(人版)2019年高考生物二轮练习金榜资料：1第四章生物化学与分子生物学技术实践

第四章生物化学与分子生物学技术实践一、蛋白质的分离与纯化1.实验原理依据蛋白质的不同特性，将不同种类蛋白质分开，再依据____________以及蛋白质与其他物质之间的差异进行纯化。2.步骤破碎细胞——研磨法、_________________

___________

蛋白质之间超声波法、酶解法释放蛋白质抽提蛋白质

离心去除固体杂质

_____________

_____：可采用___________________、电泳法

纯度鉴定：可采用_____________电泳法酸性蛋白质（稀碱性溶液）脂溶性蛋白质（有机溶剂）蛋白质粗制品透析法、离心沉降法醋酸纤维薄膜纯化二、血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳1.原理不同的物质在同一电场中的_________不同，泳动速度主要取决于_______________。一般来说，带电颗粒直径_____，越接近于球形，所带净电荷_____，在电场中的泳动速度越快。2.步骤配制试剂→架滤纸桥→浸泡薄膜→_________→平悬薄膜→__________→染色→漂洗→_____泳动速度带电颗粒的性质越小越多细心点样实施电泳脱色三、PCR扩增DNA的过程1.参与的组分及作用参与的组分在DNA扩增中的作用模板DNA________________________________合成子链的原料Taq聚合酶_____________________使Taq聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸Mg2+__________________________提供DNA扩增的模板4种脱氧核苷酸催化合成DNA子链引物提供DNA聚合反应的离子条件2.PCR扩增过程变性：___________________________

退火：____________________________________________________________

_____：72℃左右→在Taq聚合酶作用下，4种脱氧核苷酸按碱基互补配对原则合成新DNA双链94℃→双链DNA解旋成单链DNA40℃～60℃→引物与作为模板的单链DNA特定部位相互配对、结合延伸1.电泳时，带电颗粒向与其电性相同的电极方向移动。()【分析】电泳时，带电颗粒向与其电性相反的电极方向移动。2.解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶的作用位点相同。()【分析】解旋酶作用于氢键，而其他两种酶则作用于磷酸二酯键。3.在电泳过程中，蛋白质分子的移动速度与分子本身大小和形状无关，而与其所带电荷的差异有关。()【分析】电泳过程中，蛋白质分子的移动速度受分子本身大小、形状和所带电荷差异的影响。×××考点一蛋白质的分离与纯化方法的比较

1.透析法与离心沉降法方法项目透析法离心沉降法原理蛋白质分子不能透过半透膜控制离心速率，使分子大小、密度不同的蛋白质沉降分层分离结果将蛋白质和小分子化合物分开将蛋白质沉降分层是否需要缓冲液需要不需要2.凝胶色谱法与电泳法(1)凝胶色谱法：(2)电泳法：①含义：带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。②原理：利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异和分子本身大小、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。(3)缓冲溶液：①组成：1～2种缓冲剂溶解于水中配制而成。②作用：在一定范围内抵制外界的酸和碱对溶液pH的影响，维持pH基本不变，确保实验室条件下能准确模拟生物体内的代谢过程。【高考警示】提取蛋白质后，只采用一种方法可能无法将蛋白质纯化，可以采用多种分离与纯化方法结合使用的措施将蛋白质进行分离、纯化。【典例1】(2010·江苏高考)某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质。下列叙述正确的是()A.该蛋白酶分子结构中至少含有129个氨基和129个羧基B.该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应C.利用透析法纯化该蛋白酶时，应以蒸馏水作为透析液D.用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型加酶洗衣粉好【解析】选B。该蛋白酶只有一条链时，所含有的氨基和羧基数目最少，都至少含有一个，A项错误。因其本质为蛋白质，故可与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应，B项正确。用透析法纯化蛋白酶时，应用缓冲液做透析液以保持蛋白酶的活性，C项错误。因酶具有专一性，油渍为脂肪，故利用含蛋白酶的洗衣粉去油渍比用含脂肪酶的效果差。【互动探究】(1)用离心沉降法分离该蛋白酶和其水解产物的混合物时，该蛋白酶沉降在离心管的哪一部位？提示：沉降在离心管的底部。该蛋白酶分子比其水解产物大，离心时沉降在离心管的底部。(2)B项中鉴定时应如何使用试剂？提示：双缩脲试剂包括A液(质量分数为0.1g/mL的氢氧化钠溶液)和B液(质量分数为0.01g/mL的硫酸铜溶液)，使用时要先加入A液再加入B液，然后振荡摇匀并观察颜色变化。考点二比较细胞内DNA复制与体外DNA扩增(PCR)

项目DNA复制PCR扩增不同点场所细胞内细胞外能量ATP提供能量不需ATP提供能量酶解旋酶、DNA聚合酶耐高温的TaqDNA聚合酶是否有转录伴有转录，产生引物无转录，需加入两种引物特点边解旋边复制，半保留复制体外迅速扩增项目DNA复制PCR扩增不同点循环次数受生物体自身控制30多次缓冲液不需要需要人为控制设备无严格控制温度变化的温控设备相同点原料四种脱氧核苷酸复制原理严格遵循碱基互补配对原则模板DNA为模板引物都需要与模板相结合的引物【典例2】(2011·江苏高考)请回答基因工程方面的有关问题：(1)利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似(如下图所示)。图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。①从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为

。②在第

轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。(2)设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理(如图)，请分别说明理由。①第1组：

；②第2组：

。(3)PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶，下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能，这是因为

。(4)用限制(性核酸内切)酶EcoRV、MboⅠ单独或联合切割同一种质粒，得到的DNA片段长度如下图(1kb即1000个碱基对)，请画出质粒上EcoRV、MboⅠ的切割位点。【解析】(1)①从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为15/16。②在第三轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。(2)某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理，原因①引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效。②引物Ⅰ'自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效。(3)DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上。答案：(1)①15/16②三(2)①引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效②引物Ⅰ'自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效(3)DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上(4)见图【互动探究】(1)题(1)中变性、退火、延伸需要的温度分别是多少？提示：94℃、40℃～60℃、72℃左右。当温度上升到94℃时，双链DNA解聚为单链，称之为变性；当温度下降到40℃～60℃时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合；当温度上升到72℃左右时，溶液中的四种脱氧核苷酸在TaqDNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链，称为延伸。(2)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A延伸而成的DNA单链作为模板时将如何延伸？提示：与引物B结合进行DNA子链的延伸。当引物A延伸而成的单链作模板时，此单链引物端为5'端，因此与它互补的子链应从另一端开始合成，即由引物B结合延伸的子链。【变式训练】(2013·昆山模拟)下列属于PCR技术的条件的是()①单链的脱氧核苷酸序列引物②目的基因所在的DNA片段③脱氧核苷酸④核糖核苷酸⑤DNA连接酶⑥DNA聚合酶⑦限制性核酸内切酶A.①②③⑤ B.①②③⑥C.①②③⑤⑦ D.①②④⑤⑦【解析】选B。本题考查PCR技术的相关知识。PCR技术是目的基因扩增技术，所以要有目的基因片段，还要有单链的脱氧核苷酸引物片段、脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶。1.复旦大学的研究人员正在进行一项利用DNA技术在全国曹姓家族中寻找曹操后裔的研究。该研究中最不可能应用下列中的()A.PCR技术 B.电泳技术C.微生物培养技术 D.分子杂交技术【解析】选C。PCR技术可以扩增DNA分子，然后通过分子杂交技术来鉴定，可利用电泳技术将DNA和蛋白质分开，便于鉴定。2.下列关于猪血红蛋白提纯的描述不正确的是()A.洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂B.猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少C.血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测D.在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比相对分子质量较小的杂蛋白移动慢【解析】选D。猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少，是提纯血红蛋白的理想材料。在洗涤红细胞时，要用生理盐水反复洗涤，既要将红细胞洗涤干净，又要不破坏红细胞。血红蛋白的颜色可用于观察红色区带的移动情况，并据此判断分离效果。分离提纯血红蛋白时用凝胶色谱法，是根据相对分子质量的大小来分离蛋白质，相对分子质量较大的蛋白质移动速度较快。3.下列关于PCR技术的叙述，错误的是()A.PCR技术和DNA体内复制所用到的酶种类有所不同B.PCR反应过程要消耗四种脱氧核苷酸C.PCR反应用到的引物是一小段DNA或RNAD.原料是从子链的5′端连接上来的【解析】选D。PCR技术是在体外模拟体内DNA的复制过程，二者需要的条件基本相同，如DNA模板、DNA聚合酶、引物、需要四种脱氧核苷酸等，所不同的是体内解链是靠解旋酶，体外解链是靠高温变性，体内的引物是RNA片段，体外的引物是DNA或RNA片段；不论是体内复制还是PCR技术，原料都是从子链的3'端连接上来的。4.下图中能够表示相对分子质量不同的两种蛋白质在凝胶色谱柱中的行进过程的是()【解析】选B。相对分子质量较大的蛋白质只能从凝胶颗粒间隙通过，路程短，速度快，先到达色谱柱的下端；相对分子质量较小的蛋白质可进入凝胶颗粒内部的通道，路程远，速度慢，后到达色谱柱的下端。5.(多选)关于蛋白质提取的叙述中，正确的是()A.分离与纯化蛋白质之前首先要用适当的方法使蛋白质释放出来B.抽提时要依据蛋白质的不同特性选择不同的溶剂C.对蛋白质的粗提取物离心可除去一些小分子杂质D.蛋白质的粗制品可能是多种蛋白质的混合物【解析】选A、B、D。分离细胞中的蛋白质时需要将细胞破裂使蛋白质释放出来；抽提时要依据蛋白质的不同特性选择不同的溶剂，如酸性蛋白质选用稀碱性溶液提取；对抽提得到的粗提取物离心可除去固体杂质。6.(多选)(2009·江苏高考)下列关于DNA和蛋白质提取与分离实验的叙述，正确的有()A.提取细胞中的DNA和蛋白质都需用蒸馏水涨破细胞B.用不同浓度的NaCl溶液反复溶解与析出DNA可去除蛋白质C.蛋白质提取和分离过程中进行透析可去除溶液中的DNAD.蛋白质和DNA都可以用电泳的方法进行分离纯化【解析】选B、D。提取血红蛋白时可以用蒸馏水涨破细胞，在DNA粗提取时，对于动物细胞要用蒸馏水，对于植