選修一生物技術(shù)實踐專題第四講DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)與植物有效成分的提取9/12/2023該課件由【語文公社】友情提供選修一生物技術(shù)實踐專題第四講DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)與植1考點·全線突破考點一DNA的粗提取與分離[關(guān)鍵點擊]1．DNA與蛋白質(zhì)在NaCl溶液中溶解度2mol/LNaCl溶液0.14mol/LNaCl溶液溶解規(guī)律在酒精溶液中的溶解性對高溫的耐受性DNA溶解析出析出80℃以上才會變性蛋白質(zhì)部分發(fā)生鹽析沉淀溶解NaCl溶液從2mol/L降低過程中，溶解度逐漸增大溶解不能忍受60℃～80℃的高溫考點·全線突破2mol/LNaCl溶液0.14mol/2.鑒定方法(1)DNA與二苯胺在沸水浴條件下反應(yīng)呈藍色；(2)蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑常溫下反應(yīng)呈紫色。3．DNA粗提取實驗材料和方法的選擇(1)不同生物的組織中DNA含量不同在選取材料時，應(yīng)本著DNA含量高、材料易得、便于提取的原則。（人教版）高考生物創(chuàng)新課件：選修1-第4講-DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)與植物有效成分的提取(2)材料不同所采用的提取方法不同①植物組織：取材→研磨→過濾→沉淀。②雞血：制備雞血細胞液→提取核DNA→溶解細胞核內(nèi)DNA→析出并濾取DNA→DNA再溶解→提取較純凈的DNA。（人教版）高考生物創(chuàng)新課件：選修1-第4講-DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)與植物有效成分的提取4．DNA粗提取實驗中注意的問題(1)DNA的粗提取的關(guān)鍵：提取DNA時DNA和蛋白質(zhì)的溶解與析出是相反的，實驗時一定要明確DNA分子的去向，防止誤將DNA分子丟棄。(2)2次加蒸餾水的作用：①加入雞血細胞液，使血細胞吸水漲破；②加入含DNA的2mol/LNaCl溶液，使其稀釋，從而析出DNA。4．DNA粗提取實驗中注意的問題(3)3次使用紗布的作用：①過濾血細胞破裂液，提取細胞核物質(zhì)(DNA在濾液中)；②過濾0.14mol/LNaCl溶液，濾出DNA(DNA在黏稠物中)；③過濾溶有DNA的2mol/LNaCl溶液(DNA在濾液中)。(4)3次使用NaCl溶液的作用：①2mol/LNaCl溶液，溶解提取細胞核物質(zhì)；②0.14mol/LNaCl溶液，使DNA析出；③2mol/LNaCl溶液，溶解濾取的DNA黏稠物。（人教版）高考生物創(chuàng)新課件：選修1-第4講-DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)與植物有效成分的提取考點二PCR技術(shù)的基本操作和應(yīng)用[關(guān)鍵點擊]1．PCR相關(guān)技術(shù)原理與條件(1)PCR：多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的簡稱，是一種體外迅速擴增DNA片段的技術(shù)。(2)引物：是一小段RNA或單鏈DNA，它能與DNA母鏈的一段堿基序列互補配對。(3)擴增方向：DNA的合成方向總是從子鏈的5′端向3′端延伸。考點二PCR技術(shù)的基本操作和應(yīng)用（人教版）高考生物創(chuàng)新課件：選修1-第4講-DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)與植物有效成分的提取2．細胞內(nèi)DNA復(fù)制與PCR技術(shù)細胞內(nèi)DNA復(fù)制PCR不同點解旋在DNA解旋酶作用下，邊解旋邊復(fù)制80～100℃高溫解旋，雙鏈完全分開酶DNA解旋酶、DNA聚合酶TaqDNA聚合酶引物RNADNA或RNA溫度體內(nèi)溫和條件高溫循環(huán)受生物自身控制30多次相同點①需提供DNA復(fù)制的模板；②四種脫氧核苷酸為原料；③子鏈延伸的方向都是從5′端到3′端2．細胞內(nèi)DNA復(fù)制與PCR技術(shù)細胞內(nèi)DNA復(fù)制PCR不同點3.PCR的反應(yīng)過程(1)變性：當(dāng)溫度上升到90℃以上時，雙鏈DNA解聚為單鏈，如下圖：3.PCR的反應(yīng)過程(2)復(fù)性：溫度下降到50℃左右，兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結(jié)合，如下圖：(3)延伸：溫度上升到72℃左右，溶液中的四種脫氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補配對原則合成新的DNA鏈，如下圖：(2)復(fù)性：溫度下降到50℃左右，兩種引物通過堿基互補配對考點三血紅蛋白的提取和分離[關(guān)鍵點擊]1．常用的蛋白質(zhì)分離方法(1)凝膠色譜法蛋白質(zhì)比較相對分子質(zhì)量大相對分子質(zhì)量小凝膠內(nèi)部不能進入能進入運動方式垂直向下垂直向下和無規(guī)則擴散運動經(jīng)過路程較短較長洗脫次序先流出后流出考點三血紅蛋白的提取和分離蛋白質(zhì)比較相對分子質(zhì)量大相對分子(2)電泳法原理：①在一定pH下，蛋白質(zhì)分子的某些基團解離后帶上正電或負電，在電場的作用下，帶電分子會向著與所帶電荷相反的電極移動。②由于分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身的大小、形狀不同，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速率，從而實現(xiàn)樣品中各種分子的分離。（人教版）高考生物創(chuàng)新課件：選修1-第4講-DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)與植物有效成分的提取2．分離DNA和蛋白質(zhì)比較分離DNA分離蛋白質(zhì)實驗原理DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同，且不溶于冷酒精依據(jù)相對分子質(zhì)量的大小或帶電性質(zhì)差異分離蛋白質(zhì)實驗過程選取材料→破碎細胞釋放DNA→除雜→DNA析出與鑒定樣品處理→粗分離→純化(凝膠色譜法)→純度鑒定(電泳法)實驗結(jié)果獲得較純凈的DNA相對分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)得以分離實驗意義為DNA研究打下基礎(chǔ)為蛋白質(zhì)的研究和利用提供了原材料2．分離DNA和蛋白質(zhì)比較分離DNA分離蛋白質(zhì)實驗原理DNA考點四植物有效成分的提取[關(guān)鍵點擊]1．三種提取方法提取方法水蒸氣蒸餾法壓榨法萃取法實驗原理利用水蒸氣將揮發(fā)性的芳香油攜帶出來通過機械加壓，壓擠出果皮中的芳香油有效成分溶解在有機溶劑中，蒸發(fā)出溶劑就可得到產(chǎn)品方法步驟水蒸氣蒸餾、分離油層、除水過濾石灰水浸泡、漂洗壓榨、過濾、靜置再次過濾粉碎、干燥萃取、過濾濃縮考點四植物有效成分的提取提取方法水蒸氣蒸餾法壓榨法萃取法實提取方法水蒸氣蒸餾法壓榨法萃取法適用范圍如玫瑰精油、薄荷油等揮發(fā)性強的芳香油如柑橘、檸檬等易焦糊原料的提取范圍較廣、原料細小，充分浸泡在有機溶劑中優(yōu)點簡單易行，便于分離生產(chǎn)成本低，易保持原料原有的結(jié)構(gòu)和功能出油率高，易分離缺點水中蒸餾導(dǎo)致原料焦糊和有效成分水解分離較為困難，出油率相對較低使用有機溶劑處理不當(dāng)會影響油的質(zhì)量提取方法水蒸氣蒸餾法壓榨法萃取法適用范圍如玫瑰精油、薄荷油等2.三種植物有效成分提取比較項目玫瑰精油橘皮精油胡蘿卜素性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、難溶于水、易溶于有機溶劑、能隨水蒸氣一同蒸餾無色透明、具有橘香味；重要成分為檸檬烯橘黃色結(jié)晶，化學(xué)性質(zhì)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提取方法蒸餾壓榨萃取2.三種植物有效成分提取比較項目玫瑰精油橘皮精油胡蘿卜素性質(zhì)（人教版）高考生物創(chuàng)新課件：選修1-第4講-DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)與植物有效成分的提取考情·隨堂體驗考情一DNA的粗提取與分離1．下列有關(guān)“DNA的粗提取與鑒定”實驗的敘述，正確的是()A．利用DNA溶于酒精，而蛋白質(zhì)不溶于酒精，可將DNA與蛋白質(zhì)分離B．利用高溫能使蛋白質(zhì)變性，卻對DNA沒有影響的特性，可將DNA與蛋白質(zhì)分離C．在溶有DNA的物質(zhì)的量濃度為2mol/L的氯化鈉溶液中緩緩加入蒸餾水，輕輕攪拌后過濾，取濾液進行以后的實驗D．在DNA濾液中加入嫩肉粉，通過木瓜蛋白酶的作用，可將DNA與蛋白質(zhì)分離考情·隨堂體驗解析利用DNA不溶于酒精，而蛋白質(zhì)溶于酒精，可將DNA和蛋白質(zhì)分開。溫度過高也會影響DNA的特性，如PCR技術(shù)。在物質(zhì)的量濃度為2mol/L的氯化鈉溶液中DNA溶解度最大，但加入蒸餾水后，DNA溶解度降低，DNA析出，過濾后應(yīng)取其黏稠物進行以后的實驗。蛋白酶能分解蛋白質(zhì)，而不能分解DNA。答案D（人教版）高考生物創(chuàng)新課件：選修1-第4講-DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)與植物有效成分的提取2．下列關(guān)于“DNA粗提取與鑒定實驗”的敘述，正確的是()A．洗滌劑能瓦解細胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度B．將DNA絲狀物放入二苯胺試劑中沸水浴后冷卻變藍C．常溫下菜花勻漿中有些酶類會影響DNA的提取D．用玻棒緩慢攪拌濾液會導(dǎo)致DNA獲得量減少（人教版）高考生物創(chuàng)新課件：選修1-第4講-DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)與植物有效成分的提取解析提取植物細胞中DNA時加入洗滌劑可瓦解植物細胞膜，利于DNA的釋放，但不能增加DNA在NaCl溶液中的溶解度，A項錯誤；含DNA的絲狀物應(yīng)先溶解在物質(zhì)的量濃度為2mol/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺試劑在沸水浴條件下檢測，冷卻后變成藍色，B項錯誤；菜花勻漿中含有DNA水解酶，常溫下其活性較高，可催化DNA水解從而影響DNA的提取，C項正確；用玻棒緩慢攪拌濾液不使DNA分子斷裂，就不會影響DNA的提取量，D項錯誤。答案C解析提取植物細胞中DNA時加入洗滌劑可瓦解植物細胞膜，利于考情二PCR技術(shù)的基本操作和應(yīng)用3．復(fù)旦大學(xué)的研究人員正在進行一項利用DNA技術(shù)在全國曹姓家族中尋找曹操后裔的研究。該研究中最不可能應(yīng)用下列中的()A．PCR技術(shù) B．電泳技術(shù)C．胚胎移植技術(shù) D．分子雜交技術(shù)解析PCR技術(shù)可以擴增DNA分子，然后通過分子雜交技術(shù)來鑒定，該研究中利用電泳技術(shù)把DNA和蛋白質(zhì)等分子分離開，有利于鑒定。答案C考情二PCR技術(shù)的基本操作和應(yīng)用4．多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)是一種體外迅速擴增DNA片段的技術(shù)。請回答下列有關(guān)PCR技術(shù)的基本原理及應(yīng)用問題：(1)DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模ǔ_______的末端稱為5′端，當(dāng)引物與DNA母鏈通過堿基互補配對結(jié)合后，DNA聚合酶就能從引物的________開始延伸DNA鏈。（人教版）高考生物創(chuàng)新課件：選修1-第4講-DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)與植物有效成分的提取(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(dǎo)致了DNA聚合酶失活的新問題。到20世紀(jì)80年代，科學(xué)家從一種Taq細菌中分離到____________________，它的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)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(shè)在PCR反應(yīng)中，只有一個DNA片段作為模板，請計算在5次循環(huán)后，反應(yīng)物中大約有________個這樣的DNA片段。(2)PCR利用DNA的熱變性原理解決了打開DNA雙鏈的問題(4)請用簡圖表示出一個DNA片段PCR反應(yīng)中第二輪的產(chǎn)物。(5)簡述PCR技術(shù)的主要應(yīng)用。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（人教版）高考生物創(chuàng)新課件：選修1-第4講-DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)與植物有效成分的提取解析(1)DNA聚合酶只能把新的核苷酸加到已經(jīng)存在的核酸的3′羥基上，與DNA母鏈結(jié)合的引物就提供這個羥基。(2)因PCR利用了DNA的熱變性原理解決了打開DNA雙鏈的問題，所以用于催化DNA復(fù)制過程的DNA聚合酶要具有耐高溫的特性。用選擇培養(yǎng)基可將Taq細菌從其他普通的微生物中分離出來。(3)DNA復(fù)制時兩條鏈均作為模板，進行半保留復(fù)制，所以復(fù)制5次后得到的子代DNA分子數(shù)為25＝32個。解析(1)DNA聚合酶只能把新的核苷酸加到已經(jīng)存在的核酸的(4)新合成的DNA鏈帶有引物，而最初的模板DNA的兩條鏈不帶有引物。(5)PCR技術(shù)可以對DNA分子進行擴增，所以可用于遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學(xué)、基因克隆和DNA序列測定等方面。（人教版）高考生物創(chuàng)新課件：選修1-第4講-DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)與植物有效成分的提取答案(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(fù)性和延伸32(4)如圖所示(5)遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學(xué)、基因克隆和DNA序列測定(要求3項以上)答案(1)磷酸基團3′端(2)耐高溫的TaqDNA聚考情三血紅蛋白的提取和分離5．以下關(guān)于豬血紅蛋白提純的描述，不正確的是()A．洗滌紅細胞時，使用生理鹽水可防止紅細胞破裂B．豬成熟紅細胞中缺少細胞器和細胞核，提純時雜蛋白較少C．血紅蛋白的顏色可用于凝膠色譜法分離過程的監(jiān)測D．在凝膠色譜法分離過程中，血紅蛋白比分子量較小的雜蛋白移動慢考情三血紅蛋白的提取和分離解析豬成熟紅細胞中缺少細胞器和細胞核，提純時雜蛋白較少，是提純血紅蛋白的理想材料。提純血紅蛋白分四步：紅細胞的洗滌、血紅蛋白的釋放、分離血紅蛋白溶液、透析，其中洗滌紅細胞時，要用生理鹽水反復(fù)洗滌，既要將紅細胞洗滌干凈，又要不破壞紅細胞，然后再用蒸餾水和甲苯使紅細胞破裂，釋放出血紅蛋白。分離提純血紅蛋白時用凝膠色譜法，其原理是根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小來分離蛋白質(zhì)，相對分子質(zhì)量大的蛋白質(zhì)移動速率較快；血紅蛋白的顏色可用于觀察紅色區(qū)帶的移動情況，并據(jù)此判斷分離效果。答案D解析豬成熟紅細胞中缺少細胞器和細胞核，提純時雜蛋白較少，是6．下圖是用除去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(guān)敘述不正確的是()6．下圖是用除去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(zhì)量較大的雜質(zhì)B．圖乙裝置的試管中收集到的液體中最先得到的是相對分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)C．用圖乙裝置分離血紅蛋白時，待紅色的蛋白質(zhì)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(zhì)量較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(zhì)量較小的雜質(zhì)。圖乙裝置表示通過凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)的過程。蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)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A（人教版）高考生物創(chuàng)新課件：選修1-第4講-DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)與植物有效成分的提取考情四植物有效成分的提取7．(2015·武漢調(diào)研)提取胡蘿卜素和提取玫瑰油時都需要加熱，但用萃取法提取胡蘿卜素時，采用的是水浴加熱法，而用水蒸氣蒸餾法提取玫瑰油時是直接加熱，其原因是()A．前者需保持恒溫，后者不需要恒溫B．前者容易蒸發(fā)，后者不容易蒸發(fā)C．胡蘿卜素不耐高溫，玫瑰油耐高溫D．前者燒瓶里含有機溶劑，易燃易爆，后者是水考情四植物有效成分的提取解析用萃取法提取胡蘿卜素時，由于在燒瓶中加入的萃取劑含石油醚等有機溶劑，而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，因此用水浴加熱。用水蒸氣蒸餾法提取玫瑰油時，燒瓶內(nèi)加入的是水，可以直接加熱。答案D（人教版）高考生物創(chuàng)新課件：選修1-第4講-DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)與植物有效成分的提取8．下列是與芳香油提取相關(guān)的問題，請回答下列問題。(1)玫瑰精油適合用水蒸氣蒸餾法提取，其理由是玫瑰精油具有________的性質(zhì)。蒸餾時收集的蒸餾液________(是、不是)純的玫瑰精油，原因是_______________________________________________________。（人教版）高考生物創(chuàng)新課件：選修1-第4講-DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)與植物有效成分的提取(2)當(dāng)蒸餾瓶中的水和原料量一定時，蒸餾過程中，影響精油提取量的主要因素有蒸餾時間和________。當(dāng)原料量等其他條件一定時，提取量隨蒸餾時間的變化趨勢是________________________________________________________________________。(3)如果蒸餾過程中不進行冷卻，則精油提取量會________，原因是______________________________。(2)當(dāng)蒸餾瓶中的水和原料量一定時，蒸餾過程中，影響精油提取(4)密封不嚴的瓶裝玫瑰精油保存時最好存放在溫度________的地方，目的是________。(5)某植物花中精油的相對含量隨花的不同生長發(fā)育時期的變化趨勢如圖所示．提取精油時采摘花的最合適時間為________天左右。(4)密封不嚴的瓶裝玫瑰精油保存時最好存放在溫度______(6)從薄荷葉中提取薄荷油時________(能、不能)采用從玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是____