高考生物一輪復習 專題三 DNA和蛋白質技術與植物有效成分的提取課件.ppt

輕輕松松讀教材提綱挈領學要點 01回扣教材夯實基礎 考點分類抓基礎點點擊破我能行 02整合考點破解疑難 一 dna的粗提取與鑒定1 基本原理 1 dna在不同濃度的nacl溶液中的溶解度不同 在0 14mol l的nacl溶液中的溶解度最低 2 dna不溶于酒精溶液 3 dna不被蛋白酶所水解 4 dna可被二苯胺染成藍色 2 方法目的 特點提醒 哺乳動物成熟的紅細胞中不含細胞核 也沒有00dna 不適于作dna提取的材料 但卻是提取血紅蛋白的理想材料 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dna 第二次目的是稀釋nacl溶液 二 多聚酶鏈式反應 pcr 擴增dna片段1 實驗原理dna分子復制 2 實驗材料引物 pcr儀 自動調控溫度 taqdna聚合酶 dna模板 原料 四種脫氧核苷酸 3 實驗過程 1 模板dna的變性 模板dna經(jīng)加熱至94 左右一定時間后 使模板dna雙鏈或經(jīng)pcr擴增形成的雙鏈dna解離 使之成為單鏈 以便它與引物結合 為下輪反應作準備 2 模板dna與引物的復性 模板dna經(jīng)加熱變性成單鏈后 溫度降至55 左右 引物與模板dna單鏈的互補序列配對結合 3 引物的延伸 dna模板 引物結合物在taqdna聚合酶的作用下 以4種脫氧核苷酸為反應原料 靶序列為模板 按堿基互補配對與半保留復制原則 合成一條新的與模板dna鏈互補的半保留復制鏈 重復循環(huán)變性 復性 延伸過程 就可獲得更多的半保留復制鏈 而且這種新鏈又成為下次循環(huán)的模板 每完成一個循環(huán)需2 4min 2 3h就能將待擴目的基因擴增放大幾百萬倍 其具體實驗操作步驟如下 1 按照pcr反應體系的配方將所需試劑擺放在實驗桌上 2 用微量移液器按照配方在微量試管中依次加入各組分 3 蓋嚴離心管口的蓋子 用手指輕輕彈擊管壁 4 將微量離心管放在離心機上 離心約10s 5 將離心管放入pcr儀上 設置好pcr儀的循環(huán)程序 以上過程可概括為準備 移液 混合 離心 反應五步 特別提醒 特別提醒 三 血紅蛋白的提取和分離1 方法及原理 2 實驗操作程序 1 樣品處理 紅細胞的洗滌 除去血漿蛋白等雜質 有利于后續(xù)步驟的分離純化 血紅蛋白的釋放 使紅細胞漲破 血紅蛋白釋放出來 分離血紅蛋白溶液 經(jīng)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 純度鑒定 一般用sds 聚丙烯酰胺凝膠電泳方法 來測定蛋白質的相對分子質量 即對血紅蛋白進行純度鑒定 四 植物芳香油的基本知識1 植物芳香油的基本知識 1 成分 組成較復雜主要包括萜類化合物及其衍生物 2 特點 具有很強的揮發(fā)性 易溶于有機溶劑 3 應用 玫瑰精油是制作高級香水的主要成分 能使人產(chǎn)生愉快感 橘皮精油的主要成分是檸檬烯 具有誘人的橘香味 是食品 化妝品和香水配料的優(yōu)質原料 2 玫瑰精油的提取流程 4 水中蒸餾 水上蒸餾 水氣蒸餾的區(qū)別 1 這三種方法的基本原理相同 但原料放置位置不同 水中蒸餾 原料放在蒸餾容器的水中 水要完全浸沒原料 水上蒸餾 容器中水的上方有篩板 原料放在篩板上 水量以沸騰時不浸濕原料為宜 水氣蒸餾 蒸餾容器下方有一排氣孔 連接外源水蒸氣 上方有篩板 上面放原料 2 各自特點 水中蒸餾設備簡單 成本低 易操作 而水上蒸餾和水氣蒸餾時間短 出油率高 5 植物芳香油的提取方法的比較 6 玫瑰精油的提取操作關鍵 1 安裝裝置順序 從左到右 自下而上 2 溫度計位置 溫度計水銀球的上限與蒸餾瓶側管的下限處在同一水平線上 3 冷凝管中的水流向 從下方進水 上方出水 與蒸氣流向相反 4 加熱時防暴沸 墊石棉網(wǎng) 向液體中加入幾粒沸石或瓷片 5 燒瓶內液體量 燒瓶容積的1 3 2 3 6 除水 加入無水na2so4后 放置時間可適當延長些 7 溫度及時間 為提高產(chǎn)品質量 要嚴格控制蒸餾溫度 可適當延長蒸餾時間 7 橘皮精油提取操作的關鍵 1 橘皮的處理 干燥后一定要用石灰水浸透 時間至少10h以上 2 壓榨液的處理 可在壓榨液中加入明礬 使其沉淀變清 分離離心液的油層 用分液漏斗 經(jīng)靜置 過濾 離心后得到的油澄清而透明 但仍有少量水分和蠟質等雜質 應在5 10 條件下靜置5 7d 使水分與雜質下沉 然后用吸管吸出上層澄清的油層 再通過墊有濾紙或石棉紙的漏斗進行減壓抽濾 得到黃色油狀的橘皮精油 五 胡蘿卜素的提取1 胡蘿卜素的基本知識 1 分類 胡蘿卜素的化學分子式中包含多個碳碳雙鍵 根據(jù)雙鍵的數(shù)目可以將胡蘿卜素劃分為 三類 胡蘿卜素是其中最主要的組成成分 2 性質 胡蘿卜素是橘黃色結晶 化學性質比較穩(wěn)定 不溶于水 微溶于乙醇 易溶于石油醚等有機溶劑 3 用途 治療因缺乏微生物a而導致的各種疾病 是常用的食品色素 還具有使癌變細胞恢復為正常細胞的作用 4 提取天然 胡蘿卜素的方法 從植物中提取 從大面積養(yǎng)殖的巖藻中獲得 利用微生物的發(fā)酵生產(chǎn) 2 胡蘿卜素的提取方法根據(jù)胡蘿卜素易溶于有機溶劑的特點 可以考慮有機溶劑萃取的方法 有機溶劑分為水溶性和水不溶性兩種 乙醇和丙酮能夠與水混溶 是水溶性有機溶劑 石油醚 乙酸乙酯 乙醚 苯 四氯化碳等不能與水混溶 稱為水不溶性有機溶劑 萃取胡蘿卜素的有機溶劑應該具有很高的沸點 能夠充分溶解胡蘿卜素 并且不與水混溶 因此最佳萃取劑為石油醚 3 胡蘿卜素的提取流程4 影響萃取的因素 1 主要因素 萃取劑的性質和使用量 2 次要因素 原料顆粒的大小 緊密程度 含水量 萃取的溫度和時間等條件 5 萃取過程注意事項 1 由于有機溶劑都是易燃物 直接使用明火加熱容易引起燃燒 爆炸 因此萃取過程中應避免使用明火加熱 采用水浴加熱 2 為防止加熱時有機溶劑揮發(fā) 還要在加熱瓶口安裝回流冷凝裝置 6 用紙層析法鑒定時應注意的問題 1 選擇干凈的濾紙 為防止操作時污染濾紙 應盡量避免用手直接接觸濾紙 可以戴手套進行操作 2 點樣時注意樣斑不能太大 如用吹風機吹干 溫度不宜過高 否則斑點會變黃 3 點好樣的濾紙卷成筒狀 卷紙時注意兩邊不能相互接觸 以免因毛細管現(xiàn)象而導致溶劑沿濾紙兩邊的移動加快 溶劑前沿不齊 影響結果 高端突破巧思維攻艱克難攀高峰 03探究命題剖解熱點 典例1dna在nacl溶液中的溶解度有兩重性 隨著nacl溶液濃度的變化而變化 1 請在下列濃度的nacl溶液中 選出能使dna析出最徹底的一種和溶解度最高的一種 a 0 14mol lb 2mol lc 0 15mol ld 0 3mol l 2 欲使溶有dna的2mol l的nacl溶液中的dna析出 需要降低nacl溶液的濃度 最有效的方法是 a 加蒸餾水b 加礦泉水c 加清水d 加生理鹽水 3 dna不溶于酒精 但細胞中的某些物質卻可以溶于酒精溶液 利用這一原理可以 可以推測溶于酒精中的可能有 4 利用dna遇 呈藍色的特性 將該物質作為鑒定 的試劑 其實驗過程要點是向放有 的試管中加入4ml的 混合均勻后 將試管置于 5min 待試管 觀察試管中溶液顏色的變化 這個實驗也說明dna耐 溫 前次溫度有利于 后次溫度有利于dna 解析 根據(jù)課本中dna在nacl溶液中的溶解曲線可知 dna在0 14mol l的nacl溶液中溶解度最低 在2 0mol l的nacl溶液中溶解度最高 溶解度低時 dna析出較徹底 染色體由dna和蛋白質組成 為了把dna和蛋白質分開 采取dna不溶于酒精的辦法可將dna和蛋白質分開 利用dna遇二苯胺 沸水浴 變藍的特性可鑒定dna 答案 1 a b 2 a 3 去除雜質某些鹽類 蛋白質 糖類或其他大分子物質 4 二苯胺dnadna二苯胺試劑沸水浴加熱冷卻后高加速染色的反應速度析出 應用訓練1 關于 dna的粗提取與鑒定 的實驗裝置如圖 1 實驗材料選用雞血細胞液 而不用雞全血 主要原因是雞血細胞中 含量較高 2 在圖 所示的實驗步驟中加蒸餾水20ml的目的是 通過圖 所示的步驟取得濾液 再在濾液中加入2mol l 1nacl溶液的目的是 圖 所示實驗中加蒸餾水的目的是 3 為鑒定實驗所得絲狀物的主要成分是dna 可滴加 溶液 結果絲狀物被染成綠色 解析 1 雞血細胞中含較多的dna 而血漿中不含dna 因此 實驗材料應用雞血細胞液而不用雞全血 2 要明確區(qū)別兩次加蒸餾水的目的 第一次目的是讓雞血細胞吸水漲破 放出dna 第二次加蒸餾水是為了降低nacl溶液的濃度 使溶解于2mol l 1nacl溶液中的dna析出 3 本題考查dna的鑒定 可以加二苯胺沸水浴變藍色 也可加甲基綠使dna變綠色 本題干無沸水浴這一條件 且結果是絲狀物變綠色 所以使用的試劑為甲基綠 本題可總結如下 dna粗提取與鑒定中dna的提取 分離和析出 1 用蒸餾水漲破細胞 提取核物質 2 用2mol lnacl溶液溶解dna 3 用0 14mol lnacl溶液和冷卻酒精溶液 體積分數(shù)為95 析出dna 答案 1 dna 2 使血細胞吸水漲破 放出dna使濾液中的dna溶于鹽溶液使dna析出 3 甲基綠 典例2如圖是用除去dna的濾液進行血紅蛋白的提取和分離實驗的裝置 下列有關敘述不正確的是 多選 a 首先用圖甲裝置對濾液進行處理 其目的是去除相對分子質量較大的雜質b 圖乙裝置的試管中收集到的液體中最先出現(xiàn)的是相對分子質量較小的蛋白質c 用圖乙裝置分離血紅蛋白時 待紅色的蛋白質接近色譜柱底端時 用試管收集流出液 每管收集5ml 連續(xù)收集d 圖丙裝置中電泳法分離提純血紅蛋白的原理是血紅蛋白帶有一定量的電荷 在電場的作用下向一極移動 解析 用圖甲裝置對濾液進行處理 其目的是去除相對分子質量較小的雜質 圖乙裝置表示通過凝膠色譜法分離蛋白質的過程 蛋白質的相對分子質量較大 被排阻在凝膠顆粒的外面 在顆粒之間迅速通過 答案 ab 應用訓練2 凝膠色譜技術是20世紀60年代初發(fā)展起來的一種快速而又簡單的分離技術 由于設備簡單 操作方便 不需要有機溶劑 對高分子物質有很高的分離效果 目前已經(jīng)被生物化學 分子生物學 生物工程學 分子免疫學以及醫(yī)學等有關領域廣泛應用 不但應用于科學實驗研究 而且已經(jīng)大規(guī)模地用于工業(yè)生產(chǎn) 據(jù)圖回答問題 1 a b均為蛋白質分子 其中先從層析柱中洗脫出來的是 原因是 2 自己制作凝膠色譜柱時 在色譜柱底部d位置相當于多孔板的結構可由 替代 3 裝填凝膠色譜柱時 色譜柱內不能有氣泡存在 原因是 4 若選用sephadexg 100 則 g 表示 100表示 5 洗脫用的液體應盡量與浸泡凝膠所用的液體 填 相同 或 不同 洗脫時 對洗脫液的流速要求是 解析 本題主要考查蛋白質分離的方法 凝膠色譜法的原理及操作時的注意事項 1 由于不同蛋白質其相對分子質量可能不同 相對分子質量較大的蛋白質不能進入凝膠內部通道 只能在凝膠外部移動 路程較短 移動速度較快 可先洗脫下來 從而將a b分離 2 色譜柱底部橡皮塞的凹穴上覆蓋尼龍網(wǎng)和尼龍紗 相當于多孔板 3 凝膠色譜柱的裝填是蛋白質分離的一個關鍵 裝填時盡量緊密 不得有氣泡存在 因為氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質的洗脫次序 降低分離效果 也不能發(fā)生洗脫液流干的現(xiàn)象 一旦發(fā)生上述兩種情況 色譜柱需要重新裝填 4 洗脫時和浸泡凝膠所用的液體都是20mmol l的磷酸緩沖液 洗脫時 對洗脫液的流速要求保持穩(wěn)定 答案 1 aa相對分子質量大 無法進入凝膠內部的通道 只能在凝膠外部移動 路程較短 移動速度較快 2 尼龍網(wǎng)和尼龍紗 3 氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質的洗脫次序 降低分離效果 4 凝膠的交聯(lián)程度 膨脹程度及分離范圍凝膠得水值 即每克凝膠膨脹時吸水10g 5 相同保持穩(wěn)定 典例3多聚酶鏈式反應 pcr 是一種體外迅速擴增dna片段的技術 請回答下列有關pcr技術的基本原理及應用問題 1 dna的兩條鏈是反向平行的 通常將 的末端稱為5 端 當引物與dna母鏈通過堿基互補配對結合后 dna聚合酶就能從引物的 開始延伸dna鏈 2 pcr利用dna的熱變性原理解決了打開dna雙鏈的問題 但又導致了dna聚合酶失活的新問題 到20世紀80年代 科學家從一種taq細菌中分離到 它的發(fā)現(xiàn)和應用解決了上述問題 要將taq細菌從其他普通的微生物中分離出來 所用的培養(yǎng)基叫 3 pcr的每次循環(huán)可以分為 三步 假設在pcr反應中 只有一個dna片段作為模板 請計算在5次循環(huán)后 反應物中大約有 個這樣的dna片段 4 請用簡圖表示出一個dna片段pcr反應中第二輪的產(chǎn)物 5 簡述pcr技術的主要應用 答案 1 磷酸基團3 端 2 耐高溫的taqdna聚合酶選擇培養(yǎng)基 3 變性 復性和延伸32 4 5 遺傳疾病的診斷 刑偵破案 古生物學研究 基因克隆和dna序列測定 要求3項以上 應用訓練3 美國科學家莫里斯發(fā)明了pcr技術 pcr技術是一種dna 復印機 它可以在數(shù)小時內將一個dna分子復制出一千億個 解決了檢測樣本擴增的難題 在人類基因組計劃實施中 pcr技術使每個核苷酸的識別成本降低至5 10美元 莫里斯因發(fā)明pcr技術而榮獲了諾貝爾獎 請回答下列問題 1 dna復制時需要大量的 作原料 在dna聚合酶的催化下以解旋后的dna單鏈為 進行生物合成 2 在dna分子解旋時必須加熱 普通的酶容易 莫里斯從溫泉中找到了耐95 高溫的 解決了酶重復使用的難題 使鏈式反應成為可能 每次循環(huán)中分為 三步 3 高溫酶的發(fā)現(xiàn)及應用說明了地球生物 的重要 大自然的 庫是人類的寶貴財富 解析 考查了pcr技術的有關基礎知識 內容比較簡單 可根據(jù)課本基本知識答題 答案 1 脫氧核苷酸模板 2 變性 失活 taqdna聚合酶變性復性延伸 3 多樣性基因 典例4閱讀以下材料 完成相關問題 從玫瑰花中提取出的玫瑰精油稱為 液體黃金 是世界香料工業(yè)不可取代的原料 多用于制造高級香水 化妝品等 提取出的玫瑰精油不含有任何添加劑或化學原料 是純天然的護膚品 具有極好的抗衰老和止癢作用 能夠促進細胞再生 防止肌膚老化 撫平肌膚細紋 還具有使人放松 愉悅心情的功效 玫瑰精油的化學性質穩(wěn)定 難溶于水 易溶于有機溶劑 揮發(fā)性較強 1 根據(jù)材料中介紹的玫瑰精油的性質 要提取玫瑰精油可以用水中蒸餾和 法提取 但一般采用水中蒸餾的方法 其原因是該法具有 的優(yōu)點 2 某同學在實驗中設計了如圖所示裝置提取玫瑰精油 指出該裝置中的兩個錯誤 并予以改正 錯誤1 改正 錯誤2 改正 3 對用上述裝置接收到的乳濁液進行如下處理 試劑a是 試劑c是 裝置b是 試劑c的作用是 4 蒸餾時許多因素都會影響產(chǎn)品的品質 蒸餾時溫度太高 時間太短 產(chǎn)品品質就差 故要提高產(chǎn)品品質 需要注意 解析 1 應根據(jù)原料特點來選擇提取方法 根據(jù)玫瑰精油揮發(fā)性強 化學性質穩(wěn)定 可以用蒸餾法 而玫瑰精油還不溶于水 易溶于有機溶劑 故對于玫瑰精油還可以用有機溶劑萃取的方法 2 蒸餾裝置中 溫度計測的是蒸氣溫度 應使水銀球與支管口下沿相平 冷凝管進水口在下 出水口在上 與蒸氣流向相反 3 蒸餾得到乳濁液 為促進其分層 可加入nacl 然后用分液漏斗將其分開 得到的油層中還含有少量的水分 可以用無水na2so4吸去 然后過濾即可 4 要