《《DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)》PPT課件》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《《DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)》PPT課件(31頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題5DNA和蛋白質(zhì)技術(shù) 高頻考點(diǎn)突破專題5DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)自主梳理命題視角剖析即時(shí)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練 基礎(chǔ)自主梳理一、血紅蛋白的提取和分離1凝膠色譜法:也稱_,是根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的有效方法。2電泳(1)概念:電泳是指_在電場(chǎng)的作用下發(fā)生遷移的過程。(2)特點(diǎn):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(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。分配色譜法帶電粒子帶電性質(zhì)形狀 3實(shí)驗(yàn)操作(1)樣品處理:通過紅細(xì)胞的洗滌、攪拌、離心等操作收集到血紅蛋白溶液。(2)粗分離:通過透析去除血紅蛋白溶液中的_較小的雜質(zhì)。(3)純化:通過_分離相對(duì)分子質(zhì)
2、量不同的蛋白質(zhì)。(4)純度鑒定:用SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行樣品純度鑒定。相對(duì)分子質(zhì)量凝膠色譜法 二、PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA片段1PCR技術(shù)(1)PCR:_的簡(jiǎn)稱,是一種體外迅速擴(kuò)增_的技術(shù)。(2)擴(kuò)增方向:總是從子鏈的5端向_端延伸。(3)引物特點(diǎn):是一小段_或DNA,能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對(duì),用于PCR的引物長(zhǎng)度通常為_個(gè)核苷酸。(4)原理:DNA復(fù)制原理。(5)條件:DNA模板、分別與兩條模板鏈相結(jié)合的兩種_,四種脫氧核苷酸、耐熱的_,同時(shí)控制溫度。多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)DNA片段3RNA2030引物DNA聚合酶 2過程(1)變性:當(dāng)溫度上升到_以上時(shí),雙鏈DNA解旋為單鏈。(2)復(fù)
3、性:溫度下降為50 左右時(shí),兩種_通過堿基互補(bǔ)配對(duì)與_結(jié)合。(3)延伸:當(dāng)溫度上升到72 左右時(shí),四種脫氧核苷酸在_的作用下,根據(jù)_原則合成新的DNA鏈。3結(jié)果:DNA聚合酶只能特異性地復(fù)制處于_序列,使這段固定長(zhǎng)度的序列呈_擴(kuò)增。90 引物兩條單鏈DNADNA聚合酶堿基互補(bǔ)配對(duì)兩個(gè)引物之間的DNA指數(shù) 高頻考點(diǎn)突破DNA的粗提取與鑒定1基本原理(1)血細(xì)胞在蒸餾水中易吸水而導(dǎo)致細(xì)胞膜和核膜的破裂,據(jù)此可得含核DNA的溶液。(2)DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同,在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低。(3)DNA不溶于酒精溶液;不被蛋白酶所水解;可被二苯胺染成藍(lán)色。 科目
4、一考試網(wǎng) http:/ 科目一模擬考試2016金手指駕校網(wǎng) http:/ 金手指駕駛員考試2016 2方法目的方法目的溶于NaCl溶液中并稀釋(1)NaCl溶液物質(zhì)的量濃度為2 mol/L時(shí),DNA溶解,而部分蛋白質(zhì)發(fā)生鹽析而生成沉淀,通過過濾可除去部分蛋白質(zhì)及不溶于NaCl溶液的雜質(zhì)(2)當(dāng)NaCl溶液稀釋至0.14 mol/L時(shí),DNA析出,過濾可除去溶于NaCl溶液的部分蛋白質(zhì)和其他雜質(zhì)加入嫩肉粉嫩肉粉中含木瓜蛋白酶,水解蛋白質(zhì)加入冷卻酒精(95%) DNA析出,除去溶于酒精的蛋白質(zhì)加入二苯胺,并沸水浴鑒定DNA (1)實(shí)驗(yàn)過程中兩次用到蒸餾水,第一次目的是使成熟的雞血細(xì)胞漲破釋放出DN
5、A,第二次目的是稀釋NaCl溶液,使DNA從溶液中析出。(2)預(yù)冷的酒精溶液具有以下優(yōu)點(diǎn)抑制核酸水解酶活性,防止DNA降解。降低分子運(yùn)動(dòng)易于形成沉淀析出。低溫有利于增加DNA分子柔韌性,減少斷裂?!疽渍`警示】本實(shí)驗(yàn)用雞血細(xì)胞作實(shí)驗(yàn)材料,不能用哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞,原因是哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞內(nèi)無細(xì)胞核,但它可以作為血紅蛋白提取和制備細(xì)胞膜的理想材料。 即時(shí)應(yīng)用(隨學(xué)隨練,輕松奪冠)1在“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中,將提取獲得的DNA的黏稠物(還含有許多雜質(zhì))分別處理如下:第一,放入0.14 mol/L的NaCl溶液中,攪拌后過濾,得濾液A和黏稠物a。第二,放入2 mol/L的NaCl溶液中,攪
6、拌后過濾,得濾液B和黏稠物b。第三,放入冷卻的95%的酒精溶液中,攪拌后過濾,得濾液C和黏稠物c。以上過程獲得的濾液和黏稠物中,因含DNA少而可以丟棄的是_。 解析:在不同濃度的NaCl溶液中,DNA的溶解度不同。在0.14 mol/L的NaCl溶液中DNA溶解度最小,DNA析出,呈絲狀物,過濾后存在于黏稠物a中;在2 mol/L的NaCl溶液中DNA溶解度最大,所以DNA溶解,過濾后存在于濾液B中;酒精可使DNA分子凝集,因此,在冷卻的95%的酒精溶液中DNA凝集,呈絲狀物,過濾后存在于黏稠物c中。答案:A、b、C 比較細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制與體外DNA擴(kuò)增(PCR) 【拓展深化】引物是指能夠與D
7、NA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對(duì)的一小段DNA或RNA。DNA聚合酶只能特異地復(fù)制處于兩個(gè)引物之間的DNA序列,使這段固定長(zhǎng)度的序列呈指數(shù)擴(kuò)增。 即時(shí)應(yīng)用(隨學(xué)隨練,輕松奪冠)2PCR利用了DNA熱變性的原理,PCR儀實(shí)際上也是一種能自動(dòng)調(diào)控溫度的儀器。對(duì)PCR過程中“溫度的控制”的下列說法錯(cuò)誤的是()A酶促反應(yīng)需要高的溫度,是為了確保模板的單鏈B延伸的溫度必須大于復(fù)性溫度,而小于變性溫度CDNA聚合酶不能熱變性,要用耐高溫的聚合酶DDNA解旋酶不能熱變性,為了確保模板是單鏈 解析:選D。PCR是一種體外DNA擴(kuò)增技術(shù)。DNA雙鏈的解開不需要解旋酶,靠高溫使其變性,雙螺旋結(jié)構(gòu)解體,雙鏈分開;復(fù)性
8、前,在耐高溫的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,因此延伸的溫度要大于復(fù)性溫度,小于變性溫度。 血紅蛋白的提取和分離1方法及原理方法原理凝膠色譜法根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)電泳法各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身大小、形狀的不同來分離蛋白質(zhì)。 2.實(shí)驗(yàn)操作程序(1)樣品處理紅細(xì)胞的洗滌:除去雜蛋白,以利于后續(xù)步驟的分離純化;血紅蛋白的釋放:使紅細(xì)胞破裂,血紅蛋白釋放出來;分離血紅蛋白溶液:經(jīng)過離心使血紅蛋白和其他雜質(zhì)分離開來,便于下一步對(duì)血紅蛋白的純化。 (2)粗分離透析:除去樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)。(3)純化:一般采用凝膠色譜法對(duì)血紅蛋白進(jìn)行分離和純化。(4)
9、純度鑒定:一般用SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳法來測(cè)定蛋白質(zhì)的分子量,即對(duì)血紅蛋白進(jìn)行純度鑒定?!疽渍`警示】相對(duì)分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)通過凝膠時(shí),相對(duì)分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道,而相對(duì)分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)只能在凝膠外部移動(dòng),因此蛋白質(zhì)分子彼此分離。 即時(shí)應(yīng)用(隨學(xué)隨練,輕松奪冠)3在血紅蛋白的整個(gè)提取過程中,不斷用磷酸緩沖液處理的目的是(多選)()A防止血紅蛋白被氧氣氧化B血紅蛋白是一種堿性物質(zhì),需要酸中和C防止色譜柱內(nèi)產(chǎn)生氣泡,影響洗脫效果D讓血紅蛋白處在穩(wěn)定的pH范圍內(nèi),維持其結(jié)構(gòu)和功能解析:選CD。在血紅蛋白的提取過程中,不斷用磷酸緩沖液處理的目的是防止色譜柱內(nèi)產(chǎn)生氣泡,影響洗脫
10、效果,同時(shí)為了讓血紅蛋白保持在體內(nèi)所處的環(huán)境,以維持其結(jié)構(gòu)和功能。 命題視角剖析緊扣教材重點(diǎn)PCR原理及過程 PCR是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的方法,用于放大特定的DNA片段,數(shù)小時(shí)內(nèi)可使目的基因片段擴(kuò)增到數(shù)百萬個(gè)拷貝的分子生物學(xué)技術(shù)。PCR需要模板DNA、引物、脫氧核糖核苷酸和DNA聚合酶等條件。下圖為模板DNA分子及2種引物,請(qǐng)回答相關(guān)問題: (1)PCR的全稱是_。PCR與體內(nèi)DNA復(fù)制的不同之處主要表現(xiàn)在溫度環(huán)境的不同,在PCR中先用95 高溫處理的目的是_;而這一過程中在細(xì)胞內(nèi)是通過_實(shí)現(xiàn)的。(2)在PCR技術(shù)中所需要的引物實(shí)質(zhì)上是一種_。請(qǐng)?jiān)趫D中繪出引物結(jié)合的位置。(3)若將1個(gè)
11、DNA分子拷貝10次,則需要在緩沖液中至少加入_個(gè)引物。(4)DNA子鏈復(fù)制的方向是_,這是由于_。 【嘗試解答】(1)多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)使DNA變性(使DNA的兩條鏈解開)解旋酶的催化(2)單鏈DNA或RNA分子,見右圖(3)(2112)(4)5到3DNA聚合酶只能從引物的3端拼接單個(gè)脫氧核苷酸分子 【解析】本題考查考生對(duì)PCR技術(shù)的理解,屬于知識(shí)識(shí)記和理解層次的考查,符合高考對(duì)選修內(nèi)容考查的特點(diǎn)。PCR技術(shù)又稱多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng),在PCR中先用95高溫處理的目的是使DNA分子中的氫鍵斷裂,兩條鏈解開,即使DNA分子變性。引物是一種單鏈DNA或RNA分子,它能與解開的DNA母鏈的3端結(jié)合,為DNA聚
12、合酶提供吸附位點(diǎn),使DNA聚合酶從引物的3端開始連接脫氧核苷酸,從而決定了DNA子鏈復(fù)制的方向是5到3。在DNA分子擴(kuò)增時(shí),需要2種引物,由于新合成的子鏈都需要引物作為復(fù)制的起點(diǎn),故所需的引物數(shù)目等于新合成的DNA子鏈數(shù)目,即(22 102)(2112)個(gè)。 洞察高考熱點(diǎn)DNA的粗提取 (2010年高考江蘇卷)某生物興趣小組開展DNA粗提取的相關(guān)探究活動(dòng),具體步驟如下:材料處理:稱取新鮮的花菜、辣椒和蒜黃各2份,每份10 g。剪碎后分成兩組,一組置于20 、另一組置于20 條件下保存24 h。DNA粗提?。旱谝徊剑簩⑸鲜霾牧戏謩e放入研缽中,各加入15 mL研磨液,充分研磨。用兩層紗布過濾,取濾
13、液備用。 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出結(jié)論并分析。結(jié)論1:與20 相比,相同實(shí)驗(yàn)材料在20 條件下保存,DNA的提取量較多。結(jié)論2:_。針對(duì)結(jié)論1,請(qǐng)?zhí)岢龊侠淼慕忉專篲。(4)氯仿密度大于水,能使蛋白質(zhì)變性沉淀,與水和DNA均不相溶,且對(duì)DNA影響極小。為了進(jìn)一步提高DNA純度,依據(jù)氯仿的特性,在DNA粗提取第三步的基礎(chǔ)上繼續(xù)操作的步驟是:_,然后用體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精溶液使DNA析出。 【嘗試解答】(1)探究不同材料和不同保存溫度對(duì)DNA提取量的影響 (2)DNA斷裂 (3)等質(zhì)量的不同實(shí)驗(yàn)材料,在相同的保存溫度下,從蒜黃提取的DNA量最多低溫抑制了相關(guān)酶的活性,DNA降解速度慢 (4)將第
14、三步獲得的溶液與等量的氯仿充分混和,靜置一段時(shí)間,吸取上清液 【解析】根據(jù)步驟中選擇了不同的材料,在不同條件下的處理,可判斷出本實(shí)驗(yàn)的目的是探究不同材料和不同條件對(duì)DNA提取量的影響,是DNA粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用;緩緩攪拌能夠有效防止因DNA斷裂而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果;結(jié)論可以從表格得到的提取量得出,低溫下獲得的DNA含量較多是因?yàn)榈蜏匾种屏讼嚓P(guān)酶的活性,使DNA降解速度減慢;依據(jù)氯仿的特性,可以在第三步獲得的溶液中加入等量氯仿,靜置并吸取蛋白質(zhì)含量較少的DNA上清液,獲得純度更高的DNA。 突破易錯(cuò)疑點(diǎn)對(duì)DNA粗提取與血紅蛋白提取易于混淆提取物質(zhì)DNA血紅蛋白提取方法鹽析法凝膠色譜法、電泳法提取原
15、理DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同DNA不溶于酒精,但某些蛋白質(zhì)則溶于酒精根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小各種分子帶電性質(zhì)差異步驟溶解在2 mol/L的NaCl溶液中加水稀釋至0.14 mol/L NaCl溶液使DNA析出過濾加入冷卻酒精析出樣品處理粗提取純化純度鑒定 自我挑戰(zhàn)(2011年江蘇高三調(diào)研)下列關(guān)于DNA和血紅蛋白的提取與分離實(shí)驗(yàn)的敘述中,正確的有(多選)()A提取動(dòng)物細(xì)胞中的DNA和蛋白質(zhì)可以采用蒸餾水脹破細(xì)胞的方法B采用不同濃度的NaCl溶液反復(fù)溶解與析出DNA的方法可去除蛋白質(zhì)等雜質(zhì)C蛋白質(zhì)純化過程中采用透析法可去除溶液中的小分子雜質(zhì)D血紅蛋白只能采用凝膠色譜法純化,DNA則可采用電泳、鹽析等方法純化【嘗試解答】_ABC_ 【解析】將動(dòng)物細(xì)胞放在蒸餾水中,由于滲透吸水,可使細(xì)胞膜破裂,從而釋放出細(xì)胞中的蛋白質(zhì)和DNA,因此A選項(xiàng)正確。DNA在2 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最大,而蛋白質(zhì)在該濃度的NaCl溶液中部分發(fā)生鹽析沉淀;DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最小,而蛋白質(zhì)在該濃度的NaCl溶液中溶解,所以B選項(xiàng)正確。蛋白質(zhì)純化過程中利用小分子雜質(zhì)能通過透析袋,而大分子蛋白質(zhì)不能通過透析袋的特點(diǎn),從而對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行粗純化,所以C選項(xiàng)正確。血紅蛋白除可用凝膠色譜法進(jìn)行純化外,也可用電泳法進(jìn)行純化,所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤。