高考生物总复习课件人教版高中生物选修一《dna和蛋白质技术》专题讲解ppt课件

生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 考纲要求热点提示 1.DNA的粗提取与鉴定 2尝试蛋白质的提取和 分离 3尝试PCR技术的基本 操作和应用 1.DNA粗提取的原理、方 法、鉴定和注意事项 2血红蛋白的提取和分 离的实验原理和方法 3PCR技术与生物体内 DNA复制的区别 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 小思考：用猪的血液；因为猪的红细胞无细胞核，结 构简单、血红蛋白含量丰富便于提取血红蛋白。 小讨论：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。 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 1实验实验 材料 (1)动动物：鸡鸡血细细 (2)植物：新鲜菜花、蒜黄、菠菜等。 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 2几种化学试剂及其作用 (1)2 mol/L的NaCl溶液：溶解DNA 析 出DNA。 (2)0.015 mol/L的NaCl溶液：溶解DNA，鉴定DNA时 作溶剂。 (3)0.1 g/mL的柠柠檬酸钠钠溶液：防止凝血。 (4)体积积分数为为95%的冷酒精溶液：提纯纯DNA。 (5)二苯胺试剂试剂 ：鉴鉴定DNA。 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 3方法目的 方法目的 溶于NaCl溶 液中并稀 释 NaCl浓度为2 mol/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 当NaCl溶液稀释至0.14 mol/L时，DNA析出，过 滤可除去溶于NaCl溶液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，能水解蛋白质 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 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 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。 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。 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 【例1】 下列有关“DNA的粗提取与鉴鉴定”实验实验 原理 的叙述正确的是( ) ADNA在NaCl溶液中的溶解度，随NaCl溶液浓浓度 的降低而减小 B利用DNA不溶于酒精的性质质，可除去细细胞中溶于 酒精的物质质而得到较纯较纯 的DNA CDNA是大分子有机物，不溶于水而溶于某些有机 溶剂剂 D在沸水中，DNA遇二苯胺会出现现紫色反应应 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 解析：DNA在NaCl溶液中的溶解规律如图： DNA不溶于酒精等有机溶剂，在沸水浴条件下， DNA遇苯胺显蓝色。 答案：B 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 变式1：(2008年江苏苏高考)下列叙述中错误错误 的是( ) A改变变NaCl溶液的浓浓度只能使DNA溶解而不能使 其析出 B在沸水浴中，DNA遇二苯胺试剂试剂 会呈现蓝现蓝 色 C用电电泳法可分离带电带电 性质质、分子大小和形状不同 的蛋白质质 D用透析法可除去蛋白质样质样 品中的小分子物质质 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 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0.14 mol/L NaCl溶液中DNA的溶解度最 小，低于或高于0.14 mol/L，DNA的溶解度都会增大。在 DNA粗提取实验中就是先把核物质溶解在2 mol/L NaCl溶 液中，然后逐渐加水，稀释至0.14 mol/L时，使DNA析出 。 答案：A 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 1PCR原理 PCR反应应需要在一定的缓缓冲溶液中才能进进行，需提 供：DNA模板，分别别与两条模板链链相结结合的两种引物， 四种脱氧核苷酸，耐热热的DNA聚合酶，同时时通过过控制温 度使DNA复制在体外反复进进行。 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 2PCR的反应过程 (1)变变性：当温度上升到90以上时时，双链链DNA解旋 为单链为单链 ，如下图图： 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 (2)复性：温度下降到50左右，两种引物通过过碱基互 补补配对对与两条单链单链 DNA结结合，如下图图： 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 (3)延伸：温度上升到72左右，溶液中的四种脱氧核 苷酸在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补补配对对原则则合 成新的DNA链链，如下图图： 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 3结果 (1)PCR一般要经历经历 三十多次循环环，每次循环环可以分 为变为变 性、复性、延伸三步。 (2)两个引物之间间的固定长长度的DNA序列呈指数扩扩增 。 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 细胞内DNA复制与PCR技术的比较 细胞内DNA 复制 PCR 不同 点 解旋在解旋酶的 作用下边 解旋边复 制 80 100高 温解旋， 双链完全 分开 酶DNA解旋酶 、DNA聚 合酶 TaqDNA聚 合酶 引物RNA一般为DNA 温度体内温和条 件 高温 相同 点 需提供DNA复制的模板 四种脱氧核苷酸作原料 子链延伸的方向都是从5端到 3端 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 【例2】 下列操作过过程的叙述中错误错误 的是( ) APCR实验实验 中使用的微量离心管、枪头枪头 、缓缓冲液以 及蒸馏馏水等在使用前必须进须进 行高压压蒸气灭灭菌 BPCR所用的缓缓冲液和酶应应分装成小份，并在 20储储存 CPCR所用的缓缓冲液和酶从冰箱拿出之后，迅速融 化 D在微量离心管中添加反应应成分时时，每吸取一种试试 剂剂后，移液器上的枪头枪头 都必须须更换换 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 解析：PCR所用缓冲液和酶从冰箱中取出后应放于冰 块上缓慢融化，故C错。 答案：C 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 变式2：一个由32P标记标记 的DNA分子，放在未标记标记 的环环境中培养，复制5次后标记标记 的DNA分子占DNA分子总总 数的( ) A1/10 B1/16 C1/25 D1/32 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 解析：一个DNA分子n次复制后产生的DNA数目为2n ，而DNA复制是半保留复制，其特点是：新形成的DNA双 链一条是来自亲代的DNA分子的母链，另一条是新形成的 子链。这样最初由32P标记的DNA分子复制后，其标记的 两条链就分别进入两个子代DNA分子中，即两个子代DNA 分子被标记了。然而由于是在未标记的环境中培养，不论 多少次复制，只有最初标记过的两条链存在的两个DNA分 子中含32P，这样经n次复制，标记的DNA分子占2/2n，即 1/2n1，所以本题应选B。 答案：B 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 1蛋白质质分离的依据 蛋白质质各种特性的差异，如分子的形状和大小、所带带 电电荷的性质质和多少、溶解度、吸附性质质和对对其他分子的 亲亲和力等，可以用来提取和分离不同种类类的蛋白质质。 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 2方法及原理 (1)凝胶色谱谱法原理 蛋白质 比较 相对分子质 量大 相对分子质量小 凝胶内部不能进入能进入 运动方式垂直向下 垂直向下和无规 则扩散运动 经过路程较短较长 洗脱次序先流出后流出 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 (2)电电泳法原理 一些生物大分子，如多肽肽、核酸等都具有可解离的 基团团，在一定的pH下，这这些基团团会带带上正电电或负电负电 。在 电场电场 的作用下，这这些带电带电 分子会向着与其所带电带电 荷相反 的电电极移动动。因待分离样样品中各种分子带电带电 性质质的差异 以及分子本身的大小、形状不同，使带电带电 分子产产生不同的 迁移速度，从而实现样实现样 品中各种分子的分离。 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 1红细胞洗涤过程中，洗涤三次后，若上清液仍有 黄色，可增加洗涤次数，否则无法除去血浆蛋白；离心时 转速要低，时间要短，否则白细胞等会一同沉淀，达不到 分离效果。 2血红蛋白释放过程中，蒸馏水的作用是胀破红细 胞，甲苯的作用主要是溶解细胞膜。 3为了加快干凝胶的膨胀，可将加入洗脱液的湿凝 胶用沸水浴加热，逐渐升温至接近沸腾，通常只需12 h 。这种方法不但节约时间，而且可以除去凝胶中可能带有 的微生物，排除胶粒内的空气。 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 【例3】 在血红红蛋白的整个提取过过程中，不断用磷 酸缓缓冲液处处理的目的是( ) A防止血红红蛋白被O2氧化 B血红红蛋白是一种碱性物质质，需要酸中和 C磷酸缓缓冲液会加速血红红蛋白的提取过过程 D让让血红红蛋白处处在稳稳定的pH范围围内，维维持其结结构 和功能 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 解析：利用磷酸缓冲液模拟细胞内的pH环境，保证 血红蛋白的正常结构和功能，便于分离观察(红色)和科学 研究(活性)。 答案：D 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 变式3：(2009年江苏苏高考)下列关于DNA和蛋白质质 提取与分离实验实验 的叙述，正确的有(多选选)( ) A提取细细胞中的DNA和蛋白质质都需用蒸馏馏水涨涨破 细细胞 B用不同浓浓度NaCl溶液反复溶解与析出DNA可去除 蛋白质质 C蛋白质质提取和分离过过程中进进行透析可去除溶液中 的DNA D蛋白质质和DNA都可以用电电泳的方法进进行分离纯纯化 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 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0.14 mol/L的 NaCl溶液中DNA的溶解度最低，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 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 1回答下列有关“DNA的粗提取与鉴鉴定”实验实验 的问题问题 。 (1)由于鸡鸡血较难较难 找到，某学生试图试图 用人血代替，结结 果没有成功，其原因最可能是( ) A操作方法不对对 B人血含DNA太少 CNaCI溶液浓浓度太高 D加二苯胺太少 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 (2)下图为该实验过程中的一些重要操作示意图： 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 正确的操作顺顺序是_。 上图图C、E步骤骤都加入蒸馏馏水，但其目的不同，分 别别是_和_。 上图图A步骤骤中所用酒精必须须是经过经过 _才能使 用，该该步骤骤的目的是_。 为鉴为鉴 定A中所得到的丝丝状物的主要成分为为DNA，可 滴加_试剂试剂 ，沸水浴，如果出现现_则该丝则该丝 状物的主要成分为为DNA。 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 解析：(1)由于人属于哺乳动物，成熟的红细胞中不含 细胞核、线粒体，所以几乎不含DNA，很难提取到DNA。 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 答案：(1)B (2)CBEDA 加速血细胞 的破裂 降低NaCl溶液的浓度，使DNA析出 充分预 冷 提取含杂质较少(或较纯净)的DNA 二苯胺(或甲基 绿) 蓝色(蓝绿色) 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 2(热点预测)PCR技术术有效地解决了因为样为样 品中 DNA含量太低而难难以对样对样 品进进行研究的问题问题 ，而被广泛 应应用，此过过程需要一种TaqDNA聚合酶。 请请回答有关问题问题 ： (1)体内DNA复制过过程中用解旋酶打开双链链DNA，而 PCR技术术中应应用_。 (2)TaqDNA聚合酶是从水生耐热细热细 菌Taq中分离的。 为为什么Taq细细菌能从热热泉中被筛选筛选 出来呢？ _ 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 TaqDNA聚合酶的功能是 _ _。 TaqDNA聚合酶的化学本质为质为 蛋白质质，可用 _法和_法进进行分离。 (3)从土壤中分离分解尿素的细细菌时时，应应采取的措施 是_，原因是_。 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 (4)相对对于细细菌分离，而DNA分子的分离和提取操作 要复杂杂的多。 在DNA提取中两次用到蒸馏馏水，其目的分别别是： _、_。 实验实验 中能否以哺乳动动物成熟的红细红细 胞为实验为实验 材料 ？为为什么？_。 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 (5)与体内DNA复制相比较较，PCR反应应要在_ 中才能进进行，并且要严严格控制_条件。 (6)PCR中加入的引物有_种，加入引物的作用 是_。 生物 高考总复习人教版 选修一 生物技术实践专题 解析：(1)PCR技术中用高温使DNA分子中的氢键打 开，从而解旋。(2)利用细菌特有的特性而与其他细菌区 分开来，Taq细菌具有耐高温的特性，放在高温环境下，