高考生物第一輪復習 專題五 DNA和蛋白質技術課件 新人教版選修1

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1、專題專題5DNA和蛋白質技術和蛋白質技術重難點聚焦考點1DNA的粗提取與鑒定1.基本原理DNA在NaCl溶液中的溶解度隨氯化鈉溶液濃度的變化而改變，DNA在0.14molL的NaCl溶液中溶解度最低。DNA不溶于酒精溶液，但細胞中的某些物質則可以溶于酒精。2.方法目的方法目的溶于NaCl溶液中并稀釋NaCl溶液物質的量濃度為2mol/L時，DNA溶解，而部分蛋白質發(fā)生鹽析而生成沉淀，通過過濾可除去部分蛋白質及不溶于NaCl溶液的雜質；當NaCl溶液稀釋至0.14mol/L時，DNA析出，過濾可除去溶于NaCl溶液的部分蛋白質和其他雜質加入嫩肉粉嫩肉粉中含木瓜蛋白酶，水解蛋白質加入冷卻酒精（95

2、%） DNA析出，除去溶于酒精的蛋白質加入二苯胺，并沸水浴鑒定DNA3.3.兩次加入蒸餾水的目的兩次加入蒸餾水的目的第一次目的是使成熟的雞血細胞漲破釋放出DNA；第二次目的是稀釋NaCl溶液，使DNA從溶液中析出。哺乳動物成熟的紅細胞不含細胞核，也沒有DNA，不適合做DNA提取的材料，但是提取血紅蛋白的理想材料。考點2PCR技術1.PCR原理：利用了DNA的熱變性原理，通過控制溫度來控制雙鏈的解旋與結合。2.DNA的合成方向DNA的兩條鏈是反向平行的，通常將DNA的羥基末端稱為3端，而磷酸基團的末端稱為5端。DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，而只能從3端延伸DNA鏈，因此，DNA復制需要引物

3、。當引物與DNA母鏈通過堿基互補配對結合后，DNA聚合酶就能從引物的3端開始延伸DNA鏈，DNA的合成方向總是從子鏈的5端向3端延伸。3.PCR的反應過程PCR一般要經歷三十多次循環(huán)，每次循環(huán)可以分為變性、復性和延伸三步。從第二輪循環(huán)開始，上一次循環(huán)的產物也作為模板參與反應，并且由引物延伸而成的DNA單鏈會與引物結合，進行DNA的延伸，這樣，DNA聚合酶只能特異地復制處于兩個引物之間的DNA序列，使這段固定長度的序列呈指數(shù)擴增。4.細胞內DNA復制和PCR比較細胞內DNA復制PCR不同點解旋在解旋酶作用下邊解旋邊復制80100高溫解旋，雙鏈完全分開酶DNA解旋酶、DNA聚合酶TaqDNA聚合酶

4、引物RNADNA或RNA溫度體內溫和條件高溫相同點需提供DNA復制的模板四種脫氧核苷酸作原料子鏈延伸的方向都是從5端向3端5.PCR技術優(yōu)點及應用PCR是一種體外迅速擴增DNA片段的技術，它能以極少量的DNA為模板，在幾小時內復制出上百萬份的DNA拷貝。這項技術有效地解決了因為樣品中DNA含量太低而難以對樣品進行分析研究的問題，被廣泛地應用于遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學、基因克隆和DNA序列測定等各方面。6.DNA含量的測定方法（1）稀釋：2LPCR反應液加入98L蒸餾水，將樣品進行50倍稀釋。（2）對照調零：以蒸餾水作對照，在波長260nm處，將紫外分光光度計的讀數(shù)調節(jié)至零。（3）測定

5、：取DNA稀釋液100L至比色杯中，測定260nm處的光吸收值。（4）計算：DNA含量（g/mL）=50（260nm的讀數(shù)）稀釋倍數(shù)理論上DNA擴增呈指數(shù)增長，即一條DNA片段循環(huán)n次后數(shù)目為2n。PCR所用的緩沖液和酶應分裝成小份，并在20儲存。使用前，將所需試劑從冰箱拿出，放在冰塊上緩慢融化。通過控制溫度來控制雙鏈的解聚和結合，現(xiàn)在的PCR儀實質上也是一臺能夠自動控制溫度的儀器?？键c3血紅蛋白的提取和分離1.凝膠色譜法凝膠色譜法是根據(jù)相對分子質量的大小分離蛋白質的方法之一。所用的凝膠實際上是一些微小的多孔球體，這些小球體大多數(shù)是由多糖類化合物構成的，小球體內部有許多貫穿的通道，當一個含有各

6、種分子的樣品溶液緩慢流經時，相對分子質量較大的蛋白質分子不能進入凝膠顆粒內部，只能分布在顆粒之間，通過的路程較短，移動速度較快；相對分子質量較小的蛋白質分子比較容易進入凝膠內的通道，通過的路程較長，移動速度較慢。因此，樣品中相對分子質量較大的蛋白質先流出，相對分子質量較小的分子后流出。2.電泳電泳是指帶電粒子在電場的作用下發(fā)生遷移的過程。許多重要的生物大分子，如多肽、蛋白質、核酸等都具有可解離基團，它們在某個特定的pH下會帶上正電或負電；在電場的作用下，這些帶電分子會向著與其所帶電荷相反的電極方向移動。 電泳技術就是在電場的作用下，利用待分離樣品中各種分子帶電性質以及分子本身大小、形狀等性質的

7、差異，使帶電分子產生不同的遷移速度，從而達到對樣品進行分離、鑒定或提純的目的。3.如何測定蛋白質的分子量使用SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳測定蛋白質的分子量時，可選用一組已知分子量的標準蛋白同時進行電泳，根據(jù)已知分子量的標準蛋白的電泳區(qū)帶位置，用電泳遷移率和分子量的對數(shù)作標準曲線，可以測定未知蛋白質的分子量。例1DNA在氯化鈉溶液中溶解度有二重性，隨著氯化鈉溶液濃度的變化而變化。（1）請在下列氯化鈉溶液中選出能使DNA析出最徹底的一種 和溶解度最高的一種 。A.0.14mol/LB.2mol/LC.0.15mol/LD.0.3mol/L（2）DNA不溶于酒精溶液，但細胞中的某些物質卻可以溶于酒精溶液

8、，利用這一原理可以 ，可以推測溶于酒精中的物質可能有 。（3）利用DNA與 變藍色的特性，將該物質作為鑒定 的試劑。其實驗過程要點是向放有 的試管中加入4mL的 ?；旌暇鶆蚝?，將試管置于 5min，待試管 ，觀察試管中溶液顏色的變化，這個實驗也說明DNA耐 溫。解析：DNA分子能溶于NaCl溶液，在較高濃度和較低濃度時都可以溶解，而在0.14mol/L濃度下，溶解度最低，故可在該濃度時使DNA分子析出而得以粗提取。DNA分子不溶于冷酒精，利用該特性，可以去除其中的雜質，以進一步純化DNA。DNA溶液中加入二苯胺，在水浴加熱時，會出現(xiàn)藍色的顏色反應，所以可用該方法鑒定DNA分子。答案：（1）AB

9、（2）除去雜質某些脂類、蛋白質、糖類或其他大分子物質（3）二苯胺DNADNA二苯胺試劑沸水中水浴加熱冷卻后高1.在DNA粗提取與鑒定實驗中，將獲得的含有DNA的黏稠物(含較多物質)分別處理如下：操作過程黏稠物濾液放入2mol/L的氯化鈉溶液中，攪拌后過濾放入0.14mol/L的氯化鈉溶液中，攪拌后過濾放入冷卻的95%的酒精溶液中，攪拌后過濾其中雜質所處的位置在（）A.B.C.D.解析：選C。在2mol/L的氯化鈉溶液中，DNA溶解而雜質在黏稠物中；在0.14mol/L的氯化鈉溶液中，DNA溶解度小而析出，雜質在濾液中；在95%的酒精溶液中，DNA析出而雜質溶于酒精中。2.下列有關提取和分離血紅蛋白的敘述中，不正確的（）A.樣品的處理就是通過一系列操作收集到血紅蛋白溶液B.通過透析可以去除樣品中相對分子質量較大的雜質，此為樣品的粗提取C.可以通過凝膠色譜法將相對分子質量較大的雜質蛋白除去，即樣品的純化D.可以通過SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳鑒定血紅蛋白的純度解析：選B。樣品處理是洗滌紅細胞，使血紅蛋白釋放出來，通過離心法得到血紅蛋白溶液。透析袋能使小分子自由進出，則大分子留在袋內，這樣可以去除樣品中相對分子質量較小的雜質。當相對分子質量不同的蛋白質通過凝膠時，這些蛋白質分子就可以分離開。判斷純化的蛋白質是否達到要求，通常用SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳法對蛋白質的純度進行鑒定。