《DNA和蛋白質技術》PPT課件

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1、專題5DNA和蛋白質技術 高頻考點突破專題5DNA和蛋白質技術基礎自主梳理命題視角剖析即時達標訓練 基礎自主梳理一、血紅蛋白的提取和分離1凝膠色譜法：也稱_，是根據相對分子質量的大小分離蛋白質的有效方法。2電泳(1)概念：電泳是指_在電場的作用下發(fā)生遷移的過程。(2)特點：電泳利用待分離樣品中各種分子_的差異以及分子本身的大小、_的不同，使帶電分子產生不同的遷移速度，從而實現樣品中各種分子的分離。分配色譜法帶電粒子帶電性質形狀 3實驗操作(1)樣品處理：通過紅細胞的洗滌、攪拌、離心等操作收集到血紅蛋白溶液。(2)粗分離：通過透析去除血紅蛋白溶液中的_較小的雜質。(3)純化：通過_分離相對分子質

2、量不同的蛋白質。(4)純度鑒定：用SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳進行樣品純度鑒定。相對分子質量凝膠色譜法 二、PCR技術擴增DNA片段1PCR技術(1)PCR：_的簡稱，是一種體外迅速擴增_的技術。(2)擴增方向：總是從子鏈的5端向_端延伸。(3)引物特點：是一小段_或DNA，能與DNA母鏈的一段堿基序列互補配對，用于PCR的引物長度通常為_個核苷酸。(4)原理：DNA復制原理。(5)條件：DNA模板、分別與兩條模板鏈相結合的兩種_，四種脫氧核苷酸、耐熱的_，同時控制溫度。多聚酶鏈式反應DNA片段3RNA2030引物DNA聚合酶 2過程(1)變性：當溫度上升到_以上時，雙鏈DNA解旋為單鏈。(2)復

3、性：溫度下降為50 左右時，兩種_通過堿基互補配對與_結合。(3)延伸：當溫度上升到72 左右時，四種脫氧核苷酸在_的作用下，根據_原則合成新的DNA鏈。3結果：DNA聚合酶只能特異性地復制處于_序列，使這段固定長度的序列呈_擴增。90 引物兩條單鏈DNADNA聚合酶堿基互補配對兩個引物之間的DNA指數 高頻考點突破DNA的粗提取與鑒定1基本原理(1)血細胞在蒸餾水中易吸水而導致細胞膜和核膜的破裂，據此可得含核DNA的溶液。(2)DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低。(3)DNA不溶于酒精溶液；不被蛋白酶所水解；可被二苯胺染成藍色。 科目

4、一考試網 http:/ 科目一模擬考試2016金手指駕校網 http:/ 金手指駕駛員考試2016 2方法目的方法目的溶于NaCl溶液中并稀釋(1)NaCl溶液物質的量濃度為2 mol/L時，DNA溶解，而部分蛋白質發(fā)生鹽析而生成沉淀，通過過濾可除去部分蛋白質及不溶于NaCl溶液的雜質(2)當NaCl溶液稀釋至0.14 mol/L時，DNA析出，過濾可除去溶于NaCl溶液的部分蛋白質和其他雜質加入嫩肉粉嫩肉粉中含木瓜蛋白酶，水解蛋白質加入冷卻酒精(95%) DNA析出，除去溶于酒精的蛋白質加入二苯胺，并沸水浴鑒定DNA (1)實驗過程中兩次用到蒸餾水，第一次目的是使成熟的雞血細胞漲破釋放出DN

5、A，第二次目的是稀釋NaCl溶液，使DNA從溶液中析出。(2)預冷的酒精溶液具有以下優(yōu)點抑制核酸水解酶活性，防止DNA降解。降低分子運動易于形成沉淀析出。低溫有利于增加DNA分子柔韌性，減少斷裂?！疽渍`警示】本實驗用雞血細胞作實驗材料，不能用哺乳動物的成熟紅細胞，原因是哺乳動物的成熟紅細胞內無細胞核，但它可以作為血紅蛋白提取和制備細胞膜的理想材料。 即時應用(隨學隨練，輕松奪冠)1在“DNA的粗提取與鑒定”實驗中，將提取獲得的DNA的黏稠物(還含有許多雜質)分別處理如下：第一，放入0.14 mol/L的NaCl溶液中，攪拌后過濾，得濾液A和黏稠物a。第二，放入2 mol/L的NaCl溶液中，攪

6、拌后過濾，得濾液B和黏稠物b。第三，放入冷卻的95%的酒精溶液中，攪拌后過濾，得濾液C和黏稠物c。以上過程獲得的濾液和黏稠物中，因含DNA少而可以丟棄的是_。 解析：在不同濃度的NaCl溶液中，DNA的溶解度不同。在0.14 mol/L的NaCl溶液中DNA溶解度最小，DNA析出，呈絲狀物，過濾后存在于黏稠物a中；在2 mol/L的NaCl溶液中DNA溶解度最大，所以DNA溶解，過濾后存在于濾液B中；酒精可使DNA分子凝集，因此，在冷卻的95%的酒精溶液中DNA凝集，呈絲狀物，過濾后存在于黏稠物c中。答案：A、b、C 比較細胞內DNA復制與體外DNA擴增(PCR) 【拓展深化】引物是指能夠與D

7、NA母鏈的一段堿基序列互補配對的一小段DNA或RNA。DNA聚合酶只能特異地復制處于兩個引物之間的DNA序列，使這段固定長度的序列呈指數擴增。 即時應用(隨學隨練，輕松奪冠)2PCR利用了DNA熱變性的原理，PCR儀實際上也是一種能自動調控溫度的儀器。對PCR過程中“溫度的控制”的下列說法錯誤的是()A酶促反應需要高的溫度，是為了確保模板的單鏈B延伸的溫度必須大于復性溫度，而小于變性溫度CDNA聚合酶不能熱變性，要用耐高溫的聚合酶DDNA解旋酶不能熱變性，為了確保模板是單鏈 解析：選D。PCR是一種體外DNA擴增技術。DNA雙鏈的解開不需要解旋酶，靠高溫使其變性，雙螺旋結構解體，雙鏈分開；復性

8、前，在耐高溫的DNA聚合酶的作用下根據堿基互補配對原則合成新的DNA，因此延伸的溫度要大于復性溫度，小于變性溫度。 血紅蛋白的提取和分離1方法及原理方法原理凝膠色譜法根據相對分子質量的大小分離蛋白質電泳法各種分子帶電性質的差異以及分子本身大小、形狀的不同來分離蛋白質。 2.實驗操作程序(1)樣品處理紅細胞的洗滌：除去雜蛋白，以利于后續(xù)步驟的分離純化；血紅蛋白的釋放：使紅細胞破裂，血紅蛋白釋放出來；分離血紅蛋白溶液：經過離心使血紅蛋白和其他雜質分離開來，便于下一步對血紅蛋白的純化。 (2)粗分離透析：除去樣品中相對分子質量較小的雜質。(3)純化：一般采用凝膠色譜法對血紅蛋白進行分離和純化。(4)

9、純度鑒定：一般用SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳法來測定蛋白質的分子量，即對血紅蛋白進行純度鑒定。【易誤警示】相對分子質量不同的蛋白質通過凝膠時，相對分子質量較小的蛋白質容易進入凝膠內部的通道，而相對分子質量較大的蛋白質只能在凝膠外部移動，因此蛋白質分子彼此分離。 即時應用(隨學隨練，輕松奪冠)3在血紅蛋白的整個提取過程中，不斷用磷酸緩沖液處理的目的是(多選)()A防止血紅蛋白被氧氣氧化B血紅蛋白是一種堿性物質，需要酸中和C防止色譜柱內產生氣泡，影響洗脫效果D讓血紅蛋白處在穩(wěn)定的pH范圍內，維持其結構和功能解析：選CD。在血紅蛋白的提取過程中，不斷用磷酸緩沖液處理的目的是防止色譜柱內產生氣泡，影響洗脫

10、效果，同時為了讓血紅蛋白保持在體內所處的環(huán)境，以維持其結構和功能。 命題視角剖析緊扣教材重點PCR原理及過程 PCR是一種體外迅速擴增DNA片段的方法，用于放大特定的DNA片段，數小時內可使目的基因片段擴增到數百萬個拷貝的分子生物學技術。PCR需要模板DNA、引物、脫氧核糖核苷酸和DNA聚合酶等條件。下圖為模板DNA分子及2種引物，請回答相關問題： (1)PCR的全稱是_。PCR與體內DNA復制的不同之處主要表現在溫度環(huán)境的不同，在PCR中先用95 高溫處理的目的是_；而這一過程中在細胞內是通過_實現的。(2)在PCR技術中所需要的引物實質上是一種_。請在圖中繪出引物結合的位置。(3)若將1個

11、DNA分子拷貝10次，則需要在緩沖液中至少加入_個引物。(4)DNA子鏈復制的方向是_，這是由于_。 【嘗試解答】(1)多聚酶鏈式反應使DNA變性(使DNA的兩條鏈解開)解旋酶的催化(2)單鏈DNA或RNA分子，見右圖(3)(2112)(4)5到3DNA聚合酶只能從引物的3端拼接單個脫氧核苷酸分子 【解析】本題考查考生對PCR技術的理解，屬于知識識記和理解層次的考查，符合高考對選修內容考查的特點。PCR技術又稱多聚酶鏈式反應，在PCR中先用95高溫處理的目的是使DNA分子中的氫鍵斷裂，兩條鏈解開，即使DNA分子變性。引物是一種單鏈DNA或RNA分子，它能與解開的DNA母鏈的3端結合，為DNA聚

12、合酶提供吸附位點，使DNA聚合酶從引物的3端開始連接脫氧核苷酸，從而決定了DNA子鏈復制的方向是5到3。在DNA分子擴增時，需要2種引物，由于新合成的子鏈都需要引物作為復制的起點，故所需的引物數目等于新合成的DNA子鏈數目，即(22 102)(2112)個。 洞察高考熱點DNA的粗提取 (2010年高考江蘇卷)某生物興趣小組開展DNA粗提取的相關探究活動，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10 g。剪碎后分成兩組，一組置于20 、另一組置于20 條件下保存24 h。DNA粗提?。旱谝徊剑簩⑸鲜霾牧戏謩e放入研缽中，各加入15 mL研磨液，充分研磨。用兩層紗布過濾，取濾

13、液備用。 (3)根據實驗結果，得出結論并分析。結論1：與20 相比，相同實驗材料在20 條件下保存，DNA的提取量較多。結論2：_。針對結論1，請?zhí)岢龊侠淼慕忉專篲。(4)氯仿密度大于水，能使蛋白質變性沉淀，與水和DNA均不相溶，且對DNA影響極小。為了進一步提高DNA純度，依據氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基礎上繼續(xù)操作的步驟是：_，然后用體積分數為95%的冷酒精溶液使DNA析出。 【嘗試解答】(1)探究不同材料和不同保存溫度對DNA提取量的影響 (2)DNA斷裂 (3)等質量的不同實驗材料，在相同的保存溫度下，從蒜黃提取的DNA量最多低溫抑制了相關酶的活性，DNA降解速度慢 (4)將第

14、三步獲得的溶液與等量的氯仿充分混和，靜置一段時間，吸取上清液 【解析】根據步驟中選擇了不同的材料，在不同條件下的處理，可判斷出本實驗的目的是探究不同材料和不同條件對DNA提取量的影響，是DNA粗提取與鑒定實驗的應用；緩緩攪拌能夠有效防止因DNA斷裂而影響實驗結果；結論可以從表格得到的提取量得出，低溫下獲得的DNA含量較多是因為低溫抑制了相關酶的活性，使DNA降解速度減慢；依據氯仿的特性，可以在第三步獲得的溶液中加入等量氯仿，靜置并吸取蛋白質含量較少的DNA上清液，獲得純度更高的DNA。 突破易錯疑點對DNA粗提取與血紅蛋白提取易于混淆提取物質DNA血紅蛋白提取方法鹽析法凝膠色譜法、電泳法提取原

15、理DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同DNA不溶于酒精，但某些蛋白質則溶于酒精根據相對分子質量的大小各種分子帶電性質差異步驟溶解在2 mol/L的NaCl溶液中加水稀釋至0.14 mol/L NaCl溶液使DNA析出過濾加入冷卻酒精析出樣品處理粗提取純化純度鑒定 自我挑戰(zhàn)(2011年江蘇高三調研)下列關于DNA和血紅蛋白的提取與分離實驗的敘述中，正確的有(多選)()A提取動物細胞中的DNA和蛋白質可以采用蒸餾水脹破細胞的方法B采用不同濃度的NaCl溶液反復溶解與析出DNA的方法可去除蛋白質等雜質C蛋白質純化過程中采用透析法可去除溶液中的小分子雜質D血紅蛋白只能采用凝膠色譜法純化，DNA則可采用電泳、鹽析等方法純化【嘗試解答】_ABC_ 【解析】將動物細胞放在蒸餾水中，由于滲透吸水，可使細胞膜破裂，從而釋放出細胞中的蛋白質和DNA，因此A選項正確。DNA在2 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最大，而蛋白質在該濃度的NaCl溶液中部分發(fā)生鹽析沉淀；DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最小，而蛋白質在該濃度的NaCl溶液中溶解，所以B選項正確。蛋白質純化過程中利用小分子雜質能通過透析袋，而大分子蛋白質不能通過透析袋的特點，從而對蛋白質進行粗純化，所以C選項正確。血紅蛋白除可用凝膠色譜法進行純化外，也可用電泳法進行純化，所以D選項錯誤。