选修生物技术在其他方面应用.pptx
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1、一、植物的组织培养技术1.基本过程2.菊花的组织培养(1)影响植物组织培养的因素材料:_、年龄、保存时间长短等。脱分化再分化种类第1页/共59页激素:_。菊花的组织培养环境(2)实验操作过程制备_消毒_培养移栽栽培维生素 蔗糖 生长素和细胞分裂素5.8左右18 22 12 hMS固体培养基外植体接种条件pH:_温度:_光照:每日光照_第2页/共59页3.月季的花药培养(1)花粉发育过程:_时期、_期、_期等阶段。(2)产生花粉植株的两种途径小孢子四分体单核双核花粉脱分化胚状体愈伤组织丛芽分化丛芽再分化生根移栽诱导第3页/共59页(3)影响花药培养的因素主要因素:_的选择和_的组成。其他因素:亲
2、本植株的_、材料的_、接种_。(4)实验操作材料的选取:挑选完全_的花蕾,确定花粉发育时期最常用方法是_法。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。材料培养基生长条件低温预处理未开放醋酸洋红无菌密度第4页/共59页培养: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。二、植物有效成分的提取1.植物芳香油的提取(1)植物芳香油的主要化学成分:_及其衍生物,具有很强的挥发性。提取方法有蒸馏、_和萃取等。(2)提取玫瑰精油方法:_法。25 光照花药萜类化合物压榨水蒸气蒸馏第5页/共59
3、页实验流程:(3)提取橘皮精油方法:一般用_法。实验流程:石灰水浸泡漂洗_过滤静置再次_橘皮油。水蒸气 蒸馏 NaCl 无水Na2SO4 过滤 压榨压榨过滤第6页/共59页2.胡萝卜素的提取(1)胡萝卜素性质:_溶于水,_溶于乙醇,_溶于石油醚等有机溶剂。(2)实验设计方法:_法,_最适宜作萃取剂。实验流程:胡萝卜粉碎_萃取_浓缩胡萝卜素。(3)鉴定方法:_法。【点拨】水蒸气蒸馏要适当延长蒸馏时间,严格控制蒸馏温度。用于萃取的有机溶剂必须事先精制,除去杂质。萃取过程中浓缩的本质为蒸发有机溶剂。不微易萃取石油醚干燥过滤纸层析第7页/共59页三、DNA和蛋白质技术1.DNA的粗提取与鉴定(1)提取
4、原理:DNA与杂质的_不同,DNA与杂质对酶、高温、洗涤剂的_不同。(2)提取DNA的具体步骤实验材料的选取:本实验用_细胞做实验材料。破碎细胞,释放DNA:利用血细胞_的原理,注意玻璃棒的_向搅拌,过滤取滤液。溶解细胞核内的DNA:在高浓度的NaCl溶液中,核蛋白容易集聚,游离出的DNA溶解。溶解度耐受性鸡血吸水涨破单第8页/共59页DNA的析出:加蒸馏水降低NaCl溶液浓度,使DNA_。DNA的初步纯化:将DNA丝状物再溶解、过滤,向滤液中加入体积分数为95%的_溶液进行提纯。(3)DNA的鉴定:DNA在_的条件下,与_呈_色。2.多聚酶链式反应扩增DNA片段(1)PCR相关技术原理与条件
5、PCR:_反应的简称,是一种体外迅速扩增_的技术。引物:是一小段_,它能与DNA母链的一段碱基序列_。析出冷酒精沸水浴二苯胺蓝多聚酶链式DNA片段RNA或单链DNA互补配对第9页/共59页扩增方向:总是从子链的_端向_端延伸。解旋:利用了_原理,通过控制温度来控制双链的解聚与结合,即双链DNA 单链DNA。酶:_的Taq DNA聚合酶,高温不会失活。PCR的条件:一定的_下才能进行,需提供_模板、两种_、_种脱氧核苷酸、_的DNA聚合酶,同时要控制_。(2)PCR过程变性:当温度上升到_以上时,双链DNA解聚为单链。53DNA的热变性耐高温缓冲溶液DNA引物四耐热温度90 第10页/共59页复
6、性:温度下降到_左右,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。延伸:温度上升到_左右,溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、C、G)在_的作用下,根据_原则合成新的DNA链。(3)结果PCR一般要经历_多次循环,每次循环可以分为_、_和_三步。两引物间固定长度的DNA序列呈_扩增(即_)。50 72 DNA聚合酶碱基互补配对30变性复性延伸指数2n第11页/共59页3.血红蛋白的提取和分离实验(1)常用的分离方法:_法、凝胶电泳法等。(2)基本原理凝胶色谱法的原理:相对分子质量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙,路程_,流动_;相对分子质量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部,路程_,流动_。凝胶电泳法的
7、原理:不同蛋白质的带电性质、_、形状和_不同,在电场中受到的作用力大小、_、阻力不同,导致不同蛋白质在电场中的运动_和运动_不同。凝胶色谱短快长慢电量大小方向速度方向第12页/共59页(3)血红蛋白的提取和分离程序样品处理红细胞的洗涤_的释放分离血红蛋白溶液粗分离_:除去样品中相对分子质量较_的杂质。纯化:一般采用_法对血红蛋白进行分离和纯化。纯度鉴定:一般用_来测定蛋白质的相对分子质量,即对血红蛋白进行纯度鉴定。血红蛋白透析小凝胶色谱SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法第13页/共59页【点拨】提纯出的DNA的鉴定还可用甲基绿染色的方法进行,甲基绿可将DNA染成绿色。DNA聚合酶不能从头合成DNA子
8、链,只能从引物的3端开始延伸,从子链的5端开始合成。引物的3端与子链的5端交汇于一点,属于对模板和产物的描述,两种说法都正确。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳实质上测定的是组成蛋白质的多肽链的相对分子质量,电泳后形成的两条或多条带并不一定是杂质,如血红蛋白由2条链和2条链组成,本身就会形成2条带。第14页/共59页植物组织培养1.植物激素在组织培养过程中的重要作用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,其作用及特点为:(1)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。第15页/共59页(2)使用顺序不同,结果不同(3)生长素用量与细胞分裂素用量的比例不同,结果也不同。
9、高:利于根的分化、抑制芽的形成;低:利于芽的分化、抑制根的形成;适中:促进愈伤组织的形成。使用顺序使用顺序实验结果实验结果先使用生长素,后使用细先使用生长素,后使用细胞分裂素胞分裂素有利于细胞分裂,但细胞有利于细胞分裂,但细胞不分化不分化先使用细胞分裂素,后使先使用细胞分裂素,后使用生长素用生长素细胞既分裂也分化细胞既分裂也分化同时使用同时使用分化频率提高分化频率提高第16页/共59页2.植物组织培养与花药培养的比较 项目项目内容内容菊花组织培养菊花组织培养月季的花药培养月季的花药培养理论依据理论依据基本过程基本过程外植体的外植体的细胞类型细胞类型操作流程操作流程植物细胞的全能性脱分化再分化体
10、细胞生殖细胞制备培养基外植体消毒接种培养移栽栽培选材消毒接种和培养筛选和诱导移栽栽培选育第17页/共59页 项目项目内容内容菊花组织培养菊花组织培养月季的花药培养月季的花药培养影响因素影响因素培养结果培养结果生殖方式生殖方式可育性可育性选材、营养、激素、pH、温度、阳光等正常植株单倍体植株无性生殖有性生殖可育高度不育,秋水仙素处理后可育第18页/共59页【高考警示钟】实验操作中易错的几个问题(1)材料的选取:菊花的组织培养实验中,应选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝;月季花药的培养实验中,应选择花粉发育过程中的单核靠边期的花粉进行培养。(2)外植体消毒:所用消毒剂为体积分数为70%的酒精和质量
11、分数为0.1%的氯化汞溶液,所使用的清洗液是无菌水。(3)培养过程:在初期,菊花的组织培养需光照,月季花药的培养不需光照;而在后期均需光照。第19页/共59页【典例训练1】如图是月季花药离体培养产生花粉植株的两种途径,请据图回答有关问题:(1)选用的材料合适与否是成功诱导出花粉植株的重要因素,一般来说选用_期的花粉可提高成功率。选择花粉时,一般要通过_来确定花粉是否处于合适的发育期,这时需要对花粉的细胞核进行染色,常用的染色剂是_。第20页/共59页(2)胚状体与愈伤组织在结构上的主要区别在于愈伤组织的细胞排列疏松无规则,是一种高度_的薄壁细胞。胚状体与_发育形成的胚有类似的结构,即具有胚芽、
12、胚轴和胚根。(3)无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素,请说明下列各项需要消毒,还是需要灭菌。需要灭菌:_(填编号),需要消毒:_(填编号)。培养基,培养皿,接种环,花蕾,实验操作者的双手,三角锥形瓶。第21页/共59页【解题指南】1.考查实质:本题以月季花药离体培养途径为情境考查植物组织培养的选材、过程及无菌技术。2.解题关键(1)月季花药离体培养产生花粉植株的两种途径和胚状体与愈伤组织在结构上的主要区别。(2)植物组织培养过程及其培养成功的关键。.第22页/共59页【解析】(1)并不是任何时期的花粉都可以培养产生愈伤组织或胚状体,只有花粉发育到一定时期对离体的刺激才最敏感。对大多数植物
13、而言,单核中期至晚期的花粉最容易形成花粉胚或花粉愈伤组织。在培养花药之前,通常用醋酸洋红法制片镜检以确定花粉发育的时期。(2)花药培养产生花粉植株一般有两种途径:花药中的花粉通过胚状体阶段发育为植株;花药中花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织,再诱导其分化成植株。两种途径并无绝对界限,主要取决于培养基中的激素种类及其浓度配比。第23页/共59页(3)灭菌是用理化方法杀死环境中所有的微生物细胞、芽孢和孢子。消毒是杀死物体表面的病原微生物。在微生物培养过程中通常对培养基、培养皿、接种环、三角锥形瓶进行灭菌处理;对花蕾、实验操作者的双手进行消毒处理。答案:(1)单核 镜检(显微镜观察)醋酸洋红(2)液泡
14、化 合子 (3)第24页/共59页 植物芳香油的提取方法第26页/共59页提取方法提取方法水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法压榨法压榨法有机溶剂萃取法有机溶剂萃取法优点优点局限性局限性简单易行,便于分离生产成本低,易保持原料原有的结构和功能出油率高,易分离水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题分离较为困难,出油率相对较低使用的有机溶剂处理不当会影响芳香油的质量第27页/共59页【高考警示钟】水蒸气蒸馏三种常用方法的原理相同,但原料位置不同(1)水中蒸馏:原料放于蒸馏容器的水中,水完全浸没原料。(2)水上蒸馏:容器中水的上方有筛板,原料置于筛板上,水量以沸腾时不浸湿原料为宜。(3)水气蒸馏:蒸馏容器下
15、方有一排气孔,连接外源水蒸气,上方有筛板,上面放原料。三种方法中,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。第28页/共59页【典例训练2】(2011海南高考)许多植物含有天然香料,如薄荷叶中含有薄荷油。现用薄荷叶提取薄荷油。回答问题:(1)薄荷油是挥发性物质,提取薄荷油时应选用_(鲜、干)薄荷叶作原料,其原因是_。(2)用萃取法提取薄荷油时,采用的溶剂是_,原理是_。(3)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_。常用于分离油层和水层的器皿是_。分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是_,除去固体硫酸钠的常用方法是_。第29页/共59页【解题指
16、南】1.知识储备(1)提取薄荷油的选材要求和依据;(2)不同方法提取薄荷油的原理、过程。2.解题关键:理解萃取法和水蒸气蒸馏法在提取薄荷油中的操作细节。【解析】(1)薄荷油易挥发,干燥过程中会使薄荷油挥发掉,因此选择鲜薄荷叶作为原料。(2)薄荷油易溶于有机溶剂,因此萃取时所选用的溶剂必须是有机溶剂,如酒精或石油醚、乙醚、戊烷等。第30页/共59页(3)增加盐的浓度,可使分层更明显;分离油层和水层的器皿一般选用分液漏斗;无水硫酸钠是干燥剂,可以用来吸收油层中的水分;除去固体硫酸钠最简单的方法是过滤。答案:(1)鲜 薄荷油易挥发,干燥过程中会使薄荷油挥发掉(2)酒精或石油醚、乙醚、戊烷等薄荷油易溶
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