《酶的研究与应用 DNA和蛋白质技术 植物有效成分的提取》 能力篇.docx
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《酶的研究与应用DNA和蛋白质技术植物有效成分的提取》能力篇
能力篇(B卷)
(时间:
30分钟 满分:
50分)
一选择题(每小题只有一个选项符合题意。
每小题2分,共20分)
1.四瓶失去标
签的无色透明的液体各装有:
混有少量纤维素分解菌的清水、丙球蛋白(一种抗体)溶液、溶解有DNA分子的0.015mol/L 的NaCl溶液、混有少量葡萄糖的生理盐水溶液。
依次利用下列哪组物质即可鉴别出来( )
①刚果红培养基②双缩脲试剂③苏丹Ⅲ染液④二苯胺试剂⑤班氏试剂⑥斐林试剂⑦碘液
A.②③④⑤ B.①③④⑥ C.①②③⑦ D.①②④⑤
2.对于蒸馏法、萃取法、压榨法来提取芳香油各自的适用范围的叙述正确的一项是( )
A.蒸馏法适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油
B.压榨法适用于范围广,要求原料的颗粒要尽可能细小,能充分浸泡在有机溶液中
C.萃取法适用于提取柑橘、柠檬等易焦糊的原料
D.玫瑰油、薄荷油、熏衣草油等芳香油主要通过压榨法获得
3.某同学用实验来探究pH值对酶活性的影响。
他准备了5份含有的等量果胶酶溶液的试管,用0.1%的
盐酸或氢氧化钠溶液调节至不同的pH值,每支试管加五块0.1cm3的正方体苹果块,
试管均置于25℃室温条件下。
下列的说法中,不合理的一项是( )
A.选取pH值梯度可以是5、6、7、8、9
B.为使实验在更短的时间内完成,可以将温度由25℃提高到大约80℃
C.生成果汁量与酶活性强弱的关系是酶活性越大,果胶分解越快,生成的果汁越多
D.可根据果汁的澄清度来判断最适pH值
4.提取玫瑰精油的实验流程如下图所示。
其中有关的说法不正确的是( )
A.提取的原料鲜玫瑰花和加入清水的比例是1:
4
B.为了加速油水混合物分层一般需要加入氯化钠, 分离的油层还需加入无水硫酸钠将其除去多余的水分
C.②步中使用水上蒸馏更简便易行
D.⑤~⑥中需过滤操作,目的是除去固体硫酸钠
5.下图是应用固定化酵母进行葡萄糖发酵的装置,下列说法中不正确的是 ( )
A.为使固定化酵母可以反复使用,实验过程一定要在无菌条件下进行
B.加入反应液后应保持活塞
1始终打开,活塞2则必须关闭
C.装置的长导管主要是为了释放CO2并防止杂菌进入反应柱
D.加入的反应液浓度不能过高以免酵母细胞因失水过多而死亡
6. 在采用鸡血为材料对DNA进行粗提取的实验中,若需进一步提取杂质较少的DNA,可以依据的原理是( )
A.在物质的量浓度为0.14mol/L的氯化钠溶液中DNA的溶解度最小
B.DNA遇二苯胺在沸水浴的条件下会染成蓝色
C.DNA不溶于酒精而细胞中的一些物质易溶于酒精
D.质量浓度为0.1g/ml的柠檬酸钠溶液具有抗凝血作用
7.镰刀型细胞贫血症是一种基因突变引起的遗传病,患者的红细胞是弯曲的镰刀状。
这样的红细胞容易破裂,使人患溶血性贫血,严重时会导致死亡。
某科学兴趣小组计划从血红蛋白的成分是否变化来开展研究性学习。
下列是该小组成员获得纯度很高的血红蛋白的实验过程,不正确的一项是( )
A.对红细胞进行洗涤,在加入蒸馏水和甲苯使红细胞破裂释放出血红蛋白后,将混合液静置于一段时间后分层获得血红蛋白溶液
B.将血红蛋白溶液装入透析袋中透析,可达到粗分离的目的
C.利用凝胶
色谱操作对血红蛋白进行纯化
D.使用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法进行纯度鉴定,以获得纯度很高的血红蛋白
8.从2001年初到现在,青岛某实验基地已孕育出上百只转基因克隆羊,它们的体内分别携带包括β—干扰素、抗凝血酶素、乙肝表面抗原在内的多种药用蛋白基因。
这意味着,它们可以通过产奶的方式源源不断地提供药用蛋白基因,其应用前景非常光明。
在其实验研究过程中,经常利用PCR技术制取大量的有关药用蛋白基因来供实验用。
下列有关PCR技术的叙述中,不合理的是( )
A.PCR扩增反应中加人引物的作用是结合在模板DNA上,提供DNA延伸起始位点
B.DNA聚合酶的作用是从引物的5'端开始催化DNA链的延伸。
C.PCR技术依据是DNA的热变性原理
D.PCR的反应过程一般经历三十多个循环,每次循环都包括变性、复性、延伸
9.右图为提取胡萝卜素的装置示意图,下列有关的叙述中不正确的是( )
A.一般来说,要想萃取效果好,需保证原料颗粒小,萃取温度高,时间长
B.萃取过程可以直接使用明火加热容易引起燃烧
C.在加热瓶口安装冷凝回流装置的目的是防止有机溶剂的挥发
D.提取的胡萝卜素用纸层析法进行鉴定,若出现了和标准样品一样的层析带,说明实验成功
10.某化工厂最新产生了一种高效加酶洗衣粉,准备投放市场,其包装印有如下部分说明。
成分:
含最新高效碱性蛋白酶。
特点:
洗涤奶渍、血渍等的效率是普通洗衣粉的数倍。
用法:
洗涤前先将衣物浸于含有该洗衣粉的水内数小时,使用温水效果更佳。
注意:
切勿用于丝质及羊毛衣料。
用后彻底清洗双手。
该地区质检部门为证明该洗衣粉是否有功效,从化工厂提取部分洗衣粉样品做了如下实验:
下列的说法中,不正确的是( )
A.此题中的自变量是洗衣粉溶液是否煮沸过,A组是对照组
B.最佳的实验结果是A组胶片上的蛋白膜快速消失
C.胶片上蛋白膜消失的原因是碱性蛋白酶的催化作用的缘故
D.洗衣粉经过0℃和75℃处理后,温度再度回到45℃,两者的催化作用已不能恢复
二非选择题(30分)
11.(15分)红细胞含有大量血红蛋白,红细胞的机能主要是由血红蛋白完成,血红蛋白的主要功能是携带O2或CO2,我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验,来提取和分离血红蛋白。
请回答下列有关问题:
(1)血红蛋白的提取和分离一般可分为四步:
_______、______
_、________和_________。
(2)实验前取新鲜的血液,要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠,取血回来,马上进行离心,收集血红蛋白溶液。
①加入柠檬酸钠的目的是______ _______。
②以上所
述的过程即是样品处理,它包括 、 、分离血红蛋白溶液、透析。
(3)收集的血红蛋白溶液在透析袋中可以经过透析,这就是样品的粗分离。
①透析的目的是 。
②透析的原理是 。
(4)然后通过凝胶色谱法将样品进一步纯化,最后经SDS一聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。
此步样品纯化的目的是______ ________。
12.(15分)PCR技术可快速实现DNA片段扩增;电泳技术可在外电场作用下,把待测分子的混合物放在一定的介质(如琼脂糖凝胶)中进行分离和分析或用作亲子鉴定。
下图是电泳装置和电泳结果:
⑴与电泳和叶绿体色素分离采用的纸层析法比较,后者使用的介质是 ;叶绿体中的色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是 。
根据电泳的原理,你认为可以用它来分离核苷酸吗?
_____________。
⑵PCR技术能把某一DNA分子片断进行扩增,所依据的原理是 _,每次循环需要经过____________________三步,所用的引物是一段设计的_____________
⑶图3是把含有21个氨基酸的多肽进行水解,得到的氨基酸混合物进行电泳的结果,故可推知该多肽由 种氨基酸构成。
⑷图4通过提取某小孩和其母亲,以及待测定的四位男性的DNA,分别由酶处理后,生成含有若干DNA片段,并进行扩增得到的混合物,然后进行电泳所得到的一组DNA指纹图谱,请分析F1~F4中,谁是该小孩真正生物学上的父亲?
为什么?
, 。
⑸电泳过程中分子的迁移速率除与本身所带净电荷的多少有关外,你认为还受什么因素的影响?
(列出3种)
【参考答案】
A卷
1.D 解析:
目前常用的酶制剂有四大类:
蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。
其中,应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。
碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽,使污渍从衣物上脱落。
脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素等水解成小分子物质,使洗衣粉具有更强的去污能力。
2.C 解析:
柑橘、柠檬原料特殊,采用水中蒸馏的方法容易导致原料焦糊和有效成分的水解,所以柑橘、柠檬植物芳香油的提取一般采用压榨法,以保证原料中植物芳香油的成分不变
3.D 解析:
固定化酶是利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术,其优点是酶被固定在一定装置内可重复利用,不足是无法同时解决一系列酶促反应。
4.C 解析:
酶具有专一性。
因为成分中有蛋白酶,只能洗涤一些含有蛋白质的奶渍等污渍,但不能除去衣料上的其它污渍。
5.D 解析:
体外DNA扩增(PCR技术)是模拟生物细胞内DNA复制的条件,只是无需解旋酶(可热变性),也不需要基因工程的工具酶(限制性核酸内切酶),但需要耐高温的DNA聚合酶。
6.A 解析:
考查了蛋白质的分离与提纯技术。
根据蛋白质相对分子质量的大小,可通过离心沉降法分离蛋白质;根据蛋白质所带电荷性质的差异及分子大小,可通过电泳分离蛋白质。
7.C 解析:
PCR技术是体外DNA扩增技术,需要变性解链,变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键,也可利用解旋酶实现。
DNA分子复制
利用碱基互补配对的原理,需要的原料是四种脱氧核苷酸。
8.D
9.C 解析:
用萃取法提取胡萝卜素时,萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量的影响,还受到原料颗粒大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件的影响。
10.D 解析:
蛋白质的提取和分离一般可分为样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定4步;一般选择可以以猪、牛、羊等动物的血液为材料,这些材料来源广泛,价格低廉,而很少选蛙做实验材料。
对样品的处理过程分为红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白、透析等;对蛋白质的纯化和纯度鉴定的方法使用最多的是SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳。
11.Ⅰ.⑴蒸馏(2分)⑵压榨⑶萃取剂的性质和使用量(2分) 胡萝卜素分解⑷分解蛋白质 二苯胺 Ⅱ.
(1)果胶
(2)40℃ 最高 酶活性降低(2分)(3)避免果汁和果胶酶混合时影响混合物温度,从而影响果胶酶活性(2分)
解析:
生物组织中有机物的提取方法很多,如采用蒸馏法提取玫瑰油,采用压榨法提取杏仁油,采用萃取法提取胡萝卜素,DNA的鉴定是用二苯胺试剂鉴定,水浴加热后呈现蓝色。
细胞壁和胞间层的主要组成成分之一是果胶,而果胶酶叫是水解果胶的一类酶的总称。
通过表中数据可知:
在40℃时,产生的果汁量最多,在题中所给的温度范围内,40%时酶活性最高。
当温度升高时,出汁量降低,酶的催化活性降低。
酶具高效性,将底物与酶的温度都达预定值后再混等,避免其事先发生反应,而引起结果的不准确。
12.(共15分,除标明外每空2分)⑴渗透原理(当外界溶液浓度低于动物细胞内液浓度时,细胞吸水胀破)(3分) 可以保证酶溶液pH基本稳定,避免因pH变化影响过氧化氢酶活性(3分) ⑵除去小分子化合物(杂质)⑶带电性质、分子大小、形状(答对两项得分 3分)⑷不可靠 高温也能使过氧化氢分解
B卷
1.D 解析:
用刚果红培养基来培养混有少量纤维素分解菌的清水,结果是产生纤维素酶的菌落周围会出现透明圈。
用双缩脲试剂鉴别蛋白质会产生紫色
反应,脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。
DNA遇到二苯胺经过沸水浴后变成蓝色。
班氏试剂或斐林试剂均可鉴定可溶性还原性糖,加入后水浴加热后会出现砖红色沉淀。
淀粉遇到碘液变成蓝色。
2.A
3.B 解析:
影响酶的因素有pH、温度
、酶的抑制剂等。
此题中自变量是为温度,因变量是单位时间内生成果汁的量,可以根据单位时间内生成果汁的多少来表示酶活性的强弱,从而判断果胶酶的最适pH。
可以通过适当提高
温度、将苹果磨成泥等方法,来增大与酶的接触面积,可以缩短实验的时间。
但是过高的温度
,会使酶的空间结构发生改变从而失去活性。
4. C
5.B 解析:
固定化酵母在无菌条件下能延长使用时间,若感染了杂茵,一些杂茵能产生一些对酵母菌有害的代谢产物。
装置中的长导管既能释放酵母茵发酵产生的C02,又能防止杂菌进入反应柱。
若加入的反应液浓度过高,会导致酵母菌渗透失水死亡。
加入反应液后,活塞应关闭,防止杂茵进入,活塞2应打开,使发酵产物流出。
6.C 解析:
DNA不溶于酒精溶液,但是细胞中的某些
蛋白质则溶于酒精,利用这一原理,可以将DNA与蛋白质进一步地分离。
7.A 解析:
对样品进行处理时,应先通过低速短时间离心的方法对红细胞进行洗涤,再加入蒸馏水和甲苯使红细胞破裂释放出血红蛋白。
后将混合液置于离心管中,以2000r/min的转速离心10min后分层获得血红蛋白溶液。
8.B 解析:
PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术,它能以极少的DNA为模板,在几小时内复制出上百万份的DNA拷贝。
PCR技术依据是DNA的热变性原理;PCR扩增反应中加人引物的作用是结合在模板DNA上,提供DNA延伸起始位点。
DNA聚合酶的作用是从引物的3'端开始催化DNA链的延伸;具有耐高温的特点。
PCR的反应过程一般经历三十多个循环,每次循环都包括⑴变性:
90℃以上时,双链DNA解旋为单链;⑵复性:
温度下降到50℃左右时,溶液中的两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合;⑶延伸:
温度上升到72℃左右时,溶液中的四种脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下,根据剪辑互补配对原则合成新的DNA链。
这样可以在几小时内复制出百万个基因。
9.B 解析:
一般来说原料颗粒小,萃取温度高,时间长,需要提取的物质能够充分溶解,萃取效果较好。
萃
取过程要避免明火加热,采用水浴加热,其原因是有机溶剂都是易燃物,直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸。
在加热瓶口安装冷凝回流装置的目的是防止有机溶剂的挥发。
提取的胡萝卜素用纸层析法进行鉴定,看萃取样品是否出现了和标准样品一
样的层析带,若出现说明实验成功,否者不成功。
10.D 解析:
主要考查了酶的专一性和温度对酶活性的影响。
高温和低温虽然都降低了酶的活性,但高温破坏了酶的空间结构,低温并没有破坏酶的活性。
A组胶片上的蛋白膜快速消失,证明该高效加酶洗衣粉含有高效碱性蛋白酶,并且催化效率高。
在0℃和75℃时,洗衣粉中酶的催化效率基本都接近为零,但温度再度回到45℃,后者的催化作用已不能恢复,前者却可以,这是因为高温时酶的结构已遭破坏。
11.(15分,除标明外每空1分)
(1)样品处理 粗分离 纯化 纯度鉴定
(2)①防止血液的凝固 ②红细胞的洗涤(2分) 血红蛋白的释放(2分)(3)①将样品中分子量较小的杂质蛋白除去(2分)②透析袋能使小分子自由进出,而将大分子保留在袋内(2分)(4)通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去(2分)
解析:
主要考查蛋白质分裂与鉴定的基本原理及实验流程。
分离、提取血红蛋白的实验流程大致是样品处理→粗分离→纯化→纯度鉴定四个步骤。
柠檬酸钠是一种抗凝剂,加入柠檬酸钠可以防止血液凝固;样品处理包括红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液;洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白,以利于后续步骤的分离纯化。
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,透析可以去除样品中分子量较小的杂质或用于更换样品的缓冲液。
凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的方法,因此通过凝胶色谱法去除相对分子质量较大的杂质。
12.(15分)
(1)层析液 各种色素随层析液在滤液上的扩散速度不同(2分) 能
(2)碱基互补配对原理 变性、复性和延伸(2分) DNA(3)6 (4)F2 C和F2两者的DNA指纹图谱完全相同(2分)(5)电泳的电压、被测分子的大小、被测分子的形状、凝胶的种类密度等(任写3个,3分)
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