【全程復(fù)習(xí)方略】（江蘇專用）2013版高中生物 專題4 生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用配套課件 新人教版選修1

專題4生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用 一 DNA的粗提取與鑒定1 提取原理DNA與雜質(zhì)的 不同 DNA與雜質(zhì)對(duì)酶 高溫 洗滌劑的 不同 溶解度 耐 受性 2 提取DNA的具體步驟 1 實(shí)驗(yàn)材料的選取 本實(shí)驗(yàn)用 細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)材料 2 破碎細(xì)胞 釋放DNA 利用血細(xì)胞 的原理 注意玻璃棒的 向攪拌 過(guò)濾取濾液 3 溶解細(xì)胞核內(nèi)的DNA 在高濃度的NaCl溶液中 核蛋白容易集聚 游離出的DNA溶解 4 DNA的析出 加蒸餾水降低NaCl溶液濃度 使DNA 5 DNA的初步純化 將DNA絲狀物再溶解 過(guò)濾 向?yàn)V液中加入體積分?jǐn)?shù)為95 的 溶液進(jìn)行提純 3 DNA的鑒定DNA在 的條件下 與 呈 色 雞血 吸水漲破 單 析出 冷酒精 沸水浴 二苯胺 藍(lán) 二 血紅蛋白的提取和分離實(shí)驗(yàn)1 常用的分離方法 法 凝膠電泳法等2 基本原理 1 凝膠色譜法的原理 相對(duì)分子質(zhì)量大的分子通過(guò)多孔凝膠顆粒的間隙 路程 流動(dòng) 相對(duì)分子質(zhì)量小的分子穿過(guò)多孔凝膠顆粒內(nèi)部 路程 流動(dòng) 2 凝膠電泳法的原理 不同蛋白質(zhì)的帶電性質(zhì) 形狀和 不同 在電場(chǎng)中受到的作用力大小 阻力不同 導(dǎo)致不同蛋白質(zhì)在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 和運(yùn)動(dòng) 不同 凝膠色譜 短 快 長(zhǎng) 慢 電量 大小 方向 速度 方向 3 血紅蛋白的提取和分離程序 1 樣品處理 紅細(xì)胞的洗滌 的釋放 分離血紅蛋白溶液 2 粗分離 除去樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較 的雜質(zhì) 3 純化 一般采用 法對(duì)血紅蛋白進(jìn)行分離和純化 4 純度鑒定 一般用 法來(lái)測(cè)定蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量 即對(duì)血紅蛋白進(jìn)行純度鑒定 血紅蛋白 透析 小 凝膠色譜 SDS 聚丙烯酰胺凝膠電泳 點(diǎn)撥 提純出的DNA的鑒定還可用甲基綠染色的方法進(jìn)行 甲基綠可將DNA染成綠色 DNA聚合酶不能從頭合成DNA子鏈 只能從引物的3 端開(kāi)始延伸 從子鏈的5 端開(kāi)始合成 引物的3 端與子鏈的5 端交匯于一點(diǎn) 屬于對(duì)模板和產(chǎn)物的描述 兩種說(shuō)法都正確 SDS 聚丙烯酰胺凝膠電泳實(shí)質(zhì)上測(cè)定的是組成蛋白質(zhì)的多肽鏈的相對(duì)分子質(zhì)量 電泳后形成的兩條或多條帶并不一定是雜質(zhì) 如血紅蛋白由兩條 鏈和兩條 鏈組成 本身就會(huì)形成兩條帶 DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)1 DNA與蛋白質(zhì)在不同NaCl溶液中溶解度不同 2 分離DNA和分離蛋白質(zhì)的比較 3 血紅蛋白的提取和分離方法 1 凝膠色譜法 含義 根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的方法 原理 a 相對(duì)分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道 路程較長(zhǎng) 移動(dòng)速度較慢 b 相對(duì)分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)無(wú)法進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道 只能在凝膠外部移動(dòng) 路程較短 移動(dòng)速度較快 2 電泳法 含義 帶電粒子在電場(chǎng)作用下發(fā)生遷移的過(guò)程 原理 利用了待分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)的差異和分子本身大小 形狀不同 使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速度 從而實(shí)現(xiàn)樣品中各種分子的分離 3 緩沖溶液 組成 1 2種緩沖劑溶解于水中配制而成 作用 在一定范圍內(nèi)抵制外界的酸和堿對(duì)溶液pH的影響 維持pH基本不變 確保實(shí)驗(yàn)室條件下能準(zhǔn)確模擬生物體內(nèi)的代謝過(guò)程 高考警示鐘 比較瓊脂糖凝膠電泳和SDS 聚丙烯酰胺凝膠電泳 1 從載體上看 利用瓊脂糖凝膠作為載體的是瓊脂糖凝膠電泳 利用SDS 聚丙烯酰胺凝膠作為載體的是SDS 聚丙烯酰胺凝膠電泳 2 從依據(jù)上看 利用了分子帶電性質(zhì)差異和分子大小的是瓊脂糖凝膠電泳 僅利用了分子大小的是SDS 聚丙烯酰胺凝膠電泳 3 從優(yōu)點(diǎn)上看 瓊脂糖凝膠電泳操作簡(jiǎn)單 電泳速度快 樣品不需處理 電泳圖譜清晰 分辨率高 重復(fù)性好 SDS 聚丙烯酰胺凝膠電泳消除了凈電荷對(duì)遷移率的影響 使電泳遷移率完全取決于分子的大小 典例訓(xùn)練 2010 江蘇高考 某生物興趣小組開(kāi)展DNA粗提取的相關(guān)探究活動(dòng) 具體步驟如下 材料處理 稱取新鮮的花菜 辣椒和蒜黃各2份 每份10g 剪碎后分成兩組 一組置于20 另一組置于 20 條件下保存24h DNA粗提取 第一步 將上述材料分別放入研缽中 各加入15mL研磨液 充分研磨 用兩層紗布過(guò)濾 取濾液備用 第二步 先向6只小燒杯中分別注入10mL濾液 再加入20mL體積分?jǐn)?shù)為95 的冷酒精溶液 然后用玻璃棒緩緩地沿一個(gè)方向攪拌 使絮狀物纏繞在玻璃棒上 第三步 取6支試管 分別加入等量的2mol LNaCl溶液溶解上述絮狀物 DNA檢測(cè) 在上述試管中各加入4mL二苯胺試劑 混合均勻后 置于沸水中加熱5min 待試管冷卻后比較溶液顏色的深淺 結(jié)果如下表 注 越多表示藍(lán)色越深 分析上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程 回答下列問(wèn)題 1 該探究性實(shí)驗(yàn)課題名稱是 2 第二步中 緩緩地 攪拌是為了減少 3 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 得出結(jié)論并分析 結(jié)論1 與20 相比 相同實(shí)驗(yàn)材料在 20 條件下保存 DNA的提取量較多 結(jié)論2 針對(duì)結(jié)論1 請(qǐng)給出合理的解釋 4 氯仿密度大于水 能使蛋白質(zhì)變性沉淀 與水和DNA均不相溶 且對(duì)DNA影響極小 為了進(jìn)一步提高DNA純度 依據(jù)氯仿的特性 在DNA粗提取第三步的基礎(chǔ)上繼續(xù)操作的步驟是 然后用體積分?jǐn)?shù)為95 的冷酒精溶液使DNA析出 解析 本題主要考查的是實(shí)驗(yàn)探究的能力 包括明確實(shí)驗(yàn)課題 處理和解釋實(shí)驗(yàn)步驟 設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)步驟等 1 據(jù)題意 該探究實(shí)驗(yàn)的自變量有實(shí)驗(yàn)材料的種類和溫度 因變量為DNA提取量 則該探究性實(shí)驗(yàn)課題名稱是探究不同材料和不同保存溫度對(duì)DNA提取量的影響 2 攪拌過(guò)程中常常會(huì)發(fā)生DNA的斷裂 因而該步驟需要 緩緩地 進(jìn)行 3 據(jù)表分析不同自變量條件下的因變量情況 則可得結(jié)論2 等質(zhì)量的不同實(shí)驗(yàn)材料 在相同的保存溫度下 從蒜黃中提取的DNA量最多 低溫能使DNA酶的活性受到抑制 從而降低了DNA的降解速率 使DNA提取量增多 4 根據(jù)氯仿的理化性質(zhì) 可采用氯仿與提取液混合 然后吸取上清液 答案 1 探究不同材料和不同保存溫度對(duì)DNA提取量的影響 2 DNA斷裂 3 等質(zhì)量的不同實(shí)驗(yàn)材料 在相同的保存溫度下 從蒜黃中提取的DNA量最多 低溫抑制了相關(guān)酶的活性 DNA降解速度慢 4 將第三步獲得的溶液與等量的氯仿充分混合 靜置一段時(shí)間 吸取上清液 變式訓(xùn)練 2011 江蘇高考 在利用雞血進(jìn)行 DNA的粗提取與鑒定 的實(shí)驗(yàn)中 相關(guān)敘述正確的是 A 用蒸餾水將NaCl溶液濃度調(diào)至0 14mol L 濾去析出物B 調(diào)節(jié)NaCl溶液濃度或加入木瓜蛋白酶 都可以去除部分雜質(zhì)C 將絲狀物溶解在2mol LNaCl溶液中 加入二苯胺試劑即呈藍(lán)色D 用菜花替代雞血作為實(shí)驗(yàn)材料 其實(shí)驗(yàn)操作步驟相同 解析 選B A項(xiàng) 用蒸餾水將NaCl溶液濃度調(diào)至0 14mol L 使DNA析出 B項(xiàng) NaCl溶液濃度為2mol L 過(guò)濾除去不溶的雜質(zhì) 木瓜蛋白酶能夠分解蛋白質(zhì) C項(xiàng) 在沸水浴的條件下 DNA遇二苯胺會(huì)被染成藍(lán)色 D項(xiàng) 如果實(shí)驗(yàn)材料是植物細(xì)胞 需要先用洗滌劑溶解細(xì)胞膜 1 下列關(guān)于DNA的粗提取實(shí)驗(yàn)和血紅蛋白的提取實(shí)驗(yàn) 敘述正確的是 A 前者選擇雞血細(xì)胞作為材料較好 后者選擇哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料較好B 樣品預(yù)處理時(shí) 前者靜置1天處理除去上清液 后者需要加入清水 反復(fù)低速短時(shí)間離心洗滌 至上清液無(wú)黃色C 在DNA粗提取實(shí)驗(yàn)中 往2mol L氯化鈉溶液中加入蒸餾水析出DNA時(shí) 應(yīng)該緩慢加入 直到出現(xiàn)黏稠物為止D 洗滌紅細(xì)胞的目的是去除血漿中的葡萄糖 無(wú)機(jī)鹽等 解析 選A 本題考查了實(shí)驗(yàn)材料的選取與實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程 雞血細(xì)胞有細(xì)胞核 適于提取DNA 哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞無(wú)細(xì)胞核和眾多細(xì)胞器 適于提取血紅蛋白 提取血紅蛋白的實(shí)驗(yàn)中 洗滌紅細(xì)胞時(shí) 不能加清水 應(yīng)該加入生理鹽水 否則細(xì)胞提早釋放出血紅蛋白與雜質(zhì)混合 加大提取難度 DNA初次析出時(shí) 加清水至黏稠物不再增加為止 洗滌紅細(xì)胞的目的是去除雜蛋白 以利于血紅蛋白的分離和純化 2 2012 鎮(zhèn)江模擬 已知某樣品中存在甲 乙 丙 丁 戊五種蛋白質(zhì)分子 分子大小 電荷的性質(zhì)和數(shù)量情況如圖所示 下列有關(guān)蛋白質(zhì)分離的敘述正確的是 A 若將樣品以2000r min的速度離心10min 分子戊在沉淀中 則丙也一定在沉淀中B 若用凝膠色譜法分離樣品中的蛋白質(zhì) 則分子甲移動(dòng)速度最快C 將樣品裝入透析袋中透析12h 若分子丙保留在袋內(nèi) 則乙也一定保留在袋內(nèi)D 若用SDS 聚丙烯酰胺凝膠電泳分離樣品中的蛋白質(zhì)分子 則分子甲和分子丁形成的電泳帶相距最遠(yuǎn) 解析 選A 分子丙的相對(duì)分子質(zhì)量大于戊 所以 在離心時(shí)分子戊若在沉淀中 丙也一定在沉淀中 A項(xiàng)正確 用凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)時(shí) 甲相對(duì)分子質(zhì)量最小 容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部 則移動(dòng)速度最慢 B項(xiàng)錯(cuò)誤 分子丙的相對(duì)分子質(zhì)量大于乙 若丙保留在袋內(nèi) 乙可能在袋外 C項(xiàng)錯(cuò)誤 SDS 聚丙烯酰胺凝膠電泳時(shí)蛋白質(zhì)的遷移速度取決于分子的大小 因此 分子甲與丙形成的電泳帶相距最遠(yuǎn) D項(xiàng)錯(cuò)誤 3 將經(jīng)處理破裂后的紅細(xì)胞混合液以2000r min的速度離心10min后 離心管中的溶液分為4層 從上到下的順序依次是 A 血紅蛋白 甲苯層 脂類物質(zhì)層 沉淀層B 甲苯層 沉淀層 血紅蛋白 脂類物質(zhì)層C 脂類物質(zhì)層 血紅蛋白 甲苯層 沉淀層D 甲苯層 脂類物質(zhì)層 血紅蛋白 沉淀層 解析 選D 混合液經(jīng)離心后 按密度大小排列 在離心管中從上到下的順序依次是 第1層為無(wú)色透明的甲苯層 第2層為白色薄層固體 是脂溶性物質(zhì)的沉淀層 第3層為紅色透明液體 這是血紅蛋白的水溶液 第4層為暗紅色沉淀物 主要是紅細(xì)胞破碎物沉淀 4 下列敘述中錯(cuò)誤的是 A 改變NaCl溶液的濃度只能使DNA溶解而不能使其析出B 在沸水浴中 DNA遇二苯胺試劑會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色C 用電泳法可分離帶電性質(zhì) 分子大小和形狀不同的蛋白質(zhì)D 用透析法可去除蛋白質(zhì)樣品中的小分子物質(zhì) 解析 選A 在不同濃度的氯化鈉溶液中DNA的溶解度不同 在0 14mol L的氯化鈉溶液中溶解度最小 DNA析出 呈絲狀 過(guò)濾后存在于黏稠物中 在2mol L的氯化鈉溶液中溶解度最大 所以DNA呈溶解狀態(tài) 過(guò)濾后存在于濾液中 5 2012 蘇州模擬 關(guān)于紅細(xì)胞的洗滌過(guò)程的敘述正確的是 A 低速長(zhǎng)時(shí)間離心 如500r min 12min 以保證達(dá)到很好的分離效果B 離心后用膠頭吸管吸出下層透明的紅色血漿C 將下層暗紅色的紅細(xì)胞液體倒入燒杯 再加入五倍體積的蒸餾水D 直至上清液中沒(méi)有黃色 表明紅細(xì)胞已洗滌干凈 解析 選D 紅細(xì)胞洗滌過(guò)程中 應(yīng)做低速短時(shí)間離心 以避免白細(xì)胞 淋巴細(xì)胞等一同沉淀 影響血紅蛋白的提純 離心后血漿在上層 并呈現(xiàn)黃色 洗滌紅細(xì)胞時(shí)應(yīng)用生理鹽水而不用蒸餾水 否則 將導(dǎo)致紅細(xì)胞破裂影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 因此A B C均錯(cuò)誤 6 多選 2012 鎮(zhèn)江模擬 下列DNA粗提取的實(shí)驗(yàn)操作中 經(jīng)過(guò)離心或過(guò)濾后 取上清液或?yàn)V液的有 A 在新鮮雞血中加入適量的檸檬酸鈉 混合均勻后離心B 在盛有血細(xì)胞的塑料燒杯中加蒸餾水 快速攪拌后過(guò)濾C 在2mol L的氯化鈉溶液中放入絲狀物 輕輕攪拌后過(guò)濾D 在溶有DNA的氯化鈉溶液中緩緩加入蒸餾水 輕輕攪拌后過(guò)濾 解析 選B C 檸檬酸鈉能夠防止血液凝固 新鮮雞血經(jīng)過(guò)離心后 上清液中血細(xì)胞較少 在血細(xì)胞中加入蒸餾水 細(xì)胞吸水而漲破 DNA在濾液中 含有DNA的絲狀物溶于2mol L的氯化鈉溶液中 則DNA在濾液中 當(dāng)氯化鈉溶液濃度為0 14mol L時(shí) DNA溶解度最低而析出 雜質(zhì)在濾液中 7 2012 廣州模擬 某生物興趣小組在 蛋白質(zhì)的提取和分離 實(shí)驗(yàn)中 準(zhǔn)備從豬的血液中初步提取血紅蛋白 設(shè)計(jì)的 血紅蛋白提取 分離流程圖 如下 請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題 1 樣品處理中紅細(xì)胞的洗滌要用 反復(fù)沖洗 離心 向紅細(xì)胞懸液中加入一定量的低濃度pH 7 0的緩沖液并充分?jǐn)嚢?可以破碎紅細(xì)胞 破碎細(xì)胞的原理是 2 血紅蛋白粗分離階段 透析的目的是 若要盡快達(dá)到理想的透析效果 可以 寫出一種方法 3 電泳利用了待分離樣品中各種分子的 等的差異 而產(chǎn)生不同遷移速度 實(shí)現(xiàn)各種分子的分離 4 一同學(xué)通過(guò)血紅蛋白醋酸纖維薄膜電泳 觀察到正常人和鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白電泳結(jié)果如圖所示 由圖可知攜帶者有 種血紅蛋白 從分子遺傳學(xué)的角度作出的解釋是 解析 1 洗滌紅細(xì)胞所用的溶液是生理鹽水 根據(jù)滲透作用原理 將紅細(xì)胞置于低滲溶液中 紅細(xì)胞會(huì)吸水漲破 釋放出血紅蛋白 2 血紅蛋白粗分離階段 透析的目的是除去樣品中的小分子雜質(zhì) 可通過(guò)增加緩沖液的量或及時(shí)更換