2011年高三生物一轮复习精品课件：选修1专题5、6 DNA蛋白质技术

最新考纲高频考点1.PCR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1.DNA粗提取的原理、方法和注意事项2．PCR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5．层析法鉴定胡萝卜素时点样的关键一、多聚酶链式反应扩增DNA片段1．细胞内DNA复制与PCR技术的比较细胞内DNA复制PCR不同点解旋在解旋酶作用下边解旋边复制80～100℃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②四种脱氧核苷酸作原料③子链延伸的方向都是从5′端到3′端④都需要酶的催化2.PCR的反应过程一般要经历三十多次循环，每次循环可分为变性→复性→延伸三步。3．PCR技术反应过程中控制不同温度的意义(1)90℃以上时变性，双链DNA解聚为单链；(2)50℃左右时复性，两种引物与两条单链DNA结合；(3)72℃左右时延伸，TaqDNA聚合酶促使DNA新链的合成。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D．PCR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Ⅰ延伸而成的DNA单链会与引物Ⅱ结合，进行DNA的延伸。DNA变性(90～96℃)：双链DNA模板在热作用下，氢键断裂，形成单链DNA。复性(25～65℃)：系统温度降低，引物与DNA模板结合，形成局部双链。延伸(70～75℃)：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。【答案】C二、DNA的粗提取与鉴定1．基本原理(1)DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，在0.14mol/L的NaCl溶液中的溶解度最低；(2)DNA不溶于酒精溶液；(3)DNA不被蛋白酶所水解；(4)DNA可被二苯胺染成蓝色。2．方法目的方法目的溶于NaCl溶液中并稀释①NaCl浓度为2mol/L时，DNA溶解，而部分蛋白质发生盐析而生成沉淀，通过过滤可除去部分蛋白质及不溶于NaCl溶液的杂质②当NaCl溶液稀释至0.14mol/L时，DNA析出，过滤可除去溶于NaCl中的部分蛋白质和其他杂质加入嫩肉粉嫩肉粉中含木瓜蛋白酶，水解蛋白质加入冷却酒精(95%)DNA析出，除去溶于酒精的蛋白质加入二苯胺，并沸水浴鉴定DNA(1)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)实验过程中两次用到蒸馏水，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。2．(2010年青岛模拟)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0.14mol/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。【答案】B3．向溶有DNA的2mol/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【解析】DNA在NaCl溶液中的溶解情况如右图所示：在向溶有DNA的2mol/L的NaCl溶液中不断加入蒸馏水时，DNA的溶解度先减少后增大，而蛋白质在高浓度盐溶液中会沉淀，随盐浓度的降低，蛋白质的溶解度升高。【答案】C三、血红蛋白的提取和分离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.实验操作程序(1)样品处理①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；②血红蛋白的释放：使红细胞涨破，血红蛋白释放出来；③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。(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。相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，而相对分子质量较大的蛋白质只能在凝胶外部移动，移动速度快，因此蛋白质分子彼此分离。4．(2009年南京质检)下列有关蛋白质提取和分离的说法，错误的是()A．透析法分离蛋白质的原理是利用蛋白质不能通过半透膜的特性B．采用透析法使蛋白质与其他小分子化合物分离开来C．离心沉降法通过控制离心速率使分子大小、密度不同的蛋白质分离D．蛋白质在电场中可以向与其自身所带电荷相同的电极方向移动【解析】带电离子或分子在电场中向着与其所带电荷相反的电极移动。【答案】D四、五种物质的提取方法、原理及步骤提取物质提取方法提取原理步骤DNA盐析法①在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同②不溶于酒精，但某些蛋白质则溶于酒精①溶解在2mol/L的NaCl溶液中②加水稀释至0.14mol/LNaCl溶液使DNA析出过滤③加入冷却酒精析出提取物质提取方法提取原理步骤血红蛋白凝胶色谱法、电泳法①根据相对分子质量的大小②各种分子带电性质差异①样品处理②粗提取③纯化④纯度鉴定玫瑰精油水蒸气蒸馏法利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来①水蒸气蒸馏②分离油层③除水过滤橘皮精油压榨法通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油①石灰水浸泡、漂洗②压榨、过滤、静置③再次过滤提取物质提取方法提取原理步骤胡萝卜素萃取法使提取物溶解在有机溶剂中，蒸发后得到提取物①粉碎、干燥②萃取、过滤③浓缩水中蒸馏、水上蒸馏、水汽蒸馏的区别：(1)这三种方法的基本原理相同，但原料放置位置不同。(2)水中蒸馏：原料放在蒸馏容器的水中，水要完全浸没原料。(3)水上蒸馏：容器中水的上方有筛板，原料放在筛板上，水量以沸腾时不浸湿原料为宜。(4)水汽蒸馏：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。各自特点：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。5．玫瑰精油称为“液体黄金”，其提取方法()A．只能用水蒸气蒸馏法B．可用蒸馏法和压榨法C．可用蒸馏法和萃取法D．可用压榨法和萃取法【解析】用玫瑰花提取精油，根据玫瑰花的干湿情况可采用不同的提取方法，鲜玫瑰花可采用水蒸气蒸馏法，干玫瑰花可使用有机溶剂萃取法，一般不采用压榨法。【答案】C6．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。【答案】B(2009年高考江苏卷)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以去除溶液中的DNAD．蛋白质和DNA都可以用电泳的方法进行分离纯化【解析】提取DNA需用蒸馏水涨破细胞，提取蛋白质可以直接用豆浆或研磨的大豆；透析法不能除去DNA；DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，在0.14mol/L的NaCl溶液中DNA的溶液度最低，DNA可以析出，通过过滤可以除去蛋白质；用电泳的方法可将蛋白质、DNA进行分离纯化。【答案】BD(2008年宁夏理综卷)根据从胡萝卜中提取胡萝卜素的相关知识及胡萝卜素的性质，回答下列问题：(1)胡萝卜素是________色的结晶。从胡萝卜中提取胡萝卜素，常用________作为溶剂，原因是________________________________________________________________________。(2)从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是________法。用这种方法提取胡萝卜素的主要步骤是：粉碎、干燥、________、________、________。(3)在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中，应严格将________和________控制在一定范围内，原因是________________________________________________________________________。(4)提取的胡萝卜素可通过________法进行鉴定，在鉴定过程中需要用________对照。(5)一般情况下，提取胡萝卜素时，提取效率与原料颗粒的含水量成________比。【解析】胡萝卜素为橘(橙)黄色结晶，易溶于亲脂性有机溶剂，萃取后可用层析法进行鉴定，提取时，原料的含水量越低，提取效率越高。萃取效率与原料的含水量应呈反比，故宜将原料进行干燥处理。【答案】(1)橘(橙)黄亲脂性有机溶剂(或有机溶剂)胡萝卜素是脂类物质(2)萃取萃取过滤浓缩(3)温度时间温度过高和时间过长会导致胡萝卜素分解(4)纸层析标准样品(5)反胡萝卜素可溶于乙醇和丙酮，但它们是水溶性有机溶剂，因萃取中能与水混溶而影响萃取效果，所以不用它们作萃取剂。胡萝卜素也可溶于石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳，它们不能与水混溶，而在以上五种有机溶剂中，石油醚的沸点最高，在加热萃取时不易挥发，所以石油醚最适宜用作萃取剂。1．(2008年江苏生物)下列叙述中错误的是()A．改变NaCl溶液的浓度只能使DNA溶解而不能使其析出B．在沸水浴中，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色C．用电泳法可分离带电性质、分子大小和形状不同的蛋白质D．用透析法可去除蛋白质样品中的小分子物质【解析】DNA在NaCl溶液中的溶解度是随着NaCl浓度的变化而变化。在0.14mol/LNaCl溶液中DNA的溶解度最小，低于或高于0.14mol/L，DNA的溶解度都会增大。在DNA粗提取实验中就是先把该物质溶解在2mol/LNaCl溶液中，然后逐渐加水，稀释至0.4mol/L时，使DNA析出。【答案】A2．(2008年山东理综)科学家发现家蝇体内存在一种抗菌活性蛋白。这种蛋白质具有极强的抗菌能力，受到研究者重视。(1)分离该抗菌蛋白可用电泳法，其原理是根据蛋白质分子的________、大小及形状不同，在电场中的________不同而实现分离。(2)可用金黄色葡萄球菌来检验该蛋白的体外抗菌特性。抗菌实验所用培养基中的牛肉膏和蛋白胨主要为细菌生长提供________和________。(3)分别在加入和未加入该抗菌蛋白的培养基中接种等量菌液。培养一定时间后，比较两种培养基中菌落的________，确定该蛋白质的抗菌效果。(4)细菌培养常用的接种方法有__________和____________。实验结束后，对使用