《高中生物總復習 專題四生物技術在其他方面的應用課件 新人教版選修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中生物總復習 專題四生物技術在其他方面的應用課件 新人教版選修1（54頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、專題四生物技術在其他方面的應用 考綱點擊考綱點擊熱點提示熱點提示1.植物的組織培養(yǎng)植物的組織培養(yǎng)2.蛋白質的提取和分離蛋白質的提取和分離3.PCR技術的基本操作和應技術的基本操作和應用用4.從生物材料中提取某些特從生物材料中提取某些特定的成分定的成分1.植物組織培養(yǎng)的基本過程植物組織培養(yǎng)的基本過程及其在生產中的應用及其在生產中的應用2.血紅蛋白的提取和分離的血紅蛋白的提取和分離的實驗原理和方法實驗原理和方法3.PCR技術與生物體內技術與生物體內DNA復制的區(qū)別復制的區(qū)別4.初步學會用水蒸氣蒸餾法初步學會用水蒸氣蒸餾法和壓榨法提取植物芳香油和壓榨法提取植物芳香油一、植物的組織培養(yǎng)技術(一)植物組
2、織培養(yǎng)的基本過程脫分化脫分化 再分化再分化 移栽移栽 (二)菊花的組織培養(yǎng)1影響植物組織培養(yǎng)的主要因素( 1 ) 材 料 選 擇 ： 一 般 選 擇 未 開 花 植 株 的 莖 上 部(2)營養(yǎng)供應：常用的培養(yǎng)基是，一般需要添加 和兩種植物激素。新萌生的側枝新萌生的側枝MS培養(yǎng)基培養(yǎng)基生長素生長素細胞分裂素細胞分裂素2實驗操作過程( 1 ) 制 備 M S 固 體 培 養(yǎng) 基 ： 配 制 好 的 培 養(yǎng) 基 進 行滅菌(2)外植體消毒： 高壓蒸汽高壓蒸汽(3)接種：始終在 旁進行，對接種工具要用滅菌。將菊花莖段插入培養(yǎng)基中時注意不要倒插(4)培養(yǎng)與移栽：在1822的中培養(yǎng)，得到后進行移栽。酒精
3、燈火焰酒精燈火焰火焰灼燒火焰灼燒無菌箱無菌箱試管苗試管苗(三)月季的花藥培養(yǎng)1被子植物花粉的發(fā)育過程：花粉母細胞(小孢子母細胞) 時期單核期 期精子2產生花粉植株的兩種途徑四分體四分體雙核雙核3影響花藥培養(yǎng)的因素：主要因素是 的選擇和培養(yǎng)基的 。一般月季的花藥培養(yǎng)選在五月初到五月中旬，即月季的 期材料材料組成組成初花初花二、植物有效成分的提取(一)植物芳香油的提取1植物芳香油的主要化學成分萜類化合物及其衍生物，具有很強的 性。提取方法有蒸餾、 和萃取等。揮發(fā)揮發(fā)壓榨壓榨2提取玫瑰精油實驗原理：水蒸氣蒸餾法水蒸氣蒸餾法3提取橘皮精油的實驗原理：一般用 法實驗流程：石灰水浸泡漂洗壓榨過濾靜置再次
4、橘皮油壓榨壓榨過濾過濾(二)胡蘿卜素的提取1胡蘿卜素性質：不溶于 ，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有機溶劑3鑒定方法：水水紙層析法紙層析法三、DNA和蛋白質技術(一)DNA的粗提取與鑒定1提取原理：DNA與雜質的 不同，DNA與雜質對酶、高溫、洗滌劑的 不同溶解度溶解度耐受性耐受性3DNA的鑒定：DNA溶解在2 mol/L的NaCl溶液中，加入4 mL的 ，沸水中加熱5 min，溶液變成藍色。二苯胺試劑二苯胺試劑(二)多聚酶鏈式反應擴增DNA片段1PCR原理：DNA的 性；熱變熱變(三)血紅蛋白的提取和分離實驗1樣品處理：紅細胞洗滌 釋放分離血紅蛋白溶液2粗分離：用 法除去血紅蛋白溶液中相對分子質
5、量 的雜質3純化：用 法分離相對分子質量不同的蛋白質血紅蛋白血紅蛋白透析透析較小較小凝膠色譜凝膠色譜一、植物的組織培養(yǎng)技術(一)植物組織培養(yǎng)過程中脫分化與再分化的比較過程過程特點特點條件條件脫分化脫分化外植體成為愈外植體成為愈傷組織傷組織排列疏松、高度液排列疏松、高度液泡化的薄壁細胞團泡化的薄壁細胞團離體、營養(yǎng)離體、營養(yǎng)物質、植物物質、植物激素、其他激素、其他適宜條件適宜條件再分化再分化由愈傷組織成由愈傷組織成為幼苗或胚狀為幼苗或胚狀體結構體結構有根、芽或有生根有根、芽或有生根發(fā)芽的能力發(fā)芽的能力(二)植物組織培養(yǎng)技術和花藥培養(yǎng)技術植物組織培養(yǎng)技術植物組織培養(yǎng)技術花藥培養(yǎng)技術花藥培養(yǎng)技術選材選
6、材體細胞體細胞生殖細胞生殖細胞(精子精子)生殖方生殖方式式無性生殖無性生殖有性生殖有性生殖相同點相同點植物細胞全能性；外植體植物細胞全能性；外植體愈傷組織愈傷組織叢芽叢芽生根生根移栽；無菌技術；接種等移栽；無菌技術；接種等(三)菊花莖與月季花藥組織培養(yǎng)的比較菊花莖的組織培養(yǎng)菊花莖的組織培養(yǎng)月季花藥組織培養(yǎng)月季花藥組織培養(yǎng)理論依據理論依據 植物細胞的全能性植物細胞的全能性植物細胞的全能性植物細胞的全能性材料選取材料選取未開花植株莖上部新未開花植株莖上部新萌生的側枝萌生的側枝完全未開放的花蕾完全未開放的花蕾光照狀況光照狀況每日用日光燈照射每日用日光燈照射12 h開始不需要光照，幼小開始不需要光照，
7、幼小植株形成后需要光照植株形成后需要光照操作流程操作流程制備制備MS培養(yǎng)基培養(yǎng)基外外植體消毒植體消毒接種接種培養(yǎng)培養(yǎng)移栽移栽栽培栽培選材選材材料消毒材料消毒接種和培養(yǎng)接種和培養(yǎng)篩選和篩選和誘導誘導移栽移栽栽培栽培選育選育1利用植物組織培養(yǎng)的方法可快速、大量繁殖植物，在培養(yǎng)過程中，取該植物的花芽并將其分別培養(yǎng)在含有不同比例的吲哚乙酸和細胞分裂素的培養(yǎng)基中，花芽的生長狀況如下表所示：吲哚乙酸吲哚乙酸細胞分裂素細胞分裂素花芽生長狀況花芽生長狀況A組花芽組花芽00組織切塊組織切塊B組花芽組花芽3 ppm0.2 ppm形成愈傷組織形成愈傷組織C組花芽組花芽3 ppm0.002 ppm愈傷組織分化出根愈傷
8、組織分化出根D組花芽組花芽0.03 ppm1.0 ppm愈傷組織分化出嫩枝愈傷組織分化出嫩枝E組花芽組花芽00.2 ppm稍生長稍生長(1)在此過程中能實現(xiàn)脫分化的花芽是_組。從實驗結果 可 以 看 出 ， 能 誘 導 新 的 花 芽 形 成 的 條 件 是_。(2)上述實驗結果說明，在植物組織培養(yǎng)過程中，誘導芽和根形成的關鍵是_。在生產實踐中，欲快速、大量獲得此植物的花芽，可選用_組的培養(yǎng)基進行擴大生產。解析：脫分化、再分化過程與植物激素生長素和細胞分裂素有關，且生長素用量與細胞分裂素用量直接影響培養(yǎng)過程。當用量比值高時，有利于根的分化，抑制芽的分化，即表中的C組；當用量比值低時，有利于芽的
9、分化，抑制根的分化，即表中的D組；當比值適中時，有利于促進愈傷組織的生長，即表中的B組。欲快速、大量獲得此植物的花芽，必須首先獲得大量的嫩枝。答案：(1)B、C、D細胞分裂素濃度大于生長素濃度(2)培養(yǎng)基中細胞分裂素含量與生長素含量之間的比例(或培養(yǎng)基中細胞分裂素與生長素的濃度比)D二、植物有效成分的提取(一)植物芳香油的提取方法的比較提取方法提取方法水蒸氣蒸餾法水蒸氣蒸餾法壓榨法壓榨法有機溶劑萃取有機溶劑萃取法法實驗原理實驗原理利用水蒸氣將揮利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植物發(fā)性較強的植物芳香油攜帶出來芳香油攜帶出來通過機械加通過機械加壓，壓榨出果壓，壓榨出果皮中的芳香油皮中的芳香油使芳香油溶解使
10、芳香油溶解在有機溶劑在有機溶劑中，蒸發(fā)溶劑中，蒸發(fā)溶劑獲得芳香油獲得芳香油方法步驟方法步驟(1)水蒸氣蒸餾水蒸氣蒸餾(2)分離油層分離油層(3)除水過濾除水過濾(1)石灰水浸石灰水浸泡、漂洗泡、漂洗(2)壓榨、過壓榨、過濾、靜置濾、靜置(3)再次過濾再次過濾(1)粉碎、干燥粉碎、干燥(2)萃取、過濾萃取、過濾(3)濃縮濃縮提取方法提取方法水蒸氣蒸餾法水蒸氣蒸餾法壓榨法壓榨法有機溶劑萃取法有機溶劑萃取法適用范圍適用范圍適用于提取玫瑰適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮油、薄荷油等揮發(fā)性強的芳香油發(fā)性強的芳香油適用于柑橘、檸適用于柑橘、檸檬等易焦糊原料檬等易焦糊原料的提取的提取適用范圍廣，要適用范圍廣，要
11、求原料的顆粒要求原料的顆粒要盡可能細小，能盡可能細小，能充分浸泡在有機充分浸泡在有機溶液中溶液中優(yōu)點優(yōu)點簡單易行，便于簡單易行，便于分離分離生產成本低，易生產成本低，易保持原料原有的保持原料原有的結構和功能結構和功能出油率高，易分出油率高，易分離離局限性局限性水中蒸餾會導致水中蒸餾會導致原料焦糊和有效原料焦糊和有效成分水解等問題成分水解等問題分離較為困難，分離較為困難，出油率相對較低出油率相對較低使用的有機溶劑使用的有機溶劑處理不當會影響處理不當會影響芳香油的質量芳香油的質量(二)胡蘿卜素的萃取方法1. 胡蘿卜素提取裝置的設計(1)提取裝置：由鐵架臺、酒精燈、水浴鍋、燒瓶、冷凝管等構成。安裝順
12、序：從左到右，由下而上。拆除時相反。裝置如圖所示。(2)由于有機溶劑易燃，直接使用明火加熱易引起燃燒、爆炸故采用水浴加熱法。(3)為防止加熱時有機溶劑的揮發(fā)在加熱瓶口安裝冷凝回流裝置。2紙層析操作的注意事項(1)層析時注意選擇干凈的濾紙，為了防止操作時對濾紙的污染，應盡量避免用手直接接觸濾紙，可以帶手套進行操作。(2)點樣時應注意點樣斑點不能太大(直徑應小于0.5 cm)，如果用吹風機吹干，溫度不宜過高，否則斑點會變黃。(3)將點好樣的濾紙卷成筒狀，卷紙時注意濾紙兩邊不能相互接觸，以免因毛細管現(xiàn)象導致溶劑沿濾紙兩邊的移動加快，溶劑前沿不齊，影響結果。(4)紙層析鑒定步驟在18 cm30 cm濾
13、紙下端距底邊2 cm處做一基線，在基線上取A、B、C、D四點對照點樣：A、D點點標準樣品，B、C點點提取樣品干燥層析：吹干濾紙溶劑，放入色譜容器中層析對比觀察：對比觀察樣品色素點與標準色素點的異同3成果評價如果萃取樣品中出現(xiàn)了和標準樣品一樣的層析帶，說明提取胡蘿卜素的實驗成功。由于提取物中含有雜質，萃取樣品的顏色可能比標準樣品的顏色淺，我們也可以通過顏色的比較，初步確定提取的胡蘿卜素的量?！咎貏e提醒】此處的紙層析是為了探究是否提取到了胡蘿卜素(通過與標準樣品中的胡蘿卜素作對比予以確認)，而葉綠體中色素提取與分離時紙層析的目的是分離四種色素，探究色素種類和顏色。2下列是與芳香油提取有關的問題，請
14、回答：(1)玫瑰精油適合用水蒸氣蒸餾法提取，其理由是玫瑰精油具有 _ 的性質。蒸餾時收集的蒸餾液 _ (是、不是)純的玫瑰精油，原因是 _ 。(2)當蒸餾瓶中的水和原料量一定時，蒸餾過程中，影響精油提取量的主要因素有蒸餾時間和 _ 。當原料量等其他條件一定時，提取量隨蒸餾時間的變化趨勢是_。(3)如果蒸餾過程中不進行冷卻，則精油的提取量會 _ ，原因是_。( 4 ) 密 封 不 嚴 的 瓶 裝 攻 瑰 精 油 保 存 時 最 好 放 在 溫 度_的地方，目的是_。解析：本題主要考查植物芳香油的提取方法和影響出油率的因素以及識記、理解、分析判斷、應用和獲取有效信息的能力。(1)植物芳香油的提取方
15、法有蒸餾法、壓榨法和萃取法等，具體采用哪種方法要根據植物原料的特點來決定。水蒸氣蒸餾法是植物芳香油提取的常用方法，它的原理是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植物芳香油攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會重新分出油層和水層。玫瑰精油的化學性質穩(wěn)定，難溶于水，易溶于有機溶劑，能隨水蒸氣一同蒸餾，所以運用水蒸氣蒸餾法提取，收集到的蒸餾液為油水混合物。 (2)蒸餾時許多因素都會影響產品的品質，如蒸餾溫度、時間等。在一定范圍內隨著蒸餾時間的延長，精油的提取量會增加，但因原料量等條件一定，故超過一定時間后，提取量不再增加。(3)蒸餾過程中要冷卻，讓混合物重新分出油層和水層。若不冷卻則會有部分玫瑰精油隨水蒸
16、氣揮發(fā)而流失，使精油提取量下降。(4)因玫瑰精油易揮發(fā)，故密封不嚴的瓶裝玫瑰精油應存放在溫度較低的地方，以減少玫瑰精油的揮發(fā)。答案：(1)易揮發(fā)、難溶于水、化學性質穩(wěn)定不是玫瑰精油隨水蒸氣一起蒸餾出來，所得到的是油水混合物(2)蒸餾溫度在一定的時間內提取量隨蒸餾時間的延長而增加，一定時間后提取量不再增加(3)下降部分精油會隨水蒸氣揮發(fā)而流失(4)較低減少揮發(fā)(或防止揮發(fā))三、DNA的粗提取與鑒定1基本原理(1)血細胞在蒸餾水中易吸水而導致細胞膜和核膜的破裂，據此可得含核DNA的溶液。(2)DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低。(3)DNA
17、不溶于酒精溶液；不被蛋白酶所水解；可被二苯胺染成藍色。2方法目的方法方法目的目的溶于溶于NaCl溶液溶液中并稀釋中并稀釋(1)NaCl溶液物質的量濃度為溶液物質的量濃度為2 mol/L時，時，DNA溶溶解，而部分蛋白質發(fā)生鹽析而生成沉淀，通過過解，而部分蛋白質發(fā)生鹽析而生成沉淀，通過過濾可除去部分蛋白質及不溶于濾可除去部分蛋白質及不溶于NaCl溶液的雜質溶液的雜質(2)當當NaCl溶液稀釋至溶液稀釋至0.14 mol/L時，時，DNA析出，析出，過濾可除去溶于過濾可除去溶于NaCl溶液的部分蛋白質和其他雜溶液的部分蛋白質和其他雜質質加入嫩肉粉加入嫩肉粉嫩肉粉中含木瓜蛋白酶，水解蛋白質嫩肉粉中含
18、木瓜蛋白酶，水解蛋白質加入冷卻酒精加入冷卻酒精(95%)DNA析出，除去溶于酒精的蛋白質析出，除去溶于酒精的蛋白質加入二苯胺并加入二苯胺并沸水浴沸水浴鑒定鑒定DNA(1)實驗過程中兩次用到蒸餾水，第一次目的是使成熟的雞血細胞漲破釋放出DNA，第二次目的是稀釋NaCl溶液，使DNA從溶液中析出。(2)預冷的酒精溶液具有以下優(yōu)點抑制核酸水解酶活性，防止DNA降解。降低分子運動易于形成沉淀析出。低溫有利于增加DNA分子柔韌性，減少斷裂?！咎貏e提醒】本實驗用雞血細胞作實驗材料，不能用哺乳動物的成熟紅細胞，原因是哺乳動物的成熟紅細胞內無細胞核，但它可以作為血紅蛋白提取和制備細胞膜的理想材料。3在“DNA
19、的粗提取與鑒定”實驗中，將提取獲得的DNA的黏稠物(還含有許多雜質)分別處理如下：第一，放入0.14 mol/L的NaCl溶液中，攪拌后過濾，得濾液A和黏稠物a。第二，放入2 mol/L的NaCl溶液中，攪拌后過濾，得濾液B和黏稠物b。第三，放入冷卻的95%的酒精溶液中，攪拌后過濾，得濾液C和黏稠物c。以上過程獲得的濾液和黏稠物中，因含DNA少而可以丟棄的是_。解析：在不同濃度的NaCl溶液中，DNA的溶解度不同。在0.14 mol/L的NaCl溶液中DNA溶解度最小，DNA析出，呈絲狀物，過濾后存在于黏稠物a中；在2 mo1/L的NaCl溶液中DNA溶解度最大，所以DNA溶解，過濾后存在于濾
20、液B中，酒精可使DNA分子凝集，因此，在冷卻的95%的酒精溶液中DNA凝集，呈絲狀物，過濾后存在于黏稠物c中。答案：A、b、C四、比較細胞內DNA復制與體外DNA擴增(PCR)細胞內細胞內DNA復制復制體外體外DNA擴增擴增(PCR)解旋解旋解旋酶，連解旋邊復制解旋酶，連解旋邊復制80100高溫解高溫解旋，雙鏈完全分開旋，雙鏈完全分開酶酶DNA解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶Taq DNA聚合酶聚合酶引物引物RNADNA、RNA溫度溫度體內溫和條件體內溫和條件高溫高溫能量能量ATP不加不加循環(huán)次數循環(huán)次數生物體自身控制生物體自身控制30多次多次相同點相同點提供提供DNA模板；模板；4種脫氧核
21、苷酸為原料；子鏈延種脫氧核苷酸為原料；子鏈延伸的方向都是從伸的方向都是從5到到3端端4PCR利用了DNA熱變性的原理，PCR儀實際上也是一種能自動調控溫度的儀器。對PCR過程中“溫度的控制”的下列說法錯誤的是()A酶促反應需要高的溫度，是為了確保模板的單鏈B延伸的溫度必須大于復性溫度，而小于變性溫度CDNA聚合酶不能熱變性，要用耐高溫的聚合酶DDNA解旋酶不能熱變性，為了確保模板是單鏈解析：PCR是一種體外DNA擴增技術。DNA雙鏈的解開不需要解旋酶，靠高溫使其變性，雙螺旋結構解體，雙鏈分開；復性前，在耐高溫的DNA聚合酶的作用下根據堿基互補配對原則合成新的DNA，因此延伸的溫度要大于復性溫度
22、，小于變性溫度。答案：D五、血紅蛋白的提取和分離1方法及原理方法方法原理原理凝膠色凝膠色譜法譜法根據相對分子質量的大小分離蛋白質根據相對分子質量的大小分離蛋白質電泳法電泳法各種分子帶電性質的差異以及分子本身大小、形各種分子帶電性質的差異以及分子本身大小、形狀的不同來分離蛋白質。狀的不同來分離蛋白質。2.實驗操作程序(1)樣品處理紅細胞的洗滌：除去雜蛋白，以利于后續(xù)步驟的分離純化；血紅蛋白的釋放：使紅細胞破裂，血紅蛋白釋放出來；分離血紅蛋白溶液：經過離心使血紅蛋白和其他雜質分離開來，便于下一步對血紅蛋白的純化。(2)粗分離透析：除去樣品中相對分子質量較小的雜質。(3)純化：一般采用凝膠色譜法對血紅蛋白進行分離和純化。(4)純度鑒定：一般用SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳法來測定蛋白質的分子量，即對血紅蛋白進行純度鑒定。5在血紅蛋白的整個提取過程中，不斷用磷酸緩沖液處理的目的是(多選)()A防止血紅蛋白被氧氣氧化B血紅蛋白是一種堿性物質，需要酸中和C防止色譜柱內產生氣泡，影響洗脫效果D讓血紅蛋白處在穩(wěn)定的pH范圍內，維持其結構和功能解析：在血紅蛋白的提取過程中，不斷用磷酸緩沖液處理的目的是防止色譜柱內產生氣泡，影響洗脫效果，同時為了讓血紅蛋白保持在體內所處的環(huán)境，以維持其結構和功能。答案：CD
高中生物總復習 專題四生物技術在其他方面的應用課件 新人教版選修1
