导学教程新课标高考生物一轮复习抓纲扣本剖题探法专题四生物技术在其他方面的应用名师优质课

1、专题四 生物技术在其他方面的应用 抓纲扣本抓纲扣本夯实基础夯实基础 一、植物的组织培养技术一、植物的组织培养技术 1植物组织培养的基本过程 脱分化脱分化 再分化再分化 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 植株的茎上未开花未开花 部新生的侧枝。 营养供应 MS培养基培养基 (2)实验操作过程 70%的酒精的酒精 无菌水无菌水 酒精灯火焰酒精灯火焰 火焰灼烧火焰灼烧 无菌箱无菌箱 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 胚状体胚状体 愈伤组织愈伤组织 组成组成 的选(3)影响花药

2、培养的因素：主要因素是 材料材料 。花药培养一般选择择和培养基的 初花期初花期 在 ，选择的花粉处于发育过单核期单核期 程中的 。 (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，幼小植株形成后光照光照 才需要 。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、二、DNA和蛋白质技术和蛋白质技术 1DNA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，0.14 mol

3、/L 在 的NaCl溶液中的溶解度最低。 DNA不溶于酒精溶液。 DNA在 条件下可被 染成蓝色。 沸水浴沸水浴 二苯胺二苯胺 (2)实验设计 较高较高 材料的选取：选用DNA含量相对 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，玻璃棒玻璃棒 用 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 去NaCl溶液的浓度溶液的浓度 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2 mol/L的NaCl溶液中，加入4 mL的二苯胺试剂，

4、沸水中加热5 min，蓝色蓝色 溶液变成 。 2多聚酶链式反应扩增DNA片段 (1)PCR原理 热热 DNA的 变性： 冷却冷却 (2)PCR的反应过程 变性：90以上时，双链DNA解旋为单链。 50 左右，两种 引物引物 通过复性：温度下降到 碱基互补配对方式与两条单链DNA结合。 72 左右，溶液中的四延伸：温度上升到 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 方法 原理 相对分子质量的大小相对分子质量的大小 凝胶色谱法 根据 分离蛋白质 电泳法 带电性质带电性质 各种分子 的差异以及分子本身大小、形状的不同 (2

5、)实验操作程序 透析透析 SDS 聚丙烯聚丙烯 酰胺凝胶电泳酰胺凝胶电泳 三、植物有效成分的提取三、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：萜类化合物及其挥发挥发 衍生物，具有很强的 性。提取方法有压榨压榨 蒸馏、 和萃取等。 (2)提取玫瑰精油实验 水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法 NaCl 无水无水Na2SO4 过滤过滤 (3)提取橘皮精油的实验 压榨压榨 压榨压榨 过滤过滤 2胡萝卜素的提取 水水 (1)胡萝卜素性质：不溶于 ，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。 (2)实验设计 萃取萃取 石油醚石油醚 纸层析法纸层析法 (3)鉴定方法： 。 剖题探法剖题探法突破

6、考点突破考点 考点一考点一 植物组织培养技术植物组织培养技术 【典例1】 (2013东城区检测)下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程，相关叙述正确的是 A和过程会发生减数分裂 B过程需生长素而过程需细胞分裂素 C过程有细胞增殖但无细胞分化 D此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体 【解析】 是脱分化，是再分化，过程均发生的是有丝分裂；过程需要生长素和细胞分裂素的共同调节；过程有细胞增殖，但没有发生细胞分化；花药离体培养后得到的植株为单倍体。 【答案】 C 考点突破 1植物组织培养技术和花药离体培养技术的异同 植物组织培养技术 花药离体培养技术 理论依据 相同点 基本过程 影响因素

7、 不同点 选材 生殖方式 体细胞 无性生殖 生殖细胞(精子) 有性生殖 2.影响组织培养的因素 (1)不同植物的组织培养难度不同。 (2)对于同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长短等也会影响实验结果。生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。 (3)植物激素： 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： 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。 使用顺序不同，结果不同，具体如下： 使用顺序 先使用生长素，后使用细胞分裂素 实验结果 有利于细胞分裂，但细胞不分化 先使用细胞分裂素，细胞既分裂又分化 后使用生长素 同时使用 分化频率提高

8、 用量比例不同，结果也不同： 特别提醒 (1)在剥离花药时，要尽量不损伤花药，否则接种后容易从受伤部位产生愈伤组织，同时还要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。 (2)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。 变式训练 1(2012新课标)为了探究6 -BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在MS培养基中加入6 -BA和IAA，配制成四种培养基(见下表)，灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率(m )，以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)，结果如下

9、表。 培养基编号 1 2 3 4 1浓度/mg L 6 -BA IAA 0 0.5 0.1 0.2 0.5 m /% n/个 76.7 77.4 66.7 60.0 3.1 6.1 5.3 5.0 回答下列问题： (1)按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为_和_两类。上述培养基中，6- BA属于_类生长调节剂。 (2)在该实验中，自变量是_，因变量是_，自变量的取值范围是_。 (3)从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是_号培养基。 (4)为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入_(填“6- BA”或“IAA”)。 答案 (1)大量元素 微量元素 细胞分裂素 (2)IAA浓度

10、再生丛芽外植体的比率(m )和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n) 00.5 mg L1 (3)1 (4)6 -BA 考点二考点二 DNA的粗提取与分离的粗提取与分离 【典例【典例2】 下列关于下列关于DNA粗提取与鉴定实验的粗提取与鉴定实验的叙述，正确的是叙述，正确的是 ADNA在在NaCl溶液中的溶解度与蛋白质不同溶液中的溶解度与蛋白质不同 B在沸水浴中，在沸水浴中，DNA遇二苯胺呈紫色遇二苯胺呈紫色 C洗涤剂可瓦解细胞膜，对洗涤剂可瓦解细胞膜，对DNA也有影响也有影响 D向向DNA滤液中加入酒精会使杂蛋白析出滤液中加入酒精会使杂蛋白析出 【解析】 DNA在NaCl溶液中的溶解度与蛋白质不同

11、，利用这一特点可将DNA和蛋白质分离。沸水浴中DNA遇二苯胺呈蓝色。洗涤剂可瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。DNA不溶于酒精，向DNA滤液中加入酒精会使DNA析出。 【答案】 A 考点突破 1基本原理 2.DNA与蛋白质在NaCl溶液中溶解度比较 2 mol/L NaCl溶液 0.14 mol/L NaCl溶液 溶解规律 DNA 溶解 析出 蛋白质 部分发生盐析沉淀 溶解 NaCl溶液从2 mol/L降低过程中，溶解度逐渐增大 3.操作过程 特别提醒 (1)本实验不能用哺乳动物成熟红细胞作实验材料，原因是哺乳动物成熟红细胞无细胞核。可选用鸡血细胞作材料。 (2)实验中两次使用蒸馏水，第一次的目

12、的是使成熟的鸡血细胞涨破释放出 DNA，第二次目的是稀释NaCl溶液，使DNA从溶液中析出。 变式训练 2(2013湖南十二校二模)自1973年博耶和科恩成功地使外源基因在原核细胞中表达开始，基因工程正式问世了，人们对DNA的关注也越来越多。分析并回答下列问题： (1)从生物组织中提取DNA时，若要获取含有DNA的滤液，需破碎细胞；若为鸡的成熟红细胞，可以加入一定量的蒸馏水，原因是细胞_而涨破；若为植物细胞可以加入一定量的洗涤剂。 (2)利用DNA和RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，可以将它们分离。如DNA的溶解度在NaCl溶液浓度为_时最小，可以使DNA与其他杂质初步分离。

13、(3)为了纯化提取的DNA，可以用95%的酒精去除滤液中的杂质。其原理是DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些物质却可以溶于酒精溶液，可以推测溶于酒精中的物质可能有_。 (4)一般DNA的鉴定试剂为_，沸水浴后溶液中有DNA则颜色为_。 解析 (1)常采用吸水膨胀的方法使动物细胞涨破。(2)当NaCl溶液浓度为0.14 mol/L时，DNA溶解度最低。(3)DNA不溶于酒精，而蛋白质、脂质等杂质溶于酒精。(4)DNA在沸水浴条件下与二苯胺呈蓝色反应。 答案 (1)吸水膨胀 (2)0.14 mol/L (3)蛋白质、脂质 (4)二苯胺 蓝色 考点三考点三 PCR技术的基本操作和应用技术的基本操作和

14、应用 【典例【典例3】 PCR利用了利用了DNA热变性的原理，热变性的原理，PCR仪仪实际上也是一种能自动调控温度的仪器，对实际上也是一种能自动调控温度的仪器，对PCR过程中过程中“温度的控制温度的控制”的下列说法错误的是的下列说法错误的是 A酶促反应需要高的温度，是为了确保模板的单链酶促反应需要高的温度，是为了确保模板的单链 B延伸的温度必须大于复性温度，而小于变性温度延伸的温度必须大于复性温度，而小于变性温度 CDNA聚合酶不能热变性，要用耐高温的聚合酶聚合酶不能热变性，要用耐高温的聚合酶 DDNA解旋酶不能热变性，为了确保模板是单链解旋酶不能热变性，为了确保模板是单链 【解析】 PCR是

15、一种体外DNA扩增技术。DNA双链的解开不需要解旋酶，靠高温使其变性，双螺旋结构解体，双链分开；复性前，在耐高温的DNA聚合酶的作用下根据碱基互补配对原则合成新的DNA，因此延伸的温度要大于复性温度，小于变性温度。 【答案】 D 考点突破 1细胞内DNA复制与PCR技术的比较 细胞内DNA复制 解旋 在解旋酶作用下，边解旋边复制 DNA解旋酶，DNA聚合酶 RNA PCR 80100高温解旋，双链完全分开 TaqDNA聚合酶 DNA或RNA 不同点 酶 引物 温度 体内温和条件 相需提供DNA复制的模板； 同 四种脱氧核苷酸为原料； 点 子链延伸的方向都是5端到3端 高温 2.PCR反应结果

16、(1)PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可以分为变性、复性、延伸三步。 (2)两个引物之间的固定长度的DNA序列呈指数扩增。 特别提醒 DNA聚合酶只能从3 端延伸子链，因此DNA的合成方向是从子链的5 端向3端延伸。 变式训练 3PCR是一种体外快速扩增DNA的方法，用于扩增特定的DNA片段，数小时内可使目的基因片段扩增到数百万个拷贝。请回答相关问题： (1)DNA分 子 的 两 条链 在 碱 基 关 系 上 表现 为_，DNA的 两 条 链 在 方 向 上 表 现 为_，通常将_的末端称为5 端；当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的_开始延伸DNA链，故D

17、NA子链复制的方向是_。 (2)PCR与体内DNA复制的不同之处主要表现在温度环境上，在PCR中先用95高温处理的目的是_；而这一过程在细胞内是通过_实现的。 (3)PCR需 要 模 板DNA、 引 物 、_和_等条件，其中的引物实质上是一种_。 解析 DNA的两条链在碱基关系上表现为互补配对，在方向上表现为反向平行。通常将含有磷酸基团的一端称为5 端，DNA聚合酶只能从引物的3 端连接脱氧核苷酸，故子链复制的方向是5 端到3 端。在PCR技术中，95高温处理的目的是使两条链之间的氢键断裂，这一过程在细胞内通过解旋酶来实现。PCR技术中除需要模板DNA、引物、脱氧核糖核苷酸外，还需要耐热的DN

18、A聚合酶等条件，其中的引物是一种单链DNA分子或RNA分子。 答案 (1)互补配对 反向平行 磷酸基团 3 端 5 端到3 端 (2)使两条链之间的氢键断裂 解旋酶 (3)脱氧核糖核苷酸 耐热的DNA聚合酶 单链DNA分子或RNA分子 考点四考点四 植物芳香油的提取方法植物芳香油的提取方法 【典例【典例4】 有关植物芳香油的提取方法叙述正确的有关植物芳香油的提取方法叙述正确的是是 植物芳香油具有较强的挥发性，能随水蒸气蒸发，植物芳香油具有较强的挥发性，能随水蒸气蒸发，因此可利用蒸馏法提取因此可利用蒸馏法提取 压榨法是利用机械压力榨出芳压榨法是利用机械压力榨出芳香油香油 将新鲜的植物材料浸泡在用

19、于萃取的有机溶剂中，将新鲜的植物材料浸泡在用于萃取的有机溶剂中，然后蒸去溶剂，即可获得植物芳香油，此为萃取法然后蒸去溶剂，即可获得植物芳香油，此为萃取法 A B C D 【解析】 植物芳香油是有机物，利用其溶解性的特点，可用多种方法提取。若使用萃取法，原料应粉碎且干燥后浸泡于有机溶剂，然后蒸发出有机溶剂。 【答案】 A 考点突破 提取 方法 水蒸气蒸馏法 压榨法 有机溶剂萃取法 使芳香油溶解在利用水蒸气将挥通过机械加压，实验 有机溶剂中，蒸发性较强的植物压榨出果皮中的发溶剂获得芳香原理 芳香油携带出来 芳香油 油 水蒸气蒸馏 方法 分离油层 步骤 除水过滤 石灰水浸泡、漂洗 粉碎、干燥 压榨、过滤、 萃取、过滤 静置 浓缩 再次过滤 适用于提取玫适用范围广，要求适用于柑橘、适用 瑰油、薄荷油原料的颗粒要尽可柠檬等易焦糊能细小，能充分浸范围 等挥发性强的原料的提取 芳香油 泡在有机溶液中 生产成本低，简单易行，便易保持原料原优点 出油率高，易分离 于分离 有的结构和功能 水中蒸馏会导分离较为困 使用的有机溶剂处致原料焦糊和局限性 理不当会影响芳香难，出油率相有效成分水解油的质量 对较低 等问题 变式训练 4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