高中生物选修一生物技术实践知识点总结
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高中生物选修知识点全总结一、生物技术实践1. 微生物的实验室培养与应用- 培养基的配制与灭菌- 微生物的分离、纯化与计数- 微生物在食品制作、医药等领域的应用2. 植物的组织培养- 组织培养的原理与操作步骤- 植物快速繁殖技术- 转基因植物的培育3. 基因工程基础- 基因的克隆与表达- 基因编辑技术(如CRISPR-Cas9)- 基因治疗与伦理问题4. 生物分子检测技术- PCR技术的原理与应用- 蛋白质的检测与分析- DNA测序与基因组学二、生态环境与生物多样性1. 生态系统的结构与功能- 生态系统的组成与能量流动- 生物多样性的意义与保护- 人类活动对生态系统的影响2. 环境保护与可持续发展- 污染物的生物降解与生物修复- 可持续发展的概念与实践- 生态农业与绿色能源3. 物种保护与自然保护区- 物种濒危的原因与保护措施- 自然保护区的建立与管理- 生态旅游与环境教育三、人体健康与营养1. 营养学基础- 营养素的分类与功能- 营养需求与膳食指南- 营养不良与营养过剩的问题2. 消化系统与营养吸收- 消化系统的解剖与功能- 营养物质的消化与吸收过程- 肠道微生物与健康3. 代谢性疾病与防治- 糖尿病、心血管疾病的成因与治疗 - 肥胖症的预防与控制- 遗传与环境因素对代谢性疾病的影响四、现代生物技术与伦理1. 克隆技术与应用- 克隆动物的制备技术- 克隆技术在医学领域的应用- 克隆人的伦理争议2. 胚胎工程与生殖技术- 体外受精与胚胎移植- 胚胎筛查与遗传病防治- 生育权与伦理问题3. 脑科学与认知功能- 脑的结构与功能- 认知障碍的成因与治疗- 人工智能与脑科学的交叉4. 生物技术的伦理、法律与社会影响 - 生物技术的安全性评估- 知识产权与生物资源的保护- 公众参与与科学传播五、生物进化与多样性1. 生物进化理论- 达尔文的自然选择与进化论- 遗传学与进化生物学的结合- 分子进化与基因组学2. 生物多样性的形成与保护- 生物多样性的起源与演化- 生态位与物种共存- 生物多样性的保护策略3. 分子系统发育与分类学- 分子标记与物种鉴定- 系统发育树的构建与解读- 分类学的新发展与争议以上是高中生物选修课程的主要知识点总结,涵盖了生物技术的实践应用、生态环境保护、人体健康营养、现代生物技术伦理问题以及生物进化与多样性等领域。
选修1《生物技术实践》知识点归纳实验1 大肠杆菌的培养和分离 1.微生物是指结构简单、形体微小的单细胞、多细胞或没有细胞结构的低等生物,包括病毒、原核生物、原生生物和某些真菌。
细菌是单细胞的原核生物,有细胞壁(肽聚糖)、细胞膜、细胞质,无成型的细胞核,只有一环状DMA分子(拟核)。
以分裂(二分裂)的方式繁殖,分裂速度很快。
用革兰氏染色法将细菌分为革兰氏阳性菌(革兰氏染液染色后,再脱色处理,细菌仍保留染色液的颜色)和革兰氏阴性菌两大类,区别在细胞壁的成分不同。
大肠杆菌是革兰氏阴性(细胞壁薄,有荚膜)、兼性厌氧的肠道杆菌。
2.细菌的分离方法有两种:划线分离法和涂布分离法。
是消除污染杂菌的通用方法,也是用于筛选高表达量菌株的最简便方法之一。
划线分离就是用接种环蘸菌液后在含有固体培养基的培养皿平板上划线,在划线的过程中菌液逐渐减少,细菌也逐渐减少,。
划线最后,可使细菌间的距离加大。
将接种后的固体培养基培养10~20小时后,一个细菌细胞就会繁殖成许多细菌细胞,形成菌落,不会重叠。
在斜面上划线,则每个斜面的菌群就是有一个细菌产生的后代。
用于基因工程的大肠杆菌的工程菌,可以用划线分离法获得产物表达能力高的菌株。
由于工程菌的质粒中通常有抗性基因(如抗氨苄青霉素基因),如在培养基中加入一定量的氨苄青霉素,由于非工程菌的其他杂菌都没有抗性基因,所以在划线后只有存在抗性基因的工程菌能生存下来。
涂布分离时,需要先将培养的菌液稀释,通常稀释10-5~10-7倍之间,然后取0.1mL不同稀释度的稀释菌液放在培养皿的固体培养基上,用玻璃刮刀涂布在培养基平面上进行培养,在适当的稀释度下,可产生相互分开的菌落,每个培养基里有20个以内的单菌落为最合适。
优点:划线分离法,方法简单;涂布分离法,单菌落更易分开,但操作复杂。
在培养微生物时,必须进行无菌操作。
其首要条件是各种器皿必须是无菌的,各种培养基也必须是无菌的,转移培养基、倒平板、接种、平板划线、平板稀释涂布等操作中的每一步都要做到无菌(防止杂菌污染)。
高中生物选修一知识点总结高中生物选修一知识点辅修总结高中生物选修一课题一果酒和果醋的制作1、发酵:通过微生物技术的培养来生产大量代谢产物的。
2、有氧发酵:醋酸发酵无氧发酵:含酒精发酵乳酸发酵3、酵母菌:真菌兼性厌氧菌型生殖方式:出芽生殖(主要)分裂生殖细胞核生殖4、有氧:酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖。
C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O(酶)5、无氧:酵母菌进行酒精发酵。
C6H12O6→2C2H5OH+2CO2(酶)6、20℃左右最适宜酵母菌繁殖酒精发酵时一般将温度控制在18℃-25℃7、在葡萄酒自然发酵的过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮表面的野生型酵母菌.在发酵过程中,随着酒精浓度的提高,红葡萄皮的色素也进入绿发酵液,使葡萄酒呈现深红色.在缺氧呈酸性的发酵液中,芽孢可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到制约。
1、醋酸菌:异养需氧型生殖方式:二分裂2、氧气、糖源充足:醋酸菌将枫糖中的糖分解成醋酸;缺少糖源:醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
2C2H5OH +4O2→CH3COOH+6H2O3、控制发酵条件的作用①醋酸菌对氧气迟钝的含量特别敏感,当进行深层发酵时,即使只是短时间中断通入氧气,也会引起吡啶菌死亡。
②醋酸菌最适生长温度为30~35℃,控制好发酵温度,使发酵时间缩短,又减少科散囊污染的机会。
③有两条支付方式生成醋酸:轻易氧化和氧化以酒精为底物的氧化。
4、实验流程:挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒(→醋酸发酵→果醋)5、酒精检验:重铬酸钾[酸性]重铬酸钾与酒精反应呈现酒精紫红色。
6、排气口要与一个长而弯曲的胶管相连接目的:防止空气当中微生物的污染。
开口向下目的:利于二氧化碳吸出。
选用该装置制酒时,应关闭充气口;制醋时,充气口应连通气泵,输入氧气。
疑难解答(1)你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗?为什么?应该先冲洗,再除去枝梗,避免之前除去枝梗时招致葡萄破损,增加被杂菌环境污染的机会。
高中生物选修一生物技术实践知识点总结材料生物技术实践是高中生物选修一课程中的重要内容,其涉及的知识点较多。
下面是关于生物技术实践相关知识点的总结材料。
一、细胞培养技术1.细胞培养基本理论:细胞培养的定义、种类和应用2.细胞培养技术的步骤:细胞的分离、传代、化学培养基的制备等3.细胞培养的影响因素:温度、培养基成分、培养器具等4.细胞培养的应用:生物药物的生产、组织工程、基因工程等二、基因工程技术1.基因工程的基本概念:基因重组、基因表达等2.基因工程中的重要技术:限制性酶切、DNA连接、DNA复制等3.基因工程的应用:转基因技术、蛋白质表达与纯化、分子诊断等4.基因工程的伦理问题:风险评估、生物安全等三、单细胞技术1.单细胞技术的基本原理:单细胞分离、扩增等2.单细胞技术的应用:单细胞测序、单细胞克隆等3.单细胞技术在医学研究中的应用:癌症研究、免疫细胞研究等4.单细胞技术的发展前景:个体化医学、药物开发等四、酶工程技术1.酶工程的基本概念:酶的定义、性质等2.酶工程技术的步骤:酶的筛选、改造、固定化等3.酶工程技术的应用:生化制剂的生产、环境保护等4.酶工程技术的发展趋势:多功能酶的研究、酶催化反应的优化等五、生物传感器技术1.生物传感器的基本原理:生物元件的识别、信号转导等2.生物传感器的种类:酶电极、抗体电极等3.生物传感器的应用:生物分析、临床诊断等4.生物传感器技术的发展:微纳制造技术的应用、多样化生物传感元件的研究等六、生物安全技术1.生物安全的概念:生物实验的风险评估、安全管理等2.生物安全技术的措施:生物实验室建设、生物废弃物处理等3.生物安全的法律法规:《生物安全法》等相关法律法规4.生物安全技术的发展:新兴疾病、转基因生物等生物安全问题的研究与应对以上是高中生物选修一生物技术实践的知识点总结材料。
这些知识点涵盖了细胞培养技术、基因工程技术、单细胞技术、酶工程技术、生物传感器技术和生物安全技术等方面,希望对你的学习有所帮助。
高中生物知识点总结选修1一、细胞的分子基础1. 细胞的概念与结构- 细胞是生命的基本单位,具有自主代谢和遗传信息传递的能力。
- 细胞的主要结构包括细胞膜、细胞质和细胞核。
2. 生物大分子- 蛋白质:由氨基酸组成,是生命活动的主要承担者。
- 核酸:包括DNA和RNA,是遗传信息的载体。
- 糖类:由单糖组成,主要提供能量。
- 脂类:包括甘油和脂肪酸,构成细胞膜的主要成分。
3. 酶的作用- 酶是生物体内的生物催化剂,能够加速化学反应的速率。
- 酶的特性:高效性、专一性、作用条件温和。
4. 细胞呼吸- 有氧呼吸:在氧气存在的条件下,有机物彻底氧化分解,释放大量能量。
- 无氧呼吸:在缺氧条件下,有机物不完全氧化,释放较少能量。
5. 光合作用- 光依赖反应:在光照下,水分子分解,产生氧气和ATP。
- 光合磷酸化:ATP的生成过程。
- 光合暗反应:固定二氧化碳,合成有机物。
二、遗传与进化1. 遗传的分子基础- DNA的复制:半保留复制原理。
- RNA的转录:DNA信息转录成mRNA。
- 蛋白质的翻译:mRNA指导蛋白质的合成。
2. 基因的结构与功能- 基因是遗传信息的基本单位,控制生物体的性状。
- 基因的结构包括启动子、编码区和终止子。
3. 基因突变- 突变的类型:基因突变、染色体变异。
- 突变的影响:有益、中性、有害。
4. 生物的进化- 进化的证据:化石记录、比较解剖学、分子生物学。
- 进化的机制:自然选择、遗传漂变、基因流、突变。
5. 分子系统发育- 通过比较DNA序列的差异,推断物种间的亲缘关系。
- 分子钟假说:物种分化的时间可以通过DNA序列的变异速率来估计。
三、生态环境与生物多样性1. 生态系统的组成- 生产者:通过光合作用制造有机物的生物。
- 消费者:直接或间接依赖生产者制造的有机物的生物。
- 分解者:分解有机物,释放营养物质的生物。
2. 生态系统的功能- 物质循环:生态系统中物质的循环利用。
- 能量流动:生态系统中能量的传递和转化。
高中生物选修1--生物技术实践知识点填空生物技术是应用生物学的知识和技术手段,以提高农业、医药等领域的产出和效益。
在高中生物选修1中学习生物技术实践的内容,主要包括基因工程、细胞工程和酶工程等方面的知识。
本文将从这几个方面逐一介绍生物技术实践的相关知识点。
一、基因工程基因工程是现代生物技术的核心内容,它通过改变生物体的遗传信息,以实现对生物体的有针对性的改造和利用。
基因工程的关键技术包括重组DNA技术、基因克隆和转基因技术等。
1. 重组DNA技术重组DNA技术是指通过体外的方法,将不同来源的DNA片段重新组合成具有新的功能的DNA分子。
在重组DNA技术中,常用的工具酶包括限制酶、连接酶和DNA聚合酶等。
通过限制酶切割DNA,然后通过连接酶将不同片段连接起来,最后通过DNA聚合酶构建完整的DNA分子。
2. 基因克隆基因克隆是指将目标基因从一个生物体中分离出来,并通过体外的方法进行复制,使其得到大量复制。
常用的基因克隆技术包括PCR扩增、基因文库构建和原核表达系统等。
通过PCR扩增可以快速复制目标基因,基因文库构建可以将目标基因储存起来,原核表达系统可以将目标基因转入细菌中并得到大量表达。
3. 转基因技术转基因技术是指将外源基因导入到目标生物体的染色体中,并使其能够正常表达。
通过转基因技术,可以改变生物体的性状、增加营养价值、提高抗病性等。
常见的转基因作物包括转基因水稻、转基因玉米和转基因大豆等。
二、细胞工程细胞工程是利用细胞和组织的生物学特性进行的工程技术。
它主要包括细胞培养、细胞融合和细胞检测等方面的实践操作。
1. 细胞培养细胞培养是指将细胞单元从生物体中分离出来,经过体外培养,使其能够持续生长和增殖。
细胞培养可以通过组织培养、细胞培养和胚胎培养等方式进行。
细胞培养技术在医药和生物工程领域具有重要应用价值。
2. 细胞融合细胞融合是将两个或多个不同类型的细胞合并成一个细胞,并使其具有双亲细胞的特性。
选修一生物技术实践课题1果酒和果醋的制作一.果酒的制作菌种:酵母菌细胞构造:真核细胞代谢种类:异养兼性厌氧型生殖方式:孢子生殖有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大批生殖,适合温度:20℃左右。
反响式: C6H12O6+6O2→ 6CO2+6H 2O.无氧条件下,附在葡萄皮上的酵母菌进行酒精发酵,适合温度:18℃~ 25℃。
反响式: C6H12O6→ 2C2H5OH+2CO 2.二.果醋的制作菌种:醋酸菌细胞构造:原核细胞代谢种类:异养需氧型生殖方式:分裂生殖氧气、糖充分:反响式:C6H12O6+O2→CH3COOH.氧气充分、缺糖:反响式:C2H 5OH +O 2→乙醛→ CH3 COOH +H 2O.适合温度: 30℃~ 35℃。
三.实验流程精选葡萄冲刷榨汁酒精发酵醋酸发酵果酒果醋四.果醋和果酒的发酵装置:充气口:进行果醋发酵时通入空气;排气口:排出发酵过程产生的CO2,免得瓶子胀裂。
连结一个长而曲折的胶管:防止空气中微生物的污染。
出料口:方便实时检测产物的产生状况。
五.详细问题1.酵母菌的根源:附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。
2.葡萄酒体现深红色的原由:跟着酒精度数的提升,红葡萄皮的色素也进入发酵液。
3.发酵液中不滋长其余微生物的原由:在缺氧,呈酸性的发酵液中,酵母菌能够生长生殖,绝大部分微生物都因没法适应这一环境而遇到克制。
4.酒精的查验:( 1)试管中先加入发酵液2ml ,再滴入 3mol/L 硫酸,振荡混匀,最后滴加 3 滴重铬酸钾,重铬酸钾由橙色变灰绿;( 2)酒精比重计;( 3)闻。
5.变酸酒表面菌膜的形成原由:醋酸菌在液面大批生殖而形成的(需氧)。
6.葡萄不要频频冲刷,免得洗掉酵母菌。
7.制酒时要每隔12h 将瓶盖拧松一次,以放出CO2再拧紧;制醋时盖上一层纱布。
8.榨汁前要先冲刷再除掉枝梗:以防止除掉枝梗时惹起葡萄损坏,增添被杂菌污染的时机。
9.发酵瓶要用体积分数为70%的酒精消毒或用洗洁精清洗。
生物高中生物选修1知识点总结一、绪论1. 生物技术的定义与分类生物技术是指利用生物学原理和方法,对生物体及其组分进行操作、改造和利用的技术。
生物技术主要包括基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程等。
2. 生物技术发展简史生物技术的发展经历了传统生物技术和现代生物技术两个阶段。
传统生物技术主要包括酿造、发酵等;现代生物技术则以基因工程、细胞工程等为核心。
二、基因工程1. 基因工程的原理与方法基因工程是通过分子生物学的方法,将目的基因从一个生物体转移到另一个生物体中,使之产生新的遗传特性。
基因工程的基本步骤包括:目的基因的获取、基因载体的选择与构建、受体细胞的转化、转化细胞的筛选与鉴定。
2. 基因表达载体的构建基因表达载体是基因工程中用于携带目的基因并将其导入受体细胞的工具。
常用的基因表达载体有质粒、噬菌体、病毒等。
3. 基因工程的应用基因工程在农业、医药、环保等领域具有广泛的应用。
例如:转基因作物、转基因动物、基因治疗等。
三、细胞工程1. 细胞工程的基本技术细胞工程是指利用细胞生物学原理和方法,对细胞进行操作、改造和利用的技术。
细胞工程的基本技术包括:细胞培养、细胞融合、细胞拆合等。
2. 动物细胞工程动物细胞工程主要包括动物细胞培养、细胞融合、细胞拆合等技术。
动物细胞工程在制备单克隆抗体、生产疫苗等方面具有重要作用。
3. 植物细胞工程植物细胞工程主要包括植物组织培养、原生质体融合等技术。
植物细胞工程在植物繁殖、遗传改良等方面具有广泛应用。
四、发酵工程1. 发酵工程的原理发酵工程是利用微生物的代谢活性,在生物反应器中进行大规模生产的技术。
发酵工程的原理主要包括:微生物的代谢、发酵条件优化、生物反应器设计等。
2. 发酵过程的主要参数发酵过程中,需要关注的主要参数有:温度、pH、溶氧、搅拌速度、发酵液浓度等。
3. 发酵工程的应用发酵工程在食品、饮料、医药、环保等领域具有广泛应用。
例如:啤酒生产、抗生素生产、生物燃料生产等。
高中生物浙科版选修一知识点归纳选修一生物技术实践知识点总结第一部分微生物的利用一、微生物实验室培养的基本操作程序1、器具的灭菌:P20-21,灭菌前,试管加棉花塞或塑料盖、三角瓶用封口膜或6层纱布封口……最后各种用品均需用牛皮纸或报纸包好,用高压蒸汽灭菌法(121C,1kg/cm2压力)灭菌15min。
值得注意的是,实验中所需的棉花不能用脱脂棉,因脱脂棉易吸水,吸水后容易引起污染。
灭菌后,通常将实验用具放入60~80℃的烘箱中烘干,以除去灭菌时的水分。
在进行实验操作前,将需要使用的用具从烘箱中取出,放到超净台上。
在超净台工作之前,应先打开超净台的紫外灯和过滤风,工作时关闭紫外灯。
塞子制作的好坏是控制污染发生的关键。
2、培养基的配制:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质。
①培养基种类尺度培养基类型固体培养基液体培养基合成培养基天然培养基鉴别培养基配制特点加入琼脂不加入琼脂由已知成分配制而成由天然身分派制而成添加某种唆使剂或化学药剂主要应用菌种分离,鉴定,计数、保存菌种的扩大培养菌种的鉴别菌种的分离按物理性质分按化学组身分按用途分②微生物培养的培养基:LB培养基。
配制培养基时需考虑营养物质的配比外,还需要考虑微生物生长对pH、氧气、渗透压等的要求。
“细菌喜荤,霉菌喜素”,通常细菌培养基要用卵白胨和酵母提取物来配制,还要加入一定量的氯化钠,以维持一定的渗透压;霉菌培养基一般用无机物配制或添加蔗糖的豆芽汁即可。
此外.细菌通常要求在中性偏碱的环境中生长,霉菌要求在中性偏酸的环境中生长。
选择培养基添加(或短少)某种化学身分3、培养基的灭菌:通常用高压蒸汽灭菌法灭菌。
但假如培养基中有葡萄糖,为防止葡萄糖分解碳化,要用500g/cm压力(90C以上)灭菌30min。
有些不能加热灭菌的化合物,如尿素(加热会分解)等,只能用G6玻璃砂漏斗过滤,但玻璃砂漏斗使用前也要在121℃下用纸包好灭菌。
高中生物选修一生物技术实践 知识点总结专题三 植物的组织培养技术课题一 菊花的组织培养植物组织培养的基本过程细胞分化:在生物个体发育过程中,细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。
离体的植物组织或细胞,在培养了一段时间以后,会通过细胞分裂,形成愈伤组织,愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。
由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化,或者叫做去分化。
脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫做再分化。
再分化形成的试管苗,移栽到地里,可以发育成完整的植物体。
植物细胞工程具有某种生物全套遗传信息的任何一个活细胞,都具有发育成完整个体的能力,即每个生物细胞都具有全能性。
但在生物体的生长发育过程中并不表现出来,这是因为在特定的时间和空间条件下,通过基因的选择性表达,构成不同组织和器官。
植物组织培养技术的应用有:实现优良品种的快速繁殖;培育脱毒作物;制作人工种子;培育作物新品种以及细胞产物的工厂化生产等。
·细胞分化是一种持久性的变化,它有什么生理意义?使多细胞生物体中细胞结构和功能趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。
比较根尖分生组织和愈伤组织的异同 影响植物组织培养的条件材料:不同的植物组织,培养的难易程度差别很大。
植物材料的选择直接关系到试验的成败。
植物的种类、材料的年龄和保存时间的长短等都会影响实验结果。
菊花组织培养一般选择未开花植物的茎上部新萌生的侧枝作材料。
一般来说,容易进行无性繁殖的植物容易进行组织培养。
选取生长旺盛嫩枝进行组培的是嫩枝生理状态好,容易诱导脱分化和再分化。
营养:离体的植物组织和细胞,对营养、环境等条件的要求相对特殊,需要配制适宜的培养基。
常用的培养基是MS 培养基,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 ,有机物有甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等。
激素:植物激素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。
在生长素存在的情况下,细胞分裂素的作用呈现加强趋势。
在培养基中需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素,其浓度、使用的先后顺序、用量的比例等都影响结果。
组织类型细胞来源 细胞形态 细胞结构 细胞排列 细胞去向 根尖 分生组织 受精卵 正方形 无液泡 紧密 分化成多种 细胞组织愈伤组织 高度分化细胞 无定形 高度液泡化 疏松 再分化成新个体相同点 都通过有丝分裂进行细胞增殖+环境条件:PH 、温度、光等环境条件。
不同的植物对各种条件的要求往往不同。
进行菊花的组织培养,一般将pH 控制在5.8左右,温度控制在18~22℃,并且每日用日光灯照射12h.4、操作流程配制MS 固体培养基:配制各种母液:将各种成分按配方比例配制成的浓缩液(培养基母液)。
·使用时根据母液的浓缩倍数,计算用量,并加蒸馏水稀释。
·配制培养基:应加入的物质有琼脂、蔗糖、大量元素、微量元素、有机物和植物激素的母液,并用蒸馏水定容到1000毫升。
·在菊花组织培养中,可以不添加植物激素原因是菊花茎段组织培养比较容易。
·灭菌:采取的灭菌方法是高压蒸汽灭菌。
·MS 培养基中各种营养物质的作用是什么?与肉汤培养基相比,MS 培养基有哪些特点?大量元素和微量元素提供植物细胞所必需的无机盐;蔗糖提供碳源,维持细胞渗透压;甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求。
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。
外植体的消毒 外植体:用于离体培养的植物器官或组织片段。
选取菊花茎段时,要取生长旺盛的嫩枝。
菊花茎段用流水冲洗后可加少许洗衣粉,用软刷轻轻刷洗,刷洗后在流水下冲洗20min 左右。
用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分,放入体积分数为70%的酒精中摇动2~3次,持续6~7s ,立即将外植体取出,在无菌水中清洗。
取出后仍用无菌吸水纸吸干外植体表面水分,放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中1~2min 。
取出后,在无菌水中至少清洗3次,漂洗消毒液。
注意:对外植体进行表面消毒时,就要考虑药剂的消毒效果,又要考虑植物的耐受能力。
接种:接种过程中插入外植体时形态学上端朝上,每个锥形瓶接种7~8个外植体。
外植体接种与细菌接种相似,操作步骤相同,而且都要求无菌操作。
培养:应该放在无菌箱中进行,并定期进行消毒,保持适宜的温度(18~22℃)和光照(12h )移栽:栽前应先打开培养瓶的封口膜,让其在培养间生长几日,然后用流水清洗根部培养基。
然后将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中生活一段时间,进行壮苗。
最后进行露天栽培。
栽培外植体在培养过程中可能会被污染,原因有外植体消毒不彻底;培养基灭菌不彻底;接种中被杂菌污染;锥形瓶密封性差等。
专题二 月季的花药培养被子植物的花粉发育被子植物的雄蕊通常包含花丝、花药两部分。
花药为囊状结构,内部含有使用顺序实验结果 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 生长素/ 细胞分裂素比值与结果 比值高时 促根分化, 抑芽形成 比值低时 促芽分化, 抑根形成 比值适中 促进愈伤组织生长许多花粉。
花粉是由花粉母细胞经过减数分裂而形成的,因此,花粉是单倍体的生殖细胞。
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。
在小孢子四分体时期,4个单倍体细胞连在一起,进入单核期时,四分体的4个单倍体细胞彼此分离,形成4个具有单细胞核的花粉粒。
这时的细胞含浓厚的原生质,核位于细胞的中央(单核居中期)。
随着细胞不断长大,细胞核由中央移向细胞一侧(单核靠边期),并分裂成1个生殖细胞核和1个花粉管细胞核,进而形成两个细胞,一个是生殖细胞,一个是营养细胞。
生殖细胞将在分裂一次,形成两个精子。
注意:①成熟的花粉粒有两类,一类是二核花粉粒,其花粉粒中只含花粉管细胞核和生殖细胞核,二核花粉粒的精子是在花粉管中形成的;另一类是三核花粉粒,花粉在成熟前,生殖细胞就进行一次有丝分裂,形成两个精子,此花粉粒中含有两个精子核和一个花粉管核(营养核)②花粉发育过程中的四分体和动物细胞减数分裂的四分体不同。
花粉发育过程中的四分体是花粉母细胞经减数分裂形成的4个连在一起的单倍体细胞;而动物细胞减数分裂过程中的四分体是联会配对后的一对同源染色体,由于含有四条染色单体而称为四分体。
③同一生殖细胞形成的两个精子,其基因组成完全相同。
产生花粉植株的两种途径通过花药培养产生花粉植株(即单倍体植株)一般有两种途径,一种是花粉通过胚状体阶段发育为植物,另一种是花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织,再将其诱导分化成植株。
这两种途径之间并没有绝对的界限,主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。
注意:①无论哪种产生方式,都要先诱导生芽,再诱导生根②胚状体:植物体细胞组织培养过程中,诱导产生的形态与受精卵发育成的胚非常类似的结构,其发育也与受精卵发育成的胚类似,有胚芽、胚根、胚轴等完整结构,就像一粒种子,又称为细胞胚。
影响花药培养的因素诱导花粉能否成功及诱导成功率的高低,受多种因素影响,其中材料的选择与培养基的组成是主要的影响因素·亲本的生理状况:花粉早期是的花药比后期的更容易产生花粉植株,选择月季的初花期。
·合适的花粉发育时期:一般来说,在单核期,细胞核由中央移向细胞一侧的时期,花药培养成功率最高·花蕾:选择完全未开放的花蕾·亲本植株的生长条件、材料的低温预处理以及接种密度等对诱导成功率都有一定影响·材料的选取:选择花药时,一般要通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。
确定花粉发育时期的最常用的方法是醋酸洋红法。
但是,某些植物的花粉细胞核不易着色,需采用焙花青-铬矾法,这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色·材料的消毒·接种和培养:灭菌后的花蕾,要在无菌条件下除去萼片和花瓣,并立即将花药接种到培养基上。
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长生愈伤组织),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,通常每瓶接种花药7~10个,培养温度控制在25℃左右,不需要光照.幼小植株形成后才需要光照.一般经过20~30天培养后,会发现花药开裂,长出愈伤组织或形成胚状体。
将愈伤组织及时转移到分化培养基上,以便进一步分化出再生植株。
如果花药开裂释放出胚状体,则一个花药内就会产生大量幼小植株,必须在花药开裂后尽快将幼小植株分开,分别移植到新的培养基上,否则这些植株将很难分开。
还需要对培养出来的植株做进一步的鉴定和筛选。
植物组织培养技术与花药培养技术的相同之处是:培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。
两者的不同之处在于:花药培养的选材非常重要,需事先摸索时期适宜的花蕾;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。
这些都使花药培养的难度大为增加。
专题六植物有效成分的提取课题一植物芳香油的提取天然香料的来源:植物、动物不同植物的根、茎、叶、花、果实、种子都可以提取芳香油。
芳香油的提取方法:蒸馏、压榨、萃取等。
芳香油的性质:挥发性强,成分复杂,以萜类化合物及其衍生物为主。
水蒸气蒸馏法:原理:水蒸汽可将挥发性较强的芳香油携带出来形成油水混合物,冷却后水油分层。
方法:水中蒸馏:原料放在沸水中加热蒸馏。
水上蒸馏:原料隔放在沸水上加热蒸馏。
水汽蒸馏:利用外来高温水蒸气加热蒸馏。
不足:有些原料不适宜于水中蒸馏,如柑橘、柠檬等易焦糊,有效成分容易水解。
通常用压榨法(通过机械压缩力将液相物从液固两相混合物中分离出来的一种简单操作)萃取法:原理:芳香油易溶于有机溶剂,溶剂挥发后得到芳香油。
如石油醚、酒精、乙醚等。
方法:原料浸泡在溶剂中→得到浸泡液→有机溶剂挥发→芳香油。
不足:有机溶剂中的杂质影响芳香油的品质玫瑰精油的提取·0.1g/mL氯化钠溶液:促使油水混合物(乳浊液)中油和水的分离。
无水硫酸钠:吸收油层中的水分。
实验步骤:①采集玫瑰花:采集盛花期(5月中上旬)的玫瑰花,清水清洗沥干。
②装入蒸馏原料:称取50g玫瑰花放入蒸馏瓶,添加200mL蒸馏水。
③安装蒸馏装置:按照从左向右、自下到上次序安装水蒸气蒸馏装置。
④加热蒸馏:控制蒸馏时间和速度(1~2滴/秒),获得乳白色乳浊液;拆卸装置。
⑤分离油层:向乳浊液加入NaCl溶液后,利用分液漏斗分离出上面的油层。
⑥除去水分:向油层中加入无水硫酸钠,24h后过滤,得到玫瑰油。