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1、 卓越个性化教学讲义学生姓名 年级 授课时间 教师姓名 张明志 课时 2h 课 题专题2-DNA和蛋白质技术、植物有效成分的提取教学目标1PCR技术的基本操作和应用2蛋白质的提取和分离3从生物材料中提取某些特定的成分 重 点1DNA粗提取的原理、方法和注意事项2PCR技术操作及原理3蛋白质提取的原理和方法4提取芳香油的三种常用方法及适用范围 难 点1DNA粗提取的原理、方法和注意事项2PCR技术操作及原理3蛋白质提取的原理和方法作 业判断下列说法是否正确：1DNA溶解度随NaCl溶液浓度的下降而降低()2PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，扩增过程同细胞内DNA分子的复制完全一样()3血
2、红蛋白的提取和分离需要模拟生物体的状态配制一定pH的缓冲溶液()4可以用牛、马、羊的血进行DNA的提取()5玫瑰精油可用蒸馏法和压榨法来提取()提示：1.2.3.4.5.一、DNA的粗提取与鉴定1DNA的溶解性DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，在浓度为 时DNA的溶解度最小；此外DNA不溶于 0.14mol/L ，但是细胞中的某些蛋白质则可溶于酒精。2DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。二、RCR技术1PCR原理：在一定的缓冲溶液中提供DNA模板，分别与两条模板链结合的两种引物，四种脱氧核苷酸，耐热的DNA聚合酶，同时控制温度使DNA复制在体
3、外反复进行。2PCR的反应过程：变性 复性 延伸。疑点扫描PCR扩增与生物体内DNA复制的区别在于：PCR不需要解旋酶，而生物体内DNA复制时需要解旋酶；PCR需要耐热的DNA聚合酶，而生物体内DNA聚合酶在高温时会变性；PCR一般需经三十多次循环，而生物体内DNA复制需要生物体自身的控制 。三、血红蛋白的提取和分离1凝胶色谱法：也称分配色谱法，是根据 相对分子量大小分离蛋白质的方法。相对分子质量较小的移动速度较慢，而相对分子质量较大的无法进入凝胶内部，移动速度较快。2缓冲溶液：能够抵制外界的 酸和碱对溶液pH的影响，维持pH基本不变。3电泳：带电粒子在 电场的作用下发生迁移的过程。4样品处理
4、：红细胞的洗涤血红蛋白的释放分离血红蛋白溶液透析。5凝胶色谱操作：凝胶色谱柱的制作凝胶色谱柱的填装样品的加入和洗脱SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳。四、植物芳香油的提取1玫瑰精油的提取(1)原理：利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分出油层和水层。(2)方法：蒸馏(4)提取橘皮精油的实验()原理：一般用 压榨 法。()实验流程：石灰水浸泡漂洗 压榨 过滤静置再次过滤 橘皮油。2胡萝卜素的提取(1)胡萝卜素性质：不溶于水 ，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。(2)实验设计()原理：萃取 法。()实验流程：胡萝卜粉碎 干燥 萃取 过滤 浓缩胡萝卜素。(3)鉴定
5、方法：纸层析 法。 一、多聚酶链式反应扩增DNA片段1细胞内DNA复制与PCR技术的比较 2.PCR反应的过程及结果(1)PCR反应过程变性：当温度上升到90 以上时，双链DNA解聚为单链，如图：复性：系统温度下降至50 左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，如下图延伸：当系统温度上升至72 左右，溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、G、C)在DNA聚合酶的作用下，据碱基互补配对原则合成新的DNA链，如下图：(2)结果PCR一般要经历三十多次循环，每次循环都包括变性、复性、延伸三步。两引物之间的固定长度的DNA序列呈指数扩增。思维拓展DNA复制需要引物的原因：DNA聚合酶不能从头开
6、始合成DNA，而只能从3端延伸DNA链。 例题1多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般要经历30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30多次循环，每次循环可以分
7、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(9096 )：双链DNA模板在加热条件下，氢键断裂，形成单链DNA。复性(2565 )：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为原料，从引物的5端向3端延伸，合成与模板链互补的DNA链。二、DNA的粗提取与鉴定1实验原理(1)DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，在0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最低；(2)DNA不溶于酒精溶液；(3)DN
8、A不被蛋白酶所水解；(4)DNA可被二苯胺染成蓝色。2实验步聚(1)提取步骤：提取血细胞核物质(蒸馏水涨破)溶解(2 mol/L的NaCl)过滤(除杂质)析出(滴蒸馏水，降NaCl浓度至0.14 mol/L)过滤再溶解(2 mol/L的NaCl)过滤进一步提纯(体积分数为95%的冷却酒精)鉴定。(2) 鉴定 思维拓展(1)人和哺乳动物成熟的红细胞中不含细胞核，也没有DNA，不适于作DNA提取的材料，但却是提取血红蛋白的理想材料。(2)制备鸡血细胞液时，要在取鸡血的同时加入柠檬酸钠，静置后上层是血清，下层为所需要的血细胞。(3)两次加蒸馏水的目的不同，第一次目的是使成熟的鸡血细胞涨破释放出DNA
9、，第二次目的是稀释NaCl溶液思维拓展(1)人和哺乳动物成熟的红细胞中不含细胞核，也没有DNA，不适于作DNA提取的材料，但却是提取血红蛋白的理想材料。(2)制备鸡血细胞液时，要在取鸡血的同时加入柠檬酸钠，静置后上层是血清，下层为所需要的血细胞。(3)两次加蒸馏水的目的不同，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。 例题2(2011青岛模拟)下列关于DNA粗提取与鉴定的说法正确的是()A氯化钠的浓度越低，DNA的溶解度越大B人的血液不可代替鸡血进行该实验C柠檬酸钠的主要作用是加速血细胞破裂D利用DNA易溶于酒精的特点可除去DNA中的部分杂质解析：人是高等哺乳
10、动物，其成熟的红细胞中没有细胞核不能进行该实验。A项NaCl溶液浓度在小于0.14 mol/L时，溶液的浓度越低，对DNA的溶解度越大是正确的，没有前提条件这种说法是错误的；柠檬酸钠的作用是抗凝血；DNA不能溶于酒精中，所以B项是对的。三、血红蛋白的提取和分离1方法及原理2.实验操作程序(1)样品处理红细胞的洗涤：除去血浆蛋白等杂质，以利于后续步骤的分离纯化。血红蛋白的释放：使红细胞涨破，血红蛋白释放出来。分离血红蛋白溶液：经过离心使血红蛋白和其他杂质分离开来，便于下一步对血红蛋白的纯化。(2)粗分离透析：除去样品中相对分子量较小的杂质。取1 mL的血红蛋白溶液装入透析袋中，将透析袋放入盛有3
11、00 mL的物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液中(pH为7.0)，透析12 h。(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为了提取血红蛋白，从学校附近的屠宰场索取新鲜的猪血，对猪血处理的正确操作是()A要在采血容器中预先加入抗凝血剂柠檬酸钠B取血回来后，马上进行高速长时间离心C将离心后的血细胞加入清水缓慢搅拌D重复洗涤直到上清液呈红色为止答案：A四、植物有效成分的提取1几种物质的提取方法、原理及步骤(2)橘皮精油的提取实验流程石灰水浸泡橘皮漂洗压榨过滤静置再次过滤橘皮油。(
12、3)胡萝卜素的提取实验流程胡萝卜粉碎干燥萃取过滤浓缩胡萝卜素。例题4作为萃取胡萝卜素的有机溶剂，哪一项不符合实验要求()A能充分溶解色素B与水混溶C对人无毒 D易与产品分离解析：作为萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的溶点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶。此外，还需要考虑萃取效率、对人的毒性、是否易燃、有机溶剂是否能从产品中完全除去、会不会影响产品质量等问题。例题5橘皮精油提取时一般采用()A水中蒸馏 B压榨法C水上蒸馏 D萃取法答案：B1.(2009江苏卷)下列关于DNA和蛋白质提取与分离实验的叙述，正确的有(多选)()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NaC
13、l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以去除溶液中的DNAD蛋白质和DNA都可以用电泳的方法进行分离纯化2向溶有DNA的2 mol/L的NaCl溶液中不断加入蒸馏水，在这个过程中DNA和杂质蛋白质的溶解度变化情况分别是()A减小；减小B增大；增大C先减小后增大；增大 D减小；增大3.(2009海南卷)请回答下列与实验室提取芳香油有关的问题：(1)植物芳香油的提取可采用的方法有压榨法、_和_。(2)芳香油溶解性的特点是不溶于_，易溶于_，因此可用_作为提取剂来提取芳香油。(3)橘子果实含有芳香油，通常可用_作为材料提取芳香油，而且提取时往往选用新鲜的材料，理由是_。4柑橘、柠檬芳香油的制备通常使用压榨法而不是水中蒸馏法，这是因为()水中蒸馏会导致原料焦糊柑橘、柠檬芳香油易溶于水会使芳香油有效成分水解A BC D答案：1-2 BD C 3自主解答(1)蒸馏法萃取法(2)水有机溶剂有机溶剂(3)橘子皮芳香油含量较高(4)过滤(5)上油层的密度比水层小增加水层密度，使油和水分层(6)吸收芳香油中残留的水分 4.B1(2010江苏金坛一次调研)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
