（人教版）高考生物创新课件：选修1-第4讲-DNA和蛋白质技术与植物有效成分的提取

选修一生物技术实践专题第四讲DNA和蛋白质技术与植物有效成分的提取9/12/2023该课件由【语文公社】友情提供选修一生物技术实践专题第四讲DNA和蛋白质技术与植1考点·全线突破考点一DNA的粗提取与分离[关键点击]1．DNA与蛋白质在NaCl溶液中溶解度2mol/LNaCl溶液0.14mol/LNaCl溶液溶解规律在酒精溶液中的溶解性对高温的耐受性DNA溶解析出析出80℃以上才会变性蛋白质部分发生盐析沉淀溶解NaCl溶液从2mol/L降低过程中，溶解度逐渐增大溶解不能忍受60℃～80℃的高温考点·全线突破2mol/LNaCl溶液0.14mol/2.鉴定方法(1)DNA与二苯胺在沸水浴条件下反应呈蓝色；(2)蛋白质与双缩脲试剂常温下反应呈紫色。3．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。（人教版）高考生物创新课件：选修1-第4讲-DNA和蛋白质技术与植物有效成分的提取(2)材料不同所采用的提取方法不同①植物组织：取材→研磨→过滤→沉淀。②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。（人教版）高考生物创新课件：选修1-第4讲-DNA和蛋白质技术与植物有效成分的提取4．DNA粗提取实验中注意的问题(1)DNA的粗提取的关键：提取DNA时DNA和蛋白质的溶解与析出是相反的，实验时一定要明确DNA分子的去向，防止误将DNA分子丢弃。(2)2次加蒸馏水的作用：①加入鸡血细胞液，使血细胞吸水涨破；②加入含DNA的2mol/LNaCl溶液，使其稀释，从而析出DNA。4．DNA粗提取实验中注意的问题(3)3次使用纱布的作用：①过滤血细胞破裂液，提取细胞核物质(DNA在滤液中)；②过滤0.14mol/LNaCl溶液，滤出DNA(DNA在黏稠物中)；③过滤溶有DNA的2mol/LNaCl溶液(DNA在滤液中)。(4)3次使用NaCl溶液的作用：①2mol/LNaCl溶液，溶解提取细胞核物质；②0.14mol/LNaCl溶液，使DNA析出；③2mol/LNaCl溶液，溶解滤取的DNA黏稠物。（人教版）高考生物创新课件：选修1-第4讲-DNA和蛋白质技术与植物有效成分的提取考点二PCR技术的基本操作和应用[关键点击]1．PCR相关技术原理与条件(1)PCR：多聚酶链式反应的简称，是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。(2)引物：是一小段RNA或单链DNA，它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对。(3)扩增方向：DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸。考点二PCR技术的基本操作和应用（人教版）高考生物创新课件：选修1-第4讲-DNA和蛋白质技术与植物有效成分的提取2．细胞内DNA复制与PCR技术细胞内DNA复制PCR不同点解旋在DNA解旋酶作用下，边解旋边复制80～100℃高温解旋，双链完全分开酶DNA解旋酶、DNA聚合酶TaqDNA聚合酶引物RNADNA或RNA温度体内温和条件高温循环受生物自身控制30多次相同点①需提供DNA复制的模板；②四种脱氧核苷酸为原料；③子链延伸的方向都是从5′端到3′端2．细胞内DNA复制与PCR技术细胞内DNA复制PCR不同点3.PCR的反应过程(1)变性：当温度上升到90℃以上时，双链DNA解聚为单链，如下图：3.PCR的反应过程(2)复性：温度下降到50℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，如下图：(3)延伸：温度上升到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：(2)复性：温度下降到50℃左右，两种引物通过碱基互补配对考点三血红蛋白的提取和分离[关键点击]1．常用的蛋白质分离方法(1)凝胶色谱法蛋白质比较相对分子质量大相对分子质量小凝胶内部不能进入能进入运动方式垂直向下垂直向下和无规则扩散运动经过路程较短较长洗脱次序先流出后流出考点三血红蛋白的提取和分离蛋白质比较相对分子质量大相对分子(2)电泳法原理：①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，带电分子会向着与所带电荷相反的电极移动。②由于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。（人教版）高考生物创新课件：选修1-第4讲-DNA和蛋白质技术与植物有效成分的提取2．分离DNA和蛋白质比较分离DNA分离蛋白质实验原理DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，且不溶于冷酒精依据相对分子质量的大小或带电性质差异分离蛋白质实验过程选取材料→破碎细胞释放DNA→除杂→DNA析出与鉴定样品处理→粗分离→纯化(凝胶色谱法)→纯度鉴定(电泳法)实验结果获得较纯净的DNA相对分子质量不同的蛋白质得以分离实验意义为DNA研究打下基础为蛋白质的研究和利用提供了原材料2．分离DNA和蛋白质比较分离DNA分离蛋白质实验原理DNA考点四植物有效成分的提取[关键点击]1．三种提取方法提取方法水蒸气蒸馏法压榨法萃取法实验原理利用水蒸气将挥发性的芳香油携带出来通过机械加压，压挤出果皮中的芳香油有效成分溶解在有机溶剂中，蒸发出溶剂就可得到产品方法步骤水蒸气蒸馏、分离油层、除水过滤石灰水浸泡、漂洗压榨、过滤、静置再次过滤粉碎、干燥萃取、过滤浓缩考点四植物有效成分的提取提取方法水蒸气蒸馏法压榨法萃取法实提取方法水蒸气蒸馏法压榨法萃取法适用范围如玫瑰精油、薄荷油等挥发性强的芳香油如柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取范围较广、原料细小，充分浸泡在有机溶剂中优点简单易行，便于分离生产成本低，易保持原料原有的结构和功能出油率高，易分离缺点水中蒸馏导致原料焦糊和有效成分水解分离较为困难，出油率相对较低使用有机溶剂处理不当会影响油的质量提取方法水蒸气蒸馏法压榨法萃取法适用范围如玫瑰精油、薄荷油等2.三种植物有效成分提取比较项目玫瑰精油橘皮精油胡萝卜素性质化学性质稳定、难溶于水、易溶于有机溶剂、能随水蒸气一同蒸馏无色透明、具有橘香味；重要成分为柠檬烯橘黄色结晶，化学性质比较稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂提取方法蒸馏压榨萃取2.三种植物有效成分提取比较项目玫瑰精油橘皮精油胡萝卜素性质（人教版）高考生物创新课件：选修1-第4讲-DNA和蛋白质技术与植物有效成分的提取考情·随堂体验考情一DNA的粗提取与分离1．下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是()A．利用DNA溶于酒精，而蛋白质不溶于酒精，可将DNA与蛋白质分离B．利用高温能使蛋白质变性，却对DNA没有影响的特性，可将DNA与蛋白质分离C．在溶有DNA的物质的量浓度为2mol/L的氯化钠溶液中缓缓加入蒸馏水，轻轻搅拌后过滤，取滤液进行以后的实验D．在DNA滤液中加入嫩肉粉，通过木瓜蛋白酶的作用，可将DNA与蛋白质分离考情·随堂体验解析利用DNA不溶于酒精，而蛋白质溶于酒精，可将DNA和蛋白质分开。温度过高也会影响DNA的特性，如PCR技术。在物质的量浓度为2mol/L的氯化钠溶液中DNA溶解度最大，但加入蒸馏水后，DNA溶解度降低，DNA析出，过滤后应取其黏稠物进行以后的实验。蛋白酶能分解蛋白质，而不能分解DNA。答案D（人教版）高考生物创新课件：选修1-第4讲-DNA和蛋白质技术与植物有效成分的提取2．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．用玻棒缓慢搅拌滤液会导致DNA获得量减少（人教版）高考生物创新课件：选修1-第4讲-DNA和蛋白质技术与植物有效成分的提取解析提取植物细胞中DNA时加入洗涤剂可瓦解植物细胞膜，利于DNA的释放，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，再加入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；菜花匀浆中含有DNA水解酶，常温下其活性较高，可催化DNA水解从而影响DNA的提取，C项正确；用玻棒缓慢搅拌滤液不使DNA分子断裂，就不会影响DNA的提取量，D项错误。答案C解析提取植物细胞中DNA时加入洗涤剂可瓦解植物细胞膜，利于考情二PCR技术的基本操作和应用3．复旦大学的研究人员正在进行一项利用DNA技术在全国曹姓家族中寻找曹操后裔的研究。该研究中最不可能应用下列中的()A．PCR技术 B．电泳技术C．胚胎移植技术 D．分子杂交技术解析PCR技术可以扩增DNA分子，然后通过分子杂交技术来鉴定，该研究中利用电泳技术把DNA和蛋白质等分子分离开，有利于鉴定。答案C考情二PCR技术的基本操作和应用4．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。（人教版）高考生物创新课件：选修1-第4讲-DNA和蛋白质技术与植物有效成分的提取(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。(2)PCR利用DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题(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。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（人教版）高考生物创新课件：选修1-第4讲-DNA和蛋白质技术与植物有效成分的提取解析(1)DNA聚合酶只能把新的核苷酸加到已经存在的核酸的3′羟基上，与DNA母链结合的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，进行半保留复制，所以复制5次后得到的子代DNA分子数为25＝32个。解析(1)DNA聚合酶只能把新的核苷酸加到已经存在的核酸的(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、基因克隆和DNA序列测定等方面。（人教版）高考生物创新课件：选修1-第4讲-DNA和蛋白质技术与植物有效成分的提取答案(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(4)如图所示(5)遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定(要求3项以上)答案(1)磷酸基团3′端(2)耐高温的TaqDNA聚考情三血红蛋白的提取和分离5．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考情三血红蛋白的提取和分离解析猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少，是提纯血红蛋白的理想材料。提纯血红蛋白分四步：红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液、透析，其中洗涤红细胞时，要用生理盐水反复洗涤，既要将红细胞洗涤干净，又要不破坏红细胞，然后再用蒸馏水和甲苯使红细胞破裂，释放出血红蛋白。分离提纯血红蛋白时用凝胶色谱法，其原理是根据相对分子质量的大小来分离蛋白质，相对分子质量大的蛋白质移动速率较快；血红蛋白的颜色可用于观察红色区带的移动情况，并据此判断分离效果。答案D解析猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少，是6．下图是用除去DNA的滤液进行血红蛋白的提取和分离实验的装置。下列有关叙述不正确的是()6．下图是用除去DNA的滤液进行血红蛋白的提取和分离实验的装A．首先用图甲装置对滤液进行处理，其目的是去除相对分子质量较大的杂质B．图乙装置的试管中收集到的液体中最先得到的是相对分子质量较大的蛋白质C．用图乙装置分离血红蛋白时，待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管收集流出液，每管收集5mL，连续收集D．图丙装置中电泳法分离提纯血红蛋白的原理是血红蛋白带有一定量的电荷，在电场的作用下向一极移动A．首先用图甲装置对滤液进行处理，其目的是去除相对分子质量较解析用图甲装置对滤液进行处理，其目的是去除相对分子质量较小的杂质。图乙装置表示通过凝胶色谱法分离蛋白质的过程。蛋白质的相对分子质量较大，被排阻在凝胶颗粒的外面，在颗粒之间迅速通过。答案A（人教版）高考生物创新课件：选修1-第4讲-DNA和蛋白质技术与植物有效成分的提取考情四植物有效成分的提取7．(2015·武汉调研)提取胡萝卜素和提取玫瑰油时都需要加热，但用萃取法提取胡萝卜素时，采用的是水浴加热法，而用水蒸气蒸馏法提取玫瑰油时是直接加热，其原因是()A．前者需保持恒温，后者不需要恒温B．前者容易蒸发，后者不容易蒸发C．胡萝卜素不耐高温，玫瑰油耐高温D．前者烧瓶里含有机溶剂，易燃易爆，后者是水考情四植物有效成分的提取解析用萃取法提取胡萝卜素时，由于在烧瓶中加入的萃取剂含石油醚等有机溶剂，而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，因此用水浴加热。用水蒸气蒸馏法提取玫瑰油时，烧瓶内加入的是水，可以直接加热。答案D（人教版）高考生物创新课件：选修1-第4讲-DNA和蛋白质技术与植物有效成分的提取8．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。蒸馏时收集的蒸馏液________(是、不是)纯的玫瑰精油，原因是_______________________________________________________。（人教版）高考生物创新课件：选修1-第4讲-DNA和蛋白质技术与植物有效成分的提取(2)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和________。当原料量等其他条件一定时，提取量随蒸馏时间的变化趋势是________________________________________________________________________。(3)如果蒸馏过程中不进行冷却，则精油提取量会________，原因是______________________________。(2)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取(4)密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度________的地方，目的是________。(5)某植物花中精油的相对含量随花的不同生长发育时期的变化趋势如图所示．提取精油时采摘花的最合适时间为________天左右。(4)密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度______(6)从薄荷叶中提取薄荷油时________(能、不能)采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是____