高考生物复习生物技术实践第3讲植物组织培养DNA技术及植物有效成分的提取选修全国公开课一等奖百校联赛

选修1生物技术实践第3讲植物组织培养、DNA技术及植物有效成份提取基础扎实课堂归纳课时作业考点精研直击高考第1页一、植物组织培养1．培养基(1)成份：大量元素、微量元素、有机成份、______和琼脂。(2)类型：____________、发芽培养基和生根培养基。(3)作用：为植物组织或器官生长和发育提供__________。(4)制备：配制各种母液→配制培养基→______。基础夯实【知识梳理】

激素MS培养基营养条件灭菌

第2页完整植株脱分化再分化

第3页3．菊花组织培养过程(1)影响植物组织培养主要原因①选材：普通选择__________植株茎上部新生侧枝。②培养基：惯用____________，其主要成份有大量元素、微量元素、有机物，常需要添加______________。未开花MS培养基植物激素

第4页(2)试验操作过程制备MS固体培养基：配制好培养基进行高压蒸汽灭菌

外植体消毒：70%酒精消毒→无菌水清洗→0.1%氯 化汞溶液消毒→无菌水清洗接种：一直在______________旁进行，对接种工具要用 ____________灭菌，将菊花茎段插入培养基中时 注意不要倒插培养与移栽：在18～22℃__________中培养，得到试 管苗后进行移栽酒精灯火焰火焰灼烧无菌箱

第5页4．月季花药培养(1)被子植物花粉发育过程小孢子母细胞→______________→__________→双核期→花粉粒(2)产生花粉植株两条路径(3)影响花药培养原因①主要原因：______________和________________。②月季花药培养普通选择______期。四分体时期单核期

材料选择培养基组成

单核

第6页二、植物有效成份提取1．植物芳香油提取(1)植物芳香油主要化学成份：萜类化合物及其衍生物，含有很强______性。提取方法有蒸馏、______和萃取等。(2)提取玫瑰精油试验①原理：______________法。②试验流程：挥发压榨

水蒸气蒸馏

水蒸气蒸馏无水Na2SO4

第7页(3)提取橘皮精油试验①原理：普通用__________法。②试验流程：石灰水浸泡→漂洗→______→过滤→静置→再次__________→橘皮油。压榨压榨过滤

第8页水萃取干燥纸层析第9页三、DNA和蛋白质技术1．DNA粗提取与判定(1)提取原理DNA与杂质溶解度不一样，DNA与杂质对酶、高温、洗涤剂__________不一样。(2)试验设计①材料选取：选取DNA含量相对______生物组织，如鸡血、菜花、洋葱等。②破碎细胞(以鸡血为例)：鸡血细胞，加__________，用__________搅拌，用________过滤，搜集滤液。耐受性较高蒸馏水玻璃棒纱布

第10页③去除杂质：利用DNA在不一样浓度______________中溶解度不一样，经过控制________________浓度去除杂质。④DNA析出：将处理后溶液过滤，加入与滤液体积相等、冷却__________(体积分数为95%)。(3)DNA判定将DNA溶解在2mol/LNaCl溶液中，加入4mL____________，沸水中加热5min，溶液变成蓝色。NaCl溶液NaCl溶液

酒精溶液二苯胺试剂第11页热变性冷却第12页变性90℃复性55℃左右引物延伸DNA聚合酶

第13页血红蛋白透析小凝胶色谱

第14页1．以下相关植物组织培养叙述，正确是()A．愈伤组织是一团有特定结构和功效薄壁细胞B．二倍体植株花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传植株C．用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子D．植物耐盐突变体可经过添加适量NaCl培养基培养筛选而取得【答案】D【自练自测】

第15页【解析】在普通培养基中添加适量NaCl，制成选择培养基，可用来筛选植物耐盐突变体，故选项D正确；愈伤组织细胞排列疏松而无规则，是一个高度液泡化呈无定形状态薄壁细胞；二倍体植株花粉经离体培养后得到单倍体植株，该单倍体高度不育，不能稳定遗传；用人工薄膜将胚状体等进行包装可制成人工种子，愈伤组织不能作为制作人工种子材料，故选项A、B、C错误。第16页2．(年江苏南京三模)以下相关DNA粗提取与判定试验叙述，正确是()A．酵母、菜花和猪成熟红细胞都可作为提取DNA材料B．DNA在NaCl溶液中溶解度随其溶液浓度增大而增大C．在溶有DNA滤液中加入嫩肉粉，可分解其中杂质蛋白D．判定DNA时，应将丝状物直接加入到二苯胺试剂中进行沸水浴【答案】C第17页【解析】理论上只要含有DNA生物组织均可作为该试验材料，所以酵母和菜花均可作为提取DNA材料，但哺乳动物成熟红细胞无细胞核，即没有足够DNA，不能作为提取DNA材料，A错误；DNA在2mol/LNaCl溶液中溶解度最大，高于或低于此浓度其溶解度均降低，B错误；嫩肉粉含有蛋白酶，故在溶有DNA滤液中加入嫩肉粉，可分解其中杂质蛋白，C正确；判定DNA时，不能将丝状物直接加入到二苯胺试剂中进行沸水浴，应将丝状物先溶解再放入二苯胺试剂检测，D错误。第18页3．标准PCR过程普通分为变性、复性、延伸三大步，这三大步需要温度依次是()A．94℃、55℃、72℃B．72℃、55℃、94℃C．55℃、94℃、72℃D．80℃、55℃、72℃【答案】A【解析】当温度上升到90℃或以上(90～96℃)时，双链DNA解旋为单链，称之为变性；当温度下降到50℃左右(40～60℃)时，两种引物经过碱基互补配对与两条单链DNA结合；当温度上升到72℃(70～75℃)时，溶液中四种脱氧核苷酸在TaqDNA聚合酶作用下，依据碱基互补配对标准合成新DNA链，称为延伸。第19页4．以下相关“血红蛋白提取和分离”叙述中，正确是()A．用蒸馏水进行红细胞洗涤，其目标是使红细胞涨破B．将血红蛋白溶液进行透析，其目标是去除相对分子质量较大杂质C．血红蛋白释放时加入有机溶剂，其目标是使血红蛋白溶于有机溶剂D．整个过程不停用磷酸缓冲液处理，是为了维持血红蛋白结构和活性【答案】D第20页【解析】应用生理盐水洗涤，目标是去除杂蛋白，以利于后续步骤分离纯化；血红蛋白为大分子，透析目标是为了除去小分子物质；血红蛋白释放时加入有机溶剂，其目标是溶解磷脂，加速血红蛋白释放。第21页5．在玫瑰精油提取和胡萝卜素提取过程中共有操作是()A．纸层析 B．水浴加热C．过滤 D．加入NaCl【答案】C【解析】纸层析法用于胡萝卜素判定；水浴加热用于胡萝卜素萃取；在玫瑰精油提取和胡萝卜素提取过程中都要用到过滤；在玫瑰精油提取中加入NaCl使油水分层。第22页1．MS培养基主要成份及作用：考点精研植物组织培养过程及条件成份作用大量元素提供植物细胞生活所必需无机盐微量元素提供植物细胞生活所必需无机盐蔗糖提供碳源，调整培养基渗透压植物激素调整作用，开启细胞分裂、脱分化和再分化关键氨基酸、维生素等小分子有机物满足离体细胞在正常代谢路径受一定影响后所产生特殊营养需求第23页2．植物组织培养技术和花药离体培养技术比较项目植物组织培养花药离体培养相同点理论依据植物细胞全能性基本过程脱分化→再分化影响原因选材、营养、激素、温度、pH、光照等不一样点外植体体细胞生殖细胞(花粉粒)生殖方式无性生殖有性生殖培养结果正常植株单倍体植株可育性可育高度不育，秋水仙素处理后可育操作流程制备培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培选材→材料消毒→接种和培养→筛选和诱导→移栽→栽培选育第24页3．植物激素：在配制好MS培养基中，经常需要添加植物激素。其中生长素和细胞分裂素是开启细胞分裂、脱分化和再分化关键性激素。植物激素浓度、使用先后次序以及用量百分比等，都会影响试验结果。①按照不一样次序使用这两类激素，会得到不一样试验结果(以下表)：使用次序试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升第25页第26页

考查植物组织培养和花药离体培1．(年黑龙江鹤壁期末)月季花药培养过程难点之一是材料选择，以下相关材料选择叙述中正确是()A．从花药来看，应该选择盛花期花药B．从花粉来看，应该选择小孢子四分体期花粉C．从花蕾来看，应该选择略微开放花蕾D．从检测花粉试验方法看，应该用显微镜观察已染色花粉样品暂时装片【答案】D第27页【解析】从花药来看，应该选择初花期花药，A错误；从花粉来看，应该选择单核期花粉，B错误；从花蕾来看，应该选择完全未开放花蕾，C错误；用已染色花粉样品作暂时装片，才能观察到细胞核位置，以确定花粉发育时期，D正确。第28页2．植物花药培养在育种上有特殊意义。植物组织培养可用于无病毒植株及细胞产物工厂化生产等方面。请回答相关问题：(1)利用月季花药离体培养产生单倍体时，选材非常主要。普通来说，在______________期花药培养成功率最高。为了选择该期花药，通常选择________________花蕾。确定花粉发育时期最惯用方法有__________法，不过对于花粉细胞核不易着色植物，需采取________________法，该法能将花粉细胞核染成__________色。(2)若要进行兰花无病毒植株培育，首先选择兰花____________________作为外植体。从外植体到无病毒植株试管苗，要人为控制细胞__________和__________过程。第29页(3)进行组织培养需配制MS培养基，在该培养基中常需要添加__________、__________等激素。植物激素用量百分比应为____________________，有利于根分化。(4)不一样植物组织培养除需营养和激素外，_____________________________________等外界条件也很主要。(5)无菌技术也是成功诱导出花粉植株主要原因，以下各项中使用化学药剂进行消毒是__________，采取灼烧方法进行灭菌是__________。(填序号)①培养皿②培养基③试验操作者双手④三角锥形瓶⑤接种环⑥花蕾第30页【答案】(1)单核靠边完全未开放醋酸洋红焙花青—铬矾蓝黑(2)茎尖分生组织脱分化(或去分化)再分化(3)生长素细胞分裂素(两空次序能够颠倒)生长素多于细胞分裂素(4)pH、温度、光照(5)③⑥⑤第31页【解析】(1)早期花药比后期更轻易培养成功。普通来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧时期，花药培养成功率最高。该时期花药通常存在于完全未开放花蕾中。(2)根尖、茎尖约0～0.1mm区域中几乎不含病毒。病毒经过维管系统移动，而分生组织中不存在维管系统，且茎尖分生组织中，代谢活力高，在竞争中病毒复制处于劣势。(3)生长素与细胞分裂素等植物激素可调整脱分化和再分化。当生长素含量高于细胞分裂素含量时，利于生根。(4)植物培养时，除需要营养、激素外，还需要适宜温度、pH和光照等。(5)对试验器具进行灭菌处理，对试验过程中含有生物活性材料或用具进行消毒处理。第32页1．植物有效成份提取三种方法比较植物有效成份提取提取方法水蒸气蒸馏法压榨法有机溶剂萃取法试验原理利用水蒸气将挥发性较强植物芳香油携带出来经过机械加压，压榨出果皮中芳香油使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂取得芳香油方法步骤①水蒸气蒸馏②分离油层③除水过滤①石灰水浸泡、漂洗②压榨、过滤、静置③再次过滤①粉碎、干燥②萃取、过滤③浓缩第33页提取方法水蒸气蒸馏法压榨法有机溶剂萃取法适用范围适适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强芳香油适适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料提取适用范围广，要求原料颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶剂中优点简单易行，便于分离生产成本低，易保持原料原有结构和功效出油率高，易分离不足水中蒸馏会造成原料焦糊和有效成份水解等问题分离较为困难，出油率相对较低使用有机溶剂处理不妥会影响芳香油质量第34页2．植物有效成份提取过程注意事项(1)在玫瑰精油提取过程中，加入NaCl目标是增加水层密度，有利于玫瑰油与水分层，加入无水Na2SO4目标是吸收精油中残留水分。(2)在提取橘皮精油时，为了提升出油率，需要将柑橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡，浸泡时间为10h以上。橘皮要浸透，这么压榨时不会滑脱，且出油率高，过滤时不会堵塞筛眼。第35页(3)在胡萝卜素提取中，原料颗粒大小、紧密程度、含水量、萃取温度和时间等条件也能影响萃取。所以在萃取过程中，要先将胡萝卜进行粉碎和干燥，使之与萃取剂充分接触，提升溶解度。第36页

考查植物有效成份提取1．(年河南洛阳期末)在植物有效成份提取过程中，以下相关叙述错误是()A．蒸馏法是利用水将芳香油溶解下来，再把水蒸发掉，剩下就是芳香油B．压榨法是经过机械加压，可压榨出果皮中芳香油C．萃取法是使芳香油溶解在溶剂后经过蒸发就可取得芳香油D．蒸馏法适合用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强芳香油【答案】A第37页【解析】蒸馏法是利用水蒸气将挥发性较强芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后能够分层，将芳香油分离出来，A错误；压榨法是经过机械加压，将原料中芳香油挤压出来，B正确；萃取法是将粉碎、干燥植物原料用有机溶剂浸泡，使芳香油溶解在有机溶剂中，之后再经过蒸馏装置蒸发出有机溶剂，剩下就是要提取物质，C正确；蒸馏法适合用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强芳香油，D正确。第38页2．回答以下相关植物有效成份提取问题：(1)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，通常在萃取前要将胡萝卜粉碎和__________，以提升萃取效率。判定萃取物中是否含有胡萝卜素时，通常可采取__________法，在判定过程中需要用______________作为对照。(2)用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠作用是__________________________，分离出油层中加入无水硫酸钠作用是____________________，除去固体硫酸钠惯用方法是__________。第39页(3)橘皮精油有效成份在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生__________问题，所以普通采取__________法。【答案】(1)干燥纸层析标准样品(2)有利于油层和水层分离除去少许水过滤(3)原料焦糊压榨第40页【解析】(1)为提升萃取效率，从胡萝卜中提取胡萝卜素时，需要在萃取前将胡萝卜粉碎和干燥。通常采取纸层析法判定萃取物中是否含有胡萝卜素，在判定过程中需要用标准样品作为对照。(2)水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，为使油层和水层分离，需在油水混合物中加入氯化钠；分离出油层中加入无水硫酸钠作用是除去少许水；除去固体硫酸钠惯用方法是过滤。(3)因为橘皮精油有效成份在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生原料焦糊问题，所以普通采取压榨法提取橘皮精油。第41页1．PCR反应过程DNA和蛋白质技术、DNA粗提取和判定第42页2．细胞内DNA复制与PCR技术比较细胞内DNA复制PCR不一样点解旋在解旋酶作用下边解旋边复制80～100℃高温解旋，双链分开酶DNA解旋酶、DNA聚合酶TaqDNA聚合酶引物RNA单链DNA或RNA温度体内温和条件高温相同点①需提供DNA复制模板②四种脱氧核苷酸做原料③子链延伸方向都是从5′端到3′端④都需要酶催化第43页3．血红蛋白分离方法(1)凝胶色谱法蛋白质比较相对分子质量大相对分子质量小凝胶内部不能进入能进入运动方式垂直向下垂直向下和无规则扩散运动经过旅程较短较长洗脱次序先流出后流出第44页(2)电泳法①含义：带电粒子在电场作用下发生迁移过程。②原理：利用了待分离样品中各种分子带电性质差异和分子本身大小、形状不一样，使带电分子产生不一样迁移速度，从而实现样品中各种分子分离。第45页尤其提醒——(1)引物是指能够与DNA母链一段碱基序列互补配正确一小段DNA或RNA。(2)DNA聚合酶只能特异地复制处于两个引物之间DNA序列，使这段固定长度序列呈指数扩增。(3)血红蛋白分离普通用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳法，能够用来测定蛋白质相对分子质量，即对血红蛋白进行纯度判定。第46页4．分离DNA、分离蛋白质与PCR技术比较项目分离DNAPCR技术分离蛋白质试验原理DNA在不一样浓度NaCl溶液中溶解度不一样，且不溶于冷酒精利用DNA热变性原理体外扩增DNA依据相对分子质量大小不一样来分离蛋白质试验过程选取材料→破碎细胞释放DNA→除去杂质→DNA析出与判定变性→复性→延伸样品处理→凝胶色谱操作试验结果取得较纯净DNA取得大量DNA相对分子质量不一样蛋白质得以分离试验意义为DNA研究打下基础处理了DNA研究中材料不足问题为蛋白质研究和利用提供了原材料第47页5．分离DNA试验中4次过滤比较项目第一次过滤第二次过滤第三次过滤第四次过滤滤液中含DNA核物质DNA溶于0.14mol/LNaCl溶液杂质溶于冷酒精杂质纱布上细胞膜、核膜等残片不溶于2mol/LNaCl溶液杂质DNADNA过滤前加入物质蒸馏水NaCl溶液蒸馏水体积分数为95%冷酒精过滤目标去除细胞膜、核膜等杂质去除溶于2mol/LNaCl杂质去除溶于0.14mol/LNaCl溶液杂质去除溶于95%冷酒精杂质第48页

考查PCR技术和蛋白质技术1．多聚酶链式反应(PCR技术)是体外酶促合成特异DNA片段一个方法，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，使目标DNA得以快速扩增，其简明过程如图所表示。以下关于PCR技术叙述不正确是()第49页A．PCR技术是在试验室中以少许DNA制备大量DNA技术B．反应中新合成DNA又能够作为下一轮反应模板C．PCR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能够检测基因突变【答案】C【解析】PCR技术是人工扩增DNA方法，原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸。第50页2．(年四川重点中学模拟)如图为凝胶色谱法分离蛋白质示意图和SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳示意图。据图分析不正确是()第51页A．在装填图甲中凝胶色谱柱时一旦发觉柱内有气泡存在，就需要重装B．图甲中大分子蛋白质因阻力大而移动慢，所以最终从层析柱中流出来C．图乙中凝胶中加入SDS能够使蛋白质在电泳时迁移速率完全取决于分子大小D．洗脱时，假如红色区带均匀一致移动，说明色谱柱制作成功【答案】B第52页【解析】在装填凝胶色谱柱时，凝胶装填在色谱柱内要均匀，不能有气泡存在，因为气泡会影响蛋白质洗脱次序，A正确；图甲中大分子蛋白质因不轻易进入凝胶内部通道，故旅程短，移动速度快，所以最先从层析柱中流出来，B错误；SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳迁移速率完全取决于分子大小，所以图乙中凝胶加入SDS能够使蛋白质迁移速率完全取决于分子大小，C正确；洗脱时，假如红色区带均匀一致移动，说明色谱柱制作成功，D正确。第53页

考查DNA粗提取和判定1．(年黑龙江齐齐哈尔期中)“DNA粗提取和判定”试验中三次过滤：(1)过滤用蒸馏水稀释过鸡血细胞液(2)过滤含黏稠物0.14mol/LNaCl溶液(3)过滤溶解有DNA2mol/LNaCl溶液第54页以上三次过滤分别为了取得()A．含核物质滤液、纱布上黏稠物、含DNA滤液B．含核物质滤液、滤液中DNA黏稠物、含DNA滤液C．含核物质滤液、滤液中DNA黏稠物、纱布上DNAD．含较纯DNA滤液、纱布上黏稠物、含DNA滤液【答案】A第55页【解析】(1)过滤用蒸馏水稀释过鸡血细胞液，目标是为了取得含有核物质滤液；(2)DNA在0.14mol/LNaCl溶液中溶解度最低，所以过滤含粘稠物0.14mol/LNaCl溶液目标是取得纱布上粘稠物；(3)DNA在2mol/LNaCl溶液中溶解度最高，所以过滤溶解有DNA2mol/LNaCl溶液目标是取得含DNA滤液。第56页2．“DNA粗提取与判定”试验中，操作正确是()A．取制备好鸡血细胞液5～10mL注入烧杯