DNA和蛋白质技术及植物有效成分的提取
一、选择题
1．在用水蒸气蒸馏法制取玫瑰乳浊液和提纯过程中，使用无水Na2SO4、NaCl的作用分别是( )
A．分层、吸水 C．吸水、分层
B．溶解、吸水 D．分层、萃取
答案：C 解析：在用水蒸气蒸馏法制取玫瑰乳浊液和提纯过程中，使用无水Na2SO4的作用是吸水，使用NaCl的作用是使玫瑰乳浊液油水分层。
2．下列关于血红蛋白提取和分离实验中样品处理步骤的描述，正确的是( ) A．红细胞的洗涤：加入蒸馏水，缓慢搅拌，低速短时间离心
B．血红蛋白的释放：加入生理盐水和甲苯，置于磁力搅拌器上充分搅拌 C．分离血红蛋白：将搅拌好的混合液离心、过滤后，用分液漏斗分离
D．透析：将血红蛋白溶液装入透析袋，置于pH为4.0的磷酸缓冲液中透析12 h 答案：C 解析：对红细胞进行洗涤时，应加入生理盐水，防止细胞破裂；将血红蛋白从红细胞中释放时，需要加入蒸馏水，以便使红细胞破裂释放出血红蛋白；透析时，应将透析袋置于pH为7.0的磷酸缓冲液中透析12 h。
3．多聚酶链式反应(PCR)技术是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，由高温变性、低温退火及适温延伸等几步反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA得以迅速扩增，其简要过程如图所示。下列关于PCR技术叙述不正确的是( )
A．PCR技术是在实验室中以少量DNA制备大量DNA的技术 B．反应中新合成的DNA又可以作为下一轮反应的模板 C．PCR技术中以核糖核苷酸为原料，以指数方式扩增 D．应用PCR技术与探针杂交技术可以检测基因突变
答案：C 解析：PCR技术是人工合成DNA的方法，原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸。 4．下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是( )
A．利用DNA溶于冷酒精，而蛋白质不溶于冷酒精的特点，可将DNA与蛋白质分离 B．利用高温能使蛋白质变性，却对DNA没有影响的特性，可将DNA与蛋白质分离 C．在溶有DNA的物质的量浓度为2 mol/L的氯化钠溶液中缓缓加入蒸馏水，轻轻搅拌后
1
过滤，取滤液进行以后的实验
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 答案：D 解析：利用DNA不溶于冷酒精，而蛋白质溶于冷酒精的特点，可将DNA和蛋白质分开；温度过高也会影响DNA的结构，如90 ℃时DNA会变性。在物质的量浓度为2 mol/L的氯化钠溶液中DNA溶解度最大，但加入蒸馏水后，DNA溶解度降低，DNA析出，过滤后应取黏稠物进行以后的实验；蛋白酶能分解蛋白质，而不能分解DNA。
5．如图是用已除去DNA的滤液进行血红蛋白的提取和分离实验的装置，下列有关叙述不正确的是( )
A．首先用图甲装置对滤液进行处理，其目的是去除相对分子质量较大的杂质 B．图乙装置的试管收集到的液体中最先得到的是相对分子质量较大的蛋白质
C．用图乙装置分离血红蛋白时，待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管收集流出液，每管收集 5 mL，连续收集
D．图丙装置用于电泳法分离提纯血红蛋白的操作中
答案：A 解析：本题考查血红蛋白的提取和分离实验，意在考查获取信息的能力和理解能力。用图甲装置对滤液进行处理，其目的是去除相对分子质量较少的杂质。采用凝胶色谱法分离蛋白质的过程中，相对分子质量较大的是蛋白质先从层析柱中洗脱出来。
6．下列关于提取胡萝卜素的叙述，错误的是( )
A．胡萝卜素是脂类物质，所以提取时所用的试剂是亲脂性有机溶剂 B．提取的胡萝卜素可用纸层析法进行鉴定，鉴定时需要与标准样品进行对照 C．一般情况下，提取胡萝卜素的效率与颗粒含水量呈反比
D．提取过程中有加热环节，因此整个过程只需要控制温度，因为温度过高会导致胡萝卜素分解
答案：D 二、非选择题
7．PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的方法，用于放大特定的DNA片段，数小时内可使目的基因片段扩增到数百万个拷贝。PCR需要模板DNA、引物、脱氧核糖核苷酸和DNA聚合酶等条件。下图为模板DNA分子及2种引物，请回答相关问题：
2
(1)PCR的全称是____________。PCR与体内DNA复制的不同之处主要表现在温度环境的不同，在PCR中先用95 ℃高温处理的目的是________________；而这一过程中在细胞内是通过____________实现的。
(2)在PCR技术中所需要的引物实质上是一种____________。请在图中绘出引物结合的位置。
(3)若将1个DNA分子拷贝10次，则需要在缓冲液中至少加入________个引物。 (4)DNA
子
链
复
制
的
方
向
是
________
，
这
是
由
于
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)多聚酶链式反应'使DNA变性(使DNA的两条链解开)'解旋酶的催化'(2)单链DNA或RNA分子'见下图
(3)2－2(或答2 046)'(4)从5′到3′'DNA聚合酶只能从引物的3′端开始延伸DNA链 解析：PCR技术又称多聚酶链式反应，在PCR中先用95 ℃高温处理的目的是使DNA分子双链之间的氢键断裂，两条链解开。引物是一种单链DNA或RNA分子，它能与解开的DNA母链的3′端结合，为DNA聚合酶提供结合位点，使DNA聚合酶从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸延伸子链。在DNA分子扩增时，需要2种引物，由于新合成的子链都需要引物作为复制的起点，故所需的引物数目等于新合成的DNA子链的数目，即(2×2－2)＝(2－2)个。
8．下图表示血红蛋白提取和分离实验的部分装置或操作方法，请回答下列问题：
10
11
11
3
(1)为了提取和分离血红蛋白，首先对红细胞进行洗涤以去除杂蛋白，洗涤时使用生理盐水而不使用蒸馏水的原因是____________。
(2)图甲装置可用于________过程，该操作的目的是去除样品中____________的杂质。现有一定量的血红蛋白溶液，进行上述操作时，若要尽快达到理想的实验效果，可以____________(写出一种方法)。
(3)观察图乙，向色谱柱中加样品的正确操作顺序是____________(用序号表示)。在进行④操作前，应该等样品________________，且要________(填“打开”或“关闭”)下端出口。
(4)图丙表示电泳法分离蛋白质的结果，不同蛋白质得以分离的原因是________________________________________________。
答案：(1)防止红细胞吸水破裂'(2)透析(粗分离)'相对分子质量较小'增加缓冲液的量(或及时更换缓冲液)'(3)②③④①'完全进入凝胶层'关闭'(4)不同蛋白质带电性质、分子大小和形状的不同，导致电泳时迁移速度不同
解析：(1)洗涤时使用生理盐水而不使用蒸馏水的原因是防止红细胞吸水涨破。(2)图甲装置可用于透析过程，透析可以去除样品中相对分子质量较小的杂质；若要尽快达到理想的透析实验效果，则可采用增加缓冲液的量或及时更换缓冲液的方法。(3)图乙中④操作是在样品上部添加缓冲液，在添加缓冲液之前，应该等样品完全进入凝胶层，且要关闭下端出口。(4)电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，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。
4
9.请回答下列有关“胡萝卜素提取”的问题。
(1)从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是________法。以下为提取胡萝卜素的实验流程：胡萝卜→粉碎→干燥→A→过滤→B→胡萝卜素。其中，A过程叫________，B过程叫________。
(2)在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中，应严格将________和________控制在一定范围内。 (3)图甲为提取胡萝卜素的装置示意图，请指出图中一处错误并改正：________________________________________________。
(4)图乙是胡萝卜素粗品鉴定装置示意图。该鉴定方法的名称是________法。图乙中⑤为________，实验过程中点样时应注意__________________________。
(5)在图乙的胡萝卜素的结果示意图中，A、B、C、D四点中，属于提取样品的样点是__________________。
答案：(1)萃取'萃取'浓缩'(2)温度'时间'(3)应避免明火加热，而采用水浴加热'(4)纸层析'样品原点'快速细致并注意保持滤纸干燥'(5)B和C
解析：根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点，一般用萃取法提取。新鲜的胡萝卜含有大量的水分，在干燥时要注意控制温度和时间，温度太高、时间太长会导致胡萝卜素分解。
10．某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动，具体步骤如下：
材料处理：称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份，每份 10 g。剪碎后分成两组：一组置于20 ℃，另一组置于－20 ℃条件下保存24 h。
DNA粗提取：
第一步：将上述材料分别放人研钵中，各加入15 mL研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。
第二步：先向6只小烧杯中分别注入10 mL滤液，再加入20 mL体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地沿一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。
第三步：取6支试管，分别加入等量的2 mol/L NaCl溶液溶解上述絮状物。
DNA检测：在上述试管中各加入4 mL某检测试剂。混合均匀后，置于沸水中加热5 min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表：
5