生物技术在其他方面应用导学案资料

生物技术在其余方面的应用导教案资料生物技术在其余方面的应用导教案资料10/10生物技术在其余方面的应用导教案资料生物技术在其余方面的应用导教学设计班级：姓名：日期：最新考纲1．植物的组织培养2．蛋白质的提取和分别3．PCR技术的基本操作和应用4．从生物质料中提取某些特定的成分考纲解读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其余实验原理和方法3．PCR技术与生物体内DNA复制的差异4．初步学会用水蒸气蒸馏法和压迫法提取植物芳香油知识点一植物的组织培养技术理论基础：植物细胞的①基本过程：外植体②――→愈伤组织③――→幼苗―→移栽资料：④、⑤、保留时间长短等大量元素无机营养营养⑥菊花的组织培养有机营养：⑦、⑧、⑨、肌醇以及蔗糖等影响因素和?10pH：?左右温度：18～22℃光照：每日光照12h实验操作步骤：制备MS培养基→外植体消毒→?→培养→?→栽种比一比：MS培养基与微生物培养基有何主要不相同？看一看：植物组织培养与花药培养技术有何相同与不相同？知识点二蛋白质的提取和分别、PCR技术1思一思：用猪的血液与鸡的血液提取血红蛋白哪个收效更好？想一想：PCR与生物体内DNA复制有何差异？知识点三植物有效成分的提取议一议：水中蒸馏、水上蒸馏、水气蒸馏的差异。【知识链接】一、植物组织培养的过程1．菊花组织培养过程菊花组织脱分化,Ｆ形成愈伤组织再分化,Ｆ长出丛芽―→生根移栽,Ｆ菊花植株。2．月季的花药培养2二、菊花茎与月季花药组织培养的比较菊花茎的组织培养月季花药组织培养理论依照植物细胞的全能性植物细胞的全能性资料采用未开花植株茎上部新萌生的侧枝完好未开放的花蕾光照情况每日用日光灯照射12h开始不需要光照，幼小植株形成后需要光照操作流程制备MS培养基→外植体消毒→选材→资料消毒→接种和培养→精选和诱接种→培养→移栽→栽种导→移栽→栽种选育影响因素选材、营养、激素、pH、温度、光照等基本过程脱分化、再分化三、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、脱分化和再分化的要点性激素，其作用及特点为：1．在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用表现加强的趋势。2．使用序次不相同，结果不相同，详尽以下：使用序次实验结果先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞不分化先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂又分化同时使用分化频率提高3.用量比率不相同，结果也不相同①高：利于根的分化、控制芽的形成生长素用量的比值②低：利于芽的分化、控制根的形成细胞分裂素用量③适中：促进愈伤组织的生长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．影响萃取的因素主要因素：萃取剂的性质和使用量。次要因素：原料颗粒的大小、亲密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件。4．萃取过程注意事项由于有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热简单引起燃烧、爆炸，因此萃取过程中应防范使用明火加热，采用水浴加热。为防范加热时有机溶剂挥发，还要在加热瓶口安装回流冷凝装置。【知识链接】一、多聚酶链式反应扩增DNA片段1．细胞内DNA复制与体外DNA扩增(PCR技术)的比较细胞内DNA复制PCR解旋解旋酶，边解旋边复制80～100℃高温解旋，双链完全分开酶解旋酶，DNA聚合酶，DNA连接酶TaqDNA聚合酶不相同点引物RNADNA或RNA能量ATP不加温度体内平易条件高温子链合成一条链连续(先导链)，另一条链不连续，先两条子链均连续合成合成片段，再由DNA连接酶连接(滞后链)相同点①供应DNA模板②四种脱氧核苷酸作原料③子链延伸的方向都是从5′端到3′端2.PCR反应的过程及结果3(1)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，两种引物经过碱基互补配对与两条单链DNA结合，以以下列图：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，依照碱基互补配对原则合成新的DNA链，以以下列图：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。②两引物之间的固定长度的DNA序列呈指数扩增。提示DNA复制需要引物的原因：DNA聚合酶不能够从5′端开始合成DNA，而只能从3′端延伸DNA链。二、血红蛋白的提取和分别1．方法及原理方法原理凝胶色谱法依照相对分子质量的大小分别蛋白质电泳法各种分子带电性质的差异以及分子自己大小、形状的不相同2.实验操作程序(1)样品办理①红细胞的冲洗：除去血浆蛋白等杂质，有利于后续步骤的分别纯化；②血红蛋白的释放：使红细胞破裂，血红蛋白释放出来；③分别血红蛋白溶液：经过离心使血红蛋白和其余杂质分别开来，便于下一步对血红蛋白的纯化。(2)粗分别①原理：透析袋能使小分子自由出入，而将大分子保留在袋内，透析能够除去样品中相对分子质量较小的杂质。②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。除去样品中相对分子质量较小的杂质。③目的可用于更换样品的缓冲液。④图示：⑤注意：透析时间为12h。透析袋是用硝酸纤维素制成，小分子可自由出入，而大分子保留在袋内。纯化：一般采用凝胶色谱法对血红蛋白进行分别和纯化。纯度判断：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判断。3．结果解析与议论项目解析分层明显→样品办理完成血液样品的办理分层不明冲洗次数少，未能除去血浆蛋白显的原因离心速度过高和时间过长放一支与凝胶柱垂直的日光灯→直接检查加入大分子有色物质如蓝色葡聚凝胶色谱柱的装填糖—2000或红色葡聚糖，若色带均匀、狭窄、平展→装填成功血红蛋白的分别血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、平展，随洗脱液缓慢流出→分别成功4提示①用凝胶色谱法分别和纯化蛋白质，滴加样品时，吸管管口贴着管壁环绕搬动加样，同时注意不要破坏凝胶面。②在蛋白质分别过程中，应仔细观察红色区带在洗脱过程中的搬动情况，若是红色区带均匀一致地搬动，说明色谱柱制作成功。三、植物有效成分的提取1．几种物质的提取方法、原理及步骤提取物质提取方法提取原理步骤血红蛋白凝胶色谱法、①依照相对分子质量的大小；②各种分子带电性质差①样品办理②粗提取电泳法异以及分子自己大小、形状的不相同③纯化④纯度判断玫瑰精油水蒸气蒸馏法利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来①水蒸气蒸馏②分别油层③除水、过滤橘皮精油压迫法经过机械加压，压迫出果皮中的芳香油①石灰水浸泡、漂洗；②压迫、过滤、静置；③再次过滤胡萝卜素萃取法使提取物溶解在有机溶剂中，蒸发后获得提取物①粉碎、干燥②萃取、过滤③浓缩提示不相同物质的提取是依照其理化性质的不相同来进行的，因此在提取物质时，应先确定该物质的理化性质，尔后再选择合适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→油水混杂物加入NaCl加入无水Na2SO4过滤――→分别油层――→除水――→玫瑰油。橘皮精油的提取实验流程石灰水浸泡橘皮→漂洗→压迫→过滤→静置→再次过滤→橘皮油。胡萝卜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。提示水中蒸馏关于柑橘和柠檬等原料不适用。由于水中蒸馏会以致原料焦糊和有效成分水解。3．用层析法鉴准时应注意的问题选择干净的滤纸，为防范操作时滤纸的污染，应尽量防范用手直接接触滤纸，能够戴手套进行操作。点样时应注意点样斑点不能够太大(直径应小于0.5cm)，若是用吹风机吹干，温度不宜过高，否则斑点会变黄。将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时注意滤纸两边不能够互相接触，省得因毛细管现象以致溶剂沿滤纸两边的搬动加快，使溶剂前沿不齐，影响结果。【例题1】?多聚酶链式反应(PCR)是一种体外扩增DNA片段的技术。可用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定等方面。回答以下问题：(1)细胞内DNA复制过程中，引物的作用是__________，而且DNA复制的前提是__________。(2)PCR利用了__________原理，可经过控制温度来控制双链的解旋与结合。(3)PCR技术用到的酶是__________，与细胞内DNA复制时发挥相同作用的酶对照差异在于__________。(4)下面表格是DNA体内复制与PCR反应的部分比较结果。经过比较解析，请推导出PCR反应合成DNA子链时能量本源于______________。原料ATPDNA体内复制四种脱氧核苷酸需要5PCR反应脱氧胞苷三磷酸、脱氧腺苷三磷酸不需要脱氧胸苷三磷酸、脱氧鸟苷三磷酸(5)若是PCR反应所用的引物含有放射性、模板不拥有放射性，且引物不被切除，则经过n次循环，拥有放射性的脱氧核苷酸链占总链数的比值为__________。解析(1)DNA拥有双螺旋结构，复制时依照碱基互补配对原则，因此打开氢键，DNA聚合酶方可在引物的引导下从引物3′端开始连接脱氧核苷酸。(2)PCR技术就是模拟细胞内DNA复制的一项技术，只但是该技术中双链的解旋与结合是经过温度来控制的，原因在于DNA拥有热变性。(3)DNA聚合酶拥有耐高温的特点。(4)DNA无论是体内复制还是体外复制，子链合Taq成过程中都要耗资能量，而PCR反应不加入ATP供能，且加入的原料也不是四种脱氧核苷酸，可见PCR所用原料在水解成相应脱氧核苷酸时，能释放出等同于ATP水解的能量。(5)DNA复制n次产生2n个DNA，共有2n＋1条脱氧核苷酸链，由于母链不2n＋1－22n－1拥有放射性，因此拥有放射性的脱氧核苷酸链占总链数的比值为2n＋1＝2n。答案(1)使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸解开双链(或打开氢键)(2)DNA的热变性(3)DNATaq聚合酶耐高温(4)所用原料水解产生相应脱氧核苷酸时所释放的能量(5)2n－12n【例题2】?生物组织中有机物的提取方法有好多种。比方，凝胶色谱法、电泳法、蒸馏法、压迫法和萃取法等，不相同的有机物提取的方法各有不相同。玫瑰精油称为“液体黄金”，是世界香料工业不能取代的原料，提取出的玫瑰精油要求不含有任何增加剂或化学原料，其提取方法主若是________。(2)杏仁油富含矿物质和维生素，是一种质地轻柔、高浸透性的保湿剂，主要经过________法提取。萃取胡萝卜素前，要将胡萝卜完好粉碎的主要目的是________________________________________________________________________。血红蛋白的提取方法能够采用________，该方法主若是利用血红蛋白的哪一特点将它与其余物质分开的？____________________。解析(1)玫瑰精油不能够含有任何化学原料，因此不能够用萃取法，而其又拥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迫法。(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，还有接触面积。(4)血红蛋白分子大小与成熟红细胞中其余成分相差较大。答案(1)水蒸气蒸馏法(2)压迫(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【例题3】?请回答以下与实验室提取芳香油相关的问题。植物芳香油的提取可采用的方法有压迫法、________和________。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。橘子果实含有芳香油，平时可用________作为资料提取芳香油，而且提取时经常采用新鲜的资料，原因是___________________________________________________________。(4)对资料压迫后可获得糊状液体，为除去其中的固体物获得乳状液可采用的方法是________。获得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)从乳状液中分别获得的芳香油中要加入无水硫酸钠，此试剂的作用是______________。解析本题主要观察植物有效成分的提取，旨在观察考生对植物芳香油提取的方法，所用试剂及其作用的掌握情况。(1)植物芳香油的提取可采用的方法有压迫法、蒸馏法、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，由于新鲜的含有芳香油多。(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)无水硫酸钠的作用能够吸取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)过滤法(5)上油层的密度比水层小增加水层密度，使油和水分层(6)吸取芳香油中残留的水分6生物技术在其余方面的应用牢固案班级：姓名：日期：1.下面是将四倍体兰花的叶片经过植物组织培养形成植株的表示图，相关表达中正确的选项是（）A．②阶段会发生减数分裂过程B．①阶段需生长素而③阶段需细胞分裂素C．此过程表现植物细胞拥有全能性D．此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体植物组织培养过程中，为扩大培养数量，促进愈伤组织的生长，生长素与细胞分裂素的比率应()A.较高B.适中C.较低D.高中低皆可3.以下关于植物组织培养的表达中，错误的选项是()。A．培养基中增加蔗糖的目的是供应营养和调治浸透压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定经过脱分化才能形成愈伤组织D．同一株绿色开花植物不相同部分的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同4.（2012·陕西西安模拟）植物组织培养依照的原理、培养过程的序次及引诱的植物激素分别是（）①体细胞的全能性②离体的植物器官、组织或细胞③根、芽④生长素和细胞分裂素⑤生长素和乙烯⑥愈伤组织⑦再分化⑧脱分化⑨植物体A.①，②⑧⑥⑦③⑨，④B.①，②⑦⑥⑧③⑨，⑤C.①，⑥②⑨⑧③⑦，⑤D.①，②⑨⑧⑥⑦③，④5.以下关于人工种子，不科学的表达是()A．人工种皮不是选择透过性膜B．利用种子进行生殖属于有性生殖，因此利用人工种子生殖也属于有性生殖C．在人工胚乳中可加入菌肥、农药等，因此人工种子萌生率比自然种子萌生率高D．人工种子的胚状体是经植物组织培养形成的菊花的组织培养和月季的花药培养都是利用组织培养技术，关于两者的表达以下说法中正确的选项有()序号比较项目菊花的组织培养月季的花药培养①植物激素不用增加需要增加②染色体倍性的判断不需要需要最初不需要，幼小植株③光照每日日光灯照射12小时形成后需要④形成愈伤组织或胚状体后不需更换培养基需要更换培养基A.①②③B.②③④C.①②④D.①②③④7.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7D．操作最简单，成本较低8.以下关于植物芳香油提取技术的表达中，正确的选项是()①提取植物芳香油都必定用蒸馏法②水蒸气蒸馏是利用水蒸气将挥发性强的芳香油携带出来③压迫法是经过机械加压，压迫出果皮中的芳香油④萃取是使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后即可获得芳香油A．①②③B．②③④C．①②④D．①③④9.以下橘皮精油提取操作中，应该注意的问题是()①橘皮在石灰水中浸泡时间为10小时以上②橘皮要浸透,压迫时才不会滑脱③压迫液的黏稠度要高,从而提高出油率④压迫时加入0.25%的小苏打和5%的硫酸钠A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④依照从胡萝卜中提取胡萝卜素的相关知识及胡萝卜素的性质，回答以下问题。(1)胡萝卜素是________色的结晶。从胡萝卜中提取胡萝卜素，常用________作为溶剂，原因是________________________________________________________________________。从胡萝卜素中提取胡萝卜向来用的方法是________法。用这种方法提取胡萝卜素的主要步骤是：粉碎、干燥、________、________、________。在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中，应严格将________和________控制在必然范围内，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提取的胡萝卜可经过________法进行判断，在判断过程中需要用________比较。一般情况下，提取胡萝卜素时，提取效率与原料颗粒的含水量成________比。11..从玫瑰花中提取出的玫瑰精油称为“液体黄金”，是世界香料工业不能取代的原料，多用于制造高级香水、化妆品等。提取出的玫瑰精油不含有任何增加剂和化学原料，是纯天然的护肤品，拥有极好的抗衰老和止痒作用，能够促进细胞再生、防范肌肤老化、抚平肌肤细纹，还拥有令人放松、欢喜心情的功能。玫瑰精油的化学性质牢固，难溶于水，易溶于有机溶剂，挥发性较强。(1)依照资料中介绍的玫瑰精油的性质，要提取玫瑰精油可以用水中蒸馏和________法提取，但一般采用水中蒸馏的方法，其原因是该法拥有________________的优点。(2)某同学在实验中设计了以下列图装置提取玫瑰精油，指出该装置中的两个错误，并予以改正。①错误1：____________________________________________________________。改正：___________________________________________________________________。②错误2：_______________________________________________________________。改正：___________________________________________________________________。蒸馏时好多因素都会影响产品的质量，蒸馏时温度太高、时间很短，产质量量就差，故要提高产质量量，需要注意：①______________________________________________；②。8生物技术在其余方面的应用①全能性②脱分化③再分化④种类⑤年龄⑥微量元素⑦维生素⑧甘氨酸⑨烟酸○生10长素?细胞分裂素?5.8?接种?移栽?全能性?四分体时期?单核期?双核期?脱分化?胚状体○愈伤组织○初花期○完好未开放○单核期(细胞核由中央移向细胞一侧的时期)21222324○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○完好去除花丝○25262728293031愈伤组织○胚状体○长出愈伤组织○分化培养基上○幼小植株分开○相对分子质量的大小3233343536○进入凝胶内部○酸和碱○基本不变电场○凝胶色谱操作○凝胶色谱柱的装填○DNA模板373839414243○四种脱氧核苷酸、耐热的DNA聚合酶○体外○复性○压迫○萃取4445464748○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4950515253545556气蒸馏○漂洗○静置○岩藻微生物○干燥○萃取○浓缩575859616263比一比：微生物培养基以有机营养为主，MS培养基则需供应大量无机营养，包括植物生长必需的大量元素和微量元素。看一看：相同点：培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基真相同。不相同点：花药培养的选材特别重要，需要先选择时期合适的花蕾，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。思一思：用猪的血液；由于猪的红细胞无细胞核和细胞器，结构简单，血红蛋白含量丰富，便于提取血红蛋白。想一想：①PCR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聚合酶在高温时会变性；③PCR一般需经三十多次循环，而生物体内DNA复制需要生物体自己的控制。议一议：(1)这三种方法的基本源理相同，但原料放置地址不相同。①水中蒸馏：原料放在蒸馏容器的水中，水要完好吞没原料。②水上蒸馏：容器中水的上方有筛板，原料放在筛板上，水量以沸腾时不浸润原料为宜。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。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。看一看：胡萝卜素中β-胡萝卜素是最主要的成分，能够用来：①治疗因缺乏维生素A而引起的疾病。②优秀食用色素、饲料、饮料、食品的增加剂。③抗癌、治癌。【解析】①为脱分化过程，②为再分化过程，③为个体发育。再分化过程进行的是有丝分裂而不是减数分裂；脱分化和再分化过程需要生长素和细胞分裂素；植物组织培养技术表现了植物细胞的全能性；花药离体培养获得植株为单倍体。【答案】C解析：当生长素与细胞分裂素的比率为较高、适中、较低时，分别促进根的分化、愈伤组织的生长和芽的分化。答案：B3.解析绿色开花植物的细胞有两种：体细胞和生殖细胞，这两种细胞所含的核型(基因)是不相同的，同一株绿色开花植物不相同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因可能不相同。答案D解析：植物组织培养依照的原理是细胞的全能性。培养过程是：离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，尔后再分化成根、芽最后形成植物体。影响植物细胞脱分化产生愈伤组织的一个重要因素是植物激素。当细胞分裂素与生长素共同使用时，能强烈地刺激愈伤组织的形成。答案：A95.解析：人工种子是利用植物组织培养获得的，若利用植物的体细胞进行植物组织培养获得人工种子，则该人工种子生殖属于无性生殖；