新高考生物通用版总复习一轮课件选修1专题45DNA和蛋白质技术植物有效成分的提取

专题4、5DNA和蛋白质技术、植物有效成分的提取[考情分析]考点一DNA的粗提取与鉴定

[考点梳理]1.实验原理二苯胺蓝色

(1)DNA与蛋白质在不同浓度NaCl溶液中的溶解度不同。

(2)DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理可将DNA与蛋白质进一步分离。

(3)DNA与________沸水浴加热，呈________。2.操作流程3.实验关键

(1)实验中有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DNA的过程中，各步骤搅拌都要轻缓，玻璃棒不要直插烧杯底部，防止DNA分子断裂。(2)2次加蒸馏水的目的。①第一次加蒸馏水是为了使血细胞吸水膨胀破裂(植物细胞是用洗涤剂溶解细胞膜)。②第二次加蒸馏水是为了稀释NaCl溶液，析出DNA。②(加蒸馏水)0.14mol·L－1NaCl溶液使DNA析出。(3)用纱布过滤3次的目的。①过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液，提取细胞核物质(滤液)。②滤取0.14mol·L－1NaCl溶液中析出的DNA(黏稠物)。③过滤溶有DNA的2mol·L－1

NaCl溶液(滤液)。(4)4次用NaCl溶液的目的。①加2mol·L－1

NaCl溶液，溶解提取的细胞核物质。③加2mol·L－1

NaCl溶液，溶解滤取的DNA黏稠物。④用2mol·L－1

NaCl溶液，溶解丝状物用于鉴定DNA。(5)DNA易吸附在玻璃容器上，所以实验中最好使用塑料烧杯、试管、容器，以减少DNA的损失。变而改变，在物质的量浓度为0.14mol·L－1的NaCl溶液中的溶

(1)提取DNA

不能用哺乳动物的成熟的红细胞作实验材料，因为哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，提取不到DNA。

(2)DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl溶液浓度的改解度最小。

(3)去除滤液中杂质的其他方案：①用嫩肉粉(蛋白酶)，它能水解蛋白质，但对DNA没有影响。②加热至60～75℃，大多数蛋白质不能忍受60～75℃的高温而变性，但DNA不变性。mol·L－1NaCl溶液中，加入二苯胺试剂即呈蓝色。(

)

[易错诊断]1.用不同浓度的NaCl溶液反复溶解与析出DNA可去除)蛋白质。(

答案：√2.提取DNA时，如果没有鸡血材料，可用猪血代替。()答案：×3.在DNA的粗提取与鉴定实验中，将丝状物溶解在2答案：×

[基础测评]1.在以鸡血为材料进行DNA粗提取的实验中，若需进一步提取杂质较少的DNA，可以依据的原理是()

A.在物质的量浓度为0.14mol/L的氯化钠溶液中DNA的溶解度最小

B.DNA遇二苯胺在沸水浴的条件下会呈蓝色

C.DNA不溶于酒精而细胞中的一些其他物质易溶于酒精

D.质量浓度为0.1g/mL的柠檬酸钠溶液具有抗凝血作用

答案：C2.在提取DNA的过程中，最好使用塑料试管和烧杯，目的是()B.减少DNA的损失D.容易清洗A.不易破碎C.增加DNA的含量答案：B考点二蛋白质的提取和分离(以血红蛋白的提取和分离为例) [考点梳理]1.样品处理低速短

(1)红细胞的洗涤：目的是去除杂蛋白，分离时采用____________离心，直至上清液不再呈现黄色，表明红细胞已洗涤干净。

(2)血红蛋白的释放：在蒸馏水和甲苯(溶解细胞膜)的作用下，红细胞破裂，释放出血红蛋白。时间2.粗分离

(1)分离血红蛋白溶液：将搅拌好的混合溶液离心后，将试管中的液体用滤纸过滤，除去脂溶性沉淀层，于分液漏斗中静置片刻后，分出下层的红色透明液体。

(2)透析：取1mL的血红蛋白溶液装入透析袋中，将透析袋放入盛有300mL物质的量浓度为20mmol/L的磷酸缓冲液中，透析12h，去除样品中相对分子质量较小的杂质。3.纯化凝胶色谱法电泳法

(1)原理：利用蛋白质各种特性的差异，如分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力等，可以分离不同种类的蛋白质。

(2)分离方法：_______________和________。 ①凝胶色谱法。

②电泳法。

a.原理：在一定pH条件下，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。

b.作用：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。

c.方法：常用的电泳方法有________________和聚丙烯酰胺凝胶电泳。琼脂糖凝胶电泳

(3)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，琼脂糖凝胶电泳利用琼脂糖凝胶作为载体，SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳利用聚丙烯酰胺凝胶作为载体。 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。4.纯度鉴定：使用最多的是SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(可测定蛋白质的相对分子质量)。

[易错诊断]1.利用凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量小的先洗脱出来。()答案：×2.在电泳过程中，蛋白质分子的移动速度，与分子本身的大小和形状无关，而与所带电荷的差异有关。()答案：×3.在SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳中，电泳迁移率完全取决于)分子的大小。(

答案：√

4.红细胞的洗涤次数不能过少，否则无法除去血浆蛋白；要低速短时间离心，否则会使白细胞等一同沉淀，达不到分离的效果。()答案：√5.凝胶用沸水浴法不但节约时间，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。(

答案：√

[基础测评]1.在血红蛋白的整个提取过程中，不断用磷酸缓冲液处理的目的是()A.防止血红蛋白被氧化B.血红蛋白是一种碱性物质，需要酸中和C.磷酸缓冲液会加速血红蛋白的提取过程D.让血红蛋白处在稳定的pH范围内，维持其结构和功能答案：D

2.将释放出的血红蛋白以2000r/min的速度离心10min后，可以看到试管中的溶液分为4层，其中哪一层是血红蛋白的水溶液？()A.第一层无色透明B.第二层白色C.第三层红色透明D.第四层暗红色答案：C3.下列操作正确的是()A.分离红细胞时采用低速长时间离心B.红细胞释放出血红蛋白只需要加入蒸馏水即可C.分离血红蛋白溶液要低速短时间离心D.透析时要用20mmol/L的磷酸缓冲液，透析12h答案：D考点三PCR反应的过程及结果

[考点梳理]1.PCR反应的原理、过程及结果DNA模板

(1)原理：在一定的缓冲溶液中提供_____________、分别与两条模板链结合的两种引物、___________________、耐热的DNA聚合酶，同时控制温度使DNA复制在________反复进行。四种脱氧核苷酸体外

(2)过程：①________：当温度上升到90℃以上时，双链DNA解聚为单链。②________：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。③_________：温度上升到72℃左右，溶液中的四种脱氧核苷酸(A，T，G，C)在DNA聚合酶的作用下，根据________________原则合成新的DNA链。变性

(3)结果：①PCR一般要经历三十多次循环，每次循环都包括变性、复性、延伸三步。②两引物之间的固定长度的DNA序列呈指数扩增。复性延伸碱基互补配对2.细胞内DNA复制与体外DNA扩增(PCR技术)的比较(续表)(续表)

[易错诊断]1.用PCR技术扩增目的基因时不必知道基因的全部序列。(

)答案：√2.PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应。()答案：×3.PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶。()答案：×[基础测评])1.PCR操作过程中，对于温度的控制，应当控制在(A.37℃B.室温C.80℃D.先为95℃，然后降至55℃，最后调至72℃答案：D2.有关PCR技术，下列叙述不正确的是()

A.多聚酶链式反应，是一种体外迅速扩增DNA片段的技术

B.在用PCR技术扩增DNA时，DNA的复制过程与细胞内DNA的复制类似

C.PCR反应只需在一定的缓冲溶液中提供DNA模板以及四种脱氧核苷酸

D.PCR一般经历三十多次循环，每次循环分为变性、复性、延伸

答案：C考点四植物有效成分的提取

[考点梳理]1.植物有效成分提取的三种方法的比较水蒸气机械加压有机溶剂(续表)(续表)2.实验流程水蒸气压榨萃取蒸馏

(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。

(3)水中蒸馏对于柑橘和柠檬等原料不适用。因为水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解。[易错诊断])1.提取玫瑰精油时，玫瑰与水的质量比是4∶1。(答案：×2.油水混合物中加入无水硫酸钠，有利于分离油层。()答案：×3.用柑橘皮作为材料提取橘皮精油时不适合用水中蒸馏的方法。()答案：√4.由于胡萝卜素易溶于石油醚等有机溶剂中，所以可以采)用萃取的方法进行提取。(

答案：√)5.乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取。(答案：×[基础测评]1.玫瑰精油提取的过程是()

A.鲜玫瑰花＋水→水蒸气蒸馏→油水混合物→分离油层→除水

B.鲜玫瑰花＋水→油水混合物→水蒸气蒸馏→分离油层→除水

C.鲜玫瑰花＋水→油水混合物→除水→分离油层

D.鲜玫瑰花＋水→油水混合物→水蒸气蒸馏→除水

答案：A2.在植物芳香油的提取选取的原料、相应精油的名称及适宜的提取方法不正确的是()A.玫瑰花、玫瑰精油、压榨法B.橘皮、橘皮精油、压榨法C.茉莉花、茉莉浸膏、萃取法D.薰衣草茎叶、薰衣草油、蒸馏法答案：A考向1DNA的粗提取与鉴定

[典例1]某实验小组以洋葱组织为实验材料，进行“DNA粗提取与鉴定”的实验，实验主要过程如下图所示，请回答下列问题：(2)步骤二是DNA纯化过程中的关键步骤，可以采用以下几种不同的方法：

①滤液中NaCl浓度在0.14mol/L时可分离出DNA，若要再次提纯，需要将其溶解在________mol/L的NaCl溶液中； ②通常会向DNA粗提取物中加入嫩肉粉，其目的是__________________；

③将得到的DNA粗提取物放在60～75℃水浴中保温10～15min，蛋白质被破坏，但仍能得到纯度较高的DNA，说明了DNA____________________。[答案](1)食盐(氯化钠)溶解DNA(2)①2②分解其中的蛋白质③具有较高的热稳定性(或耐较高温度)(3)析出DNA分离

DNA不溶于酒精，但酒精可以使蛋白质变性并与DNA二苯胺[考向预测]1.在利用鸡血进行“DNA的粗提取与鉴定”的实验中，下列叙述正确的是()

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.由于DNA对高温耐受性较差，故需向DNA滤液中加入冷酒精

答案：B

2.如图表示生物实验中通过研磨提取有关物质的操作过程，请回答下列问题：

(1)若图示为“DNA的粗提取与鉴定”的实验操作： ①图中实验材料A可以是下面的________(填字母)。a.花菜b.香蕉c.猪肝d.猪血

②若选用植物组织，研磨前加入的B一般为________和洗涤剂，前者的作用是____________。

③实验中，将含有一定杂质的DNA丝状物分别放入2mL如表所示的3种溶液中，经搅拌后过滤，获得相应的3种滤液，含DNA最少的是滤液________。(2)若图示为“叶绿体色素的提取和分离”的实验操作：①研磨前加入的B应包括___________________________。②将研磨液进行过滤时，需要在漏斗基部放上________。在0.14mol·L－1的NaCl溶液中大部分DNA析出，滤液E中DNA

解析：(1)①DNA的粗提取和鉴定实验中，原则上只要含有DNA的生物材料都可以作为实验材料，花菜、香蕉、猪肝都含有DNA，都可以作为该实验的材料，而猪为哺乳动物，其成熟的红细胞中不含细胞核和细胞器，即不含DNA，因此不能作为该实验的材料。②若选用植物组织，研磨前需加入食盐和洗涤剂，其中食盐能溶解DNA，洗涤剂能瓦解细胞膜。③DNA能溶解在2mol·L－1的NaCl溶液中，滤液D中含较多的DNA，较少，DNA不溶于体积分数为95%的冷酒精溶液，滤液F中含DNA最少。(2)①叶绿体中色素的提取和分离实验中，研磨前需加入无水乙醇(溶解色素)、二氧化硅(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)。②将研磨液进行过滤时，需要在漏斗基部放上单层尼龙布。答案：(1)①abc②食盐溶解DNA③F(2)①二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇(或丙酮)②(一层)尼龙布考向2蛋白质的提取和分离、PCR反应的过程及结果

[典例2](2019年山西模拟)从动物鲜血中提取了血红蛋白，并以血红蛋白为滤嘴添加剂加入卷烟中，研究其对卷烟烟气中亚硝胺(NA)含量的影响。结果表明，以血红蛋白为添加剂的滤嘴显著降低了卷烟烟气中N-亚硝胺的含量。某烟草工业公司研究团队进行了提取血红蛋白和降低卷烟烟气中NA初步实验，下图是以猪血为原料进行血红蛋白的提取和分离的流程图。(1)将实验流程补充完整：A为________，B为________________。

(2)图中A操作的目的是去除杂蛋白，以利于后续步骤的分离纯化。判断该目的达到的依据是______________________________________________。

(3)将收集的血红蛋白溶液放在透析袋中进行透析，即样品的粗分离。透析的目的是______________________。透析的原理是______________________。

(4)血红蛋白的纯化是通过凝胶色谱法将____________的杂质蛋白除去，最后经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。

(5)某实验小组的同学决定重新装填凝胶色谱柱，可能的原因是①__________________，②__________________。

[解析](1)根据实验流程可知：A为红细胞的洗涤，B为分离血红蛋白溶液。(2)图中A操作的目的是去除杂蛋白，以利于后续步骤的分离纯化。判断该目的达到的依据是离心后的上清液不再呈现黄色。(3)将收集的血红蛋白溶液放在透析袋中进行透析，即样品的粗分离。透析的目的是去除分子量较小的杂质。透析的原理是透析袋能使小分子自由进出，而大分子则保留在袋内。(4)血红蛋白的纯化是通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去，最后经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。(5)某实验小组的同学决定重新装填凝胶色谱柱，可能的原因是：①发现凝胶柱内有气泡且无法去除；②操作过程中，出现了洗脱液流干，露出凝胶颗粒的现象。[答案](1)红细胞的洗涤分离血红蛋白溶液(2)离心后的上清液不再呈现黄色(3)去除分子量较小的杂质透析袋能使小分子自由进出，而大分子则保留在袋内(4)相对分子质量大(5)①发现凝胶柱内有气泡且无法去除②操作过程中，出现了洗脱液流干，露出凝胶颗粒的现象[考向预测]3.下列关于蛋白质的提取与分离的叙述正确的是()

A.在凝胶色谱柱内，相对分子质量较大的蛋白质路程较长，但移动速度较快

B.从凝胶色谱柱中最后分离出来的是相对分子质量较小的蛋白质

C.蛋白质的纯化使用最多的方法是SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法

D.分离血红蛋白溶液时，离心管的第三层是脂类物质

答案：B4.PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，有关叙述正确的有()

A.变性过程中破坏的是DNA分子的磷酸二酯键

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聚合酶和四种核糖核苷酸

D.PCR与细胞内DNA复制一样需要DNA连接酶

答案：B请据图回答问题：(1)步骤Ⅰ用的EcoRⅠ是一种__________酶，它通过识别特定的__________切割特定位点。

(2)步骤Ⅱ用的DNA连接酶催化相邻核苷酸之间的3′­羟基与5′-磷酸间形成__________；PCR循环中，升温到95℃是为了获得__________；TaqDNA聚合酶的作用是催化__________________________________。

(3)若下表所列为已知的DNA序列和设计的一些PCR引物，步骤Ⅲ选用的PCR引物必须是_________(从引物①②③④中选择，填编号)。

(4)对PCR产物测序，经分析得到了片段F的完整序列。下列DNA单链序列中(虚线处省略了部分核苷酸序列)，结果正确的是________(填字母)。A.5′­AACTATGCG-----------AGCCCTT-3′B.5′­AATTCCATG-----------CTGAATT­3′C.5′­GCAATGCGT----------TCGGGAA­3′D.5′­TTGATACGC----------CGAGTAC-3′配对的引物为④，与右边配对的引物为②，故步骤Ⅲ选用的PCR引物应当为②④。(4)对PCR产物测序，得到片段F的完整序列，因为片段F是被限制酶EcoRⅠ剪切的两端，它识别的序列是GAATTC，且在G与A之间切割，所以5′端应该是AATTC，3′端是GAATT，故选B。

答案：(1)限制性核酸内切(或限制)核苷酸序列DNA单链以DNA为模板的DNA链的延伸(2)磷酸二酯键(3)②④ (4)B考向3植物有效成分的提取

[典例3](2019年山东济南一模)漆树种子中的油脂(不溶于水，易溶于脂溶性溶剂)可开发为食用油或转化为生物柴油。目前常用溶剂法萃取漆树种子油脂，其过程为： 漆树种子→粉碎→加溶剂→水浴加热→溶剂不断回流提取→蒸发溶剂→收集油脂。 回答下列问题：

(1)漆树种子中的油脂通常可用________进行染色。

(2)对漆树种子油脂进行萃取时，为不影响油脂品质和提取效果，应使用__________(填“自然晾干”“高温烘干”或“新鲜”)的漆树种子。粉碎漆树种子的目的是________________。

(3)利用不同溶剂进行萃取时，对油脂的萃取得率和某些重要理化性质的影响不同，实验结果如下表。

注：萃取得率(%)＝(M样品－M残渣)/M样品×100%；酸值高，说明油脂品质差；过氧化物是油脂变质过程中的中间产物，其含量常用过氧化值来表示。实验结果表明，________作为萃取溶剂较为合理，理由是________________________。(4)萃取过程中，影响萃取的因素除漆树种子和溶剂外，还有__________________(写出2点即可)。

[解析](1)油脂可以用苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)鉴定，被染成橘黄色(或红色)。(2)油脂进行萃取时，使用自然晾干的漆树种子，可以防止影响油脂品质和提取效果。粉碎漆树种子的目的是便于和溶剂充分接触，提高萃取效率。(3)根据表格数据分析，石油醚作为萃取溶剂较为合理，因为其萃取得率较高，可得到较多的油脂，酸值和过氧化值最小，说明油脂品质较高。(4)萃取过程中，影响萃取的因素有：漆树种子、溶剂、萃取温度(水浴温度)、萃取时间等。[答案](1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)(2)自然晾干(3)石油醚

便于和溶剂充分接触，提高萃取产量萃取得率较高，可得到较多的油脂，酸值和过氧化值最小，说明油脂品质较高

(4)萃取温度(水浴温度)、萃取时间等[考向预测]6.请回答下列与芳香油提取相关的问题。

(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_______(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)某