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第十一单元生物技术实践学案DNA和蛋白质技术考纲要求1.蛋白质的提取和分离实验与探究2.PCR技术的基本操作和应用实验与探究复习要求1.根据蛋白质分子的特点,选择不同的方法提取和分离2.PCR技术的原理和条件3.PCR技术的基本操作基础自查一、血红蛋白的提取和分离1．凝胶色谱法：。2．电泳(1)概念：。(2)特点：。3．实验操作(1)样品处理：。(2)粗分离：。(3)纯化：。(4)纯度鉴定：。二、PCR技术扩增DNA片段1．PCR技术(1)PCR：的简称，是一种的技术。(2)扩增方向：。(3)引物特点：，能，用于PCR的引物长度通常为20～30个脱氧核苷酸。(4)原理：。(5)条件：。2．过程(1)变性：。(2)复性：。(3)延伸：。3．结果：。课堂深化探究一．多聚酶链式反应扩增DNA片段1．细胞内DNA复制与体外DNA扩增(PCR技术)的比较细胞内DNA复制PCR不同点解旋酶引物能量温度子链合成相同点2.PCR反应的过程及结果(1)PCR反应过程：①变性：②复性：③延伸：(2)结果：特别提醒DNA复制需要引物的原因：DNA聚合酶不能从5′端开始合成DNA，而只能从3′端延伸DNA链。二、血红蛋白的提取和分离1．方法及原理方法原理凝胶色谱法电泳法2.实验操作程序(1)样品处理(2)粗分离④图示：⑤注意：透析时间为12h。透析袋是用硝酸纤维素制成，小分子可自由进出，而大分子保留在袋内。(3)纯化：一般采用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化。(4)纯度鉴定：一般用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳方法，来测定蛋白质的分子量，即对血红蛋白进行纯度鉴定。3．结果分析与评价项目分析血液样品的处理分层明显→分层不明显的原因→凝胶色谱柱的装填血红蛋白的分离特别提醒①用凝胶色谱法分离和纯化蛋白质，滴加样品时，吸管管口贴着管壁环绕移动加样，同时注意不要破坏凝胶面。②在蛋白质分离过程中，应仔细观察红色区带在洗脱过程中的移动情况，如果红色区带均匀一致地移动，说明色谱柱制作成功。对应训练1.多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历30多次下述循环：95℃条件下使模板DNA变性、解链→55℃条件下复性(引物与DNA模板链结合)→72℃条件下引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。下列有关PCR过程的叙述，不正确的是()。A．变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现B．复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的C．延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、4种核糖核苷酸D．PCR与细胞内DNA复制相比，其所需要酶的最适温度较高2.多聚酶链式反应(PCR)是一种体外扩增DNA片段的技术。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。回答以下问题：(1)细胞内DNA复制过程中，引物的作用是__________，而且DNA复制的前提是__________。(2)PCR利用了__________原理，可通过控制温度来控制双链的解旋与结合。(3)PCR技术用到的酶是__________，与细胞内DNA复制时发挥相同作用的酶相比区别在于__________。(4)下面表格是DNA体内复制与PCR反应的部分比较结果。通过比较分析，请推导出PCR反应合成DNA子链时能量来源于______________。原料ATPDNA体内复制四种脱氧核苷酸需要PCR反应脱氧胞苷三磷酸、脱氧腺苷三磷酸脱氧胸苷三磷酸、脱氧鸟苷三磷酸不需要(5)假如PCR反应所用的引物含有放射性、模板不具有放射性，且引物不被切除，则经过n次循环，具有放射性的脱氧核苷酸链占总链数的比值为__________。3.如图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置，请回答下列问题。(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有________功能。(2)甲装置中，B是血红蛋白溶液，则A是________；乙装置中，C溶液的作用是________________________________________________________________________。(3)甲装置用于________，目的是________________。用乙装置分离蛋白质的方法叫________，是根据________________分离蛋白质的有效方法。(4)用乙装置分离血红蛋白时，待________时，用试管收集流出液，每5mL收集一管，连续收集。4.下列关于血红蛋白分离中样品处理及粗分离的描述，错误的是()。A．红细胞洗涤：此操作的目的是去除红细胞内的杂蛋白B．血红蛋白释放：此操作需要将洗涤好的红细胞放入蒸馏水中C．分离血红蛋白溶液：离心后红色透明液体是血红蛋白的水溶液D．透析：此操作的目的是去除分子量较小的杂质实验探究（2012·岳阳模拟）DNA的粗提取与鉴定的实验（如图）：（1）本实验材料选用鸡血细胞液，而不是鸡全血，主要原因是鸡血细胞液中______含量较高。（2）图A所示加入蒸馏水的目的是_________。（3）通过图B所示步骤取得滤液后，再向滤液中加入2mol/LNaCl溶液的目的是____________。（4）图C所示加入蒸馏水的目的是________________。（5）为鉴定实验所得丝状物的主要成分是DNA，可用______试剂进行检测，在沸水浴条件下，可以看到颜色反应为____________________色。限时训练题组一DNA粗提取与鉴定及PCR扩增技术1.下列关于PCR的描述中，正确的是()①PCR是一种酶促反应②引物决定了扩增的特异性③扩增DNA利用了热变性的原理④扩增的对象是氨基酸序列A．①②④B．②③④C．①③④D．①②③2.PCR(多聚酶链式反应)技术是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术，如图表示合成过程。下列说法错误的是()A.A过程高温使DNA变性解旋，该过程不需要解旋酶的作用B.C过程要用到的酶在高温下失活，因此在PCR扩增时需要再添加C.如果把模板DNA的两条链用15N标记，游离的脱氧核苷酸不做标记，控制“94℃～55℃～72℃”温度循环3次，则在形成的子代DNA中含有15N标记的DNA占25%D.PCR中由碱基错配引起的变异属于基因突变3．如图为“DNA粗提取和鉴定”实验的相关操作。这些操作目的正确的是()A．①是洗涤红细胞，去除血细胞表面的杂质B．②是溶解DNA，去除不溶于酒精的杂质C．③溶解DNA，去除不溶于2mol/LNaCl溶液的杂质D．④稀释NaCl溶液，去除不溶于低浓度NaCl溶液的杂质4．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5．DNA在NaCl溶液中的溶解度有二重性，随着NaCl溶液浓度的变化而变化。(1)请在下列浓度的NaCl溶液中，选出能使DNA析出最彻底的一种和溶解度最高的一种()A．0.14mol/LB．2mol/LC．0.15mol/LD．0.3mol/L(2)DNA不溶于酒精，但细胞中的某些物质却可以溶于酒精溶液，利用这一原理可以____________，可以推测溶于酒精的物质中可能有___________________________________。(3)利用DNA遇________呈蓝色的特性，将该物质作为鉴定________的试剂。题组二血红蛋白的提取和分离6.（2012·江苏淮安期末）下列关于凝胶色谱法的说法正确的是()A．是根据蛋白质对其他分子的亲和力来分离蛋白质的B．凝胶是一些微小的无孔的球体，小球体都是由多糖类化合物构成的C．相对分子质量较小的蛋白质的路程较长，但移动速度较快D．相对分子质量较大的蛋白质只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快7.蛋白质的分离与纯化技术是蛋白质研究的重要技术。下列有关叙述不正确的是()A．根据蛋白质分子不能透过半透膜的特性，可将样品中各种不同的蛋白质分离B．根据蛋白质所带电荷性质的差异及分子大小等，可通过电泳分离蛋白质C．根据蛋白质相对分子质量的大小，可通过凝胶色谱法分离蛋白质D．根据蛋白质的分子大小、密度不同，可通过离心沉降法分离蛋白质8.凝胶色谱技术是二十世纪六十年代初发展起来的一种快速而又简单的分离技术，由于设备简单、操作方便，不需要有机溶剂，对高分子物质有很好的分离效果，目前已经被广泛应用于多个领域，请回答：(1)a、b均为蛋白质分子，其中先从层析柱中洗脱出来的是________，原因是____________________________________________________________________________________。(2)若选用SephadexG—100，则G表示___________________________________________________________________________________________________________________。(3)通过凝胶色谱法可将从红细胞中分离出的血红蛋白样品进一步________，在血红蛋白的提取和分离实验中有以下操作，试回答：①实验时要对采集到的血液中的红细胞进行洗涤，洗涤的目的是________________。②在____________作用下，红细胞会破裂释放出血红蛋白。③将释放出的血红蛋白收集到透析袋中透析，这是样品的________，而透析的目的是________________________________________________________________________。④实验最后经过SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳进行_________________________________________________。(4)装填凝胶色谱柱时，要注意色谱柱内不能有气泡存在，一旦发现气泡必须重装。这是因为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。高考真题体验1.(2011·广东理综，24)以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是()。A．洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂B．猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少C．血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测D．在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢2.（2011·江苏高考）在利用鸡血进行“DNA的粗提取与鉴定”的试验中，相关的叙述正确的是（）A.用蒸馏水将NaCl溶液浓度调至0.14mol/L，滤去析出物B.调节NaCl溶液浓度或加入木瓜蛋白酶，都可以去除部分杂质C.将丝状物溶解在2mol/LNaCl溶液中，加入二苯胺试剂即呈蓝色D.用菜花替代鸡血作为实验材料，其实验操作步骤相同3.（2011·山东高考）研究发现柚皮精油和乳酸菌素（小分子蛋白质）均有抑菌作用，两者的提取及应用如图所示。（1）柚皮易焦糊，宜采用____________法提取柚皮精油，该过程得到的糊状液体可通过___________除去其中的固体杂质。（2）筛选乳酸菌A时可选用平板划线法或____________接种。对新配制的培养基灭菌时所用的设备是_______________。实验前需对超净工作台进行____________处理。（3）培养基中的尿素可为乳酸菌A生长提供______________。电泳法纯化乳酸菌素时，若分离带电荷相同的蛋白质，则其分子量越大，电泳速度___________。（4）抑菌实验时，在长满致病菌的平板上，会出现以抑菌物质为中心的透明圈。可通过测定透明圈的______________来比较柚皮精油和乳酸菌素的抑菌效果。学案DNA和蛋白质技术答案与解析基础自查一、血红蛋白的提取和分离1