2019秋 金版学案 生物·选修1（人教版）练习：专题5 专题测试卷 14页

专题测试卷(五) (时间：60 分钟 满分：100 分) 一、选择题(共 15 小题，1～10 小题每小题 3 分，11～15 小题每小 题 5 分，共 55 分。每小题只有一个选项符合题意。) 1．下列关于 DNA 和蛋白质提取与分离实验的叙述，正确的是 ( ) A．都要用猪血细胞来做实验 B．提取细胞中的 DNA 和蛋白质都需用蒸馏水涨破细胞 C．在蛋白质提取和分离过程中进行透析可以去除溶液中的 DNA D．蛋白质和 DNA 都可以用电泳的方法进行分离纯化 解析：猪血细胞中不含 DNA，所以不能用于提取 DNA，A 错误； 提取 DNA 时，如果是用动物的细胞需要用蒸馏水涨破，如果用植物细 胞则不需要，而是用洗涤剂溶解细胞膜，B 错误；在蛋白质提取和分 离过程中进行透析可以去除溶液中的小分子杂质，而 DNA 属于大分子 物质，C 错误；电泳法是常规分离纯化的方法，蛋白质和 DNA 都可以 用电泳的方法进行分离纯化，D 正确。 答案：D 2．如图表示细胞内 DNA 复制和细胞外 PCR 扩增两个过程，两反 应过程的条件中相同的是( ) A．模块 B．原料 C．酶 D．能量供应 解析：细胞内的 DNA 复制和细胞外的 PCR 扩增过程，需要的原 料相同，都是四种脱氧核苷酸。 答案：B 3．下列关于血红蛋白的提取和分离的叙述中，错误的是( ) A．红细胞的洗涤效果与洗涤次数、离心速度和离心时间有关 B．凝胶柱中适量气泡的存在会提高分离的效果 C．凝胶色谱法是一种根据相对分子质量的大小来分离蛋白质的方 法 D．判断纯化的蛋白质是否达到要求可以采用电泳法 答案：B 4．通常用哺乳动物的血液来提取和分离血红蛋白，下列叙述中正 确的是( ) A．实验时向新鲜的血液中加入柠檬酸钠的目的是防止血红蛋白变 性 B．洗涤红细胞的目的是避免细胞粘连在一起 C．分离红细胞时要进行较长时间的高速离心 D．分离后血红蛋白还要通过凝胶色谱法将样品进一步纯化 解析：A 错误，实验时向新鲜的血液中加入柠檬酸钠的目的是防 止血液凝固；B 错误，洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白；C 错误，分 离红细胞时要低速短时间离心；D 正确，分离后血红蛋白还要通过凝 胶色谱法将样品进一步纯化。 答案：D 5．在 DNA 粗提取与鉴定实验中，将第二次过滤获得的纱布上含 有的 DNA 的黏稠物(含有较多杂质)分别处理如下： 序号 操作过程 ① 放入 2 mol/L 的 NaCl 溶液，搅拌后过滤 ② 再加 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液，搅拌后过滤 ③ 再加入冷却的、同体积的 95%酒精溶液，用玻璃棒沿一个方向 搅拌，卷起丝状物 上述操作过程正确的是( ) A．①② B．①②③ C．①③ D．②③ 解析：第二次过滤后纱布上的是粗提取的 DNA，此 DNA 还含有 杂质，因此将其溶于 2 mol/L 的 NaCl 溶液中，再进行过滤，以除去不 溶于 2 mol/L 的 NaCl 溶液的杂质。然后向滤液中加入同体积的、冷却 的 95%酒精即可析出 DNA。然后挑出 DNA 进行鉴定。答案为 C。 答案：C 6．在 PCR 反应中一个 DNA 片段在 6 次循环后大约有多少个这样 的片段( ) A．8 个 B．16 个 C．32 个 D．64 个 解析：聚合酶链式反应(PCR)技术是在人为条件下进行的 DNA 分 子复制技术，而 DNA 复制为半保留方式，经过 6 个循环即复制 6 次， 则合成 26 个 DNA 拷贝，原先有 1 个 DNA，则最终可得到 1×26＝64 个 DNA 分子拷贝。 答案：D 7．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。下列说法错误的是( ) A．甲过程高温使 DNA 变性解旋，该过程不需要解旋酶的作用 B．丙过程用到的酶在高温下失活，因此在 PCR 扩增时需要再添 加 C．如果把模板 DNA 的两条链用 15N 标记，游离的脱氧核苷酸不 做标记，循环 3 次后，在形成的子代 DNA 中含有 15N 标记的 DNA 占 25% D．PCR 中由碱基错配引起的变异属于基因突变 解析：PCR 中解旋是通过高温进行的，故甲过程高温使 DNA 变 性解旋，该过程不需要解旋酶的作用，A 正确；丙过程用到的酶为耐 高温的 DNA 聚合酶，在高温下不会失活，因此在 PCR 扩增时不需要 再添加，B 错误；如果把模板 DNA 的两条链用 15N 标记，游离的脱氧 核苷酸不做标记，循环 3 次后，形成的 DNA 分子为 8 个，而含有 15N 标记的 DNA 分子为 2 个，故在形成的子代 DNA 中含有 15N标记的 DNA 占 25%，C 正确；PCR 中由碱基错配引起的变异属于基因突变，D 正 确。 答案：B 8．SCAR 标记技术即特异性序列扩增 DNA，是目前在育种应用 中首选的基因分子标记技术。下列有关 SCAR 标记技术说法正确的是 ( ) A．SCAR 标记技术的原料是核糖核苷酸 B．SCAR 标记技术反应的场所与转录的场所相同 C．SCAR 标记技术反应的催化酶与转录的酶不同 D．SCAR 标记技术无法应用于植物抗性育种 解析：由于合成 DNA 片段，SCAR 标记技术中的原料是脱氧核苷 酸，A 错误；SCAR 标记技术反应的场所与转录的场所不同，SCAR 标记技术进行的场所是体外进行的，B 错误；SCAR 标记技术反应催 化的酶是 DNA 聚合酶，转录的酶是 RNA 聚合酶，故 SCAR 标记技术 反应的催化酶与转录的酶不同，C 正确；SCAR 标记技术可以筛选出 目的基因应用于植物基因工程育种，D 错误。 答案：C 9．利用 PCR 技术扩增目的基因的过程中，需加入( ) A．耐高温的解旋酶以保证 DNA 双链完全解开 B．2 种已知核苷酸序列的引物以保证核苷酸链的延伸 C．4 种足量的核糖核苷酸以保证目的基因的扩增 D．一定量的盐酸和氢氧化钠溶液以维持 pH 的稳定 解析：PCR 技术中，采用高温使 DNA 解旋，并没有使用解旋酶， 故 A 错误；利用 PCR 技术扩增 DNA 的过程中，需要 2 种已知核苷酸 序列的引物以保证核苷酸链的延伸，故 B 正确；PCR 技术的原理是 DNA 复制，需要 4 种足量的脱氧核糖核苷酸作为原料，故 C 错误；利 用 PCR 技术扩增 DNA 的过程中，需要一定量的缓冲溶液以维持 pH 的稳定，因为 PCR 反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行，故 D 错 误。 答案：B 10．在利用鸡血进行“DNA 的粗提取与鉴定”的实验中，下列叙 述正确的是( ) A．用蒸馏水将 NaCl 溶液浓度调至 0.14 mol/L，滤去析出物 B．调节 NaCl 溶液浓度或加入木瓜蛋白酶，都可以去除部分杂质 C．将丝状物溶解在 2 mol/L NaCl 溶液中，加入二苯胺试剂即呈 蓝色 D．由于 DNA 对高温耐受性较差，故需向 DNA 滤液中加入冷酒 精 解析：DNA 在浓度为 0.14 mol/L NaCl 溶液中的溶解度最低，因 此用蒸馏水将 NaCl 溶液浓度调至 0.14 mol/L，DNA 析出，应该去除 滤液，A 错误；根据 DNA 和蛋白质的溶解度以及对酶的耐受性不同， 调节 NaCl 溶液浓度或加入木瓜蛋白酶，都可以去除部分杂质，B 正确； 将丝状物溶解在 2 mol/L NaCl 溶液中，加入二苯胺试剂后要经过沸水 浴才能呈现蓝色，C 错误；由于 DNA 不溶于酒精，蛋白质溶于酒精， 因此需向 DNA 滤液中加入冷酒精以进一步纯化 DNA，D 错误。 答案：B 11．下列关于有关科学方法的叙述，错误的是( ) A．分离各种细胞器用差速离心法 B．叶绿体中色素提取用纸层析法 C．血红蛋白的提取和分离时用凝胶色谱法、电泳法 D．验证 DNA 半保留复制用同位素标记法和密度梯度离心法 解析：由于各种细胞器的质量和密度不同，所以运用差速离心法， 可以将细胞中各种细胞器相互分离开来，A 正确；叶绿体中色素分离 用纸层析法，B 错误；分离与纯化血红蛋白可用凝胶色谱法，也用电 泳法等，C 正确；验证 DNA 半保留复制时可用同位素标记法和密度梯 度离心法，D 正确。 答案：B 12．将经处理破裂后的红细胞混合液以 2 000 r/min 速度离心 10 min 后，离心管中溶液分为 4 层，血红蛋白位于从下至上的( ) A．第一层 B．第二层 C．第三层 D．第四层 解析：分离血红蛋白溶液时，将搅拌好的混合液转移到离心管中， 经过中速长时离心后，可明显看到试管中溶液分为 4 层，从上往下数， 第 1 层为甲苯层，第 2 层为脂溶性物质的沉淀层，第 3 层为血红蛋白 水溶液，第 4 层为杂质沉淀层。因此，血红蛋白位于从下至上的第二 层。 答案：B 13．已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种物质，其分子大 小、电荷的性质和数量情况如图所示。下列叙述正确的是( ) A．将样品以 2 000 r/min 的速度离心 10 min，若分子戊存在于沉 淀中，则分子甲也一定存在于沉淀中 B．若五种物质为蛋白质，则用凝胶色谱柱分离时，甲的移动速度 最快 C．将样品装入透析袋中透析 12 h，若分子乙保留在袋内，则分 子甲也保留在袋内 D．若五种物质为蛋白质，用 SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样 品中的蛋白质分子，则分子甲和分子丙形成的电泳带相距最远 解析：A.由于甲的分子量小于戊，将样品以 2 000 r/min 的速度离 心 10 min，若分子戊存在于沉淀中，则分子甲不一定存在于沉淀中， A 错误；B.由于甲蛋白质分子量最小，最容易进入凝胶内部的通道， 路程最长，移动的速度最慢，B 错误；C.分子量大小是甲＜乙，透析 时分子乙保留在袋内，则分子甲不一定保留在袋内，C 错误；D.SDS －聚丙烯酰胺凝胶电泳的迁移速率完全取决于分子本身的大小，由于 甲和戊的分子量差距最小，因此二者之间的电泳带相距最近，D 正确。 答案：D 14．利用 PCR 技术将某 DNA 分子扩增 n 代的过程中，下列叙述 错误的是 ( ) A．引物越短，PCR 出来的非目标 DNA 就越多 B．在适温延伸过程中，需要提供 ATP C．引物中 G/C 含量越高，复性温度越高 D．共有 2n－1 对引物参与子代 DNA 分子的合成 解析：在适温延伸过程中，不需要提供 ATP。 答案：B 15．蛋白质的提取和分离分为哪几步，依次是( ) A．样品处理、凝胶色谱操作、SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳 B．样品处理、凝胶色谱操作、纯化 C．样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定 D．样品处理、纯化、粗分离、纯度鉴定 解析：蛋白质的提取和分离的程序分为：样品处理、粗分离、纯 化、纯度鉴定四步。A 项描述的是实验操作过程中的技术。 答案：C 二、非选择题(共 5 小题，共 45 分) 16.(8 分)如右图是利用鸡血粗提取 DNA 的基本操作，据图分析回 答： (1)若乙为鸡血细胞液， 则甲为________， 该操作的实验目的 是__________________________________________________。 (2)若乙为含 DNA 的浓 NaCl 溶液，则甲为________，该操作的实 验目的是去除________(填“不溶”或“可溶”)性杂质。 (3)若该操作玻璃棒上能卷起白色丝状物，则甲为______________。 解析：(1)向鸡血细胞液中加蒸馏水，其目的是使鸡血细胞吸水涨 破释放出 DNA。 (2)向含 DNA 的浓 NaCl 溶液中加入蒸馏水，DNA 溶解度降低会 析出，从而去除可溶性杂质。 (3)DNA和杂质分子在95%的冷酒精溶液中溶解度存在差异，DNA 不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精溶液，故可去除溶 于酒精溶液的杂质，向烧杯内溶解有 DNA 的 NaCl 溶液中加入 95%的 冷酒精溶液，可用玻璃棒卷起白色丝状物(DNA)。 答案：(1)蒸馏水 使鸡血细胞吸水涨破释放出 DNA (2)蒸馏水 可溶 (3)95%的冷酒精溶液 17．(9 分)用基因工程技术从分离、提纯的圆褐固氮菌中获取固氮 基因，然后进行 PCR 扩增。表 1 和表 2 分别表示用 PCR 扩增固氮基 因的反应体系及反应条件。 表 1 PCR 反 应体系 缓冲 液 脱氧核苷 酸 引物A 引物 B DNA 聚 合酶 模板 DNA 50 μL 50 μL 0.5 μL 50 μL 0.5 μL 0.5 U 1～2 μL 加去离子 水补足至 50 μL 表 2 反应 条件 复性 延伸 30 次循环后 保温 温度 55 ℃ 72 ℃ 适宜 4 ℃ 时间 30 s 1 min 5～10 min 2 h (1)从表 1 和表 2 中可得出，PCR 技术与 DNA 复制相比较，主要 区别之一是________。此外，从反应条件看，所使用的 DNA 聚合酶应 具有________的特点。 每次循环都需要 2 种引物的主要原因是__________________。 (2)在对固氮基因产物的生产研究中，需要从复杂的细胞混合物中 提取、分离高纯度的蛋白质。下图表示蛋白质提取和分离实验涉及的 相关原理。 图甲 图乙 ①图甲表示相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶色谱法分离的过 程。试管中收集到的液体最先出现的是相对分子质量较大的蛋白质， 原因______________________________________________。 ②图乙所示实验模拟电泳现象，U 型管左侧的颜色逐渐变深，原 因是__________________________________________________。 解析：PCR 的含义是多聚酶链式反应；PCR 技术反应的条件：稳 定的缓冲溶液环境、DNA 模板、合成引物、四种脱氧核苷酸、DNA 聚合酶、温控设备；PCR 技术最突出的优点是快速、高效、灵活、易 于操作；TaqDNA 聚合酶的特点是：耐高温。(1)从表 1 中可得出，PCR 技术与 DNA 复制相比较，不需要 ATP(或需要加入引物，或不需要解 旋酶等)。PCR 技术中 DNA 聚合酶应具有耐高温的特点。每次循环都 需要 2 种引物的主要原因是 DNA 聚合酶只能从 3′端开始延伸 DNA 链。 (2)①因为蛋白质相对分子量较大，被排阻在凝胶颗粒外面，在颗粒之 间迅速通过，所以试管中收集到的液体最先出现的是相对分子质量较 大的蛋白质。②Fe(OH)3 胶体带正电荷，在电场作用下，向阴极移动， 导致 U 型管左侧的颜色逐渐变深。 答案：(1)不需要 ATP(或需要加入引物，或不需要解旋酶等) 耐 高温 DNA 聚合酶只能从 3′端开始延伸 DNA 链 (2)①相对分子质量较大的蛋白质，从凝胶颗粒之间的间隙穿过凝 胶柱，路程短，移动速度较快，最先洗脱出来 ②Fe(OH)3 胶体带正电 荷，在电场作用下，向阴极移动 18．(12 分)在遗传病及刑侦破案中常需要对样品 DNA 进行分析， PCR 技术能快速扩增 DNA 片段，在几个小时内复制出上百万份的 DNA 拷贝，有效地解决了因为样品中 DNA 含量太低而难以对样品进 行分析研究的问题。据图回答相关问题。 a 链 5′—G—G……T—C—3′ 5′—G—G—OH(引物Ⅰ) b 链 3′—C—C……A—G—5′ ________(引物Ⅱ) 95 ℃↓ 5′—G—G……T—C—3′ 3′—C—C……A—G—5′ 55 ℃↓ 5′—G—G—OH 5′—G—G……T—C—3′ 3′—C—C……A—G—5′ 72 ℃↓ ________________ __________________ (1)在相应的横线上写出引物Ⅱ，并在复性这一步骤中将引物Ⅱ置 于合适的位置。 (2)在相应的横线上写出循环一次后生成的 DNA 分子。 (3)若将作为原料的四种脱氧核苷酸用 32P 标记，请分析循环一次 后生成的 DNA 分子的特点：________，循环 n 次后生成的 DNA 分子 中不含放射性的单链占总单链的比例为________。 (4)PCR 反应过程的前提条件是________，PCR 技术利用了 DNA 的________原理解决了这个问题。 (5)在对样品 DNA 分析过程中发现，DNA 掺杂着一些组蛋白，要 去除这些组蛋白可加入的物质是________。 答案：(1)5′—G—A—OH(或 HO—A—G—5′) 55 ℃↓ HO—A—G—5′ 5′—G—G—OH 5′—G—G……T—C—3′ 3′—C—C……A—G—5′ (2)3′—C—C……A—G—5′ 5′—G—G……T—C—3′ 5′—G—G……T—C—3′ 3′—C—C……A—G—5′ (3)每个 DNA 分子各有一条链含 32P 1 2n (4)DNA 解旋 热变性 (5)蛋白酶 19．(8 分)回答有关蛋白质分离和纯化的问题： (1)要获得血清蛋白的粗制品，必须将含有柠檬酸钠的血液进行 ________处理，然后将________装入透析袋中除去________。 (2)要获得血红蛋白，应如何破碎红细胞？________________。 (3)下图为血清蛋白通过醋酸纤维薄膜的电泳图谱，你认为含量最 多的蛋白质是________，含负电荷最多的球蛋白是________，相对分 子质量最大的球蛋白是________。 (4)电泳是目前应用最为普遍的________蛋白质的方法。 答案：(1)离心 上清液 小分子物质 (2)加蒸馏水使其胀破 (3) 清蛋白 α1球蛋白 γ球蛋白 (4)(分离)纯化 20．(8 分)下图为“DNA 的粗提取与鉴定”实验的相关操作。 (1)图中实验材料 A 可以是________等，研磨前加入的 B 应该是 _____________________________________________________。 (2)通过上述所示步骤得到滤液 C 后，再向滤液中加入 2 mol/L 的 NaCl 溶液的目的是________，再过滤得到滤液 D，向滤液 D 中加入蒸 馏水的目的是________________________________________。 (3)在“DNA 的粗提取与鉴定”实验中，将含有一定杂质的 DNA 丝状物分别放入体积为 2 mL 的 4 种溶液中，经搅拌后过滤，获得如表 所示的 4 种滤液，含 DNA 最少的是滤液________。 1 B 液中 研磨搅拌后过滤 滤液 E 2 2 mol/L NaCl 溶液 搅拌后过滤 滤液 F 3 0.14 mol/L NaCl 溶液 搅拌后过滤 滤液 G 4 冷却的 95%的酒精溶液 搅拌后过滤 滤液 H (4)DNA 鉴定的原理是_______________________________ _____________________________________________________。 解析：(1)用洋葱、菜花等破碎细胞时，加入一定量的洗涤剂和食 盐，洗涤剂可以溶解细胞膜，有利于 DNA 的释放，食盐主要成分是 NaCl，有利于 DNA 的溶解。(2)在含有 DNA 的滤液中，加入 2 mol/L 的 NaCl 溶液，可以使 DNA 溶解而杂质析出；在滤液 D 中加入蒸馏水， 当 NaCl 浓度为 0.14 mol/L 时，DNA 溶解度最小而析出。(3)在滤液 E 中，只是除去了部分杂质，则含 DNA 较多；在滤液 F 中，除去了较 多的蛋白质等，则含 DNA 最多；在滤液 E 中，因 DNA 析出，则含 DNA 较少；在滤液 H 中，因 DNA 不溶于体积分数为 95%的冷酒精， 则含 DNA 最少。(4)DNA 遇二苯胺(沸水浴)会被染成蓝色。 答案：(1)洋葱(菜花等) 洗涤剂和食盐 (2)使 DNA 溶解 使 DNA(溶解度下降而沉淀)析出 (3)H (4)在沸水浴条件下，DNA 遇二苯胺会被染成蓝色