高考生物全国通用总复习教师用书配套专题四生物技术在其他方面的应用选修一.ppt

考情考情播播报报1.1.考考查查内容：主要考内容：主要考查查DNADNA的粗提取与的粗提取与鉴鉴定、定、PCRPCR技技术术的的应应用、用、蛋白蛋白质质的提取和分离、植物有效成分的提取等知的提取和分离、植物有效成分的提取等知识识。2.2.考考查查方式：通常以多知方式：通常以多知识识点点结结合的方式考合的方式考查综查综合分析合分析问题问题的能力，如考的能力，如考查查植物有效成分的提取植物有效成分的提取时时，会，会结结合微生物的培合微生物的培养与养与应应用、植物用、植物组织组织培养等知培养等知识识，考，考查查蛋白蛋白质质的提取和分离的提取和分离时时会会结结合微生物的培养与合微生物的培养与应应用、用、酶酶的研究与的研究与应应用等知用等知识识。3.3.考考查题查题型：江型：江苏苏生物生物单单科卷中多以科卷中多以选择题选择题的形式出的形式出现现，广，广东东、四川卷中以、四川卷中以选择题选择题的个的个别选项别选项的形式出的形式出现现，其他省份的，其他省份的理科理科综综合卷多以一道非合卷多以一道非选择题选择题的形式出的形式出现现，属中低档，属中低档题题。【知识梳理知识梳理】一、一、DNADNA和蛋白质技术和蛋白质技术1.DNA1.DNA的粗提取与的粗提取与鉴定：鉴定：(1)(1)基本原理：利用基本原理：利用DNADNA与与RNARNA、蛋白质和脂质等在、蛋白质和脂质等在_方面的差异，提取方面的差异，提取DNADNA，去除其他成分。，去除其他成分。(2)DNA(2)DNA的粗提取原理。的粗提取原理。DNADNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaClNaCl溶液中溶液中_不同。不同。在在NaClNaCl溶液浓度为溶液浓度为_时，时，DNADNA的溶解度最小。的溶解度最小。DNADNA不溶于不溶于_溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精溶液。溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精溶液。物理和化学性质物理和化学性质溶解度溶解度0.140.14mol/Lmol/L酒精酒精(3)(3)主要步骤及注意事项：主要步骤及注意事项：实验材料的选取实验材料的选取破碎细胞破碎细胞 选用选用DNADNA含量相对较高的生物组织含量相对较高的生物组织动物材料更容易动物材料更容易加入蒸馏水可使加入蒸馏水可使_加入洗涤剂可加入洗涤剂可_加入加入NaClNaCl可可_红细胞吸水破裂红细胞吸水破裂瓦解细胞膜瓦解细胞膜溶解溶解DNADNA获取含获取含DNADNA的滤液的滤液过滤，取滤液过滤，取滤液去除滤液中的杂质去除滤液中的杂质DNADNA的析出的析出利用利用DNADNA不溶不溶于于_的原理的原理，析出，析出DNADNA。DNADNA的鉴定的鉴定 控制控制_的浓度去除杂质的浓度去除杂质利用嫩肉粉中的利用嫩肉粉中的_分解蛋白质分解蛋白质利用利用_使蛋白质变性使蛋白质变性方法：方法：DNADNA溶液中加入溶液中加入_试剂，沸水浴加热试剂，沸水浴加热5 min5 min现象：溶液变现象：溶液变_NaClNaCl溶液溶液蛋白酶蛋白酶高温高温冷却的酒精溶液冷却的酒精溶液二苯胺二苯胺蓝色蓝色2.2.多聚酶链式反应扩增多聚酶链式反应扩增DNADNA片段：片段：(1)PCR(1)PCR原理。原理。DNADNA的热变性：的热变性：PCRPCR环境：环境：一定的一定的_中。中。缓冲溶液缓冲溶液变性变性冷却冷却PCRPCR条件条件过程控制：控制过程控制：控制_使使DNADNA复制复制在体外反复进行。在体外反复进行。DNADNA母链：母链：PCRPCR模板模板酶：酶：_引物：分别与引物：分别与_相结合相结合原料：四种原料：四种_Taq DNATaq DNA聚合酶聚合酶两条模板链两条模板链脱氧核苷酸脱氧核苷酸温度温度(2)PCR(2)PCR过程：过程：变性变性复性复性延伸延伸(3)PCR(3)PCR结果：两引物间固定长度的结果：两引物间固定长度的DNADNA序列呈序列呈_扩增扩增(即即2n)2n)。条件：温度上升到条件：温度上升到 _ _ 以上以上实质：双链实质：双链DNA_DNA_为单链为单链条件：温度下降到条件：温度下降到 _ _ 左右左右实质：两种实质：两种_与两条单链与两条单链DNADNA结合结合条件：温度上升到条件：温度上升到 _ _ 左右左右实质：在实质：在_的作用下，合成子链的作用下，合成子链9090解聚解聚5050引物引物7272Taq DNATaq DNA聚合酶聚合酶指数指数3.3.血红蛋白的提取和分离：血红蛋白的提取和分离：(1)(1)常用方法常用方法 (2)(2)实验步骤：样品处理实验步骤：样品处理(红细胞的洗涤红细胞的洗涤_的释放的释放分离血分离血红蛋白溶液红蛋白溶液)粗分离粗分离_纯度鉴定。纯度鉴定。_法：依据法：依据_的大小分离蛋白质的大小分离蛋白质_法：依据法：依据_、分子本身大小、形状、分子本身大小、形状的不同分离蛋白质的不同分离蛋白质凝胶色谱凝胶色谱相对分子质量相对分子质量电泳电泳带电性质差异带电性质差异血红蛋白血红蛋白纯化纯化二、植物有效成分的提取二、植物有效成分的提取1.1.提取玫瑰精油实验：提取玫瑰精油实验：(1)(1)方法：方法：_法。法。(2)(2)实验流程：实验流程：鲜玫瑰花鲜玫瑰花 _油水混合物油水混合物玫瑰油玫瑰油 除水除水 分离油层分离油层水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏加入加入_NaClNaCl水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏2.2.提取橘皮精油的实验：提取橘皮精油的实验：(1)(1)方法：一般采用方法：一般采用_法。法。(2)(2)实验流程：实验流程：石灰水浸泡石灰水浸泡漂洗漂洗_过滤过滤静置静置再次再次_橘皮油橘皮油压榨压榨压榨压榨过滤过滤3.3.胡萝卜素的提取：胡萝卜素的提取：(1)(1)胡萝卜素的性质胡萝卜素的性质(2)(2)胡萝卜素的提取胡萝卜素的提取(3)(3)胡萝卜素胡萝卜素的提取流程：的提取流程：胡萝卜胡萝卜粉碎粉碎_萃取萃取_浓缩浓缩胡萝卜素胡萝卜素(4)(4)胡萝卜素的鉴定：胡萝卜素的鉴定：_法。法。不溶于不溶于_微溶于乙醇微溶于乙醇易溶于易溶于_等有机溶剂等有机溶剂提取方法：提取方法：_法法石油醚最适宜作石油醚最适宜作_水水石油醚石油醚萃取萃取萃取剂萃取剂干燥干燥过滤过滤纸层析纸层析【速记卡片速记卡片】1.DNA1.DNA的粗提取与鉴定：的粗提取与鉴定：(1)DNA(1)DNA的溶解性：的溶解性：DNADNA在在0.14 mol/L NaCl0.14 mol/L NaCl溶液中的溶解度最小；溶液中的溶解度最小；DNADNA不溶于酒精溶液，而某些蛋白质则溶于酒精溶液，据此也可使不溶于酒精溶液，而某些蛋白质则溶于酒精溶液，据此也可使DNADNA和和蛋白质分离。蛋白质分离。(2)DNA(2)DNA的耐受性：的耐受性：DNADNA对酶、高温和洗涤剂都具有较好的耐受性。对酶、高温和洗涤剂都具有较好的耐受性。(3)DNA(3)DNA的鉴定：的鉴定：DNADNA在沸水浴的条件下，遇二苯胺会被染成蓝色。在沸水浴的条件下，遇二苯胺会被染成蓝色。2.PCR2.PCR技术：技术：(1)PCR(1)PCR原理：原理：PCRPCR反应需要在一定的缓冲溶液中进行，需提供反应需要在一定的缓冲溶液中进行，需提供DNADNA模板、模板、分别与两条模板链相结合的两种引物、四种脱氧核苷酸、耐热的分别与两条模板链相结合的两种引物、四种脱氧核苷酸、耐热的DNADNA聚合酶。聚合酶。(2)PCR(2)PCR过程：通过控制温度使过程：通过控制温度使DNADNA复制在体外反复进行，每一个循环复制在体外反复进行，每一个循环包括变性包括变性复性复性延伸。延伸。3.3.血红蛋白的提取和分离：血红蛋白的提取和分离：(1)(1)凝胶色谱法：根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。凝胶色谱法：根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。(2)(2)电泳法：利用待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本电泳法：利用待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。样品中各种分子的分离。4.4.植物有效成分的提取：植物有效成分的提取：(1)(1)植物芳香油的提取方法：压榨法、蒸馏法和萃取法等。植物芳香油的提取方法：压榨法、蒸馏法和萃取法等。(2)(2)芳香油的性质：不溶于水，易溶于有机溶剂，因此可用有机溶剂芳香油的性质：不溶于水，易溶于有机溶剂，因此可用有机溶剂作为提取剂来提取芳香油。作为提取剂来提取芳香油。(3)(3)胡萝卜素的性质：是橘黄色结晶，从胡萝卜中提取胡萝卜素，常胡萝卜素的性质：是橘黄色结晶，从胡萝卜中提取胡萝卜素，常用亲脂用亲脂(水不溶水不溶)性有机溶剂性有机溶剂(或有机溶剂或有机溶剂)作萃取剂。作萃取剂。(4)(4)胡萝卜素的提取方法：萃取法。胡萝卜素的提取方法：萃取法。(5)(5)胡萝卜素的鉴定：纸层析法，在鉴定过程中需要用标准样品对照。胡萝卜素的鉴定：纸层析法，在鉴定过程中需要用标准样品对照。考点一考点一DNADNA和蛋白质技术和蛋白质技术1.DNA1.DNA与蛋白质在物理化学性质方面的差异：与蛋白质在物理化学性质方面的差异：比比较项较项目目DNADNA蛋白蛋白质质溶溶解解性性2 mol/L NaCl2 mol/L NaCl溶液中溶液中溶解溶解析出析出0.14 mol/L0.14 mol/LNaClNaCl溶液中溶液中析出析出溶解溶解酒精溶液中酒精溶液中析出析出溶解溶解比比较项较项目目DNADNA蛋白蛋白质质耐耐受受性性蛋白蛋白酶酶无影响无影响水解水解高温高温8080以上以上变变性性不能忍受不能忍受60608080的高温的高温鉴鉴定方法定方法在沸水浴条件下与在沸水浴条件下与二苯胺反二苯胺反应应呈呈蓝蓝色色与双与双缩脲试剂缩脲试剂反反应应呈紫色呈紫色2.2.比较细胞内比较细胞内DNADNA复制与体外复制与体外DNADNA扩增扩增(PCR)(PCR)：项项目目DNADNA复制复制PCRPCR不不同同点点场场所所细细胞内胞内细细胞外胞外能量能量ATPATP提供能量提供能量不需不需ATPATP提供能量提供能量酶酶解旋解旋酶酶、DNADNA聚合聚合酶酶耐高温的耐高温的TaqDNATaqDNA聚合聚合酶酶是否有是否有转录转录伴有伴有转录转录，产产生引物生引物无无转录转录，需加入，需加入两种引物两种引物项项目目DNADNA复制复制PCRPCR不不同同点点特点特点边边解旋解旋边边复制，复制，半保留复制半保留复制体外迅速体外迅速扩扩增增循循环环次数次数受生物体自身控制受生物体自身控制三十多次三十多次缓缓冲溶液冲溶液不需要不需要需要人需要人为为控制控制设备设备无无严严格控制温度格控制温度变变化化的温控的温控设备设备项项目目DNADNA复制复制PCRPCR相相同同点点原料原料四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸复制原理复制原理严严格遵循碱基互格遵循碱基互补补配配对对原原则则模板模板DNADNA为为模板模板引物引物都需要与模板相都需要与模板相结结合的引物合的引物3.3.血红蛋白的提取和分离：血红蛋白的提取和分离：(1)(1)凝胶色谱法：凝胶色谱法：蛋白蛋白质质比比较项较项目目移移动动位置位置移移动动路程路程移移动动速度速度洗脱次序洗脱次序相相对对分子分子质质量大量大凝胶凝胶颗颗粒外部粒外部短短快快先先相相对对分子分子质质量小量小凝胶凝胶颗颗粒内部粒内部长长慢慢后后(2)(2)主要实验步骤及意义：主要实验步骤及意义：红细胞的洗涤：去除杂蛋白等红细胞的洗涤：去除杂蛋白等 样品处理样品处理 释放血红蛋白：红细胞吸水破裂释放血红蛋白：红细胞吸水破裂 分离血红蛋白：离心处理，获得血红蛋白溶液分离血红蛋白：离心处理，获得血红蛋白溶液 方法：透析方法：透析 目的：除去样品中相对分子质量较小的杂质目的：除去样品中相对分子质量较小的杂质粗分离粗分离 方法：凝胶色谱法方法：凝胶色谱法 目的：根据蛋白质的相对分子质量大小去除杂蛋白目的：根据蛋白质的相对分子质量大小去除杂蛋白 方法：方法：SDSSDS聚丙烯酰胺凝胶电泳聚丙烯酰胺凝胶电泳 迁移率：取决于蛋白质分子的大小迁移率：取决于蛋白质分子的大小纯度鉴定纯度鉴定 纯化纯化 【提分技法提分技法】凝胶色谱法和电泳法分离蛋白质的方法分析凝胶色谱法和电泳法分离蛋白质的方法分析(1)(1)凝胶色谱法：只看蛋白质的相对分子质量大小，先洗脱出来的相凝胶色谱法：只看蛋白质的相对分子质量大小，先洗脱出来的相对分子质量大。对分子质量大。(2)(2)电泳法。电泳法。特点：移动速度由多种因素共同决定，包括待分离样品中各种分子特点：移动速度由多种因素共同决定，包括待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同。带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同。常用方法：常用方法：SDS-SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳，带电性质和电量主要取决于聚丙烯酰胺凝胶电泳，带电性质和电量主要取决于SDS-SDS-聚丙烯酰胺凝胶颗粒，分离效果只看蛋白质的相对分子质量大小。聚丙烯酰胺凝胶颗粒，分离效果只看蛋白质的相对分子质量大小。【考题回访考题回访】1.(20131.(2013广东高考改编广东高考改编)地中海贫血症属于常染色体遗传病。一对夫地中海贫血症属于常染色体遗传病。一对夫妇生有一位重型妇生有一位重型地中海贫血症患儿，分析发现，患儿血红蛋白地中海贫血症患儿，分析发现，患儿血红蛋白链链第第3939位氨基酸的编码序列发生了点突变位氨基酸的编码序列发生了点突变(CT)(CT)。用。用PCRPCR扩增包含该位扩增包含该位点的一段点的一段DNADNA片段片段l l，突变序列的扩增片段可用一种限制酶酶切为大小，突变序列的扩增片段可用一种限制酶酶切为大小不同的两个片段不同的两个片段m m和和s s；但正常序列的扩增片段不能被该酶酶切，如图；但正常序列的扩增片段不能被该酶酶切，如图a a。目前患儿母亲再次怀孕，并接受了产前基因诊断。家庭成员及胎。目前患儿母亲再次怀孕，并接受了产前基因诊断。家庭成员及胎儿的儿的PCRPCR扩增产物酶切电泳带型示意图见图扩增产物酶切电泳带型示意图见图b b。(终止密码子为终止密码子为UAAUAA、UAGUAG、UGAUGA。)(1)(1)在获得单链模板的方式上，在获得单链模板的方式上，PCRPCR扩增与体内扩增与体内DNADNA复制不同，前者通复制不同，前者通过过解开双链，后者通过解开双链，后者通过解开双链。解开双链。(2)(2)据图分析，胎儿的基因型是据图分析，胎儿的基因型是(基因用基因用A A、a a表示表示)。患儿。患儿患病可能的原因是患病可能的原因是的原始生殖细胞通过的原始生殖细胞通过过程产生配子时，发生了基因突变；从基因表达水平分析，其患病过程产生配子时，发生了基因突变；从基因表达水平分析，其患病是由于是由于_。【解题指南解题指南】(1)(1)题干关键信息：突变序列的扩增片段可用一种限制题干关键信息：突变序列的扩增片段可用一种限制酶酶切为大小不同的两个片段酶酶切为大小不同的两个片段m m和和s s，但正常序列的扩增片段不能被该，但正常序列的扩增片段不能被该酶酶切。酶酶切。(2)(2)题干隐含信息：不同片段经电泳后位置不同。题干隐含信息：不同片段经电泳后位置不同。(3)(3)图中隐含信息：胎儿既有正常序列，也有突变序列。图中隐含信息：胎儿既有正常序列，也有突变序列。【解析解析】(1)PCR(1)PCR是体外扩增是体外扩增DNADNA的方式，通过高温使双链解开，体内的方式，通过高温使双链解开，体内DNADNA的复制则是通过解旋酶使的复制则是通过解旋酶使DNADNA双链解开。双链解开。(2)(2)由题意可知重型由题意可知重型地中海贫血症是隐性遗传病，突变后的序列可地中海贫血症是隐性遗传病，突变后的序列可以被剪切成以被剪切成m m和和s s两个片段，而正常序列无法被剪切，因此母亲、父亲、两个片段，而正常序列无法被剪切，因此母亲、父亲、患儿和胎儿的基因型分别为患儿和胎儿的基因型分别为AAAA、AaAa、aaaa和和AaAa。母亲和父亲的基因型为。母亲和父亲的基因型为AAAA和和AaAa，生下患儿可能是因为母亲的原始生殖细胞通过减数分裂产生，生下患儿可能是因为母亲的原始生殖细胞通过减数分裂产生配子时发生了基因突变。由图可知，该突变为由模板链上的配子时发生了基因突变。由图可知，该突变为由模板链上的GTCGTC突变突变成成ATCATC，mRNAmRNA上由上由CAGCAG变成变成UAGUAG，因此终止密码子提前出现，使翻译提，因此终止密码子提前出现，使翻译提前终止。前终止。答案：答案：(1)(1)高温解旋酶高温解旋酶(2)Aa(2)Aa母亲减数分裂母亲减数分裂mRNAmRNA上编码第上编码第3939位氨基酸的密码子变为终位氨基酸的密码子变为终止密码子，止密码子，链的合成提前终止，链的合成提前终止，链变短而失去功能链变短而失去功能【延伸探究延伸探究】电泳法只能分离蛋白质分子吗？试分析原因。电泳法只能分离蛋白质分子吗？试分析原因。提示：提示：不是。电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程，该不是。电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程，该方法除用于分离蛋白质外，也可用于分离大小不等的方法除用于分离蛋白质外，也可用于分离大小不等的DNADNA片段等。片段等。2.(20152.(2015西安模拟西安模拟)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，负责血液中成分，负责血液中O O2 2和部分和部分COCO2 2的运输。请根据血红蛋白的提取和分离的运输。请根据血红蛋白的提取和分离回答问题：回答问题：(1)(1)凝胶色谱法的基本原理是根据凝胶色谱法的基本原理是根据_分离蛋白质分离蛋白质的有效方法。的有效方法。(2)(2)洗涤红细胞的目的是去除洗涤红细胞的目的是去除，洗涤次数过少，无法除去，洗涤次数过少，无法除去；离心速度过高和时间过长会使；离心速度过高和时间过长会使等一同等一同沉淀，达不到分离的效果。洗涤干净的标志是沉淀，达不到分离的效果。洗涤干净的标志是。释放。释放血红蛋白的过程中起作用的是血红蛋白的过程中起作用的是 。(3)(3)洗脱的液体应尽量与浸泡凝胶所用的液体洗脱的液体应尽量与浸泡凝胶所用的液体(填填“相同相同”或或“不同不同”)，洗脱时，对洗脱液的流速要求是，洗脱时，对洗脱液的流速要求是。(4)(4)在洗脱过程中加入物质的量浓度为在洗脱过程中加入物质的量浓度为20 mmol/L20 mmol/L的磷酸缓冲液的磷酸缓冲液(pH(pH为为7.0)7.0)的目的是的目的是，如果红色，如果红色区带区带，说明色谱柱制作成功。，说明色谱柱制作成功。【解题指南解题指南】(1)(1)关键词：关键词：“洗涤红细胞洗涤红细胞”“”“离心速度离心速度”“”“释放血红释放血红蛋白蛋白”。(2)(2)隐含信息：红色区带为血红蛋白。隐含信息：红色区带为血红蛋白。【解析解析】(1)(1)凝胶色谱法是根据蛋白质的相对分子质量大小分离蛋白凝胶色谱法是根据蛋白质的相对分子质量大小分离蛋白质的有效方法。质的有效方法。(2)(2)洗涤红细胞的目的是去除血浆蛋白等杂蛋白，如果洗涤次数过少，洗涤红细胞的目的是去除血浆蛋白等杂蛋白，如果洗涤次数过少，无法除去血浆蛋白；离心速度过高和时间过长会使白细胞等一同沉淀，无法除去血浆蛋白；离心速度过高和时间过长会使白细胞等一同沉淀，达不到分离的效果。洗涤干净的标志是离心后的上清液中没有黄色。达不到分离的效果。洗涤干净的标志是离心后的上清液中没有黄色。释放血红蛋白的过程中起作用的是蒸馏水和甲苯，其中蒸馏水的作用释放血红蛋白的过程中起作用的是蒸馏水和甲苯，其中蒸馏水的作用是使红细胞吸水破裂，甲苯可溶解细胞膜，加入甲苯能加速红细胞破是使红细胞吸水破裂，甲苯可溶解细胞膜，加入甲苯能加速红细胞破裂并释放血红蛋白。裂并释放血红蛋白。(3)(3)洗脱的液体应尽量与浸泡凝胶所用的液体相同，否则会影响洗脱洗脱的液体应尽量与浸泡凝胶所用的液体相同，否则会影响洗脱液的液的pHpH，使蛋白质的结构受到破坏。洗脱时，洗脱液的流速要保持稳，使蛋白质的结构受到破坏。洗脱时，洗脱液的流速要保持稳定，否则将影响蛋白质的分离效果。定，否则将影响蛋白质的分离效果。(4)(4)在洗脱过程中加入物质的量浓度为在洗脱过程中加入物质的量浓度为20 mmol/L20 mmol/L的磷酸缓冲液的磷酸缓冲液(pH(pH为为7.0)7.0)的目的是准确模拟生物体内的生理环境，保持体外的的目的是准确模拟生物体内的生理环境，保持体外的pHpH和体内的和体内的一致，进而保持蛋白质的正常形态结构；洗脱时，血红蛋白的颜色可一致，进而保持蛋白质的正常形态结构；洗脱时，血红蛋白的颜色可以指示血红蛋白的位置，因此当红色区带均匀一致地移动时，说明色以指示血红蛋白的位置，因此当红色区带均匀一致地移动时，说明色谱柱制作成功。谱柱制作成功。答案：答案：(1)(1)相对分子质量的大小相对分子质量的大小(2)(2)杂蛋白杂蛋白(血浆蛋白血浆蛋白)血浆蛋白白细胞离心后的上清液中没有血浆蛋白白细胞离心后的上清液中没有黄色蒸馏水和甲苯黄色蒸馏水和甲苯(3)(3)相同保持稳定相同保持稳定(4)(4)准确模拟生物体内的生理环境，保持体外的准确模拟生物体内的生理环境，保持体外的pHpH和体内的一致均和体内的一致均匀一致地移动匀一致地移动【延伸探究延伸探究】在血红蛋白的提取过程中，哪些过程能影响血红蛋白提在血红蛋白的提取过程中，哪些过程能影响血红蛋白提取的纯度？取的纯度？提示：提示：细胞的洗涤次数：次数少，不能除去血浆蛋白。细胞的洗涤次数：次数少，不能除去血浆蛋白。离心速度和时间：离心速度过高和时间过长，会使白细胞等一同沉离心速度和时间：离心速度过高和时间过长，会使白细胞等一同沉淀，得不到纯净的红细胞。淀，得不到纯净的红细胞。透析：透析不彻底，会含有小分子杂质。透析：透析不彻底，会含有小分子杂质。色谱柱的装填：不能存在气泡，若存在气泡，则会降低分离效果。色谱柱的装填：不能存在气泡，若存在气泡，则会降低分离效果。洗脱：洗脱液的流速要保持稳定，否则将影响蛋白质的分离效果。洗脱：洗脱液的流速要保持稳定，否则将影响蛋白质的分离效果。3.(20153.(2015临沂模拟临沂模拟)某生物兴趣小组开展某生物兴趣小组开展DNADNA粗提取的相关探究活动。粗提取的相关探究活动。具体步骤如下：具体步骤如下：材料处理：称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各材料处理：称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2 2份，每份份，每份10 g10 g。剪碎后。剪碎后分成两组，一组置于分成两组，一组置于2020，另一组置于，另一组置于-20-20条件下，保存条件下，保存24 h24 h。DNADNA粗提取：粗提取：第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入15 mL15 mL研磨液，充分研研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。第二步：先向第二步：先向6 6只小烧杯中分别注入只小烧杯中分别注入10 mL10 mL滤液，再加入滤液，再加入20 mL20 mL体积分体积分数为数为95%95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。状物缠绕在玻璃棒上。第三步：取第三步：取6 6支试管，分别加入等量的支试管，分别加入等量的2 mol/L2 mol/L的的NaClNaCl溶液溶解上述絮溶液溶解上述絮状物。状物。DNADNA检测：在上述试管中各加入检测：在上述试管中各加入4 mL4 mL二苯胺试剂。混合均匀后，置于二苯胺试剂。混合均匀后，置于沸水中加热沸水中加热5 min5 min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表。，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表。材料保存温度材料保存温度花菜花菜辣椒辣椒蒜黄蒜黄2020+-20-20+(注：注：“+”越多表示蓝色越深越多表示蓝色越深)THANK YOUSUCCESS2024/4/17 周三周三4141可编辑可编辑分析上述实验过程，回答下列问题：分析上述实验过程，回答下列问题：(1)(1)该探究性实验课题名称是该探究性实验课题名称是_。(2)(2)第二步中第二步中“缓缓地缓缓地”搅拌，这是为了减少搅拌，这是为了减少_。(3)(3)根据实验结果，得出结论并分析。根据实验结果，得出结论并分析。结论结论1 1：与：与2020相比，相同实验材料在相比，相同实验材料在-20-20条件下保存，条件下保存，DNADNA的提的提取量较多。取量较多。结论结论2 2：_。针对结论针对结论1 1，请提出合理的解释：，请提出合理的解释：_。(4)(4)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNADNA均不相溶，且均不相溶，且对对DNADNA影响极小。为了进一步提高影响极小。为了进一步提高DNADNA纯度，依据氯仿的特性，在纯度，依据氯仿的特性，在DNADNA粗提取粗提取第三步第三步的基础上继续操作的步骤是：的基础上继续操作的步骤是：。然。然后用体积分数为后用体积分数为95%95%的冷酒精溶液使的冷酒精溶液使DNADNA析出。析出。【解析解析】本题考查本题考查DNADNA粗提取技术的原理、操作过程及分析、判断能粗提取技术的原理、操作过程及分析、判断能力，从题目力，从题目实验步骤看出，该实验的课题是探究不同材料和不同保存实验步骤看出，该实验的课题是探究不同材料和不同保存温度对温度对DNADNA提取量的影响。在第二步中提取量的影响。在第二步中，为了防止，为了防止DNADNA断裂，要缓缓地断裂，要缓缓地搅拌；从表中结果看出，由于低温抑制了相关酶的活性，搅拌；从表中结果看出，由于低温抑制了相关酶的活性，DNADNA降解慢，降解慢，使得相同材料在低温保存下的使得相同材料在低温保存下的DNADNA提取量大；在相同条件下，蒜黄蓝提取量大；在相同条件下，蒜黄蓝色最深，说明相同条件下从蒜黄中提取的色最深，说明相同条件下从蒜黄中提取的DNADNA量最大；由于氯仿密度量最大；由于氯仿密度比水大，可使蛋白质变性沉淀，而与水、比水大，可使蛋白质变性沉淀，而与水、DNADNA不相溶，这样可将不相溶，这样可将第三第三步获得步获得的溶液与等量的氯仿混合，静置一段时间，吸取上清液。的溶液与等量的氯仿混合，静置一段时间，吸取上清液。答案：答案：(1)(1)探究不同材料和不同保存温度对探究不同材料和不同保存温度对DNADNA提取量的影响提取量的影响(2)DNA(2)DNA断裂断裂(3)(3)等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄提取的等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄提取的DNADNA量最多量最多低温抑制了相关酶的活性，低温抑制了相关酶的活性，DNADNA降解速度慢降解速度慢(4)(4)将将第三步第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时间，吸获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时间，吸取上清液取上清液【知识总结知识总结】DNADNA粗提取实验的相关提醒粗提取实验的相关提醒(1)(1)制备鸡血细胞液时，要注意向鸡血中加柠檬酸钠，防止血液凝固。制备鸡血细胞液时，要注意向鸡血中加柠檬酸钠，防止血液凝固。(2)(2)涨破细胞的方法：向血细胞中加入蒸馏水，血细胞溶液的浓度大涨破细胞的方法：向血细胞中加入蒸馏水，血细胞溶液的浓度大于蒸馏水的浓度，从而使血细胞大量吸水而涨破。不能用生理盐水，于蒸馏水的浓度，从而使血细胞大量吸水而涨破。不能用生理盐水，因为血细胞溶液的浓度与生理盐水的浓度相当，所以血细胞在生理盐因为血细胞溶液的浓度与生理盐水的浓度相当，所以血细胞在生理盐水中不能吸收水分。水中不能吸收水分。(3)(3)两次加入蒸馏水，第一次是为了使血细胞吸水涨破；第二次是为两次加入蒸馏水，第一次是为了使血细胞吸水涨破；第二次是为了降低氯化钠的浓度，有利于了降低氯化钠的浓度，有利于DNADNA的析出。的析出。(4)(4)两次析出两次析出DNADNA的方法：第一次是加入蒸馏水，降低氯化钠的浓度，的方法：第一次是加入蒸馏水，降低氯化钠的浓度，使使DNADNA析出；第二次是加入冷酒精溶液，因为析出；第二次是加入冷酒精溶液，因为DNADNA不溶于酒精溶液。不溶于酒精溶液。【加固训练加固训练】1.1.凝胶色谱技术是一种快速而又简单的分离技术，对高分子物质有很凝胶色谱技术是一种快速而又简单的分离技术，对高分子物质有很好的分离效果，不但应用于科学实验研究，而且已经大规模地用于工好的分离效果，不但应用于科学实验研究，而且已经大规模地用于工业生产。请据图回答问题：业生产。请据图回答问题：(1)a(1)a、b b均为蛋白质分子，其中先从层析柱中洗脱出来的是均为蛋白质分子，其中先从层析柱中洗脱出来的是，原因是原因是_。(2)(2)自己制作凝胶色谱柱时，在色谱柱底部自己制作凝胶色谱柱时，在色谱柱底部d d位置相当于多孔板的位置相当于多孔板的结构可由结构可由替代。替代。(3)(3)装填凝胶色谱柱时，色谱柱内不能有气泡存在，原因是装填凝胶色谱柱时，色谱柱内不能有气泡存在，原因是_。(4)(4)若选用若选用Sephadex G-75Sephadex G-75，则，则“G G”表示表示，7575表示表示。【解析解析】(1)(1)用凝胶色谱技术分离各种不同蛋白质时，相对分子质量用凝胶色谱技术分离各种不同蛋白质时，相对分子质量较大的物质无法进入凝胶内部的通道，只能在凝胶外部移动，路程较较大的物质无法进入凝胶内部的通道，只能在凝胶外部移动，路程较短，所以向下移动的速度较快。相对分子质量较小的物质容易进入凝短，所以向下移动的速度较快。相对分子质量较小的物质容易进入凝胶内部的通道，路程较长，移动速度较慢，所以大分子物质先洗脱出胶内部的通道，路程较长，移动速度较慢，所以大分子物质先洗脱出来。来。(2)(2)制作凝胶色谱柱时，在色谱柱底部制作凝胶色谱柱时，在色谱柱底部d d位置相当于多孔板的结构位置相当于多孔板的结构可由尼龙网和尼龙纱替代。可由尼龙网和尼龙纱替代。(3)(3)在色谱柱中装填凝胶的时候要尽量紧在色谱柱中装填凝胶的时候要尽量紧密，以降低凝胶颗粒之间的空隙。一是在装填凝胶柱时，不得有气泡密，以降低凝胶颗粒之间的空隙。一是在装填凝胶柱时，不得有气泡存在，因为气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果。存在，因为气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果。二是凝胶色谱操作过程中，不能发生洗脱液流干、露出凝胶颗粒的现二是凝胶色谱操作过程中，不能发生洗脱液流干、露出凝胶颗粒的现象。一旦发生上述两种情况，凝胶色谱柱需要重新装填。象。一旦发生上述两种情况，凝胶色谱柱需要重新装填。(4)Sephadex G-75(4)Sephadex G-75中中“G G”表示凝胶的交联程度，膨胀程度及分离范表示凝胶的交联程度，膨胀程度及分离范围；围；7575表示凝胶得水值，即每克凝胶膨胀时吸水表示凝胶得水值，即每克凝胶膨胀时吸水7.5 g7.5 g。答案：答案：(1)a(1)aa a相对分子质量较大，无法进入凝胶内部的通道，只能相对分子质量较大，无法进入凝胶内部的通道，只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快(2)(2)尼龙网和尼龙纱尼龙网和尼龙纱(3)(3)气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果(4)(4)凝胶的交联程度，膨胀程度及分离范围凝胶得水值，即每克凝凝胶的交联程度，膨胀程度及分离范围凝胶得水值，即每克凝胶膨胀时吸水胶膨胀时吸水7.5 g7.5 g2.2.科学家发现家蝇体内存在着一种抗菌活性蛋白。这种蛋白具有极强科学家发现家蝇体内存在着一种抗菌活性蛋白。这种蛋白具有极强的抗菌能力，受到研究者重视。的抗菌能力，受到研究者重视。(1)(1)分离该抗菌蛋白可用电泳法，其原理是根据蛋白质分子的分离该抗菌蛋白可用电泳法，其原理是根据蛋白质分子的、大小及形状不同，在电场中的大小及形状不同，在电场中的不同而实现分离。不同而实现分离。(2)(2)可用金黄色葡萄球菌来检验该蛋白的体外抗菌特性。抗菌实验可用金黄色葡萄球菌来检验该蛋白的体外抗菌特性。抗菌实验所用培养基中的牛肉膏和蛋白胨主要为细菌生长提供所用培养基中的牛肉膏和蛋白胨主要为细菌生长提供_和和。(3)(3)分别在加入和未加入该抗菌蛋白的培养基中接种等量菌液。培养分别在加入和未加入该抗菌蛋白的培养基中接种等量菌液。培养一定时间后，比较两种培养基中菌落的一定时间后，比较两种培养基中菌落的，确定该蛋白质的，确定该蛋白质的抗菌效果。抗菌效果。(4)(4)细菌培养常用的接种方法有细菌培养常用的接种方法有和和。实验结束后，对使用过的培养基应进行实验结束后，对使用过的培养基应进行处理。处理。【解析解析】(1)(1)电泳法分离蛋白质的原理是根据蛋白质分子的电荷电泳法分离蛋白质的原理是根据蛋白质分子的电荷(带电带电情况情况)、大小及形状不同，在电场中的迁移速度不同而实现分离。、大小及形状不同，在电场中的迁移速度不同而实现分离。(2)(2)牛肉膏和蛋白胨均为天然成分，含有丰富的营养物质，主要为细牛肉膏和蛋白胨均为天然成分，含有丰富的营养物质，主要为细菌生长提供碳源和氮源。菌生长提供碳源和氮源。(3)(3)由于抗菌蛋白能够抑制微生物的生长，因此在加入该抗菌蛋白的由于抗菌蛋白能够抑制微生物的生长，因此在加入该抗菌蛋白的培养基上长出的菌落少，通过比较菌落数量即可确定该抗菌蛋白的抗培养基上长出的菌落少，通过比较菌落数量即可确定该抗菌蛋白的抗菌效果。菌效果。(4)(4)细菌培养常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，实验细菌培养常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，实验结束后，为避免有害菌污染环境，对使用过的培养基应进行灭菌处理。结束后，为避免有害菌污染环境，对使用过的培养基应进行灭菌处理。答案：答案：(1)(1)电荷电荷(带电情况带电情况)迁移速度迁移速度(2)(2)碳源氮源碳源氮源(3)(3)数量数量(4)(4)平板划线法稀释涂布平板法灭菌平板划线法稀释涂布平板法灭菌考点二考点二植物有效成分的提取植物有效成分的提取1.1.植物有效成分的提取的三种方法比较：植物有效成分的提取的三种方法比较：提取提取方法方法水蒸气水蒸气蒸蒸馏馏法法压压榨法榨法有机溶有机溶剂剂萃取法萃取法实验实验原理原理利用水蒸气将利用水蒸气将挥挥发发性性较较强强的植物的植物芳香油携芳香油携带带出来出来通通过过机械加机械加压压，压压榨出榨出果皮中的芳香油果皮中的芳香油使芳香油溶解在有使芳香油溶解在有机溶机溶剂剂中，蒸中，蒸发发溶溶剂获剂获得芳香油得芳香油方法方法步步骤骤水蒸气蒸水蒸气蒸馏馏分离油分离油层层除水除水过滤过滤石灰水浸泡、漂洗石灰水浸泡、漂洗压压榨、榨、过滤过滤、静置、静置再次再次过滤过滤粉碎、干燥粉碎、干燥萃取、萃取、过滤过滤浓缩浓缩提取提取方法方法水蒸气水蒸气蒸蒸馏馏法法压压榨法榨法有机溶有机溶剂剂萃取法萃取法适用适用范范围围适用于提取玫瑰适用于提取玫瑰油、薄荷油等油、薄荷油等挥挥发发性性强强的芳香油的芳香油适用于柑橘芳香油、适用于柑橘芳香油、柠柠檬芳香油等原料易檬芳香油等原料易焦糊芳香油的提取焦糊芳香油的提取适用范适用范围围广，要求原广，要求原料的料的颗颗粒要尽可能粒要尽可能细细小，能充分浸泡在有小，能充分浸泡在有机溶机溶剂剂中中优优点点简单简单易行，便于易行，便于分离分离生生产产成本低，易保持成本低，易保持原料原有的原料原有的结结构和功构和功能能出油率高，易分离出油率高，易分离局限局限性性水中蒸水中蒸馏馏会会导导致致原料焦糊和有效原料焦糊和有效成分水解等成分水解等问题问题分离分离较为较为困困难难，出油，出油率相率相对较对较低低使用的有机溶使用的有机溶剂处剂处理理不当会影响芳香油的不当会影响芳香油的质质量量2.2.增加植物有效成分提取量的关键措施：增加植物有效成分提取量的关键措施：(1