广东省高三生物复习 第14章 第39讲 生物技术在其他方面的应用课件

生物技术实践生物技术实践第第 讲讲一、植物组织培养1.原理：植物细胞的全能性2.基本过程：(1)脱分化和再分化的比较脱分化和再分化的比较起点关键因素条件脱分化外植体植物激素一般暗培养再分化 愈伤组织细胞分裂素和生长素比例必须要光照(2)愈伤组织的特点：细胞排列疏松而无规愈伤组织的特点：细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形的薄壁则，是一种高度液泡化的呈无定形的薄壁细胞。细胞。3.影响因素(1)外植体的选择：材料本身的种类、年龄、保存时间长短等。无机营养无机营养大量元素：如大量元素：如N、P、K、Ca、Mg、S微量元素：如微量元素：如Cu、Mn、B、Fe、Zn(2)营养营养有机营养：维生素、甘氨酸、烟酸、肌醇以有机营养：维生素、甘氨酸、烟酸、肌醇以及蔗糖等及蔗糖等(3)植物激素常用激素：生长素和细胞分裂素。使用激素顺序不同对试验结果的影响：使用顺序实验结果先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞不分化先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂又分化同时使用分化频率提高生长素用量比细胞分裂素用量，其比值不同，对细胞发育的方向影响不同：比值高时：有利于根的分化，抑制芽的形成比值低时：有利于芽的分化，抑制根的形成比值适中：促进愈伤组织的形成(4)温度：一般将温度控制在1822 (5)pH：一般将pH控制在5.8左右(6)光照：每日用日光灯照射12 h4.实验操作步骤(1)制备MS固体培养基：配制各种母液配制培养基灭菌(2)外植体消毒：酒精溶液消毒无菌水清洗次氯酸钠(或氯化汞)溶液无菌水清洗(3)接种(4)培养(5)移栽(6)栽培5.月季的花药培养(1)被子植物的花粉发育小孢子母细胞4个小孢子1个小孢子(单核居中期)1个小孢子(单核靠边期)花粉粒(含一个花粉管细胞核和一个生殖细胞核)(2)产生花粉植株的两种途径产生花粉植株的两种途径(3)影响花药培养的因素不同植物的诱导成功率很不相同；同种植物的生理状况；花粉发育时期；亲本植株的生长条件、材料和低温预处理以及接种密度等。6.花粉植株的产生和植物茎的组织培养的比较菊花茎的组织培养月季的花药培养理论依据植物细胞的全能性基本过程脱分化、再分化影响因素选材、营养、激素、pH、温度、光照等操作流程制备固体培养基外植体消毒接种培养移栽栽培选材材料消毒接种和培养筛选和诱导移栽栽培选育二、蛋白质的提取和分离二、蛋白质的提取和分离1.蛋白质的理化性质(1)具有两性(2)可以发生水解反应(3)可溶性、具有胶体的性质(4)盐析(5)蛋白质的变性(6)颜色反应2.操作步骤蛋白质的提取和分离一般为四步：样品处理粗分离纯化纯度鉴定(1)样品处理(1)红细胞的洗涤采集血样低速短时间离心吸取血浆盐水洗涤低速离心重复步骤三次(2)血红蛋白的释放将洗涤好的红细胞倒入烧杯中，加蒸馏水到原血液的体积，再加40%体积的甲苯，置于磁力搅拌器上充分搅拌10 min。(3)分离血红蛋白溶液将搅拌好的混合液转移到离心管中，以2000r/min的速度离心10min后，试管中的溶液分为4层：第1层(最上层)：甲苯层(无色透明)第2层(中上层)：脂溶性物质沉淀层(白色薄层固体)第3层(中下层)：血红蛋白的水溶液层(红色透明液体)第4层(最下层)：杂质沉淀层(暗红色)(4)透析取1mL的血红蛋白溶液装入透析袋中，将透析袋放入盛有300mL的物质的量浓度为20mmol/L的磷酸缓冲液中，透析12 h，目的是除去样品中相对分子质量较小的杂质。(2)凝胶色谱分离制作凝胶色谱柱装填凝胶色谱柱样品加入和洗脱(3)结果分析与评价对于血液样品的处理，需要经过洗涤、释放、分离、透析几个步骤。由于血红蛋白与氧气结合变成鲜红色，与二氧化碳结合变成暗红色，所以刚分离后的血红蛋白溶液呈红色。红色区带的移动是实验成功与否的标志。红色区带在洗脱过程中均匀一致移动，说明实验分离成功。三、PCR技术的基本操作和应用1.细胞内DNA复制条件分析：条件组分作用模板DNA的两条链提供复制的模板原料四种脱氧核苷酸合成DNA子链的原料酶解旋酶、DNA聚合酶打开DNA双螺旋催化合成DNA子链能量ATP为解螺旋和合成子链供能引物RNA为DNA聚合酶提供合成的3端起点2.DNA分子复制的人工控制解开螺旋：在80100 时，DNA双螺旋打开，形成两条DNA单链，称为变性。恢复螺旋：在50 左右时，两条DNA单链重新形成双螺旋结构，称为复性。3.PCR的反应过程变性：在95 时DNA解旋复性：在50 时引物与DNA单链结合延伸：在72 时合成DNA子链(两个引物间的序列)4.实验操作(1)PCR反映体系：缓冲液、DNA模板、四种脱氧核苷酸原料、热稳定DNA聚合酶、两种RNA引物、水(2)实验操作步骤：按照PCR反应体系配方配制反应液将PCR反应体系50L用微量移液器转移到微量离心管中将微量离心管放到PCR仪设置PCR仪的工作参数DNA在PCR仪器中大量扩增水浴法：将微型离心管依次在95 、55 、72 的恒温水浴锅中循环处理相应时间5.实验注意事项：(1)避免外源DNA污染：所用仪器、缓冲液、蒸馏水等必须进行高压灭菌(2)缓冲液和酶分装成小份，-20 保存(3)每添加一种反应成分，更换一个移液器的枪头(4)混匀后离心处理，使反应液集中在离心管底部1.植物细胞表现出全能性的条件和步骤植物细胞要表现出全能性，需要经过以下几个步骤：成熟细胞分生细胞胚状体完整植株成熟细胞愈伤组织生根出芽完整植株诱导细胞的脱分化，需要的条件：离体；给予适宜营养和外界条件(包括光照、植物激素等)2.植物组织培养培养基、无土栽培培养液、微生物培养基的比较无土栽培：液体培养液；不含有有机物及植物激素；培养过程中不需要更换培养液；不需要灭菌；植物组织培养基：固体培养基；含有矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素、有机添加剂等；培养过程中需要更换培养基；需要灭菌；微生物培养基：一般是固体培养基；含有碳源、氮源、生长因子、无机盐、水，不含植物激素；培养过程中不需要更换培养基；需要灭菌。植物细胞表现出全能性的必要条件是()A.给予适宜的营养和外界条件B.导入其他植物细胞的基因C.脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件D.将成熟的筛管细胞核移植到去核卵细胞中C 在植物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织，这是基因选择性表达的结果。只有当植物组织或细胞脱离母体后，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，植物组织或细胞才能表现出全能性。下列不可能在离体条件下实现全能性的是（双选）()A.胡萝卜的韧皮部细胞B.杂交瘤细胞C.花粉粒D.保存完好的细胞核BD细胞全能性是指已经分化的细胞细胞全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育的潜能。高度分化的植物细仍然具有发育的潜能。高度分化的植物细胞具有全能性，特化的动物细胞的细胞核胞具有全能性，特化的动物细胞的细胞核具有全能性，但不同细胞全能性大小有差具有全能性，但不同细胞全能性大小有差异：受精卵异：受精卵生殖细胞生殖细胞体细胞。另外，细体细胞。另外，细胞完成各项生命活动的必要条件是细胞结胞完成各项生命活动的必要条件是细胞结构保持完整性。构保持完整性。可以成为植物组织培养条件的是()CO2有机物生长素细胞分裂素水矿质元素A.B.C.D.C进行植物组织培养需要有机物、植进行植物组织培养需要有机物、植物激素、水和矿质元素，但不需要物激素、水和矿质元素，但不需要CO2，因，因不能进行光合作用。不能进行光合作用。植物组织培养和无土栽培所用的培养基的共同点是()A.都需要灭菌B.都含有植物激素C.都含有蔗糖等有机物D.都含有矿质元素D无土栽培把植物生长发育过程中无土栽培把植物生长发育过程中所需要的各种矿质元素，按照一定的比例所需要的各种矿质元素，按照一定的比例配成营养液，营养液中不含有有机物和植配成营养液，营养液中不含有有机物和植物激素。植物组织培养的培养基需要矿质物激素。植物组织培养的培养基需要矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和有机添元素、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加物。培养过程中需要更换培养基，调节加物。培养过程中需要更换培养基，调节植物生长调节剂的种类及比例。植物生长调节剂的种类及比例。【真题真题1】(10江苏江苏)明党参是我国珍稀药用明党参是我国珍稀药用植物，对其进行保护性开发利用的方法有植物，对其进行保护性开发利用的方法有(多多选选)( ) A设计细胞培养反应器，实现药用成分的设计细胞培养反应器，实现药用成分的工厂化生产工厂化生产 B大量培养愈伤组织，直接提取药用成分大量培养愈伤组织，直接提取药用成分 C大规模栽培组织培养苗，获取药用成分大规模栽培组织培养苗，获取药用成分 D. 利用组织培养获得胚状体，制成人工种利用组织培养获得胚状体，制成人工种子子 【解析解析】本题考查了植物组织培养技术本题考查了植物组织培养技术的应用。对明党参进行保护性开发可采用设的应用。对明党参进行保护性开发可采用设计细胞培养反应器的方法，也可通过大量培计细胞培养反应器的方法，也可通过大量培养愈伤组织，直接提取药用成分，可以通过养愈伤组织，直接提取药用成分，可以通过大量培育组织培养苗而获取药用成分，也可大量培育组织培养苗而获取药用成分，也可获取人工种子进行大面积种植，正确选项为获取人工种子进行大面积种植，正确选项为ABCD。 【真题真题2】(08江苏江苏)某组织培养实验室某组织培养实验室的愈伤组织被真菌严重污染，为查找污染的愈伤组织被真菌严重污染，为查找污染原因设计了原因设计了4个实验，实验条件除图示外其个实验，实验条件除图示外其他均相同，下图表示实验结果，据图可得他均相同，下图表示实验结果，据图可得出的初步结论是出的初步结论是( )污染主要不是培养基灭菌时间短造成的污染主要不是培养基灭菌时间短造成的污染主要来源于组织培养所用的离体组织污染主要来源于组织培养所用的离体组织调节培养基调节培养基pH不能解决污染问题不能解决污染问题调节培养温度不能解决污染问题调节培养温度不能解决污染问题A BC D 【解析解析】图一说明污染与培养基灭图一说明污染与培养基灭菌时间没有太大关系；图二离体组织灭菌时间没有太大关系；图二离体组织灭菌时间越长，污染率越低，说明污染主菌时间越长，污染率越低，说明污染主要来自离体组织；图三表示调节要来自离体组织；图三表示调节pH对对污染没有太大的影响；图四表示调节温污染没有太大的影响；图四表示调节温度不能解决污染问题。度不能解决污染问题。 C