《2015届高三生物一轮复习学案：专题5 dna和蛋白质技术（人教版选修1）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015届高三生物一轮复习学案：专题5 dna和蛋白质技术（人教版选修1）（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题专题 5 DNA 和蛋白质技术和蛋白质技术【高考目标导航】1、蛋白质的提取和分离2、PCR 技术的基本操作和应用【基础知识梳理】一、DNA 的粗提取与鉴定1、实验原理：DNA 与杂质的溶解度不同，DNA 与杂质对酶、高温、洗涤剂的耐受性不同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，如鸡血、菜花、洋葱等。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，用纱布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 溶液中溶解度不同，控制
2、 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、
3、PCR 原理：DNA 的热变性2、PCR 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（2）复性：温度下降到 50左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链 DNA 结合（3）延伸：温度上升到 72左右时，溶液中的 4 种脱氧核苷酸（A,T,C,G）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。三、血红蛋白的提取和分离实验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
4、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不同点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【要点名师透析】一、DNA 和蛋白质的技术1、比较细胞
5、内 DNA 复制与 DNA 扩增（PCR）2.血红蛋白的提取和分离方法(1)凝胶色谱法含义：根据相对分子质量的大小分离蛋白质的方法。原理a.相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程较长，移动速度较慢。b.相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道，只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快。(2)电泳法含义：带电粒子在电场作用下发生迁移的过程。原理：利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异和分子本身大小、形状不同，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。(3)缓冲溶液组成：12 种缓冲剂溶解于水中配制而成。作用：在一定范围内抵制外界的酸和碱对溶液 pH 的影
6、响，维持 pH 基本不变，确保实验室条件下能准确模拟生物体内的代谢过程。【感悟高考真题】1、 （2011江苏高考）在利用鸡血进行“DNA 的粗提取与鉴定”的实验中，相关叙述正确的是()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】A 项，用蒸馏水将 NaCl 溶液浓度调至 0.14 molL,使 DNA 析出。B 项，NaCl溶液为 2molL，过滤除去不溶的杂质，木瓜蛋白
7、酶能够分解蛋白质。C 项，在沸水浴的条件下，DNA 遇二苯胺会被染成蓝色。D 项，如果实验材料是植物细胞，需要先用洗涤剂溶解细胞膜。【答案】B2、 （2010广东高考）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】BD3、 （2010江苏高考）某生物兴趣小组开展 DNA 粗提取的相关探究活动。具体步骤如下：材料处理：称取
8、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。DNA 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，待试管冷却后比较溶液的颜
9、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、
10、判断能力，从题目实验看出，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
11、的保存温度下，从蒜黄提取的 DNA 量最多低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4、 （2009江苏高考）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
12、 NaCl 溶液溶解 DNA，然后过滤出蛋白质，再降低 NaCl 溶液的浓度，析出 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 是常规方法比如用十二烷基磺酸钠，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【考点模拟演练】一、选择题1、下列是有关血红蛋白提取和分离的相关操作，其中正确的是( )A可采集猪血作为实验材料B用蒸馏水重复洗涤红细胞C血红蛋白释放后应低速短时间离心D洗脱液接近色谱柱底端时开始收集流出液【解析】为防止细胞吸水涨破，洗涤时要用生理盐水；释放出血红蛋白后，以 2
13、 000 r/min 的高速离心；在分离时，要等到红色蛋白质接近色谱柱底端时开始收集流出液。【答案】A2、对“DNA 的粗提取和鉴定”实验的叙述，正确的是( )A利用 DNA 能溶于酒精溶液，而蛋白质不溶于酒精溶液，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 2 mol/L 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 不溶于酒精溶液，蛋白质溶于酒精溶液的特点，可将 DNA 与蛋白质分离；高
14、温能使蛋白质、DNA 变性，蛋白质在 6080可变性，而 DNA 在 80以上也会变性，所以高温对 DNA 有影响；在溶有 DNA 的 2 mol/L 氯化钠溶液中缓缓加入蒸馏水，轻轻搅拌后过滤，得到 DNA 黏稠物，用 DNA 黏稠物进行以后的实验；在 DNA 滤液中加入嫩肉粉，通过木瓜蛋白酶的专一性作用，可将 DNA 与蛋白质分离。【答案】D3、(2011镇江模拟)下列对有关实验的叙述，不正确的是( )A血红蛋白的提取和分离实验中使用的交联葡聚糖凝胶 G-75，其中“75”表示每克凝胶膨胀时吸水 7.5 克B在色素的提取和分离的实验中，叶绿素 b 在层析液中的溶解度最低，扩散速度最慢C用洋
15、葱作实验材料进行 DNA 的粗提取与鉴定实验时，加入一定的食盐的目的是有利于溶解 DNAD制取细胞膜、血红蛋白的提取和分离均以鸡血细胞作为实验材料【解析】血红蛋白的提取和分离以鸡血细胞作为实验材料；制取细胞膜不能用鸡血细胞，鸡血细胞有核膜及其他细胞器膜。【答案】D4、有关“血红蛋白提取和分离”的相关叙述中，不正确的是( )A可通过 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定血红蛋白的纯度B将血红蛋白溶液进行透析，其目的是去除相对分子质量较小的杂质C血红蛋白释放时加入有机溶剂，其目的是使血红蛋白溶于有机溶剂D整个过程不断用磷酸缓冲液处理，是为了维持血红蛋白的结构【解析】可通过 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定血红
16、蛋白的纯度。将血红蛋白溶液进行透析，其目的是去除相对分子质量较小的杂质。血红蛋白释放时加入有机溶剂，其目的是溶解细胞膜。整个过程不断用磷酸缓冲液处理，是为了维持血红蛋白的结构。【答案】C5、聚合酶链式反应(PCR 技术)是体外酶促合成特异 DNA 片段的一种方法，由高温变性、低温退火及适温延伸等几步反应组成一个周期，循环进行，使目的 DNA 得以迅速扩增，其简要过程如下图所示。下列关于 PCR 技术叙述不正确的是( )APCR 技术是在实验室中以少量 DNA 制备大量 DNA 的技术B反应中新合成的 DNA 又可以作为下一轮反应的模板CPCR 技术中以核糖核苷酸为原料，以指数方式扩增D应用 PCR 技术与探针杂交技术可以检测基因突变【解析】PCR 技术是人工合成 DNA 的方法，原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸。【答案】C6、蛋
