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1、1,第十一单元,生物技术实践,2,1涵盖范围,本单元包括选修1全部内容微生物的培养与传统发酵技术及实践应用；植物组织培养技术及DNA和蛋白质的提取与分离技术；酶的研究和实践应用；植物有效成分的提取方法、过程及注意事项。,单元教学分析,3,2考情分析,考查力度：相对固定，如山东理综只出一个8分的简答题。 考查内容及形式 微生物的培养与应用多以简答题形式考查； 酶的研究与应用，常与必修1中酶的本质、特性等知识有机结合考查； 植物组织培养常与植物有效成分提取相结合考查； 传统发酵技术及实践应用多以简答题形式考查； 酶的研究、DNA和蛋白质提取技术多以选择题形式考查。,4,3复习指导,(1)复习线索
2、以转基因微生物培养酶生产酶应用为线索，系统复习微生物培养技术、酶的研究和实践应用。 以技术手段、技术流程为主线，复习发酵、组织培养、有效成分及DNA、蛋白质提取有关知识。,(2)复习方法 列表比较法DNA、蛋白质的提取与分离。 实践联系发酵技术、植物有效成分提取技术。 实验联系植物组织培养、微生物培养实验过程。,5,第 43 课时,生物技术在组织培养、DNA和蛋白质分离及有 效成分提取中的应用,6,突破考点提炼方法,7,考点134 生物技术实践应用植物组织培养,1植物组织培养的过程,(1)菊花组织培养过程,(2)月季的花药培养,8,2. 植物组织培养技术和花药离体培养技术的异同,提醒 同一株绿
3、色植物不同部分的细胞经培养获得的愈伤组织的基因相同。,9,3植物激素与组织培养 (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，其作用及特点： 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。 使用顺序不同，结果不同，具体如下：,用量比例不同，结果也不同,10,4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。一般来说，容易进行无性繁殖的植物容易进行组织培养。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，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、
4、Mo、I、Co，有机物有甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等。,提醒 培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。,11,(3)环境条件：pH、温度、光照等环境条件。如菊花组织培养所需pH为5.8，温度为1822，光照条件为每日用日光灯照射12小时。,12,1(2011江苏卷，16)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,对位训练,13,答案 D 解析 在普通培养基中添加适
5、量的NaCl，制成选择培养基，可用来筛选植物耐盐突变体，故选项D正确。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞；二倍体植株的花粉经离体培养后得到单倍体植株，该单倍体高度不育，不能稳定遗传；用人工薄膜将胚状体等进行包装可制成人工种子，愈伤组织不能作为制作人工种子的材料，故选项A、B、C错误。,14,排雷 (1)菊花的组织培养实验中，应选择未开花植物的茎上部新萌生的侧枝；月季花药的离体培养实验中，应选择花粉发育过程中的单核靠边期的花粉进行培养。 (2)植物组织培养过程应该在无菌的条件下进行，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
6、液，所使用的清洗液是无菌水。 (3)组织培养时不用天然激素而是用人工合成的激素，是因为植物中存在相应的分解天然激素的酶而没有分解相应的人工合成激素的酶，所以天然激素在植物体内作用和存在的时间短，人工合成激素的作用和存在的时间长，作用效果明显。 (4)在初期，菊花的组织培养需光照，月季花药的离体培养不需光照，而在后期均需光照。,15,考点135 生物技术实践应用DNA的粗提取与鉴定,1原理、方法和目的,16,2.实验步骤及注意事项 (1)步骤：提取血细胞核物质(蒸馏水涨破)溶解(2 mol/L的NaCl溶液)过滤(除杂质)析出(滴蒸馏水，降NaCl溶液浓度至0.14 mol/L)过滤再溶解(2
7、mol/L的NaCl溶液)过滤进一步提纯(体积分数为95%的冷却酒精)鉴定。 (2)鉴定,17,18,(3)注意事项 制备鸡血细胞液时，要在取鸡血的同时加入柠檬酸钠，静置后上层是血清，下层为所需要的血细胞。 两次加蒸馏水的目的不同，一是涨破细胞，二是稀释溶液。 鉴定DNA时需沸水浴加热。 二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。,19,对位训练,2(2010江苏卷，32)某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动，具体步骤如下： 材料处理：称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份，每份10 g。剪碎后分成两组，一组置于20、另一组置于20条件下保存24 h。 DNA粗提取： 第一步：将上述材料分
8、别放入研钵中，各加入15 mL研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。 第二步：先向6只小烧杯中分别注入10 mL滤液，再加入 20 mL 体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。,20,第三步：取6支试管，分别加入等量的2 mol/L NaCl溶液溶解上述絮状物。 DNA检测：在上述试管中各加入4 mL二苯胺试剂，混合均匀后，置于沸水中加热5 min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表：,(注：“”越多表示蓝色越深) 分析上述实验过程，回答下列问题：,21,(1)该探究性实验课题的名称是 _。 (2)第二步中“缓缓地”搅拌，这是为
9、减少。 (3)根据实验结果，得出结论并分析。 结论1：与20相比，相同实验材料在20条件下保存，DNA的提取量较多。 结论2：_ 。 针对结论1，请提出合理的解释：_ 。 (4)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不相溶，且对DNA影 响极小。为了进一步提高粗提取时DNA 的纯度，在第三步的基础上继续操作的步骤：,温度对DNA提取量的影响,DNA断裂,等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，,活性，DNA降解速率慢,探究不同材料和不同保存,从蒜黄提取的DNA量最多,低温抑制了相关酶的,22,_，然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。,将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分
10、混合， 静置一段时间， 吸取上清液,解析 根据步骤中选择了不同的材料，在不同温度下的处理，可判断出本实验的目的是探究不同材料和不同温度对DNA提取量的影响，是DNA粗提取与鉴定实验的应用；“缓缓地”搅拌能够有效防止因DNA断裂而影响实验结果；结论可以从表格中颜色深浅得出，低温下获得的DNA含量较多是因为低温抑制了相关酶的活性，使DNA降解速率减慢；依据氯仿的特性，可以在第三步获得的溶液中加入等量氯仿，静置并吸取蛋白质含量较少的DNA上清液，获得纯度更高的DNA。,排雷 (1)实验材料 动物 鸡血细胞 液的优点,23,提醒：人和哺乳动物成熟的红细胞中不含细胞核，也没有DNA，不适于作为DNA提取
11、的材料，但却是提取血红蛋白的理想材料。,植物：新鲜菜花、蒜黄、菠菜等。 (2)步骤中注意问题： 实验中有多个步骤要用到玻璃棒搅拌，使用时注意玻璃棒不要碰到烧杯底。 实验中所用的二苯胺是一种有毒性的试剂，使用时注意不要让药液接触到皮肤或身体的其他部位。,24,考点136 生物科技新手段PCR扩增技术,1原理：DNA复制。 2条件：模板、原料、酶、ATP。 3场所：体外PCR扩增仪。 4方向：DNA复制的具体过程涉及DNA双链的方向。DNA的两条链是反向平行的，为了明确地表示DNA的方向，通常将DNA的羟基(OH)末端称为3端，两磷酸基团的末端称为5端。DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从
12、3端延伸DNA链，因此，DNA复制需要引物。当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的3端开始延伸DNA链，DNA的合成方向总是从子链的5端向3端延伸。,25,5过程 (1)变性：当温度上升到90以上时，双链DNA解旋为单链，如下图： (2)复性：温度下降到50左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，如下图：,26,(3)延伸：温度上升到72左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链，如下图： 6检测PCR扩增效果 (1)将样品进行50倍稀释：取2 L PCR反应液，加入 98 L蒸馏水。 (2)以蒸馏水作为空白
13、对照，在波长260 nm处，将紫外分光光度计的读数调节至零。 (3)将步骤中的DNA稀释液加入到厚度为1 cm的比色杯中，测定其在260nm处的光吸收值(用A260nm表示)。,27,28,注意 DNA在260nm的紫外线波段有一强烈的吸收峰，可以利用DNA的这一特点进行DNA含量的测定。 (4)根据下面的公式计算DNA含量。DNA含量(g/mL)50A260nm稀释倍数 注意 据测定，1 g/mL的DNA在厚度为1 cm比色杯中，OD260为1相当于50 g/mL的双链DNA。以此为标准，可以计算出样品中的DNA浓度。,7PCR技术的应用 PCR技术模拟细胞内DNA的复制过程，实现对某一段D
14、NA的扩增。PCR技术能在几小时内将极微量的DNA特异性地扩增上百万倍，从而有效地解决了因为样品中DNA含量太低而难以对样品进行分析研究的难题，大大提高了对DNA分子的分析和检测能力，被广泛地应用于基因克隆、基因序列分析、遗传病诊断、古生物学研究以及刑侦破案、亲子鉴定等诸多方面。,29,3多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。请回答下列有关PCR技术的基本原理及应用问题。 (1)DNA的两条链是反向平行的，通常将_的末端称为5端，当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的开始延伸DNA链。 (2)PCR利用DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问
15、题，但又导致了DNA聚合酶失活的新问题。到20世纪80年代，科学家从一种Taq细菌中分离到_，它的发现和应用解决了上述问题。要将Taq细菌从其他普通的微生物中分离出来，所用的培养基叫_。,对位训练,磷酸基团,3端,耐高温的Taq DNA聚合酶,选择培养基,30,(3)PCR的每次循环可以分为三步。假设在PCR反应中，只有一个DNA片段作为模板，请计算在5次循环后，反应物中大约有个这样的DNA片段。 (4)请用简图表示出一个DNA片段PCR反应中第二轮的产物。 (5)简述PCR技术的主要应用。,遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定(要求3项以上)。,31,解析 (1)DNA聚合酶只能把新的核苷酸加到已经存在的核酸的3羟基上，与DNA母链结合的引物就提供这个羟基。 (2)因PCR利用了DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题，所以用于催化DNA复制过程的DNA聚合酶要具有耐高温的特性。用选择培养基可将Taq细菌从其他普通的微生物中分离
