《【全国版】2018版高考生物一轮突破课件：第17章-生物技术在其他方面的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【全国版】2018版高考生物一轮突破课件：第17章-生物技术在其他方面的应用（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十七章 生物技术在其他方面的应用u考点44 DNA、血红蛋白的提取及PCR技术u考点45 植物有效成分的提取u考点44 DNA、血红蛋白的提取及PCR技术l 高考考法突破l 应试基础必备 考法1 有关DNA和蛋白质的提取和分离 考法2 PCR技术的基本操作和应用l 应试应试 基础础必备备u1. DNA和蛋白质分离提取方法（1）PCR原理：DNA复制。 （2）PCR反应过程u2.PCR技术（3）结果：上述三步反应完成后，一个DNA分子就变成了两个DNA分子，随着 重复次数的增多，DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反应过程是在PCR扩增仪中完成的。 （1）DNA提取实验操作分析 4次过滤的比
2、较l 高考考法突破 考法1 有关DNA和蛋白质的提取和分离1.DNA的粗提取和鉴定2次加蒸馏水的作用a.加入鸡血细胞液中，使血细胞吸水涨破；b.加入含DNA的2mol/L NaCl溶液中，使其稀释，从而析出DNA。3次使用纱布的作用a.过滤血细胞破裂液，提取细胞核物质(DNA在滤液中)；b.过滤0.14mol/L NaCl溶液，滤出DNA(DNA在黏稠物中)；c.过滤溶有DNA的2mol/L NaCl溶液(DNA在滤液中)。3次使用 NaCl溶液的作用a.2mol/L NaCl溶液，溶解DNA，去除不溶于该溶液的杂质；b.0.14mol/L NaCl溶液，使DNA析出；c.2mol/L NaC
3、l溶液，溶解滤出的DNA黏稠物。（2）DNA的鉴定：DNA在沸水浴条件下，遇二苯胺会变蓝色。（1）常用的蛋白质分离方法凝胶色谱法【注意】a.凝胶色谱柱的直径大小不影响分离效果，但直径过大造成洗脱液体积大，样品稀释度大；凝胶色谱柱的高度与分离度有关。b.加快干凝胶膨胀的方法：可将加入洗脱液的湿凝胶用沸水浴加热，逐渐升温至接近沸腾，通常只需12 h。这种方法不但节约时间，而且可以除去凝胶中可能带有的微生物，排出胶粒内的空气。2.血红蛋白的提取和分离方法电泳法a.在一定pH下，一些生物大分子(如多肽、核酸等)可解离的基团会带上正电或负电，在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。
4、b.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。判断纯化的蛋白质是否达到要求使用最多的是SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法。 （2）蛋白质提取过程中需注意的问题红细胞的洗涤与离心要求：红细胞洗涤过程中，洗涤三次后，上清液仍有黄色，可增加洗涤次数，否则无法除去血浆蛋白；离心时转速要低，时间要短，否则白细胞等会一同沉淀，达不到分离效果。蒸馏水和甲苯的作用：血红蛋白释放过程中，蒸馏水的作用是涨破红细胞，甲苯的作用主要是溶解细胞膜。江苏生物201525，3分图1、2分别为“DNA的粗提取与鉴定”实验中部分操作步骤示意图,下列叙
5、述正确的是（多选）（ ）A.图1、2中加入蒸馏水稀释的目的相同B.图1中完成过滤之后保留滤液C.图2中完成过滤之后弃去滤液D.在图1鸡血细胞液中加入少许嫩肉粉有助于去除杂质例【解析】图1中加入蒸馏水的目的是使鸡血细胞吸水涨破，释放其中的核物质，图2中加入蒸馏水的目的是降低NaCl的浓度，使DNA的溶解度降低析出，A错误；由于DNA溶于水，所以图1中完成过滤后DNA存在于滤液中，需保留滤液，B正确；图2中DNA析出，则过滤后弃去滤液，保留黏稠物，C正确；在图1鸡血细胞液中加入少许嫩肉粉，其中的木瓜蛋白酶能够分解DNA中的杂质蛋白，有利于去除杂质，D正确。【答案】BCD（1）引物：PCR技术中所用
6、的引物是一小段RNA单链或单链DNA，它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对。DNA复制之所以需要引物，是因为DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从3端延伸DNA链。PCR的引物通常由2030个核苷酸聚合而成，引物的量需保证满足几十次循环反应的需要。（2）DNA聚合酶：PCR中所用的酶是从一种嗜热菌中分离得到的耐高温的Taq DNA聚合酶，高温不会失活。DNA聚合酶的特点是只能将引物从3端延伸DNA链。l 高考考法突破 考法2 PCR技术的基本操作和应用1.PCR中的物质条件2.PCR扩增与DNA复制的比较PCR扩增DNA复制不 同 点场所在体外的反应缓 冲液中进行在体内的活细胞内进行解
7、旋 方式高温变性解旋解旋酶解旋扩增 过程完全解开再复制，分为变 性、复性(或 退火)和延伸三个步骤边解旋边复制引物DNA或RNARNA结果短时间 内形成大量的DNA片段形成的是整个DNA分子相同点都需要：DNA模板、DNA聚合酶、引物、四种脱氧核苷酸等成分都遵循碱基互补配对原则，有解旋和延伸过程，子链延伸的方向都是从5 端到3 端都属于半保留复制结果都使DNA的量按2n呈指数式扩增（1）分析人的血液，对细菌、病毒感染情况进行早期诊断。（2）用于遗传病的基因诊断与基因治疗。（3）用于鉴别犯罪嫌疑人、亲子鉴定。（4）分析生物化石样品，追溯其生存年代或迁徙踪迹。（5）检测目的基因是否已经导入目标生物
8、。3.PCR的应用河南林州一中2016检测资料显示，近十年来，PCR技术（DNA聚合酶链式反应技术）成为分子生物实验的一种常规手段，其原理是利用DNA半保留复制的特性，在试管中进行DNA的人工复制（如图），在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使分子生物实验所需的遗传物质不再受限于活的生物体。请据图回答：（1）加热至95 的目的是使DNA样品的 键断裂，这一过程在生物体细胞内是通过 酶的作用来完成的。通过分析得出新合成的DNA分子中A=T、C=G，这个事实说明DNA分子的合成遵循 。例（2）新合成的DNA分子与模板DNA分子完全相同的原因是 和 。（3）通过PCR技术使DNA分子大
9、量复制时，若将一个用15N标记的模板DNA分子（第一代）放入试管中，以14N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制到第五代时，含15N标记的DNA分子单链数占全部DNA总单链数的比例为 。（4）PCR技术不仅为遗传病的诊断带来了便利，而且改进了检测细菌和病毒的方法。若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒，你认为可以用PCR扩增血液中的（ ）A.白细胞DNA B.病毒蛋白质C.血浆抗体 D.病毒核酸【解析】（1）DNA分子中两条链之间的碱基以氢键相连，DNA分子在生物体细胞内复制时是通过解旋酶的作用解旋，在PCR技术中加热至95 的目的是使DNA样品的氢键断裂。通过分析得出新合成的DNA分子中A=T、C=
10、G，这个事实说明DNA分子的合成遵循碱基互补配对原则。（2）DNA分子中具有独特的双螺旋结构，复制时以模板DNA分子的一条链为模板进行半保留复制，复制过程中严格遵循碱基互补配对原则，因此新合成的DNA分子与模板DNA分子完全相同。（3）将一个用15N标记的模板DNA分子（第一代）放入试管中，以14N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制到第五代时共复制了四次，DNA分子的总数是16个，含15N标记的DNA分子单链数是2，全部DNA总单链数是32，故含15N标记的DNA分子单链数占全部DNA总单链数的比例为1 /16 。（4）PCR扩增技术扩增的是DNA（核酸），病毒蛋白质和血浆抗体的化学本质都是蛋白
11、质，不能扩增，B、C错误；白细胞DNA是人体细胞的DNA，不能用于检测一个人是否感染了艾滋病病毒，A错误；用PCR扩增病毒的核酸可以检测一个人是否感染了艾滋病病毒，D正确。【答案】（1）氢 解旋 碱基互补配对原则 （2）DNA分子中独特的双螺旋结构 复制过程中严格遵循碱基互补配对原则 （3） 1 /16 （4）Du考点45 生物材料中有效成分的提取l 高考考法突破l 应试基础必备 考法4 胡萝卜素的提取 考法3 结合实例考查植物芳香油的提取u1.DNA和蛋白质分离提取方法l 应试基础必备(1)植物芳香油的来源和特点来源：天然香料主要来源是动物和植物。动物香料主要来源于麝、灵猫、海狸和抹香鲸等，
12、植物香料来源广泛，可以从50多个科的植物中提取。提取的植物芳香油具有很强的挥发性，组成也较复杂，主要包括萜类化合物及其衍生物。特点：植物芳香油挥发性强，易溶于有机溶剂。u1.植物芳香油的提取(2)植物芳香油的提取方法：蒸馏法、压榨法和萃取法等。具体采用哪种方法要根据植物原料的特点来决定。l 应试基础必备(3)实验设计玫瑰精油的提取a.玫瑰精油的化学性质：化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一起蒸馏。b.实验流程：鲜玫瑰花+水水蒸气蒸馏油水混合物（加入氯化钠）分离油层（加入无水Na2SO4）除水（过滤）玫瑰油。橘皮精油的提取（一般采用压榨法）a.橘皮精油的主要成分是柠檬烯，主要贮藏
13、在橘皮部分。b.实验流程：石灰水浸泡漂洗压榨过滤静置再次过滤橘皮油。（1）胡萝卜素的性质和提取方法胡萝卜素的性质：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。胡萝卜等蔬菜是提取天然-胡萝卜素的原料。提取方法工业上获取天然-胡萝卜素的途径主要有三种：一是从植物中提取；二是从大面积养殖的岩藻中获得；三是利用微生物的发酵生产。 （2）实验流程：胡萝卜粉碎干燥萃取过滤浓缩胡萝卜素。 （3）影响萃取的因素：主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时还受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件的影响。一般来说，原料颗粒小，萃取温度高，时间长，需要提取的有机物就能
14、充分溶解，萃取效果就好。（4）鉴定方法：纸层析法。u2.胡萝卜素的提取1.植物有效成分提取方法的比较 考法3 结合实例考查植物芳香油的提取l 高考考法突破（1）相同点：基本原理相同。（2）不同点：原料位置不同。水中蒸馏：原料放于蒸馏容器的水中，水完全浸没原料。水上蒸馏：容器中水的上方有筛板，原料置于筛板上，水量以沸腾时不浸湿原料为宜。水气蒸馏：蒸馏容器下方有一排气孔，连接外源水蒸气，上方有筛板，上面放原料。三种方法中，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.水蒸气蒸馏三种常用方法的比较（1）提取玫瑰精油时玫瑰花瓣与清水的质量比为14。（2）用于提取玫瑰精油的
15、玫瑰花的采收时间：要在花开的盛期采收，此时花朵含油量最高。（3）提取玫瑰油时加入NaCl的作用：增加水层密度，使油和水分层。（4）提取玫瑰油时加入Na2SO4的作用和除去固体Na2SO4的方法：吸收油层中的水分，纯化玫瑰油；用过滤的方法除去玫瑰油中的固体Na2SO4 。（5）蒸馏时影响玫瑰精油的因素：蒸馏温度太高、时间太短，产品品质就比较差。如果要提高品质，就需要延长蒸馏的时间。3.提取植物芳香油的注意事项4.比较玫瑰精油、橘皮精油和胡萝卜素的性质、提取方法、原理（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_(填“是”或“不是”)纯的玫瑰精油，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_。（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
