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单元质量评估(五)


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单元质量评估(五)
(专题 5) (45 分钟 100 分)

一、选择题(共 10 小题,每小题 6 分,共 60 分) 1.下列关于 DNA 粗提取与鉴定实验的说法,错误的是( A.充分溶解 DNA 的盐溶液是 2 mol/L 的 NaCl 溶液 B.实验中提取较纯净的 DNA 利用了 DNA 不溶于酒精的特点 C.对最后提取的 DNA 用二苯胺试剂鉴定时需沸水浴加热 D.实验操作过程中先后两次加入蒸馏水的作用相同 2.在下列图示中,可以正确反映 DNA 溶解度与 NaCl 溶液浓度之间关系的是 ( ) )

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3.DNA 粗提取与鉴定实验中有三次过滤: (1)过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液 (2)过滤含黏稠物的 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液 (3)过滤溶解有 DNA 的 2 mol/L 的 NaCl 溶液 以上三次过滤分别为了获得( )

A.含核物质的滤液、纱布上的黏稠物、含 DNA 的滤液 B.含核物质的滤液、滤液中 DNA 黏稠物、含 DNA 的滤液 C.含核物质的滤液、滤液中 DNA 黏稠物、纱布上的 DNA D.含较纯 DNA 的滤液、纱布上的黏稠物、含 DNA 的滤液 4.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 ① ② ③ 卷起丝状物 上述操作过程正确的是( A.①② ) C.①③ ) D.②③ 操作过程 放入 2 mol/L 的 NaCl 溶液,搅拌后过滤 再加 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液,搅拌后过滤 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,

B.①②③

5.下列关于 PCR 技术的叙述,错误的是(

A.PCR 技术和 DNA 体内复制所用到的酶种类有所不同 B.PCR 反应过程要消耗四种脱氧核苷酸 C.PCR 反应用到的引物是一小段 DNA 或 RNA
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D.原料是从子链的 5′端连接上来的 6.如图表示 PCR 扩增的产物,请分析它是哪次循环的产物( )

A.第一次循环 C.第三次循环

B.第二次循环 D.第四次循环 )

7.下列关于蛋白质的提取和分离的叙述,正确的是(

A.在凝胶色谱柱内,相对分子质量较大的蛋白质路程较长,但移动速度较快 B.从凝胶色谱柱中最后分离出来的是相对分子质量较小的蛋白质 C.蛋白质的纯化使用最多的方法是 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法 D.分离血红蛋白溶液时,离心管的第四层是白色薄层固体 8.下列有关“血红蛋白的提取和分离”的相关叙述中,正确的是( A.用蒸馏水进行红细胞的洗涤,其目的是去除细胞表面的杂蛋白 B.将血红蛋白溶液进行透析,其目的是去除相对分子质量较大的蛋白质 C.血红蛋白释放时加入有机溶剂,其目的是使血红蛋白溶于有机溶剂 D.整个过程不断用磷酸缓冲液处理,其目的是为了维持血红蛋白的结构和特性 9.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.防止血红蛋白被氧气氧化 B.血红蛋白是一种碱性物质,需磷酸中和 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 10.下面说法正确的是(多选)( )
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)

)

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A.在一定范围内,缓冲溶液能够抑制外界的酸和碱对溶液 pH 的影响,维持 pH 基 本不变 B.缓冲溶液通常由 1 种~2 种缓冲剂溶解于水中配制而成 C.电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程 D.透析袋能使大分子自由进出,而将小分子保留在袋内 二、非选择题(共 3 小题,共 40 分) 11.(14 分)回答下列有关“DNA 的粗提取与鉴定”实验的问题。 (1)如图为该实验过程中的一些重要操作示意图。

①正确的操作顺序是 ②上图 C、E 步骤都加入蒸馏水,但其目的不同,分别是 和 。



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③图 A 步骤中所用酒精必须是经过 是

才能使用,该步骤的目的 。 试

(2)为鉴定 A 中所得到的丝状物的主要成分为 DNA,可滴加 剂,沸水浴后,如果出现 ,则该丝状物的主要成分为 DNA。

12.(10 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 下列问题: (1)DNA 的两条链是反向平行的,通常将 末端称为 5′端,当引物与 DNA 开始延伸

母链通过碱基互补配对结合后,DNA 聚合酶就能从引物的 DNA 链。

(2)PCR 技术利用了 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 。 三步。假设

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 、 、

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)简述 PCR 技术的主要应用(要求 3 项以上)。 ___________________________________________________________________。 13.(16 分)(能力挑战题)随着人类基因组计划的进展和多种生物基因组测序工 作的完成,人类跨入了后基因组和蛋白质组时代。对蛋白质进行研究与应用时, 首先要获得纯度较高的蛋白质。 (1)血红蛋白提取的具体过程可分为:
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a.红细胞的洗涤。具体操作过程是: ___________________________________________________________________; b. ; c.分离血红蛋白溶液。 (2)透析后的样品还需经过凝胶色谱法进一步纯化,其目的是 装填凝胶色谱柱时,要注意色谱柱内不能有气泡,这是因为 _ 。 __

___________________________________________________________________。 样品的洗脱过程中,待红色的血红蛋白接近 时开始收集流出液。 (3)判断纯化的蛋白质是否达到要求,可用电泳法对样品进行 电泳是指 , 。

答案解析
1.【解析】选 D。实验中先后两次加入蒸馏水的作用不相同,第一次加入是为了 使红细胞破裂释放 DNA,第二次是调节 NaCl 溶液浓度,析出 DNA。 2.【解析】选 C。在 NaCl 溶液的浓度为 0.14 mol/L 时,DNA 的溶解度最小,而蛋 白质的溶解度较大;NaCl 溶液的浓度高于或低于 0.14 mol/L 时,随着其浓度的 升高或降低,DNA 的溶解度都会逐渐增大。

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3.【解析】选 A。用蒸馏水稀释鸡血细胞液,使血细胞的细胞膜、核膜破裂,释放 出核物质,此时过滤只能得到含 DNA 和其他物质如蛋白质的滤液,这种滤液必须 经过实验中其他步骤的相继处理,方能得到较纯的 DNA。DNA 在 0.14 mol/L NaCl 溶液中溶解度最低,成丝状黏稠物,可经过滤留在纱布上,DNA 在 2 mol/L NaCl 溶 液中溶解度高,溶解在滤液中,过滤是为了除去不溶的杂质,得到溶解有 DNA 的滤 液。 4.【解析】选 C。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、冷却的体积分数为 95%的酒精即可析 出 DNA,然后挑出 DNA 进行鉴定。 5.【解析】选 D。由于 DNA 聚合酶只能从引物的 3′端开始延伸 DNA 链,因此原 料也只能从 3′端连接。 6.【解析】选 A。在 PCR 反应中以引物为标记,第一次循环时,以加入的 DNA 为模 板,两条 DNA 链分别由引物Ⅰ和引物Ⅱ与其结合,并在 DNA 聚合酶的作用下延伸, 所以,形成的每个子代 DNA 中只有一种引物。从第二次循环开始,第一次产物的 DNA 分子又可作为模板参与反应,形成的 DNA 分子两端都含有引物。 7.【解析】选 B。在凝胶色谱柱内,相对分子质量较大的蛋白质不能进入凝胶内, 路程短,移动速度快;而相对分子质量较小的蛋白质会进入凝胶内,路程长,移动 速度慢,最后洗脱出来的是相对分子质量较小的蛋白质。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电 泳法是蛋白质纯度鉴定使用最多的方法。分离血红蛋白溶液时,离心管将出现四 层,其中第四层是其他杂质的暗红色沉淀物。

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8.【解析】选 D。A 选项应该用生理盐水洗涤。B 选项中的血红蛋白为大分子, 透析的目的是为了除去小分子物质。C 选项的目的是使红细胞破裂,释放出血红 蛋白。 9.【解析】选 D。缓冲溶液能维持反应体系的 pH 稳定。利用磷酸缓冲液模拟细 胞内的 pH 环境,可保证血红蛋白的正常结构和功能,便于分离观察和研究。 10.【解析】选 A、B、C。透析袋一般是用硝酸纤维素制成的。透析袋能使小分 子自由进出,而将大分子保留在袋内。透析可以除去样品中相对分子质量较小的 杂质,或用于更换样品的缓冲液。 11.【解题关键】解答本题的关键是明确 DNA 的特性、DNA 提取的过程、DNA 鉴 定的原理、各试剂的作用等知识。答题过程中,注意作答的严谨性和条理性。 【解析】DNA 提取过程的操作顺序为:破碎、过滤、提纯、析出。C 为破碎过程, 加蒸馏水的目的是加速血细胞的破裂。D 过程为提纯过程,加蒸馏水的目的是降 低 NaCl 溶液的浓度。析出过程中需要用冷却的酒精,因此加入前要充分预冷。 鉴定过程需要用到二苯胺试剂与之反应呈蓝色。 答案:(1)①C→B→E→D→A ②加速血细胞的破裂 降低 NaCl 溶液的浓度,使 DNA 析出 ③充分预冷 提取含杂质较少(或较纯净)的 DNA

(2)二苯胺 蓝色 12.【解析】(1)DNA 聚合酶工作时必须要有一个引物,它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 RNA 引物就提供这个羟基。

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(2)因 PCR 技术利用了 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 复制的两条链均作为模板,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)PCR 技术可以对 DNA 分子进行扩增,所以可应用于遗传疾病的诊断、 刑侦破案、 古生物学、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 TaqDNA 聚合酶 (3)变性 复性 延伸 32 选择培养基

(4)遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和 DNA 序列测定 13.【解析】(1)血液中存在血浆蛋白,通过低速短时间离心析出上层透明的血浆 蛋白,下层为暗红色红细胞。然后再用五倍体积的生理盐水低速短时间离心,重 复洗涤三次,可得到较纯净的红细胞。然后放在蒸馏水中,使其吸水涨破,释放出 血红蛋白。 (2)透析可使小分子物质与血红蛋白分离,而凝胶色谱法可使血红蛋白与相对分 子质量较大的杂质蛋白分离,但气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序。待红色 的血红蛋白接近底端时代表血红蛋白即将洗脱出来。 (3)电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程,不同分子移动速度不同, 因此可用来对蛋白质进行纯度鉴定。 答案:(1)将采集的血样低速短时间离心,析出上层透明的黄色血浆,再用五倍体 积的生理盐水低速短时间离心,重复洗涤三次 血红蛋白的释放
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(2)去除相对分子质量较大的杂质蛋白 气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次 序,降低分离效果 色谱柱底端 (3)纯度鉴定 带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程

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