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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
2．菊花组织培养过程
(1)影响植物组织培养的主要因素：
①选材：一般选择未开花植株的茎上部新生的侧枝。
②营养供应
(2)实验操作过程：
：―→―→―→
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
养基中时注意不要倒插
在18～22 ℃的无菌箱中培养，得到试管苗后进行移栽
3．月季的花药培养
(1)被子植物的花粉发育过程：

(2)产生花粉植株的两条途径：
(3)影响花药培养的因素：
①主要因素：材料的选择和培养基的组成。
②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
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，即对血红蛋白
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：
①方法：萃取法，石油醚最适宜作萃取剂。
(2)实验流程：
(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)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
相同点 理论依据 植物细胞的全能性
基本过程 ( http: / / www.21cnjy.com )
影响因素 选材、营养、激素、pH、温度、光照等
不同点 选材 体细胞 生殖细胞(精子)
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 (　　)
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；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， ( http: / / www.21cnjy.com )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
[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a＋0.2，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：
①在一定pH下，一些生物大分子(如多肽、核 ( http: / / www.21cnjy.com )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。
②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
(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；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 ( http: / / www.21cnjy.com )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
①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。
(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 ①水蒸气蒸馏②分离油层③除水过滤 ①石灰水浸泡、漂洗②压榨、过滤、静置③再次过滤 ①粉碎、干燥②萃取、过滤③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 ( http: / / www.21cnjy.com )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除水玫瑰油 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1∶4 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·江苏高考)下列有关植物组织培养的叙述，正确的是(　　)
A．愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞
B．二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株
C．用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子
D．植物耐盐突变体可通过添加适量 NaCl 的培养基培养筛选而获得
解析：选D　愈伤组织是一团排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞，不具有特定的结构和功能。二倍体植株的花粉中只含一个染色体组，培养得到的个体为单倍体，高度不育，其幼苗需用秋水仙素处理后才能稳定遗传；愈伤组织不能用于制备人工种子；在普通培养基中添加适量NaCl制成选择培养基，可用来筛选植物的耐盐突变体。
2．(2012·山东高考)辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。
(1)图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的________和________过程。
[课堂对点练]
题组一　植物组织培养
1．(2011·江苏高考)下列有关植物组织培养的叙述，正确的是(　　)
A．愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞
B．二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株
C．用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子
D．植物耐盐突变体可通过添加适量 NaCl 的培养基培养筛选而获得
解析：选D　愈伤组织是一团排列疏松而无 ( http: / / www.21cnjy.com )规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞，不具有特定的结构和功能。二倍体植株的花粉中只含一个染色体组，培养得到的个体为单倍体，高度不育，其幼苗需用秋水仙素处理后才能稳定遗传；愈伤组织不能用于制备人工种子；在普通培养基中添加适量NaCl制成选择培养基，可用来筛选植物的耐盐突变体。
2．(2012·山东高考)辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。
(1)图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的________和________过程。
(2)图中培养外植体的培养基中常用 ( http: / / www.21cnjy.com )的凝固剂是________。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值________(填“高”或“低”)时，有利于芽的分化。对培养基彻底灭菌时，应采取的灭菌方法是______________________________________________________________。
(3)图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是________。用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是________和纤维素酶。
(4)提取辣椒素过程中，萃取加热时需安装冷凝回流装置，其目的是_________________。
解析：(1)由高度分化的植物组织或 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化，或者叫做去分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。(2)培养基中常用的凝固剂是琼脂。同时使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。生长素和细胞分裂素用量的比值低时，有利于芽的分化；反之则有利于根的分化。培养基应用高压蒸汽灭菌法灭菌。(3)外植体消毒所用酒精的体积分数是70%。用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是果胶酶和纤维素酶。(4)用萃取法提取植物的有效成分时，应安装冷凝回流装置，目的是防止加热时有机溶剂挥发。
答案：(1)脱分化(或去分化)　再分化
(2)琼脂　低　高压蒸汽灭菌
(3)70%　果胶酶
(4)防止有机溶剂的挥发
题组二　血红蛋白的提取与分离
3．下图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置，请回答下列问题：
(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有__________功能。我们通常选用猪、牛、羊等动物的血液进行实验，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。加入柠檬酸钠的目的是________________。
(2)甲装置中，B是血红蛋白溶液，则A是________；乙装置中，C溶液的作用是________。
(3)甲装置用于________，目的是__ ( http: / / www.21cnjy.com )______________________。用乙装置分离蛋白质的方法叫________，是根据________分离蛋白质的有效方法。在操作中加样(下图)的正确顺序是________。
(4)最后经SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳进行________________。
答案：(1)运输　防止血液 ( http: / / www.21cnjy.com )凝固　(2)磷酸缓冲液　洗脱血红蛋白　(3)透析(粗分离)　去除样品中分子量较小的杂质　凝胶色谱法　相对分子质量的大小　④①②③
(4)纯度鉴定
题组三　胡萝卜素的提取
4．(2013·山东高考)胡萝卜素是一种常用的食用色素，可分别从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取获得，流程如下：
(1)筛选产胡萝卜素的酵 ( http: / / www.21cnjy.com )母菌R时，可选用________或平板划线法接种。采用平板划线法接种时需先灼烧接种环，其目的是_________________________________________________。
(2)培养酵母菌R时，培养基中的蔗糖和硝酸盐可分别为酵母菌R的生长提供________和________。
(3)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，干燥过 ( http: / / www.21cnjy.com )程应控制好温度和________以防止胡萝卜素分解；萃取过程中宜采用________方式加热以防止温度过高；萃取液浓缩前需进行过滤，其目的是________________________________________________________________________。
(4)纸层析法可用于鉴定所提取的胡萝卜素。鉴定过程中需用胡萝卜素标准品作为________。
解析：(1)接种微生物的方法主要是稀释 ( http: / / www.21cnjy.com )涂布平板法和平板划线法；为了避免杂菌的污染，接种过程中要进行无菌操作，如对接种环进行灼烧处理。(2)蔗糖可作为碳源，硝酸盐含有氮元素，可作为氮源。(3)温度过高、干燥时间过长会导致胡萝卜素分解；由于萃取剂都是易燃物，直接使用明火加热易引起燃烧、爆炸，故应采用水浴加热。(4)鉴定胡萝卜素时，胡萝卜素标准品主要起一个对照的作用。
答案：(1)稀释涂布平板法(或：稀 ( http: / / www.21cnjy.com )释混合平板法)　灭菌(或：防止杂菌污染)　(2)碳源　氮源　(3)时间　水浴　滤去不溶物　(4)(实验)对照
[课下提能练]
一、选择题
1．植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞分裂、脱分化和再分化的关键性因素。按照不同顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果。若先使用生长素，后使用细胞分裂素，实验结果是(　　)
A．有利于细胞分裂，但细胞不分化
B．细胞既分裂也分化
C．细胞分化频率提高
D．有利于细胞分化，但细胞不分裂
解析：选A　植物组织培养过程中，细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )分裂素和生长素的使用顺序不同，培养的结果不同。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，细胞既分裂也分化；两者同时使用，细胞分化频率提高。
2．(2014·扬州一模)某愈伤组织在如下图甲所示的培养基中培养一段时间后得到如图乙所示的结构，经分析可知该培养基中(　　)
A．细胞分裂素多，生长素少
B．细胞分裂素少，生长素多
C．细胞分裂素和生长素用量相等
D．只有生长素
解析：选B　从图乙中可以看出该培养基有利于生根且抑制芽的形成，所以可推断该培养基中生长素多，细胞分裂素少。
3．下图为利用体细胞诱变育种技术获得抗除草剂白三叶草新品种的过程，下列叙述错误的是(　　)
A．该育种过程所依据的原理有基因突变和植物细胞的全能性
B．过程①和②所涉及的培养基中，不同植物生长调节剂的浓度比例不同
C．白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA和RNA种类相同
D．过程③通常采用的筛选方法是向白三叶草幼苗喷洒除草剂
解析：选C　诱变育种所依据的原理是基因 ( http: / / www.21cnjy.com )突变，植物组织培养所依据的原理是植物细胞的全能性。过程①和②所得到的产物不同，因此培养基中不同植物生长调节剂的浓度比例不同。白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA相同，但RNA种类不完全相同。过程③通常采用的筛选方法是向白三叶草幼苗喷洒除草剂。
4.凝胶色谱技术是六十年代初发 ( http: / / www.21cnjy.com )展起来的一种快速而又简单的分离技术，该技术设备简单、操作方便 ，不需要有机溶剂，且对高分子物质有很高的分离效果。如图是a和b两种蛋白质分子分离的过程，下列相关分析不正确的是(　　)
A. 装填凝胶色谱柱时，色谱柱内不能有气泡存在
B．洗脱时，对洗脱液的流速要求是保持相对稳定
C．洗脱用的液体与浸泡凝胶所用的液体大多不同
D．a和b相比先从层析柱中洗脱出来的是a
解析：选C　色谱柱中有气泡会搅乱洗脱液 ( http: / / www.21cnjy.com )中蛋白质分子的洗脱次序，降低分离效果；洗脱时，对洗脱液的流速要求是保持相对稳定，且洗脱用的液体应与浸泡凝胶所用的液体尽可能相同；相对分子量小的蛋白质分子易进入凝胶内部通道，路程较长，移动速度较慢，而相对分子量较大的蛋白质分子只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快，a的相对分子量较b大，故a和b相比先从层析柱中洗脱出来的是a。
5．胡萝卜素可用于治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病，下图是提取胡萝卜素的实验流程示意图，相关说法正确的是(　　)
→→→→→→
A．图中干燥处理时的温度越高、时间越长越利于胡萝卜素提取
B．图中甲过程表示萃取，此过程用到的有机溶剂具有较低的沸点
C．图中乙过程表示浓缩，浓缩之前进行过滤的目的是除去萃取液中的不溶物
D．只能从植物中提取天然β 胡萝卜素
解析：选C　新鲜胡萝卜素含大量水分，提取时 ( http: / / www.21cnjy.com )应干燥，但要控制干燥时间和温度，若温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解。图中甲是萃取，所用萃取剂应具有较高的沸点，并能充分溶解胡萝卜素。工业生产上，β 胡萝卜素的提取方法主要有三种：一是从植物中提取，二是从岩藻中获得，三是利用微生物发酵生产。
6.
已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种蛋白质分子，其分子大小、电荷的性质和数量情况如右图所示，下列有关蛋白质分离的叙述正确的是(　　)
A．若将样品以2 000 r/min的速度离心10 min，分子戊存在于沉淀中，则分子甲也存在于沉淀中
B．若用凝胶色谱柱分离样品中的蛋白质，则分子甲移动速度最快
C．将样品装入透析袋中透析12 h，若分子乙保留在袋内，则分子丙也保留在袋内
D．若用SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子，则分子甲和分子戊形成的电泳带相距最远
解析：选C　由题图知分子量的 ( http: / / www.21cnjy.com )大小依次为丙>丁>乙>戊>甲，分子甲的分子量小于分子戊，故分子戊存在于沉淀中，分子甲不一定存在于沉淀中；甲的分子量最小，其在凝胶色谱柱中移动时会进入凝胶内部通道，移动速度最慢；透析利用半透膜的半透性可除去分子量较小的杂质，分子乙的分子量小于分子丙，若分子乙保留在透析袋内，则分子丙也一定保留在袋内；SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳时，其电泳迁移率完全取决于分子的大小，分子量相差越大，形成的电泳带相距越远。
7．下图是用除去DNA的滤液进行血红蛋白的提取和分离实验的装置，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．首先用图甲装置对滤液进行处理，其目的是去除相对分子质量较大的杂质
B．图乙装置的试管中收集到的液体中最先出现的是相对分子质量较大的蛋白质
C．用图乙装置分离血红蛋白时，待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，收集流出液，每管收集5 mL，连续收集
D．图丙装置中电泳法分离提纯血红蛋白的原理是血红蛋白带有一定量的电荷，在电场的作用下向一极移动
解析：选A　图甲装置是透析装置，利用半 ( http: / / www.21cnjy.com )透膜的半透性可去除相对分子量较小的杂质；图乙装置表示通过凝胶色谱法分离蛋白质的过程，相对分子质量较大的蛋白质分子被排阻在凝胶颗粒的外面，在颗粒之间迅速通过，故图乙装置的试管中收集到的液体中最先出现的是相对分子质量较大的蛋白质；图丙装置中利用电泳法分离提纯血红蛋白的原理是血红蛋白带有一定量的电荷。
8．为了探究6 BA和IAA对某菊花品 ( http: / / www.21cnjy.com )种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在MS培养基中加入6 BA和IAA，配制成四种培养基(见表)，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(n)，结果如表所示：
培养基编号 浓度/mg·L－1 m/% n/个
6－BA IAA
1 0.5 0 76.7 3.1
2 0.1 77.4 6.1
3 0.2 66.7 5.3
4 0.5 60.0 5.0
根据表格结果分析，下列叙述错误的是(　　)
A．按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为大量元素和微量元素两类
B．在该实验中，自变量是ⅠAA浓度，因变量是再生丛芽外植体的比率及丛芽平均数
C．从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是4号培养基
D．为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入6 BA
解析：选C　按照植物的需求量，培养基中无 ( http: / / www.21cnjy.com )机盐的元素可分为大量元素和微量元素两类。根据表格信息可看出，自变量是ⅠAA浓度(6 BA浓度不变)，因变量是再生丛芽外植体的比率及丛芽平均数。根据实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是1号培养基。生长素多有利于生根，细胞分裂素多有利于长芽，因此为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入6 BA。
二、非选择题
9．某二倍体植物是杂合体，基因型为AaBB，下图表示其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。请据图回答：
(1)X代表的是________，③表示的是________过程，④表示的是诱导________的过程。
(2)图中从花药培养形成完整花粉植株的途径有两条，具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中________的种类及其浓度配比，最后由未成熟花粉培养获得的完整植株都称为________植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有________。
(3)对植株甲进行染色体加倍，才能使其结实产 ( http: / / www.21cnjy.com )生后代(乙)，否则植株甲只能通过________的方式产生后代(丙)。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是________(填“乙”或“丙”)植株。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。
解析：(1)图示中①表示的是该花粉培养过程中的脱分化过程，②表示的是再分化过程，X代表的是胚状体，③表示的是分化过程，④表示的是诱导生根过程。(2)图中从花药形成完整植株的途径有两条，具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中植物激素的种类及其浓度配比。由花粉培育成的植株为单倍体植株，未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有细胞的全能性。(3)对植株甲进行染色体加倍，才能使其结实产生后代(乙)，否则植株甲只能通过无性繁殖的方式产生后代(丙)。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是乙植株。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，原因是要避免微生物的污染。
答案：(1)胚状体　分化(或发育)　生根　(2)植物激素　单倍体　细胞的全能性　(3)无性繁殖　乙　微生物
10．红细胞含有大量血红蛋白，红细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )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和CO2。我们可以选用猪、牛、羊或其他哺乳动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白。根据材料回答下列问题：
(1)实验前取新鲜血液，要在采血器中预先加入柠檬酸钠，取血回来，马上进行破碎离心，收集血红蛋白溶液。加入柠檬酸钠的目的是________________。
(2)在对样品进行处理时，主要包括__ ( http: / / www.21cnjy.com )______、血红蛋白的释放；对样品进行粗分离时主要包括：分离血红蛋白溶液、透析等步骤。其中透析技术的原理是____________________。
(3)同学甲利用琼脂糖凝胶电泳技术，将得 ( http: / / www.21cnjy.com )到的蛋白质进行分离，在电泳过程中，影响蛋白质迁移速度的因素包括蛋白质分子的________、________以及分子的形状等。而加入SDS后，使得蛋白质的迁移率只取决于________________。
(4)下图是同学乙利用样品分离得到的结果，则图中蛋白质分子量最小的是________。
解析：(1)新鲜血液中加入柠檬酸钠 ( http: / / www.21cnjy.com )的目的是防止血液凝固。(2)样品的处理包括红细胞的洗涤、血红蛋白的释放等步骤。分离血红蛋白中所用的透析方法的原理是半透膜的半透性，即小分子可以自由通过，大分子不能自由通过。(3)琼脂糖凝胶电泳时，影响蛋白质迁移速度的因素有蛋白质分子大小、带电性质及分子的形状等。而加入SDS后，使得蛋白质的迁移率只取决于分子的大小。(4)凝胶色谱法分离蛋白质时，洗脱时间最长的蛋白质分子量最小。由图二可看出，丙的洗脱时间最长，分子量应是最小的。
答案：(1)防止血液凝固　(2)红细胞的洗涤　小分子可以自由进出透析袋(半透膜)，而大分子不能通过　(3)大小　带电性质　分子的大小　(4)丙
11．某生物兴趣小组在“蛋白质的提取和分离”实验中，准备从猪的血液中初步提取血红蛋白，设计的“血红蛋白提取、分离流程图”如下：
请回答下列有关问题：
(1)样品处理中红细胞的洗涤要用__ ( http: / / www.21cnjy.com )__________________反复冲洗、离心。向红细胞悬液中加入一定量的低浓度pH＝7.0的缓冲液并充分搅拌，可以破碎红细胞，破碎细胞的原理是________________。
(2)血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是 ( http: / / www.21cnjy.com )______________，若要尽快达到理想的透析效果，可以________________________________(写出一种方法)。
(3)电泳利用了待分离样品中 ( http: / / www.21cnjy.com )各种分子的____________________________________等的差异，而产生不同迁移速度，实现各种分子的分离。
(4)一同学通过血红蛋白醋酸纤维薄膜电泳，观察到正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白电泳结果如图所示。由图可知携带者有______________种血红蛋白，从分子遗传学的角度作出的解释是________________________________________________________________
____________9___________________________________________________________________。
解析：(1)洗涤红细胞所用的溶液是生理盐水 ( http: / / www.21cnjy.com )，根据渗透作用原理，将红细胞置于低渗溶液中，红细胞会吸水涨破，释放出血红蛋白。(2)血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是除去样品中的小分子杂质；可通过增加缓冲液的量或及时更换缓冲液等方法缩短透析时间，尽快达到理想的透析效果。(3)由于各种分子带电性质以及分子大小、形状等的差异，在电泳过程中产生了不同的迁移速度，实现各种分子的分离。(4)根据图示可知，镰刀型细胞贫血症的携带者含有两种血红蛋白，原因是携带者具有(控制血红蛋白的)一对等位基因，分别控制合成两种不同的蛋白质。
答案：(1)生理盐水　渗透原理(当外界溶液浓度低于动物细胞内液浓度时，细胞吸水涨破)
(2)除去小分子杂质　增加缓冲液的量或及时更换缓冲液
(3)带电性质以及分子大小、形状
(4)2　携带者具有(控制血红蛋白的)一对等位基因，可以控制合成两种不同的蛋白质

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