人教版選修一專題5《DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)》學(xué)案

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1、最新人教版選修一專題5《DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)》學(xué)案 ［學(xué)習(xí)導(dǎo)航］ DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)，包才DNA的提取、蛋白質(zhì)的提取、 DNA片段的擴(kuò)增等，是開展分 子生物學(xué)研究的基本技術(shù)。本專題將從基礎(chǔ)入手 ，學(xué)習(xí)DNA的粗提取、PCR技術(shù)和血紅蛋 白的提純。學(xué)習(xí)這些技術(shù)，不僅能夠幫助學(xué)生初步了解分子生物學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)方法 ，而且能 夠鞏固必修課中學(xué)習(xí)的有關(guān) DNA和蛋白質(zhì)的理論知識(shí)。 本專題的3個(gè)課題相對(duì)獨(dú)立，沒有嚴(yán)格的先后順序。課題 1的操作難度不高，學(xué)生比較 容易獲得結(jié)果。課題 2的操作難度也不高，但PCR技術(shù)的原理是難點(diǎn)，學(xué)生要充分利用教材 的圖文資料，并且在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。課題 3的操

2、作難度比較大，所以學(xué)生一定 要在教師的精心指導(dǎo)下完成操作。 課題1 DNA的粗提取與鑒定 ［導(dǎo)學(xué)誘思］ 1 .提取DNA的方法 提取生物大分子的基本思路是 。對(duì)于DNA的粗提取而言，就 是要利用、等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面的差異，提取DNA,去除其他成 分。 1） DNA的溶解性 DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的 中溶解度不同，利用 這一特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)柠}濃度就能使 充分溶解，而使雜質(zhì)沉淀，或者相反，以達(dá)到分離目 的。 書本圖5-1是DNA在NaCl溶液中的溶解度曲線，請(qǐng)根據(jù)曲線圖，思考： ①在什么濃度下,DNA的溶解度最小？ DNA在NaCl溶液中的溶解度是如何變化的？ ②如

3、何通過控制 NaCl溶液的濃度使 DNA在鹽溶液中溶解或析出？ 此外,DNA不溶于 溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精。利用這一原理 ，可以 將DNA與蛋白質(zhì)進(jìn)一步的分離。 2） DNA對(duì)酶、高溫和洗滌劑的耐受性 蛋白酶能水解 J且是對(duì)一沒有影響。大 多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受 60—80oC的高溫，而DNA在 以上才會(huì)變性。洗滌劑能夠瓦解 —, 但對(duì)DNA沒有影響。 3） DNA的鑒定 在 條件下，DNA遇 會(huì)被染成 一色，因此二苯胺可以作為 鑒定DNA的試劑。 2 .實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 1）實(shí)驗(yàn)材料的選取 凡是含有 _的生物材料都可以考慮，但是使用 的生物組織， 成功的可能性更大。

4、在下面的生物材料中選取適合的實(shí)驗(yàn)材料： 魚卵、豬肝、菜花（花椰菜）、香蕉、雞血、哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞、凍猴桃、洋蔥、豌 豆、菠菜、在液體培養(yǎng)基的大腸桿菌 思考：哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞的特點(diǎn)？ 2）破碎細(xì)胞，獲取含DNA的濾液 動(dòng)物細(xì)胞的破碎比較容易，以雞血細(xì)胞為例，在雞血細(xì) 胞液中加入一定量的 ,同時(shí)用 攪拌，過濾后收集濾液即可。如果實(shí)驗(yàn)材料是植物 細(xì)胞，需要先用 溶解細(xì)胞膜。例如，提取洋蔥的DNA時(shí),在切碎的洋蔥中加入一定的 和，進(jìn)行充分的攪拌和研磨，過濾后收集研磨液。 思考：①為什么加入蒸儲(chǔ)水能使雞血細(xì)胞破裂？ ②加入洗滌劑和食鹽的作用分別是什么? ③如果研磨不充分，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生怎樣

5、的影響 ？ ④此步驟獲得的濾液中可能含有哪些細(xì)胞成分？ 3)去除濾液中的雜質(zhì) 閱讀課本的三個(gè)方案， 思考：為什么反復(fù)地溶解與析出 DNA,能夠去除雜質(zhì)? 方案二與方案三的原理有什么不同？ 4) DNA的析出與鑒定 將處理后的溶液過濾，加入與濾液體積 、冷卻 的 靜置 」溶液中會(huì)出現(xiàn) 」這就是粗提取的 DNA。用玻璃棒 攪拌，卷起絲狀物，并用濾紙吸取上面的水分。 取兩支20ml的試管，各加入物質(zhì)的量濃度為 的NaCl溶液5ml,將絲狀物放入其 中一支試管中，用玻璃棒攪拌，使絲狀物溶解。然后，向兩支試管中各加入 4ml的?；?合均勻后，將試管置于 中加熱5min,待試管冷卻后,比

6、較兩支試管溶液顏色的變化 ，看 看溶解有DNA的溶液是否變。 3 .操作提示 以血液為實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，每100ml血液中需要加入3g，防止。 加入洗滌劑后，動(dòng)作要、否則容易產(chǎn)生大量的泡沫，不利于后續(xù)步驟地操 作。加入酒精和用玻璃棒攪拌時(shí) ，動(dòng)作要,以免,導(dǎo)致DNA分子不能形成絮狀沉 淀。 二苯胺試劑要 ，否則會(huì)影響鑒定的效果。 4 .結(jié)果分析與評(píng)價(jià) ［疑難點(diǎn)撥］ 1 . DNA的溶解度與NaCl溶液濃度的關(guān)系： 當(dāng)NaCl溶液濃度低于 0.14mol/L時(shí),隨濃度的升高，DNA的溶解度降低；當(dāng) NaCl溶液 濃度高于0.14mol/L時(shí)，隨濃度升高,DNA的溶解度升高。 2 .

7、制備雞血細(xì)胞液時(shí)，要在新鮮的雞血中加入檸檬酸鈉的原因 制備雞血細(xì)胞液時(shí)，要在新鮮的雞血中加入抗凝劑一一檸檬酸鈉 ，防止血液凝固。其 原理是檸檬酸鈉能與血漿中 Ca2+發(fā)生反應(yīng)，生成檸檬酸鈣絡(luò)合物，血漿中游離的 Ca2+大大減 少，血液便不會(huì)凝固，因?yàn)殡u血紅細(xì)胞，白細(xì)胞都有細(xì)胞核,DNA主要存在于細(xì)胞核中，所以在 離心或靜置沉淀后，要棄出上層清液一一血漿。 3 .提取DNA的第一步是材料的選取，其目的是一定要選取 DNA含量較高的生物材料，否則 會(huì)由于實(shí)驗(yàn)過程中或多或少的損失而造成檢測的困難；第二步是 DNA的釋放和溶解，這一 步是實(shí)驗(yàn)成功與否的關(guān)鍵，要盡可能使細(xì)胞內(nèi)的 DNA全部溶解

8、；第三步是 DNA的純化，即 根據(jù)DNA的溶解特性、對(duì)酶及高溫的耐受性的不同等特性 ，最大限度地將 DNA與雜質(zhì)分 開；最后一步是對(duì) DNA進(jìn)行鑒定，這是對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的檢測。 4 .盛放雞血細(xì)胞液的容器 ，最好是塑料容器。雞血細(xì)胞破碎以后釋放出的 DNA,容易被玻 璃容器吸附，由于細(xì)胞內(nèi) DNA的含量本來就比較少，再被玻璃容器吸附去一部分，提取到的 DNA就會(huì)更少。因此，實(shí)驗(yàn)過程中最好使用塑料的燒杯和試管 ，這樣可以減少提取過程的 DNA的損失。 [ 典例解析 ] 本實(shí)驗(yàn)中有三次過濾：⑴過濾用蒸儲(chǔ)水稀釋過的雞血細(xì)胞液 ⑵過濾含粘稠物的 0.14mol/LNaCl 溶液 ⑶過濾溶

9、解有 DNA 的 2mol/LNaCl 溶液 以上三次過濾分別為了獲得（ ） A 含核物質(zhì)的濾液、紗布上的粘稠物、含 DNA 的濾液 B 含核物質(zhì)的濾液、濾液中 DNA 粘稠物、含 DNA 的濾液 C 含核物質(zhì)的濾液、濾液中 DNA 粘稠物、紗布上的 DNA D 含較純的 DNA 濾液、紗布上的粘稠物、含 DNA 的濾液 [ 課堂演練 ] 一、選擇題（ 10 個(gè)） 1.在研究 DNA 的基因樣本前 ,采集來的血樣需要蛋白水解酶處理 ,然后用有機(jī)溶劑除去 蛋白質(zhì)。用蛋白水解酶處理血樣的目的是（ ） A.除去血漿中的蛋白質(zhì) B.除去染色體上的蛋白質(zhì) C.除去血細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)

10、 D. 除去血細(xì)胞中的所有的蛋白質(zhì) ,使 DNA 釋放 ,便于進(jìn)一步提純 2 ．與析出 DNA 粘稠物有關(guān)的敘述 ,不正確的是（ ） A. 操作時(shí)緩緩滴加蒸餾水 ,降低 DNA 的溶解度 B.在操作A時(shí)，用玻璃棒輕緩攪拌，以保證DNA分子完整 C. 加蒸餾水可同時(shí)降低 DNA 和蛋白質(zhì)的溶解度 ,兩者均可析出 D. 當(dāng)絲狀粘稠物不再增加時(shí) ,此時(shí) NaCl 的濃度相當(dāng)于 0.14mol/L 3 ．洗滌劑能夠瓦解（ ） ,但對(duì) DNA 沒有影響。 A.細(xì)胞壁 B.細(xì)胞膜 C.細(xì)胞核 D.細(xì)胞質(zhì) 4 ．在沸水浴的條件下 ,DNA 遇（ ）會(huì)被染成藍(lán)色。 A.斐林試劑 B.蘇丹出染

11、液 C.雙縮月尿試劑 D.二苯胺 5 ．在 DNA 提取過程中 ,最好使用塑料試管和燒杯 ,目的是（ ） A.不易破碎 B.減少提取過程中 DNA的損失 C.增加DNA的含量 D.容易洗刷 6 ．下列操作中 ,對(duì) DNA 的提取量影響最小的是（ ） A. 使雞血細(xì)胞在蒸餾水中充分破裂 ,放出 DNA 等核物質(zhì) B.攪拌時(shí)，要使用玻璃棒沿一個(gè)方向輕緩攪拌 C. 在“析出 DNA 粘稠物”時(shí) ,要緩緩加蒸餾水 ,直至溶液中粘稠物不再增加 D. 在用酒精沉淀 DNA 時(shí) ,要使用冷酒精 ,甚至再將混合液放入冰箱中冷卻 E 在 DNA 的溶解和再溶解時(shí) ,要充分?jǐn)嚢? 7 . DNA的

12、粗提取中，將與濾液體積相等的、冷卻的（ ），靜置2—3min,溶液中會(huì) 出現(xiàn)白色絲狀物。 A.0 ． 9% 的 NaCl B.0.14mol/L 的 NaCl 溶液 C. 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 15% 的 HCl D. 體積分?jǐn)?shù)為 95% 的酒精溶液 8 .以血液為實(shí)驗(yàn)材料時(shí) ,需要向血液中加入（ ） ,防止血液凝固。 A.醋酸鈉 B.龍膽紫 C.檸檬酸鈉 D.醋酸洋紅 9 .在向溶解 DNA 的 NaCl 溶液中 ,不斷加入蒸餾水的目的是（ ） A.加快溶解DNA的速度 B.加快溶解雜質(zhì)的速度 C.減少DNA的溶解度，加快DNA析出 D.減小雜質(zhì)的溶解度，加快雜質(zhì)的析出 10 .去除濾

13、液中的雜質(zhì)時(shí) ,直接在濾液中加入嫩肉粉 ,利用嫩肉粉中的（ ）分解蛋白質(zhì)。 A.胃蛋白酶 B.胰蛋白酶 C.木瓜蛋白酶 D.腸肽酶 二、非選擇題（ 3 個(gè)） 1 ．提取雞血中 DNA 時(shí),要除去血液中的上清液 ,這是因?yàn)槭裁矗? 2．填寫本實(shí)驗(yàn)完成下列實(shí)驗(yàn)操作時(shí)所用試劑。 ⑴提取雞血細(xì)胞中核物質(zhì) ⑵溶解核內(nèi)DNA: ⑶析出2mol/LNaCl溶液中的DNA⑷DNA粘稠物的再溶解 ⑸提取雜質(zhì)較少的 DNA白色乳狀絲狀物 ⑹DNA的鑒定 3.關(guān)于DNA粗提取的實(shí)驗(yàn)材料的選擇，也經(jīng)過了多次實(shí)驗(yàn)效果的比較,最終選擇雞血做 實(shí)驗(yàn)材料的原因是什么？請(qǐng)回答下列問題： ⑴雞血細(xì)胞中紅細(xì)胞

14、，家雞屬于鳥類，新陳代謝旺盛，因而血液中_細(xì) 胞數(shù)目較多，可以提供豐富的 。 ⑵實(shí)驗(yàn)前由老師制備血細(xì)胞液供同學(xué)們做實(shí)驗(yàn)材料 ，而不用雞全血，主要原因是 ⑶生活在牧區(qū)的人們，采集牛、羊和馬血比較方便，若他們按實(shí)驗(yàn)要求完成實(shí)驗(yàn)步驟后 結(jié)果是，這是因?yàn)檫@些動(dòng)物和人一樣，成熟的紅細(xì)胞中, 但若改用動(dòng)物肝月^做實(shí)驗(yàn)材料，實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌M(jìn)行。這是因?yàn)?。 ⑷若選用動(dòng)物肝臟做實(shí)驗(yàn)材料，在提取之前，最好增加 程序，使組織細(xì)胞更 易分離。 課題2多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增 DNA片段 ［導(dǎo)學(xué)誘思］ 1. PCR原理 填寫下列表格 參與的組分 在DNA復(fù)制中的作用 解旋酶 DNA母鏈

15、 合成子鏈的原料 DNA聚合酶 引物 DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，通常將DNA的羥基末端稱為 ,而磷酸基團(tuán)的末端 稱為。 DNA聚合酶不能 開始合成DNA,而只能,因此,DNA復(fù)制需要 引物。DNA的合成方向總是。 在DNA的復(fù)制過程中，復(fù)制的前提是 。在體外可通過控制 來實(shí) 現(xiàn)。在 的溫度范圍內(nèi)，DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)將解體，雙鏈分開，這個(gè)過程稱為 。 PCR利用了 DNA的 原理，通過控制溫度來控制雙鏈的解聚與結(jié)合。由于 PCR過程的 溫度高，導(dǎo)致DNA聚合酶失活，后來 的DNA聚合酶的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，大大增加了 PCR的效 率。 PCR反應(yīng)需要在一定的緩沖溶液中提供： ,

16、, , ，同時(shí)通過控制溫度使 DNA復(fù)制在體外反復(fù)進(jìn)行。 2. PCR的反應(yīng)過程 PCR 一般要經(jīng)歷 循環(huán)，每次循環(huán)可以分為、和 三步。從第二輪循環(huán)開 始，上一次循環(huán)的產(chǎn)物也作為模板參與反應(yīng) ，并且由 延伸而成的 DNA單鏈會(huì)與 結(jié)合，進(jìn)彳T DNA的延伸，這樣,DNA聚合酶只能 ，使這段固定長度的序列成 指數(shù)擴(kuò)增。 3. 實(shí)驗(yàn)操作 在實(shí)驗(yàn)室中，做PCR通常使用 ，它是一種薄壁塑料管。具體操作時(shí) ，用微量移液器， 按PCR反應(yīng)體系的配方在 中依次加入各組分”再參照下表的設(shè)置設(shè)計(jì)好 PCR儀的循 環(huán)程序即可。 4.操作提示 為避免外源DNA等因素的污染，PCR實(shí)驗(yàn)中使用的 、_、

17、以及蒸儲(chǔ)水等在 使用前必須進(jìn)行。 PCR所用的緩沖液和酶應(yīng)分裝成小份，并在 儲(chǔ)存。使用前，將所需試劑從冰箱拿出，放在冰塊上緩慢融化。在微量離心管中添加反應(yīng) 成分時(shí)，移液管上的槍頭要 ［疑難點(diǎn)撥］ 1.PCR技術(shù)簡介 PCR是一種體外迅速擴(kuò)增 DNA片段的技術(shù)，它能以極少量的 復(fù)制出上百萬份的 DNA拷貝。這項(xiàng)技術(shù)有效地解決了因?yàn)闃悠分?樣品進(jìn)行分析研究的問題，被廣泛的應(yīng)用于遺傳疾病的診斷、刑偵破案、 隆和DNA序列測定等各方面。 2.細(xì)胞內(nèi)參與 DNA復(fù)制的各種組成成分及其作用 ①解旋酶：打開 DNA雙鏈 ②DNA母鏈：提供 DNA復(fù)制的模板 DNA為模板，在幾小時(shí)內(nèi) DNA含

18、量太低而難以對(duì) 古生物學(xué)、基因克 成子鏈的原料 ④DNA聚合酶：催化合成 的3,端開始連接脫氧核甘酸（引物是一小段 列互補(bǔ)配對(duì)。用于 PCR的引物長度通常為 3. DNA的合成方向 DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模ǔ?為5,端。DNA聚合酶不能從頭開始合成 DNA子鏈⑤引物：使 DNA或RNA,它能與 20-30個(gè)核甘酸） ③4種脫氧核甘酸：合 DNA聚合酶能夠從引物 DNA母鏈的一段堿基序 DNA的羥基末端稱為 3,端,而磷酸基團(tuán)的末端稱 DNA,而只能從3湍延伸DNA鏈,因此,DNA復(fù)制需 10 / 10 PCR反應(yīng)中的目的片段一般以 30次循環(huán)后反應(yīng)物中大約有

19、［典例解析］］ 一個(gè)由15N標(biāo)記的DNA DNA分子總數(shù)的（ A 1/10 B 1/5 C ［課堂］K練］ 一.選擇題（10個(gè)） 1. DNA分子復(fù)制時(shí) ) 1/16 D1/25 ，解旋的兩條鏈中（ A僅一條作為復(fù)制模板 B兩條鏈作為模板并復(fù)制出兩個(gè)不同的 C兩條鏈作為模板并復(fù)制出兩個(gè)相同的 D兩條鏈作為模板，各自合成一條子鏈 DNA分子 DNA分子 ，然后兩條母鏈重新結(jié)合為原來的雙螺旋分子 要引物。當(dāng)引物與 DNA母鏈通過堿基互補(bǔ)配對(duì)結(jié)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。 4. PCR

20、技術(shù)與DNA的復(fù)制 PCR反應(yīng)是通過控制溫度使 DNA復(fù)制在體外反復(fù)進(jìn)行。PCR反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是 DNA 復(fù)制,所以有關(guān) PCR反應(yīng)的題目與 DNA復(fù)制的原理相同，計(jì)算方法也大體相同。例如： 2n的方式積累，其中n為反應(yīng)循環(huán)次數(shù)。一個(gè) DNA片段在 10億個(gè)這樣的片段。（23） 分子，放在沒有標(biāo)記的環(huán)境中培養(yǎng) ，利用PCR循環(huán)5次后標(biāo)記的 A①③④②⑤ 3.下列各項(xiàng)過程中 ①DNA復(fù)制 A①②③④⑤ ①酶 ②游離的脫氧核甘酸 ③ATP ⑤ mRNA ⑥ tRNA ⑦適宜的溫度 ④DNA分子 ⑧適宜的酸堿度 兩條新鏈結(jié)合成一個(gè)全新的 DNA分子 2 .下列關(guān)于D

21、NA復(fù)制過程的正確順序是（ D ） ①互補(bǔ)堿基對(duì)之間氫鍵斷裂 ②互補(bǔ)堿基對(duì)之間形成氫鍵 ③DNA分子在解旋酶的作用下解旋 ④以解旋后的母鏈為模板進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì) ⑤子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋狀結(jié)構(gòu) B①④②⑤③ C①③⑤④② D③①④②⑤ ，遵循“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”的有（ A ） ②RNA復(fù)制③轉(zhuǎn)錄④翻譯⑤逆轉(zhuǎn)錄 B①②③④ C①②③⑤ D①③④⑤ 4 .實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬生物體 DNA的復(fù)制必需的一組條件是 A①②③④⑤⑥ B②③④⑤⑥⑦ C②③④⑤⑦⑧ D①②③④⑦⑧ 5 .利用PCR技術(shù)，把一個(gè)雙鏈DNA分子當(dāng)作第一代，經(jīng)過3次循環(huán)，在第四代DNA分 子中，有幾條第一代脫氧核甘

22、酸的長鏈？ （ A ） A 2 B 4 C 8 D 16, 6 .關(guān)于DNA分子的敘述中，正確的是（C ） A .DNA的兩條鏈?zhǔn)菢O性相同，同向平行 B.DNA的兩條鏈?zhǔn)菢O性相同，反向平行 C.DNA的兩條鏈中極性不同，反向平行的 D.DNA的兩條鏈?zhǔn)菢O性不同，同向平行 7 .假設(shè)PCR反應(yīng)中，只有一個(gè)DNA的片段作為模板，請(qǐng)計(jì)算在30次循環(huán)后，反應(yīng)物中大約有 多少這樣的DNA片段（B A 215 B 230 C 260 D 231 8 .DNA的合成方向總是（C ）延伸。 A從DNA分子的左端向右端 B從DNA分子的右端向左端 C從子鏈的5,端向3,端 D從子鏈的3,端向5

23、,端 9 .要使PCR反應(yīng)在體外的條件下順利地進(jìn)行 ，需要嚴(yán)格的控制（C ） A氧氣的濃度 B酸堿度 C溫度 D大氣的濕度 10 .DNA分子經(jīng)PCR反應(yīng)循環(huán)一次后，新合成的那條子鏈的脫氧核甘酸的序列應(yīng)與（ ） A模板母鏈相同 B非模板母鏈相同 C兩條模板母鏈相同 D兩條模板母鏈都不相同 二.非選擇題（2個(gè)） 1 . PCR技術(shù)是把某一 DNA片段在實(shí)驗(yàn)條件下，合成許許多多相同片段的一種方法，利用這 種技術(shù)能快速而特異的擴(kuò)增任何要求的目的基因或者 DNA分子片段，“人類基因組計(jì) 戈『’的研究中常用到這種技術(shù)。請(qǐng)結(jié)合有關(guān)知識(shí) ，回答有關(guān)此技術(shù)的一些問題： ⑴PCR技術(shù)能把某一 D

24、NA片段進(jìn)行擴(kuò)增，依據(jù)的原理是： ⑵在實(shí)驗(yàn)條件下，DNA分子進(jìn)行擴(kuò)增，除了所要擴(kuò)增的 DNA片段處，還需要、 和、等條件。 ⑶某DNA片段有160個(gè)堿基，其中有腺喋吟 35個(gè)，若讓該DNA分子擴(kuò)增三次（即復(fù)制三 次）至少需要腺喋吟脫氧核甘酸和鳥喋吟脫氧核甘酸的數(shù)目分別是 _和 個(gè)。 2 .將大腸桿菌置于含 15N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)。這樣，后代大腸桿菌細(xì)胞中的 DNA雙鏈均被 15N標(biāo)記。然后將被15N標(biāo)記的大腸桿菌作為親代轉(zhuǎn)到普通培養(yǎng)基中 ，繁殖兩代。親代、 第一代、第二代大腸桿菌 DNA的狀況如圖所示。 ⑴第一代大腸桿菌 DNA貯存的遺傳信息與親代大腸桿菌 DNA貯存的遺傳信息完全相同

25、的 原因是。 ⑵如果將第二代大腸桿菌的 DNA分子總量作為整體 1,其中，帶有15N的第二代大腸桿菌 DNA分子約占總量的 %。 ⑶如果將第二代大腸桿菌的 DNA含量作為整體1,其中含15N標(biāo)記的第二代大腸桿菌的 DNA含量（脫氧核甘酸單鏈）約占總量的 % 課題3血紅蛋白的提取和分離 ［導(dǎo)學(xué)誘思］ 1,凝膠色譜法 凝膠色譜法也稱做 ，是根據(jù) 分離蛋白質(zhì)的有效方法。凝膠實(shí)際上是一 些由 構(gòu)成的多孔球體，在小球體內(nèi)部有許多貫穿的通道 ，相對(duì)分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì) 分子通過凝膠時(shí)速度不同，相對(duì)分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì) —進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，路程—，移 動(dòng)速度；而相對(duì)分子質(zhì)量 的蛋白

26、質(zhì)無法進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道 ，只能在 移動(dòng)，路 程,移動(dòng)速度。相對(duì)分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)分子因此得以分離。 2 緩沖溶液的作用是。緩沖溶液通常由 溶解 于水中配制而成的。生物體內(nèi)進(jìn)行的各種生物化學(xué)反應(yīng)都是在一定的 pH下進(jìn)行的，例如： 血漿的pH是,要在實(shí)驗(yàn)條件下準(zhǔn)確模^^生物體內(nèi)的過程 ，必須保持體外的pH與體內(nèi) 的基本一致。 3 .電泳 電泳是指 。許多重要的生物大分子 ，如多肽、核酸等都具有可 解離的基團(tuán)，在一定的pH下，這些基團(tuán)會(huì)帶上。在電場的作用下，這些帶電分子會(huì)向著 與其所帶電荷 的電極移動(dòng)。電泳利用了待分離樣品中各分子 以及分子本身 的_、 的不同，使帶電分

27、子產(chǎn)生不同的 ，從而實(shí)現(xiàn)樣品中各種分子的分離。 一而種標(biāo)山電泳方法是 禾口 ，在測定蛋白質(zhì)分子量時(shí)通常使 用 。蛋白質(zhì)在聚丙烯酰胺凝膠中的遷移率取決于 以及 等而紊^ 4 .蛋白質(zhì)的提取和分離 蛋白質(zhì)的提取和分離一般分為四步： 、、_和。 5 .樣品處理 血液由 _和 組成，其中紅細(xì)胞最多。紅細(xì)胞具有 的特點(diǎn)。紅細(xì)胞中有一 種非常重要而而而一 ，其作用是 ，血紅蛋白有 _個(gè)肽鏈組成，包 括, 其中每條肽鏈環(huán)繞一個(gè) ,磁基團(tuán)可攜帶 ”紅蛋白因含有 呈現(xiàn)紅色。 紅細(xì)胞的洗滌 洗滌紅細(xì)胞的目的是 ,采集的血樣要及時(shí)采用 分離紅細(xì)胞，然后用膠頭吸管吸出上層透明的 ，

28、將下層暗紅色的 倒入燒杯，再加 入，緩慢攪才—，低速短時(shí)間離心，如此重復(fù)洗滌三次，直至，表明紅細(xì)胞已洗 滌干凈。 血紅蛋白的釋放 在 和 作用下，紅細(xì)胞破裂釋放出血紅蛋白。 分離血紅蛋白溶液 將攪拌好的混合溶液離心后 ，試管中的溶液分為 4層。第一層為無 色透明的 ，第2層為白色薄層固體，是，第3層是紅色透明液體，這是，第4層 是其他雜質(zhì)的暗紅色沉淀物。將試管中的液體用濾紙過濾 ，除去之溶性沉淀層，于分液漏斗 中靜置片刻后，分出下層的紅色透明液體。 透析 取1mL的血紅蛋白溶液裝入 中，將透析袋放入盛有 300mL的物質(zhì)的量的濃 度為20mmol/L的 中，透析12h。透析可以去除

29、樣品中 的雜質(zhì)，或用于更換樣品 的。 6 .凝膠色譜操作 第一步要制作 ,第二步要 ，因?yàn)?所以裝柱前需要根據(jù)色譜柱的內(nèi)體 積計(jì)算所需要的凝膠量。在裝填凝膠柱時(shí)，不得有 存在。因?yàn)闅馀? 會(huì),降低分離效果。第三步是 ［疑難點(diǎn)撥］ 1 .與其他真核細(xì)胞相比，紅細(xì)胞的特點(diǎn)及這一特點(diǎn)對(duì)進(jìn)行蛋白質(zhì)的分離的意義 哺乳動(dòng)物及人的成熟的紅細(xì)胞是雙面凹圓餅狀 ，沒有細(xì)胞核和細(xì)胞器。其含有的血紅蛋白是 有色蛋白，因此在凝膠色譜分離時(shí)可以通過觀察顏色來判斷什么時(shí)候應(yīng)該收集脫液。這使血 紅蛋白的分離過程非常直觀 ［典例解析］ 用凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)時(shí) A路程較長，移動(dòng)速度較慢 C路程較短，移動(dòng)速度

30、較慢 ［課堂］K練］ 一. 選擇題 ，大大簡化了實(shí)驗(yàn)操作。 ，分子量大的蛋白質(zhì)（ ） B路程較長，移動(dòng)速度較快 D路程較短，移動(dòng)速度較快 1.凝膠色譜法是根據(jù)（ ）分離蛋白質(zhì)的有效方法。 A分子的大小 B相對(duì)分子質(zhì)量的大小 C帶電荷的多少 D溶解度 2 .緩沖液的作用是：在一定范圍內(nèi) ，抵制外界的影響來維持（ ）基本不變。 A溫度 B pH C滲透壓 D氧氣濃度 3 .電泳是指帶電粒子在電場的作用下向著與其所帶電荷（ ）的電極移動(dòng)。 A相同 B相反 C相對(duì) D相向 4 .哺乳動(dòng)物和人的成熟的紅細(xì)胞中的（ ）與氧氣的運(yùn)輸有關(guān)。 A血紅蛋白 B肌紅蛋白 C肌動(dòng)蛋

31、白 D肌球蛋白 5 .血液由血漿和各種血細(xì)胞組成 ，其中（）的含量最多。 A白細(xì)胞 B血小板 C紅細(xì)胞 D淋巴細(xì)胞 6 .為防止血液凝固，在采血容器中要預(yù)先加入抗凝血?jiǎng)?）。 A. NaCl B.甲苯 C.蒸儲(chǔ)水 D.檸檬酸鈉 7 .將攪拌好的混合液轉(zhuǎn)移到離心管中 ，離心后，可以明顯看到試管中的溶液分為 4層， 其中第3層是（） A無色透明的甲苯層 B脂溶性物質(zhì)的沉淀層 C血紅蛋白的水溶液 D其他雜質(zhì)的暗紅色沉淀物 二. 非選擇題 1 .電泳利用了待分離樣品中各種分子 以及、的不同，使帶電分子產(chǎn)生 不同的遷移速率，從而實(shí)現(xiàn)樣品中各種分子的分離。 2 .你能描述血紅蛋白分

32、離的完整過程嗎？ 專題知識(shí)歸納 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 去 DNA的粗提取 與鑒定 操作提 ,基礎(chǔ)知識(shí)：提取DNA的方法 實(shí)驗(yàn)材料的選” 「 破碎細(xì)胞/獲取含DNA的濾液 卜濾液中的N質(zhì) DNA也析出與鑒定 以血液為，■料要防止血液凝固 DNA和蛋白質(zhì)技術(shù) 加入洗你IJ后，動(dòng)作要輕緩；加入酒精和用玻璃棒 j 攪拌時(shí)，動(dòng)作要輕緩 二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用 結(jié)果分析與評(píng)價(jià) 課題延伸 尸 p PCR原理 ［基礎(chǔ)知識(shí)? PCR的反應(yīng)過程 多聚酶鏈?zhǔn)椒串a(chǎn)驗(yàn)操作 應(yīng)擴(kuò)增DNA K作提示 課題延伸 凝膠色譜法 血紅蛋白的提 取和分離 片段 結(jié)果分析與評(píng)價(jià) 心出知識(shí)如溶液 電泳I

33、 樣品處理 廠 實(shí)驗(yàn)操作y度膠色譜操作 SdS］聚丙烯酰凝膠電泳 紅細(xì)胞的洗滌 實(shí)驗(yàn)操作 色譜主填料的處理 凝膠。譜柱的裝填 蛋白質(zhì)的分離 結(jié)果分析與評(píng)價(jià) 課題延伸 專題知識(shí)檢測 一、選擇題 1 . DNA的溶解度最低時(shí)，NaCl的物質(zhì)的量濃度為（） A. 2mol/L B.0.1mol/L C. 0.14mol/L D.0.015mol/L 2 . DNA不溶解于（） A.NaCl溶液 B.KCl溶液 C.酒精溶液 D.MgCl 2溶液 3 .鑒定DNA的試劑是（） A.斐林試劑 B蘇丹出染液 C.雙縮月尿試劑 D.二苯胺試劑 4 .在向溶解DNA得NaC

34、l溶液中，不斷加入蒸儲(chǔ)水的目的是（ ） A.加快溶解DNA的速度 B.加快溶解雜質(zhì)的速度 C.減小DNA的溶解度，加快DNA析出 D.減小雜質(zhì)的溶解度，加快雜質(zhì)的析出 5 .在DNA的粗提取過程中，初步析出DNA和提取較純凈的 DNA所用的藥品的濃度及 其名稱分別是（） ①0.1g/ml檸檬酸鈉溶液 ②2mol/LNaCl溶液 ③0.14mol/LNaCl溶液 ④體積分?jǐn)?shù)為 95%的酒精溶液 ⑤0.015mol/LNaCl溶液 ⑥0.04mol/LNaCl溶液 A.①③⑤ B.③④ C.②④ D.②③④ 6 .關(guān)于DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)的表達(dá)哪項(xiàng)是錯(cuò)誤的（ ） A.離心沉淀的

35、血細(xì)胞中加水是為了提取 DNA B.NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度為 2mol/L時(shí),DNA溶解 C.向溶解的DNA燒杯中加蒸儲(chǔ)水是漂洗 DNA D.離心后除去血液中的上清液是為了除去雜質(zhì) 7 .下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的正確描述是（ ） A.向盛有果糖溶液的試管中加入斐林試劑 ，產(chǎn)生轉(zhuǎn)紅色沉淀 B.紙層析法分離葉綠體中的色素時(shí) ，濾紙條上最寬的色素帶呈黃綠色 C.DNA的粗提取中，第二次加入蒸儲(chǔ)水并攪拌，能析出含DNA的黏稠物 D.同一葉片受SO2危害的順序是先葉柄后葉片 8 .關(guān)于DNA在NaCl溶液中的溶解度，下面的敘述哪一個(gè)是正確的（ ） A.隨著NaCl溶液濃度增大，DNA在

36、NaCl溶液中的溶解度也增大 B.隨著NaCl溶液濃度的減小,DNA在NaCl溶液中的溶解度也減小 C.DNA在NaCl溶液中的溶解度與 NaCl溶液的濃度無關(guān) D.當(dāng)NaCl溶液的濃度為 0.14M時(shí),DNA的溶解度最低 9 .某DNA分子共有a個(gè)堿基，其中含胞喀咤 m個(gè)，則該DNA分子利用PCR技術(shù)循環(huán) 了 3次，需要游離的胸腺喀咤脫氧核甘酸數(shù)為（ ） A.7 （a-m） B.8（a-m） C.7 （1/2a-m） D.8 （2a-m） 10 .卵原細(xì)胞在進(jìn)行 DNA復(fù)制時(shí)，細(xì)胞中不可能出現(xiàn)的是（ ） A.解旋 B.蛋白質(zhì)合成 C.基因突變 D.基因重組 11 .在一個(gè)密

37、閉的容器中，利用PCR技術(shù)用含有同位素13C的脫氧核甘酸合成一個(gè) DNA 分子，然后再加入普通的含12C的脫氧核甘酸，經(jīng)n次循環(huán)后，所得DNA分子中含12C 的脫氧核甘酸鏈數(shù)與含 13C的脫氧核甘酸鏈數(shù)之比是（ ） A.2n: 1 B. （2n-2） : n C. （2n-2） : 2 D. （2n-2） : 1 12 .在PCR技術(shù)中，能打開DNA雙鏈的酶是（） A.DNA聚合酶 B.RNA聚合酶 C.解旋酶 D.DNA酶 13 .某DNA分子有2000個(gè)脫氧核甘酸，已知它的一條單鏈上堿基 A: G: T: C=1 : 2: 3: 4,若利用PCR技術(shù)使該分子循環(huán)了一次，則需要

38、腺喋吟脫氧核甘酸的數(shù)量是（ ） A.200 個(gè) B.300 個(gè) 14.某些藥物可以抑制腫瘤細(xì)胞 的細(xì)胞正處在細(xì)胞周期的（ C.400 個(gè) D.800 個(gè) A.間期 B.前期 C.中期 D.后期 15.某DNA分子的一條單鏈中 基的（） ,A占20%,T占30%,則該DNA分子中的C占全部堿 DNA的復(fù)制，從而達(dá)到控制癌癥的目的。這些藥物作用 ） A.50% B.25% C.20% D.30% 16 .用15N標(biāo)記含有1000個(gè)堿基的DNA分子 淇中有胞喀咤 60個(gè),該DNA分子在14N 的培養(yǎng)基中循環(huán)了 4次。其結(jié)果不可能的是（ ） A.含有15N的DNA 分子占1/8

39、 B.含有14N的DNA分子占7/8 C.復(fù)制過程中需腺喋吟脫氧核甘酸 6600個(gè) D.復(fù)制結(jié)果共產(chǎn)生16個(gè)DNA分子 17 .具有x個(gè)堿基對(duì)的一個(gè) DNA分子片段含有m個(gè)腺口K吟，該片段利用PCR技術(shù)完成了 第n個(gè)循環(huán)后需要多少個(gè)游離的胞喀咤脫氧核甘酸？（ ） A.2 n-1（x-m ） B.2 n（x-m） C.2 n-1（x/2-m） D.2 n（x/2-m） 18 .在DNA復(fù)制過程中，保證復(fù)制準(zhǔn)確無誤進(jìn)行的關(guān)鍵步驟是（ ） A.破壞氫鍵并使DNA雙鏈分開 B.游離核甘酸與母鏈堿基互補(bǔ)配對(duì) C.配對(duì)的游離核甘酸連接成子鏈 D.子鏈與模板母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu) 19 .哺乳動(dòng)

40、物和人的成熟的紅細(xì)胞中的（ ）與氧氣的運(yùn)輸有關(guān)。 A血紅蛋白 B肌紅蛋白 C肌動(dòng)蛋白 D肌球蛋白 20 .凝膠色譜法是根據(jù)（ ）分離蛋白質(zhì)的有效方法。 A分子的大小 B相對(duì)分子質(zhì)量的大小 C帶電荷的多少 D溶解度 二、非選擇題 1 .粗提取 DNA的原理是 ，純化粗提取的 DNA的原理 是 ;在制備雞血細(xì)胞液的過程中 ，加入的抗凝劑是 ,還可使用的抗 凝劑是 一 2 . PCR反應(yīng)需要在一定的緩沖溶液中提供： 、分別于兩條模板鏈結(jié)合的 , 四種，耐熱的 ，同時(shí)通過控制 使DNA復(fù)制載體外反復(fù)進(jìn)行。 3 .在蛋白質(zhì)的提取和分離實(shí)驗(yàn)中 ，若用豬、牛、羊或其他脊椎動(dòng)物的血液來分離血紅蛋白 ，需 對(duì)樣品如何處理？