（新课标）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课件

抓住4个基础知识点,掌握3个核心考点,高效训练4道题,第3讲 植物的组织培养技术 和酶的研究与应用,抓住 4 个基础知识点,脱分化,愈伤组织,再分化,2培养基 (1)成分：大量元素、_、有机物、 _和琼脂。 (2)类型：_、发芽培养基和生根培养基。 (3)作用：植物组织或器官生长和发育的_。 (4)配制：称量、溶解、_、分装(三角瓶)、灭菌。,微量元素,植物激素,MS固体培养基,营养条件,调pH,MS固体,灭菌,70%酒精,0.1%氯化汞,无菌水,(3)接种：始终在_旁进行，对接种工具要用_灭菌。将菊花茎段插入培养基中时注意_。 (4)培养与移栽：在1822 的_中培养，得到试管苗后进行移栽。,酒精灯,火焰灼烧,不要倒插,无菌箱,4月季的花药培养 (1)被子植物的花粉发育过程： 花粉母细胞_单核期_花粉粒。 (2)产生花粉植株的两种途径：,小孢子四分体时期,双核期,(3)影响花药培养的因素： 主要因素：_和_。 其他因素：亲本植株的_、材料的_及接种_等。,材料的选择,培养基的组成,生长条件,低温预处理,密度,(4)实验操作： 材料的选取：月季花药培养一般选择_期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期。确定花粉发育时期最常用的方法是_法。 接种：灭菌后的花蕾，在无菌条件下除去_，并立即将花药接种到培养基上。剥离花药时尽量不要损伤_。 培养：温度控制在_左右，幼小植株形成后才需要_。如果花药开裂释放出胚状体，必须在花药开裂后尽快将_。,单核,醋酸洋红,萼片和花瓣,花药,25 ,光照,幼小植物分开,二、果胶酶在果汁生产中的应用 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： 分解果胶为可溶性的_，瓦解_ _。 使浑浊的果汁变得_，增加出汁量。,果胶,酯酶,一类酶,半乳糖醛酸,植物细胞壁,和胞间层,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的能力，可用_ _来表示。 (2)影响酶活性的因素：温度、pH和_等。,反应,速度,酶的抑制剂,3探究温度和pH对酶活性的影响 (1)实验原理： 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_。 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,4探究果胶酶用量的实验设计 (1)实验原理： 在一定的条件下，随着酶浓度的增加，果汁的体积_；当酶的浓度达到一定值后，再增加酶的用量，果汁的体积_，此值就是果胶酶的最适用量。 (2)变量分析： 本实验的自变量是_，因变量可以用果肉的_或是_体现。,增加,不变,酶的用量,出汁率,果汁的澄清度,三、酶在洗涤等方面的应用 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、_ _及水质等。,酶制剂,表面,活性剂,(3)常用酶制剂的种类及洗涤原理和实例：,蛋白质,多肽,甘油,脂肪酸,淀粉,纤维,2.探究不同加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果 (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_，与单一加酶洗衣粉相比，对各种污渍都有较好的洗涤效果。 (2)实验变量： 自变量：_种类。 无关变量：其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。,专一性,较多,加酶洗衣粉,(3)实验步骤 (4)实验结论： _洗衣粉的洗涤效果比_洗衣粉洗涤效果好。,奶渍布,已消失,复合酶,单一加酶,四、固定化酶和固定化细胞 1固定化酶 (1)应用原理：将酶固定在颗粒状的_上，使酶既易催化，又易于_，可以重复使用。 (2)应用实例： 固定化酶反应柱：将酶固定在一种颗粒状载体上，再将这些_装到反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板，_无法通过小孔，而_却能自由出入。,载体,回收,果糖,酶颗粒,酶颗粒,反应溶液,物理,化学,物理吸附法,化学结合法,包埋法,(3)制备固定化酵母细胞过程及酒精发酵：,考点一 植物组织培养 一、原理 植物细胞的全能性。,掌握 3 个核心考点,三、植物组织培养技术和花药离体培养技术的异同,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。植物激素的浓度、使用的先后顺序以及用量的比例等，都会影响实验结果。,1下图是月季的花药离体培养产生花粉植株的两种途径，请据图回答有关问题： (1)选用的材料合适与否是能否成功诱导出花粉植株的关键。一般来说，选用_期的花粉可提高成功率。选择花药时，一般要通过_来确定其中的花粉是否处于合适的发育期，这时需要对花粉的细胞核进行染色，常用的染色剂是_。,(2)上图中花粉经脱分化产生胚状体还是愈伤组织主要取决于培养基中_。 (3)胚状体与愈伤组织在结构上的主要区别在于愈伤组织的细胞排列疏松、无规则，是一种高度_的薄壁细胞，胚状体与_发育形成的胚有类似的结构，即具有胚芽、胚轴和胚根。 (4)试管苗移栽到土壤前，通常要进行壮苗处理，应如何壮苗？ _。,【答案】 (1)单核 镜检(显微镜观察) 醋酸洋红 (2)激素的种类及其浓度配比 (3)液泡化 正常受精卵(或受精卵) (4)将试管苗移栽到经过消毒的培养基中生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中,2.下图表示菊花的嫩枝和月季的花药通过无菌操作接入含有全部营养成分的试管中进行培养的过程，请回答： 菊花的组织培养,考向预测练 1 ,(1)对菊花来说，要选择生长旺盛的嫩枝来进行组织培养，其原因是_； 对月季来说，适宜花粉培养的时期是 _。为确定花粉是否处于该时期，最常用的镜检方法是_。,月季的花药离体培养,(2)两种植物组织培养在进行接种时应注意_ _(填序号)。 接种室要消毒 只要戴口罩，操作时便可说话 外植体可用体积分数为70%的酒精浸泡大约30 s，立即取出用无菌水冲洗后，再用质量分数为0.1%的氯化汞溶液消毒，取出后再用无菌水冲洗干净 接种操作要在酒精灯火焰旁进行 接种完毕应立即盖好瓶盖,(3)月季的花药培养与菊花的嫩枝组织培养不同，从花粉植株产生的途径来说，除图中所示外，还有一种是花粉通过_阶段发育而来，这两种途径的差别主要取决于 _。 【答案】 (1)生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化 单核期 醋酸洋红法 (2) (3)胚状体 培养基中激素的种类及其浓度配比,考点二 酶在食品加工和洗涤方面的应用 一、酶在食品方面的应用 1探究果胶酶的用量 (1)实验原理 酶促反应也受酶量的影响，本实验中实验变量是酶的用量，反应变量为果汁体积，实验中要严格控制温度、pH、反应时间、底物用量等无关变量对实验的影响。,(2)实验过程,(3)实验分析 如果随着酶浓度的增加，过滤得到的果汁体积也增加，说明酶量不足；当酶浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤得到的果汁体积不再改变，说明酶的用量已经足够，这个值即为酶的最适用量。 如果设置的酶浓度梯度无法满足实验，即出现过高或过低现象，应及时调整。,2果胶酶在果汁生产中的应用 (1)影响果汁产量的物质 影响果汁产量的物质：纤维素、果胶。 造成的问题：果肉的出汁率低，耗时长；果汁浑浊、黏度高，易发生沉淀。 (2)处理方法酶解法,二、酶在洗涤方面的应用 1实验变量的控制,2.影响洗涤效果的因素 酶制剂的种类、污物的类型、水温、水量、水质、衣物的质料、衣物的大小、洗衣粉的用量、浸泡时间、洗涤时间等。,3使用时的注意事项 (1)温度对酶制剂影响较大，温度低，酶的活性受到抑制，不能充分发挥作用；温度高，酶变性失活。故温度应控制在4060 为宜。 (2)酶制剂有极强的选择性，应根据不同的污垢选用不同的酶。 (3)加酶洗衣粉不宜长期储存，一般储存期为半年，超过一年酶的活性显著下降。 (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广东高考)食品种类多，酸碱度范围广。生物兴趣小组拟探究在食品生产中应用范围较广的蛋白酶，查阅相关文献，得知： (1)pH对不同蛋白酶的活力影响有差异。据图可知，_更适宜作为食品添加剂，理由是_ _。蛋白酶的活力可用_ _的量来表示。,考向预测练 2 ,(2)该蛋白酶的提取工艺流程如下：,兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH进行了探究实验。结果显示，酶保护剂浓度在0.020.06 mol/L范围内，酶活力较高；提取液pH在6.08.0范围内，酶活力较高。他们认为，要进一步提高粗酶制剂的酶活力，以达到最佳提取效果，还需对酶保护剂浓度和提取液pH进行优化，并确定以此为探究课题。请拟定该课题名称，设计实验结果记录表。 【答案】 (1)木瓜蛋白酶 木瓜蛋白酶的活力不随pH的变化而变化 单位时间内、单位体积中底物减少(或产物增加) (2)课题：探究酶保护剂的浓度和提取液的pH的最佳组合,4.某生物学兴趣小组进行了“加酶洗衣粉最适温度的测定”实验。下表是他们记录的不同温度除去不同污渍所需时间(min)的对照表，请依据表中数据作答。,(1)要达到最佳洗涤效果，使用加酶洗衣粉的最适宜温度范围是_。 (2)在适宜温度范围内，加酶洗衣粉对衣物上的_的洗涤效果最佳，对_的洗涤效果最差，其原因是 _。 (3)羊毛、蚕丝等织物_(填“能”或“不能”)用加酶洗衣粉洗涤，因为_。,【答案】 (1)5060 (2)奶渍 蓝墨水 奶渍的主要成分是蛋白质和脂肪，加酶洗衣粉主要含有蛋白酶和脂肪酶，能使蛋白质和脂肪等有机物分解，而很难使蓝墨水的成分分解 (3)不能 羊毛、蚕丝等织物的主要成分是蛋白质，加酶洗衣粉中的蛋白酶能使蛋白质分解，从而使织物受到破坏,考点三 固定化酶与固定化细胞 一、固定化酶和固定化细胞技术 1将酶或细胞固定化的方法： (1)包埋法：将酶或细胞包埋在不溶于水的多孔性载体中。 (2)化学结合法：将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上。,(3)物理吸附法：将酶分子吸附在载体的表面上。 一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化，这是因为个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。 2固定化细胞常用的载体材料： 常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。,二、直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较,5(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,考向预测练 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)酶在大规模产业化应用中的核心问题是固定化技术，而酶固定化所依据的基本原理在于酶具有( ) A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 2 ,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,高效训练 4 道题,【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紫草素是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。研究人员欲用植物组织培养技术通过培养紫草细胞来生产紫草素，下列相关操作不适合的是( ) A对作为外植体的紫草叶片进行消毒处理既保证细胞活性也可减轻污染 B培养基中要加入植物激素以保证已分化的植物细胞脱分化形成愈伤组织 C调节植物激素的种类和比例以保证愈伤组织再分化并得到完整的植株,D在培养细胞的过程中要不断通入无菌空气以保证氧气的充足供应 【解析】 紫草素是从愈伤组织的细胞中获取的，不用培养成完整的植株。 【答案】 C,3(2012江苏高考)下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述，错误的是( ) A从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小 B作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药 C尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用 D将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌,【解析】 化学结合法可能影响酶的活性部位而影响反应效果，而吸附法是物理方法不影响酶的分子结构，A正确；消化酶在消化道内起作用，B正确；尿糖试纸由于使用后不能将反应物和酶分开，而不能再次使用，C错误；固定化酵母细胞在凝胶珠中，用无菌水冲洗