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1、生物技术在其他方面的应用DNA的粗提取与鉴定 1DNA与蛋白质在NaCl溶液中溶解度比较。2 mol/L NaCl溶液0.14 mol/L 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溶液从2 mol/L降低过程中，溶解度逐渐增大2.DNA粗提取与鉴定中不同试剂的用途及原理比较。二苯胺鉴定剂DNA遇二苯胺(沸水浴)会变蓝色柠檬酸钠0.03 g/mL抗凝剂除去血液中的钙离子，防止血液凝固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。(2)材料不同所采用的提取方法不同。植物组织：取材研
2、磨过滤沉淀。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DNADNA再溶解提取较纯净的DNA。4DNA的析出与鉴定。(1)析出：将处理后的溶液过滤，加入与滤液等体积的冷却酒精溶液(体积分数为95%)静置23 min，溶液中会出现白色丝状物(此即粗提取的DNA)，且玻璃棒沿一个方向搅拌卷起丝状物。(2)鉴定：特别提醒：1.不能正确区分动植物细胞获取含DNA滤液的原理和方法。(1)动植物细胞获取含DNA滤液的原理和方法。原理操作动物细 胞(鸡血 细胞)在低渗溶液中会吸水 涨破在鸡血细胞液中加入一定量 的蒸馏水，同时用玻璃棒搅 拌，过滤后收集滤液植物细 胞(洋葱)洗涤剂能够瓦解细 胞
3、膜在切碎的洋葱中加入一定量 的洗涤剂和食盐，进行充分 的搅拌和研磨，过滤后收集 研磨液(2)实验中2次加蒸馏水、3次加氯化钠溶液和6次搅拌的作用。2次加蒸馏水：第一次是在第一步，加水是为了使血细胞吸水膨胀破裂，加水后必须充分搅拌，使血细胞充分破裂； 第二次加蒸馏水是在第三步，是为了稀释氯化钠溶液。3次加氯化钠溶液：第一次加氯化钠后，必须充分晃动 烧杯，使二者混合均匀，加速染色质中DNA与蛋白质分离，使 DNA充分游离并溶解在氯化钠溶液中。第二次加氯化钠溶液是 为了DNA的再溶解，这时溶液中的蛋白质含量已很少。第三次 加氯化钠溶液是为了再次溶解DNA。6次搅拌：除最后一次搅拌外，前5次搅拌均要朝
4、一个方向。并且，在析出DNA、DNA再溶解和提取中，各步搅拌都要轻缓，玻璃棒不要直插烧杯底部，防止DNA分子断裂。2高考命题角度。(1)原料、试剂角度：考查提取DNA的原料、试剂和方法。(2)操作流程：考查DNA提取的操作过程及注意事项。【例1】 在利用鸡血进行“DNA的粗提取与鉴定”的实验中，相关叙述中正确的是( )A用蒸馏水将NaCl溶液浓度调至0.14 mol/L，滤去析出物B调节NaCl溶液浓度或加入木瓜蛋白酶，都可以去除部分杂质C将丝状物溶解在2 mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂即呈蓝色D用菜花替代鸡血作为实验材料，其实验操作步骤相同解析：用蒸馏水将NaCl溶液浓度调至0.
5、14 mol/L时，滤取析出物；将丝状物溶解在2 mol/L的NaCl中，加入二苯胺试剂，需沸水浴加热几分钟，才呈蓝色；用菜花替代鸡血为实验材料，需要对材料的细胞壁进行处理。调节NaCl溶液浓度改变不同物质在其中的溶解度，加入木瓜蛋白酶分解蛋白质都可以去除部分杂质，故B正确。答案：B跟踪训练DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶 于酒精溶液，而细胞中的某些物质溶于酒精溶液。下图“DNA 的粗提取”实验的相关操作步骤，其操作目的错误的是( )A是洗涤红细胞，去除红细胞表面的杂质B是稀释NaCl溶液至0.14 mol/L，析出DNAC是选用2 mol/L NaCl溶液，溶解黏稠物中
6、的DNAD是纯化DNA，去除溶于95%酒精的杂质解析：过程是让鸡血细胞吸水涨破释放出DNA；是降低NaCl溶液的浓度，析出DNA；是对析出的DNA再溶解，除去不溶于2 mol/L NaCl 溶液中的杂质；用95%的酒精析出DNA。答案：APCR技术的基本操作和应用1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DNA解旋酶作用下，边 解旋边复制80100 高温解旋，双链 完全分开酶DNA解旋酶、DNA聚合酶Taq DNA聚合酶温度体内温和条件DNA和RNA相同点需提供DNA复制的模板 四种脱氧核苷酸为原料 子链延伸的方向都是从5端到3端2.PCR的反应过程。(1)变
7、性：当温度上升到90 以上时，双链DNA解聚为单链，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：特别提醒：(1)DNA分子复制的人工控制。解开螺旋：在80100 时，DNA双螺旋打开，形成两条DNA单链，称为变性。恢复螺旋：在50 左右时，两条DNA单链重新形成双螺旋结构，称为复性。复制条件：缓冲液、DNA模板、四种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶和两种引物。反应场所：PCR仪。(2)PCR技术中的引物：含义：引物是一小
8、段单链DNA或RNA分子。作用：为DNA聚合酶提供合成的3端起点。种类：扩增一个DNA分子需要2种引物。数目：引物数目等于新合成的DNA子链数目。与DNA母链的关系：两种引物分别与DNA母链的3端通过碱基互补配对结合。【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。PCR过程一般经历三十多次下述循环：95 条件下使 模板DNA变性、解链55 条件下复性(引物与DNA模板链结合 )72 条件下引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。下列有关 PCR过程的叙述，不正确的是( )A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
9、的结合是依靠碱基互补配 对原则完成的 C延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、4种核糖核苷酸DPCR与细胞内DNA复制相比,其所需要酶的最适温度较高解析: PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可以分为变性、复性和延伸三步。从第二轮循环开始，上一次循环的产物也作为模板参与反应，并且由引物延伸而成的DNA单链会与引物结合，进行DNA的延伸。DNA变性(9095 )：双链DNA模板在热作用下，氢键断裂，形成单链DNA。复性(5565 )：系统温度降低，引物与DNA模板结合，形成局部双链。延伸(7075 )：在Taq酶(在72 左右活性最高)的作用下，以dNTP(三磷酸脱氧核糖核苷酸的缩写)为原料，从
10、引物的5端向3端延伸，合成与模板链互补的DNA链。答案：C跟踪训练标准的PCR过程一般分为变性、复性、延伸三大步， 这三大步需要的温度依次是( )A94 、55 、72 B72 、50 、92 C50 、92 、72 D80 、50 、72 解析：当温度上升到94 (9095 )左右时，双链DNA 解聚为单链，称之为变性；当温度下降到55 (5560 )左右 时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，称为复 性；当温度上升到72 (7075 )左右时，溶液中的四种脱氧 核苷酸(A、T、C、G)在TaqDNA聚合酶的作用下，根据碱基互 补配对原则合成新的DNA链，称为延伸。答案：A血红蛋
11、白的提取与分离1常用的蛋白质分离方法。(1)凝胶色谱法。蛋白质 项目 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(2)电泳法原理。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，带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。由于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。2分离DNA、PCR技术、分离蛋白质的比较。分离DNAPCR技术分离蛋白质实验 原理DNA在不同浓度 NaCl溶液中溶解 度不同，且不溶
12、于冷酒精利用DNA热变 性原理体外扩 增DNA依据相对分子 质量的大小不 同来分离蛋白 质实验 过程选取材料破碎 细胞释放DNA 除杂DNA析出 与鉴定变性复性 延伸样品处理凝 胶色谱操作实验结果获得较纯净 的DNA获得大量DNA相对分子质量不同的蛋白质得以分离实验意义为DNA研究打下基础解决了DNA研究中材料不足的问题为蛋白质的研究和利用提供了原材料3.比较琼脂糖凝胶电泳和SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳。(1)从载体上看，利用琼脂糖凝胶作为载体的是琼脂糖凝 胶电泳，利用SDS聚丙烯酰胺凝胶作为载体的是SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳。(2)从依据上看，利用了分子带电性质差异和分子大小的 是琼脂糖凝胶电泳，
13、仅利用了分子大小的是SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳。(3)从优点上看，琼脂糖凝胶电泳操作简单，电泳速度快 ，样品不需处理，电泳图谱清晰，分辨率高，重复性好；SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳消除了净电荷对迁移率的影响，使电泳迁移率完全取决于分子的大小。特别提醒：“血红蛋白的提取和分离实验”中的注意事项(1)红细胞的洗涤：洗涤次数不能过少，否则无法除去血浆蛋白；要低速、短时离心，否则会使白细胞等一同沉淀，达不 到分离的效果。(2)凝胶的预处理：用沸水浴法不但节约时间，而且除去凝胶中可能带有的微生物，排除胶粒内的空气。(3)色谱柱的装填：装填时尽量紧密，减小颗粒间隙；无气泡；洗脱液不能断流。(4)色谱柱成功的标
14、志：红色区带均匀一致地移动。【例3】 细胞中含有大量的血红蛋白，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验来提取和分离血红蛋 白。下列对血红蛋白提取和分离的叙述，错误的是( )A血红蛋白提取和分离一般按照样品处理粗分离纯化纯度鉴定的顺序进行B纯化过程中要用生理盐水充分溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液C粗分离中透析的目的是去除相对分子质量较小的杂质D可经SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定解析：蛋白质的提取和分离一般分为四步：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。提取和分离血红蛋白时，首先通过洗涤红细胞、血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液，即样品处理；再通过透析法除去相对分子质量较小的杂质
15、，即样品的粗分离；然后通过凝胶色谱法将相对分子质量较大的杂蛋白除去，即样品纯化，纯化过程中凝胶应用蒸馏水充分溶胀后，配制成凝胶悬浮液，而不是用生理盐水；最后经SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。答案：B跟踪训练(双选)在血红蛋白的提取和分离实验中，下列操作正确的是( )A分离红细胞时需去除上层透明的黄色血浆B红细胞释放出血红蛋白时只需加入蒸馏水C分离血红蛋白溶液是低速短时间离心D洗脱时，待红色蛋白质接近色谱底端时，用试管收集流出液解析：血红蛋白的释放：加蒸馏水到原血液的体积，再加40%体积的甲苯，充分搅拌10 min，红细胞破裂释放出血红蛋白；分离血红蛋白溶液是以2 000 r/min的速度离心10 min，从而将溶液分成四层。答案：AD
