廣東省高三生物復習 第14章 第39講 生物技術在其他方面的應用課件

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1、生物技術實踐生物技術實踐第第 講講一、植物組織培養(yǎng)1.原理：植物細胞的全能性2.基本過程：(1)脫分化和再分化的比較脫分化和再分化的比較起點關鍵因素條件脫分化外植體植物激素一般暗培養(yǎng)再分化 愈傷組織細胞分裂素和生長素比例必須要光照(2)愈傷組織的特點：細胞排列疏松而無規(guī)愈傷組織的特點：細胞排列疏松而無規(guī)則，是一種高度液泡化的呈無定形的薄壁則，是一種高度液泡化的呈無定形的薄壁細胞。細胞。3.影響因素(1)外植體的選擇：材料本身的種類、年齡、保存時間長短等。無機營養(yǎng)無機營養(yǎng)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)營養(yǎng)營養(yǎng)有機營養(yǎng)：維

2、生素、甘氨酸、煙酸、肌醇以有機營養(yǎng)：維生素、甘氨酸、煙酸、肌醇以及蔗糖等及蔗糖等(3)植物激素常用激素：生長素和細胞分裂素。使用激素順序不同對試驗結果的影響：使用順序實驗結果先使用生長素，后使用細胞分裂素有利于細胞分裂，但細胞不分化先使用細胞分裂素，后使用生長素細胞既分裂又分化同時使用分化頻率提高生長素用量比細胞分裂素用量，其比值不同，對細胞發(fā)育的方向影響不同：比值高時：有利于根的分化，抑制芽的形成比值低時：有利于芽的分化，抑制根的形成比值適中：促進愈傷組織的形成(4)溫度：一般將溫度控制在1822 (5)pH：一般將pH控制在5.8左右(6)光照：每日用日光燈照射12 h4.實驗操作步驟(1

3、)制備MS固體培養(yǎng)基：配制各種母液配制培養(yǎng)基滅菌(2)外植體消毒：酒精溶液消毒無菌水清洗次氯酸鈉(或氯化汞)溶液無菌水清洗(3)接種(4)培養(yǎng)(5)移栽(6)栽培5.月季的花藥培養(yǎng)(1)被子植物的花粉發(fā)育小孢子母細胞4個小孢子1個小孢子(單核居中期)1個小孢子(單核靠邊期)花粉粒(含一個花粉管細胞核和一個生殖細胞核)(2)產生花粉植株的兩種途徑產生花粉植株的兩種途徑(3)影響花藥培養(yǎng)的因素不同植物的誘導成功率很不相同；同種植物的生理狀況；花粉發(fā)育時期；親本植株的生長條件、材料和低溫預處理以及接種密度等。6.花粉植株的產生和植物莖的組織培養(yǎng)的比較菊花莖的組織培養(yǎng)月季的花藥培養(yǎng)理論依據植物細胞的全

4、能性基本過程脫分化、再分化影響因素選材、營養(yǎng)、激素、pH、溫度、光照等操作流程制備固體培養(yǎng)基外植體消毒接種培養(yǎng)移栽栽培選材材料消毒接種和培養(yǎng)篩選和誘導移栽栽培選育二、蛋白質的提取和分離二、蛋白質的提取和分離1.蛋白質的理化性質(1)具有兩性(2)可以發(fā)生水解反應(3)可溶性、具有膠體的性質(4)鹽析(5)蛋白質的變性(6)顏色反應2.操作步驟蛋白質的提取和分離一般為四步：樣品處理粗分離純化純度鑒定(1)樣品處理(1)紅細胞的洗滌采集血樣低速短時間離心吸取血漿鹽水洗滌低速離心重復步驟三次(2)血紅蛋白的釋放將洗滌好的紅細胞倒入燒杯中，加蒸餾水到原血液的體積，再加40%體積的甲苯，置于磁力攪拌器上

5、充分攪拌10 min。(3)分離血紅蛋白溶液將攪拌好的混合液轉移到離心管中，以2000r/min的速度離心10min后，試管中的溶液分為4層：第1層(最上層)：甲苯層(無色透明)第2層(中上層)：脂溶性物質沉淀層(白色薄層固體)第3層(中下層)：血紅蛋白的水溶液層(紅色透明液體)第4層(最下層)：雜質沉淀層(暗紅色)(4)透析取1mL的血紅蛋白溶液裝入透析袋中，將透析袋放入盛有300mL的物質的量濃度為20mmol/L的磷酸緩沖液中，透析12 h，目的是除去樣品中相對分子質量較小的雜質。(2)凝膠色譜分離制作凝膠色譜柱裝填凝膠色譜柱樣品加入和洗脫(3)結果分析與評價對于血液樣品的處理，需要經過

6、洗滌、釋放、分離、透析幾個步驟。由于血紅蛋白與氧氣結合變成鮮紅色，與二氧化碳結合變成暗紅色，所以剛分離后的血紅蛋白溶液呈紅色。紅色區(qū)帶的移動是實驗成功與否的標志。紅色區(qū)帶在洗脫過程中均勻一致移動，說明實驗分離成功。三、PCR技術的基本操作和應用1.細胞內DNA復制條件分析：條件組分作用模板DNA的兩條鏈提供復制的模板原料四種脫氧核苷酸合成DNA子鏈的原料酶解旋酶、DNA聚合酶打開DNA雙螺旋催化合成DNA子鏈能量ATP為解螺旋和合成子鏈供能引物RNA為DNA聚合酶提供合成的3端起點2.DNA分子復制的人工控制解開螺旋：在80100 時，DNA雙螺旋打開，形成兩條DNA單鏈，稱為變性?；謴吐菪?/p>

7、在50 左右時，兩條DNA單鏈重新形成雙螺旋結構，稱為復性。3.PCR的反應過程變性：在95 時DNA解旋復性：在50 時引物與DNA單鏈結合延伸：在72 時合成DNA子鏈(兩個引物間的序列)4.實驗操作(1)PCR反映體系：緩沖液、DNA模板、四種脫氧核苷酸原料、熱穩(wěn)定DNA聚合酶、兩種RNA引物、水(2)實驗操作步驟：按照PCR反應體系配方配制反應液將PCR反應體系50L用微量移液器轉移到微量離心管中將微量離心管放到PCR儀設置PCR儀的工作參數(shù)DNA在PCR儀器中大量擴增水浴法：將微型離心管依次在95 、55 、72 的恒溫水浴鍋中循環(huán)處理相應時間5.實驗注意事項：(1)避免外源DNA污

8、染：所用儀器、緩沖液、蒸餾水等必須進行高壓滅菌(2)緩沖液和酶分裝成小份，-20 保存(3)每添加一種反應成分，更換一個移液器的槍頭(4)混勻后離心處理，使反應液集中在離心管底部1.植物細胞表現(xiàn)出全能性的條件和步驟植物細胞要表現(xiàn)出全能性，需要經過以下幾個步驟：成熟細胞分生細胞胚狀體完整植株成熟細胞愈傷組織生根出芽完整植株誘導細胞的脫分化，需要的條件：離體；給予適宜營養(yǎng)和外界條件(包括光照、植物激素等)2.植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)基、無土栽培培養(yǎng)液、微生物培養(yǎng)基的比較無土栽培：液體培養(yǎng)液；不含有有機物及植物激素；培養(yǎng)過程中不需要更換培養(yǎng)液；不需要滅菌；植物組織培養(yǎng)基：固體培養(yǎng)基；含有礦質元素、蔗糖、維生

9、素、植物激素、有機添加劑等；培養(yǎng)過程中需要更換培養(yǎng)基；需要滅菌；微生物培養(yǎng)基：一般是固體培養(yǎng)基；含有碳源、氮源、生長因子、無機鹽、水，不含植物激素；培養(yǎng)過程中不需要更換培養(yǎng)基；需要滅菌。植物細胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是()A.給予適宜的營養(yǎng)和外界條件B.導入其他植物細胞的基因C.脫離母體后，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件D.將成熟的篩管細胞核移植到去核卵細胞中C 在植物體內，細胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織，這是基因選擇性表達的結果。只有當植物組織或細胞脫離母體后，在一定的營養(yǎng)物質、激素和其他外界條件的作用下，植物組織或細胞才能表現(xiàn)出全能性。下列不可能在離體條件下實現(xiàn)全能性的是（雙選）(

10、)A.胡蘿卜的韌皮部細胞B.雜交瘤細胞C.花粉粒D.保存完好的細胞核BD細胞全能性是指已經分化的細胞細胞全能性是指已經分化的細胞仍然具有發(fā)育的潛能。高度分化的植物細仍然具有發(fā)育的潛能。高度分化的植物細胞具有全能性，特化的動物細胞的細胞核胞具有全能性，特化的動物細胞的細胞核具有全能性，但不同細胞全能性大小有差具有全能性，但不同細胞全能性大小有差異：受精卵異：受精卵生殖細胞生殖細胞體細胞。另外，細體細胞。另外，細胞完成各項生命活動的必要條件是細胞結胞完成各項生命活動的必要條件是細胞結構保持完整性。構保持完整性?？梢猿蔀橹参锝M織培養(yǎng)條件的是()CO2有機物生長素細胞分裂素水礦質元素A.B.C.D.C

11、進行植物組織培養(yǎng)需要有機物、植進行植物組織培養(yǎng)需要有機物、植物激素、水和礦質元素，但不需要物激素、水和礦質元素，但不需要CO2，因，因不能進行光合作用。不能進行光合作用。植物組織培養(yǎng)和無土栽培所用的培養(yǎng)基的共同點是()A.都需要滅菌B.都含有植物激素C.都含有蔗糖等有機物D.都含有礦質元素D無土栽培把植物生長發(fā)育過程中無土栽培把植物生長發(fā)育過程中所需要的各種礦質元素，按照一定的比例所需要的各種礦質元素，按照一定的比例配成營養(yǎng)液，營養(yǎng)液中不含有有機物和植配成營養(yǎng)液，營養(yǎng)液中不含有有機物和植物激素。植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基需要礦質物激素。植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基需要礦質元素、蔗糖、維生素、植物激素和有機添

12、元素、蔗糖、維生素、植物激素和有機添加物。培養(yǎng)過程中需要更換培養(yǎng)基，調節(jié)加物。培養(yǎng)過程中需要更換培養(yǎng)基，調節(jié)植物生長調節(jié)劑的種類及比例。植物生長調節(jié)劑的種類及比例。【真題真題1】(10江蘇江蘇)明黨參是我國珍稀藥用明黨參是我國珍稀藥用植物，對其進行保護性開發(fā)利用的方法有植物，對其進行保護性開發(fā)利用的方法有(多多選選)( ) A設計細胞培養(yǎng)反應器，實現(xiàn)藥用成分的設計細胞培養(yǎng)反應器，實現(xiàn)藥用成分的工廠化生產工廠化生產 B大量培養(yǎng)愈傷組織，直接提取藥用成分大量培養(yǎng)愈傷組織，直接提取藥用成分 C大規(guī)模栽培組織培養(yǎng)苗，獲取藥用成分大規(guī)模栽培組織培養(yǎng)苗，獲取藥用成分 D. 利用組織培養(yǎng)獲得胚狀體，制成人工

13、種利用組織培養(yǎng)獲得胚狀體，制成人工種子子 【解析解析】本題考查了植物組織培養(yǎng)技術本題考查了植物組織培養(yǎng)技術的應用。對明黨參進行保護性開發(fā)可采用設的應用。對明黨參進行保護性開發(fā)可采用設計細胞培養(yǎng)反應器的方法，也可通過大量培計細胞培養(yǎng)反應器的方法，也可通過大量培養(yǎng)愈傷組織，直接提取藥用成分，可以通過養(yǎng)愈傷組織，直接提取藥用成分，可以通過大量培育組織培養(yǎng)苗而獲取藥用成分，也可大量培育組織培養(yǎng)苗而獲取藥用成分，也可獲取人工種子進行大面積種植，正確選項為獲取人工種子進行大面積種植，正確選項為ABCD。 【真題真題2】(08江蘇江蘇)某組織培養(yǎng)實驗室某組織培養(yǎng)實驗室的愈傷組織被真菌嚴重污染，為查找污染的愈

14、傷組織被真菌嚴重污染，為查找污染原因設計了原因設計了4個實驗，實驗條件除圖示外其個實驗，實驗條件除圖示外其他均相同，下圖表示實驗結果，據圖可得他均相同，下圖表示實驗結果，據圖可得出的初步結論是出的初步結論是( )污染主要不是培養(yǎng)基滅菌時間短造成的污染主要不是培養(yǎng)基滅菌時間短造成的污染主要來源于組織培養(yǎng)所用的離體組織污染主要來源于組織培養(yǎng)所用的離體組織調節(jié)培養(yǎng)基調節(jié)培養(yǎng)基pH不能解決污染問題不能解決污染問題調節(jié)培養(yǎng)溫度不能解決污染問題調節(jié)培養(yǎng)溫度不能解決污染問題A BC D 【解析解析】圖一說明污染與培養(yǎng)基滅圖一說明污染與培養(yǎng)基滅菌時間沒有太大關系；圖二離體組織滅菌時間沒有太大關系；圖二離體組織滅菌時間越長，污染率越低，說明污染主菌時間越長，污染率越低，說明污染主要來自離體組織；圖三表示調節(jié)要來自離體組織；圖三表示調節(jié)pH對對污染沒有太大的影響；圖四表示調節(jié)溫污染沒有太大的影響；圖四表示調節(jié)溫度不能解決污染問題。度不能解決污染問題。 C