高考讲坛（新课标）2015届高考生物一轮复习 第3讲 植物的组织培养技术和酶的研究与应用课件

抓住4个基础础知识识点 掌握3个核心考点 高效训练训练4道题题 第 3讲 植物的组织培养技术 和酶的研究与应用 抓住 4 个基础础知识识点 脱分化 愈伤组织伤组织 再分化 2培养基 (1)成分：大量元素、_、有机物、 _和 琼琼脂。 (2)类类型：_、发发芽培养基和生根培养基。 (3)作用：植物组织组织 或器官生长长和发发育的_。 (4)配制：称量、溶解、_、分装(三角瓶)、灭灭菌。 微量元素 植物激素 MS固体培养基 营营养条件 调调pH MS固体 灭灭菌 70%酒精0.1%氯氯化汞 无菌水 (3)接种：始终终在_旁进进行，对对接种工具要用 _灭灭菌。将菊花茎段插入培养基中时时注意 _。 (4)培养与移栽：在1822 的_中培养，得到试试管 苗后进进行移栽。 酒精灯 火焰灼烧烧 不要倒插 无菌箱 4月季的花药药培养 (1)被子植物的花粉发发育过过程： 花粉母细细胞_单单核期_花 粉粒。 (2)产产生花粉植株的两种途径： 小孢孢子四分体时时期 双核期 (3)影响花药药培养的因素： 主要因素：_和_。 其他因素：亲亲本植株的_、材料的 _及接种_等。 材料的选择选择 培养基的组组成 生长长条件 低温预处预处 理密度 (4)实验实验 操作： 材料的选选取：月季花药药培养一般选择选择 _期，细细胞核由 中央移向细细胞一侧侧的时时期。确定花粉发发育时时期最常用的方法 是_法。 接种：灭灭菌后的花蕾，在无菌条件下除去_，并 立即将花药药接种到培养基上。剥离花药时药时 尽量不要损伤损伤 _。 培养：温度控制在_左右，幼小植株形成后才需要 _。如果花药药开裂释释放出胚状体，必须须在花药药开裂后尽快 将_。 单单核 醋酸洋红红 萼片和花瓣 花药药 25 光照 幼小植物分开 二、果胶酶在果汁生产产中的应应用 1果胶酶 (1)组组成：包括多聚半乳糖醛醛酸酶、果胶分解酶和_ _等，是分解果胶的_的总总称。 (2)作用： 分解果胶为为可溶性的_，瓦解_ _。 使浑浊浑浊 的果汁变变得_，增加出汁量。 果胶 酯酯酶一类类酶 半乳糖醛醛酸植物细细胞壁 和胞间层间层 澄清 2酶的活性与影响酶活性的因素 (1)酶的活性：指酶催化一定化学反应应的能力，可用_ _来表示。 (2)影响酶活性的因素：温度、pH和_等。 反应应 速度 酶的抑制剂剂 3探究温度和pH对对酶活性的影响 (1)实验实验 原理： 果胶酶活性受温度和pH的影响，处处于最适温度和最适pH时时 ，活性_。 果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶活性大小呈 _。 (2)实验结实验结 果：温度和pH在很大程度上对对酶的_会 产产生影响，过过高或过过低都会影响酶活性。 最高 正相关 空间结间结 构 4探究果胶酶用量的实验设计实验设计 (1)实验实验 原理： 在一定的条件下，随着酶浓浓度的增加，果汁的体积积_；当 酶的浓浓度达到一定值值后，再增加酶的用量，果汁的体积积_ ，此值值就是果胶酶的最适用量。 (2)变变量分析： 本实验实验 的自变变量是_，因变变量可以用果肉的 _或是_体现现。 增加 不变变 酶的用量 出汁率果汁的澄清度 三、酶在洗涤涤等方面的应应用 1加酶洗衣粉 (1)概念：指含有_的洗衣粉。 (2)影响加酶洗衣粉效果的因素：温度、酸碱度、_ _及水质质等。 酶制剂剂 表面 活性剂剂 (3)常用酶制剂剂的种类类及洗涤涤原理和实实例： 蛋白质质 多肽肽 甘油脂肪酸 淀粉 纤维纤维 2.探究不同加酶洗衣粉对对衣物污渍污渍 的洗涤涤效果 (1)实验实验 原理：酶的催化作用具有_，复合酶洗衣粉加 入的酶制剂剂种类类_，与单单一加酶洗衣粉相比，对对各种污污 渍渍都有较较好的洗涤涤效果。 (2)实验变实验变 量： 自变变量：_种类类。 无关变变量：其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。 专专一性 较较多 加酶洗衣粉 (3)实验实验 步骤骤 (4)实验结论实验结论 ： _洗衣粉的洗涤涤效果比_洗衣粉洗涤涤效果好。 步骤烧杯编号 注入自来水500 mL500 mL500 mL 加入物质(等量)奶渍布奶渍布 控制水温37 37 37 加入洗衣粉(等量) 蛋白酶洗衣粉 复合酶洗衣粉 脂肪酶洗衣粉 用玻璃棒搅拌5 min5 min5 min 观察实验现 象颜色浅颜色浅 奶渍渍布 已消失 复合酶单单一加酶 四、固定化酶和固定化细细胞 1固定化酶 (1)应应用原理：将酶固定在颗颗粒状的_上，使酶既易催化 ，又易于_，可以重复使用。 (2)应应用实实例： 固定化酶反应应柱：将酶固定在一种颗颗粒状载载体上，再将这这 些_装到反应应柱内，柱子底端装上分布着许许多小孔的 筛筛板，_无法通过过小孔，而_却能自由出入 。 载载体 回收 果糖 酶颗颗粒 酶颗颗粒反应应溶液 物理化学 物理吸附法 化学结结合法 包埋法 (3)制备备固定化酵母细细胞过过程及酒精发发酵： 考点一 植物组织组织 培养 一、原理 植物细细胞的全能性。 掌握 3 个核心考点 三、植物组织组织 培养技术术和花药药离体培养技术术的异同 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。其中生长长 素和细细胞分裂素是启动细动细 胞分裂、脱分化和再分化的关键键性 激素。植物激素的浓浓度、使用的先后顺顺序以及用量的比例等， 都会影响实验结实验结 果。 1下图图是月季的花药药离体培养产产生花粉植株的两种途径，请请 据图图回答有关问题问题 ： (1)选选用的材料合适与否是能否成功诱导诱导 出花粉植株的关键键。 一般来说说，选选用_期的花粉可提高成功率。选择选择 花药时药时 ， 一般要通过过_来确定其中的花粉是否处处于合适的发发育期， 这时这时 需要对对花粉的细细胞核进进行染色，常用的染色剂剂是_。 (2)上图图中花粉经经脱分化产产生胚状体还还是愈伤组织伤组织 主要取决于 培养基中_。 (3)胚状体与愈伤组织伤组织 在结结构上的主要区别别在于愈伤组织伤组织 的细细 胞排列疏松、无规则规则 ，是一种高度_的薄壁细细胞，胚 状体与_发发育形成的胚有类类似的结结构，即具有 胚芽、胚轴轴和胚根。 (4)试试管苗移栽到土壤前，通常要进进行壮苗处处理，应应如何壮苗 ？ _。 【答案】 (1)单单核 镜检镜检 (显显微镜观镜观 察) 醋酸洋红红 (2)激素的种类类及其浓浓度配比 (3)液泡化 正常受精卵(或受精 卵) (4)将试试管苗移栽到经过经过 消毒的培养基中生活一段时间时间 ， 等幼苗长长壮后再移栽到土壤中 2.下图图表示菊花的嫩枝和月季的花药药通过过无菌操作接入含有全 部营营养成分的试试管中进进行培养的过过程，请请回答： 菊花的组织培养 考向预测练预测练 1 (1)对对菊花来说说，要选择选择 生长长旺盛的嫩枝来进进行组织组织 培养，其 原因是_； 对对月季来说说，适宜花粉培养的时时期是 _。为为确定花粉 是否处处于该时该时 期，最常用的镜检镜检 方法是_。 月季的花药离体培养 (2)两种植物组织组织 培养在进进行接种时应时应 注意_ _(填序号)。 接种室要消毒 只要戴口罩，操作时时便可说话说话 外植体可用体积积分数为为70%的酒精浸泡大约约30 s，立即取 出用无菌水冲洗后，再用质质量分数为为0.1%的氯氯化汞溶液消毒 ，取出后再用无菌水冲洗干净净 接种操作要在酒精灯火焰 旁进进行 接种完毕应毕应 立即盖好瓶盖 (3)月季的花药药培养与菊花的嫩枝组织组织 培养不同，从花粉植株 产产生的途径来说说，除图图中所示外，还还有一种是花粉通过过 _阶阶段发发育而来，这这两种途径的差别别主要取决于 _ _。 【答案】 (1)生长长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导诱导 脱分化 和再分化 单单核期 醋酸洋红红法 (2) (3)胚状体 培养基中激素的种类类及其浓浓度配比 考点二 酶在食品加工和洗涤涤方面的应应用 一、酶在食品方面的应应用 1探究果胶酶的用量 (1)实验实验 原理 酶促反应应也受酶量的影响，本实验实验 中实验变实验变 量是酶的用量， 反应变应变 量为为果汁体积积，实验实验 中要严严格控制温度、pH、反应应 时间时间 、底物用量等无关变变量对实验对实验 的影响。 (2)实验过实验过 程 (3)实验实验 分析 如果随着酶浓浓度的增加，过滤过滤 得到的果汁体积积也增加，说说 明酶量不足；当酶浓浓度增加到某个值值后，再增加酶的用量， 过滤过滤 得到的果汁体积积不再改变变，说说明酶的用量已经经足够够，这这 个值值即为为酶的最适用量。 如果设设置的酶浓浓度梯度无法满满足实验实验 ，即出现过现过 高或过过低 现现象，应应及时调时调 整。 2果胶酶在果汁生产产中的应应用 (1)影响果汁产产量的物质质 影响果汁产产量的物质质：纤维纤维 素、果胶。 造成的问题问题 ：果肉的出汁率低，耗时长时长 ；果汁浑浊浑浊 、黏度 高，易发发生沉淀。 (2)处处理方法酶解法 二、酶在洗涤涤方面的应应用 1实验变实验变 量的控制 实验目的自变量的控制 比较普通洗衣粉与加酶洗衣粉的 洗涤效果 洗衣粉的种类 探究加酶洗衣粉的最适温度水温(水温梯度比较小) 不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果加酶洗衣粉种类 2.影响洗涤涤效果的因素 酶制剂剂的种类类、污污物的类类型、水温、水量、水质质、衣物的质质 料、衣物的大小、洗衣粉的用量、浸泡时间时间 、洗涤时间涤时间 等。 3使用时时的注意事项项 (1)温度对对酶制剂剂影响较较大，温度低，酶的活性受到抑制，不 能充分发挥发挥 作用；温度高，酶变变性失活。故温度应应控制在40 60 为为宜。 (2)酶制剂剂有极强的选择选择 性，应应根据不同的污污垢选选用不同的酶 。 (3)加酶洗衣粉不宜长长期储储存，一般储储存期为为半年，超过过一年 酶的活性显显著下降。 (4)酶在强酸、强碱中活性降低以至失活，所以加酶洗衣粉不能 与强酸、强碱同用。 3(2012广东东高考)食品种类类多，酸碱度范围围广。生物兴兴趣小 组拟组拟 探究在食品生产产中应应用范围较围较 广的蛋白酶，查阅查阅 相关文 献，得知： (1)pH对对不同蛋白酶的活力影响有差异。据图图可知，_ 更适宜作为为食品添加剂剂，理由是_ _。蛋白酶的活力可用_ _的量来表示。 考向预测练预测练 2 (2)该该蛋白酶的提取工艺艺流程如下： 兴兴趣小组组分别对别对 酶保护剂浓护剂浓 度、提取液pH进进行了探究实验实验 。结结果显显示，酶保护剂浓护剂浓 度在0.020.06 mol/L范围围内，酶 活力较较高；提取液pH在6.08.0范围围内，酶活力较较高。他们们 认为认为 ，要进进一步提高粗酶制剂剂的酶活力，以达到最佳提取效 果，还还需对对酶保护剂浓护剂浓 度和提取液pH进进行优优化，并确定以此 为为探究课题课题 。请拟请拟 定该课题该课题 名称，设计实验结设计实验结 果记录记录 表。 【答案】 (1)木瓜蛋白酶 木瓜蛋白酶的活力不随pH的变变化 而变变化 单单位时间时间 内、单单位体积积中底物减少(或产产物增加) (2)课题课题 ：探究酶保护剂护剂 的浓浓度和提取液的pH的最佳组组合 提取液的pH 底物的减少量 (或产物的产生量) 酶保护剂浓 度(mol/L) 6. 0 6. 5 7. 0 7. 5 8. 0 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 4.某生物学兴兴趣小组进组进 行了“加酶洗衣粉最适温度的测测定”实实 验验。下表是他们记录们记录 的不同温度除去不同污渍污渍 所需时间时间 (min)的对对照表，请请依据表中数据作答。 水温/ 冷水 2030 40 50 60 7080 植物油483930 20 17 11 1220 蓝墨水938680 72 68 67 81 10 5 奶渍484328 12641217 (1)要达到最佳洗涤涤效果，使用加酶洗衣粉的最适宜温度范围围 是_。 (2)在适宜温度范围围内，加酶洗衣粉对对衣物上的_的洗 涤涤效果最佳，对对_的洗涤涤效果最差，其原因是 _。 (3)羊毛、蚕丝丝等织织物_(填“能”或“不能”)用加酶洗衣 粉洗涤涤，因为为_。 【答案】 (1)5060 (2)奶渍渍 蓝蓝墨水 奶渍渍的主要成分是蛋白质质和脂肪，加酶洗 衣粉主要含有蛋白酶和脂肪酶，能使蛋白质质和脂肪等有机物分 解，而很难难使蓝蓝墨水的成分分解 (3)不能 羊毛、蚕丝丝等织织物的主要成分是蛋白质质，加酶洗衣 粉中的蛋白酶能使蛋白质质分解，从而使织织物受到破坏 考点三 固定化酶与固定化细细胞 一、固定化酶和固定化细细胞技术术 1将酶或细细胞固定化的方法： (1)包埋法：将酶或细细胞包埋在不溶于水的多孔性载载体中。 (2)化学结结合法：将酶分子或细细胞相互结结合，或将其结结合到载载 体上。 (3)物理吸附法：将酶分子吸附在载载体的表面上。 一般来说说，酶更适合采用化学结结合和物理吸附法固定化，而 细细胞多采用包埋法固定化，这这是因为为个大的细细胞难难以被吸附 或结结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。 2固定化细细胞常用的载载体材料： 常用的载载体有明胶、琼琼脂糖、海藻酸钠钠、醋酸纤维纤维 素和聚丙 烯酰烯酰 胺等。 二、直接使用酶、固定化酶、固定化细细胞的比较较 直接使用酶固定化酶固定化细胞 酶的种数一种或几种一种一系列酶 制作方法化学结合固 定化、物 理吸附固 定化 包埋法固定化 是否需要营 养物质 否否是 反应底物各种物质(大 分子、小 分子) 各种物质(大 分子、小 分子) 小分子物质 直接使用酶固定化酶固定化细胞 缺 点 对环境条件非常 敏感，易失活 难回收，成本高 ，影响产品质 量 不利于催化一系 列的酶促反 应 反应物不易与酶 接触，尤其是 大分子物质， 反应效率下降 优 点 催化效率高、耗能 低、低污染 既能与反应物 接触，又能与 产物分离 可以反复利用 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 5(2013江苏苏高考)下列有关固定化酶和固定化细细胞的叙述， 正确的是( ) A可用包埋法制备备固定化酵母细细胞 B反应产应产 物对对固定化酶的活性没有影响 C葡萄糖异构酶固定前后专专一性不同 D固定化细细胞可以催化各种反应应底物的一系列反应应 考向预测练预测练 1 【解析】 解答本题时要注意区分固定化酶与固定化细胞在固定的方法、催化的反应等方面的不同。体积大的细 胞难以被吸附或结合，固定化细胞多采用包埋法，A项正确；反应产物积累会影响酶的活性，B项错误；葡萄糖异构酶在 固定前后都是催化葡萄糖转化成果糖，故专一性相同，C项错误；固定化细胞固定的是一系列的酶，可以催化一系列的反应 ，但不是催化各种反应底物的反应，D项错误。 【答案】 A 6.(2012上海高考)酶在大规规模产业产业 化应应用中的核心问题问题 是固 定化技术术，而酶固定化所依据的基本原理在于酶具有( ) A热稳热稳 定性 B催化高效性 C催化特异性 D可反复使用性 【解析】 固定化酶指通过物理或化学的方法，将水溶性酶与非水溶性载体结合，既能与反应物接触又能与产物 分离，与直接使用酶相比，除催化效率高、特异性强外，还可反复使用；酶的热稳定性一般都不强。 【答案】 D 考向预测练预测练 2 1下列有关植物组织组织 培养的叙述，正确的是( ) A愈伤组织伤组织 是一团团有特定结结构和功能的薄壁细细胞 B二倍体植株的花粉经经脱分化与再分化后得到稳稳定遗传遗传 的植 株 C用人工薄膜将胚状体、愈伤组织伤组织 等分别别包装可制成人工种 子 D植物耐盐盐突变变体可通过过添加适量NaCl的培养基培养筛选筛选 而获获得 高效训练训练 4 道题题 【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 2紫草素是紫草细细胞的代谢产谢产 物，可作为为生产产治疗烫伤药疗烫伤药 物的原料。研究人员员欲用植物组织组织 培养技术术通过过培养紫草细细 胞来生产产紫草素，下列相关操作不适合的是( ) A对对作为为外植体的紫草叶片进进行消毒处处理既保证细证细 胞活性 也可减轻污轻污 染 B培养基中要