专题五DNA和蛋白质技术情景引入·趣味导学PCR技术与SARS病因的确定通过PCR技术可以在数小时内将特定的目的基因或核酸序列扩增数千万倍，使原来需要几个月乃至数年才能完成的基因克隆等工作，在几天内就能完成。1975年全世界首次出现莱姆关节炎后，科学家用了7年时间才找到病因；1981年第一个艾滋病病例出现，科学家花了3年时间才找到人类获得性免疫缺陷病毒(HIV)。而在2003年的SARS爆发中，科学家仅花了几个月就找到了SARS的病原体。在SARS病因的迅速确定中，PCR技术起到了重要作用。PCR技术是如何发挥作用的呢？首先，PCR技术具有排除已知病原体的作用。德国和法国的实验室应用PCR技术检测排除了肺炎支原体、肺炎衣原体、副流感病毒、人类间质肺炎病毒等。与此同时，美国、中国的一些实验室针对SARS患者的呼吸道分泌物和血液标本，采用PCR技术进行分析，排除了腺病毒、细小病毒、圆病毒、疱疹病毒等。其次，利用PCR技术确认病原体。研究人员从患者标本培养物中提取到一种病毒的核酸，经逆转录后，分别进行15个不同的PCR反应，得到约20个DNA扩增片段并进行测序，经过与基因库比对后发现，其中3段不能与数据库中的任何序列匹配，但经翻译后的氨基酸序列与已知的冠状病毒序列同源，这表明分离到的病毒为冠状病毒。PCR技术和SARS病因的确定与本专题的DNA和蛋白质技术密切相关，本专题需要了解提取生物大分子的基本思路和方法，尝试DNA和蛋白质的提取。我们应当理解PCR扩增DNA片段的原理，尝试PCR技术的基本操作和应用。专题概述本专题分三个课题：《DNA的粗提取与鉴定》《多聚酶链式反应扩增DNA片段》《血红蛋白的提取和分离》。生物体的基本组成物质中都有核酸和蛋白质，核酸是遗传信息的携带者，生命活动的控制者；蛋白质是生命活动的主要承担者，生命活动的体现者。本专题将两大生命物质化抽象为具体，利用三个探究性实验，定性或定量地探究了从生物体内直接提取DNA和DNA的体外扩增技术、从生物体内直接提取血红蛋白。在这三个课题中渗透了探究实验设计的原则要求，渗透了物质提取、分离、纯化的一些基本技术。做好这些探究活动，会提高我们的动手操作能力。专题重点：DNA的粗提取和鉴定方法；PCR的原理和PCR的基本操作；凝胶色谱法的原理和方法。专题难点：DNA的粗提取和鉴定方法；PCR的原理；样品的预处理；色谱柱填料的处理和色谱柱的装填。学法指导DNA和蛋白质技术是分子生物学研究的基本技术。学习这些技术，不仅能够帮助我们初步了解分子生物学的基本实验方法，而且能够巩固必修课中学习的有关DNA和蛋白质的理论知识。学习时，要明确DNA粗提取的过程及方法，特别是NaCl的作用，对PCR原理的理解是学习中的难点，因此要充分利用教材中的图文资料，联系细胞中DNA复制的过程、需要的条件及遵循的碱基互补配对原则进行学习。课题1DNA的粗提取与鉴定学习目标课程标准1．了解DNA的物理、化学性质。(重点)2．理解DNA粗提取以及DNA鉴定的原理。(重点)3．尝试对植物或动物组织中的DNA进行粗提取。(难点)DNA的提取和分离自主学习·预习热身一、提取生物大分子的基本思路1．基本思路：选择用一定__物理或化学__方法分离具有__不同物理或化学性质__的生物大分子。2．提取DNA的方法(1)概念：利用DNA与__RNA__、__蛋白质__和__脂质__等在物理和化学性质方面的__差异__，提取DNA，去除其他成分。(2)原理①分离DNA和__蛋白质__等其他成分在不同浓度的__NaCl__溶液中溶解度不同，利用这一特点选择适当的__NaCl浓度__就能使DNA充分溶解，而使__蛋白质__沉淀，或者相反，以达到分离目的。②提纯a．DNA不溶于__酒精溶液__，但是某些__蛋白质__则可溶于其中。b．__蛋白酶__能水解蛋白质，但是对__DNA__没有影响。c．大多数蛋白质不能忍受__60～80_℃__的高温而发生变性，而DNA在__80_℃__以上才会变性。利用以上原理可以将DNA与蛋白质进一步分离。③鉴定在沸水浴的条件下，DNA被二苯胺染成蓝色。(3)__洗涤剂__能够瓦解细胞膜，但对__DNA__没有影响。二、实验设计1．实验材料的选取：凡是含有__DNA__的生物材料都可以考虑，但是选用__DNA含量相对较高__的生物组织，成功的可能性更大。2．破碎细胞，...
