吉林省吉林市長嶺縣第四中學(xué)高三生物一輪復(fù)習(xí) 專題5、6 DNA蛋白質(zhì)技術(shù)課件

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1、最新考綱最新考綱高頻考點(diǎn)高頻考點(diǎn)1.PCR技術(shù)的基本操技術(shù)的基本操作和應(yīng)用作和應(yīng)用2蛋白質(zhì)的提取和蛋白質(zhì)的提取和分離分離3從生物材料中提從生物材料中提取某些特定的成分取某些特定的成分1.DNA粗提取的原理、方法和注意事項(xiàng)粗提取的原理、方法和注意事項(xiàng)2PCR技術(shù)操作及原理技術(shù)操作及原理3蛋白質(zhì)提取的原理和方法蛋白質(zhì)提取的原理和方法4提取芳香油的三種常用方法及適用范提取芳香油的三種常用方法及適用范圍圍5層析法鑒定胡蘿卜素時(shí)點(diǎn)樣的關(guān)鍵層析法鑒定胡蘿卜素時(shí)點(diǎn)樣的關(guān)鍵 一、多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DNA片段 1細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制與PCR技術(shù)的比較細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制復(fù)制PCR不不同同點(diǎn)點(diǎn)解旋解旋在解旋酶作用下

2、邊解旋邊在解旋酶作用下邊解旋邊復(fù)制復(fù)制80100 高溫解旋，高溫解旋，雙鏈分開雙鏈分開酶酶DNA解旋酶、解旋酶、DNA聚合聚合酶酶TaqDNA聚合酶聚合酶引物引物RNADNA或或RNA溫度溫度體內(nèi)溫和條件體內(nèi)溫和條件高溫高溫相相同同點(diǎn)點(diǎn)需提供需提供DNA復(fù)制的模板復(fù)制的模板四種脫氧核苷酸作原料四種脫氧核苷酸作原料子鏈延伸的方向都是從子鏈延伸的方向都是從5端到端到3端端都需要酶的催化都需要酶的催化2.PCR的反應(yīng)過程一般要經(jīng)歷三十多次循環(huán)，每次循環(huán)可分為變性復(fù)性延伸三步。3PCR技術(shù)反應(yīng)過程中控制不同溫度的意義(1)90 以上時(shí)變性，雙鏈DNA解聚為單鏈；(2)50 左右時(shí)復(fù)性，兩種引物與兩條單

3、鏈DNA結(jié)合；(3)72 左右時(shí)延伸，TaqDNA 聚合酶促使DNA新鏈的合成。1多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)。PCR過程一般要經(jīng)歷30多次下述循環(huán)：95 條件下使模板DNA變性、解鏈55 條件下復(fù)性(引物與DNA模板鏈結(jié)合)72 條件下引物鏈延伸(形成新的脫氧核苷酸鏈)。下列有關(guān)PCR過程的敘述，不正確的是()A變性過程中破壞的是DNA分子內(nèi)堿基對之間的氫鍵，也可利用解旋酶實(shí)現(xiàn)B復(fù)性過程中引物與DNA模板鏈的結(jié)合是依靠堿基互補(bǔ)配對原則完成的C延伸過程中需要DNA聚合酶、ATP、4種核糖核苷酸DPCR與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制相比，其所需要酶的最適溫度較高【解析】PCR一

4、般要經(jīng)歷30多次循環(huán)，每次循環(huán)可以分為變性、復(fù)性和延伸三步。從第二輪循環(huán)開始，上一次循環(huán)的產(chǎn)物也作為模板參與反應(yīng)，并且由引物延伸而成的DNA單鏈會(huì)與引物結(jié)合，進(jìn)行DNA的延伸。DNA變性(9096 )：雙鏈DNA模板在熱作用下，氫鍵斷裂，形成單鏈DNA。復(fù)性(2565 )：系統(tǒng)溫度降低，引物與DNA模板結(jié)合，形成局部雙鏈。延伸(7075 )：在Taq酶(在72 左右活性最高)的作用下，以dNTP為原料，從引物的5端向3端延伸，合成與模板鏈互補(bǔ)的DNA鏈?！敬鸢浮緾二、DNA的粗提取與鑒定1基本原理(1)DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同，在0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度

5、最低；(2)DNA不溶于酒精溶液；(3)DNA不被蛋白酶所水解；(4)DNA可被二苯胺染成藍(lán)色。 2方法目的方法方法目的目的溶于溶于NaCl溶液中溶液中并稀釋并稀釋NaCl濃度為濃度為2 mol/L時(shí)，時(shí)，DNA溶解，而部分蛋溶解，而部分蛋白質(zhì)發(fā)生鹽析而生成沉淀，通過過濾可除去部分白質(zhì)發(fā)生鹽析而生成沉淀，通過過濾可除去部分蛋白質(zhì)及不溶于蛋白質(zhì)及不溶于NaCl溶液的雜質(zhì)溶液的雜質(zhì)當(dāng)當(dāng)NaCl溶液稀釋至溶液稀釋至0.14 mol/L時(shí)，時(shí)，DNA析出，析出，過濾可除去溶于過濾可除去溶于NaCl中的部分蛋白質(zhì)和其他雜中的部分蛋白質(zhì)和其他雜質(zhì)質(zhì)加入嫩肉粉加入嫩肉粉嫩肉粉中含木瓜蛋白酶，水解蛋白質(zhì)嫩肉粉

6、中含木瓜蛋白酶，水解蛋白質(zhì)加入冷卻酒精加入冷卻酒精(95%)DNA析出，除去溶于酒精的蛋白質(zhì)析出，除去溶于酒精的蛋白質(zhì)加入二苯胺，并加入二苯胺，并沸水浴沸水浴鑒定鑒定DNA(1)哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中不含細(xì)胞核，也沒有DNA，不適于作DNA提取的材料，但卻是提取血紅蛋白的理想材料。(2)實(shí)驗(yàn)過程中兩次用到蒸餾水，第一次目的是使成熟的雞血細(xì)胞漲破釋放出DNA，第二次目的是稀釋NaCl溶液。2(2010年青島模擬)下列關(guān)于DNA粗提取與鑒定的說法正確的是()A氯化鈉的濃度越低，DNA的溶解度越大B人的血液不可代替雞血進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)C檸檬酸鈉的主要作用是加速血細(xì)胞破裂D利用DNA易溶于酒精的特點(diǎn)可除去D

7、NA中的部分雜質(zhì)【解析】人是高等哺乳動(dòng)物，其成熟的紅細(xì)胞中沒有細(xì)胞核不能進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)。A項(xiàng)NaCl溶液濃度在小于0.14 mol/L時(shí)，溶液的濃度越低，對DNA的溶解度越大是正確的，沒有前提條件這種說法是錯(cuò)誤的；檸檬酸鈉的作用是抗凝血；DNA不能溶于酒精中，所以B項(xiàng)是對的。【答案】B3向溶有DNA的2 mol/L的NaCl溶液中不斷加入蒸餾水，在這個(gè)過程中DNA和雜質(zhì)蛋白質(zhì)的溶解度變化情況分別是()A減??；減小B增大；增大C先減小后增大；增大 D減??；增大【解析】DNA在NaCl溶液中的溶解情況如右圖所示：在向溶有DNA的2 mol/L的NaCl溶液中不斷加入蒸餾水時(shí)，DNA的溶解度先減少后增大

8、，而蛋白質(zhì)在高濃度鹽溶液中會(huì)沉淀，隨鹽濃度的降低，蛋白質(zhì)的溶解度升高?！敬鸢浮緾三、血紅蛋白的提取和分離1方法及原理方法方法原理原理凝膠色凝膠色譜法譜法根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小分離根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)電泳法電泳法各種分子帶電性質(zhì)的差異以及各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身大小、形狀的不同來分子本身大小、形狀的不同來分離蛋白質(zhì)分離蛋白質(zhì)2.實(shí)驗(yàn)操作程序(1)樣品處理紅細(xì)胞的洗滌：除去血漿蛋白等雜質(zhì)，以利于后續(xù)步驟的分離純化；血紅蛋白的釋放：使紅細(xì)胞漲破，血紅蛋白釋放出來；分離血紅蛋白溶液：經(jīng)過離心使血紅蛋白和其他雜質(zhì)分離開來，便于下一步對血紅蛋白的純化。(2)粗分離透析：除去樣品

9、中相對分子量較小的雜質(zhì)。(3)純化：一般采用凝膠色譜法對血紅蛋白進(jìn)行分離和純化。(4)純度鑒定：一般用SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳法來測定蛋白質(zhì)的分子量，即對血紅蛋白進(jìn)行純度鑒定。相對分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)通過凝膠時(shí)，相對分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，而相對分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)只能在凝膠外部移動(dòng)，移動(dòng)速度快，因此蛋白質(zhì)分子彼此分離。4(2009年南京質(zhì)檢)下列有關(guān)蛋白質(zhì)提取和分離的說法，錯(cuò)誤的是()A透析法分離蛋白質(zhì)的原理是利用蛋白質(zhì)不能通過半透膜的特性B采用透析法使蛋白質(zhì)與其他小分子化合物分離開來C離心沉降法通過控制離心速率使分子大小、密度不同的蛋白質(zhì)分離D蛋白質(zhì)在電場中可以向與其自

10、身所帶電荷相同的電極方向移動(dòng)【解析】帶電離子或分子在電場中向著與其所帶電荷相反的電極移動(dòng)?！敬鸢浮緿四、五種物質(zhì)的提取方法、原理及步驟提取提取物質(zhì)物質(zhì)提取方提取方法法提取原理提取原理步驟步驟DNA鹽析法鹽析法 在不同濃在不同濃度的度的NaCl溶溶液中溶解度液中溶解度不同不同不溶于酒不溶于酒精，但某些精，但某些蛋白質(zhì)則溶蛋白質(zhì)則溶于酒精于酒精溶解在溶解在2 mol/L的的NaCl溶液中溶液中加水稀釋至加水稀釋至0.14 mol/L NaCl溶液使溶液使DNA析出過濾析出過濾加入冷卻酒加入冷卻酒精析出精析出提取物質(zhì)提取物質(zhì)提取方法提取方法提取原理提取原理步驟步驟血紅血紅蛋白蛋白凝膠色譜法、凝膠色譜

11、法、電泳法電泳法根據(jù)相對分子質(zhì)量的根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小大小各種分子帶電性質(zhì)差各種分子帶電性質(zhì)差異異樣品處理樣品處理粗提取粗提取純化純化純度鑒定純度鑒定玫瑰玫瑰精油精油水蒸氣蒸餾法水蒸氣蒸餾法利用水蒸氣將揮發(fā)性較利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來來 水蒸氣蒸餾水蒸氣蒸餾分離油層分離油層除水過濾除水過濾橘皮橘皮精油精油壓榨法壓榨法通過機(jī)械加壓，壓榨出通過機(jī)械加壓，壓榨出果皮中的芳香油果皮中的芳香油 石灰水浸泡、漂洗石灰水浸泡、漂洗壓榨、過濾、靜置壓榨、過濾、靜置再次過濾再次過濾提取提取物質(zhì)物質(zhì)提取方提取方法法提取原理提取原理步驟步驟胡蘿胡蘿卜素卜素萃取法萃取法使提取物

12、使提取物溶解在有溶解在有機(jī)溶劑中機(jī)溶劑中，蒸發(fā)后，蒸發(fā)后得到提取得到提取物物 粉碎、干粉碎、干燥燥萃取、過萃取、過濾濾濃縮濃縮水中蒸餾、水上蒸餾、水汽蒸餾的區(qū)別：(1)這三種方法的基本原理相同，但原料放置位置不同。(2)水中蒸餾：原料放在蒸餾容器的水中，水要完全浸沒原料。(3)水上蒸餾：容器中水的上方有篩板，原料放在篩板上，水量以沸騰時(shí)不浸濕原料為宜。(4)水汽蒸餾：蒸餾容器下方有一排氣孔，連接外源水蒸氣，上方有篩板，上面放原料。各自特點(diǎn)：水中蒸餾設(shè)備簡單、成本低、易操作，而水上蒸餾和水氣蒸餾時(shí)間短，出油率高。 5玫瑰精油稱為“液體黃金”，其提取方法()A只能用水蒸氣蒸餾法 B可用蒸餾法和壓榨

13、法C可用蒸餾法和萃取法 D可用壓榨法和萃取法【解析】用玫瑰花提取精油，根據(jù)玫瑰花的干濕情況可采用不同的提取方法，鮮玫瑰花可采用水蒸氣蒸餾法，干玫瑰花可使用有機(jī)溶劑萃取法，一般不采用壓榨法?！敬鸢浮緾6作為萃取胡蘿卜素的有機(jī)溶劑，哪一項(xiàng)不符合實(shí)驗(yàn)要求()A能充分溶解色素 B與水混溶C對人無毒 D易與產(chǎn)品分離【解析】作為萃取胡蘿卜素的有機(jī)溶劑應(yīng)該具有較高的溶點(diǎn)，能夠充分溶解胡蘿卜素，并且不與水混溶。此外，還需要考慮萃取效率、對人的毒性、是否易燃、有機(jī)溶劑是否能從產(chǎn)品中完全除去、會(huì)不會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量等問題?！敬鸢浮緽(2009年高考江蘇卷)下列關(guān)于DNA和蛋白質(zhì)提取與分離實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的有(多選)(

14、)A提取細(xì)胞中的DNA和蛋白質(zhì)都需用蒸餾水漲破細(xì)胞B用不同濃度NaCl溶液反復(fù)溶解與析出DNA可去除蛋白質(zhì)C蛋白質(zhì)提取和分離過程中進(jìn)行透析可以去除溶液中的DNAD蛋白質(zhì)和DNA都可以用電泳的方法進(jìn)行分離純化【解析】提取DNA需用蒸餾水漲破細(xì)胞，提取蛋白質(zhì)可以直接用豆?jié){或研磨的大豆；透析法不能除去DNA；DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同，在0.14 mol/L的NaCl溶液中DNA的溶液度最低，DNA可以析出，通過過濾可以除去蛋白質(zhì)；用電泳的方法可將蛋白質(zhì)、DNA進(jìn)行分離純化。【答案】BD(2008年寧夏理綜卷)根據(jù)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素的相關(guān)知識及胡蘿卜素的性質(zhì)，回答下列問題：(1

15、)胡蘿卜素是_色的結(jié)晶。從胡蘿卜中提取胡蘿卜素，常用_作為溶劑，原因是_。(2)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素常用的方法是_法。用這種方法提取胡蘿卜素的主要步驟是：粉碎、干燥、_、_、_。(3)在胡蘿卜顆粒的加熱干燥過程中，應(yīng)嚴(yán)格將_和_控制在一定范圍內(nèi)，原因是_。(4)提取的胡蘿卜素可通過_法進(jìn)行鑒定，在鑒定過程中需要用_對照。(5)一般情況下，提取胡蘿卜素時(shí)，提取效率與原料顆粒的含水量成_比?！窘馕觥亢}卜素為橘(橙)黃色結(jié)晶，易溶于親脂性有機(jī)溶劑，萃取后可用層析法進(jìn)行鑒定，提取時(shí)，原料的含水量越低，提取效率越高。萃取效率與原料的含水量應(yīng)呈反比，故宜將原料進(jìn)行干燥處理?！敬鸢浮?1)橘(橙)黃親脂

16、性有機(jī)溶劑(或有機(jī)溶劑)胡蘿卜素是脂類物質(zhì)(2)萃取萃取過濾濃縮(3)溫度時(shí)間溫度過高和時(shí)間過長會(huì)導(dǎo)致胡蘿卜素分解(4)紙層析標(biāo)準(zhǔn)樣品(5)反胡蘿卜素可溶于乙醇和丙酮，但它們是水溶性有機(jī)溶劑，因萃取中能與水混溶而影響萃取效果，所以不用它們作萃取劑。胡蘿卜素也可溶于石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳，它們不能與水混溶，而在以上五種有機(jī)溶劑中，石油醚的沸點(diǎn)最高，在加熱萃取時(shí)不易揮發(fā)，所以石油醚最適宜用作萃取劑。1(2008年江蘇生物)下列敘述中錯(cuò)誤的是()A改變NaCl溶液的濃度只能使DNA溶解而不能使其析出B在沸水浴中，DNA遇二苯胺試劑會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色C用電泳法可分離帶電性質(zhì)、分子大小和形狀不同的

17、蛋白質(zhì)D用透析法可去除蛋白質(zhì)樣品中的小分子物質(zhì)【解析】DNA在NaCl溶液中的溶解度是隨著NaCl濃度的變化而變化。在0.14mol/L NaCl溶液中DNA的溶解度最小，低于或高于0.14 mol/L，DNA的溶解度都會(huì)增大。在DNA粗提取實(shí)驗(yàn)中就是先把該物質(zhì)溶解在2 mol/L NaCl溶液中，然后逐漸加水，稀釋至0.4 mol/L時(shí)，使DNA析出。【答案】A2(2008年山東理綜)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)家蠅體內(nèi)存在一種抗菌活性蛋白。這種蛋白質(zhì)具有極強(qiáng)的抗菌能力，受到研究者重視。(1)分離該抗菌蛋白可用電泳法，其原理是根據(jù)蛋白質(zhì)分子的_、大小及形狀不同，在電場中的_不同而實(shí)現(xiàn)分離。(2)可用金黃色葡萄球菌來檢驗(yàn)該蛋白的體外抗菌特性?？咕鷮?shí)驗(yàn)所用培養(yǎng)基中的牛肉膏和蛋白胨主要為細(xì)菌生長提供_和_。(3)分別在加入和未加入該抗菌蛋白的培養(yǎng)基中接種等量菌液。培養(yǎng)一定時(shí)間后，比較兩種培養(yǎng)基中菌落的_，確定該蛋白質(zhì)的抗菌效果。(4)細(xì)菌培養(yǎng)常用的接種方法有_和_。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對使用過的培養(yǎng)基應(yīng)進(jìn)行_處理?！窘馕觥坎煌鞍踪|(zhì)分子的帶電情況、大小及形狀不同，導(dǎo)致其在電泳時(shí)在電場中的遷移速度不同而實(shí)現(xiàn)分離，將抗菌蛋白加入金黃色葡萄球菌培養(yǎng)基后，可根據(jù)菌落多少來判斷其抗菌效果。【答案】(1)電荷(帶電情況)遷移速度(2)碳源氮源(3)數(shù)量(4)平板劃線法稀釋滌布平板法(稀釋混合平板法)滅菌