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2019-2020年高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第十一單元 第45講 生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用教案 [考綱要求]　1.植物的組織培養(yǎng)。2.PCR技術(shù)的基本操作和應(yīng)用。3.蛋白質(zhì)的提取和分離。4.從生物材料中提取某些特定的成分。5.實驗：DNA的粗提取與鑒定。 考點一　植物組織培養(yǎng) 1． 植物組織培養(yǎng)的過程 外植體愈傷組織幼苗―→移栽 植物組織培養(yǎng)常用的培養(yǎng)基是MS培養(yǎng)基，一般需要添加生長素和細(xì)胞分裂素兩種植物激素。 2． 植物組織培養(yǎng)的實驗操作 (1)菊花的組織培養(yǎng)過程 制備MS培養(yǎng)基(配制母液、配制培養(yǎng)基、滅菌)→外植體消毒→接種→培養(yǎng)→移栽→栽培。 (2)月季的花藥培養(yǎng)過程 ①過程：材料的選取→材料的消毒→接種和培養(yǎng)→鑒定和篩選。 ②影響花藥培養(yǎng)的因素主要有材料的選擇和培養(yǎng)基的組成。 ③要挑選完全未開放的花蕾，確定花粉發(fā)育時期最常用的方法是醋酸洋紅法。 3． 影響植物組織培養(yǎng)的因素 (1)菊花的組織培養(yǎng)，一般選擇開花植株的莖上部新萌生的側(cè)枝 (　　) (2)植物激素的濃度可影響細(xì)胞分化，但使用的先后順序及比例不影響組織培養(yǎng)的過程 (　　) (3)pH、溫度和光照等也影響植物組織培養(yǎng) (　√　) 易錯警示　實驗操作中易錯的幾個問題 (1)材料的選?。壕栈ǖ慕M織培養(yǎng)實驗中，應(yīng)選擇未開花植株的莖上部新萌生的側(cè)枝；月季的花藥培養(yǎng)實驗中，應(yīng)選擇花粉發(fā)育過程中的單核靠邊期的花粉進行培養(yǎng)。 (2)外植體消毒：所用消毒劑為體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞溶液，所使用的清洗液是無菌水。 (3)培養(yǎng)過程：在初期，菊花的組織培養(yǎng)需光照，月季的花藥培養(yǎng)不需光照；而在后期均需光照。 1． 植物的花藥培養(yǎng)在育種上有特殊的意義。植物組織培養(yǎng)可用于無病毒植株及細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)等方面。請回答相關(guān)問題： (1)利用月季的花藥離體培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體時，選材非常重要。一般來說，在____________期花藥培養(yǎng)的成功率最高。為了選擇該期的花藥，通常選擇____________的花蕾。確定花粉發(fā)育時期最常用的方法有____________法，但是對于花粉細(xì)胞核不易著色的植物，需采用____________法，該法能將花粉細(xì)胞核染成____________色。 (2)若要進行蘭花無病毒植株的培育，首先選擇蘭花的____________作為外植體。從外植體到無病毒植株試管苗，要人為控制細(xì)胞的____________和____________過程。 (3)進行組織培養(yǎng)需配制MS培養(yǎng)基，在該培養(yǎng)基中常需要添加____________、____________等植物激素。欲有利于根的分化，植物激素的用量比例應(yīng)為________________________________________________________________________。 (4)不同植物的組織培養(yǎng)除需營養(yǎng)和激素外，____________________________等外界條件也很重要。 (5)無菌技術(shù)也是成功誘導(dǎo)出花粉植株的重要因素，下列各項中使用化學(xué)藥劑進行消毒的是____________，采用灼燒方法進行滅菌的是____________。(填序號) ①培養(yǎng)皿?、谂囵B(yǎng)基?、蹖嶒灢僮鞯碾p手?、苋清F形瓶⑤接種環(huán)?、藁ɡ? 答案　(1)單核靠邊　完全未開放　醋酸洋紅　焙花青—鉻礬　藍黑　(2)莖尖分生組織　脫分化(或去分化)　再分化(3)生長素　細(xì)胞分裂素(兩空順序可以顛倒)　生長素多于細(xì)胞分裂素　(4)pH、溫度和光照　(5)③⑥?、? 解析　(1)早期的花藥比后期的更容易培養(yǎng)成功。一般來說，在單核期，細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)的時期，花藥培養(yǎng)成功率最高。該時期的花藥通常存在于完全未開放的花蕾中。(2)根尖、莖尖約0～0.1 mm區(qū)域中幾乎不含病毒。病毒通過維管系統(tǒng)移動，而分生組織中不存在維管系統(tǒng)，且莖尖分生組織中，代謝活力高，競爭中病毒復(fù)制處于劣勢。(3)生長素與細(xì)胞分裂素等植物激素可調(diào)節(jié)脫分化和再分化。當(dāng)生長素含量多于細(xì)胞分裂素含量時，利于生根。(4)植物培養(yǎng)時，除需要營養(yǎng)、激素外，還需要適宜的溫度、pH和光照等。(5)對實驗器具進行滅菌處理，對實驗過程中的具有生物活性的材料或用具進行消毒處理。 1． 植物組織培養(yǎng)技術(shù)和花藥離體培養(yǎng)技術(shù)的異同 　　 項目 內(nèi)容　　 菊花的組織培養(yǎng) 月季的花藥培養(yǎng) 理論依據(jù) 植物細(xì)胞的全能性 基本過程 脫分化→再分化 外植體的細(xì)胞類型 體細(xì)胞 生殖細(xì)胞 操作流程 制備培養(yǎng)基→外植體消毒→接種→培養(yǎng)→移栽→栽培 選材→消毒→接種和培養(yǎng)→篩選和誘導(dǎo)→移栽→栽培選育 影響因素 選材、營養(yǎng)、植物激素、pH、溫度、陽光等 培養(yǎng)結(jié)果 正常植株 單倍體植株 生殖方式 無性生殖 有性生殖 可育性 可育 高度不育，秋水仙素處理后可育 2． 植物激素與組織培養(yǎng) (1)生長素和細(xì)胞分裂素是啟動細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素，其作用及特點： ①在生長素存在的情況下，細(xì)胞分裂素的作用呈現(xiàn)加強的趨勢。 ②使用順序不同，結(jié)果不同，具體如下： 使用順序 實驗結(jié)果 先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂素 有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化 先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長素 細(xì)胞既分裂也分化 同時使用 分化頻率提高 ③用量比例不同，結(jié)果也不同 3． 影響植物組織培養(yǎng)的因素 (1)材料：植物的種類、材料的年齡和保存時間的長短等都會影響實驗結(jié)果。一般來說，容易進行無性繁殖的植物容易進行組織培養(yǎng)。嫩枝生理狀態(tài)好，容易誘導(dǎo)脫分化和再分化。 (2)營養(yǎng)：常用的培養(yǎng)基是MS培養(yǎng)基，其中含有的大量元素是N、P、S、K、Ca、Mg，微量元素是Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、I、Co，有機物有甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素、蔗糖等。 (3)環(huán)境條件：pH、溫度、光照等條件。如菊花的組織培養(yǎng)所需pH為5.8左右，溫度為18～22 ℃，光照條件為每日用日光燈照射12 h。 考點二　DNA的粗提取與鑒定 1． 基本原理 2． 操作過程 材料的選取：選用DNA含量相對較高的生物組織 　 去除雜質(zhì)：利用DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度的 　　 不同，通過控制NaCl溶液的濃度去除雜質(zhì) 　 DNA的鑒定：在溶有DNA的溶液中加入二苯胺試劑，沸水 　　　　中加熱5 min，溶液變成藍色 易錯警示　(1)本實驗不能用哺乳動物成熟紅細(xì)胞作實驗材料，原因是哺乳動物成熟紅細(xì)胞無細(xì)胞核?？蛇x用雞血細(xì)胞作材料。(2)實驗中兩次使用蒸餾水，第一次的目的是使成熟的雞血細(xì)胞漲破釋放出DNA，第二次的目的是稀釋NaCl溶液，使DNA從溶液中析出。 2． 下圖表示以雞血為實驗材料進行DNA的粗提取與鑒定的操作程序，請分析回答下列問題： (1)步驟一中，向雞血細(xì)胞液中加入____________并攪拌，可使雞血細(xì)胞破裂。 (2)步驟二中，過濾后收集含有DNA的____________。 (3)步驟三、四的操作原理是________________________________________________ ________________________________________________________________________； 步驟四中，通過向溶液中加入____________調(diào)節(jié)NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度至____________mol/L時，DNA將會析出，過濾去除溶液中的雜質(zhì)。 (4)步驟七：向步驟六過濾后的____________中加入等體積的冷卻的____________，靜置2～3 min，溶液中會出現(xiàn)________色絲狀物，這就是粗提取的DNA。 (5)步驟七：DNA遇____________試劑，沸水浴5 min，冷卻后，溶液呈______色。 答案　(1)蒸餾水　(2)濾液　(3)DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同，通過控制NaCl溶液的濃度去除雜質(zhì)　蒸餾水　0.14　(4)濾液　酒精　白　(5)二苯胺　藍 解析　破碎紅細(xì)胞應(yīng)用蒸餾水，使之吸水漲破。DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，在2 mol/L的NaCl溶液中DNA溶解，在0.14 mol/L的NaCl溶液中DNA析出?？赏ㄟ^加入蒸餾水將2 mol/L的NaCl溶液稀釋為0.14 mol/L的NaCl溶液。DNA不溶于冷酒精，遇二苯胺加熱呈藍色。 1． DNA與蛋白質(zhì)在NaCl溶液中溶解度比較 2 mol/L NaCl溶液 0.14 mol/L NaCl溶液 溶解規(guī)律 DNA 溶解 析出 蛋白質(zhì) 部分發(fā)生鹽析沉淀 溶解 NaCl溶液從2 mol/L降低過程中，溶解度逐漸增大 2． DNA粗提取與鑒定中不同試劑的用途及原理比較 試劑 濃度 用途 原理(“△”為實驗的主要原理) NaCl溶液 2 mol/L 溶解DNA DNA在NaCl溶液中的溶解度隨溶液濃度的變化而改變，溶解度在2 mol/L時最大、在0.14 mol/L時最小 △ 0.14 mol/L 析出DNA 2 mol/L 鑒定時的溶劑 酒精 95%(體積分?jǐn)?shù)) 除去雜質(zhì)以提純DNA DNA不溶于酒精，但是細(xì)胞中的某些物質(zhì)可以溶于酒精 △ 二苯胺 鑒定劑 DNA遇二苯胺(沸水浴)會變藍色 △ 檸檬酸鈉 0.03 g/mL 抗凝劑 除去血液中的鈣離子，防止血液凝固 3． DNA粗提取實驗材料和方法的選擇 (1)不同生物的組織中DNA含量不同 在選取材料時，應(yīng)本著DNA含量高、材料易得、便于提取的原則。 (2)材料不同所采用的提取方法不同 ①植物組織：取材→研磨→過濾→沉淀。 ②雞血：制備雞血細(xì)胞液→提取核DNA→溶解細(xì)胞核內(nèi)DNA→析出并濾取DNA→DNA再溶解→提取較純凈的DNA。 考點三　PCR技術(shù)的基本操作和應(yīng)用 1． PCR原理 DNA熱變性原理，即： 2． PCR反應(yīng)過程 (1)變性：當(dāng)溫度上升到90_℃以上時，雙鏈DNA解聚為單鏈。 (2)復(fù)性：溫度下降到55_℃左右時，兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結(jié)合。 (3)延伸：溫度上升到72 ℃左右時，溶液中的四種脫氧核苷酸(A、T、C、G)在DNA聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補配對原則合成新的DNA鏈。 易錯警示　(1)DNA分子復(fù)制的人工控制 解開螺旋：在80～100 ℃時，DNA雙螺旋打開，形成兩條DNA單鏈，稱為變性。 恢復(fù)螺旋：在50 ℃左右時，兩條DNA單鏈重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，稱為復(fù)性。 復(fù)制條件：緩沖液、DNA模板、四種脫氧核苷酸、熱穩(wěn)定DNA聚合酶和兩種引物。 反應(yīng)場所：PCR儀。 (2)PCR技術(shù)中的引物：①含義：引物是一小段單鏈DNA或RNA分子。②作用：為DNA聚合酶提供合成的3′端起點。③種類：擴增一個DNA分子需要2種引物。 ④數(shù)目：引物數(shù)目等于新合成的DNA子鏈數(shù)目。⑤與DNA母鏈的關(guān)系：兩種引物分別與DNA母鏈的3′端通過堿基互補配對結(jié)合。 3． 多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)是一種體外迅速擴增DNA片段的技術(shù)。請回答下列有關(guān)PCR技術(shù)的基本原理及應(yīng)用問題： (1)DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模ǔ_______________的末端稱為5′端，當(dāng)引物與DNA母鏈通過堿基互補配對結(jié)合后，DNA聚合酶就能從引物的____________開始延伸DNA鏈。 (2)PCR利用DNA的熱變性原理解決了打開DNA雙鏈的問題，但又導(dǎo)致了DNA聚合酶失活的新問題。到20世紀(jì)80年代，科學(xué)家從一種Taq細(xì)菌中分離到__________________________________，它的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用解決了上述問題。要將Taq細(xì)菌從其他普通的微生物中分離出來，所用的培養(yǎng)基叫______________。 (3)PCR的每次循環(huán)可以分為______________________三步。假設(shè)在PCR反應(yīng)中，只有一個DNA片段作為模板，請計算在5次循環(huán)后，反應(yīng)物中大約有________個這樣的DNA片段。 (4)請用簡圖表示出一個DNA片段PCR反應(yīng)中第二輪的產(chǎn)物。 (5)簡述PCR技術(shù)的主要應(yīng)用。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)磷酸基團　3′端　(2)耐高溫的Taq DNA聚合酶　選擇培養(yǎng)基　(3)變性、復(fù)性和延伸　32 (4)如圖所示 (5)遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學(xué)、基因克隆和DNA序列測定(要求3項以上) 解析　(1)DNA聚合酶只能把新的核苷酸加到已經(jīng)存在的核酸的3′羥基上，與DNA母鏈結(jié)合的引物就提供這個羥基。 (2)因PCR利用了DNA的熱變性原理解決了打開DNA雙鏈的問題，所以用于催化DNA復(fù)制過程的DNA聚合酶要具有耐高溫的特性。用選擇培養(yǎng)基可將Taq細(xì)菌從其他普通的微生物中分離出來。 (3)DNA復(fù)制時兩條鏈均作為模板，進行半保留復(fù)制，所以復(fù)制5次后得到的子代DNA分子數(shù)為25＝32個。 (4)新合成的DNA鏈帶有引物，而最初的模板DNA的兩條鏈不帶有引物。 (5)PCR技術(shù)可以對DNA分子進行擴增，所以可用于遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學(xué)、基因克隆和DNA序列測定等方面。 1． 細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制與PCR技術(shù)的比較 細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制 PCR 不同點 解旋 在DNA解旋酶作用下，邊解旋邊復(fù)制 80～100 ℃高溫解旋，雙鏈完全分開 酶 DNA解旋酶、DNA聚合酶 Taq DNA聚合酶 引物 RNA DNA或RNA 溫度 體內(nèi)溫和條件 高溫 相同點 ①需提供DNA復(fù)制的模板 ②四種脫氧核苷酸為原料 ③子鏈延伸的方向都是從5′端到3′端 2． PCR的反應(yīng)過程 (1)變性：當(dāng)溫度上升到90 ℃以上時，雙鏈DNA解聚為單鏈，如下圖： (2)復(fù)性：溫度下降到50 ℃左右，兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結(jié)合，如下圖： (3)延伸：溫度上升到72 ℃左右，溶液中的四種脫氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補配對原則合成新的DNA鏈，如下圖： 考點四　血紅蛋白的提取和分離 1． 血紅蛋白的提取和分離原理及方法 (1)原理：蛋白質(zhì)各種特性的差異，如分子的形狀和大小、所帶電荷的性質(zhì)和多少、溶解度、吸附性質(zhì)和對其他分子的親和力等，可以用來分離不同種類的蛋白質(zhì)。 (2)分離方法 ①凝膠色譜法：也稱做分配色譜法，是根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的有效方法。 ②電泳法：電泳是指帶電粒子在電場的作用下發(fā)生遷移的過程。常用的電泳法有瓊脂糖凝膠電泳和聚丙烯酰胺凝膠電泳。 2． 血紅蛋白的提取和分離過程 樣品處理：紅細(xì)胞的洗滌―→血紅蛋白的釋放―→分離血紅蛋白溶液 　 純化：用凝膠色譜法分離相對分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì) 3． 判斷正誤 (1)利用凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)時，相對分子質(zhì)量小的先洗脫出來 (　　) (2)在電泳過程中，蛋白質(zhì)分子的移動速度，與分子本身的大小和形狀無關(guān)，而與所帶電荷的差異有關(guān) (　　) (3)在SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳中，電泳遷移率完全取決于分子的大小 (　√　) 易錯警示　“血紅蛋白的提取和分離實驗”中的注意事項 (1)紅細(xì)胞的洗滌：洗滌次數(shù)不能過少，否則無法除去血漿蛋白；要低速、短時離心，否則會使白細(xì)胞等一同沉淀，達不到分離的效果。(2)凝膠的預(yù)處理：用沸水浴法不但節(jié)約時間，而且除去凝膠中可能帶有的微生物，排除膠粒內(nèi)的空氣。(3)色譜柱的裝填：裝填時盡量緊密，減小顆粒間隙；無氣泡；洗脫液不能斷流。(4)色譜柱成功的標(biāo)志：紅色區(qū)帶均勻一致地移動。 4． 紅細(xì)胞中含有大量的血紅蛋白，我們可以選用豬、牛、羊或其他脊椎動物的血液進行實驗來提取和分離血紅蛋白。下列對血紅蛋白提取和分離的敘述，錯誤的是 (　　) A．血紅蛋白提取和分離一般按照樣品處理→粗分離→純化→純度鑒定的順序進行 B．純化過程中要用生理鹽水充分溶脹凝膠來配制凝膠懸浮液 C．粗分離中透析的目的是去除相對分子質(zhì)量較小的雜質(zhì) D．可經(jīng)SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳進行純度鑒定 答案　B 解析　蛋白質(zhì)的提取和分離一般分為四步：樣品處理、粗分離、純化和純度鑒定。提取和分離血紅蛋白時，首先通過洗滌紅細(xì)胞、血紅蛋白的釋放、離心等操作收集到血紅蛋白溶液，即樣品處理；再通過透析法除去相對分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)，即樣品的粗分離；然后通過凝膠色譜法將相對分子質(zhì)量較大的雜蛋白除去，即樣品純化，純化過程中凝膠應(yīng)用蒸餾水充分溶脹后，配制成凝膠懸浮液，而不是用生理鹽水；最后經(jīng)SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳進行純度鑒定。 1． 常用的蛋白質(zhì)分離方法 (1)凝膠色譜法 　　　蛋白質(zhì) 項目 相對分子質(zhì)量大 相對分子質(zhì)量小 凝膠內(nèi)部 不能進入 能進入 運動方式 垂直向下 垂直向下和無 規(guī)則擴散運動 經(jīng)過路程 較短 較長 洗脫次序 先流出 后流出 (2)電泳法原理 ①在一定pH下，蛋白質(zhì)分子的某些基團解離后帶上正電或負(fù)電。在電場的作用下，帶 電分子會向著與其所帶電荷相反的電極移動。 ②由于待分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身的大小、形狀的不同，使帶 電分子產(chǎn)生不同的遷移速度，從而實現(xiàn)樣品中各種分子的分離。 2． 分離DNA、PCR技術(shù)、分離蛋白質(zhì)的比較 分離DNA PCR技術(shù) 分離蛋白質(zhì) 實驗原理 DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同，且不溶于冷酒精 利用DNA熱變性原理體外擴增DNA 依據(jù)相對分子質(zhì)量的大小不同來分離蛋白質(zhì) 實驗過程 選取材料→破碎細(xì)胞釋放DNA→除雜→DNA析出與鑒定 變性→復(fù)性→延伸 樣品處理→凝膠色譜操作 實驗結(jié)果 獲得較純凈的DNA 獲得大量DNA 相對分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)得以分離 實驗意義 為DNA研究打下基礎(chǔ) 解決了DNA研究中材料不足的問題 為蛋白質(zhì)的研究和利用提供了原材料 3． 比較瓊脂糖凝膠電泳和SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳 (1)從載體上看，利用瓊脂糖凝膠作為載體的是瓊脂糖凝膠電泳，利用SDS—聚丙烯酰胺凝膠作為載體的是SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳。 (2)從依據(jù)上看，利用了分子帶電性質(zhì)差異和分子大小的是瓊脂糖凝膠電泳，僅利用了分子大小的是SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳。 (3)從優(yōu)點上看，瓊脂糖凝膠電泳操作簡單，電泳速度快，樣品不需處理，電泳圖譜清晰，分辨率高，重復(fù)性好；SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳消除了凈電荷對遷移率的影響，使電泳遷移率完全取決于分子的大小。 考點五　植物有效成分的提取 1． 植物芳香油的提取 (1)提取玫瑰精油實驗 ①方法：水蒸氣蒸餾法。 ②實驗流程 (2)提取橘皮精油的實驗 ①方法：一般用壓榨法。 ②實驗流程 2． 胡蘿卜素的提取 (1)胡蘿卜素性質(zhì)：不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有機溶劑。 (2)實驗設(shè)計 ①方法：萃取法，石油醚最適宜作萃取劑。 ②實驗流程 (3)鑒定方法：紙層析法。 易錯警示　胡蘿卜素粗品鑒定過程中的5個易錯點 (1)層析時沒有選擇干凈的濾紙，導(dǎo)致實驗現(xiàn)象不明顯：為了防止操作時對濾紙的污染，應(yīng)盡量避免用手直接接觸濾紙，可以戴手套進行操作。 (2)點樣時點樣圓點太大(直徑大于2 mm)，導(dǎo)致最終在濾紙上形成一條線，無法辨認(rèn)被提取的色素：點樣圓點的直徑應(yīng)為2 mm。 (3)將點好樣的濾紙卷成筒狀，卷紙時不能將濾紙兩邊相互接觸：以避免由于毛細(xì)管現(xiàn)象導(dǎo)致溶劑沿濾紙兩邊的移動加快，溶劑前沿不齊，影響結(jié)果。 (4)層析液沒及樣品原點，色素溶解于層析液中，造成實驗失敗：層析液不可沒及樣品原點，以免色素溶解于層析液中，使鑒定失敗。(5)沒設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)樣品作對照：層析液中是否提取到胡蘿卜素，可通過與標(biāo)準(zhǔn)樣品中的β－胡蘿卜素作對比予以確認(rèn)。 5． 請回答下列與實驗室提取芳香油有關(guān)的問題： (1)植物芳香油的提取可采用的方法有壓榨法、________和________。 (2)芳香油溶解性的特點是難溶于________________，易溶于______________，因此可用________________作為提取劑來提取芳香油。 (3)橘子果實含有芳香油，通常可用________作為材料提取芳香油，而且提取時往往選用新鮮的材料，理由是____________________________________________________ ________________________。 (4)對材料壓榨后可得到糊狀液體，為除去其中的固體物獲得乳狀液可采用的方法是________。 (5)得到的乳狀液加入氯化鈉并放置一段時間后，芳香油將分布于液體的________層，原因是____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。加入氯化鈉的作用是_________________________________________________________ ______________________________。 (6)從乳狀液中分離得到的芳香油中要加入無水硫酸鈉，其作用是___________________ _____________________________________________________。 答案　(1)蒸餾法　萃取法　(2)水　有機溶劑　有機溶劑(3)橘子皮　芳香油含量較高　(4)過濾　(5)上　油層的密度比水層小　增加水層密度，使油和水分層　(6)吸收芳香油中殘留的水分 解析　植物芳香油的提取可采用的方法有壓榨法、蒸餾法和萃取法。一般采用新鮮的橘子皮來提取芳香油，因為新鮮的橘子皮芳香油含量較高。除去液體中的固體常用的方法是過濾。芳香油密度比水小，且不溶于水，會浮在液體的表面。加入氯化鈉會增加水層密度，使油和水分層。無水硫酸鈉可以吸收芳香油中殘留的水分。 植物芳香油提取方法的比較 提取方法 水蒸氣蒸餾法 壓榨法 有機溶劑萃取法 實驗原理 利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植物芳香油攜帶出來 通過機械加壓，壓榨出果皮中的芳香油 使芳香油溶解在有機溶劑中，蒸發(fā)溶劑獲得芳香油 方法步驟 ①水蒸氣蒸餾 ②分離油層 ③除水過濾 ①石灰水浸泡、漂洗；②壓榨、過濾、靜置；③再次過濾 ①粉碎、干燥 ②萃取、過濾 ③濃縮 適用范圍 適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性強的芳香油 適用于柑橘、檸檬等易焦糊原料的提取 適用范圍廣，要求原料的顆粒要盡可能細(xì)小，能充分浸泡在有機溶液中 優(yōu)點 簡單易行，便于分離 生產(chǎn)成本低，易保持原料原有的結(jié)構(gòu)和功能 出油率高，易分離 局限性 水中蒸餾會導(dǎo)致原料焦糊和有效成分水解等問題 分離較為困難，出油率相對較低 使用的有機溶劑處理不當(dāng)會影響芳香油的質(zhì)量 1． (xx江蘇卷，18)下列關(guān)于“DNA粗提取與鑒定實驗”的敘述，正確的是 (　　) A．洗滌劑能瓦解細(xì)胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度 B．將DNA絲狀物放入二苯胺試劑中沸水浴后冷卻變藍 C．常溫下菜花勻漿中有些酶類會影響DNA的提取 D．用玻璃棒緩慢攪拌濾液會導(dǎo)致DNA獲得量減少 答案　C 解析　洗滌劑可瓦解細(xì)胞膜，有利于釋放DNA，但不能增加DNA在NaCl溶液中的溶解度，A項錯誤；含DNA的絲狀物應(yīng)先溶解在物質(zhì)的量濃度為2 mol/L的NaCl溶液中，再用二苯胺試劑在沸水浴條件下檢測，冷卻后變成藍色，B項錯誤；常溫下菜花勻漿中某些酶如DNA水解酶，其活性較高，會影響DNA的提取，C項正確；用玻璃棒緩慢攪拌濾液可防止DNA分子斷裂，但不影響DNA的提取量，D項錯誤。 2． (xx廣東卷，5)以下關(guān)于豬血紅蛋白提純的描述，不正確的是 (　　) A．洗滌紅細(xì)胞時，使用生理鹽水可防止紅細(xì)胞破裂 B．豬成熟紅細(xì)胞中缺少細(xì)胞器和細(xì)胞核，提純時雜蛋白較少 C．血紅蛋白的顏色可用于凝膠色譜法分離過程的監(jiān)測 D．在凝膠色譜法分離過程中，血紅蛋白比分子量較小的雜蛋白移動慢 答案　D 解析　生理鹽水為豬體細(xì)胞的等滲溶液，所以在洗滌紅細(xì)胞時，使用生理鹽水可維持細(xì)胞的正常形態(tài)，A項正確；由于哺乳動物的成熟紅細(xì)胞缺少細(xì)胞核和各種細(xì)胞器，所以提純時雜蛋白相對較少，B項正確；如果凝膠色譜柱裝填得很成功，分離操作也正確，能清楚地看到血紅蛋白的紅色區(qū)帶均勻、狹窄、平整，隨著洗脫液緩慢流出，所以血紅蛋白的顏色可用于凝膠色譜法分離過程的監(jiān)測，C項正確；當(dāng)相對分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)通過凝膠時，相對分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)容易進入凝膠內(nèi)部的通道，路程較長，移動速度較慢，后洗脫出來，D項錯誤。 3． (xx山東卷，34)辣椒素作為一種生物堿廣泛用于食品保健、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域。辣椒素的獲得途徑如下圖： (1)圖中①和②分別表示辣椒組織培養(yǎng)中細(xì)胞的________和__________過程。 (2)圖中培養(yǎng)外植體的培養(yǎng)基中常用的凝固劑是________。培養(yǎng)基中的生長素和細(xì)胞分裂素用量的比值____(填“高”或“低”)時，有利于芽的分化。對培養(yǎng)基徹底滅菌時，應(yīng)采取的滅菌方法是________________。 (3)圖中外植體的消毒所需酒精的體積分?jǐn)?shù)是________。用酶解法將愈傷組織分離成單細(xì)胞時，常用的酶是__________和纖維素酶。 (4)提取辣椒素過程中，萃取加熱時需安裝冷凝回流裝置，其目的是__________________ ______________________________________________________。 答案　(1)脫分化(或去分化)　再分化　(2)瓊脂　低　高壓蒸汽滅菌　(3)70%　果膠酶　(4)防止有機溶劑的揮發(fā) 解析　(1)由高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程稱為脫分化，對脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進行培養(yǎng)，又可重新分化出根或芽等器官，這個過程叫做再分化。(2)培養(yǎng)基中常用的凝固劑是瓊脂。同時使用生長素和細(xì)胞分裂素時，兩者用量的比值大小影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向，生長素和細(xì)胞分裂素用量的比值低時，有利于芽的分化；反之，有利于根的分化。培養(yǎng)基應(yīng)用高壓蒸汽滅菌法滅菌。(3)外植體消毒所用酒精的體積分?jǐn)?shù)是70%。酶解法將愈傷組織分離成單細(xì)胞所用的酶是果膠酶和纖維素酶。(4)用萃取法提取植物有效成分時，應(yīng)在瓶口安裝冷凝回流裝置，目的是防止加熱時有機溶劑的揮發(fā)。 4． (xx課標(biāo)全國卷，37)下列是與芳香油提取相關(guān)的問題，請回答： (1)玫瑰精油適合用水蒸氣蒸餾法提取，其理由是玫瑰精油具有_____________________ ___________________________________________________ 的性質(zhì)。蒸餾時收集的蒸餾液________(是、不是)純的玫瑰精油，____________________ ____________________________________________________。 (2)當(dāng)蒸餾瓶中的水和原料量一定時，蒸餾過程中，影響精油提取量的主要因素有蒸餾時間和________。當(dāng)原料量等其他條件一定時，提取量隨蒸餾時間的變化趨勢是______________________________________________________________________。 (3)如果蒸餾過程中不進行冷卻，則精油提取量會________，原因是__________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)密封不嚴(yán)的瓶裝玫瑰精油保存時最好存放在溫度________的地方，目的是____________________。 (5)某植物花中精油的相對含量隨花的不同生長發(fā)育時期的變化趨勢如圖所示。提取精油時采摘花的最合適時間為________天左右。 (6)從薄荷葉中提取薄荷油時____(能、不能)采用從玫瑰花中 提取玫瑰精油的方法，理由是___________________________ _____________________________________________。 答案　(1)易揮發(fā)、難溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定　不是　玫瑰精油與水蒸氣一起蒸餾出來，所得到的是油水混合物　(2)蒸餾溫度　在一定的時間內(nèi)提取量隨蒸餾時間的延長而增加，一定時間后提取量不再增加　(3)下降　部分精油會隨水蒸氣揮發(fā)而流失　(4)較低　減少揮發(fā)　(5)a　(6)能　薄荷油與玫瑰精油的化學(xué)性質(zhì)相似 解析　由于玫瑰精油易揮發(fā)，難溶于水，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，因此可以用水蒸氣蒸餾法提取，冷卻后必然含有水；蒸餾的提取效果與蒸餾的溫度與蒸餾的時間有關(guān)，隨著蒸餾時間的延長，原料中含有的精油減少，提取的量也會減少直至再也提不出精油。蒸餾過程中，如果不冷卻，提取后的混合液溫度較高，由于精油易揮發(fā)，其中的含量會降低；保存時，環(huán)境溫度應(yīng)較低為好，防止精油揮發(fā)；第(5)小題為信息題，主要考查學(xué)生的讀圖、識圖及圖文轉(zhuǎn)化能力，根據(jù)圖像可知，玫瑰精油在蓓蕾期、開放期之間花的含量較高，應(yīng)在此時采收；由于薄荷精油與玫瑰精油的化學(xué)性質(zhì)相似，可以采用相同的提取方法。 1． 在用果膠酶處理果泥時，為了使果膠酶能夠充分地催化反應(yīng)，應(yīng)采取的措施是(　　) A．加大果泥用量 B．加大果膠酶用量 C．進一步提高溫度 D．用玻璃棒不時地攪拌反應(yīng)混合物 答案　D 解析　用果膠酶處理果泥時，用玻璃棒不時地攪拌反應(yīng)混合物，能使果膠酶與果膠充分接觸，使果膠酶能夠充分地催化反應(yīng)。 2． 在“探究不同溫度條件下加酶洗衣粉的洗滌效果”的實驗中，變量控制方法正確的是 (　　) A．實驗材料的污染程度屬于本研究的無關(guān)變量，實驗過程中不必考慮 B．若采用手洗法進行去污操作，需盡可能保證各組的洗滌用力程度、時間等基本相同 C．水溫屬于本研究的變量，實驗過程中必須保證各組實驗溫度相同且恒定 D．水的用量和布料的大小是成正比的，實驗用的布料越大、水量越多實驗效果越好 答案　B 解析　根據(jù)實驗設(shè)計的對照原則和單一變量原則，水溫是本研究的自變量，要有溫度梯度，各組實驗溫度不能相同，其他的無關(guān)變量要保持適宜且相同。該實驗用的布料大小、水量要適中，不是布料越大、水量越多實驗效果越好。 3． 如圖為胡蘿卜的離體組織在一定條件下培育形成試管苗的過程示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是 (　　) A．①和②過程中都會發(fā)生細(xì)胞的增殖和分化 B．在利用單倍體育種法培育優(yōu)質(zhì)小麥的過程中，不經(jīng)過愈傷組織階段 C．此過程依據(jù)的生物學(xué)原理是細(xì)胞膜具有流動性 D．利用此過程獲得的試管苗可能為雜合子 答案　D 解析　①表示脫分化，②表示再分化。①過程中發(fā)生細(xì)胞的有絲分裂，不發(fā)生分化；利用單倍體育種法培育優(yōu)質(zhì)小麥的過程中，需采用花藥離體培養(yǎng)技術(shù)，要經(jīng)過愈傷組織階段；植物組織培養(yǎng)過程依據(jù)的生物學(xué)原理是植物細(xì)胞的全能性；此過程是無性生殖，獲得的試管苗的遺傳物質(zhì)取決于取材個體，因此可能為雜合子。 4． 下列關(guān)于DNA和血紅蛋白的提取與分離實驗的敘述中，錯誤的是 (　　) A．可用蒸餾水漲破細(xì)胞的方法從豬的紅細(xì)胞中提取到DNA和蛋白質(zhì) B．用不同濃度的NaCl溶液反復(fù)溶解與析出DNA可除去部分雜質(zhì) C．透析法分離蛋白質(zhì)的依據(jù)是蛋白質(zhì)不能通過半透膜 D．凝膠色譜法是根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小來分離蛋白質(zhì)的有效方法 答案　A 解析　豬是哺乳動物，哺乳動物成熟的紅細(xì)胞中無細(xì)胞核和線粒體，不能從其紅細(xì)胞中提取出DNA。 5． 假設(shè)你已經(jīng)探究了果膠酶的最適溫度(為45 ℃)和最適pH(為 4.8)，若還想進一步研究果膠酶的最適用量，此時，實驗的自變量是______________________。合理設(shè)置果膠酶用量的梯度后，可通過蘋果泥出汁的多少來判斷酶的用量是否合適。請根據(jù)所給的材料和用具完成以下探究實驗。 (1)材料用具：制備好的蘋果泥、恒溫水浴裝置、試管、漏斗、濾紙、量筒、試管夾、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的NaOH溶液和鹽酸。 (2)實驗步驟： ①取6支試管，編號為1～6，分別加入________________________，調(diào)節(jié)pH至4.8。 ②向1～6號試管中分別加入________________________，然后放入45 ℃恒溫水浴裝置中____________。 ③________________________________________________________________________。 (3)以上實驗步驟的設(shè)計是否有不妥之處？如果有，試分析原因。____________________ ____________________________________________________。 答案　果膠酶的用量　(2)①等量的蘋果泥?、诓煌w積的pH為4.8的果膠酶溶液　保溫相同時間?、圻^濾蘋果泥并記錄果汁體積　(3)有。為了保證蘋果泥與果膠酶混合前后的溫度相同，應(yīng)先將盛蘋果泥和果膠酶的試管放在同一溫度的水浴裝置中恒溫，再將兩者混合 解析　在探究影響果汁產(chǎn)量的酶的用量時，除酶的用量是變量外，其他條件都應(yīng)相同且適宜。為了避免因混合導(dǎo)致溫度變化而影響實驗結(jié)果，應(yīng)先將盛蘋果泥的試管和盛不同量酶的試管放到相同溫度下恒溫，然后將兩者混合。 6． 下面是制備固定化酵母細(xì)胞的實驗步驟，請回答： 活化酵母細(xì)胞→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合→固定化酵母細(xì)胞。 (1)在________狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)________狀態(tài)。活化前應(yīng)選擇足夠大的容器，因為酵母細(xì)胞活化時______________。 (2)如果海藻酸鈉溶液濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞數(shù)目____________，影響實驗效果。 (3)觀察形成凝膠珠的顏色和形狀，如果顏色過淺，說明___________________________；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說明__________________________________。 (4)固定化細(xì)胞技術(shù)一般采用包埋法，原因是____________。 答案　(1)缺水　正常的生活　體積會增大　(2)少　(3)海藻酸鈉溶液濃度偏低　海藻酸鈉溶液濃度偏高，制作失敗　(4)細(xì)胞個大，不易從包埋材料中漏出 解析　(1)酵母菌在干燥時，處于休眠狀態(tài)，需加水活化，否則制成的固定化酵母細(xì)胞在發(fā)酵時酶活性較低且酵母菌增殖緩慢。(2)如果海藻酸鈉溶液的濃度過低，則形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)目少，影響實驗效果。(3)如果制作的凝膠珠顏色過淺或呈白色，說明海藻酸鈉溶液的濃度偏低；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說明海藻酸鈉溶液的濃度偏高，制作失敗，需要再嘗試。(4)由于細(xì)胞個大，不易從包埋材料中漏出，故細(xì)胞的固定化一般采用包埋法。 7． 下圖是月季的花藥離體培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑，請據(jù)圖回答有關(guān)問題： (1)選用的材料合適與否是能否成功誘導(dǎo)出花粉植株的關(guān)鍵。一般來說，選用________期的花粉可提高成功率。選擇花藥時，一般要通過____________來確定其中的花粉是否處于合適的發(fā)育期，這時需要對花粉的細(xì)胞核進行染色，常用的染色劑是____________。 (2)上圖中花粉經(jīng)脫分化產(chǎn)生胚狀體還是愈傷組織主要取決于培養(yǎng)基中______________ __________________________________________。 (3)胚狀體與愈傷組織在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別在于愈傷組織的細(xì)胞排列疏松、無規(guī)則，是一種高度________的薄壁細(xì)胞，胚狀體與____________發(fā)育形成的胚有類似的結(jié)構(gòu)，即具有胚芽、胚軸和胚根。 (4)試管苗移栽到土壤前，通常要進行壯苗處理，應(yīng)如何壯苗？ ________________________________________________________________________。 答案　(1)單核　鏡檢(顯微鏡觀察)　醋酸洋紅　(2)激素的種類及其濃度配比　(3)液泡化　正常受精卵(或受精卵)(4)將試管苗移栽到經(jīng)過消毒的培養(yǎng)基中生活一段時間，等幼苗長壯后再移栽到土壤中 解析　(1)單核期花粉對離體刺激較敏感，選用該期花粉可提高培養(yǎng)的成功率；選擇花粉時可用顯微鏡觀察進行篩選；對花粉細(xì)胞核進行染色應(yīng)選擇堿性染料，常用醋酸洋紅。(2)花藥離體培養(yǎng)成植株的兩條途徑之間沒有明顯的界限，主要取決于植物激素的種類及比例。(3)愈傷組織細(xì)胞的特點為細(xì)胞排列疏松、無規(guī)則、高度液泡化；胚狀體具有與胚相似的胚根、胚軸和胚芽等結(jié)構(gòu)。(4)壯苗是使試管苗進一步適應(yīng)外界環(huán)境的做法。 8． PCR是一種體外快速擴增DNA的方法，用于放大特定的DNA片段，數(shù)小時內(nèi)可使目的基因片段擴增到數(shù)百萬個。PCR需要模板DNA、引物、脫氧核苷酸和DNA聚合酶等條件。下圖為模板DNA分子及2種引物，請據(jù)圖回答相關(guān)問題： (1)PCR的全稱是______________________。PCR與體內(nèi)DNA復(fù)制的不同之外主要表現(xiàn)在溫度環(huán)境的不同，在PCR技術(shù)中先用95 ℃高溫處理的目的是____________，而這一過程在細(xì)胞內(nèi)是通過____________實現(xiàn)的。 (2)在PCR技術(shù)中所需要的引物實質(zhì)上是一種__________________________。請在圖中繪出引物結(jié)合的位置。 (3)若將1個DNA分子拷貝10次，則需要在緩沖液中至少加入____________個引物。 (4)DNA子鏈復(fù)制的方向是____________，這是由于_______________________________ _________________________________________________________________________。 答案　(1)多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)　使DNA變性(使DNA的兩條鏈解開)　解旋酶的催化　(2)單鏈DNA或RNA分子　如圖所示 (3)211－2　(4)從5′端到3′端　DNA聚合酶只能從引物的3′端開始連接單個脫氧核苷酸分子 解析　PCR技術(shù)又稱多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。在PCR技術(shù)中，用95 ℃高溫處理的目的是使DNA分子中的氫鍵斷裂，兩條鏈解開，即使DNA分子變性。引物是一種單鏈DNA或RNA分子，它能與解開的DNA母鏈的3′端結(jié)合，為DNA聚合酶提供吸附位點，使DNA聚合酶從引物的3′端開始連接脫氧核苷酸，從而決定了DNA子鏈復(fù)制的方向是從5′端到3′端。在DNA分子擴增時，需要2種引物，由于新合成的子鏈都需要引物作為復(fù)制的起點，故所需的引物數(shù)目等于新合成的DNA子鏈數(shù)目，即2210－2＝211－2(個)。