师说全程复习构想高考生物专题4生物技术在其他方面的应用名师优质课件新人教版选修1

1、选修一 生物技术实践 专题四 生物技术在其他方面的应用 说考纲说考纲分析考情明考向分析考情明考向 说基础说基础 课前预习读教材课前预习读教材 SHUO JI CHU 基基/础础/梳梳/理理 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植物组织培养的基本过程 3月季的花药培养月季的花药培养 (1)花粉发育过程：花粉发育过程：花粉母细胞花粉母细胞(小孢子母细胞小孢子母细胞)四分体时期四分体时期单核期单核期双核期双核期花粉粒。花粉粒。 (2)产生花粉植株的两种途径产生花粉植株的两种途径 (3)影响花药培养的因素：主要因素是影响花药培养的因素：主要因素是 材料材料 的选择和培

2、养基的选择和培养基的的 组成组成 。花药培养一般选择在花药培养一般选择在 初花期初花期 ，选择的花粉处于发育过选择的花粉处于发育过程中的程中的 单核期单核期 。 (4)实验操作关键实验操作关键 材料的选取：材料的选取：挑选完全未开放的花蕾，挑选完全未开放的花蕾，确定花粉发育时期最确定花粉发育时期最常用方法是醋酸洋红法。常用方法是醋酸洋红法。 接种：接种：消毒后的花蕾，消毒后的花蕾，在无菌条件下除去萼片和花瓣，在无菌条件下除去萼片和花瓣，并立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。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：温度控制在培养：温度控制在25左右，幼小

3、植株形成后才需要左右，幼小植株形成后才需要光照光照 。如果花药开裂释放出胚状体，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就要在花药开裂后尽快将幼小植株分开。开。 二、二、DNA和蛋白质技术和蛋白质技术 1DNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定 (1)基本原理基本原理 DNA在不同浓度的在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，在溶液中的溶解度不同，在0.14mol/L 的的NaCl溶液中的溶解度最低。溶液中的溶解度最低。 DNA不溶于酒精溶液。不溶于酒精溶液。 DNA在在沸水浴沸水浴 条件下可被条件下可被二苯胺二苯胺 染成蓝色。染成蓝色。 (2)实验设计实验设计 材料的选取：选用

4、材料的选取：选用DNA含量相对含量相对 较高较高 的生物组织，如鸡的生物组织，如鸡血、花椰菜、洋葱等。血、花椰菜、洋葱等。 破碎细胞破碎细胞(以鸡血为例以鸡血为例)：鸡血细胞，鸡血细胞，加蒸馏水，加蒸馏水，用用 玻璃棒玻璃棒 搅搅拌，用纱布过滤，收集滤液。拌，用纱布过滤，收集滤液。 去除杂质：利用去除杂质：利用DNA在不同浓度的在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不溶液中溶解度不溶液的浓度溶液的浓度同，通过控制同，通过控制 NaCl 去除杂质。去除杂质。 DNA析出：析出：将处理后的溶液过滤，将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等的、加入与滤液体积相等的、冷却的酒精溶液冷却的酒精溶液(体积分数为体

5、积分数为95%)。 DNA的鉴定：的鉴定：DNA溶解在溶解在2 mol/L的的NaCl溶液中，溶液中，加入加入4 mL的二苯胺试剂，沸水中加热的二苯胺试剂，沸水中加热5 min，溶液变成，溶液变成 蓝色蓝色 。 2多聚酶链式反应扩增多聚酶链式反应扩增DNA片段片段 (1)PCR原理原理 DNA的的 热热 变性：变性： 双链双链加热加热? ?80100? ?，双螺旋结构解体，双螺旋结构解体单链单链DNA逐渐冷却，分离的逐渐冷却，分离的DNA链又重新结合链又重新结合DNA (2)PCR 的反应过程的反应过程 变性：变性：90以上时，双链以上时，双链DNA解旋为单链。解旋为单链。 复性：复性：温度下

6、降到温度下降到 50 左右，左右，两种两种 引物引物 通过碱基互补配通过碱基互补配对方式与两条单链对方式与两条单链DNA结合。结合。 延伸：延伸：温度上升到温度上升到 72 左右，左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在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聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。链。 3血红蛋白的提取和分离血红蛋白的提取和分离 (1)方法及原理方法及原理 (2)实验操作程序实验操作程序 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，具植物芳香油的主

7、要化学成分：萜类化合物及其衍生物，具有很强的有很强的 挥发挥发 性。提取方法有蒸馏、性。提取方法有蒸馏、 压榨压榨 和萃取等。和萃取等。 2胡萝卜素的提取胡萝卜素的提取 (1)胡萝卜素性质：不溶于胡萝卜素性质：不溶于 水水 ，微溶于乙醇，易溶于石油，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。醚等有机溶剂。 ? ?方法：萃取法，石油醚最适宜作萃取剂方法：萃取法，石油醚最适宜作萃取剂实验实验? ?(2)? ?实验流程：胡萝卜实验流程：胡萝卜粉碎粉碎干燥干燥萃取萃取设计设计? ? ? 过滤过滤浓缩浓缩胡萝卜素胡萝卜素(3)鉴定方法：鉴定方法： 纸层析法纸层析法 。 说考点说考点 拓展延伸串知识拓展延伸串知

8、识 SHUO KAO DIAN知知/识识/整整/合合 植物组织培养植物组织培养 1植物激素在组织培养过程中的重要作用植物激素在组织培养过程中的重要作用 一一 生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、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脱分化和再分化的关键性激素，其作用及特点为：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。势。 (2)使用顺序不同，结果不同使用顺序不同，结果不同 使用顺序使用顺序 实验结果实验结果 先使用生长素，先使用生长素， 后使用后使用 有利于细胞分裂，但有利于细胞分裂，

9、但细胞分裂素细胞分裂素 先使用细胞分裂素，先使用细胞分裂素， 后后使用生长素使用生长素 同时使用同时使用 细胞不分化细胞不分化 细胞既分裂也分化细胞既分裂也分化 分化频率提高分化频率提高 (3)生长素用量与细胞分裂素用量的比例不同，结果也不同。生长素用量与细胞分裂素用量的比例不同，结果也不同。 高：利于根的分化、抑制芽的形成；高：利于根的分化、抑制芽的形成； 低：利于芽的分化、抑制根的形成；低：利于芽的分化、抑制根的形成； 适中：促进愈伤组织的形成。适中：促进愈伤组织的形成。 2植物组织培养与花药培养的比较植物组织培养与花药培养的比较 特特 别别 提提 醒醒 实验操作中易错的几个问题实验操作中

10、易错的几个问题 (1)材料的选取：材料的选取：菊花的组织培养实验中，菊花的组织培养实验中，应选择未开花植株的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。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外植体消毒：所用消毒剂为体积分数为70%的酒精和质量的酒精和质量分数为分数为0.1%的氯化汞溶液，所使用的清洗液是无菌水。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，月季花药的培培养过程：在初期，菊花的组织培养

11、需光照，月季花药的培养不需光照；而在后期均需光照。养不需光照；而在后期均需光照。 跟踪训练跟踪训练1 下图是月季花药离体培养产生花粉植株的两种途下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。径，请据图回答有关问题。 (1)选用的材料合适与否是能否成功诱导出花粉植株的重要因选用的材料合适与否是能否成功诱导出花粉植株的重要因素，一般来说选用素，一般来说选用_期的花粉可提高成功率。选择花粉时，期的花粉可提高成功率。选择花粉时，一般要通过一般要通过_来确定花粉是否处于合适的发育期，来确定花粉是否处于合适的发育期， 这时需要这时需要对花粉的细胞核进行染色，常用的染色剂是对花粉的细胞核

12、进行染色，常用的染色剂是_。 (2)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培培 养养基基 中中_ _。 (3)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，是一种高度胞排列疏松无规则，是一种高度_的薄壁细胞，胚状体与的薄壁细胞，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。发育形成的胚有类似的结构，即具有胚芽、胚轴和胚根。 (4)无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素，无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素， 请说明下列请说明下列各项需要消毒，

13、还是需要灭菌。培养基，培养皿，接种环，各项需要消毒，还是需要灭菌。培养基，培养皿，接种环，花蕾，实验操作者的双手，三角锥形瓶。花蕾，实验操作者的双手，三角锥形瓶。_(填编号填编号)需要灭菌，需要灭菌，_(填编号填编号)需要消毒。需要消毒。 (5)试管苗移栽到土壤前，试管苗移栽到土壤前，通常要进行壮苗处理，通常要进行壮苗处理，应如何壮苗？应如何壮苗？_。 解析：解析：(1)单核期花粉对离体刺激敏感，单核期花粉对离体刺激敏感，选用该期花粉可提高培选用该期花粉可提高培养的成功率；选择花粉时可用显微镜观察、筛选；对花粉细胞核染养的成功率；选择花粉时可用显微镜观察、筛选；对花粉细胞核染色应选择碱性染料，

14、色应选择碱性染料，常用醋酸洋红。常用醋酸洋红。(2)细胞培养成植株的两条途径细胞培养成植株的两条途径取决于植物激素的种类及比例，尤其是生长素和细胞分裂素。取决于植物激素的种类及比例，尤其是生长素和细胞分裂素。(3)愈伤组织细胞的特点为细胞排列疏松无规则、愈伤组织细胞的特点为细胞排列疏松无规则、高度液泡化；高度液泡化；胚状体胚状体是具有与胚相似的根或芽的结构；是具有与胚相似的根或芽的结构；(4)灭菌对象为培养基和实验器灭菌对象为培养基和实验器材，材，消毒对象为要保持活性的材料和实验者自身；消毒对象为要保持活性的材料和实验者自身；(5)壮苗即使试管壮苗即使试管苗逐步适应外界环境的做法。苗逐步适应外

15、界环境的做法。 答案：答案：(1)单核单核 镜检镜检(显微镜观察显微镜观察) 醋酸洋红醋酸洋红 (2)激素的种类及浓度配比激素的种类及浓度配比 (3)液泡化液泡化 正常受精卵正常受精卵(或受精卵或受精卵) (4) (5)将试管苗移栽到经消毒过的培养基中生活一段时间，等幼将试管苗移栽到经消毒过的培养基中生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中苗长壮后再移栽到土壤中 二二 DNA 和蛋白质技术和蛋白质技术 1DNA与蛋白质在不同与蛋白质在不同NaCl溶液中溶解度不同溶液中溶解度不同 2 mol/L NaCl溶液溶液 0.14 mol/L NaCl溶液溶液 溶解规律溶解规律 DNA 溶解溶解 析出析

16、出 蛋白质蛋白质 部分发生盐析部分发生盐析沉淀沉淀 NaCl溶液从溶液从2 mol/L降降溶解溶解 低过程中，低过程中，溶解度逐渐增溶解度逐渐增大大 2.比较细胞内比较细胞内DNA复制与体外复制与体外DNA扩增扩增(PCR) 3.分离分离DNA、PCR技术、分离蛋白质三者比较技术、分离蛋白质三者比较 南通模拟南通模拟? ?下表有关下表有关“DNA粗提取和鉴粗提取和鉴跟踪训练跟踪训练2 ? ?2015定定”的相关操作中所选取的试剂，错误的是的相关操作中所选取的试剂，错误的是( ) A B 相关操作相关操作 破碎鸡血细胞破碎鸡血细胞 溶解核内溶解核内DNA 选取的试剂选取的试剂 蒸馏水蒸馏水 2

17、mol/L NaCl溶液溶液 C 提取杂质较少的提取杂质较少的DNA 冷却的冷却的95%的酒精的酒精 D DNA的鉴定的鉴定 双缩脲试剂双缩脲试剂 解析：解析：本题考查本题考查DNA的粗提取和鉴定的实验。破碎鸡血的红的粗提取和鉴定的实验。破碎鸡血的红细胞用蒸馏水吸水涨破释放核物质；细胞用蒸馏水吸水涨破释放核物质；2 mol/L的氯化钠溶液中的氯化钠溶液中DNA的溶解度很高，可以溶解核内的的溶解度很高，可以溶解核内的DNA；DNA不溶于酒精溶液，加不溶于酒精溶液，加入冷却的体积分数为入冷却的体积分数为95%的酒精可以析出的酒精可以析出DNA，除去溶于酒精的，除去溶于酒精的蛋白质，提取出杂质更少的

18、蛋白质，提取出杂质更少的DNA；DNA应该用二苯胺鉴定，可被应该用二苯胺鉴定，可被二苯胺染成蓝色，双缩脲用来检测蛋白质。二苯胺染成蓝色，双缩脲用来检测蛋白质。 答案：答案：D 植物有效成分的提取植物有效成分的提取 1几种提取方法的比较几种提取方法的比较 三三 2.几种植物有效成分提取的比较几种植物有效成分提取的比较 特特 别别 提提 醒醒 不同的物质提取方法不同不同的物质提取方法不同 不同物质的提取是根据其理化性质的不同来进行的，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取物质时，应先确定该物质的理化性质，然后再选

19、择适宜的提取方法进行提取。法进行提取。 (1)蒸馏法适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油。蒸馏法适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油。水蒸气蒸馏根据原料放置的位置可以分为水中蒸馏、水蒸气蒸馏根据原料放置的位置可以分为水中蒸馏、 水上蒸馏、水上蒸馏、水水气蒸馏。水中蒸馏设备气蒸馏。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。率高。 (2)压榨法适用于含油量高的原料，主要用于提取橘橙类精油，压榨法适用于含油量高的原料，主要用于提取橘橙类精油，如橘皮油、柠檬油、甜橙油等。如橘皮油、柠檬油、甜橙油等。 (3

20、)萃取法可使用于提取大多数植物芳香油。萃取法可使用于提取大多数植物芳香油。 (4)除去液体中固体物的常用方法是过滤。除去液体中固体物的常用方法是过滤。 跟踪训练跟踪训练3 胡萝卜素是一种常用的食用色素，胡萝卜素是一种常用的食用色素，可从胡萝卜或可从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取获得，流程如下：产胡萝卜素的微生物菌体中提取获得，流程如下： (1)筛选产胡萝卜素的酵母菌筛选产胡萝卜素的酵母菌R时，可选用时，可选用_或平板划或平板划线法接种。采用平板划线法接种时需先灼烧接种环，其目的是线法接种。采用平板划线法接种时需先灼烧接种环，其目的是_。 (2)培养酵母菌培养酵母菌R时，培养基中的蔗糖和硝

21、酸盐可分别为酵母时，培养基中的蔗糖和硝酸盐可分别为酵母菌菌R的生长提供的生长提供_和和_。 (3)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，干燥过程应控制好温度和从胡萝卜中提取胡萝卜素时，干燥过程应控制好温度和_以防止胡萝卜素分解；以防止胡萝卜素分解；萃取过程中宜采用萃取过程中宜采用_方式加方式加热热以以防防止止温温度度过过高高；萃萃取取液液浓浓缩缩前前需需进进行行过过滤滤，其其目目的的是是_。 (4)纸层析法可用于鉴定所提取的胡萝卜素。鉴定过程中需用纸层析法可用于鉴定所提取的胡萝卜素。鉴定过程中需用胡萝卜素标准样品作为胡萝卜素标准样品作为_。 解析：解析：(1)接种微生物的方法主要是稀释涂布平板法和平板划线

22、接种微生物的方法主要是稀释涂布平板法和平板划线法；为了避免杂菌的污染，接种过程中要进行无菌操作，如对接种法；为了避免杂菌的污染，接种过程中要进行无菌操作，如对接种环进行灼烧处理。环进行灼烧处理。(2)蔗糖可作为碳源，蔗糖可作为碳源，硝酸盐含有氮元素，硝酸盐含有氮元素，可作为可作为氮源。氮源。(3)温度过高、温度过高、干燥时间过长会导致胡萝卜素分解；干燥时间过长会导致胡萝卜素分解；由于萃取由于萃取剂都是易燃物，直接使用明火加热易引起燃烧、爆炸，故采用水浴剂都是易燃物，直接使用明火加热易引起燃烧、爆炸，故采用水浴加热。加热。(4)鉴定胡萝卜素时，鉴定胡萝卜素时，胡萝卜素标准样品主要起一个对照的作胡

23、萝卜素标准样品主要起一个对照的作用。用。 答案：答案：(1)稀释涂布平板法稀释涂布平板法(或：稀释混合平板法或：稀释混合平板法) 灭菌灭菌(或：或：防止杂菌污染防止杂菌污染) (2)碳源碳源 氮源氮源 (3)时间时间 水浴水浴 滤去不溶物滤去不溶物 (4)(实验实验)对照对照 说案例说案例 划分题型找规律划分题型找规律 SHUO AN LI 一一 用用PCR技术扩增技术扩增DNA片段片段 本部分内容在近几年高中命题中极少出现，但是本部分内容在近几年高中命题中极少出现，但是PCR技术作技术作为前沿科技可能为今后高考提供命题的材料和情景出现，为前沿科技可能为今后高考提供命题的材料和情景出现，预计预

24、计2016年高考可能与基因工程联系考查其原理及主要的操作要领。年高考可能与基因工程联系考查其原理及主要的操作要领。 例例1 PCR(多聚酶链式反应多聚酶链式反应)技术是一项在生物体外复制特定技术是一项在生物体外复制特定的的DNA片段的核酸合成技术，下图表示合成过程，请据图分析回片段的核酸合成技术，下图表示合成过程，请据图分析回答：答： (1)A过程能使过程能使DNA变性解旋，对该过程的原理叙述正确的是变性解旋，对该过程的原理叙述正确的是_。 A该过程用到耐高温的解旋酶破坏氢键该过程用到耐高温的解旋酶破坏氢键 B该过程用到限制酶破坏磷酸二酯键该过程用到限制酶破坏磷酸二酯键 C该过程不需要解旋酶的

25、作用该过程不需要解旋酶的作用 D该过程与人体细胞的过程完全相同该过程与人体细胞的过程完全相同 (2)C过程要用到的酶是耐高温的过程要用到的酶是耐高温的_， 这种酶在高温下仍这种酶在高温下仍保持活性，因此在保持活性，因此在PCR扩增时可以扩增时可以_加入，加入，_(需要需要/不需要不需要)再添加。再添加。PCR反应除提供酶外，反应除提供酶外， 还需要满足的基本条件有：还需要满足的基本条件有：_。 (3)如果把模板如果把模板DNA的两条链用的两条链用N标记，游离的脱氧核苷酸标记，游离的脱氧核苷酸不做标记，不做标记，控制控制“945572”温度循环温度循环3次，次，则在形成的则在形成的子代子代DNA

26、中含有中含有N标记的标记的DNA占占_。 1515【解析】【解析】 (1)高温所起的作用类似于解旋酶，使双链高温所起的作用类似于解旋酶，使双链DNA变变为单链。为单链。(2)C过程是过程是PCR技术的延伸阶段，技术的延伸阶段， 当系统温度上升到当系统温度上升到72左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在耐高温的左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下聚合酶的作用下合成新的合成新的DNA链。这种链。这种DNA聚合酶在高温下不变性，所以一次聚合酶在高温下不变性，所以一次性加入即可。性加入即可。(3)PCR技术遵循半保留复制的特点。经过三次循环，技术遵循半保留复制的特点。经过三次循环，共产生

27、共产生2个个DNA分子，其中有分子，其中有2个个DNA分子含有分子含有N标记。标记。 315【答案】【答案】 (1)C (2)DNA聚合酶聚合酶 一次性一次性 不需要不需要 DNA模板、模板、两种引物、两种引物、四四种脱氧核苷酸，通过控制温度使种脱氧核苷酸，通过控制温度使DNA复制在体外反复进行复制在体外反复进行 (3)25% 二二 植物有效成分的提取植物有效成分的提取 本考点内容属生物技术实践中难点之一，近年高考多有涉本考点内容属生物技术实践中难点之一，近年高考多有涉及，考查点多围绕血红蛋白提取过程及分离原理、凝胶色谱法、透及，考查点多围绕血红蛋白提取过程及分离原理、凝胶色谱法、透析原理及电

28、泳法纯化蛋白质等，题目难度相对较大，但一般不涉及析原理及电泳法纯化蛋白质等，题目难度相对较大，但一般不涉及凝胶柱制作及装填过程操作，凝胶柱制作及装填过程操作， 2016 年备考应格外关注。年备考应格外关注。 例例2 生物组织中有机物的提取方法有很多种。例如凝胶色谱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，不同的有机物所用的提法、电泳法、蒸馏法、压榨法和萃取法等，不同的有机物所用的提取方法各有不同。取方法各有不同。 (1)玫瑰精油被称为玫瑰精油被称为“液体黄金液体黄金”， 是世界香料工业中不可取代是世界香料工业中不可取代的原料，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，提取出的玫瑰精油要求不含有任何添加剂或化学原料，其其提取方法主要是提取方法主要是_。 (2)杏仁油富含矿物质和维生素，是一种质地轻柔、高渗透性杏仁油