生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用,專題4,植物細(xì)胞的全能性,愈傷組織,試管苗,MS固體培養(yǎng)基,消毒,移栽,4影響因素 (1)材料的選擇：一般選擇未開花植物的莖上部_，容易誘導(dǎo)_。 (2)營養(yǎng)的供應(yīng)：常用的培養(yǎng)基是_，一般需要添加_和_兩種植物激素。 (3)溫度、光照、pH：進(jìn)行菊花組織培養(yǎng)，一般將溫度控制在18 22 ，pH控制在5.8左右，并且每日用日光燈照射12 h。 5植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用 生長素/細(xì)胞分裂素比值高時(shí)，有利于_；比值低時(shí)，有利于_。,新萌生的側(cè)枝,脫分化和再分化,MS培養(yǎng)基,生長素,細(xì)胞分裂素,根的分化,芽的分化,全能性,四分體時(shí)期,雙核期,雙受精,胚狀體,愈傷組織,材料的選擇,培養(yǎng)基的組成,單核期,醋酸洋紅法,污染,培養(yǎng)基滅菌,接種,愈傷組織,胚狀體,溫度,轉(zhuǎn)換培養(yǎng)基,多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng),復(fù)制,溫度,緩沖液,兩種引物,Taq DNA聚合酶,90 ,氫鍵,兩條單鏈DNA,50 ,堿基互補(bǔ)配對,72 ,Taq DNA聚合,四種脫氧核苷酸,5,3,260 nm,含量,稀釋,測定,相對分子質(zhì)量較小,較慢,相對分子量較大,較短,較快,帶電性質(zhì)的差異,大小,形狀,遷移速度,洗滌,血紅蛋白,透析,凝膠色譜柱的制作,SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳,壓榨法,萃取法,水蒸氣,油層和水層,水中蒸餾,水上蒸餾,水氣蒸餾,有機(jī)溶劑,有機(jī)溶劑,水蒸氣 蒸餾,漂洗,靜置,巖藻,微生物,干燥,萃取,濃縮,一、植物組織培養(yǎng)的過程 1植物組織培養(yǎng)的原理及過程 (1)原理：細(xì)胞的全能性。,植物的組織培養(yǎng)技術(shù),2影響植物組織培養(yǎng)的因素及成功的關(guān)鍵 (1)影響植物組織培養(yǎng)的因素 內(nèi)因：植物的種類，同一種植物材料的年齡、保存時(shí)間的長短、部位等。,(2)獲得成功的關(guān)鍵 植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗逆性差，對培養(yǎng)條件要求較高。 培養(yǎng)材料一旦被微生物污染，就會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。原因是微生物增殖快，生長迅速，消耗養(yǎng)分多，并產(chǎn)生代謝廢物毒害培養(yǎng)材料。 無菌技術(shù)主要包括對操作空間、實(shí)驗(yàn)用具、實(shí)驗(yàn)材料以及操作者的消毒滅菌。,3植物激素在組織培養(yǎng)過程中的重要作用 生長素和細(xì)胞分裂素是啟動細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素，其作用及特點(diǎn)為： (1)在生長素存在的情況下，細(xì)胞分裂素的作用呈現(xiàn)加強(qiáng)的趨勢。 (2)使用順序不同，結(jié)果不同，具體如表中所示,4實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)注意的幾個(gè)問題 (1)材料的選?。壕栈ǖ慕M織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)選擇未開花植株的莖上部新萌生的側(cè)枝；月季花藥的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)選擇花粉發(fā)育過程中的單核靠邊期的花粉進(jìn)行培養(yǎng)。 (2)外植體消毒：所用消毒劑為體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞溶液，所使用的清洗液是無菌水。 (3)培養(yǎng)過程：在初期，菊花的組織培養(yǎng)需光照，月季花藥的培養(yǎng)不需光照，而在后期均需光照。,(2013·南京模擬)如圖為某二倍體植株花藥中未成熟的花粉在適宜培養(yǎng)基上形成完整植株的過程。下列有關(guān)敘述正確的是( ) A過程表示脫分化，過程表示再分化 B過程需要照光 C過程說明花粉細(xì)胞具有全能性 D通過過程獲得的完整植株自交后代不會發(fā)生性狀分離,解析 A錯(cuò)誤，過程表示脫分化，過程表示再分化。B錯(cuò)誤，通常幼小植株形成后才需要照光。C正確，通過過程，花粉細(xì)胞形成了完整的植株，體現(xiàn)了花粉細(xì)胞的全能性。D錯(cuò)誤，通過過程獲得的完整植株是單倍體，高度不育。 答案 C,下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述中，錯(cuò)誤的是( ) A培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓 B培養(yǎng)基中的生長素和細(xì)胞分裂素影響愈傷組織的生長和分化 C離體器官或組織的細(xì)胞都必須通過脫分化才能形成愈傷組織 D同一株綠色開花植物不同部分的細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因相同 【答案】D,【解析】綠色開花植物的細(xì)胞有兩種：體細(xì)胞和生殖細(xì)胞，這兩種細(xì)胞所含的核型(基因)是不同的，同一株綠色開花植物不同部位的細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因可能不相同。,1原理：DNA復(fù)制。 2條件：模板、原料、酶、ATP。 3場所：體外PCR擴(kuò)增儀。,多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DNA片段,4方向：DNA復(fù)制的具體過程涉及DNA雙鏈的方向。DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，為了明確地表示DNA的方向，通常將DNA的羥基(OH)末端稱為3端，而磷酸基團(tuán)的末端稱為5端。DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，而只能從3端延伸DNA鏈，因此，DNA復(fù)制需要引物。當(dāng)引物與DNA母鏈通過堿基互補(bǔ)配對結(jié)合后，DNA聚合酶就能從引物的3端開始延伸DNA鏈，因此DNA的合成方向總是從子鏈的5端向3端延伸。,5過程 (1)變性：當(dāng)溫度上升到90 以上時(shí)，雙鏈DNA解旋為單鏈，如下圖：,6檢測PCR擴(kuò)增結(jié)果 (1)將樣品進(jìn)行50倍稀釋：取2 L PCR反應(yīng)液，加入98 L蒸餾水。 (2)以蒸餾水作為空白對照，在波長260 nm處，將紫外分光光度計(jì)的讀數(shù)調(diào)節(jié)至零。 (3)將步驟(1)中的DNA稀釋液加入到厚度為1 cm的比色杯中，測定其在260 nm處的光吸收值(用A260 nm表示)。 (4)根據(jù)下面的公式計(jì)算DNA含量 DNA含量(g/mL)50×A260 nm×稀釋倍數(shù),(1)DNA在260 nm的紫外線波段有一強(qiáng)烈的吸收峰，可以利用DNA的這一特點(diǎn)進(jìn)行DNA含量的測定。 (2)據(jù)測定，1 g/mL的DNA在厚度為1 cm比色杯中，OD260為1相當(dāng)于50 g/mL的雙鏈DNA。以此為標(biāo)準(zhǔn)，可以計(jì)算出樣品中的DNA濃度。,7PCR技術(shù)的應(yīng)用 PCR技術(shù)模擬細(xì)胞內(nèi)DNA的復(fù)制過程，實(shí)現(xiàn)對某一段DNA的擴(kuò)增。PCR技術(shù)能在幾小時(shí)內(nèi)將極微量的DNA特異性地?cái)U(kuò)增上百萬倍，從而有效地解決了因?yàn)闃悠分蠨NA含量太低而難以對樣品進(jìn)行分析研究的難題，大大提高了對DNA分子的分析和檢測能力，被廣泛地應(yīng)用于基因克隆、基因序列分析、遺傳病診斷和古生物學(xué)研究，以及刑偵破案、親子鑒定等諸多方面。,(2014·廣東專家原創(chuàng)卷)(雙選)下列關(guān)于PCR的描述中，不正確的是( ) APCR是一種酶促反應(yīng) B引物決定了擴(kuò)增的特異性 C擴(kuò)增DNA時(shí)需用到解旋酶 D擴(kuò)增的對象是氨基酸序列,解析 本題考查了PCR技術(shù)的原理。PCR是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)，在高溫條件下，把DNA的雙鏈打開，緩慢冷卻后，又重新結(jié)合，需要耐高溫DNA聚合酶，同時(shí)，還需要引物，從引物的3端連接脫氧核苷酸。PCR擴(kuò)增DNA時(shí)不需要解旋酶，擴(kuò)增對象是DNA序列。 答案 CD,下列有關(guān)PCR的描述，不正確的是( ) APCR技術(shù)的原理是DNA復(fù)制 B是酶促反應(yīng)，需耐高溫的解旋酶和DNA聚合酶 C一個(gè)DNA片段經(jīng)PCR擴(kuò)增，可形成2n個(gè)DNA片段(n代表循環(huán)次數(shù)) DPCR技術(shù)利用了DNA的熱變性來控制DNA雙鏈的解聚與結(jié)合 【答案】B,【解析】PCR技術(shù)是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)，其以極少量的DNA為模板，以4種脫氧核苷酸為原料，在引物的作用下使DNA聚合酶從引物的3端連接脫氧核苷酸，短時(shí)間內(nèi)迅速復(fù)制上百萬份的DNA拷貝。PCR技術(shù)利用DNA在不同溫度下變性解聚或復(fù)性結(jié)合的特性來解旋并結(jié)合引物，不用解旋酶解旋。,1方法及原理,實(shí)驗(yàn)：血紅蛋白的提取和分離,2實(shí)驗(yàn)操作程序 (1)樣品的處理 紅細(xì)胞的洗滌：除去血漿蛋白等雜質(zhì)，有利于后續(xù)步驟的分離純化。 血紅蛋白的釋放：使紅細(xì)胞吸水漲破，血紅蛋白釋放出來。 分離血紅蛋白溶液：經(jīng)過離心使血紅蛋白和其他雜質(zhì)分離開來，便于下一步對血紅蛋白的純化。,3結(jié)果分析與評價(jià),下列關(guān)于DNA和血紅蛋白的提取與分離實(shí)驗(yàn)的敘述中，錯(cuò)誤的是( ) A可用蒸餾水漲破細(xì)胞的方法從豬的紅細(xì)胞中提取到DNA和蛋白質(zhì) B用不同濃度的NaCl溶液反復(fù)溶解與析出DNA，可去除部分雜質(zhì) C透析法分離蛋白質(zhì)的依據(jù)是利用蛋白質(zhì)不能通過半透膜的特性 D進(jìn)一步分離與純化血紅蛋白可用凝膠色譜法、離心法、電泳法等,解析 豬的紅細(xì)胞中沒有細(xì)胞核，只能用于蛋白質(zhì)的提取和分離實(shí)驗(yàn)中；DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同，低濃度和高濃度都可使DNA溶解，但在0.14 mol/L的NaCl溶液中，溶解度最小，可析出DNA，從而去除部分雜質(zhì)；透析法分離蛋白質(zhì)的依據(jù)是蛋白質(zhì)是大分子物質(zhì)，不能通過半透膜，從而去除樣品中分子量較小的雜質(zhì)。 答案 A,(雙選)紅細(xì)胞中含有大量的血紅蛋白，我們可以選用豬、牛、羊或其他脊椎動物的血液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來提取和分離血紅蛋白。下列關(guān)于血紅蛋白提取和分離的敘述，錯(cuò)誤的是( ) A血紅蛋白提取和分離一般按照樣品處理粗分離純化純度鑒定的順序進(jìn)行 B純化過程中要用生理鹽水充分溶脹凝膠來配制凝膠懸浮液 C粗分離中透析的目的是去除相對分子質(zhì)量較大的雜質(zhì) D可經(jīng)SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行純度鑒定 【答案】BC,【解析】蛋白質(zhì)的提取和分離一般分為四步：樣品處理、粗分離、純化和純度鑒定。提取和分離血紅蛋白時(shí)，首先通過洗滌紅細(xì)胞、血紅蛋白的釋放、離心等操作收集到血紅蛋白溶液，即樣品處理；再通過透析法除去相對分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)，即樣品的粗分離；然后通過凝膠色譜法將相對分子質(zhì)量較大的雜蛋白除去，即樣品純化，純化過程中凝膠應(yīng)用蒸餾水充分溶脹后，配制成凝膠懸浮液，而不是用生理鹽水；最后經(jīng)SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行純度鑒定。,1幾種物質(zhì)的提取方法、原理及步驟,植物有效成分的提取,不同物質(zhì)的提取是根據(jù)其理化性質(zhì)的不同來進(jìn)行的，因此在提取物質(zhì)時(shí)，應(yīng)先確定該物質(zhì)的理化性質(zhì)，然后再選擇適宜的提取方法進(jìn)行提取。,水蒸汽蒸餾對于柑橘和檸檬等原料不適用。因?yàn)樗姓麴s會導(dǎo)致原料焦糊和有效成分水解。,3用層析法鑒定時(shí)應(yīng)注意的問題 (1)選擇干凈的濾紙，為防止操作時(shí)濾紙的污染，應(yīng)盡量避免用手直接接觸濾紙，可以戴手套進(jìn)行操作。 (2)點(diǎn)樣時(shí)應(yīng)注意點(diǎn)樣斑點(diǎn)不能太大(直徑應(yīng)小于 0.5 cm)，如果用吹風(fēng)機(jī)吹干，溫度不宜過高，否則斑點(diǎn)會變黃。 (3)將點(diǎn)好樣的濾紙卷成筒狀，卷紙時(shí)注意濾紙兩邊不能互相接觸，以免因毛細(xì)管現(xiàn)象導(dǎo)致溶劑沿濾紙兩邊的移動加快，使溶劑前沿不齊，影響結(jié)果。,許多植物含有天然香料，如薄荷葉中含有薄荷油?，F(xiàn)用薄荷葉提取薄荷油?；卮鹣铝袉栴}： (1)薄荷油是揮發(fā)性物質(zhì)。提取薄荷油時(shí)應(yīng)選用_(填“鮮”或“干”)薄荷葉做原料，其原因是_ _。 (2)用萃取法提取薄荷油時(shí)，采用的溶劑是_，原理是_。 (3)用水蒸氣蒸餾法提取薄荷油時(shí)，在油水混合物中加入氯化鈉的作用是_。常用于分離油層和水層的器皿是_。分離出的油層中加入無水硫酸鈉的作用是_，除去固體硫酸鈉的常用方法是_。,解析 本題考查植物芳香油的提取，同時(shí)考查識記和理解能力及解決實(shí)際問題的能力。(2)用萃取法提取薄荷油時(shí)，采用的溶劑是酒精，利用的原理是芳香油易溶于有機(jī)溶劑。(3)用水蒸氣蒸餾法提取薄荷油時(shí)，在油水混合物中加入氯化鈉，可以使薄荷油與水出現(xiàn)明顯的分層，然后用分液漏斗將這兩層分開。在分離出的油層中加入無水硫酸鈉，可以將其中的水分去除，放置過夜，再通過過濾除去固體硫酸鈉，就可以得到薄荷油。 答案 (1)鮮 薄荷油是揮發(fā)性物質(zhì)，鮮薄荷葉才含薄荷油 (2)酒精 薄荷油易溶于有機(jī)溶劑酒精中 (3)使油水混合物分層 分液漏斗 除水 過濾法,生物組織中有機(jī)物的提取方法有很多種。例如：凝膠色譜法、電泳法、蒸餾法、壓榨法和萃取法等，不同的有機(jī)物提取的方法各有不同。 (1)玫瑰精油稱為“液體黃金”，是世界香料工業(yè)不可取代的原料，提取出的玫瑰精油要求不含有任何添加劑或化學(xué)原料，其提取方法主要是_。 (2)杏仁油富含礦物質(zhì)和維生素，是一種質(zhì)地輕柔、高滲透性的保濕劑，主要通過_法提取。,(3)萃取胡蘿卜素前，要將胡蘿卜徹底粉碎的主要目的是_。 (4)血紅蛋白的提取可以采用_，該方法主要是利用血紅蛋白的哪一特性將它與其他物質(zhì)分開的？_。 【答案】 (1)水蒸氣蒸餾法 (2)壓榨 (3)使原料顆粒變小，加大萃取效率 (4)凝膠色譜法 相對分子質(zhì)量的大小,【解析】 (1)玫瑰精油不能含有任何化學(xué)原料，所以不能用萃取法，而其又具有揮發(fā)性較強(qiáng)等特點(diǎn)，適于水蒸氣蒸餾法。(2)杏仁油的提取原料為種子，一般用于食用應(yīng)采用壓榨法。(3)萃取法的萃取效率在原料相同時(shí)決定于萃取劑的性質(zhì)和使用量，還有接觸面積。(4)血紅蛋白分子大小與成熟紅細(xì)胞中其他成分相差較大。,