高中生物选修1《专题5-DNA和蛋白质技术》复习课件

专题5DNA和蛋白质技术一、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(变性)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。学.科.网zxxk.•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。【例】关于DNA的复制，下列叙述正确的是()A.DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的5′端延伸DNA链B.DNA复制不需要引物C.引物与DNA母链通过碱基互补配对进行结合D.DNA的合成方向总是从子链的3′端向5′端延伸【答案】C1．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•【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；学.科.网zxxk.•(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。【例】下表是关于“DNA粗提取与鉴定”实验中所使用的材料、操作及其作用的表述。正确的是()学.科.网zxxk.试剂操作作用A柠檬酸钠溶液与鸡血混合防止血液凝固B蒸馏水与鸡血细胞混合保持细胞形状C蒸馏水加入到溶解有DNA的NaCl中加速DNA的溶解D冷却的酒精加入到过滤后DNA的NaCl中产生特定的颜色反应【答案】A1.实验中共3次过滤。过滤时使用的纱布层数与取其滤液或黏稠物有关。第1、3次要收集其滤液，使用的纱布为1～2层，第2次要收集其滤出的黏稠物，使用的纱布为多层。2.实验中有6次搅拌，除最后一次搅拌外，前5次搅拌均要朝向一个方向，并且在析出DNA、DNA再溶解和提取中，各步搅拌均要轻缓，玻璃棒不要直插烧杯底部，以防止DNA分子断裂。3.实验中有两次使用蒸馏水。第一次加蒸馏水是为了使血细胞吸水膨胀破裂；第二次加蒸馏水是为了稀释NaCl溶液使DNA析出。4.用高盐浓度的溶液溶解DNA，能除去在高盐中不能溶解的杂质；用低盐浓度的溶解使DNA析出，能除去不能溶解在低盐溶液中的杂质。因此，通过反复溶解与析出DNA，就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。5.最后析出DNA必须使用冷酒精(至少在5℃以下存放24小时)，并且将1份含DNA的NaCl溶液加入到2份的冷酒精中。如果悬浮在溶液中的DNA丝状物较少，可将混合液放入到冰箱中再冷却几分钟。1.(改编)在DNA分子的粗提取实验中，两次向烧杯中加入蒸馏水的作用是()A.稀释血液、冲洗样品B.使血细胞破裂、降低NaCl浓度使DNA析出C.使血细胞破裂、增大DNA溶解量D.使血细胞破裂、提取含杂质较少的DNA【答案】B•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•【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•【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•【答案】D•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•【答案】C•(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(双选)()•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•【答案】BD•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•【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________。电荷(带电情况)迁移速度碳源氮源•(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，对使用过的培养基应进行________处理。•灭菌数量平板划线法稀释涂布平板法