高中生物《植物的组织培养技术》学案1 苏教版选修1.doc

1 专题三 植物的组织培养技术及DNA和蛋白质技术

植物组织培养过程及应用

例1 乙醇等“绿色能源”的开发备受关注。利用玉米秸秆等生产燃料酒精已成为大势所趋。

（1）植物组织培养可实现玉米等的大规模快速繁殖，图解如下，由外植体通过植物组织培养技术培育成完整植物，这项技术利用了

原理，通过组织培养技术进行植物繁育，可以很好地保持亲本的优良性状，原因是 。A、B分别代表 和 ，过程①、②分别表示

和 。

（2）在玉米组织培养过程中，有关说法不正确的是 （ ）

A.培育出的玉米植株个体都是纯合子

B.A细胞全能性最高

C.从外植体到A的过程不需要光照

D.从外植体到完整植株，细胞分裂都是有丝分裂

（3）具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种，对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌，诱变及筛选过程如下：

步骤1：野生菌液体培养一段时间后接受紫外线照射诱变处理。

步骤2：制备选择培养基。在基本培养基的基础上，注意 和 ，加琼脂后灭菌，制成固体平板。

步骤3：将紫外线照射后的菌液稀释涂布平板。

步骤4：根据 筛选出突变菌。

（4）上述步骤2、3和4的依据分别是

。

（5）突变菌往往带有一些特殊的基因。在获得这些基因的过程中，PCR技术相当重要。PCR扩增反应中加入引物和DNA聚合酶的作用分别是什么？

答案 （1）植物细胞全能性 子代遗传物质与亲代相同，不会像有性生殖一样出现性状分离 愈伤组织 胚状体 脱分化再分化

（2）A

（3）添加高浓度蔗糖（或葡萄糖） 调低pH 是否能在选择培养基上生长

（4）提供高糖和酸性环境；获得单菌落；能生长代表该菌落具有耐高糖和耐酸的特性

（5）引物的作用是为DNA聚合酶发挥作用提供位点；DNA聚合酶的作用是从引物3′端开始催化DNA单链的延伸。

蛋白质的提取和分离

例2 红细胞含有大量血红蛋白，红细胞的机能主要是由血红蛋白完成的，血红蛋白的主要功能是携带O2或CO2，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白，请回答下列有关问题：

（1）血红蛋白提取和分离的程序可分为四步： 、 、 和 。 2 （2）实验前取新鲜的血液，要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠，取血回来，马上进行离心，收集血红蛋白溶液。

①加入柠檬酸钠的目的是

。

②以上所述的过程即是样品处理，它包括

、

、收集血红蛋白溶液。

（3）收集的血红蛋白溶液在透析袋中可以经过透析，这就是样品的粗分离。

①透析的目的是 。

②透析的原理是 。

（4）然后通过凝胶色谱法将样品进一步纯化，最后经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。

①样品纯化的目的是

。

②血红蛋白有什么特点？ 。

这一特点对进行蛋白质的分离有什么意义？

。

答案 （1）样品处理 粗分离 纯化 纯度鉴定

（2）①防止血液凝固 ②红细胞的洗涤 血红蛋白的释放

（3）①去除相对分子质量较小的杂质 ②透析袋能使小分子自由进出，而大分子则保留在袋内

（4）①通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去

②血红蛋白呈现红色 在用凝胶色谱法分离时可以通过观察颜色来判断什么时期应该收集洗脱液；这使血红蛋白的分离过程非常直观，大大简化了实验操作

1.如图所示，图Ⅰ为植物组织培养流程图，图Ⅱ为植物组织培养过程的部分示意图，请据图回答：

（1）植物组织培养依据的原理是 。

（2）图Ⅰ中外植体是指从植物 分离出来的。

（3）图Ⅰ中的②和图ⅡA中培养基上的培养物都是由无特定形态与功能的细胞组成，称为 。

（4）图Ⅱ中D培养物已经形成幼体。请根据植物组织培养过程对图Ⅱ重新排序： 。

答案 （1）植物细胞的全能性

（2）器官、组织、细胞、原生质体 （3）愈伤组织 （4）B→A→D→C

2.下图表示在生物体外获取DNA（或目的基因）的两种方式。

3

图一表示经PCR技术扩增获取DNA的过程。PCR是多聚酶链式反应的缩写。PCR方法模仿体内DNA的复制过程，首先使DNA变性（加热至94℃），两条链解开为单链；然后冷却（至55℃）使引物（DNA复制时所需的约20个核苷酸的短链）与单链相应的碱基互补序列结合；再在热稳定DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）作用下进行延伸（加热至72℃），即以4种脱氧核苷酸为原料，在引物的引导下合成与模板互补的DNA新链。如果2条DNA单链各补上一条新链即成2个DNA分子。如此反复循环，DNA以指数形式扩增。上述过程可以在PCR扩增仪中自动完成。图二表示反转录形成DNA的过程。即以mRNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA。请据图分析回答：

（1）图一中的DNA聚合酶的化学本质是

，它与人体内的DNA聚合酶相比具有

特性。

（2）图一A中的DNA解旋过程在人体内可由

催化完成。C过程复制方式的特点是 。

（3）图二E中的碱基互补配对方式与图一C中的不同之处是 。假设图一中的一个模板DNA分子中有800个碱基对，其中含有腺嘌呤600个，若通过PCR技术共消耗周围环境中游离的胞嘧啶脱氧核苷酸6 200个，则该模板DNA在PCR扩增仪中已经复制了 次。

答案 （1）蛋白质 热稳定（或耐高温） （2）解旋酶 半保留复制 （3）E中是U—A，C中是T—A 5

3.（2009年惠州模拟）PCR（多聚酶链式反应）技术是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术，下图表示合成过程，请据图分析回答：

（1）A过程高温使DNA变性解旋，对该过程的原理叙述，正确的是

A.该过程用到耐高温的解旋酶破坏氢键 B.该过程用到限制酶破坏磷酸二酯键

C.该过程不需要解旋酶的作用 D.该过程与人体细胞的过程完全相同

（2）C过程要用到的酶是 。这种酶在高温下仍保持活性，因此在PCR扩增时可以 加入， （需要/不需要）再添加。PCR反应除提供酶外，还需要满足的基本条件有：

。

（3）如果把模板DNA的两条链用15N标记，游离的脱氧核苷酸不做标记，控制“94℃-55℃-72℃”温度循环3次，则在形成的子代DNA中含有15N标记的DNA占 。

（4）如果模板DNA分子共有a个碱基对，其中含有胞嘧啶m个，则该DNA复制10次，需要加入胸腺嘧啶脱氧核苷酸

个。 4 （5）PCR中由碱基错配引起的变异属于

。假设对一个DNA进行扩增，第一次循环时某一条模板链上发生碱基错配，则扩增若干次后检测所用DNA的扩增片段，与原DNA相应片段相同的占

。

答案

（1）C （2）DNA聚合酶 一次 不需要 DNA模板，分别与两条模板链相结合的两种引物，四种脱氧核苷酸，同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行

（3）25% （4）（210-1）（a-m） （5）基因突变 50%