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

专题四生物技术在其他方面的应用 考纲下载1 植物的组织培养2 蛋白质的提取和分离3 pcr技术的基本操作和应用4 从生物材料中提取某些特定的成分热点提示1 植物组织培养的基本过程及其在生产中的应用2 血红蛋白的提取和分离的实验原理和方法3 pcr技术与生物体内dna复制的区别4 初步学会用水蒸气蒸馏法和压榨法提取植物芳香油 答案 全能性 脱分化 再分化 种类 年龄微量元素 维生素 甘氨酸 烟酸生长素细胞分裂素5 8接种移栽 答案 微生物培养基以有机营养为主 ms培养基则需提供大量无机营养 包括植物生长必需的大量元素和微量元素 答案 相同点 培养基配制方法 无菌技术及接种操作等基本相同 不同点 花药培养的选材非常重要 需要先选择时期适宜的花蕾 花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基 花药培养对培养基配方的要求更为严格 答案 全能性四分体时期单核期双核期脱分化胚状体愈伤组织 答案 初花期完全未开放单核期细胞核由中央移向细胞一侧的时期醋酸洋红法焙花青 铬矾法红蓝黑从受伤部位产生愈伤组织彻底去除花丝愈伤组织胚状体 答案 长出愈伤组织分化培养基上幼小植株分开 答案 用猪的血液 因为猪的红细胞无细胞核 结构简单 血红蛋白含量丰富便于提取血红蛋白 答案 相对分子质量的大小进入凝胶内部酸和碱基本不变电场凝胶色谱操作凝胶色谱柱的填装 答案 dna模板四种脱氧核苷酸 耐热的dna聚合酶体外复性 答案 pcr不需要解旋酶 而生物体内dna复制时需要解旋酶 pcr需要耐热的dna聚合酶 而生物体内dna聚合酶在高温时全变性 pcr一般需经三十多次循环 而生物体内dna复制需要生物体自身的控制 答案 压榨萃取水蒸气油层和水层水中蒸馏水上蒸馏水气蒸馏有机溶剂有机溶剂水蒸气蒸馏漂洗静置 答案 岩藻微生物干燥萃取浓缩 答案 1 这三种方法的基本原理相同 但原料放置位置不同 水中蒸馏 原料放在蒸馏容器的水中 水要完全浸没原料 水上蒸馏 容器中水的上方有筛板 原料放在筛板上 水量以沸腾时不浸湿原料为宜 水气蒸馏 蒸馏容器下方有一排气孔 连接外源水蒸气 上方有筛板 上面放原料 2 各自特点 水中蒸馏设备简单 成本低 易操作 而水上蒸馏和水气蒸馏时间短 出油率高 答案 粉碎素中 粉碎素是最主要的成分 可以用来 治疗因缺乏维生素a而引起的疾病 优质食用色素 饲料 饮料 食品的添加剂 抗癌 治癌 一 植物组织培养的过程1 菊花组织培养过程 2 月季的花药培养 二 影响植物组织培养的因素及成功的关键1 影响因素 1 内部因素 材料的选取 2 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 1 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 2 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 3 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 特别提醒 一旦发现培养物被污染 特别是真菌性污染 一定不要打开培养瓶 应先将被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽锅内进行高压蒸汽灭菌 然后再打开培养瓶进行清理 三 植物激素在组织培养过程中的重要作用生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂 脱分化和再分化的关键性激素 其作用及特点为 1 在生长素存在的情况下 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 具体如下 3 用量比例不同 结果也不同 的比值四 实验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 1 利用植物组织培养的方法可快速 大量繁殖植物 在培养过程中 取该植物的花芽并将其分别培养在含有不同比例的吲哚乙酸和细胞分裂素的培养基中 花芽的生长状况如下表所示 1 在此过程中能实现脱分化的花芽是 组 从实验结果可以看出 能诱导新的花芽形成的条件是 2 上述实验结果说明 在植物组织培养过程中 诱导芽和根形成的关键是 在生产实践中 欲快速 大量获得此植物的花芽 可选用 组的培养基进行扩大生产 解析 脱分化 再分化过程与植物激素 生长素和细胞分裂素有关 且生长素用量与细胞分裂素用量直接影响培养过程 当用量比值高时 有利于根的分化 抑制芽的分化 即表中的c组 当用量比值低时 有利于芽的分化 抑制根的分化 即表中的d组 当比值适中时 有利于促进愈伤组织的生长 即表中的b组 欲快速 大量获得此植物的花芽 必须首先获得大量的嫩枝 答案 1 b c d细胞分裂素浓度大于生长素浓度 2 培养基中细胞分裂素含量与生长素含量之间的比例 或培养基中细胞分裂素与生长素的浓度比 d 1 细胞内dna复制与体外dna扩增 pcr技术 的比较 2 pcr反应的过程及结果pcr反应过程 1 变性 当温度上升到90 以上时 双链dna解聚为单链 如图 2 复性 系统温度下降至50 左右时 两种引物通过碱基互补配对与两条单链dna结合 如下图 3 延伸 当系统温度上升至72 左右 溶液中的四种脱氧核苷酸 a t g c 在dna聚合酶的作用下 据碱基互补配对原则合成新的dna链 如下图 结果 pcr一般要经历三十多次循环 每次循环都包括变性 复性 延伸三步 两引物之间的固定长度的dna序列呈指数扩增 特别提醒 dna复制需要引物的原因 dna聚合酶不能从头开始合成dna 而只能从3 端延伸dna链 2 多聚酶链式反应 pcr 是一种体外迅速扩增dna片段的技术 pcr过程一般经历30多次下述循环 95 条件下使模板dna变性 解链 55 条件下复性 引物与dna模板链结合 72 条件下引物链延伸 形成新的脱氧核苷酸链 下列有关pcr过程的叙述 不正确的是 a 变性过程中破坏的是dna分子内碱基对之间的氢键 也可利用解旋酶实现b 复性过程中引物与dna模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的c 延伸过程中需要dna聚合酶 atp 4种核糖核苷酸d pcr与细胞内dna复制相比 其所需要酶的最适温度较高 解析 pcr一般要经历30多次循环 每次循环可以分为变性 复性和延伸三步 从第二轮循环开始 上一次循环的产物也作为模板参与反应 并且由引物 延伸而成的dna单链会与引物 结合 进行dna的延伸 dna变性 90 96 双链dna模板在热作用下 氢键断裂 形成单链dna 复性 25 65 系统温度降低 引物与dna模板结合 形成局部双链 延伸 70 75 在taq酶 在72 左右活性最高 的作用下 以dntp 三磷酸脱氧核糖核苷酸的缩写 为原料 从引物的5 端向3 端延伸 合成与模板链互补的dna链 答案 c 1 方法及原理实验操作程序 1 样品处理 红细胞的洗涤 除去血浆蛋白等杂质 有利于后续步骤的分离纯化 血红蛋白的释放 使红细胞破裂 血红蛋白释放出来 分离血红蛋白溶液 经过离心使血红蛋白和其他杂质分离开来 便于下一步对血红蛋白的纯化 2 粗分离 原理 透析袋能使小分子自由出入 而将大分子保留在袋内 透析可以除去样品中分子质量较小的杂质 过程 取1ml的血红蛋白溶液装入透析袋中 将透析袋放入盛有300ml的物质的量浓度为20mmol l的磷酸缓冲液中 ph为7 0 透析12h 目的 图示 注意 透析时间为12h 透析袋是用硝酸纤维素制成 小分子可自由进出 而大分子保留在袋内 3 纯化 一般采用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化 4 纯度鉴定 一般用sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳方法 来测定蛋白质的分子量 即对血红蛋白进行纯度鉴定 3 结果分析与评价 特别提醒 用凝胶色谱法分离和纯化蛋白质 滴加样品时 吸管管口贴着管壁环绕移动加样 同时注意不要破坏凝胶面 在蛋白质分离过程中 应仔细观察红色区带在洗脱过程中的移动情况 如果红色区带均匀一致地移动 说明色谱柱制作成功 3 下面是凝胶色谱法分离血红蛋白时样品的加入 图 和洗脱 图 示意图 请据图回答下列问题 1 在加样示意图中 正确的加样顺序是 2 用吸管加样时 应注意正确操作 分别是 3 等样品 时 才加入缓冲液 4 待 接近色谱柱底端时 用试管收集流出液每 ml收集一管 连续收集 解析 进行凝胶色谱操作加样时 加样前 打开色谱柱下端的流出口 使核内凝胶面上的缓冲液缓慢下降到与凝胶面平齐 用吸管小心地将1ml透析后的样品加到色谱柱的顶端 注意不可破坏凝胶面 吸管应贴着管壁加样 待样品完全进入凝胶层后才可关闭下端出口 加入缓冲液 待红色蛋白质接近色谱柱底端时 用吸管收集流出液 每次5ml收集管连续收集 答案 2 不要触及破坏凝胶面贴着管壁加样使吸管管口沿管壁环绕移动 3 完全进入凝胶层 4 红色的蛋白质5 1 几种物质的提取方法 原理及步骤 特别提醒 不同物质的提取是根据其理化性质的不同来进行的 因此在提取物质时 应先确定该物质的理化性质 然后再选择适宜的提取方法进行提取 2 实验流程设计 1 玫瑰精油的提取实验流程鲜玫瑰花 清水 1 4 水蒸气蒸馏 油水混合物分离油层除水玫瑰油 2 橘皮精油的提取实验流程石灰水浸泡橘皮 漂洗 压榨 过滤 静置 再次过滤 橘皮油 3 粉碎素的提取实验流程胡萝卜 粉碎 干燥 萃取 过滤 浓缩 胡萝卜素 3 水中蒸馏 水上蒸馏和水气蒸馏的区别 1 这三种方法的基本原理相同 但原料放置位置不同 水中蒸馏 原料放在蒸馏容器的水中 水要完全浸没原料 水上蒸馏 容器中水的上方有筛板 原料放在筛板上 水量以沸腾时不浸湿原料为宜 水气蒸馏 蒸馏容器下方有一排气孔 连接外源水蒸气 上方有筛板 上面放原料 2 各自特点 水中蒸馏设备简单 成本低 易操作 而水上蒸馏和水气蒸馏时间短 出油率高 特别提醒 水中蒸馏对于柑橘和柠檬等原料不适用 因为水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解 4 用层析法鉴定时应注意的问题 1 选择干净的滤纸 为防止操作时滤纸的污染 应尽量避免用手直接接触滤纸 可以戴手套进行操作 2 点样时应注意点样斑点不能太大 直径应小于0 5cm 如果用吹风机吹干 温度不宜过高 否则斑点会变黄 3 将点好样的滤纸卷成筒状 卷纸时注意滤纸两边不能互相接触 以免因毛细现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快 使溶剂前沿不齐 影响结果 4 生物组织中有机物的提取方法有很多种 例如 凝胶色谱法 电泳法 蒸馏法 压榨法和萃取法等 不同的有机物提取的方法各有不同 1 玫瑰精油称为 液体黄金 是世界香料工业不可取代的原料 提取出的玫瑰精油要求不含有任何添加剂或化学原料 其提取方法主要是 2 杏仁油富含矿物质和维生素 是一种质地轻柔 高渗透性的保湿剂 主要通过 法提取 3 萃取粉碎素前 要将粉碎彻底粉碎的主要目的是 4 血红蛋白的提取方法可以采用 该方法主要是利用血红蛋白的哪一特性将它与其他物质分开的 5 dna提取时 可以利用dna在 而析出 为了纯化提取的dna 向dna滤液中加入嫩肉粉 目的是 dna鉴定时 可以使用 试剂并在沸水中加热产生蓝色沉淀 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 2 杏仁油的提取原料为种子 一般用于食用应采用压榨法 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 血红蛋白分子大小与成熟红细胞中其他成分相差较大 5 dna在不同nacl溶液中溶解度不同 可以使dna溶解或析出从而与其他物质分开 答案 1 水蒸气蒸馏法 2 压榨 3 使原料颗粒变小 加大萃取效率 4 凝胶色谱法相对分子质量的大小 5 浓度为0 14mol l的nacl溶液中溶解度小分解蛋白质二苯胺 例1 2009 山东高考 人参是一种名贵中药材 其有效成分主要是人参皂苷 利用细胞培养技术生产人参皂苷的大致流程如下 请回答 1 配制诱导愈伤组织的固体培养基 分装后要进行 接种前 要对人参根进行 2 用于离体培养的根切块 叫做 培养几天后发现少数培养基被污染 若要有颜色的绒毛状菌落 属于 污染 若是有光泽的黏液状菌落 属于 污染 3 用少量 酶处理愈伤组织 获取单细胞或小细胞团 在液体培养基中进行悬浮培养 可有效提高人参皂苷合成量 4 人参皂苷易溶于水溶性 亲水性 有机溶剂 从培养物干粉中提取人参皂苷宜选用 方法 操作时应采用 加热 思路点拨 灭菌是对物体或生物表面及内部的微生物进行彻底消除 而消毒只是消灭表面的微生物 霉菌与细菌的菌落特点不同 要对此进行区分 果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一 所以应用果胶酶可以专一性地分解果胶 达到分离植物组织的目的 水浴加热可以适当增加其溶解度 答案 1 灭菌消毒 2 外植体真菌 霉菌 细菌 3 果胶 4 萃取 浸取 水浴 例2 2009 海南 请回答下列与实验室提取芳香油有关的问题 1 植物芳香油的提取可采用的方法有压榨法 和 2 芳香油溶解性的特点是不溶于 易溶于 因此可用 作为提取剂来提取芳香油 3 橘子果实含有芳香油 通常可用 作为材料提取芳香油 而且提取时往往选用新鲜的材料 理由是 4 对材料压榨后可得到糊状液体 为除去其中的固体物获得乳状液可采用的方法是 5 得到的乳状液加入氯化钠并放置一段时间后 芳香油将分布于液体的 层 原因是 加入氯化钠的作用是 6 从乳状液中分离得到的芳香油中要加入无水硫酸钠 此试剂的作用是 思路点拨 本题考查实验室提取芳香油的有关知识 1 植物芳香油的提取可采用的方法有压榨法 蒸馏法和萃取法 2 芳香油溶解性的特点是不溶于水 易溶于有机溶剂 因此可用有机溶剂作为提取剂来提取芳香油 3 一般采用新鲜的橘子皮来提取橘皮精油 因为新鲜的含芳香油多 4 除去液体中的固体常用方法是过滤 5 芳香油密度比水小 且不溶于水 会浮在液体的表面 加入氯化钠会增加水层密度 使油和水分层 6 无水硫酸钠的作用是可以吸收芳香油中残留的水分 答案 1 蒸馏法萃取法 2 水有机溶剂有机溶剂 3 橘子皮芳香油含量较高 4 过滤 5 上油层的密度比水层小增加水层密度 使油和水分层 6 吸收芳香油中残留的水分 2009 广东高考 1 商品化植酸酶主要来自微生物 在产酶菌株筛选过程中 常在基本培养基中