届高考生物选修1第一轮知识点复习10.ppt
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1、一、一、DNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定1提取原理:提取原理:DNA与杂质的与杂质的 不同,不同,DNA与杂质对酶、与杂质对酶、 高温、洗涤剂的耐受性不同。高温、洗涤剂的耐受性不同。2实验设计实验设计(1)材料的选取:选用材料的选取:选用DNA含量相对含量相对 的生物组织,如鸡的生物组织,如鸡 血、菜花、洋葱等。血、菜花、洋葱等。(2)破碎细胞破碎细胞(以鸡血为例以鸡血为例):鸡血细胞,加蒸馏水,用玻璃:鸡血细胞,加蒸馏水,用玻璃 棒搅拌,用棒搅拌,用 过滤,收集滤液。过滤,收集滤液。(3)去除杂质:利用去除杂质:利用DNA在不同浓度的在不同浓度的 溶液中溶解度不溶液中溶解度不 同,通过控制
2、同,通过控制 溶液的浓度去除杂质。溶液的浓度去除杂质。溶解度溶解度较高较高纱布纱布NaClNaCl(4)DNA析出:将处理后的溶液过滤,加入与滤液体积相等的、析出:将处理后的溶液过滤,加入与滤液体积相等的、 冷却的冷却的 (体积分数为体积分数为95%)使使DNA析出。析出。3DNA的鉴定:的鉴定:DNA溶解在溶解在2 mol/L的的NaCl溶液中,加入溶液中,加入4 ml 的的 ,沸水中加热,沸水中加热5 min,溶液变成,溶液变成 。酒精溶液酒精溶液二苯胺试剂二苯胺试剂蓝色蓝色二、多聚酶链式反应扩增二、多聚酶链式反应扩增DNA片段片段1PCR原理原理 在在80100的温度范围内的温度范围内D
3、NA发生发生 ,双螺旋结构,双螺旋结构 解体,在温度缓慢降低后,解体,在温度缓慢降低后,DNA发生发生 ,DNA单链与单链与 引物通过碱基互补配对结合,耐高温的引物通过碱基互补配对结合,耐高温的DNA聚合酶从聚合酶从 开始延伸开始延伸DNA链。链。变性变性复性复性引物的引物的3端端2PCR的条件的条件 缓冲溶液、缓冲溶液、 、两种引物、四种脱氧核苷酸、耐热、两种引物、四种脱氧核苷酸、耐热 的的DNA聚合酶,同时要控制温度。聚合酶,同时要控制温度。3PCR的反应过程的反应过程(1)变性:变性:90以上时,双链以上时,双链DNA解旋为解旋为 。(2)复性:温度下降到复性:温度下降到 左右,两种引物
4、通过碱基互补配对左右,两种引物通过碱基互补配对 与两条单链与两条单链DNA结合。结合。(3)延伸:温度上升到延伸:温度上升到 左右,溶液中四种脱氧核苷酸在左右,溶液中四种脱氧核苷酸在 的作用下,根据碱基互补配对原则合成新的的作用下,根据碱基互补配对原则合成新的 DNA链。链。DNA模板模板5572DNA聚合酶聚合酶单链单链4PCR反应的结果反应的结果 DNA聚合酶只能特异地复制处于两个引物之间的聚合酶只能特异地复制处于两个引物之间的 序列,序列, 使这段固定长度的序列呈指数扩增。使这段固定长度的序列呈指数扩增。三、分离蛋白质的常用方法和原理三、分离蛋白质的常用方法和原理1凝胶色谱法凝胶色谱法(
5、1)概念:凝胶色谱法也称分配色谱法,是根据概念:凝胶色谱法也称分配色谱法,是根据 分离蛋白质的有效方法。分离蛋白质的有效方法。(2)原理:原理: 的蛋白质容易进入凝胶内部通的蛋白质容易进入凝胶内部通 道,路程较长,移动速度较慢;而大分子不能进入凝胶道,路程较长,移动速度较慢;而大分子不能进入凝胶 内部,则移动速度较快,从而使相对分子质量不同的蛋白内部,则移动速度较快,从而使相对分子质量不同的蛋白 质得以分离。质得以分离。DNA相对分子质相对分子质量的大小量的大小相对分子质量较小相对分子质量较小2实验操作实验操作(1)样品处理:红细胞的洗涤样品处理:红细胞的洗涤血红蛋白的释放血红蛋白的释放分离血
6、红蛋分离血红蛋 白溶液白溶液透析。透析。(2)凝胶色谱的制作:凝胶色谱柱的制作凝胶色谱的制作:凝胶色谱柱的制作凝胶色谱柱的装填凝胶色谱柱的装填 样品的加入和洗脱。样品的加入和洗脱。(3)蛋白质纯度的鉴定原理蛋白质纯度的鉴定原理(SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳聚丙烯酰胺凝胶电泳) 利用了待分离样品中各种蛋白质利用了待分离样品中各种蛋白质 的差异的差异 以及蛋以及蛋 白质本身的大小、形状的不同,使带电分子产生不同的迁白质本身的大小、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蛋白质的分离。移速度,从而实现样品中各种蛋白质的分离。带电性质带电性质考点一考点一DNA、蛋白质的提取与分离、蛋
7、白质的提取与分离命命题题解解读读 本部分在高考中所占的分值不大,近三年来本部分在高考中所占的分值不大,近三年来的考查有下降的趋势。命题以简答题的形式为主,的考查有下降的趋势。命题以简答题的形式为主,DNA的粗提取和鉴定是近年来高考对本部分考查的粗提取和鉴定是近年来高考对本部分考查的重点,预计在的重点,预计在2012年高考仍将有所体现。年高考仍将有所体现。示例示例1现代生物已向两个方面发展,宏观研究的水平为生现代生物已向两个方面发展,宏观研究的水平为生态系统水平,微观研究的水平为分子水平,对于分子的研究,态系统水平,微观研究的水平为分子水平,对于分子的研究,其物质的提取和分离显得尤为重要。下面是
8、物质提取和分离其物质的提取和分离显得尤为重要。下面是物质提取和分离的相关问题,请回答:的相关问题,请回答: (一一)DNA分子的提取和分离分子的提取和分离(1)在提取菜花细胞中的在提取菜花细胞中的DNA时,采用的是研磨法,为什么不时,采用的是研磨法,为什么不能像用鸡血那样,用蒸馏水使其破裂?能像用鸡血那样,用蒸馏水使其破裂?_。(2)在提取实验过程中用到两种浓度的在提取实验过程中用到两种浓度的NaCl溶液,说明其作用:溶液,说明其作用:2 mol/L NaCl溶液:溶液:_; 0.14 mol/L NaCl溶液:溶液:_。(3)在整个操作过程中,每在整个操作过程中,每100 mL 血液中加入血
9、液中加入3 g柠檬酸钠的作柠檬酸钠的作 用是:用是:_。(4)鉴定鉴定DNA所用的试剂:所用的试剂:_。(二二)血红蛋白的提取和分离血红蛋白的提取和分离(1)在血红蛋白的提取和分离过程中:粗分离、纯化和纯度鉴在血红蛋白的提取和分离过程中:粗分离、纯化和纯度鉴 定时,都会用到缓冲溶液,其作用是定时,都会用到缓冲溶液,其作用是_。(2)在洗脱过程中,对洗脱液的流速要求稳定的目的是:在洗脱过程中,对洗脱液的流速要求稳定的目的是: _(三三)不同的化学物质,其理化特性不同,提取方法也有所差异,不同的化学物质,其理化特性不同,提取方法也有所差异, 如胡萝卜素不溶于水,易溶于如胡萝卜素不溶于水,易溶于_,
10、因此可以用,因此可以用_方法方法 进行提取。进行提取。解析解析(一一)(1)DNA分子提取中理想的材料为富含分子提取中理想的材料为富含DNA的细胞,的细胞,动物中鸡血细胞核,放入蒸馏水中会使细胞涨破释放出动物中鸡血细胞核,放入蒸馏水中会使细胞涨破释放出DNA,而植物细胞含有细胞壁不能因吸水而涨破。而植物细胞含有细胞壁不能因吸水而涨破。(2)实验过程中两次实验过程中两次用到用到NaCl溶液,初次为溶液,初次为2 mol/L的的NaCl溶液,用于溶解溶液,用于溶解DNA,而而0.14 mol/L的的NaCl溶液会使溶液会使DNA析出。析出。(3)为了防止凝血现象为了防止凝血现象的发生应加入柠檬酸钠
11、。的发生应加入柠檬酸钠。(4)鉴定鉴定DNA所用的试剂为二苯胺试剂。所用的试剂为二苯胺试剂。(二二)(1)为保持蛋白质的生理活性,防止变性从而用缓冲液保持为保持蛋白质的生理活性,防止变性从而用缓冲液保持pH的恒定。的恒定。(2)洗脱液的液速变化过快,导致分离纯化不充分。洗脱液的液速变化过快,导致分离纯化不充分。(三三)胡萝卜素的化学性质比较稳定,不溶于水,易溶于有机溶剂。胡萝卜素的化学性质比较稳定,不溶于水,易溶于有机溶剂。因此可以用有机溶剂作萃取剂,以萃取的方法来提取。因此可以用有机溶剂作萃取剂,以萃取的方法来提取。答案答案(一一)(1)植物细胞具有细胞壁,不会吸水涨破,只有植物细胞具有细胞
12、壁,不会吸水涨破,只有通过研磨,才能释放出通过研磨,才能释放出DNA。(2)溶解溶解DNA分子,过滤并除去不溶于分子,过滤并除去不溶于NaCl溶液的杂质溶液的杂质使使DNA分子析出,过滤并除去溶于分子析出,过滤并除去溶于NaCl溶液中的杂质溶液中的杂质(3)防止出现凝血防止出现凝血(4)二苯胺试剂二苯胺试剂(二二)(1)维持血红蛋白环境中维持血红蛋白环境中pH的稳定的稳定(2)维持洗脱液加在色谱柱上的压力稳定维持洗脱液加在色谱柱上的压力稳定(三三)有机溶剂有机溶剂萃取有机溶剂有机溶剂萃取DNA与蛋白质提取的比较与蛋白质提取的比较提取提取物质物质提取方提取方法法提取原理提取原理步骤步骤DNA盐析
13、法盐析法在不同浓度的在不同浓度的NaCl溶液中溶解溶液中溶解度不同;度不同;不溶于酒精,不溶于酒精,但某些化合物溶但某些化合物溶于酒精于酒精溶解在溶解在2 mol/L的的NaCl的溶液中;的溶液中;NaCl溶液加水稀释溶液加水稀释0.14 mol/L,使,使DNA 析析出、过滤;出、过滤;加入冷酒精析出加入冷酒精析出提取提取物质物质提取提取方法方法提取原理提取原理步骤步骤血红血红蛋白蛋白凝胶色凝胶色谱法、谱法、电泳法电泳法根据相对分子量的大小;根据相对分子量的大小;各种分子带电性质的差各种分子带电性质的差异以及分子本身大小、性异以及分子本身大小、性状的不同状的不同样品处理;样品处理;粗提取;粗
14、提取;纯化;纯化;纯度鉴定纯度鉴定1蛋白酶能将蛋白质水解而使染色质中的蛋白酶能将蛋白质水解而使染色质中的DNA分离出来,下分离出来,下 列药品可达到上述同一目的的是列药品可达到上述同一目的的是 () A蒸馏水蒸馏水BNaCl溶液溶液 CNaOH溶液溶液 DDNA酶酶解析:解析:染色质中的主要成分是染色质中的主要成分是DNA和蛋白质,我们可以利和蛋白质,我们可以利用蛋白酶水解杂质蛋白质,从而使提取的用蛋白酶水解杂质蛋白质,从而使提取的DNA与蛋白质分与蛋白质分开。也可以利用开。也可以利用DNA和蛋白质在和蛋白质在NaCl溶液中的溶解度不溶液中的溶解度不同,同,DNA在在2 mol/L NaCl溶
15、液中溶解度高,而蛋白质则不溶液中溶解度高,而蛋白质则不能溶解在能溶解在2 mol/L NaCl溶液中,通过过滤能除去不能溶解溶液中,通过过滤能除去不能溶解的杂质蛋白质,由此可看出两种方法虽然原理不同,但目的杂质蛋白质,由此可看出两种方法虽然原理不同,但目的是一样的。的是一样的。答案:答案: B2在血红蛋白的提取和分离实验中,下列操作正确的是在血红蛋白的提取和分离实验中,下列操作正确的是 () A分离红细胞时需去除上层透明的黄色血浆分离红细胞时需去除上层透明的黄色血浆 B红细胞释放出血红蛋白时只需加入蒸馏水红细胞释放出血红蛋白时只需加入蒸馏水 C分离血红蛋白溶液时低速短时间离心分离血红蛋白溶液时
16、低速短时间离心 D洗脱时,待红色蛋白质下移即开始收集流出液洗脱时,待红色蛋白质下移即开始收集流出液解析:解析:分离红细胞时要及时除去血浆蛋白,红细胞释放血分离红细胞时要及时除去血浆蛋白,红细胞释放血红蛋白时需要加入蒸馏水和甲苯。分离血细胞时,要短时红蛋白时需要加入蒸馏水和甲苯。分离血细胞时,要短时低速离心,即一般为低速离心,即一般为500 r/min,离心,离心2 min,否则白细胞会,否则白细胞会一同沉淀,达不到分离效果。分离血红蛋白时要高速长时一同沉淀,达不到分离效果。分离血红蛋白时要高速长时间离心,以间离心,以2 000 r/min的速度离心的速度离心10 min。洗脱时待红色的。洗脱时
17、待红色的蛋白质接近色谱柱底端用试管收集流出液。蛋白质接近色谱柱底端用试管收集流出液。答案:答案:A考点二考点二用用PCR技术扩增技术扩增DNA片段片段命命题题解解读读本部分内容在近几年高中命题中极少出现,本部分内容在近几年高中命题中极少出现,但是但是PCR技术作为前沿科技可能为今后高考提技术作为前沿科技可能为今后高考提供命题的材料和情景出现,预计供命题的材料和情景出现,预计2012年高考可年高考可能与基因工程联系考查其原理及主要的操作要能与基因工程联系考查其原理及主要的操作要领。领。示例示例2PCR(多聚酶链式反应多聚酶链式反应)技术是一项在生物体外复制技术是一项在生物体外复制特定的特定的DN
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