人教版高中生物选修一专题五《DNA和蛋白质技术》知识点归纳

主题5 DNA和蛋白质技术主题一：脱氧核糖核酸的粗提取和鉴定一、提取脱氧核糖核酸的溶解度原理是什么？1.1的溶解度。脱氧核糖核酸在不同浓度的氯化钠溶液中是不同的；脱氧核糖核酸不溶于酒精。(1)脱氧核糖核酸在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度有什么特点？溶解脱氧核糖核酸需要什么浓度？沉淀脱氧核糖核酸需要什么浓度？溶解度在0.14摩尔/升时最低；高浓度能溶解脱氧核糖核酸。0.14摩尔/升可沉淀脱氧核糖核酸。(2)在细胞内溶解DNA时，人们通常选择2mol/LNaCl溶液；分离脱氧核糖核酸分子的方法是将蒸馏水缓慢注入溶解脱氧核糖核酸的氯化钠溶液中，以稀释氯化钠溶液。酒精是一种常见的有机溶剂，但DNA不溶于酒精(尤其是95%的冷却酒精)，但细胞中的蛋白质可溶于酒精。2.理论上，预冷的乙醇溶液有以下优点。一是抑制核酸水解酶的活性，防止DNA降解。二是减少分子运动，容易形成沉淀。第三，低温有利于增加DNA分子的弹性，减少断裂。3.利用脱氧核糖核酸不溶于酒精的原理能达到什么目的？DNA和蛋白质被进一步分离。4.脱氧核糖核酸耐酶、耐高温和耐洗涤剂的原理也可用于提取脱氧核糖核酸。使用这个原理时，应该选择什么样的酶和温度？蛋白酶由于其特异性，只水解蛋白质而不影响DNA。温度值为60-80度。因为蛋白质变性并沉淀，而DNA不变性。补充：脱氧核糖核酸变性是指脱氧核糖核酸分子在高温下解链，温度在80以上，例如，在聚合酶链反应技术中，脱氧核糖核酸变性温度为95。5.洗涤剂在DNA提取中的作用是什么？去污剂通过去除细胞膜上的蛋白质来破坏细胞膜。6.当鉴别提取的物质是否是脱氧核糖核酸时，应该用什么指标来鉴别？在沸水浴条件下，当暴露于二苯胺时，脱氧核糖核酸变成蓝色。原理概述：通过用不同浓度的氯化钠溶液溶解或沉淀脱氧核糖核酸，可以从细胞中提取和纯化脱氧核糖核酸。用乙醇进一步分离DNA和蛋白质，达到纯化的目的。最后，二苯胺试剂用于鉴别提取的物质是否是脱氧核糖核酸。二、实验材料的选择不同生物组织中的脱氧核糖核酸含量不同。选择材料时，应遵循高DNA含量、易得材料和易提取的原则。在本实验中，鸡血细胞被用作实验材料有两个原因。首先，鸡血液细胞核的DNA含量丰富，材料易得。其次，鸡血细胞极易吸水破裂，而动物肝细胞常被用作实验材料进行匀浆和离心，对设备要求较高，操作复杂，持续时间长。鸡血细胞破碎后释放的DNA很容易被玻璃容器吸附，因此为了减少提取过程中的DNA损失，最好使用塑料烧杯和试管来盛装鸡血细胞液。来源：Z，xx，k.Com(3)破碎细胞，得到含有DNA的滤液1.如果选择鸡血和洋葱作为实验材料，如何获得含有脱氧核糖核酸的滤液？在鸡血细胞液中加入一定量蒸馏水，用玻璃棒搅拌，过滤，收集滤液；将洋葱切碎，加入一定量的洗涤剂和盐，搅拌研磨，过滤，收集滤液。2.为什么蒸馏水能破坏鸡的血细胞？答：蒸馏水对鸡血细胞来说是一种低渗透性的液体。水可以大量进入血细胞，导致它们膨胀和破裂。再加上搅拌的机械作用，加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂)，从而释放出脱氧核糖核酸。3.在上述实验中加入蒸馏水、洗涤剂和盐有什么效果？应选择过滤器(滤纸、尼龙布)。血细胞在蒸馏水中吸收大量的水并破裂。洗涤剂分解细胞膜；盐溶解脱氧核糖核酸物质；选择尼龙布进行过滤。4.加工植物组织的目的是什么？研磨不足的结果是什么？资料来源：Zxxk。Com打破细胞壁使核物质在氯化钠溶液中容易溶解具体措施。10毫升鸡血+20毫升蒸馏水同向搅拌用3层尼龙布过滤过滤(3)从滤液中除去杂质1.为什么可以通过反复溶解和沉淀脱氧核糖核酸来去除杂质？将脱氧核糖核酸溶解在高盐浓度的溶液中可以除去不能溶解在高盐中的杂质。用低盐浓度沉淀脱氧核糖核酸可以除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此，通过反复溶解和沉淀DNA，可以除去不同于DNA溶解度的各种杂质。最初获得的DNA滤液含有蛋白质和脂质等杂质，需要进一步纯化DNA。方案1的原理是DNA在不同浓度的氯化钠溶液中具有不同的溶解度。方案2基于蛋白酶分解蛋白质而不分解DNA的原理；方案3的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同。方案2和方案3在原则上有什么区别？回答：方案2是用蛋白酶分解外来蛋白质，从而从蛋白质中分离提取的DNA。方案3利用了DNA和蛋白质之间耐高温性的差异，从而使蛋白质变性并将其与DNA分离。四.沉淀和鉴定1.滤液中仍含有一些杂质，如何去除这些杂质？获得的DNA是什么颜色？将滤液与等体积的冷却乙醇混合均匀，静置2-3分钟，沉淀出的白色细丝即为DNA。DNA是白色的。2.如何识别沉淀的白色细丝为脱氧核糖核酸？具体措施。有两个试管，编号为A和B，每个试管都有等量的5ml氯化钠溶液。将少量白丝放入试管中溶解。每管加入4mL二苯胺，混合均匀。沸水浴进行5分钟。观察颜色变化来源：科学#家庭#网络Z#X#X#KV.实验操作制备鸡血细胞液.加入柠檬酸钠，静置或离心破碎细胞，释放DNA.加入蒸馏水，同向快速搅拌过滤去除细胞壁、细胞膜等。将脱氧核糖核酸溶解在细胞核中加入氯化钠至2毫升/升，并以相同方向缓慢搅拌DNA沉淀.加入蒸馏水至0.14毫升/升，过滤，溶于2毫升/升溶液中从细胞质中除去大部分物质。DNA的初步纯化用95%的冷却酒精等体积混合，分离出白色细丝。去除核蛋白、核糖核酸、多糖等。DNA鉴定.二苯胺，沸水浴，蓝色注意：在鸡血中加入柠檬酸钠，防止凝固；将鸡血保持静止或离心以增加细胞悬液的浓度；使用塑料烧杯；用尼龙布过滤；玻璃棒同向搅拌；玻璃棒应缓慢搅拌(细胞破裂应快速搅拌)；玻璃棒不应接触烧杯壁。二苯胺试剂应现场配制。主题2聚合酶链反应扩增DNA片段基础知识脱氧核糖核酸的聚合酶链反应扩增过程类似于细胞内脱氧核糖核酸的复制过程：1.细胞内DNA复制条件的分析：情况成分影响模板两条单链DNA提供复制的模板原料四个脱氧核苷酸合成脱氧核糖核酸亚链的原料酶解旋酶dna聚合酶打开脱氧核糖核酸双螺旋脱氧核糖核酸亚链的催化合成活力三磷酸腺苷激励螺旋和合成子链底漆核糖核酸为DNA聚合酶提供一个合成的3起点2.细胞内脱氧核糖核酸复制过程分析：去纺：去纺酶、三磷酸腺苷、脱氧核糖核酸两条链开放形成两条脱氧核糖核酸单链。引物结合：在脱氧核糖核酸单链的3端与脱氧核糖核酸反向配对结合。DNA聚合酶结合：DNA聚合酶结合模板链，标志着单链合成的开始。亚链合成：DNA聚合酶从引物的3末端开始，连接成对的脱氧核苷酸。后续处理：DNA聚合酶1切断引物，在空位合成DNA单链，然后不连续的DNA亚链通过DNA连接酶连接(半不连续合成)。前导链、滞后链)3.DNA分子复制的人工控制实验操作步骤(1)根据聚合酶链反应反应体系的配方制备反应溶液；(2)将50微升聚合酶链反应系统转移至微量移液管(0.5微升)；(3)将微型离心管放入聚合酶链反应仪中；(4)设置聚合酶链反应仪的工作参数。(4)混合后，离心浓缩离心管底部的反应液。总结，评论聚合酶链反应扩增DNA片段聚合酶链反应原理DNA复制需要酶、原材料、能量、引物DNA的变性和复性受温度的影响。聚合酶链反应过程变性复原延长操作步骤聚合酶链反应系统的制备移入离心管添加聚合酶链反应设置操作参数DNA扩增确定内容稀释调零测量并阅读计算主题三血红蛋白的提取和分离首先，实验原理蛋白质的物理化学性质在形状、大小、电荷性质和数量、溶解度、吸附性质、亲和力等方面差异很大。从而提取和分离各种蛋白质。1.凝胶色谱(分配色谱):(1)原理：大分子量分子通过多孔凝胶颗粒间隙，行程短，流动快；分子量小的分子通过多孔凝胶颗粒内部，行程长，流动慢。(2)凝胶材料：多孔的多糖化合物，如葡聚糖和琼脂糖。资料来源：Zxxk。Com(3)分离过程：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洗脱：从色谱柱顶部连续注入缓冲液，促进蛋白质分子的不同流动。(4)功能：蛋白质分离、生物大分子分子量测定、蛋白质脱盐等。2.缓冲溶液(1)原理：由弱酸及相应的强碱和弱酸盐(如H2CO3-NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等)组成。)，通过调节酸和盐的用量可以制备不同酸碱度的缓冲溶液。(2)缓冲作用：抵抗外界酸碱对溶液酸碱度的干扰，保持酸碱度稳定。3.凝胶电泳：(1)原理：不同的蛋白质具有不同的带电性质、电量、形状和大小，电场中作用力的大小、方向和阻力不同，导致不同蛋白质在电场中的运动方向和速度不同。(2)分离方法：琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳等。(3)分离过程：在一定的酸碱度下，蛋白质基团带正电荷或负电荷；加入带有大量负电荷的十二烷基硫酸钠形成“蛋白质-十二烷基硫酸钠复合物”，因此蛋白质迁移率仅取决于分子大小。二、实验步骤1.试样处理红细胞洗涤洗涤红细胞的目的是去除外来蛋白质。采集的血样应在短时间内低速离心，以分离红细胞。然后，上层透明的黄色血浆应通过橡胶头吸管吸出。将较低的暗红色红细胞液体倒入烧杯中，然后加入5倍体积的生理盐水。混合物应缓慢搅拌10分钟，并以低速短时间离心。清洗应重复三次，直到上清液中没有黄色，表明红细胞已被清洗干净。(2)血红蛋白的释放在蒸馏水和甲苯的作用下，红细胞爆裂释放出血红蛋白。注：加入蒸馏水后，红细胞液的体积与原血相同。加入甲苯溶解细胞膜，有利于血红蛋白的释放和分离。2.粗分离从：中分离血红蛋白溶液。Com搅拌后的混合溶液离心后，试管中的溶液分成4层。第一层是无色透明的甲苯层，第二层是白色薄层固体，是脂溶性物质的沉淀层，第三层是红色透明液体，是血红蛋白的水溶液，第四层是其他杂质的深红色沉淀。用滤纸过滤试管中的液体，除去可溶性沉淀层，在分液漏斗中放置一段时间后，分离下层红色透明液体。(2)透析将1毫升血红蛋白溶液放入透析袋中，将透析袋放入含300毫升物质的20毫升/升磷酸缓冲液中透析12小时。透析可以去除样品或用于替换样品的缓冲溶液中的小分子量杂质。3.提纯调节缓冲液液位：打开色谱柱下端的出口，使g洗脱：连接缓冲洗脱瓶，打开下出口洗脱。收集分装的蛋白质：当红色蛋白质接近色谱柱底部时，将其收集在试管中。4.纯度鉴定-SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳(可选)三。预防措施电泳技术电泳技术是利用待分离样品中各种分子的带电性质和分子本身在电场作用下的大小和形状的差异，使带电分子具有不同的迁移速度，从而达到分离、鉴定或纯化样品的目的。2.红细胞洗涤如果分层不明显，这可能是洗涤次数少和血浆蛋白不能被去除的原因。另外，如果离心速度太高，离心时间太长，白细胞和淋巴细胞会一起沉淀，不能获得纯红细胞，从而影响后续血红蛋白的提取纯度。3.如何检测凝胶色谱柱装载是否成功由于凝胶是一种半透明介质，可以在凝胶柱旁边放置一个垂直于凝胶柱的荧光灯，以检查凝胶是否填充均匀。此外，还可以加入高分子有色物质来观察色带的运动。如果条带均匀、狭窄且平坦，则凝胶色谱柱具有良好的性能。如果色谱柱中有线条或气泡，轻敲色谱柱以消除气泡。如果无法消除，请重新安装色谱柱。4.为什么凝胶应该包装得紧密而均匀？如果凝胶填充得不够紧密和均匀，色谱柱中将会形成无效的间隙，让本应进入凝胶的样品分子通过这些间隙，从而破坏洗脱液的流动顺序并影响分离效果。5.添加洗脱剂的湿凝胶沸水浴处理的目的不仅节省时间，而且可以去除凝胶中可能含有的微生物，消除凝胶中的空气。6.G-75“G”代表凝胶的交联度、溶胀度和分离范围，75代表凝胶的水值，即每克凝胶溶胀吸收7.5g水。7.填充后立即用洗脱液洗脱的目的是使凝胶填充紧密8.添加柠檬酸钠的目的是什么？为什么需要低速短时间离心？你为什么要慢慢搅拌？防止血液凝固；防止白细胞沉淀；防止红