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1、第第 4 讲讲 生物技术在其他方面的应用生物技术在其他方面的应用2015 备考最新考纲1植物的组织培养。 2.从生物材料中提取某些特定的成分。 3.实验：DNA 的粗提取与鉴定。考点考点 1 植物组织培养技术植物组织培养技术(5 年年 13 考考) (2013 重庆理综、四川理综，2012 全国课标卷、山东卷、江苏卷，2011 江苏卷，2010 全国)1原理植物细胞的全能性。2植物组织培养的过程外植体愈伤组织幼苗移栽脱分化再分化植物组织培养常用的培养基是 MS 培养基，一般需要添加生长素和细胞分裂素两种植物激素。3影响植物组织培养的因素(1)外植体的选择：材料本身的种类、年龄、保存时间长短等。
2、(2)营养无机营养大量元素：如N、P、K、Ca、Mg、S微量元素：如Cu、Mn、B、Fe、Zn) 有机营养：维生素、甘氨酸、烟酸、肌醇以及蔗糖等)(3)植物激素常用激素：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激素，在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用有加强的趋势。使用激素顺序不同对实验结果的影响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也分化同时使用分化频率提高生长素用量与细胞分裂素用量的比值不同，对细胞发育方向的影响不同：比值高时，有利于根的分化，抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化，抑制根的形成；比
3、值适中时，促进愈伤组织的生长。(4)温度：一般将温度控制在 1822。(5)pH：一般将 pH 控制在 5.8 左右。(6)光照：每日用日光灯照射 12 h。4植物组织培养的实验操作(1)菊花的组织培养过程制备 MS 培养基(配制母液、配制培养基、灭菌)外植体消毒接种培养移栽栽培。(2)月季的花药培养过程过程：材料的选取材料的消毒接种和培养鉴定和筛选。影响花药培养的因素主要有材料的选择和培养基的组成。要挑选完全未开放的花蕾，确定花粉发育时期最常用的方法是醋酸洋红法。易错警示！实验操作中易错的几个问题(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；月季的花药培养实验
4、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，月季的花药培养不需光照；而在后期均需光照。思维激活判断正误(1)菊花的组织培养，一般选择开花植株的茎上部新萌生的侧枝( )。(2)植物激素的浓度可影响细胞分化，但使用的先后顺序及比例不影响组织培养的过程( )。(3)pH、温度和光照等也影响植物组织培养( )。答案 (1) (2) (3)植物组织培养综合考查(2012新课标全国理综)为了探究 6BA 和 IAA 对某菊花品种茎尖外植体再
5、生丛芽的影响，某研究小组在 MS 培养基中加入 6BA 和 IAA，配制成四种培养基(见下表)，灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率(m)，以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)，结果如下表。浓度/(mgL1) 培养基编号 6BAIAAm/%n/个1076.73.120.177.46.130.266.75.340.50.560.05.0回答下列问题。(1)按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为_和_两类。上述培养基中，6BA 属于_类生长调节剂。(2)在该实验中，自变量是_，因变量是_，自变量的取值范围是_。(3)
6、从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是_号培养基。(4)为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入_(填“6BA”或“IAA”)。解析 本题考查植物组织培养的相关知识。(1)植物组织培养常用 MS 培养基，其中，无机盐的元素可分为大量元素和微量元素两类，前者如N、P、K、Ca、Mg、S 等，后者如 B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo 等。MS 培养基中还常需要添加能诱导细胞分裂、脱分化、再分化的生长素和细胞分裂素，常用的生长素有 2，4D、IAA、NAA 等，常用的细胞分裂素有6BA、KT 等。(2)该实验中，各组 6BA 浓度均为 0.5 mg/L，IAA 的浓度不相同，故自变量为 IA
7、A 浓度，IAA 浓度范围为 00.5 mg/L。据表可知，该实验因变量是再生丛芽外植体的比率(m)以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)。(3)由表格中的数据可知，1 号培养基诱导丛芽总数最少。(4)生长素常用于诱导细胞分裂和根的分化，6BA 一般用于诱导植物的愈伤组织分化出丛芽，故诱导菊花试管苗生根，培养基中一般不加入 6BA。答案 (1)大量元素 微量元素 细胞分裂素 (2)IAA 浓度 再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n) 00.5 mg/L (3)1 (4)6BA归纳比较1植物组织培养技术和花药离体培养技术的异同项目内容 菊花的组织培养月季的花药培养理论依据
8、植物细胞的全能性基本过程脱分化再分化外植体的细胞类型体细胞生殖细胞操作流程制备培养基外植体消毒接种培养移栽栽培选材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、植物激素、pH、温度、阳光等培养结果正常植株单倍体植株生殖方式无性生殖有性生殖可育性可育高度不育，秋水仙素处理后可育2.影响植物组织培养的因素(1)材料：植物的种类、材料的年龄和保存时间的长短等都会影响实验结果。菊花组织培养一般选择已无菌培养过的菊花幼苗做材料。一般来说，容易进行无性繁殖的植物容易进行组织培养。选取生长旺盛的嫩枝进行组织培养的原因是嫩枝生理状态好，容易诱导脱分化和再分化。(2)营养：常用的培养基是 MS 培养基
9、，其中含有的大量元素是N、P、S、K、Ca、Mg，微量元素是 Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、I、Co，有机物有甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等。考点 2 PCR 技术的基本操作和应用 1PCR 原理2PCR 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，(如下图)。复性：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
10、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。特别提醒 1.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。2DNA 分子复制的人工控制解开螺旋：在 80100 时，DNA 双螺旋打开，形成两条 DNA 单链，称为变性。恢复螺旋：在 50 左右时，两条 DNA 单链重新形成双螺旋结构，称为复性。复制条件：缓冲液、DNA 模板、四种脱氧核苷酸、热稳定 DNA 聚合酶和两种引物。反应场所：PCR 仪。PCR 技术中的引物：含义：引物是一小段单链 DNA 或 RNA 分子。作用：为 DNA
11、 聚合酶提供合成的 3端起点。种类：扩增一个 DNA 分子需要 2 种引物。数目：引物数目等于新合成的 DNA 子链数目。与 DNA 母链的关系：两种引物分别与 DNA 母链的 3端通过碱基互补配对结合。PCR 技术过程的考查(2013江苏，22 改编)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是( )。设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列用 PCR 方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列PCR 体系中一定要添加从受体细胞中提取的 DNA 聚合酶一定要根据目的基因编码产物的特
12、性选择合适的受体细胞A B C D解析 本题考查基因工程中基因表达载体的构建、受体细胞的选择以及 PCR技术等内容，意在考查考生的综合运用能力。设计引物时应当考虑扩增的目的基因两端的序列要与载体两端的序列进行互补配对，项错误；PCR 体系中应用耐高温的 DNA 聚合酶，而不是从受体细胞中提取的普通 DNA 聚合酶，错误。答案 D对点强化PCR 是一种体外快速扩增 DNA 的方法，用于放大特定的 DNA 片段，数小时内可使目的基因片段扩增到数百万个。PCR 需要模板 DNA、引物、脱氧核苷酸和 DNA 聚合酶等条件。下图为模板 DNA 分子及 2 种引物，请回答相关问题。(1)PCR 的全称是_
13、。PCR 与体内 DNA 复制的不同之处主要表现在温度环境的不同，在 PCR 技术中先用 95 高温处理的目的是_，而这一过程在细胞内是通过_实现的。(2)在 PCR 技术中所需要的引物实质上是一种_。请在图中绘出引物结合的位置。(3)若将 1 个 DNA 分子拷贝 10 次，则需要在缓冲液中至少加入_个引物。(4)DNA 子链复制的方向是_，这是由于_。解析 本题考查考生对 PCR 技术的理解，属于知识识记和理解层次的考查。PCR 技术又称多聚酶链式反应。在 PCR 技术中，用 95 高温处理的目的是使 DNA 分子中的氢键断裂，两条链解开，即使 DNA 分子变性。引物是一种单链 DNA 或
14、 RNA 分子，它能与解开的 DNA 母链的 3端结合，为DNA 聚合酶提供吸附位点，使 DNA 聚合酶从引物的 3端开始连接脱氧核苷酸，从而决定了 DNA 子链复制的方向是从 5端到 3端。在 DNA 分子扩增时，需要 2 种引物，由于新合成的子链都需要引物作为复制的起点，故所需的引物数目等于新合成的 DNA 子链数目，即 221022112(个)。答案 (1)多聚酶链式反应 使 DNA 变性(使 DNA 的两条链解开) 解旋酶的催化(2)单链 DNA 或 RNA 分子 如图所示(3)2112(4)从 5端到 3端 DNA 聚合酶只能从引物的 3端开始连接单个脱氧核苷酸分子归纳比较细胞内 D
15、NA 复制与 PCR 技术的比较细胞内 DNA 复制PCR解旋在 DNA 解旋酶作用下，边解旋边复制80100 高温解旋，双链完全分开酶DNA 解旋酶、DNA 聚合酶TaqDNA 聚合酶引物RNADNA 或 RNA不同点温度体内温和条件高温相同点需提供 DNA 复制的模板四种脱氧核苷酸为原料子链延伸的方向都是从 5端到 3端考点考点 3 血红蛋白的提取与分离血红蛋白的提取与分离 1血红蛋白的提取和分离原理蛋白质各种特性的差异，如分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力等，可以用来分离不同种类的蛋白质。2常用的蛋白质分离方法(1)凝胶色谱法识图凝胶色谱法分离蛋白质的原理 分析比较列表如下：蛋白质比较相对分子质量大相对分子质量小凝胶内部排阻在凝胶颗粒外面，迅速通过进入凝胶颗粒内部，被滞留运动方式垂直向下垂直向下和无规则扩散运动运动路程较短较长洗脱次序先流出后流出(2)电泳法原理在一定 pH
