1、专题 3、5 植物的组织培养技术、DNA 和蛋白质技术,一、植物的组织培养技术1菊花的组织培养(1)理论基础：植物细胞的_。(2)基本过程外植体愈伤组织长出丛芽生根移栽(3)实验操作步骤制 备 MS 培 养 基 外 植 体 消 毒 _ 培 养,_栽培,接种,移栽,全能性,2月季的花药培养(1)理论基础：花粉具有_ _。(2) 花粉发育过程：_、_、_,等阶段。,四分体时期,单核期,双核期,(3)产生花粉植株的两种途径：1)花粉胚状体丛芽生根移栽。2)花粉愈伤组织丛芽生根移栽。,全能性,二、DNA 和蛋白质技术,1血红蛋白的提取和分离,相对分子质量的,(1)凝胶色谱法：也称分配色谱法，是根据_分
2、离蛋白质的方法。相对分子质量较小的移动速度较慢，而相对分子质量较大的无法_，移动速度较快。(2)缓冲溶液能够抵制外界的_对溶液 pH 的影响，维持 pH,_。,酸和碱,基本不变,大小,进入凝胶内部,(3)电泳,带电粒子在,的作用下发生迁移的过程。,电场,(4)实验操作1)样品处理及粗分离红细胞的洗涤血红蛋白的释放分离血红蛋白溶液透析2)凝胶色谱柱操作,凝胶色谱柱的制作,样品的加入,和洗脱,凝胶色谱柱的填装,3)纯度鉴定用 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳。,2多聚酶链式反应扩增 DNA 片段,(1)PCR 原理,DNA 模板,在一定的缓冲溶液中提供链 结 合 的 两 种 引 物 、 ,、分别与两条模板
3、、,，同时控制温度使 DNA 复制在,反复进行。,(2)PCR 的反应过程：变性,延伸。,四种脱氧核苷酸,耐热的 DNA 聚合酶,体外,复性,DNA 的粗提取与鉴定,1实验原理,(1)DNA 在不同浓度的 NaCl 溶液中的溶解度不同，其变化,曲线为：,图 131,(2)DNA 不溶于酒精溶液，但细胞中的其他某些物质可以溶,于酒精溶液，据此可提取含杂质较少的 DNA。,(3)DNA二苯胺 蓝色(用于 DNA 的鉴定)。,2实验流程,3实验关键,(1) 取材不用哺乳动物的血细胞( 由于成熟红细胞无细胞,核)。,(2)获取 DNA 时要向鸡血细胞液加入足量的蒸馏水，以便,使细胞膜和核膜破裂，把核内
4、物质释放出来。,(3)实验中有 6 次搅拌，除最后一次搅拌外，前 5 次搅拌均要朝一个方向。并且，在析出 DNA、DNA 再溶解和提取中，各步骤搅拌都要轻缓，玻璃棒不要直插烧杯底部，防止 DNA 分子断裂。,(4) 2 次加蒸馏水,第一次加蒸馏水是为了使血细胞吸水膨胀破裂(注：植物,细胞是用洗涤剂溶解细胞膜)，使血细胞充分破裂。第二次加蒸馏水是为了稀释 NaCl 溶液，析出 DNA。(5)2 个浓度的 NaCl 溶液,一个是 2mol/L NaCl，为了溶解 DNA，使 DNA 与蛋白,质分离。,一个是 0.14mol/L NaCl，为了析出 DNA。,(6)DNA 易吸附在玻璃容器上，所以实
5、验中最好使用塑料烧,杯、试管、容器，以减少 DNA 的损失。,4去除滤液中的杂质的其他方案,(1)方案一：用嫩肉粉(蛋白酶)，它能水解蛋白质，但对 DNA,没有影响。,(2)方案二：加热至 6075，大多数蛋白质不能忍受,6075的高温而变性，但 DNA 不变性。【易错易混】预冷的酒精溶液具有的优点抑制核酸水解酶活性，防止 DNA 降解。降低分子运动易于形成沉淀析出。,低温有利于增加 DNA 分子柔韧性，减少断裂。,【突破题 1】下列关于 DNA 粗提取与鉴定的说法中，正确,的是(,),A.析出 DNA 时要缓慢地加蒸馏水，当析出黏稠物时即不再加水B.在探究洗涤剂对植物细胞 DNA 提取的影响
6、实验中，自变量是洗涤剂和食盐C.提取的 DNA 溶解后加入二苯胺试剂即可染成蓝色D.将含有 DNA 的滤液放在 6075的恒温水浴箱中保温后过滤，能去除蛋白质杂质,【解题指导】DNA 在 0.14mol/L 的 NaCl 溶液中溶解度最低而析出，方法是用蒸馏水进行稀释，直至 DNA 丝状物不再增加为止；探究洗涤剂对植物细胞 DNA 提取的影响实验中，自变量是洗涤剂；提取的 DNA 溶解后加入二苯胺试剂后要进行沸水浴加热和分设对照组。,【答案】D,蛋白质的提取和分离(以血红蛋白的提取和分离为,例),1样品处理,(1)红细胞的洗涤：目的是去除杂蛋白，分离时采用低速短时间离心，直至上清液中没有黄色血
7、浆，表明红细胞已洗涤干净。,(2)血红蛋白的释放：在蒸馏水和甲苯(溶解细胞膜)作用下，,红细胞破裂释放出血红蛋白。,2粗分离,(1)分离血红蛋白溶液：将搅拌好的混合溶液离心后，将试管中的液体用滤纸过滤，除去脂溶性沉淀层，于分液漏斗中静置片刻后，分离下层的红色透明液体。,(3)透析：取 1mL 的血红蛋白溶液装入透析袋中，将透析袋放入盛有 300mL、20mmol/L 的磷酸缓冲液中，透析 12h，去除样品中分子量较小的杂质。,3纯化：利用凝胶色谱柱可对血红蛋白进行纯化。注：凝胶色谱法分离蛋白质的原理,4.纯度鉴定：使用最多的是 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳(可,测定蛋白质的相对分子质量)。,【突破
8、题 2】在红细胞的组成中，约 90%是血红蛋白，血红蛋白因含有血红素而呈红色。某同学用猪的血液为实验材料来分离血红蛋白，请你帮助该同学完成该实验设计，并回答下列有关问题：,(1)用文字和箭头表示分离血红蛋白的实验流程图：,。,样品处,理粗分离纯化纯度鉴定,(2)在对样品处理时，首先将采集的血样用低速短时离心，然后除掉上层血浆，这样做的目的是 。(3)怎样将洗涤好的红细胞中的血红蛋白释放出来？ 。(4)将粗分离后得到的样品加到凝脂色谱柱的顶端，用洗脱液洗涤，若提取到血红蛋白，收集到的流出液则是 色。(5) 对 纯 化 的 蛋 白 质 进 行 纯 度 鉴 定 常 用 的 方 法,是,SDS聚丙烯酰
9、胺凝胶电泳法,去除杂蛋白，以利于后续,步骤的分离纯化,将洗涤,好的红细胞倒入烧杯中，加蒸馏水和 40%体积的甲苯，充分搅,拌，使红细胞破裂释放出血红蛋白,。,红,【解题指导】(1)分离蛋白质的流程图为：样品处理粗分离(即为透析)纯化(凝胶色谱)纯度鉴定。(2)离心血液会使血细胞和血浆中的蛋白质分开。(3)在使蛋白质释放的过程中，除使用蒸馏水外，还应加入甲苯。(4)提取的成分为血红蛋白，所以呈现红色。(5)纯化的鉴定方法为电泳法中的 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法。,PCR 反应的过程及结果,1PCR 反应过程,(1)变性：当温度上升到 90以上，双链 DNA 解聚为单链。(2)复性：温度下降至 5
10、0左右，两种引物通过碱基互补配,对与两条单链 DNA 结合。,(3)延伸：当温度上升至 72左右，溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、G、C)在 DNA 聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的 DNA 链。,2.结果,(1)PCR 一般要经历三十多次循环，每次循环都包括变性、,复性、延伸三步。,(2)两引物之间的固定长度的 DNA 序列呈指数扩增。3.细胞内 DNA 复制与 PCR 技术的比较,【易错易混】,引物是指能够与DNA母链的一段碱基序列互补配对的一小段DNA或RNA。DNA聚合酶只能特异地复制处于两个引物之间的DNA序列，使这段固定长度的序列呈指数扩增。,【突破题 3】资料显示，近
11、十年来，PCR 技术(DNA 聚合酶链式反应技术)成为分子生物实验的一种常规手段，其原理是利用 DNA 半保留复制的特性，在试管中进行 DNA 的人工复制(如图 132 所示)，在很短的时间内，将 DNA 扩增几百万倍甚至几十亿倍，使分子生物实验所需的遗传物质不再受限于活的生物体。请据图回答下列有关问题：,图 132,(1)加热至 94的目的是使 DNA 样品的,键断裂，此过程,在生物体细胞内是通过,酶的作用来完成的。,解旋,(2)新合成的 DNA 分子与模板 DNA 分子完全相同的原因是和 。(3) PCR 技术不仅为遗传病的诊断带来了便利，而且改进了检测细菌和病毒的方法。若要检测一个人是否
12、感染了乙肝病毒，,你认为可以用 PCR 扩增血液中的(,),A白细胞 DNAC血浆抗体,B病毒蛋白质D病毒 DNA,氢,DNA 分子中独特的双螺旋结构,复制过程中严格遵循碱基互补,配对原则,D,【解题指导】(1)PCR 的原理是高温使 DNA 的氢键断裂，,双链打开。,(2)DNA 的双螺旋结构和碱基互补配对原则能够保证子链,DNA 分子和母链 DNA 分子一样。,(3)PCR 技术是 DNA 聚合酶链式反应技术，乙肝病毒是DNA 病毒，可用来扩增病毒的 DNA，以此检测分析病人是否感染了病毒。,DNA 与血红蛋白的提取和分离的实验过程比较,【演绎题】(双选)下列关于 DNA 和蛋白质提取与分
13、离实验,的叙述中，正确的有(,),A提取细胞中的 DNA 和蛋白质都需用蒸馏水涨破细胞B用不同浓度 NaCl 溶液反复溶解与析出 DNA 可去除蛋白质C蛋白质提取和分离过程中进行透析可去除溶液中的 DNAD蛋白质和 DNA 都可以用电泳的方法进行分离纯化,【解题指导】在提取 DNA 时，如果用植物细胞则不需要用蒸馏水涨破，而是用洗涤剂溶解细胞膜；用 2 mol/L 的 NaCl 溶液溶解 DNA，然后过滤出蛋白质，再降低 NaCl 溶液的浓度，析出 DNA，所以能用电泳进行分离；C 选项中的透析是除去小分子物质，DNA 是大分子物质。【答案】BD,【备选题】下列关于 DNA 和血红蛋白的提取与
14、分离实验的叙,述，不正确的是(,),A提取动物细胞中的 DNA 和蛋白质都可以采用蒸馏水涨破细胞的方法B采用不同浓度的 NaCl 溶液反复溶解与析出 DNA 的方法可去除蛋白质等杂质C蛋白质纯化过程中采用透析法可去除溶液中的小分子杂质D血红蛋白只能采用凝胶色谱法纯化，DNA 则可采用电泳、盐析等方法纯化,【解析】血红蛋白也可用电泳等方法纯化提取。【答案】D,1.(2011 年潮州期末质检)(双选)酒精是生物实验常用试剂之,一，下列实验中关于酒精的使用，不正确的是(,),A观察花生种子子叶细胞脂肪颗粒时，用体积分数为 50%的酒精溶液洗去浮色B制作洋葱根尖细胞装片时，用体积分数为 95%的酒精溶
15、液对解离后的根尖进行漂洗C色素的提取和分离实验中，用无水酒精作有机溶剂提取色素DDNA 粗提取过程中，用体积分数为 70%的冷酒精可以进一步纯化 DNA,【解析】制作洋葱根尖细胞装片时，用清水对解离后的根尖进行漂洗；DNA 粗提取过程中，用体积分数为 95%的冷酒精可以进一步纯化 DNA,【答案】BD,2(2010 年珠海二模)下列关于生物学研究方法及技术的叙,述中，错误的是(,),A用稀释涂布平板法可通过统计菌落数来推测样品中的活菌数B进行胚胎分割移植时应选用发育及形态正常的桑椹胚或囊胚C利用试管婴儿技术培育新个体的过程属于无性繁殖D利用 PCR 技术进行 DNA 扩增时不需要加入解旋酶,【
16、解析】利用试管婴儿技术培育新个体的过程，有两性生殖细胞的结合，属于有性繁殖；PCR 技术是利用高温使 DNA双链解开，不需要解旋酶。【答案】C,专题知识整合,微生物、植物组织、动物细胞培养的培养基的比较,【例题】甲、乙、丙是三种微生物，下表中的、 、是用来培养微生物的三种培养基。甲、乙、丙都能在中正常生长繁殖；甲能在中正常生长繁殖，而乙和丙都不能；乙能,在中正常生长繁殖，甲、丙都不能。下列说法正确的是(,),“”表示含该物质，“”表示不含该物质,A甲、乙、丙都是异养微生物,B甲、乙都是自养微生物，丙是异养微生物,【综合考点】包括微生物、植物组织、动物细胞培养的培,养基的内容。,【解析】中无氮，
17、能在中生长的是固氮生物，属于异养生物；中无有机物，能在中生存的是自养生物；乙能在中正常生长繁殖，甲、丙都不能，说明乙是自养生物，丙是异养微生物。,【答案】D,C甲是异养微生物、乙是固氮微生物、丙是自养微生物D甲是固氮微生物、乙是自养微生物、丙是异养微生物,【考题预测】含 C、H、O、N 的某大分子化合物可以作为,(,),A异养微生物的氮源、能源B异养微生物的碳源、能源C自养微生物的碳源、氮源、能源D异养微生物的碳源、氮源、能源,【解析】含 C、H、O、N 的某大分子化合物含有 C、N，都作为碳源、氮源；自养生物的能源是光能和无机物分解释放的能源，异养微生物的能源来自于有机物的分解，所以含 C、H、O、N 的某大分子化合物可以作为异养微生物的碳源、氮源、能源。【答案】D,【预测理由】,微生物、植物组织、动物细胞培养培养基中，要分清楚自养或异养生物，其中光合细菌、硝化细菌、植物组织培养为自养，自养生物的能源来自于光能和无机物分解释放的能量。这个问题是综合考题的主要考向。,
