考点49 DNA和蛋白质的提取技术-备战2021年高考生物一轮复习考点一遍过 学案

考点49 DNA和蛋白质的提取技术
高考频度：★★☆☆☆ 难易程度：★★★☆☆

1．实验原理
（1）DNA与蛋白质在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同

溶解规律
2 mol/L NaCl溶液
0.14 mol/L NaCl溶液
DNA

溶解
析出
蛋白质
NaCl溶液物质的量浓度从2 mol/L逐渐降低的过程中，溶解度逐渐增大
部分发生盐析沉淀
溶解
（2）DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，利用这一原理可将DNA与蛋白质进一步分离。
（3）DNA与二苯胺沸水浴加热，呈蓝色。
2．操作流程

3．蛋白质提取与分离的依据
分子的形状、大小；电荷性质和多少；溶解度；吸附性质；对其他分子亲和力。
4．凝胶色谱法
（1）材料：凝胶
多孔性，多糖类化合物，如葡聚糖、琼脂糖。

（2）步骤：混合物上柱→洗脱→大分子流动快、小分子流动慢→收集大分子→收集小分子
原理：当相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程较长，移动速度较慢；相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道，只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快。相对分子质量不同的蛋白质因此得以分离。
5．缓冲溶液
（1）概念：在一定范围内，能对抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释不引起溶液pH发生明显变化的溶液。
（2）作用：能够抵制外界的酸或碱的对溶液的pH的影响，维持pH基本不变。
（3）配制：通常由1－2种缓冲剂溶解于水中配制而成。调节缓冲剂的使用比例就可以制得在不同pH范围内使用的缓冲液。由弱酸和相应的强碱弱酸盐溶解于水中。如H2CO3/NaHCO3，NaH2PO4/Na2HPO4等。
（4）本实验使用的是磷酸缓冲液(NaH2PO4/Na2HPO4)，目的是利用缓冲液模拟细胞内的pH环境，保证血红蛋白的正常结构和功能，便于观察（红色）和科学研究（活性）。
6．电泳法
（1）概念：指带电粒子在电场作用下发生迁移的过程。
（2）原理：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。
（3）类型：
琼脂糖凝胶电泳法：由于琼脂糖本身不带电荷，各种分子在电场中迁移速度决定于所带电荷性质的差异及分子的大小、形状的不同。
聚丙烯酰胺凝胶电泳法：在凝胶中加入SDS，使蛋白质解聚成单链，与各种蛋白质形成蛋白质－SDS复合物，使其迁移速度完全取决于分子的大小。
7．实验操作
实验操作的基本步骤：样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定。
（一）样品处理
（1）红细胞的洗涤：
①目的：去除杂蛋白。
②为防止血液凝固，应先加入柠檬酸钠。
③所用洗涤液：是五倍体积的生理盐水（质量分数为0.9%的NaCl溶液）。
④缓慢搅拌，采用低速短时间离心。
⑤洗涤干净的标准是上清液没有黄色。
（2）血红蛋白的释放：在蒸馏水和甲苯的作用下，红细胞破裂，释放出血红蛋白。
（3）分离血红蛋白溶液：（方法）离心。
试管中的溶液分为4层，从上往下依次是：
①无色透明的甲苯层。
②白色薄层固体：脂溶性物质沉淀层。
③红色透明液体：血红蛋白溶液层。
④暗红色沉淀层：红细胞破碎物沉淀。
（4）透析：
①方法：取1 mL血红蛋白溶液装入透析袋，将透析袋放入盛有300 mL物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液（pH为7）中，透析12 h。
②目的：去除样品中分子量较小的杂质。
③原理：透析袋能使小分子自由进出，而将大分子物质保留在袋内。
（二）凝胶色谱操作
（1）凝胶色谱柱的制作
制作步骤：打孔→挖穴→安管→覆网→纱包→插管。
（2）凝胶色谱柱的装填
①材料：实验所用凝胶是交联葡聚糖凝胶。
②方法：凝胶用蒸馏水充分溶胀后，配成凝胶悬浮液，一次性缓慢倒入色谱柱内。不能有气泡存在。然后用300 mL物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液充分洗涤平衡12 h，使凝胶装填紧密。
（3）样品的加入和洗脱
使吸管管口沿管壁将样品缓慢加入色谱柱内，不要破坏凝胶面。待红色的蛋白质接近色谱柱低端时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集。

考向一 DNA的粗提取与鉴定过程分析

1．下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是
A．鸡血细胞是较理想的实验材料
B．DNA的溶解度随NaCl溶液浓度的升高而增大
C．洗涤剂能瓦解细胞膜，但对DNA没有影响
D．DNA溶液中加入二苯胺试剂，沸水浴加热，检测结果呈蓝色
【答案】B
【解析】鸡血细胞含有细胞核，细胞核内含有较多的DNA，且鸡血容易获得，因此提取DNA时常选用鸡血作为实验材料，A正确；DNA的溶解度随NaCl溶液浓度的升高而表现为先增加后降低，B错误；洗涤剂能瓦解细胞膜，但对DNA没有影响，C正确；在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会呈现蓝色，D正确。
技法提炼
DNA的粗提取与鉴定实验中的“2、3、4”
加蒸馏水2次
①加到鸡血细胞液中，使血细胞吸水涨破；②加到含DNA的2 mol/L的NaCl溶液中，使NaCl溶液的物质的量浓度稀释到0.14 mol/L，使DNA析出
用纱布过滤4次
①过滤血细胞破裂液，得到含细胞核物质的滤液；②过滤用2 mol/L的NaCl充分溶解的DNA，滤去溶液中的杂质；③滤取0.14 mol/L的NaCl溶液中析出的DNA(黏稠物)；④过滤溶有DNA的2 mol/L的NaCl溶液
用NaCl溶液4次
①加2 mol/L的NaCl溶液，溶解提取的细胞核物质；②用0.14 mol/L的NaCl溶液使DNA析出；③用2 mol/L的NaCl溶液，溶解滤取的DNA黏稠物；④用2 mol/L的NaCl溶液，溶解丝状物用于鉴定DNA

2．DNA提取过程中可以选用鸡血或者菜花作为实验材料。请回答下列关于DNA粗提取和鉴定的问题：
（1）使用鸡血提取DNA时，需在鸡血中加入柠檬酸钠，目的是___________；在鸡血细胞液中加入蒸馏水，目的是_______________。
（2）使用菜花提取DNA时，需要研磨，研磨时可加入一定的洗涤剂和食盐，其作用分别是______________________和_____________。
（3）DNA在浓度为_____mol/L的氯化钠溶液中溶解度最低。使用体积分数为95%的冷却酒精可使DNA_____（填“析出”或“溶解”）。
（4）使用二苯胺鉴定DNA时，需要在____________条件下进行，DNA与二苯胺反应呈现_________色。
【答案】（1）防止血液凝固 使鸡血细胞破裂 （2）瓦解细胞膜 溶解DNA
（3）0.14 析出 （4）沸水浴 蓝
【解析】（1）在鸡血中加入柠檬酸钠可以防止血液凝固；加入蒸馏水使血细胞吸水涨破。（2）洗涤剂
和食盐的作用分别是分解细胞膜、溶解DNA。（3）DNA在浓度为0.14 mol/L的氯化钠溶液中溶解度
最低。使用体积分数为95%的冷却酒精可使DNA析出。（4）使用二苯胺鉴定DNA时，需要沸水浴，
DNA与二苯胺反应呈现蓝色。

考向二 蛋白质提取与分离的方法及原理

3．下列有关提取和分离血红蛋白实验的叙述，错误的是
A．该实验的材料必须选用鸡血
B．通过透析法可以去除样品中相对分子质量较小的杂质，此为样品的粗提取
C．凝胶色谱法是利用蛋白质的相对分子质量的大小分离蛋白质
D．电泳法是利用各种分子带电性质的差异及分子的大小差异分离蛋白质
【答案】A
【解析】因为鸡血细胞中含有细胞核以及各种复杂的细胞器，会给提取和分离血红蛋白带来一定的难度，故提取血红蛋白一般选用哺乳动物成熟的红细胞，A错误；通过透析法可以去除样品中相对分子质量较小的杂质，而将大分子保留在袋内，此为样品的粗提取，B正确；凝胶色谱法是根据被分离的蛋白质相对分子质量的大小，利用具有网状结构的凝胶的分子筛作用来进行分离，C正确；电泳法是利用待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身大小、形状的不同产生不同的迁移速度，由此将各种分子分离，D正确。

4．已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种蛋白质分子，分子大小、电荷的性质和数量情况如图所示，下列有关蛋白质分离的叙述正确的是

A．若将样品以2 000 r/min的速度离心10 min，分子戊在沉淀中，则丙也一定在沉淀中
B．若用凝胶色谱法分离样品中的蛋白质，则分子甲移动速度最快
C．将样品装入透析袋中透析12 h，若分子丙保留在袋内，则乙也一定保留在袋内
D．若用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质，则分子甲和分子丁形成的电泳带相距最远
【答案】A
【解析】丙的分子量比戊要大，因此若将样品以2 000 r/min的速度离心10 min，分子戊在沉淀中，则丙也一定在沉淀中，A正确；分析题图可知，甲分子量最小，如果用凝胶色谱柱分离样品中的蛋白质，甲很容易进入凝胶内部的通道，路程最长，移动的速度最慢，B错误；分析题图可知，与乙相比丙的分子量较大，如果将样品装入透析袋中透析12 h，若分子丙保留在袋内，乙不一定保留在袋内，C错误；SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳电泳的迁移速率完全取决于分子大小，甲和丙之间分子量相差最大，因此二者之间的电泳带相距最远，D错误。

考向三 蛋白质提取与分离的实验操作

5．红细胞中含有大量血红蛋白，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。下列对血红蛋白提取和分离的叙述，错误的是
A．血红蛋白提取和分离一般按照“样品处理→粗分离→纯化→纯度鉴定”的顺序进行
B．纯化过程中要用生理盐水充分溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液
C．样品处理过程中用蒸馏水的目的是使红细胞吸水涨破释放出血红蛋白
D．可经SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定
【答案】B
【解析】血红蛋白提取和分离一般按照“样品处理→粗分离→纯化→纯度鉴定”的顺序进行，A正确；纯化过程中要用缓冲溶液充分溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液，B错误；样品处理过程中用蒸馏水的目的是使红细胞吸水涨破释放出血红蛋白，C正确；可经SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定，D正确。
易错警示
1．红细胞的洗涤：洗涤次数不能过少；低速、短时离心。
2．色谱柱的装填：装填尽量紧密，降低颗粒间隙；无气泡；洗脱液不能断流。
3．凝胶的预处理：沸水浴法时间短，还能除去微生物和气泡。
4．色谱柱成功标志：红色区带均匀一致地移动。

6．血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，负责血液中O2或CO2的运输。请根据血红蛋白的提取和分离流程图回答问题。

（1）将实验流程补充完整：A为________，B为________。凝胶色谱法是根据____________而达到蛋白质分离的有效方法。
（2）洗涤红细胞的目的是去除_________，洗涤次数过少，无法除去_________；离心速度过高和时间过长会使_______一同沉淀，达不到分离的效果。洗涤干净的标志是__________。释放血红蛋白的过程中起作用的是______________。
（3）在洗脱过程中加入物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液(pH为7.0)的目的是__________。如果红色区带____________，说明色谱柱制作成功。
【答案】（1）血红蛋白的释放 样品的加入和洗脱 相对分子质量的大小
（2）杂蛋白(血浆蛋白) 血浆蛋白 白细胞和淋巴细胞 离心后的上清液中没有黄色 蒸馏水和甲苯
（3）准确模拟生物体内的生理环境，保持体外的pH和体内一致 均匀一致地移动
【解析】（1）血红蛋的提取与分离的实验步骤主要有①样品处理：红细胞的洗涤→血红蛋白的释放→
分离血红蛋白溶液→透析；②粗分离；③纯化：凝胶色谱柱的制作→凝胶色谱柱的装填→样品的加入和
洗脱；④纯度鉴定——聚丙烯酰胺胶电泳。所以A表示血红蛋白的释放，B表示样品的加入和洗脱。凝
胶色谱法的原理是分子量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快；分子量小的分子穿过多
孔凝胶颗粒内部，路程长，流动慢。所以凝胶色谱法是根据相对分子质量大小而达到蛋白质分离的有效
方法。（2）洗涤红细胞的目的是去除杂质蛋白，释放血红蛋白的过程是让红细胞吸水胀破。如果分层
不明显，可能是洗涤次数少，无法除去血浆蛋白。此外，离心速度过高和时间过长，会使白细胞和淋巴
细胞一同沉淀，也得不到纯净的红细胞，影响后续血红蛋白的提取纯度。重复洗涤三次，直至上清液中
没有黄色，表明红细胞已洗涤干净。甲苯是表面活性剂的一种，可将细胞膜溶解，从而使细胞破裂，释
放血红蛋白的过程中起作用的是蒸馏水和甲苯。（3）磷酸缓冲液（pH为7.0)能够准确模拟生物体内的
生理环境，保持体外的pH和体内的一致。如果凝胶色谱柱装填得很成功、分离操作也正确，能清楚地
看到血红蛋白的红色区带均匀一致地移动，随着洗脱液缓慢流出；如果红色区带歪曲、散乱、变宽，说
明分离的效果不好，这与凝胶色谱柱的装填有关。

1．在DNA粗提取实验中，应尽可能避免DNA断裂和降解。相关操作正确的是
A．以菜花为材料进行研磨时，可以适当加热以促进DNA溶解
B．向DNA溶液中迅速加入蒸馏水，使DNA快速析出
C．将丝状物溶解到2 mol·L-1NaCl溶液中后，加水析出
D．向DNA溶液中加入冷却的酒精并沿同一方向缓慢搅拌
2．在利用菜花进行“DNA粗提取与鉴定”实验中，相关操作正确的是
A．将DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝
B．向菜花研磨液中加入适量的蒸馏水，以降低DNA酶活性
C．向质量浓度为2 mol/L的NaCl溶液中加入蒸馏水析出DNA时，应快速加入，直到出现黏稠物为止
D．向溶有粗提物的NaCl溶液中加入冷却的体积分数95%的酒精，可获得较纯净的DNA
3．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，释放出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，直至黏稠物不再增多
D．要用冷酒精沉淀DNA，甚至可将混合液再放入冰箱中冷却
4．下列反映DNA溶解度与NaCl溶液浓度之间关系的坐标图，正确的是
A． B．
C． D．
5．关于“DNA的粗提取与鉴定”实验中不属于该实验依据的原理是
A．DNA在NaCl溶液中的溶解度随NaCl溶液浓度的不同而不同
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遇二苯胺会出现蓝色反应
6．如图是利用鸡血粗提取DNA的基本操作，下表中操作目的不能实现的是

A．A B．B C．C D．D
7．下图是“DNA粗提取与鉴定”实验中的两个操作步骤示意图，下列有关叙述错误的是

A．图1中的丝状物含有DNA
B．图1所示操作的原理是DNA能溶于酒精，而蛋白质等杂质不溶
C．图2所示实验操作完成后，最好待试管溶液冷却后观察颜色变化
D．图2中的溶液b能够溶解DNA
8．在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，甲、乙、丙、丁四个小组除下表中所列处理方法不同外，其他操作步骤均正确，但实验结果却不同，下列有关叙述不正确的是

A．实验材料选择错误的组别是丙
B．沸水浴后试管中溶液颜色变蓝的组别是甲、丁
C．甲组实验现象差的原因是25 ℃的酒精对DNA的凝集效果差
D．乙组实验不成功仅因为在鉴定时加入了双缩脲试剂
9．蛋白质的分离与提纯技术是蛋白质研究的重要技术，下列有关叙述不正确的
A．根据蛋白质分子不能通过半透膜的特性，可将样品中各种不同蛋白质分离
B．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
C．根据蛋白质相对分子质量的大小，可通过凝胶色谱法分离蛋白质
D．根据蛋白质的分子大小、密度不同，可通过离心沉降法分离蛋白质
10．蛋白质提取过程中有关透析的叙述，错误的是
A．用于透析的薄膜要具有选择透过性
B．透析膜一般是用硝酸纤维素制成的
C．透析能使小分子自由出入，而将大分子保留在袋内
D．透析可用于更换样品的缓冲液
11．下列关于凝胶色谱法的原理及操作不正确的是
A．是利用凝胶把分子大小不同的物质分离开的一种方法
B．在洗脱过程中，大分子不能进入凝胶内部而最先流出，而小分子可以进入凝胶内部而流速缓慢，以致最后流出
C．凝胶内部有很微细的多孔网状结构，其孔隙大小与被分离的物质分子的大小无相应关系
D．一般情况下，凝胶对要分离的物质没有吸附作用，因此所有要分离的物质都应该被洗脱出来
12．将处理破裂后的红细胞混合液以2 000 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
13．为了提取血红蛋白，从学校附近的屠宰场取新鲜的猪血，对猪血处理的正确操作是
A．要在采血容器中预先加入抗凝血剂柠檬酸钠
B．取血回来后，马上进行高速长时间离心
C．将离心后的血细胞加入清水缓慢搅拌
D．重复洗涤直到上清液呈红色为止
14．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，可表示为图中哪一个
A． B． C．D．
15．下列有关血红蛋白的提取与分离的实验操作的叙述，正确的是
A．分离红细胞时采用低速长时间离心
B．红细胞释放出血红蛋白只需要加入蒸馏水即可
C．分离血红蛋白溶液要低速短时间离心
D．透析时要用20 mmol/L的磷酸缓冲液，透析12 h
16．镰刀型细胞贫血症是一种由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
17．如图为菜花DNA的粗提取与鉴定的实验流程图。据图回答下列问题：

（1）选择菜花作为提取DNA的实验材料的原因是______________。
（2）研磨前，向研钵中加入石英砂的目的是___，加入的物质a是_______。
（3）研磨液过滤后，应向滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液，目的是______；也可以向滤液中加入嫩肉粉，目的是__________。
（4）鉴定DNA所用的化学试剂为________，鉴定实验中，A、B两支试管属于对照组的是____________________，对照组试管中加入的物质有______。
18．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。

19．（2015·江苏卷）图1、2 分别为“DNA 的粗提取与鉴定”的实验中部分操作步骤示意图，下列叙述正确的是

A. 图1、2 中加入蒸馏水稀释的目的相同
B. 图1 中完成过滤之后保留滤液
C. 图2 中完成过滤之后弃去滤液
D. 在图1 鸡血细胞液中加入少许嫩肉粉有助于去除杂质
20．（2020年全国统一高考生物试卷（新课标Ⅱ)·37）研究人员从海底微生物中分离到一种在低温下有催化活性的α-淀粉酶A3，并对其进行了研究。回答下列问题：
（1）在以淀粉为底物测定A3酶活性时，既可检测淀粉的减少，检测应采用的试剂是_________，也可采用斐林试剂检测________的增加。
（2）在A3的分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度，通常会在凝胶中添加SDS，SDS的作用是___________________和___________________。
（3）本实验中，研究人员在确定A3的最适pH时使用了三种组分不同的缓冲系统，结果如图所示。某同学据图判断，缓冲系统的组分对酶活性有影响，其判断依据是______________。

（4） 在制备A3的固定化酶时，一般不宜采用包埋法，原因是___________________________ （答出1 点即可）。
21.（2020年浙江省高考生物试卷（7月选考)·29）回答下列（一）小题：
（一）回答与柑橘加工与再利用有关的问题：
（1）柑橘果实经挤压获得果汁后，需用果胶酶处理，主要目的是提高果汁的__________。为确定果胶酶的处理效果，对分别加入不同浓度果胶酶的果汁样品，可采用3种方法进行实验：①取各处理样品，添加相同体积的__________，沉淀生成量较少的处理效果好。②对不同处理进行离心，用比色计对上清液进行测定，OD值__________的处理效果好。③对不同处理进行__________，记录相同体积果汁通过的时间，时间较短的处理效果好。
（2）加工后的柑橘残渣含有抑菌作用的香精油及较多的果胶等。为筛选生长不被香精油抑制且能高效利用果胶的细菌，从腐烂残渣中分离得到若干菌株，分别用无菌水配制成__________，再均匀涂布在LB固体培养基上。配制适宜浓度的香精油，浸润大小适宜并已__________的圆形滤纸片若干，再贴在上述培养基上。培养一段时间后，测量滤纸片周围抑制菌体生长形成的透明圈的直径大小。从直径__________的菌株中取菌接种到含有适量果胶的液体培养基试管中培养，若有果胶酶产生，摇晃试管并观察，与接种前相比，液体培养基的__________下降。
22．随着科技的快速发展，酶已经走出了实验室，走进了人们的生产、生活。回答下列酶的研究与应用的相关问题：
（1）生产果汁时，水果中的果胶对果汁加工带来的影响是__________、__________。在探究果胶酶最适温度、pH及用量时，检测指标是____________________________________________________________。
（2）加酶洗衣粉可以清除普通洗衣粉难以祛除的污渍，温度、pH和__________都会影响加酶洗衣粉中酶的活性。在探究不同类型加酶洗衣粉的洗涤效果时，除了考虑洗涤效果外，还要考虑_____________________________________（说出两点）等因素。
（3）高果糖浆可以作为蔗糖的替代品，其优点在于不会像蔗糖一样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管疾病。高果糖浆是指富含__________的糖浆，这种糖可以由葡萄糖在__________酶的催化下转化而来。科研人员将这种酶固定在颗粒状载体上，然后将酶颗粒装在反应柱中催化葡萄糖的转化。与直接将酶与葡萄糖溶液混合相比，这样做的优点是______________________________（说出两项）。

1．【答案】D
【解析】以菜花为材料进行研磨时，可以加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分地搅拌和研磨，过滤后收集研磨液，A项错误；为避免DNA断裂，加入蒸馏水要缓慢，B项错误；将丝状物溶解到2 mol·L-1NaCl溶液中后，加入与滤液体积相等的、冷却的、体积分数为95%的酒精溶液，静置2～3min，以析出含杂质较少的DNA，C项错误；为避免DNA断裂和降解，要向DNA溶液中加入冷却的酒精并沿同一方向缓慢搅拌，D项正确。
2．【答案】D
【解析】将DNA丝状物溶解在一定浓度的氯化钠溶液中，再滴加二苯胺试剂和水浴加热变蓝，A错误；向菜花研磨液中加入适量的蒸馏水，以降低DNA的溶解度，不是降低DNA酶的活性，B错误；向质量浓度为2 mol/L的氯化钠溶液中加入蒸馏水析出DNA时，应缓慢加入，直到出现的黏稠物不再增加为止，C错误；DNA不溶于酒精，因此向溶有粗提物的NaCl溶液中加入冷却的体积分数95%的酒精，可获得较纯净的DNA，D正确。
3．【答案】B
【解析】A项的做法是为了充分释放出核中的DNA分子，使进入滤液中的DNA尽量的多；C项是让DNA充分沉淀，保证DNA的量；D项的道理同C项；而B项的操作并不能使DNA增多或减少。
4．【答案】C
【解析】NaCl溶液浓度为0.14 mol/L时，DNA的溶解度最低；NaCl溶液浓度小于0.14 mol/L时，随着NaCl溶液浓度的升高，DNA的溶解度逐渐降低；NaCl溶液浓度大于0.14 mol/L时，随着NaCl溶液浓度的升高，DNA的溶解度逐渐升高。所以C选项是正确的。
5．【答案】C
【解析】根据“DNA的粗提取与鉴定的实验”原理：①DNA在氯化钠溶液中的溶解度，是随着氯化钠的浓度变化而改变的。当氯化钠的物质的量浓度为0.14mol/L时，DNA的溶解度最低，利用这一原理，可以使溶解在氯化钠溶液中的DNA析出。②DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些物质则可以溶于酒精溶液。利用这一原理，可以进一步提取出含杂质较少的DNA。③洗涤剂能瓦解细胞膜但是对DNA没有影响。④蛋白质不能耐受较高温度，在80 ℃条件下会变性，而DNA对温度的耐受性较高。⑤蛋白酶能水解蛋白质，而对DNA没有影响。⑥DNA遇二苯胺（沸水浴）会染成蓝色，因此，二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。C选项不属于该实验的原理。
6．【答案】B
【解析】向鸡血细胞液加蒸馏水的目的是使鸡血细胞吸水涨破释放出DNA，A正确；向含DNA的浓NaCl溶液加入蒸馏水，DNA溶解度降低会析出，从而去除溶于低浓度NaCl溶液中的杂质，B错误；DNA和杂质分子在95%的冷酒精中溶解度存在差异，DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精，故可去除溶于酒精中的杂质，C正确；DNA在2 mol/LNaCl溶液溶解度高，故可去除不溶于2 mol/LNaCl溶液中的杂质，D正确。
7．【答案】B
【解析】图1所示的步骤是提取含杂质较少的DNA，具体操作是在滤过的溶液中，加入冷却的、体积分数为95％的酒精溶液50 mL，并用玻璃棒搅拌，溶液中会出现含杂质较少的白色丝状物。用玻璃棒将丝状物卷起，并用滤纸吸取上面的水分。这种丝状物的主要成分就是DNA，A正确。提取含杂质较少的DNA利用的原理是DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中蛋白质、脂质等物质可以溶于酒精溶液，B错误。图2所示的步骤是DNA的鉴定，具体操作是取两支20 mL的试管，各加入物质的量浓度为2 mol/L的氯化钠溶液5 mL，将丝状物放入其中一支试管中，用玻璃棒搅拌，使丝状物溶解。因此，图2中的溶液b可以溶解DNA，D正确。然后，向两支试管中各加入4 mL二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5 min，待试管冷却后，观察并且比较两支试管中溶液颜色的变化，C正确。
8．【答案】D
【解析】鸡血、菜花中都含有DNA，而猪是哺乳动物，其成熟的红细胞中不含DNA，因此实验材料选择错误的组别是丙，A正确；甲、乙、丁的实验材料中都含有DNA，但乙为植物，将植物细胞放入蒸馏水中时，植物细胞不会吸水胀破，且DNA应该用二苯胺鉴定，而不能用双缩脲试剂鉴定，因此沸水浴后试管中溶液颜色变蓝的组别是甲、丁，B正确；甲组实验现象差的原因是25 ℃的酒精对DNA的凝集效果差，C正确；乙为植物，将植物细胞放入蒸馏水中时，植物细胞不会吸水胀破，且DNA应该用二苯胺鉴定，而不能用双缩脲试剂鉴定，D错误。
9．【答案】A
【解析】蛋白质分子不能通过半透膜，但溶液中的小分子物质则可以透过半透膜，因此可以将蛋白质和溶液中的小分子物质分离，A项错误。电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程，根据蛋白质所带电荷性质的差异及分子大小，可通过电泳使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现蛋白质分子的分离，B项正确。凝胶色谱法的原理是：分子量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快，而分子量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流动慢，所以可以根据蛋白质相对分子质量的大小，通过凝胶色谱法使大分子的蛋白质先洗脱出来，小分子的蛋白质后洗脱出来，从而实现蛋白质分子的分离，C项正确。根据蛋白质的分子大小、密度不同，可通过离心沉降法使不同密度的蛋白质分子位于不同层次的离心液中，从而实现蛋白质的分离，D项正确。
10．【答案】A
【解析】化学用透析膜虽是半透膜，但是静态的，以膜孔径大小决定透析物质，不是选择透过性膜，A错误；透析膜一般是用硝酸纤维素制成的，B正确；透析能使小分子自由出入，而将大分子保留在袋内，C正确；透析可以去除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，D正确。
11．【答案】C
【解析】凝胶内部有很微细的多孔网状结构，其孔隙大小决定了被分离的物质分子的运输路径，从而实现了物质的分离，C错误。
12．【答案】D
【解析】将处理破裂后的红细胞混合液以2 000 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甲苯层、脂质物质层、血红蛋白、细胞破碎物沉淀层，D正确。
13．【答案】A
【解析】为了防止血液凝固，要在采血容器中预先加入抗凝血剂柠檬酸钠，A正确；取血后，应进行低速短时间离心，B错误；离心后的血细胞加入蒸馏水和40%体积的甲苯，置于磁力搅拌器上充分搅拌，使红细胞破裂，C错误；红细胞重复洗涤直到上清液不再呈现黄色为止，D错误。
14．【答案】B
【解析】相对分子质量小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程长，移动的速度慢，相对分子质量大的蛋白质不容易进入凝胶内部的通道，路程短，移动的速度快，B正确。
15．【答案】D
【解析】分离红细胞应采用低速短时间离心，防止白细胞与红细胞一同沉淀，A错误；红细胞释放血红蛋白，需加入蒸馏水和40%体积的甲苯，再在磁力搅拌器上充分搅拌10 min，B错误；分离血红蛋白要高速长时间离心，C错误；透析时要用20 mmol/L的磷酸缓冲液，透析12 h，D正确。
16．【答案】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2 000 r/min的转速离心10 min后分层获得血红蛋白溶液，A项错误；将血红蛋白溶液装入透析袋中，再将透析袋放入盛有300 mL的物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液中（pH为7.0），透析12 h，可达到粗分离的目的，B项正确；可利用凝胶色谱操作对血红蛋白进行纯化，C项正确；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，D项正确。
17．【答案】（1）菜花中的DNA含量相对较高 （2）使研磨充分 洗涤剂和食盐
（3）溶解DNA，析出不溶的杂质 分解蛋白质（4）二苯胺 A NaCL溶液和二苯胺试剂
【解析】（1）原则上含DNA的生物材料都可以作为提取DNA的实验材料，只是选用DNA含量相对较高的生物组织，实验成功的可能性更大。菜花中DNA含量相对较高，可以作为提取DNA的材料。（2）向研钵中加入石英砂是为了使研磨更充分。在本实验中同时向研钵中加入一定量的洗涤剂和食盐，洗涤剂可以瓦解细胞膜，有利于DNA的释放；食盐的主要成分是NaCl，有利于DNA的溶解。（3）在含有DNA的滤液中，加入2 mol/L的NaCL溶液，可以使DNA溶解、析出不溶的杂质；嫩肉粉中含有木瓜蛋白酶，能分解滤液中的蛋白质。（4）鉴定DNA的原理是在沸水浴条件下，DNA与二苯胺反应呈现蓝色，因此鉴定DNA所用的化学试剂为二苯胺。A试管不变色，B试管变蓝色，说明含有DNA，所以属于对照组的是A试管；对照组试管中加入的物质有NaCl溶液和二苯胺试剂，目的是排除NaCl溶液对二苯胺显色的影响。
18．【答案】（1）B （2）①C→B→E→D→A ②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
【解析】（1）根据DNA粗提取和鉴定的原理：①DNA的溶解性，DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同，利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出，从而达到分离的目的；②DNA不溶于酒精溶液，细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离；③DNA对于酶、高温和洗涤剂的耐受性，蛋白酶能水解蛋白质，但是不能水解DNA，蛋白质不能耐受较高温度，DNA能耐受较高温度，洗涤剂能瓦解细胞膜，但是对DNA没有影响；④在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。分析选项可知，B正确。（2）①根据DNA的粗提取和鉴定步骤：加入蒸馏水，破碎细胞→过滤，获取含DNA的滤液，去除滤液中杂质，DNA的析出，鉴定。所以正确的操作顺序是C→B→E→D→A。②C加蒸馏水是使血细胞吸水破裂，E加蒸馏水是使NaCl溶液的浓度降低，析出DNA。③DNA不溶于酒精，95%的冷酒精凝集效果最佳，所以A步骤中所用酒精必须经过充分预冷才能使用，以便除去溶于酒精的杂质，提取含杂质较少(或较纯净)的DNA。（3）DNA鉴定用二苯胺水浴加热，呈蓝色。
19.【答案】BCD
【解析】图1中加入蒸馏水的目的是使鸡血细胞吸水涨破，释放其中的核物质，图2中加入蒸馏水的目的是降低NaCl的浓度，使DNA的溶解度降低析出，A错误；由于DNA溶于水，所以图1中完成过滤后DNA存在于滤液中，需保留滤液，B正确；图2中DNA析出，则过滤后弃去滤液，保留黏稠物，C正确；在图1中鸡血细胞液中加入少许嫩肉粉，蛋白质水解形成肽和氨基酸，溶于水，不利于去除杂质，D正确。
20.【答案】（1）碘液 还原糖（或答：葡萄糖）
（2）消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响 使蛋白质发生变性
（3）在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同
（4）酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出
【解析】（1）测定酶活性时，可以通过检测反应物的减少或生成物的增加来反映酶活性，所以可以用碘液检测淀粉的减少，也可用斐林试剂检测还原糖（或葡萄糖）的增加。（2）鉴定蛋白质纯度常用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法，凝胶中加入SDS可以消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响，并使蛋白质发生变性。（3）分析题中曲线可知，在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同，可推测缓冲系统的组分对酶活性有影响。（4）由于酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出，所以固定化酶时，一般不采用包埋法。
21.【答案】 （一）（1）澄清度 95%乙醇 较小 抽滤 （2）细菌悬液 灭菌 较小 粘性
【解析】 （一）（1）由于植物细胞壁和植物细胞间果胶的存在时，果汁的澄清度受到一定的影响，因此可以加入果胶酶使果胶降解为可溶性的半乳糖醛酸，提高果汁的澄清度。判断果胶酶的处理效果，可采用三种方法，①看果胶的剩余量，果胶不溶于乙醇，加入95%的乙醇，沉淀量少的即果胶的剩余量少，处理效果好，②进行离心处理，取上清液测OD值，OD值越小，说明降解越充分，果胶酶的处理效果越好，③对不同处理进行抽滤，记录相同体积果汁的通过时间，固形物含量越少，时间越短，处理效果越好。
（2）为筛选不被香精油抑制且能高效利用果胶的细菌，需从腐烂残渣中分离菌株，用无菌水配制成细菌悬液，再涂布在LB固体培养基上待筛选。由于目标是筛选不被香精油抑制的细菌，因此还需准备香精油，并将其制作成滤纸片贴在培养基上，香精油需灭菌处理。观察滤纸片周围的抑菌圈，直径越小说明该菌株越不易被香精油抑制，因而成为初步待选的菌株。再进一步接种到含果胶的液体培养基中培养，果胶使植物细胞粘连，若果胶被降解，则液体培养基的粘性下降。
22.【答案】（1）出汁率低（耗时长） 果汁浑浊（黏度高、易沉淀） 测定滤出果汁体积的大小
（2）表面活性剂 衣物的承受能力、洗涤成本
（3）果糖 葡萄糖异构 酶与产物容易分离（不影响产品质量）；可以重复利用（降低生产成本）
【解析】（1）生产果汁时，水果中的果胶对果汁加工带来的影响是：出汁率低（耗时长）、果汁浑浊（黏度高、易沉淀）；在探究果胶酶最适温度、pH及用量时，检测指标是：测定滤出果汁体积的大小。（2）温度、pH和表面活性剂都会影响加酶洗衣粉中酶的活性。在探究不同类型加酶洗衣粉的洗涤效果时，除了考虑洗涤效果外，还要考虑衣物的承受能力、洗涤成本等因素。（3）高果糖浆是指富含果糖的糖浆，这种糖可以由葡萄糖在葡萄糖异构酶的催化下转化而来。固定化酶技术与普通直接将酶与葡萄糖溶液混合相比，这样做的优点是：酶与产物容易分离（不影响产品质量）；可以重复利用（降低生产成本）。