吉林省吉林市長嶺縣第四中學高三生物一輪復習 專題3、4 植物的組織培養(yǎng)課件

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1、最新考綱最新考綱高頻考點高頻考點1.植物的組織培養(yǎng)植物的組織培養(yǎng)2酶在食品制作和酶在食品制作和洗滌等方面的應用洗滌等方面的應用3制備和應用固定制備和應用固定化酶化酶1.細胞分化與細胞全能性的生產應用細胞分化與細胞全能性的生產應用2植物組織培養(yǎng)的基本原理及其培養(yǎng)條植物組織培養(yǎng)的基本原理及其培養(yǎng)條件件3影響植物組織培養(yǎng)的因素影響植物組織培養(yǎng)的因素4酶在食品制造和洗滌劑生產等方面的酶在食品制造和洗滌劑生產等方面的應用應用5固定化酶、固定化細胞制備的優(yōu)缺點固定化酶、固定化細胞制備的優(yōu)缺點和在生產中的應用和在生產中的應用 一、植物組織培養(yǎng)的實驗原理和流程 1實驗原理：細胞的全能性 (1)植物體內已經分化

2、的細胞，在離體狀態(tài)和一定的條件下，可以發(fā)育成完整的植株，其過程如下： 菊花組織培養(yǎng)過程月季的花藥培養(yǎng)(2)影響植物組織培養(yǎng)的因素內因：植物的種類，同一種植物材料的年齡、保存時間的長短、部位等。2花粉植株的產生與植物莖的組織培養(yǎng)比較菊花莖的組織培養(yǎng)菊花莖的組織培養(yǎng)月季的花藥培養(yǎng)月季的花藥培養(yǎng)理論理論依據依據細胞的全能性細胞的全能性基本基本過程過程脫分化、再分化脫分化、再分化影響影響因素因素選材、營養(yǎng)、激素、選材、營養(yǎng)、激素、pH、溫度、光照等、溫度、光照等操作操作流程流程制備培養(yǎng)基制備培養(yǎng)基外植體消毒外植體消毒接種接種培養(yǎng)培養(yǎng)移栽移栽栽培栽培選材選材材料消毒材料消毒接種和接種和培養(yǎng)培養(yǎng)篩選和誘導

3、篩選和誘導移栽移栽栽培選育栽培選育(1)植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗逆性差，對培養(yǎng)條件要求較高。(2)培養(yǎng)材料一旦被微生物污染，就會導致實驗失敗。原因是微生物增殖快，生長迅速，消耗養(yǎng)分多，并產生代謝廢物毒害培養(yǎng)材料。(3)無菌技術主要包括對操作空間、實驗用具、實驗材料以及操作者的消毒滅菌。 1利用植物組織培養(yǎng)的方法可快速、大量繁殖植物，在培養(yǎng)過程中，利用植物組織培養(yǎng)的方法可快速、大量繁殖植物，在培養(yǎng)過程中，取該植物的花芽并將其分別培養(yǎng)在含有不同比例的吲哚乙酸和細胞分裂取該植物的花芽并將其分別培養(yǎng)在含有不同比例的吲哚乙酸和細胞分裂素的培養(yǎng)基中，花芽的生長狀況如下表所示：素的培養(yǎng)基中，花

4、芽的生長狀況如下表所示：吲哚乙酸吲哚乙酸細胞分裂素細胞分裂素花芽生長狀況花芽生長狀況A組花芽組花芽00組織切塊組織切塊B組花芽組花芽3 ppm0.2 ppm形成愈傷組織形成愈傷組織C組花芽組花芽3 ppm0.002 ppm愈傷組織分化出根愈傷組織分化出根D組花芽組花芽0.03 ppm1.0 ppm愈傷組織分化出嫩枝愈傷組織分化出嫩枝E組花芽組花芽00.2 ppm稍生長稍生長(1)在此過程中能實現脫分化的花芽是_組。從實驗結果可以看出，能誘導新的花芽形成的條件是_。(2)上述實驗結果說明，在植物組織培養(yǎng)過程中，誘導芽和根形成的關鍵是_。在生產實踐中，欲快速、大量獲得此植物的花芽，可選用_組的培養(yǎng)

5、基進行擴大生產。 【解析】脫分化、再分化過程與植物激素生長素和細胞分裂素有關，且生長素用量與細胞分裂素用量直接影響培養(yǎng)過程，當用量比值高時，有利于根的分化，抑制芽的分化，即表中的C組；當用量比值低時，有利于芽的分化，抑制根的分化，即表中的D組；當比值適中時，有利于促進愈傷組織的生長，即表中的B組。欲快速、大量獲得此植物的花芽，必須首先獲得大量的嫩枝。 【答案】(1)B、C、D細胞分裂素濃度大于生長素濃度(2)培養(yǎng)基中細胞分裂素含量與生長素含量之間的比例(或培養(yǎng)基中細胞分裂素與生長素的濃度比)D2(2009年威海模擬)下列對花藥培養(yǎng)的有關認識，錯誤的是()A材料的選擇與培養(yǎng)基的組成影響花藥培養(yǎng)的

6、成功率B選擇花藥時常用的方法是醋酸洋紅法C選取的材料一定要進行消毒D培養(yǎng)形成的胚狀體可繼續(xù)在原培養(yǎng)基中分化形成植株【解析】影響花藥培養(yǎng)成功率的因素有很多，如材料和培養(yǎng)條件等；確定花粉發(fā)育時期的常用方法是醋酸洋紅法，并且要對所選的材料進行消毒處理；在組織培養(yǎng)過程中，應根據外植體分化的程度及時更換培養(yǎng)基?！敬鸢浮緿二、酶的研究與應用1影響果汁產量的物質及處理方法(1)影響果汁產量的物質種類：纖維素、果膠。造成的問題：果肉的出汁率低，耗時長；果汁渾濁、黏度高，易發(fā)生沉淀。(2)處理方法酶解法常用的酶及其作用特點如下：組成組成本本質質作用作用果膠果膠酶酶多聚半乳糖醛多聚半乳糖醛酸酶酸酶果膠分解酶果膠分

7、解酶果膠酯酶果膠酯酶蛋蛋白白質質催化果膠分解催化果膠分解成為可溶性的成為可溶性的半乳糖醛酸半乳糖醛酸纖維纖維素酶素酶C1酶、酶、Cx酶葡酶葡萄糖苷酶萄糖苷酶蛋蛋白白質質2.探究不同種類的加酶洗衣粉的洗滌效果(1)實驗原理；酶的催化作用具有專一性，復合酶洗衣粉加入的酶制劑種類較多，與單一加酶洗衣粉相比，對各種污漬都有較好的洗滌效果。(2)實驗變量自變量：不同種類的加酶洗衣粉無關變量：其他條件相同且適宜(如溫度、pH等)實驗步驟步驟步驟燒杯編號燒杯編號注入自來水注入自來水500 mL500 mL500 mL加入物質加入物質(相相同、等量同、等量)奶漬布奶漬布奶漬布奶漬布奶漬布奶漬布控制水溫控制水溫

8、37 37 37 加入洗衣粉加入洗衣粉(等量等量)蛋白酶蛋白酶洗衣粉洗衣粉復合酶復合酶洗衣粉洗衣粉脂肪酶脂肪酶洗衣粉洗衣粉用玻璃棒攪拌用玻璃棒攪拌5 min5 min5 min觀察實現現象觀察實現現象3.固定化酶與固定化細胞(1)方法：包埋法、化學結合法和物理吸附法。(2)比較類型類型固定酶的種類固定酶的種類適用適用方法方法優(yōu)點及不足優(yōu)點及不足實例實例固定化酶固定化酶一種一種化學結合、物理吸附化學結合、物理吸附法法可反復利用，但只催化一種或一類化學可反復利用，但只催化一種或一類化學反應反應固定化固定化葡萄糖異構酶葡萄糖異構酶固定化細胞固定化細胞一系列一系列包埋法包埋法成本低、操作容易，但反應效

9、果下降成本低、操作容易，但反應效果下降固定化酵母細胞固定化酵母細胞(1)果膠酶和纖維素酶都是復合酶，并不特指某一種酶，而是一類酶的總稱。(2)固定化細胞使用的都是活細胞，在應用時要注意為其提供適宜的生存條件。固定化細胞由于保證了細胞的完整性，因而酶的環(huán)境改變小，所以對酶活性影響較小。3(2009年徐州調研)下列關于果膠酶的敘述正確的是 ()具有分泌功能的細胞產生的凡是活細胞都能產生果膠酶果膠酶能將果膠分解成半乳糖醛酸植物、霉菌、酵母菌和細菌均可能產生果膠酶果膠酶特指分解果膠的一種酶纖維素酶和果膠酶可用于去除植物細胞壁組成果膠酶的基本單位是氨基酸或核苷酸A B C D【解析】果膠酶并非分泌到細胞

10、外的酶，并非所有的細胞均可產生果膠酶，果膠酶是一種復合酶，它包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶及果膠酯酶?！敬鸢浮緾(2009年高考江蘇卷)下列關于植物組織培養(yǎng)的敘述中，錯誤的是()A培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng)和調節(jié)滲透壓B培養(yǎng)基中的生長素和細胞分裂素影響愈傷組織的生長和分化C離體器官或組織的細胞都必須通過脫分化才能形成愈傷組織D同一株綠色開花植物不同部分的細胞經培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因相同【解析】同一株綠色開花植物的細胞分體細胞和生殖細胞兩類，自然這兩類細胞經培養(yǎng)獲得的愈傷組織細胞的遺傳物質(基因)亦不相同。【答案】D(2009年高考江蘇卷)下列關于固定化酶與固定化細胞的敘述正確的是()A

11、固定化細胞技術在多步連續(xù)催化反應方面優(yōu)勢明顯B固定化酶的應用中，要控制好pH、溫度和溶解氧C利用固定化酶降解水體中有機磷農藥，需提供適宜的營養(yǎng)條件D利用固定化酵母細胞進行發(fā)酵，糖類的作用只是作為反應底物【解析】固定化酶的使用要控制好pH、溫度，但與氧氣無關。固定化酶的使用不需要適宜的營養(yǎng)條件。葡萄糖在固定化酵母細胞發(fā)酵中不僅作為底物，還可以為酵母細胞提供營養(yǎng)和能量。【答案】A 制備反復使用的固定化酵母細胞時應注意：(1)細胞的固定化要在嚴格無菌條件下進行；對制備的海藻酸鈉溶解、CaCl2溶液以及注射器等器材進行嚴格滅菌。(2)反復使用固定化酵母細胞時，需要避免微生物的污染。1(2009年高考江

12、蘇卷)加工橘子罐頭，采用酸堿處理脫去中果皮(橘絡)，會產生嚴重污染。目前使用酶解法去除橘絡，可減少污染。下列生長在特定環(huán)境中的4類微生物，可以大量產生所用酶的有(多選)()A生長在麥麩上的黑曲霉B生長在酸奶中的乳酸菌C生長在棉籽殼上的平菇 D生長在木屑上的木霉【解析】由題干信息知：所用的酶為纖維素酶。黑曲霉、平菇、木霉，可以產生纖維素酶，來分解麥麩、棉籽殼中的纖維素。而生長在酸奶中的乳酸菌不產生纖維素酶?！敬鸢浮緼CD2(2009年高考廣東卷)(1)商品化植酸酶主要來自微生物。在產酶菌株篩選過程中，常在基本培養(yǎng)基中添加不溶于水的植酸鈣制成固體平板，植酸鈣被植酸酶分解后可在平板上產生_，可根據其

13、大小選擇目的菌株，所得菌株需要進一步測定植酸酶活性?；钚詼y定可以植酸鈉作為底物，活性可用一定條件下單位時間的_表示。(2)利用上述所得菌株制備植酸酶的流程如下圖：中的主要成分為_；中包含植酸酶等多種蛋白質。請寫出一種純化得到植酸酶的方法及其依據。_。(3)為構建基因工程菌，可用PCR等技術從上述菌株中克隆植酸酶基因。PCR反應包括多次循環(huán)，每次循環(huán)包括三步：_。反應過程中打開模板DNA雙鏈的方法是_。(4)除植酸酶外，微生物還能應用在哪些酶的生產中？(至少寫兩種)_。【答案】(1)透明圈植酸鈉的消耗量(減少量)或磷酸(肌醇)的生成量(產量)(2)小分子雜質凝膠色譜法：根據蛋白質之間的分子大小、

14、吸附性質等差異進行純化(或電泳法：根據蛋白質之間的電荷、分子大小等差異進行純化)(3)變性、復性和延伸(長)加熱(或高溫處理)(4)蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶3(2008年江蘇高考)為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果，將一種無酶洗衣粉分成3等份，進行3組實驗。甲、乙組在洗衣粉中加入1種或2種酶，丙組不加酶，在不同溫度下清洗同種化纖布上的2種污漬，其他實驗條件均相同，下表為實驗記錄。請回答下列問題：水溫水溫/1020304050組別組別甲甲乙乙丙丙甲甲乙乙丙丙甲甲乙乙丙丙甲甲乙乙丙丙甲甲乙乙丙丙清除血漬時間清除血漬時間/min67668852518336347711126891167清除油漬時間清除油漬

15、時間/min93789587639182468575277769868(1)提高洗衣粉去污能力的方法有_，甲組在洗衣粉中加入了_，乙組在洗衣粉中加入了_。(2)甲、乙兩組洗滌效果的差異，說明酶的作用具有_。(3)如果甲、乙和丙3組均在水溫為80 時洗滌同一種污漬，請比較這3組洗滌效果之間的差異并說明理由。_。(4)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化學物質包裹的，遇水后包裹層很快溶解，釋放出來的酶迅速發(fā)揮催化作用。請說明這是否運用了酶的固定化技術及其理由。_。【解析】解題時，應利用對比方法仔細分析表格中的數據。血漬中含有蛋白質，油漬中含有脂肪。為加速血漬和油漬中蛋白質和脂肪的分解，需要加酶或適當提高溫

16、度。對比同一溫度下的三組實驗可知，甲加入了一種酶，乙加入了兩種酶。甲、乙兩組洗滌效果的差異，說明酶具有專一性。水溫為80 時，酶失活，因而三組實驗效果沒有差別。固定化酶是利用物理或化學的方法將酶固定在某種載體上，可以重復利用?！敬鸢浮?1)加酶和適當提高溫度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶(2)專一性(3)沒有差異，因為高溫使酶失活(4)未運用酶的固定化技術，因為酶未固定在不溶于水的載體上，也不能重復利用4(2008年高考海南卷)某二倍體植物是雜合體，下圖為其花藥中未成熟花粉在適宜的培養(yǎng)基上培養(yǎng)產生完整植株的過程。請據圖回答： (1)圖中表示的是該花粉培養(yǎng)過程中的_過程，表示的是_過程，X代表的是_，表示

17、的是_過程，表示的是誘導_過程。 (2)圖中從愈傷組織形成完整植株的途徑有兩條，具體通過哪一條途徑主要取決于培養(yǎng)基成分中_的種類及其濃度配比，最后獲得的來源于未成熟花粉的完整植株都稱為_植株(甲)。未成熟花粉經培養(yǎng)能形成完整植株，說明未成熟花粉具有_。(3)對植株甲進行_，才能使其結實產生后代(乙)，否則植株甲只有通過_的方式才能產生后代(丙)。乙、丙兩種植株中，能產生可育花粉的是_植株，該植株群體中每一植株產生可育花粉的基因組成種類數為_種，該群體植株產生可育花粉的基因組成種類數為_種。花藥培養(yǎng)在育種上的特殊意義是_，從而開辟育種新途徑。【解析】由高度分化的植物器官、組織或細胞產生愈傷組織的過程為植物細胞的脫分化，愈傷組織繼續(xù)培養(yǎng)，重新分化成根或芽等器官的過程為再分化。而植物激素是植物細胞脫分化、再分化不可缺少的調節(jié)物質，且不同激素的濃度比影響再分化過程。乙植株為純合的二倍體，所以每一株乙植株產生可育花粉的基因組成種類為1種。該群體植株有多種基因型的純合體，所以，該群體植物產生的可育花粉的基因組成種類為多種?！敬鸢浮?1)脫分化再分化胚狀體分化(或發(fā)育)生根(2)激素單倍體細胞的全能性(3)染色體加倍無性繁殖乙(或經過染色體加倍)一多縮短育種周期