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1、第三讲植物组织培养、胡萝卜素和血红蛋白的提取与分离知识点一 植物组织培养1植物组织培养的基本过程离体的植物细 胞、组织、器官脱分化愈伤 组织再分化试管苗移栽植物体2菊花组织培养过程(1)影响植物组织培养的主要因素：选材：一般选择未开花植株的茎上部新生的侧枝。营养供应Error!Error!(2)实验操作过程：制备MS固体培养基：配制好的培养基进行高压蒸汽灭菌：外植体消毒70%酒精 消毒无菌水 清洗0.1%的氯化 汞溶液消毒无菌水 清洗始终在酒精灯火焰旁进行，对接种工具要用火焰灼烧灭菌，将菊花茎段插入培来源:Zxxk.Com接种：养基中时注意不要倒插在 1822 的无菌箱中培养，得到试管苗后进行
2、移栽培养与移栽：3月季的花药培养(1)被子植物的花粉发育过程：花粉母细胞小 孢子母细胞四分体时期单核期双核期花粉粒(2)产生花粉植株的两条途径：(3)影响花药培养的因素：主要因素：材料的选择和培养基的组成。月季花药培养一般选择单核期。知识点二 血红蛋白的提取和分离1方法及原理方法原理凝胶色谱法根据相对分子质量的大小分离蛋白质电泳法各种分子带电性质的差异以及分子本身大小、形状的不同2实验操作程序红细胞的洗涤血红蛋白的释放分离血红蛋白溶液样品处理：粗分离：用透析法除去样品中相对分子质量较小的杂质纯化：用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化用 SDS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
3、血红蛋白 纯度鉴定：进行纯度鉴定2胡萝卜素的提取(1)胡萝卜素性质：不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。(2)实验设计：方法：萃取法，石油醚最适宜作萃取剂。(2)实验流程：胡萝卜粉碎干燥萃取过滤浓缩胡萝卜素(3)鉴定方法：纸层析法。,一、理解运用能力判断下列叙述的正误。(1)菊花组织培养，一般选择开花植株的茎上部新萌生的侧枝()(2)植物激素的浓度可影响细胞分化，但使用的先后顺序及比例不影响组织培养的过程()(3)pH、温度和光照等也影响植物组织培养()(4)确定花粉发育时期的方法有醋酸洋红法和焙花青铬矾法()(5)在剥离花药时，不要损伤花药，否则接种后不能脱分化形成愈伤组织()(6
4、)与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成()(7)月季花药培养时得到的都是单倍体植株()(8)利用凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量小的先洗脱出来()(9)在电泳过程中，蛋白质分子的移动速度，与分子本身的大小和形状无关，而与所带电荷的差异有关()(10)在 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳中，电泳迁移速率完全取决于分子的大小()(11)胡萝卜素的提取应用萃取法()(12)血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测()二、读图析图能力据花药培养产生花粉植株的两种途径示意图回答问题：(1)决定花粉植株产生途径的因素主要是什么？答案：培养基中激素的种类及其浓度配比。(2)诱导花粉植株能否成功的主要
5、因素是什么？答案：材料的选择与培养基的组成。(3)选取什么时期的花药离体培养成功率最高？答案：单核期。(4)确定花粉发育时期的方法有哪些？答案：醋酸洋红法和焙花青铬矾法。理清脉络考点一 菊花的组织培养1原理植物细胞的全能性。2高度分化的细胞全能性表达的条件(1)离体状态。(2)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。(4)无菌、适宜的外界条件。3植物组织培养技术和花药离体培养技术的异同植物组织培养技术花药离体培养技术理论来源:学*科*网依据植物细胞的全能性来源:学#科#网 Z#X#X#K来源:学科网 ZXXK基本过程培养过程均需无菌操作相同点影响因素选材、营养、激素、
6、pH、温度、光照等选材体细胞生殖细胞(精子)不同点生殖方式无性生殖有性生殖典例 1 (2014乐山模考)下图为植物组织培养过程的流程图，以下相关叙述不正确的是( )植物叶片a叶组织块b愈伤组织c有生根发芽能力的胚状结构d人工种子e种苗A上述过程中脱分化发生在步骤 b，在此过程中植物激素发挥了重要作用B再分化发生在步骤 d，是愈伤组织重新分化形成根或芽等器官的过程C从叶组织块到种苗形成的过程利用的原理是植物叶片细胞具有全能性D人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题解析 植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性；再分化发生在步骤 c，为愈伤组织重新分化形成根或芽等器官的过程
7、；植物激素在启动细胞分裂、脱分化和再分化中发挥重要作用。答案 B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：所用消毒剂为体积分数为 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)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。(5)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。生长素和细
8、胞分裂素在组织培养的作用(1)使用顺序不同，结果不同，具体如下：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(2)用量比例不同，结果也不同：的比值Error!Error!生长素用量 细胞分裂素用量针对练习1在植物组织培养再分化阶段中，逐渐改变培养基中植物激素 X 和植物激素 Y 的浓度比，细胞群的变化情况如下图所示。若培养基中植物激素 X 的浓度为 a、植物激素 Y 的浓度为 a0.2，则细胞群分化的结果最可能是试管( )解析：选 C 由图可知，植物激素 X 的浓度小于植物激素 Y 的浓度时，有利于
9、根的分化。考点二 血红蛋白的提取和分离1常用的蛋白质分离方法(1)凝胶色谱法：蛋白质比较相对分子质量大相对分子质量小凝胶内部被排阻在凝胶颗粒外面，迅速通过进入凝胶颗粒内部，被滞留运动方式垂直向下垂直向下和无规则扩散运动运动路程较短较长洗脱次序先流出后流出(2)电泳法原理：在一定 pH 下，一些生物大分子(如多肽、核酸等)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率，从而实现样品中各种分子的分离。2血红蛋白的提取和分离(1)样品的处理Error!Error
10、!(2)粗分离透析(去除小分子杂质)(3)纯化凝胶色谱法进行分离和纯化(4)纯度鉴定SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳典例 2 红细胞中含有大量血红蛋白，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。下列对血红蛋白提取和分离的叙述，错误的是( )A血红蛋白提取和分离一般按照“样品处理粗分离纯化纯度鉴定”的顺序进行B纯化过程中要用生理盐水充分溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液C粗分离时透析的目的是去除相对分子质量较小的杂质D可经 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定解析 蛋白质的提取和分离一般分为 四步：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。提取和分离血红蛋白时，首先通过洗涤红细胞、血红蛋白的
11、释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液，即样品处理；其次通过透析法除去相对分子质量较小的杂质，即样品的粗分离；再次通过凝胶色谱法将相对分子质量较大的杂蛋白除去，即样品纯化，纯化过程中凝胶应用蒸馏水充分溶胀后，配制成凝胶悬浮液，而不是用生理盐水；最后经 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。答案 B“血红蛋白的提取和分离实验”中的注意事项(1)红细胞的洗涤：洗涤次数不能过少，否则无法除去血浆蛋白；要低速、短时离心，否则会使白细胞等一同沉淀，达不到分离的效果。(2)凝胶的预处理：用沸水浴法不但节约时间，而且能除去凝胶中可能带有的微生物，排除胶粒内的气泡。(3)色谱柱的装填：装填时尽量紧密，减小颗粒间隙
12、；无气泡；洗脱液不能断流。(4)色谱柱成功的标志：红色区带均匀一致地移动。针对练习2以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是( )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D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解析：选 D 猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少，是提纯血红蛋白的理想材料。提纯血红蛋白分四步：红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液、透析，其中洗涤红细胞时，要用生理盐水反复洗涤，既要将红细胞洗涤干净，又要不破坏红细胞，然后再用蒸馏水和甲苯使
13、红细胞破裂，释放出血红蛋白。分离提纯血红蛋白时用凝胶色谱法，是根据相对分子质量的大小来分离蛋白质，相对分子质量大的蛋白质移动速度较快；血红蛋白的颜色可用于观察红色区带的移动情况，并据此判断分离效果。考点三 胡萝卜素的提取1胡萝卜素的提取和鉴定(1)提取方法：萃取法，石油醚最适宜作萃取剂。实验流程：胡萝卜粉碎干燥萃取过滤浓缩胡萝卜素。(2)鉴定方法：纸层析法。2三种提取方法的比较提取方法水蒸气蒸馏法压榨法有机溶剂萃取法实验原理利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂获得芳香油方法步骤水蒸气蒸馏分离油层除水过滤石灰水浸泡、漂洗压
14、榨、过滤、静置再次过滤粉碎、干燥萃取、过滤浓缩适用范围适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶液中优点简单易行，便于分离生产成本低，易保持原料原有的结构和功能出油率高，易分离 局限性水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题分离较为困难，出油率相对较低使用的有机溶剂处理不当会影响芳香油的质量 典例 3 (2014内江模考)在植物有效成分的提取过程中，常用萃取法、蒸馏法和压榨法，下列关于这三种方法的叙述错误的是( )A蒸馏法和萃取法都需要水浴加热B压榨法适用于易焦糊原料的提取，如柑橘、柠檬等C萃取法适用
15、范围较广，一般原料颗粒小、萃取温度高、时间长，萃取效果好D蒸馏法适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油解析 蒸馏法适用于提取挥发性强的芳香油，其操作过程中不需要水浴加热，萃 取法需要水浴加热。压榨法适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取。萃取法适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶液中。答案 A提取成分比较 项目 玫瑰精油橘皮精油胡萝卜素性质化学性质稳定、难溶于水、易溶于有机溶剂、能随水蒸气一同蒸馏无色透明、具有橘香味；重要成分为柠檬烯橘黄色结晶，化学性质比较稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂提取方法蒸馏压榨萃取实验流程鲜玫瑰花清水水蒸气蒸馏油水混合物分离油层加入NaCl除水玫瑰加入无水Na2SO4过滤油石灰水浸泡漂洗压榨过滤静置再次过滤橘皮油胡萝卜粉碎干燥萃取过滤浓缩胡萝卜素备注玫瑰花瓣与清水质量比为 14柑橘皮用石灰水浸泡前要干燥，浸泡时间 10 h 以上时间不能太长；萃取剂应具有较高沸点，且不与水温溶针对练习3(2014成都模考)下列关于植物芳香油提取的原料，相应精油的名称及适宜的提取方法不正确的是( )A玫瑰花、玫瑰精油、压榨法B橘皮、橘皮油、压榨法C胡萝卜、胡萝卜素、萃取法D薰衣草茎叶、薰衣草油、蒸馏法解析：选 A 由于玫瑰精油挥发性较强，从玫瑰花中提取玫瑰精油应采用蒸馏法。课堂对点练题组一 植物组织培养1(2011江
