高考生物大一輪復(fù)習(xí) 專題4 生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用課件 新人教版選修1.ppt

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生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用,專題4,植物細(xì)胞的全能性,愈傷組織,試管苗,MS固體培養(yǎng)基,消毒,移栽,4．影響因素 (1)材料的選擇：一般選擇未開(kāi)花植物的莖上部⑦_(dá)_______________，容易誘導(dǎo)⑧______________________。 (2)營(yíng)養(yǎng)的供應(yīng)：常用的培養(yǎng)基是⑨________________，一般需要添加⑩________和?______________兩種植物激素。 (3)溫度、光照、pH：進(jìn)行菊花組織培養(yǎng)，一般將溫度控制在18 ℃～22 ℃，pH控制在5.8左右，并且每日用日光燈照射12 h。 5．植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用 生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素比值高時(shí)，有利于?____________；比值低時(shí)，有利于?______________。,新萌生的側(cè)枝,脫分化和再分化,MS培養(yǎng)基,生長(zhǎng)素,細(xì)胞分裂素,根的分化,芽的分化,全能性,四分體時(shí)期,雙核期,雙受精,胚狀體,愈傷組織,材料的選擇,培養(yǎng)基的組成,單核期,醋酸洋紅法,污染,培養(yǎng)基滅菌,接種,愈傷組織,胚狀體,溫度,轉(zhuǎn)換培養(yǎng)基,多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng),復(fù)制,溫度,緩沖液,兩種引物,Taq DNA聚合酶,90 ℃,氫鍵,兩條單鏈DNA,50 ℃,堿基互補(bǔ)配對(duì),72 ℃,Taq DNA聚合,四種脫氧核苷酸,5′,3′,260 nm,含量,稀釋,測(cè)定,相對(duì)分子質(zhì)量較小,較慢,相對(duì)分子量較大,較短,較快,帶電性質(zhì)的差異,大小,形狀,遷移速度,洗滌,血紅蛋白,透析,凝膠色譜柱的制作,SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳,壓榨法,萃取法,水蒸氣,油層和水層,水中蒸餾,水上蒸餾,水氣蒸餾,有機(jī)溶劑,有機(jī)溶劑,水蒸氣 蒸餾,漂洗,靜置,巖藻,微生物,干燥,萃取,濃縮,一、植物組織培養(yǎng)的過(guò)程 1．植物組織培養(yǎng)的原理及過(guò)程 (1)原理：細(xì)胞的全能性。,植物的組織培養(yǎng)技術(shù),2．影響植物組織培養(yǎng)的因素及成功的關(guān)鍵 (1)影響植物組織培養(yǎng)的因素 ①內(nèi)因：植物的種類，同一種植物材料的年齡、保存時(shí)間的長(zhǎng)短、部位等。,(2)獲得成功的關(guān)鍵 ①植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗逆性差，對(duì)培養(yǎng)條件要求較高。 ②培養(yǎng)材料一旦被微生物污染，就會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。原因是微生物增殖快，生長(zhǎng)迅速，消耗養(yǎng)分多，并產(chǎn)生代謝廢物毒害培養(yǎng)材料。 ③無(wú)菌技術(shù)主要包括對(duì)操作空間、實(shí)驗(yàn)用具、實(shí)驗(yàn)材料以及操作者的消毒滅菌。,3．植物激素在組織培養(yǎng)過(guò)程中的重要作用 生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素，其作用及特點(diǎn)為： (1)在生長(zhǎng)素存在的情況下，細(xì)胞分裂素的作用呈現(xiàn)加強(qiáng)的趨勢(shì)。 (2)使用順序不同，結(jié)果不同，具體如表中所示,4．實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題 (1)材料的選?。壕栈ǖ慕M織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)選擇未開(kāi)花植株的莖上部新萌生的側(cè)枝；月季花藥的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)選擇花粉發(fā)育過(guò)程中的單核靠邊期的花粉進(jìn)行培養(yǎng)。 (2)外植體消毒：所用消毒劑為體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞溶液，所使用的清洗液是無(wú)菌水。 (3)培養(yǎng)過(guò)程：在初期，菊花的組織培養(yǎng)需光照，月季花藥的培養(yǎng)不需光照，而在后期均需光照。,(2013·南京模擬)如圖為某二倍體植株花藥中未成熟的花粉在適宜培養(yǎng)基上形成完整植株的過(guò)程。下列有關(guān)敘述正確的是( ) A．過(guò)程①②表示脫分化，過(guò)程③表示再分化 B．過(guò)程①②需要照光 C．過(guò)程①②③說(shuō)明花粉細(xì)胞具有全能性 D．通過(guò)過(guò)程③獲得的完整植株自交后代不會(huì)發(fā)生性狀分離,解析 A錯(cuò)誤，過(guò)程①表示脫分化，過(guò)程②表示再分化。B錯(cuò)誤，通常幼小植株形成后才需要照光。C正確，通過(guò)過(guò)程①②③，花粉細(xì)胞形成了完整的植株，體現(xiàn)了花粉細(xì)胞的全能性。D錯(cuò)誤，通過(guò)過(guò)程③獲得的完整植株是單倍體，高度不育。 答案 C,下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述中，錯(cuò)誤的是( ) A．培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營(yíng)養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓 B．培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素影響愈傷組織的生長(zhǎng)和分化 C．離體器官或組織的細(xì)胞都必須通過(guò)脫分化才能形成愈傷組織 D．同一株綠色開(kāi)花植物不同部分的細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因相同 【答案】D,【解析】綠色開(kāi)花植物的細(xì)胞有兩種：體細(xì)胞和生殖細(xì)胞，這兩種細(xì)胞所含的核型(基因)是不同的，同一株綠色開(kāi)花植物不同部位的細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因可能不相同。,1．原理：DNA復(fù)制。 2．條件：模板、原料、酶、ATP。 3．場(chǎng)所：體外PCR擴(kuò)增儀。,多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DNA片段,4．方向：DNA復(fù)制的具體過(guò)程涉及DNA雙鏈的方向。DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模瑸榱嗣鞔_地表示DNA的方向，通常將DNA的羥基(－OH)末端稱為3′端，而磷酸基團(tuán)的末端稱為5′端。DNA聚合酶不能從頭開(kāi)始合成DNA，而只能從3′端延伸DNA鏈，因此，DNA復(fù)制需要引物。當(dāng)引物與DNA母鏈通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)結(jié)合后，DNA聚合酶就能從引物的3′端開(kāi)始延伸DNA鏈，因此DNA的合成方向總是從子鏈的5′端向3′端延伸。,5．過(guò)程 (1)變性：當(dāng)溫度上升到90 ℃以上時(shí)，雙鏈DNA解旋為單鏈，如下圖：,,6．檢測(cè)PCR擴(kuò)增結(jié)果 (1)將樣品進(jìn)行50倍稀釋：取2 μL PCR反應(yīng)液，加入98 μL蒸餾水。 (2)以蒸餾水作為空白對(duì)照，在波長(zhǎng)260 nm處，將紫外分光光度計(jì)的讀數(shù)調(diào)節(jié)至零。 (3)將步驟(1)中的DNA稀釋液加入到厚度為1 cm的比色杯中，測(cè)定其在260 nm處的光吸收值(用A260 nm表示)。 (4)根據(jù)下面的公式計(jì)算DNA含量 DNA含量(μg/mL)＝50×A260 nm×稀釋倍數(shù),(1)DNA在260 nm的紫外線波段有一強(qiáng)烈的吸收峰，可以利用DNA的這一特點(diǎn)進(jìn)行DNA含量的測(cè)定。 (2)據(jù)測(cè)定，1 μg/mL的DNA在厚度為1 cm比色杯中，OD260為1相當(dāng)于50 μg/mL的雙鏈DNA。以此為標(biāo)準(zhǔn)，可以計(jì)算出樣品中的DNA濃度。,7．PCR技術(shù)的應(yīng)用 PCR技術(shù)模擬細(xì)胞內(nèi)DNA的復(fù)制過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)某一段DNA的擴(kuò)增。PCR技術(shù)能在幾小時(shí)內(nèi)將極微量的DNA特異性地?cái)U(kuò)增上百萬(wàn)倍，從而有效地解決了因?yàn)闃悠分蠨NA含量太低而難以對(duì)樣品進(jìn)行分析研究的難題，大大提高了對(duì)DNA分子的分析和檢測(cè)能力，被廣泛地應(yīng)用于基因克隆、基因序列分析、遺傳病診斷和古生物學(xué)研究，以及刑偵破案、親子鑒定等諸多方面。,(2014·廣東專家原創(chuàng)卷)(雙選)下列關(guān)于PCR的描述中，不正確的是( ) A．PCR是一種酶促反應(yīng) B．引物決定了擴(kuò)增的特異性 C．?dāng)U增DNA時(shí)需用到解旋酶 D．?dāng)U增的對(duì)象是氨基酸序列,解析 本題考查了PCR技術(shù)的原理。PCR是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)，在高溫條件下，把DNA的雙鏈打開(kāi)，緩慢冷卻后，又重新結(jié)合，需要耐高溫DNA聚合酶，同時(shí)，還需要引物，從引物的3′端連接脫氧核苷酸。PCR擴(kuò)增DNA時(shí)不需要解旋酶，擴(kuò)增對(duì)象是DNA序列。 答案 CD,下列有關(guān)PCR的描述，不正確的是( ) A．PCR技術(shù)的原理是DNA復(fù)制 B．是酶促反應(yīng)，需耐高溫的解旋酶和DNA聚合酶 C．一個(gè)DNA片段經(jīng)PCR擴(kuò)增，可形成2n個(gè)DNA片段(n代表循環(huán)次數(shù)) D．PCR技術(shù)利用了DNA的熱變性來(lái)控制DNA雙鏈的解聚與結(jié)合 【答案】B,【解析】PCR技術(shù)是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)，其以極少量的DNA為模板，以4種脫氧核苷酸為原料，在引物的作用下使DNA聚合酶從引物的3′端連接脫氧核苷酸，短時(shí)間內(nèi)迅速?gòu)?fù)制上百萬(wàn)份的DNA拷貝。PCR技術(shù)利用DNA在不同溫度下變性解聚或復(fù)性結(jié)合的特性來(lái)解旋并結(jié)合引物，不用解旋酶解旋。,1．方法及原理,實(shí)驗(yàn)：血紅蛋白的提取和分離,2．實(shí)驗(yàn)操作程序 (1)樣品的處理 ①紅細(xì)胞的洗滌：除去血漿蛋白等雜質(zhì)，有利于后續(xù)步驟的分離純化。 ②血紅蛋白的釋放：使紅細(xì)胞吸水漲破，血紅蛋白釋放出來(lái)。 ③分離血紅蛋白溶液：經(jīng)過(guò)離心使血紅蛋白和其他雜質(zhì)分離開(kāi)來(lái)，便于下一步對(duì)血紅蛋白的純化。,3．結(jié)果分析與評(píng)價(jià),下列關(guān)于DNA和血紅蛋白的提取與分離實(shí)驗(yàn)的敘述中，錯(cuò)誤的是( ) A．可用蒸餾水漲破細(xì)胞的方法從豬的紅細(xì)胞中提取到DNA和蛋白質(zhì) B．用不同濃度的NaCl溶液反復(fù)溶解與析出DNA，可去除部分雜質(zhì) C．透析法分離蛋白質(zhì)的依據(jù)是利用蛋白質(zhì)不能通過(guò)半透膜的特性 D．進(jìn)一步分離與純化血紅蛋白可用凝膠色譜法、離心法、電泳法等,解析 豬的紅細(xì)胞中沒(méi)有細(xì)胞核，只能用于蛋白質(zhì)的提取和分離實(shí)驗(yàn)中；DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同，低濃度和高濃度都可使DNA溶解，但在0.14 mol/L的NaCl溶液中，溶解度最小，可析出DNA，從而去除部分雜質(zhì)；透析法分離蛋白質(zhì)的依據(jù)是蛋白質(zhì)是大分子物質(zhì)，不能通過(guò)半透膜，從而去除樣品中分子量較小的雜質(zhì)。 答案 A,(雙選)紅細(xì)胞中含有大量的血紅蛋白，我們可以選用豬、牛、羊或其他脊椎動(dòng)物的血液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來(lái)提取和分離血紅蛋白。下列關(guān)于血紅蛋白提取和分離的敘述，錯(cuò)誤的是( ) A．血紅蛋白提取和分離一般按照樣品處理→粗分離→純化→純度鑒定的順序進(jìn)行 B．純化過(guò)程中要用生理鹽水充分溶脹凝膠來(lái)配制凝膠懸浮液 C．粗分離中透析的目的是去除相對(duì)分子質(zhì)量較大的雜質(zhì) D．可經(jīng)SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行純度鑒定 【答案】BC,【解析】蛋白質(zhì)的提取和分離一般分為四步：樣品處理、粗分離、純化和純度鑒定。提取和分離血紅蛋白時(shí)，首先通過(guò)洗滌紅細(xì)胞、血紅蛋白的釋放、離心等操作收集到血紅蛋白溶液，即樣品處理；再通過(guò)透析法除去相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)，即樣品的粗分離；然后通過(guò)凝膠色譜法將相對(duì)分子質(zhì)量較大的雜蛋白除去，即樣品純化，純化過(guò)程中凝膠應(yīng)用蒸餾水充分溶脹后，配制成凝膠懸浮液，而不是用生理鹽水；最后經(jīng)SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行純度鑒定。,1．幾種物質(zhì)的提取方法、原理及步驟,植物有效成分的提取,不同物質(zhì)的提取是根據(jù)其理化性質(zhì)的不同來(lái)進(jìn)行的，因此在提取物質(zhì)時(shí)，應(yīng)先確定該物質(zhì)的理化性質(zhì)，然后再選擇適宜的提取方法進(jìn)行提取。,水蒸汽蒸餾對(duì)于柑橘和檸檬等原料不適用。因?yàn)樗姓麴s會(huì)導(dǎo)致原料焦糊和有效成分水解。,3．用層析法鑒定時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 (1)選擇干凈的濾紙，為防止操作時(shí)濾紙的污染，應(yīng)盡量避免用手直接接觸濾紙，可以戴手套進(jìn)行操作。 (2)點(diǎn)樣時(shí)應(yīng)注意點(diǎn)樣斑點(diǎn)不能太大(直徑應(yīng)小于 0.5 cm)，如果用吹風(fēng)機(jī)吹干，溫度不宜過(guò)高，否則斑點(diǎn)會(huì)變黃。 (3)將點(diǎn)好樣的濾紙卷成筒狀，卷紙時(shí)注意濾紙兩邊不能互相接觸，以免因毛細(xì)管現(xiàn)象導(dǎo)致溶劑沿濾紙兩邊的移動(dòng)加快，使溶劑前沿不齊，影響結(jié)果。,許多植物含有天然香料，如薄荷葉中含有薄荷油。現(xiàn)用薄荷葉提取薄荷油?；卮鹣铝袉?wèn)題： (1)薄荷油是揮發(fā)性物質(zhì)。提取薄荷油時(shí)應(yīng)選用________(填“鮮”或“干”)薄荷葉做原料，其原因是_______ ______________________________________________。 (2)用萃取法提取薄荷油時(shí)，采用的溶劑是______，原理是________________________________________。 (3)用水蒸氣蒸餾法提取薄荷油時(shí)，在油水混合物中加入氯化鈉的作用是________________。常用于分離油層和水層的器皿是______________。分離出的油層中加入無(wú)水硫酸鈉的作用是________，除去固體硫酸鈉的常用方法是________。,解析 本題考查植物芳香油的提取，同時(shí)考查識(shí)記和理解能力及解決實(shí)際問(wèn)題的能力。(2)用萃取法提取薄荷油時(shí)，采用的溶劑是酒精，利用的原理是芳香油易溶于有機(jī)溶劑。(3)用水蒸氣蒸餾法提取薄荷油時(shí)，在油水混合物中加入氯化鈉，可以使薄荷油與水出現(xiàn)明顯的分層，然后用分液漏斗將這兩層分開(kāi)。在分離出的油層中加入無(wú)水硫酸鈉，可以將其中的水分去除，放置過(guò)夜，再通過(guò)過(guò)濾除去固體硫酸鈉，就可以得到薄荷油。 答案 (1)鮮 薄荷油是揮發(fā)性物質(zhì)，鮮薄荷葉才含薄荷油 (2)酒精 薄荷油易溶于有機(jī)溶劑酒精中 (3)使油水混合物分層 分液漏斗 除水 過(guò)濾法,生物組織中有機(jī)物的提取方法有很多種。例如：凝膠色譜法、電泳法、蒸餾法、壓榨法和萃取法等，不同的有機(jī)物提取的方法各有不同。 (1)玫瑰精油稱為“液體黃金”，是世界香料工業(yè)不可取代的原料，提取出的玫瑰精油要求不含有任何添加劑或化學(xué)原料，其提取方法主要是____________________。 (2)杏仁油富含礦物質(zhì)和維生素，是一種質(zhì)地輕柔、高滲透性的保濕劑，主要通過(guò)________法提取。,(3)萃取胡蘿卜素前，要將胡蘿卜徹底粉碎的主要目的是____________________________________________。 (4)血紅蛋白的提取可以采用__________________，該方法主要是利用血紅蛋白的哪一特性將它與其他物質(zhì)分開(kāi)的？________________________。 【答案】 (1)水蒸氣蒸餾法 (2)壓榨 (3)使原料顆粒變小，加大萃取效率 (4)凝膠色譜法 相對(duì)分子質(zhì)量的大小,【解析】 (1)玫瑰精油不能含有任何化學(xué)原料，所以不能用萃取法，而其又具有揮發(fā)性較強(qiáng)等特點(diǎn)，適于水蒸氣蒸餾法。(2)杏仁油的提取原料為種子，一般用于食用應(yīng)采用壓榨法。(3)萃取法的萃取效率在原料相同時(shí)決定于萃取劑的性質(zhì)和使用量，還有接觸面積。(4)血紅蛋白分子大小與成熟紅細(xì)胞中其他成分相差較大。,