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1、章章 末末 整整 合合(1)将生物组织进行机械破碎，获得细胞。将生物组织进行机械破碎，获得细胞。(2)选用合适的方法如研磨法、超声波法、酶解法破碎细胞，使选用合适的方法如研磨法、超声波法、酶解法破碎细胞，使各种蛋白质释放出来。各种蛋白质释放出来。(3)根据蛋白质的不同特性，选择不同的溶剂进行抽提。根据蛋白质的不同特性，选择不同的溶剂进行抽提。酸性蛋白质可用稀碱性溶液抽提。酸性蛋白质可用稀碱性溶液抽提。水溶性蛋白质可用中性缓冲液水溶性蛋白质可用中性缓冲液(透析液透析液)抽提。抽提。脂溶性蛋白质可用有机溶剂抽提。脂溶性蛋白质可用有机溶剂抽提。(4)抽提得到的粗提取物经离心去除固体杂质。抽提得到的粗
2、提取物经离心去除固体杂质。(5)再用物理学和化学的方法处理，即可得到蛋白质的粗制品。再用物理学和化学的方法处理，即可得到蛋白质的粗制品。蛋白质的提取蛋白质的提取PCR即聚合酶链式反应，它是在体外模拟的细胞内即聚合酶链式反应，它是在体外模拟的细胞内DNA复制过复制过程。因此解答这类题目需掌握程。因此解答这类题目需掌握DNA的结构、的结构、DNA的复制等相关的复制等相关知识，现归纳如下：知识，现归纳如下：(1)DNA分子的结构分子的结构DNA分子的基本组成单位为脱氧核苷酸，共分子的基本组成单位为脱氧核苷酸，共4种，其差别是由种，其差别是由碱基种类决定的；碱基种类决定的；脱氧核苷酸以磷酸二酯键形式聚
3、合成多脱氧核苷酸链；脱氧核苷酸以磷酸二酯键形式聚合成多脱氧核苷酸链；两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构，其主链是由两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构，其主链是由排列在外侧且以磷酸二酯键交替连接的脱氧核糖和磷酸构成；排列在外侧且以磷酸二酯键交替连接的脱氧核糖和磷酸构成；两条长链的碱基之间的氢键连接成碱基对，碱基对的形成遵循两条长链的碱基之间的氢键连接成碱基对，碱基对的形成遵循碱基互补配对原则。碱基互补配对原则。DNA分子的结构与复制分子的结构与复制(2)DNA分子的复制分子的复制解旋：需要细胞提供能量，在解旋酶的作用下，两条螺旋的双解旋：需要细胞提供能量，在解旋酶的作用下，两条螺
4、旋的双链解开。链解开。合成子链：以解开的每一段母链为模板，在合成子链：以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的聚合酶等酶的作用下，利用游离的作用下，利用游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链。原则，合成与母链互补的子链。形成子代形成子代DNA分子：延伸子链，母子链盘绕成双螺旋结构。结分子：延伸子链，母子链盘绕成双螺旋结构。结果，一个果，一个DNA分子形成两个完全相同的子代分子形成两个完全相同的子代DNA分子。分子。特点：特点：a.边解旋边复制。边解旋边复制。b.复制方式：半保留复制。复制方式：半保留复制。(3)结构与复制
5、的关系结构与复制的关系DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确模板。分子独特的双螺旋结构为复制提供精确模板。通过碱基互补配对原则保证了复制准确进行。通过碱基互补配对原则保证了复制准确进行。简析简析(1)透析法透析法原理：蛋白质水溶液具有亲水胶体溶液性质，不能透过原理：蛋白质水溶液具有亲水胶体溶液性质，不能透过半透膜。半透膜。目的：去除小分子化合物杂质，如无机盐、单糖、双糖、目的：去除小分子化合物杂质，如无机盐、单糖、双糖、氨基酸等。氨基酸等。常用的半透膜：肠衣、玻璃纸。常用的半透膜：肠衣、玻璃纸。透析、离心、电泳与凝胶色谱法透析、离心、电泳与凝胶色谱法步骤：将待纯化的蛋白质溶液装入透析袋内，再
6、把透析步骤：将待纯化的蛋白质溶液装入透析袋内，再把透析袋放入透析液中即可。袋放入透析液中即可。(2)离心法离心法原理：在离心力的作用下，分子大小、密度不同的分子原理：在离心力的作用下，分子大小、密度不同的分子沉降速度不同，从而被分离。沉降速度不同，从而被分离。目的：使分子大小、密度不同的不同种类的蛋白质彼此目的：使分子大小、密度不同的不同种类的蛋白质彼此分离。分离。(3)电泳电泳概念：带电颗粒在电场作用下向着与其电性相反的电极概念：带电颗粒在电场作用下向着与其电性相反的电极移动的现象。移动的现象。原理：不同的物质所带电荷不同，颗粒的大小、形状不原理：不同的物质所带电荷不同，颗粒的大小、形状不同
7、，因此，在电场中的泳动速度不同。同，因此，在电场中的泳动速度不同。影响泳动的因素：带电颗粒的性质，即颗粒的大小、形影响泳动的因素：带电颗粒的性质，即颗粒的大小、形状和所带净电荷的多少；此外还有电场强度、溶液的状和所带净电荷的多少；此外还有电场强度、溶液的pH等因素。等因素。泳动特点：带电颗粒直径越小，越接近于球形，所带净泳动特点：带电颗粒直径越小，越接近于球形，所带净电荷越多，则在电场中的泳动速度越快；反之，则越慢。电荷越多，则在电场中的泳动速度越快；反之，则越慢。支持物：滤纸、醋酸纤维薄膜、大分子凝胶等。支持物：滤纸、醋酸纤维薄膜、大分子凝胶等。(4)凝胶色谱法凝胶色谱法凝胶色谱法也称作分配
8、色谱法，是根据相对分子质量大小凝胶色谱法也称作分配色谱法，是根据相对分子质量大小分离蛋白质的有效方法。分离蛋白质的有效方法。下列关于蛋白质的纯化方法的叙述，错误的是下列关于蛋白质的纯化方法的叙述，错误的是 ()。A纯化主要是根据蛋白质以及蛋白质与其他物质之间的纯化主要是根据蛋白质以及蛋白质与其他物质之间的 理化性质的差异进行的理化性质的差异进行的B透析法可去除小分子化合物杂质，原理是不同分子所透析法可去除小分子化合物杂质，原理是不同分子所 携带净电荷不同携带净电荷不同C通过控制离心速率，可使分子大小、密度不同的蛋白通过控制离心速率，可使分子大小、密度不同的蛋白 质沉降分层，从而分离不同的蛋白质
9、质沉降分层，从而分离不同的蛋白质D不同的物质在同一电场中的泳动速度不同，因此可用不同的物质在同一电场中的泳动速度不同，因此可用 电泳法分离蛋白质电泳法分离蛋白质解析解析透析法分离纯化蛋白质是因为蛋白质的分子大，不透析法分离纯化蛋白质是因为蛋白质的分子大，不能透过半透膜。能透过半透膜。答案答案B【典例典例1】简析简析PCR与与DNA复制的异同点复制的异同点PCR技术与细胞内技术与细胞内DNA复制复制项目项目DNA复制复制PCR扩增扩增不不同同点点场所场所细胞内细胞内细胞外细胞外能量能量ATP提供能量提供能量不需不需ATP提供能量提供能量酶酶解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶耐热的耐热的TaqDN
10、A聚合酶聚合酶是否有是否有转录转录伴有转录、产生引物伴有转录、产生引物无转录、需加入无转录、需加入两种引物两种引物特点特点边解旋边复制，边解旋边复制，半保留复制半保留复制体外迅速扩增体外迅速扩增循环次数循环次数受生物体自身控制受生物体自身控制30多次多次缓冲液缓冲液不需要不需要需要人为控制需要人为控制设备设备无无需要严格控制温度需要严格控制温度变化的温控设备变化的温控设备项目项目DNA复制复制PCR扩增扩增相相同同点点原料原料四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸原则原则严格遵循碱基互补配对原则严格遵循碱基互补配对原则模板模板DNA为模板为模板引物引物都需要与模板相结合的引物都需要与模板相结合的引物方向
11、方向都是从都是从5端到端到3端端(1)PCR反应中的复性过程中，会不会出现原来解反应中的复性过程中，会不会出现原来解旋开的两个旋开的两个DNA模板链重新结合的情况？试分析原因。模板链重新结合的情况？试分析原因。_。(2)PCR反应中，如果以引物为标识，共有几种反应中，如果以引物为标识，共有几种DNA分子分子产生？请用图解表示。产生？请用图解表示。答案答案(1)当当DNA模板双链在模板双链在95 左右解开后，温度又缓左右解开后，温度又缓慢降至慢降至55 左右复性时，也会出现原来解开的模板链重左右复性时，也会出现原来解开的模板链重新结合的情况，但一般不考虑。原因包括：新结合的情况，但一般不考虑。原
12、因包括：模板模板DNA比比引物长得多、复杂得多。引物长得多、复杂得多。引物和模板之间的碰撞结合机引物和模板之间的碰撞结合机会远远高于模板互补链之间的碰撞。加入的引物的量足会远远高于模板互补链之间的碰撞。加入的引物的量足够大而模板链数少够大而模板链数少【典例典例2】(2)共有共有3种，分别为：种，分别为： (广东理综卷广东理综卷)下列关于猪血红蛋白提纯的描述，不正下列关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是确的是 ()。A洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂B猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白
13、较少较少C血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测D在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子量较小的在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子量较小的 杂蛋白移动慢杂蛋白移动慢【例例1】解析解析A项正确：洗涤的目的是去除杂蛋白以利于后续步项正确：洗涤的目的是去除杂蛋白以利于后续步骤的分离纯化，加入的是生理盐水，缓慢搅拌骤的分离纯化，加入的是生理盐水，缓慢搅拌10 min，低，低速短时间离心，重复洗涤三次，直至上清液不再呈现黄色，速短时间离心，重复洗涤三次，直至上清液不再呈现黄色，表明红细胞已洗涤干净。表明红细胞已洗涤干净。B项正确：哺乳动物成熟的红细项
14、正确：哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核与众多的细胞器，提纯时杂蛋白较少。胞没有细胞核与众多的细胞器，提纯时杂蛋白较少。C项项正确：血红蛋白是有色蛋白，因此在凝胶色谱分离时可以正确：血红蛋白是有色蛋白，因此在凝胶色谱分离时可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液，使得血红通过观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液，使得血红蛋白的分离过程非常直观，简化了操作。蛋白的分离过程非常直观，简化了操作。D项错误：根据项错误：根据凝胶色谱法分离蛋白质的原理，相对分子质量越大，通过凝胶色谱法分离蛋白质的原理，相对分子质量越大，通过凝胶色谱柱的速度越快。凝胶色谱柱的速度越快。答案答案D (江苏单科江苏单科)请回
15、答基因工程方面的有关问题。请回答基因工程方面的有关问题。(1)利用利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复复制类似制类似(如下图所示如下图所示)。图中引物为单链。图中引物为单链DNA片段，它是子片段，它是子链合成延伸的基础。链合成延伸的基础。【例例2】从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的的DNA片片段所占的比例为段所占的比例为_。在第在第_轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的等长的DNA片段。片段。(2)设计引物是设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两技术关
16、键步骤之一。某同学设计的两组引物组引物(只标注了部分碱基序列只标注了部分碱基序列)都不合理都不合理(如下图如下图)，请分，请分别说明理由。别说明理由。第第1组：组：_；第第2组：组：_。(3)PCR反应体系中含有热稳定反应体系中含有热稳定DNA聚合酶，下面的表达式不聚合酶，下面的表达式不能正确反映能正确反映DNA聚合酶的功能，这是因为聚合酶的功能，这是因为_ _ 。分析可看出从第三轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸分析可看出从第三轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的链等长的DNA片段，长度可为片段，长度可为DNA总长度减去引物总长度减去引物A，或者，或者为为DNA总长度减去引物总长度减去
17、引物B。(2)第第1组引物组引物和引物和引物会发生碱基互补配对，第会发生碱基互补配对，第2组中引物组中引物，自身折叠会发生碱基互补配对。，自身折叠会发生碱基互补配对。(3)DNA聚合酶的作用是将单个的脱氧核苷酸连接到双链聚合酶的作用是将单个的脱氧核苷酸连接到双链DNA片段的引物链上。片段的引物链上。(2)引物引物和引物和引物局部发生碱基互补配对而失效局部发生碱基互补配对而失效引物引物自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效(3)DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上片段的引物链上考情分析考情
18、分析本专题与工业、医药等联系密切，历年高考试本专题与工业、医药等联系密切，历年高考试题中都会涉及。命题形式既有选择题也有非选择题，以非题中都会涉及。命题形式既有选择题也有非选择题，以非选择题为主。从高考试题来看，蛋白质的提取、分离，选择题为主。从高考试题来看，蛋白质的提取、分离，PCR技术的原理、过程等知识是考查的重点，并且常常与技术的原理、过程等知识是考查的重点，并且常常与基因工程结合在一起进行综合考查。在基因工程结合在一起进行综合考查。在2011年的高考试题年的高考试题中，山东理综卷第中，山东理综卷第34题考查蛋白质的分离原理，广东理综题考查蛋白质的分离原理，广东理综卷第卷第5题考查蛋白质的提取和分离，江苏生物卷第题考查蛋白质的提取和分离，江苏生物卷第33题综题综合考查合考查PCR技术的原理、过程，福建理综卷第技术的原理、过程，福建理综卷第32题考查利题考查利用电泳技术分离用电泳技术分离DNA片段。片段。
高中生物 第六章 蛋白质和DNA技术章末整合课件 中图版选修1
