2019_2020学年高中生物专题5DNA和蛋白质技术跟踪测评5(含解析)新人教版选修1

DNA和蛋白质技术
(时间：60分钟满分：100分)
一、选择题(每小题2分，共50分)
1．做DNA粗提取和鉴定实验时，实验材料用鸡血而不用猪血的原因是( )
A．鸡血的价格比猪血的价格便宜
B．猪的成熟的红细胞中没有细胞核，不易提取到DNA
C．鸡血不会凝固，猪血会凝固
D．用鸡血提取DNA比用猪血提取操作简便
B解析DNA是生物的遗传物质，主要存在于细胞核中。

生物实验材料的选择原则：一是容易获得；二是实验现象明显。

做DNA粗提取与鉴定实验时，实验材料不选猪血是因为哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核，不易提取到DNA，而鸟类、爬行类等动物成熟的红细胞中有细胞核，实验现象明显。

2．在实验中，人们用鸡的红细胞提取DNA，用人的红细胞提取血红蛋白的原因是( ) A．鸡的红细胞无血红蛋白，人的红细胞有血红蛋白
B．鸡的红细胞有线粒体，人的红细胞无线粒体
C．鸡的红细胞有细胞核，人的成熟红细胞无细胞核，含较多的血红蛋白
D．鸡的红细胞进行有氧呼吸，人的红细胞进行无氧呼吸
C解析鸡(鸟类)的红细胞具有完整的细胞核，含有核DNA，便于进行DNA的提取；人的成熟红细胞无细胞核，结构简单，血红蛋白含量丰富，便于提取血红蛋白。

3．在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，如果实验材料是植物细胞，需要加入洗涤剂并搅拌。

下列相关说法正确的是( )
A．加入洗涤剂是为了溶解细胞膜和核膜
B．要快速搅拌产生泡沫以加速细胞膜的溶解
C．先加入洗涤剂，搅拌和研磨后再加入食盐
D．加入洗涤剂是为了清洗植物细胞表面的污垢
A解析提取植物材料中的DNA时，需在切碎的组织中加入一定量的洗涤剂和食盐。

加入洗涤剂的目的是溶解细胞膜和核膜，以利于DNA的释放，同时要进行充分地搅拌和研磨，使DNA完全释放。

搅拌时应轻缓、柔和，避免产生大量泡沫，以利于后续操作。

4．在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，实验原理是DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，DNA的溶解度与下图所示曲线的对应点描述相符合的是( )
A．a点浓度最适合析出DNA
B．b点浓度最适合析出DNA
C．c点浓度最适合析出DNA
D．d点浓度最适合析出DNA
B解析如题图所示，DNA在物质的量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最小，故这一浓度最适合析出DNA；随着NaCl溶液浓度的增大或减少，DNA溶解度逐渐增大。

5．下列关于“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是( )
A．洗涤剂能瓦解细胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度
B．将DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝
C．常温下菜花匀浆中有些酶类会影响DNA的提取
D．用玻璃棒缓慢搅拌滤液会导致DNA获得量减少
C解析提取植物细胞中DNA时加入洗涤剂，可瓦解植物细胞膜，有利于DNA的释放，但不能增加DNA在NaCl溶液中的溶解度；含DNA的丝状物应先溶解在物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺试剂在沸水浴条件下检测；菜花匀浆中含有DNA水解酶，常温下其活性较高，可催化DNA水解，从而影响DNA的提取；用玻璃棒缓慢搅拌滤液不会使DNA分子断裂，因而不会导致DNA的获得量减少。

6．下列对“DNA的粗提取和鉴定”实验原理的叙述，正确的是( )
A．利用DNA能溶于酒精溶液，而蛋白质不溶于酒精溶液，可将DNA与蛋白质分离
B．利用85 ℃的高温能使蛋白质变性，却对DNA没有影响的特性，将DNA与蛋白质分离
C．利用DNA在0.14 mol·L－1NaCl溶液中溶解度最大特点，可将DNA与杂质分离
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
D解析DNA不溶于酒精溶液，而某些蛋白质能溶于酒精溶液，利用体积分数为95%的冷酒精可将DNA与蛋白质分离，A项错误；高温对蛋白质和DNA都有影响，只是DNA对高温的耐受性强于蛋白质，B项错误；利用DNA在0.14 mol·L－1NaCl溶液中溶解度最小的特点，可将DNA与杂质分离，C项错误；利用酶的专一性，蛋白酶只能分解蛋白质，而不能分解DNA，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，D项正确。

7．若从植物细胞中提取DNA，发现实验效果不好，如看不到丝状沉淀物、用二苯胺鉴定时不显示颜色反应等，其可能的原因是( )
①植物细胞中DNA含量低②研磨不充分
③过滤不充分④95%冷酒精的量过多
A．①②B．③④
C．①④D．②③
D解析研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全，提取的DNA量过少；过滤不充分，也会导致提取的DNA量过少；若用于沉淀DNA的酒精量过少，会导致DNA的沉淀量少。

8．在DNA的粗提取与鉴定实验中，将第三次过滤获得的纱布中含有的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、等体积的95%酒精溶液，用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物
A．①②B．①②③
C．①③D．②③
C解析第三次过滤后在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。

然后向滤液中加入等体积的、冷却的95%酒精，即可析出DNA。

9．如图所示是关于“DNA的粗提取与鉴定”的实验。

下列相关叙述中，错误的是( )
A．①中的操作目的是使血细胞破裂
B．向②中得到的滤液中加入浓度为2 mol/L的NaCl溶液的目的是溶解DNA
C．③中再加入蒸馏水的目的是降低NaCl溶液的浓度，析出DNA
D．如果要提取洋葱的DNA，需要加入一定量的洗涤剂和食盐，充分搅拌即可
D解析①中的操作使细胞吸水涨破，释放核物质，A项正确；向②中得到的滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液，目的是溶解DNA，然后再加入蒸馏水，降低NaCl溶液浓度，从而析出DNA，B、C项正确；如果用洋葱作为实验材料，加入一定量的洗涤剂和食盐后，要进行研磨和搅拌，D项错误。

10．如图是利用鸡血粗提取DNA的基本操作，下表中操作目的不能实现的是( )
选项烧杯甲中的试剂烧杯乙中的液体或物质操作目的
确；向含DNA的浓NaCl溶液中加入蒸馏水，可使DNA的溶解度降低，从而析出DNA，除去溶于低浓度NaCl溶液的杂质，B项错误；向含DNA的浓NaCl溶液中加入冷却的酒精，因DNA 不溶于酒精，一些杂质能溶于酒精，可提取纯度较高的DNA，C项正确；纱布上的黏稠物是DNA，在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度较高，可除去一些不溶于2 mol/L NaCl溶液的杂质，D项正确。

11．下列关于DNA的粗提取与鉴定实验和血红蛋白的提取和分离实验的叙述，正确的是( )
A．前者选择鸡血细胞作为实验材料较好，后者选择哺乳动物成熟的红细胞作实验材料较好
B．样品预处理时，前者静置1天处理除去上清液；后者需要加入清水，反复低速短时间离心洗涤，至上清液无黄色
C．在DNA粗提取实验中，往2 mol/L NaCl溶液中加入蒸馏水析出DNA时，应该缓慢加入，直到出现黏稠物即止
D．洗涤红细胞的目的是去除血浆中的葡萄糖、无机盐等
A解析DNA的粗提取与鉴定实验中选择鸡血细胞作为实验材料较好，血红蛋白的提取实验中选择哺乳动物成熟的红细胞(没有细胞核和细胞器)作为实验材料较好，A项正确；样品预处理时，前者静置1天处理除去上清液，后者需要加入生理盐水，反复低速短时间离心洗涤，至上清液无黄色，B项错误；在DNA粗提取实验中，往2 mol/L NaCl溶液中加入蒸馏水析出DNA时，应缓慢加入，直至黏稠物不再增加为止，C项错误；洗涤红细胞的目的是除去杂蛋白，利于后续步骤的分离纯化，D项错误。

12．下列说法正确的是( )
①DNA在NaCl溶液中的溶解度随其浓度的升高而升高，随其浓度的降低而降低
②体积分数为95%的冷酒精可以加速DNA的析出，而又进一步溶解蛋白质，可以分离得到较为纯净的DNA
③红细胞洗涤过程中，加入质量分数为0.9%的NaCl溶液，目的是防止红细胞破裂，血红蛋白流失
④在血红蛋白的释放过程中，从上向下数，第三层为红色透明的血红蛋白水溶液
A．①②③B．①③④
C．②③④D．①②③④
C解析DNA在NaCl溶液中的溶解度是随NaCl浓度的变化而变化的，当NaCl的物质的量浓度为0.14 mol/L时，DNA溶解度最低，①错误。

13．下列有关血红蛋白的提取和分离的叙述，错误的是( )
A．样品的处理就是通过一系列操作收集到血红蛋白溶液
B．通过透析可以去除样品中相对分子质量较大的杂质，此为样品的粗分离
C．可通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去，即样品的纯化
D．可通过SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳法鉴定血红蛋白的纯度
B解析血红蛋白的提取和分离一般分为四步：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。

其中样品处理又包括红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液等步骤，其目的是获得血红蛋白溶液。

粗分离即透析，其目的是除去样品中相对分子质量较小的杂质，B项错误。

14．下列关于血红蛋白提取和分离的过程及原理的叙述，正确的是( )
A．为了防止血液凝固，应在采血器中预先加入抗凝血剂柠檬酸钠
B．红细胞洗涤使用5倍体积的蒸馏水，直到离心后上清液不呈现黄色为止
C．利用0.9%的NaCl对血红蛋白溶液的透析12小时，可以去除小分子杂质
D．在凝胶柱中加入蛋白样品后即可连接缓冲溶液洗脱瓶进行洗脱和收集样品
A解析为了防止血液凝固，应在采血器中预先加入抗凝血剂柠檬酸钠，A项正确；红细胞应该用生理盐水洗涤，不能用蒸馏水洗涤，B项错误；将血红蛋白溶液通过透析袋进行分离时应选用磷酸缓冲液，C项错误；凝胶柱中加入蛋白样品后要等样品完全进入凝胶层后，小心加入缓冲液到适当高度后才可连接缓冲溶液洗脱瓶进行洗脱，待红色的蛋白质接近色谱柱底端时收集样品，D项错误。

15．下列有关凝胶色谱法和电泳法的说法，正确的是( )
A．它们都是分离蛋白质的重要方法
B．它们的原理相同
C．使用凝胶色谱法需要使用缓冲溶液而电泳法不需要
D．以上说法都正确
A解析凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的一种有效方法，电泳法是利用待测样品中各种分子带电性质的差异和分子本身的大小、形状不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离，A项正确，B项错误；这两种方法都用到了缓冲溶液，以调节溶液的酸碱度，C项错误。

16．使用凝胶色谱法分离蛋白质时，洗涤红细胞、释放血红蛋白和透析过程中，分别使
用下列哪些试剂( )
①蒸馏水②生理盐水③20 mmol/L的磷酸缓冲液④清水⑤柠檬酸钠
A．①③⑤B．①②③
C．②①③D．④①③
C解析洗涤红细胞时，为防止红细胞吸水涨破或受到其他伤害，应选用②生理盐水进行洗涤；在释放血红蛋白时，应使红细胞吸水涨破，则选用①蒸馏水处理；在透析过程中，要去除小分子物质，并保持血红蛋白的生理活性，因此应选用缓冲液(③20 mmol/L的磷酸缓冲液)。

17．DNA复制过程中，引物的作用是( )
A．打开DNA双链，便于复制进行
B．催化合成DNA子链，以形成新的双螺旋
C．提供3′端羟基作为合成DNA的起点
D．提供5′端羟基作为合成DNA的起点
C解析DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链，因此引物的作用是提供3′端羟基，作为合成DNA的起点。

18．在PCR扩增前，需要将下列哪些物质加入微量离心管中( )
①模板DNA ②模板RNA ③DNA解旋酶
④耐高温的DNA聚合酶⑤引物⑥PCR缓冲液
⑦脱氧核苷酸贮备液⑧核苷酸贮备液
A．①④⑤⑥⑦B．①③④⑤⑥⑧
C．②③④⑤⑥⑦D．①④⑥⑦⑧
A解析微量离心管的总容积约为0.5 mL，实际上是PCR反应的场所，在进行PCR过程之前，需将参与PCR过程的物质，如PCR缓冲液、模板DNA、引物、四种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶等成分加入其中。

19.在PCR的实验操作中，下列说法正确的是( )
①在微量离心管中添加各种试剂时，只需要一个枪头
②离心管的盖子一定要盖严
③用手指轻弹离心管壁
④离心的目的是使反应液集中在离心管的底部
A．①②③B．①②④
C．②③④D．①③④
C解析在微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换，以确保实验的准确性；要盖严离心管的盖子，防止实验中外源DNA污染；用手指轻轻弹击管的侧壁，使反应液混合均匀；离心的目的是使反应液集中在离心管的底部，提高反
应效果。

20．PCR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．①过程高温使DNA变性解旋，该过程不需要解旋酶的作用
B．③过程要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“95 ℃→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% D．PCR中由碱基错配引起的变异属于基因突变
B解析①过程高温所起的作用类似于解旋酶，使双链DNA变为单链。

③过程为PCR 技术的延伸阶段，当系统温度上升至72 ℃左右时，溶液中的四种脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下合成新的DNA链。

Taq DNA聚合酶具有耐热性，高温下不变性，所以在反应前一次性加入即可。

PCR技术遵循半保留复制的特点，经过三次循环，共产生23个DNA分子，其中有2个DNA分子含有15N，占25%。

基因中的碱基对改变属于基因突变。

21．下列关于PCR技术的叙述，错误的是( )
A．PCR的每次循环，都经过变性、复性和延伸3个阶段
B．PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行，需提供DNA模板
C．PCR技术可用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学等方面
D．在引物的作用下，DNA子链的合成方向总是从子链的3′端向5′端延伸
D解析PCR的每次循环都经过变性、复性和延伸3个阶段，A项正确；PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行，需提供DNA模板，B项正确；PCR技术能在短时间内解决样品太少的问题，可用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学等方面，C项正确；在引物的作用下，DNA子链的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸，D项错误。

22．利用PCR技术将某小段DNA分子扩增n代，需要( )
A．测定DNA分子两端的核苷酸序列，以便设计引物对
B．2n对引物参与子代DNA分子的合成
C．向反应体系中加入解旋酶、DNA聚合酶等
D．保持反应体系温度恒定不变，确保扩增的正常进行
A解析测定DNA分子两端的核苷酸序列，以便设计引物对，引导DNA聚合酶从引物的3′端延伸DNA链；一个DNA分子扩增n代后，形成2n个DNA分子，需要(2n－1)对引物；反应体系中不需要加入解旋酶；PCR过程中温度不是恒定不变的，而是经过了升温、降温和再升温过程。

23．下列关于PCR引物的说法中，不正确的是( )
A．引物是PCR过程中与模板DNA部分序列互补，并能引导模板DNA的互补链合成的一段DNA或RNA
B．引物常根据需要扩增的目标DNA的碱基序列用化学合成法获得
C．DNA聚合酶只能使DNA链从引物的3′端开始向引物的5′端延伸
D．引物的3′端必须具有游离的羟基
C解析在DNA分子扩增时，DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3′端延伸DNA 链，因此需要引物。

当引物与DNA母链结合后，DNA聚合酶就能从引物的3′端开始延伸DNA 了，方向是从子链的5′端向3′端延伸。

24．复性温度是影响PCR特异性的较重要因素，变性后温度快速冷却至40～60 ℃，可使引物和模板发生结合，PCR的结果可不考虑原来解旋开的两个DNA模板链的重新结合，其原因不包括 ( )
A．模板DNA比引物复杂得多
B．引物和模板之间的碰撞结合机会远远高于模板与互补链之间的碰撞
C．加入引物的量足够多而模板链数量相对少
D．模板链加热解旋已经变性，不可能再次结合
D解析在80～100 ℃的温度范围内，DNA分子双螺旋结构解体，双链打开，这个过程称为变性。

当温度缓慢降低后，两条解聚的单链可重新结合成双链，D项错误。

25．DNA检测技术可应用于亲子鉴定、遗传病检测等领域。

DNA检测离不开对样品DNA 的PCR扩增。

不同样品DNA的扩增过程或条件不同的是( )
A．引物B．DNA聚合酶
C．四种脱氧核苷酸D．预变性的温度
A解析不同的样品DNA有不同的核苷酸序列，由于引物能与模板DNA(样品DNA)按照碱基互补配对原则结合，因此不同样品DNA所需的引物有不同的核苷酸序列。

二、非选择题(本题包括3小题，共50分)
26．(16分)实验中对DNA进行鉴定时，做如下操作：
(2)对于B试管，完成1、2、3的操作后溶液颜色如何？
____________________________________________________________________。

(3)在沸水浴中加热的目的是_____________________________________________，
同时说明DNA对高温有较强的___________________________________________。

(4)A试管在实验中的作用是______________________________________________。

(5)B试管中溶液颜色的变化程度主要与________________________有关。

解析A、B两试管形成对照，B试管中含DNA丝状物，A试管中不含，其他条件均完全相同。

本实验强调反应条件是沸水浴加热5 min，这样可加快颜色反应的速度，观察对比两试管的颜色时要等到冷却以后。

答案 (1)溶液不变蓝色溶液逐渐变蓝色DNA在沸水浴的情况下遇二苯胺会被染成蓝色(2)溶液颜色基本不变(不呈浅蓝色) (3)加快颜色反应速度耐受性(4)作为对照(5)加入试管中的DNA(丝状物)的多少
27．(18分)在遗传病及刑事侦破案件中常需要对样品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：
(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DNA的________原理解决了这个问题。

(5)在对样品DNA进行分析的过程中发现，DNA中掺杂着一些组蛋白，要去除这些组蛋
白可加入的物质是______________。

解析(1)DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，所以引物就提
供了3′端，子链延伸方向为5′→3′，引物Ⅰ与b链部分碱基互补，引物Ⅱ则与a链部分
碱基互补，且连接到a链的3′端，故引物Ⅱ的结构为5′—G—A—OH，复性结果为
HO—A—G—5′。

(2)经过一次循环后，产生的两个DNA分子分别含有引物Ⅰ和引5′—G—G……T—C—3′
物Ⅱ。

(3)由于作为原料的4种脱氧核苷酸被32P标记，所以新合成的子链均含有放射性，一
次循环后的两个DNA中各有一条链含32P，若复制n次，共产生子链2n×2，其中只有母链不
含32P，则其所占比例为2/(2n×2)＝1/2n。

(4)DNA复制是以两条母链为模板，按照碱基互补
配对原则进行的。

因此，首先要解旋，使两条母链的碱基暴露出来，才能按照碱基互补配对
原则把相应的碱基一个个地连接起来。

DNA分子在80～100 ℃的温度范围内变性，双链解开
成单链，当温度慢慢降低时，又能重新结合形成双链。

(5)本题考查了DNA中杂蛋白的去除，
可利用酶的专一性，加入蛋白酶即可。

答案(1)5′—G—A—OH HO—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分子中各有一条链含32P 1/2n
(4)DNA解旋热变性(5)蛋白酶
28．(16分)红细胞含有大量血红蛋白，红细胞的功能主要是由血红蛋白完成的，血红
蛋白的主要功能是携带O2或CO2，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验，
来提取和分离血红蛋白。

根据材料回答下列问题：
(1)实验前取新鲜血液，要在采血器中预先加入柠檬酸钠，取血回来，马上进行离心，
收集血红蛋白溶液。

加入柠檬酸钠的目的是__________________。

(2)在对样品进行处理时，主要包括________________、血红蛋白的释放、分离血红蛋
白溶液、透析等步骤。

其中透析技术的原理是____________________________________。

(3)同学甲利用琼脂糖凝胶电泳技术将得到的蛋白质进行分离，在电泳过程中，影响蛋
白质迁移速率的因素包括蛋白质分子的________、____________以及分子的形状等。

(4)图一、图二分别是同学甲、乙利用同一种样品分离得到的结果，则图二中与图一中
蛋白质P对应的是________。

解析(1)加入柠檬酸钠的目的是防止血液凝固。

(2)对样品的处理包括红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液、透析等步骤。

其中透析的原理是小分子可以自由进出透析袋(半透膜)，而大分子不能通过。

(3)电泳时，影响蛋白质迁移速率的因素有蛋白质分子大小、带电性质、分子的形状等。

(4)SDS—凝胶电泳装置是垂直的装置，此种电泳方法主要取决于蛋白质分子量的大小，与电荷无关；同时加样在“－”极，通电后，样品蛋白质向“＋”极移动，分子量相对小的，移动距离大，因此从图一的电泳结果分析，蛋白质P比N、M移向“＋”极距离大，说明蛋白质P的分子量相对较小，因此洗脱出来的时间比较长，符合图二中的丙。

答案 (1)防止血液凝固(2)红细胞的洗涤小分子可以自由进出透析袋(半透膜)，而大分子不能通过(3)大小带电性质(4)丙。