高考生物一轮复习 生物技术实践 第4讲 生物技术在其他方面的应用课件 新人教版选修1.ppt

走向高考 生物 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 高考总复习 生物技术实践 选修一 第四讲生物技术在其他方面的应用 选修一 1 从生物材料中提取某些特定的成分 2 植物的组织培养 3 dna和蛋白质的提取和分离技术 4 pcr技术的基本操作和应用 一 植物的组织培养技术1 组织培养过程 脱分化 愈伤组织 再分化 微量元素 植物激素 ms培养基 营养条件 调ph ms固体 灭菌 70 的酒精 0 1 的氯化汞 无菌水 酒精灯 火焰灼烧 不要倒插 无菌箱 四分体时期 双核期 脱分化 愈伤组织 丛芽 材料的选择 培养基的组成 单核 25 光照 幼小植株分开 萼片和花瓣 花药 醋酸洋红 溶解度 0 14mol l 酒精 dna 释放dna 吸水涨破 单向 nacl溶液 dna 冷酒精 二苯胺 沸水浴 蓝色 dna模板 引物 dna聚合酶 三十 变性 延伸 指数 2n 凝胶色谱 分配色谱法 相对分子质量 的大小 带电性质 形状 血红蛋白 透析 较小 凝胶色谱 sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳 水蒸气蒸馏 水蒸气蒸馏 nacl 无水na2so4 压榨 压榨 过滤 不溶于 易溶于 萃取 石油醚 干燥 过滤 纸层析 1 相对分子质量不同的蛋白质在凝胶中的行进过程可表示为 中的哪一种 提示 分子质量较大者先洗脱出来 分子质量较小者后洗脱出来 2 如图所示装置可用于血红蛋白提取 分离的哪种过程 其原理是什么 烧杯内a溶液是蒸馏水吗 提示 该装置为透析装置 由于透析袋是用硝酸纤维素制成的小分子可自由进出 而大分子保留在袋内 故可用于除去小分子杂质 烧杯中的a溶液应为20mmol l 1的磷酸缓冲液 不可使用蒸馏水 答案c 解析洗涤剂可瓦解植物细胞膜 利于释放dna 但不能增加dna在nacl溶液中的溶解度 a项错误 含dna的丝状物应先溶解在物质的量为2mol l的nacl溶液中 再加入二苯胺试剂在沸水浴条件下检测 冷却后观察变成蓝色 b项错误 菜花匀浆中含有多种酶 可影响到dna的提取 c项正确 用玻璃棒缓慢搅拌滤液可使dna分子充分溶解 可提高dna的获得量 d项错误 答案b 解析在烘干胡萝卜时要控制好温度和时间 温度太高 干燥时间太长 会导致胡萝卜素分解 在浓缩前萃取液要进行过滤 除去不溶物 将滤液用蒸馏装置进行蒸馏 蒸发掉有机溶剂 留下浓缩的胡萝卜素提取液 2 图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是 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 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 解析本题以辣椒素的获得途径为情景考查植物的组织培养 从生物材料中获取某些特定成分 酶的应用等基础知识 1 图中 为脱分化 为再分化 2 植物组织培养用的培养基为固体培养基 其中的凝固剂为琼脂 在生长素 细胞分裂素比值低的培养基中 利于芽的分化 对培养基彻底灭菌采用的方法是高压蒸汽灭菌法 3 外植体消毒用的70 的酒精灭菌效果最好 将愈伤组织解离成单细胞所需要的酶是果胶酶和纤维素酶 4 辣椒素是一种易溶于有机溶剂的有机分子 萃取剂易挥发 所以要安装加热冷凝装置 防止有机溶剂的挥发 1 植物组织培养过程比较 植物组织培养技术 2 植物组织培养技术和花药离体培养技术的比较 高考警示 生长素和细胞分裂素在植物组织培养中的作用的判断方法 1 有生长素存在 细胞分裂素的作用呈现加强的趋势 2 使用顺序不同 结果不同 见下表 3 用量比值不同 结果也不同 见下表 1 植物组织培养的原理是植物细胞具有 2 在a过程中 为了有利于嫩枝组织细胞启动细胞分裂形成愈伤组织 常常需要在配制好的培养基中添加 嫩枝组织细胞接种后2 5天时 若发现其边缘局部污染 原因可能是 3 在过程b中 若愈伤组织没有形成根 但分化出了芽 其原因可能是 若要获得更多的愈伤组织 培养基中两种激素的含量应该是 4 切取经光照一段时间后的幼苗芽尖处的组织块 消毒后 接种到诱导再分化的培养基中培养 该培养基中两种植物激素浓度相同 从理论上分析 分化的结果是 原因是 解析 1 植物细胞具有全能性 这是植物组织培养的理论基础 2 植物组织培养过程中 启动细胞分裂和愈伤组织的分化都离不开植物激素 植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂 诱导脱分化和再分化的关键性激素 培养的嫩枝组织细胞边缘发生局部污染 可能是因为嫩枝组织细胞消毒不彻底 3 4 从图乙可知 植物激素的种类及其浓度配比都会影响愈伤组织分化的方向 具体结合图示和题干信息回答即可 答案 1 全能性 2 植物激素嫩枝组织细胞消毒不彻底 3 培养基中生长素较少 细胞分裂素较多细胞分裂素的量中等 生长素较少 4 生根培养基中细胞分裂素与生长素的浓度相等 而经光照后的幼苗芽尖处组织块含较多生长素 因此组织块处的细胞分裂素相对较少 生长素相对较多 故诱导生根 2 若要进行兰花无病毒植株的培育 首先选择兰花的 作为外植体 从外植体到无病毒植株试管苗 要人为控制细胞的 和 过程 3 进行组织培养需配制ms培养基 在该培养基中常需要添加 等激素 欲有利于根的分化 植物激素的用量比例应为 4 不同植物的组织培养除需营养和激素外 等外界条件也很重要 5 无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素 下列各项中使用化学药剂进行消毒的是 采用灼烧方法进行灭菌的是 填序号 培养皿 培养基 实验操作者的双手 三角锥形瓶 接种环 花蕾 解析 1 早期的花药比后期的更容易培养成功 一般来说 在单核期 细胞核由中央移向细胞一侧的时期 花药培养成功率最高 该时期的花药通常存在于完全未开放的花蕾中 2 根尖 茎尖约0 0 1min区域中几乎不含病毒 病毒通过维管系统移动 而分生组织中不存在维管系统 且茎尖分生组织中 代谢活力高 竞争中病毒复制处于劣势 3 生长素与细胞分裂素等植物激素可调节脱分化和再分化 当生长素含量多于细胞分裂素含量时 利于生根 4 植物培养时 除需要营养 激素外 还需要适宜的温度 ph和光照等 5 对实验器具进行灭菌处理 对实验过程中的具有生物活性的材料或用具进行消毒处理 答案 1 单核靠边完全未开放醋酸洋红焙花青 铬矾蓝黑 2 茎尖分生组织脱分化 或去分化 再分化 3 生长素细胞分裂素 两空顺序可以颠倒 生长素多于细胞分裂素 4 ph 温度 光照 5 技巧点拨 植物组织培养操作中应注意的几个问题 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 1 dna与蛋白质在不同nacl溶液中溶解度不同 dna和蛋白质技术 2 比较细胞内dna复制与体外dna扩增 pcr 3 分离dna pcr技术 分离蛋白质三者比较 高考警示 凝胶色谱法和电泳法分离蛋白质的分析 1 凝胶色谱法 只看蛋白质的相对分子质量大小 先洗脱出来的相对分子质量大 2 电泳法 特点 移动速度由多种因素共同决定 包括待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 形状的不同 常用方法 sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳 带电性质和电量主要取决于sds 聚丙烯酰胺凝胶颗粒 分离效果只看蛋白质的相对分子质量大小 a pcr技术是在实验室中以少量dna制备大量dna的技术b 反应中新合成的dna又可以作为下一轮反应的模板c pcr技术中以核糖核苷酸为原料 以指数方式扩增d 应用pcr技术与探针杂交技术可以检测基因突变解析理解pcr技术的原理是解题的关键 pcr技术是人工合成dna的方法 原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸 答案c dna粗提取 第一步 将上述材料分别放入研钵中 各加入15ml研磨液 充分研磨 用两层纱布过滤 取滤液备用 第二步 先向6只小烧杯中分别注入10ml滤液 再加入20ml体积分数为95 的冷酒精溶液 然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌 使絮状物缠绕在玻璃棒上 第三步 取6支试管 分别加入等量的2mol lnacl溶液溶解上述絮状物 dna检测 在上述试管中各加入4ml二苯胺试剂 混合均匀后 置于沸水中加热5min 待试管冷却后比较溶液的颜色深浅 结果如下表 注 越多表示蓝色越深 分析上述实验过程 回答下列问题 1 该探究性实验课题名称是 2 第二步中 缓缓地 搅拌 这是为了减少 3 根据实验结果 得出结论并分析 结论1 与20 相比 相同实验材料在 20 条件下保存 dna的提取量较多 结论2 针对结论1 请提出合理的解释 4 氯仿密度大于水 能使蛋白质变性沉淀 与水和dna均不相溶 且对dna影响极小 为了进一步提高dna纯度 依据氯仿的特性 在dna粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是 然后用体积分数为95 的冷酒精溶液使dna析出 解析 1 题目给出了多种实验材料 以探究不同保存温度对dna提取量的不同影响 因此该实验名称可为 探究不同实验材料和不同保存温度对dna提取量的影响 2 在提取dna时 玻璃棒沿一个方向缓慢搅拌 为了有效提取dna 防止dna分子断裂 3 由表格可见 花菜 辣椒 蒜黄三种不同的实验材料在20 时 dna提取量表现为蒜黄多于花菜 花菜多于辣椒 在 20 结果相同 等质量的不同实验材料 在同一温度下dna提取量不同 或从蒜黄提取的dna量最多 低温下由于dna水解酶的活性减弱 导致dna降解速度慢 从而dna提取量相对较高 4 由于氯仿可使蛋白质变性沉淀 而与dna 水不相溶 对dna结构无影响 因此可将第三步获得的滤液与等量氯仿混合 静置一段时间 蛋白质变性沉淀 而dna溶解于上清液中 从而可吸取上清液 从上清液中提取dna 答案 1 探究不同材料和不同保存温度对dna提取量的影响 2 dna断裂 3 等质量的不同实验材料 在相同的保存温度下 从蒜黄提取的dna量最多 低温抑制了相关酶的活性 dna降解速度慢 4 将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合 静置一段时间 吸取上清液 技巧点拨 dna的粗提取与鉴定实验中的 2 3 4 1 三种提取方法的比较 植物有效成分的提取 2 植物有效成分提取过程的注意事项 1 在玫瑰精油的提取过程中 加入nacl的目的是增加水层的密度 有利于玫瑰油与水分层 加入无水na2so4的目的是吸收精油中残留的水分 2 在提取橘皮精油时 为了提高出油率 需要将柑橘皮干燥去水 并用石灰水浸泡 浸泡时间为10h以上 橘皮要浸透 这样压榨时不会滑脱 且出油率高 过滤时不会堵塞筛眼 3 在胡萝卜素的提取中 原料颗粒的大小 紧密程度 含水量 萃取的温度和时间等条件也能影响萃取 因此在萃取的过程中 要先将萝卜进行粉碎和干燥 使之与萃取剂充分接触 提高溶解度 2 柠檬芳香油的提取常用 法 3 胡萝卜素是 色的结晶 从胡萝卜中提取胡萝卜素常用 法 常用做溶剂的为 填 水溶性有机溶剂 或 水不溶性有机溶剂 解析 1 不同的植物精油的提取方法不同 玫瑰精油稳定性强 难溶于水 用水蒸气蒸馏法提取 2 因为在水中蒸馏会导致原料焦糊和其中的有效成分水解 所以柠檬芳香油的制备一般用压榨法 3 胡萝卜素是脂溶性的 所以能用水不溶性有机溶剂进行萃取 答案 1 水蒸气蒸馏不是玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来 所得到的是油水混合物 2 压榨 3 橘黄萃取水不溶性有机溶剂 1 筛选产胡萝卜素的酵母菌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酶母菌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 鉴定过程中需要用胡萝卜素标准品作为 解析 1 筛选纯化产胡萝卜素的酵母菌r时 可用平板划线法或稀释涂布平板法 接种时需先灼烧接种环 目的是去除上面附着的杂菌 2 微生物的生长需要碳源 氮源 水 无机盐等 蔗糖可提供碳源 硝酸盐可提供氮源 3 提取胡萝卜素时 干燥过程需要控制好温度和时间 防止胡萝卜素分解 萃取过程中易采用水浴方式加热 以防止温度过高 过滤的目的是滤去不溶物 4 鉴定过程需要用胡萝卜素标准品作为对照 答案 1 稀释涂布平板法 或稀释混合平板法 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 思维导图 要点强记1 无论是菊花的组织培养还是月季的花药培养 其理论基础都是植物细胞的全能性 2 植物组织培养包括脱分化和再分化等过程 培养过程除了需要各种营养物质外 还需要植物激素的调节 3 产生花粉植株的途径有两条 一种是花粉通过胚状体阶段发育为植株 另一种是花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织 再将其诱导分化成植株 4 dna在nacl溶液中的溶解度随着nacl溶液浓度的改变而改变 在物质的量浓度为0 14mol l时的溶解度最小 d 材料消毒时需先用酒精浸泡 然后用无菌水中清洗 再用氯化汞或次氯酸钙溶液浸泡 最后再用无菌水冲洗答案b解析一般通过镜检来确定花药中的花粉是否处于适宜的发育期 对材料选择最常用的方法是醋酸洋红法 a 植物组织置于液氮中可防止dna被水解b 本实验运用的原理之一是dna不溶于苯酚c 操作流程图中的a代表 上清液 d 为鉴定a中含有dna 需使用碘液等试剂答案a解析液氮属于低温环境 低温可以防止dna分解 a项正确 dna溶于苯酚而rna不溶 因此苯酚可用来沉淀rna b项错误 dna不溶于酒精 加无水乙醇振荡离心后得到的沉淀物是dna c项错误 二苯胺与dna反应呈蓝色 d项错误 答案c解析用玫瑰花提取精油 根据玫瑰花的干湿情况可采用不同的提取方法 鲜玫瑰花可采用水蒸气蒸馏法 干玫瑰花可使用有机溶剂萃取法 一般不采用压榨法 2 上图中花粉经脱分化产生胚状体还