2014届高三生物理综教学案046 DNA提取、蛋白质分离、PCR技术.doc
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1、第45讲生物技术在其他方面的应用考纲要求1.PCR技术的基本操作和应用。2.蛋白质的提取和分离。3.实验:DNA的粗提取与鉴定。考点一DNA的粗提取与鉴定1基本原理2操作过程 材料的选取:选用DNA含量相对较高的生物组织去除杂质:利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度的 不同,通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质DNA的鉴定:在溶有DNA的溶液中加入二苯胺试剂,沸水中加热5 min,溶液变成蓝色易错警示(1)本实验不能用哺乳动物成熟红细胞作实验材料,原因是哺乳动物成熟红细胞无细胞核。可选用鸡血细胞作材料。(2)实验中两次使用蒸馏水,第一次的目的是使成熟的鸡血细胞涨破释放出DNA,第二次的目的
2、是稀释NaCl溶液,使DNA从溶液中析出。1下图表示以鸡血为实验材料进行DNA的粗提取与鉴定的操作程序,请分析回答下列问题:(1)步骤一中,向鸡血细胞液中加入_并搅拌,可使鸡血细胞破裂。(2)步骤二中,过滤后收集含有DNA的_。(3)步骤三、四的操作原理是_;步骤四中,通过向溶液中加入_调节NaCl溶液的物质的量浓度至_mol/L时,DNA将会析出,过滤去除溶液中的杂质。(4)步骤七:向步骤六过滤后的_中加入等体积的冷却的_,静置23 min,溶液中会出现_色丝状物,这就是粗提取的DNA。(5)步骤七:DNA遇_试剂,沸水浴5 min,冷却后,溶液呈_色。答案(1)蒸馏水(2)滤液(3)DNA
3、在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同,通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质蒸馏水0.14(4)滤液酒精白(5)二苯胺蓝解析破碎红细胞应用蒸馏水,使之吸水涨破。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,在2 mol/L的NaCl溶液中DNA溶解,在0.14 mol/L的NaCl溶液中DNA析出。可通过加入蒸馏水将2 mol/L的NaCl溶液稀释为0.14 mol/L的NaCl溶液。DNA不溶于冷酒精,遇二苯胺加热呈蓝色。1DNA与蛋白质在NaCl溶液中溶解度比较2 mol/L NaCl溶液0.14 mol/L NaCl溶液溶解规律DNA溶解析出蛋白质部分发生盐析沉淀溶解NaCl溶液从2 mol/L
4、降低过程中,溶解度逐渐增大2DNA粗提取与鉴定中不同试剂的用途及原理比较试剂浓度用途原理(“”为实验的主要原理)NaCl溶液2 mol/L溶解DNADNA在NaCl溶液中的溶解度随溶液浓度的变化而改变,溶解度在2 mol/L时最大、在0.14 mol/L时最小0.14 mol/L析出DNA2 mol/L鉴定时的溶剂酒精95%(体积分数)除去杂质以提纯DNADNA不溶于酒精,但是细胞中的某些物质可以溶于酒精二苯胺鉴定剂DNA遇二苯胺(沸水浴)会变蓝色柠檬酸钠0.03 g/mL抗凝剂除去血液中的钙离子,防止血液凝固3DNA粗提取实验材料和方法的选择(1)不同生物的组织中DNA含量不同在选取材料时,
5、应本着DNA含量高、材料易得、便于提取的原则。(2)材料不同所采用的提取方法不同植物组织:取材研磨过滤沉淀。鸡血:制备鸡血细胞液提取核DNA溶解细胞核内DNA析出并滤取DNADNA再溶解提取较纯净的DNA。考点二PCR技术的基本操作和应用1PCR原理DNA热变性原理,即:2PCR反应过程(1)变性:当温度上升到90_以上时,双链DNA解聚为单链。(2)复性:温度下降到55_左右时,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。(3)延伸:温度上升到72 左右时,溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、C、G)在DNA聚合酶的作用下,根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。易错警示(1)DNA分子复制的人
6、工控制解开螺旋:在80100 时,DNA双螺旋打开,形成两条DNA单链,称为变性。恢复螺旋:在50 左右时,两条DNA单链重新形成双螺旋结构,称为复性。复制条件:缓冲液、DNA模板、四种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶和两种引物。反应场所:PCR仪。(2)PCR技术中的引物:含义:引物是一小段单链DNA或RNA分子。作用:为DNA聚合酶提供合成的3端起点。种类:扩增一个DNA分子需要2种引物。数目:引物数目等于新合成的DNA子链数目。与DNA母链的关系:两种引物分别与DNA母链的3端通过碱基互补配对结合。2多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。请回答下列有关PCR技术的基本
7、原理及应用问题:(1)DNA的两条链是反向平行的,通常将_的末端称为5端,当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后,DNA聚合酶就能从引物的_开始延伸DNA链。(2)PCR利用DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题,但又导致了DNA聚合酶失活的新问题。到20世纪80年代,科学家从一种Taq细菌中分离到_,它的发现和应用解决了上述问题。要将Taq细菌从其他普通的微生物中分离出来,所用的培养基叫_。(3)PCR的每次循环可以分为_三步。假设在PCR反应中,只有一个DNA片段作为模板,请计算在5次循环后,反应物中大约有_个这样的DNA片段。(4)请用简图表示出一个DNA片段PCR反应中第二轮的
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