【全优设计】高考生物一轮复习 专题4 DNA和蛋白质技术、植物有效成分的提取课件 新人教版选修1 .pptVIP

专题4dna和蛋白质技术 植物有效成分的提取 一 dna的粗提取与鉴定 1 基本原理 1 dna在不同浓度的nacl溶液中的溶解度不同 在0 14mol l的na cl溶液中的溶解度 2 dna 溶于酒精溶液 3 dna不被蛋白酶所水解 4 dna可被 染成蓝色 最低 不 二苯胺 2 过程 获取实验材料 破碎细胞 获取含dna的滤液 dna的鉴定 即时训练1关于dna粗提取的实验材料的选择 也经过了多次实验效果的比较 最终选择鸡血做实验材料 请回答下列问题 1 鸡血细胞中红细胞 家鸡属于鸟类 新陈代谢旺盛 因而血液中细胞数目较多 可以提供丰富的 2 实验前由老师用血细胞液供同学们做实验材料 而不用鸡全血 主要原因是 3 在牧区采集牛 羊和马血比较方便 若用该材料按实验要求完成实验步骤后 结果是 这是因为这些动物和人类一样 但若改用动物肝脏做实验材料 实验能顺利进行 这是因为 4 若选用动物肝脏做实验材料 在提取之前 最好增加程序 使组织细胞更易分离 很难提取到dna成熟红细胞中无细胞核肝细胞有细胞核 4 研磨 解析 1 鸡红细胞中含有成形的细胞核 而且红细胞数量比较多 因而dna量也较丰富 2 鸡的全血包括血浆和血细胞 血浆中无dna 全血中除去血浆后即是浓缩的血细胞液 dna的相对含量提高了 3 哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核 仅靠白细胞和淋巴细胞中的少数dna 在实验中很难提取到 但肝细胞含有细胞核 并且肝组织易破坏 有利于dna的提取 4 若使肝脏组织易分离 将肝脏组织剪碎 研磨是一种简便易行的方法 答案 1 含细胞核红dna 2 鸡血细胞中dna相对含量高 3 二 多聚酶链式反应扩增dna片段 变性 当温度上升到 以上时 双链dna解聚为 复性 温度下降到 左右时 两种 通过碱基互补配对与两条单链dna结合 延伸 温度上升到 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 单链 50 引物 72 dna聚合酶 即时训练2一个由15n标记的dna分子 放在没有标记的环境中培养 利用pcr循环5次后标记的dna分子占总数的 a 1 10b 1 5 c 1 16d 1 25 答案 c 子中 这样两个子代dna分子被标记了 以后均是在没有标记的环境中培养 不论经过多少次复制 最初标记的两条链始终分别存在于两个dna分子中 这样经过n次循环后 标记的dna分子占总数的2 2n 即1 2n 1 解析 dna的复制是半保留复制 其特点是 新形成的dna双链 一条是来自亲代dna分子的母链 另一条是新形成的子链 最初由15n标记的dna分子复制后 其标记的两条链就分别进入两个子代dna分 1 三 血红蛋白的提取和分离 2 大小及形状不同 在电场中的不同而实现分离 答案 电荷 带电情况 迁移速度 解析 电泳利用了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 即时训练3科学家发现家蝇体内存在一种抗菌活性蛋白 这种蛋白质具有极强的抗菌能力 受到研究者重视 分离该抗菌蛋白可用电泳法 其原理是根据蛋白质分子的 1 四 植物有效成分的提取 2 即时训练4有人设计了一套实验室蒸馏芳香油的五个步骤 将蒸馏烧瓶固定在铁架台上 在蒸馏烧瓶上塞好带温度计的橡皮塞 连接好冷凝管 把冷凝管固定在铁架台上 将冷凝管进水口的橡皮管的另一端与水龙头相连 将和出水口相接的橡皮管的另一端放在水槽中 把酒精灯放在铁架台上 根据酒精灯高度 确定铁圈的高度 放好石棉网 向蒸馏烧瓶中放入几片碎瓷片 再用漏斗向烧瓶中加入原料 塞好带温度计的橡皮塞 并调节温度计高度 把接收器连接在冷凝管的末端 并伸入接收装置 如锥形瓶 中 检查气密性 1 玫瑰精油高温分解 溶于水 溶于有机溶剂 所以可用提取 再经过程即可得到玫瑰精油 2 上述实验正确的操作顺序是 3 冷凝管里水流的方向与水蒸气流向 4 温度计的水银球应放在位置 以测量 5 在蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片 目的是 6 通过蒸馏 得到的是 若想得到纯净的玫瑰精油需 首先 目的是 7 提取玫瑰精油的原理是 温度 5 防止暴沸 6 油水混合物进行分液 向乳浊液中加入氯化钠增加水的密度 使之出现明显分层 7 利用水蒸气将挥发性较强的玫瑰精油携带出来 蒸出的精油与水的混合物经过分离后得到精油 解析 玫瑰精油的化学性质稳定 难溶于水 易溶于有机溶剂 能随水蒸气一同蒸馏 实验操作考查提取玫瑰精油的蒸馏装置的连接 水流的作用是冷却气流 所以与水蒸气方向相反 温度计测量的是气体的温度 因此要放在支管下沿 加入碎瓷片的目的是防止暴沸 答案 1 不易难易水蒸气蒸馏法分液 2 3 相反 4 蒸馏烧瓶支管下沿蒸馏出蒸汽的 1 dna与蛋白质理化性质的区别 1 溶解度的区别 考点一dna的粗提取与鉴定 2 dna的鉴定实验 易错提示 1 哺乳动物成熟的红细胞中不含细胞核 也没有dna 不适于作dna提取的材料 但却是提取血红蛋白的理想材料 2 实验过程中两次用到蒸馏水 第一次目的是使成熟的鸡血细胞胀破释放出dna 第二次目的是稀释nacl溶液 例1 以下是有关dna粗提取实验的阅读材料 a 核酸极不稳定 在较为剧烈的化学 物理因素和酶的作用下很容易降解 b dna核蛋白在1mol lnacl溶液中溶解度很高 但在0 14mol lnacl溶液中的溶解度很低 而rna核蛋白溶于0 14mol lnacl溶液 c 用苯酚处理 可使蛋白质变性 且留在苯酚层内 在dna溶液中加入2 5倍体积 体积分数为95 的酒精 可将dna分离出来 d dna在强酸环境下 水解产生脱氧核糖等小分子物质 它与二苯胺 酸性溶液反应 能生成蓝色化合物 e 实验材料与器械 柠檬酸钠溶液 石英砂 0 14mol lnacl溶液 1mol lnacl溶液 蒸馏水 苯酚 95 酒精 二苯胺试剂 浓硫酸 花椰菜 研钵 烧杯 漏斗 玻璃棒 量筒 石棉网 酒精灯 吸管 试管等 f 实验步骤 研磨得匀浆 过滤得滤液 滤液稀释6倍 离心处理得沉淀物 沉淀物再溶解 加苯酚静置后去上清液 提取出dna dna鉴定 1 研磨时 取10g花椰菜 加适量的石英砂 和 2 将滤液稀释6倍 其目的是 3 取沉淀物 置于2ml1mol lnacl溶液中 使dna核蛋白再次溶解 再加2ml苯酚充分振荡后静置 待其分层后弃其上层的苯酚 该步骤的目的是除去 4 将剩余溶液中的dna提取出来的方法是 5 证明提取物确实是dna分子的方法是 请阅读以上材料回答下列问题 解析 1 在研磨时加入少许石英砂是为了增大摩擦力 加快研磨的速度 加入1mol lnacl溶液是为了溶解dna 而加入柠檬酸钠溶液是为了保护dna不被破坏 2 在0 14mol lnacl溶液中 dna核蛋白的溶解度最低 所以我们要将1mol lnacl溶液稀释 3 前一步提取的是dna核蛋白 而我们要的是dna 因此需要把dna核蛋白进一步提纯 用苯酚处理 可使蛋白质变性 且留在苯酚层内 用这样的方法可以去除蛋白质 4 根据题中所给信息 在dna溶液中加入2 5倍体积 体积分数为95 的酒精 dna黏稠 可用玻璃棒搅成团取出 5 dna在强酸环境下 水解产生脱氧核糖等小分子物质 它与二苯胺酸 性溶液反应 能生成蓝色化合物 用此种方法可以鉴定所提取的物质是否为dna 答案 1 1mol lnacl溶液柠檬酸钠溶液 2 使dna核蛋白的溶解度逐渐降低 3 蛋白质 4 向下层dna溶液中加2 5倍体积 体积分数为95 的酒精 此时用玻璃棒搅动 在玻璃棒上的成团物即是dna 5 用适量的浓硫酸处理提取物 再滴加二苯胺试剂数滴 加热如有蓝色出现即可证明提取物是dna 1 细胞内dna复制与pcr技术的比较 考点二多聚酶链式反应扩增dna片段 2 pcr反应的原理 过程及结果 1 pcr原理 在一定的缓冲溶液中通过控制温度并提供模板和原料 使dna复制在体外反复进行 2 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 复性 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 当温度上升至72 左右 溶液中的四种脱氧核苷酸在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 3 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 两个引物之间的固定长度的dna序列呈指数扩增 1 pcr所用的缓冲液实验前应分装成小份 并在 20 储存 易错提示pcr操作中的注意事项 2 pcr所用的缓冲液配制一定要严格 或者直接购买专用扩增缓冲液 3 为避免外源dna等因素的污染 pcr实验中使用的微量离心管 吸液枪头 缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌 4 在微量离心管中添加反应成分时 每吸取一种试剂后 移液器上的枪头必须更换 例2 多聚酶链式反应 pcr 是一种体外迅速扩增dna片段的技术 请回答下列有关pcr技术的基本原理及应用问题 1 dna的两条链是反向平行的 通常将的末端称为5 端 当引物与dna母链通过碱基互补配对结合后 dna聚合酶就能从引物的开始延伸dna链 2 pcr利用dna的热变性原理解决了打开dna双链的问题 但又导致了dna聚合酶失活的新问题 到20世纪80年代 科学家从一种taq 细菌中分离到 它的发现和应用解决了上述问题 要将taq细菌从其他普通的微生物中分离出来 所用的培养基叫 3 pcr的每次循环可以分为三步 假设在pcr反应中 只有一个dna片段作为模板 请计算在5次循环后 反应物中大约有个这样的dna片段 4 请用简图表示出一个dna片段pcr反应中第二轮的产物 5 简述pcr技术的主要应用 解析 1 dna聚合酶工作时必须要有一个引物 它只能把新的核苷酸加到已经存在的核酸的3 端羟基上 与dna母链结合的rna引物就提 供这个羟基 2 因pcr利用了dna的热变性原理解决了打开dna双链的问题 所以用于催化dna复制过程的dna聚合酶要具有耐高温的特性 用选择培养基可将taq细菌从其他普通的微生物中分离出来 3 dna复制时两条链均作为模板 进行半保留式复制 所以复制5次后得到的子代dna分子数为25 32个 4 新合成的dna链带有引物 而最初的模板dna的两条链不带有引物 5 pcr技术可以对dna分子进行扩增 所以可用于遗传疾病的诊断 刑侦破案 古生物学研究 基因克隆和dna序列测定等方面 4 答案 1 磷酸基团3 端 2 耐高温的taqdna聚合酶选择培养基 3 变性 复性和延伸32 5 遗传疾病的诊断 刑侦破案 古生物学研究 基因克隆和dna序列测定 要求3项以上 1 方法及原理 考点三血红蛋白的提取和分离 2 实验操作程序 1 样品处理 红细胞的洗涤 除去血浆蛋白等杂质 以利于后续步骤的分离纯化 血红蛋白的释放 使红细胞胀破 血红蛋白释放出来 分离血红蛋白溶液 经过离心使血红蛋白和其他杂质分离开来 便于下一步对血红蛋白的纯化 2 粗分离 透析 除去样品中相对分子质量较小的杂质 骤如下 调节缓冲液面 打开色谱柱下端的流出口 使缓冲液与凝胶面平齐 关闭出口 加入蛋白质样品 用吸管将透析后的样品加到色谱柱的顶端 加样后 打开下端出口 等样品完全渗入凝胶层后 关闭出口 调节缓冲液面 加入物质的量浓度为20mmol l的磷酸缓冲液到适当高度 3 纯化 一般采用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化 具体步 洗脱 连接缓冲液洗脱瓶 打开下端出口 进行洗脱 收集分装蛋白质 待红色的蛋白质接近色谱柱底端时 用试管收集 3 纯度鉴定 使用最多的是sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳 易错提示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 而相对分子质量较大的蛋白质只能在凝胶外部移动 移动速度快 因此蛋白质分子彼此分离 例3 下图表示血红蛋白提取和分离实验的部分装置或操作方法 请回答下列问题 甲 乙 丙 1 为了提取和分离血红蛋白 首先对红细胞进行洗涤以去除杂质蛋白 洗涤时应使用生理盐水而不使用蒸馏水的原因是 2 图甲表示过程 该操作的目的是去除样品中的杂质 现有一定量的血红蛋白溶液 进行上述操作时若要尽快达到理想的实验效果 可以 写出一种方法 一段时间后 若向烧 杯中加入双缩脲试剂 透析袋内溶液是否出现紫色并说明判断的依据 3 观察图乙 往色谱柱中加样的正确操作顺序是 用序号表示 在进行 操作前 应该等样品 且要 填 打开 或 关闭 下端出口 4 图丙表示电泳法分离蛋白质的结果 不同蛋白质得以分离是因为 解析 1 生理盐水与红细胞内液为等渗溶液 故用其洗涤而不同蒸馏水 主要是为了防止红细胞吸水破裂 2 题图甲表示血红蛋白粗提 取过程 也为透析过程 透析可以去除样品中相对分子质量较小的杂质 若要尽快达到理想的透析实验效果 则可采用增加缓冲液的量或及时更换缓冲液等方法 透析袋是一种半透膜 双缩脲试剂可以透过这种半透膜 进入袋内与血红蛋白反应 生成紫色物质 3 根据教材中往色谱柱中加样的顺序可知 正确的排序为 图中进行 操作是在样品上部添加缓冲液 在添加缓冲液之前 应该等样品完全进入凝胶层之后 并关闭下端出口 4 电泳利用了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 答案 1 防止红细胞吸水破裂 2 透析 粗分离 相对分子质量较 小增加缓冲液的量 或及时更换缓冲液 如出现紫色 双缩脲试剂可以透过半透膜 与袋内血红蛋白反应 生成紫色物质 3 完全进入凝胶层关闭 4 不同蛋白质所带电荷的性质 分子大小和形状不同 导致电泳时迁移速度不同 考点四植物有效成分的提取 例4 下列是与芳香油提取相关的问题 请回答下列问题 1 玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取 其理由是玫瑰精油具有的性质 蒸馏时收集的