版高考生物人教版一轮复习 第11单元 生物技术实践 第43讲 文档.docx

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考点一　植物的组织培养

1.植物组织培养的基本过程

试管苗

2.菊花的组织培养过程

（1）影响植物组织培养的主要因素

①选材：

一般选择未开花植株的茎上部新生的侧枝。

②培养基：

常用MS培养基，其主要成分有大量元素、微量元素、有机物，常需要添加植物激素。

（2）实验操作过程

制备MS固体培养基：

配制好的培养基进行高压蒸汽灭菌

　↓

外植体消毒：

→→→

　↓

接种：

始终在酒精灯火焰旁进行，对接种工具要用火焰灼烧灭菌，将菊花茎段插入培养基中时注意不要倒插

　↓

培养与移栽：

在18～22℃的无菌箱中培养，得到试管苗后进行移栽

3.月季的花药培养

（1）被子植物的花粉发育过程

小孢子母细胞→小孢子四分体时期→单核期→双核期→花粉粒

（2）产生花粉植株的两条途径

（3）影响花药培养的因素

①主要因素：

材料的选择和培养基的组成。

②月季花药培养一般选择单核期。

[诊断与思考]

1.判断下列说法的正误

（1）二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后可得到稳定遗传的植株（　×　）

（2）培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是植物组织培养（　√　）

（3）脱分化过程不需要植物激素，植物激素只有在再分化过程中发挥作用（　×　）

（4）由于植物细胞都具有全能性，所以菊花的组织培养实验中选材不会影响实验的结果（　×　）

（5）制备好的MS培养基用于植物组织培养时，需要加入植物激素（　√　）

（6）被子植物的花粉发育要经过小孢子四分体时期、双核期和单核期等阶段（　×　）

（7）单倍体植株的形成有两种途径，两种途径主要取决于培养基中植物激素的种类及其浓度配比（　√　）

（8）如果通过植物组织培养从愈伤组织中提取某种成分，应先使用生长素后使用细胞分裂素（　√　）

2.菊花的组织培养中，一般选择菊花的何种器官或组织作为培养的材料？

提示　一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝作为实验材料。

3.植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素发挥了重要作用，请完善下列表格中的内容：

（1）使用先后顺序与细胞分裂和分化的关系

使用顺序

实验结果

先生长素，后细胞分裂素

有利于分裂但不分化

先细胞分裂素，后生长素

细胞既分裂也分化

同时使用

分化频率提高

（2）用量比例与根、芽的分化

生长素和细胞分裂素比值

结果

比值高时

促进根的分化，抑制芽的形成

比值低时

促进芽的分化，抑制根的形成

比值适中

促进愈伤组织的形成

4.鉴定花药发育所处时期，什么样的材料适合用醋酸洋红法或焙花青－铬矾法？

提示　如果所用材料的细胞核容易着色，则采用醋酸洋红法，如果不易着色，则采用焙花青－铬矾法。

5.植物组织培养的两种途径中，脱分化之后的操作有何不同？

提示　如果经过脱分化形成的是愈伤组织，则要及时将愈伤组织转移到分化培养基上进一步分化形成植株。

如果经过脱分化形成的是胚状体，则转移到新的培养基上即可（该培养基不是分化培养基）。

题组一　菊花的组织培养

1.下列有关植物组织培养技术的叙述，正确的是（　　）

A.经脱分化和再分化过程形成的幼芽细胞不具有细胞全能性

B.在愈伤组织培养过程中加入聚乙二醇，可获得染色体加倍的细胞

C.利用纤维素酶和果胶酶去除外植体的细胞壁有利于脱分化的发生

D.培养基中生长素和细胞分裂素的比例将影响愈伤组织分化的方向

答案　D

解析　幼芽细胞含有本物种全套遗传物质，具有细胞全能性；愈伤组织细胞含有细胞壁，加入聚乙二醇不能诱导细胞融合，因此不能获得染色体加倍的细胞；用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁可用于原生质体融合；生长素和细胞分裂素比例的不同将诱导愈伤组织向不同方向分化。

2.为了探究6BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在MS培养基中加入6BA和IAA，配制成四种培养基（见下表），灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率（m），以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数（n），结果如下表。

培养基编号

浓度/mg·L－1

m/%

n/个

6BA

IAA

1

0.5

0

76.7

3.1

2

0.1

77.4

6.1

3

0.2

66.7

5.3

4

0.5

60.0

5.0

回答下列问题：

（1）按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为__________和__________两类。

上述培养基中，6BA属于__________类生长调节剂。

（2）在该实验中，自变量是__________，因变量是_____________________________，自变量的取值范围是______________。

（3）从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是________号培养基。

（4）为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入________（填“6BA”或“IAA”）。

答案　

（1）大量元素　微量元素　细胞分裂素　

（2）IAA浓度　再生丛芽外植体的比率（m）和再生丛芽外植体上的丛芽平均数（n）　0～0.5mg·L－1　（3）1　（4）6BA

解析　按照植物的需求量，在培养基中加入的无机盐可分为大量元素和微量元素。

6BA是细胞分裂素类生长调节剂，由于该实验探究的是6BA和IAA对菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，而6BA的浓度在各实验组中相同，因此实验的自变量是IAA浓度，取值范围是0～0.5mg·L－1，因变量是再生丛芽外植体的比率及再生丛芽外植体上的丛芽平均数，即表中的m和n。

再生外植体数乘以外植体上的丛芽平均数即为丛芽总数，计算可知诱导丛芽总数最少的是1号培养基。

在植物组织培养中，生长素用于诱导细胞的分裂和根的分化，细胞分裂素主要促进细胞分裂和分化出不定芽，因此为了诱导生根，培养基中一般不加6BA（细胞分裂素类生长调节剂）而加入IAA（生长素类生长调节剂）。

题组二　月季的花药培养

3.如图是花药培养产生花粉植株的两种途径，下列相关判断错误的是（　　）

A.图中的a是愈伤组织

B.①和②过程的实质相同

C.选择的花药在花粉发育过程中越早越好

D.整个培养过程中的细胞增殖方式只有有丝分裂

答案　C

解析　图中的a代表愈伤组织，①和②表示分化和再分化。

无论是分化还是再分化，它们的实质都是基因选择性表达。

选择的花药太早或太晚都不利于培养，处于单核期的最好，尤其是单核靠边期，故C错误。

整个培养过程中无减数分裂，所以细胞增殖方式只有有丝分裂。

4.如图表示被子植物花粉的发育过程，据图完成下列问题。

（1）利用月季的花药离体培养产生单倍体时，选材非常重要。

一般来说，在__________________期花药培养的成功率最高。

为了选择该时期的花药，通常选择__________________的花蕾。

确定花粉发育时期最常用的方法有__________________法；但是对于花粉细胞核不易着色的植物，需采用__________________法，该法能将花粉细胞核染成________色。

（2）图中所示的植物的基因型为AaBb（两对基因遵循自由组合定律遗传），则①的基因型为________，②的基因型可能为__________________。

（3）⑦、⑧所指的结构依次是______________________、__________________；两者的基因型是否相同？

__________________。

答案　

（1）单核（靠边）　完全未开放　醋酸洋红　焙花青－铬矾　蓝黑

（2）AaBb　Ab或aB或AB或ab

（3）花粉管细胞核　生殖细胞核　相同

解析　

（1）被子植物花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段。

材料的选择是花粉植株能否培养成功的主要影响因素之一，同一植物的不同生理状况诱导成功率都不相同，选择月季花粉的最佳时期为完全未开放的花蕾。

确定花粉发育时期最常用的方法是醋酸洋红法，但是对于花粉细胞核不易着色的植物，需采用焙花青－铬矾法，该法能将花粉细胞染成蓝黑色。

（2）已知图中所示的植物的基因型为AaBb（两对基因遵循自由组合定律遗传），则①花粉母细胞的基因型为AaBb，其减数分裂产生的②小孢子的基因型可能为Ab或aB或AB或ab。

（3）图中⑦、⑧是由花粉粒进行分裂产生的两个核，分别是花粉管细胞核和生殖细胞核；由于两者来自于同一个花粉粒的有丝分裂产生的，所以两者的基因型相同。

1.影响植物组织培养的主要因素

（1）培养材料

①不同植物的影响：

不同的植物组织，培养的难易程度差别很大，容易进行无性繁殖的植物也容易进行组织培养。

②同一植物发育状况、保存状况的影响：

同一种植物材料的年龄、保存时间的长短等对培养也有影响，幼龄、保存时间短的植物材料容易培养成功。

（2）无菌条件：

培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生毒素，使培养的植物细胞很快中毒腐烂，因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。

（3）植物激素：

在配制好的MS培养基中，常常需要添加植物激素。

其中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。

2.植物组织培养和花药离体培养的比较

比较项目

植物组织培养

花药离体培养

相

同

点

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、温度、pH、光照等

不

同

点

外植体

体细胞

生殖细胞（花粉粒）

生殖方式

无性生殖

有性生殖

培养结果

正常的可育植株

高度不育的单倍体

操作流程

制备MS固体培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培

选材→材料的消毒→接种和培养→筛选和诱导→移栽→栽培选育

考点二　植物有效成分的提取

1.提取玫瑰精油实验

（1）方法：

水蒸气蒸馏法。

（2）实验流程

鲜玫瑰花加清水,水蒸气蒸馏―→油水混合物分离油层除水玫瑰油

2.提取橘皮精油的实验

（1）方法：

一般采用压榨法。

（2）实验流程：

石灰水浸泡→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→橘皮油

3.胡萝卜素的提取

（1）胡萝卜素性质：

不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。

（2）提取方法及流程

①方法：

萃取法，石油醚最适宜作萃取剂。

②实验流程：

胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素。

（3）鉴定方法：

纸层析法。

[诊断与思考]

1.判断下列说法的正误

（1）植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等，根据提取的芳香油的用途选择提取的方法（　×　）

（2）用柑橘和柠檬作为材料不适合用水中蒸馏的方法进行提取（　√　）

（3）萃取是利用了芳香油易溶于有机溶剂的特性进行提取的一种方法（　√　）

（4）提取玫瑰精油时，玫瑰与水的质量比是4∶1（　×　）

（5）提取橘皮精油时，要将橘皮在石灰水中浸泡5h，目的是防止压榨时滑脱（　×　）

（6）由于胡萝卜素易溶于石油醚等有机溶剂中，所以可以采用萃取的方法进行提取（　√　）

（7）胡萝卜粉碎后可直接进行萃取（　×　）

（8）水溶性和水不溶性有机溶剂都可以用于提取胡萝卜素（　×　）

（9）蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解出来，再把水蒸发掉，剩余的就是芳香油（　×　）

（10）影响萃取效率的因素除了萃取剂的性质和使用量之外，还有原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等（　√　）

2.玫瑰精油为什么适合用水中蒸馏进行提取？

提示　因为玫瑰精油化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏，且不会导致原料焦糊和有效成分水解等，所以适合用水中蒸馏法进行提取。

3.在水中蒸馏的操作中，如何避免加热时发生暴沸？

提示　蒸馏烧瓶下垫石棉网，并向液体中加入几片碎石或瓷片。

4.下图为水蒸气蒸馏的装置图，请指出该装置中的两处错误。

提示　错误1：

蒸馏瓶中的液体量太多，应占烧瓶容积的1/3～2/3。

错误2：

进水口和出水口装反，下方的是进水口，上方的是出水口。

题组一　植物芳香油提取方法的比较

1.某同学设计的提取玫瑰精油的实验流程如图所示，据图分析不正确的是（　　）

①　　　②　　　③　　　④　　⑤　　⑥

→→→→→

A.在②步中使用水气蒸馏更简便易行

B.在操作时可向蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片防止暴沸

C.提取精油时，向混合物中加入NaCl更利于油水分层

D.加入无水Na2SO4，再用过滤法可除去分离的油层中的水分

答案　A

解析　由于玫瑰精油难溶于水，易溶于有机溶剂，因此在②步中使用水中蒸馏更简便易行；在操作时可向蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片，目的是防止暴沸；提取精油时，为了促进油水分层，要向油水混合物中加入NaCl；分离的油层还含有一定的水分，需加入无水Na2SO4，再用过滤方法将其除去。

2.某植物园中种植的有菊花、玫瑰等花卉，还有葡萄、橘子等水果，其中玫瑰、橘子都可以作为植物芳香油提取的原料。

请回答下列问题：

（1）植物芳香油的提取方法有________、压榨和________等。

具体采用哪种方法要根据植物原料的特点来决定。

（2）玫瑰精油适合用__________________提取，其理由是玫瑰精油具有易挥发、难溶于水、化学性质稳定的特点。

蒸馏时收集的蒸馏液不是纯的玫瑰精油，而是__________________。

经冷凝管冷却后，混合物又会重新分出________层和水层。

如果蒸馏过程中不进行冷却，则精油提取量会减少，原因是________________________________。

（3）橘皮精油的提取原料是橘皮，但橘皮易焦糊，宜采用________法提取橘皮精油，其中将橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡，其目的是__________________________________________。

答案　

（1）蒸馏　萃取

（2）水蒸气蒸馏法　油水混合物　油　部分玫瑰精油会随水蒸气挥发而流失

（3）压榨　防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率

解析　

（1）植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等，具体采用哪种方法要根据植物原料的特点来决定。

（2）玫瑰精油具有易挥发、难溶于水、化学性质稳定的特点，适合用水蒸气蒸馏法提取。

蒸馏时收集的蒸馏液不是纯的玫瑰精油，而是油水混合物。

经冷凝管冷却后，混合物又会重新分出油层和水层。

如果蒸馏过程中不进行冷却，由于部分玫瑰精油会随水蒸气挥发而流失，则精油提取量会减少。

（3）橘皮精油的提取原料是橘皮，但橘皮易焦糊，宜采用压榨法提取橘皮精油，其中将橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡，其目的是防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。

题组二　胡萝卜素提取实验的操作分析

3.作为萃取胡萝卜素的有机溶剂，哪一项不符合实验要求（　　）

A.能充分溶解色素B.与水混溶

C.对人无毒D.易与产品分离

答案　B

解析　作为萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶。

此外，还需要考虑萃取效率、对人的毒性、是否易燃、有机溶剂是否能从产品中完全除去、会不会影响产品质量等问题。

4.请回答下列有关“胡萝卜素提取”的问题。

（1）从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是________法。

以下为提取胡萝卜素的实验流程：

胡萝卜→粉碎→干燥→A→过滤→B→胡萝卜素。

其中，A过程叫__________，B过程叫________。

（2）在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中，应严格将________和________控制在一定范围内。

（3）图甲为提取胡萝卜素的装置示意图，请指出图中一处错误并改正：

________________。

（4）图乙是胡萝卜素粗品鉴定装置示意图。

该鉴定方法的名称是________法。

图乙中⑤为________，实验过程中点样时应注意______________________________________________。

（5）在图乙的胡萝卜素的结果示意图中，A、B、C、D四点中，属于提取样品的样点是________________。

答案　

（1）萃取　萃取　浓缩　

（2）温度　时间

（3）应避免明火加热，而采用水浴加热

（4）纸层析　样品原点　快速细致并注意保持滤纸干燥

（5）B和C

解析　

（1）根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点，一般用萃取法提取。

（2）新鲜的胡萝卜含有大量的水分，在干燥时要注意控制温度和时间，温度太高、时间太长会导致胡萝卜素分解。

1.植物有效成分的提取的三种常用方法比较

提取

方法

水蒸气蒸馏法

压榨法

萃取法

实验

原理

利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来

通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油

使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂获得芳香油

方法

步骤

①水蒸气蒸馏

②分离油层

③除水过滤

①石灰水浸泡、漂洗

②压榨、过滤、静置

③再次过滤

①粉碎、干燥

②萃取、过滤

③浓缩

适用

范围

适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油

适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取

适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶剂中

优点

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

局限

性

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

2.胡萝卜素粗品鉴定过程中的5个易错点

（1）层析时没有选择干净的滤纸，导致实验现象不明显。

为了防止操作时对滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以戴手套进行操作。

（2）点样时点样圆点太大（直径大于2mm），会导致最终在滤纸上形成一条线，无法辨认被提取的色素。

点样圆点的直径应为2mm。

（3）将点好样的滤纸卷成圆筒状，卷纸时不能将滤纸两边相互接触，以避免由于毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响结果。

（4）层析液没及样品原点，色素溶解于层析液中，造成实验失败。

层析液不可没及样品原点，以免色素溶解于层析液中，使鉴定失败。

（5）没有设置标准样品作对照。

层析液中是否提取到胡萝卜素，可通过与标准样品中的β－胡萝卜素作对比予以确认。

考点三　DNA的粗提取与鉴定

1.实验原理

（1）DNA与蛋白质在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同

溶解规律

2mol/LNaCl溶液

0.14mol/LNaCl溶液

DNA

溶解

析出

蛋白质

NaCl溶液物质的量浓度从2mol/L逐渐降低的过程中，溶解度逐渐增大

部分发生盐析沉淀

溶解

（2）DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，利用这一原理可将DNA与蛋白质进一步分离。

（3）DNA与二苯胺沸水浴加热，呈蓝色。

2.操作流程

材料的选取：

选用DNA含量相对较高的生物组织

↓

破碎细胞（以鸡血为例）：

鸡血细胞→加蒸馏水→用玻璃棒搅拌→用纱布过滤→收集滤液

↓

利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质

↓

DNA的析出：

将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等的、冷却的体积分数为95%的酒精溶液

↓

DNA的鉴定：

在溶有DNA的溶液中加入二苯胺试剂，混合均匀后将试管置于沸水中加热5min，溶液变成蓝色

[诊断与思考]

1.判断下列说法的正误

（1）进行DNA粗提取和鉴定实验时，加入洗涤剂后用力进行快速、充分的研磨（　×　）

（2）洗涤剂能瓦解细胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度（　×　）

（3）将制备的含有DNA的滤液加入60～75℃的恒温水浴箱中保温10～15min，可以将DNA析出（　×　）

（4）本实验可以用哺乳动物的成熟红细胞作实验材料（　×　）

（5）本实验中两次使用蒸馏水的目的不同（　√　）

2.下图为“DNA粗提取和鉴定”实验的相关操作，请仔细观察并分析①～④操作的目的分别是什么？

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________；

③________________________________________________________________________；

④________________________________________________________________________。

提示　①是使鸡血细胞吸水涨破释放出核物质　②是析出DNA，去除溶于酒精的杂质　③是使DNA溶解在2mol/LNaCl溶液中　④是稀释NaCl溶液使其浓度接近0.14mol·L－1，去除溶于低浓度NaCl溶液的杂质

题组　DNA的粗提取与鉴定过程分析

1.“DNA的粗提取与鉴定”实验中，操作正确的是（　　）

A.取制备好的鸡血细胞液5～10mL注入烧杯中，迅速加入物质的量浓度为0.14mol/L的NaCl溶液20mL，同时用玻璃棒沿同一方向快速搅拌5min，可使血细胞破裂，释放出DNA

B.整个DNA提取过程中，两次加蒸馏水的目的都是为了降低溶液中NaCl的浓度，使DNA分子的溶解度达到最低，析出DNA分子

C.整个DNA提取操作中，两次加入2mol/L的NaCl溶液，目的都是使DNA尽可能多地溶解在NaCl溶液中

D.DNA鉴定操作中，只要向溶有DNA的NaCl溶液中加入4mL的二苯胺试剂，即可出现蓝色

答案　C

解析　取制备好的鸡血细胞液注入烧杯中，迅速加入蒸馏水并用玻璃棒沿同一方向搅拌，使血细胞破裂，将DNA释放出来；整个DNA提取过程中，使用两次蒸馏水，第一次是使血细胞吸水涨破，释放DNA，第二次是用来稀释NaCl溶液，使DNA析出；在DNA鉴定操作中，DNA遇二苯胺试剂呈蓝色需在沸水浴条件下完成。

2.在DNA的粗提取实验过程中，对DNA提取量影响较小的是（　　）

A.使鸡血细胞在蒸馏水中充分破裂，释放出DNA等核物质

B.搅拌时要用玻璃棒沿一个方向轻缓搅动

C.在析出DNA黏稠物时，要缓缓加入蒸馏水，直至黏稠物不再增多

D.要用冷酒精沉淀DNA，甚至可将混合液再放入冰箱中冷却

答案　B

解析　A项的做法是为了充分释放出核中的DNA分子，使进入滤液中的DNA尽量的多；C项是让DNA充分沉淀，保证DNA的量；D项的道理同C项；而B项的操作并不能使DNA增多或减少。

DNA的粗提取与鉴定实验中的“2、3、4”

加蒸馏水2次

①加到鸡血细胞液中，使血细胞吸水涨破；②加到含DNA的2mol/L的NaCl溶液中，使NaCl溶液的物质的量浓度稀释到0.14mol/L，使DNA析出

用纱布过滤4次

①过滤血细胞破裂液，得到含细胞核物质的滤液；②过滤用2mol/L的NaCl充分溶解的DNA，滤去溶液中的杂质；③滤取0.14mol/L的NaCl溶液中析出的DNA（黏稠物）；④过滤溶有DNA的2mol/L的NaCl溶液

用NaCl溶液4次

①加2mol/L的NaCl溶液，溶解提取的细胞核物质；②用0.14mol/L的NaCl溶液使DNA析出；③用2mol/L的NaCl溶液，溶解滤取的DNA黏稠物；④用2mol/L的NaCl溶液，溶解丝状物用于鉴定DNA

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1.无论是菊花的组织培