细胞培养技术和分子生物学技术新人教.ppt

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1、项目内容要求考点1.植物组织培养技术2.DNA和蛋白质技术3.植物有效成分的提取重难点植物组织培养技术和DNA及蛋白质技术年份及考卷考点2010年全国新课标2008年宁夏卷植物有效成分的提取2010年安徽、2009年山东、2006年广东植物组织培养2010、2009年江苏、2005年广东高考题DNA和蛋白质技术1(2010浙江理综，6)将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基中，在适宜的温度和光照等条件下培养一段时间后，应出现的现象是()答案B解析本题考查激素对植物生根、发芽、形成愈伤组织的作用。细胞分裂素促进细胞分裂，诱导芽的分化；生长素可以促进不定根、侧根的形成；此题中虽然培养基中没有植物

2、激素，但是植物幼苗叶片本身可以产生生长素，而细胞分裂素的产生部位在根尖，所以细胞分裂素不能产生，因此植物能够在一段时间后长出少量的根而没有出芽，答案为B。2(2010全国新课标，37)下列是与芳香油提取相关的问题，请回答：(1)玫瑰精油适合用水蒸气馏法提取，其理由是玫瑰精油具有_的性质。蒸馏时收集的蒸馏液_(是、不是)纯的玫瑰精油，原因是_。(2)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和_。当原料量等其他条件一定时，提取量随蒸馏时间的变化趋势是_。(3)如果蒸馏过程中不进行冷却，则精油提取量会_，原因是_。(4)密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度_

3、的地方，目的是_。(5)某植物花中精油的相对含量随花的不同生长发育时期变化趋势如图所示。提取精油时采摘花的最合适时间为_天左右。(6)从薄荷叶中提取薄荷油时_(能、不能)采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是_。答案(1)易挥发、难溶于水、化学性质稳定不是玫瑰精油随水蒸汽一起蒸馏出来，所得到的是油水混合物。(2)蒸馏温度在一定时间内提取量随蒸馏时间的延长而增加，一定时间后，提取量不再增加(3)下降部分精油随水蒸汽挥发而流失(4)较低减少挥发(5)a(6)能薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似解析本题主要是考查芳香类植物精油的化学特性、提取过程。内容较为基础，主要是围绕着玫瑰精油的化学特性而考查，由

4、于此精油易挥发，难溶于水，化学性质稳定，因此可以用高温水蒸馏法提取，冷却后必然含有水；蒸馏的提取效果与蒸馏的温度与蒸馏的时间有关，随着蒸馏时间的延长，原料中含的精油减少，提取的量也会减少直至再也提不出精油。蒸馏过程，如果不冷却，提取后的混合液温度较高，由于精油易挥发，其中的含量会降低；同样保存时，环境温度应较低为好，防止精油挥发；第(5)小题为信息题，主要考查学生的读图、识图及图文转化能力，根据图象可知，玫瑰精油在蓓蕾期，开放期前的含量较高，应在此时采收；由于薄荷精油与玫瑰精油的化学性质相似，可以采用相同的提取方法。要点归纳1原理(1)植物细胞全能性的概念：高度分化的植物细胞，仍然具有发育成完

5、整植株的潜能。(2)高度分化的植物细胞全能性表达的条件离体条件；无菌操作(防止杂菌污染)；适宜物质的诱导和调节(激素主要是生长素、细胞分裂素等)；种类齐全、比例适合的营养物质；温度、酸碱度、光照等条件的控制。2基本过程3影响植物培养的因素(1)外植体的选取不同植物的组织培养难度不同。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。生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。(2)培养基的配制(MS培养基)大量元素：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S。微量元素：B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co。有机物：甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等。pH、温度、光照不同

6、的植物对各种条件的要求往往不同。菊花适宜条件：pH在5.8左右；温度控制在1822；每日日光灯光照12h。典例导悟 1如图为科学家将胡萝卜韧皮部的细胞培养形成胡萝卜植株的过程示意图(注：胚状体即等同于植物种子的胚的结构)。请据图完成下列问题：(1)由细胞团形成胚状体要经过_过程。(2)这种培养方法在生物技术中称为_培养。(3)培养基中除了需要水分和有机营养物质外，还需要加入_和_。培养过程必要的外界条件是适宜的温度、_和_等。(4)由胡萝卜韧皮部细胞培养成完整的胡萝卜植株证明了_，解析植物组织培养的理论基础是细胞的全能性；由细胞团发育成植物幼苗需经细胞分裂和细胞分化两个过程；植物组织培养所用的

7、培养基中应含有植物生长发育所需的各种营养物质，为诱导根或芽的分化还应加入生长素、细胞分裂素两种植物激素，并保证适宜的外界环境。答案(1)细胞分裂和细胞分化(2)组织(3)矿质元素生长调节类(激素)物质光照、氧气无菌(4)植物细胞具有全能性月季花药培养时的花粉粒最好是()A四分体时期B单核居中期C单核靠边期 D二核或三核花粉粒答案C解析花粉发育过程中，只有某一个时期对离体刺激敏感。一般来说，在单核期细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。要点归纳一、DNA的粗提取和鉴定1基本原理(1)DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，在0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最低；(

8、2)DNA不溶于酒精溶液；(3)DNA不被蛋白酶所水解；(4)DNA可被二苯胺染成蓝色。2方法目的方法目的溶于NaCl溶液中并稀释NaCl浓度为2mol/L时，DNA溶解，而部分蛋白质发生盐析而生成沉淀，通过过滤可除去部分蛋白质及不溶于NaCl溶液的杂质当NaCl溶液稀释至0.14 mol/L时，DNA析出，过滤可除去溶于NaCl中的部分蛋白质和其他杂质加入嫩肉粉嫩肉粉中含木瓜蛋白酶，水解蛋白质加入冷却酒精(95%)DNA析出，除去溶于酒精的蛋白质加入二苯胺，并沸水浴鉴定DNA二、多聚酶链式反应扩增DNA片段细胞内DNA复制与PCR技术的比较细胞内DNA复制PCR不同点解旋在解旋酶作用下边解旋

9、边复制80100高温解旋，双链完全分开酶DNA解旋酶、DNA聚合酶Taq DNA聚合酶引物RNADNA或RNA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作原料子链延伸的方向都是从5端到3端三、血红蛋白的提取和分离1方法及原理方法原理凝胶色谱法根据相对分子质量的大小分离蛋白质电泳法各种分子带电性质的差异以及分子本身大小、形状的不同2.实验操作程序(1)样品处理红细胞的洗涤：除去血浆蛋白等杂质，有利于后续步骤的分离纯化；血红蛋白的释放：使红细胞涨破，血红蛋白释放出来；分离血红蛋白溶液：经过离心使血红蛋白和其他杂质分离开来，便于下一步对血红蛋白的转化。(2)粗分离透析：除去样品中

10、分子量较小的杂质。(3)纯化：一般采用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化。(4)纯度鉴定：一般用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳方法，来测定蛋白质的分子量，即对血红蛋白进行纯度鉴定。感悟拓展1DNA的粗提取实验哺乳动物成熟的红细胞中不含细胞核，也没有DNA，不适于作DNA提取的材料，但却是提取血红蛋白的理想材料。实验过程中两次用于蒸馏水，第一次目的是使成熟的鸡血红细胞涨破释放出DNA，第二次目的是稀释NaCl溶液。2PCR技术反应过程中控制不同温度的意义(1)90以上时变性，双链DNA解聚为单链；(2)50左右时复制，引物与两条单链DNA结合；(3)72左右时延伸，Taq DNA聚合酶有最大活性，使D

11、NA新链由5端向3端延伸。典例导悟 2一个由32P标记的DNA分子，放在未标记的环境中培养，复制5次后标记的DNA分子占DNA分子总数的()A1/10 B1/16C1/25 D1/32解析一个DNA分子n次复制后产生的DNA数目为2n，而DNA复制是半保留复制，其特点是：新形成的DNA双链一条是来自亲代的DNA分子的母链，另一条是新形成的子链。这样最初由32P标记的DNA分子复制后，其标记的两条链就分别进入两个子代DNA分子中，即两个子代DNA分子被标记了。然而由于是在未标记的环境中培养，不论多少次复制，只有最初标记过的两条链存在的两个DNA分子中含32P，这样经n次复制，标记的DNA分子占2

12、/2n，即1/2n1，所以本题应选B。答案B在血红蛋白的整个提取过程中，不断用磷酸缓冲液处理的目的是()A防止血红蛋白被O2氧化B血红蛋白是一种碱性物质，需要酸中和C磷酸缓冲液会加速血红蛋白的提取过程D让血红蛋白处在稳定的pH范围内，维持其结构和功能答案D解析利用磷酸缓冲液模拟细胞内的pH环境，保证血红蛋白的正常结构和功能，便于分离观察(红色)和科学研究(活性)。要点归纳典例导悟 3玫瑰精油被称为“液体黄金”，其提取方法可用()A只能用水蒸气蒸馏法B可用蒸馏法和压榨法C可用蒸馏法和萃取法D可用压榨法和萃取法解析用玫瑰花提取精油，根据玫瑰花的干湿情况可采用不同的提取方法，鲜玫瑰花可采用水蒸气蒸馏

13、法，干玫瑰花可使用有机溶剂萃取法，一般不采用压榨法。答案C胡萝卜素鉴定过程中，判断标准样品点与萃取样品点的依据是()A颜色不一样B大小不一样C形状不一样D层析后的色素点数不一样答案D解析标准样品为单一色素，层析后只有单一样点，而萃取样品不纯，含有多种色素，会有多个色素点。命题热点1关于实验考查【例1】关于DNA的粗提取与鉴定实验材料的选择，也经过了多次实验效果的比较，最终选择鸡血作实验材料。请据图回答问题。(1)鸡血细胞中红细胞_，家鸡属于鸟类，新陈代谢旺盛，因而血液中_细胞数目较多，可以提供丰富的_。(2)实验前由老师选取血细胞液供同学们作实验材料，而不用鸡全血，主要原因是_。(3)在牧区采

14、集牛、羊和马血比较方便，若用这些材料按实验要求完成实验步骤后，结果是_。这是因为这些动物和人类一样_，但若改用动物肝脏作实验材料，实验结果明显。这是因为_(4)若选用动物肝脏作实验材料，在提取之前，最好增加_程序，使组织、细胞更易分离。答案(1)含细胞核红DNA(2)鸡血细胞中DNA相对含量高(3)很难提取到DNA成熟的红细胞中无细胞核肝细胞中有细胞核(4)研磨解析(1)鸡血细胞中含有成形的完整的细胞核，而且红细胞数量比较多，因而DNA含量也丰富。(2)鸡的全血包括血浆和血细胞，血浆中无DNA，全血中除去血浆后即是浓缩的血细胞液，DNA的相对含量提高了。(3)哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核，仅

15、靠白细胞和淋巴细胞在实验中很难提取到DNA，但肝细胞含有细胞核，并且肝组织易破坏，有利于DNA的提取；(4)若使肝组织分离，将肝组织剪碎、研磨是一种简便易行的方法。1(2010江苏高考，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：将上述材料分别放入研钵上，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

16、个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。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)材料保存温度花菜辣椒蒜黄2020 分析上述实验过程，回答下列问题：(1)该探究性实验课题名称是：_。(2)第二步中“缓缓地”搅拌，这是为了减少_。(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

17、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DNA纯度，依据氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是：_，然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。答案(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响(2)DNA断裂(3)等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄提取的DNA量最多低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢(4)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混和，静置一段时间，吸取上清液解析(1)题目给出了多种实验材料，以探究不同保存温度对DNA提取量的不同影响，因此该实验名称可为“探究不同实验材料和不同保存温度对DNA提取量的影响”

18、(2)在提取DNA时，玻璃棒沿一个方向缓慢搅拌，是为了有效提取DNA，防止DNA分子断裂。(3)由表格可见，花菜、辣椒、蒜黄三种不同的实验材料在20时，DNA提取量表现为蒜黄多于花菜，花菜多于辣椒，在20结果相同，等质量的不同实验材料，在同一温度下DNA提取量不同(或从蒜黄提取的DNA量最多)；低温下由于DNA水解酶的活性减弱，导致DNA降解速度慢，从而DNA提取量相对较高。(4)由于氯仿可使蛋白质变性沉淀，而DNA易溶解于其中，对DNA结构无影响，因此可将第三步获得的绿叶与等量氯仿混合，静置一段时间，蛋白质变性沉淀，而DNA溶解于上清液中，从而可吸取上清液，从上清液中提取DNA。2(2010

19、全国，34)下列是与微生物培养有关的问题，请回答：(1)某细菌固体培养基的组成成分是KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4、葡萄糖、尿素、琼脂和蒸馏水，其中凝固剂是_，碳源是_，氮源是_。已知只有能合成脲酶的细菌才能在该培养基上生长，故该培养基属于_培养基。按照化学成分分类，该培养基属于_培养基。从同化作用类型看，用该培养基培养的细菌属于_。(2)将少量细菌接种到一定体积的液体培养基中，适宜条件下培养，定时取样测定菌体数目，以时间为横坐标，以菌体数目的对数为纵坐标，可以得到细菌的_曲线。该曲线中以菌体数目的对数作为纵坐标的原因是_。实验室中，为了获得形态和生理特征一致的菌体，一般应在_期取材

20、；在生产中，常收集培养至_期的细菌用于次级代谢产物的提取。答案(1)琼脂葡萄糖尿素选择合成异养型(2)生长培养中的细菌以指数形式增殖，取对数便于反映细菌群体的生长规律(其他合理答案也给分)对数稳定解析本题考查了培养基的配制、微生物培养及生长规律。培养基提供微生物生长、繁殖、代谢的混合养料。由于微生物具有不同的营养类型，对营养物质的要求也各不相同，加之实验和研究的目的不同，所以培养基的种类很多，使用的原料也各有差异，但从营养角度分析，培养基中一般含有微生物所必需的碳源、氮源、无机盐、生长因子以及水分等。另外，培养基还应具有适宜的pH值、一定的缓冲能力、一定的氧化还原性及合适的渗透压。琼脂是从石花

21、菜等海藻中提取的胶体物质，是应用最广的凝固剂。本题中的培养基能培养特定的生物，为人工合成，应属于选择性培养基，加入了葡萄糖作为能源物质，说明该细菌为异养型；以时间为横坐标，以活菌数的对数为纵坐标，可得出一条生长曲线，曲线显示了细菌的生长繁殖的4个时期：调整期、对数期、稳定期、衰亡期，“说明微生物生长曲线以菌体数目的对数作为纵坐标的原因”，如果平时只是死记住了课本上的图解，不明白绘图的思维过程及方法，这道题答起来就会很困难。细菌呈现指数增长，取它对数，这样可以把曲线压缩在一个相对小的面积内，便于观察变化趋势，若直接以数量为纵坐标，则因数据过大难以绘制。3(2010淄博一模)某班同学用新鲜苹果榨取

22、果汁并制作果酒，其简要流程如下：(1)实验过程中，该小组同学发现榨取的果汁非常浑浊，解决的方法是_。(2)分离酵母菌应使用_培养基，固定化酵母细胞常采用_法，若想使这些酵母细胞反复使用，实验过程中一定要注意_。(3)在酸性条件下，可用_来检测发酵产物中是否有酒精产生。若想进一步检测所得果酒中酵母菌的密度，可采用_法。(4)发酵完成后，该班同学制作的果酒品质非常好，为方便后续年级使用，可将菌液_保存。(5)另一个班的同学用葡萄制作的果酒酒味醇正，放置一段时间后，发现果酒带有明显的酸味，请分析出现酸味的原因_。答案(1)用果胶酶处理(2)选择包埋无菌条件(避免微生物的污染)(3)重铬酸钾稀释涂布平

23、板(4)转移到甘油中，与甘油充分混匀后，放在20的冷冻箱中(5)密封不严，其他微生物进行有氧呼吸，将果酒转变成果醋解析(1)实验过程中，榨取的果汁浑浊，用果胶酶处理可使浑浊的果汁变得澄清。(2)分离酵母菌应用选择培养基，固定化酵母细胞常采用包埋法，若想使这些酵母细胞能反复使用，实验过程中一定要注意无菌条件(避免微生物的污染)。(3)在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色，故可以用重铬酸钾来检验是否有酒精产生。若想进一步检测所得果酒中酵母菌的密度，可采用稀释涂布平板法。(4)发酵完成后，该班同学制作的果酒品质非常好，为方便后续年级使用，可将菌液转移到甘油中，与甘油充分混匀后，放在20的冷冻箱中保存，这是常用的一种低温保存的方法。(5)果酒保存时，如果密封不严，其他微生物进行有氧呼吸，将果酒转变成果醋会使果酒带有明显的酸味。