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天水市二中学案高二年级理科生物-1-高二级生物备课组专题五DNA和蛋白质技术课题1DNA粗提取与鉴定【新课导学】一、基础知识1．提取生物大分子的基本思路是选用一定的或方法分离具有不同或性质（简称理化性质）的。2．DNA的溶解性特点：DNA在中溶解度不同；据图5－1分析：DNA在NaCl溶液浓度时溶解度最小，使用较高浓度的NaCl溶液，可使DNA；使用浓度为可使DNA析出。利用DNA酒精而蛋白质酒精的原理，可以达到目的。3．DNA的耐受性特点：能水解蛋白质而不能分解DNA；在℃时蛋白质变性沉淀而DNA分子不变性。能与蛋白质结合瓦解细胞膜而不破坏DNA分子。4．DNA的鉴定原理：当鉴定提取出的物质是否是DNA时，需要使用进行鉴定。在条件下，该试剂与DNA反应，呈现色。二、实验设计1．实验材料的选取：选取材料时应本着、、的原则。2．破碎细胞，获取含DNA的滤液：鸡血：向鸡血细胞液中加入一定量并玻棒搅拌，用过滤后，收集。洋葱：向研钵中加入一定量和，搅拌研磨，用过滤后，收集滤液。思考：在以上实验中，蒸馏水的作用是，洗涤剂的作用是，食盐的作用是。3．去除滤液中的杂质：为了提取的DNA，需要将进一步处理。课本上三个方案的原理分别是：方案一原理：；方案二原理：；方案三原理：。4．DNA的析出：DNA滤液与混合，静置一段时间后析出的就是DNA。5．DNA的鉴定：取2支洁净的试管，编号甲、乙，各加入等量的溶液。天水市二中学案高二年级理科生物-2-高二级生物备课组甲中放入少量白色丝状物，使之溶解。在甲、乙试管中各加4mL，混合均匀。沸水浴5min，观察颜色变化，甲试管呈现色。三、操作提示1．在鸡血中加入防止凝固2．玻璃棒搅拌以免。3．二苯胺试剂要。4．为提高DNA纯度，实验中通常使用的洗涤剂有等。【基础训练】1.在研究DNA的基因样本前，采集来的血样需要蛋白水解酶处理，然后用有机溶剂除去蛋白质。用蛋白水解酶处理血样的目的是（）A.除去血浆中的蛋白质B.除去染色体上的蛋白质C.除去血细胞表面的蛋白质D.除去血细胞中的所有的蛋白质，使DNA释放，便于进一步提纯2．与析出DNA粘稠物有关的叙述，不正确的是（）A.操作时缓缓滴加蒸馏水，降低DNA的溶解度B.在操作A时，用玻璃棒轻缓搅拌，以保证DNA分子完整C.加蒸馏水可同时降低DNA和蛋白质的溶解度，两者均可析出D.当丝状粘稠物不再增加时，此时NaCl的浓度相当于0.14mol/L3．洗涤剂能够瓦解（），但对DNA没有影响。A.细胞壁B.细胞膜C.细胞核D.细胞质4．在沸水浴的条件下，DNA遇（）会被染成蓝色。A.斐林试剂B.苏丹Ⅲ染液C.双缩脲试剂D.二苯胺5．DNA的粗提取中，将与滤液体积相等的、冷却的（），静置2—3min，溶液中会出现白色丝状物。A.0．9%的NaClB.0.14mol/L的NaCl溶液C.质量分数15%的HClD.体积分数为95%的酒精溶液6.以血液为实验材料时，需要向血液中加入（），防止血液凝固。A.醋酸钠B.龙胆紫C.柠檬酸钠D.醋酸洋红7.在向溶解DNA的NaCl溶液中，不断加入蒸馏水的目的是（）A.加快溶解DNA的速度B.加快溶解杂质的速度C.减少DNA的溶解度，加快DNA析出D.减小杂质的溶解度，加快杂质的析出8.去除滤液中的杂质时，直接在滤液中加入嫩肉粉，利用嫩肉粉中的（）分解蛋白质。A.胃蛋白酶B.胰蛋白酶C.木瓜蛋白酶D.肠肽酶9．填写本实验完成下列实验操作时所用试剂。⑴提取鸡血细胞中核物质⑵溶解核内DNA：⑶析出2mol/LNaCl溶液中的DNA天水市二中学案高二年级理科生物-3-高二级生物备课组⑷DNA粘稠物的再溶解⑸提取杂质较少的DNA白色乳状丝状物⑹DNA的鉴定课题2多聚酶链式反应扩增DNA片段【新课导学】1．PCR原理填写下列表格参与的组分在DNA复制中的作用解旋酶DNA母链合成子链的原料DNA聚合酶引物DNA的两条链是反向平行的，通常将DNA的羟基末端称为，而磷酸基团的末端称为。DNA聚合酶不能开始合成DNA，而只能，因此，DNA复制需要引物。DNA的合成方向总是。在DNA的复制过程中，复制的前提是。在体外可通过控制来实现。在的温度范围内，DNA的双螺旋结构将解体，双链分开，这个过程称为。PCR利用了DNA的原理，通过控制温度来控制双链的解聚与结合。由于PCR过程的温度高，导致DNA聚合酶失活，后来的DNA聚合酶的发现和应用，大大增加了PCR的效率。PCR反应需要在一定的缓冲溶液中提供：，，，，同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。2．PCR的反应过程PCR一般要经历循环，每次循环可以分为、和三步。从第二轮循环开始，上一次循环的产物也作为模板参与反应，并且由延伸而成的DNA单链会与结合，进行DNA的延伸，这样，DNA聚合酶只能，使这段固定长度的序列成指数扩增。3．实验操作在实验室中，做PCR通常使用，它是一种薄壁塑料管。具体操作时，用，按PCR反应体系的配方在中依次加入各组分，，再参照下表的设置设计好PCR仪的循环程序即可。4．操作提示为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的、、天水市二中学案高二年级理科生物-4-高二级生物备课组以及蒸馏水等在使用前必须进行。PCR所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在储存。使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化。在微量离心管中添加反应成分时，移液管上的枪头要。【基础训练】1．DNA分子复制时，解旋的两条链中（）A.仅一条作为复制模板B.两条链作为模板并复制出两个不同的DNA分子C.两条链作为模板并复制出两个相同的DNA分子D.两条链作为模板，各自合成一条子链，然后两条母链重新结合，两条新链结合2.下列关于DNA复制过程的正确顺序是（）①互补碱基对之间氢键断裂②互补碱基对之间形成氢键③DNA分子在解旋酶的作用下解旋④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对⑤子链与母链盘旋成双螺旋状结构A.①③④②⑤B.①④②⑤③C.①③⑤④②D.③①④②⑤3.下列各项过程中，遵循“碱基互补配对原则”的有（）①DNA复制②RNA复制③转录④翻译⑤逆转录A.①②③④⑤B.①②③④C.①②③⑤D.①③④⑤4.实验室内模拟生物体DNA的复制必需的一组条件是（）①酶②游离的脱氧核苷酸③ATP④DNA分子⑤mRNA⑥tRNA⑦适宜的温度⑧适宜的酸碱度A.①②③④⑤⑥B.②③④⑤⑥⑦C.②③④⑤⑦⑧D.①②③④⑦⑧5.一个由15N标记的DNA分子，放在没有标记的环境中培养，利用PCR循环5次后标记的DNA分子总数的（）A.1/10B.1/5C.1/16D.1/256.假设PCR反应中，只有一个DNA的片段作为模板，请计算在30次循环后，反应物中大约有多少这样的DNA片段（）A.215B.230C.260D.2317.DNA的合成方向总是（）延伸。A.从DNA分子的左端向右端B.从DNA分子的右端向左端C.从子链的5，端向3，端D.从子链的3，端向5，端8.要使PCR反应在体外的条件下顺利地进行，需要严格的控制（）A.氧气的浓度B.酸碱度C.温度D.大气的湿度9.DNA分子经PCR反应循环一次后，新合成的那条子链的脱氧核苷酸的序列应与（）A.模板母链相同B.非模板母链相同C.两条模板母链相同D.两条模板母链都不相同10．PCR技术是把某一DNA片段在实验条件下，合成许许多多相同片段的一种方法，利用这种技术能快速而特异的扩增任何要求的目的基因或者DNA分子片段，“人类基因组计划”的研究中常用到这种技术。请结合有关知识，回答有关此技术的一些问题：⑴PCR技术能把某一DNA片段进行扩增，依据的原理是：。⑵在实验条件下，DNA分子进行扩增，除了所要扩增的DNA片段处，还需要、和、等条件。⑶某DNA片段有160个碱基，其中有腺嘌呤35个，若让该DNA分子扩增三次（即复制三次）至少需要腺嘌呤脱氧核苷酸和鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目分别是和个。11．将大肠杆菌置于含15N的培养基上培养。这样，后代大肠杆菌细胞中的DNA双链均被15N标记。然后将被15N标记的大肠杆菌作为亲代转到普通培养基中，繁殖两代。⑴第一代大肠杆菌DNA贮存的遗传信息与亲代大肠杆菌DNA贮存的遗传信息完全相同的原因是。天水市二中学案高二年级理科生物-5-高二级生物备课组⑵如果将第二代大肠杆菌的DNA分子总量作为整体1，其中，带有15N的第二代大肠杆菌DNA分子约占总量的%。⑶如果将第二代大肠杆菌的DNA含量作为整体1，其中含15N标记的第二代大肠杆菌的DNA含量（脱氧核苷酸单链）约占总量的%课题3血红蛋白的提取和分离【新课导学】1．凝胶色谱法凝胶色谱法也称做，是根据分离蛋白质的有效方法。凝胶实际上是一些由构成的多孔球体，在小球体内部有许多贯穿的通道，相对分子质量不同的蛋白质分子通过凝胶时速度不同，相对分子质量较小的蛋白质进入凝胶内部的通道，路程，移动速度；而相对分子质量的蛋白质无法进入凝胶内部的通道，只能在移动，路程，移动速度。相对分子质量不同的蛋白质分子因此得以分离。2．缓冲溶液缓冲溶液的作用是。缓冲溶液通常由溶解于水中配制而成的。生物体内进行的各种生物化学反应都是在一定的pH下进行的，例如：血浆的pH是，要在实验条件下准确模拟生物体内的过程，必须保持体外的pH与体内的基本一致。3．电泳电泳是指。许多重要的生物大分子，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。在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷的电极移动。电泳利用了待分离样品中各分子以及分子本身的、的不同，使带电分子产生不同的，从而实现样品中各种分子的分离。两种常用的电泳方法是和，在测定蛋白质分子量时通常使用。蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于以及等因素。4．蛋白质的提取和分离蛋白质的提取和分离一般分为四步：、、和。5．样品处理血液由和组成，其中红细胞最多。红细胞中有一种非常重要的蛋白质，血红蛋白由条肽链组成，包括，其中每条肽链环绕一个，磁基团可携带。血红蛋白因含有呈现红色。天水市二中学案高二年级理科生物-6-高二级生物备课组红细胞的洗涤洗涤的目的是除去中的，以利于后续步骤的分离纯化。为防止血液凝固，应预先在采血容器中加入，采集的血样要及时采用分离红细胞，然后用胶头吸管吸出上层透明的，将下层暗红色的倒入烧杯，再加入，缓慢搅拌，低速短时间离心，如此重复洗涤三次，直至，表明红细胞已洗涤干净。血红蛋白的释放在和作用下，红细胞破裂释放出血红蛋白。分离血红蛋白溶液将搅拌好的混合溶液离心后，试管中的溶液分为4层。第一层为无色透明的，第2层为白色薄层固体，是，第3层是红色透明液体，这是，第4层是其他杂质的暗红色沉淀物。将试管中的液体用滤纸过滤，除去脂溶性沉淀层，于分液漏斗中静置片刻后，分出下层的红色透明液体。透析取1mL的血红蛋白溶液装入中，将透析袋放入盛有300mL的物质的量的浓度为20mmol/L的中，透析12h。透析可以去除样品中的杂质，或用于更换样品的。6．凝胶色谱操作第一步要制作；第二步要，因为，所以装柱前需要根据色谱柱的内体积计算所需要的凝胶量。实验所用凝胶是交联葡聚糖凝胶（G－75），其中G表示；75表示凝胶，即每克凝胶膨胀时吸水g。将凝胶用充分溶胀后，配成凝胶悬浮液，一次性缓慢倒入色谱柱内，使凝胶装填并不能有存在。然后用充分洗涤平衡12h，使凝胶装填；第三步是。用吸管沿将样品缓慢加入色谱柱内，不要破坏。待红色的蛋白质接近时，用试管连续收集，每试管收集mL流出液。7.操作提示洗涤红细胞时，离心速度过高或离心时间过长，会使等一同沉淀。为了加快凝胶膨胀，可以将加入的湿凝胶用加热，不仅节约时间，还能除去凝胶中的和。凝胶色谱柱中不能存在气泡，原因是气泡会。【基础训练】1.用凝胶色谱法分离蛋白质时，分子量大的蛋白质（）A.路程较长，移动速度较慢B.路程较长，移动速度较快C.路程较短，移动速度较慢D.路程较短，移动速度较快2．凝胶色谱法是根据（）分离蛋白质的有效方法。天水市二中学案高二年级理科生物-7-高二级生物备课组A.分子的大小B.相对分子质量的大小C.带电荷的多少D.溶解度3．缓冲液