2014屆高考生物 第4講 DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)與植物有效成分的提取解題高效訓(xùn)練 新人教版選修1

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1、第四講DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)與植物有效成分的提取 [課堂考點(diǎn)集訓(xùn)] 考點(diǎn)一　DNA與蛋白質(zhì)的提純 1．(2013·鹽城二模)下列關(guān)于DNA和蛋白質(zhì)提取與分離實(shí)驗(yàn)的敘述正確的有(　　) A．提取細(xì)胞中的DNA和蛋白質(zhì)都需用蒸餾水漲破細(xì)胞 B．用不同濃度NaCl溶液反復(fù)溶解與析出DNA，可去除蛋白質(zhì) C．蛋白質(zhì)提取和分離過(guò)程中進(jìn)行透析可去除溶液中的DNA D．蛋白質(zhì)和DNA中，只有蛋白質(zhì)可以用電泳的方法進(jìn)行分離純化 解析：選B　如果提取動(dòng)物細(xì)胞中的DNA和蛋白質(zhì)可以用蒸餾水漲破細(xì)胞，但是如果用植物細(xì)胞來(lái)提取DNA，那么用蒸餾水就無(wú)法漲破細(xì)胞，所以應(yīng)根據(jù)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇不同的方法破

2、碎細(xì)胞(常用的有研磨法、超聲波法、酶解法等)。透析法可以將蛋白質(zhì)與其他小分子化合物如無(wú)機(jī)鹽、單糖、雙糖、氨基酸等分離，但是不能將蛋白質(zhì)與DNA分開(kāi)。蛋白質(zhì)和DNA都是大分子物質(zhì)，皆可以用電泳的方法進(jìn)行分離純化。DNA在NaCl溶液中的溶解度隨NaCl溶液濃度的不同而變化，當(dāng)NaCl的物質(zhì)的量濃度為0.14 mol/L時(shí)，DNA的溶解度最低，利用這一原理，可以使溶解在NaCl溶液中的DNA析出。 2．(2011·廣東高考)以下關(guān)于豬血紅蛋白提純的描述，不正確的是(　　) A．洗滌紅細(xì)胞時(shí)，使用生理鹽水可防止紅細(xì)胞破裂 B．豬成熟紅細(xì)胞中缺少細(xì)胞器和細(xì)胞核，提純時(shí)雜蛋白較少 C．血紅蛋白的

3、顏色可用于凝膠色譜法分離過(guò)程的監(jiān)測(cè) D．在凝膠色譜法分離過(guò)程中，血紅蛋白比相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜蛋白移動(dòng)慢 解析：選D　生理鹽水與細(xì)胞內(nèi)液的濃度相等?？煞乐辜t細(xì)胞因過(guò)量吸水而漲破。在凝膠色譜法分離血紅蛋白的過(guò)程中，可根據(jù)其顏色監(jiān)測(cè)血紅蛋白的洗脫情況。蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量越大，在凝膠色譜法分離過(guò)程中的移動(dòng)速度越快。 考點(diǎn)二　植物有效成分的提取與分離 3．有關(guān)植物芳香油的提取方法的敘述正確的是(　　) ①植物芳香油具有較強(qiáng)的揮發(fā)性，能隨水蒸氣蒸發(fā)，因此可利用蒸餾法提取?、趬赫シㄊ抢脵C(jī)械壓力榨出芳香油　③將新鮮的植物材料浸泡在用于萃取的有機(jī)溶劑中，然后蒸去溶劑，即可獲得植物芳香油，此為萃取法

4、 A．①②　　　　　　 B．①③ C．②③ D．①②③ 解析：選A　植物芳香油是有機(jī)物，利用其溶解性的特點(diǎn)，可用多種方法提取。若使用萃取法，原料應(yīng)粉碎且干燥后浸泡于有機(jī)溶劑，然后蒸發(fā)出有機(jī)溶劑。 4．(2013·長(zhǎng)春二調(diào))下列對(duì)胡蘿卜素提取過(guò)程的分析正確的是(　　) A．在把新鮮的胡蘿卜切成米粒大小的顆粒置于烘箱中烘干時(shí)，溫度越高、干燥時(shí)間越長(zhǎng)，烘干效果越好 B．在萃取過(guò)程中，在瓶中安裝冷凝回流裝置是為了防止加熱時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā) C．在濃縮干燥前，沒(méi)有必要進(jìn)行過(guò)濾 D．將濾液用蒸餾裝置進(jìn)行蒸餾，要收集蒸發(fā)出去的液體，蒸發(fā)出去的是胡蘿卜素，留下的是有機(jī)溶液 解析：選B　在烘干

5、胡蘿卜顆粒時(shí)要控制好溫度和時(shí)間，溫度太高、干燥時(shí)間太長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致胡蘿卜素分解；在濃縮干燥前，要將萃取液進(jìn)行過(guò)濾，除去不溶物；將濾液用蒸餾裝置進(jìn)行蒸餾，蒸發(fā)掉有機(jī)溶劑，留下濃縮的胡蘿卜素液；在萃取過(guò)程中，在瓶中安裝冷凝回流裝置是為了防止加熱時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā)。 考點(diǎn)三　PCR技術(shù) 5．多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)。請(qǐng)回答下列有關(guān)PCR技術(shù)的基本原理及應(yīng)用問(wèn)題。 (1)DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模ǔ_________的末端稱為5′端，當(dāng)引物與DNA母鏈通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)結(jié)合后，DNA聚合酶就能從引物的______________開(kāi)始延伸DNA鏈。 (2)PCR利

6、用DNA的熱變性原理解決了打開(kāi)DNA雙鏈的問(wèn)題，但又導(dǎo)致了DNA聚合酶失活的新問(wèn)題。到20世紀(jì)80年代，科學(xué)家從一種Taq細(xì)菌中分離到____________，它的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用解決了上述問(wèn)題。要將Taq細(xì)菌從其他普通的微生物中分離出來(lái)，所用的培養(yǎng)基叫____________。 (3)PCR的每次循環(huán)可以分為_(kāi)___________________三步。假設(shè)在PCR反應(yīng)中，只有一個(gè)DNA片段作為模板，請(qǐng)計(jì)算在5次循環(huán)后，反應(yīng)物中大約有____________個(gè)這樣的DNA片段。 (4)請(qǐng)用簡(jiǎn)圖表示出一個(gè)DNA片段PCR反應(yīng)中第二輪的產(chǎn)物。 解析：(1)DNA聚合酶只能把新的核苷酸加到已經(jīng)存在

7、的核酸的3′-羥基上，與DNA母鏈結(jié)合的RNA引物就提供這個(gè)羥基。 (2)因PCR利用了DNA的熱變性原理解決了打開(kāi)DNA雙鏈的問(wèn)題，所以用于催化DNA復(fù)制過(guò)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(xì)菌從其他普通的微生物中分離出來(lái)。 (3)DNA復(fù)制兩條鏈均作為模板，進(jìn)行半保留式復(fù)制，所以復(fù)制5次后得到的子代DNA分子數(shù)為25＝32個(gè)。 (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。 答案：(1)磷酸基團(tuán)　3′端 (2)耐高溫的Taq DNA聚合酶　選擇培養(yǎng)基 (3)變性、復(fù)性和延伸　32 (4) [課下綜合檢測(cè)] 一、選擇題

8、 1．(2013·哈爾濱一模)在玫瑰精油的提取和胡蘿卜素的提取過(guò)程中共有的操作是(　　) A．紙層析 B．水浴加熱 C．過(guò)濾 D．加入NaCl 解析：選C　紙層析法用于胡蘿卜素的鑒定；水浴加熱用于胡蘿卜素的萃??；在玫瑰精油的提取和胡蘿卜素的提取過(guò)程中都要用到過(guò)濾；在玫瑰精油的提取中加入NaCl使油水分層。 2．(2013·黃岡模擬)在蒸餾過(guò)程中，要提高產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)該采取的措施是(　　) A．提高蒸餾溫度，延長(zhǎng)蒸餾時(shí)間 B．提高蒸餾溫度，縮短蒸餾時(shí)間 C．降低蒸餾溫度，縮短蒸餾時(shí)間 D．降低蒸餾溫度，延長(zhǎng)蒸餾時(shí)間 解析：選D　高溫蒸氣會(huì)導(dǎo)致提取的香精色澤、香味較差，應(yīng)

9、該降低蒸餾溫度；溫度降低了，也應(yīng)延長(zhǎng)蒸餾時(shí)間。 3．下列有關(guān)“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)原理的敘述正確的是(　　) A．DNA在NaCl溶液中的溶解度，隨NaCl溶液濃度的降低而減小 B．利用DNA不溶于酒精的性質(zhì)，可除去細(xì)胞中溶于酒精的物質(zhì)而得到較純的DNA C．DNA是大分子有機(jī)物，易溶于水也溶于某些有機(jī)溶劑 D．在沸水浴中，DNA遇二苯胺會(huì)出現(xiàn)紫色反應(yīng) 解析：選B　DNA在NaCl溶液中的溶解規(guī)律如下圖。DNA不溶于水和酒精等有機(jī)溶劑。在沸水浴條件下，DNA遇二苯胺后呈現(xiàn)藍(lán)色。 4．下列操作過(guò)程的敘述中錯(cuò)誤的是(　　) A．PCR實(shí)驗(yàn)中使用的微量離心管、槍頭、緩沖液以

10、及蒸餾水等在使用前必須進(jìn)行高壓滅菌 B．PCR所用的緩沖液和酶應(yīng)分裝成小份，并在－20℃儲(chǔ)存 C．PCR所用的緩沖液和酶從冰箱拿出之后，迅速融化 D．在微量離心管中添加反應(yīng)成分時(shí)，每吸取一種試劑后，移液器上的槍頭都必須更換 解析：選C　為了防止外源DNA等因素的污染，PCR實(shí)驗(yàn)中使用的微量離心管、槍頭、緩沖液以及蒸餾水等在使用前必須進(jìn)行高壓滅菌；所用的緩沖液及酶應(yīng)分裝成小份保存，并使用一次性槍頭。在冰箱中放置的緩沖液和酶從冰箱中取出后應(yīng)放在冰塊上緩慢融化，而不能迅速融化。 5．下列有關(guān)“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(　　) A．利用DNA溶于酒精，而蛋白質(zhì)不溶于酒精，

11、可將DNA與蛋白質(zhì)分離 B．利用高溫能使蛋白質(zhì)變性，卻對(duì)DNA沒(méi)有影響的特性，可將DNA與蛋白質(zhì)分離 C．在溶有DNA的物質(zhì)的量濃度為2 mol/L的氯化鈉溶液中緩緩加入蒸餾水，輕輕攪拌后過(guò)濾，取濾液進(jìn)行以后的實(shí)驗(yàn) D．在DNA濾液中加入嫩肉粉，通過(guò)木瓜蛋白酶的作用，可將DNA與蛋白質(zhì)分離 解析：選D　利用DNA不溶于酒精，而蛋白質(zhì)溶于酒精，可將DNA和蛋白質(zhì)分開(kāi)。溫度過(guò)高也會(huì)影響DNA的特性，如PCR技術(shù)。在物質(zhì)的量濃度為2 mol/L的氯化鈉溶液中DNA溶解度最大，但加入蒸餾水后，DNA溶解度降低，DNA析出，過(guò)濾后應(yīng)取其黏稠物進(jìn)行以后的實(shí)驗(yàn)。蛋白酶能分解蛋白質(zhì)，而不能分解DNA。

12、 6．紅細(xì)胞中含有大量血紅蛋白，我們可以選用豬、牛、羊或其他脊椎動(dòng)物的血液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來(lái)提取和分離血紅蛋白。下列對(duì)血紅蛋白提取和分離的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．血紅蛋白提取和分離一般按照樣品處理→粗分離→純化→純度鑒定的順序進(jìn)行 B．純化過(guò)程中要用生理鹽水充分溶脹凝膠來(lái)配制凝膠懸浮液 C．粗分離時(shí)透析的目的是去除相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì) D．可經(jīng)SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行純度鑒定 解析：選B　蛋白質(zhì)的提取和分離一般分為四步：樣品處理、粗分離、純化和純度鑒定，提取和分離血紅蛋白時(shí)，首先通過(guò)洗滌紅細(xì)胞、血紅蛋白的釋放、離心等操作收集到血紅蛋白溶液，即樣品處理；再通過(guò)透析法除去相對(duì)分子質(zhì)

13、量較小的雜質(zhì)，即樣品的粗分離；然后通過(guò)凝膠色譜法將相對(duì)分子質(zhì)量較大的雜蛋白除去，即樣品純化，純化過(guò)程中凝膠應(yīng)用蒸餾水充分溶脹后，配制成凝膠懸浮液，而不是用生理鹽水；最后經(jīng)SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行純度鑒定。 7．下列植物芳香油的提取所選取的原料、植物芳香油的名稱及適宜的提取方法不正確的是(　　) A．玫瑰花、玫瑰精油、壓榨法 B．橘皮、橘皮精油、壓榨法 C．茉莉花、茉莉浸膏、萃取法 D．薰衣草莖和葉、熏衣草油、蒸餾法 解析：選A　蒸餾法一般適用于提取揮發(fā)性的芳香油；壓榨法一般適用于對(duì)易焦糊原料的提?。惠腿》ㄟm用范圍較廣。 8．研究發(fā)現(xiàn)柚皮精油和乳酸菌素(小分子蛋白質(zhì))均有抑菌

14、作用，兩者的提取及應(yīng)用如下圖所示。抑菌實(shí)驗(yàn)中，在長(zhǎng)滿致病菌的平板上，會(huì)出現(xiàn)以抑菌物質(zhì)為中心的透明圈。下列相關(guān)敘述不正確的是(　　) A．柚皮易焦糊，宜采用壓榨法提取柚皮精油 B．篩選乳酸菌A時(shí)可選用平板劃線法或稀釋涂布平板法 C．電泳法純化乳酸菌素時(shí)，若分離帶電荷相同的蛋白質(zhì)，則其分子量越大，電泳速度越快 D．可通過(guò)測(cè)定透明圈的大小來(lái)比較柚皮精油和乳酸菌素的抑菌效果 解析：選C　柚皮精油的提取一般用壓榨法；篩選菌種一般用固體選擇培養(yǎng)基，常用接種方法是平板劃線法和稀釋涂布平板法；電泳法純化乳酸菌素時(shí)，若分離帶電荷相同的蛋白質(zhì)，則其分子量越大，電泳速度越慢；抑菌實(shí)驗(yàn)中，在長(zhǎng)滿致病菌的

15、平板上，會(huì)出現(xiàn)以抑菌物質(zhì)為中心的透明圈，可通過(guò)測(cè)定透明圈的大小來(lái)比較柚皮精油和乳酸菌素的抑菌效果。 二、非選擇題 9．根據(jù)植物芳香油提取的相關(guān)知識(shí)，回答下列問(wèn)題： (1)玫瑰精油的提取可使用如圖所示裝置，這種方法叫____________法；蒸餾時(shí)收集的蒸餾液____________________(填“是”或“不是”)純的玫瑰精油，原因是________________________。進(jìn)水口是圖中的________(填圖中的編號(hào))。 (2)檸檬芳香油的提取常用________法。 (3)胡蘿卜素是________色的結(jié)晶。從胡蘿卜中提取胡蘿卜素常用________法，常用做溶

16、劑的為_(kāi)_______(填“水溶性有機(jī)溶劑”或“水不溶性有機(jī)溶劑”)。 解析：(1)不同的植物精油的提取方法不同，玫瑰精油穩(wěn)定性強(qiáng)，難溶于水，用水蒸氣蒸餾法提取。(2)因?yàn)樵谒姓麴s會(huì)導(dǎo)致檸檬原料焦糊和其中的有效成分水解，所以檸檬芳香油的制備一般用壓榨法。(3)胡蘿卜素是脂溶性的，所以能用水不溶性有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取。 答案：(1)水蒸氣蒸餾　不是　玫瑰精油隨水蒸氣一起蒸餾出來(lái)，所得到的是油水混合物?、邸?2)壓榨　(3)橘黃　萃取　水不溶性有機(jī)溶劑 10．下圖表示以雞血為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行DNA的粗提取與鑒定的操作程序，請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：

17、 (1)步驟一中，向雞血細(xì)胞液中加入________并攪拌，可使雞血細(xì)胞破裂。 (2)步驟二中，過(guò)濾后收集含有DNA的________。 (3)步驟三、四的操作原理是__________________________________________________ ________________________________________________________________________， 步驟四通過(guò)向溶液中加入________調(diào)節(jié)NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)_______mol/L時(shí)

18、，DNA將會(huì)析出，過(guò)濾去除溶液中的雜質(zhì)。 (4)步驟七：向步驟六過(guò)濾后的________中，加入等體積的冷卻的________，靜置2～3 min，溶液中會(huì)出現(xiàn)____色絲狀物，這就是粗提取的DNA。 (5)步驟八：DNA遇________試劑，沸水浴5 min，冷卻后，溶液呈________色。 解析：破碎紅細(xì)胞應(yīng)用蒸餾水，使之吸水漲破。DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，在2 mol/L的NaCl中DNA溶解，在0.14 mol/L的NaCl溶液中DNA析出?？赏ㄟ^(guò)加入蒸餾水將2 mol/L NaCl溶液稀釋為0.14 mol/L的NaCl溶液使DNA析出。DNA不溶于冷酒精

19、，遇二苯胺加熱呈藍(lán)色反應(yīng)。 答案：(1)蒸餾水　(2)濾液　(3)DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，通過(guò)控制NaCl溶液的濃度去除雜質(zhì)　蒸餾水　0.14　(4)濾液　酒精　白　(5)二苯胺　藍(lán) 11．(2013·煙臺(tái)調(diào)研)某生物興趣小組在“蛋白質(zhì)的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)備從豬的血液中初步提取血紅蛋白，設(shè)計(jì)的“血紅蛋白提取、分離流程圖”如下： 請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題： (1)樣品處理中紅細(xì)胞的洗滌要用____________________反復(fù)沖洗、離心。向紅細(xì)胞懸液中加入一定量的低濃度pH＝7.0的緩沖液并充分?jǐn)嚢?，可以破碎紅細(xì)胞，破碎細(xì)胞的原理是__

20、______________。 (2)血紅蛋白粗分離階段，透析的目的是______________，若要盡快達(dá)到理想的透析效果，可以________________(寫出一種方法)。 (3)電泳利用了待分離樣品中各種分子的____________________________________等的差異，而產(chǎn)生不同遷移速度，實(shí)現(xiàn)各種分子的分離。 (4)一同學(xué)通過(guò)血紅蛋白醋酸纖維薄膜電泳，觀察到正常人和鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白電泳結(jié)果如圖所示。由圖可知攜帶者有______________種血紅蛋白，從分子遺傳學(xué)的角度作出的解釋是_____________________________

21、_______________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)洗滌紅細(xì)胞所用的溶液是生理鹽水，根據(jù)滲透作用原理，將紅細(xì)胞置于低滲溶液中，紅細(xì)胞會(huì)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(zhì)；可通過(guò)增加緩沖液的量或及時(shí)更換緩沖液等方法縮短透析時(shí)間，盡快達(dá)到理想的透析效果。(3)由于各種分子帶電性質(zhì)以及分子大小、形狀等的差異，在電泳過(guò)程中產(chǎn)生了不同的遷移速度，實(shí)現(xiàn)各種分子的分離。(4)根據(jù)圖示可知，鐮刀型細(xì)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(duì)等位基因，分別控制合成兩種不同的蛋白質(zhì)。 答案：(1)生理鹽水　滲透原理(當(dāng)外界溶液濃度低于動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水漲破) (2)除去小分子雜質(zhì)　增加緩沖液的量或及時(shí)更換緩沖液 (3)帶電性質(zhì)以及分子大小、形狀 (4)2　攜帶者具有(控制血紅蛋白的)一對(duì)等位基因，可以控制合成兩種不同的蛋白質(zhì)