2017-2018學(xué)年高中生物 第四章 生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù)實踐章末整合提升同步備課教學(xué)案選修1

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第四章 生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù)實踐知識系統(tǒng)構(gòu)建必背要語1。分離與測定生物成分中蛋白質(zhì)的技術(shù)包括離心沉降法、薄膜透析法、凝膠色譜法和電泳法等。2。離心沉降法是通過控制離心速度，使分子大小、密度不同的蛋白質(zhì)發(fā)生沉降分層,從而達(dá)到分離出不同種類蛋白質(zhì)的目的.3。薄膜透析法是利用蛋白質(zhì)分子不能透過半透膜的特性,使蛋白質(zhì)與其他小分子化合物分離開。4。凝膠色譜法是根據(jù)蛋白質(zhì)分子量的大小差異對其進(jìn)行有效分離的方法。5。芳香油揮發(fā)性強(qiáng)、易溶于有機(jī)溶劑，因此可以采用蒸餾法、萃取法、壓榨法等進(jìn)行提取。水蒸氣蒸餾法是植物芳香油提取的常用方法。對于不適于蒸餾的原料可以采用萃取法。6.pcr

2、擴(kuò)增過程中要進(jìn)行無菌操作，避免污染，且向離心管中加入模板dna、引物和4種脫氧核苷酸以及taqdna聚合酶.7.變性是在94 高溫下使模板雙鏈dna解旋。8.退火是將反應(yīng)體系溫度降至55 ，使引物與模板dna鏈配對。9.延伸是將反應(yīng)體系溫度回升至72 左右，在taqdna聚合酶作用下，使引物鏈延伸，形成互補(bǔ)的dna雙鏈。10。dna分子的測定：dna分子二苯胺試劑藍(lán)色物質(zhì)。規(guī)律方法整合整合一蛋白質(zhì)的分離與純化1。薄膜透析法(1)破碎細(xì)胞方法:研磨與超聲波結(jié)合的方法。(2)血紅蛋白的釋放：使紅細(xì)胞破裂釋放血紅蛋白.（3）透析目的:除去樣品中的小分子雜質(zhì)。原理:透析袋能使小分子自由進(jìn)出，而將大分子

3、保留在袋內(nèi)。2.離心沉降法離心沉降法也是純化蛋白質(zhì)的一種方法，它通過控制離心速率，使得分子大小、密度不同的蛋白質(zhì)發(fā)生沉降分層,從而達(dá)到分離出不同種類蛋白質(zhì)的目的。3.醋酸纖維薄膜電泳法（1）原理：不同的物質(zhì)在同一電場中的泳動速度不同.（2)影響因素：泳動速度主要取決于帶電顆粒的性質(zhì),即顆粒的大小、形狀和所帶凈電荷的多少.一般來說，帶電顆粒直徑越小，越接近于球形，所帶凈電荷越多，則在電場中的泳動速度越快;反之，則越慢。此外,電場強(qiáng)度、溶液的ph等因素對泳動速度也有影響.(3)優(yōu)點：簡單、快速、分離清晰、靈敏度高、樣品用量少、沒有吸附現(xiàn)象、電泳后區(qū)帶界限清晰等優(yōu)點。4.凝膠色譜法根據(jù)蛋白質(zhì)分子量的

4、大小差異對其進(jìn)行有效分離的方法。（1)相對分子量不同的蛋白質(zhì)通過凝膠時,相對分子量較小的蛋白質(zhì)容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道,路程較長,移動速度較慢。(2)相對分子量較大的蛋白質(zhì)無法進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，只能在凝膠外部移動，路程較短,移動速度較快。相對分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)分子因此得以分離.例1試回答下列“蛋白質(zhì)提取與分離實驗”的有關(guān)問題：(1）為了提取和分離血紅蛋白，首先對紅細(xì)胞進(jìn)行洗滌以去除雜質(zhì)蛋白，洗滌時應(yīng)使用生理鹽水而不使用蒸餾水的原因是 。(2)若要去除血清蛋白中的小分子雜質(zhì),采用圖1裝置。透析液是 ，一段時間后,若向燒杯中加入雙縮脲試劑,透析袋內(nèi)溶液是否出現(xiàn)紫色？并說明判斷的依據(jù)： 。（3）圖

5、2、圖3分別表示電泳法分離蛋白質(zhì)和紙層析法分離葉綠體中色素的結(jié)果.不同蛋白質(zhì)得以分離是因為 ；不同色素得以分離是因為 .答案(1）防止紅細(xì)胞吸水破裂（2）(磷酸）緩沖液出現(xiàn)紫色。雙縮脲試劑可以透過半透膜，與袋內(nèi)血清蛋白反應(yīng)，生成紫色物質(zhì)（3）不同蛋白質(zhì)所帶電荷性質(zhì)、分子大小和形狀不同,導(dǎo)致電泳時遷移速度不同不同色素在層析液中溶解度不同，導(dǎo)致層析時擴(kuò)散速度不同整合二提取芳香油的方法1.植物芳香油的提取方法有蒸餾法、壓榨法和萃取法等.2。水蒸氣蒸餾法是植物芳香油提取的常用方法，它的原理是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來。例2下列關(guān)于植物芳香油提取方法的敘述，正確的是（)a。提取植物芳香油

6、利用蒸餾法出油率最高b.出油率的高低完全取決于采用的方法c。各種芳香油的提取都適合用蒸餾法d.提取植物芳香油具體采用哪種方法要根據(jù)原料的特點來決定答案d解析植物芳香油的提取方法有蒸餾法、壓榨法、萃取法等,具體采用哪種方法，要根據(jù)植物原料的特性來決定。揮發(fā)性強(qiáng)，并在蒸餾過程中有效成分不被破壞的宜用蒸餾法提??；揮發(fā)性較差的，受熱時有效成分易分解的宜用萃取法；原料易焦糊的宜用壓榨法提取。出油率的高低不僅與提取方法有關(guān)，而且與實驗過程的操作、原料的處理等方面有關(guān)，因此a、b項錯誤.水蒸氣蒸餾法，由于設(shè)備簡單，操作容易，是提取植物芳香油的常用方法,但不是所有芳香油的提取都適合用此法，因此c項錯誤。整合三

7、pcr技術(shù)1。pcr的原理(1）變性:當(dāng)溫度上升到94 時,雙鏈dna解旋為單鏈（如下圖)。（2)退火:系統(tǒng)溫度下降至55 左右時，兩種引物通過堿基互補(bǔ)配對原則與兩條單鏈dna結(jié)合（如下圖）. (3）延伸：當(dāng)系統(tǒng)溫度上升至72 左右時，溶液中的四種脫氧核苷酸（a、t、g、c)在taqdna聚合酶的作用下,依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則合成新的dna鏈（如圖）。2.pcr反應(yīng)的結(jié)果(1)pcr一般要經(jīng)歷三十多次循環(huán)，每次循環(huán)都可以分為變性、退火、延伸三步。 （2）兩個引物之間的固定長度的dna序列呈指數(shù)擴(kuò)增。3。特別說明（1)dna復(fù)制需要引物的原因：dna聚合酶不能從頭開始合成dna，而只能從3端延伸d

8、na鏈。pcr中，引物長度通常為1540個核苷酸。(2）dna的合成方向總是從子鏈的5端向3端延伸。（3)當(dāng)pcr反應(yīng)體系的溫度由變性后冷卻到55 左右時，引物與模板可結(jié)合，一般不需考慮解開的兩個dna模板鏈的重新結(jié)合。（4)在進(jìn)行pcr擴(kuò)增后，若以一個dna片段為模板，經(jīng)n次循環(huán)后dna數(shù)為2n；若以n個dna片段為模板，經(jīng)n次循環(huán)后dna總數(shù)為n2n。例3下圖a、b、c均為pcr擴(kuò)增的dna片段，下列有關(guān)說法正確的是（)a。片段a、b、c的長度均相同b。片段a、b只是第一次循環(huán)的產(chǎn)物c。片段c最早出現(xiàn)在第二次循環(huán)的產(chǎn)物中d.經(jīng)過30次循環(huán)后,片段c的數(shù)量為230答案c解析圖中片段a、b只有

9、一種引物, 是由原始dna鏈為模板復(fù)制而來，其長度比片段c長，a項不正確；由于原始模板在每次循環(huán)中均可作為模板，則每次循環(huán)都能產(chǎn)生圖中片段a、b,b項不正確；由于第一次循環(huán)的產(chǎn)物只有一種引物，而圖中片段c有兩種引物，則最早出現(xiàn)在第二次循環(huán)，c項正確；經(jīng)過30次循環(huán)后，得到的dna片段總數(shù)為230,這包括圖中的片段a、b，故d項不正確。熱點考題集訓(xùn)1.細(xì)胞破碎后，各種蛋白質(zhì)就會釋放出來，再根據(jù)蛋白質(zhì)的不同特性進(jìn)行抽提。下列關(guān)于蛋白質(zhì)抽提的措施中，不正確的是(）a。酸性蛋白質(zhì)可用偏堿性溶液抽提b.水溶性蛋白質(zhì)可用透析液（中性緩沖液)抽提c。脂溶性蛋白質(zhì)可用有機(jī)溶劑抽提d。堿性蛋白質(zhì)可用強(qiáng)酸性溶液抽

10、提答案d解析抽提蛋白質(zhì)的基本原理是根據(jù)蛋白質(zhì)的物理性質(zhì)，加入不同的試劑后,使蛋白質(zhì)溶于試劑中而抽提蛋白質(zhì)。強(qiáng)酸、強(qiáng)堿都會使蛋白質(zhì)變性而沉淀。2。下列有關(guān)透析的敘述,錯誤的是（）a。用于透析的薄膜要具有選擇透過性b。透析膜是一種半透膜c.透析能使小分子自由出入，而將大分子保留在袋內(nèi)d。透析膜可用于更換樣品的緩沖液答案a解析透析膜能使小分子自由出入,大分子不能通過，具有半透性，但不具有選擇性，生物膜上因有特異性載體而具有選擇透過性。透析過程中小分子可自由出入，因此,可用于更換樣品的緩沖液。b、c、d項都正確，a項錯誤。3。如圖是人血清蛋白在以醋酸纖維薄膜為支持物，ph為8.6的巴比妥緩沖液中電泳分

11、離結(jié)果示意圖，由此圖不能得出的結(jié)論是()a。在ph為8。6的巴比妥緩沖液中、2、1和清蛋白都帶負(fù)電荷b.在ph為8.6的巴比妥緩沖液中電泳時，、2、1和清蛋白遷移速率不同c。球蛋白的相對分子質(zhì)量一定比球蛋白的相對分子質(zhì)量大d.在ph為8.6的巴比妥緩沖液中球蛋白遷移速率最慢,清蛋白遷移速率最快答案c解析帶電粒子在電場中遷移的速率是帶電粒子帶電性質(zhì)、帶電量、粒子大小、粒子形狀共同作用的結(jié)果.4.pcr過程與細(xì)胞內(nèi)的dna復(fù)制過程相比，主要有兩點不同，它們是（）pcr過程需要的引物一般是人工合成的單鏈dnapcr過程不需要dna聚合酶pcr過程中 dna的解旋不依靠解旋酶，而是通過對反應(yīng)溫度的控制

12、來實現(xiàn)的pcr過程中，dna不需要解旋，直接以雙鏈 dna為模板進(jìn)行復(fù)制a.b.c。d。答案c解析pcr過程與細(xì)胞內(nèi)的dna復(fù)制過程相比較,主要有兩點不同:（1）pcr過程需要的引物一般是人工合成的單鏈dna，長度通常為1540個核苷酸。（2)pcr過程中，dna解旋不依賴解旋酶,而是通過對反應(yīng)溫度的控制來實現(xiàn)的.5.將經(jīng)處理破裂后的紅細(xì)胞混合液以2 000 r/min的速度離心10 min后，離心管中的溶液分為四層，從上到下的順序依次是(）a。血紅蛋白層、甲苯層、脂溶性物質(zhì)層、雜質(zhì)層b。甲苯層、雜質(zhì)層、血紅蛋白層、脂溶性物質(zhì)層c。脂溶性物質(zhì)層、血紅蛋白層、甲苯層、雜質(zhì)層d.甲苯層、脂溶性物質(zhì)

13、層、血紅蛋白層、雜質(zhì)層答案d解析混合液經(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層為無色透明的甲苯層；第2層為白色薄層固體，是脂溶性物質(zhì)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。6。下列關(guān)于dna聚合酶催化合成dna子鏈的說法中,正確的是（)a.以dna為模板,使dna子鏈從5端延伸到3端的一種酶b。taq dna聚合酶必須在每次高溫變性處理后再添加c.dna聚合酶能特異性地復(fù)制整個dna的全部序列d。taq dna聚合酶是從深海中的某種菌體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的答案a解析dna聚合酶不能從頭開始催化合成dna，引物的5端與母鏈發(fā)生堿基

14、互補(bǔ)配對，然后從引物的3端延伸子鏈，所以，整條子鏈的合成是從5端延伸到3端;taq dna聚合酶能耐高溫，所以在反應(yīng)體系中可反復(fù)利用，無需另外再添加；pcr擴(kuò)增的是引物之間的固定長度的dna序列；taq dna聚合酶是1966年從美國黃石公園的一個熱泉內(nèi)的某種菌體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的.7。在植物有效成分的提取過程中，常用萃取法、蒸餾法和壓榨法，下列關(guān)于這三種方法的敘述錯誤的是（)a。蒸餾法和萃取法都需要水浴加熱b.壓榨法適用于易焦糊原料的提取，如柑橘、檸檬等c.萃取法適用范圍較廣,一般原料顆粒小、萃取溫度高、時間長，萃取效果好d.蒸餾法適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性強(qiáng)的芳香油答案a解析蒸餾法適用于提取揮

15、發(fā)性強(qiáng)的芳香油，其操作過程中不需要水浴加熱,萃取法需要水浴加熱。8。下列關(guān)于玫瑰精油和橘皮精油提取的過程，敘述正確的是（)a。玫瑰精油和橘皮精油都可用蒸餾、壓榨和萃取的方法提取b。在水蒸氣蒸餾出的玫瑰乳濁液中加入無水na2so4的目的是除水c。新鮮的橘皮中含有大量的果蠟、果膠等，為了提高出油率，需用caco3水溶液浸泡d.玫瑰精油和橘皮精油都有很強(qiáng)的揮發(fā)性，易溶于有機(jī)溶劑，其成分都是萜類化合物的衍生物答案b9.下圖是玫瑰油提取的水蒸氣蒸餾裝置圖和胡蘿卜素提取的裝置圖,請據(jù)圖分析,并比較回答下面有關(guān)問題：(1)從裝置上看,a裝置多了 、連接管、 ；b裝置增加了 ，目的是 .（2）a裝置中提取物最

16、后存在于 ，b裝置提取物存在于 。（3)兩個裝置的差別是由于提取物的方法不同，歸根到底是由于提取物的分子結(jié)構(gòu)不同、理化性質(zhì)不同。a裝置中提取物一般具有 ，b裝置中提取物在石油醚等有機(jī)溶劑中有較高的 。答案(1）溫度計接收瓶（錐形瓶）水浴鍋避免因明火加熱可能導(dǎo)致的燃燒、爆炸（2)接收瓶(錐形瓶)燒瓶(3)揮發(fā)性溶解度解析(1）兩裝置相比，a裝置多了溫度計、連接管及接收瓶，b裝置則增加了水浴鍋.（2)提取物存在于a中的接收瓶，b中的燒瓶中。(3）a裝置中的提取物應(yīng)具較強(qiáng)的揮發(fā)性,b裝置中的提取物應(yīng)在有機(jī)溶劑中有較高的溶解度。10。h7n9型禽流感是全球首次發(fā)現(xiàn)的新亞型rna流感病毒引起的,目前最為快速有效的檢測手段是rtpcr核酸檢測。rtpcr的過程包括逆轉(zhuǎn)錄作用從rna合成cdna，再以cdna為模板進(jìn)行擴(kuò)增，過程如下圖所示.據(jù)此分析下列問題：(1）傳統(tǒng)pcr技術(shù)的原理是 ，過程中低溫退火的含義是 。（2）在rtpcr中每一步都有酶的參與，上圖中過程1中的