1、,高考要点,基础知识,小思考：用猪的血液；因为猪的红细胞无细胞核，结构简单、血红蛋白含量丰富便于提取血红蛋白。 小讨论：PCR不需要解旋酶，而生物体内DNA复制时需要解旋酶； PCR需要耐热的DNA聚合酶，而生物体内DNA聚合酶在高温时会变性； PCR一般需经三十多次循环，而生物体内DNA复制需要生物体自身的控制。,1实验材料 (1)动物：鸡血细,(2)植物：新鲜菜花、蒜黄、菠菜等。,知识热点,2几种化学试剂及其作用 (1)2 mol/L的NaCl溶液：溶解DNA 析出DNA。 (2)0.015 mol/L的NaCl溶液：溶解DNA，鉴定DNA时作溶剂。 (3)0.1 g/mL的柠檬酸钠溶液：
2、防止凝血。 (4)体积分数为95%的冷酒精溶液：提纯DNA。 (5)二苯胺试剂：鉴定DNA。,3方法目的,人和哺乳动物成熟的红细胞中不含细胞核，也没有DNA，不适于作DNA提取的材料，但却是提取血红蛋白的理想材料。 实验过程中两次用到蒸馏水，第一次目的是使成熟的鸡血细胞涨破释放出DNA，第二次目的是稀释NaCl溶液。,【例1】 下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验原理的叙述正确的是 ( ) ADNA在NaCl溶液中的溶解度，随NaCl溶液浓度的降低而减小 B利用DNA不溶于酒精的性质，可除去细胞中溶于酒精的物质而得到较纯的DNA CDNA是大分子有机物，不溶于水而溶于某些有机溶剂 D在沸水中，
3、DNA遇二苯胺会出现紫色反应,解析：DNA在NaCl溶液中的溶解规律如图： DNA不溶于酒精等有机溶剂，在沸水浴条件下，DNA遇苯胺显蓝色。答案：B,变式1：下列叙述中错误的是( ) A改变NaCl溶液的浓度只能使DNA溶解而不能使其析出 B在沸水浴中，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色 C用电泳法可分离带电性质、分子大小和形状不同的蛋白质 D用透析法可除去蛋白质样品中的小分子物质,解析：DNA在NaCl溶液中的溶解度是随着NaCl浓度的变化而变化。在0.14 mol/L NaCl溶液中DNA的溶解度最小，低于或高于0.14 mol/L，DNA的溶解度都会增大。在DNA粗提取实验中就是先把核物质溶解
4、在2 mol/L NaCl溶液中，然后逐渐加水，稀释至0.14 mol/L时，使DNA析出。 答案：A,1PCR原理 PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行，需提供：DNA模板，分别与两条模板链相结合的两种引物，四种脱氧核苷酸，耐热的DNA聚合酶，同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。,2PCR的反应过程 (1)变性：当温度上升到90以上时，双链DNA解旋为单链，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：,3
5、结果 (1)PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可以分为变性、复性、延伸三步。 (2)两个引物之间的固定长度的DNA序列呈指数扩增。,细胞内DNA复制与PCR技术的比较,【例2】 下列操作过程的叙述中错误的是( ) APCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压蒸气灭菌 BPCR所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在20储存 CPCR所用的缓冲液和酶从冰箱拿出之后，迅速融化 D在微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换,解析：PCR所用缓冲液和酶从冰箱中取出后应放于冰块上缓慢融化，故C错。 答案：C,变式2：一个由32P标记的DNA分子
6、，放在未标记的环境中培养，复制5次后标记的DNA分子占DNA分子总数的 ( ) A1/10 B1/16 C1/25 D1/32,解析：一个DNA分子n次复制后产生的DNA数目为2n，而DNA复制是半保留复制，其特点是：新形成的DNA双链一条是来自亲代的DNA分子的母链，另一条是新形成的子链。这样最初由32P标记的DNA分子复制后，其标记的两条链就分别进入两个子代DNA分子中，即两个子代DNA分子被标记了。然而由于是在未标记的环境中培养，不论多少次复制，只有最初标记过的两条链存在的两个DNA分子中含32P，这样经n次复制，标记的DNA分子占2/2n，即1/2n1，所以本题应选B。 答案：B,1蛋
7、白质分离的依据 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，可以用来提取和分离不同种类的蛋白质。,2方法及原理 (1)凝胶色谱法原理,(2)电泳法原理一些生物大分子，如多肽、核酸等都具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团会带上正电或负电。在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。因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。,1红细胞洗涤过程中，洗涤三次后，若上清液仍有黄色，可增加洗涤次数，否则无法除去血浆蛋白；离心时转速要低，时间
8、要短，否则白细胞等会一同沉淀，达不到分离效果。 2血红蛋白释放过程中，蒸馏水的作用是胀破红细胞，甲苯的作用主要是溶解细胞膜。 3为了加快干凝胶的膨胀，可将加入洗脱液的湿凝胶用沸水浴加热，逐渐升温至接近沸腾，通常只需12 h。这种方法不但节约时间，而且可以除去凝胶中可能带有的微生物，排除胶粒内的空气。,【例3】 在血红蛋白的整个提取过程中，不断用磷酸缓冲液处理的目的是 ( ) A防止血红蛋白被O2氧化 B血红蛋白是一种碱性物质，需要酸中和 C磷酸缓冲液会加速血红蛋白的提取过程 D让血红蛋白处在稳定的pH范围内，维持其结构和功能,解析：利用磷酸缓冲液模拟细胞内的pH环境，保证血红蛋白的正常结构和功
9、能，便于分离观察(红色)和科学研究(活性)。 答案：D,变式3：下列关于DNA和蛋白质提取与分离实验的叙述，正确的有(多选) ( ) A提取细胞中的DNA和蛋白质都需用蒸馏水涨破细胞 B用不同浓度NaCl溶液反复溶解与析出DNA可去除蛋白质 C蛋白质提取和分离过程中进行透析可去除溶液中的DNA D蛋白质和DNA都可以用电泳的方法进行分离纯化,解析：提取DNA需用蒸馏水涨破细胞，提取蛋白质可以直接用豆浆或研磨的大豆；透析法不能除去DNA；DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，在0.14 mol/L的NaCl溶液中DNA的溶解度最低，DNA可以析出，通过过滤可以除去蛋白质；用电泳的方法可将
10、蛋白质、DNA进行分离纯化。 答案：BD,1回答下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的问题。 (1)由于鸡血较难找到，某学生试图用人血代替，结果没有成功，其原因最可能是 ( ) A操作方法不对 B人血含DNA太少 CNaCI溶液浓度太高 D加二苯胺太少,随堂练习,(2)下图为该实验过程中的一些重要操作示意图：,正确的操作顺序是_。 上图C、E步骤都加入蒸馏水，但其目的不同，分别是_和_。 上图A步骤中所用酒精必须是经过_才能使用，该步骤的目的是_。 为鉴定A中所得到的丝状物的主要成分为DNA，可滴加_试剂，沸水浴，如果出现_则该丝状物的主要成分为DNA。,解析：(1)由于人属于哺乳动物，成熟的
11、红细胞中不含细胞核、线粒体，所以几乎不含DNA，很难提取到DNA。,答案：(1)B (2)CBEDA 加速血细胞的破裂 降低NaCl溶液的浓度，使DNA析出 充分预冷 提取含杂质较少(或较纯净)的DNA 二苯胺(或甲基绿) 蓝色(蓝绿色),2(热点预测)PCR技术有效地解决了因为样品中DNA含量太低而难以对样品进行研究的问题，而被广泛应用，此过程需要一种TaqDNA聚合酶。 请回答有关问题： (1)体内DNA复制过程中用解旋酶打开双链DNA，而PCR技术中应用_。 (2)TaqDNA聚合酶是从水生耐热细菌Taq中分离的。 为什么Taq细菌能从热泉中被筛选出来呢？ _,TaqDNA聚合酶的功能是
12、_。 TaqDNA聚合酶的化学本质为蛋白质，可用_法和_法进行分离。 (3)从土壤中分离分解尿素的细菌时，应采取的措施是_，原因是_。,(4)相对于细菌分离，而DNA分子的分离和提取操作要复杂的多。 在DNA提取中两次用到蒸馏水，其目的分别是：_、_。 实验中能否以哺乳动物成熟的红细胞为实验材料？为什么？_。,(5)与体内DNA复制相比较，PCR反应要在_中才能进行，并且要严格控制_条件。 (6)PCR中加入的引物有_种，加入引物的作用是_。,解析：(1)PCR技术中用高温使DNA分子中的氢键打开，从而解旋。(2)利用细菌特有的特性而与其他细菌区分开来，Taq细菌具有耐高温的特性，放在高温环境
13、下，其他绝大多数细菌死亡，而Taq细菌得以保留。在DNA分子复制中，TaqDNA聚合酶将两个脱氧核苷酸的脱氧核糖和另一脱氧核苷酸的磷酸连结形成磷酸二酯键。蛋白质的分离可以根据其分子大小和带电的性质和多少使之分离，即凝胶色谱法和电泳法。,(3)在分离分解尿素的细菌时，应在培养基中加入尿素这一种氮源而使不能利用尿素的细菌不能生存。(4)在使用蒸馏水时，第一次使血细胞破裂，第二次使NaCl溶液浓度降低至 0.14 mol/L。(5)PCR反应是在一定的缓冲溶液中进行的，并需严格控制好温度条件。(6)PCR中与体内DNA复制过程中的原料是完全相同的，并加入小段单链DNA或RNA作为引物，引导DNA复制，可以使游离的脱氧核苷酸与之结合形成磷酸二酯键，成为DNA复制的起点。,答案：(1)高温使DNA分子热变性 (2)热泉7080的高温条件淘汰了绝大多数微生物 催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键 凝胶色谱 电泳 (3)将细菌在培养基中培养，其中惟一的氮源是尿素 只有能分解尿素的微生物才能在该培养基上生长和繁殖 (4)使血细胞破裂，释放出DNA分子 稀释NaCl溶液，使DNA分子析出 不能，哺乳动物成熟的红细胞中无DNA分子 (5)一定的缓冲溶液 温度 (6)2 作为DNA复制的起点,课后作业,
