【世纪金榜】高三生物一轮复习 专题1.4生物技术在其他方面的应用同步课件 新人教版.ppt

专题4生物技术在其他方面的应用 1 在培养过程中 初期 菊花的组织培养需光照 月季的花药培养不需光照 而在后期均需光照 2 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灭菌锅内进行高压蒸汽灭菌 然后再打开培养瓶进行清理 1 根据蒸馏过程中原料放置的位置不同 将水蒸气蒸馏法划分为水中蒸馏 水上蒸馏和水气蒸馏 2 水中蒸馏法不适用于柑橘和柠檬等原料 这是因为水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等 1 人和哺乳动物成熟的红细胞中不含细胞核 也没有dna 不适于作dna提取的材料 但却是提取血红蛋白的理想材料 2 凝胶色谱柱的直径大小不影响分离效果 但直径过大造成洗脱液体积大 样品稀释度大 凝胶色谱柱的高度与分离度有关 3 红细胞洗涤过程中 洗涤三次后 上清液仍有黄色 可增加洗涤次数 否则无法除去血浆蛋白 离心时转速要低 时间要短 否则白细胞等会一同沉淀 达不到分离效果 1 使用凝胶色谱法分离蛋白质实验中 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图中 解析 选b 如图 相对分子质量较大的蛋白质只能从凝胶间隙通过 路程短 速度快 先到达色谱柱的下端 相对分子质量较小的蛋白质可进入到凝胶内部的通道 路程远 速度慢 后到达色谱柱的下端 2 下列关于dna的粗提取实验和血红蛋白的提取实验 叙述正确的是 a 前者选择鸡血细胞作为材料较好 后者选择哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料较好b 样品预处理时 前者静置1天处理除去上清液 后者需要加入清水 反复低速短时间离心洗涤 至上清液无黄色c 在dna粗提取实验中 往2mol l氯化钠溶液中加入蒸馏水析出dna时 应该缓慢加入 直到出现黏稠物为止d 洗涤红细胞的目的是去除血浆中的葡萄糖 无机盐等 解析 选a 本题考查了实验材料的选取与实验操作过程 鸡血细胞有细胞核 适于提取dna 哺乳动物成熟红细胞无细胞核和众多细胞器 适于提取血红蛋白 提取血红蛋白的实验中 洗涤红细胞时 不能加清水 应该加入生理盐水 否则细胞提早释放出血红蛋白与杂质混合 加大提取难度 dna初次析出时 加清水至黏稠物不再增加为止 洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白 以利于血红蛋白的分离和纯化 3 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 选c 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 4 2011 温州模拟 如图是利用基因型为aabb的某二倍体植物作为实验材料所做的一些实验示意图 请分析回答 1 途径1 2 3中 过程所采用的生物技术是 2 由途径1形成的植株b的基因型有 植株b成熟时不可育的原因是 使植株b可育的方法是 3 从植株a到植株c的培育过程 需要调控的植物激素至少有 4 一般情况下 相同发育程度的植株c与植株d的性状 填 相同 不相同 或 不一定相同 5 从植株a到植株c的过程属于 从植株a到植株b的过程属于 均填生殖方式 6 在相同条件和相同发育程度的情况下 植株d表现型同于植株a的可能性为 解析 1 实验中选用花药或叶片离体培养后获得新植株 该项技术称为植物组织培养 2 植株a的基因型为aabb 经减数分裂形成的花粉粒有ab ab ab ab四种 花粉粒经植物组织培养形成的植株b也有ab ab ab ab四种基因型 均为单倍体植株 由于不能形成正常的生殖细胞而不可育 若使植株b可育常采用染色体加倍的方法 3 植物组织培养中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激素 4 植株a d c具有相同的基因组成 相同条件和相同发育程度的情况下 它们的性状表现相同 5 植株c由植株a的体细胞培育而成 属于无性生殖 植株b由植株a的花粉粒发育而来 属于有性生殖 6 植株d是由植株a的花药壁 即体细胞 经组织培养发育而成 属于无性生殖 不发生基因重组 故二者表现型应完全相同 答案 1 植物组织培养 2 ab ab ab ab减数分裂时染色体联会紊乱 不能形成正常的生殖细胞染色体加倍 3 细胞分裂素与生长素 4 相同 5 营养生殖 无性生殖 有性生殖 6 100 一 植物组织培养技术1 植物组织培养过程比较 1 植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染 确保无菌无毒 2 培养基中必须含有植物生长发育的全部营养物质 3 影响植物再分化的因素 外植体的遗传特征 取材的位置影响愈伤组织的再分化能力 培养基的成分和物理性质都会对器官的发生产生影响 植物激素起决定作用 特别是生长素与细胞分裂素的配比 培养环境中的光照和温度也会影响愈伤组织的分化 例证1 2011 深圳模拟 如图是月季花药离体培养产生花粉植株的两种途径 请据图回答有关问题 1 选用的材料合适与否是成功诱导出花粉植株的重要因素 一般来说选用 期的花粉可提高成功率 选择花粉时 一般要通过 来确定花粉是否处于合适的发育期 这时需要对花粉的细胞核进行染色 常用的染色剂是 2 胚状体与愈伤组织在结构上的主要区别在于愈伤组织的细胞排列疏松无规则 是一种高度的 薄壁细胞 胚状体与 发育形成的胚有类似的结构 即具有胚芽 胚轴和胚根 3 无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素 请说明下列各项需要消毒 还是需要灭菌 需要灭菌 填编号 需要消毒 填编号 培养基 培养皿 接种环 花蕾 实验操作者的双手 三角锥形瓶 解题关键 解答本题的关键是明确以下两点 1 月季花药离体培养产生花粉植株的两种途径和胚状体与愈伤组织在结构上的主要区别 2 植物组织培养过程及其培养成功的关键 精讲精析 1 并不是任何时期的花粉都可以培养产生愈伤组织或胚状体 只有花粉发育到一定时期对离体的刺激才最敏感 对大多数植物而言 单核中期至晚期的花粉最容易形成花粉胚或花粉愈伤组织 在培养花药之前 通常用醋酸洋红法制片镜检以确定花粉发育的时期 2 花药培养产生花粉植株一般有两种途径 花药中的花粉通过胚状体阶段发育为小植株 花药中花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织 再诱导其分化成植株 两种途径并无绝对界限 主要取决于培养基中的激素种类及其浓度配比 3 灭菌是用理化方法杀死环境中所有的微生物细胞 芽孢和孢子 消毒是杀死物体表面的病原微生物 在微生物培养过程中通常对培养基 培养皿 接种环 三角锥形瓶进行灭菌处理 对花蕾 实验操作者的双手进行消毒处理 答案 1 单核镜检 显微镜观察 醋酸洋红 2 液泡化正常受精卵 或受精卵 3 互动探究 1 上图中花药经脱分化产生胚状体还是愈伤组织主要取决于哪些因素 提示 培养基中激素的种类及其浓度配比 2 试管苗移栽到土壤中之前 通常要进行壮苗处理 应如何壮苗 提示 将试管苗移栽到经消毒过的蛭石或珍珠岩等环境中生活一段时间 等幼苗长壮后再移栽到土壤中 1 胡萝卜素是橘黄色结晶 化学性质比较稳定 不溶于水 微溶于酒精 易溶于石油醚等有机溶剂 可用萃取法和纸层析法提取 2 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 例证2 2010 全国新课标卷 下列是与芳香油提取相关的问题 请回答 1 玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取 其理由是玫瑰精油具有 的性质 蒸馏时收集的蒸馏液 是 不是 纯的玫瑰精油 原因是 2 当蒸馏瓶中的水和原料量一定时 蒸馏过程中 影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和 当原料量等其他条件一定时 提取量随蒸馏时间的变化趋势是 3 如果蒸馏过程中不进行冷却 则精油提取量会 原因是 4 密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度 的地方 目的是 5 某植物花中精油的相对含量随花的不同生长发育时期的变化趋势如图所示 提取精油时采摘花的最合适时间为 天左右 6 从薄荷叶中提取薄荷油时 能 不能 采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法 理由是 解题关键 解答本题的关键是 1 弄清芳香油的性质 提取 保存 影响提取量的因素等问题 2 掌握各种提取方法的原理 适用范围及其优缺点 精讲精析 本题考查芳香油的相关问题 1 玫瑰精油属于芳香类化合物 具有芳香类化合物的通性 即易挥发 难溶于水 化学性质稳定等性质 2 当蒸馏瓶中的水和原料量一定时 在蒸馏过程中 影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和温度 当原料量等其他条件一定时 提取量随蒸馏时间的变化趋势是一定时间内随蒸馏时间的延长而增加 一定时间后蒸馏量不再增加 3 蒸馏时玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来 如果不进行冷却 部分精油会随水蒸气蒸发而流失 4 玫瑰精油易挥发 应保存在温度较低的地方 5 根据图示可以确定提取精油时采摘花的最合适时间为a天左右 此时精油含量最高 6 薄荷油与玫瑰精油化学性质相似 同样可以采用水蒸气蒸馏法提取 答案 1 易挥发 难溶于水 化学性质稳定不是蒸馏时玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来 得到的是油水混合物 2 温度一定时间内随蒸馏时间的延长而增加 一定时间后蒸馏量不再增加 3 下降部分精油会随水蒸气蒸发而流失 4 较低减少挥发 或防止挥发 5 a 6 能薄荷油与玫瑰精油化学性质相似 规律方法 植物有效成分提取的比较 三 dna和蛋白质技术1 比较细胞内dna复制与体外dna扩增 pcr 2 血红蛋白的提取和分离方法 1 凝胶色谱法 含义 根据相对分子质量的大小分离蛋白质的方法 原理a 相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道 路程较长 移动速度较慢 b 相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道 只能在凝胶外部移动 路程较短 移动速度较快 2 电泳法 含义 带电粒子在电场作用下发生迁移的过程 原理 利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异和分子本身大小 形状不同 使带电分子产生不同的迁移速度 从而实现样品中各种分子的分离 3 缓冲溶液 组成 1 2种缓冲剂溶解于水中配制而成 作用 在一定范围内抵制外界的酸和碱对溶液ph的影响 维持ph基本不变 确保实验室条件下能准确模拟生物体内的代谢过程 1 引物是指能够与dna母链的一段碱基序列互补配对的一小段dna或rna 2 dna聚合酶只能特异地复制处于两个引物之间的dna序列 使这段固定长度的序列呈指数扩增 3 血红蛋白的分离一般用sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳法 可以用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 例证3 红细胞含有大量血红蛋白 红细胞的机能主要是由血红蛋白完成的 血红蛋白的主要功能是携带o2或co2 我们可以选用猪 牛 羊或其他脊椎动物的血液进行实验 来提取和分离血红蛋白 请回答下列有关问题 1 血红蛋白提取和分离的程序可分为四步 和 2 实验前取新鲜的血液 要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠 取血回来 马上进行离心 收集血红蛋白溶液 加入柠檬酸钠的目的是 以上所述的过程即是样品处理 它包括 分离血红蛋白溶液 3 然后通过凝胶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行纯度鉴定 样品纯化的目的是 4 电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及 形状的不同 使带电分子产生不同的迁移速率 从而实现样品中各种分子的分离 解题关键 解答本题的关键是明确蛋白质分离与鉴定的基本原理和实验流程 精讲精析 分离 提取血红蛋白的实验流程大致是样品处理 粗分离 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的蛋白质 凝胶色谱法分离蛋白质是依据蛋白质的相对分子质量大小来进行的 答案 1 样品处理粗分离纯化纯度鉴定 2 防止血液凝固 红细胞的洗涤血红蛋白的释放 3 通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂蛋白除去 4 分子本身的大小 互动探究 收集的血红蛋白溶液在透析袋中可以进行透析 这就是样品的粗分离 透析的目的是什么 透析的原理是怎样 提示 透析是为了去除相对分子质量较小的杂质 透析的原理是透析袋能使小分子自由进出 而大分子则保留在袋内 1 2011 珠海模拟 柑橘 柠檬芳香油的制备通常使用压榨法而不是水中蒸馏法 这是因为 水中蒸馏会导致原料焦糊 柑橘 柠檬芳香油易溶于水 会使芳香油的有效成分水解a b c d 解析 选b 解答本题的具体分析如下 2 2010 山东高考 生物柴油是一种可再生的清洁能源 其应用在一定程度上能够减缓人类对化石燃料的消耗 科学家发现 在微生物m产生的脂肪酶作用下 植物油与甲醇反应能够合成生物柴油 如图 1 用于生产生物柴油的植物油不易挥发 宜选用 方法从油料作物中提取 2 筛选产脂肪酶的微生物m时 选择培养基中添加的植物油为微生物的生长提供 培养基灭菌采用的最适方法是 法 3 测定培养液中微生物数量 可选用 法直接计数 从微生物m分离提取的脂肪酶通常需要检测 以确定其应用价值 为降低生物柴油的生产成本 可利用 技术使脂肪酶能够重复使用 4 若需克隆脂肪酶基因 可应用耐热dna聚合酶催化的 技术 解析 本题以生物柴油的制作过程为材料 主要考查植物有效成分的提取 微生物的培养 酶的固定化技术 1 植物油的提取方法有蒸馏 压榨和萃取等 具体采用哪种方法要根据植物原料的特点来决定 用于生产生物柴油的植物油不易挥发 提取时不宜采用蒸馏法 而一般采用压榨 萃取法 2 微生物生长需要碳源 氮源 矿质元素 生长因子和水 脂肪中只含碳不含氮 故属于碳源 高压蒸汽灭菌是培养基灭菌采用的最适方法 3 测定培养液中微生物数量 一般采用平板计数法和显微镜直接计数法 具有活性的酶才有价值 所以 刚分离的酶应进行活性检测 使酶能够重复使用的方法是固定化酶技术 所以 3 题三空答案依次为 显微镜直接计数 酶活性 固定化酶 4 dna扩增常用的技术是pcr扩增技术 答案 1 压榨萃取 2 碳源高压蒸汽灭菌 3 显微镜直接计数酶活性 或酶活力 固定化酶 或固定化细胞 4 pcr 或多聚酶链式反应 3 2010 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沿一个方向搅拌 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颜色的深浅 结果如下表 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 请给出合理的解释 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 本题主要考查的是实验探究的能力 包括明确实验课题 处理和解释实验步骤 设计可行的实验步骤等 1 据题意 该探究实验的自变量有实验材料的种类和温度 因变量为dna提取量 则该探究性实验课题名称是探究不同材料和不同保存温度对dna提取量的影响 2 搅拌过程中常常会发生dna的断裂 因而该步骤需要 缓缓地 进行 3 据表分析不同自变量条件下的因变量情况 则可得结论2 等质量的不同实验材料 在相同的保存温度下 从蒜黄中提取的dna量最多 低温能使dna酶的活性受到抑制 从而降低了dna的降解速率 使dna提取量增多 4 根据氯仿的理化性质 可采用氯仿与提取液混合 然后吸取上清液 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 从蒜黄中提取的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 一 选择题 共3小题 每小题2分 共6分 1 pcr 多聚酶链式反应 技术是一项在生物体外复制特定的dna片段的核酸合成技术 如图表示合成过程 下列说法错误的是 a a过程高温使dna变性解旋 该过程不需要解旋酶的作用b c过程要用到的酶在高温下失活 因此在pcr扩增时需要再添加 c 如果把模板dna的两条链用15n标记 游离的脱氧核苷酸不做标记 控制 94 55 72 温度循环3次 则在形成的子代dna中含有15n标记的dna占25 d pcr中由碱基错配引起的变异属于基因突变 解析 选b 高温所起的作用类似于解旋酶 使双链dna变为单链 c过程为pcr技术的延伸阶段 当系统温度上升至72 左右时 溶液中的四种脱氧核苷酸在dna聚合酶的作用下合成新的dna链 taqdna聚合酶是耐热的 高温下不变性 所以一次性加入即可 pcr技术遵循半保留复制的特点 经过三次循环 共产生23个dna分子 其中有2个dna分子含有15n标记 基因中的碱基对改变属于基因突变 2 月季的花药培养过程的难点之一是材料的选择 下列有关材料选择的叙述中正确的是 a 从花药来看 应当选择盛花期的花药b 从花粉来看 应当选择小孢子四分体时期的花粉c 从花蕾来看 应当选择略微开放的花蕾d 从检测花粉的实验方法看 应该用显微镜观察已染色的花粉样品临时装片 解析 选d 本题考查了花药培养中有关材料的选取方法 从花药来看 应当选择初花期的花药 从花粉来看 应当选择单核期的花粉 从花蕾来看 应当选择完全未开放的花蕾 用已染色的花粉样品制作临时装片 才能观察到细胞核的位置 以确定花粉发育的时期 3 2011 宁夏模拟 在采用鸡血为材料对dna进行粗提取的实验中 如果需要进一步提取杂质较少的dna 可以依据的原理是 a 在物质的量浓度为0 14mol l的氯化钠溶液中dna的溶解度最小b dna遇二苯胺在沸水浴的条件下会变成蓝色c dna不溶于酒精而细胞中的一些物质易溶于酒精d 质量浓度为0 1g ml的柠檬酸钠溶液具有抗凝血作用 解析 选c 由于dna不溶于酒精 而混杂在dna中的某些细胞中的物质易溶于酒精 所以向含有杂质的dna中加入95 的冷酒精 可以进一步提纯dna 二 非选择题 共2小题 共44分 4 15分 2011 苏州模拟 有人设计了一套实验室分离玫瑰精油的方法 下面是实验的五个步骤 将蒸馏瓶固定在铁架台上 在蒸馏瓶上塞好带温度计的橡皮塞 连接好冷凝管 把冷凝管固定在铁架台上 将和冷凝管进水口相接的橡皮管的另一端与水龙头相连 将和出水口相接的橡皮管的另一端放在水槽中 把酒精灯放在铁架台上 根据酒精灯的高度确定铁圈的高度 放好石棉网 向蒸馏瓶中放入几片碎瓷瓦片 再用漏斗向蒸馏瓶中加入原料 塞好带温度计的橡皮塞 把接收器连接在冷凝器的末端 并伸入接收装置中 检查装置的气密性 1 上述实验正确的操作顺序是 2 实验室分离玫瑰精油的方法名称是 3 通过蒸馏得到的是油水混合物 要想得到比较纯净的玫瑰精油 还需要如何操作 解析 提取玫瑰精油的方法为水蒸气蒸馏法 蒸馏装置的安装顺序是自上而下 自左而右 通过蒸馏得到的只是油水混合物 需向混合物中加入食盐 让油水分层 用分液漏斗分离水和玫瑰油 然后再向玫瑰油中加入无水硫酸钠吸收水分 答案 1 2 水蒸气蒸馏法 3 向混合物中加入食盐 让油水分层 用分液漏斗分离水和玫瑰油 然后再向玫瑰油中加入无水硫酸钠吸收水分 5 29分 探究创新题 紫杉醇是从红豆杉属植物中提取的最有效