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1、高中生物一轮复习 专题5 DNA和蛋白质技术精品学案 新人教版选修1【高考目标定位】1、蛋白质的提取和分离2、PCR技术的基本操作和应用【考纲知识梳理】一、DNA的粗提取与鉴定1、实验原理：DNA与杂质的溶解度不同，在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，在0、14mol/l的NaCl溶液中溶解度最低。2、实验设计：实验材料的选取：凡是含有DNA的生物材料都可以考虑，但是使用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大。破碎细胞：动物细胞的破碎比较容易，以鸡血细胞为例，在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可。去除滤液中的杂质：利用DNA在不同浓度NaCl溶液中溶
2、解度不同，控制NaCl溶液的浓度去除杂质。DNA的析出：将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等、冷却的酒精溶液，静置23min，溶液中会出现白色丝状物，这就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸取上面的水分。DNA的鉴定：取两支20ml的试管，各加入物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液5ml，将丝状物放入其中一支试管中，用玻璃棒搅拌，使丝状物溶解。然后，向两支试管中各加入4ml的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min，待试管冷却后，比较两支试管溶液颜色的变化，看看溶解有DNA的溶液是否变蓝。二、多聚酶链式反应扩增DNA片段1、PCR原理：DNA的热变
3、性2、PCR反应过程：一般要经历三多次循环，每次循环可分为变性复性延伸三步。3、PCR技术中控制不同温度的意义（1）90以上时变性，双链DNA解聚为单链；（2）50左右时复性，两种引物与两条单链DNA结合；（3）72左右时延伸，TaqDNA聚合酶促使DNA新链的合成。三、血红蛋白的提取和分离1、方法及原理方法原理凝胶色谱法根据相对分子质量的大小分离蛋白质电泳法各种分子带电性质的差异以及分子本身大小、形状的不同来分离蛋白质2、操作程序：（1）样品处理：红细胞的洗涤血红蛋白的释放分离血红蛋白溶液（2）粗分离透析：除去样品中相对分子质量较小的杂质。（3）纯化：一般采用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯
4、化。（4）纯度鉴定：一般用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法来测定蛋白质的分子量，即对血红蛋白进行纯度鉴定。3、细胞内DNA复制与PCR技术的比较细胞内DNA复制PCR不同点 解旋 在解旋酶作用下边解旋边复制80100高温解旋，双链分开 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相同点（1）需提供DNA复制的模板（2）四中脱氧核苷酸作原料（3）子链延伸的方向都是从5端到3端（4）都需要酶的催化【要点名师精解】一、DNA粗提取中注意事项1、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涨破释放出DNA，第二次目的是稀释NaCl溶液，使DNA从溶液
5、中析出。2、预冷的酒精溶液具有以下优点:（1）抑制核酸水解酶活性，防止DNA降解。（2）降低分子运动易于形成沉淀析出。（3）低温有利于增加DNA分子柔韧性，减少断裂。【例1】关于DNA粗提取与鉴定实验的有关说法中正确的是（ ）A、充分理解DNA的盐溶液是0、14mol/L的NaCl溶液B、实验中提取较纯净的DNA利用了DNA不溶于酒精的特点C、对最后提取出的DNA用二苯胺试剂鉴定时不需要加热D、实验操作过程中先后两次加入蒸馏水的作用相同【解析】DNA在0、14mol/L的NaCl溶液中溶解度最小。提取较纯净的DNA时可加入95%的冷却的酒精，由于DNA不溶于酒精，DNA会从溶液中析出。DNA溶
6、液中加入二苯胺试剂加热后才会变成蓝色。实验操作中先后两次加入蒸馏水的作用不相同，第一次加入蒸馏水是使细胞吸水胀破，释放出核物质，第二次加入蒸馏水是降低NaCl浓度，使DNA析出。【答案】B。【感悟高考真题】（xx广东高考）22、新技术的建立和应用对生物学发展至关重要。下列技术（或仪器）与应用匹配正确的是 A、 PCR技术扩增蛋白质 B、杂交瘤技术制备单克隆抗体 C、光学显微镜观察叶绿体的基粒 D、花粉离体培养培育单倍体植物【解析】本题主要考查学生的理解能力。PCR技术只能用来扩增核酸，不能用来扩增蛋白质；利用光学显微镜无法观察到叶绿体。【答案】BD（xx江苏高考）32、(7分)某生物兴趣小组开
7、展DNA粗提取的相关探究活动。具体步骤如下：材料处理：称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份、每份l0 g。剪碎后分成两组，一组置于20、另一组置于一20条件下保存24 h。D NA粗提取：第一步：将上述材料分别放人研钵中，各加入l5 mL研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤、 取滤液备用。第二步：先向6只小烧杯中分别注人10mL滤液，再加人20 mL体积分数为95的冷酒精 溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。第三步：取6支试管，分别加入等量的2 molL NaCl溶液溶解上述絮状物。DNA检测：在上述试管中各加入4 mL二苯胺试剂。混合均匀后，置于沸水中加热5 min，待试
8、管冷却后比较溶液的颜色深浅,结果如下表。分析上述实验过程，回答下列问题：(1)该探究性实验课题名称是 。(2)第二步中”缓缓地”搅拌，这是为了减少 。(3)根据实验结果，得出结论并分析。结论1：与20相比，相同实验材料在-20条件下保存，DNA的提取量较多。结论2： 。针对结论I、请提出合理的解释： 。(4)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不相溶，且对DNA影响极小。为了进一步提高DNA纯度，依据氯仿的特性、在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是： 。然后用体积分数为95的冷酒精溶液使DNA析出。【解析】本题考查了DNA粗提取技术的原理、操作过程及同学分析、判断能力，从
9、题目实验看出，该实验的课题是探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响。在试用第二步中，为了防止DNA断裂，要缓缓的搅拌，从表中结果看出，由于低温抑制了相关酶的活性，DNA降解慢，使得相同材料在低温保存下，DNA提取量大，在相同条件先，蒜黄蓝色最深，说明相同条件下从蒜黄中提取的DNA量最大，由于氯仿密度比水大，可使蛋白质变性后沉淀，而与水、DNA不相溶，这样可将第三步获得的溶液与等量的氯仿混合，静置一段时间，吸取上清液即可得到较纯净的DNA。【答案】（1）探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响（2）DNA断裂（3）等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄提取的DNA量最多低
10、温抑制了向光酶的活性，DNA降解速度慢（4）将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时间，吸取上清液（xx江苏高考）23、下列关于DNA和蛋白质提取与分离实验的叙述，正确的有 A、提取细胞中的DNA和蛋白质都需用蒸馏水涨破细胞 B、用不同浓度NaCl溶液反复溶解与析出DNA可去除蛋白质C、蛋白质提取和分离过程中进行透析可去除溶液中的DNAD、蛋白质和DNA都可以用电泳的方法进行分离纯化 【解析】A选项，在提取DNA时，如果是用动物的细胞需要用蒸馏水涨破，如果用植物细胞则不需要，而是用洗涤剂溶解细胞膜；用2 molL的NaCl溶液溶解DNA，然后过滤出蛋白质，再降低NaCl溶液的浓度，析
11、出DNA。DNA和蛋白质样品都是带负电荷的，从负极向正极移动，移动的距离都和样品的分子量有关。C中透析用以出去小分子物质，DNA是大分子物质，D是常规方法比如用二烷基磺酸钠，可以根据其分子大小及所带电荷性质进行分离纯化【答案】BD（xx江苏高考）下列叙述中错误的是A、改变NaCl溶液的浓度只能使DNA溶解而不能使其析出 B、在沸水浴中，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色C、用电泳法可分离带电性质、分子大小和性状不同的蛋白质 D、用透析法可去除蛋白质样品中的小分子物质【解析】当NaCl溶液浓度低于0、14mol/L时，随浓度的升高，DNA的溶解度降低；当NaCl溶液浓度高于0、14mol/L时，随浓度
12、升高，DNA的溶解度升高；NaCl溶液浓度为0、14mol/L时，DNA的溶解度最低。因此，改变NaCl溶液的浓度可以使其析出。【点评】本题考查生物大分子DNA和蛋白质分离的有关知识，属于识记层次。【答案】A。【考点精题精练】1、在制备鸡血细胞液的过程中，加入柠檬酸钠的目的是（ A ）A、防止凝血 B、 加快DNA析出 C、 加快DNA溶解 D、 加速凝血2、 关于“DNA粗提取和鉴定”的实验原理的叙述中，正确的是 CA、用猪血为实验材料的原因是猪血的红细胞有细胞核，DNA含量多B、利用 DNA 在2mol/L的氯化钠溶液中溶解度最低，易析出的特性提取DNAC、利用 DNA 不溶于酒精，而细胞
13、中的其他物质可溶于酒精的特性提纯DNAD、利用DNA与二苯胺作用而显现紫色的特性鉴定DNA3、 在DNA粗提取与鉴定实验中，将获得的含有DNA的黏稠物(含较多物质)分别处理如下 C放入2molL的氯化钠溶液中，搅拌后过滤，得到黏稠物A和滤液a；放入O、14 molL的氯化钠溶液中，搅拌后过滤，得到黏稠物B和滤液b；放入冷却的95的酒精溶液中，搅拌后过滤，得到黏稠物C和滤液c。以上过程获得的滤液和黏稠物中，因为只含有少量DNA而可以丢弃的是A、AbC B、ABc C、Abc D、abc4、 （xx江苏省盐城市高三第二次凋考）在“DNA的粗提取和鉴定”实验中，甲、乙、丙、丁四个小组除下表中所列处理
14、方法不同外，其他操作步骤均正确，但实验结果却不同。下列有关叙述不正确的是 DA、实验材料选择错误的组别是丙B、沸水浴后试管中溶液颜色变蓝的组别是甲、丁C、甲组实验现象差的原因是25的酒精对DNA的凝集效果差D、乙组实验不成功仅因为在鉴定时加入了双缩脲试剂5、 关于DNA在NaCl溶液中的溶解度，下面的叙述不正确的是（ABC）A、随着NaCl溶液浓度的增大，DNA在NaCl溶液中的溶解度也增大B、随着NaCl溶液浓度的减小，DNA在NaCl溶液中的溶解度也减小C、DNA在NaCl溶液中的溶解度与NaCl溶液的浓度无关D、当NaCl溶液的浓度为0、14mol/L时，DNA的溶解度最低6、 下列关于
15、DNA粗提取与鉴定的说法不正确的是（ABC）A、洗涤剂能瓦解细胞膜，同时也能控制DNA在NaCl溶液中的溶解度B、在探究洗涤剂对植物细胞DNA提取的影响实验中，需要控制的变量是洗涤剂和植物细胞C、常温下，DNA遇二苯胺被染成蓝色D、将滤液放在6075的恒温水浴箱中保温1015分钟能去除滤液中的杂质，其原理是利用了DNA和蛋白质对高温耐受性的不同7、 关于PCR的说法不正确的是 （ C ）A、PCR是体外复制DNA的技术 B、Taq酶是一种热稳定DNA聚合酶C、PCR过程中只需要两个引物分子 D、PCR利用的是DNA双链复制原理8、 （09-10辽宁省开原高中高二下第一次月考）多聚酶链式反应（PCR）是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历下述三多次循环：95下变性（使模板DNA解旋）55下复性（引物与DNA模板链结合）72下延伸（形成新的脱氧核苷酸链）。下列有关PCR过程的叙述中不正确的是 CA、变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现B、复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成C、延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸D、PCR与细胞内DNA复制相比所
