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,,第4講 生物技術在其他方面的應用,,,,考點突破題型透析,,考點二 DNA和蛋白質技術,考綱原生態(tài),第十一單元 生物技術實踐,,備選素材,,,考 綱 原 生 態(tài),,1.從生物材料中提取某些特定成分 2.蛋白質的提取和分離 3.PCR技術的基本操作和應用,考點一 植物有效成分的提取,知識梳理 考能診斷,1．提取玫瑰精油實驗 (1)方法：___________法。 (2)實驗流程：,水蒸氣蒸餾,2．提取橘皮精油的實驗 (1)方法：一般采用_____法。 (2)實驗流程： 3．胡蘿卜素的提取 (1)胡蘿卜素性質： ______水，微溶于乙醇， _______石油醚等有機溶劑。,考點一 植物有效成分的提取,知識梳理 考能診斷,壓榨,不溶于,易溶于,4．植物有效成分的提取的三種方法比較,考點一 植物有效成分的提取,知識梳理 考能診斷,考點一 植物有效成分的提取,知識梳理 考能診斷,不同的物質提取方法不同 不同物質的提取是根據(jù)其理化性質的不同來進行的，因此在提取物質時，應先確定該物質的理化性質，然后再選擇適宜的提取方法進行提取。 (1)蒸餾法適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性強的芳香油。水蒸氣蒸餾根據(jù)原料放置的位置可以分為水中蒸餾、水上蒸餾、水氣蒸餾。水中蒸餾設備簡單、成本低、易操作，而水上蒸餾和水氣蒸餾時間短，出油率高。 (2)壓榨法適用于含油量高的原料，主要用于提取柑橘類精油，如橘皮油、檸檬油、甜橙油等。 (3)萃取法可使用于提取大多數(shù)植物芳香油。 (4)除去液體中固體物的常用方法是過濾。,考點一 植物有效成分的提取,知識梳理 考能診斷,(1)用于生產生物柴油的植物油不易揮發(fā)，可選用蒸餾、壓榨和萃取等方法從油料作物中提取。 (2010·高考山東卷)( ) (2)柚皮易焦糊，宜采用壓榨法提取柚皮精油，該過程得到的糊狀液體可通過過濾除去其中的固體雜質。 (2011·高考山東卷)( ) (3)萃取加熱時需安裝冷凝回流裝置，其目的是防止有機溶劑揮發(fā)。 (2012·高考山東卷)( ) (4)水蒸氣蒸餾法是植物芳香油提取的常用方法，其中提取檸檬芳油常用水中蒸餾法。 (2015·青島模擬)( ),知識梳理 考能診斷,×,√,×,√,考點一 植物有效成分的提取,(5)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素，可用有機溶劑作為溶劑。 (2008·高考寧夏卷)( ) (6)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素常用的方法是萃取法。用這種方法提取胡蘿卜素的主要步驟是：粉碎、干燥、萃取、過濾、濃縮。 (2008·高考寧夏卷)( ),知識梳理 考能診斷,√,√,考點一 植物有效成分的提取,1．(2015·浙江寧波期末)下列對從橘皮中提取橘皮油的操作過程的敘述，錯誤的是 ( ) A．橘皮中含有的橘皮油的量較多，因此可 以用機械壓力直接榨出 B．為了提高出油率，需要將橘皮干燥并去 除水分 C．在設計壓榨裝置時，要考慮容器能夠承 受的壓力范圍，防止將容器壓破，導致 實驗失敗和發(fā)生安全事故 D．將壓榨液倒入分液漏斗，靜置5～7天， 排去下層的沉淀物及水分，即可得到澄 清的橘皮油,理解芳香油的提取原理和過程是解題的關鍵。將壓榨液倒入分液漏斗，靜置5～7天，使水分與雜質下沉，然后將上層清液吸出，其余過濾，然后與上層橘油混合。,題組設計 解題技法,解析,答案,題組 植物有效成分提取的操作分析,D,2．(2015·福建廈門期末)對提取出的胡蘿卜素進行紙層析鑒定，正確的是 ( ) A．每次點樣后，可用注射器直接點 樣 B．點樣過程中，應快速細致，形成 直徑大小相同的圓點 C．層析液所用的試劑為石油醚和丙 酮的混合液 D．在紙層析過程中，濾紙可放在普 通燒杯中,理解胡蘿卜素提取和分離的過程是解題的關鍵。每次點樣后，可用吹風機將溶劑吹干，保持濾紙干燥。層析液所用的試劑為石油醚，丙酮是有毒性的。在紙層析過程中，濾紙應放在密閉玻璃瓶中。,解析,答案,題組設計 解題技法,題組 植物有效成分提取的操作分析,B,(1)提取橘皮精油時，為了提高出油率，需要將柑橘皮干燥去水， 并用石灰水浸泡，浸泡時間為10 h以上。橘皮要浸透，這樣壓榨 時不會滑脫，且出油率高，過濾時不會堵塞篩眼。 (2)提取橘皮精油時需兩次過濾：第一次用普通的布袋過濾，第二 次用濾紙過濾。 (3)提取橘皮精油時，低溫處理要掌握好溫度(5～10 ℃)和時間(5～ 7 d)。 (4)在柑橘類水果皮內除含有芳香成分外還含有易發(fā)生氧化、聚合 等反應的萜烯和萜烯衍生物。為保證精油質量，必須采用在室溫 下進行的壓榨法。,題組設計 解題技法,題組 植物有效成分提取的操作分析,考點二 DNA和蛋白質技術,知識梳理 考能診斷,1．DNA的粗提取與鑒定 (1)提取原理：DNA和蛋白質等其他成分在不同濃度的NaCl溶液中______不同，在NaCl溶液濃度為__________時，DNA的溶解度最小；DNA不溶于_____，但是細胞中某些蛋白質則溶于酒精。 (2)具體步驟： ①選取實驗材料：選取富含______的組織，如雞血細胞、菜花等。 ②破碎細胞， _________：如用雞血細胞就置于清水中使之_________，并用玻璃棒______攪拌，過濾取濾液。,溶解度,0.14 mol/L,酒精,DNA,釋放DNA,吸水漲破,單向,③去除濾液中的雜質：高濃度的______溶解細胞核內的DNA；加蒸餾水降低NaCl溶液濃度，使_____析出、過濾；將DNA絲狀物再溶解、過濾。 ④DNA的初步純化：向濾液中加入體積分數(shù)為95%的_______溶液進行提純。 2．多聚酶鏈式反應擴增DNA片段 (1)PCR原理：在一定的緩沖溶液中提供_________，分別與兩條模板鏈相結合的兩種_____，四種脫氧核苷酸，耐熱的____________，同時控制溫度使DNA復制在體外反復進行。,考點二 DNA和蛋白質技術,知識梳理 考能診斷,二苯胺,藍色,NaCl,DNA,冷酒精,DNA模板,引物,DNA聚合酶,(2)結果： ①PCR一般要經歷_____多次循環(huán)，每次循環(huán)可以分為_____、復性和_____三步。 ②兩引物間固定長度的DNA序列呈_____擴增(即____)。 3．血紅蛋白的提取和分離實驗 (1)常用的分離方法： __________法、凝膠電泳法等。 (2)基本原理： ①凝膠色譜法：也稱__________，是根據(jù)__________________分離蛋白質的有效方法。 ②電泳：利用待分離樣品中各種分子________的差異以及分子本身的大小、____的不同，使帶電分子產生不同的遷移速度。,考點二 DNA和蛋白質技術,知識梳理 考能診斷,三十,變性,延伸,指數(shù),2n,凝膠色譜,分配色譜法,相對分子質量的大小,帶電性質,形態(tài),(3)血紅蛋白的分離過程： 樣品處理：紅細胞的洗滌→_________的釋放→分離血紅 蛋白溶液→透析 ↓ 粗分離：用_____法除去血紅蛋白溶液中相對分子質量 _____的雜質 ↓ 純化：用__________法分離相對分子質量不同的蛋白質 ↓ 純度鑒定：一般用SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳方法，來 測定蛋白質的純度,考點二 DNA和蛋白質技術,知識梳理 考能診斷,血紅蛋白,透析,較小,凝膠色譜,4．分離DNA、PCR技術、分離蛋白質三者比較,考點二 DNA和蛋白質技術,知識梳理 考能診斷,不能正確理解PCR反應的過程 (1)變性：當溫度上升到90 ℃以上時，雙鏈DNA解聚為單鏈，如下圖：,知識梳理 考能診斷,考點二 DNA和蛋白質技術,(2)復性：溫度下降到50 ℃左右，兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結合，如下圖： (3)延伸：溫度上升到72 ℃左右，溶液中的四種脫氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補配對原則合成新的DNA鏈，如下圖：,知識梳理 考能診斷,考點二 DNA和蛋白質技術,(1)用菜花替代雞血作為實驗材料進行“DNA的粗提取與鑒定”，其實驗操作步驟相同。 (2011·高考江蘇卷改編)( ) (2)蛋白質提取和分離過程中進行透析可去除溶液中的DNA。 (2009·高考江蘇卷)( ) (3)利用雞血進行“DNA的粗提取與鑒定”的實驗中，將絲狀物溶解在2 mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺試劑即呈藍色。 (2011·高考江蘇卷)( ) (4)PCR中加入的引物有兩種，其作用是使DNA聚合酶能夠從引物的5′端開始連接脫氧核苷酸。 (2015·唐山一模)( ),知識梳理 考能診斷,×,×,×,×,考點二 DNA和蛋白質技術,(5)豬成熟紅細胞中缺少細胞器和細胞核，提純時雜蛋白較少，洗滌紅細胞時，使用生理鹽水可防止紅細胞破裂。 (2011·高考廣東卷)( ) (6)血紅蛋白的顏色可用于凝膠色譜法分離過程的監(jiān)測，在凝膠色譜法分離過程中，血紅蛋白比分子量較小的雜蛋白移動慢。 (2011·高考廣東卷)( ) (7)電泳法純化蛋白質時，若分離帶電荷相同的蛋白質，則其相對分子質量越大，電泳速度越快。 (2011·高考山東卷)( ) (8)利用透析法純化蛋白酶時，應以蒸餾水作為透析液。 (2010·高考江蘇卷)( ),知識梳理 考能診斷,×,√,×,×,考點二 DNA和蛋白質技術,1．(2014·高考江蘇卷)下列關于“DNA的粗提取與鑒定”實驗敘述，錯誤的是 ( ) A．酵母和菜花均可作為提取DNA 的材料 B．DNA既溶于2 mol/L NaCl溶液也 溶于蒸餾水 C．向雞血細胞液中加蒸餾水攪拌， 可見玻棒上有白色絮狀物 D．DNA溶液加入二苯胺試劑沸水 浴加熱，冷卻后變藍,考查關于DNA“粗提取與鑒定”實驗的有關知識。本實驗可選含有DNA的生物材料，A項正確。DNA在2 mol/L的NaCl溶液和蒸餾水中溶解度較大，在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最小，呈白色絮狀，故B項正確，C項錯誤。檢測DNA的方法是加入二苯胺試劑，并水浴加熱，冷卻后呈藍色。,題組設計 解題技法,解析,答案,題組 DNA粗提取、蛋白質和PCR技術的分析,C,2．(2015·江蘇蘇州期末)PCR過程與細胞內的DNA復制過程相比，主要有兩點不同，它們是 ( ) ①PCR過程需要的引物是人工合成的單鏈DNA或RNA ②PCR過程不需要DNA聚合酶 ③PCR過程中DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通過對反應溫度的控制來實現(xiàn)的 ④PCR過程中，DNA不需要解旋，直接以雙鏈DNA為模板進行復制 A．③④ B．①② C．①③ D．②④,理解PCR技術的原理和細胞內的DNA復制的不同是解題的關鍵。PCR過程與細胞內的DNA復制過程相比較，主要有兩點不同：(1)PCR過程需要的引物是人工合成的單鏈DNA或RNA，長度通常為20～30個核苷酸。(2)PCR過程中，DNA解旋不依賴解旋酶，而是通過對反應溫度的控制來實現(xiàn)的。,解析,答案,題組設計 解題技法,題組 DNA粗提取、蛋白質和PCR技術的分析,C,3．(多選)下列關于DNA和蛋白質提取與分離實驗的敘述，正確的有 ( ) A．提取細胞中的DNA和蛋白質都 需用蒸餾水漲破細胞 B．用不同濃度NaCl溶液反復溶解 與析出DNA可去除蛋白質 C．蛋白質提取和分離過程中，進行 透析可去除溶液中的DNA D．蛋白質和DNA都可以用電泳的 方法進行分離純化,在提取DNA時，如果是動物細胞則要用蒸餾水漲破，如果是植物細胞則不需要用蒸餾水漲破，而是用洗滌劑溶解細胞膜，A錯誤。用2 mol/L的NaCl溶液溶解DNA，然后過濾出蛋白質，再降低NaCl溶液的濃度，析出DNA，B正確。透析是用以除去小分子物質的，DNA和蛋白質都是大分子物質，C錯誤。DNA和蛋白質樣品都是帶負電荷的，從負極向正極移動，移動的距離都和樣品的分子量有關，可以根據(jù)其分子大小及所帶電荷性質進行分離純化，D正確。,解析,答案,題組設計 解題技法,題組 DNA粗提取、蛋白質和PCR技術的分析,BD,細胞內DNA復制與PCR技術的比較,題組設計 解題技法,題組 DNA粗提取、蛋白質和PCR技術的分析,