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1、专题四 生物技术在其他方面的应用,1原理：植物细胞的 。 2过程：,全能性,1：植物细胞表现全能性需要什么条件？ 提示：植物细胞只有在离体、一定的营养物质和激素等条件下才能表现出全能性。,3影响植物组织培养的因素 (1)选材：对于同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长短等也会影响实验结果。菊花的组织培养，一般选择 植株的茎上部新生的侧枝。,未,开花,(2)培养基 a成分：大量元素、 、有机成分、激素和 。植物激素包括 和生长素，它们是启动 、 和再分化的关键性激素。 b类型：常用 。 c作用：植物细胞、组织或器官生长和发育的 。 (3)其他条件：pH、 和光照等条件对于植物组织的培养也很重要
2、。,微量元素,琼脂,细胞分裂素,细胞分裂,脱分化,MS培养基,营养,物质,温度,2：两种关键性植物激素的使用顺序和使用量的比例能否影响培养结果？ 提示：能。使用顺序能影响到细胞分裂和细胞分化的进行，而二者用量的比例可以影响植物发育的方向。,4菊花的组织培养 实验操作过程 (1)制备MS固体培养基：配制好的培养基进行 灭菌。 (2)外植体消毒：,高压蒸汽,(3)接种：始终在 旁进行，对接种工具要用 灭菌。将菊花茎段插入培养基中时注意不要倒插。 (4)培养与移栽：在1822的 中培养，得到试管苗后进行移栽。,酒精灯火焰,火焰灼烧,无菌箱,5.月季的花药培养 (1)被子植物花粉的发育过程：花粉母细胞
3、(小孢子母细胞) 时期单核期 精子。 (2)产生花粉植株的两种途径,四分体,双核期,(3)影响花药培养的因素 a材料的选择：选择花药一般选择在 ，选择的花粉应处于发育时期的 。 b培养基的 。 c其他条件：如亲本植株的生长条件、材料的 预处理、接种密度等。,初花期,单核期,组成,低温,(4)实验操作关键 a材料的选取：挑选完全 的花蕾，确定花粉发育时期最常用方法是 法。 b接种：灭菌后的花蕾，在 条件下除去萼片和花瓣，并立即将花药接种到培养基上。剥离花药时尽量不要损伤花药。 c培养：温度控制在 左右，幼小植株形成后才需要 。如果花药开裂释放出胚状体，就要在 开裂后尽快将幼小植株分开。,未开放,
4、醋酸洋红,无菌,25,光照,花药,比一比： MS培养基与微生物培养基有何主要不同？ 提示：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： 植物组织培养与花药培养技术有何相同与不同？ 提示：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。,1DNA的粗提取 (1)根据DNA的 。DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同。如图表示DNA在NaCl溶液中的溶解度随着
5、NaCl溶液浓度变化而变化的曲线。 (2)DNA不溶于 溶液。 (3)DNA对酶、高温和 的 耐受性。,溶解性,酒精,洗涤剂,2DNA的提纯 (1)方案一：利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，通过控制NaCl溶液的浓度除去杂质。 (2)方案二：直接在DNA滤液中加入 ，其中的 能够分解蛋白质。 (3)方案三：将DNA滤液放在 的恒温水浴箱中保温1015 min。,嫩肉粉,木瓜蛋白酶,6075,3DNA的鉴定 (1)所用试剂： 。 (2)处理方法：将试剂与DNA溶液混合后 加热5 min。 (3)现象：溶液颜色 。,二苯胺试剂,沸水,变蓝,3：DNA的鉴定中为什么需要两支试管？ 提示
6、：一支试管中加入二苯胺试剂，另一支不加，可以通过对比说明通过二苯胺试剂确实可以鉴定DNA。,1多聚酶链式反应扩增DNA片段 (1)PCR原理：DNA的 。,热变性,(2)PCR的反应过程 a变性：当温度上升到 以上时，双链DNA解聚为 。 b复性：温度下降到 左右时，两种 通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。 c延伸：温度上升到 左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸(A，T，C，G)在 的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。,90,单链,50,引物,72,DNA聚合酶,2血红蛋白的提取和分离实践,想一想： PCR与生物体内DNA复制有何区别？ 提示：PCR不需要解旋酶，而生物体内DNA复
7、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； PCR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。,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？ 提示：用猪的血液；因为猪的红细胞无细胞核，结构简单，血红蛋白含量丰富，便于提取血红蛋白。,1植物芳香油的提取 (1)植物芳香油的主要化学成分：萜类化合物及其衍生物，具有很强的 。提取方法有蒸馏、 和萃取等。 (2)提取玫瑰精油实验 原理： 。,挥发性,压榨,水蒸气蒸馏法,实验流程：,(3)提取橘皮精油的实验 原理：一般用 。,压榨法,2胡萝卜素的提取 (1)胡萝卜素性质：不溶于
8、，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。 (2)实验设计 原理：萃取法， 最适宜作萃取剂。 (3)鉴定方法： 法。,水,石油醚,纸层析,议一议： 水中蒸馏、水上蒸馏、水气蒸馏的区别。,提示：(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： 胡萝卜素的最主要成分是什么？它有什么用途？ 提示：
9、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。,1内因：植物的种类，同一种植物材料的年龄、保存时间的长短、部位等。 2外因 (1)营养物质,(2)植物激素生长素与细胞分裂素 两者使用比例及结果,两者使用顺序及结果,(3)外界条件 温度：在植物组织培养中大多采用最适温度，并保持恒温培养，以加速生长。通常采用(252)的温度，对大多数植物来讲是合适的，但也因种类而异。如进行菊花组织培养时，温度应控制在1822。 在植物组织培养以前先对培养材料进行低温或高温处理，往往有促进诱导生长的作用，为此，常在培养实践中采用。如胡
10、萝卜切片在4下处理1632 min，比未处理的可大大加快生长；天竺葵茎尖在10低温下处理14周，比在20和30中的可大大提高茎尖繁殖数；菊芋块茎组织低温或高温预处理均可促进生根；胚培养中先进行低温预处理，有利于萌芽。,光照：它对愈伤组织的生长和分化有很大影响。当然这也与材料的性质、培养基情况以及由于光照而引起的温度上升等因素有关。 进行菊花组织培养时pH应控制在5.8左右。,回答下列有关植物组织培养的问题。 (1)用于植物组织培养的植物材料称为_。 (2)组织培养中的细胞，从分化状态转变为未分化状态的过程称为_。 (3)在再分化阶段所用培养基中，含有植物激素X和植物激素Y。逐渐改变培养基中这两
11、种植物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况如图所示。据图指出两种激素的不同浓度比与形成芽、根、愈伤组织的关系： 当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时， _；,_； _。 (4)若植物激素Y是生长素，在植物组织培养中其主要作用是_；则植物激素X的名称是_。 (5)生产上用试管苗保留植物的优良性状，其原因是 _。,解析 (1)用于植物组织培养的离体植物器官、组织或细胞称为外植体。 (2)脱分化是让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能转变成未分化细胞的过程。 (3)分析图得出：植物激素X与植物激素Y浓度比等于1时，未分化的细胞群形成愈伤组织；大于1则形成芽，小于1时形成根。 (4)植
12、物组织培养中常用生长素和细胞分裂素，生长素的作用是促进细胞生长(纵向伸长)、分裂和分化。细胞分裂素的作用是促进细胞分裂。,(5)植物组织培养形成试管苗属于无性生殖范畴，后代的遗传物质全部来自母体，不发生性状分离，便于保存优良性状。 答案 (1)外植体 (2)去分化(脱分化) (3)未分化细胞群经分裂形成愈伤组织 当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时，未分化细胞群分化形成芽 当植物激素X与植物激素Y的浓度比小于1时，未分化细胞群分化形成根 (4)促进细胞的生长(伸长)、分裂和分化 细胞分裂素 (5)组织培养形成试管苗的过程属于无性生殖，后代不发生性状分离,1生物体内DNA复制与PCR反应的区
13、别,2.PCR反应的原理、过程及结果 (1)PCR原理 在一定的缓冲溶液中通过控制温度并提供模板和原料，使DNA复制在体外反复进行。 (2) PCR反应过程 变性：当温度上升到90以上时，双链DNA解旋为单链：如下图：,复性：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：当温度上升至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：,(3)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。 两个引物之间的固定长度的DNA序列呈指数扩增。 DNA复制需要引物的原因：DNA聚合酶不能从头
14、开始合成DNA，而只能从3端延伸DNA链。,近十年来，PCR技术成为分子生物学实验室里的一种常规手段，其原理是利用DNA半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制(如图所示)，在很短时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验室所需要的遗传物质不再受限于活的生物体。,(1)加热使DNA双链打开，这一步是打开_键，称为_，DNA体内复制是在_的作用下使此键断裂。 (2)当温度降低时，引物与模板末端结合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最终合成2条DNA分子，此过程中原料是_， 遵循的原则是_。 (3) PCR技术的必要条件，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少还需要三个条件，即：液体环
15、境、适宜的_和_。,(4)通过PCR技术使DNA分子大量复制，若将一个用15N标记的DNA分子放入试管中，以14N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制四次后，则15N标记的DNA分子占全部DNA分子总数的比例为_。 解析 本题考查DNA复制过程及特点以及PCR技术的基本条件。运用PCR技术扩增DNA时，首先要解旋，然后引物与单链DNA模板结合。在引物的引导下，利用DNA聚合酶的酶促反应按53方向复制出互补DNA。 答案 (1)氢 解旋 解旋酶 (2)脱氧核苷酸 碱基互补配对原则 (3)温度 酸碱度 (4)1/8,得分有道 当PCR反应体系的温度由变性后快速冷却到50左右时，引物与模板可结合，一般不需考虑解开的两条DNA模板链的重新结合，原因是： (1)模板DNA比引物长得多而且复杂得多，不易重新结合。 (2)引
