高三生物一輪復(fù)習(xí) 專題3 生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用課件.ppt

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走向高考 · 生物,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 · 高考總復(fù)習(xí),生物技術(shù)實(shí)踐,選修一,選 考 內(nèi) 容,專題三 生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用,選修一,考情考點(diǎn)探究,方法警示探究,課前基礎(chǔ)回扣,核心考點(diǎn)突破,課 時 作 業(yè),方法技巧警示,答案 C 解析 本題考查學(xué)生對教材實(shí)驗(yàn)的掌握。酵母和菜花細(xì)胞均為真核細(xì)胞，理論上均可作為提取DNA的材料；DNA既溶于2 mol/L NaCl溶液也溶于蒸餾水，在2 mol/L NaCl溶液中溶解度最大，在0.14 mol/L NaCl溶液中溶解度最小；向雞血細(xì)胞液中加蒸餾水?dāng)嚢?，是為了加速?xì)胞膜和核膜破裂，此時玻棒上沒有白色絮狀物；鑒定DNA的原理是DNA溶液加入二苯胺試劑沸水浴加熱，冷卻后變藍(lán)。,2．(2014·北京，5)關(guān)于高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原理，敘述不正確的是 ( ) A．噬菌體須在活菌中增殖培養(yǎng)是因其缺乏獨(dú)立的代謝系統(tǒng) B．提取組織DNA是利用不同化合物在溶劑中溶解度的差異 C．成熟植物細(xì)胞在高滲溶液中發(fā)生質(zhì)壁分離是因?yàn)榧?xì)胞壁具有選擇透(過)性 D．PCR呈指數(shù)擴(kuò)增DNA片段是因?yàn)樯弦惠喎磻?yīng)的產(chǎn)物可作為下一輪反應(yīng)的模板,[答案] C [解析] A項(xiàng)正確，噬菌體必須在活菌中增殖培養(yǎng)是因其沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，缺乏獨(dú)立的代謝系統(tǒng)，無法完成各項(xiàng)生命活動；B項(xiàng)正確，提取組織DNA是利用DNA和蛋白質(zhì)在氯化鈉、酒精等溶液中的溶解度不同而進(jìn)行的；C項(xiàng)錯誤，成熟植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離是由于選擇透(過)性的原生質(zhì)層兩側(cè)的溶液存在濃度差，所以發(fā)生了水分子的滲透，細(xì)胞壁不具有選擇透(過)性，原生質(zhì)層具有選擇透過性；D項(xiàng)正確，PCR呈指數(shù)擴(kuò)增是因?yàn)镈NA的半保留復(fù)制，上一輪的產(chǎn)物可作為下一輪的模板。,3．(2013·江蘇，4)某同學(xué)用洋蔥進(jìn)行了DNA粗提取和鑒定實(shí)驗(yàn)，操作錯誤的是( ) A．加入洗滌劑后用力進(jìn)行快速、充分的研磨 B．用蛋白酶純化過濾后的研磨液中的DNA C．加入酒精后用玻璃棒輕緩攪拌 D．加二苯胺試劑搖勻后沸水浴加熱 答案 A,解析 本題考查用洋蔥進(jìn)行DNA粗提取和鑒定實(shí)驗(yàn)的目的、流程及注意事項(xiàng)。加入洗滌劑后，研磨動作要輕緩、柔和，否則容易產(chǎn)生大量的泡沫，不利于后續(xù)步驟的操作，A錯誤；利用蛋白酶分解雜質(zhì)蛋白，從而使提取的DNA與蛋白質(zhì)分開，起到純化的作用，B正確；加入酒精溶液，靜置溶液中出現(xiàn)的白色絲狀物就是粗提取的DNA，用玻璃棒沿一個方向輕緩攪拌，防止斷裂，C正確；用二苯胺鑒定DNA需要水浴加熱，D正確。,脫分化,愈傷組織,再分化,微量元素,植物激素,MS培養(yǎng)基,營養(yǎng)條件,調(diào)pH,MS固體,滅菌,70%的酒 精,0.1%的 氯化汞,無菌水,(3)接種：始終在________旁進(jìn)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________。 (4)培養(yǎng)與移栽：在18℃～22℃的________中培養(yǎng)，得到試管苗后進(jìn)行移栽。 4．月季的花藥培養(yǎng) (1)被子植物的花粉發(fā)育過程： 花粉母細(xì)胞→__________→單核期→________→花粉粒。,酒精燈,火焰灼燒,不要倒插,無菌箱,四分體時期,雙核期,脫分化,愈傷組織,叢芽,材料的選擇,培養(yǎng)基的組成,生長條件,低溫預(yù)處理,密度,(4)實(shí)驗(yàn)操作： ①材料的選?。涸录净ㄋ幣囵B(yǎng)一般選擇________期，細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)的時期。確定花粉發(fā)育時期最常用的方法是________法。 ②接種：滅菌后的花蕾，在無菌條件下除去__________，并立即將花藥接種到培養(yǎng)基上。剝離花藥時盡量不要損傷_____。 ③培養(yǎng)：溫度控制在________左右，幼小植株形成后才需要________。如果花藥開裂釋放出胚狀體，必須在花藥開裂后盡快將______________。,單核,醋酸洋紅,萼片和花瓣,花藥,25℃,光照,幼小植株分開,二、DNA和蛋白質(zhì)技術(shù) 1．DNA的粗提取與鑒定 (1)提取原理：DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的NaCl溶液中________不同，在NaCl溶液濃度為__________時，DNA的溶解度最小；DNA不溶于________，但是細(xì)胞中某些蛋白質(zhì)則溶于酒精。,溶解度,0.14 mol/L,酒精,(2)具體步驟： ①選取實(shí)驗(yàn)材料：選取富含_____的組織，如雞血細(xì)胞、菜花等。 ②破碎細(xì)胞，________：如用雞血細(xì)胞就置于清水中使之________，并用玻璃棒________攪拌，過濾取濾液。 ③去除濾液中的雜質(zhì)：高濃度的_________溶解細(xì)胞核內(nèi)的DNA；加蒸餾水降低NaCI溶液濃度，使________析出、過濾；將DNA絲狀物再溶解、過濾。 ④DNA的初步純化：向?yàn)V液中加入體積分?jǐn)?shù)為95%的________溶液進(jìn)行提純。,DNA,釋放DNA,吸水漲破,單向,NaCI溶液,DNA,冷酒精,二苯胺,沸水浴,藍(lán)色,DNA模板,引物,DNA聚合酶,(2)結(jié)果： ①PCR一般要經(jīng)歷________多次循環(huán)，每次循環(huán)可以分為________、復(fù)性和________三步。 ②兩引物間固定長度的DNA序列呈________擴(kuò)增(即____________)。,三十,變性,延伸,指數(shù),2n,3．血紅蛋白的提取和分離實(shí)驗(yàn) (1)常用的分離方法：________法、凝膠電泳法等。 (2)基本原理： ①凝膠色譜法：也稱____________，是根據(jù)____________________分離蛋白質(zhì)的有效方法。 ②電泳：利用待分離樣品中各種分子________的差異以及分子本身的大小、________的不同，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速度。,凝膠色譜,分配色譜法,相對分子質(zhì)量的大小,帶電性質(zhì),形狀,血紅蛋白,透析,較小,凝膠色譜,SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳,水蒸氣蒸餾,水蒸氣蒸餾,NaCl,無水Na2SO4,壓榨,壓榨,過濾,3．胡蘿卜素的提取 (1)胡蘿卜素性質(zhì)：________水，微溶于乙醇，________石油醚等有機(jī)溶劑。 (2)提取方法及流程： ①方法：________法，________最適宜作萃取劑。 ②實(shí)驗(yàn)流程： 胡蘿卜→粉碎→______→萃取→______→濃縮→胡蘿卜素。 (3)鑒定方法：________法。,不溶于,易溶于,萃取,石油醚,干燥,過濾,紙層析,1.植物細(xì)胞表現(xiàn)全能性需要什么條件？ [提示] 植物細(xì)胞只有在離體、一定的營養(yǎng)物質(zhì)和植物激素等條件下才能表現(xiàn)出全能性。 2．兩種關(guān)鍵性植物激素的使用順序和使用量的比例能否影響培養(yǎng)結(jié)果？ [提示] 能。使用順序能影響到細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化的進(jìn)行，而二者用量的比例可以影響植物發(fā)育的方向。,3．DNA的鑒定中為什么需要兩支試管？ [提示] 一支試管中加入二苯胺試劑，另一支不加，可以通過對比說明通過二苯胺試劑確實(shí)可以鑒定DNA。,1.(2015·南京質(zhì)檢)下列關(guān)于DNA粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是( ) A．洗滌劑能瓦解細(xì)胞膜并增加DNA在NaCl 溶液中的溶解度 B．將DNA絲狀物放入二苯胺試劑中沸水浴后冷卻變藍(lán) C．常溫下菜花勻漿中有些酶類會影響DNA的提取 D．用玻棒緩慢攪拌濾液會導(dǎo)致DNA獲得量減少 答案 C,解析 洗滌劑可瓦解植物細(xì)胞膜，利于釋放DNA ，但不能增加DNA在NaCl溶液中的溶解度，A項(xiàng)錯誤；含DNA的絲狀物應(yīng)先溶解在物質(zhì)的量為2 mol/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺試劑在沸水浴條件下檢測，冷卻后觀察變成藍(lán)色，B項(xiàng)錯誤；用玻璃棒緩慢攪拌濾液可使DNA分子充分溶解，可提高DNA的獲得量，D項(xiàng)錯誤。菜花勻漿中含有多種酶，可影響到DNA的提取，C項(xiàng)正確。,2．辣椒素作為一種生物堿廣泛用于食品保健、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域。辣椒素的獲得途徑如圖。 (1)圖中①和②分別表示辣椒組織培養(yǎng)中細(xì)胞的________和________過程。 (2)圖中培養(yǎng)外植體的培養(yǎng)基中常用的凝固劑是________。培養(yǎng)基中的生長素和細(xì)胞分裂素用量的比值________(填“高”或“低”)時，有利于芽的分化。對培養(yǎng)基徹底滅菌時，應(yīng)采取的滅菌方法是________。,,(3)圖中外植體的消毒所需酒精的體積分?jǐn)?shù)是________。用酶解法將愈傷組織分離成單細(xì)胞時，常用的酶是________和纖維素酶。 (4)提取辣椒素過程中，萃取加熱時需安裝冷凝回流裝置，其目的是________。 答案 (1)脫分化(或去分化) 再分化 (2)瓊脂 低 高壓蒸汽滅菌 (3)70% 果膠酶 (4)防止有機(jī)溶劑的揮發(fā) 解析 本題以辣椒素的獲得途徑為情景考查植物的組織培養(yǎng)、從生物材料中獲取某些特定成分 、酶的應(yīng)用等基礎(chǔ)知識。,(1)圖中①為脫分化，②為再分化。 (2)植物組織培養(yǎng)用的培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基，其中的凝固劑為瓊脂，在生長素/細(xì)胞分裂素比值低的培養(yǎng)基中，利于芽的分化，對培養(yǎng)基徹底滅菌采用的方法是高壓蒸汽滅菌法。 (3)外植體消毒用的70%的酒精滅菌效果最好，將愈傷組織解離成單細(xì)胞所需要的酶是果膠酶和纖維素酶。 (4)辣椒素是一種易溶于有機(jī)溶劑的有機(jī)分子，萃取劑易揮發(fā)，所以要安裝加熱冷凝裝置，防止有機(jī)溶劑的揮發(fā)。,1．原理 植物細(xì)胞的全能性。 2．高度分化的細(xì)胞全能性表達(dá)的條件 (1)離體狀態(tài)。 (2)營養(yǎng)物質(zhì)：有機(jī)營養(yǎng)、無機(jī)營養(yǎng)。 (3)植物激素：生長素、細(xì)胞分裂素。 (4)無菌、適宜的外界條件。,3．植物組織培養(yǎng)技術(shù)和花藥離體培養(yǎng)技術(shù)的比較,4.植物激素在組織培養(yǎng)過程中的重要作用 生長素和細(xì)胞分裂素是啟動細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。其作用及特點(diǎn)為： (1)在生長素存在的情況下，細(xì)胞分裂素的作用呈現(xiàn)加強(qiáng)的趨勢。 (2)使用順序不同，結(jié)果不同，具體如下：,實(shí)驗(yàn)操作中易錯的幾個問題 (1)材料的選取：菊花的組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)選擇未開花植株的莖上部新萌生的側(cè)枝；月季花藥的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)選擇花粉發(fā)育過程中的單核靠邊期的花粉進(jìn)行培養(yǎng)。 (2)外植體消毒：所用消毒劑為體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞溶液，所使用的清洗液是無菌水。 (3)培養(yǎng)過程：在初期，菊花的組織培養(yǎng)需光照，月季花藥的培養(yǎng)不需光照；而在后期均需光照。,(4)月季花藥培養(yǎng)得到的并不都是單倍體植株：花粉壁發(fā)育成二倍體，花藥發(fā)育成單倍體。 (5)花藥開裂長出愈傷組織或釋放出胚狀體時，應(yīng)及時轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基上。,(2014·皖南聯(lián)考)關(guān)于花藥離體培養(yǎng)的說法中，不正確的是( ) A．接種的花藥形成愈傷組織或胚狀體后，要適時更換培養(yǎng)基，以便進(jìn)一步分化成植株 B．對材料的選擇最常用的是焙花青—鉻礬法，這種方法能將花粉細(xì)胞核染成藍(lán)黑色,C．接種花藥后一段時間內(nèi)不需要光照，但幼小植株形成后需要光照 D．材料消毒時需先用酒精浸泡，然后用無菌水中清洗，再用氯化汞或次氯酸鈣溶液浸泡，最后再用無菌水沖洗 答案 B 解析 一般通過鏡檢來確定花藥中的花粉是否處于適宜的發(fā)育期，對材料選擇最常用的方法是醋酸洋紅法。,DNA和蛋白質(zhì)技術(shù),1.DNA與蛋白質(zhì)在不同NaCl溶液中溶解度不同,2.比較細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制與體外DNA擴(kuò)增(PCR),,,3.分離DNA、PCR技術(shù)、分離蛋白質(zhì)三者比較,1.DNA的粗提取實(shí)驗(yàn) ①哺乳動物成熟的紅細(xì)胞中不含細(xì)胞核，也沒有DNA，不適于作DNA提取的材料，但卻是提取血紅蛋白的理想材料。②實(shí)驗(yàn)過程中兩次用到蒸餾水；第一次目的是使成熟的雞血紅細(xì)胞脹破釋放出DNA；第二次目的是稀釋NaCl溶液。 2．PCR技術(shù)反應(yīng)過程中控制不同溫度的意義 (1)90℃以上時變性，雙鏈DNA解旋為單鏈。 (2)50℃左右時復(fù)性，引物與兩條單鏈DNA結(jié)合。 (3)72℃左右時延伸，Taq DNA聚合酶有最大活性，使DNA新鏈由5′端向3′端延伸。,,A．PCR技術(shù)是在實(shí)驗(yàn)室中以少量DNA制備大量DNA的技術(shù) B．反應(yīng)中新合成的DNA又可以作為下一輪反應(yīng)的模板 C．PCR技術(shù)中以核糖核苷酸為原料，以指數(shù)方式擴(kuò)增 D．應(yīng)用PCR技術(shù)與探針雜交技術(shù)可以檢測基因突變 解析 理解PCR技術(shù)的原理是解題的關(guān)鍵。PCR技術(shù)是人工合成DNA的方法，原料是脫氧核苷酸而不是核糖核苷酸。 答案 C,(2014·河北衡水一中高三期中)下列關(guān)于物質(zhì)的提取和分離的說法，錯誤的是( ) A．分離纖維素分解菌時，培養(yǎng)基中的纖維素要用蘇丹紅染色 B．提取雞血細(xì)胞DNA時，需在雞血細(xì)胞液中加入一定量的蒸餾水 C．提取和分離血紅蛋白以及血紅蛋白純度鑒定用到的方法有：吸水漲破法、離心法、透析法、凝膠色譜法、電泳法 D．分離細(xì)胞中各種細(xì)胞器可用差速離心法；驗(yàn)證DNA半保留復(fù)制時用同位素標(biāo)記法和密度梯度離心法,答案 A 解析 理解物質(zhì)的提取和分離方法和原理是解題的關(guān)鍵。分離纖維素分解菌時，培養(yǎng)基中加入的是能與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復(fù)合物的剛果紅，而不是蘇丹紅染液。,植物有效成分的提取,不同的物質(zhì)提取方法不同 不同物質(zhì)的提取是根據(jù)其理化性質(zhì)的不同來進(jìn)行的，因此在提取物質(zhì)時，應(yīng)先確定該物質(zhì)的理化性質(zhì)，然后再選擇適宜的提取方法進(jìn)行提取。 (1)蒸餾法適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性強(qiáng)的芳香油，水蒸氣蒸餾根據(jù)原料放置的位置可以分為水中蒸餾、水上蒸餾、水氣蒸餾。水中蒸餾設(shè)備簡單、成本低、易操作，而水上蒸餾和水氣蒸餾時間短，出油率高。,(2)壓榨法適用于含油量高的原料，主要用于提取柑橘類精油，如橘皮油、檸檬油、甜橙油等。 (3)萃取法可適用于提取大多數(shù)植物芳香油。 (4)除去液體中固體物的常用方法是過濾。,解析 標(biāo)準(zhǔn)樣品為單一色素，層析后只有單一樣點(diǎn)，而萃取樣品不純，含有多種色素，會有多個色素點(diǎn)。 答案 D,玫瑰精油被稱為“液體黃金”，其提取方法可用( ) A．只能用水蒸氣蒸餾法 B．可用蒸餾法和壓榨法 C．可用蒸餾法和萃取法 D．可用壓榨法和萃取法 答案 C 解析 用玫瑰花提取精油，根據(jù)玫瑰花的干濕情況可采用不同的提取方法，鮮玫瑰花可采用水蒸氣蒸餾法，干玫瑰花可使用有機(jī)溶劑萃取法，一般不采用壓榨法。,DNA粗提取與鑒定 [例1] 某生物興趣小組開展DNA粗提取的相關(guān)探究活動，具體步驟如下： 材料處理：稱取新鮮的花菜、辣椒和蒜黃各2份，每份10 g。剪碎后分成兩組：一組置于20℃，另一組置于－20℃條件下保存24 h。,DNA粗提?。?第一步：將上述材料分別放入研缽中，各加入15 mL研磨液，充分研磨。用兩層紗布過濾，取濾液備用。 第二步：先向6只小燒杯中分別注入10 mL濾液，再加入20 mL體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒緩緩地向一個方向攪拌，使絮狀物纏繞在玻璃棒上。 第三步：取6支試管，分別加入等量的2 mol/L NaCl溶液溶解上述絮狀物。 DNA檢測：在上述試管中各加入4 mL二苯胺試劑，混合均勻后，置于沸水中加熱5 min，待試管冷卻后比較溶液的顏色深淺，結(jié)果如下表。,(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論并分析。 ①結(jié)論1：與20℃相比，相同實(shí)驗(yàn)材料在－20℃條件下保存，DNA的提取量較多。 結(jié)論2：____________________________________。 ②針對結(jié)論1，請?zhí)岢龊侠淼慕忉專篲________________。 (4)氯仿密度大于水，能使蛋白質(zhì)變性沉淀，與水和DNA均不相溶，且對DNA影響極小。為了進(jìn)一步提高DNA純度，依據(jù)氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基礎(chǔ)上繼續(xù)操作的步驟是：__________________，然后用體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精溶液使DNA析出。,答案 (1)探究不同材料和不同保存溫度對DNA提取量的影響 (2)DNA斷裂 (3)①等質(zhì)量的不同實(shí)驗(yàn)材料，在相同的保存溫度下，從蒜黃提取的DNA量最多 ②低溫抑制了相關(guān)酶的活性，DNA降解速度慢 (4)將第三步獲得的溶液與等量的氯仿充分混合，靜置一段時間，吸取上清液 解析 (1)題目給出了多種實(shí)驗(yàn)材料，以探究不同保存溫度對DNA提取量的不同影響，因此該實(shí)驗(yàn)名稱可為“探究不同實(shí)驗(yàn)材料和不同保存溫度對DNA提取量的影響” (2)在提取DNA時，玻璃棒沿一個方向緩慢攪拌，為了有效提取DNA，防止DNA分子斷裂。,(3)①由表格可見，花菜、辣椒、蒜黃三種不同的實(shí)驗(yàn)材料在20℃時，DNA提取量表現(xiàn)為蒜黃多于花菜，花菜多于辣椒，在－20℃結(jié)果相同，等質(zhì)量的不同實(shí)驗(yàn)材料，在同一溫度下DNA提取量不同(或從蒜黃提取的DNA量最多)；②低溫下由于DNA水解酶的活性減弱，導(dǎo)致DNA降解速度慢，從而DNA提取量相對較高。 (4)由于氯仿可使蛋白質(zhì)變性沉淀，而與DNA、水不相溶，對DNA結(jié)構(gòu)無影響，因此可將第三步獲得的濾液與等量氯仿混合，靜置一段時間，蛋白質(zhì)變性沉淀，而DNA溶解于上清液中，從而可吸取上清液，從上清液中提取DNA。,對DNA粗提取與鑒定原理和蛋白質(zhì)提取分離模糊不清 [例2] (經(jīng)典高考題)下列敘述中錯誤的是( ) A．改變NaCl溶液的濃度只能使DNA溶解而不能使其析出 B．在沸水浴中，DNA遇二苯胺試劑會呈現(xiàn)藍(lán)色 C．用電泳法可分離帶電性質(zhì)、分子大小和形狀不同的蛋白質(zhì) D．用透析法可去除蛋白樣品中的小分子物質(zhì) 答案 A,解析 在不同濃度的氯化鈉溶液中DNA的溶解度不同，在0.14 mol/L的氯化鈉溶液中溶解度最小，DNA析出，呈絲狀物，過濾后存在于黏稠物中；在2 mol/L的氯化鈉溶液中溶解度最大，所以DNA呈溶解狀態(tài)，過濾后存在于濾液中。 錯因分析 對兩項(xiàng)技術(shù)手段的原理模糊不清。,糾錯筆記 (1)DNA溶解度與NaCl濃度的關(guān)系(如圖)。 (2)兩次用蒸餾水的目的不同：第1次是使紅細(xì)胞吸水漲破。第2次是降低NaCl濃度，析出DNA。,,(3)血紅蛋白的分離方法及相關(guān)原理,