导学教程高考生物一轮总复习 专题四 DNA和蛋白质技术与植物有机成分的提取课件（选修1）.ppt

专题四dna和蛋白质技术与植物有机成分的提取 一 dna的粗提取与鉴定1 基本原理 知识梳理 0 14mol lnacl 酒精 2 操作过程材料的选取 选用dna含量的生物组织 破碎细胞 以鸡血为例 鸡血细胞 加蒸馏水 用玻璃棒搅拌 用过滤 收集滤液 去除杂质 利用dna在不同浓度的nacl溶液中溶解度的不同 通过控制去除杂质 相对较高 纱布 nacl溶液的浓度 dna析出 将处理后的溶液过滤 加入与滤液体积相等的 冷却的体积分数为溶液 dna的鉴定 在溶有dna的溶液中加入二苯胺试剂 5min 溶液变成蓝色 95 的酒精 沸水中加热 警示 1 本实验不能用哺乳动物成熟红细胞作实验材料 原因是哺乳动物成熟红细胞无细胞核 可选用鸡血细胞作材料 2 实验中两次使用蒸馏水 第一次的目的是使成熟的鸡血细胞涨破释放出dna 第二次的目的是稀释nacl溶液 使dna从溶液中析出 二 多聚酶链式反应扩增dna片段1 pcr原理dna原理 即 热变性 冷却 2 pcr反应过程 1 当温度上升到以上时 双链dna解聚为单链 2 温度下降到左右时 两种引物通过碱基互补配对与两条单链dna结合 3 温度上升到72 左右时 溶液中的4种脱氧核苷酸 a t c g 在的作用下 根据碱基互补配对原则合成新的dna链 90 55 变性 复性 延伸 dna聚合酶 三 血红蛋白的提取和分离1 方法及原理 相对分子质量的大小 带电性质 2 实验操作程序样品处理 红细胞的洗涤 血红蛋白的释放 分离血红蛋白溶液 粗分离 用法除去样品中相对分子质量较小的杂质 纯化 用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化 纯度鉴定 法来测定蛋白质的相对分子质量 即对血红蛋白进行纯度鉴定 透析 用sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳 四 植物有效成分的提取1 植物芳香油的提取 1 提取玫瑰精油实验 方法 实验流程 水蒸气蒸馏法 nacl 无水na2so4 2 提取橘皮精油的实验 方法 一般用法 压榨 压榨 过滤 2 胡萝卜素的提取 1 胡萝卜素性质 不溶于 微溶于乙醇 易溶于等有机溶剂 2 实验设计 方法 萃取法 最适宜作萃取剂 水 石油醚 石油醚 干燥 过滤 纸层析法 1 判断下列叙述的正误 1 dna在不同浓度的nacl溶液中溶解度不同 在0 14mol l的nacl溶液中溶解度最低 2 dna不溶于冷酒精 可用酒精进一步提取dna 3 dna与二苯胺溶液反应生成紫色物质 自主检测 4 利用凝胶色谱法分离蛋白质时 相对分子质量小的先洗脱出来 5 在电泳过程中 蛋白质分子的移动速度 与分子本身的大小和形状无关 而与所带电荷的差异有关 6 在sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳中 电泳迁移速率完全取决于分子的大小 7 dna聚合酶只能从3 端延伸dna链 不能从头开始合成dna 8 在pcr技术中 dna的合成方向总是从子链的3 端向5 端延伸 9 植物芳香油的提取方法有蒸馏 压榨和萃取等 10 玫瑰精油的提取宜采用蒸馏法 11 胡萝卜素的提取应用萃取法 12 洗涤剂能瓦解细胞膜并增加dna在nacl溶液中的溶解度 13 将丝状物溶解在2mol l的nacl溶液中 加入二苯胺试剂即呈蓝色 14 洗涤红细胞时 使用生理盐水可防止红细胞破裂 15 不同植物组织培养的难易程度不同 同一种植物材料培养的难易程度相同 16 在pcr技术中延伸的温度必须大于复性温度 而小于变性温度 17 血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测 18 蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解下来 再把水蒸发掉 剩余的就是芳香油 2 2014 江苏卷 为了获得 胡萝卜素产品 某小组开展了产 胡萝卜素酵母的筛选与色素提取实验 请回答下列问题 1 实验用的培养皿常用的两种灭菌方法是 为了减少灭菌后器皿被污染 灭菌前应该 2 为了筛选出酵母菌 培养基中添加了青霉素 其目的是 3 上图是灭菌锅及其局部剖面示意图 图中甲 乙 丙指示的依次是 填序号 安全阀 放气阀 压力表 放气阀 安全阀 压力表 安全阀 放气阀 温度表 放气阀 安全阀 温度表 4 为了将分离到的菌株纯化 挑取了菌落在3块相同平板上划线 结果其中一块平板的各划线区均未见菌落生长 最可能的原因是 5 为增加 胡萝卜素提取量 在研磨酵母细胞时 添加石英砂的目的是 研磨时 填 需要 或 不需要 添加caco3 理由是 解析本题考查的是微生物的培养与分离 1 灭菌常用方法有高压蒸汽灭菌 干热灭菌 灼烧灭菌等 培养皿常用高压蒸汽灭菌 干热灭菌 将培养皿放入灭菌锅之前通常用牛皮纸或报纸包扎避免灭菌后的再次污染 2 青霉素能破坏细菌的细胞壁并在细菌的繁殖期起杀菌作用 因此添加青霉素可抑制细菌的生长 3 乙连接软管为排 放 气阀 甲为安全阀 丙是压力表 4 三块平板有两块平板长有菌落 说明含有菌株并可在培养基上生长 而其中一块未见菌落 说明菌株死亡 因此 应在接种过程中接种环灼烧后未冷却或未足够冷却 使菌株因温度过高被杀死 5 石英砂有助于研磨充分 caco3用于中和酸性物质 胡萝卜素较耐酸 因此不需添加 答案 1 干热灭菌和湿热灭菌 高压蒸汽灭菌 用牛皮纸 报纸 包扎器皿 2 抑制细菌 放线菌 生长 3 4 接种环温度过高 菌株被杀死 5 有助于研磨充分不需要 胡萝卜素较耐酸 考点一dna的粗提取与鉴定 核心突破 1 dna与蛋白质在nacl溶液中溶解度比较 2 dna粗提取实验材料和方法的选择 1 不同生物的组织中dna含量不同在选取材料时 应本着dna含量高 材料易得 便于提取的原则 2 材料不同所采用的提取方法不同 植物组织 取材 研磨 过滤 沉淀 鸡血 制备鸡血细胞液 提取核dna 溶解细胞核内dna 析出并滤取dna dna再溶解 提取较纯净的dna 命题预测 考向预测一dna粗提取的原理及操作步骤 1 2014 南通第一次调研 下列利用菜花进行 dna的粗提取与鉴定 实验的叙述 正确的是a 采用不同浓度的nacl溶液反复溶解与析出dna的方法可去除部分杂质b 在切碎的菜花中加入一定量的洗涤剂和食盐 充分研磨 过滤后弃去滤液c 用蒸馏水将nacl溶液浓度调至0 14mol l 用单层滤纸过滤获取析出物d 将白色丝状物溶解在nacl溶液中 加入二苯胺试剂后震荡 观察颜色变化答案a 考向预测二实验中试剂的应用2 下列关于dna粗提取与鉴定实验中所使用的试剂 操作及作用的表述 不正确的是 解析蒸馏水在本实验中的作用有两个 一是用于调节nacl溶液的浓度 以使dna沉淀析出或溶解 二是用于鸡血细胞的溶血 释放细胞内的核物质 答案b 归纳总结 dna粗提取与鉴定中不同试剂的用途及原理比较 考点二pcr技术的基本操作和应用 1 pcr反应的过程及结果 1 pcr反应过程 变性 当温度上升到90 以上时 双链dna解聚为单链 如下图 核心突破 复性 系统温度下降至50 左右时 两种引物通过碱基互补配对与两条单链dna结合 如下图 延伸 当系统温度上升至72 左右 溶液中的四种脱氧核苷酸 a t g c 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 如下图 2 结果 pcr一般要经历三十多次循环 每次循环都包括变性 复性 延伸三步 两引物之间的固定长度的dna序列呈指数扩增 2 细胞内dna复制与pcr技术的比较 易考明示 1 dna分子复制的人工控制解开螺旋 在80 100 时 dna双螺旋打开 形成两条dna单链 称为变性 恢复螺旋 在50 左右时 两条dna单链重新形成双螺旋结构 称为复性 复制条件 缓冲液 dna模板 四种脱氧核苷酸 热稳定dna聚合酶和两种引物 反应场所 pcr仪 2 pcr技术中的引物 含义 引物是一小段单链dna或rna分子 作用 为dna聚合酶提供合成的3 端起点 种类 扩增一个dna分子需要2种引物 数目 引物数目等于新合成的dna子链数目 与dna母链的关系 两种引物分别与dna母链的3 端通过碱基互补配对结合 命题预测 考向预测一实验原理 过程 3 2013 北京理综 关于高中生物学实验的基本原理 叙述不正确的是a 噬菌体须在活菌中增殖培养是因其缺乏独立的代谢系统b 提取组织dna是利用不同化合物在溶剂中溶解度的差异c 成熟植物细胞在高渗溶液中发生质壁分离是因为细胞壁具有选择透 过 性d pcr呈指数扩增dna片段是因为上一轮反应产物可作为下一轮反应的模板 解析噬菌体必须在活菌中增殖培养是因其没有细胞结构 缺乏独立的代谢系统没法完成各项生命活动 a正确 提取组织dna是利用不同化合物在溶剂中的溶解度不同进行萃取 b正确 成熟植物细胞发生质壁分离是由于存在浓度差 原生质层和细胞壁全透且伸缩性差 细胞壁不具有选择透过性 c错误 pcr呈指数扩增是因为dna的半保留复制 所以上一轮的产物可作为下一轮的模板 d正确 答案c 考向预测二实验操作 注意事项4 pcr 多聚酶链式反应 技术是一项在生物体外复制特定的dna片段的核酸合成技术 下图表示合成过程 请据图分析回答 1 a过程高温使dna变性解旋 对该过程的原理叙述正确的是 a 该过程用到耐高温的解旋酶破坏氢键b 该过程用到限制酶破坏磷酸二酯键c 该过程不需要解旋酶的作用d 该过程与人体细胞的过程完全相同 2 c过程要用到的酶是耐高温的 这种酶在高温下仍保持活性 因此在pcr扩增时可以 加入 需要 不需要 再添加 pcr反应除提供酶外 还需要满足的基本条件有 3 如果把模板dna的两条链用15n标记 游离的脱氧核苷酸不做标记 控制 94 55 72 温度循环3次 则在形成的子代dna中含有15n标记的dna占 解析 1 高温所起的作用类似于解旋酶 使双链dna变为单链 2 c过程是pcr技术的延伸阶段 当系统温度上升到72 左右 溶液中的四种脱氧核苷酸在耐高温的dna聚合酶的作用下合成新的dna链 这种dna聚合酶在高温下不变性 所以一次性加入即可 3 pcr技术遵循半保留复制的特点 经过三次循环 共产生8个dna分子 其中有2个dna分子含有15n标记 答案 1 c 2 dna聚合酶一次不需要dna模板 两种引物 四种脱氧核苷酸 通过控制温度使dna复制在体外反复进行 3 25 考点三血红蛋白的提取和分离 1 常用的蛋白质分离方法 1 凝胶色谱法 核心突破 2 电泳法原理 在一定ph下 蛋白质分子的某些基团解离后带上正电或负电 在电场的作用下 带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动 由于待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 2 分离dna pcr技术 分离蛋白质的比较 3 比较琼脂糖凝胶电泳和sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳 1 从载体上看 利用琼脂糖凝胶作为载体的是琼脂糖凝胶电泳 利用sds 聚丙烯酰胺凝胶作为载体的是sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳 2 从依据上看 利用了分子带电性质差异和分子大小的是琼脂糖凝胶电泳 仅利用了分子大小的是sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳 3 从优点上看 琼脂糖凝胶电泳操作简单 电泳速度快 样品不需处理 电泳图谱清晰 分辨率高 重复性好 sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳消除了净电荷对迁移率的影响 使电泳迁移率完全取决于分子的大小 解惑 血红蛋白的提取和分离实验 中的注意事项 1 红细胞的洗涤 洗涤次数不能过少 否则无法除去血浆蛋白 要低速 短时离心 否则会使白细胞等一同沉淀 达不到分离的效果 2 凝胶的预处理 用沸水浴法不但节约时间 而且除去凝胶中可能带有的微生物 排除胶粒内的空气 3 色谱柱的装填 装填时尽量紧密 减小颗粒间隙 无气泡 洗脱液不能断流 4 色谱柱成功的标志 红色区带均匀一致地移动 命题预测 考向预测一蛋白质的提取和分离原理 5 已知某样品中存在甲 乙 丙 丁 戊五种蛋白质分子 其分子大小 所带电荷的性质和数量情况如下图所示 下列有关该样品中蛋白质的分离的叙述正确的是 a 将样品装入透析袋中透析12h 若分子乙保留在袋内 则分子丙也保留在袋内b 若用凝胶色谱柱分离样品中的蛋白质 则分子甲移动速度最快c 若将样品以2000r min的速度离心10min 分子戊存在于沉淀中 则分子甲也存在于沉淀中d 若用sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子 则分子甲和分子戊形成的电泳带相距最远 解析分子甲的分子量最小 进入凝胶内部通道而移动速度慢 分子乙留在透析袋内 说明其相对分子质量比较大 分子丙比分子乙相对分子质量大 所以分子丙也留在袋内 分子戊比分子甲的相对分子质量大 故离心后分子甲可能不存在于沉淀物中 sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳中的样品 其电泳迁移率完全取决于分子的大小 相对分子质量相差越大 形成的电泳带相距越远 答案a 考向预测二血红蛋白提取和分离的程序和原理6 红细胞中含有大量的血红蛋白 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 粗分离中透析的目的是去除相对分子质量较小的杂质d 可经sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定 解析蛋白质的提取和分离一般分为四步 样品处理 粗分离 纯化和纯度鉴定 提取和分离血红蛋白时 首先通过洗涤红细胞 血红蛋白的释放 离心等操作收集到血红蛋白溶液 即样品处理 再通过透析法除去相对分子质量较小的杂质 即样品的粗分离 然后通过凝胶色谱法将相对分子质量较大的杂蛋白除去 即样品纯化 纯化过程中凝胶应用蒸馏水充分溶胀后 配制成凝胶悬浮液 而不是用生理盐水 最后经sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定 答案b 考点四植物有效成分的提取 植物芳香油提取方法的比较 核心突破 易混易错 胡萝卜素粗品鉴定过程中的5个易错点 1 层析时没有选择干净的滤纸 导致实验现象不明显 为了防止操作时对滤纸的污染 应尽量避免用手直接接触滤纸 可以戴手套进行操作 2 点样时点样圆点太大 直径大于2mm 导致最终在滤纸上形成一条线 无法辨认被提取的色素 点样圆点的直径应为2mm 3 将点好样的滤纸卷成筒状 卷纸时不能将滤纸两边相互接触 以避免由于毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快 溶剂前沿不齐 影响结果 4 层析液没及样品原点 色素溶解于层析液中 造成实验失败 层析液不可没及样品原点 以免色素溶解于层析液中 使鉴定失败 5 没设置标准样品作对照 层析液中是否提取到胡萝卜素 可通过与标准样品中的 胡萝卜素作对比予以确认 命题预测 考向预测一胡萝卜素的提取与鉴定 7 2013 山东理综 胡萝卜素是一种常用的食用色素 可分别从胡萝卜或产生胡萝卜素的微生物体中提取获得 流程如下 1 筛选产胡萝卜素的酵母菌r时 可选用 或平板划线法接种 采用平板划线法接种时需要先灼烧接种环 其目的是 2 培养酵母菌r时 培养基中的蔗糖和硝酸盐可以分别为酵母菌r提供 和 3 从胡萝卜中提取胡萝卜素时 干燥过程应控制好温度和 以防止胡萝卜素分解 萃取过程中宜采用 方式加热以防止温度过高 萃取液浓缩前需进行过滤 其目的是 4 纸层析法可用于鉴定所提取的胡萝卜素 鉴定过程中需要用胡萝卜素标准品作为 解析 1 微生物接种常用稀释涂布平板法和平板划线法 为了防止其它杂菌的污染 接种过程要进行无菌操作 接种前对接种环灼烧是为了杀灭接种环上的微生物 2 蔗糖主要提供碳源 也可作为能源物质 硝酸盐含氮元素 可提供氮源 3 胡萝卜素不是很稳定 温度过高 干燥时间过长会导致其分解 由于萃取剂往往具有挥发性 且易燃烧 如果直接加热挥发出来的有机溶剂遇明火易燃烧爆炸 萃取后需将原料中的固体物滤去 4 用标准样品可以对照检查提取出来的胡萝卜素的纯度 答案 1 稀释涂布平板法灭菌 防止杂菌污染 2 碳源氮源 3 时间水浴滤去不溶物 4 实验 对照 考向预测二植物芳香油的提取与鉴定8 2013 海南单科 根据生物相关知识 回答胡萝卜素提取和酶应用方面的问题 1 从胡萝卜中提取胡萝卜素时 通常在萃取前将胡萝卜粉碎和 以提高萃取效率 水蒸气蒸馏法 填 适合 或 不适合 胡萝卜素的提取 原因是 鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素时 通常可采用 法 并以 样品作为对照 2 若要提高衣物上血渍的去除效果 可在洗衣粉中加入 酶 因为该酶能将血红蛋白水解成可溶性的 或 若要提高衣物上油渍的去除效果 洗衣粉中可添加 酶 使用加酶洗衣粉时 水温过低或过高时洗涤效果不好的原因分别是 解析 1 萃取是将粉碎 干燥的植物原料用有机溶剂浸泡 使芳香油溶解在有机溶剂中 水蒸气蒸馏法是植物芳香油提取的常用方法 它的原理是利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来 形成油水混合物 冷却后 混合物又会重新分出油层和水层 胡萝卜素粗品通过纸层析进行鉴定 如果萃取样品中出现了和标准样品一样的层析带 说明提取胡萝卜素的实验成功 2 血渍中含有蛋白质 可用含蛋白酶的洗衣粉洗涤 其原理是蛋白酶能将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸 油渍的主要成分是脂肪 需用含脂肪酶的洗衣粉 水温过低抑制酶的活性 水温过高会使酶变性失活 答案 1 干燥不适合水蒸气蒸馏法适用于蒸馏挥发性物质 而胡萝卜素为非挥发性物质 不能随水蒸气蒸馏出纸层析标准的胡萝卜素 2 碱性蛋白 或蛋白 氨基酸小分子肽脂肪水温过低时酶活性较低 水温过高会使酶变性失活 高考体验 1 2013 江苏单科 某同学用洋葱进行dna粗提取和鉴定实验 操作错误的是a 加入洗涤剂后用力进行快速 充分的研磨b 用蛋白酶纯化过滤后的研磨液中的dnac 加入酒精后用玻璃棒轻缓搅拌d 加二苯胺试剂摇匀后沸水浴加热 解析加入洗涤剂后研磨动作要轻缓 柔和 否则容易产生大量的泡沫 不利于后续步骤的操作 a错误 利用蛋白酶分解杂质蛋白 从而使提取的dna与蛋白质分开 起到纯化的作用 b正确 加入酒精溶液 静置溶液中出现的白色丝状物就是粗提取的dna 用玻璃棒沿一个方向轻缓搅拌 防止断裂 c正确 用二苯胺鉴定dna需要水浴加热 d正确 答案a 2 2012 江苏卷 下列关于 dna粗提取与鉴定实验 的叙述 正确的是a 洗涤剂能瓦解细胞膜并增加dna在nacl溶液中的溶解度b 将dna丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝c 常温下菜花匀浆中有些酶类会影响dna的提取d 用玻璃棒缓慢搅拌滤液会导致dna获得量减少 解析洗涤剂可瓦解细胞膜 有利于释放dna 但不能增加dna在nacl溶液中的溶解度 a项错误 含dna的丝状物应先溶解在物质的量浓度为2mol l的nacl溶液中 再用二苯胺试剂在沸水浴条件下检测 冷却后变成蓝色 b项错误 常温下菜花匀浆中某些酶如dna水解酶 其活性较高 会影响dna的提取 c项正确 用玻璃棒缓慢搅拌滤液可防止dna分子断裂 但不影响dna的提取量 d项错误 答案c 3 2011 广东卷 以下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 血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢 解析生理盐水为猪体细胞的等渗溶液 所以在洗涤红细胞时 使用生理盐水可维持细胞的正常形态 a项正确 由于哺乳动物的成熟红细胞缺少细胞核和各种细胞器