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1、第2讲 生物技术在其他方面的应用1(2015江西八校联考)江西人喜欢吃辣椒，以“不怕辣”著称。辣椒中产生辣味的物质是辣椒素，不溶于水，易溶于有机溶液，具有很强的镇痛和消炎作用，能够起到降血压和降胆固醇的功效，应用前景广阔。请回答有关问题：(1)根据辣椒素的性质，我们可以用萃取的方法提取。萃取的效率主要取决于_，同时还受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量等条件的影响。萃取加热时需安装冷凝回流装置，其目的是_。萃取过程中应采用_加热，原因是_。(2)如果要用植物组织培养的方法对具有优良性状的辣椒进行大规模种植，在对辣椒外植体进行接种前，需要进行_、_两项工作。(3)辣椒的组织培养过程依据的原理是_
2、，整个培养过程要在_条件下进行。解析：(1)萃取的效率取决于萃取剂的性质和使用量。为了防止加热时有机溶剂挥发，需要在加热瓶口安装回流装置。萃取剂为有机溶剂，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，所以萃取过程中应采用水浴加热。(2)MS培养基是植物组织培养常用的一种培养基，因此在对辣椒外植体进行接种前，需要制备MS固体培养基(配制培养基)，同时为了避免微生物的感染，还要对外植体进行消毒。(3)植物组织培养过程依据的原理是植物细胞全能性，在整个培养过程要控制无菌条件。答案：(1)萃取剂的性质和使用量防止有机溶剂挥发水浴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(2)制
3、备MS固体培养基(配制培养基)外植体消毒(3)植物细胞全能性无菌2(2015湖南怀化二模)下图是花药培养产生花粉植株的两种途径，回答下列相关问题：(1)通过花药培养产生花粉植株，该过程依据的生物学原理是_，图示两种产生花粉植株的途径并没有绝对的界限，主要取决于培养基中_。(2)选材时，从花粉发育来看，一般选择处于_期的花粉培养成功率较高。确定花粉发育时期最常用的方法是_。(3)材料消毒过程中用到的试剂有_、质量分数为0.1%的氯化汞溶液、无菌水。(4)消毒后的花蕾，要在_条件下接种到培养基上，培养过程中不需要光照，同时要控制好温度。(5)在花药培养中，常常会出现 _的变化，因此需要对培养出来的
4、植株做进一步的鉴定和筛选。(6)在配制用于植物组织培养的MS培养基时，往往需要加入适量的蔗糖，理由是_。解析：(1)将细胞培养成个体依据细胞的全能性。通过花药培养产生花粉植株的两种途径的差异在于激素的种类和浓度配比不同。(2)决定花粉植株培育成功率一个重要因素就是材料的选择时期要合适，一般选择处于单核期(单核靠边期)的花粉。通过镜检，可以判断花粉发育的时期，确定花粉发育时期的方法有醋酸洋红法和焙花青铬矾法。(3)材料消毒用到的试剂有体积分数为70%的酒精、质量分数为0.1%的氧化汞溶液、无菌水。(4)接种过程一定要注意无菌操作。(5)在花药培养过程中，可能会出现染色体倍性的变化，所以需要对培养
5、出来的植株做进一步检测和筛选。(6)植物组织培养中蔗糖的作用是既能作为能源物质，又能维持渗透压稳定。答案：(1)植物细胞具有全能性激素的种类及其浓度配比(2)单核(单核靠边)醋酸洋红法(3)体积分数为70%的酒精(4)无菌(5)染色体倍性(6)既能作为能源物质，又能维持渗透压稳定3回答下列有关植物有效成分提取的问题。(1)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，通常在萃取前要将胡萝卜素粉碎和_，以提高萃取效率。鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素时，通常可采用_法，在鉴定的过程中需要用_作为对照。(2)用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是_，分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是_，除去固体硫
6、酸钠的常用方法是_。(3)橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生_的问题，所以一般采用_法。解析：(1)为提高萃取效率，从胡萝卜中提取胡萝卜素时，需要在萃取前将胡萝卜粉碎和干燥。通常采用纸层析法鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素，在鉴定的过程中需要用标准样品作为对照。(2)水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，为使油层和水层分离，需在油水混合物中加入氯化钠；分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是除去少量的水，除去固体硫酸钠的常用方法是过滤。(3)由于橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生原料焦糊的问题，所以一般采用压榨法提取橘皮精油。答案：(1)
7、干燥纸层析标准样品(2)有利于油层和水层的分离除去少量的水过滤(3)原料焦糊压榨4下图表示菊花的嫩枝和月季的花药离体培养过程，请据图回答下面的问题。(1)对菊花来说，要选取_的嫩枝来进行组织培养。对月季来说，适宜花粉培养的时期是_期。为确定花粉是否处于该时期，最常用的方法是_。(2)在培养花粉的培养基中要加入一定的植物激素，常用的植物激素有_。(3)某同学在培养过程中发现培养基上感染了几中细菌。若在以尿素为唯一氮源的培养基中加入_指示剂培养几种菌后，指示剂变红就可以鉴定其中含有分解尿素的细菌。为了避免其他微生物对培养造成的影响，所以在进行接种时应注意_。接种室消毒只要戴口罩，操作时便可说话外植
8、体可预先用体积分数为70%的酒精浸泡，取出用无菌水冲洗后，再用0.1%的氯化汞溶液消毒，并用无菌水冲洗干净接种操作要在酒精灯火焰旁进行接种完毕应立即盖好瓶盖A BC D(4)月季的花药培养与菊花的嫩枝组织培养不同，从植株产生的途径来说，花粉植株产生的途径除了图中所示外，还可以通过_阶段发育而来，这两种发育途径的差别主要取决于_。(5)不同植物对各种条件的要求往往不同，进行菊花组织培养一般将温度控制在_，并且对光照的控制为_。解析：(1)植物组织培养法获取菊花植株时选用的材料一般是生长旺盛的嫩枝。月季的花药培养中选择单核期的花药离体培养，成功率最高，确定花粉发育期最常用的方法是醋酸洋红法。(2)
9、在培养花粉的培养基中要加入细胞分裂素和生长素。(3)在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红提示剂，培养某几种细菌后，如果pH升高，指示剂将变红，可知道其中含有能够分解尿素的细菌。(4)月季的花药培养与菊花的嫩枝组织培养不同，从植株产生的途径来说，花粉植株的产生一般有两种途径：一种是花粉通过胚状体阶段发育为植株；另一种是花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织，再将其诱导分化成植株。这两种发育途径的差别主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。答案：(1)生长旺盛单核醋酸洋红法(2)细胞分裂素和生长素(3)酚红C(4)胚状体培养基中的激素种类及其浓度配比(5)1822每天12小时光照5菊花的组织培养的大致
10、过程如图所示。请回答下列问题：(1)外植体的消毒：选取生长旺盛的嫩枝，冲洗干净。用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放入体积分数为70%的_中摇动23次，持续67 s，立即将外植体取出，在无菌水中清洗。吸干表面水分，放入质量分数为0.1%的_中24 min取出后，在无菌水中至少清洗3次，其目的是_。(2)菊花组织培养过程中，启动细胞分裂、B_(填名称)、再分化的关键激素是_。通过B过程产生的愈伤组织细胞与枝条韧皮部细胞形态结构_(填“相同”或“不同”)，其根本原因是_。(3)该实验操作成功的关键是_，所以要对外植体、超净工作台等消毒，对_等灭菌，实验操作过程都要在_旁进行。试管幼苗的获得证明菊花
11、体细胞具有_性。解析：(1)外植体的消毒过程：用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放入体积分数为70%的酒精中摇动23次，持续67 s，立即将外植体取出，在无菌水中清洗，吸干表面水分，放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中24 min，取出后，在无菌水中至少清洗3次，其目的是漂净消毒液。(2)在植物组织培养过程中，形成愈伤组织的过程是脱分化；启动脱分化和再分化过程的激素主要是生长素和细胞分裂素；愈伤组织和外植体的细胞形态、结构差别很大，根本原因在于不同细胞内基因的选择性表达。(3)植物组织培养的关键在于无菌技术，所以培养基的灭菌、外植体的消毒和无菌操作都很严格；实验操作过程要在酒精灯火焰旁进行，试
12、管苗的获取体现了植物细胞的全能性。答案：(1)酒精氯化汞溶液漂净消毒液(2)脱分化细胞分裂素、生长素不同基因的选择性表达(3)无菌操作或无菌技术培养基或培养器具酒精灯的火焰全能6胡萝卜素是脂溶性色素，易溶于有机溶剂，可以用有机溶剂萃取方法从胡萝卜中提取。现有石油醚、乙醚和醋酸乙酯三种有机溶剂，某同学从中选出萃取效果最好的一种溶剂，设计了下列实验。请你帮助该同学把实验步骤补充完整，并回答下列问题：(1)实验步骤：取新鲜胡萝卜300 g，切成米粒大小颗粒，置于烘干箱中烘干，然后用研钵研成胡萝卜干粉备用。_。安装萃取回流装置，萃取30 min。过滤、浓缩干燥(略)。鉴定：将萃取的胡萝卜素粗品通过_进
13、行鉴定。(2)提取胡萝卜素时对萃取剂有哪些要求？(3)影响萃取效率的主要因素除了萃取剂的性质和使用量外，你认为还受哪些因素影响？(4)鉴定过程中点样、层析要注意哪些问题？解析：本题考查从胡萝卜中提取出橘黄色物质胡萝卜素的过程。答案：(1)把制备好的胡萝卜干粉平均分成三等份，分别装入1至3号3个相同大小的圆底烧瓶中；然后各取石油醚、乙醚、醋酸乙酯各50 mL，分别加入到1至3号圆底烧瓶中。纸层析法(2)一是对色素成分的溶解度要大，对杂质的溶解度要小；二是溶剂不能与色素起化学反应；三是易与色素分离；四是溶剂要经济易得，使用安全等(3)还受到原料颗粒大小、紧密程度、含水量的多少、萃取温度和时间等条件的影响；同时还与实验过程的操作、原料的处理
