资源描述
专题专题4生物技术在其他方面的应用生物技术在其他方面的应用2015高考导航高考导航最新考纲最新考纲考纲解读考纲解读1.植物的组织培养植物的组织培养2蛋白质的提取和分离蛋白质的提取和分离3PCR技术的基本操作和应技术的基本操作和应用用4DNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定1.植物组织培养的基本过程及植物组织培养的基本过程及其在生产中的应用其在生产中的应用2血红蛋白的提取和分离的血红蛋白的提取和分离的实验原理和方法实验原理和方法3PCR技术与生物体内技术与生物体内DNA复制的区别复制的区别一、植物的组织培养技术一、植物的组织培养技术1植物组织培养的基本过程植物组织培养的基本过程再分化再分化脱分化脱分化MS培养基培养基(2)实验操作过程实验操作过程火焰灼烧火焰灼烧70%的酒精的酒精无菌水无菌水酒精灯火焰酒精灯火焰无菌箱无菌箱3月季的花药培养月季的花药培养(1)花粉发育过程：花粉母细胞花粉发育过程：花粉母细胞(小孢子母细胞小孢子母细胞)四分体时期四分体时期单核期单核期双核期双核期花粉粒。花粉粒。(2)产生花粉植株的两种途径产生花粉植株的两种途径(3)影响花药培养的因素：主要因素是材料的选择和培养基的影响花药培养的因素：主要因素是材料的选择和培养基的组成。花药培养一般选择在组成。花药培养一般选择在_，选择的花粉处于发育，选择的花粉处于发育过程中的过程中的_。胚状体胚状体愈伤组织愈伤组织初花期初花期单核期单核期(4)实验操作的关键实验操作的关键材料的选取：挑选完全未开放的花蕾，确定花粉发育时期材料的选取：挑选完全未开放的花蕾，确定花粉发育时期最常用方法是醋酸洋红法。最常用方法是醋酸洋红法。接种：灭菌后的花蕾，在无菌条件下除去萼片和花瓣，并接种：灭菌后的花蕾，在无菌条件下除去萼片和花瓣，并立即将花药接种到培养基上。立即将花药接种到培养基上。培养培养:温度控制在温度控制在25 左右左右,幼小植株形成后才需要幼小植株形成后才需要_。二、二、DNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定1原理：原理：利用利用DNA与与RNA、蛋白质等在、蛋白质等在_性质性质方面的差异，提取方面的差异，提取DNA，去除其他成分。，去除其他成分。光照光照物理和化学物理和化学2实验设计实验设计(1)材料的选取：选用材料的选取：选用DNA含量相对较高的生物组织。含量相对较高的生物组织。(2)细胞的破碎细胞的破碎(以鸡血为例以鸡血为例)：(3)杂质的去除方案杂质的去除方案利用利用DNA在不同浓度的在不同浓度的_溶液中溶解度的不同，通过溶液中溶解度的不同，通过控制其溶液的浓度去除杂质。控制其溶液的浓度去除杂质。用木瓜蛋白酶去除蛋白质。用木瓜蛋白酶去除蛋白质。用高温用高温(6075 )使蛋白质变性。使蛋白质变性。NaCl(4)DNA的析出：将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等的析出：将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等的、的、_溶液可使溶液可使DNA析出。析出。(5)DNA的鉴定：将析出的的鉴定：将析出的DNA溶于物质的量浓度为溶于物质的量浓度为2 mol/L的的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂，沸水浴加热，溶液变蓝。溶液中，加入二苯胺试剂，沸水浴加热，溶液变蓝。冷却的酒精冷却的酒精三、多聚酶链式反应扩增三、多聚酶链式反应扩增DNA片段片段1PCR原理原理在在80100 的温度范围内，的温度范围内，DNA发生发生_，双螺旋结构，双螺旋结构解体，在温度缓慢降低后，解体，在温度缓慢降低后，DNA发生发生_，DNA单链与单链与_通过碱基互补配对结合，耐高温的通过碱基互补配对结合，耐高温的DNA聚合酶从引物聚合酶从引物的的_开始延伸开始延伸DNA链。链。2PCR的条件的条件缓冲溶液、缓冲溶液、DNA模板、模板、2种种_、4种脱氧核苷酸、耐热的种脱氧核苷酸、耐热的DNA聚合酶，同时要控制温度。聚合酶，同时要控制温度。变性变性复性复性引物引物3端端引物引物四、血红蛋白的提取和分离实验四、血红蛋白的提取和分离实验1常用的分离方法：常用的分离方法：_法、凝胶电泳法等。法、凝胶电泳法等。2基本原理基本原理(1)凝胶色谱法的原理：相对分子质量大的分子通过多孔凝胶凝胶色谱法的原理：相对分子质量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程颗粒的间隙，路程_，流动，流动_；相对分子质量小的分子；相对分子质量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程穿过多孔凝胶颗粒内部，路程_，流动，流动_。(2)凝胶电泳法的原理：不同蛋白质的带电性质、形状和凝胶电泳法的原理：不同蛋白质的带电性质、形状和_不同，在电场中受到的作用力大小、方向、阻力不不同，在电场中受到的作用力大小、方向、阻力不同，导致不同蛋白质在电场中的运动方向和运动速度不同。同，导致不同蛋白质在电场中的运动方向和运动速度不同。凝胶色谱凝胶色谱短短快快长长慢慢大小大小3血红蛋白的提取和分离程序血红蛋白的提取和分离程序(1)样品处理：红细胞的洗涤样品处理：红细胞的洗涤_的释放的释放分离血红分离血红蛋白溶液。蛋白溶液。(2)粗分离粗分离_：除去样品中相对分子质量较：除去样品中相对分子质量较_的的杂质。杂质。(3)纯化纯化:一般采用一般采用_法对血红蛋白进行分离和纯化。法对血红蛋白进行分离和纯化。(4)纯度鉴定：一般用纯度鉴定：一般用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法来测定蛋聚丙烯酰胺凝胶电泳法来测定蛋白质的相对分子质量，即对血红蛋白进行纯度鉴定。白质的相对分子质量，即对血红蛋白进行纯度鉴定。凝胶色谱凝胶色谱血红蛋白血红蛋白透析透析小小植物组织培养技术植物组织培养技术1原理：原理：植物细胞的全能性。植物细胞的全能性。2高度分化的细胞全能性表达的条件高度分化的细胞全能性表达的条件(1)离体状态。离体状态。(2)营养物质：有机营养、无机营养。营养物质：有机营养、无机营养。(3)植物激素：生长素、细胞分裂素。植物激素：生长素、细胞分裂素。(4)无菌、适宜的外界条件。无菌、适宜的外界条件。3影响植物组织培养的因素及成功的关键影响植物组织培养的因素及成功的关键(1)影响因素影响因素内部因素：材料的选取。内部因素：材料的选取。外部因素：营养成分的种类及配比；植物激素的用量及使外部因素：营养成分的种类及配比；植物激素的用量及使用顺序；用顺序；pH、温度、光照等。、温度、光照等。(2)获得成功的关键获得成功的关键植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗逆性差，对培植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗逆性差，对培养条件要求较高。养条件要求较高。无菌技术主要包括对操作空间、实验用具、实验材料以及无菌技术主要包括对操作空间、实验用具、实验材料以及操作者的消毒或灭菌。操作者的消毒或灭菌。培养材料一旦被微生物污染，就会导致实验失败。原因是培养材料一旦被微生物污染，就会导致实验失败。原因是微生物增殖快，生长迅速，消耗养分多，并产生代谢废物毒微生物增殖快，生长迅速，消耗养分多，并产生代谢废物毒害培养材料。一旦发现培养物被污染，特别是真菌性污染，害培养材料。一旦发现培养物被污染，特别是真菌性污染，应先将被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽灭菌锅内进行高压应先将被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽灭菌锅内进行高压蒸汽灭菌，然后再打开培养瓶进行清理。蒸汽灭菌，然后再打开培养瓶进行清理。4菊花茎段组织培养技术和月季花药离体培养技术的比较菊花茎段组织培养技术和月季花药离体培养技术的比较项目项目内容内容菊花茎段组织培养菊花茎段组织培养月季花药离体培养月季花药离体培养理论依据理论依据植物细胞的全能性植物细胞的全能性基本过程基本过程脱分化脱分化再分化再分化外植体的外植体的细胞类型细胞类型体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞操作流程操作流程制备培养基制备培养基外植体消外植体消毒毒接种接种培养培养移栽移栽栽培栽培选材选材消毒消毒接种和培接种和培养养筛选和诱导筛选和诱导移栽移栽栽培选育栽培选育影响因素影响因素选材、营养、激素、选材、营养、激素、pH、温度、阳光等、温度、阳光等培养结果培养结果正常植株正常植株单倍体植株单倍体植株生殖方式生殖方式无性生殖无性生殖有性生殖有性生殖可育性可育性可育可育高度不育，秋水仙素处理高度不育，秋水仙素处理后可育后可育5.植物激素在组织培养过程中的重要作用植物激素在组织培养过程中的重要作用生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，其作用及特点为：性激素，其作用及特点为：(1)在生长素存在的情况下在生长素存在的情况下,细胞分裂素的作用呈现加强的趋势细胞分裂素的作用呈现加强的趋势。(2)使用顺序不同，结果不同使用顺序不同，结果不同(具体如下表具体如下表)使用顺序使用顺序实验结果实验结果先使用生长素，后使用细胞分先使用生长素，后使用细胞分裂素裂素有利于细胞分裂，但细有利于细胞分裂，但细胞不分化胞不分化先使用细胞分裂素，后使用先使用细胞分裂素，后使用生长素生长素细胞既分裂又分化细胞既分裂又分化同时使用同时使用分化频率提高分化频率提高提醒提醒(1)在剥离花药时，要尽量不损伤花药，否则接种后容在剥离花药时，要尽量不损伤花药，否则接种后容易从受伤部位产生愈伤组织，同时还要彻底去除花丝，因为易从受伤部位产生愈伤组织，同时还要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。(2)花药开裂长出愈伤组织或释放出胚状体时，应及时转移到花药开裂长出愈伤组织或释放出胚状体时，应及时转移到分化培养基上。分化培养基上。6实验操作中易错的几个问题实验操作中易错的几个问题(1)材料的选取：菊花的组织培养实验中，应选择未开花植株材料的选取：菊花的组织培养实验中，应选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝；月季花药的培养实验中，应选择花的茎上部新萌生的侧枝；月季花药的培养实验中，应选择花粉发育过程中的单核靠边期的花粉进行培养。粉发育过程中的单核靠边期的花粉进行培养。(2)外植体消毒：所用消毒剂为体积分数为外植体消毒：所用消毒剂为体积分数为70%的酒精和质量的酒精和质量分数为分数为0.1%的氯化汞溶液，所使用的清洗液是无菌水。的氯化汞溶液，所使用的清洗液是无菌水。(3)培养过程：在初期，菊花的组织培养需光照；月季花药的培养过程：在初期，菊花的组织培养需光照；月季花药的培养前期不需光照，而在后期均需光照。培养前期不需光照，而在后期均需光照。(4)月季花药培养得到的并不都是单倍体植株：花粉壁发育成月季花药培养得到的并不都是单倍体植株：花粉壁发育成二倍体，花药发育成单倍体。二倍体，花药发育成单倍体。 植物的花药培养在育种上有特殊的意义。植物组织培植物的花药培养在育种上有特殊的意义。植物组织培养可用于无病毒植株及细胞产物的工厂化生产等方面。请回养可用于无病毒植株及细胞产物的工厂化生产等方面。请回答相关问题：答相关问题：(1)利用月季的花药离体培养产生单倍体时，选材非常重要。利用月季的花药离体培养产生单倍体时，选材非常重要。一般来说，在一般来说，在_期花药培养的成功率最高。为了选期花药培养的成功率最高。为了选择该时期的花药，通常选择择该时期的花药，通常选择_的花蕾。确定花粉的花蕾。确定花粉发育时期最常用的方法有发育时期最常用的方法有_法；但是对于花粉细法；但是对于花粉细胞核不易着色的植物，需采用胞核不易着色的植物，需采用_法，该法能将法，该法能将花粉细胞核染成花粉细胞核染成_色。色。单核靠边单核靠边完全未开放完全未开放醋酸洋红醋酸洋红焙花青焙花青铬矾铬矾蓝黑蓝黑(2)若要进行兰花无病毒植株的培育，首先选择兰花的若要进行兰花无病毒植株的培育，首先选择兰花的_作为外植体。从外植体到无病毒植株试管苗作为外植体。从外植体到无病毒植株试管苗,要人为控制细胞的要人为控制细胞的_和和_过程。过程。(3)进行组织培养需配制进行组织培养需配制MS培养基培养基,在该培养基中常需要添加在该培养基中常需要添加_、_等激素。欲有利于根的分化，植等激素。欲有利于根的分化，植物激素的用量比例物激素的用量比例_。(4)不同植物的组织培养除需营养和激素外不同植物的组织培养除需营养和激素外,_等外界条件也很重要。等外界条件也很重要。(5)无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素，下列各项无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素，下列各项中使用化学药剂进行消毒的是中使用化学药剂进行消毒的是_，采用灼烧方法进行，采用灼烧方法进行灭菌的是灭菌的是_。(填序号填序号)培养皿培养皿培养基培养基实验操作者的双手实验操作者的双手三角锥形瓶三角锥形瓶接种环接种环花蕾花蕾茎尖分生组织茎尖分生组织脱分化脱分化(或去分化或去分化)再分化再分化生长素生长素细胞分裂素细胞分裂素生长素多于细胞分裂素生长素多于细胞分裂素pH、温度、光照、温度、光照解析解析(1)早期的花药比后期的更容易培养成功。一般来说，早期的花药比后期的更容易培养成功。一般来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。该时期的花药通常存在于完全未开放的花蕾中。功率最高。该时期的花药通常存在于完全未开放的花蕾中。(2)根尖、茎尖约根尖、茎尖约00.1 mm区域中几乎不含病毒。病毒通过区域中几乎不含病毒。病毒通过维管系统移动，而分生组织中不存在维管系统，且茎尖分生维管系统移动，而分生组织中不存在维管系统，且茎尖分生组织中，代谢活动旺盛，在竞争中病毒复制处于劣势。组织中，代谢活动旺盛，在竞争中病毒复制处于劣势。(3)生生长素与细胞分裂素等植物激素可调节脱分化和再分化。当生长素与细胞分裂素等植物激素可调节脱分化和再分化。当生长素含量多于细胞分裂素含量时，利于生根。长素含量多于细胞分裂素含量时，利于生根。(4)植物组织培植物组织培养时，除需要营养、激素外，还需要适宜的温度、养时，除需要营养、激素外，还需要适宜的温度、pH和光照和光照等。等。(5)对实验器具进行灭菌处理，对实验过程中的具有生物对实验器具进行灭菌处理，对实验过程中的具有生物活性的材料或用具进行消毒处理。活性的材料或用具进行消毒处理。1(2014中山高三检测中山高三检测)下列有关月季花药培养的实验操作下列有关月季花药培养的实验操作中，不正确的是中，不正确的是()A花药培养可在同一培养基上培养至长出幼小植株再更换花药培养可在同一培养基上培养至长出幼小植株再更换培养基继续培养培养基继续培养B镜检花粉时可用醋酸洋红法或焙花青铬矾法染色，后镜检花粉时可用醋酸洋红法或焙花青铬矾法染色，后者能将花粉细胞核染成蓝黑色者能将花粉细胞核染成蓝黑色C在剥离花药时，要尽量不损伤花药，否则易从受伤部位在剥离花药时，要尽量不损伤花药，否则易从受伤部位产生愈伤组织产生愈伤组织D如果接种的花药长出愈伤组织并分化成幼小植株，还需如果接种的花药长出愈伤组织并分化成幼小植株，还需对植株作进一步的鉴定和筛选对植株作进一步的鉴定和筛选A解析：花药培养形成愈伤组织或胚状体后，要转移到分化培解析：花药培养形成愈伤组织或胚状体后，要转移到分化培养基上进行再分化生芽、生根，发育成小植株；由于花粉植养基上进行再分化生芽、生根，发育成小植株；由于花粉植株常出现染色体倍性变化，需对再生植株作进一步的鉴定和株常出现染色体倍性变化，需对再生植株作进一步的鉴定和筛选。筛选。DNA和蛋白质技术和蛋白质技术1DNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定(1)DNA粗提取与鉴定中不同试剂的用途及原理比较粗提取与鉴定中不同试剂的用途及原理比较试剂试剂浓度浓度用途用途原理原理应用过程应用过程柠檬柠檬酸钠酸钠0.03 g/mL抗凝剂抗凝剂除去血液中的钙离子，除去血液中的钙离子，防止血液凝固防止血液凝固取材取材NaCl溶液溶液2 mol/L溶解溶解DNA0.14 mol/L析出析出DNA2 mol/L鉴定时鉴定时的溶剂的溶剂DNA在在NaCl溶液中的溶液中的溶解度随溶液浓度的溶解度随溶液浓度的变化而改变，溶解度变化而改变，溶解度在在2 mol/L时较大、在时较大、在0.14 mol/L时最小时最小粗提取粗提取(2)实验步骤中两次加入蒸馏水的目的实验步骤中两次加入蒸馏水的目的第一次加入是使鸡血细胞吸水涨破，第二次是稀释第一次加入是使鸡血细胞吸水涨破，第二次是稀释NaCl溶液溶液浓度至浓度至0.14 mol/L，从而析出，从而析出DNA。(3)实验中四次过滤的比较实验中四次过滤的比较第一次第一次过滤过滤第二次第二次过滤过滤第三次第三次过滤过滤第四次第四次过滤过滤滤液中滤液中含含DNA的的核物质核物质DNA溶于溶于0.14 mol/L NaCl溶液溶液的杂质的杂质DNA纱布上纱布上细胞膜、细胞膜、核膜等残核膜等残片片不溶于不溶于2 mol/L NaCl溶液溶液的杂质的杂质DNA不溶于不溶于2 mol/LNaCl溶液的杂质溶液的杂质第一次第一次过滤过滤第二次第二次过滤过滤第三次第三次过滤过滤第四次第四次过滤过滤过滤前加过滤前加入的物质入的物质提醒提醒(1)鸡血经济且易获得，鸡血中的红细胞、白细胞都鸡血经济且易获得，鸡血中的红细胞、白细胞都具有细胞核，含大量具有细胞核，含大量DNA。(2)甲基绿可将甲基绿可将DNA染成绿色且不需水浴加热染成绿色且不需水浴加热,二苯胺鉴定二苯胺鉴定DNA属于颜色反应属于颜色反应,需要沸水浴加热需要沸水浴加热5 min,可使可使DNA呈蓝色。呈蓝色。(3)二苯胺试剂要现配现用，否则二苯胺会变成浅蓝色，影响二苯胺试剂要现配现用，否则二苯胺会变成浅蓝色，影响鉴定效果。鉴定效果。蒸馏水蒸馏水NaCl溶液溶液蒸馏水蒸馏水NaCl溶液溶液过滤的过滤的目的目的去除细胞去除细胞膜、核膜膜、核膜等杂质等杂质去除不溶去除不溶于于2mol/L NaCl的的杂质杂质去除溶于去除溶于014 mol/L NaCl溶溶液的杂质液的杂质去除不溶去除不溶于于2 mol/L NaCl溶溶液的杂质液的杂质2多聚酶链式反应多聚酶链式反应(PCR)扩增扩增DNA片段片段(1)比较细胞内比较细胞内DNA复制与体外复制与体外DNA扩增扩增(PCR)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聚合酶聚合酶耐高温的耐高温的Taq、DNA聚合酶聚合酶是否有是否有转录转录伴有转录，伴有转录，产生引物产生引物无转录，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循环次数次数受生物体受生物体自身控制自身控制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严格控制温度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扩增扩增相同相同点点原料原料四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸复制复制原则原则严格遵循碱基严格遵循碱基互补配对原则互补配对原则模板模板DNA为模板为模板引引物物都需要与模板都需要与模板相结合的引物相结合的引物(2)PCR反应过程反应过程变性：当温度上升到变性：当温度上升到90 以上时，双链以上时，双链DNA解聚为单链，解聚为单链，(如下图如下图)。复性：系统温度下降至复性：系统温度下降至50 左右时，两种引物通过碱基互左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链补配对与两条单链DNA结合，结合，(如下图如下图)。延伸：当系统温度上升至延伸：当系统温度上升至72 左右，溶液中的四种脱氧核左右，溶液中的四种脱氧核苷酸苷酸(A、T、G、C)在在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的配对原则合成新的DNA链，链，(如下图如下图)。3)结果结果PCR一般要经历三十多次循环，每次循环都包括变性、复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。性、延伸三步。两引物之间的固定长度的两引物之间的固定长度的DNA序列呈指数扩增。序列呈指数扩增。提醒提醒DNA复制需要引物的原因：复制需要引物的原因：DNA聚合酶不能从聚合酶不能从5端端开始合成开始合成DNA，而只能从，而只能从3端延伸端延伸DNA链。链。3血红蛋白的提取与分离血红蛋白的提取与分离(1)常用的蛋白质分离方法常用的蛋白质分离方法凝胶色谱法凝胶色谱法凝胶色谱法分离蛋白质的原理凝胶色谱法分离蛋白质的原理分析比较列表如下：分析比较列表如下： 蛋白质蛋白质比较比较相对分子质量大相对分子质量大相对分子质量小相对分子质量小行进过程行进过程排阻在凝胶颗粒排阻在凝胶颗粒外面，迅速通过外面，迅速通过进入凝胶颗粒进入凝胶颗粒内部，被滞留内部，被滞留运动方式运动方式垂直向下垂直向下垂直向下和无垂直向下和无规则扩散运动规则扩散运动运动路程运动路程较短较短较长较长洗脱次序洗脱次序先流出先流出后流出后流出电泳法原理：在一定电泳法原理：在一定pH下，一些生物大分子下，一些生物大分子(如多肽、核如多肽、核酸等酸等)可解离的基团会带上正电或负电，在电场的作用下，这可解离的基团会带上正电或负电，在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。由于分离些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。由于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、形状不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各不同，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。种分子的分离。(2)实验流程实验流程第一步第一步样品处理样品处理红细胞的洗涤：除去血浆蛋白等杂质，有利于后续步骤的红细胞的洗涤：除去血浆蛋白等杂质，有利于后续步骤的分离纯化；分离纯化；血红蛋白的释放：使红细胞破裂，血红蛋白释放出来；血红蛋白的释放：使红细胞破裂，血红蛋白释放出来； 图示： 注意：透析时间为12 h。透析袋是用硝酸纤维素制成，小分子可自由进出，而大分子保留在袋内。 第三步纯化 一般采用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化。注意：透析时间为注意：透析时间为12 h。透析袋是用硝酸纤维素制成，小。透析袋是用硝酸纤维素制成，小分子可自由进出，而大分子保留在袋内。分子可自由进出，而大分子保留在袋内。第三步第三步纯化纯化一般采用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化。一般采用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化。第四步第四步纯度鉴定纯度鉴定一般用一般用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳方法，来测定蛋白质的分聚丙烯酰胺凝胶电泳方法，来测定蛋白质的分子量，即对血红蛋白进行纯度鉴定。子量，即对血红蛋白进行纯度鉴定。(3)结果分析与评价结果分析与评价血红蛋白的提取和分离时红细胞分层不明显，可能是洗涤血红蛋白的提取和分离时红细胞分层不明显，可能是洗涤次数少、未能除去血浆蛋白的原因。此外，离心速度过高和次数少、未能除去血浆蛋白的原因。此外，离心速度过高和时间过长，会使白细胞和淋巴细胞一同沉淀，也得不到纯净时间过长，会使白细胞和淋巴细胞一同沉淀，也得不到纯净的红细胞，影响后续血红蛋白的提取纯度。的红细胞，影响后续血红蛋白的提取纯度。凝胶的装填标准是紧密、均匀。如果色带均匀、狭窄、平凝胶的装填标准是紧密、均匀。如果色带均匀、狭窄、平整，说明凝胶色谱柱的性能良好。如果色谱柱出现纹路或是整，说明凝胶色谱柱的性能良好。如果色谱柱出现纹路或是气泡，轻轻敲打柱体以消除气泡，消除不了时要重新装柱。气泡，轻轻敲打柱体以消除气泡，消除不了时要重新装柱。G75：“G”代表凝胶的交联程度，膨胀程度及分离范围，代表凝胶的交联程度，膨胀程度及分离范围，75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 g。装填完后，立即用洗脱液洗脱的目的是使凝胶装填紧密。装填完后，立即用洗脱液洗脱的目的是使凝胶装填紧密。实验过程中加入柠檬酸钠的目的是防止血液凝固；低速、实验过程中加入柠檬酸钠的目的是防止血液凝固；低速、短时离心防止白细胞沉淀；缓慢搅拌防止红细胞破裂释放出短时离心防止白细胞沉淀；缓慢搅拌防止红细胞破裂释放出血红蛋白。血红蛋白。 下列有关提取和分离血红蛋白的叙述中，不正确的是下列有关提取和分离血红蛋白的叙述中，不正确的是()A样品的处理就是通过一系列操作收集到血红蛋白溶液样品的处理就是通过一系列操作收集到血红蛋白溶液B通过透析可以去除样品中相对分子质量较大的杂质，此通过透析可以去除样品中相对分子质量较大的杂质，此为样品的粗提取为样品的粗提取C可以通过凝胶色谱法将相对分子质量较大的杂蛋白除去，可以通过凝胶色谱法将相对分子质量较大的杂蛋白除去，即样品的纯化即样品的纯化 D.可以通过可以通过SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定血红蛋白的纯度聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定血红蛋白的纯度B解析解析样品处理是洗涤红细胞，使血红蛋白释放出来，通过样品处理是洗涤红细胞，使血红蛋白释放出来，通过离心法得到血红蛋白溶液。透析袋能使小分子自由进出，则离心法得到血红蛋白溶液。透析袋能使小分子自由进出，则大分子留在袋内，这样可以去除样品中相对分子质量较小的大分子留在袋内，这样可以去除样品中相对分子质量较小的杂质。当相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时杂质。当相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时,这些蛋白质这些蛋白质分子就可以分离开。判断纯化的蛋白质是否达到要求分子就可以分离开。判断纯化的蛋白质是否达到要求,通常用通常用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法对蛋白质的纯度进行鉴定。聚丙烯酰胺凝胶电泳法对蛋白质的纯度进行鉴定。2在在DNA粗提取与鉴定实验中，将获得的含有粗提取与鉴定实验中，将获得的含有DNA的黏稠的黏稠物物(含较多物质含较多物质)分别处理如下：分别处理如下：其中杂质所处的位置在其中杂质所处的位置在()ABC D 操作过程操作过程黏稠物黏稠物滤液滤液放入放入2 mol/L的氯化钠溶液中，搅拌后过滤的氯化钠溶液中，搅拌后过滤放入放入0.14 mol/L的氯化钠溶液中，搅拌后过滤的氯化钠溶液中，搅拌后过滤放入冷却的放入冷却的95%的酒精溶液中，搅拌后过滤的酒精溶液中，搅拌后过滤C解析：在解析：在2 mol/L的氯化钠溶液中，的氯化钠溶液中，DNA溶解而杂质在黏稠溶解而杂质在黏稠物中；在物中；在0.14 mol/L的氯化钠溶液中，的氯化钠溶液中，DNA溶解度小而析出溶解度小而析出，杂质在滤液中；在，杂质在滤液中；在95%的酒精溶液中，的酒精溶液中，DNA析出而杂质溶析出而杂质溶于酒精中。于酒精中。1(2013高考江苏卷高考江苏卷)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷， 可选可选择性扩增抗体的可变区基因择性扩增抗体的可变区基因(目的基因目的基因)后再重组表达。下列后再重组表达。下列相关叙述正确的是相关叙述正确的是(多选多选)()A设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列B用用PCR 方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列C.PCR 体系中一定要添加从受体细胞中提取的体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA 聚合酶聚合酶D.一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞BD解析：设计引物时应当考虑需扩增的目的基因与载体两端的解析：设计引物时应当考虑需扩增的目的基因与载体两端的序列进行互补配对，序列进行互补配对，A项错误；利用项错误；利用PCR技术扩增目的基因技术扩增目的基因只需要知道基因两端的序列，据此设计合适的引物即可，不只需要知道基因两端的序列，据此设计合适的引物即可，不必知道基因的全部序列，必知道基因的全部序列，B项正确；项正确；PCR体系中应该用耐高温体系中应该用耐高温的的DNA聚合酶，而不是从受体细胞中提取的普通聚合酶，而不是从受体细胞中提取的普通DNA聚合酶聚合酶，C项错误；需根据目的基因的编码产物的特性来选择合适项错误；需根据目的基因的编码产物的特性来选择合适的受体细胞，如果是分泌蛋白，则最好选用真核细胞作为受的受体细胞，如果是分泌蛋白，则最好选用真核细胞作为受体细胞，体细胞，D项正确。项正确。2(2012高考江苏卷高考江苏卷)下列关于下列关于“DNA粗提取与鉴定实验粗提取与鉴定实验”的叙述，正确的是的叙述，正确的是()A洗涤剂能瓦解细胞膜并增加洗涤剂能瓦解细胞膜并增加DNA在在NaCl溶液中的溶解度溶液中的溶解度B将将DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝C常温下菜花匀浆中有些酶类会影响常温下菜花匀浆中有些酶类会影响DNA的提取的提取D用玻棒缓慢搅拌滤液会导致用玻棒缓慢搅拌滤液会导致DNA获得量减少获得量减少解析：洗涤剂可瓦解植物细胞膜，有利于释放解析：洗涤剂可瓦解植物细胞膜，有利于释放DNA，但不能，但不能增加增加DNA在在NaCl溶液中的溶解度，溶液中的溶解度，A项错误；含项错误；含DNA的丝状的丝状物应先溶解在物质的量浓度为物应先溶解在物质的量浓度为2 mol/L的的NaCl溶液中，再用溶液中，再用二苯胺试剂在沸水浴条件下检测，冷却后变成蓝色二苯胺试剂在沸水浴条件下检测，冷却后变成蓝色,B项错误项错误；常温下菜花匀浆中某些酶如；常温下菜花匀浆中某些酶如DNA水解酶，其活性较高，会水解酶，其活性较高，会影响影响DNA的提取，的提取，C项正确；用玻棒缓慢搅拌滤液可防止项正确；用玻棒缓慢搅拌滤液可防止DNA分子断裂，有利于分子断裂，有利于DNA分子的提取，分子的提取，D项错误。项错误。C3(2011高考广东卷高考广东卷)以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是正确的是()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猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核,提纯时杂蛋白较少提纯时杂蛋白较少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杂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蛋白移动慢D解析：解析：D错误，凝胶色谱法分离蛋白质的原理是相对分子质错误，凝胶色谱法分离蛋白质的原理是相对分子质量越大的通过凝胶色谱柱的速度越快。量越大的通过凝胶色谱柱的速度越快。A正确，洗涤的目的正确，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，缓慢搅拌水，缓慢搅拌10 min，低速短时间离心，重复洗涤三次，直，低速短时间离心，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。至上清液不再呈现黄色，表明红细胞已洗涤干净。B正确，哺正确，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。蛋白较少。C正确，如果操作都正确，能清楚的看到血红蛋正确，如果操作都正确，能清楚的看到血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、平整，随着洗脱液缓慢流出。白的红色区带均匀、狭窄、平整，随着洗脱液缓慢流出。4.(2011高考江苏卷高考江苏卷)在利用鸡血进行在利用鸡血进行“DNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定”的实验中，相关叙述正确的是的实验中，相关叙述正确的是()A用蒸馏水将用蒸馏水将NaCl溶液浓度调至溶液浓度调至0.14 mol/L，滤去析出物，滤去析出物B.调节调节NaCl溶液浓度或加入木瓜蛋白酶溶液浓度或加入木瓜蛋白酶,都可以去除部分杂质都可以去除部分杂质C将丝状物溶解在将丝状物溶解在2 mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂溶液中，加入二苯胺试剂即呈蓝色即呈蓝色D用菜花替代鸡血作为实验材料，其实验操作步骤相同用菜花替代鸡血作为实验材料，其实验操作步骤相同B解析：在物质的量浓度为解析：在物质的量浓度为0.14 mol/L的的NaCl溶液中，溶液中，DNA的的溶解度最低，溶解度最低，DNA存在于析出物中，故不能滤去析出物，存在于析出物中，故不能滤去析出物，A项错误；利用项错误；利用DNA与与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，进行相应操作，可在实验中去除部分杂质，质方面的差异，进行相应操作，可在实验中去除部分杂质，B项正确；进行项正确；进行DNA鉴定时，加入二苯胺试剂后再经沸水浴才鉴定时，加入二苯胺试剂后再经沸水浴才能出现蓝色，能出现蓝色，C项错误；用菜花作为实验材料时，要加入一项错误；用菜花作为实验材料时，要加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分搅拌和研磨，过滤后收集研磨定的洗涤剂和食盐，进行充分搅拌和研磨，过滤后收集研磨液，液，D项错误。项错误。5(2012高考新课标全国卷高考新课标全国卷)为了探究为了探究6BA和和IAA对某菊花对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在品种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在MS培养基中培养基中加入加入6BA和和IAA，配制成四种培养基，配制成四种培养基(见下表见下表)，灭菌后分别，灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率(m)，以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数，以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)，结果如下表。，结果如下表。培养基编号培养基编号浓度浓度/mgL1m/%n/个个6BAIAA10.5076.73.120.177.46.130.266.75.340.560.05.0回答下列问题：回答下列问题：(1)按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为_和和_两类。上述培养基中，两类。上述培养基中，6BA属于属于_类生长调节剂。类生长调节剂。(2)在该实验中，自变量是在该实验中，自变量是_，因变量是，因变量是_，自变量的取值范围是自变量的取值范围是_。大量元素大量元素微量元素微量元素细胞分裂素细胞分裂素IAA浓度浓度再生丛芽外植体的比率再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均和再生丛芽外植体上的丛芽平均数数(n)00.5 mgL1(3)从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是_号培号培养基。养基。(4)为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入_(填填“6BA”或或“IAA”)。解析：按照植物的需求量，在培养基中加入的无机盐可分为解析：按照植物的需求量，在培养基中加入的无机盐可分为大量元素和微量元素。大量元素和微量元素。6BA是细胞分裂素类生长调节剂，由是细胞分裂素类生长调节剂，由于该实验探究的是于该实验探究的是6BA和和IAA对菊花品种茎尖外植体再生丛对菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，而芽的影响，而6BA的浓度在各实验组中相同，因此实验的自的浓度在各实验组中相同，因此实验的自变量是变量是IAA浓度，取值范围是浓度，取值范围是00.5 mgL1，因变量是再生，因变量是再生丛芽外植体的比率及再生丛芽外植体上的丛芽平均数，即表丛芽外植体的比率及再生丛芽外植体上的丛芽平均数，即表6BA1中的中的m和和n。再生外植体的比率乘以外植体上的丛芽平均数即。再生外植体的比率乘以外植体上的丛芽平均数即为丛芽总数，计算可知诱导丛芽总数最少的是为丛芽总数，计算可知诱导丛芽总数最少的是1号培养基。在号培养基。在植物组织培养中，生长素用于诱导细胞的分裂和根的分化，植物组织培养中，生长素用于诱导细胞的分裂和根的分化，细胞分裂素主要促进细胞分裂和分化出不定芽，因此为了诱细胞分裂素主要促进细胞分裂和分化出不定芽，因此为了诱导生根，培养基中一般不加导生根，培养基中一般不加6BA(细胞分裂素类生长调节剂细胞分裂素类生长调节剂)而加入而加入IAA(生长素类生长调节剂生长素类生长调节剂)。
展开阅读全文