第3讲 生物技术在其他方面的应用(1)从生物材料中提取某些特定的成分 (2)植物的组织培养 (3)蛋白质的提取和分离 (4)PCR技术的基本操作和应用 (5)DNA的粗提取与鉴定知识点一 植物的组织培养技术1．菊花的组织培养(1)理论基础：植物细胞的①________(2)基本过程：外植体愈伤组织幼苗―→移栽(3)影响因素(4)实验操作步骤：制备MS培养基→外植体消毒→⑬________→培养→⑭________→栽培 比一比：MS培养基与微生物培养基有何主要不同？2．月季的花药培养(1)理论基础：花粉具有⑮________(2)花粉发育过程：⑯________、⑰________、⑱_________等阶段(3)产生花粉植株的两种途径：(4)操作关键 看一看：植物组织培养与花药培养技术有何相同与不同？知识点二 蛋白质的提取和分离、PCR技术1．血红蛋白的提取和分离(1)凝胶色谱法：也称分配色谱法，是根据______________分离蛋白质的方法。相对分子质量较小的移动速度较慢，而相对分子质量较大的无法__________，移动速度较快(2)缓冲溶液：能够抵制外界的________对溶液pH的影响，维持pH________(3)电泳：带电粒子在________的作用下发生迁移的过程(4)样品处理：红细胞的洗涤→血红蛋白的释放→分离血红蛋白溶液→透析________：凝胶色谱柱的制作→________→样品的加入和洗脱→SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳 思一思：用猪的血液与鸡的血液提取血红蛋白哪个效果更好？2．多聚酶链式反应扩增DNA片段20\n(1)PCR原理：在一定的缓冲溶液中提供________，分别与两条模板链结合的两种引物，__________________，同时控制温度使DNA复制在__________反复进行(2)PCR的反应过程：变性→________→延伸知识点三 植物有效成分的提取1．植物芳香油的提取(1)植物芳香油的提取方法：蒸馏、________和________等(2)水蒸气蒸馏法原理是：利用________将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分出________________。根据蒸馏过程中原料放置的位置，可以将水蒸气蒸馏法划分为__________________、________和________(3)萃取法：将粉碎、干燥的植物原料用________浸泡，使芳香油溶解在________中的方法。芳香油溶解于有机溶剂后，只需蒸发出有机溶剂，就可以获得纯净的植物芳香油了(5)提取橘皮精油的实验流程2．胡萝卜素的提取 议一议：水中蒸馏、水上蒸馏、水气蒸馏的区别有哪些？菊花茎与月季花药组织培养的比较菊花茎的组织培养月季花药组织培养理论依据植物细胞的全能性植物细胞的全能性材料选取未开花植株茎上部新萌生的侧枝完全未开放的花蕾光照状况每日用日光灯照射12h开始不需要光照，幼小植株形成后需要光照操作流程制备MS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→栽培选育影响选材、营养、激素、pH、温度、光照等20\n因素基本过程脱分化、再分化1．引物是指能够与DNA母链的一段碱基序列互补配对的一小段单链DNA或RNA。2．DNA聚合酶只能特异地复制处于两个引物之间的DNA序列，使这段固定长度的序列呈指数扩增。3．影响萃取的因素(1)主要因素：萃取剂的性质和使用量。(2)次要因素：原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件。4．萃取过程注意事项(1)由于有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸，因此萃取过程中应避免使用明火加热，采用水浴加热。(2)为防止加热时有机溶剂挥发，还要在加热瓶口安装回流冷凝装置。胡萝卜素萃取装置水蒸气蒸馏装置 20\n 自我校对：①全能性 ②脱分化 ③再分化 ④种类 ⑤年龄 ⑥微量元素 ⑦维生素 ⑧甘氨酸 ⑨烟酸 生长素 ⑪细胞分裂素 ⑫5.8 ⑬接种⑭移栽 ⑮全能性 ⑯四分体时期 ⑰单核期 ⑱双核期 ⑲脱分化 ⑳胚状体 愈伤组织 初花期 完全未开放 单核期(细胞核由中央移向细胞一侧的时期) 醋酸洋红法 焙花青—铬矾法 红 蓝黑 从受伤部位产生愈伤组织 彻底去除花丝 愈伤组织 胚状体 长出愈伤组织 分化培养基上 幼小植株分开 相对分子质量的大小 进入凝胶内部 酸和碱 基本不变电场 凝胶色谱操作 凝胶色谱柱的装填 DNA模板 四种脱氧核苷酸、耐热的DNA聚合酶 体外 复性 压榨 萃取水蒸气 油层和水层 水中蒸馏 水上蒸馏 水气蒸馏 有机溶剂 有机溶剂 水蒸气蒸馏 漂洗 静置 岩藻微生物 干燥 萃取 浓缩比一比：微生物培养基以有机营养为主，MS培养基则需提供大量无机营养，包括植物生长必需的大量元素和微量元素。看一看：相同点：培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。不同点：花药培养的选材非常重要，需要先选择时期适宜的花蕾，花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基，花药培养对培养基配方的要求更为严格。思一思：用猪的血液；因为猪的红细胞无细胞核和细胞器，结构简单，血红蛋白含量丰富，便于提取血红蛋白。议一议：(1)这三种方法的基本原理相同，但原料放置位置不同。①水中蒸馏：原料放在蒸馏容器的水中，水要完全浸没原料。②水上蒸馏：容器中水的上方有筛板，原料放在筛板上，水量以沸腾时不浸湿原料为宜。③水气蒸馏：蒸馏容器下方有一排气孔，连接外源水蒸气，上方有筛板，上面放原料。(2)各自特点：水中蒸馏设备简单、成本低、易操作，而水上蒸馏和水气蒸馏时间短，出油率高。20\n植物的组织培养技术高考地位：5年12考2022全国课标卷、山东卷、江苏卷，2022江苏卷，2022全国课标卷、安徽卷、浙江卷……一、植物组织培养的过程1．菊花组织培养过程菊花组织脱分化,形成愈伤组织再分化,长出丛芽―→生根移栽,菊花植株。2．月季的花药培养二、影响植物组织培养的因素及成功的关键1．影响因素(1)内部因素：材料的选取。(2)外部因素：营养成分的种类及配比；植物激素的用量及使用顺序；pH、温度、光照等。2．获得成功的关键(1)植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗逆性差，对培养条件要求较高。(2)培养材料一旦被微生物污染，就会导致实验失败。原因是微生物增殖快，生长迅速，消耗养分多，并产生代谢废物毒害培养材料。(3)无菌技术主要包括对操作空间、实验用具、实验材料以及操作者的消毒灭菌。提醒 一旦发现培养物被污染，特别是真菌性污染，一定不要打开培养瓶。应先将被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽灭菌锅内进行高压蒸汽灭菌，然后再打开培养瓶进行清理。三、植物激素在组织培养过程中的重要作用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，其作用及特点为：1．在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势。2．使用顺序不同，结果不同(具体如下表)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3.用量比例不同，结果也不同20\n(1)在剥离花药时，要尽量不损伤花药，否则接种后容易从受伤部位产生愈伤组织，同时还要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。(2)花药开裂长出愈伤组织或释放出胚状体时，应及时转移到分化培养基上。★★ 本部分内容与必修内容细胞分化有密切关系，是高考命题的热点，命题多考查植物组织培养基成分与作用、微型繁殖技术、脱毒苗培养、名贵中药材工厂化生产等具体实例，复习中应多加关注。【典例1】(2022·课标，39)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6BAIAA10.5076.73.120.177.46.130.266.75.340.560.05.0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”)。解析 本题考查植物组织培养的相关知识。(1)植物组织培养常用MS培养基，其中，无机盐的元素可分为大量元素和微量元素两类，前者如N、P、K、Ca、Mg、S等，后者如B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo等。MS培养基中还常需要添加能诱导细胞分裂、脱分化、再分化的生长素和细胞分裂素，常用的生长素有2,4D、IAA、NAA等，常用的细胞分裂素有6BA、KT等。(2)该实验中，各组6BA浓度均为0.5mg/L，IAA的浓度不相同，故自变量为IAA浓度，IAA浓度范围为0～0.5mg/L。据表可知，该实验因变量是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(n20\n)。(3)由表格中的数据可知，1号培养基诱导丛芽总数最少。(4)生长素常用于诱导细胞分裂和根的分化，6BA一般用于诱导植物的愈伤组织分化出丛芽，故诱导菊花试管苗生根，培养基中一般不加入6BA。答案 (1)大量元素 微量元素 细胞分裂素(3)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(3)1 (4)6BA多聚酶链式反应扩增DNA片段1．细胞内DNA复制与体外DNA扩增(PCR技术)的比较细胞内DNA复制PCR不同点解旋解旋酶，边解旋边复制80～100℃高温解旋，双链完全分开酶解旋酶，DNA聚合酶，DNA连接酶TaqDNA聚合酶引物RNADNA或RNA能量ATP不加温度体内温和条件高温子链合成一条链连续(先导链)，另一条链不连续，先合成片段，再由DNA连接酶连接(滞后链)两条子链均连续合成相同点①提供DNA模板②四种脱氧核苷酸作原料③子链延伸的方向都是从5′端到3′端2.PCR反应的过程及结果(1)PCR反应过程①变性：当温度上升到90℃以上时，双链DNA解聚为单链，(如下图)。20\n②复性：系统温度下降至50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，(如下图)。③延伸：当系统温度上升至72℃左右，溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、G、C)在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链，(如下图)。(2)结果①PCR一般要经历三十多次循环，每次循环都包括变性、复性、延伸三步。②两引物之间的固定长度的DNA序列呈指数扩增。提醒 DNA复制需要引物的原因：DNA聚合酶不能从5′端开始合成DNA，而只能从3′端延伸DNA链。本知识点高考未曾单独考，往往与基因工程等内容综合起来考查，复习中不容忽视。【典例2】(2022·潍坊模考)多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。请回答下列问题。(1)DNA的两条链是反向平行的，通常将________的末端称为5′端，当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的________开始延伸DNA链。(2)PCR利用了DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题，但又导致了DNA聚合酶失活的新问题。到20世纪80年代，科学家从一种Taq细菌中分离到________，它的发现和应用解决了上述问题。要将Taq细菌从其他普通的微生物中分离出来，所用的培养基叫________。(3)PCR的每次循环可以分为________三步。假设在PCR反应中，只有一个DNA片段作为模板，请计算在5次循环后，反应物中大约有________个这样的DNA片段。(4)简述PCR技术的主要应用：________________________(要求至少答两项)。答案 (1)磷酸基团 3′端 (2)耐高温的TaqDNA聚合酶 选择培养基 (3)变性、复性和延伸 32 (4)遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定等20\n蛋白质的提取和分离(以血红蛋白的提取和分离为例) 1．常用的蛋白质分离方法(1)凝胶色谱法①识图凝胶色谱法分离蛋白质的原理②分析比较列表如下：蛋白质比较 相对分子质量大相对分子质量小凝胶内部排阻在凝胶颗粒外面，迅速通过进入凝胶颗粒内部，被滞留运动方式垂直向下垂直向下和无规则扩散运动运动路程较短较长洗脱次序先流出后流出(2)电泳法原理①在一定pH下，一些生物大分子(如多肽、核酸等)可解离的基团会带上正电或负电，在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。②由于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、形状不同，使带电分子产生不同的迁移速率，从而实现样品中各种分子的分离。2．血红蛋白的提取和分离20\n3．结果分析与评价(1)血红蛋白的提取和分离时红细胞分层不明显，可能是洗涤次数少、未能除去血浆蛋白的原因。此外，离心速度过高和时间过长，会使白细胞和淋巴细胞一同沉淀，也得不到纯净的红细胞，影响后续血红蛋白的提取纯度。(2)凝胶的装填标准是紧密、均匀。如果色带均匀、狭窄、平整，说明凝胶色谱柱的性能良好。如果色谱柱出现纹路或是气泡，轻轻敲打柱体以消除气泡，消除不了时要重新装柱。(3)G75：“G”代表凝胶的交联程度，膨胀程度及分离范围，75表示凝胶得水值，即每克凝胶膨胀时吸水7.5g。(4)装填完后，立即用洗脱液洗脱的目的是使凝胶装填紧密。(5)实验过程中加入柠檬酸钠的目的是防止血液凝固；低速、短时离心防止白细胞沉淀；缓慢搅拌防止红细胞破裂释放出血红蛋白。(6)检测血红蛋白的分离是否成功的方法：如果凝胶色谱柱装填得很成功、分离操作也正确，能清楚地看到血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、平整，随着洗脱液缓慢流出；如果红色区带歪曲、散乱、变宽，说明分离的效果不好，这与凝胶色谱柱的装填有关。本考点高考命题较少涉及，为冷考点，复习时还应熟悉血红蛋白提取和分离的程序和原理。【典例3】血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，负责血液中O2和部分CO2的运输。请根据血红蛋白的提取和分离流程图回答问题。(1)将实验流程图补充完整：A为________，B为________。凝胶色谱法的基本原理是根据________分离蛋白质的有效方法。20\n(2)洗涤红细胞的目的是去除________，洗涤次数过少，无法除去________；离心速率过快和时间过长会使________一同沉淀，达不到分离的效果。洗涤干净的标志是________。释放血红蛋白的过程中起作用的是________________________________________________________________________。(3)在洗脱过程中加入物质的量浓度为20mmol/L的磷酸缓冲液(pH为7.0)的目的是________________________________________________________________________。如果红色区带________________________________________________________________________，说明色谱柱制作成功。答案 (1)血红蛋白的释放 样品的加入和洗脱 相对分子质量的大小 (2)杂蛋白(血浆蛋白) 血浆蛋白 白细胞和淋巴细胞 离心后的上清液中没有黄色 蒸馏水和甲苯 (3)准确模拟生物体内的生理环境，保持体外的pH和体内的一致 均匀一致的移动植物有效成分的提取1．几种物质的提取方法、原理及步骤提取物质提取方法提取原理步 骤血红蛋白凝胶色谱法、电泳法①根据相对分子质量的大小；②各种分子带电性质差异以及分子本身大小、形状的不同玫瑰精油水蒸气蒸馏法利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来橘皮精油压榨法通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油20\n胡萝卜素萃取法使提取物溶解在有机溶剂中，蒸发后得到提取物不同物质的提取是根据其理化性质的不同来进行的，因此在提取物质时，应先确定该物质的理化性质，然后再选择适宜的提取方法进行提取。2．实验流程设计(1)玫瑰精油的提取实验流程鲜玫瑰花＋清水(1∶4)→水蒸气蒸馏→油水混合物分离油层除水玫瑰油。(2)橘皮精油的提取实验流程石灰水浸泡橘皮→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→橘皮油。(3)胡萝卜素的提取实验流程胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素。水中蒸馏对于柑橘和柠檬等原料不适用。因为水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解。3．用层析法鉴定时应注意的问题(1)选择干净的滤纸，为防止操作时滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以戴手套进行操作。(2)点样时应注意点样斑点不能太大(直径应小于0.5cm)，如果用吹风机吹干，温度不宜过高，否则斑点会变黄。(3)将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时注意滤纸两边不能互相接触，以免因毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，使溶剂前沿不齐，影响结果。【典例4】(2022·海南)许多植物含有天然香料，如薄荷叶中含有薄荷油。现用薄荷叶提取薄荷油。回答下列问题。(1)薄荷油是挥发性物质。提取薄荷油时应选用________(鲜、干)薄荷叶作原料，其原因是________________________________________________________________________。(2)用萃取法提取薄荷油时，采用的溶剂是________，原理是________________。(3)用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是________。常用于分离油层和水层的器皿是________。分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是________，除去固体硫酸钠的常用方法是________。20\n解析 本题考查植物芳香油的提取，同时考查识记和理解能力及解决实际问题的能力。(2)用萃取法提取薄荷油时，采用的溶剂是酒精，利用的原理是芳香油易溶于有机溶剂。(3)用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠，可以使薄荷油与水出现明显的分层，然后用分液漏斗将这两层分开。在分离出的油层中加入无水硫酸钠，可以将其中的水分去除，放置过夜，再通过过滤除去固体硫酸钠，就可以得到薄荷油。答案 (1)鲜 薄荷油是挥发性物质，鲜薄荷叶才含薄荷油 (2)酒精 薄荷油易溶于有机溶剂酒精中 (3)使油水混合物分层 分液漏斗 除水 过滤法植物组织培养技术1.(2022·山东理综，34)辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如下图。(1)图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的________和________过程。(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________。(3)图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是________。用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是______和纤维素酶。(4)提取辣椒素过程中，萃取加热时需安装冷凝回流装置，其目的是________。解析 此题借助辣椒素的提取与分离考查植物组织培养知识。(1)由外植体培养成脱毒苗的过程为植物组织培养过程，需经过脱分化、再分化两个阶段。(2)植物组织的培养常用固体培养基，固体培养基常用的凝固剂是琼脂。植物组织培养时，常用生长素和细胞分裂素启动细胞分裂、脱分化和再分化，当细胞分裂素较多时，利于芽的分化；当生长素较多时，利于根的分化。培养基的彻底灭菌常用高压蒸汽灭菌法。(3)体积分数为70%的酒精杀菌效果最强，操作者和外植体的消毒常用体积分数为70%的酒精。将愈伤组织分离成单个细胞常用纤维素酶和果胶酶。(4)辣椒素的提取常用有机溶剂，为防止有机溶剂的挥发，提取辣椒素过程中，在萃取加热时需安装冷凝回流装置。答案 (1)脱分化(或去分化) 再分化 (2)琼脂 低 高压蒸汽灭菌 (3)70% 果胶酶 (4)防止有机溶剂的挥发2．(2022·江苏单科，31)某研究组对籼稻开展了组织培养及相关研究，请回答下列问题。(1)2,4D常用于籼稻愈伤组织的诱导，对形态的发生有一定的抑制作用。为促进愈伤组织再分化，在配制分化培养基时需________(填“升高”、“保持”或“降低”)2,4D的浓度。20\n(2)当籼稻愈伤组织在只含有细胞分裂素的培养基上培养时，出现具有分生能力的绿色芽点，但不能继续出芽，通常在培养基中添加________________________，以促进幼苗形成。(3)研究中用显微镜可以观察到的现象是________(填下列序号)。①绿色芽点细胞排列松散 ②刚融合的籼稻和稗草杂交细胞发生质壁分离 ③胚状体细胞中有叶绿体 ④分化的愈伤组织内各细胞的形态大小一致(4)经组织培养筛选获得的籼稻叶绿素突变体，其叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于对照，叶绿素总量不变。某同学用________(填序号：①绿色②红色③蓝紫色④黄色)光照射突变体和对照叶片，检测到两者光合放氧速率差异不大。若取等量色素提取液进行层析，会发现突变体第________条色素带(自上而下)窄于对照组。(5)胚乳(3n)由一个精子与两个极核受精发育而成。若用籼稻种子的胚乳诱导愈伤组织，培育三倍体，需适时剔除胚，以免胚的存在影响愈伤组织细胞的________，还可避免再生苗中混有________。解析 本题主要考查植物组织培养的相关知识。(1)因2,4D能抑制形态的发生，所以在促进愈伤组织再分化时，分化培养基中应降低2,4D的浓度。(2)添加适量的生长素利于愈伤组织再分化出芽，促进幼苗的形成。(3)有分生能力的绿色芽点细胞排列紧密；刚融合的籼稻和稗草杂交细胞还没有再生细胞壁，不能发生质壁分离；愈伤组织由无定形状态的薄壁细胞构成，其内的细胞形态大小不一致；因胚状体细胞中有具有分生能力的绿色芽点，用显微镜可观察到胚状体细胞中有叶绿体。(4)因籼稻叶绿素突变体中叶绿素a与叶绿素b的比值增大而叶绿素总量不变，所以突变体中叶绿素a增加，叶绿素b减少，则自上而下第4条色素带变窄；因叶绿素a、b主要吸收红光和蓝紫光，对绿光和黄光吸收较少，所以用绿光和黄光照射突变体和对照叶片，检测到两者放氧速率差别不大。(5)胚由二倍体细胞组成，在培育三倍体时，需要剔除种子中的胚，以免胚的存在影响愈伤组织细胞的增殖与分化，还可避免出现二倍体幼苗。答案 (1)降低 (2)适量的生长素 (3)③ (4)①④ 4(5)增殖与分化 二倍体幼苗特定成分的提取与分离3.(2022·江苏单科，18)下列关于“DNA粗提取与鉴定实验”的叙述，正确的是( )。A．洗涤剂能瓦解细胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度B．将DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝C．常温下菜花匀浆中有些酶类会影响DNA的提取D．用玻棒缓慢搅拌滤液会导致DNA获得量减少20\n解析 本题考查DNA粗提取与鉴定实验的基本知识。洗涤剂能瓦解细胞膜，但对DNA在NaCl溶液中的溶解度无影响，故A错误；DNA丝状物需先溶解在适宜浓度的NaCl溶液中，然后加入二苯胺试剂，混合均匀后沸水浴，待冷却后溶液变蓝，故B错误；常温下菜花匀浆中有些水解酶可能会使DNA水解而影响DNA的提取，故C正确；用玻棒朝一个方向缓慢搅拌可减轻对DNA分子的破坏，有利于DNA分子的提取，故D错误。答案 C4．(2022·广东理综，5)以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是( )。A．洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂B．猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少C．血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测D．在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢解析 猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少，是提纯血红蛋白的理想材料。提纯血红蛋白分四步：红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液、透析，其中洗涤红细胞时，要用生理盐水反复洗涤，既要将红细胞洗涤干净，又要不破坏红细胞，然后再用蒸馏水和甲苯使红细胞破裂，释放出血红蛋白。分离提纯血红蛋白时用凝胶色谱法，是根据相对分子质量的大小来分离蛋白质，相对分子质量大的蛋白质移动速度较快；血红蛋白的颜色可用于观察红色区带的移动情况，并据此判断分离效果。故D不正确。答案 D5．(2022·全国新课标，37)下列是与芳香油提取相关的问题，请回答。(1)玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取，其理由是玫瑰精油具有________________的性质。蒸馏时收集的蒸馏液________(是、不是)纯的玫瑰精油，原因是________________________________________________________________________。(2)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和________。当原料量等其他条件一定时，提取量随蒸馏时间的变化趋势是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)如果蒸馏过程中不进行冷却，则精油提取量会________________________________________________________________________，原因是________________________________________________________________________。(4)密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度________的地方，目的是________________________________________________________________________。(5)某植物花中精油的相对含量随花的不同生长发育时期的变化趋势如图所示。提取精油时采摘花的最合适时间为________d左右。20\n(6)从薄荷叶中提取薄荷油时________(能、不能)采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是________________________________________________________________________。解析 (1)由玫瑰精油的化学性质稳定(耐一定程度高温)、易挥发(水蒸气可以将精油携带出来)、难溶于水(冷却后油水会重新分层)，所以玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取。(2)当水和原料量一定时，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和蒸馏温度，在一定的时间内随着蒸馏时间的延长提取量不断增加，一定时间后不再增加。如果蒸馏温度过高，提取量也会减少。(3)如果蒸馏过程中不进行冷却，部分精油会随水蒸气挥发，则精油提取量会下降。(4)玫瑰精油具有挥发性，瓶装精油时若密封不严，需要低温保存，以减少挥发。(5)分析图示可知，在该植物花的蓓蕾期与开放期之间(即a时期)精油含量最高。(6)由于薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似，易挥发、难溶于水、化学性质稳定，故可以用水蒸气蒸馏法提取。答案 (1)易挥发、难溶于水、化学性质稳定 不是 玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，所得到的是油水混合物 (2)蒸馏温度 在一定的时间内提取量随蒸馏时间的延长而增加，一定时间后提取量不再增加 (3)下降 部分精油会随水蒸气挥发而流失 (4)较低 减少挥发(或防止挥发) (5)a (6)能 薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似(时间：45分钟)A级 基础演练1．(2022·南京名校阶段考试)提取胡萝卜素和提取玫瑰油时都需要加热，但用萃取法提取胡萝卜素时，采用的是水浴加热法，而用水蒸气蒸馏法提取玫瑰油时是直接加热，其原因是( )。A．前者需保持恒温，后者不需要恒温B．前者容易蒸发，后者不容易蒸发C．胡萝卜素不耐高温，玫瑰油耐高温D．前者烧瓶里含有机溶剂，易燃易爆，后者是水解析 用萃取法提取胡萝卜素时，由于在烧瓶中加入的萃取剂含石油醚等有机溶剂，而有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热，容易引起燃烧、爆炸，因此用水浴加热。用水蒸气蒸馏法提取玫瑰油时，烧瓶内加入的是水，可以直接加热。答案 D2．(2022·浙江四校调研)在菊花的组织培养操作完成了3～4d后，观察同一温室中的外植体，发现有的瓶内外植体正常生长，有的瓶内外植体死亡，你认为外植体死亡的原因不可能是( )。A．培养条件，比如pH、温度等不适宜B．接种时外植体未消毒20\nC．接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体D．将外植体倒插入培养基中解析 一般来讲，进行植物组织培养时，培养条件应是相同的。答案 A3．红细胞含有大量血红蛋白，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液来提取和分离血红蛋白。下列对血红蛋白提取和分离的叙述，错误的是( )。A．血红蛋白的提取和分离一般按照“样品处理―→粗提取―→纯化―→纯度鉴定”处理B．纯化过程中要用生理盐水充分溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液C．粗分离时透析的目的是去除相对分子质量较小的杂质D．可经SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定解析 应用蒸馏水充分溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液。答案 B4．(2022·辽宁沈阳、大连第二次联考，39)请回答下列与菊花茎段组织培养实验操作有关的问题。(1)由于菊花茎段组织培养比较容易，故在配制MS固体培养基时，________(必需添加、不必添加)植物激素。培养基配制完毕后，还需进行________灭菌。(2)应选用生理状况好的菊花嫩枝茎段作为________，这是因为其更容易被诱导________________________________________________________________________。(3)菊花茎段在接种前要用适当浓度的________溶液进行表面消毒。(4)接种前，工作台要用体积分数为70%的酒精擦拭一遍。之后，所有的接种操作都必须在________旁进行，并且每次使用器械后，都需要用________灭菌。(5)接种后的锥形瓶最好放在________中培养。培养期间应注意事项主要有：定期________、控制好________，并每日给予适当时间光照。解析 (1)菊花茎段自身能合成植物激素，因此培养基中不必添加植物激素，培养基配制完毕需进行高压蒸汽灭菌。(2)外植体的选择直接关系到实验的成败因此应选择容易被诱导脱分化和再分化的菊花嫩枝作为外植体。(3)为防止微生物污染，菊花茎段在接种前要用适当浓度的酒精和氯化汞溶液进行表面消毒。(4)为避免接种前、接种中污染外植体以及接种后污染环境，因此接种前，工作台要用体积分数为70%的酒精擦拭一遍，接种过程中所有的接种操作都必须在酒精灯火焰旁进行，并且每次使用器械后，都需要用火焰灼烧灭菌。(5)外植体在培养过程中要保持无菌环境，控制好温度，并给予适当光照。答案 (1)不必添加 高压蒸汽 (2)外植体 脱分化和再分化 (3)酒精和氯化汞 (4)酒精灯 火焰灼烧(5)无菌箱 消毒 培养温度B级 智能提升20\n5．如图为提取胡萝卜素的装置图，请据图回答下列问题。(1)[⑤]________的作用是________________________________________________________________________。(2)[④]________内加入的萃取液一般是________，原料在加入前，一般要进行________、________处理。(3)该萃取过程采用的是水浴加热，其目的是________________________________________________________________________。(4)为了取得最佳萃取效果，萃取的时间应该________(“长”或“短”)。解析 图示装置为萃取装置，其中⑤为冷凝管，其作用是降温，以防止加热时有机溶剂挥发，④是烧瓶，其内装有萃取剂，胡萝卜素的适宜萃取剂是石油醚，为防止有机溶剂明火加热时引起燃烧、爆炸，萃取时有必要采用水浴加热，而不用明火加热。答案 (1)冷凝管 降温，防止加热时有机溶剂挥发(2)烧瓶 石油醚 粉碎 干燥 (3)避免有机溶剂明火加热引起燃烧、爆炸 (4)长6．在进行DNA亲子鉴定时，需大量的DNA。PCR技术(多聚酶链式反应)可以使样品DNA扩增，获得大量DNA克隆分子。该技术的原理是利用DNA的半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制(如图，图中黑色长方形是引物)。在很短的时间内将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体。(1)图中的变性、延伸分别是指________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。(2)假设PCR反应中的DNA模板为P，第一轮循环的产物2个子代DNA为N1，第二轮的产物4个子代DNA为N2，N1、N2中分别含有模板DNA单链的DNA分别有________个、________个。若继续循环，该DNA片段共经过30次循环后能形成________个DNA片段。20\n(3)某样品DNA分子中共含3000个碱基对，碱基数量满足：＝，若经5次循环，至少需要向试管中加入________个腺嘌呤脱氧核苷酸。(不考虑引物所对应的片段)(4)若图为第一轮循环产生的产物。请绘出以a链和b链为模板经PCR扩增的产物。解析 (1)变性的实质是DNA双链解旋；延伸的实质是以DNA单链为模板，按照碱基互补配对原则合成子链的过程。(2)由于PCR原理为DNA双链复制，其特点是半保留复制，所以无论复制几次，模板链一直存在于2个DNA分子中。DNA复制的数量变化是指数式增长方式。(3)由＝可知A∶T∶G∶C＝1∶1∶2∶2，所以A的比例为，在一个DNA分子中的数量为3000×2×＝1000个，5次循环的DNA数为32个，所以以原料合成的DNA数相当于32－1＝31个，至少需腺嘌呤脱氧核苷酸为31×1000＝31000个。(4)画图的关键是注意引物A、B的位置和所对应的模板链。答案 (1)模板DNA双链解旋形成单链 在DNA聚合酶的作用下，原料脱氧核苷酸聚合形成新的DNA链 (2)2 2 230 (3)31000 (4)如解析图7．柠檬油是植物芳香油中的一种，它是一种广谱性的杀虫剂，可杀死蚊子、苍蝇、蟑螂和臭虫等传染疾病的害虫，以及危害粮食、蔬菜的常见害虫，包括幼虫、蛹等，是一种绿色杀虫剂。(1)柠檬油的挥发性________，易溶于________，比重比较________。(2)提取柠檬油常用的原料是柠檬花与柠檬果皮，嫩的花朵在蒸馏过程中，精油易被水蒸气分子破坏，所以可采用________法。柠檬果皮中精油的提取适宜采用________法，此种方法是通过________将液相从固液两相混合物中分离出来，必经步骤为：柠檬果皮 ↓ ↓ ↓水洗 → 浸泡→清洗→装料→压榨和喷淋→糊状压出液→→高速离心→静置分层→分液→柠檬精油①A是________，目的是________________________________________________________________________。20\n②B是________，目的是________________________________________________________________________。③C过程为________，目的是________________________________________________________________________。④实验过程中浸泡橘皮后，需用清水洗涤，其目的是______________________________________。(3)采用柠檬油作为杀虫剂，可以解决其他杀虫剂给人类带来的隐患，其突出的优点是________________________________________________________________________。(4)从生产绿色食品的要求出发，写出防治害虫的三种方法：________________、________________、________________。解析 (1)(2)水中蒸馏可能发生原料的焦糊问题，而且可能使某些有效成分高温水解，凡存在上述问题的应考虑萃取法或压榨法。用压榨法从柠檬果皮中提取柠檬油时，应用石灰水充分处理，以提高出油率，防止压榨时滑脱等。为了使油与水易分离，还应加入小苏打和硫酸钠。(3)柠檬油作为一种天然的杀虫剂有其优点：对人、畜无毒，对植物无毒，不污染环境。(4)防治害虫的方法可结合其他生物学知识来解答，其方法较多，如利用生物天敌防治，利用性外激素干扰其交尾或诱捕，运用生物工程如基因工程或诱变育种培育抗虫作物品种等。答案 (1)强 有机溶剂 轻 (2)萃取 压榨 机械压力 ①石灰水 破坏细胞结构，分解果胶，防止压榨时果皮滑脱，提高出油率 ②0.25%的小苏打和5%的硫酸钠 使精油易与水分离 ③过滤 除去固体物和残渣 ④除去石灰水 (3)对人、其他动物、植物均无毒性 减少对环境的污染 (4)利用天敌进行生物防治 运用生物工程培育抗虫作物品种 利用激素影响昆虫的发育特别提醒：教师配赠习题、课件、视频、图片、文档等各种电子资源见《创新设计·高考总复习》光盘中内容。20
