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*,*,*,章末整合提升,第,4,章现代生物技术,1,知识系统构建,规律方法整合,内容索引,热点考题集训,2,知识系统构建,3,全能性,脱分化,植物激素,MS,接种,带电性质,大小,匀浆,电泳,染色,引物,复性,延伸,琼脂糖凝胶电泳,4,必背要语,1.,植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，最终诱导产生愈伤组织、丛芽或完整植株的技术。,2.,植物组织培养中常用的基本培养基有,MS,培养基、怀特培养基、,N,6,培养基等。其中,N,6,培养基常用于花药的组织培养。,3.,电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。,5,4.,同工酶是指催化相同的化学反应而酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。,5.DNA,片段的,PCR,扩增可以利用,PCR,热循环仪完成，而产物的检测则利用琼脂糖凝胶电泳进行。,6.PCR,原理：,DNA,热变性原理，,PCR,每次循环都包括变性、复性和延伸三步。,6,规律方法整合,7,整合一组织培养中污染的预防,1.,污染有两种类型,(1),细菌污染。菌斑呈黏液状，界限比较明显，一般接种后,1,2,天即能发现。主要是大肠杆菌和链球菌，一般是由接种人员造成的。,(2),真菌污染。菌斑呈绒毛状、絮状，界限不明显，伴有不同颜色的孢子，接种后,3,10,天才能发现。主要是霉菌污染，可能是植物材料灭菌不当造成的。,8,2.,预防措施,(1),防止外植体带菌。,选择好外植体采集时期和采集部位。外植体采集以春秋为宜，优先选择地上部分作为外植体，阴雨天勿采，晴天下午采，采前喷杀虫剂、杀菌剂或套塑料袋。,在室内或无菌条件下进行预培养。,外植体严格消毒。,(2),保证培养基及接种器具彻底灭菌。,分装时，注射器勿与瓶接触，培养基勿粘瓶口。,检查封口膜是否有破损。,扎瓶口要位置适当、松紧适宜。,保证灭菌时间和高压锅内温度。,接种工具用前彻底灭菌。,工作服、口罩、帽子等布质品定期进行湿热灭菌。,(3),操作人员严格遵守无菌操作规程。如一定要规范着装，操作过程中不说话等。,(4),保证接种与培养环境清洁。,污染瓶经高压灭菌后再清洁。,接种环境定期熏蒸消毒、紫外灯照射或用臭氧灭菌和消毒。,定期对培养室消毒、防止高温。,9,例,1,关于接种时应注意的事项，全部正确的为,接种室要消毒,无菌操作,接种时可以谈话,外植体如茎段、茎尖可随机放入培养基,接种时要防止交叉污染,接种完立刻盖好瓶口,A.,B.,C.,D.,解析,整个接种过程必须在无菌条件下进行，不能谈话，防止呼吸产生污染。因此操作过程应禁止谈话，并戴口罩；接种的外植体放入培养基时注意将形态学下端插入，而且分布均匀，不能随机放入，以保证必要的营养面积和光照条件。,答案,解析,10,整合二,PCR,技术、蛋白质分离之间的比较,项目,PCR,技术,蛋白质分离,实验原理,利用,DNA,热变性原理体外扩增,DNA,依据相对分子质量的大小分离蛋白质,实验过程,变性,复性,延伸,样品处理及粗分离,凝胶色谱操作,变性胶电泳,实验结果,获得大量,DNA,相对分子质量不同的蛋白质得以分离,实验意义,解决了,DNA,研究中材料不足的问题,为蛋白质的研究和利用提供了原材料,11,例,2,如图是,PCR,技术示意图，请据图回答下列问题：,答案,(1),标准的,PCR,过程一般分为,、,、,三大步骤。,(2),引物是此过程中必须加入的物质，从化学本质上来说，引物是一小段,。,(3),将双链,DNA,，使之变性，从而导致,。,(4),引物延伸需提供,作为原料。,变性,复性,延伸,单链,DNA,或,RNA,加热到,94 ,双链,DNA,解开形成两条单链,四种脱氧核苷酸,12,整合三,DNA,体内复制与体外复制,(PCR),的比较,PCR,技术是一种体外迅速扩增,DNA,片段的技术，与细胞内,DNA,复制的过程相比既有相同点又有不同点，通过列表比较的方法准确掌握两者的异同，是防止此类问题出错的重要措施。细胞内,DNA,复制与体外,DNA,扩增,(PCR),的比较：,项目,细胞内,DNA,复制,PCR,不同点,解旋,在解旋酶作用下边解旋边复制,95,高温解旋、双链完全分开,酶,解旋酶、,DNA,聚合酶,Taq,DNA,聚合酶,引物,RNA,一般为单链,DNA,能量,ATP,dNTP,温度,体内温和条件,高温,循环次数,受生物自身控制,三十多次,13,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,都需要酶的催化,14,例,3,PCR,过程与细胞内的,DNA,复制过程相比，主要有两点不同，它们是,PCR,过程需要的引物一般是人工合成的单链,DNA,PCR,过程不需要,DNA,聚合酶,PCR,过程中,DNA,的解旋不依靠解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的,PCR,过程中，,DNA,不需要解旋，直接以双链,DNA,为模板进行复制,A.,B.,C.,D.,答案,解析,15,解析,PCR,过程与细胞内的,DNA,复制过程相比较，主要有两点不同：,(1)PCR,过程需要的引物一般是人工合成的单链,DNA,，长度通常为,20,30,个核苷酸。,(2)PCR,过程中，,DNA,解旋不依赖解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的。,16,热点考题集训,17,1.,对于操作后出现培养物被污染的情况，正确的叙述是,可立即打开培养瓶，进行清洗,先将所有被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽锅内进行高压蒸汽灭菌，然后再打开培养瓶，进行清洗,按要求操作一定不出现培养物被污染,细菌污染可能是由接种人员未戴口罩、接种时说话等引起的,真菌污染可能是植物材料灭菌不当引起的,A.,B.,C.,D.,答案,解析,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,18,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,解析,引起污染的细菌可能是由接种人员未戴口罩、接种时说话等引起的，真菌污染可能是植物材料灭菌不当引起的。为了避免再次污染，应先将所有被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽锅内进行高压蒸汽灭菌，然后再打开培养瓶，进行清洗。,19,2.,在菊花的组织培养操作完成了,3,4,天后，观察同一温室中的外植体，发现有的瓶中外植体正常生长，有的瓶中外植体死亡，你认为外植体死亡的原因不可能是,A.,接种时培养基灭菌不彻底,B.,接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体,C.,培养时每日用日光灯照,12 h,D.,培养过程中保持温度、,pH,的适宜，但没有及时调整各种营养物质、激素的,比例,解析,菊花的组织培养过程中需每日用日光灯照,12 h,，这不会造成外植体死亡。,答案,解析,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,20,3.,菊花的组织培养需要严格的无菌操作，下列说法不正确的是,A.,对培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌,B.,幼苗要先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境下生活一段时间,C.,用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，一旦感染,杂菌则前功尽弃,D.,将菊花茎段插入时应注意方向，不应倒插，是为了防止杂菌污染,解析,将菊花茎段插入时，要注意形态学上端朝上，而不应倒插，是因为生长素的运输为极性运输，倒插的菊花茎段不能形成愈伤组织，而不是为了防止杂菌污染。,答案,解析,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,21,4.,已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种物质，其分子大小、电荷的性质和数量情况如,右,图所示。下列叙述正确的是,A.,将样品装入透析袋中透析,12 h,，若分子乙保留在,袋内，则分子甲也保留在袋内,B.,若五种物质为蛋白质，则用凝胶色谱柱分离时，甲的移动速度最快,C.,将样品以,2 000 r/min,的速度离心,10 min,，若分子戊存在于沉淀中，则分,子丙也存在于沉淀中,D.,若五种物质为蛋白质，用,SDS,聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白,质分子，则分子甲和分子戊形成的电泳带相距最近,答案,解析,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,22,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,解析,透析的原理是相对分子质量小的物质能透过半透膜，相对分子质量大的物质不能透过，乙保留在袋内，甲则不一定保留在袋内；凝胶色谱柱分离时，相对分子质量小的物质路程长、移动慢；离心时相对分子质量大的物质先沉淀，戊沉淀，则乙、丁、丙均已沉淀；用,SDS,聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质时，电泳迁移率取决于分子大小。,23,5.,仔细观察下图，所带负电荷最少的球蛋白是,答案,解析,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,A.,1,球蛋白,B.,2,球蛋白,C.,球蛋白,D.,球蛋白,解析,对于几种球蛋白来说直径相差不大，引起泳动速度的差异主要来自于所带电荷多少，由图可知球蛋白由右向左泳动，因右侧为负极。且,球蛋白距点样处最近，所以,球蛋白所带负电荷最少。,24,6.,下图,a,、,b,、,c,均为,PCR,扩增的,DNA,片段，下列有关说法正确的是,答案,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,解析,A.,片段,a,、,b,、,c,的长度均相同,B.,片段,a,、,b,只是第一次循环的产物,C.,片段,c,最早出现在第二次循环的产物中,D.,经过,30,次循环后，片段,c,的数量为,2,30,25,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,解析,图中片段,a,、,b,只有一种引物，,是由原始,DNA,链为模板复制而来，其长度比片段,c,长，,A,项错误。,由于原始模板在每次循环中均可作为模板，则每次循环都能产生图中片段,a,、,b,，,B,项错误。,由于第一次循环的产物只有一种引物，而图中片段,c,有两种引物，则最早出现在第二次循环，,C,项正确。,经过,30,次循环后，得到的,DNA,片段总数为,2,30,，这包括图中的片段,a,、,b,，故,D,项错误。,26,7.,下列关于,DNA,聚合酶催化合成,DNA,子链的说法中，正确的是,A.,以,DNA,为模板，使,DNA,子链从,5,端延伸到,3,端的一种酶,B.,Taq,DNA,聚合酶必须在每次高温变性处理后再添加,C.DNA,聚合酶能特异性地复制整个,DNA,的全部序列,D.,Taq,DNA,聚合酶是从深海中的某种菌体内发现的,解析,DNA,聚合酶不能从头开始催化合成,DNA,，引物的,5,端与母链发生碱基互补配对，然后从引物的,3,端延伸子链，所以，整条子链的合成是从,5,端延伸到,3,端；,Taq,DNA,聚合酶能耐高温，所以在反应体系中可反复利用，无需另外再添加；,PCR,扩增的是引物之间的固定长度的,DNA,序列；,Taq,DNA,聚合酶是,1966,年从美国黄石公园的一个热泉内的某种菌体内发现的。,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,答案,解析,27,8.,如图表示,PCR,技术扩增,DNA,分子的过程中，,DNA,聚合酶作用的底物，据图分析正确的是,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,A.,图中,A,为引物，是一种单链,RNA,分子,B.,图中,B,为,DNA,模板链，,F,端为,3,末端,C.PCR,技术中通过控制温度来实现,DNA,双链的解旋和结合,D.DNA,聚合酶无需引物也能将单个脱氧核苷酸连接成,DNA,片段,答案,解析,28,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,解析,PCR,技术中，,DNA,聚合酶需要引物，才能够将单个脱氧核苷酸连接成,DNA,片段，该技术中引物通常为单链,DNA,，即题图中的,A,；图中,B,为,DNA,模板链，,F,端为,5,末端；,PCR,技术中通过高温和降温来实现,DNA,双链的解旋和结合。,29,9.,辣椒素作为一种生物碱广泛应用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图，据图回答下列问题：,答案,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,(1),图中,和,分别表示辣椒组织培养中细胞的,和,_,过程。,解析,由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化，或者叫做去分化。对脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，其又可重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。,脱分化,(,或去分化,),再分化,解析,30,(2),图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是,。培养基中的生长素用量和细胞分裂素用量的比值,(,填,“,高,”,或,“,低,”,),时，有利于芽的分化。对培养基彻底灭菌时，应采取的灭菌方法是,。,答案,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,琼脂,低,高压蒸汽灭菌,解析,培养基中常用的凝固剂是琼脂。使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比值影响植物细胞的发育方向。生长素用量和细胞分裂素用量的比值低时，有利于芽的分化；比值高时，有利于根的分化；比值适中时，促进愈伤组织的形成。培养基应用高压蒸汽灭菌法灭菌。,解析,31,答案,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,(3),图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是,。,解析,外植体消毒所用酒精的体积分数是,70%,。,70%,解析,32,10.H7N9,型禽流感是全球首次发现的新亚型,RNA,流感病毒引起的，目前最为快速有效的检测手段是,RT,PCR,核酸检测。,RT,PCR,的过程包括逆转录作用从,RNA,合成,cDNA,，再以,cDNA,为模板进行扩增，过程如下图所示。据此分析下列问题：,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,33,(1),传统,PCR,技术的原理是,，过程中低温复性的含义是,_,。,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,答案,DNA,复制,引物与,模板链互补配对,34,(2),在,RT,PCR,中每一步都有酶的参与，,下,图中过程,1,中的关键酶是,_,；,PCR,中的关键酶是,，该酶的作用特点是,、,。,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,答案,逆转,录酶,Taq,DNA,聚合酶,(DNA,聚合酶,),耐高温,不能从头合成,DNA,，只能从,3,端延伸,DNA,链,35,答案,(3),在对病毒核酸进行检测时，主要通过,RT,PCR,扩增其关键的基因序列，这时引物的设计就非常关键，根据下图分析，请你选择合适的引物：,。,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,引物,和引物,36,
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