(时间：90分钟；满分：100分)
一、选择题(本题共20小题，每小题2.5分，满分50分)
1．破译生物基因组DNA的遗传信息进行基因操作时，首先要提取细胞核DNA。下列不．适宜作为提取DNA的实验材料的是()
A．鸡血细胞B．蛙的红细胞
C．人的成熟红细胞D．菜花
解析：选C。DNA主要分布于真核细胞的细胞核中，而人的成熟红细胞中无细胞核，故无DNA，因而不能用人的成熟红细胞作为提取DNA的实验材料。
2．在下列图示中，可以正确反映DNA溶解度与NaCl溶液浓度之间关系的是()
解析：选C。在NaCl溶液的浓度为0.14 mol/L时，DNA的溶解度最小，而蛋白质的溶解度较大；NaCl溶液的浓度高于或低于0.14 mol/L时，随着其浓度的升高或降低，DNA的溶解度都会逐渐增大。
3．蛋白酶能将蛋白质水解而使染色质中的DNA分离出来，下列药品可达到上述同一目的的是()
A．蒸馏水B．NaCl溶液
C．NaOH溶液D．盐酸
答案：B
4．在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，有两次DNA沉淀析出：
①DNA在NaCl溶液中的物质的量浓度为0.14 mol/L溶解度最低；②DNA在冷却的体积分数为95%的酒精中能够沉淀析出。该实验依据的原理是()
A．两次都是①B．两次都是②
C．第一次是①，第二次是②D．第一次是②，第二次是①
解析：选C。DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最低，而高于或低于这一浓度，DNA在NaCl溶液中的溶解度都会增大；DNA不溶于酒精溶液，但是，细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，这样DNA就可以沉淀析出。
5．在研究DNA的基因样本前，采集来的血样需要蛋白水解酶处理，然后用有机溶剂除去蛋白质。用蛋白水解酶处理血样的目的是()
A．除去血浆中的蛋白质
B．除去染色体上的蛋白质
C．除去血细胞表面的蛋白质
D．除去血细胞中的所有的蛋白质，使DNA释放，便于进一步提纯
解析：选D。蛋白水解酶简称蛋白酶，能够催化多肽或蛋白质水解，所以这种酶可以分解血细胞中的所有蛋白质，有利于DNA的释放。
6．将含有DNA的滤液放在60～70 ℃的恒温水浴箱中保温10～15 min，可以得到含杂质较少的DNA，这一做法所依据的原理是()
A．高温使蛋白质变性
B．高温使DNA变性
C．高温使蛋白质分解
D．高温使DNA分解
解析：选A。大多数蛋白质不能忍受60～80 ℃的高温，而DNA在80 ℃以上才会发生变性。在60～70 ℃的恒温水浴箱中保温，目的是使蛋白质发生变性，从而分离得到DNA。
7．在DNA的粗提取实验过程中，对DNA提取量影响较小的是()
A．使鸡血细胞在蒸馏水中充分破裂，放出DNA等核物质
B．搅拌时要用玻璃棒沿一个方向轻缓搅动
C．在析出DNA黏稠物时，要缓缓加入蒸馏水，直到黏稠物不再增多
D．要用冷酒精沉淀DNA，甚至再将混合液放入冰箱中冷却
解析：选B。本题考查DNA的粗提取与鉴定的有关知识，同时考查学生对DNA提取原理的理解。搅拌时要用玻璃棒沿一个方向轻缓搅动的目的是防止DNA的细丝被打碎，但是打碎的DNA分子并不影响提取的DNA的含量；如果鸡血细胞破裂不充分，DNA等核物质释放不充分，DNA的提取量会减少；在析出DNA黏稠物时，加入蒸馏水的量不足，会使DNA不能充分析出，而如若加入蒸馏水的量过多，析出的DNA又会溶解，DNA的提取量也会减少；用冷酒精沉淀DNA甚至将混合液放入冰箱冷却的目的是抑制DNA水解酶活性，防止DNA降解，如果酒精冷却不充分，DNA析出量减少，DNA的提取量也会减少。此类题目的解题方法是理解实验各个环节或操作的目的，突破的方法是将各个环节进行比较分析，找出其中的相互关系。
8．如图表示PCR扩增的产物，请分析它是哪次循环的产物()
A．第一次循环B．第二次循环
C．第三次循环D．第四次循环
解析：选A。在PCR反应中以引物为标记，第一次循环时，以加入的DNA为模板，两条DNA链可分别由引物Ⅰ和引物Ⅱ与其结合，并在DNA聚合酶的作用下延伸，所以，形成的每个子代DNA中只有一种引物。从第二次循环开始，第一次产物的DNA分子又可作为模板参与反应，形成的DNA分子两端都含有引物。
9．PCR仪实质上是一台自动调控温度的仪器，下列关于它调控不同温度的目的叙述错误的是()
A．95 ℃，使DNA分子变性，解开螺旋
B．55 ℃，使DNA分子两条单链与两种引物结合
C．72 ℃，使DNA分子开始复制，延伸
D．72 ℃，使DNA分子恢复双螺旋结构，恢复活性
解析：选D。PCR利用DNA热变性的原理，当温度上升到90 ℃以上时，双链DNA解旋为单链，A项正确；当温度下降到50 ℃左右时，两种引物通过碱基互补配对原则与两条单链DNA结合，恢复活性，B项正确；当温度上升到72 ℃左右时，在DNA聚合酶的作用
下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链，从而实现DNA延伸，故C正确，D错误。
10．下列关于DNA复制的叙述，不．正确的是(多选)()
A．DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从5′端延伸DNA链
B．DNA复制不需要引物
C．引物与DNA母链通过碱基互补配对进行结合
D．DNA的合成方向总是从子链的3′端向5′端延伸
解析：选ABD。只认为B错误的原因是没有理解DNA复制过程以及DNA聚合酶的作用特点。DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的3′端延伸DNA链。由于模板链首先复制的是3′端，即复制方向3′→5′，而DNA分子是反向平行的，子链是依据碱基互补配对原则，在DNA聚合酶作用下合成的，其合成方向从子链的5′→3′。
11．在pH＝5.12时进行电泳，哪种蛋白质既不向正极移动也不向负极移动() A．血红蛋白：pI(等电点)＝7.07
B．鱼精蛋白：pI＝12.20
C．α1球蛋白：pI＝5.06
D．β球蛋白：pI＝5.12
解析：选D。β球蛋白在pH＝5.12时不带电，在电泳时既不向正极移动也不向负极移动。
12．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
解析：选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，进而影响后面血红蛋白的提取纯度。
13．将猪的红细胞分别放在9%的NaCl溶液和蒸馏水中，表现出的现象分别是() A．都发生质壁分离B．无变化、涨破
C．无变化、无变化D．皱缩、涨破
解析：选D。动物细胞由于没有细胞壁，不会发生质壁分离。9%的NaCl溶液浓度已很高，红细胞会失水皱缩，在蒸馏水中则会吸水涨破。
14．将处理破裂后的红细胞混合液以2000 r/min的速度离心10 min后，离心管中的溶液分为四层，从上到下的顺序依次是()
A．血红蛋白、甲苯层、脂质物质层、细胞破碎物沉淀层
B．甲苯层、细胞破碎物沉淀层、血红蛋白、脂质物质层
C．脂质物质层、血红蛋白、甲苯层、细胞破碎物沉淀层
D．甲苯层、脂质物质层、血红蛋白、细胞破碎物沉淀层
解析：选D。混合液经离心后按密度大小排列，在离心管中从上到下的顺序依次是：第1层为无色透明的甲苯层，第2层白色薄层固体是脂溶性物质沉淀层，第3层红色透明液体是血红蛋白水溶液，第4层暗红色沉淀物主要是红细胞破碎物沉淀。
15．人们用鸡的红细胞提取DNA不用人的红细胞提取血红蛋白的原因是()
A．鸡的红细胞无血红蛋白，人的红细胞有血红蛋白
B．鸡的红细胞有线粒体，人的红细胞无线粒体
C．鸡的红细胞有细胞核，人的红细胞无细胞核
D．鸡的红细胞有氧呼吸，人的红细胞无氧呼吸
解析：选C。鸡(鸟类)的红细胞具有完整的细胞核，含有核DNA，便于进行DNA的提取；人的成熟红细胞无细胞核，结构简单，血红蛋白含量丰富，便于提取血红蛋白。
16．在提取血红蛋白的样品处理阶段，洗涤红细胞十分重要，其目的是()
A．让红细胞破裂，释放血红蛋白
B．洗去血浆蛋白
C．防止血液凝固
D．保证红细胞的正常形态
解析：选B。本题考查血红蛋白的分离中样品处理的原理。血液中含有多种蛋白质，除红细胞内的血红蛋白，血浆中还含有多种蛋白质，这些蛋白质在血红蛋白释放出后会与其混合，需要在红细胞破裂前将其除去。
17．凝胶色谱法操作正确的是()
A．将橡皮塞上部用刀切出锅底状的凹穴
B．将橡皮塞下部切出凹穴
C．插入的玻璃管的上部要超出橡皮塞的凹穴底面
D．将尼龙网剪成与橡皮塞下部一样大小的圆片
解析：选A。凝胶色谱柱制作时，首先选择合适封堵玻璃管口的橡皮塞，将橡皮塞上部用刀切出锅底状的凹穴；插入的玻璃管的上部不得超出橡皮塞的凹穴底面；把尼龙网剪成与橡皮塞上部一样大小的圆片。
18．在实验室中，做PCR通常使用的微量离心管是一种薄壁塑料管，此过程可以使用玻璃离心管吗？为什么()
A．可以，玻璃离心管、塑料微量离心管都可以使用
B．不可以，玻璃离心管易碎，使用不安全
C．不可以，玻璃离心管一般较大，不适合作为微量离心管
D．不可以，玻璃离心管容易吸附DNA
解析：选D。本题考查多聚酶链式反应扩增DNA片段的有关知识。DNA亲和玻璃，在进行DNA操作时应用塑料器皿。
19．某考古学家在西伯利亚泰加林地区的冰中，发现了一种冰冻的已灭绝的巨型动物的肌肉，他想了解该巨型动物的DNA与现今印度大象的DNA的相似性，于是做了如下检测工作，其中正确的操作步骤及顺序是()
①降低温度，检测处理后的杂合DNA双链②通过PCR技术扩增巨型动物和大象的DNA③把巨型动物的DNA导入大象的细胞中④在一定温度条件下，将巨型动物和大象的DNA水浴共热
A．②④③B．②④③①
C．③④①D．②④①
答案：D
20．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
解析：选D。透析袋一般是用硝酸纤维素制成的。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相对分子质量较小的杂质，或用于更换样品的缓冲液。
二、非选择题(本题共4小题，满分50分)
21．(12分)回答下列有关“DNA的粗提取和鉴定”实验的问题。
(1)下列有关“DNA的粗提取和鉴定”实验原理的叙述，正确的是()
A．DNA在NaCl溶液中的溶解度随NaCl溶液浓度的降低而减小
B．利用DNA不溶于酒精的性质，可除去细胞中溶于酒精的物质而得到较纯净的DNA
C．DNA是大分子有机物，不溶于水而溶于某些有机溶剂
D．在沸水中，DNA遇二苯胺会出现紫色反应
(2)如下图为该实验过程中的一些重要操作示意图。
①正确的操作顺序是
________________________________________________________________________。
②上图C、E步骤都加入蒸馏水，但其目的不同，分别是__________________和
________________。
③图A步骤中所用酒精必须是经过____________才能使用，该步骤的目的是
________________________________________________________________________。
(3)为鉴定A中所得到的丝状物的主要成分为DNA，可滴加________试剂，沸水浴，如果出现________，则该丝状物的主要成分为DNA。
答案：(1)B(2)①C→B→E→D→A②加速血细胞的破裂降低NaCl溶液的浓度，使DNA析出③充分预冷提取含杂质较少(或较纯净)的DNA
(3)二苯胺蓝色
22．(12分)近20年来，PCR技术(多聚酶链式反应)成为分子生物学实验室的一种常规实验手段，其原理是利用DNA半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制(如图)，在短时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，从而使实验室所需要的遗传物质不再受限于活的生物体。
(1)加热使DNA双链间的__________键完全打开，称为________；而在细胞中是在
________酶的作用下进行的。
(2)如果只需要大量克隆模板DNA中间的某个特定区段，应该加入________种特定的引物。当温度降低至55 ℃时，引物与两条“舒展”的模板的特定位置结合，在DNA聚合酶的作用下，只能在引物的________端连接脱氧核苷酸，两条子链的延伸方向都是
____________。
(3)PCR技术的必需条件，除了模板、原料、酶之外，至少还有三个条件，即液体环境、适宜的________和________，前者由________自动调控，后者则靠________来维持。
(4)通过PCR技术使DNA分子大量复制，如果将一个用15N标记的DNA分子放入试管中，以14N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制四次之后，则15N标记的DNA分子占全部DNA分子总数的比例是________。
解析：(1)PCR技术利用热变性原理使DNA双链之间的氢键断裂，称为解旋，而在细胞内是在解旋酶的作用下使氢键断裂。(2)PCR分为三个基本反应步骤：变性(95 ℃)、复性(55 ℃)、延伸(72 ℃)，其特异性依赖于与靶序列互补的引物，引物是两段与待扩增DNA序列互补的片段，两引物之间的距离决定扩增片段的长度。由于DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的3′端延伸DNA链，则DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′
端延伸。(3)PCR技术与细胞内的DNA复制不完全相同，除了需要模板、原料、酶以外，至少还需要液体环境(稳定的缓冲溶液)，每一个步骤需要适宜的温度和酸碱度等。(4)一个DNA 分子连续复制四次之后，形成16个DNA分子，15N标记的DNA分子有2个，则15N标记的DNA分子占全部DNA分子总数的比例为1/8。
答案：(1)氢解旋解旋
(2)两3′从子链的5′端向3′端延伸
(3)温度酸碱度PCR仪缓冲液
(4)1/8
23．(12分)商品化植酸酶主要来自微生物，首先筛选出产酶的菌株，然后制备植酸酶，请根据下面的流程图回答问题：
(1)Ⅰ中的主要成分有哪些？
________________________________________________________________________；
Ⅱ中包含哪些成分？
________________________________________________________________________。
(2)请写出一种纯化得到植酸酶的方法：
________________________________________________________________________；
其依据是
________________________________________________________________________。
解析：本题考查蛋白质粗提取和分离的方法。植酸酶是蛋白质，属于大分子有机物，含酶的发酵液经过透析后，能够除去小分子杂质，这样就能够得到植酸酶。对于粗提取的植酸酶可以用凝胶色谱法进行提纯，由于蛋白质带有电荷，亦可用电泳法进行纯化。
答案：(1)小分子杂质含植酸酶等多种蛋白质
(2)凝胶色谱法根据蛋白质之间分子大小、吸附性质等差异进行纯化(或电泳法根据蛋白质之间电荷、分子大小等差异进行纯化)
24．(14分)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：将上述材料分别放入研钵中，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向一个方向搅拌，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二苯胺试剂，混合均匀后，置于沸水中加热5 min，
材料保存温度花菜辣椒蒜黄
20 ℃＋＋＋＋＋＋
－20 ℃＋＋＋＋＋＋＋＋＋
(
分析上述实验过程，回答下列问题：
(1)该探究性实验课题的名称是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(2)第二步中“缓缓地”搅拌，这是为了减少
________________________________________________________________________。
(3)根据实验结果，得出结论并分析。
①结论1：与20 ℃相比，相同实验材料在－20 ℃条件下保存，DNA的提取量较多。
结论2：
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
②针对结论1，请提出合理的解释：
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(4)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不相溶，且对DNA影响极小。为了进一步提高DNA纯度，依据氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是：
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。
解析：(1)据题意，该探究实验的自变量有实验材料的种类和温度，因变量为DNA提取量，则该探究性实验课题的名称是探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响。
(2)搅拌过程中常常会发生DNA的断裂，因而该步骤需要“缓缓地”进行。
(3)①据表分析不同自变量条件下的因变量情况，可得结论2：等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄中提取的DNA量最多。
②低温能使DNA酶的活性受到抑制，从而降低了DNA的降解速率，使DNA提取量增多。
(4)根据氯仿的理化性质，可采用氯仿与提取液混合，后吸取上清液。
答案：(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响
(2)DNA断裂
(3)①等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄中提取的DNA量最多
②低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢
(4)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混和，静置一段时间，吸取上清液