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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DNA B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 8
2、0 以上才会变性。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C DNA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()
3、A蒸馏法和萃取法都需要水浴加热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
4、精发酵(果酒)醋酸发酵(果醋)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
5、过程一般经历下述30 多次循环：95 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，
6、需要四种脱氧核苷酸，不需要ATP；PCR技术扩增DNA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
7、质；胡萝卜素不溶于水，微溶于乙醇(酒精)，易溶于石油醚等有机溶剂，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 h D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
8、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
9、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，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
10、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DNA D蛋白质和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N
11、aCl 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 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
12、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
13、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，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
14、。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DNA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
15、(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：胡萝卜 粉碎 干燥 A 过滤 B 胡萝卜素(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
16、)胡萝卜素的获得有三种途径：一是从植物中提取，二是从岩藻中获得，三是利用微生物发酵生产。(2)图中 A是萃取，所用萃取剂应具有较高的沸点，并能充分溶解胡萝卜素。(3)B 为浓缩，浓缩之前进行过滤可以除去萃取液中的不溶物。(4)图中 A和 D 只有一个色素带，应是标准样品的样点，B 和 C为提取样品的样点。甲代表的物质是-胡萝卜素，乙代表的物质主要是其他色素和杂质。答案：(每空2 分，共20 分)(1)微生物的发酵(2)萃取沸点溶解(3)浓缩除去萃取液中的不溶物(4)2A、D-胡萝卜素其他色素和杂质15(19 分)蛋白质分子内含有各种酸性基团和碱性基团，如肽链末端的-氨基和 -羧基、天冬氨酸和谷
17、氨酸残基中的羧基、赖氨酸和组氨酸残基中的各种碱性基团，所以蛋白质是两性电解质。在酸性溶液中，碱性基团的解离程度增大，使蛋白质带正电荷；在碱性溶液中，酸性基团的解离程度加强，使蛋白质带负电荷。当溶液到达某一 pH时，蛋白质可因内部酸性或碱性基团的解离程度相等而呈等电状态，这时溶液的pH叫蛋白质的等电点。不处于等电点状态的蛋白质分子的正、负电荷量是不相同的。试回答下列问题。(1)多数蛋白质的等电点近于5，一般含碱性基团较多的蛋白质的等电点_(填“偏高”或“偏低”)(2)根据等电点的不同，可用_方法将不同种类的蛋白质分子分开。(3)简述根据等电点分离不同种类蛋白质分子的原理。_ _。(4)在血红蛋白
18、提取和分离实验中，对分离得到的血红蛋白溶液要进行透析，除去相对分子质量较小的杂质蛋白质。请利用所给的实验材料对该透析实验进行验证。实验目的：验证透析的基本原理和操作。实验原理：_；_ _。实验材料：透析管或透析袋烧杯玻璃棒电磁搅拌器试管及试管架实验试剂：1 mL 血红蛋白溶液300 mL 物质的量浓度为20 mmol/L 的磷酸缓冲液(pH 为 7.0)实验步骤：_；_ _。答案：(除标明外，每空3 分，共 19 分)(1)偏高(2 分)(2)电泳(2 分)(3)调节电泳槽中缓冲液的pH，使某种蛋白质处于等电点状态，而其他蛋白质带有电荷，在电场作用下，带有正、负电荷的蛋白质分别移向两极，而不带电荷的蛋白质留在原处(4)实验原理：蛋白质是大分子物质，不能透过透析袋，而小分子物质可以自由透过在分离提纯蛋白质的过程中，常利用透析的方法使蛋白质与其中夹杂的小分子物质分开实验步骤：取1 mL血红蛋白溶液装入透析袋中，将透析袋放入盛有300 mL物质的量浓度为20 mmol/L 的磷酸缓冲液的烧杯中不断更换烧杯中的缓冲液，并用电磁搅拌器不断搅动缓冲液，以加速透析过程，透析12 h