2015年高考生物一轮复习选修1配套课件专题35植物的组织培养技术dna和蛋白质技术（人教版）

专题3 5 植物的组织培养技术 DNA和蛋白质技术 考点 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 全能性 接种 移栽 3 实验操作步骤 制备MS培养基 外植体消毒 培养 栽培 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 全能性 四分体时期 单核期 双核期 3 产生花粉植株的两种途径 3 植物组织培养所用的培养基为固体培养基 考点对应练 1 2013年重庆 某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉 其技术路线为 取材 消毒 愈伤组织培养 出芽 生根 移栽 下列有关叙述中 错误的是 A 消毒的原则是既杀死材料表面的微生物 又减少消毒剂对细胞的伤害B 在愈伤组织培培养中加入细胞融合的诱导剂 可获得染色体加倍的细胞C 出芽是细胞再分化的结果 受基因选择性表达的调控D 生根时 培养基通常应含 萘乙酸等生长素类调节剂 解析 消毒剂的使用既要杀死表面微生物 又要防止伤害组织细胞 影响组织培养 A项正确 植物细胞融合是指经纤维素酶和果胶酶处理后得到的原生质体的诱导融合 带有细胞壁的愈伤组织细胞不能诱导融合形成染色体加倍的细胞 B项错误 出芽和生根都是细胞再分化的结果 其实质是基因的选择性表达 C项正确 萘乙酸为生长素类似物 可诱导愈伤组织生根 D项正确 答案 B 考点 DNA和蛋白质技术 1 DNA的粗提取与鉴定 不同 0 14mol L 1 实验原理 DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度 浓度为 时其溶解度最小 DNA 溶于酒精溶液 不 蓝色 杂质 DNA与二苯胺在沸水浴中呈 2 实验步骤 选材 制备鸡血细胞液 破碎细胞 获取含DNA的滤液 去除滤液中的 DNA析出与鉴定 2 血红蛋白的提取和分离 1 凝胶色谱法 也称分配色谱法 是根据 分离蛋白质的方法 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 相对分子 进入凝胶内部 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 3 电泳 带电粒子在 的作用下发生迁移的过 程 电场 质量的大小 4 实验操作 凝胶色谱柱 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 凝胶色谱柱操作 凝胶色谱柱的制作 样品的加入和洗脱 纯度鉴定 用SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳 的装填 3 多聚酶链式反应扩增DNA片段 1 PCR原理 在一定的缓冲溶液中提供 分别与两条模板链结合的两种引物 同时控制温度使DNA复制在 反复进行 DNA模板 四种脱氧核苷酸 2 PCR的反应过程 变性 延伸 耐热的DNA聚合酶 体外 复性 考点对应练 2 2013年江苏 某同学用洋葱进行DNA粗提取和鉴定实 验 操作错误的是 A 加入洗涤剂后用力进行快速 充分的研磨B 用蛋白酶纯化过滤后的研磨液中的DNAC 加入酒精后用玻璃棒轻缓搅拌D 加二苯胺试剂摇匀后沸水浴加热 解析 加入洗涤剂后研磨动作要轻缓 柔和 否则容易产生大量的泡沫 不利于后续步骤的操作 A错误 利用蛋白酶分解杂质蛋白 从而使提取的DNA与蛋白质分开 起到纯化的作用 B正确 加入酒精溶液 静置溶液中出现的白色丝状物就是粗提取的DNA 用玻璃棒沿一个方向轻缓搅拌 防止断裂 C正确 用二苯胺鉴定DNA需要水浴加热 D正确 答案 A 3 2013年江苏 双选 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 可选择性扩增抗体的可变区基因 目的基因 后再重组表达 下列相关叙 述正确的是 A 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PCR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DNA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 解析 设计引物时应当与表达载体两端的序列进行互补配对 A错误 PCR法扩增目的基因只需要知道基因两端的序列设计合适的引物即可 而不必知道其全部序列 B正确 PCR中应用耐高温的DNA聚合酶 C错误 根据目的基因的编码产物选择合适的受体细胞 以有利于基因的表达 D正确 答案 BD 一 植物的组织培养 1 影响植物组织培养的因素 1 内部因素 材料的选取 2 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 pH 温度 光照等 2 获得成功的关键 1 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 2 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 并产生代谢废物毒害培养材料 3 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 3 植物激素在组织培养过程中的重要作用 1 使用顺序不同 结果不同 2 用量比值不同 生长素比细胞分裂素 结果也不同 高 利于根的分化 抑制芽的形成 低 利于芽的分化 抑制根的形成 适中 促进愈伤组织的形成 4 实验操作中应注意的几个问题 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 2 外植体消毒 所用的消毒剂是体积分数为70 的酒精和质量分数为0 1 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 的培养不需光照 而在后期均需光照 单倍体育种与花药组织培养的区别 花药组织培养形成的是高度不育的单倍体植株 而单倍体育种则需要把对花药进行组织培养得到的单倍体植株诱导为染色体数目正常的纯合植株 以使其有正常的繁殖能力 再从中挑选出具有优良性状的个体 典例 植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴 请 回答下列问题 1 该技术可以保持品种的 繁殖种苗的速度 离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养 最终能够形成完整的植株 说明该叶肉细胞具有该植物的全部 2 把试管苗转接到新的培养基上时 需要在超净工作台 上进行 其原因是避免 的污染 3 微型繁殖过程中 适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗 而与 配比适宜时可促进芽的增殖 若要抑制试管苗的生长 促使愈伤组织产生和生长 需要使用的生长调节剂是 填 脱落酸 或 2 4 D 4 将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后 单株鲜重和光合作用强度的变化如下图所示 据图分析 随着培养基中蔗糖浓度的增加 光合作用强度的变化趋势是 单株鲜重的变化趋势是 据图判断 培养基中不含蔗糖时 试管苗光合作用产生的有机物的量 填 能 或 不能 满足自身最佳生长的需要 5 据上图推测 若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力 应 填 降低 或 增加 培养基中蔗糖浓度 以便提高试管苗的自养能力 解析 植物组织培养技术是利用植物细胞全能性的原理进行的 是植物细胞工程的基础 操作过程中应注意无菌操作 避免杂菌污染 因为培养过程中使用的培养基营养物质丰富 适宜浓度的生长素可以诱导试管苗生根 而如果要促进愈伤组织形成芽 则需要与细胞分裂素配比 促进愈伤组织产生和生长 应使用2 4 D 快 遗传信息 答案 1 遗传性状 2 微生物 3 生根 细胞分裂素 2 4 D 先增加后下降 不能 4 逐渐减弱 5 降低 举一反三1 将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基中 在适宜的温度和光照等条件下培养一段时间后 应出 现的现象是 解析 虽然培养基中没有激素 但幼苗叶片本身可以产生生长素 促进生根 而细胞分裂素的产生部位在根尖 所以细胞分裂素不能产生 所以植物能够在一定时间后长出少量的根而没有长出新芽 答案 B 二 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 化曲线如下图所示 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 2 实验流程 续表 3 实验关键 1 取材不能用哺乳动物的血细胞 原因是其成熟红细胞无 细胞核 2 获取DNA时要向鸡血细胞液中加入足量的蒸馏水 以 便使细胞膜和核膜破裂 把核内物质释放出来 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DNA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 两次加蒸馏水的目的 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 第二次加蒸馏水是为了稀释NaCl溶液 析出DNA 5 三个浓度的NaCl溶液 2mol LNaCl溶液 为了溶解DNA 使DNA与蛋白质 分离 0 14mol LNaCl溶液 为了析出DNA 0 015mol LNaCl溶液 为了溶解DNA 6 DNA易吸附在玻璃容器上 所以实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60 75 大多数蛋白质不能忍受60 75 的高温而变性 但DNA不变性 典例 下列关于DNA粗提取与鉴定的说法正确的是 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60 75 的恒温水浴箱中保温后过滤 能去除蛋白质杂质 解析 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析出量不再增加为止 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加热和分设对照组 答案 D 举一反三2 在DNA粗提取过程中 先后两次向烧杯中 加入蒸馏水的作用分别是 A 稀释血液 冲洗样品B 使血细胞破裂 降低NaCl浓度使DNA析出C 使血细胞破裂 增大DNA溶解量D 使血细胞破裂 提取含杂质较少的DNA 解析 第一次是使血细胞破裂 第二次是降低NaCl浓度使DNA析出 答案 B 三 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 直至上清液不再呈现黄色 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 的作用 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 2 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 物质的量浓度为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 凝胶色 谱法分离蛋白质的原理 见下表 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 DNA与血红蛋白的提取和分离过程比较 典例 下列关于DNA和血红蛋白的提取与分离实验的 叙述中 错误的是 A 可用蒸馏水涨破细胞的方法从猪红细胞中提取到DNA和蛋白质B 用不同浓度的NaCl溶液反复溶解与析出DNA可去部分杂质C 透析法分离蛋白质的依据是利用蛋白质不能通过半透膜的特性D 进一步分离与纯化血红蛋白可用凝胶色谱法 离心法 电泳法等 解析 猪红细胞中没有细胞核 只能用于蛋白质的提取和分离实验中 DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同 低浓度和高浓度都可使DNA溶解 但在0 14mol L的NaCl溶液中 溶解度最小 可析出DNA 从而去除部分杂质 透析法分离蛋白质的依据是蛋白质是大分子物质 不能通过半透膜 从而去除样品中分子量较小的杂质 答案 A 举一反三3 下列关于凝胶色谱法的原理及操作不正确 的是 A 是利用凝胶把分子大小不同的物质分离开的一种方法B 在洗脱过程中 大分子不能进入凝胶内部而最先流出 而小分子可以进入凝胶内部而流速缓慢 以致最后流出C 凝胶内部有很微细的多孔网状结构 其孔隙大小与被分离的物质分子的大小无相应关系D 一般情况下 凝胶对要分离的物质没有吸附作用 因此所有要分离的物质都应该被洗脱出来 解析 凝胶色谱法是根据相对分子质量大小分离蛋白质的有效方法 凝胶是由多糖类化合物构成的 其内部有很微细的多孔网状结构 小分子蛋白质可以进入凝胶内部 路程较长 移动速度慢 而相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部 路程较短 移动速度快 因此在洗脱过程中分离 选用不同种凝胶 其网状结构不同 孔隙大小不同 可分离的分子大小不同 二者是相关的 故C项不正确 答案 C 四 PCR反应的过程及结果1 过程 1 变性 当温度上升到90 以上时 双链DNA解聚为单 链 2 复性 系统温度下降至50 左右时 两种引物通过碱 基互补配对与两条单链DNA结合 3 延伸 当系统温度上升至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 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 典例 多聚酶链式反应 PCR 是一种体外迅速扩增DNA片段的技术 PCR过程一般经历下述三十多次循环