2019_2020学年同步备课套餐之生物人教版选修1课件:专题5 DNA和蛋白质技术 专题整合提升 .pdf
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1、专题整合提升 专题5 DNA和蛋白质技术 知识系统构建 热点考题集训 规律方法整合 内容索引 知识系统构建 基础知识 实验设计 DNA和蛋 白质技术 DNA的粗提 取与鉴定 DNA的 原理 DNA的 原理 的选取 DNA的_ DNA的 与鉴定 基础知识 实验设计 多聚酶链式 反应扩增 DNA片断 原理 PCR的_ PCR操作 的测定 提取 鉴定 实验材料 粗提取 纯化 PCR 反应过程 DNA含量 基础知识 实验操作 DNA和蛋 白质技术 血红蛋白的提取和分离 凝胶色谱法 缓冲溶液 _ 处理 操作 电泳 样品 凝胶色谱 必背要语必背要语 1.DNA不溶于酒精,但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精,可
2、利用酒精将 DNA和蛋白质分开。 2.DNA在0.14 mol/L NaCl溶液中溶解度最低。 3.PCR原理:DNA热变性原理。 PCR每次循环都包括变性、复性和延伸三步。 4.DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,只能从3端延伸DNA链。DNA 的合成方向总是从子链的5端向3端延伸。 5.利用凝胶色谱法分离蛋白质时,相对分子质量大的先洗脱出来,相对 分子质量小的后洗脱出来。 6.在电泳中,待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大 小、形状都会影响分子的迁移速度。 7.SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳的迁移率完全取决于分子的大小。 8.蛋白质提取和分离的一般步骤是: 样品处理与粗分离、 纯化
3、和纯度鉴定。 9.在对蛋白质进行纯度鉴定时,使用最多的方法是SDS聚丙烯酰胺凝 胶电泳。 规律方法整合 整合一 DNA的粗提取与鉴定中的“234” 加蒸馏水2次 加到鸡血细胞液中,使血细胞吸水破裂 加到含DNA的2 mol/L的NaCl溶液中,使NaCl溶液 的物质的量浓度下降到0.14 mol/L,DNA析出 用纱布过滤3次 过滤血细胞破裂液,得到含细胞核物质的滤液 过滤溶有DNA的2 mol/L的NaCl溶液 滤取0.14 mol/L的NaCl溶液中析出的DNA(黏稠物) 用NaCl溶液4次 加2 mol/L的NaCl溶液,溶解提取细胞核物质 用0.14 mol/L的NaCl溶液使DNA析
4、出 用2 mol/L的NaCl溶液,溶解滤取的DNA黏稠物 用2 mol/L的NaCl溶液,溶解丝状物用于鉴定DNA 例例1 将粗提取的DNA丝状物分别加入0.14 mol/L NaCl溶液、2 mol/L NaCl溶液、体积分数为95%的酒精溶液中,然后用放有纱布的漏斗过滤, 分别得到滤液P、Q、R以及存留在纱布上的黏稠物p、q、r,其中由于含 DNA少可以丢弃的是 A.P、Q、R B.p、q、r C.P、q、R D.p、Q、r 解析 解析 DNA在0.14 mol/L NaCl溶液中溶解度最小,过滤后DNA在黏稠 物p中,可以丢弃P;DNA在2 mol/L NaCl溶液中溶解过滤后,DNA
5、在滤 液中,可以丢弃q;DNA不溶于体积分数为95%的酒精溶液,所以过滤后 DNA在黏稠物r中,可以丢弃R。 答案解析 整合二 去除DNA滤液中杂质的三种方案 项目原理方法 方案一 DNA在不同浓 度的NaCl溶液 中溶解度不同 在滤液中加入NaCl,使NaCl溶液物质的量浓 度为2 mol/L,过滤除去不溶的杂质;再调节 NaCl溶液物质的量浓度为0.14 mol/L,析 出DNA,过滤除去溶液中的杂质,再用物质 的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液溶解DNA 方案二DNA对酶的耐受性 直接在滤液中加入嫩肉粉,反应10 15 min,嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能够 分解蛋白质 方案三DNA对高温
6、的耐受性 将滤液放在6075 的恒温水浴箱中 保温1015 min,注意严格控制温度 范围,使蛋白质沉淀而DNA分子还未 变性,可将DNA与蛋白质分离 例例2 如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。 解析 解析 第一步加入蒸馏水的目的是使红细胞涨破,释放出核物质。 蒸馏水 (2)步骤二:过滤后收集含有DNA的 。 解析 解析 第二步收集含有核物质的滤液。 滤液 答案解析 (3)步骤三、四的操作原理是_ 。 步骤四通过向溶液中加入 调节NaCl溶 液物质的量浓度至 mol/L,DNA将会析出,
7、过滤去除溶液中的杂质。 解析 解析 由于DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同,所以通过控制NaCl 溶液的浓度可以分别溶解DNA和析出DNA,并且对 DNA进行提纯;第四步 加入蒸馏水的目的是逐渐稀释NaCl溶液,使其物质的量浓度为0.14 mol/L,这 时DNA在NaCl溶液中溶解度最低,可以析出DNA。 DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同, 通过 控制NaCl溶液的浓度去除杂质 答案解析 蒸馏水 0.14 (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。 解析 解析 DNA不溶于冷酒精,某些蛋
8、白质可以溶于冷酒精,这样可以进一 步提纯 DNA。 滤液体积分数为 答案解析 95%的酒精白 (5)步骤八:DNA遇 试剂,沸水浴5 min,冷却后,溶液呈 色。 解析 解析 鉴定DNA的方法是用二苯胺试剂,在沸水浴加热条件下,如果变 蓝色,证明存在DNA。 二苯胺蓝 答案解析 整合三 DNA的粗提取、PCR技术、蛋白质分离之间的比较 项目DNA的粗提取PCR技术蛋白质分离 实验原理 DNA在不同浓度NaCl溶液 中溶解度不同,且不溶于 冷酒精 利用DNA热 变性原理体 外扩增DNA 依据相对分子质量 的大小分离蛋白质 实验过程 选取材料破碎细胞释放 DNA除杂DNA析出与 鉴定 变性复性 延
9、伸 样品处理及粗分离 凝胶色谱操作 SDS聚丙烯酰 胺凝胶电泳 实验结果 获得较纯净 的DNA 获得大量DNA 相对分子质量不同的 蛋白质得以分离 实验意义 为DNA研究 打下基础 解决了DNA研究中 材料不足的问题 为蛋白质的研究和利 用提供了原材料 例例3 PCR是一种DNA体外扩增技术。1988 年,PCR仪问世,并被广泛应用于基因扩增 和DNA序列测定。如图是 PCR技术示意图, 请回答下列问题。 (1)将双链DNA ,使之变性, 从而导致 。 引物延伸需提供 作为原料。 答案解析 解析 解析 引物的延伸需要提供4种脱氧核苷酸 为原料。每次循环都包括变性、复性和延伸 三步。变性是指在高
10、温90 以上DNA双链解 聚为单链的过程。 加热到95 双链 DNA分离成两条单链 四种脱氧核苷酸 (2)红细胞含有大量血红蛋白,我们可以选择猪、牛、羊或其他脊椎动物的 血液进行实验,来提取和分离血红蛋白,血红蛋白提取和分离的程序可分 为四步:样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定。请回答下列有关问题。 样品处理,它包括红细胞的洗涤、 、分离血红蛋白溶 液。 收集的血红蛋白溶液在透析袋中经过透析,这就是样品的粗分离。透析 的目的是 。透析的原理是 _ 。 答案解析 解析 解析 该实验中样品的处理可分为三步:红细胞的洗涤;血红蛋白的 释放;分离血红蛋白溶液。透析所依据的原理是小分子可以自由进出透 析袋
11、,而大分子则保留在透析袋内,目的是除去相对分子质量较小的杂质。 血红蛋白的释放 去除相对分子质量较小的杂质透析袋能使小分子 物质自由进出,而大分子物质则保留在透析袋内 整合四 DNA体内复制与体外复制(PCR)的比较 PCR技术是一种体外迅速扩增DNA片段的技术,与细胞内DNA复制的过 程相比既有相同点又有不同点,通过列表比较的方法准确掌握两者的异 同,是防止此类问题出错的重要措施。细胞内DNA复制与体外DNA扩增 (PCR)的比较: 项目细胞内DNA复制PCR 不 同 点 解旋 在解旋酶作用下边解旋边复制 95 高温解旋、双链完全分 开 酶解旋酶、DNA聚合酶Taq DNA聚合酶 引物RNA
12、一般为单链DNA 不 同 点 能量ATPdNTP 温度体内温和条件高温 循环次数受生物自身控制三十多次 相同点 需提供DNA复制的模板 四种脱氧核苷酸作原料 子链延伸的方向都是从5端到3端 都需要酶的催化 例例4 PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比,主要有两点不同,它们 是 PCR过程需要的引物一般是人工合成的单链DNA PCR过程不需要 DNA聚合酶 PCR过程中 DNA的解旋不依靠解旋酶,而是通过对反 应温度的控制来实现的 PCR过程中,DNA不需要解旋,直接以双链 DNA为模板进行复制 A. B. C. D.解析 解析 PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比较,主要有两点不同: (1
13、)PCR过程需要的引物一般是人工合成的单链DNA,长度通常为2030 个核苷酸。(2)PCR过程中,DNA解旋不依赖解旋酶,而是通过对反应温 度的控制来实现的。 答案解析 整合五 DNA粗提取和血红蛋白提取和分离的比较 大分子物质的提取与分离,一般是根据其固有的理化性质,用不同的物 理或化学方法,达到不同成分分离的目的。对于DNA与血红蛋白的提取 和分离的相关知识,可通过下表来辨析掌握。 项目DNA粗提取和鉴定 血红蛋白的提取 和分离 材料选取DNA含量高的生物组织 哺乳动物成熟的 红细胞 细胞破碎 动物细胞:加蒸馏水并搅拌 植物细胞:加洗涤剂和食盐搅拌、研磨 加蒸馏水和甲苯 充分搅拌 去除
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