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学案41　生物技术在其他方面的应用
题号
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选项
考点
题号
多聚酶链式反应扩增DNA片段
2、4、12、14
血红蛋白的提取和分离
5、6、7、8、11、13
DNA的提取与鉴定
1、3、9、10、15
　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　
一、单项选择题
1．(2013·深圳二模)一般情况下，完成下列哪项实验不需要用到氯化钠溶液(　　)
A．观察口腔上皮细胞中核酸的分布
B．观察藓类叶片中的叶绿体
C．用显微镜观察红细胞的正常形态
D．对鸡血细胞中DNA粗提取
答案：B
2．下列关于PCR的描述中，不正确的是(　　)
A．PCR技术的原理是DNA复制
B．是一酶促反应，需耐高温的解旋酶加DNA聚合酶
C．一个DNA片段经PCR扩增，可以形成2n个DNA片段(n代表循环次数)
D．PCR利用了DNA的热变性来控制DNA的解聚与结合
答案：B
3．对比“血红蛋白的提取与分离”和“DNA的提取与鉴定”两实验，有关说法中正确的是(　　)
A．二者都用到了NaCl溶液
B．二者使用的实验材料相同
C．从细胞中释放目的物的方法完全相同
D．从溶液中分离目的物的方法相同
答案：A
4．多聚酶链式反应(PCR技术)是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，由高温变性、低温退火及适温延伸等几步反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA得以迅速扩增，其简要过程如下图所示。下列关于PCR技术叙述不正确的是(　　)
A．PCR技术是在实验室中以少量DNA制备大量DNA的技术
B．反应中新合成的DNA又可以作为下一轮反应的模板
C．PCR技术中以核糖核苷酸为原料，以指数方式扩增
D．应用PCR技术与探针杂交技术可以检测基因突变
答案：C
5．相对分子质量不同的蛋白质在凝胶中的行进过程可表示为下图中的哪一个(　　)
答案：B
6．已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种蛋白质分子，其分子大小、所带电荷的性质和数量情况如图所示，下列有关该样品中蛋白质的分离的叙述正确的是(　　)
A．将样品装入透析袋中透析12 h，若分子乙保留在袋内，则分子丙也保留在袋内
B．若用凝胶色谱柱分离样品中的蛋白质，则分子甲移动速度最快
C．若将样品以2 000 r/min的速度离心10 min，分子戊存在于沉淀中，则分子甲也存在于沉淀中
D．若用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子，则分子甲和分子戊形成的电泳带相距最远
答案：A
7．下列有关“血红蛋白提取和分离”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杂质
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，是为了维持血红蛋白的结构
答案：D
8．生物产品的分离、纯化是现代生物技术中一种常见的技术。下列关于物质提取、纯化原理的叙述中，不正确的是(　　)
A．采用凝胶色谱法分离果胶酶的原理是蛋白质分子的相对分子质量不同，在色谱柱中的移动速度不同
B．使用透析法可以去除样品中相对分子质量较大的杂质
C．电泳法是利用样品中各种分子带电性质和数量以及样品分子大小不同，产生的迁移速度不同而实现样品中各种分子的分离
D．离心法分离蛋白质的依据是不同大小的分子离心时沉降速度不同
答案：B
9．下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是(　　)
A．利用DNA溶于酒精，而蛋白质不溶于酒精，可将DNA与蛋白质分离
B．利用高温能使蛋白质变性，却对DNA没有影响的特性，可将DNA与蛋白质分离
C．在溶有DNA的物质的量浓度为2 mol/L的氯化钠溶液中缓缓加入蒸馏水，轻轻搅拌后过滤，取滤液进行以后的实验
D．在DNA滤液中加入嫩肉粉，通过木瓜蛋白酶的作用，可将DNA与蛋白质分离
解析：利用DNA不溶于酒精，而蛋白质溶于酒精，可将DNA和蛋白质分开。温度过高也会影响DNA的特性，如PCR技术。在物质的量浓度为2 mol/L的氯化钠溶液中DNA溶解度最大，但加入蒸馏水后，DNA溶解度降低，DNA析出，过滤后应取其黏稠物进行以后的实验。蛋白酶能分解蛋白质，而不能分解DNA。
答案：D
二、双项选择题
10．下列关于DNA和蛋白质提取与分离实验的叙述中，正确的有(　　)
A．提取细胞中的DNA和蛋白质都需用蒸馏水涨破细胞
B．用不同浓度NaCl溶液反复溶解与析出DNA可去除蛋白质
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
答案：BD
11．(2013·湛江一模)下列对实验的相关叙述，正确的是(　　)
A．猪成熟的红细胞是提取DNA和提取血红蛋白的理想材料
B．用电泳法可分离带电性质、分子大小和形状不同的蛋白质
C．用稀释涂布平板法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目少
D．检测组织中的还原糖、蛋白质和鉴定DNA都需进行水浴加热
答案：BC
12．(2013·深圳中学检测)PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，下列有关PCR过程的叙述，不正确的是(　　)
A．变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的磷酸二酯键
B．复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的
C．延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP和四种核糖核苷酸
D．PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高
解析：变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，A错误；PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，其延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP和四种脱氧核苷酸，C错误。
答案：AC
三、非选择题
13．试回答下列“蛋白质提取与分离实验”和“叶绿体中色素提取和分离实验”的有关问题：
(1)为了提取和分离血红蛋白，首先对红细胞进行洗涤以去除杂质蛋白，洗涤时应使用生理盐水而不使用蒸馏水的原因是__________________________。
(2)若要去除血清蛋白中的小分子杂质，采用图1装置。透析液是________，一段时间后，若向烧杯中加入双缩脲试剂，透析袋内溶液是否出现紫色？__________，判断的依据： ________________。
(3)色素分离时采用的层析液是________。
(4)图2、图3分别表示电泳法分离蛋白质和纸层析法分离叶绿体中色素的结果。不同蛋白质得以分离是因为____________________；不同色素得以分离是因为____________________；条带c呈________色；条带d表示________色素。
答案：(1)防止红细胞吸水破裂　(2)(磷酸)缓冲液　出现紫色　双缩脲试剂可以透过半透膜，与袋内血清蛋白质反应，生成紫色物质　(3)石油醚　(4)不同蛋白质所带电荷性质、分子大小和形状不同，导致电泳时迁移速度不同　不同色素在层析液中溶解度不同，导致层析时扩散速度不同　黄绿色　胡萝卜素
14．多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。请回答下列有关PCR技术的基本原理及应用问题：
(1)DNA的两条链是反向平行的，通常将__________的末端称为5′端，当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的________开始延伸DNA链。
(2)PCR利用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〖WTBX〗Taq〖WTBZ〗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的每次循环可以分为____________三步。假设在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)请用简图表示出一个DNA片段PCR反应中第二轮的产物。?
(5)简述PCR技术的主要应用。
__________________________________________。
解析： (1)DNA聚合酶只能把新的核苷酸加到已经存在的核酸的3′-羟基上，与DNA母链结合的引物就提供这个羟基。(2)因PCR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复制时两条链均作为模板，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)新合成的DNA链带有引物，而最初的模板DNA的两条链不带有引物。(5)PCR技术可以对DNA分子进行扩增，所以可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Taq DNA聚合酶 选择培养基 (3)变性、复性和延伸 32
(4)如图所示?
(5)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(要求3项以上)?
15.下图表示以鸡血为实验材料进行DNA的粗提取与鉴定的操作程序，请分析回答下列问题：
(1)步骤一中，向鸡血细胞液中加入________并搅拌，可使鸡血细胞破裂。
(2)步骤二中，过滤后收集含有DNA的________。
(3)步骤三、四的操作原理是____________________；
步骤四中，通过向溶液中加入________调节NaCl溶液的物质的量浓度至________mol/L时，DNA将会析出，过滤去除溶液中的杂质。
(4)步骤七：向步骤六过滤后的________中加入等体积的冷却的________，静置2～3 min，溶液中会出现________色丝状物，这就是粗提取的DNA。
(5)步骤七：DNA遇________试剂，沸水浴5 min，冷却后，溶液呈________色。
解析：破碎红细胞应用蒸馏水，使之吸水涨破。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，在2 mol/L的NaCl溶液中DNA溶解，在0.14 mol/L的NaCl溶液中DNA析出。可通过加入蒸馏水将2 mol/L的NaCl溶液稀释为0.14 mol/L的NaCl溶液。DNA不溶于冷酒精，遇二苯胺加热呈蓝色。
答案：(1)蒸馏水　(2)滤液　(3)DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质　蒸馏水　0.14　(4)滤液　酒精　白　(5)二苯胺　蓝

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