第41講生物技術在其它方面應用備考·最新考綱1.PCR技術基本操作和應用2.蛋白質提取和分離3.試驗：DNA粗提取與判定4.從生物材料中提取一些特定成份第1頁考點一PCR技術與血紅蛋白提取和分離[自主梳理]1.PCR技術(1)PCR原理：

原理，即：DNA復制冷卻第2頁(2)PCR反應過程過程說明圖解當溫度上升到

以上時，雙鏈DNA解聚為單鏈復性溫度下降到左右，兩種引物經過與兩條單鏈DNA結合72℃左右時，最大活性，可使DNA新鏈由5′端向3′端延伸變性90℃50℃堿基互補配對延伸TaqDNA聚合酶第3頁(3)結果：

上述三步反應完成后，一個DNA分子就變成了個DNA分子

，伴隨重復次數增多，DNA分子就以2n形式增加。PCR反應過程都是在

中完成。PCR擴增儀兩第4頁2.血紅蛋白提取和分離(1)蛋白質分離原理依據蛋白質各種特征差異，如分子

和大小，所帶電荷性質和多少、

、吸咐性質和對其它分子

等，能夠來提取和分離不一樣種類蛋白質。形狀溶解度親和力第5頁(2)血紅蛋白提取和分離過程①

。②粗分離：采取透析方法，除去樣品中相對分子質量較小雜質。樣品處理第6頁③純化與純度判定凝膠色譜法速度移動不一樣大第7頁[深度思索]1.相對分子質量不一樣蛋白質在凝膠中行進過程可表示為①～④中哪一個？提醒②，分子質量較大者先洗脫出來，分子質量較小者后洗脫出來。第8頁2.如圖所表示裝置可用于血紅蛋白提取、分離哪種過程？其原理是什么？燒杯內a溶液是蒸餾水嗎？提醒該裝置為透析裝置,因為透析袋是用硝酸纖維素制成,小分子可自由進出,而大分子保留在袋內,故可用于除去小分子雜質。燒杯中a溶液應為20mmol·L－1磷酸緩沖液，不可使用蒸餾水。第9頁[跟進題組]1.PCR技術是一項在生物體外復制特定DNA片段核酸合成技術，如圖表示合成過程，請據圖分析回答：(1)A過程高溫使DNA變性解旋,對該過程原理敘述,正確是(

)A.該過程用耐高溫解旋酶破壞氫鍵B.該過程用限制酶破壞磷酸二酯鍵C.該過程不需要解旋酶作用D.該過程與人體細胞過程完全相同第10頁(2)C過程要用到酶是________，這種酶在高溫下仍保持活性，所以在PCR擴增時能夠加入________次，________(需要、不需要)再添加。PCR反應除提供酶外，還需要滿足基本條件有________________。(3)假如把模板DNA兩條鏈用15N標識，游離脫氧核苷酸不做標識，控制“95℃～55℃～72℃”溫度循環3次，則在形成子代DNA中含有15N標識DNA占________。第11頁解析(1)高溫所起作用類似于解旋酶，使雙鏈DNA變為單鏈，所以A過程不需要解旋酶參加。(2)C過程為PCR技術延伸階段，當系統溫度上升至72℃左右時，溶液中四種脫氧核苷酸在TaqDNA聚合酶作用下合成新DNA鏈。TaqDNA聚合酶是耐熱，高溫下不變性，所以一次性加入即可。(3)PCR技術遵照半保留復制特點。經過3次循環，共產生23個DNA分子，其中有2個DNA分子含有15N標識。答案

(1)C

(2)TaqDNA聚合酶一不需要DNA模板、分別與兩條模板鏈相結合兩種引物、四種脫氧核苷酸，同時經過控制溫度使DNA復制在體外重復進行(3)25%第12頁2.血紅蛋白是人和其它脊椎動物紅細胞主要組成成份，負責血液中O2和部分CO2運輸。請依據血紅蛋白提取和分離過程回答下列問題。第13頁(1)將上述試驗流程補充完整：A為________，B為________。(2)洗滌紅細胞目標是去除________；紅細胞洗滌潔凈標志是________。釋放血紅蛋白過程中起作用試劑是______________。(3)在B過程中加入物質量濃度為20mmoL/L磷酸緩沖液(pH為7.0)目標是________。在蛋白質分離過程中，假如紅色區帶________，說明色譜柱制作成功。第14頁解析A為血紅蛋白釋放，B為樣品加入和洗脫。在B過程中加入物質量濃度為20mmoL/L磷酸緩沖液(pH為7.0)目標是模擬生物體內生理環境(保持體外pH和體內一致、保持蛋白質正常結構等)。答案

(1)血紅蛋白釋放樣品加入和洗脫(2)雜蛋白(血漿蛋白)離心后上清液中沒有黃色蒸餾水和甲苯(3)模擬生物體內生理環境(保持體外pH和體內一致、保持蛋白質正常結構等合理答案均可)均勻一致地移動第15頁1.細胞內DNA復制與PCR擴增DNA比較比較項目細胞內復制DNAPCR擴增DNA解旋在解旋酶作用下，細胞提供能量，部分雙鏈解開加熱至90℃以上時，雙鏈全部解開，不需要解旋酶引物一小段RNA能夠是RNA或單鏈DNA分子片段特點邊解旋邊復制體外快速擴增TaqDNA聚合酶不需要(只需DNA聚合酶)需要循環次數受生物體本身控制30屢次相同點二者都需要模板、四種脫氧核苷酸，且都需要在一定緩沖液中進行，都是半保留復制第16頁2.PCR擴增條件模板、分別與兩條模板鏈相結合引物、四種脫氧核苷酸、耐熱DNA聚合酶，同時需要控制溫度使DNA復制在體外重復進行。3.“血紅蛋白提取和分離試驗”中注意事項(1)紅細胞洗滌：洗滌次數不能過少，不然無法除去血漿蛋白；要低速、短時離心,不然會使白細胞等一同沉淀,達不到分離效果。(2)凝膠預處理：用沸水浴法不但節約時間，而且除去凝膠中可能帶有微生物，排除膠粒內空氣。(3)色譜柱裝填：裝填時盡可能緊密，減小顆粒間隙；無氣泡；洗脫液不能斷流。(4)色譜柱成功標志：紅色區帶均勻一致地移動。第17頁4.血紅蛋白提取和分離過程第18頁考點二DNA粗提取與判定[自主梳理]1.試驗原理0.14NaCl二苯胺試劑第19頁2.操作流程DNA蒸餾水不一樣濃度NaCl第20頁酒精藍色第21頁[跟進題組]題組DNA粗提取與判定1.(·江蘇卷，16)以下關于“DNA粗提取與判定”試驗敘述，錯誤是(

)A.酵母菌和菜花均可作為提取DNA材料B.DNA既溶于2mol/LNaCl溶液也溶于蒸餾水C.向雞血細胞液中加蒸餾水攪拌，可見玻棒上有白色絮狀物D.DNA溶液加入二苯胺試劑沸水浴加熱，冷卻后變藍第22頁解析理論上只要含有DNA生物組織均可作為該試驗材料，故A項正確。DNA既溶于2mol/LNaCl溶液也溶于蒸餾水，故B項正確。向雞血細胞液中加蒸餾水攪拌，可使細胞破裂，釋放DNA，但不會觀察到玻璃棒上有白色絮狀物，故C項錯誤。DNA溶液加入二苯胺試劑沸水浴加熱，冷卻后變藍，故D項正確。答案

C第23頁2.以下關于DNA粗提取與判定試驗敘述，正確是(

)

試劑操作作用A檸檬酸鈉溶液與雞血混合預防血液凝固B蒸餾水與雞血細胞混合保持細胞形狀C蒸餾水加入到溶解有DNANaCl溶液中析出蛋白質D冷卻酒精加入到過濾后含DNANaCl溶液中產生特定顏色反應第24頁解析蒸餾水與雞血混合目標是使紅細胞吸水漲破，流出其DNA；將蒸餾水加入到溶解有DNANaCl溶液中，其目標是降低DNA溶解度，初步析出DNA；加入冷卻酒精目標是深入析出DNA。答案A第25頁1.DNA和蛋白質在不一樣NaCl溶液中溶解度比較

2(mol·L－1)NaCl溶液0.14(mol·L－1)NaCl溶液溶解規律DNA溶解析出蛋白質部分發生鹽析沉淀溶解NaCl溶液濃度從2(mol·L－1)降低過程中，溶解度逐步增大第26頁2.DNA粗提取與判定中不一樣試劑用途及原理比較試劑濃度用途主要原理或用途蒸餾水(2次)

NaCl溶液(4次)2(mol·L－1)溶解DNA0.14(mol·L－1)析出DNA2(mol·L－1)溶解濾取DNA黏稠物2(mol·L－1)判定時溶劑DNA在NaCl溶液中溶解度隨溶液濃度改變而改變，在0.14/(mol·L－1)NaCl溶液中DNA溶解度最小，而在2/(mol·L－1)NaCl溶液中溶解度最大①加到雞血細胞液中，使血細胞吸水漲破；②加到含DNA2(mol·L－1)NaCl溶液中，使NaCl溶液物質量濃度下降到0.14(mol·L－1)，使DNA析出第27頁3.DNA粗提取中包括3次用紗布“過濾”①過濾血細胞破裂液，得到含細胞核物質濾液；②濾取0.14(mol·L－1)NaCl溶液中析出DNA(黏稠物)；③過濾溶有DNA2(mol·L－1)NaCl溶液酒精95%(體積分數)除去雜質以提純DNADNA不溶于酒精，不過細胞中一些物質則能夠溶于酒精二苯胺

判定劑DNA遇二苯胺(沸水浴)會變藍色檸檬酸鈉0.03g/mL抗凝劑除去血液中鈣離子，預防血液凝固第28頁考點三植物有效成份提取[自主梳理]1.玫瑰精油提取水蒸氣蒸餾水蒸氣水氣蒸餾水蒸氣蒸餾NaCl無水Na2SO4第29頁2.橘皮精油提取壓榨法機械加壓壓榨靜置第30頁3.胡蘿卜素提取石油醚萃取干燥過濾紙層析第31頁[解讀](1)圖甲、圖乙分別為何種裝置？(2)圖甲裝置可分左、中、右三部分，其作用有何不一樣？圖中a、b哪一個是進水口？哪一個為出水口？這與蒸氣流方向相反？加熱時為何常向液體中加入幾片碎石或瓷片？第32頁(3)圖乙安裝及拆除次序怎樣？為何常采取水浴加熱？在燒瓶口安裝冷凝回流裝置目標是什么？提醒(1)圖甲為水蒸氣蒸餾裝置，圖乙為萃取裝置(2)整套蒸餾裝置可分為左、中、右三部分，左邊部分經過加熱進行蒸餾，中部將蒸餾物冷凝，右邊部分用來接收。圖中a為出水口，b為進水口，這與蒸氣流方向相反；加熱時向液體中加入幾片碎石或瓷片目標是“防暴沸”。(3)安裝次序是由下而上，拆除時相反。采取水浴加熱原因：有機溶劑都是易燃物，直接使用明火加熱輕易引發燃燒、爆炸。在燒瓶口安裝冷凝回流裝置目標是預防加熱時有機溶劑揮發。第33頁[跟進題組]1.(·長春質檢)玫瑰在人們生活中含有各種用途。某同學進行玫瑰組織培養和玫瑰精油提取試驗，請回答：(1)在進行玫瑰組織培養時,能夠選取生長旺盛嫩枝作_____,并要進行____處理。(2)玫瑰組織培養接種操作前，用體積分數為70%________將工作臺擦拭一遍。接種后，還要經過________、________和栽培才能得到開花玫瑰。(3)某同學用水蒸氣蒸餾法提取玫瑰精油，簡便易行是________(填“水中”、“水上”或“水氣”)蒸餾方法。蒸餾過程中需要監控蒸氣溫度和時間，原因是_____________________。第34頁(4)對初步接收到乳濁液進行以下處理：試劑A是_______，裝置B是________，試劑C________，其作用是___________。答案

(1)外植體消毒(2)酒精培養移栽(3)水中假如溫度太高，時間太短，產品質量就比較差(4)NaCl分液漏斗無水Na2SO4除去玫瑰精油中水分第35頁2.(·全國卷Ⅱ，39)回答與胡蘿卜素相關問題：(1)胡蘿卜含有胡蘿卜素中，最主要是__________(填“α－胡蘿卜素”“β－胡蘿卜素”或“γ－胡蘿卜素”)，該胡蘿卜素在人體內能夠轉變成兩分子________________，后者缺乏會引發人在弱光下視物不清病癥，該疾病稱為________，胡蘿卜素是____________(填“揮發性”或“非揮發性”)物質。(2)工業生產上，用養殖巖藻作為原料提取胡蘿卜素時，________(填“需要”或“不需要”)將新鮮巖藻干燥。(3)現有乙醇和乙酸乙酯兩種溶劑，應選取其中____________作為胡蘿卜素萃取劑，不選取另外一個理由是__________________________________________。第36頁答案(1)β－胡蘿卜素維生素A夜盲癥非揮發性(2)需要(3)乙酸乙酯萃取胡蘿卜素有機溶劑應不與水混溶，而乙醇屬于水溶性有機溶劑(其它答案合理也可)第37頁(1)植物芳香油提取成功關鍵點①水蒸氣蒸餾要適當延長蒸餾時間，溫度不能太高。②用于萃取有機溶劑必須事先精制，除去雜質。③壓榨時原料必須要浸透，這么壓榨時不會滑脫，出油率高，不堵塞篩眼；使用石灰水充分浸泡原料目標是破壞細胞結構，分解果膠，預防橘皮壓榨時滑脫，提升出油率。(2)影響萃取原因：①主要原因：萃取劑性質和使用量。②次要原因：原料顆粒大小、緊密程度、含水量、萃取溫度、萃取時間等。總之，溶解越充分，效果就越好。第38頁(3)水蒸氣蒸餾法特點①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。②水中蒸餾對于柑橘和檸檬等原料不適用。因為水中蒸餾會造成原料焦糊和有效成份水解。③水蒸氣蒸餾法只適合用于含有揮發性，能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞，與水不發生反應，且難溶或不溶于水成份提取。第39頁易錯易混防范清零[易錯清零]易錯點1不清楚PCR技術中“引物”及其作用點撥

PCR技術中引物及其作用(1)含義：引物是一小段單鏈DNA或RNA分子。(2)作用：為DNA聚合酶提供延伸子鏈3′端起點。(3)種類：擴增一個DNA分子需要2種引物—引物Ⅰ、引物Ⅱ(4)與DNA母鏈關系：兩種引物分別與DNA母鏈3′端經過堿基互補配對結合。第40頁易錯點2不清楚血紅蛋白提取與分離中歷次“除雜質”或“分離”原理點撥

(1)凝膠色譜法：相對分子質量較大分子先流出，分子質量較小后流出，依此可對血紅蛋白進行分離和純化(2)透析法：利用透析袋只允許小分子透出原理，去除小分子雜質，透析可實現對血紅蛋白“粗分離”(3)電泳法：利用分離樣品中各種分子帶電性質差異以及分子本身大小、形狀不一樣，使帶電分子產生不一樣遷移速率，從而實現樣品中各種分子分離。即第41頁易錯點3不清楚血紅蛋白釋放時蒸餾水和甲苯作用點撥紅細胞中依次加入蒸餾水和甲苯作用：加入蒸餾水目標是使紅細胞吸水漲破；甲苯溶解細胞膜，從而使血紅蛋白釋放出來。第42頁易錯點4對血紅蛋白純化與純度判定結果分析不到位點撥下列圖圖1為SDS凝膠電泳結果，圖2為凝膠色譜分離結果。第43頁針