4)一定的缓冲溶液 温度 (5)2 作为 DNA 复制的起点 解析 (1)PCR 技术中用高温使 DNA 分子中的氢键打开，从而解旋。(2) 利用细菌特 有的特性而与其他细菌区分开来，Taq 细菌具有耐高温的特性，放在高温环境下，其他绝 大多数细菌死亡，而 Taq 细菌
19、得以保留。在 DNA 分子复制中，Taq DNA 聚合酶将一个 脱氧核苷酸的脱氧核糖和另一脱氧核苷酸的磷酸连结形成磷酸二酯键。蛋白质的分离可 以根据其分子大小和带电的性质和多少使之分离，即凝胶色谱法和电泳法。(3)在使用蒸 馏水时，第一次使血细胞破裂，第二次使 NaCl 溶液浓度降低至 0.14 mol /L。(4)PCR 反应 是在一定的缓冲溶液中进行的，并需严格控制好温度条件。(5)PCR 与体内 DNA 复制过程 中的原料是完全相同的，并加入小段单链 DNA 或 RNA 作为引物，引导 DNA 复制，可以 使游离的脱氧核苷酸与之结合形成磷酸二酯键，成为 DNA 复制的起点。 22(1)
20、(2)不要破坏凝胶表面 贴着管壁加样 使吸管 管口沿 着管壁环绕移动 (3)完全进入凝胶层 红色的蛋白质 5 23(1)DNA 单 AGCATGCGTTCAAGTCCA (2)5 5 TG 下方 (3)18 5454 AACGTAGGGTTACCCTGA 解析 本题是电泳技术的应用实例电泳技术在 DNA 测序中的应用。难度大，能 力要求较高。重点考查学生的识图能力。 解决此 题的关键是读懂图。图中给出了一个对 DNA 单链进行分析的思路。从图中可以看出，DNA 单链的磷酸末端即 5端的磷酸基团 被标记，如果选择从 A 处断开， DNA 单链中有几个 A 就能形成几条 DNA 片段。在凝胶介 质
21、上，长度不同的 DNA 片段通过电泳时因相对分子质量不同就会自然分开。根据产生 DNA 片段的个数确定 DNA 中每种碱基的个数，根据电泳时在电场中分布的先后顺序可以 确定四种碱基在 DNA 单链中的排列顺序。 (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 5 个，所以从 G 处断裂也会产生 5 种被标记片段，在电泳带上也会显示 5 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 处的 TGCA 还短，所以运动 速度比快，位于的下方。(3)此单链中的核苷酸数为 4 个 T5 个 A5 个 G4 个 C18 个，碱基序列也就已经分析出来了。 24(1)细胞核 红 DNA (2)鸡血细胞液中 DNA 相对含量高 (3)很难提取到 DNA 无细胞核 肝细胞有细胞核 (4)研磨
