2019屆新課標(biāo)高考生物沖刺復(fù)習(xí)專題28生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用講義

專題28生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用提取物質(zhì)提取方法提取原理步驟DNA

鹽析法在不同濃度的NaCl溶液中

溶解度

不同;DNA不溶于酒精,但細(xì)胞中的某些

蛋白質(zhì)

溶于酒精溶解在2mol/L的NaCl溶液中→加蒸餾水稀釋至0.14mol/L的NaCl溶液使DNA析出,過濾→加入冷酒精析出血紅蛋白

凝膠色譜法、電泳法

根據(jù)

相對(duì)分子質(zhì)量

的大小;根據(jù)各種分子帶電性質(zhì)差異樣品處理→粗分離→純化→純度鑒定玫瑰精油

水蒸氣蒸餾法

利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來,形成油水混合物,冷卻后,混合物又重新分出油層和水層水蒸氣蒸餾→分離油層→除水過濾橘皮精油

壓榨法

通過機(jī)械加壓,壓榨出果皮中的芳香油

石灰水

浸泡、漂洗→壓榨、過濾、靜置→再次過濾胡蘿卜素

萃取法

使提取物溶解在

有機(jī)溶劑

中,蒸發(fā)后

得到提取物粉碎、干燥→萃取、過濾→濃縮考點(diǎn)1特定成分的提取與分離一、特定成分的提取知識(shí)清單[知能拓展]

1.蒸餾、壓榨與萃取的比較提取方法方法步驟適用范圍水蒸氣蒸餾水蒸氣蒸餾→分離油層→除水過濾適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性強(qiáng)的芳香油壓榨石灰水浸泡→漂洗→壓榨、過濾、靜置→再次過濾適用于柑橘、檸檬等易焦糊原料的提取有機(jī)溶劑萃取粉碎、干燥→萃取、過濾→濃縮適用范圍廣,要求原料的顆粒要盡可能細(xì)小,能充分浸泡在有機(jī)溶劑中蛋白質(zhì)比較

相對(duì)分子質(zhì)量大相對(duì)分子質(zhì)量小凝膠內(nèi)部被排阻在凝膠顆粒外面,迅速通過進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部,被滯留運(yùn)動(dòng)路程較短較長(zhǎng)洗脫次序先流出后流出2.常用的蛋白質(zhì)分離方法(1)凝膠色譜法(2)電泳法原理①在一定pH下,一些生物大分子(如多肽、核酸等)可解離的基團(tuán)會(huì)帶上正電或負(fù)電,在電場(chǎng)的作

用下,這些帶電分子會(huì)向著與其所帶電荷相反的電極移動(dòng)。②由于分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身的大小、形狀不同,使帶電分子產(chǎn)生

不同的遷移速率,從而實(shí)現(xiàn)樣品中各種分子的分離。二、PCR技術(shù)1.PCR原理:

DNA復(fù)制

原理,即:雙鏈DNA

單鏈DNA過程說明圖解變性當(dāng)溫度上升到

90℃

以上時(shí),雙鏈DNA解聚為單鏈

復(fù)性溫度下降到

50℃

左右,兩種引物通過

堿基互補(bǔ)配對(duì)

與兩條單鏈DNA結(jié)合

延伸溫度上升到72℃左右時(shí),

TaqDNA聚合酶

有最大活性,可使DNA新鏈由5'端向3'端延伸,合成新的DNA鏈

2.PCR反應(yīng)過程[名師點(diǎn)撥]

細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制與PCR技術(shù)的比較

細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制體外DNA擴(kuò)增(PCR)解旋解旋酶,邊解旋邊復(fù)制80~100℃高溫解旋,雙鏈完全分開酶DNA解旋酶、DNA聚合酶TaqDNA聚合酶引物RNADNA或RNA溫度體內(nèi)溫和條件高溫能量ATP不加循環(huán)次數(shù)生物體自身控制30多次相同點(diǎn)提供DNA模板;4種脫氧核苷酸為原料;子鏈延伸的方向都是從5'端到3'端例1

(2016吉林長(zhǎng)春聯(lián)考,39)回答下列有關(guān)從生物材料中提取某些特定成分的問題:(1)薄荷油和玫瑰精油的化學(xué)性質(zhì)相似,適合選用

法來提取。用此方法收集到

的液體

(是/不是)純的薄荷油,原因是

。在此過

程中,影響薄荷油提取量的主要因素有

。(2)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素常用的方法是

法。用這種方法提取胡蘿卜素的主要

步驟是:粉碎、干燥、

。(3)下圖是某同學(xué)對(duì)萃取的胡蘿卜素樣品所做的鑒定實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。圖中實(shí)驗(yàn)組是

,對(duì)照

組是

。實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是

。

解析薄荷油的化學(xué)性質(zhì)與玫瑰精油相似,易揮發(fā)、難溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,可以采用水蒸氣蒸餾法提取。用此方法收集到的液體是油水混合物,不是純薄荷油。在水蒸氣蒸餾過程中影響薄荷油提取量的因素主要有蒸餾時(shí)間與蒸餾溫度。胡蘿卜素不溶于水,屬于脂溶性物質(zhì),常采用

萃取法提取。胡蘿卜素的提取流程為:胡蘿卜→粉碎→干燥→萃取→過濾→濃縮→胡蘿卜素→

鑒定。萃取時(shí)胡蘿卜素溶于有機(jī)溶劑,圖中實(shí)驗(yàn)組是B、C,對(duì)照組是A、D。答案(1)水蒸氣蒸餾不是薄荷油隨水蒸氣一同蒸餾出來,所得到的是油水混合物蒸餾時(shí)

間與蒸餾溫度(2)萃取萃取、過濾、濃縮(3)B、CA、D樣品中不含β-胡蘿卜素考點(diǎn)2植物組織培養(yǎng)1.培養(yǎng)基(1)成分:大量元素、微量元素、有機(jī)成分、

激素

和瓊脂。(2)類型:

MS培養(yǎng)基

、發(fā)芽培養(yǎng)基和生根培養(yǎng)基。MS培養(yǎng)基(植物組織培養(yǎng)用的培養(yǎng)基)的成分及各成分的作用成分作用微量元素和大量元素提供植物細(xì)胞生活所必需的無機(jī)鹽蔗糖提供碳源,維持細(xì)胞滲透壓甘氨酸、維生素、煙酸、肌醇滿足離體植物細(xì)胞在正常代謝途徑受一定影響后所產(chǎn)生的特殊營(yíng)養(yǎng)需求(3)作用:為植物組織或器官生長(zhǎng)和發(fā)育提供

營(yíng)養(yǎng)條件

。(4)制備:配制各種母液→配制培養(yǎng)基→

滅菌

。

2.組織培養(yǎng)(1)含義:在無菌和人工控制條件下,將離體的植物器官、組織、細(xì)胞,培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基

上,給予適宜的培養(yǎng)條件,誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽,最終形成

完整的植株

。(2)原理:植物細(xì)胞具有全能性。(3)過程:

①脫分化和再分化的比較

過程特點(diǎn)條件脫分化外植體成為愈傷組織形成排列疏松、高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞團(tuán)離體、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、植物激素和其他適宜條件再分化愈傷組織成為叢芽或胚狀體結(jié)構(gòu)形成根、芽或有生根發(fā)芽的能力②菊花的組織培養(yǎng)與月季花藥培養(yǎng)的比較

激素使用實(shí)驗(yàn)結(jié)果使用順序先使用生長(zhǎng)素,后使用細(xì)胞分裂素有利于細(xì)胞分裂,但細(xì)胞不分化先使用細(xì)胞分裂素,后使用生長(zhǎng)素細(xì)胞既分裂又分化同時(shí)使用分化頻率提高生長(zhǎng)素用量比細(xì)胞分裂素用量比值高利于根的分化、抑制芽的形成比值低利于芽的分化、抑制根的形成比值適中促進(jìn)愈傷組織的形成③植物激素在組織培養(yǎng)過程中的作用生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)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:[知能拓展]

1.植物組織培養(yǎng)的關(guān)鍵:在植物組織培養(yǎng)的過程中采用無菌技術(shù),主要包括培養(yǎng)基

滅菌、外植體消毒、實(shí)驗(yàn)操作在酒精燈火焰附近進(jìn)行、培養(yǎng)過程在無菌培養(yǎng)箱中進(jìn)行。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。2.組織培養(yǎng)時(shí)不用天然激素而是用人工合成的激素,是因?yàn)橹参镏写嬖谙鄳?yīng)的分解天然激素的

酶而沒有分解相應(yīng)的人工合成激素的酶,所以天然激素在植物體內(nèi)作用和存在的時(shí)間短,人工合

成激素作用和存在的時(shí)間長(zhǎng),效果明顯。3.花藥離體培養(yǎng)的意義:利用生殖細(xì)胞進(jìn)行的組織培養(yǎng)技術(shù),得到的是單倍體植株,由于單倍體

是高度不育的,因此其意義是進(jìn)行單倍體育種,而不是直接利用單倍體植株。

例2

(2016廣西貴港調(diào)研,39)下圖表示菊花的嫩枝和月季的花藥離體培養(yǎng)過程,請(qǐng)據(jù)圖回答下面的問題。(1)對(duì)菊花來說,要選取

的嫩枝來進(jìn)行組織培養(yǎng)。對(duì)月季來說,適宜花粉培養(yǎng)的時(shí)期是

期。為確定花粉是否處于該時(shí)期,最常用的方法是

。(2)在培養(yǎng)花粉的培養(yǎng)基中要加入一定的植物激素,常用的植物激素有

。(3)某同學(xué)在培養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上感染了幾種細(xì)菌。若在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加

入

指示劑培養(yǎng)幾種菌后,指示劑變紅就可以鑒定其中含有能夠分解尿素的細(xì)菌。為了

避免其他微生物對(duì)培養(yǎng)造成的影響,所以在進(jìn)行接種時(shí)應(yīng)注意

。①接種室要消毒②只要戴口罩,操作時(shí)便可說話③外植體可預(yù)先用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精浸泡,取出用無菌水沖洗后,再用0.1%的氯化汞溶液消

毒,并用無菌水沖洗干凈④接種操作要在酒精燈火焰旁進(jìn)行⑤接種完畢應(yīng)立即蓋好瓶蓋A.①②③④⑤B.①②③④C.①③④⑤D.②③④⑤(4)月季的花藥培養(yǎng)與菊花的嫩枝組織培養(yǎng)不同,從植株產(chǎn)生的途徑來說,花粉植株產(chǎn)生的途徑

除了圖中所示外,還可以通過

階段發(fā)育而來,這兩種發(fā)育途徑的差別主要取決于

。(5)不同植物對(duì)各種條件的要求往往不同,進(jìn)行菊花組織培養(yǎng)一般將溫度控制在

℃,并且

對(duì)光照的控制為

。解析(1)用植物組織培養(yǎng)法獲取菊花植株時(shí)選用的材料一般是生長(zhǎng)旺盛的嫩枝;月季的花藥培

養(yǎng)中選擇單核期的花藥離體培養(yǎng),成功率最高;確定花粉發(fā)育期最常用的方法是醋酸洋紅法。

(2)在培養(yǎng)花粉的培養(yǎng)基中通常要加入細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素。(3)在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基

中加入酚紅指示劑,培養(yǎng)某幾種細(xì)菌后,如果指示劑變紅,則其中含有能夠分解尿素的細(xì)菌。(4)

月季的花藥培養(yǎng)與菊