《南方新课堂·高考总复习》生物 配套课件-选修1 专题3、5 植物的组织培养技术、dna

专题3、5植物的组织培养技术、DNA 和蛋白质技术专题3、5植物的组织培养技术、DNA考纲内容高考风向标实验：(1)植物的组织培养(2)蛋白质的提取和分离(3)PCR技术的基本操作和应用(4)DNA的粗提取与鉴定本专题内容与必修内容关联度大，多分拆于必修的相关内容中，多以选择题形式出现考纲内容高考风向标实验：(1)植物的组织培养本专题内容与必修一、植物的组织培养技术

1.菊花的组织培养全能性(1)理论基础：植物细胞的①_______。(2)基本过程外植体愈伤组织长出丛芽→生根→移栽(3)实验操作步骤接种移栽

制备MS培养基→外植体消毒→②_____→培养→③____→栽培一、植物的组织培养技术全能性(1)理论基础：植物细胞的①__2.月季的花药培养(1)理论基础：花粉具有④______。全能性(2)花粉发育过程：⑤__________、⑥_______、⑦______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植物组织培养所用的培养基为固体培养基。()√2.月季的花药培养(1)理论基础：花粉具有④______。全二、DNA和蛋白质技术

1.DNA的粗提取与鉴定(1)实验原理不同0.14mol/L不蓝色

1)DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度⑧_____，浓度为⑨___________时其溶解度最小。 2)DNA⑩___溶于酒精溶液。3)DNA与二苯胺在沸水浴中呈⑪_____。杂质

(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⑫_____→DNA析出与鉴定。二、DNA和蛋白质技术(1)实验原理不同0.14mol/2.血红蛋白的提取和分离相对分子质量

(1)凝胶色谱法：也称分配色谱法，是根据⑬__________________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⑭_____________，移动速度较快。 (2)缓冲溶液：能够抵制外界的⑮_______对溶液pH的影响，维持pH⑯___________。 (3)电泳：带电粒子在⑰_____的作用下发生迁移的过程。进入凝胶内部酸和碱基本不变电场的大小2.血红蛋白的提取和分离相对分子质量 (1)凝胶色谱法：也称

(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装填

凝胶色谱柱的制作→⑱__________________→样品的加入和洗脱 3)纯度鉴定：用SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳。 (4)实验操作2)凝胶色谱柱操作凝胶色谱柱的装填 凝胶色谱3.多聚酶链式反应扩增DNA片段(1)PCR原理DNA模板四种脱氧核苷酸在一定的缓冲溶液中提供⑲___________、分别与两条模板链结合的两种引物、⑳______________、_________________，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。耐热的DNA聚合酶体外复性3.多聚酶链式反应扩增DNA片段(1)PCR原理DNAPCR扩增包括三个环节，变性、复性(退火)、延伸，这三步的温度依次是()AA．95℃、55℃、72℃C．55℃、95℃、72℃B．72℃、55℃、95℃D．80℃、60℃、72℃PCR扩增包括三个环节，变性、复性(退火)、延伸，这三步的考点植物的组织培养

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。考点植物的组织培养 1.影响植物组织培养的因素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。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、使用顺序实验结果先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞不分化先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂又分化同时使用分化频率提高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①高：利于根的分化、抑制芽的形成。②低：利于芽的分化、抑制根的形成。③适中：促进愈伤组织的形成。使用顺序实验结果先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂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。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。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【典例1】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。【典例1】植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。请回答下列

(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。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。 (3)微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使用可诱导试

(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。 (5)据上图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光

[解题思路]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。[答案](1)遗传性状快遗传信息(2)微生物(3)生根细胞分裂素2,4－D(4)逐渐减小先增加后下降不能(5)降低 [解题思路]植物组织培养技术是利用植物细胞全能性的原[答案►考点对应练

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()B

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。►考点对应练()B 解析：虽然培养基中没有激素，但幼苗叶片本考点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。(3)DNA＋二苯胺蓝色(用于DNA的鉴定)。考点DNA的粗提取与鉴定 1.实验原理(3)DNA＋二苯胺步骤具体措施分析选材、制备鸡血细胞液鸡血＋柠檬酸钠用离心机离心，再放冰箱内静置鸡血红细胞、白细胞都具有细胞核，含大量DNA；柠檬酸钠(抗凝剂)使血液分层，血细胞处于底部提取血细胞核物质①鸡血细胞液＋蒸馏水，快速沿一个方向搅拌5min②纱布过滤①血细胞吸水涨破，快速搅拌加速血细胞破裂②过滤得到含染色质的滤液，滤出细胞膜、细胞器等破碎结构溶解DNA①滤液＋2mol/L的NaCl溶液40mL(搅拌)②纱布过滤不溶杂质高盐溶液溶解DNA，去除不溶于高盐溶液的杂质2.实验流程步骤具体措施分析选材、制备鸡血＋柠檬酸钠用离心鸡血红细胞、白步骤具体措施分析析出含DNA 的黏稠物溶液＋蒸馏水，轻轻搅拌，析出丝状物(直至不再增加为止)NaCl溶液相当于被稀释到0.14mol/L，这一浓度下DNA的溶解度最低，所以DNA析出过滤多层纱布过滤得到含DNA的黏稠物DNA黏稠 物再溶解2mol/LNaCl溶液20mL＋上述黏稠物→溶解高盐溶液溶解DNA，再次去除不溶于高盐溶液的杂质过滤用2层纱布过滤滤液中含DNA，去除不溶杂质

提取含杂质较少的DNA上述滤液＋冷却的95%酒精50mL析出DNA，去除溶于95%冷酒精的杂质DNA鉴定丝状物＋0.015mol/LNaCl溶液5mL＋二苯胺(现配)4mL，沸水浴5min，对照组不加丝状物①试管1和试管2的自变量是有无丝状物，因变量为有无浅蓝色出现②0.015mol/LNaCl溶液溶解DNA续表步骤具体措施分析析出含DNA溶液＋蒸馏水，轻轻搅NaCl3.实验关键(1)取材不能用哺乳动物的血细胞(由于其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。3.实验关键(1)取材不能用哺乳动物的血细胞(由于其成熟红细(4)2次加蒸馏水①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)。②第二次加蒸馏水是为了稀释NaCl溶液，析出DNA。(5)3个浓度的NaCl溶液①2mol/LNaCl溶液，为了溶解DNA，使DNA与蛋白质分离。②一个是0.14mol/LNaCl溶液，为了析出DNA。③0.015mol/LNaCl溶液，目的是为了溶解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)2次加蒸馏水①第一次加蒸馏水是为了使血细胞吸水膨胀破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。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【典例2】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【典例2】下列关于DNA粗提取与鉴定的说法正确的是() A

[解题思路]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 [解题思路]DNA在0.14mol/L的NaCl►考点对应练

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()B

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。►考点对应练的作用分别是()B A．稀释血液、冲洗样品考点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。考点蛋白质的提取和分离(以血红蛋白的提取和分离为例) 1.样分离的 种类相对分子质量直径大小运动方式运动速度运动路程洗脱次序大分子 物质大大于凝胶颗粒空隙垂直向下 的运动较快较短先小分子 物质小小于凝胶颗粒空隙垂直向下、 无规则扩 散的运动较慢较长后

(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)。分离的相对分直径大小运动方式运动运动洗脱大分子大大于凝胶垂直项目DNA粗提取与鉴定血红蛋白的提取与分离材料选择鸡血细胞等含DNA丰富的生物组织哺乳动物成熟的红细胞破碎细胞方式①动物细胞：吸水涨破②植物细胞：洗涤剂、食盐搅拌研磨等加蒸馏水和甲苯搅拌去除杂质方式①用不同浓度的NaCl溶液处理②用酒精处理③用蛋白酶处理等①透析处理②纯化处理鉴定方式二苯胺，沸水浴SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定相对分子质量DNA与血红蛋白的提取和分离过程比较项目DNA粗提取与鉴定血红蛋白的提取与分离材料选择鸡血细胞【典例3】(2011

年南京一模)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【典例3】(2011年南京一模)下列关于DNA和血红蛋

[解题思路]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 [解题思路]猪红细胞中没有细胞核，只能用于蛋白质的提取[答►考点对应练

3．在血红蛋白的整个提取过程中，不断用磷酸缓冲液处理的目的是()D

A.防止血红蛋白被O2

氧化 B.血红蛋白是一种碱性物质，需要酸中和 C.磷酸缓冲液会加速血红蛋白的提取过程 D.让血红蛋白处在稳定的pH范围内，维持其结构和功能

解析：利用磷酸缓冲液模拟细胞内的pH环境，保证血红蛋白的正常结构和功能，便于分离观察和研究。►考点对应练的目的是()D A.防止血红蛋白被O2氧化考点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。考点PCR反应的过程及结果 1．过程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。2.结果(1)PCR一般要经历三十多次循环，每次循环都包括细胞内DNA复制PCR不同点解旋在解旋酶作用下边解旋边复制80℃～100℃高温解旋，双链完全分开酶DNA解旋酶、DNA聚合酶TaqDNA聚合酶引物RNADNA或RNA温度体内温和条件高温相同点①需提供DNA复制的模板②四种脱氧核苷酸作原料③子链延伸的方向都是从5′端到3′端3.细胞内DNA复制与PCR技术的比较细胞内DNA复制PCR不解旋在解旋酶作用下边解旋边80

【典例4】(2011

年韶关模拟)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：使模板DNA变性、解链→复性(引物与DNA模板链结合)→引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。下列有关PCR过程的叙述中不正确的是()

A．变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现 B．复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成 C．延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸 D．PCR与细胞内DNA复制相比，所需要酶的最适温度较高 【典例4】(2011年韶关模拟)多聚酶链式反应(PCR)

[解题思路]变性的目的是破坏DNA分子内碱基对之间的氢键，让DNA解链，在体内可在解旋酶的作用下进行，体外则是高温；引物是脱氧核苷酸小片段，在复性时，能与DNA模板链结合；延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种脱氧核糖核苷酸；PCR

是体外的DNA复制，需要高温才能让DNA解旋，所以要求酶的最适温度较高。[答案]C [解题思路]变性的目的是破坏DNA分子内碱基对之间的氢[►考点对应练

4．PCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水使用前必须进行的关键步骤是()C

A.反复洗涤 B．加热消毒 C.高压灭菌 D．在－20℃储存

解析：通过对PCR实验中所用仪器和试剂进行高压灭菌，可以避免外源DNA等因素的污染。►考点对应练水使用前必须进行的关键步骤是()C A.反复洗涤1．(2012年惠州三调)下列有关生物实验材料的选用正确的是()B

A.观察线粒体时可用榕树叶肉细胞代替口腔上皮细胞 B.提取DNA时可以用花椰菜也可以用鸡血 C.西瓜汁中无还原性糖，不能代替梨汁做还原性糖的鉴定 D.用样方法调查种群密度时可以用蔓生的紫藤作调查对象

解析：榕树叶肉细胞有颜色，不能用于观察线粒体；西瓜汁中有颜色，不能代替梨汁做还原性糖的鉴定；蔓生的紫藤难以计数。1．(2012年惠州三调)下列有关生物实验材料的选用正确的2．(2011年广东)以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是()D

A.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