高中生物选修1《专题5-DNA和蛋白质技术》复习ppt课件.ppt

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1、专题专题5 DNA5 DNA和蛋白质技术和蛋白质技术一、多聚酶链式反应扩增一、多聚酶链式反应扩增DNA片段片段1细胞内细胞内DNA复制与复制与PCR技术的比较技术的比较细胞内细胞内DNA复制复制PCR不不同同点点解旋解旋在解旋酶作用下在解旋酶作用下边解旋边复制边解旋边复制80100 高温高温解解旋旋，双链分开，双链分开(变性变性)酶酶DNA解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶TaqDNA聚合酶聚合酶引物引物 RNADNA或或RNA温度温度 体内温和条件体内温和条件高温高温相相同同点点需提供需提供DNA复制的模板复制的模板四种脱氧核苷酸作原料四种脱氧核苷酸作原料子链延伸的方向都是从子链延伸的方向都

2、是从5端到端到3端端都需要酶的催化都需要酶的催化 2.PCR的反应过程的反应过程 一般要经历三十多次循环，每次循环可分为一般要经历三十多次循环，每次循环可分为变变性性复性复性延伸延伸三步三步。学学.科科.网网 zxxk. 3PCR技术反应过程中控制不同温度的意义技术反应过程中控制不同温度的意义 (1)90 以上时以上时变变性，性，双双链链DNA解聚为解聚为单单链；链； (2)50 左右时左右时复复性，两种引物与两条单链性，两种引物与两条单链DNA结合；结合； (3)72 左右时左右时延伸延伸，TaqDNA 聚合酶促使聚合酶促使DNA新链的合成。新链的合成。【例例】关于关于DNA的复制，下列叙述

3、正确的是的复制，下列叙述正确的是()A. DNA 聚合酶不能从头开始合成聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从，只能从引物的引物的5端延伸端延伸DNA 链链 B. DNA 复制不需要引物复制不需要引物 C. 引物与引物与DNA 母链通过碱基互补配对进行结合母链通过碱基互补配对进行结合D. DNA 的合成方向总是从子链的的合成方向总是从子链的3端向端向5端延端延伸伸 【答案答案】C C1多聚酶链式反应多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。片段的技术。PCR过程一般要经历过程一般要经历30多次下多次下述循环：述循环：95 条件下使模板条件下使模板DNA变性、解

4、链变性、解链55 条件下复性条件下复性(引物与引物与DNA模板链结合模板链结合)72 条件下引物链延伸条件下引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链形成新的脱氧核苷酸链)。下列有关下列有关PCR过程的叙述，不正确的是过程的叙述，不正确的是() A变性过程中破坏的是变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现的氢键，也可利用解旋酶实现 B复性过程中引物与复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的碱基互补配对原则完成的 C延伸过程中需要延伸过程中需要DNA聚合酶、聚合酶、ATP、4种核糖种核糖核苷酸核苷酸 DPCR与细胞内与细胞内

5、DNA复制相比，其所需要酶的复制相比，其所需要酶的最适温度较高最适温度较高 【答案】C 二、二、DNA的粗的粗提取提取与与鉴定鉴定 1基本原理基本原理 (1)DNA在不同浓度的在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，溶液中的溶解度不同，在在0.14 mol/L的的NaCl溶液中的溶解度最低；溶液中的溶解度最低； (2)DNA不溶于酒精溶液；不溶于酒精溶液； (3)DNA不被蛋白酶所水解不被蛋白酶所水解；学学.科科.网网 zxxk. (4)DNA可被二苯胺染成蓝色。可被二苯胺染成蓝色。 2方法目的方法方法目的目的溶于溶于NaCl溶溶液中并稀释液中并稀释NaCl浓度为浓度为2 mol/L时，时，D

6、NA溶解，溶解，而部分蛋白质发生盐析而生成沉淀，通而部分蛋白质发生盐析而生成沉淀，通过过滤可除去部分蛋白质及不溶于过过滤可除去部分蛋白质及不溶于NaCl溶液的杂质溶液的杂质当当NaCl溶液稀释至溶液稀释至0.14 mol/L时，时，DNA析出，过滤可除去溶于析出，过滤可除去溶于NaCl中的中的部分蛋白质和其他杂质部分蛋白质和其他杂质加入嫩肉粉加入嫩肉粉嫩肉粉中含木瓜蛋白酶，水解蛋白质嫩肉粉中含木瓜蛋白酶，水解蛋白质加入冷却酒精加入冷却酒精(95%)DNA析出，除去溶于酒精的蛋白质析出，除去溶于酒精的蛋白质加入二苯胺，加入二苯胺，并沸水浴并沸水浴鉴定鉴定DNA(1)哺乳动物成熟的红细胞中不哺乳动

7、物成熟的红细胞中不含细胞核，也没有含细胞核，也没有DNA，不适于作，不适于作DNA提取提取的材料，但却是提取血红蛋白的理想材料。的材料，但却是提取血红蛋白的理想材料。 (2)实验过程中两次用到蒸馏水，第一次目的实验过程中两次用到蒸馏水，第一次目的是使成熟的鸡血细胞涨破释放出是使成熟的鸡血细胞涨破释放出DNA，第二，第二次目的是稀释次目的是稀释NaCl溶液。溶液。【例例】下表是关于下表是关于“DNA粗提取与鉴定粗提取与鉴定”实验中所使实验中所使用的材料、操作及其作用的表述。正确的是用的材料、操作及其作用的表述。正确的是()学学.科科.网网 zxxk.试剂试剂操作操作作用作用A柠檬酸钠溶液柠檬酸钠

8、溶液与鸡血混合与鸡血混合防止血液凝固防止血液凝固B蒸馏水蒸馏水与鸡血细胞混合与鸡血细胞混合保持细胞形状保持细胞形状C蒸馏水蒸馏水加入到溶解有加入到溶解有DNA的的NaCl中中加速加速DNA的溶解的溶解D冷却的酒精冷却的酒精加入到过滤后加入到过滤后DNA的的NaCl中中产生特定的颜色产生特定的颜色反应反应【答案答案】A1. 1. 实验中共实验中共3 3次过滤次过滤。过滤时使用的纱布层数与取其滤液或黏稠物有关。过滤时使用的纱布层数与取其滤液或黏稠物有关。第第1 1、3 3次要收集其滤液，使用的纱布为次要收集其滤液，使用的纱布为1 12 2层，第层，第2 2次要收集其滤出的黏次要收集其滤出的黏稠物，

9、使用的纱布为多层。稠物，使用的纱布为多层。2. 2. 实验中有实验中有6 6次搅拌次搅拌，除最后一次搅拌外，前，除最后一次搅拌外，前5 5次搅拌均要朝向一个方向，次搅拌均要朝向一个方向，并且在析出并且在析出DNADNA、DNADNA再溶解和提取中，各步搅拌均要轻缓，玻璃棒不要再溶解和提取中，各步搅拌均要轻缓，玻璃棒不要直插烧杯底部，以防止直插烧杯底部，以防止DNADNA分子断裂。分子断裂。3. 3. 实验中有实验中有两次使用蒸馏水两次使用蒸馏水。第一次加蒸馏水是为了使血细胞吸水膨胀。第一次加蒸馏水是为了使血细胞吸水膨胀破裂；第二次加蒸馏水是为了稀释破裂；第二次加蒸馏水是为了稀释NaClNaCl

10、溶液使溶液使DNADNA析出。析出。4. 4. 用用高盐浓度高盐浓度的溶液溶解的溶液溶解DNADNA，能除去在高盐中不能溶解的杂质；用低，能除去在高盐中不能溶解的杂质；用低盐浓度的溶解使盐浓度的溶解使DNADNA析出，能除去不能溶解在低盐溶液中的杂质。因此，析出，能除去不能溶解在低盐溶液中的杂质。因此，通过反复溶解与析出通过反复溶解与析出DNADNA，就能够除去与，就能够除去与DNADNA溶解度不同的多种杂质。溶解度不同的多种杂质。5. 5. 最后析出最后析出DNADNA必须使用必须使用冷酒精冷酒精( (至少在至少在55以下存放以下存放2424小时小时) )，并且将，并且将1 1份含份含DNA

11、DNA的的NaClNaCl溶液加入到溶液加入到2 2份的冷酒精中。如果悬浮在溶液中的份的冷酒精中。如果悬浮在溶液中的DNADNA丝丝状物较少，可将混合液放入到冰箱中再冷却几分钟。状物较少，可将混合液放入到冰箱中再冷却几分钟。1. (改编改编)在在DNA分子的粗提取实验中，两次向分子的粗提取实验中，两次向烧杯中加入蒸馏水的作用是烧杯中加入蒸馏水的作用是()A. 稀释血液、冲洗样品稀释血液、冲洗样品B. 使血细胞破裂、降低使血细胞破裂、降低NaCl浓度使浓度使DNA析出析出C. 使血细胞破裂、增大使血细胞破裂、增大DNA溶解量溶解量D. 使血细胞破裂、提取含杂质较少的使血细胞破裂、提取含杂质较少的

12、DNA 【答案答案】B 2(2010年青岛模拟年青岛模拟)下列关于下列关于DNA粗提取粗提取与鉴定的说法正确的是与鉴定的说法正确的是() A氯化钠的浓度越低，氯化钠的浓度越低，DNA的溶解度越大的溶解度越大 B人的血液不可代替鸡血进行该实验人的血液不可代替鸡血进行该实验 C柠檬酸钠的主要作用是加速血细胞破裂柠檬酸钠的主要作用是加速血细胞破裂 D利用利用DNA易溶于酒精的特点可除去易溶于酒精的特点可除去DNA中的部分杂质中的部分杂质 【答案】B 3向溶有向溶有DNA的的2 mol/L的的NaCl溶液中不断加溶液中不断加入蒸馏水，在这个过程中入蒸馏水，在这个过程中DNA和杂质蛋白质的和杂质蛋白质的

13、溶解度变化情况分别是溶解度变化情况分别是 () A减小；减小减小；减小 B增大；增大增大；增大 C先减小后增大；增大先减小后增大；增大 D减小；增大减小；增大 【答案】C 三、血红蛋白的提取和分离三、血红蛋白的提取和分离 1方法及原理方法及原理方法方法原理原理凝胶色凝胶色谱法谱法根据相对分子根据相对分子质量质量的大小分离蛋白质的大小分离蛋白质电泳法电泳法各种分子各种分子带电带电性质的差异以及分子性质的差异以及分子本本身身大小、形状的不同来分离蛋白质大小、形状的不同来分离蛋白质 2.实验操作程序实验操作程序 (1)样品处理样品处理 红细胞的洗涤红细胞的洗涤：除去血浆蛋白等杂质，以利：除去血浆蛋白

14、等杂质，以利于后续步骤的分离纯化；于后续步骤的分离纯化； 血红蛋白的释放血红蛋白的释放：使红细胞涨破，血红蛋白：使红细胞涨破，血红蛋白释放出来；释放出来； 分离血红蛋白溶液分离血红蛋白溶液：经过离心使血红蛋白和：经过离心使血红蛋白和其他杂质分离开来，便于下一步对血红蛋白的其他杂质分离开来，便于下一步对血红蛋白的纯化。纯化。 (2)粗分离粗分离透析：除去样品中相对分子量较小透析：除去样品中相对分子量较小的杂质。的杂质。 (3)纯化纯化：一般采用凝胶色谱法对血红蛋白进行分：一般采用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化。离和纯化。 (4)纯度鉴定纯度鉴定：一般用：一般用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳聚丙烯酰

15、胺凝胶电泳法来测定蛋白质的分子量，即对血红蛋白进行纯法来测定蛋白质的分子量，即对血红蛋白进行纯度鉴定。度鉴定。 相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，而相对分子质量较大的蛋白质只部的通道，而相对分子质量较大的蛋白质只能在凝胶外部移动，移动速度快，因此蛋白能在凝胶外部移动，移动速度快，因此蛋白质分子彼此分离。质分子彼此分离。 4(2009年南京质检年南京质检)下列有关蛋白质提取下列有关蛋白质提取和分离的说法，错误的是和分离的说法，错误的是() A透析法分离蛋白质的原理是利用蛋白

16、质透析法分离蛋白质的原理是利用蛋白质不能通过半透膜的特性不能通过半透膜的特性 B采用透析法使蛋白质与其他小分子化合采用透析法使蛋白质与其他小分子化合物分离开来物分离开来 C离心沉降法通过控制离心速率使分子大离心沉降法通过控制离心速率使分子大小、密度不同的蛋白质分离小、密度不同的蛋白质分离 D蛋白质在电场中可以向与其自身所带电蛋白质在电场中可以向与其自身所带电荷相同的电极方向移动荷相同的电极方向移动 【答案答案】D D 5玫瑰精油称为玫瑰精油称为“液体黄金液体黄金”，其提取方法，其提取方法() A只能用水蒸气蒸馏法只能用水蒸气蒸馏法 B可用蒸馏法和压可用蒸馏法和压榨法榨法 C可用蒸馏法和萃取法可

17、用蒸馏法和萃取法 D可用压榨法和萃可用压榨法和萃取法取法 【答案答案】C(2009年高考江苏卷年高考江苏卷)下列关于下列关于DNA和蛋和蛋白质提取与分离实验的叙述，正确的有白质提取与分离实验的叙述，正确的有(双双选选)()A提取细胞中的提取细胞中的DNA和蛋白质都需用和蛋白质都需用蒸馏水涨破细胞蒸馏水涨破细胞B用不同浓度用不同浓度NaCl溶液反复溶解与析溶液反复溶解与析出出DNA可去除蛋白质可去除蛋白质C蛋白质提取和分离过程中进行透析可蛋白质提取和分离过程中进行透析可以去除溶液中的以去除溶液中的DNAD蛋白质和蛋白质和DNA都可以用电泳的方法都可以用电泳的方法进行分离纯化进行分离纯化 【答案】

18、BD1(2008年江苏生物年江苏生物)下列叙述中错误的下列叙述中错误的是是()A改变改变NaCl溶液的浓度只能使溶液的浓度只能使DNA溶溶解而不能使其析出解而不能使其析出B在沸水浴中，在沸水浴中，DNA遇二苯胺试剂会遇二苯胺试剂会呈现蓝色呈现蓝色C用电泳法可分离带电性质、分子大小用电泳法可分离带电性质、分子大小和形状不同的蛋白质和形状不同的蛋白质D用透析法可去除蛋白质样品中的小分用透析法可去除蛋白质样品中的小分子物质子物质 【答案】A 2(2008年山东理综年山东理综)科学家发现家蝇体科学家发现家蝇体内存在一种抗菌活性蛋白。这种蛋白质具内存在一种抗菌活性蛋白。这种蛋白质具有极强的抗菌能力，受到

19、研究者重视。有极强的抗菌能力，受到研究者重视。 (1)分离该抗菌蛋白可用电泳法，其原理分离该抗菌蛋白可用电泳法，其原理是根据蛋白质分子的是根据蛋白质分子的_、大小及形状不同，在电场中的大小及形状不同，在电场中的_不同而实现分离。不同而实现分离。 (2)可用金黄色葡萄球菌来检验该蛋白的可用金黄色葡萄球菌来检验该蛋白的体外抗菌特性。抗菌实验所用培养基中的体外抗菌特性。抗菌实验所用培养基中的牛肉膏和蛋白胨主要为细菌生长提供牛肉膏和蛋白胨主要为细菌生长提供_和和_。电荷电荷(带电情况带电情况)迁移速度迁移速度碳源碳源 氮源氮源 (3)分别在加入和未加入该抗菌蛋白的培分别在加入和未加入该抗菌蛋白的培养基中接种等量菌液。培养一定时间后，养基中接种等量菌液。培养一定时间后，比较两种培养基中菌落的比较两种培养基中菌落的_，确，确定该蛋白质的抗菌效果。定该蛋白质的抗菌效果。 (4)细菌培养常用的接种方法有细菌培养常用的接种方法有_和和_。实验结。实验结束后，对使用过的培养基应进行束后，对使用过的培养基应进行_处理。处理。 灭菌灭菌数量数量平板划线法平板划线法稀释涂布平板法稀释涂布平板法