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高考总复习生物,选修1 生物技术实践 学案41 生物技术在其他方面的应用,一、DNA的粗提取与鉴定,基础回顾,1RNA与DNA的区别。,2操作过程。 (1)材料的选取：选用DNA含量_的生物组织。 (2)破碎细胞(以鸡血为例)：鸡血细胞，加_，用玻璃棒搅拌，用纱布过滤，收集滤液。,0.14 mol/L NaCl,酒精,二苯胺溶液,蓝色,相对较高,蒸馏水,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,基础回顾,(3)去除杂质：利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度的不同，通过控制_去除杂质。 (4)DNA析出：将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等的、冷却的体积分数为_溶液。 (5)DNA的鉴定：在溶有DNA的溶液中加入二苯胺试剂，_5 min，溶液变成蓝色。,NaCl溶液的浓度,95%的酒精,沸水中加热,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,二、PCR技术的基本操作和应用,基础回顾,2PCR反应过程。 (1)_：当温度上升到_以上时，双链DNA解聚为单链。 (2)_：温度下降到_左右时，两种_通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。,热变性,冷却,变性,90 ,复性,55 ,引物,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,(3)_：温度上升到72 左右时，溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、C、G)在_的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。,基础回顾,延伸,TaqDNA聚合酶,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,三、血红蛋白的提取和分离,基础回顾,1常用的分离方法：_法、凝胶电泳法等。 2基本原理。 (1)凝胶色谱法：是根据_分离蛋白质的有效方法。 (2)电泳：利用待分离样品中各种分子_的差异以及分子本身的大小、_的不同，使带电分子产生不同的迁移速度。,凝胶色谱,相对分子质量的大小,带电性质,形状,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,3血红蛋白的分离过程。 样品处理：红细胞的洗涤_的释放分离血红蛋白溶液透析 粗分离：用_法除去血红蛋白溶液中相对分子质量_的杂质 纯化：用_法分离相对分子质量不同的蛋白质 纯度鉴定：一般用_方法来测定蛋白质的纯度,基础回顾,血红蛋白,透析,较小,凝胶色谱,SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,四、植物有效成分的提取,基础回顾,1提取玫瑰精油实验。 (1)方法：_法。 (2)实验流程。 鲜玫瑰花加清水_油水混合物 分离油层 除水过滤玫瑰油 2提取橘皮精油的实验。 (1)方法：一般采用_法。 (2)实验流程：石灰水浸泡漂洗_过滤_再次过滤橘皮油。,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,水蒸汽蒸馏,水蒸汽蒸馏,NaCl,无水Na2SO4,压榨,压榨,静置,3胡萝卜的提取。 (1)胡萝卜素性质：_水，微溶于乙醇，_石油醚等有机溶剂。 (2)提取方法及流程。 方法：_法，_最适宜作萃取剂。 实验流程：胡萝卜粉碎_萃取_浓缩胡萝卜素。 (3)鉴定方法：_法。,基础回顾,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,不溶于,易溶于,萃取,石油醚,干燥,过滤,纸层析,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,考点1 DNA的粗提取与鉴定,要点探究,1DNA与蛋白质在NaCl溶液中溶解度比较。,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,2.DNA粗提取与鉴定中不同试剂的用途及原理比较。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,3.DNA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。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,4DNA的析出与鉴定。 (1)析出：将处理后的溶液过滤，加入与滤液等体积的冷却酒精溶液(体积分数为95%)静置23 min，溶液中会出现白色丝状物(此即粗提取的DNA)，且玻璃棒沿一个方向搅拌卷起丝状物。 (2)鉴定：,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,归纳提炼 不能正确区分动植物细胞获取含DNA滤液的原理和方法 1动植物细胞获取含DNA滤液的原理和方法。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,2.实验中2次加蒸馏水、3次加氯化钠溶液、3次过滤和6次搅拌的作用。 (1)2次加蒸馏水：第一次是在第一步，加水是为了使血细胞吸水膨胀破裂，加水后必须充分搅拌，使血细胞充分破裂；第二次加蒸馏水是在第三步，是为了稀释氯化钠溶液。 (2)3次加氯化钠溶液：第一次加氯化钠后，必须充分晃动烧杯，使二者混合均匀，加速染色质中DNA与蛋白质分离，使DNA充分游离并溶解在氯化钠溶液中。第二次加氯化钠溶液是为了DNA的再溶解，这时溶液中的蛋白质含量已很少。第三次加氯化钠溶液是为了再次溶解DNA。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,(3)三次过滤。 第一次过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液，是为了得到含DNA的滤液； 第二次过滤含有黏稠物的NaCl溶液，是为了得到从低浓度的NaCl溶液中析出的附着在纱布上的含DNA的黏稠物； 第三次过滤溶解有DNA的NaCl溶液，目的是为了得到溶解有DNA的滤液。 (4)6次搅拌：除最后一次搅拌外，前5次搅拌均要朝一个方向。并且，在析出DNA、DNA再溶解和提取中，各步搅拌都要轻缓，玻璃棒不要直插烧杯底部，防止DNA分子断裂。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,高考命题角度 （1）原料、试剂角度：考查提取DNA的原料、试剂和方法。 （2）操作流程：考查DNA提取的操作过程及注意事项。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,【例】 在利用鸡血进行“DNA的粗提取与鉴定”的实验中，相关叙述中正确的是( ) 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,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,解析：用蒸馏水将NaCl溶液浓度调至0.14 mol/L时，滤取析出物；将丝状物溶解在2 mol/L的NaCl中，加入二苯胺试剂，需沸水浴加热几分钟，才呈蓝色；用菜花替代鸡血为实验材料，需要对材料的细胞壁进行处理。调节NaCl溶液浓度改变不同物质在其中的溶解度，加入木瓜蛋白酶分解蛋白质都可以去除部分杂质，B正确。 答案：B,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,名师点睛 利用耐受性的差异去除蛋白质的方法,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,考点2 PCR技术的基本操作和应用,要点探究,1细胞内DNA复制与PCR技术的比较。,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,2.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：,要点探究,(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：,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,(3)延伸：温度上升到72 左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在Taq 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：,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,特别提醒 (1)DNA分子复制的人工控制。 解开螺旋：在80100 时，DNA双螺旋打开，形成两条DNA单链，称为变性。 恢复螺旋：在50 左右时，两条DNA单链重新形成双螺旋结构，称为复性。 复制条件：缓冲液、DNA模板、四种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶和两种引物。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,反应场所：PCR仪。 (2)PCR技术中的引物： 含义：引物是一小段单链DNA或RNA分子。 作用：为DNA聚合酶提供合成的3端起点。 种类：扩增一个DNA分子需要2种引物。 数目：引物数目等于新合成的DNA子链数目。 与DNA母链的关系：两种引物分别与DNA母链的3端通过碱基互补配对结合。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,【例】多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历三十多次下述循环：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,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,解析：PCR一般要经历三十多次循环，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，并且由引物延伸而成的DNA单链会与引物结合，进行DNA的延伸。DNA变性(9095 )：双链DNA模板在热作用下，氢键断裂，形成单链DNA。复性(5565 )：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，以四种脱氧核苷酸为原料，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,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,名师点睛 高中生物涉及“DNA”的相关知识归纳 (1)DNA是脱氧核糖核酸的简称，其基本单位为脱氧核糖核苷酸，彻底水解后会得到磷酸、四种碱基和脱氧核糖，元素组成为有且仅有C、H、O、N、P。 (2)DNA一般为由两条反向平行的链组成的双螺旋结构，存在于所有有细胞结构的生物和DNA病毒体内。 (3)DNA与蛋白质结合形成染色质，可以被龙胆紫或醋酸洋红染成深色。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,(4)在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中使用甲基绿可以将DNA染成绿色。 (5)在肺炎双球菌体外转化实验中，艾弗里设计实验证明经DNA酶处理后的DNA不具有促进R型菌转化为S型菌的能力。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,考点3 血红蛋白的提取与分离,要点探究,1常用的蛋白质分离方法。 (1)凝胶色谱法。,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,(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，带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。 由于待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、形状的不同，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。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,2分离DNA、PCR技术、分离蛋白质的比较。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,3.(1)从所用载体上看。 琼脂糖凝胶电泳用的载体是琼脂糖凝胶。 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳用的载体是SDS聚丙烯酰胺凝胶。 (2)从分离原理上看。 琼脂糖凝胶电泳利用了蛋白质分子带电性质和分子大小等多方面的差异。 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳仅利用了组成蛋白质的多肽链的相对分子质量的大小的差异。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,(3)从方法优点上看。 琼脂糖凝胶电泳操作简单，电泳速度快，样品不需处理，电泳图谱清晰，分辨率高，重复性好。 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳中SDS消除了净电荷对迁移率的影响，使电泳迁移速率完全取决于组成蛋白质的多肽链的相对分子质量的大小。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,特别提醒 “血红蛋白的提取和分离实验”中的注意事项。 (1)红细胞的洗涤：洗涤次数不能过少，否则无法除去血浆蛋白；要低速、短时离心，否则会使白细胞等一同沉淀，达不到分离的效果。 (2)凝胶的预处理：用沸水浴法不但节约时间，而且除去凝胶中可能带有的微生物，排除胶粒内的空气。 (3)色谱柱的装填：装填时尽量紧密，减小颗粒间隙；无气泡；洗脱液不能断流。 (4)色谱柱成功的标志：红色区带均匀一致地移动。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,【例】 细胞中含有大量的血红蛋白，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验来提取和分离血红蛋白。下列对血红蛋白提取和分离的叙述，错误的是( ) A血红蛋白提取和分离一般按照样品处理粗分离纯化纯度鉴定的顺序进行 B纯化过程中要用生理盐水充分溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液 C粗分离中透析的目的是去除相对分子质量较小的杂质 D可经SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,解析：蛋白质的提取和分离一般分为四步：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。提取和分离血红蛋白时，首先通过洗涤红细胞、血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液，即样品处理；再通过透析法除去相对分子质量较小的杂质，即样品的粗分离；然后通过凝胶色谱法将相对分子质量较大的杂蛋白除去，即样品纯化，纯化过程中凝胶应用蒸馏水充分溶胀后，配制成凝胶悬浮液，而不是用生理盐水；最后经SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。 答案：B,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,考点4 植物有效成分的提取,要点探究,1植物芳香油提取方法的比较。,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,【例】用蒸馏法提取玫瑰油的有关叙述中，错误的是( ) A蒸馏温度高，水和玫瑰油挥发得就容易，所以在高温下蒸馏效果好一些 B为了充分蒸馏玫瑰油，应该在较低温度下延长蒸馏时间 C在乳浊液分离的时候，为了有利于水和油层分开，向乳浊液中加入氯化钠，增加盐的浓度 D水和油层分开后，应在初提取的玫瑰油中加入适量的无水硫酸钠吸去残留的水，放置过夜，经过滤除去固体硫酸钠后，就可以得到玫瑰油,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,解析：蒸馏温度太高、时间太短，玫瑰精油的品质就比较差，如果要提高品质，就需要在较低温度下延长蒸馏时间。向乳浊液中加入氯化钠，增加盐的浓度，有利于水和油分层，通过分液漏斗排去水，得到初提取的玫瑰精油，再加入适量的无水硫酸钠吸去残留的水分，放置过夜，过滤除去固体硫酸钠后，就可以得到玫瑰精油。 答案：A,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,2.胡萝卜素提取实验的操作分析。 (1)层析时没有选择干净的滤纸，导致实验现象不明显。为了防止操作时对滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以戴手套进行操作。 (2)点样时点样圆点太大(直径大于2 mm)，导致最终在滤纸上形成一条线，无法辨认被提取的色素。点样圆点的直径应为2 mm。 (3)将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时不能将滤纸两边相互接触，以避免由于毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响结果。 (4)层析液没及样品原点，色素溶解于层析液中，造成实验失败。层析液不可没及样品原点，以免色素溶解于层析液中，使鉴定失败。 (5)没有设置标准样品作对照。层析液中是否提取到胡萝卜素，可通过与标准样品中的胡萝卜素作对比予以确认。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,【例】下图为胡萝卜素粗品的鉴定实验装置意图，请据图回答下列问题： （1）胡萝卜素粗品鉴定的方法名称是_。 （2）的作用是_ ， _如果层析液没及会导致_。 （3）A、B、C、D四点中，属于提取样品的样点是_ 。 （4）该层析的目的是_。 （5）在胡萝卜素的萃取过程中，一般采用水浴加热，而避免明火加热，这是因为_ 。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,解析：答案：,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,提能演练,1(2014江苏卷)下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验叙述，错误的是( ) A酵母和菜花均可作为提取DNA的材料 BDNA既溶于2mol/L NaCl溶液也溶于蒸馏水 C向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，可见玻棒上有白色絮状物 DDNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热，冷却后变蓝,C,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,高分秘笈,解析：原则上含DNA的生物材料都行，只是DNA含量高的成功的可能性更大，所以酵母和菜花可作为提取DNA的材料，A正确；DNA在2 mol/L NaCl溶液和蒸馏水中，溶解度较大，B正确；向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，鸡血细胞会破裂，因DNA在蒸馏水中溶解度较大，故不会析出，C错误；DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热，冷却后变蓝，故D正确。,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,提能演练,2下图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置，请回答下列问题。 (1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有_功能。 (2)甲装置中，B是血红蛋白溶液，则A是_；乙装置中，C溶液的作用是_。 (3)甲装置用于_，目的是_。 用乙装置分离蛋白质的方法叫_，是根据_分离蛋白质的有效方法。 (4)用乙装置分离血红蛋白时，待_时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集。,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,高分秘笈,解析：A表示磷酸缓冲液，B表示血红蛋白溶液，C表示缓冲液。甲装置可对血红蛋白粗分离，血红蛋白留在透析袋中，而小分子物质进入缓冲液。乙装置中的缓冲液(C)可对色谱柱中的血红蛋白进行洗脱。 答案：(1)运输(2)磷酸缓冲液 洗脱血红蛋白 (3)透析(粗分离) 去除样品中相对分子质量较小的杂质 凝胶色谱法 相对分子质量的大小 (4)红色的蛋白质接近色谱柱底端,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,提能演练,3(双选)下列有关实验的叙述正确的是( ) A最先从凝胶色谱柱中分离出来的是相对分子质量大的蛋白质分子 B向初步纯化的DNA中加入二苯胺溶液，可直接观察到溶液呈蓝色 C加酶洗衣粉中常用的酶制剂包括碱性脂肪酶、酸性蛋白酶等 D装填凝胶色谱柱时，下端的尼龙管应始终打开,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,高分秘笈,解析：采用凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量小的蛋白质分子容易进入凝胶内部，路程长，移动慢，而相对分子质量大的蛋白质分子不进入凝胶内部，路程短，移动快，所以最先从凝胶色谱柱中分离出来的是相对分子质量大的蛋白质分子；用二苯胺鉴定DNA需要水浴加热；加酶洗衣粉中常用的酶制剂是碱性脂肪酶、碱性蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶；装填凝胶色谱柱时，下端的尼龙管应始终打开。,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,
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