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1、专题四生物技术在其他方面的应用最新考纲1植物的组织培养2蛋白质的提取和分离3PCR 技术的基本操作和应用4从生物材料中提取某些特定的成分考纲解读1植物组织培养的基本过程及其在生产中的应用2血红蛋白的提取和分离的实验原理和方法3PCR 技术与生物体内 DNA 复制的区别4初步学会用水蒸气蒸馏法和压榨法提取植物芳香油知识点一植物的组织培养技术菊 花 的 组 织 培 养理 论 基 础 ：植 物 细 胞 的 基 本 过 程 ：外 植 体 愈 伤 组 织 幼 苗 移 栽影 响 因 素材 料 ： 、 、保 存 时 间 长 短 等营 养 无 机 营 养 大 量 元 素 )有 机 营 养 ： 、 、 、肌 醇
2、 以 及 蔗 糖 等 )激 素 ： 10 和 pH： 左 右温 度 ：18 22 光 照 ：每 日 光 照 12 h )实 验 操 作 步 骤 ：制 备 MS培 养 基 外 植 体 消 毒 培 养 栽 培 )比一比：MS 培养基与微生物培养基有何主要不同？看一看：植物组织培养与花药培养技术有何相同与不同？知识点二蛋白质的提取和分离、PCR 技术思一思：用猪的血液与鸡的血液提取血红蛋白哪个效果更好？想一想：PCR 与生物体内 DNA 复制有何区别？知识点三植物有效成分的提取议一议：水中蒸馏、水上蒸馏 、水气蒸 馏的区别。看一看：胡萝卜素的最主要成分是什么？它有什么用途？菊花茎与月季花药组织培养的
3、比较菊花茎的组织培养 月季花药组织培养理论依据 植物细胞的全能性 植物细胞的全能性材料选取 未开花植株茎上部新萌生的侧枝 完全未开放的花蕾光照状况 每日用日光灯照射 12 h开始不需要光照，幼小植株形成后需要光照操作流程制备 MS 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影响因素 选材、营养、激素、 pH、温度、光照等基本过程 脱分化、再分化1引物是指能够与 DNA 母链的一段碱基序列互补配对的一小段 DNA 或 RNA。2DNA 聚合酶只能特异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。3影响萃取的因素(1)主要因素：萃取剂的性
4、质和使用量。(2)次要因素：原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件。4萃取过程注意事项(1)由于有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸，因此萃取过程中应避免使用明火加热，采用水浴加热。(2)为防止加热时有机溶剂挥发，还要在加热瓶口安装回流冷凝装置。胡萝卜萃取装置水蒸气蒸馏装置自我校对：全能性脱分化再分化种类年龄微量元素维生素甘氨酸烟酸 生长素细胞分裂素5.8接种移栽全能性四分体时期 10 单核期双核期脱分化胚状体 愈伤组织 初花期 完全未开放 单 21 22 23 24 核期(细胞核由中央移向细胞一侧的时期) 醋酸洋红法 焙花青铬矾法 红 25 26 27 蓝
5、黑 从受伤部位产生愈伤组织 彻底去除花丝 愈伤组织 胚状体 长出 28 29 30 31 32 33 愈伤组织 分化培养基上 幼小植株分开 相对分子质量的大小 进入凝胶内部 34 35 36 37 酸和碱 基本不变 38 39 电场 凝胶色谱操作 凝胶色谱柱的装填 DNA 模板 四种脱氧核苷酸、耐热 40 41 42 43 44 的 DNA 聚合酶 体外 复性 压榨 萃取 45 46 47 48 水蒸气 油层和水层 水中蒸馏 水上蒸馏 水气蒸馏 有机溶剂 有机 49 50 51 52 53 54 55 溶剂 水蒸气蒸馏 漂洗 静置 岩藻 56 57 58 59 微生物 干燥 萃取 浓缩 60
6、61 62 63 比一比：微生物培养基以有机营养为主， MS 培养基则需提供大量无机营养，包括植物生 长必需的大量元素和微量元素。看一看：相同点：培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。不同点：花药培养的选材非常重要，需要先 选择时期适宜的花蕾，花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基，花 药培养对培养基配方的要求更 为严格。思一思：用猪的血液；因为猪的红细胞无细胞核和细胞器，结构简单，血 红蛋白含量丰富，便于提取血红蛋白。想一想：PCR 不需要解旋酶 ，而生物体内 DNA 复制时 需要解旋酶；PCR 需要耐热的 DNA 聚合 酶，而生物体内 DNA 聚合酶在高温时会变性；P
7、CR 一般需经三十多次循环，而生物体内 DNA 复制需要生物体自身的控制。议一议：(1)这三种方法的基本原理相同，但原料放置位置不同。水中蒸 馏：原料放在蒸 馏容器的水中，水要完全浸没原料。水上蒸 馏：容器中水的上方有筛板，原料放在 筛板上，水量以沸腾时不浸湿原料为宜。水气蒸 馏：蒸 馏容器下方有一排气孔，连接外源水蒸气，上方有筛板，上面放原料。(2)各自特点：水中蒸馏设备简单、成本低、易操作，而水上蒸馏和水气蒸馏时间短，出油率高。看一看：胡萝卜素中 胡萝卜素是最主要的成分，可以用来：治疗因缺乏维生素 A 而引起的疾病。优质食用色素、饲料、饮料、食品的添加剂。抗癌、治癌。 ,植物的组织培养技术
8、Error!一、植物组织培养的过程1菊花组织培养过程菊花组织脱分化,形成愈伤组织再分化,长出丛芽 生根移栽,菊花植株。2月季的花药培养二、影响植物组织培养的因素及成功的关键1影响因素(1)内部因素：材料的选取。(2)外部因素：营养成分的种类及配比；植物激素的用量及使用顺序；pH 、温度、光照等。2获得成功的关键(1)植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗逆性差，对培养条件要求较高。(2)培养材料一旦被微生物污染，就会导致实验失败。原因是微生物增殖快，生长迅速，消耗养分多，并产生代谢废物毒害培养材料。(3)无菌技术主要包括对操作空间、实验用具、实验材料以及操作者的消毒灭菌。提醒一旦发现培养物被污
9、染，特别是真菌性污染，一定不要打开培养瓶。应先将被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽灭菌锅内进行高压蒸汽灭菌，然后再打开培养瓶进行清理。三、植物激素在组织培养过程中的重要作用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，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。2使用顺序不同，结果不同，具体如下：使用顺序 实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 分化频率提高3.用量比例不同，结果也不同的比值生 长 素 用 量细 胞 分 裂 素 用 量 高 ：利 于 根 的 分 化 、抑
10、 制 芽 的 形 成 低 ：利 于 芽 的 分 化 、抑 制 根 的 形 成 适 中 ：促 进 愈 伤 组 织 的 生 长 )四、实验操作中应注意的几个问题1材料的选取：菊花的组织培养实验中，应选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝；月季花药的培养实验中，应选择花粉发育过程中的单核靠边期的花粉进行培养。2外植体消毒：所用消毒剂为体积分数为 70%的酒精和质量分数为 0.1%的氯化汞溶液，所使用的清洗液是无菌水。3培养过程：在初期，菊花的组织培养需光照，月季花药的培养不需光照，而在后期均需光照。本部分内容与必修内容细胞分化有密切关系，是高考命题的热点，命题多考查植物组织培养基成分与作用、微型繁殖技术
11、、脱病毒苗培养、名贵中药材工厂化生产等具体实例，复习中应多加关注。【典例 1】(2011江苏)下列有关植物组织培养的叙述，正确的是()。A愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞B二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株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植物耐盐突变体可通过添加适量 NaCl 的培养基培养筛选而获得解析愈伤组织细胞是一团排列疏松而无规则、高度液泡化的呈无定形状态的、具分生能力的薄壁细胞，不具有特定的结 构和功能；二倍体的花粉中只含一个染色体 组，将其培养得到的个体为单倍体，高度不育，而用秋水仙素处理后得到的植株才能稳定遗传；人工种子中包裹的是经
12、再分化形成的胚状体、不定芽等，不可以是愈伤组织；用特定的选择培养基可筛选出所需要的突变体类型。答案D【训练 1】下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是() 。A培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压B培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化C离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织D同一株绿色开花植物不同部分的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同解析绿色开花植物的细胞有两种：体细胞和生殖细胞， 这 两种细胞所含的核型(基因)是不同的，同一株绿色开花植物不同部位的 细胞经培养获得的愈 伤组织基因可能不相同。答案D ,多聚酶链式反应扩增 DNA 片段Error!1细胞内
13、DNA 复制与体外 DNA 扩增(PCR 技术)的比较细胞内 DNA 复制 PCR解旋 解旋酶，边解旋边复制 80100 高温解旋，双链完全分开酶 解旋酶，DNA 聚合酶，DNA连接酶 Taq DNA 聚合酶引物 RNA DNA 或 RNA能量 ATP 不加温度 体内温和条件 高温不同点子链合成 一条链连续(先导链)，另一 两条子链均连续合成条链不连续，先合成片段，再由 DNA 连接酶连接(滞后链)相同点提供 DNA 模板四种脱氧核苷酸作原料子链延伸的方向都是从 5端到 3端2.PCR 反应的过程及结果(1)PCR 反应过程：变性：当温度上升到 90 以上时，双链 DNA 解聚为单链，如图：复
14、性：系统温度下降至 50 左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链 DNA 结合，如下图：延伸：当系统温度上升至 72 左右，溶液中的四种脱氧核苷酸(A 、T、G、C)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，如下图：(2)结果：PCR 一般要经历三十多次循环，每次循环都包括变性、复性、延伸三步。两引物之间的固定长度的 DNA 序列呈指数扩增。提醒DNA 复制需要引物的原因：DNA 聚合酶不能从 5端开始合成 DNA，而只能从 3端延伸 DNA 链。本知识点高考未曾单独考，往往与基因工程等内容综合起来考查，复习中不容忽视。【典例 2】多聚酶链式反应(PCR)是一种体
15、外迅速扩增 DNA 片段的技术。PCR 过程一般经历 30 多次下述循环：95 条件下使模板 DNA 变性、解链55 条件下复性( 引物与DNA 模板链结合)72 条件下引物链延伸 (形成新的脱氧核苷酸链)。下列有关 PCR 过程的叙述，不正确的是()。A变性过程中破坏的是 DNA 分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现B复性过程中引物与 DNA 模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的C延伸过程中需要 DNA 聚合酶、ATP、4 种核糖核苷酸DPCR 与细胞内 DNA 复制相比，其所需要酶的最适温度较高解析PCR 一般要经历 30 多次循 环，每次循环可以分为变性、复性和延伸三步。从第二轮循环开始，上一次循环的产物也作 为模板参与反应，并且由引物延伸而成的 DNA 单链会与引物结合，进行 DNA 的延伸。DNA 变性(9095 )：双链 DNA 模板在热作用下，氢键断裂，形成单链 DNA。复
