高考生物一轮复习 专题 生物技术在其他方面的应用 新人教版选修精选文档.ppt

高考生物一轮复习高考生物一轮复习 专题专题 生物技术在其生物技术在其他方面的应用课件他方面的应用课件 新人教版选修新人教版选修本讲稿第一页，共三十九页观考情考纲考频1.从生物材料中提取某些特定的成分3年4考2.植物的组织培养3年8考3.蛋白质的提取和分离3年1考4.PCR技术的基本操作和应用3年1考专题专题4生物技术在其他方面的应用生物技术在其他方面的应用本讲稿第二页，共三十九页一、特定成分的提取本讲稿第三页，共三十九页本讲稿第四页，共三十九页二、PCR技术1PCR原理：原理，即：DNA复制复制本讲稿第五页，共三十九页2PCR反应过程本讲稿第六页，共三十九页3.结果：上述三步反应完成后，一个DNA分子就变成了 个DNA分子，随着重复次数的增多，DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。三、植物组织培养1培养基(1)成分：大量元素、微量元素、有机成分、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 。两两激素激素MS培养基培养基营养条件营养条件灭菌灭菌本讲稿第七页，共三十九页2组织培养(1)含义：在 条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成。(2)原理：植物细胞具有 。(3)过程：无菌和人工控制无菌和人工控制完整的植株完整的植株全能性全能性本讲稿第八页，共三十九页1判断关于植物组织培养和植物特定成分提取说法的正误。(1)外植体可以来自植物的任何细胞()(2)不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材料培养的难易程度相同()(3)蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解，再把水蒸发掉，剩余的就是芳香油()(4)植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等()(5)玫瑰精油的提取宜采用蒸馏法()(6)胡萝卜素的提取应用萃取法()本讲稿第九页，共三十九页2判断关于DNA、蛋白质分离提取方法和PCR技术说法的正误。(1)酵母和菜花均可作为提取DNA的材料(2014年高考江苏卷)()(2)DNA提取与鉴定实验中，将丝状物溶解在2 mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂即呈蓝色(2012年高考江苏卷)()(3)在电泳过程中，蛋白质分子的移动速度，与分子本身的大小和形状无关，而与所带电荷的差异有关()(4)在SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳中，电泳迁移速率完全取决于分子的大小()(5)洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂()(6)在PCR技术中延伸的温度必须大于复性温度，而小于变性温度()本讲稿第十页，共三十九页1MS培养基(植物组织培养用的培养基)的成分及各成分的作用植物组织培养植物组织培养 本讲稿第十一页，共三十九页2.脱分化和再分化的比较本讲稿第十二页，共三十九页3.植物组织培养技术和花药离体培养技术的异同本讲稿第十三页，共三十九页4.花粉植株(单倍体植株)产生的两种途径注意：两条途径取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。5植物激素与组织培养生长素和细胞分裂素是启动 、脱分化和再分化的关键性激素，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势。细胞分裂细胞分裂本讲稿第十四页，共三十九页(2)使用顺序不同，结果不同，具体如下：本讲稿第十五页，共三十九页本讲稿第十六页，共三十九页1请回答下列与菊花茎段组织培养实验操作有关的问题。(1)由于菊花茎段组织培养比较容易，故在配制MS固体培养基时，_(填“必须添加”或“不必添加”)植物激素。培养基配制完毕后，还需进行_灭菌。(2)应选用生理状况好的菊花嫩枝茎段作为_，这是因为其更容易被诱导_。(3)菊花茎段在接种前要用适当浓度的_溶液进行表面消毒。(4)接种前，工作台要用体积分数为70%的酒精擦拭一遍。之后，所有的接种操作都必须在_旁进行，并且每次使用器械后，都需要用_灭菌。(5)接种后的锥形瓶最好放在_中培养。培养期间应注意的事项主要有：定期_、控制好_，并每日给予适当时间光照。本讲稿第十七页，共三十九页解析：(1)菊花茎段自身能合成植物激素，因此培养基中不必添加植物激素，培养基配制完毕后需进行高压蒸汽灭菌。(2)外植体的选择直接关系到实验的成败，因此应选择容易被诱导脱分化和再分化的菊花嫩枝作为外植体。(3)为防止微生物污染，菊花茎段在接种前要用适当浓度的酒精和氯化汞溶液进行表面消毒。(4)为避免接种前、接种中污染外植体以及接种后污染环境，因此接种前，工作台要用体积分数为70%的酒精擦拭一遍，接种过程中所有的接种操作都必须在酒精灯火焰旁进行，并且每次使用器械后，都需要用火焰灼烧灭菌。(5)外植体在培养过程中要保持无菌环境，控制好温度，并给予适当光照。答案：(1)不必添加高压蒸汽(2)外植体脱分化和再分化(3)酒精和氯化汞(4)酒精灯火焰火焰灼烧(5)无菌箱消毒培养温度本讲稿第十八页，共三十九页1植物有效成分提取方法比较植物有效成分的提取植物有效成分的提取 本讲稿第十九页，共三十九页本讲稿第二十页，共三十九页本讲稿第二十一页，共三十九页2常用的蛋白质分离方法(1)凝胶色谱法本讲稿第二十二页，共三十九页(2)电泳法原理在一定pH下，一些生物大分子(如多肽、核酸等)可解离的基团会带上正电或负电，在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。由于分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状不同，使带电分子产生不同的迁移速率，从而实现样品中各种分子的分离。本讲稿第二十三页，共三十九页本讲稿第二十四页，共三十九页2(2015年江西八校模拟)回答下列有关植物有效成分提取的问题。(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_，以提高萃取效率。鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素时，通常可采用_法，在鉴定的过程中需要用_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的作用是_，分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是_，除去固体硫酸钠的常用方法是_。(3)橘皮精油的有效成分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_的问题，所以一般采用_法。本讲稿第二十五页，共三十九页解析：(1)为提高萃取效率，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。通常采用纸层析法鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素，在鉴定的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；分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是除去少量的水，除去固体硫酸钠的常用方法是过滤。(3)由于橘皮精油的有效成分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的问题，所以一般采用压榨法提取橘皮精油。答案：(1)干燥纸层析标准样品(2)有利于油层和水层的分离除去少量的水过滤(3)原料焦糊压榨本讲稿第二十六页，共三十九页一、PCR技术的基本操作1PCR相关技术原理与条件(1)PCR：多聚酶链式反应的简称，是一种 迅速扩增DNA片段的技术。(2)引物：是一小段RNA或单链DNA，它能与DNA母链的一段_互补配对。(3)扩增方向：DNA的合成方向总是从子链的5端向3端延伸。PCR技术的基本操作及技术的基本操作及DNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定 体外体外碱基序列碱基序列热变性热变性本讲稿第二十七页，共三十九页(5)酶：耐高温的TaqDNA聚合酶，高温不会失活。(6)PCR的条件：一定的缓冲溶液下才能进行，需提供DNA模板、两种引物、四种脱氧核苷酸、耐热的DNA聚合酶，同时要控制温度。2PCR的过程(1)：90 以上时，双链DNA解旋为单链。(2)：温度下降到50 左右，两种引物通过碱基互补配对方式与两条单链DNA结合。(3)：温度上升到72 左右，溶液中四种脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。3PCR的结果DNA聚合酶只能特异性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。变性变性复性复性延伸延伸本讲稿第二十八页，共三十九页二、DNA的粗提取与鉴定1基本原理、方法和目的本讲稿第二十九页，共三十九页本讲稿第三十页，共三十九页2.实验步骤提取血细胞核物质(蒸馏水涨破)溶解(2 mol/L的NaCl)过滤(除杂质)析出(滴蒸馏水，降NaCl浓度至0.14 mol/L)过滤再溶解(2 mol/L的NaCl)过滤进一步提纯(体积分数为95%的冷却酒精)鉴定。本讲稿第三十一页，共三十九页3化学降解法是一种传统的测定DNA分子碱基序列的方法，具体操作过程如下图：本讲稿第三十二页，共三十九页(1)由待测序的DNA片段获得DNA单链的方法是_，图中特定化学试剂的作用是破坏DNA单链在某种特定碱基处的_键。(2)电泳时，电泳槽内先要加入_，再将处理好的不同长度的DNA片段样品加入点样孔，利用待分离样品中各分子的带电性质，以及分子_、形状的不同，使它们在电场作用下产生不同的_，从而实现样品中各分子的分离和鉴定。(3)从理论上分析，要想测出图中该DNA片段的全部碱基序列，按以上模式操作至少_次。(4)若想进一步判定该DNA片段中是否含有某基因，可用基因探针检测。探针的制备是取某基因的_条链，并作_。本讲稿第三十三页，共三十九页解析：(1)95 高温处理或用解旋酶处理待测DNA片段可获得DNA单链。只有破坏脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键才可把DNA分子单链断开。(2)电泳利用了不同分子的带电性质，以及分子本身大小、形状的不同，使不同分子在电场作用下产生不同的迁移速度，从而实现样品中各分子的分离。(3)按上图模式每操作1次，能够测出一条链中1种碱基的位置，DNA分子中有4种碱基，操作3次就能测出DNA一条链上3种碱基的位置，空位自然是第4种碱基。再根据碱基互补配对原则，可推知DNA片段上另一条链的碱基顺序。所以从理论上讲，只要按上图模式操作3次，就能测定一段双链DNA中的全部碱基顺序。(4)基因探针的制作原理是取某基因的一条链，并作放射性同位素标记。答案：(1)用解旋酶(或95 高温)处理待测DNA片段磷酸二酯(2)缓冲液(本身)大小迁移速度(3)3(4)一放射性同位素标记 本讲稿第三十四页，共三十九页例1在植物组织培养过程中，激素的添加已成为一种常规的实验手段，在植物组织培养过程中已研究过的植物激素有：生长素、细胞分裂素、赤霉素等。下表为某同学研究激素的使用顺序对实验结果的影响，请回答相关问题：植物组织培养植物组织培养 本讲稿第三十五页，共三十九页(1)植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、_和_的关键性激素。该实验中属于细胞分裂素类的是_。(2)请将表格中空白处A和B补充完整，A为_，B为_。若NAA和KT的用量比值适中时，促进_的形成。(3)用于离体培养的植物器官或组织称为_。若该实验材料为菊花，则应对其进行_(填“消毒”或“灭菌”)。(4)接种后的锥形瓶最好放在无菌箱中培养，培养环境应注意调节合适的_和_。接种过程中要注意在_旁进行。本讲稿第三十六页，共三十九页解析(1)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，NAA属于生长素类，KT属于细胞分裂素类。(2)先使用NAA，后使用KT，有利于细胞分裂，但细胞不分化；先使用KT，后使用NAA，细胞既分裂也分化；NAA和KT同时使用，分化频率提高；NAA和KT的用量比值适中时，有利于愈伤组织的形成。(3)用于离体培养的植物器官或组织称为外植体，组织培养过程中应对外植体消毒。(4)接种后的锥形瓶最好放在无菌箱中培养，培养期间应注意调节温度和光照时间，接种过程要注意在酒精灯火焰旁进行，以免杂菌污染。答案(1)脱分化再分化KT(2)细胞既分裂也分化分化频率提高愈伤组织(3)外植体消毒(4)温度光照时间酒精灯火焰本讲稿第三十七页，共三十九页例2生物组织中有机物的提取方法有很多种。例如，凝胶色谱法、电泳法、蒸馏法、压榨法和萃取法等。不同的有机物提取的方法各有不同。(1)玫瑰精油称为“液体黄金”，是世界香料工业不可取代的原料，提取出的玫瑰精油要求不含有任何添加剂或化学原料，其提取方法主要是_。(2)杏仁油富含矿物质和维生素，是一种质地轻柔、高渗透性的保湿剂，主要通过_法提取。(3)萃取胡萝卜素前，要将胡萝卜彻底粉碎的主要目的是_。(4)血红蛋白的提取方法可以采用_，该方法主要是利用血红蛋白的哪一特性将它与其他物质分开的？_。特定成分的提取特定成分的提取 本讲稿第三十八页，共三十九页(5)DNA提取时，可以利用DNA在_而析出，为了纯化提取的DNA，向DNA滤液中加入嫩肉粉，目的是_，DNA鉴定时，可以使用_试剂并在沸水中加热，溶液逐渐变蓝。解析(1)玫瑰精油不能含有任何化学原料，所以不能用萃取法，而其又具有挥发性较强等特点，适于用水蒸气蒸馏法。(2)杏仁油的提取原料为种子，一般用于食用，应采用压榨法。(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。(4)血红蛋白分子大小与成熟红细胞中其他成分相差较大。(5)DNA在不同NaCl溶液中溶解度不同，可以使DNA溶解或析出从而与其他物质分开。答案(1)水蒸气蒸馏法(2)压榨(3)使原料颗粒变小，加大萃取效率(4)凝胶色谱法分子质量的大小(5)浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度小分解蛋白质二苯胺 本讲稿第三十九页，共三十九页