高考生物一轮复习 生物技术实践 第41讲 生物技术在其他方面的应用课件 新人教版选修1.ppt

第41讲生物技术在其他方面的应用 2017备考 最新考纲 1 pcr技术的基本操作和应用2 蛋白质的提取和分离3 实验 dna的粗提取与鉴定4 从生物材料中提取某些特定的成分 考点一pcr技术与血红蛋白的提取和分离 自主梳理 1 pcr技术 1 pcr原理 原理 即 dna复制 冷却 2 pcr反应过程 变性 90 50 碱基互补配对 延伸 taqdna聚合酶 3 结果 上述三步反应完成后 一个dna分子就变成了个dna分子 随着重复次数的增多 dna分子就以2n的形式增加 pcr的反应过程都是在中完成的 pcr扩增仪 两 2 血红蛋白的提取和分离 1 蛋白质分离的原理依据蛋白质各种特性的差异 如分子的和大小 所带电荷的性质和多少 吸咐性质和对其他分子的等 可以来提取和分离不同种类的蛋白质 形状 溶解度 亲和力 2 血红蛋白的提取和分离过程 粗分离 采用透析的方法 除去样品中相对分子质量较小的杂质 样品处理 纯化与纯度鉴定 凝胶色谱法 速度移动不同 大 深度思考 1 相对分子质量不同的蛋白质在凝胶中的行进过程可表示为 中的哪一种 提示 分子质量较大者先洗脱出来 分子质量较小者后洗脱出来 2 如图所示装置可用于血红蛋白提取 分离的哪种过程 其原理是什么 烧杯内a溶液是蒸馏水吗 提示该装置为透析装置 由于透析袋是用硝酸纤维素制成的 小分子可自由进出 而大分子保留在袋内 故可用于除去小分子杂质 烧杯中的a溶液应为20mmol l 1的磷酸缓冲液 不可使用蒸馏水 跟进题组 1 pcr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 如图表示合成过程 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 该过程用耐高温的解旋酶破坏氢键b 该过程用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 这种酶在高温下仍保持活性 因此在pcr扩增时可以加入 次 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 95 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 因此a过程不需要解旋酶的参与 2 c过程为pcr技术的延伸阶段 当系统温度上升至72 左右时 溶液中的四种脱氧核苷酸在taqdna聚合酶的作用下合成新的dna链 taqdna聚合酶是耐热的 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3次循环 共产生23个dna分子 其中有2个dna分子含有15n标记 答案 1 c 2 taqdna聚合酶一不需要dna模板 分别与两条模板链相结合的两种引物 四种脱氧核苷酸 同时通过控制温度使dna复制在体外反复进行 3 25 2 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和部分co2的运输 请根据血红蛋白的提取和分离过程回答问题 1 将上述实验流程补充完整 a为 b为 2 洗涤红细胞的目的是去除 红细胞洗涤干净的标志是 释放血红蛋白的过程中起作用的试剂是 3 在b过程中加入物质的量浓度为20mmol l的磷酸缓冲液 ph为7 0 的目的是 在蛋白质分离过程中 如果红色区带 说明色谱柱制作成功 解析a为血红蛋白的释放 b为样品的加入和洗脱 在b过程中加入物质的量浓度为20mmol l的磷酸缓冲液 ph为7 0 的目的是模拟生物体内的生理环境 保持体外ph和体内一致 保持蛋白质的正常结构等 答案 1 血红蛋白的释放样品的加入和洗脱 2 杂蛋白 血浆蛋白 离心后上清液中没有黄色蒸馏水和甲苯 3 模拟生物体内的生理环境 保持体外ph和体内一致 保持蛋白质的正常结构等合理答案均可 均匀一致地移动 1 细胞内dna的复制与pcr扩增dna的比较 2 pcr扩增的条件模板 分别与两条模板链相结合的引物 四种脱氧核苷酸 耐热的dna聚合酶 同时需要控制温度使dna复制在体外反复进行 3 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 4 血红蛋白的提取和分离过程 考点二dna的粗提取与鉴定 自主梳理 1 实验原理 0 14 nacl 二苯胺 试剂 2 操作流程 dna 蒸馏水 不同浓度nacl 酒精 蓝色 跟进题组 题组dna的粗提取与鉴定1 2014 江苏卷 16 下列关于 dna的粗提取与鉴定 实验叙述 错误的是 a 酵母菌和菜花均可作为提取dna的材料b dna既溶于2mol lnacl溶液也溶于蒸馏水c 向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌 可见玻棒上有白色絮状物d dna溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热 冷却后变蓝 解析理论上只要含有dna的生物组织均可作为该实验的材料 故a项正确 dna既溶于2mol lnacl溶液也溶于蒸馏水 故b项正确 向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌 可使细胞破裂 释放dna 但不会观察到玻璃棒上有白色絮状物 故c项错误 dna溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热 冷却后变蓝 故d项正确 答案c 2 下列关于dna粗提取与鉴定实验的叙述 正确的是 解析蒸馏水与鸡血混合的目的是使红细胞吸水涨破 流出其dna 将蒸馏水加入到溶解有dna的nacl溶液中 其目的是降低dna溶解度 初步析出dna 加入冷却酒精的目的是进一步析出dna 答案a 1 dna和蛋白质在不同nacl溶液中的溶解度比较 2 dna粗提取与鉴定中不同试剂的用途及原理比较 dna在nacl溶液中的溶解度随溶液浓度的变化而改变 在0 14 mol l 1 的nacl溶液中dna的溶解度最小 而在2 mol l 1 nacl溶液中溶解度最大 加到鸡血细胞液中 使血细胞吸水涨破 加到含dna的2 mol l 1 的nacl溶液中 使nacl溶液的物质的量浓度下降到0 14 mol l 1 使dna析出 3 dna粗提取中涉及3次用纱布 过滤 过滤血细胞破裂液 得到含细胞核物质的滤液 滤取0 14 mol l 1 的nacl溶液中析出的dna 黏稠物 过滤溶有dna的2 mol l 1 的nacl溶液 考点三植物有效成分的提取 自主梳理 1 玫瑰精油的提取 水蒸气蒸馏 水蒸气 水气蒸馏 水蒸气蒸馏 nacl 无水na2so4 2 橘皮精油的提取 压榨法 机械加压 压榨 静置 3 胡萝卜素的提取 石油醚 萃取 干燥 过滤 纸层析 解读 1 图甲 图乙分别为何种装置 2 图甲装置可分左 中 右三部分 其作用有何不同 图中a b哪一个是进水口 哪一个为出水口 这与蒸气流方向相反 加热时为何常向液体中加入几片碎石或瓷片 3 图乙的安装及拆除顺序如何 为何常采用水浴加热 在烧瓶口安装冷凝回流装置的目的是什么 提示 1 图甲为水蒸气蒸馏装置 图乙为萃取装置 2 整套蒸馏装置可分为左 中 右三部分 左边的部分通过加热进行蒸馏 中部将蒸馏物冷凝 右边的部分用来接收 图中a为出水口 b为进水口 这与蒸气流方向相反 加热时向液体中加入几片碎石或瓷片的目的是 防暴沸 3 安装顺序是由下而上 拆除时相反 采用水浴加热的原因 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 在烧瓶口安装冷凝回流装置的目的是防止加热时有机溶剂挥发 跟进题组 1 2015 长春质检 玫瑰在人们生活中具有多种用途 某同学进行玫瑰的组织培养和玫瑰精油的提取实验 请回答 1 在进行玫瑰组织培养时 可以选取生长旺盛的嫩枝作 并要进行 处理 2 玫瑰组织培养接种操作前 用体积分数为70 的 将工作台擦拭一遍 接种后 还要经过 和栽培才能得到开花的玫瑰 3 某同学用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油 简便易行的是 填 水中 水上 或 水气 蒸馏的方法 蒸馏过程中需要监控蒸气温度和时间 原因是 4 对初步接收到的乳浊液进行如下处理 试剂a是 装置b是 试剂c 其作用是 答案 1 外植体消毒 2 酒精培养移栽 3 水中如果温度太高 时间太短 产品质量就比较差 4 nacl分液漏斗无水na2so4除去玫瑰精油中的水分 2 2015 全国卷 39 回答与胡萝卜素有关的问题 1 胡萝卜含有的胡萝卜素中 最主要的是 填 胡萝卜素 胡萝卜素 或 胡萝卜素 该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子 后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症 该疾病称为 胡萝卜素是 填 挥发性 或 非挥发性 物质 2 工业生产上 用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时 填 需要 或 不需要 将新鲜的岩藻干燥 3 现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂 应选用其中的 作为胡萝卜素的萃取剂 不选用另外一种的理由是 答案 1 胡萝卜素维生素a夜盲症非挥发性 2 需要 3 乙酸乙酯萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶 而乙醇属于水溶性有机溶剂 其他答案合理也可 1 植物芳香油提取成功的关键点 水蒸气蒸馏要适当延长蒸馏时间 温度不能太高 用于萃取的有机溶剂必须事先精制 除去杂质 压榨时原料必须要浸透 这样压榨时不会滑脱 出油率高 不堵塞筛眼 使用石灰水充分浸泡原料的目的是破坏细胞结构 分解果胶 防止橘皮压榨时滑脱 提高出油率 2 影响萃取的因素 主要因素 萃取剂的性质和使用量 次要因素 原料颗粒的大小 紧密程度 含水量 萃取的温度 萃取的时间等 总之 溶解越充分 效果就越好 3 水蒸气蒸馏法特点 水中蒸馏设备简单 成本低 易操作 而水上蒸馏和水气蒸馏时间短 出油率高 水中蒸馏对于柑橘和柠檬等原料不适用 因为水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解 水蒸气蒸馏法只适用于具有挥发性的 能随水蒸气蒸馏而不被破坏 与水不发生反应 且难溶或不溶于水的成分的提取 易错易混防范清零 易错清零 易错点1不清楚pcr技术中 引物 及其作用 点拨pcr技术中的引物及其作用 1 含义 引物是一小段单链dna或rna分子 2 作用 为dna聚合酶提供延伸子链的3 端起点 3 种类 扩增一个dna分子需要2种引物 引物 引物 4 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 易错点2不清楚血红蛋白提取与分离中历次 除杂质 或 分离 的原理 点拨 1 凝胶色谱法 相对分子质量较大的分子先流出 分子质量较小的后流出 依此可对血红蛋白进行分离和纯化 2 透析法 利用透析袋只允许小分子透出的原理 去除小分子杂质 透析可实现对血红蛋白的 粗分离 3 电泳法 利用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 形状不同 使带电分子产生不同的迁移速率 从而实现样品中各种分子的分离 即 易错点3不清楚血红蛋白释放时蒸馏水和甲苯的作用 点拨红细胞中依次加入蒸馏水和甲苯的作用 加入蒸馏水的目的是使红细胞吸水涨破 甲苯溶解细胞膜 从而使血红蛋白释放出来 易错点4对血红蛋白纯化与纯度鉴定结果分析不到位 点拨下图图1为sds凝胶电泳结果 图2为凝胶色谱分离结果 针对图1 sds凝胶电泳装置是垂直的装置 此种电泳方法主要取决于蛋白质相对分子质量的大小 同时加样都在 极 通电后 样品蛋白质会向 极移动 相对分子质量较小的 移动距离大 故图1中分子质量由小到大的顺序依次为p n m p比m n移向 的距离大 则p分子质量最小 针对图1 由于凝胶色谱法分离物质分子时 分子质量越大者越先洗脱出来 越小者洗脱时间越长 故甲 乙 丙分子质量大小排序应为甲 乙 丙 易错点5不清楚纸层析法分离胡萝卜素时 滤纸为何被 卷成筒状 点拨将点好样的滤纸卷成筒状 卷纸时将滤纸两边相互接触 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 为避免这种现象的发生 卷纸时滤纸两边不能相互接