选修1---专题4

一、植物的组织培养技术,二、植物有效成分的提取,三、DNA和蛋白质技术,植物组织培养技术,1植物组织培养过程中脱分化与再分化的比较,2.植物组织培养技术和花药培养技术,3.菊花茎与月季花药组织培养的比较,知识拓展在植物组织培养过程中，如果发现培养物被污染，特别是真菌污染，不要直接打开瓶盖进行清理，而要先经过高压蒸汽灭菌后，再打开培养瓶进行清理。,4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科学研究表明，当植物细胞脱离了原来所在的植物体的器官或组织而处于离体状态时，在一定的营养物质，激素和其他适宜的外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。其过程如下所示：离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体(1)选择组织培养的外植体时，应选择_组织部分或植物的_。如胡萝卜要选择有_的部分。(2)为什么植物组织培养过程中多次强调一系列的消毒、灭菌及无菌操作？_。(3)科研人员利用组织培养法选取月季的芽尖生长点进行培养，培育出了许多月季新个体。这种繁殖方式实际上就是_，其新个体的基因型和_一样。,(4)愈伤组织的培养是很重要的一步。一般从接种到出现愈伤组织需要经过_时间，到时可看到_上逐渐长出_色或_色的_状愈伤组织。培养时恒温箱要关闭，因为在_条件下愈伤组织长得更快，两周以后，由于培养基中的营养几乎耗尽，必须_进行继代培养。(5)试管苗的培养可分为_培养和_培养，必须先进行_培养。二者的区别在于_的不同。比值高时有利于_分化，抑制_形成；比值低时，有利于_分化，抑制_的形成。答案：(1)幼嫩，花药，形成层(2)外植体材料体积小，抗性差，如果不小心引起污染，将可能造成培养工作的前功尽弃(3)无性生殖；母体(4)14天，外植体，乳白；黄；瘤；无光；更换培养基(5)生芽；生根；生芽；培养基中生长素与细胞分裂素用量；根；芽；芽；根,植物有效成分的提取,知识拓展水蒸气蒸馏三种常用方法比较，基本原理相同，但原料位置不同。(1)水中蒸馏：原料放于蒸馏容器的水中，水完全浸没原料。(2)水上蒸馏：容器中水的上方有筛板，原料置于筛板上，水量以沸腾时不浸湿原料为宜。(3)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。三种方法中，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。,2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)萃取胡萝卜素前，要将胡萝卜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，溶液逐渐变蓝。,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,DNA和蛋白质技术,1DNA与蛋白质在不同NaCl溶液中溶解度不同,2.比较细胞内DNA复制与体外DNA扩增(PCR),知识拓展(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。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。知识拓展一般用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。,3.(高考山东理综部分)科学家发现家蝇体内存在一种抗菌活性蛋白。这种蛋白质具有极强的抗菌能力，受到研究者重视。分离该抗菌蛋白可用电泳法，其原理是根据蛋白质分子的_、大小及形状不同，在电场中的_不同而实现分离。.(高考广东生物部分)突变菌往往带有一些特殊的基因。在获得这些基因的过程中，PCR技术相当重要。PCR扩增反应中加入引物和DNA聚合酶的作用分别是什么？解析：.电泳利用了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，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。.由于DNA聚合酶只能够延伸DNA链，而不能够从头开始合成DNA链，因此在PCR扩增反应中需要加入引物，而加入DNA聚合酶的作用是催化DNA链的延伸。答案：.电荷(带电情况)迁移速度.引物的作用是结合在模板DNA上，提供DNA延伸起始位点；DNA聚合酶的作用是从引物的3端开始催化DNA链的延伸。,DNA的粗提取与鉴定,下列关于DNA的鉴定的说法，错误的是()A析出的DNA可用甲基绿进行染色，呈现绿色B二苯胺试剂会将DNA在沸水浴条件下染成蓝色C二苯胺试剂在使用时应现配现用D龙胆紫染液将DNA染成紫红色【解析】甲基绿能将DNA染成绿色。二苯胺试剂要现用现配，否则会影响鉴定效果。用二苯胺试剂进行DNA鉴定时应先将DNA溶于适宜浓度的NaCl溶液中，加入适量二苯胺试剂，沸水浴加热5min，冷却后蓝色更明显。龙胆紫染液是将染色体染成紫红色。【答案】D,植物的组织培养技术,【解析】植物微型繁殖时常采用茎尖或根尖作为外植体，原因是茎尖或根尖病毒极少，因此切取一定大小的茎尖或根尖进行组织培养，再生的植株就可能不带病毒。MS培养基的成分主要包括水、无机盐、有机小分子物质以及植物激素等，植物激素的比例能够影响芽的分化和根的分化，如细胞分裂素的比例大于生长素的比例，则有利于芽的分化，反之则有利于根的分化。接种前培养基一定要进行高温灭菌，接种时一定要在无菌条件下进行操作，以免引起杂菌污染。【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,(2010年高考课标全国理综)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_。,植物有效成分的提取,(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_。,【解析】(1)玫瑰精油具有较强的挥发性且难溶于水，化学性质稳定，所以可用水蒸气蒸馏法提取。因为玫瑰精油在水蒸气蒸馏时同水蒸气一起蒸馏，所以收集到的蒸馏液应为油水混合物，而不是纯的精油。(2)蒸馏过程中，影响精油的提取量的因素除水和原料的量外，还受蒸馏时间及温度的限制。当原料量一定时，精油的提取量会随着蒸馏时间的延长而增加，但随着原料的耗尽，一定时间后提取量不再增加。(3)如果蒸馏过程中不进行冷却，精油的提取量会因精油混在水蒸气中挥发掉而减少。(4)为了减少玫瑰精油的挥发量，密封不严的瓶装玫瑰精油应存放在温度较低的地方。(5)提取材料中精油含量越高提取的相对含量越多。据图分析可知，a天时该植物花中精油的含量最高，所以提取精油时采摘花的最好时期应是此时。(6)因为薄荷油与玫瑰精油的化学性质极其相似，所以可用提取玫瑰精油的方法从薄荷叶中提取薄荷油。【答案】(1)易挥发、难溶于水、化学性质稳定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)蒸馏温度在一定的时间内提取量随蒸馏时间的延长而增加，一定时间后提取量不再增加(3)下降部分精油会随水蒸气挥发而流失(4)较低减少挥发(5)a(6)能薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似,1(2011年佛山模拟)影响植物组织培养的因素包括以下哪些()A培养植物B培养基组成部分C激素和环境因素D以上全部解析：不同的植物组织培养的难易程度差别很大，同一种植物，幼嫩的材料容易培养，植物激素的种类、浓度、使用先后顺序、培养基中的营养物质、pH、温度、光照等条件对植物的组织培养都有影响。答案：D,2(2008年高考江苏卷)下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是()A培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压B培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化C离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织D同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同解析：培养基中加入蔗糖的目的一方面可以提供营养，另一方面可以调节渗透压；在整个组织培养过程中影响再分化的关键是生长素和细胞分裂素的使用比例和使用顺序；组织培养过程中的第一个关键环节是脱分化，从而形成愈伤组织；组织培养的对象既可以是体细胞也可以是生殖细胞，因此获得的愈伤组织的基因组成不一定相同。答案：D,APCR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CPCR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：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,3.(2011年南通联考)聚合酶链式反应(PCR技术)是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，由高温变性、低温退火及适温延伸等几步反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA得以迅速扩增，其简要过程如下图所示。下列关于PCR技术叙述不正确的是(),4工业生产上，植物芳香油常采用水蒸气蒸馏法，原因是()A利用水蒸气可将挥发性强的植物芳香油携带出来B水蒸气蒸馏法可划分为水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏C植物芳香油挥发性强，易溶于有机溶剂D操作最简单，成本较低解析：A为原理；B为类型；C为萃取原理。答案：D,5下图中能反映DNA溶解度与NaCl溶液浓度之间关系的是(),解析：DNA在NaCl溶液中的溶解度，是随着NaCl溶液的浓度的变化而改变的。当NaCl的物质的量浓度为0.14mol/L时，DNA的溶解度最低。答案：C,6下图是水稻的花药通过无菌操作，培养产生花粉植株的两种途径的示意图。请据图回答下列问题：,(1)图中的花粉应选自_的时期，花药培养成功率最高。图中的A是_，C过程指_，B指_。(2)这两种途径之间没有绝对的界限，主要取决于_。(3)配制培养基时加琼脂的目的是_。(4)组织培养要求无菌操作的原因是_。(5)要促进花粉细胞分裂和生长，培养基中应有_和_两类植物激素。,解析：(1)进行花药离体培养，花粉发育时期的选择非常重要，宜选取单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期。(2)图示两种途径的主要区别在于所使用培