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基础课时案42 生物技术在其他方面的应用,2016备考最新考纲 1血红蛋白的提取与分离。2.从生物组织中提取某些特定成分。3.实验：DNA的粗提取与鉴定。,一、DNA的粗提取与鉴定 1基本原理,2操作过程 材料的选取：选用 含量相对较高的生物组织 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 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,DNA,蒸馏水,NaCl溶液的浓度,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 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,95%的酒精,沸水中加热,易错警示！ (1)本实验不能用哺乳动物成熟红细胞作实验材料，原因是哺乳动物成熟红细胞无细胞核。 (2)实验中两次使用蒸馏水，第一次的目的是使成熟的鸡血细胞涨破释放出DNA，第二次的目的是稀释NaCl溶液，使DNA从溶液中析出。 (3)二苯胺试剂要现配现用，否则二苯胺会变成浅蓝色，影响鉴定效果。,深度思考 下图为“DNA粗提取和鉴定”实验的相关操作，请仔细观察并分析操作的目的分别是什么？,_ _ _ _ 提示 是使鸡血细胞吸水涨破释放出核物质；是析出DNA，去除溶于酒精的杂质；是使DNA溶解在2 mol/L NaCl溶液中；是稀释NaCl溶液使其浓度接近0.14 molL1，去除溶于低浓度NaCI溶液的杂质。,二、PCR技术的基本操作和应用 1PCR原理 DNA 原理，即：,热变性,2PCR反应过程 (1) ：当温度上升到 以上时，双链DNA解旋为单链。 (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。 (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。,变性,90 ,复性,55 ,引物,延伸,DNA聚合酶,三、血红蛋白的提取和分离 1方法及原理,相对分子质量的大小,带电性质,大小、形状,2.血红蛋白的提取和分离过程,深度思考 1相对分子质量不同的蛋白质在凝胶中的行进过程可表示为中的哪一种？ 提示 ，分子质量较大者先洗脱出来，分子质量较小者后洗脱出来。,2如图所示装置可用于血红蛋白提取、分离的哪种过程？其原理是什么？烧杯内a溶液是蒸馏水吗？ 提示 该装置为透析装置，由于透析袋是用硝酸纤维素制成的小分子可自由进出，而大分子保留在袋内，故可用于除去小分子杂质，烧杯中的a溶液应为20 mmolL1的磷酸缓冲液，不可使用蒸馏水。,四、植物有效成分的提取 1植物芳香油的提取 (1)提取玫瑰精油实验 方法： 。 实验流程,水蒸气蒸馏法,(2)提取橘皮精油的实验 方法：一般用 。 实验流程 石灰水浸泡漂洗 过滤 橘皮油再次 静置,压榨法,压榨,过滤,2胡萝卜素的提取 (1)胡萝卜素的性质：不溶于 ，微溶于乙醇，易溶于 等有机溶剂。 (2)实验设计 方法：萃取法， 最适宜作萃取剂。 实验流程 胡萝卜粉碎 萃取 胡萝卜素浓缩 (3)鉴定方法： 法。,水,石油醚,石油醚,干燥,过滤,纸层析,考点一 DNA和蛋白质技术 典例引领 【典例1】 (2014江苏单科，16)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2 mol/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,解析 理论上只要含DNA的生物材料都行，只是从操作难易程度上分，最好选择容易操作的，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溶液和蒸馏水中都能溶解，只不过溶解度不同，B正确；向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，鸡血细胞会破裂，DNA在蒸馏水中溶解度较大，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，D正确。 答案 C,【典例2】 (2011广东卷)以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是 ( ) A洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂 B猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少 C血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测 D在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢,解析 凝胶色谱法分离蛋白质过程中，分子量较小的蛋白质易进入凝胶内部，移动速度比较慢，故血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动快，D错误。 答案 D,【典例3】 (2014南通联考)多聚酶链式反应(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 C,1DNA的粗提取与鉴定原理、方法和目的,2.“血红蛋白的提取和分离实验”成功关键点 (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。,3细胞内DNA复制与体外DNA扩增(PCR)的比较,4.分离DNA、分离蛋白质与PCR技术的比较,跟进题组 1下图为DNA变性和复性示意图，下列相关说法不正确的是 ( ) A变性和复性均是通过控制温度来实现的 B向左的过程是DNA双链缓慢降温复性 C向右的过程为加热(5572 )变性的过程 D图中DNA双链片段共有2个游离的磷酸基、2个3端,解析 在80100 的温度范围内，DNA的双螺旋结构将解开，双链分开，这个过程称为变性。 答案 C,2下列关于DNA粗提取与鉴定实验的叙述，正确的是( ),解析 蒸馏水与鸡血混合的目的是使红细胞吸水涨破，流出其DNA；将蒸馏水加入到溶解有DNA的NaCl溶液中，其目的是降低DNA溶解度，初步析出DNA；加入冷却酒精的目的是进一步析出DNA。 答案 A,3下图是用除去DNA的滤液进行血红蛋白的提取和分离实验的装置，下列有关叙述不正确的是 ( ),A.用图甲装置对滤液进行处理，其目的是去除相对分子质量较大的杂质 B图乙装置的试管中收集到的液体中最先得到的是相对分子质量较大的蛋白质 C用图乙装置分离血红蛋白时，待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管收集流出液，每管收集5 mL，连续收集 D图丙装置中电泳法分离提纯血红蛋白的原理是血红蛋白带有一定量的电荷，在电场的作用下向一极移动 解析 用图甲装置对滤液进行处理，其目的是除去相对分子质量较小的蛋白质。 答案 A,考点二 植物有效成分的提取 典例引领 【典例】 (全国课标卷)下列是与芳香油提取相关的问题，请回答： (1)玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取，其理由是玫瑰精油具有_的性质。蒸馏时收集的蒸馏液_(选填“是”或“不是”)纯的玫瑰精油，原因是_。,(2)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和_。当原料量等其他条件一定时，提取量随蒸馏时间的变化趋势是_。 (3)如果蒸馏过程中不进行冷却，则精油提取量会_，原因是_。 (4)用萃取法提取玫瑰精油时，采用的溶剂是_，原理是_。,(5)某植物花中精油的相对含量随花的不同生长发育时期的变化趋势如图所示。提取精油时采摘花的最合适时间为_d左右。 (6)从薄荷叶中提取薄荷油时_(选填“能”或“不能”)采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是_。,解析 (1)玫瑰精油属于芳香类化合物，具有芳香类化合物的通性，即易挥发、难溶于水、化学性质稳定等性质。(2)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和温度；当原料量等其他条件一定时，提取量随蒸馏时间的变化趋势是一定时间内随蒸馏时间的延长而增加，一定时间后蒸馏量不再增加。(3)蒸馏时玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，如果不进行冷却，部分精油会随水蒸气蒸发而流失。(4)玫瑰精油易溶于有机溶剂，因此萃取时所选用的溶剂必须是有机溶剂，如酒精或石油醚、乙醚、戊烷等。(5)根据图示可以确定提取精油时采摘花的最合适时间为a d左右，此时精油含量最高。(6)薄荷油与玫瑰精油化学性质相似，同样可以采用水蒸气蒸馏法提取。,答案 (1)易挥发、难溶于水、化学性质稳定 不是 蒸馏时玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，得到的是油水混合物 (2)温度 一定时间内随蒸馏时间的延长而增加，一定时间后蒸馏量不再增加 (3)下降 部分精油会随水蒸气蒸发而流失 (4)酒精(或石油醚、乙醚、戊烷等) 玫瑰精油易溶于有机溶剂 (5)a (6)能 薄荷油与玫瑰精油化学性质相似,植物芳香油提取方法的比较,易错警示！ (1)水蒸气蒸馏法要适当延长蒸馏时间，温度不能太高。 (2)压榨法必须在常温条件下进行，否则会影响产物的产量和质量；压榨时原料必须要浸透，这样压榨时不会滑脱，出油率高，不堵塞筛眼；使用石灰水充分浸泡原料的目的是破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。,跟进题组 (2014吉林二模，39)研究发现柚皮精油和乳酸菌素(蛋白质)均有抑菌作用，两者的提取及应用如图所示。,(1)为了提高出油率，也因为柚皮易焦糊，宜采用_法提取柚皮精油，该过程得到的糊状液体可通过_除去其中的固体杂质。 (2)为了分离出优良的乳酸菌A，需要制备_培养基；若需长期保存菌种，可采取的方法是_。 (3)抑菌实验时，在长满致病菌的平板上，会出现以抑菌物质为中心的透明圈。可通过测定透明圈的_来比较柚皮精油和乳酸菌素的抑菌效果。,解析 (1)为了提高出油率，也因为柚皮易焦糊，所以一般采用压榨法提取柚皮精油，过滤压榨获得的糊状液体，即可得到柚皮精油。(2)一般选用选择培养基分离获得优良的乳酸菌，乳酸菌厌氧，宜采用甘油管藏法长期储存菌种。(3)抑菌实验时，在长满致病菌的平板上，会出现以抑菌物质为中心的透明圈，通过测定透明圈的直径大小来比较柚皮精油和乳酸菌素的抑菌效果。 答案 (1)压榨 过滤 (2)选择 甘油管藏 (3)直径(或半径、大小、面积等合理答案),
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