选修1-第3讲植物的组织培养技术与酶的应用和研究

菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破第3讲植物的组织培养技术和酶的研究与应用菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破[目标导航]1.植物的组织培养2.酶在食品制造和洗涤等方面的应用3.制备和应用固定化酶菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破考点一植物的组织培养技术及影响因素1.菊花的组织培养过程制备固体培养基→外植体消毒→→培养→→栽培。MS接种移栽菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破2．月季的花药培养菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破3．植物细胞全能性表达的条件(1)状态。(2)适宜的营养物质：大量元素、微量元素等无机营养和有机营养。(3)植物激素：、。(4)适宜环境条件：、和光照条件。(5)条件。离体生长素细胞分裂素温度pH无菌菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破4．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，材料的、等对培养也有影响，、的植物材料容易培养成功。年龄保存时间的长短幼龄保存时间短菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破(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、，并且要求操作。(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。其中和是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。消毒灭菌无菌生长素细胞分裂素菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破考点二植物组织培养技术和花药离体培养技术的比较比较项目植物组织培养花药离体培养理论依据植物细胞的基本过程→相同点影响因素选材、营养、激素、温度、pH、光照等全能性脱分化再分化菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破外植体细胞细胞(花粉粒)生殖方式生殖生殖培养结果正常的可育植株高度不育的单倍体不同点操作流程制备培养基→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→栽培选育体生殖无性有性菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破考点三酶在食品制造和洗涤方面的应用1.果胶酶在果汁生产中的作用(1)果胶酶①组成：包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和等，是分解果胶的的总称。②作用a．瓦解，增加出汁量。b．分解果胶为可溶性的，使浑浊的果汁变得。胶酯酶一类酶植物细胞壁和胞间层半乳糖醛酸澄清菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破(2)探究温度和pH对酶活性的影响①实验原理a．果胶酶活性受温度和pH的影响，处于最适温度和最适pH时，活性。b．果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶活性大小呈。②实验结果：温度和pH在很大程度上对酶的会产生影响，过高或过低都会影响酶活性。最高正相关空间结构菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破(3)探究果胶酶用量的实验设计①实验原理a．在一定条件下，随着酶浓度的增加，果汁的体积。b．当酶的浓度达到一定值后，再增加酶的用量，果汁的体积。c．果汁体积不变的酶用量就是酶的最适用量。②变量分析：本实验的自变量是，因变量可以用果肉的或体现。增加不变最低酶的用量出汁率果汁的澄清度菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破2．探讨加酶洗衣粉的洗涤效果(1)加酶洗衣粉①概念：指含有酶制剂的洗衣粉。应用最广泛、效果最明显的酶是和。②影响加酶洗衣粉中酶活性的因素：温度、pH、及水质等。③加酶洗衣粉中常用的酶制剂有。碱性蛋白酶碱性脂肪酶表面活性剂蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破(2)不同类型的加酶洗衣粉的洗涤效果①实验原理：酶的催化作用具有，复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类，与单一酶洗衣粉相比，对各种污渍都有较好的洗涤效果。②实验变量：自变量为。专一性较多加酶洗衣粉的种类菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破(1)在混合苹果泥和果胶酶之前应注意的问题①要将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中，每组进行同温(或同pH)处理；②其目的是保证底物和酶在混合时二者温度(或pH)相同，避免苹果泥与果胶酶混合时因二者温度(或pH)不同而影响混合物的温度(或pH)，进而影响果胶酶的活性。菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破(2)在使用加酶洗衣粉时应注意的问题①考虑获得最佳洗涤效果的条件，如最适温度、pH；②考虑衣物的承受能力，如蛋白酶洗衣粉不能洗涤丝绸类衣物；③考虑洗涤成本问题，若污渍的成分比较复杂，一般选择复合酶洗衣粉，以减少用量。菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破考点四固定化酶与固定化细胞的比较1.固定化酶的应用实例：(1)反应机理：葡萄糖――――――――→。(2)固定化酶反应柱：将酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装入一个反应柱内，反应柱底端装有分布着许多小孔的筛板，无法通过筛板上的小孔，而却能自由出入。葡萄糖异构酶果糖酶颗粒反应溶液菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破2．固定化细胞技术：(1)概念：固定化酶和固定化细胞技术是利用或方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。(2)常用方法：。物理化学物理吸附法、化学结合法和包埋法菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破3．实验流程：酵母细胞的活化→配制物质的量浓度为0.05mol/L的溶液→→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→→冲洗→。CaCl2配制海藻酸钠溶液固定化酵母细胞发酵菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破归纳总结直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较：比较项目直接使用酶固定化酶固定化细胞适用方法物理吸附法或化学结合法包埋法营养不需要不需要需要菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破缺点酶易失活，难以回收，影响产品质量一种酶只能催化一种或一类化学反应反应物不易于接触，反应效率下降优点催化效率高，低能耗，低污染可以回收利用，提高产品质量成本低，操作容易实例果胶酶固定化葡萄糖异构酶固定化酵母细胞菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破1．下列有关植物组织培养的叙述，正确的是()A．愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞B．二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株C．用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子D．植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破【解析】在普通培养基中添加适量的NaCl，制成选择培养基，可用来筛选植物耐盐突变体，故选项D正确。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；二倍体植株的花粉经离体培养后得到单倍体植株，该单倍体高度不育，不能稳定遗传；用人工薄膜将胚状体等进行包装可制成人工种子，愈伤组织不能作为制作人工种子的材料，故选项A、B、C错误。【答案】D菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破2．下列关于植物组织培养的叙述，错误的是()A．外植体可以来自于植物的任何细胞B．培养应在无菌条件下进行C．以花粉作为外植体可得到单倍体植株D．不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同【解析】植物组织培养的原理是细胞的全能性，所以作为植物组织培养的细胞必须有完整的细胞核。【答案】A菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破3．(2014·江苏高考)下列关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是()A．高温易使酶失活，因此冷水洗涤去污效果应该比温水好B．洗衣粉中表面活性剂对碱性蛋白酶活性有一定的促进作用C．在pH低于7.0的自来水中，碱性蛋白酶依然能起作用D．洗衣粉中酶主要是通过快速分解溶在水里的污渍发挥作用菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破【解析】酶具有最适温度，温度升高或降低都会降低酶活性，所以冷水洗涤去污效果一般没有温水好，A错误；洗衣粉中表面活性剂对碱性蛋白酶活性有一定的抑制作用，B错误；酶都有最适的pH，低于或高于最适pH，酶活性会降低，但仍能发挥催化作用，C正确；洗衣粉中的酶是用于去除衣物上的相应污垢，而不是分解溶于水里的污渍，D错误。【答案】C菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破4．(2013·江苏高考)下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是()A．可用包埋法制备固定化酵母细胞B．反应产物对固定化酶的活性没有影响C．葡萄糖异构酶固定前后专一性不同D．固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破【解析】本题考查固定化酶和固定化细胞的相关知识。可用包埋法制备固定化酵母细胞；有些反应产物可与相应酶结合，进而影响固定化酶的活性；葡萄糖异构酶固定前后专一性不变；固定化细胞固定的是一系列酶，催化一系列反应，不能催化各种反应底物的一系列反应。【答案】A菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破5．下图曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系，下列叙述错误的是()菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破A．在B点之前，果胶酶的活性和温度成正比，之后成反比B．当温度到B点时，果胶酶的活性最高，酶的催化作用最强C．A点时，果胶酶的活性很低，但随着温度升高，果胶酶的活性可以上升D．C点时，果胶酶的活性很低，当温度降低时，酶的活性也可以上升菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破【解析】从图中可以看出随着温度升高，果胶酶的活性在上升，等达到B点时，酶的活性达到最高；随后，随着温度的继续上升，酶的活性迅速下降。但是A点和C点相比，虽然酶的活性都很低，但是A点是低温条件，对酶的空间结构无影响，所以，随着温度的上升，其活性也会不断上升；而C点是高温条件，当温度过高时，会破坏酶的空间结构，使酶的活性发生不可逆的变化。【答案】D菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破6．如图是围绕加酶洗衣粉洗涤效果进行的研究结果。下列有关叙述，不正确的是()菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破A．本研究的自变量有温度和洗衣粉是否加酶B．本研究的因变量可能是污渍残留量C．两类洗衣粉的最佳使用温度都为t1D．温度超过t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活【解析】由图可知实验的因变量为污渍的残留量。加酶洗衣粉的最佳使用温度为t1，普通洗衣粉的最佳使用温度为t2。【答案】C菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破7．(2014·江苏高考)为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题：(1)外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为________。(2)在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如图所示。细胞干重在12d后下降的原因有________________________________________；培养液中蔗糖的作用是________、________。菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破(3)多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经________处理，会产生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目，压片前常用纤维素酶和________酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞(2n)经诱导处理后，观察到染色体数为8n的细胞，合理的解释是__________________________、_____________________。菜单高考总复习·生物演实战.高效训练切脉搏.核心突破(4)为了更好地获得次生代谢产物，生产中采用植物细胞的固定化技术，其原理与酵母细胞固定化类似。下列说法正确的有________(填序号)。①选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋②必须在光照条件下培养③培