1、名校名 推荐重庆市万州分水中学高考生物复习考点五 PCR技术的基本操作和应用 新人教版选修 11 PCR 原理DNA热变性原理，即：2 PCR 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 分子复制的人工控制解开螺旋：在 80 100 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
2、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。3 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
3、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
4、的产物。(5) 简述 PCR技术的主要应用。_ 。答案 (1) 磷酸基团 3端 (2) 耐高温的 Taq DNA聚合酶 选择培养基 (3) 变性、复性和延伸 32(4) 如图所示1名校名 推荐(5) 遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定 ( 要求 3 项以上 )解析 (1)DNA 聚合酶只能把新的核苷酸加到已经存在的核酸的3- 羟基上，与DNA母链结合的引物就提供这个羟基。(2) 因 PCR利用了 DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题，所以用于催化DNA复制过程的 DNA聚合酶要具有耐高温的特性。 用选择培养基可将Taq 细菌从其他普通的微生物中分离出来。(3)
5、DNA 复制时两条链均作为模板，进行半保留复制，所以复制5 次后得到的子代DNA分子数为 25 32 个。(4) 新合成的 DNA链带有引物，而最初的模板DNA的两条链不带有引物。(5)PCR 技术可以对 DNA分子进行扩增，所以可用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和 DNA序列测定等方面。1 细胞内 DNA复制与 PCR技术的比较细胞内 DNA复制PCR解旋在 DNA解旋酶作用下， 边解旋80100 高温解旋，双链完边复制全分开不同点酶DNA解旋酶、 DNA聚合酶Taq DNA 聚合酶引物RNADNA或 RNA温度体内温和条件高温需提供 DNA复制的模板相同点四种脱氧核苷酸为原
6、料子链延伸的方向都是从 5端到 3端2 PCR 的反应过程(1) 变性：当温度上升到 90 以上时，双链 DNA解聚为单链，如下图：(2) 复性：温度下降到50 左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，如下图：(3) 延伸：温度上升到72 左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链，如下图：2名校名 推荐考点四血红蛋白的提取和分离1 血红蛋白的提取和分离原理及方法(1) 原理： 蛋白质各种特性的差异，如分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力等，可以用来分离不同种类的蛋白质。(2) 分离方法凝胶色谱法
7、：也称做分配色谱法，是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。电泳法： 电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。常用的电泳法有琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳。2 血红蛋白的提取和分离过程样品处理：红细胞的洗涤血红蛋白的释放分离血红蛋白溶液粗分离：用透析法除去样品中相对分子质量较小的杂质纯化：用凝胶色谱法分离相对分子质量不同的蛋白质3 判断正误(1) 利用凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量小的先洗脱出来()(2) 在电泳过程中，蛋白质分子的移动速度，与分子本身的大小和形状无关，而与所带电荷的差异有关()(3) 在 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳中，电泳迁移率完全取决于分子的大小()易错
8、警示“血红蛋白的提取和分离实验”中的注意事项(1) 红细胞的洗涤：洗涤次数不能过少，否则无法除去血浆蛋白；要低速、短时离心，否则会使白细胞等一同沉淀，达不到分离的效果。(2 ) 凝胶的预处理：用沸水浴法不但节约时间，而且除去凝胶中可能带有的微生物，排除胶粒内的空气。(3) 色谱柱的装填：装填时尽量紧密，减小颗粒间隙；无气泡；洗脱液不能断流。(4) 色谱柱成功的标志：红色区带均匀一致地移动。4 红细胞中含有大量的血红蛋白，我们可以选用猪、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。下列对血红蛋白提取和分离的叙述，错误的是()A血红蛋白提取和分离一般按照样品处理粗分离纯化纯度鉴定的顺序
9、进行B纯化过程中要用生理盐水充分溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液C粗分离中透析的目的是去除相对分子质量较小的杂质D可经 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定答案 B解析蛋白质的提取和分离一般分为四步：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。提取和分离血红蛋白时，首先通过洗涤红细胞、血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液，即样品处理；再通过透析法除去相对分子质量较小的杂质，即样品的粗分离；然后通过凝胶色谱法将相对分子质量较大的杂蛋白除去，即样品纯化， 纯化过程中凝胶应用蒸馏水充分溶胀后，配制成凝胶悬浮液，而不是用生理盐水；最后经SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。3名校名 推荐1 常用的蛋白质分离方法
10、(1) 凝胶色谱法蛋白质相对分子质量大相对分子质量小项目凝胶内部不能进入能进入运动方式垂直向下垂直向下和无规则扩散运动经过路程较短较长洗脱次序先流出后流出(2) 电泳法原理在一定 pH 下，蛋白质分子的某些基团解离后带上正电或负电。在电场的作用下，带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。由于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、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。2 分离 DNA、 PCR技术、分离蛋白质的比较分离 DNAPCR技术分离蛋白质实DNA在不同浓度 NaCl 溶液利用 DNA热变性原理体外依据相对分子质量的大小验原理中溶解度不同
11、，且不溶于扩增 DNA不同来分离蛋白质冷酒精实选取材料破碎细胞释放验变性复性延伸样品处理凝胶色谱操作过程DNA除杂 DNA 析出与鉴定实验获得大量 DNA相对分 子质量不同的蛋白结果获得较纯净的 DNA质得以分离实验解决了 DNA研究中材料不为蛋白质的研究和利用提意义为 DNA研究打下基础足的问题供了原材料3 比较琼脂糖凝胶电泳和 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳(1) 从载体上看，利用琼脂糖凝胶作为载体的是琼脂糖凝胶电泳，利用SDS聚丙烯酰胺凝胶作为载体的是 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳。(2) 从依据上看，利用了分子带电性质差异和分子大小的是琼脂糖凝胶电泳，仅利用了分子大小的是 SDS聚丙烯酰胺凝胶电
12、泳。(3) 从优点上看，琼脂糖凝胶电泳操作简单，电泳速度快，样品不需处理，电泳图谱清晰，分辨率高，重复性好； SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳消除了净电荷对迁移率的影响，使电泳迁移率完全取决于分子的大小。考点五 植物有效成分的提取1 植物芳香油的提取(1) 提取玫瑰精油实验方法：水蒸气蒸馏法。实验流程4名校名 推荐(2) 提取橘皮精油的实验方法：一般用压榨法。实验流程2 胡萝卜素的提取(1) 胡萝卜素性质：不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。(2) 实验设计方法：萃取法，石油醚最适宜作萃取剂。实验流程(3) 鉴定方法：纸层析法。易错警示胡萝卜素粗品鉴定过程中的5 个易错点(1) 层析时没有选
13、择干净的滤纸，导致实验现象不明显：为了防止操作时对滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以戴手套进行操作。(2) 点样时点样圆点太大 ( 直径大于 2 mm)，导致最终在滤纸上形成一条线，无法辨认被提取的色素：点样圆点的直径应为2 mm。(3) 将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时不能将滤纸两边相互接触：以避免由于毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响结果。(4) 层析 液没及样品原点， 色素溶解于层析液中， 造成实验失败： 层析液不可没及样品原点，以免色素溶解于层析液中，使鉴定失败。(5) 没设置标准样品作对照：层析液中是否提取到胡萝卜素，可通过与标准样品中的 胡萝卜素作对
14、比予以确认。5 请回答下列与实验室提取芳香油有关的问题：(1) 植物芳香油的提取可采用的方法有压榨法、_和 _。(2) 芳香油溶解性的特点是难溶于_ ，易溶于 _ ，因此可用_ 作为提取剂来提取芳香油。(3) 橘子果实含有芳香油，通常可用 _作为材料提取芳香油，而且提取时往往选用新鲜的材料，理由是 _ 。(4) 对材料压榨后可得到糊状液体，为除去其中的固体物获得乳状液可采用的方法是_。(5) 得到的乳状液加入氯化钠并放置一段时间后，芳香油将分布于液体的_层，原因是 _ 。加入氯化钠的作用是 _ _ 。(6) 从乳状液中分离得到的芳香油中要加入无水硫酸钠，其作用是_ 。5名校名 推荐答案(1)蒸
15、馏法萃取法(2) 水有机溶剂有机溶剂 (3) 橘子皮芳香油含量较高(4)过滤(5)上 油层的密度比水层小增加水层密度， 使油和水分层(6) 吸收芳香油中残留的水分解析 植物芳香油的提取可采用的方法有压榨法、 蒸馏法和萃取法。 一般采用新鲜的橘子皮来提取芳香油，因为新鲜的橘子皮芳香油含量较高。除去液体中的固体常用的方法是过滤。芳香油密度比水小， 且不溶于水，会浮在液体的表面。加入氯化钠会增加水层密度，使油和水分层。无水硫酸钠可以吸收芳香油中残留的水分。植物芳香油提取方法的比较提取方法水蒸气蒸馏法压榨法有机溶剂萃取法利用水蒸气将挥发性通过机械加压， 压榨出使芳香油溶解在有机实验原理较强的植物芳香油携溶剂中， 蒸发溶剂获得果皮中的芳香油带出来芳香油水蒸气蒸馏石灰水浸泡、漂洗；粉碎、干燥方法步骤分离油层压榨、过滤、静置；萃取、过滤除水过滤再次过滤浓缩适用于提取玫瑰油、 薄适用范围广， 要求原料适用于柑橘、 柠檬等易的颗粒要尽可能细小，适用范围荷油等挥发性强的芳焦糊原料的提取能充分浸泡在有机溶香油液中优点简单易行，便于分离生产成本低， 易保持原出油率高，易分离料原有的结构和功能水中蒸馏会导致原料分离较为困难， 出油率使用的有机溶剂处理局限性焦糊和有效成分水解不当会影响芳香油的相对较低等问题质量6
