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1、2022年高考生物大一輪復習 6蛋白質和DNA技考題演練 中圖版選修1 1.某生物興趣小組在“蛋白質的提取和分離”實驗中，準備從豬的血液中初步提取血紅蛋白，設計的“血紅蛋白提取、分離流程圖”如下： 請回答下列有關問題： (1)樣品處理中紅細胞的洗滌要用__________________反復沖洗、離心。向紅細胞懸液中加入一定量的低濃度pH=7.0的緩沖液并充分攪拌，可以破碎紅細胞，破碎細胞的原理是__________________。 (2)血紅蛋白粗分離階段，透析的目的是__________________，若要盡快達到理想的透析效果，可以__________________(寫

2、出一種方法)。 (3)電泳利用了待分離樣品中各種分子的________________________等的差異，而產生不同遷移速度，實現(xiàn)各種分子的分離。 (4)一同學通過血紅蛋白醋酸纖維薄膜電泳，觀察到正 常人和鐮刀型細胞貧血癥患者的血紅蛋白電泳結果如 圖所示。由圖可知攜帶者有________種血紅蛋白，從 分子遺傳學的角度作出的解釋是_________________ ___________________________________________________________________。 【解析】(1)洗滌紅細胞所用的溶液是生理鹽水，根據(jù)滲透作用原理，將紅細胞置

3、于低滲溶液中，紅細胞會吸水漲破，釋放出血紅蛋白。(2)血紅蛋白粗分離階段，透析的目的是除去樣品中的小分子雜質；可通過增加緩沖液的量或及時更換緩沖液等方法縮短透析時間，能盡快達到理想的透析效果。(3)由于各種分子帶電性質以及分子大小、形狀等的差異，在電泳過程中產生了不同的遷移速度，實現(xiàn)各種分子的分離。(4)根據(jù)圖示可知，鐮刀型細胞貧血癥的攜帶者含有兩種血紅蛋白，原因是攜帶者具有(控制血紅蛋白的)一對等位基因，分別控制合成兩種不同的蛋白質。 答案：(1)生理鹽水　滲透原理(當外界溶液濃度低于動物細胞內液濃度時，細胞吸水漲破) (2)除去小分子雜質　增加緩沖液的量或及時更換緩沖液 (3)帶電性

4、質以及分子大小、形狀 (4)2　攜帶者具有(控制血紅蛋白的)一對等位基因，可以控制合成兩種不同的蛋白質 2.(xx·廣東高考改編)地中海貧血癥屬于常染色體遺傳病。一對夫婦生有一位重型β地中海貧血癥患兒，分析發(fā)現(xiàn)，患兒血紅蛋白β鏈第39位氨基酸的編碼序列發(fā)生了點突變(C→T)。用PCR擴增包含該位點的一段DNA片段l，突變序列的擴增片段可用一種限制酶酶切為大小不同的兩個片段m和s；但正常序列的擴增片段不能被該酶酶切，如圖a。目前患兒母親再次懷孕，并接受了產前基因診斷。家庭成員及胎兒的PCR擴增產物酶切電泳帶型示意圖見圖b。(終止密碼子為UAA、UAG、UGA。) (1)在獲得單鏈模

5、板的方式上，PCR擴增與體內DNA復制不同，前者通過____________解開雙鏈，后者通過____________解開雙鏈。 (2)據(jù)圖分析，胎兒的基因型是__________(基因用A、a表示)?；純夯疾】赡艿脑蚴莀_____________的原始生殖細胞通過________________過程產生配子時，發(fā)生了基因突變；從基因表達水平分析，其患病是由于_______________ __________________________________________________________________。 【解題指南】解答本題需要明確以下兩點： (1)體內DNA復制

6、與PCR的區(qū)別、基因突變的有關知識。 (2)能夠準確識別電泳結果的圖示，并根據(jù)圖示寫出親代和子代的基因型。 【解析】(1)PCR是體外擴增DNA的方式，通過高溫使雙鏈解開，體內DNA的復制則是通過解旋酶使DNA雙鏈解開。 (2)由題意可知重型β地中海貧血癥是隱性遺傳病，突變后的序列可以被剪切成m和s兩個片段，而正常序列無法被剪切，因此母親、父親、患兒和胎兒的基因型分別為AA、Aa、aa和Aa。母親和父親的基因型為AA和Aa，生下患兒可能是因為母親的原始生殖細胞通過減數(shù)分裂產生配子時發(fā)生了基因突變。由圖可知，該突變?yōu)槟０彐溕系腉TC突變成了ATC，mRNA上由CAG變成UAG，因此終止密碼

7、子提前出現(xiàn)，使翻譯提前終止。 答案：(1)高溫　解旋酶 (2)Aa　母親　減數(shù)分裂　mRNA上編碼第39位氨基酸的密碼子變?yōu)榻K止密碼子，β鏈的合成提前終止，β鏈變短而失去功能 【延伸探究】電泳法只能分離蛋白質分子嗎？試分析原因。 提示：不是。電泳是指帶電粒子在電場的作用下發(fā)生遷移的過程，該方法除用于分離蛋白質外，也可用于分離大小不等的DNA片段。 3.(xx·威海模擬)科學家發(fā)現(xiàn)家蠅體內存在著一種抗菌活性蛋白。這種蛋白具有極強的抗菌能力，受到研究者重視。 (1)分離該抗菌蛋白可用電泳法，其原理是根據(jù)蛋白質分子的____________、大小及形狀不同，在電場中的__________

8、__不同而實現(xiàn)分離。 (2)可用金黃色葡萄球菌來檢驗該蛋白的體外抗菌特性?？咕鷮嶒炈门囵B(yǎng)基中的牛肉膏和蛋白胨主要為細菌生長提供____________和____________。 (3)分別在加入和未加入該抗菌蛋白的培養(yǎng)基中接種等量菌液。培養(yǎng)一定時間后，比較兩種培養(yǎng)基中菌落的__________，確定該蛋白質的抗菌效果。 (4)細菌培養(yǎng)常用的接種方法有______________和__________________。實驗結束后，對使用過的培養(yǎng)基應進行__________________處理。 【解題指南】解答本題需要明確以下三點： (1)分離蛋白質的原理和常用方法。 (2)微生

9、物的培養(yǎng)基的成分和作用。 (3)微生物培養(yǎng)的接種方法和無菌技術。 【解析】(1)電泳法分離蛋白質的原理是根據(jù)蛋白質分子的電荷(帶電情況)、大小及形狀不同，在電場中的遷移速度不同而實現(xiàn)分離。 (2)牛肉膏和蛋白胨均為天然成分，含有豐富的營養(yǎng)物質，主要為細菌生長提供碳源和氮源。 (3)由于抗菌蛋白能夠抑制微生物的生長，因此在加入該抗菌蛋白的培養(yǎng)基上長出的菌落少，通過比較菌落數(shù)量即可確定該抗菌蛋白的抗菌效果。 (4)細菌培養(yǎng)常用的接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法，實驗結束后，為避免有害菌污染環(huán)境，對使用過的培養(yǎng)基應進行滅菌處理。 答案：(1)電荷(帶電情況)　遷移速度　(2)碳源　氮

10、源 (3)數(shù)量　(4)平板劃線法　稀釋涂布平板法　滅菌 4.(xx·濟寧模擬)資料顯示，近十年來，PCR(聚合酶鏈式反應)技術成為分子生物實驗的一種常規(guī)手段，其原理是利用DNA半保留復制的特性，在試管中進行DNA的人工復制(如圖)，在很短的時間內，將DNA擴增幾百萬倍甚至幾十億倍，使分子生物實驗所需的遺傳物質不再受限于活的生物體。請據(jù)圖回答下列有關問題： (1)加熱至95℃的目的是使DNA樣品的____________鍵斷裂，此過程在生物體細胞內是通過____________酶的作用來完成的。 (2)新合成的DNA分子與模板DNA分子完全相同的原因是________________

11、__________和________________________。 (3)PCR技術不僅為遺傳病的診斷帶來了便利，而且改進了檢測細菌和病毒的方法。若要檢測一個人是否感染了艾滋病病毒，你認為可用PCR技術擴增他血液中的(　　) A.白細胞DNA B.病毒的蛋白質 C.血漿中的抗體 D.病毒的核酸 【解析】(1)PCR的原理是高溫使DNA的氫鍵斷裂，雙鏈打開。(2)DNA的雙螺旋結構和堿基互補配對原則能夠保證子鏈DNA分子和母鏈DNA分子一樣。(3)因為用的就是PCR技術，也就是擴增病毒的核酸(包括RNA和DNA)。PCR是不能擴增蛋白質的，所以不可能是B項和C項，因為它們

12、的本質都是蛋白質。至于白細胞DNA，主要是體細胞的DNA，人類的體細胞DNA基本相同，擴增了也沒有太大差異，無法用于鑒別HIV。即使擴增白細胞DNA，若HIV曾將核酸插入其中(也就是感染)，由于人體細胞DNA的數(shù)目極為龐大也會掩蓋HIV的特異性，也無法用于檢測。 答案：(1)氫　解旋 (2)DNA分子中獨特的雙螺旋結構 復制過程中嚴格遵循堿基互補配對原則　(3)D 5.凝膠色譜技術是一種快速而又簡單的分離技術，對高分子物質有很好的分離效果，目前已經被多個領域廣泛應用，不但應用于科學實驗研究，而且已經大規(guī)模地用于工業(yè)生產。據(jù)圖回答問題： (1)a、b均為蛋白質分子，其中先從層析柱中洗脫

13、出來的是________，原因是 ___________________________________________________________________。 (2)自己制作凝膠色譜柱時，在色譜柱底部d位置相當于多孔板的結構可由______________________替代。 (3)裝填凝膠色譜柱時，色譜柱內不能有氣泡存在，原因是 ___________________________________________________ ___________________________________________________。 (4)若選用Sephadex

14、G-75，則“G”表示_______________， 75表示________________________________。 【解題指南】解答本題時需注意以下兩點： (1)凝膠色譜柱分離原理：相對分子質量較大的蛋白質只能在凝膠間隙移動，相對分子質量較小的則進入凝膠內部通道。 (2)凝膠色譜柱的填充成功與否影響蛋白質的分離。 【解析】(1)用凝膠色譜技術分離各種不同蛋白質時，大分子物質由于直徑較大，只能分布于顆粒之間，所以向下移動的速度較快。小分子物質除了可在凝膠顆粒間隙中擴散外，還可以進入凝膠顆粒的微孔，在向下移動的過程中，從一個凝膠顆粒內擴散到顆粒間隙后再進入另一凝膠顆粒內，

15、如此不斷地進入和擴散，小分子物質的下移速度落后于大分子物質，所以大分子物質先洗脫出來。 (2)自己制作凝膠色譜柱時，在色譜柱底部d位置相當于多孔板的結構可由尼龍網和尼龍紗替代。 (3)在色譜柱中裝填凝膠的時候要盡量緊密，以降低凝膠顆粒之間的空隙。一是在裝填凝膠柱時，不得有氣泡存在，因為氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質的洗脫次序，降低分離效果。二是凝膠色譜操作過程中，不能發(fā)生洗脫液流干、露出凝膠顆粒的現(xiàn)象。 答案：(1)a　a相對分子質量較大，無法進入凝膠內部的通道，只能在凝膠間隙移動，路程較短，移動速度較快 (2)尼龍網和尼龍紗 (3)氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質的洗脫次序，降低分離效果 (4

16、)凝膠的交聯(lián)程度，膨脹程度及分離范圍 凝膠得水值，即每克凝膠膨脹時吸水7.5 g 6.聚合酶鏈式反應(PCR)是一種體外迅速擴增DNA片段的技術。請回答下列有關PCR技術的基本原理及應用的問題。 (1)DNA的兩條鏈是反向平行的，通常將__________________的末端稱為5′端，當引物與DNA母鏈通過堿基互補配對結合后，DNA聚合酶就能從引物的__________開始延伸DNA鏈。 (2)PCR利用DNA的熱變性原理解決了打開DNA雙鏈的問題，但又導致了DNA聚合酶失活的新問題。到20世紀80年代，科學家從一種Taq細菌中分離到________________________

17、__，它的發(fā)現(xiàn)和應用解決了以上問題。要將Taq細菌從其他普通的微生物中分離出來，所用的培養(yǎng)基叫______________________。 (3)PCR的每次循環(huán)可以分為____________________________三步。假設在PCR反應中，只有一個DNA片段作為模板，請計算在5次循環(huán)后，反應物中大約有____個這樣的DNA片段。 (4)請用簡圖表示出一個DNA片段PCR反應中第二輪的產物。 (5)簡述PCR技術的主要應用。 【解析】(1)DNA聚合酶只能把新的核苷酸加到已經存在的核酸的3′-羥基上，與DNA母鏈結合的RNA引物就提供這個羥基。(2)因PCR利用了DNA的熱

18、變性原理解決了打開DNA雙鏈的問題，所以用于催化DNA復制過程的DNA聚合酶要具有耐高溫的特性。用選擇培養(yǎng)基可將Taq細菌從其他普通的微生物中分離出來。(3)DNA復制兩條鏈均作為模板，進行半保留復制，所以復制5次后得到的子代DNA分子數(shù)為25=32個。(4)新合成的DNA鏈帶有引物，而最初的模板DNA的兩條鏈不帶有引物。(5)PCR技術可以對DNA分子進行擴增，所以可用于遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學研究、基因克隆和DNA序列分析等方面。 答案：(1)磷酸基團　3′端 (2)耐高溫的TaqDNA聚合酶　選擇培養(yǎng)基 (3)高溫變性、低溫復性和中溫延伸　32 (4) (5)遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學研究、基因克隆和DNA序列分析(要求3項以上)。