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1、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,考点全线突破 考点一 DNA的粗提取与分离 关键点击 1DNA与蛋白质在NaCl溶液中溶解度,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。 3DNA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粗提取实验中注意
2、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：加入鸡血细胞液，使血细胞吸水涨破；加入含DNA的2 mol/L NaCl溶液，使其稀释，从而析出DNA。,(3)3次使用纱布的作用：过滤血细胞破裂液，提取细胞核物质(DNA在滤液中)；过滤0.14 mol/L NaCl溶液，滤出DNA(DNA在黏稠物中)；过滤溶有DNA的2 mol/L NaCl溶液(DNA在滤液中)。 (4)3次使用NaCl溶液的作用：2 mol/L NaCl溶液，溶解提取细胞核物质；0.14 mol/L N
3、aCl溶液，使DNA析出；2 mol/L NaCl溶液，溶解滤取的DNA黏稠物。,考点二 PCR技术的基本操作和应用 关键点击 1PCR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。,2细胞内DNA复制与PCR技术,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：,(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
4、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：,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,(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，带电分子会向着与所带电荷相反的电极移动。 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。,2分离DNA和蛋白质比较,考点四 植物有效成分的提取 关键点击 1三种提取方法,2.三种植物有效成分提取,考情随堂体验 考情一 DNA的粗提取
5、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2 mol/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,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2 mol/L的氯化钠溶液中DNA溶解度最大，但加入蒸馏水后，DNA溶解
6、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,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,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2 mol/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
7、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,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( ) APCR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,4多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DN
8、A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。,(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。,(
9、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。 _。,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2532个。,(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
10、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。,答案 (1)磷酸基团 3端 (2)耐高温的Taq DNA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),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,解析 猪成熟红
11、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,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( ),A首先用图甲装置对滤液进行处理，其目的是去除相
12、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5 mL，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,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,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，
13、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,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,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
14、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。,(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_ _。,解析 (1)水蒸气蒸馏法的原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分出油层和水层。玫瑰精油具有易挥发、难溶于水、化学性质稳定等性质，故适合用水蒸气蒸馏法提取，收集的蒸馏液为油水混合物。(2)蒸馏时许多因素都会影响产品的品质，如蒸馏温度、时间等。在一定范围内随着蒸馏时间的延长，精油的提取量会增加，但因原料量等条件一定，故超过一定时间后，提取量不再增加。(3)蒸馏过程中要进行冷却，让混合物重新分出油层和水层。若不冷却则会有部分玫瑰精油随水蒸气挥发而流失，使精油提取量下降。,
