高考生物大一轮复习55植物组织培养技术及学案687.pdf

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1、第 1 页 植物组织培养技术及 DNA 与蛋白质技术 考纲要求 1.植物组织培养技术应用。2.DNA 粗提取与鉴定。一、植物组织培养 1脱分化：由_植物组织或细胞产生_过程。2愈伤组织：细胞排列_而无规那么，是一种_呈_。3 再分化：脱分化产生_继续培养，重新分化出_与_等器官过程。4植物组织培养理论根底：植物细胞_。5 根 本 过 程：离 体 植 物 组 织 脱分化_ 再分化_移栽成活 二、DNA 粗提取与鉴定 1 提取原理：(1)利用 DNA 与蛋白质等其他成分在不同浓度_中溶解度不同进展别离。在 2 mol/L 该溶液中_溶解而_析出，在 0.14 mol/L 溶液中_溶解而_析出。(2

2、)DNA 不溶于酒 精，而_等杂质分子溶于酒精。2鉴定原理：在沸水浴条件下，DNA 遇_试剂会被染成_。三、多聚酶链式反响扩增 DNA 片段 1PCR 技术原理：利用了_原理。通过控制_来控制第 2 页 DNA 双链解聚与结合。2PCR 反响条件：一定_，DNA 模板，分别与两条模板链相结合两种_，四种_，耐热_，同时控制_使 DNA 复制在体外反复进展。想一想 细胞内 DNA 复制与细胞外 DNA 复制必需酶是什么酶？四、血红蛋白提取与别离 1别离方法_法与电泳法。2纯度鉴定一般用_方法对血红蛋白进展纯度鉴定。探究点一 植物组织培养 1填表比拟花粉植株产生与植物茎组织培养 菊花茎组织培养 月

3、季花药培养 理 论 依据 细胞_ 根 本 过程 脱分化、再分化 影 响 因素 选材、营养、_、pH、温度、光照等 材 料 选取 未开花植株茎上部新萌生侧枝 通常选择完全未开放_ 光 照 状况 每日用日光灯照 12h 开场_光照，幼小植株形成后_光照 第 3 页 操 作 流程 制 备MS固 体 培 养 基_ 消 毒 接 种_移栽栽培 选材材料消毒接种与培养_与诱导移栽栽培选育 结果 _植株 _植株 2.生长素与细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化与再分化关键性激素，其作用及特点如下表，请补充完整。激素使用 实验结果 使 用 顺 序 先生长素后细胞分裂素 有利于细胞_ 先细胞分裂素后生长素 细胞_ 生

4、长素与细胞分裂素 同时使用 分化频率 _ 生长素用 量与细胞 分裂素用 量比例 该比值高时 利于_分化，抑制_形成 该比值低时 利于_分化，抑制_形成 该比值适中时 促进_生长 思维拓展 第 4 页 1实验操作中应注意几个问题：(1)材料选取：菊花组织培养实验中，应选择未开花植株茎上部新萌生侧枝；月季花药培养实验中，应选择花粉发育过程中单核靠边期花药进展培养。(2)外植体消毒：所用消毒剂为体积分数为 70%酒精与质量分数为 0.1%氯化汞溶液，所使用清洗液是无菌水。(3)培养过程：在初期，菊花组织培养需光照，月季花药培养不需光照，而在后期均需光照。2花药培养过程中，确定花粉发育时期可进展镜检，

5、镜检前染色处理，染色方法有醋酸洋红法与焙花青铬矾法两种，后者能将花粉细胞染成蓝黑色。探究例如 1 以下关于植物组织培养表达，错误是()A培养基中添加蔗糖目是提供营养与调节渗透压 B培养基中生长素与细胞分裂素影响愈伤组织生长与分化 C离体器官或组织细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织 D同一株绿色开花植物不同部位细胞经培养获得愈伤组织基因一样 听课记录：探究点二 DNA 粗提取与鉴定 1简述 DNA 粗提取与鉴定根本原理。2完成该实验实验步骤与鉴定图表：(1)步骤：提取血细胞核物质(_涨破)溶解(2 mol/LNaCl)过滤(除杂质)析出(滴蒸馏水，降 NaCl 浓度至_ mol/L)过滤再溶解

6、(_ mol/LNaCl)过滤进一步提纯(体积分数为_冷却酒精)鉴定。第 5 页(2)鉴定 比拟 参加物质 结果 图示 实 验 组 均参加：_ mL 二苯胺试剂 _ mol/L NaCl溶液 5 mL 丝 状物(DNA)溶液 逐渐 _ 对 照 组 _ _ 思维拓展 1本实验用鸡血细胞作实验材料，不能用哺乳动物成熟红细胞，原因是哺乳动物成熟红细胞内无细胞核，但它可以作为血红蛋白提取与制备细胞膜理想材料。2实验过程中两次用到蒸馏水，第一次目是使成熟鸡血细胞涨破释放出 DNA，第二次目是稀释 NaCl 溶液，使 DNA 从溶液中析出。3预冷酒精溶液具有以下优点：(1)抑制核酸水解酶活性，防止 DNA

7、被降解。(2)降低分子运动；易于形成沉淀析出。(3)低温有利于增加DNA 分子柔韧性，减少断裂。探究例如 2(2021江苏卷，19)在利用鸡血进展“DNA 粗提取与第 6 页 鉴定实验中，相关表达正确是()A用蒸馏水将 NaCl 溶液浓度调至 0.14 mol/L，滤去析出物 B调节 NaCl 溶液浓度或参加木瓜蛋白酶，都可以去除局部杂质 C将丝状物溶解在 2 mol/LNaCl 溶液中，参加二苯胺试剂即呈蓝色 D用菜花替代允鸡血作为实验材料，其实验操作步骤一样 听课记录：探究点三 PCR 扩增技术 1简述 PCR 原理。2补充完整 PCR 反响过程(1)_：当温度上升到 90以上时，双链 D

8、NA 解聚为单链，如以下图：(2)_：温度下降到 50左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链 DNA 结合，如以下图：(3)_：温度上升到 72左右，溶液中四种脱氧核苷酸(A，T，C，G)在_作用下，根据_原那么合成新 DNA 链，如以下图：思维拓展 1DNA 复制需要引物原因：DNA 聚合酶不能从头开场合成 DNA，而只能从 3端延伸 DNA 链。2PCR 结果：(1)PCR 一般要经历三十屡次循环，每次循环都包括变性、复性、延伸三步。(2)两引物之间固定长度 DNA 序列呈指数扩增。第 7 页 3细胞内 DNA 复制与 PCR 技术比拟 细胞内 DNA 复制 PCR 不 同 点 解旋 在

9、解旋酶作用下边解旋边复制 80100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 RNA DNA 或 RNA 温度 体内温与条件 高温 相 同 点 需提供 DNA 复制模板；四种脱氧核苷酸作原料；子链延伸方向都是从 5端到 3端 探究例如 3 近十年来，PCR 技术(多聚酶链式反响)成为分子生物学实验室里一种常规手段，其原理是利用 DNA 半保存复制，在试管中进展 DNA 人工复制(如图)，在很短时间内，将 DNA 扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验所需要遗传物质不再受限于活生物体。(1)加热使 DNA 双链翻开，这一步是翻开_键，称为_，细胞中是在_作

10、用下使此键断裂。(2)当温度降低时，引物与模板_端结合，在 DNA 聚合酶作用下，引物沿模板延伸，最终合成2个DNA分子，此过程中原料是_，遵循原那么是_。(3)PCR 技术必要条件，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少还需要第 8 页 三个条件，即：液体环境、适宜_与_。(4)以下图为某一次循环产物，请据图答复以下问题。PCR 一般要经历三十屡次循环，每次循环可分为_、_、_三个步骤。DNA 羟基(OH)末端称为_，图中所示羟基端为_。(填字母)以引物为标记，可判断出此产物最早为第_次循环产物。探究点四 血红蛋白提取与别离 掌握血红蛋白提取与别离操作，完成以下填空：1方法与原理 方法 原理

11、_ 根据相对分子质量大小别离蛋白质 _ 各种分子带电性质差异以及分子本身大小、形状不同 样品处理 离心去除血清释放血红蛋白 别离血红蛋白 粗别离透析(去除小分子杂质)_凝胶色谱法进展别离与纯化 纯度鉴定SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定相对分子量 思维拓展 第 9 页 1凝胶色谱操作：包括凝胶色谱柱制作、凝胶色谱柱装填、样品参加与洗脱。考前须知如下：(1)为了加快干凝胶膨胀，可将参加洗脱液湿凝胶用沸水浴加热，通常只需 12 h，还可除去凝胶中可能带有微生物，排除胶粒内空气。(2)在色谱柱中填凝胶时候要 尽量严密，以降低凝胶颗粒之间空隙。在装填凝胶柱时，不得有气泡存在，因为气泡会搅乱洗脱液中蛋白质洗

12、脱次序，降低别离效果。在凝胶色谱操作过程中，不能发生洗脱液流干，露出凝胶颗粒现象。一旦发生上述两种情况，凝胶色谱柱需要重新装填。(3)滴加样品时，吸管管口贴着管壁环绕移动加样，不要破坏凝胶面。2检测血红蛋白别离是否成功方法：如果凝胶色谱柱装填得很成功、别离操作也正确话，能清楚地看到血红蛋白红色区带均匀、狭窄、平整，随着洗脱液缓慢流出；如果红色区带歪曲、散乱、变宽，说明别离效果不好，这与凝胶色谱柱装填有关。探究例如 4(2021淮安模拟)红细胞含有大量血红蛋白，红细胞机能主要是由血红蛋白完成，血红蛋白主要功能是携带 O2或 CO2，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物血液进展实验，来提取与别离血

13、红蛋白。请答复以下有关问题：(1)血红蛋白提取与别离程序可分为四步：_、_、_与_。(2)实验前取新鲜血液，要切记在采血容器中预先参加柠檬酸钠，取血回来，马上进展离心，收集血红蛋白溶液。第 10 页 参加柠檬酸钠目是_。在样品处理中包括红细胞洗涤、_、别离血红蛋白溶液、透析。洗涤红细胞目是_，你如何知道红细胞已洗涤干净？_。别 离 红 细 胞 时 对 离 心 速 度 与 离 心 时 间 要 求 是_ _。假 设 离 心 速 度 过 高 与 时 间 过 长 结 果 会 怎 样？_ _。(3)收集血红蛋白溶液在透析袋中透析，这就是样品粗别离。透析目是_。透析原理是_。第 11 页(4)然后通过凝胶

14、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展纯度鉴定。样品纯化目是_。血红蛋白有什么特点？这一特点对进展蛋白质别离有什么意义？_ _。题组一 植物组织培养 1以下有关菊花组织培养说法正确是()A需要有三种培养基，其营养成分中碳源应该是无机碳源 B要用高压蒸汽灭菌法对培养基进展灭菌，即在 100下保持 15分钟 C在培养过程中要先让愈伤组织生根后再使其生芽 D用酒精对外植体进展消毒时，持续时间不能太长 2植物组织培养依据原理、培养过程顺序及诱导植物激素分别是()细胞全能性 离体植物器官、组织或细胞 根、芽 生长素与细胞分裂素 生长素与乙烯 愈伤组织 再分化 脱分化 植物体 A、B

15、、C、D、第 12 页 3(2021镇江调研)为提高玉米产量，科学家在育种与栽培中进展研究。如图是关于玉米培养过程，请答复：(1)取茎尖进展组织培养，发育成植株 D，取 D 花药培养成幼苗，经秋水仙素处理后发育成为植株 G。从细胞分裂方式上分析，EF 过程中进展了_分裂；从育种方式上分析，DG 属于_育种。(2)D 植株上小孢子母细胞形成精子所经历分裂方式是_。在该过程中，首先要经过“四分体时期，这里“四分体是指_；在其后某个时期对离体刺激最敏感，一般来说在_期，花药培养成功率最高。(3)之所以选取茎尖放入 A 瓶中培养，是因为_、_，如果选取 D 植株茎切段放入 A 瓶培养，首先要进展_，一

16、般是用流水冲洗_min，无菌吸水纸吸干后再放入体积分数为 70%酒精中摇动 23 次，持续_s，立即取出，在无菌水中冲洗并用无菌吸水纸吸干，再放入质量分数为 0.1%氯化汞溶液中_min，取出后在_中清洗 3 次，以_。(4)离体植物组织与细胞，对营养、环境条件要求相对特殊，需要配置适宜培养基，A 瓶中常用一种培养基是_，其主要成分包括_、_、_及蔗糖等，同时还要添加植物激素，_与_是启动细胞分裂、脱分化、再分化关键性激素。另外，_、_、_等条件也很重要。(5)C 与 F 试 管 苗 不 能 直 接 栽 培 到 大 田 中，移 栽 之 前 要第 13 页 _。题组二 DNA 粗提取与鉴定及 P

17、CR 扩增技术 4(2021徐州调研)如图为“DNA 粗提取与鉴定实验相关操作。这些操作目正确是()A是洗涤红细胞，去除血细胞外表杂质 B是溶解 DNA，去除不溶于酒精杂质 C溶解 DNA，去除不溶于 2 mol/L NaCl 溶液杂质 D稀释 NaCl 溶液，去除不溶于低浓度 NaCl 溶液杂质 5要使 PCR 反响在体外条件下顺利地进展，需要严格控制()A氧气浓度 B酸碱度 C温度 D大气湿度 6DNA 在 NaCl 溶液中溶解度有二重性，随着 NaCl 溶液浓度变化而变化。(1)请在以下浓度 NaCl 溶液中，选出能使 DNA 析出最彻底一种与溶解度最高一种()A0.14 mol/L B

18、2 mol/L C0.15 mol/L D0.3 mol/L(2)DNA 不溶于酒精，但细胞中某些物质却可以溶于酒精溶液，利用这一原理可以_，可以推测溶于酒精物质中可能有_。(3)利用 DNA 遇_呈蓝色特性，将该物质作为鉴定_试剂。第 14 页 题组三 血红蛋白提取与别离 7(2021广东卷，5)以下关于猪血红蛋白提纯描述，不正确是()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与细胞核，提纯时杂蛋白较少 C血红蛋白颜色可用于凝胶色谱法别离过程监测 D在凝胶色谱法别离过程中，血红蛋白比分子量较小杂蛋白移动慢 8.凝胶色谱技术是二十世纪六十年代初开展起来一种快速而又

19、简单别离技术，由于设备简单、操作方便，不需要有机溶剂，对高分子物质有很好别离效果，目前已经被广泛应用于多个领域，请答复：(1)a、b 均为蛋白质分子，其中先从层析柱中洗脱出来是_，原因是_ _。(2)假设选用SephadexG100，那么G表示_ _。(3)通过凝胶色谱法可将从红细胞中别离出血红蛋白样品进一步_，在血红蛋白提取与别离实验中有以下操作，试答复：实 验 时 要 对 采 集 到 血 液 中 红 细 胞 进 展 洗 涤，洗 涤 目 是_。第 15 页 在_作用下，红细胞会破裂释放出血红蛋白。将释放出血红蛋白收集到透析袋中透析，这是样品_，而透析目是_。实 验 最 后 经 过SDS 聚

20、丙 烯 酰 胺 凝 胶 电 泳 进 展_ _。(4)装填凝胶色谱柱时，要注意色谱柱内不能有气泡存在，一旦发现气泡必须重装。这是因为_ _。学案 55 植物组织培养技术及 DNA 与蛋白质技术 课前准备区 一、1.高度分化 愈伤组织 2疏松 高度液泡化 无定形状态 薄壁细胞 5愈伤组织 丛芽 生根 二、1.(1)NaCl 溶液 DNA 蛋白质 蛋白质 DNA(2)蛋白质 2二苯胺 蓝色 第 16 页 三、1.DNA 热变性 温度 2.缓冲液 引物 脱氧核苷酸 DNA 聚合酶 温度 想一想 DNA 聚合酶 四、1.凝胶色谱 2.SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳 课堂活动区 探究点一 1全能性 激素 花蕾

21、不需 才需 外植体 培养 筛选 正常 单倍体 2分裂 既分裂也分化 提高 根 芽 芽 根 愈伤组织 探究例如 1 D 培养基中参加蔗糖目一方面可以提供营养，另一方面可以调节渗透压；在整个组织培养过程中影响再分化关键是生长素与细胞分裂素使用比例与使用顺序；组织培养过程中第一个关键环节是脱分化，从而形成愈伤组织；组织培养对象既可以是体细胞也可以是生殖细胞，因此获得愈伤组织基因组成不一定一样。错误!探究点二 1(1)DNA 在不同浓度 NaCl 溶液中溶解度不同，在 0.14 mol/L 溶液中溶解度最低；(2)DNA 不溶于酒精；(3)DNA 不被蛋白酶所水解；(4)DNA 可被二苯胺染成蓝色。2

22、(1)蒸馏水 0.14 2 95%(2)4 2 变蓝 不变蓝 探究例如 2 B 在物质量浓度为 0.14 mol/LNaCl 溶液中，DNA第 17 页 溶解度最低，DNA 存在于析出物中，故不能滤去析出物，A 项错误；利用 DNA 与 RNA、蛋白质与脂质等在物理与化学性质方面差异，进展相应操作，可在实验中去除局部杂质，B 项正确；进展 DNA 鉴定时，参加二苯胺试剂后再经沸水浴才能出现蓝色，C 项错误；用菜花作为实验材料时，要参加一定洗涤剂与食盐，进展充分搅拌与研磨，过滤后收集研磨液，D 项错误。探究点三 1PCR 反响需要在一定缓冲溶液中才能进展，需提供：DNA 模板，分别与两条模板链相

23、结合两种引物，四种脱氧核苷酸，耐热 DNA 聚合酶，同时通过控制温度使 DNA 复制在体外反复进展。2(1)变性(2)复性(3)延伸 DNA 聚合酶 碱基互补配对 探究例如 3(1)氢 解旋 解旋酶(2)3 四种脱氧核苷酸 碱基互补配对原那么 (3)温度 酸碱度(4)变性 复性 延伸 3端 A、D 一 解析(1)PCR 技术利用热变性原理使 DNA 双链间氢键断裂，称为解旋，而细胞中是在解旋酶作用下使氢键断裂。(2)PCR 技术扩增 DNA与细胞内 DNA 复制所需原料一样，为四种脱氧核苷酸，遵循原那么是碱基互补配对原那么。引物与模板 3端结合后，DNA 聚合酶才发挥作用。(3)PCR 技术与

24、体内 DNA 复制不完全一样，除了需要模板、原料、ATP、酶以外，至少还需要液体环境(稳定缓冲液环境)，每一步骤需要适宜温度及酸碱度。(4)PCR 每一轮循环包括变性、复性与延伸三步，从第二轮循环开场，每次循环产物也作为模板参与反响。第 18 页 DNA 两条链是反向平行，为了明确地表示 DNA 方向，通常将 DNA羟基(OH)末端称为 3端，而磷酸基团末端称为 5端。DNA 聚合酶不能从头合成 DNA，只能从 3端延伸 DNA 链。因此 DNA 复制需要引物，当引物与 DNA 母链通过碱基互补配对结合后，DNA 聚合酶就能从引物3端开场延伸DNA链，DNA合成方向总是从子链5端向 3端延伸。

25、由另一条新合成 DNA 可知，A 端为 3端，B 端为5端，D 端为 3端。在 PCR 反响中，以引物为标记，第一次循环时，以参加 DNA 为模板，两条 DNA 链可分别由引物与引物与其结合并在 DNA 聚合酶作用下延伸，所以形成每个子 DNA 中只有一种引物；从第二次循环开场，上次产生 DNA 分子又可作为模板参与反响，所以会出现 DNA 分子两端均含引物情况，如下图：因此题干中所出现情况是第一次循环产物。探究点四 1凝胶色谱法 电泳法 2红细胞洗涤 蒸馏水涨破 离心处理 纯化 探究例如 4(1)样品处理 粗别离 纯化 纯度鉴定(2)防止血液凝固 血红蛋白释放 去除杂蛋白 离心后上清液没有黄

26、色 低速短时间离心，如 500 r/min 离心 2 min 离心速度过高与时间过长会使白细胞与淋巴细胞一同沉淀，得不到纯洁红细胞，影响后续血红蛋白提取纯度(3)去除相对分子量较小杂质 透析袋能使小分子自由进出，而大分子那么保存在袋内(4)通过凝胶色谱法将相对分子质量大杂蛋白除去 血红蛋白呈现红色，在第 19 页 凝胶色谱别离时可通过观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液，这使血红蛋白别离过程非常直观，大大简化了实验操作。解析 别离提取血红蛋白实验流程大致是样品处理粗别离纯化纯度鉴定四个步骤。柠檬酸钠属于抗凝剂。血红蛋白是红色含铁蛋白质。凝胶色谱法别离蛋白质是依据蛋白质相对分子质量大小来进展。构

27、建知识网络 脱分化 再分化 凝胶色谱法 电泳 二苯胺 变性 延伸 课后练习区 1D 在该过程中，共要配制三种培养基，分别是脱分化培养基、生芽培养基与生根培养基，但这些培养基需要碳源是蔗糖，而不是无机碳；在对培养基进展高压蒸汽灭菌时，要在 121下保持 15 分钟，以便于杀死所有微生物细胞、芽孢与孢子等，100下不能杀死微生物芽孢；在培养过程中要先让愈伤组织生芽后再使其生根；用酒精对外植体进展消毒时，持续时间不能太长，否那么容易杀死外植体细胞。2织培养中，生长素用于诱导细胞分裂与根分化，细胞分裂素主要作用是促进组织细胞分裂或从愈伤组织与器官上分化出不定芽。组织培养过程中，两者协同调控，当生长素含

28、量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化与根原基形成；当生长素含量低于细胞分裂素时，那么主要诱导植物组织再分化与芽原基形成。3(1)有丝 单倍体(2)减数分裂 连在一起四个单倍体细胞 单核(3)其分裂旺盛 更容易表达出全能性 外植体消毒 20 67 第 20 页 12 无菌水 漂净消毒液(4)MS培养基 大量元素 微量元素 有机物 细胞分裂素 生长素 pH 温度 光照(5)先翻开培养瓶封口膜，让试管苗在培养间生长几天，然后用流水清洗掉培养基，移植到消过毒蛭石珍珠岩环境下生活一段时间，等幼苗长成后再移栽到土壤中 4C 5C PCR 利用是 DNA 热变性原理，通过控制温度来控制双链解聚与结合。

29、6(1)AB(2)去除杂质 某些盐类、蛋白质、糖类或其他大分子物质(3)二苯胺 DNA 解析 由实验原理可知，DNA 在 0.14 mol/LNaCl 溶液中溶解度最低，有利于 DNA 析出；DNA 主要存在于染色体上，为了把 DNA 与蛋白质等其他物质分开，采用 DNA 不溶于酒精方法，从而到达去除杂质目；利用 DNA 遇二苯胺(沸水浴)成蓝色特性，可以鉴定 DNA。7D 生理盐水为猪体细胞等渗溶液，所以在洗涤红细胞时，使用生理盐水可维持细胞正常形态，A 项正确；由于哺乳动物成熟红细胞缺少细胞核与各种细胞器，所以提纯时杂蛋白相对较少，B 项正确；如果凝胶色谱柱装填得很成功，别离操作也正确，能清楚地看到血红蛋白红色区带均匀、狭窄、平整，随着洗脱液缓慢流出，所以血红蛋白颜色可用于凝胶色谱法别离过程监测，C 项正确；当相对分子质量不同蛋白质通过凝胶时，相对分子质量较小蛋白质容易进入凝胶内部第 21 页 通道，路程较长，移动速度较慢，后洗脱出来，D 项错误。8(1)a a 相对分子质量大，无法进入凝胶内部通道，只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快(2)凝胶交联程度、膨胀程度及别离范围(3)纯化 去除血浆蛋白 蒸馏水与甲苯 粗提取 去除相对分子质量较小杂质 纯度鉴定(4)气泡会搅乱洗脱液中蛋白质洗脱次序，降低别离效果