高考生物一轮复习 第3课时 植物的组织培养技术和酶的研究与应用课件 新人教版选修1.ppt

第3课时植物的组织培养技术和酶的研究与应用课前落实知识点一菊花的组织培养1 植物组织培养的基本过程 2 影响植物组织培养的因素 判一判 1 菊花组织培养 一般选择开花植株的茎上部新萌生的侧枝 2 植物激素的浓度可影响细胞分化 但使用的先后顺序及比例不影响组织培养的过程 3 ph 温度和光照等也影响植物组织培养 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18 22 的 中培养 得到 后进行移栽 知识点二月季的花药培养1 被子植物花粉的发育过程花粉母细胞 小孢子母细胞 时期 单核期 期 花粉粒 2 产生花粉植株的两种途径 3 影响花药培养的因素主要因素是 和 一般月季的花药培养选在五月初到五月中旬 即月季的 期 4 培养过程及成功的关键 1 材料的选取 挑选完全 的花蕾 确定花粉发育时期最常用的方法是 法 2 接种 灭菌后的花蕾 在 条件下除去萼片和花瓣 并立即将花药接种到培养基上 剥离花药时尽量不要损伤花药 3 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 就要在 开裂后尽快将幼小植株分开 2 酶的活性及其影响因素 1 酶的活性 酶催化一定 的能力 可以用催化某一化学反应的 来表示 2 影响酶活性的因素 ph 等条件 3 研究温度对果胶酶活性影响的实验 1 实验方案 确定 探讨控制温度的方法和措施 2 实验程序 制备水果泥 制备果胶酶 水果泥与果胶酶分别 将水果泥和果胶酶 过滤出果汁 记录果汁量 改变不同温度后 重复上面实验 3 实验结果 记录实验数据 并填入表格 4 得出结论 获得的果汁越多 或果汁越澄清 表明果胶酶的活性 知识点四酶在洗涤等方面的应用 判一判 1 加酶洗衣粉中常加入的酶制剂有蛋白酶 脂肪酶 淀粉酶和纤维素酶 2 加酶洗衣粉是将酶直接加入洗衣粉中 3 探究不同种类的洗衣粉的洗涤效果时 要控制单一变量 知识点五酵母细胞的固定化1 固定化酶的应用实例如用葡萄糖异构酶 将葡萄糖转化为果糖 固定化酶技术在反应柱上的孔应该满足 无法通过 自由出入 2 固定化细胞技术 1 概念 利用 方法将酶或细胞固定在 的技术 2 方法 包埋法 法和物理吸附法 3 实验操作 酵母细胞的 配制cacl2溶液 配制 溶液 溶液与酵母细胞混合 固定化酵母细胞 自我校对知识点一1 脱分化再分化移栽2 1 2 3 3 1 灭菌 2 70 酒精0 1 氯化汞无菌水 3 酒精灯火焰火焰灼烧不要倒插 4 无菌箱试管苗知识点二1 四分体双核2 胚状体愈伤组织丛芽3 材料的选择培养基的组成初花4 1 未开放醋酸洋红 2 无菌 3 25 光照花药 知识点三1 1 多聚半乳糖醛酸酶果胶分解酶 2 细胞壁2 1 化学反应反应速度 2 温度酶的抑制剂3 1 温度梯度 2 水浴保温混合保温 4 越高知识点四 1 2 3 知识点五1 颗粒酶反应溶液2 1 物理或化学一定空间内 2 化学结合 3 活化海藻酸钠海藻酸钠 3 植物组织培养技术和花药离体培养技术的异同 4 花粉植株 单倍体植株 产生的两种途径 注 两条途径取决于培养基中激素的种类及其浓度配比 5 影响组织培养的因素 1 不同植物的组织培养难度不同 2 对于同一种植物材料 材料的年龄 保存时间的长短等也会影响实验结果 生长旺盛的嫩枝生理状况好 容易诱导脱分化和再分化 3 植物激素 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 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 针对训练1 2012 江苏 下列事实能体现细胞全能性的是 多选 a 棉花根尖细胞经诱导形成幼苗b 单细胞的dna在体外大量扩增c 动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体d 小鼠体细胞经诱导培育成小鼠 答案ad解析在多细胞生物中每个体细胞的细胞核具有个体发育的全部基因 只要条件适宜 都可发育成完整的个体 只有产生完整的个体 才能体现全能性 2 2012 新课标全国 为了探究6 ba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 培养基中加入6 ba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 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 6 ba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 6 ba 或 iaa 答案 1 大量元素微量元素细胞分裂素 2 iaa的浓度菊花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 1 3 1 4 6 ba 解析 1 根据植物的需求量 元素可以分为大量元素和微量元素 6 ba属于细胞分裂素类的生长调节剂 2 根据实验目的和实验中的步骤中的数据 可以看出iaa的浓度是自变量 菊花再生丛芽外植体的比率和外植体上的丛芽平均数是因变量 由图表数据可以看出iaa的浓度范围是0 0 5mg l 1 3 再生丛芽的外植体数乘以外植体上丛芽平均数即为丛芽总数 所以最少的是1号培养基 4 诱导试管苗生根需要生长素用量和细胞分裂素用量的比值比较高 所以培养基中不需要加6 ba 2 探究影响果胶酶活性因素实验的分析 1 实验原则 单一变量原则 对照性原则 严格控制变量 尽量减少无关变量的影响 2 实验原理 果胶酶活性受温度 ph或酶抑制剂的影响 在最适温度或ph时 活性最高 果肉的出汁率 果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正比 3 设计实验 探究最适温度时 ph应为最适ph 探究最适ph时 温度应为最适温度 探究果胶酶的最适用量时 最适用量是在温度 ph等适宜条件下测出来的 如果无关变量改变 最适用量也会发生变化 3 探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果 1 实验原理 酶的催化作用具有专一性 复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多 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 实验变量的控制 自变量 加酶洗衣粉 酶种类 无关变量 其他条件 如温度 ph等 相同且适宜 特别提醒 1 在苹果泥和果胶酶混合之前 一定要保证底物和酶达到所要求的温度或ph条件 以避免混合后条件的变化 确保实验结果的可靠性 2 确定果胶酶最适用量的方法 如果随酶浓度的增加 过滤到的果汁的体积也增加 说明酶的用量不足 当酶的浓度增加到某个值后 再增加酶的用量 过滤到的果汁的体积不再改变 说明酶的用量已经足够 这个值就是酶的最适用量 针对训练3 2013 浙江名校调研 下列关于果胶酶作用的叙述 错误的是 a 分解水果细胞壁中的果胶 从而瓦解细胞壁b 可将果胶分解成半乳糖醛酸 使果汁变澄清c 分解水果细胞壁中的纤维素和果胶d 可使果汁榨取变得容易 提高出汁率 答案c解析果胶酶可将果胶分解为半乳糖醛酸 从而使果汁榨取的时候比较容易 并使果汁变澄清 要分解纤维素 需要纤维素酶 4 2012 江苏 下列关于 探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果 的叙述 合理的是 a 先用热水溶解洗衣粉 再将水温调节到最适温度b 实验的观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度c 相同ph时加酶洗衣粉的洗涤效果好于普通洗衣粉d 衣物质地和洗衣粉用量不会影响实验结果 答案b解析酶的活性受温度的影响 高温使酶失活 a错 实验的因变量是洗涤效果 其可观测指标可以为污渍残留程度 b正确 酶的活性受ph的影响 只有在最适ph时 酶的活性最高 加酶洗衣粉的洗涤效果才最好 c错 衣物质地对去污效果也有重要的影响 而酶的作用效率与用量有关 d错 考点三酶与细胞的固定化技术1 固定化酶和固定化细胞技术 1 概念 利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术 2 方法及适用对象 一般来讲 酶更适合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 而个小的酶则易从包埋材料中漏出 知能拓展1 酵母细胞的活化酵母细胞需要的活化时间较长 一般需要0 5 1h 需要提前做好准备 此外 酵母细胞活化时体积会变大 因此活化前应该选择体积足够大的容器 以避免酵母细胞的活化液溢出容器外 2 海藻酸钠溶液的浓度海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键 因为如果海藻酸钠溶液浓度过高 将很难形成凝胶珠 如果浓度过低 形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少 都会影响实验效果 3 海藻酸钠溶液配制注意事项对海藻酸钠溶化时要小火或间断加热 避免海藻酸钠发生焦糊 将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温 再与酵母细胞混合 避免高温杀死酵母细胞 固定化酵母细胞时 应将海藻酸钠酵母细胞的混合液用注射器缓慢滴加到cacl2溶液中 而不是注射 以免影响凝胶珠的形成 4 cacl2溶液的作用cacl2溶液的作用是使海藻酸钠胶体发生聚沉 形成凝胶珠 针对训练5 2010 江苏 固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术 科研人员用海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶 以研究固定化酶的相关性质和最佳固定条件 酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率 包括酶活性和酶的数量 图甲 乙 丙为部分研究结果 下列有关叙述中 错误的是 a 由甲图可知 固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强b 由乙图可知 浓度为3 的海藻酸钠包埋效果最好c 由丙图可知 固定化酯酶一般可重复使用3次 之后若继续使用则酶活力明显下降d 固定化酶的酶活力较高 主要原因是增加了酶与底物的接触面积 答案d解析由甲图可知 固定化酯酶比游离酯酶对温度变化的适应性更强 由乙图可知 浓度为3 的海藻酸钠包埋效果最好 由丙图可知 固定化酯酶一般可重复使用3次 之后若继续使用则酶活力明显下降 固定化酶的酶活力较高 主要原因是固定化酶的结构更稳定 6 2013 南京质检 某校学生尝试用琼脂作载体 用包埋法固定 淀粉酶来探究固定化酶的催化效果 实验结果见下表 假设加入试管中的固定化淀粉酶量与普通 淀粉酶量相同 实验表明1号试管中淀粉未被水解 你认为最可能的原因是 a 实验中的温度过高 导致固定化淀粉酶失去活性b 淀粉是大分子物质 难以通过琼脂与淀粉酶接触c 水浴保温时间过短 固定化淀粉酶未将淀粉水解d 实验程序出现错误 试管中应先加入碘液后保温 答案b解析本题考查酶的固定化 意在考查考生的理解和应用能力 由于固定化酶是用包埋法固定的 而淀粉是大分子物质 它不能通过琼脂与酶充分接触 导致淀粉不能被水解而遇碘液呈现蓝色 方法技能方法技能 探究影响酶活性的因素 典例1 2012 广东 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 据下图可知 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 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 02 0 06mol l范围内 酶活力较高 提取液ph在6 0 8 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 课堂笔记 解析 1 审题结合图形和文字 在题目中已经提供了信息 食品种类多 酸碱度范围广 所以选择的食品添加剂应该有较广的酸碱适应范围 从图形中可以看出木瓜蛋白酶的适应范围最广 所以可以选作食品添加剂 酶的活力一般用酶催化的底物消耗量或者产物生成量来表示 2 实验设计 应该明确实验目的 探究酶保护剂的最适浓度和提取液的最适ph值 所以可以将酶保护剂的浓度和提取液的ph值作为自变量 因变量为单位时间内底物的消耗量 答案 1 木瓜蛋白酶由图可以看出 木瓜蛋白酶的活性不随ph的变化而变化单位时间内底物消耗 产物产生 2 课题 探究酶保护剂的最适浓度和提取液的最适ph 易错警示 植物组织培养实验操作中易误的几个问题 典例2 下列有关花药离体培养 说法错误的是 a 对材料的选择最常用的方法是焙花青 铬矾法 这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色b 材料消毒时需先用酒精浸泡 然后用氯化汞或次氯酸钙溶液浸泡 最后用无菌水冲洗c 接种花药后一段时间内不需要光照 但幼小植株形成后需要光照d 若接种的花药长出愈伤组织或形成胚状体后 要适时转换培养基 以便进一步分化成再生植株 课堂笔记 解析 确定花粉发育的时期最常用的方法是醋酸洋红法 有些植物细胞核不易着色时 需采用焙花青 铬矾法 外植体消毒 所用消毒剂为体积分数为70 的酒精和质量分数为0 1 的氯化汞溶液 所使用的清洗液是无菌水 培养过程 在初期 菊花的组织培养需光照 月季花药的培养不需光照 而在后期均需光照 答案 a 高考随堂1 2012 广东 培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是 a 组织培养b 细胞杂交c 显微注射d 核移植 答案a解析草莓植株分生区细胞不含病毒或含病毒的量少 可以利用茎尖 或根尖 经植物组织培养技术培养出脱毒幼苗 2 2011 江苏 下列有关酶的制备和应用的叙述 正确的是 a 酶解法和吸水涨破法常用于制备微生物的胞内酶b 透析 电泳和酸解等方法常用于酶的分离与纯化c 棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤d 多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的核心层 答案a解析利用酶解法和吸水涨破法使细胞解体 用于制备胞内酶 酶的纯化和分离的方法有透析法 离心沉降法和电泳法 纤维素酶能去除棉纺织品表面浮毛 平整织物表面 故可用添加纤维素酶的洗衣粉洗涤棉织物 多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的最外层 保护其他酶在胃中不被破坏 3 2010 江苏 图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作 图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图 下列叙述正确的是 多选 a 刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液b 图1中x溶液为cacl2溶液 其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠c 图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触d 图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中 答案bcd解析溶化的海藻酸钠应冷却至室温后再与活化的酵母菌混合 a项错误 海藻酸钠与酵母菌混合液应滴入cacl2溶液中 以制备凝胶珠 凝胶珠用蒸馏水冲洗2 3次后 再转移到发酵装置中 搅拌可使酵母菌与培养液充分接触 有利于发酵的顺利进行 故b c d三个选项正确 4 2009 江苏 下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述 正确的是 a 固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显b 固定化酶的应用中 要控制好ph 温度和溶解氧c 利用固定化酶降解水体中有机磷农药 需提供适宜的营养条件d 利用固定化酵母细胞进行发酵 糖类的作用只是作为反应底物 答案a解析本题考查固定化细胞与固定化酶的优点和利用条件 固定化细胞固定的是一系列酶 因此 在多步连续催化反应方面比固定化酶更有优势 酶属于非生物 因此利用时不必提供氧气 营养物质等 固定化酵母发酵液中葡萄糖等糖类 不仅是发酵作用的反应底物 也是酵母菌生长所需的碳源 5 2012 江苏 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 4 d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 4 d的浓度 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 绿色芽点细胞排列松散 刚融合的籼稻和稗草杂交细胞发生质壁分离 胚状体细胞中有叶绿体 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 绿色 红色 蓝紫色 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