四川省成都经济技术开发区高考生物 专题4 生物技术在其他方面的应用 选修1.ppt

专题4生物技术在其他方面的应用 要点探究 栏目导航 课前导学 走近高考 一 植物的组织培养技术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 选材 一般选择未开花植株的茎上部新生的侧枝 基础梳理 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 的酒精消毒 无菌水清洗 0 1 的氯化汞溶液消毒 无菌水清洗 3 月季的花药培养 1 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 产生花粉植株的两种途径 3 影响花药培养的因素 主要因素是材料的选择和培养基的组成 花药培养一般选择在初花期 选择的花粉处于发育过程中的单核期 4 实验操作关键 材料的选取 挑选完全未开放的花蕾 确定花粉发育时期最常用方法是醋酸洋红法 接种 灭菌后的花蕾 在无菌条件下除去萼片和花瓣 并立即将花药接种到培养基上 剥离花药时尽量不要损伤花药 培养 温度控制在25 左右 幼小植株形成后才需要光照 如果花药开裂释放出胚状体 就要在花药开裂后尽快将幼小植株分开 二 dna和蛋白质技术1 dna的粗提取与鉴定 1 基本原理 dna在不同浓度的nacl溶液中的溶解度不同 在0 14mol l的nacl溶液中的溶解度最低 dna不溶于酒精溶液 dna在沸水浴条件下可被二苯胺染成蓝色 2 实验设计 材料的选取 选用dna含量相对较高的生物组织 如鸡血 菜花 洋葱等 破碎细胞 以鸡血为例 鸡血细胞 加蒸馏水 用玻璃棒搅拌 用纱布过滤 收集滤液 去除杂质 利用dna在不同浓度的nacl溶液中溶解度不同 通过控制nacl溶液的浓度去除杂质 dna析出 将处理后的溶液过滤 加入与滤液体积相等的 冷却的酒精溶液 体积分数为95 dna的鉴定 dna溶解在2mol l的nacl溶液中 加入4ml的二苯胺试剂 沸水中加热5min 溶液变成蓝色 2 多聚酶链式反应扩增dna片段 1 pcr原理dna的热变性 单链dna 双链dna 2 pcr的反应过程 变性 90 以上时 双链dna解旋为单链 复性 温度下降到50 左右 两种引物通过碱基互补配对方式与两条单链dna结合 延伸 温度上升到72 左右 溶液中的四种脱氧核苷酸在dna聚合酶的作用下 根据碱基互补配对原则合成新的dna链 3 血红蛋白的提取和分离 1 方法及原理 2 实验操作程序样品处理 红细胞的洗涤 血红蛋白的释放 分离血红蛋白溶液 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 纯度鉴定 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 三 植物有效成分的提取1 植物芳香油的提取 1 植物芳香油的主要化学成分 萜类化合物及其衍生物 具有很强的挥发性 提取方法有蒸馏 压榨和萃取等 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 3 鉴定方法 纸层析法 知识导图 植物组织培养技术 问题引领 1 菊花茎的组织培养和月季的花药培养有何异同 2 影响组织培养的因素有哪些 3 组织培养获得成功的关键是什么 1 菊花茎与月季花药组织培养的比较 要点探究 探究点一 2 影响植物组织培养的因素及成功的关键 1 影响因素 内部因素 材料的选取 外部因素 营养成分的种类及配比 植物激素的用量及使用顺序 ph 温度 光照等 2 获得成功的关键 植物组织培养所利用的植物材料体积小 抗逆性差 对培养条件要求较高 培养材料一旦被微生物污染 就会导致实验失败 原因是微生物增殖快 生长迅速 消耗养分多 并产生代谢废物毒害培养材料 无菌技术主要包括对操作空间 实验用具 实验材料以及操作者的消毒灭菌 例1 2011河南五校联考 如图表示菊花的嫩枝和月季的花药离体培养过程 请回答 1 对菊花来说 要选取生长旺盛的嫩枝来进行组织培养 其原因是对月季来说 花粉发育的过程中适宜花粉培养的时期是期 为确定花粉是否处于该时期 最常用的镜检方法是 2 植物组织培养常用的培养基名称为 从物理性质来分为培养基 培养基中都要加入一定的植物激素 在培养过程中 使用激素的顺序和比例都影响细胞的发育 细胞分裂素 生长素的比值 高 低 相当 有利于根的分化 3 两种植物组织培养都需要接种 接种前为确定培养基是否灭菌彻底 检测的方法是 植物组织培养无菌操作应注意 两点 4 月季的花药培养与菊花的嫩枝组织培养不同 从植物产生的途径来说 花粉植株产生的途径除了图中所示外 还可以通过阶段发育而来 这两种发育途径的差别主要取决于 5 图中的b过程都需要 因为愈伤组织形成幼小植物后 植物需要进行光合作用 思维导引 1 植物组织培养的材料选取有何要求 2 影响组织培养的外界因素有哪些 解析 1 植物组织培养应选取生长旺盛 细胞分裂能力强的材料 月季花粉培养适宜选择单核期 可用醋酸洋红法镜检 2 激素的使用顺序和比例都影响细胞的发育 细胞分裂素 生长素比值低有利于根的分化 3 可在适宜条件下培养未接种的培养基观察是否有菌落出现以判断灭菌是否彻底 4 月季花药培养有愈伤组织途径和胚状体途径两种 其差别主要取决于培养基中激素的种类及比例 5 图中b过程为愈伤组织再分化阶段 需要光照 答案 1 生长旺盛的嫩枝生理状况好或容易诱导脱分化和再分化单核醋酸洋红法 2 ms培养基固体低 3 将未接种的培养基放在37 的恒温箱中培养24小时 或放在适宜温度下培养一段时间 后观察是否有菌落出现外植体消毒 在酒精灯旁进行操作 操作者双手消毒等 答两点即可 4 胚状体培养基中激素的种类及其浓度配比 5 光照 物质的提取与分离原理 方法分析 问题引领 1 蒸馏 压榨和萃取分别适用于哪些物质的提取 2 dna的粗提取的原理是什么 1 几种提取方法的比较 探究点二 2 五种物质的提取方法 原理及步骤 例2 2011兖州三模 生物组织中存在多种有机物 不同的有机物其提取与鉴定方法不尽相同 根据所学知识 请回答下列问题 1 在香料工业提取的 液体黄金 玫瑰油中 要求不含有任何添加剂或化学原料 其提取方法主要是 玫瑰精油的提取需大量原料 通常采用技术实现玫瑰的快速繁殖 2 橘皮精油具有诱人的橘香味 是食品 化妆品和香水配料的优质原料 具有很高的经济价值 主要通过法提取 3 用萃取法提取胡萝卜素 萃取的效率主要取决于 同时还受原料颗粒的大小 含水量等条件的影响 在对新鲜胡萝卜进行干燥时 要注意控制 否则会引起胡萝卜素的分解 提取的胡萝卜素粗品可通过法进行鉴定 4 凝胶色谱法是根据分离蛋白质的有效方法 电泳分离法是根据各种物质分子的的不同 使待分离样品中各分子的迁移速度不同而实现分子分离的 思维导引 1 蒸馏 压榨 萃取三种方法各自适用于哪些物质的提取 2 凝胶色谱法和电泳法的原理分别是什么 解析 1 玫瑰精油不能含有任何化学原料 所以不能用萃取法 而其又具有挥发性较强等特点 适于水蒸气蒸馏法 植物组织培养技术可实现玫瑰的快速繁殖 2 橘皮精油的有效成分在水蒸气蒸馏时会发生部分水解 且又会产生原料焦糊问题 故一般采用压榨法 3 萃取法的萃取效率在原料相同时决定于萃取剂的性质和使用量 4 凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质 电泳法是根据各种物质分子的带电性质的差异 分子的大小和形状的不同 使待分离样品中各分子的迁移速度不同而实现分子分离的 答案 1 水蒸气蒸馏法植物组织培养 2 压榨 3 萃取剂的性质和使用量温度和时间纸层析 4 相对分子质量的大小带电性质的差异 分子的大小和形状 1 2011年海南高考 许多植物含有天然香料 如薄荷叶中含有薄荷油 现用薄荷叶提取薄荷油 回答问题 1 薄荷油是挥发性物质 提取薄荷油时应选用 鲜 干 薄荷叶作原料 其原因是 2 用萃取法提取薄荷油时 采用的溶剂是 原理是 3 用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时 在油水混合物中加入氯化钠的作用是 常用于分离油层和水层的器皿是 分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是 除去固体硫酸钠的常用方法是 解析 本题考查有关薄荷油提取知识 1 因为薄荷油是挥发性物质 所以应选取鲜薄荷叶作为提取材料 2 用萃取法提取薄荷油时 应选用有机溶剂 因为薄荷油易溶于有机溶剂 3 用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时 在油水混合物中加入氯化钠的作用是增加盐浓度 促进油水分层 常用于分离油层和水层的器皿是分液漏斗 分离出的油层中加入无水硫酸钠吸掉水分后再用过滤法除去固体硫酸钠 答案 1 鲜薄荷叶中薄荷油易挥发 2 有机溶剂薄荷油易溶于有机溶剂 3 增加盐浓度 促进油水分层分液漏斗吸水过滤 2 2010年安徽高考 草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染病毒传播给后代 导致产量降低 品质变差 运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗 草莓微型繁殖的基本过程如下 外植体 愈伤组织 芽 根 植株 请回答 1 微型繁殖培育无病毒草莓苗时 一般选取作为外植体 其依据是 2 在过程 中 常用的ms培养基主要成分包括大量元素 微量元素和 在配制好的培养基中 常常需要添加 有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织 接种后2 5d 若发现外植体边缘局部污染 原因可能是 3 在过程 中 愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根 但分化出了芽 其原因可能是 解析 1 在培养无病毒植株时常选用根尖或茎尖为实验材料 这是由于根尖和茎尖细胞代谢旺盛 抗性强 所含病毒少甚至不含有病毒 2 在配制ms培养基时 除加入大量元素 微量元素外 还需要加入有机物 蔗糖等 在配制好的ms培养基中 常常需要添加植物激素 在培养过程中 发现外植体边缘局部污染的原因可能是外植体的消毒不彻底 3 培养基中生长素与细胞分裂素的用量比会影响根的分化和芽的形成 当生长素 细胞分裂素的比值低时 有利于芽的分化 抑制根的形成 答案 1 茎尖 或根尖 茎尖 或根尖 病毒极少 甚至无病毒 2 有机物植物激素外植体消毒不彻底 3 培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低 3 2010年江苏高考 某生物兴趣小组开展dna粗提取的相关探究活动 具体步骤如下 材料处理 称取新鲜的花菜 辣椒和蒜黄各2份 每份10g 剪碎后分成两组 一组置于20 另一组置于 20 条件下保存24h 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 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dna析出 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 如果dna断裂 就不容易被提取出来 在提取dna时 玻璃棒沿一个方向缓慢搅拌 是为了防止dna分子断裂 有效提取dna 3 由表格可知 花菜 辣椒 蒜黄三种不同的实验材料在20 或 20 时 dna提取量表现为蒜黄多于花菜 花菜多于辣椒 即 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