2014屆高考生物 解題高效訓(xùn)練 第3講 植物組織培養(yǎng)和酶的研究與應(yīng)用（含解析）新人教版選修1

第三講植物組織培養(yǎng)和酶的研究與應(yīng)用課堂考點集訓(xùn)考點一植物的組織培養(yǎng)技術(shù)1植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理、培養(yǎng)過程的順序及起誘導(dǎo)作用的植物激素分別是()細(xì)胞的全能性離體的植物器官、組織或細(xì)胞根、芽生長素和細(xì)胞分裂素生長素和乙烯愈傷組織再分化脫分化植物體A，B，C， D，解析：選A植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理是細(xì)胞的全能性。培養(yǎng)過程是：離體的植物器官、組織或細(xì)胞經(jīng)脫分化形成愈傷組織，然后經(jīng)再分化形成根、芽，最終形成植物體。影響植物細(xì)胞脫分化產(chǎn)生愈傷組織的一個重要因素是植物激素，當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長素比例適中時，能促進(jìn)愈傷組織的形成。2下列關(guān)于花藥離體培養(yǎng)過程的敘述正確的是()A花藥培養(yǎng)成功與否與材料選擇無關(guān)B花藥培養(yǎng)成幼苗后，一定不能分瓶培養(yǎng)C花藥培養(yǎng)成幼苗的過程中，除了適宜的溫度、pH等，還需要光照D一般來說，用單核期的花藥進(jìn)行培養(yǎng)，成功率最高解析：選D誘導(dǎo)花粉植株能否成功受多種因素影響，其中材料的選擇與培養(yǎng)基的組成是主要的影響因素；如果花藥開裂釋放出胚狀體，則一個花藥內(nèi)就會產(chǎn)生大量幼小植株，必須在花藥開裂后盡快將幼小植株分開，分別移植到新的培養(yǎng)基上，否則這些植株將很難分開；從花粉到幼苗階段，由于無葉綠體，所以不需照光；對一般植物來講，選擇單核期的花藥進(jìn)行培養(yǎng)，成功率最高。考點二加酶洗衣粉的洗滌效果3(2013·淄博模擬)右圖是圍繞加酶洗衣粉洗滌效果進(jìn)行的研究結(jié)果，下列有關(guān)敘述不正確的是()A本實驗的自變量有溫度和洗衣粉是否加酶B本實驗的因變量可能是污漬殘留量C兩類洗衣粉的最佳使用溫度都為t1D溫度超過t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活解析：選C該圖示為多因子變量曲線，從圖示可以看出本實驗的自變量有溫度和洗衣粉是否加酶，因變量可能是污漬殘留量，溫度超過t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活。從圖示可以看出普通洗衣粉的最佳使用溫度為t2，而加酶洗衣粉的最佳使用溫度為t1?？键c三固定化酶與固定化細(xì)胞4(2013·東北三校二模)下面是制備固定化酵母細(xì)胞的實驗步驟，請回答下面的問題。酵母細(xì)胞的活化配制CaCl2溶液配制海藻酸鈉溶液海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合固定化酵母細(xì)胞。(1)實驗步驟中酵母細(xì)胞活化就是_狀態(tài)。(2)固定化細(xì)胞技術(shù)一般采用包埋法，而固定化酶常用_和_。(3)影響實驗成敗的關(guān)鍵步驟是_。(4)海藻酸鈉溶化過程的注意事項是_。(5)如果形成的凝膠珠顏色過淺，說明_；如果海藻酸鈉濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞數(shù)目_；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說明_。解析：在缺水狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)。酵母細(xì)胞的活化即讓處于休眠狀態(tài)的酵母細(xì)胞恢復(fù)正常生活狀態(tài)。固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)是利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間的技術(shù)，其中固定化細(xì)胞一般常采用包埋法，而固定化酶常用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。原因是細(xì)胞體積大，而酶分子體積小，體積大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，而體積小的酶容易從包埋材料中漏出。海藻酸鈉溶解時應(yīng)小火加熱，或小火間斷加熱，期間還要不斷攪拌，防止焦糊。答案：(1)讓酵母細(xì)胞恢復(fù)正常生活(2)化學(xué)結(jié)合法物理吸附法(3)配制海藻酸鈉溶液(4)小火加熱(小火間斷加熱)，不斷攪拌(5)固定化酵母細(xì)胞數(shù)目較少較少海藻酸鈉濃度偏高，實驗制作失敗課下綜合檢測一、選擇題1下列關(guān)于固定化酶的說法，錯誤的是()A固定化酶不足之處是不能催化一系列反應(yīng)B固定化酶可再次利用，降低了生產(chǎn)成本C固定后的酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離D固定化酶易溶于水解析：選D固定化酶是將酶固定在不溶于水的載體上，所以固定化酶難溶于水。固定化酶使酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，同時，固定在載體上的酶還可以被反復(fù)利用。2在“固定化酵母細(xì)胞”實驗中，對配制海藻酸鈉溶液的敘述不正確的是()A加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)B海藻酸鈉的濃度涉及固定化細(xì)胞的質(zhì)量C海藻酸鈉的濃度過高，易形成凝膠珠D海藻酸鈉的濃度過低，形成凝膠珠內(nèi)包埋的酵母細(xì)胞過少解析：選C配制海藻酸鈉溶液的過程中，加熱使海藻酸鈉溶化是最重要的一環(huán)，關(guān)系到實驗的成?。缓Ｔ逅徕c溶液的濃度涉及固定化細(xì)胞的質(zhì)量；如果海藻酸鈉溶液的濃度過高，很難形成凝膠珠，如果濃度過低，形成的凝膠珠包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)目就少，影響實驗效果。3(2012·南京模擬)酶制劑、固定化酶、固定化細(xì)胞已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域，下列有關(guān)敘述錯誤的是()A90 高溫會使Taq DNA聚合酶失去催化活性B制備固定化酶的方法主要有包埋法、交聯(lián)法和吸附法等C固定化酶在固定時可能會造成酶的損傷而影響活性D固定化細(xì)胞可以催化一系列酶促反應(yīng)解析：選ATaq DNA聚合酶是從一種水生棲熱菌株中分離提取的，具有耐高溫的特性，在95 仍具有酶活性。4污染是植物組織培養(yǎng)過程中的最大技術(shù)難題，可發(fā)生于不同的對象和不同階段。某同學(xué)按照教材中的實驗操作，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在培養(yǎng)基中出現(xiàn)白色暈圈或有色菌落，下列關(guān)于此項分析錯誤的是()A可能是錐形瓶口處理不當(dāng)B組織培養(yǎng)的每一個環(huán)節(jié)都有可能出現(xiàn)污染C可在培養(yǎng)基中添加生長素等物質(zhì)來避免污染D先初培養(yǎng)，挑出無污染的物質(zhì)再進(jìn)行培養(yǎng)，可減少污染解析：選C可在培養(yǎng)基中添加抗生素或殺菌物質(zhì)來避免污染。5下圖是將胡蘿卜的離體組織在一定條件下培養(yǎng)形成試管苗的過程示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是()A利用此過程獲得的試管苗可能為雜合子B過程中都會發(fā)生細(xì)胞的增殖和分化C多倍體植株的培育需經(jīng)過上圖所示過程D此過程依據(jù)的生物學(xué)原理是細(xì)胞膜的流動性解析：選A植物的組織培養(yǎng)過程是無性繁殖的過程，如果離體的組織來自純合子，將來得到的試管苗就是純合子，如果離體的組織來自雜合子，將來得到的試管苗就是雜合子。為脫分化，為再分化，脫分化過程沒有細(xì)胞的分化。用秋水仙素處理萌發(fā)的種子和幼苗就可獲得多倍體植株，不需組織培養(yǎng)過程。植物組織培養(yǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)是細(xì)胞的全能性，而不是細(xì)胞膜的流動性。6某同學(xué)為探究溫度對果膠酶活性的影響，在不同溫度下，將等量的果膠酶加入到等量的蘋果泥中，在反應(yīng)同樣時間后，再將反應(yīng)液過濾同樣時間，用量筒測定濾出蘋果汁的體積。下列曲線圖能正確反映實驗結(jié)果的是()解析：選B果膠酶在0 時活性較低，但也能催化蘋果泥形成果汁，果汁量不為0。隨著溫度升高果膠酶的活性升高，果汁量增加。當(dāng)超過最適溫度時，果膠酶活性降低，果汁量減少，正確的曲線應(yīng)是B圖所示。7(2013·廣東名校質(zhì)檢)如圖是應(yīng)用固定化酵母進(jìn)行葡萄糖發(fā)酵的裝置，下列說法中不正確的是()A為使固定化酵母可以反復(fù)使用，實驗過程一定要在無菌條件下進(jìn)行B加入反應(yīng)液后應(yīng)保持活塞1始終打開，活塞2則必須關(guān)閉C裝置的長導(dǎo)管主要是為了釋放CO2并防止雜菌進(jìn)入反應(yīng)柱D加入反應(yīng)液的濃度不能過高以免酵母細(xì)胞因失水過多而死亡解析：選B加入反應(yīng)液后應(yīng)保持活塞1關(guān)閉，為酵母菌的厭氧發(fā)酵提供無氧環(huán)境。8下圖為番茄植物組織培養(yǎng)過程的流程圖解，相關(guān)敘述不正確的是()A脫分化發(fā)生在步驟b，形成愈傷組織，在此過程中植物激素發(fā)揮了重要作用B再分化發(fā)生在步驟c，是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程C組織培養(yǎng)過程中植物激素的使用順序不同不會影響結(jié)果D人工種子可以解決有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題解析：選C圖中a表示獲取外植體，b表示脫分化，c表示再分化，d表示種子萌發(fā)。植物激素的濃度、使用先后順序及用量比例都是影響植物組織培養(yǎng)的因素。二、非選擇題9(2013·湖南十校聯(lián)考)某生物學(xué)興趣小組進(jìn)行了“加酶洗衣粉最適溫度的測定”實驗。下表是他們記錄的不同溫度下除去不同污漬所需時間的對照表，請依據(jù)表中數(shù)據(jù)作答。水溫/冷水20304050607080植物油4839302017111220藍(lán)墨水93868072686781105奶漬48432812641217(1)要達(dá)到最佳洗滌效果，使用加酶洗衣粉的最適宜溫度在_附近。(2)在適宜溫度范圍內(nèi)，加酶洗衣粉對衣物上的_的洗滌效果最佳，對_的洗滌效果最差，其原因是_。(3)羊毛、蠶絲等織物_(填 “能”或“不能”)用加酶洗衣粉洗滌，因為_。解析：由表格可知，在水溫為60 時除去各種污漬所需時間最短，加酶洗衣粉除去奶漬所用時間最短，說明對其洗滌效果最佳，除去藍(lán)墨水所需時間最長，說明對其洗滌效果最差。這是因為加酶洗衣粉主要含有蛋白酶和脂肪酶，分解脂肪和蛋白質(zhì)較快，而很難分解藍(lán)墨水中的成分。答案：(1)60 (2)奶漬藍(lán)墨水奶漬的主要成分是蛋白質(zhì)和脂肪，加酶洗衣粉含有蛋白酶和脂肪酶，能使蛋白質(zhì)和脂肪等有機(jī)物分解，而很難使藍(lán)墨水的成分分解(3)不能羊毛、蠶絲等織物的主要成分是蛋白質(zhì)，加酶洗衣粉中的蛋白酶能使蛋白質(zhì)分解，從而使織物受到破壞10某二倍體植株是雜合體，下圖為其花藥中未成熟的花粉在適宜的培養(yǎng)基上培養(yǎng)產(chǎn)生完整植株的過程。據(jù)圖回答：(1)圖中表示的是該花粉培養(yǎng)過程中的_過程，X代表的是_，表示的是_過程，表示的是誘導(dǎo)_過程。(2)圖中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，獲得來源于未成熟花粉的完整植株都為_植株(甲)。未成熟花粉經(jīng)培養(yǎng)能形成完整植株，說明未成熟花粉具有_。(3)由花粉培養(yǎng)出的植株(甲)需進(jìn)行_后才能結(jié)實，產(chǎn)生后代(乙)，否則甲只有通過_的方式才能產(chǎn)生后代(丙)。乙、丙兩種植株中，能產(chǎn)生可育花粉的是_。解析：(1)通過花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株一般有兩條途徑：花藥中的花粉胚狀體叢芽生根移栽；花藥中的花粉愈傷組織叢芽生根移栽。這兩種途徑之間并沒有絕對的界限，主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度配比。(2)花粉里面有精子，說明是單倍體細(xì)胞，可培育成完整植株說明花粉具有細(xì)胞的全能性。(3)花粉植株高度不育，需經(jīng)秋水仙素處理使染色體數(shù)目加倍，才能產(chǎn)生可育的植株。答案：(1)脫分化胚狀體分化生根(2)激素單倍體細(xì)胞的全能性(3)染色體加倍無性生殖乙11下圖1表示制備固定化酵母細(xì)胞的有關(guān)操作，圖2是利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵的示意圖。請回答下列問題：(1)圖1中X溶液為_，其作用是使_。(2)圖1中制備的凝膠珠用_洗滌后再轉(zhuǎn)移到圖2裝置中。圖2發(fā)酵過程中攪拌的目的是使_。(3)在用海藻酸鈉包埋酵母菌形成凝膠珠的過程中，加熱溶解海藻酸鈉時需注意用_加熱，然后將溶化好的海藻酸鈉溶液_后，加入酵母菌充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颉?4)研究發(fā)現(xiàn)，固定化強(qiáng)度強(qiáng)的酵母顆粒發(fā)酵效果好，且穩(wěn)定性高、使用壽命長。某機(jī)構(gòu)利用上述裝置，將2%、2.5%、3%的海藻酸鈉分別利用2%、3%、4%的X溶液進(jìn)行凝膠化處理，所得到的固定化酵母顆粒的強(qiáng)度及在28 下發(fā)酵48 h后的酒精產(chǎn)量見下表：海藻酸鈉(%)22.5322.5322.53X溶液(%)222333444固定化強(qiáng)度(g/30個)9309509901 0301 1001 1401 1701 1701 160酒精量(%)6.76.56.56.76.46.26.76.46.3依照表格分析，隨著X溶液濃度的增加，_增加；用于酒精發(fā)酵效果最好的海藻酸鈉與X溶液濃度分別是_、_。解析：本題要仔細(xì)識圖再進(jìn)行分析。圖1為固定化酵母細(xì)胞的步驟，X溶液為CaCl2溶液，作用是使膠體聚沉，即使海藻酸鈉形成凝膠珠。圖2為發(fā)酵過程，因是無氧呼吸，故攪拌的目的只是增加培養(yǎng)液與酵母菌的接觸面，而不是增加溶氧量。溶解海藻酸鈉時需注意用小火間斷加熱，然后將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫后，加入酵母菌充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，以防止高溫殺死酵母菌。分析表格可知，隨著X溶液濃度的增加，酵母細(xì)胞的固定化強(qiáng)度增加，固定化強(qiáng)度和產(chǎn)酒精量都較大的海藻酸鈉與X溶液濃度分別是2%、4%。答案：(1)CaCl2溶液海藻酸鈉形成凝膠珠(2)蒸餾水培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸(3)小火(或間斷)冷卻至室溫(4)固定化強(qiáng)度2%4%教師備選題庫1(2011·江蘇高考)下列有關(guān)酶的制備和應(yīng)用的敘述，正確的是()A酶解法和吸水漲破法常用于制備微生物的胞內(nèi)酶B透析、電泳和酸解等方法常用于酶的分離與純化C棉織物不能使用添加纖維素酶的洗衣粉進(jìn)行洗滌D多酶片中的胃蛋白酶位于片劑的核心層解析：選A酸解法不能用于酶的分離與純化。棉織物可以使用添加纖維素酶的洗衣粉洗滌，纖維素酶雖不能直接去除衣物上的污垢，但能使纖維的結(jié)構(gòu)變得蓬松，從而使?jié)B入到纖維深處的塵土和污垢能夠與洗滌劑充分接觸，使洗滌劑的去污效果更好。多酶片中的胃蛋白酶應(yīng)位于片劑的最表層。2(2010·安徽高考)草莓生產(chǎn)上傳統(tǒng)的繁殖方式易將所感染的病毒傳播給后代，導(dǎo)致產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差。運用微型繁殖技術(shù)可以培育出無病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本過程如下：外植體愈傷組織芽根植株請回答下列問題：(1)微型繁殖培育無病毒草莓時，一般選取_作為外植體，其依據(jù)是_。(2)在過程中，常用的MS培養(yǎng)基主要成分包括大量元素、微量元素和_，在配制好的培養(yǎng)基中，常常需要添加_，有利于外植體啟動細(xì)胞分裂形成愈傷組織。接種后25 d，若發(fā)現(xiàn)外植體邊緣局部污染，原因可能是_。(3)在過程中，愈傷組織在誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是_。解析：(1)植物組織培養(yǎng)時常采用根尖或莖尖部位，原因是該部位含病毒極少。(2)MS培養(yǎng)基的成分包括大量元素、微量元素和有機(jī)物，在配制好的培養(yǎng)基中，常需要添加生長素和細(xì)胞分裂素等植物激素。植物組織培養(yǎng)也應(yīng)注意無菌操作。(3)生長素與細(xì)胞分裂素的比值低時有利于芽的分化，生長素與細(xì)胞分裂素的比值高時有利于根的分化。答案：(1)莖尖(或根尖)莖尖(或根尖)病毒極少，甚至無病毒(2)有機(jī)物植物激素外植體消毒不徹底(3)培養(yǎng)基中生長素類物質(zhì)用量與細(xì)胞分裂素類物質(zhì)用量的比值偏低