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1、DNA和蛋白质技术 植物有效成分的提取(时间:45分钟 满分:100分)一、选择题(12小题,每小题4分,共48分)1下列有关“DNA的粗提取和鉴定”实验的叙述,正确的是()A用兔的成熟红细胞可提取DNAB在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成紫色C用酒精进行提纯,原因是DNA溶于酒精,蛋白质不溶于酒精DDNA对高温的耐受性一般要比蛋白质强解析:选D兔属于哺乳动物,其成熟的红细胞中无细胞核,不适合作为提取DNA的材料;DNA溶液与二苯胺试剂经沸水浴会变蓝;DNA不溶于酒精,蛋白质溶于酒精,所以可用冷却的酒精来对DNA进行提纯;大多数蛋白质不能忍受6080 的高温,而DNA在80 以上才会变性
2、。2下列关于体外扩增DNA的叙述,正确的是()ADNA聚合酶只能从5端延伸DNA链BDNA的合成方向总是从子链的3端向5端延伸C扩增DNA利用了热变性的原理D扩增的对象是氨基酸序列解析:选CDNA聚合酶不能从头开始合成DNA,只能从子链的3端延伸DNA链,因此DNA的复制需要引物,当引物与DNA母链通过碱基互补配对进行结合时,DNA聚合酶就能从引物的3端开始延伸DNA链,因此DNA的合成方向总是从子链的5端向3端延伸。PCR利用了DNA热变性原理,扩增的对象是脱氧核苷酸序列。3在植物有效成分的提取过程中,常用萃取法、蒸馏法和压榨法,下列关于这三种方法的叙述错误的是()A蒸馏法和萃取法都需要水浴
3、加热B压榨法适用于易焦糊原料的提取,如柑橘、柠檬等C萃取法适用范围较广,一般原料颗粒小、萃取温度适宜、时间长,萃取效果好D三种方法中都有过滤操作过程解析:选A蒸馏法适用于提取挥发性强的芳香油,其操作过程中直接加热,不需要水浴加热,萃取法需要水浴加热。压榨法适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取。萃取法适用范围广,要求原料的颗粒要尽可能细小,能充分浸泡在有机溶剂中。三种方法中都有过滤操作过程。4下列实验流程中,错误的是()A鲜玫瑰花清水水蒸气蒸馏油水混合物分离油层除水玫瑰油B石灰水浸泡漂洗压榨过滤静置再次过滤橘皮油C胡萝卜粉碎干燥萃取浓缩过滤胡萝卜素D挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵(果酒)醋酸发酵(果醋)
4、解析:选C胡萝卜素的提取中,在浓缩前应先过滤,以除去萃取液中的不溶物。5以下关于猪血红蛋白提纯的描述,错误的是()A洗涤红细胞时,使用生理盐水可防止红细胞破裂B猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核,提纯时杂蛋白较少C血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测D在凝胶色谱法分离过程中,血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢解析:选D分离提纯血红蛋白时用凝胶色谱法,是根据相对分子质量的大小来分离蛋白质,相对分子质量大的蛋白质移动速度较快;血红蛋白的颜色可用于观察红色区带的移动情况,并据此判断分离效果。6多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历下述30多次循环:95
5、下使模板DNA变性、解链55 下复性(引物与DNA模板链结合)72 下引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。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,在细胞内也可利用解旋酶实现B复性过程中引物与DNA模板链的结合依靠碱基互补配对原则完成C延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸DPCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高解析:选C变性中,利用95 的高温破坏氢键,DNA解聚,此过程在细胞内也可在解旋酶作用下完成;复性中,55 时引物与DNA模板链依据碱基互补配对原则结合;延伸中,需要四种脱氧核苷酸,不需要ATP;PCR技术扩增DNA
6、片段时需耐高温的酶。7(四川高考)下列有关实验操作或方法所导致结果的描述,错误的是()A用纸层析法分离色素时,若滤液细线画得过粗可能会导致色素带出现重叠B用葡萄制作果醋时,若先通入空气再密封发酵可以增加醋酸含量提高品质C提取胡萝卜素时,若用酒精代替石油醚萃取将会导致胡萝卜素提取率降低D调查人群中色盲发病率时,若只在患者家系中调查将会导致所得结果偏高解析:选B用纸层析法分离色素时,若滤液细线画得过粗,经层析液扩散后得到的色素带会过宽,甚至可能会导致色素带出现重叠;醋酸菌为好氧菌,用葡萄制作果醋时,若先通入空气再密封发酵,会降低醋酸含量和品质;胡萝卜素不溶于水,微溶于乙醇(酒精),易溶于石油醚等有
7、机溶剂,因此若用酒精代替石油醚萃取将会导致胡萝卜素提取率降低;调查人群中色盲发病率时,应该在人群中随机调查,若只在患者家系中调查,将会导致所得结果偏高。8下列关于血红蛋白的提取和分离操作的叙述,错误的是()A色谱柱内不能有气泡存在,一旦发现有气泡,必须重装B凝胶用自来水充分溶胀后,配成凝胶悬浮液C为加快凝胶膨胀,可以将加入洗脱液的湿凝胶用沸水浴加热,逐渐升温至接近沸腾,通常只需12 hD在血红蛋白提取过程中,不断用磷酸缓冲液处理,是让血红蛋白处在稳定的pH范围内,维持其结构和功能解析:选B由于装填凝胶柱时用到的是商品凝胶,为干燥的颗粒,使用前需要用蒸馏水充分溶胀后,配成凝胶悬浮液,再用洗脱液进
8、行充分洗涤平衡,使凝胶装填紧密,也可在沸水浴中加热膨胀,既可节约时间,也可除去凝胶中的微生物,排出胶粒内的空气。9下列关于提取胡萝卜素实验流程的叙述,错误的是()A萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的沸点,能够充分溶解胡萝卜素,并且不与水混溶B为了提高萃取的效率,可采用酒精灯直接加热的方法适当地提高萃取温度C萃取过程中在加热瓶口安装回流冷凝装置,是为了防止加热时有机溶剂的挥发D浓缩的过程是为了把萃取剂与胡萝卜素分开解析:选B胡萝卜素的提取过程中,不宜提高温度,更不能用酒精灯直接加热,宜采用水浴加热。10PCR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
9、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,控制“94 55 72 ”温度循环3次,则在形成的子代DNA中含有15N标记的DNA占25%DPCR中由碱基错配引起的变异属于基因突变解析:选B丙过程用到的酶是Taq DNA聚合酶,其特点是耐高温。11下列关于DNA和蛋白质提取与分离实验的叙述,正确的是()A提取DNA或血红蛋白均可用猪的红细胞或鸡的红细胞B提取细胞中的DNA和蛋白质都需用蒸馏水涨破细胞C蛋白质提取和分离过程中进行透析可以去除溶液中的DNAD蛋
10、白质和DNA都可以用电泳的方法进行分离纯化解析:选D猪的红细胞中无细胞核,不能用于提取DNA;提取DNA需用蒸馏水涨破细胞,提取蛋白质可以直接用豆浆或研磨的大豆;透析法可除去相对分子质量小的杂质,不能除去DNA;用电泳的方法可将蛋白质、DNA进行分离纯化。12如图为“DNA的粗提取与鉴定”实验的相关操作。对这些操作的目的,叙述正确的是()A是洗涤血细胞,去除血细胞表面的杂质B是溶解DNA,去除不溶于酒精的杂质C是溶解DNA,去除不溶于2 mol/L的NaCl溶液的杂质D是稀释NaCl溶液,去除不溶于低浓度NaCl溶液的杂质解析:选C是释放核物质,是提纯DNA,去除溶于酒精的杂质,是稀释NaCl
11、溶液,析出DNA。二、非选择题(共52分)13(13分)真核生物细胞内,大量DNA和蛋白质以及一些RNA等混杂在一起,难以分离。某生物兴趣小组为了获得纯度相对较高的DNA展开了实验探究。(1)分离各种物质的基本思路是根据DNA和其他物质理化性质的不同而采取一定的方法,如图是从各种物质之间_的差异角度开展研究: a取鸡血细胞悬液10 mL,加蒸馏水20 mL,同时用玻璃棒_(填“轻轻搅拌”或“快速搅拌”)。过滤,取滤液,转移到塑料材质的大烧杯中。b沿大烧杯内壁持续、缓慢地加入饱和硫酸铵溶液,用玻璃棒沿一个方向_(填“轻轻搅拌”或“快速搅拌”),同时不断收集析出的物质。图中曲线是根据鸡血中几种物质
12、的析出情况绘制的,请据图分析:c如果只收集纤维蛋白,可采取的措施是_。d先用饱和度40%的硫酸铵溶液析出绝大部分纤维蛋白和大部分球蛋白, 再在饱和度约为_的硫酸铵溶液中析出DNA(既保证DNA提取量较大又避免其他杂质过多),与此同时析出的物质还有_。(2)如果要进一步去掉其他杂质,尽可能提高获得的DNA纯度,可采取的两种办法是:将DNA与球蛋白的混合物加入到_中,收集再次析出物;用_处理溶有DNA与蛋白质的溶液。解析:(1)分析曲线图可知,不同物质在不同饱和度的硫酸铵中析出的相对量有所差别,即分离各种物质的基本思路是根据DNA和其他物质之间溶解度的差异角度开展研究:a.取鸡血细胞悬液10 mL
13、,加蒸馏水20 mL,此时可以用玻璃棒快速搅拌,加速血细胞破裂。b.沿大烧杯内壁持续、缓慢地加入饱和硫酸铵溶液,为了防止将DNA的絮状物搅碎,此时应用玻璃棒沿一个方向轻轻搅拌,同时不断收集析出的物质。c.由图看出,纤维蛋白的溶解度最低,硫酸铵饱和度在20%之前已经开始析出;在硫酸铵饱和度为30%时析出最快,说明此时的溶解度最低,且超过30%后,球蛋白也将逐渐析出,因此如果只收集纤维蛋白,可以在硫酸铵饱和度达到30%之前收集析出物。d.由图看出,DNA在饱和度约为50%的硫酸铵溶液中溶解度最小,与此同时析出的物质还有球蛋白,只是球蛋白析出量较少。(2)如果要进一步去掉其他杂质,尽可能提高获得的D
14、NA纯度,可将DNA与球蛋白的混合物加入到冷却酒精中,由于DNA不溶于酒精,而其他杂质可溶于酒精,因此收集再次析出物;酶具有专一性,可以用嫩肉粉(木瓜蛋白酶)处理溶有DNA与蛋白质的溶液,此时蛋白质水解,因此可以分离DNA和蛋白质。答案:(除标明外,每空2分,共13分)(1)溶解度(1分)a快速搅拌(1分)b轻轻搅拌(1分)c在硫酸铵饱和度达到30%之前收集析出物d50%球蛋白(2)冷却酒精嫩肉粉(木瓜蛋白酶)14(20分)下图是提取胡萝卜素的实验流程示意图,请回答下列问题:(1)除了可以从植物中提取天然胡萝卜素外,还可以从养殖的岩藻中获得或者利用_生产。(2)图中A过程表示_,此过程用到的有机溶剂应该具有很高的_,能够充分_胡萝卜素,并且不与水混溶。(3)图中B过程表示_,该过程之前进行过滤的目的是_。(4)如图是某同学对萃取的胡萝卜素样品所做的鉴定实验的结果。点样的基线一般距底边_ cm,A、B、C、D四点中,属于标准样品样点的是_。图中甲代表的物质是_,乙代表的物质是_。解析:(1)胡萝卜素的获得有三种途径:一是从植物中