2020秋高中生物人教版选修1课堂演练：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