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2015-2016学年高二生物人教版选修1专题复习专题5 DNA和蛋白质技术.doc


第 19 课时

专题复习

一、核心概念整合

训练 1 下列叙述错误的是( ) A.改变 NaCl 溶液的浓度只能使 DNA 溶解而不能使其析出 B.在沸水浴中,DNA 遇二苯胺试剂会呈现蓝色 C.用电泳法可分离带电性质、分子大小和形状不同的蛋白质 D.用透析法可去除蛋白质样品中的小分子物质 训练 2 引物的作用是( ) A.打开 DNA 双链 B.催化合成 DNA 子链 C.使 DNA 聚合酶能够从引物的 3′端开始复制 D.提供模板 训练 3 蛋白质提取和分离分为哪几步,依次是( ) A.样品处理、凝胶色谱操作、SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳 B.样品处理、凝胶色谱操作、纯化 C.样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定

D.样品处理、纯化、粗分离、纯度鉴定 训练 4 使用凝胶色谱法分离蛋白质实验中,相对分子质量不同的蛋白质在凝胶中的 行进过程,可表示为图中( )

二、DNA 粗提取与鉴定中方法与目的归纳 方法 溶于 NaCl 溶液 中并稀释 目的 ①NaCl 溶液浓度为________时, DNA 溶解, 而部分蛋白质发生盐析而生 成沉淀,通过过滤可除去部分蛋白质及不溶于 NaCl 溶液的杂质 ②当 NaCl 溶液稀释至________时,DNA 析出,过滤可除去溶于 NaCl 中 的部分蛋白质和其他杂质 嫩肉粉中含__________,水解蛋白质

加入嫩肉粉 加入____ ________ DNA 析出,除去溶于酒精的蛋白质 加入二苯胺,并 鉴定 DNA ____浴 特别提醒 ①哺乳动物成熟的红细胞中不含细胞核,也没有 DNA,不适于作 DNA 提 取的材料,但却是提取血红蛋白的理想材料。②实验过程中两次用到蒸馏水,第一次目的是 使成熟鸡血细胞吸水涨破释放出 DNA,第二次目的是稀释 NaCl 溶液。 训练 5 下表是关于 DNA 粗提取与鉴定实验中所用的材料、操作及其作用的表述,正 确的是(多选)( ) 试剂 操作 作用 A 柠檬酸钠溶液 与鸡血混合 防止血液凝固 B 蒸馏水 与鸡血细胞混合 保持细胞形状 C 蒸馏水 加入到溶解有 DNA 的 NaCl 中 析出 DNA 丝状物 D 冷却的酒精 加入到过滤后含 DNA 的 NaCl 中 产生特定的颜色反应 训练 6 在 DNA 的粗提取过程中,先后两次向烧杯中加入蒸馏水的作用分别是( ) A.稀释血液;冲洗样品 B.使血细胞破裂;降低 NaCl 浓度使 DNA 析出 C.使血细胞破裂;增大 DNA 溶解量 D.使血细胞破裂;提取含杂质较少的 DNA

一、选择题 1.关于凝胶色谱柱的装填,不正确的是( ) A.交联葡聚糖凝胶(G —75)中“G”表示凝胶的交联程度,膨胀程度及分离范围,75 表 示凝胶得水值 B.色谱柱内不能有气泡存在,一旦发现有气泡,必须重装 C.用 300 mL 的物质的量浓度为 20 mmol/L 的磷酸缓冲液充分洗涤平衡凝胶 12 h D.凝胶用自来水充分溶胀后,配成凝胶悬浮液 2.洗涤红细胞时,离心所采用的方法是( ) A.低速长时间离心 B.低速短时间离心 C.高速长时间离心 D.高速短时间离心 3 .在除去杂质时,为什么要将滤液放在 60 ~ 75 ℃的恒温水浴箱中保温 10 ~ 15 min( ) A.使 DNA 变性 B.使蛋白质变性 C.使 DNA 和蛋白质变性 D.分解蛋白质

4.PCR 一般要经过三十多次循环,从第二轮循环开始,上一次循环的产物也作为模板 参与反应,由引物Ⅰ延伸而成的 DNA 单链做模板时将( ) A.仍与引物Ⅰ结合进行 DNA 子链的延伸 B.无需与引物结合,在酶的作用下从头合成子链 C.同时与引物Ⅰ和引物Ⅱ结合进行子链延伸 D.与引物Ⅱ结合进行 DNA 子链的延伸 5.关于 PCR 技术的应用,错误的一项是( ) A.古生物学、刑侦破案、DNA 序列测定 B.诊断遗传病、基因克隆、古生物学 C.DNA 序列测定、基因克隆、刑侦破案 D.诊断遗传病、合成核苷酸、DNA 序列测定 6.下面说法不正确的是( ) A.在一定范围内,缓冲溶液能够抵制外界的酸和碱对溶液 pH 的影响,维持 pH 基本 不变 B.缓冲溶液通常由 1~2 种缓冲剂溶解于水中配制而成 C.电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程 D.透析袋能使大分子自由进出,而将小分子保留在袋内 7.下列各项中,一般不影响在凝胶色谱法分离蛋白质中的分离度的是( ) A.层析柱高 B.层析柱的直径 C.缓冲溶液 D.样品的分布 8.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低 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 二、简答题 9.DNA 在 NaCl 溶液中溶解度有二重性,随着 NaCl 溶液的浓度变化而变化。 (1)请在下列 NaCl 溶液浓度中选出能使 DNA 析出最彻底的一种________和溶解度较高 的一种________。 A.0.14 mol/L B.2 mol/L C.0.15 mol/L D.0.3 mol/L (2)DNA 不溶于酒精溶液,但细胞中的某些物质却可以溶于酒精溶液,利用这一原理可 以 ________ , 可 以 推 测 溶 于 酒 精 中 的 物 质 可 能 有 ______________________________________。 (3)利用 DNA 遇________呈蓝色的特性,将该物质作为鉴定________的试剂。其实验过 程要点是向放有 ________ 的试管中加入 4 mL 的 __________ 。混合均匀后,将试管置于 ________5 min,待试管________,观察试管中溶液颜色的变化,这个实验也说明 DNA 耐 ________温。 10.随着分子生物学的发展,人们越来越重视对蛋白质的研究。测定蛋白质的相对分子 质量是研究蛋白质的一项重要技术, 常用的测定方法是凝胶(由多孔性网状物质构成的颗粒, 其孔能让小分子物质进出)过滤法,即在一根垂直的玻璃柱中装满凝胶,然后在其上端加入 蛋白质混合液并用缓冲液进行洗脱。 根据各种蛋白质洗脱的先后顺序可以比较它们的相对分 子质量大小。 不同蛋白质相对分子质量大小与洗脱体积的关系如下图所示。 请回答下列问题:

(1)蛋白质的基本单位是______,其结构通式为________。 (2)把含有肌红蛋白(相对分子质量为 16 900)、血清蛋白(相对分子质量为 68 500)、牛乳 球蛋白(相对分子质量为 35 000)、 牛胰岛素(相对分子质量为 5 700)的蛋白质混合液进行凝胶

过滤,最先洗脱出来的是________。 (3)某人欲用凝胶过滤法比较 A、B 两种蛋白质的分子量大小,请你选择需要的材料, 帮助其设计实验步骤,并预测实验结果,以得出相关结论。 实验步骤: _________________________________________________________________。 实验结果:_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)若由凝胶过滤法测得某一由 2 条肽链构成的蛋白质的相对分子质量为 m,且已知氨 基酸的平均相对分子质量为 n。则该蛋白质是由________个氨基酸经脱水缩合而成的。

第 19 课时

专题复习

专题整合 一、①0.14 mlo/L ②二苯胺 ③蓝色 ④TaqDNA 聚合酶 ⑤子链 5′→3′ ⑥溶胀 ⑦固定 ⑧装填 ⑨相对分子质量大小 训练 1 A [DNA 在物质的量浓度为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中溶解度最低, 可以使 DNA 析出,所以选 A 项。] 训练 2 C [DNA 分子的复制具有方向性,即只能从引物的 3′端开始,从子链的 5′ 端向 3′端延伸。引物的作用是促使 DNA 聚合酶能够从引物的 3′端开始复制。] 训练 3 C [蛋白质的提取和分离的程序分为:样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定四 步。A 项描述的是实验操作过程中的技术。] 训练 4 B [本题考查对凝胶色谱法分离蛋白质原理的理解,相对分子质量较大的蛋白 质留在颗粒外面, 相对分子质量较小的蛋白质进入颗粒内部; 相对分子质量大的通过凝胶间 隙先被洗脱,相对分子质量小的进入凝胶内部而后被洗脱。] 二、2 mol/L 0.14 mol/L 木瓜蛋白酶 冷却酒精(95%) 沸水 训练 5 AC [在“ DNA 粗提取与鉴定实验” 中,柠檬酸钠可以防止血液凝固;鸡血中加 入蒸馏水可以使细胞膜破裂;DNA 在不同浓度的 NaCl 溶液中的溶解度不同,在 0.14 mol/L 时,溶解度最低,有利于 DNA 析出;DNA 不溶于酒精,但细胞中的某些物质可以溶于酒 精,所以加入酒精,可以获得较纯的 DNA;DNA 遇二苯胺产生蓝色反应(需要水浴加热)。] 训练 6 B [第一次加入蒸馏水的作用是使血细胞过度吸水而破裂,使核内物质释放。 第二次加入适量蒸馏水,是为了将 NaCl 溶液浓度降低到 0.14 mol/L,使 DNA 因溶解度达到 最小而析出。] 达标测试 1.D [本实验中使用的交联葡聚糖凝胶(G— 75),其中 G 表示凝胶的交联程度,膨胀程 度及分离范围,75 表示凝胶得水值,即每克凝胶膨胀时吸水 7.5 g;气泡会搅乱洗脱液中蛋 白质的洗脱次序,降低分离效果,因此,一旦发现有气泡,必须重装;在洗脱过程中,应在 约 50 cm 高的操作压下,用 300 mL 物质的量浓度为 20 mmol/L 的磷酸缓冲液充分洗涤平衡 凝胶 12 h, 以使凝胶装填紧密; 凝胶溶胀时, 应使用蒸馏水将其充分溶胀, 制成凝胶悬浮液。 ] 2.B [高速或长时间离心,会导致白细胞和淋巴细胞一同沉淀,得不到纯净的红细胞, 而影响后面血红蛋白的提取纯度。] 3.B [大多数蛋白质不能耐受 60~75℃的高温,有利于染色质(体)、蛋白质与 DNA 分 离,这样容易获得较为纯净的 DNA。] 4.D [PCR 扩增中,从第二轮循环开始由引物Ⅰ延伸而成的 DNA 单链做模板时将与 引物Ⅱ结合进行 DNA 子链的延伸;由引物Ⅱ延伸而成的 DNA 单链做模板时将与引物Ⅰ结 合进行 DNA 子链的延伸。] 5.D [PCR 技术在医学上用于遗传病的基因诊断、基因克隆、DNA 序列测定,法医学 上用于刑侦破案, 古生物学上用于生物化石样品分析。 PCR 技术是以 4 种脱氧核苷酸为原料, 合成双链 DNA 的过程,PCR 技术不能合成核苷酸。] 6.D [透析袋一般是用硝酸纤维素(又叫玻璃纸)制成的。透析袋能使小分子自由进出, 而将大分子保留在袋内。透析可以除去样品中分子量较小的杂质,或用于更换样品的缓冲 液。]

7.B [分离度取决于柱高,为分离不同组分,凝胶柱床必须有适宜的高度,分离度与 柱高的平方根相关。样品是否分布均匀也影响分离度,缓冲溶液的 pH 影响蛋白质所带的电 荷,因此也影响分离度。只有层析柱的直径一般不影响分离度。] 8.B [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 粗提取与鉴定实验的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。] 9 . (1)A B (2) 除去杂质 某些脂类、蛋白质、糖类或其他大分子物质 (3)二苯胺 DNA DNA 二苯胺试剂 沸水中水浴加热 冷却后 高 解析 根据实验原理可知 DNA 在 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中溶解度最低,在 2 mol/L 的 NaCl 溶液中溶解度较高。DNA 主要存在于染色体上,为了把 DNA 与其他物质分开,采取 DNA 不溶于酒精的方法,目的是除去杂质;利用 DNA 遇二苯胺(沸水浴)呈蓝色的特性,可 以鉴定提取的 DNA。

10.(1)氨基酸 (2)血清蛋白 (3)实验步骤:将含有 A、B 两种蛋白质的混合液加入装满凝胶的玻璃柱 上端,并用缓冲液进行洗脱,检测它们洗脱的先后顺序 实验结果:若 A 先于 B 洗脱出来, 则 A 的相对分子质量大于 B;若 B 先于 A 洗脱出来,则 B 的相对分子质量大于 A (4)(m- 36)/(n-18) 解析 (2)相对分子质量不同的蛋白质, 通过凝胶色谱柱时, 相对分子量大的先洗脱出来。 (3) 该题考查了学生对凝胶色谱法分离蛋白质实验的理解和应用。(4)设该蛋白质是由 x 个氨基 酸脱水缩合而成,则脱去水分子的相对分子质量=(x-2)×18。蛋白质的相对分子质量为 m =xn-(x-2)×18,解方程得 x=(m-36)/(n-18)。


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