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生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用 DNA的粗提取與鑒定 1 DNA與蛋白質(zhì)在NaCl溶液中溶解度比較 2 DNA粗提取與鑒定中不同試劑的用途及原理比較 3 DNA粗提取實(shí)驗(yàn)材料和方法的選擇 1 不同生物的組織中DNA含量不同 在選取材料時(shí) 應(yīng)本著DNA含量高 材料易得 便于提取的原則 2 材料不同所采用的提取方法不同 植物組織 取材 研磨 過(guò)濾 沉淀 雞血 制備雞血細(xì)胞液 提取核DNA 溶解細(xì)胞核內(nèi)DNA 析出并濾取DNA DNA再溶解 提取較純凈的DNA 4 DNA的析出與鑒定 1 析出 將處理后的溶液過(guò)濾 加入與濾液等體積的冷卻酒精溶液 體積分?jǐn)?shù)為95 靜置2 3min 溶液中會(huì)出現(xiàn)白色絲狀物 此即粗提取的DNA 且玻璃棒沿一個(gè)方向攪拌卷起絲狀物 2 鑒定 特別提醒 1 不能正確區(qū)分動(dòng)植物細(xì)胞獲取含DNA濾液的原理和方法 1 動(dòng)植物細(xì)胞獲取含DNA濾液的原理和方法 2 實(shí)驗(yàn)中2次加蒸餾水 3次加氯化鈉溶液和6次攪拌的作用 2次加蒸餾水 第一次是在第一步 加水是為了使血細(xì)胞吸水膨脹破裂 加水后必須充分?jǐn)嚢?使血細(xì)胞充分破裂 第二次加蒸餾水是在第三步 是為了稀釋氯化鈉溶液 3次加氯化鈉溶液 第一次加氯化鈉后 必須充分晃動(dòng)燒杯 使二者混合均勻 加速染色質(zhì)中DNA與蛋白質(zhì)分離 使DNA充分游離并溶解在氯化鈉溶液中 第二次加氯化鈉溶液是為了DNA的再溶解 這時(shí)溶液中的蛋白質(zhì)含量已很少 第三次加氯化鈉溶液是為了再次溶解DNA 6次攪拌 除最后一次攪拌外 前5次攪拌均要朝一個(gè)方向 并且 在析出DNA DNA再溶解和提取中 各步攪拌都要輕緩 玻璃棒不要直插燒杯底部 防止DNA分子斷裂 2 高考命題角度 1 原料 試劑角度 考查提取DNA的原料 試劑和方法 2 操作流程 考查DNA提取的操作過(guò)程及注意事項(xiàng) 例1 在利用雞血進(jìn)行 DNA的粗提取與鑒定 的實(shí)驗(yàn)中 相關(guān)敘述中正確的是 A 用蒸餾水將NaCl溶液濃度調(diào)至0 14mol L 濾去析出物B 調(diào)節(jié)NaCl溶液濃度或加入木瓜蛋白酶 都可以去除部分雜質(zhì)C 將絲狀物溶解在2mol LNaCl溶液中 加入二苯胺試劑即呈藍(lán)色D 用菜花替代雞血作為實(shí)驗(yàn)材料 其實(shí)驗(yàn)操作步驟相同 解析 用蒸餾水將NaCl溶液濃度調(diào)至0 14mol L時(shí) 濾取析出物 將絲狀物溶解在2mol L的NaCl中 加入二苯胺試劑 需沸水浴加熱幾分鐘 才呈藍(lán)色 用菜花替代雞血為實(shí)驗(yàn)材料 需要對(duì)材料的細(xì)胞壁進(jìn)行處理 調(diào)節(jié)NaCl溶液濃度改變不同物質(zhì)在其中的溶解度 加入木瓜蛋白酶分解蛋白質(zhì)都可以去除部分雜質(zhì) 故B正確 答案 B 跟蹤訓(xùn)練 DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同 DNA不溶于酒精溶液 而細(xì)胞中的某些物質(zhì)溶于酒精溶液 下圖 DNA的粗提取 實(shí)驗(yàn)的相關(guān)操作步驟 其操作目的錯(cuò)誤的是 A 是洗滌紅細(xì)胞 去除紅細(xì)胞表面的雜質(zhì)B 是稀釋NaCl溶液至0 14mol L 析出DNAC 是選用2mol LNaCl溶液 溶解黏稠物中的DNAD 是純化DNA 去除溶于95 酒精的雜質(zhì) 解析 過(guò)程是讓雞血細(xì)胞吸水漲破釋放出DNA 是降低NaCl溶液的濃度 析出DNA 是對(duì)析出的DNA再溶解 除去不溶于2mol LNaCl溶液中的雜質(zhì) 用95 的酒精析出DNA 答案 A PCR技術(shù)的基本操作和應(yīng)用 1 細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制與PCR技術(shù)的比較 2 PCR的反應(yīng)過(guò)程 1 變性 當(dāng)溫度上升到90 以上時(shí) 雙鏈DNA解聚為單鏈 如下圖 2 復(fù)性 溫度下降到50 左右 兩種引物通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈DNA結(jié)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(bǔ)配對(duì)原則合成新的DNA鏈 如下圖 特別提醒 1 DNA分子復(fù)制的人工控制 解開(kāi)螺旋 在80 100 時(shí) DNA雙螺旋打開(kāi) 形成兩條DNA單鏈 稱(chēng)為變性 恢復(fù)螺旋 在50 左右時(shí) 兩條DNA單鏈重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu) 稱(chēng)為復(fù)性 復(fù)制條件 緩沖液 DNA模板 四種脫氧核苷酸 熱穩(wěn)定DNA聚合酶和兩種引物 反應(yīng)場(chǎng)所 PCR儀 2 PCR技術(shù)中的引物 含義 引物是一小段單鏈DNA或RNA分子 作用 為DNA聚合酶提供合成的3 端起點(diǎn) 種類(lèi) 擴(kuò)增一個(gè)DNA分子需要2種引物 數(shù)目 引物數(shù)目等于新合成的DNA子鏈數(shù)目 與DNA母鏈的關(guān)系 兩種引物分別與DNA母鏈的3 端通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)結(jié)合 例2 多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) PCR 是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù) PCR過(guò)程一般經(jīng)歷三十多次下述循環(huán) 95 條件下使模板DNA變性 解鏈 55 條件下復(fù)性 引物與DNA模板鏈結(jié)合 72 條件下引物鏈延伸 形成新的脫氧核苷酸鏈 下列有關(guān)PCR過(guò)程的敘述 不正確的是 A 變性過(guò)程中破壞的是DNA分子內(nèi)堿基對(duì)之間的氫鍵 也可利用解旋酶實(shí)現(xiàn)B 復(fù)性過(guò)程中引物與DNA模板鏈的結(jié)合是依靠堿基互補(bǔ)配對(duì)原則完成的C 延伸過(guò)程中需要DNA聚合酶 ATP 4種核糖核苷酸D PCR與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制相比 其所需要酶的最適溫度較高 解析 PCR一般要經(jīng)歷三十多次循環(huán) 每次循環(huán)可以分為變性 復(fù)性和延伸三步 從第二輪循環(huán)開(kāi)始 上一次循環(huán)的產(chǎn)物也作為模板參與反應(yīng) 并且由引物 延伸而成的DNA單鏈會(huì)與引物 結(jié)合 進(jìn)行DNA的延伸 DNA變性 90 95 雙鏈DNA模板在熱作用下 氫鍵斷裂 形成單鏈DNA 復(fù)性 55 65 系統(tǒng)溫度降低 引物與DNA模板結(jié)合 形成局部雙鏈 延伸 70 75 在Taq酶 在72 左右活性最高 的作用下 以dNTP 三磷酸脫氧核糖核苷酸的縮寫(xiě) 為原料 從引物的5 端向3 端延伸 合成與模板鏈互補(bǔ)的DNA鏈 答案 C 跟蹤訓(xùn)練 標(biāo)準(zhǔn)的PCR過(guò)程一般分為變性 復(fù)性 延伸三大步 這三大步需要的溫度依次是 A 94 55 72 B 72 50 92 C 50 92 72 D 80 50 72 解析 當(dāng)溫度上升到94 90 95 左右時(shí) 雙鏈DNA解聚為單鏈 稱(chēng)之為變性 當(dāng)溫度下降到55 55 60 左右時(shí) 兩種引物通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈DNA結(jié)合 稱(chēng)為復(fù)性 當(dāng)溫度上升到72 70 75 左右時(shí) 溶液中的四種脫氧核苷酸 A T C G 在TaqDNA聚合酶的作用下 根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成新的DNA鏈 稱(chēng)為延伸 答案 A 血紅蛋白的提取與分離 1 常用的蛋白質(zhì)分離方法 1 凝膠色譜法 2 電泳法原理 在一定pH下 蛋白質(zhì)分子的某些基團(tuán)解離后帶上正電或負(fù)電 在電場(chǎng)的作用下 帶電分子會(huì)向著與其所帶電荷相反的電極移動(dòng) 由于待分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身的大小 形狀的不同 使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速度 從而實(shí)現(xiàn)樣品中各種分子的分離 2 分離DNA PCR技術(shù) 分離蛋白質(zhì)的比較 3 比較瓊脂糖凝膠電泳和SDS 聚丙烯酰胺凝膠電泳 1 從載體上看 利用瓊脂糖凝膠作為載體的是瓊脂糖凝膠電泳 利用SDS 聚丙烯酰胺凝膠作為載體的是SDS 聚丙烯酰胺凝膠電泳 2 從依據(jù)上看 利用了分子帶電性質(zhì)差異和分子大小的是瓊脂糖凝膠電泳 僅利用了分子大小的是SDS 聚丙烯酰胺凝膠電泳 3 從優(yōu)點(diǎn)上看 瓊脂糖凝膠電泳操作簡(jiǎn)單 電泳速度快 樣品不需處理 電泳圖譜清晰 分辨率高 重復(fù)性好 SDS 聚丙烯酰胺凝膠電泳消除了凈電荷對(duì)遷移率的影響 使電泳遷移率完全取決于分子的大小 特別提醒 血紅蛋白的提取和分離實(shí)驗(yàn) 中的注意事項(xiàng) 1 紅細(xì)胞的洗滌 洗滌次數(shù)不能過(guò)少 否則無(wú)法除去血漿蛋白 要低速 短時(shí)離心 否則會(huì)使白細(xì)胞等一同沉淀 達(dá)不到分離的效果 2 凝膠的預(yù)處理 用沸水浴法不但節(jié)約時(shí)間 而且除去凝膠中可能帶有的微生物 排除膠粒內(nèi)的空氣 3 色譜柱的裝填 裝填時(shí)盡量緊密 減小顆粒間隙 無(wú)氣泡 洗脫液不能斷流 4 色譜柱成功的標(biāo)志 紅色區(qū)帶均勻一致地移動(dòng) 例3 細(xì)胞中含有大量的血紅蛋白 我們可以選用豬 牛 羊或其他脊椎動(dòng)物的血液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來(lái)提取和分離血紅蛋白 下列對(duì)血紅蛋白提取和分離的敘述 錯(cuò)誤的是 A 血紅蛋白提取和分離一般按照樣品處理 粗分離 純化 純度鑒定的順序進(jìn)行B 純化過(guò)程中要用生理鹽水充分溶脹凝膠來(lái)配制凝膠懸浮液C 粗分離中透析的目的是去除相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)D 可經(jīng)SDS 聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行純度鑒定 解析 蛋白質(zhì)的提取和分離一般分為四步 樣品處理 粗分離 純化和純度鑒定 提取和分離血紅蛋白時(shí) 首先通過(guò)洗滌紅細(xì)胞 血紅蛋白的釋放 離心等操作收集到血紅蛋白溶液 即樣品處理 再通過(guò)透析法除去相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì) 即樣品的粗分離 然后通過(guò)凝膠色譜法將相對(duì)分子質(zhì)量較大的雜蛋白除去 即樣品純化 純化過(guò)程中凝膠應(yīng)用蒸餾水充分溶脹后 配制成凝膠懸浮液 而不是用生理鹽水 最后經(jīng)SDS 聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行純度鑒定 答案 B 跟蹤訓(xùn)練 雙選 在血紅蛋白的提取和分離實(shí)驗(yàn)中 下列操作正確的是 A 分離紅細(xì)胞時(shí)需去除上層透明的黃色血漿B 紅細(xì)胞釋放出血紅蛋白時(shí)只需加入蒸餾水C 分離血紅蛋白溶液是低速短時(shí)間離心D 洗脫時(shí) 待紅色蛋白質(zhì)接近色譜底端時(shí) 用試管收集流出液 解析 血紅蛋白的釋放 加蒸餾水到原血液的體積 再加40 體積的甲苯 充分?jǐn)嚢?0min 紅細(xì)胞破裂釋放出血紅蛋白 分離血紅蛋白溶液是以2000r min的速度離心10min 從而將溶液分成四層 答案 AD