高考生物复习生物技术实践第41讲生物技术在其他方面的应用

第41讲生物技术在其它方面应用备考·最新考纲1.PCR技术基本操作和应用2.蛋白质提取和分离3.试验：DNA粗提取与判定4.从生物材料中提取一些特定成份第1页考点一PCR技术与血红蛋白提取和分离[自主梳理]1.PCR技术(1)PCR原理：

原理，即：DNA复制冷却第2页(2)PCR反应过程过程说明图解当温度上升到

以上时，双链DNA解聚为单链复性温度下降到左右，两种引物经过与两条单链DNA结合72℃左右时，最大活性，可使DNA新链由5′端向3′端延伸变性90℃50℃碱基互补配对延伸TaqDNA聚合酶第3页(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

，伴随重复次数增多，DNA分子就以2n形式增加。PCR反应过程都是在

中完成。PCR扩增仪两第4页2.血红蛋白提取和分离(1)蛋白质分离原理依据蛋白质各种特征差异，如分子

和大小，所带电荷性质和多少、

、吸咐性质和对其它分子

等，能够来提取和分离不一样种类蛋白质。形状溶解度亲和力第5页(2)血红蛋白提取和分离过程①

。②粗分离：采取透析方法，除去样品中相对分子质量较小杂质。样品处理第6页③纯化与纯度判定凝胶色谱法速度移动不一样大第7页[深度思索]1.相对分子质量不一样蛋白质在凝胶中行进过程可表示为①～④中哪一个？提醒②，分子质量较大者先洗脱出来，分子质量较小者后洗脱出来。第8页2.如图所表示装置可用于血红蛋白提取、分离哪种过程？其原理是什么？烧杯内a溶液是蒸馏水吗？提醒该装置为透析装置,因为透析袋是用硝酸纤维素制成,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a溶液应为20mmol·L－1磷酸缓冲液，不可使用蒸馏水。第9页[跟进题组]1.PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段核酸合成技术，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,对该过程原理叙述,正确是(

)A.该过程用耐高温解旋酶破坏氢键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作用D.该过程与人体细胞过程完全相同第10页(2)C过程要用到酶是________，这种酶在高温下仍保持活性，所以在PCR扩增时能够加入________次，________(需要、不需要)再添加。PCR反应除提供酶外，还需要满足基本条件有________________。(3)假如把模板DNA两条链用15N标识，游离脱氧核苷酸不做标识，控制“95℃～55℃～72℃”温度循环3次，则在形成子代DNA中含有15N标识DNA占________。第11页解析(1)高温所起作用类似于解旋酶，使双链DNA变为单链，所以A过程不需要解旋酶参加。(2)C过程为PCR技术延伸阶段，当系统温度上升至72℃左右时，溶液中四种脱氧核苷酸在TaqDNA聚合酶作用下合成新DNA链。TaqDNA聚合酶是耐热，高温下不变性，所以一次性加入即可。(3)PCR技术遵照半保留复制特点。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标识。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两种引物、四种脱氧核苷酸，同时经过控制温度使DNA复制在体外重复进行(3)25%第12页2.血红蛋白是人和其它脊椎动物红细胞主要组成成份，负责血液中O2和部分CO2运输。请依据血红蛋白提取和分离过程回答下列问题。第13页(1)将上述试验流程补充完整：A为________，B为________。(2)洗涤红细胞目标是去除________；红细胞洗涤洁净标志是________。释放血红蛋白过程中起作用试剂是______________。(3)在B过程中加入物质量浓度为20mmoL/L磷酸缓冲液(pH为7.0)目标是________。在蛋白质分离过程中，假如红色区带________，说明色谱柱制作成功。第14页解析A为血红蛋白释放，B为样品加入和洗脱。在B过程中加入物质量浓度为20mmoL/L磷酸缓冲液(pH为7.0)目标是模拟生物体内生理环境(保持体外pH和体内一致、保持蛋白质正常结构等)。答案

(1)血红蛋白释放样品加入和洗脱(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)模拟生物体内生理环境(保持体外pH和体内一致、保持蛋白质正常结构等合理答案均可)均匀一致地移动第15页1.细胞内DNA复制与PCR扩增DNA比较比较项目细胞内复制DNAPCR扩增DNA解旋在解旋酶作用下，细胞提供能量，部分双链解开加热至90℃以上时，双链全部解开，不需要解旋酶引物一小段RNA能够是RNA或单链DNA分子片段特点边解旋边复制体外快速扩增TaqDNA聚合酶不需要(只需DNA聚合酶)需要循环次数受生物体本身控制30屡次相同点二者都需要模板、四种脱氧核苷酸，且都需要在一定缓冲液中进行，都是半保留复制第16页2.PCR扩增条件模板、分别与两条模板链相结合引物、四种脱氧核苷酸、耐热DNA聚合酶，同时需要控制温度使DNA复制在体外重复进行。3.“血红蛋白提取和分离试验”中注意事项(1)红细胞洗涤：洗涤次数不能过少，不然无法除去血浆蛋白；要低速、短时离心,不然会使白细胞等一同沉淀,达不到分离效果。(2)凝胶预处理：用沸水浴法不但节约时间，而且除去凝胶中可能带有微生物，排除胶粒内空气。(3)色谱柱装填：装填时尽可能紧密，减小颗粒间隙；无气泡；洗脱液不能断流。(4)色谱柱成功标志：红色区带均匀一致地移动。第17页4.血红蛋白提取和分离过程第18页考点二DNA粗提取与判定[自主梳理]1.试验原理0.14NaCl二苯胺试剂第19页2.操作流程DNA蒸馏水不一样浓度NaCl第20页酒精蓝色第21页[跟进题组]题组DNA粗提取与判定1.(·江苏卷，16)以下关于“DNA粗提取与判定”试验叙述，错误是(

)A.酵母菌和菜花均可作为提取DNA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，冷却后变蓝第22页解析理论上只要含有DNA生物组织均可作为该试验材料，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第23页2.以下关于DNA粗提取与判定试验叙述，正确是(

)

试剂操作作用A柠檬酸钠溶液与鸡血混合预防血液凝固B蒸馏水与鸡血细胞混合保持细胞形状C蒸馏水加入到溶解有DNANaCl溶液中析出蛋白质D冷却酒精加入到过滤后含DNANaCl溶液中产生特定颜色反应第24页解析蒸馏水与鸡血混合目标是使红细胞吸水涨破，流出其DNA；将蒸馏水加入到溶解有DNANaCl溶液中，其目标是降低DNA溶解度，初步析出DNA；加入冷却酒精目标是深入析出DNA。答案A第25页1.DNA和蛋白质在不一样NaCl溶液中溶解度比较

2(mol·L－1)NaCl溶液0.14(mol·L－1)NaCl溶液溶解规律DNA溶解析出蛋白质部分发生盐析沉淀溶解NaCl溶液浓度从2(mol·L－1)降低过程中，溶解度逐步增大第26页2.DNA粗提取与判定中不一样试剂用途及原理比较试剂浓度用途主要原理或用途蒸馏水(2次)

NaCl溶液(4次)2(mol·L－1)溶解DNA0.14(mol·L－1)析出DNA2(mol·L－1)溶解滤取DNA黏稠物2(mol·L－1)判定时溶剂DNA在NaCl溶液中溶解度随溶液浓度改变而改变，在0.14/(mol·L－1)NaCl溶液中DNA溶解度最小，而在2/(mol·L－1)NaCl溶液中溶解度最大①加到鸡血细胞液中，使血细胞吸水涨破；②加到含DNA2(mol·L－1)NaCl溶液中，使NaCl溶液物质量浓度下降到0.14(mol·L－1)，使DNA析出第27页3.DNA粗提取中包括3次用纱布“过滤”①过滤血细胞破裂液，得到含细胞核物质滤液；②滤取0.14(mol·L－1)NaCl溶液中析出DNA(黏稠物)；③过滤溶有DNA2(mol·L－1)NaCl溶液酒精95%(体积分数)除去杂质以提纯DNADNA不溶于酒精，不过细胞中一些物质则能够溶于酒精二苯胺

判定剂DNA遇二苯胺(沸水浴)会变蓝色柠檬酸钠0.03g/mL抗凝剂除去血液中钙离子，预防血液凝固第28页考点三植物有效成份提取[自主梳理]1.玫瑰精油提取水蒸气蒸馏水蒸气水气蒸馏水蒸气蒸馏NaCl无水Na2SO4第29页2.橘皮精油提取压榨法机械加压压榨静置第30页3.胡萝卜素提取石油醚萃取干燥过滤纸层析第31页[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，其作用有何不一样？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？第32页(3)图乙安装及拆除次序怎样？为何常采取水浴加热？在烧瓶口安装冷凝回流装置目标是什么？提醒(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，左边部分经过加热进行蒸馏，中部将蒸馏物冷凝，右边部分用来接收。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目标是“防暴沸”。(3)安装次序是由下而上，拆除时相反。采取水浴加热原因：有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热轻易引发燃烧、爆炸。在烧瓶口安装冷凝回流装置目标是预防加热时有机溶剂挥发。第33页[跟进题组]1.(·长春质检)玫瑰在人们生活中含有各种用途。某同学进行玫瑰组织培养和玫瑰精油提取试验，请回答：(1)在进行玫瑰组织培养时,能够选取生长旺盛嫩枝作_____,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%________将工作台擦拭一遍。接种后，还要经过________、________和栽培才能得到开花玫瑰。(3)某同学用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油，简便易行是________(填“水中”、“水上”或“水气”)蒸馏方法。蒸馏过程中需要监控蒸气温度和时间，原因是_____________________。第34页(4)对初步接收到乳浊液进行以下处理：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)水中假如温度太高，时间太短，产品质量就比较差(4)NaCl分液漏斗无水Na2SO4除去玫瑰精油中水分第35页2.(·全国卷Ⅱ，39)回答与胡萝卜素相关问题：(1)胡萝卜含有胡萝卜素中，最主要是__________(填“α－胡萝卜素”“β－胡萝卜素”或“γ－胡萝卜素”)，该胡萝卜素在人体内能够转变成两分子________________，后者缺乏会引发人在弱光下视物不清病症，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，用养殖岩藻作为原料提取胡萝卜素时，________(填“需要”或“不需要”)将新鲜岩藻干燥。(3)现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂，应选取其中____________作为胡萝卜素萃取剂，不选取另外一个理由是__________________________________________。第36页答案(1)β－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有机溶剂应不与水混溶，而乙醇属于水溶性有机溶剂(其它答案合理也可)第37页(1)植物芳香油提取成功关键点①水蒸气蒸馏要适当延长蒸馏时间，温度不能太高。②用于萃取有机溶剂必须事先精制，除去杂质。③压榨时原料必须要浸透，这么压榨时不会滑脱，出油率高，不堵塞筛眼；使用石灰水充分浸泡原料目标是破坏细胞结构，分解果胶，预防橘皮压榨时滑脱，提升出油率。(2)影响萃取原因：①主要原因：萃取剂性质和使用量。②次要原因：原料颗粒大小、紧密程度、含水量、萃取温度、萃取时间等。总之，溶解越充分，效果就越好。第38页(3)水蒸气蒸馏法特点①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。②水中蒸馏对于柑橘和柠檬等原料不适用。因为水中蒸馏会造成原料焦糊和有效成份水解。③水蒸气蒸馏法只适合用于含有挥发性，能随水蒸气蒸馏而不被破坏，与水不发生反应，且难溶或不溶于水成份提取。第39页易错易混防范清零[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3′端起点。(3)种类：扩增一个DNA分子需要2种引物—引物Ⅰ、引物Ⅱ(4)与DNA母链关系：两种引物分别与DNA母链3′端经过碱基互补配对结合。第40页易错点2不清楚血红蛋白提取与分离中历次“除杂质”或“分离”原理点拨

(1)凝胶色谱法：相对分子质量较大分子先流出，分子质量较小后流出，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原理，去除小分子杂质，透析可实现对血红蛋白“粗分离”(3)电泳法：利用分离样品中各种分子带电性质差异以及分子本身大小、形状不一样，使带电分子产生不一样迁移速率，从而实现样品中各种分子分离。即第41页易错点3不清楚血红蛋白释放时蒸馏水和甲苯作用点拨红细胞中依次加入蒸馏水和甲苯作用：加入蒸馏水目标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。第42页易错点4对血红蛋白纯化与纯度判定结果分析不到位点拨下列图图1为SDS凝胶电泳结果，图2为凝胶色谱分离结果。第43页针