【全程复习方略】（江苏专用）2013版高中生物 专题4 生物技术在其他方面的应用配套课件 新人教版选修1

专题4生物技术在其他方面的应用 一 DNA的粗提取与鉴定1 提取原理DNA与杂质的 不同 DNA与杂质对酶 高温 洗涤剂的 不同 溶解度 耐 受性 2 提取DNA的具体步骤 1 实验材料的选取 本实验用 细胞做实验材料 2 破碎细胞 释放DNA 利用血细胞 的原理 注意玻璃棒的 向搅拌 过滤取滤液 3 溶解细胞核内的DNA 在高浓度的NaCl溶液中 核蛋白容易集聚 游离出的DNA溶解 4 DNA的析出 加蒸馏水降低NaCl溶液浓度 使DNA 5 DNA的初步纯化 将DNA丝状物再溶解 过滤 向滤液中加入体积分数为95 的 溶液进行提纯 3 DNA的鉴定DNA在 的条件下 与 呈 色 鸡血 吸水涨破 单 析出 冷酒精 沸水浴 二苯胺 蓝 二 血红蛋白的提取和分离实验1 常用的分离方法 法 凝胶电泳法等2 基本原理 1 凝胶色谱法的原理 相对分子质量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙 路程 流动 相对分子质量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部 路程 流动 2 凝胶电泳法的原理 不同蛋白质的带电性质 形状和 不同 在电场中受到的作用力大小 阻力不同 导致不同蛋白质在电场中的运动 和运动 不同 凝胶色谱 短 快 长 慢 电量 大小 方向 速度 方向 3 血红蛋白的提取和分离程序 1 样品处理 红细胞的洗涤 的释放 分离血红蛋白溶液 2 粗分离 除去样品中相对分子质量较 的杂质 3 纯化 一般采用 法对血红蛋白进行分离和纯化 4 纯度鉴定 一般用 法来测定蛋白质的相对分子质量 即对血红蛋白进行纯度鉴定 血红蛋白 透析 小 凝胶色谱 SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳 点拨 提纯出的DNA的鉴定还可用甲基绿染色的方法进行 甲基绿可将DNA染成绿色 DNA聚合酶不能从头合成DNA子链 只能从引物的3 端开始延伸 从子链的5 端开始合成 引物的3 端与子链的5 端交汇于一点 属于对模板和产物的描述 两种说法都正确 SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳实质上测定的是组成蛋白质的多肽链的相对分子质量 电泳后形成的两条或多条带并不一定是杂质 如血红蛋白由两条 链和两条 链组成 本身就会形成两条带 DNA和蛋白质技术1 DNA与蛋白质在不同NaCl溶液中溶解度不同 2 分离DNA和分离蛋白质的比较 3 血红蛋白的提取和分离方法 1 凝胶色谱法 含义 根据相对分子质量的大小分离蛋白质的方法 原理 a 相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道 路程较长 移动速度较慢 b 相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道 只能在凝胶外部移动 路程较短 移动速度较快 2 电泳法 含义 带电粒子在电场作用下发生迁移的过程 原理 利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异和分子本身大小 形状不同 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 3 缓冲溶液 组成 1 2种缓冲剂溶解于水中配制而成 作用 在一定范围内抵制外界的酸和碱对溶液pH的影响 维持pH基本不变 确保实验室条件下能准确模拟生物体内的代谢过程 高考警示钟 比较琼脂糖凝胶电泳和SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳 1 从载体上看 利用琼脂糖凝胶作为载体的是琼脂糖凝胶电泳 利用SDS 聚丙烯酰胺凝胶作为载体的是SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳 2 从依据上看 利用了分子带电性质差异和分子大小的是琼脂糖凝胶电泳 仅利用了分子大小的是SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳 3 从优点上看 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消除了净电荷对迁移率的影响 使电泳迁移率完全取决于分子的大小 典例训练 2010 江苏高考 某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动 具体步骤如下 材料处理 称取新鲜的花菜 辣椒和蒜黄各2份 每份10g 剪碎后分成两组 一组置于20 另一组置于 20 条件下保存24h DNA粗提取 第一步 将上述材料分别放入研钵中 各加入15mL研磨液 充分研磨 用两层纱布过滤 取滤液备用 第二步 先向6只小烧杯中分别注入10mL滤液 再加入20mL体积分数为95 的冷酒精溶液 然后用玻璃棒缓缓地沿一个方向搅拌 使絮状物缠绕在玻璃棒上 第三步 取6支试管 分别加入等量的2mol LNaCl溶液溶解上述絮状物 DNA检测 在上述试管中各加入4mL二苯胺试剂 混合均匀后 置于沸水中加热5min 待试管冷却后比较溶液颜色的深浅 结果如下表 注 越多表示蓝色越深 分析上述实验过程 回答下列问题 1 该探究性实验课题名称是 2 第二步中 缓缓地 搅拌是为了减少 3 根据实验结果 得出结论并分析 结论1 与20 相比 相同实验材料在 20 条件下保存 DNA的提取量较多 结论2 针对结论1 请给出合理的解释 4 氯仿密度大于水 能使蛋白质变性沉淀 与水和DNA均不相溶 且对DNA影响极小 为了进一步提高DNA纯度 依据氯仿的特性 在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是 然后用体积分数为95 的冷酒精溶液使DNA析出 解析 本题主要考查的是实验探究的能力 包括明确实验课题 处理和解释实验步骤 设计可行的实验步骤等 1 据题意 该探究实验的自变量有实验材料的种类和温度 因变量为DNA提取量 则该探究性实验课题名称是探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响 2 搅拌过程中常常会发生DNA的断裂 因而该步骤需要 缓缓地 进行 3 据表分析不同自变量条件下的因变量情况 则可得结论2 等质量的不同实验材料 在相同的保存温度下 从蒜黄中提取的DNA量最多 低温能使DNA酶的活性受到抑制 从而降低了DNA的降解速率 使DNA提取量增多 4 根据氯仿的理化性质 可采用氯仿与提取液混合 然后吸取上清液 答案 1 探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响 2 DNA断裂 3 等质量的不同实验材料 在相同的保存温度下 从蒜黄中提取的DNA量最多 低温抑制了相关酶的活性 DNA降解速度慢 4 将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合 静置一段时间 吸取上清液 变式训练 2011 江苏高考 在利用鸡血进行 DNA的粗提取与鉴定 的实验中 相关叙述正确的是 A 用蒸馏水将NaCl溶液浓度调至0 14mol 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2mol LNaCl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 解析 选B A项 用蒸馏水将NaCl溶液浓度调至0 14mol L 使DNA析出 B项 NaCl溶液浓度为2mol L 过滤除去不溶的杂质 木瓜蛋白酶能够分解蛋白质 C项 在沸水浴的条件下 DNA遇二苯胺会被染成蓝色 D项 如果实验材料是植物细胞 需要先用洗涤剂溶解细胞膜 1 下列关于DNA的粗提取实验和血红蛋白的提取实验 叙述正确的是 A 前者选择鸡血细胞作为材料较好 后者选择哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料较好B 样品预处理时 前者静置1天处理除去上清液 后者需要加入清水 反复低速短时间离心洗涤 至上清液无黄色C 在DNA粗提取实验中 往2mol L氯化钠溶液中加入蒸馏水析出DNA时 应该缓慢加入 直到出现黏稠物为止D 洗涤红细胞的目的是去除血浆中的葡萄糖 无机盐等 解析 选A 本题考查了实验材料的选取与实验操作过程 鸡血细胞有细胞核 适于提取DNA 哺乳动物成熟红细胞无细胞核和众多细胞器 适于提取血红蛋白 提取血红蛋白的实验中 洗涤红细胞时 不能加清水 应该加入生理盐水 否则细胞提早释放出血红蛋白与杂质混合 加大提取难度 DNA初次析出时 加清水至黏稠物不再增加为止 洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白 以利于血红蛋白的分离和纯化 2 2012 镇江模拟 已知某样品中存在甲 乙 丙 丁 戊五种蛋白质分子 分子大小 电荷的性质和数量情况如图所示 下列有关蛋白质分离的叙述正确的是 A 若将样品以2000r min的速度离心10min 分子戊在沉淀中 则丙也一定在沉淀中B 若用凝胶色谱法分离样品中的蛋白质 则分子甲移动速度最快C 将样品装入透析袋中透析12h 若分子丙保留在袋内 则乙也一定保留在袋内D 若用SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子 则分子甲和分子丁形成的电泳带相距最远 解析 选A 分子丙的相对分子质量大于戊 所以 在离心时分子戊若在沉淀中 丙也一定在沉淀中 A项正确 用凝胶色谱法分离蛋白质时 甲相对分子质量最小 容易进入凝胶内部 则移动速度最慢 B项错误 分子丙的相对分子质量大于乙 若丙保留在袋内 乙可能在袋外 C项错误 SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳时蛋白质的迁移速度取决于分子的大小 因此 分子甲与丙形成的电泳带相距最远 D项错误 3 将经处理破裂后的红细胞混合液以2000r min的速度离心10min后 离心管中的溶液分为4层 从上到下的顺序依次是 A 血红蛋白 甲苯层 脂类物质层 沉淀层B 甲苯层 沉淀层 血红蛋白 脂类物质层C 脂类物质层 血红蛋白 甲苯层 沉淀层D 甲苯层 脂类物质层 血红蛋白 沉淀层 解析 选D 混合液经离心后 按密度大小排列 在离心管中从上到下的顺序依次是 第1层为无色透明的甲苯层 第2层为白色薄层固体 是脂溶性物质的沉淀层 第3层为红色透明液体 这是血红蛋白的水溶液 第4层为暗红色沉淀物 主要是红细胞破碎物沉淀 4 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 选A 在不同浓度的氯化钠溶液中DNA的溶解度不同 在0 14mol L的氯化钠溶液中溶解度最小 DNA析出 呈丝状 过滤后存在于黏稠物中 在2mol L的氯化钠溶液中溶解度最大 所以DNA呈溶解状态 过滤后存在于滤液中 5 2012 苏州模拟 关于红细胞的洗涤过程的叙述正确的是 A 低速长时间离心 如500r min 12min 以保证达到很好的分离效果B 离心后用胶头吸管吸出下层透明的红色血浆C 将下层暗红色的红细胞液体倒入烧杯 再加入五倍体积的蒸馏水D 直至上清液中没有黄色 表明红细胞已洗涤干净 解析 选D 红细胞洗涤过程中 应做低速短时间离心 以避免白细胞 淋巴细胞等一同沉淀 影响血红蛋白的提纯 离心后血浆在上层 并呈现黄色 洗涤红细胞时应用生理盐水而不用蒸馏水 否则 将导致红细胞破裂影响实验结果 因此A B C均错误 6 多选 2012 镇江模拟 下列DNA粗提取的实验操作中 经过离心或过滤后 取上清液或滤液的有 A 在新鲜鸡血中加入适量的柠檬酸钠 混合均匀后离心B 在盛有血细胞的塑料烧杯中加蒸馏水 快速搅拌后过滤C 在2mol L的氯化钠溶液中放入丝状物 轻轻搅拌后过滤D 在溶有DNA的氯化钠溶液中缓缓加入蒸馏水 轻轻搅拌后过滤 解析 选B C 柠檬酸钠能够防止血液凝固 新鲜鸡血经过离心后 上清液中血细胞较少 在血细胞中加入蒸馏水 细胞吸水而涨破 DNA在滤液中 含有DNA的丝状物溶于2mol L的氯化钠溶液中 则DNA在滤液中 当氯化钠溶液浓度为0 14mol L时 DNA溶解度最低而析出 杂质在滤液中 7 2012 广州模拟 某生物兴趣小组在 蛋白质的提取和分离 实验中 准备从猪的血液中初步提取血红蛋白 设计的 血红蛋白提取 分离流程图 如下 请回答下列有关问题 1 样品处理中红细胞的洗涤要用 反复冲洗 离心 向红细胞悬液中加入一定量的低浓度pH 7 0的缓冲液并充分搅拌 可以破碎红细胞 破碎细胞的原理是 2 血红蛋白粗分离阶段 透析的目的是 若要尽快达到理想的透析效果 可以 写出一种方法 3 电泳利用了待分离样品中各种分子的 等的差异 而产生不同迁移速度 实现各种分子的分离 4 一同学通过血红蛋白醋酸纤维薄膜电泳 观察到正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白电泳结果如图所示 由图可知携带者有 种血红蛋白 从分子遗传学的角度作出的解释是 解析 1 洗涤红细胞所用的溶液是生理盐水 根据渗透作用原理 将红细胞置于低渗溶液中 红细胞会吸水涨破 释放出血红蛋白 2 血红蛋白粗分离阶段 透析的目的是除去样品中的小分子杂质 可通过增加缓冲液的量或及时更换