2019-2020年高考生物大一轮复习 6蛋白质和DNA技考题演练 中图版选修1.doc

2019-2020年高考生物大一轮复习 6蛋白质和DNA技考题演练 中图版选修11.某生物兴趣小组在“蛋白质的提取和分离”实验中，准备从猪的血液中初步提取血红蛋白，设计的“血红蛋白提取、分离流程图”如下：请回答下列有关问题：(1)样品处理中红细胞的洗涤要用_反复冲洗、离心。向红细胞悬液中加入一定量的低浓度pH=7.0的缓冲液并充分搅拌，可以破碎红细胞，破碎细胞的原理是_。(2)血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是_，若要尽快达到理想的透析效果，可以_(写出一种方法)。(3)电泳利用了待分离样品中各种分子的_等的差异，而产生不同迁移速度，实现各种分子的分离。(4)一同学通过血红蛋白醋酸纤维薄膜电泳，观察到正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白电泳结果如图所示。由图可知携带者有_种血红蛋白，从分子遗传学的角度作出的解释是_。【解析】(1)洗涤红细胞所用的溶液是生理盐水，根据渗透作用原理，将红细胞置于低渗溶液中，红细胞会吸水涨破，释放出血红蛋白。(2)血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是除去样品中的小分子杂质；可通过增加缓冲液的量或及时更换缓冲液等方法缩短透析时间，能尽快达到理想的透析效果。(3)由于各种分子带电性质以及分子大小、形状等的差异，在电泳过程中产生了不同的迁移速度，实现各种分子的分离。(4)根据图示可知，镰刀型细胞贫血症的携带者含有两种血红蛋白，原因是携带者具有(控制血红蛋白的)一对等位基因，分别控制合成两种不同的蛋白质。答案：(1)生理盐水渗透原理(当外界溶液浓度低于动物细胞内液浓度时，细胞吸水涨破)(2)除去小分子杂质增加缓冲液的量或及时更换缓冲液(3)带电性质以及分子大小、形状(4)2携带者具有(控制血红蛋白的)一对等位基因，可以控制合成两种不同的蛋白质2.(xx广东高考改编)地中海贫血症属于常染色体遗传病。一对夫妇生有一位重型地中海贫血症患儿，分析发现，患儿血红蛋白链第39位氨基酸的编码序列发生了点突变(CT)。用PCR扩增包含该位点的一段DNA片段l，突变序列的扩增片段可用一种限制酶酶切为大小不同的两个片段m和s；但正常序列的扩增片段不能被该酶酶切，如图a。目前患儿母亲再次怀孕，并接受了产前基因诊断。家庭成员及胎儿的PCR扩增产物酶切电泳带型示意图见图b。(终止密码子为UAA、UAG、UGA。)(1)在获得单链模板的方式上，PCR扩增与体内DNA复制不同，前者通过_解开双链，后者通过_解开双链。(2)据图分析，胎儿的基因型是_(基因用A、a表示)。患儿患病可能的原因是_的原始生殖细胞通过_过程产生配子时，发生了基因突变；从基因表达水平分析，其患病是由于_。【解题指南】解答本题需要明确以下两点：(1)体内DNA复制与PCR的区别、基因突变的有关知识。(2)能够准确识别电泳结果的图示，并根据图示写出亲代和子代的基因型。【解析】(1)PCR是体外扩增DNA的方式，通过高温使双链解开，体内DNA的复制则是通过解旋酶使DNA双链解开。(2)由题意可知重型地中海贫血症是隐性遗传病，突变后的序列可以被剪切成m和s两个片段，而正常序列无法被剪切，因此母亲、父亲、患儿和胎儿的基因型分别为AA、Aa、aa和Aa。母亲和父亲的基因型为AA和Aa，生下患儿可能是因为母亲的原始生殖细胞通过减数分裂产生配子时发生了基因突变。由图可知，该突变为模板链上的GTC突变成了ATC，mRNA上由CAG变成UAG，因此终止密码子提前出现，使翻译提前终止。答案：(1)高温解旋酶(2)Aa母亲减数分裂mRNA上编码第39位氨基酸的密码子变为终止密码子，链的合成提前终止，链变短而失去功能【延伸探究】电泳法只能分离蛋白质分子吗？试分析原因。提示：不是。电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程，该方法除用于分离蛋白质外，也可用于分离大小不等的DNA片段。3.(xx威海模拟)科学家发现家蝇体内存在着一种抗菌活性蛋白。这种蛋白具有极强的抗菌能力，受到研究者重视。(1)分离该抗菌蛋白可用电泳法，其原理是根据蛋白质分子的_、大小及形状不同，在电场中的_不同而实现分离。(2)可用金黄色葡萄球菌来检验该蛋白的体外抗菌特性。抗菌实验所用培养基中的牛肉膏和蛋白胨主要为细菌生长提供_和_。(3)分别在加入和未加入该抗菌蛋白的培养基中接种等量菌液。培养一定时间后，比较两种培养基中菌落的_，确定该蛋白质的抗菌效果。(4)细菌培养常用的接种方法有_和_。实验结束后，对使用过的培养基应进行_处理。【解题指南】解答本题需要明确以下三点：(1)分离蛋白质的原理和常用方法。(2)微生物的培养基的成分和作用。(3)微生物培养的接种方法和无菌技术。【解析】(1)电泳法分离蛋白质的原理是根据蛋白质分子的电荷(带电情况)、大小及形状不同，在电场中的迁移速度不同而实现分离。(2)牛肉膏和蛋白胨均为天然成分，含有丰富的营养物质，主要为细菌生长提供碳源和氮源。(3)由于抗菌蛋白能够抑制微生物的生长，因此在加入该抗菌蛋白的培养基上长出的菌落少，通过比较菌落数量即可确定该抗菌蛋白的抗菌效果。(4)细菌培养常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，实验结束后，为避免有害菌污染环境，对使用过的培养基应进行灭菌处理。答案：(1)电荷(带电情况)迁移速度(2)碳源氮源(3)数量(4)平板划线法稀释涂布平板法灭菌4.(xx济宁模拟)资料显示，近十年来，PCR(聚合酶链式反应)技术成为分子生物实验的一种常规手段，其原理是利用DNA半保留复制的特性，在试管中进行DNA的人工复制(如图)，在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使分子生物实验所需的遗传物质不再受限于活的生物体。请据图回答下列有关问题：(1)加热至95的目的是使DNA样品的_键断裂，此过程在生物体细胞内是通过_酶的作用来完成的。(2)新合成的DNA分子与模板DNA分子完全相同的原因是_和_。(3)PCR技术不仅为遗传病的诊断带来了便利，而且改进了检测细菌和病毒的方法。若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒，你认为可用PCR技术扩增他血液中的()A.白细胞DNAB.病毒的蛋白质C.血浆中的抗体D.病毒的核酸【解析】(1)PCR的原理是高温使DNA的氢键断裂，双链打开。(2)DNA的双螺旋结构和碱基互补配对原则能够保证子链DNA分子和母链DNA分子一样。(3)因为用的就是PCR技术，也就是扩增病毒的核酸(包括RNA和DNA)。PCR是不能扩增蛋白质的，所以不可能是B项和C项，因为它们的本质都是蛋白质。至于白细胞DNA，主要是体细胞的DNA，人类的体细胞DNA基本相同，扩增了也没有太大差异，无法用于鉴别HIV。即使扩增白细胞DNA，若HIV曾将核酸插入其中(也就是感染)，由于人体细胞DNA的数目极为庞大也会掩盖HIV的特异性，也无法用于检测。答案：(1)氢解旋(2)DNA分子中独特的双螺旋结构复制过程中严格遵循碱基互补配对原则(3)D5.凝胶色谱技术是一种快速而又简单的分离技术，对高分子物质有很好的分离效果，目前已经被多个领域广泛应用，不但应用于科学实验研究，而且已经大规模地用于工业生产。据图回答问题：(1)a、b均为蛋白质分子，其中先从层析柱中洗脱出来的是_，原因是_。(2)自己制作凝胶色谱柱时，在色谱柱底部d位置相当于多孔板的结构可由_替代。(3)装填凝胶色谱柱时，色谱柱内不能有气泡存在，原因是_。(4)若选用Sephadex G-75，则“G”表示_，75表示_。【解题指南】解答本题时需注意以下两点：(1)凝胶色谱柱分离原理：相对分子质量较大的蛋白质只能在凝胶间隙移动，相对分子质量较小的则进入凝胶内部通道。(2)凝胶色谱柱的填充成功与否影响蛋白质的分离。【解析】(1)用凝胶色谱技术分离各种不同蛋白质时，大分子物质由于直径较大，只能分布于颗粒之间，所以向下移动的速度较快。小分子物质除了可在凝胶颗粒间隙中扩散外，还可以进入凝胶颗粒的微孔，在向下移动的过程中，从一个凝胶颗粒内扩散到颗粒间隙后再进入另一凝胶颗粒内，如此不断地进入和扩散，小分子物质的下移速度落后于大分子物质，所以大分子物质先洗脱出来。(2)自己制作凝胶色谱柱时，在色谱柱底部d位置相当于多孔板的结构可由尼龙网和尼龙纱替代。(3)在色谱柱中装填凝胶的时候要尽量紧密，以降低凝胶颗粒之间的空隙。一是在装填凝胶柱时，不得有气泡存在，因为气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果。二是凝胶色谱操作过程中，不能发生洗脱液流干、露出凝胶颗粒的现象。答案：(1)aa相对分子质量较大，无法进入凝胶内部的通道，只能在凝胶间隙移动，路程较短，移动速度较快(2)尼龙网和尼龙纱(3)气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果(4)凝胶的交联程度，膨胀程度及分离范围凝胶得水值，即每克凝胶膨胀时吸水7.5 g6.聚合酶链式反应(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的问题。(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以上问题。要将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RNA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、古生物学研究、基因克隆和DNA序列分析等方面。答案：(1)磷酸基团3端(2)耐高温的TaqDNA聚合酶选择培养基(3)高温变性、低温复性和中温延伸32(4)(5)遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学研究、基因克隆和DNA序列分析(要求3项以上)。