2014届高考生物 解题高效训练 第3讲 植物组织培养和酶的研究与应用（含解析）新人教版选修1

第三讲植物组织培养和酶的研究与应用课堂考点集训考点一植物的组织培养技术1植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及起诱导作用的植物激素分别是()细胞的全能性离体的植物器官、组织或细胞根、芽生长素和细胞分裂素生长素和乙烯愈伤组织再分化脱分化植物体A，B，C， D，解析：选A植物组织培养依据的原理是细胞的全能性。培养过程是：离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织，然后经再分化形成根、芽，最终形成植物体。影响植物细胞脱分化产生愈伤组织的一个重要因素是植物激素，当细胞分裂素与生长素比例适中时，能促进愈伤组织的形成。2下列关于花药离体培养过程的叙述正确的是()A花药培养成功与否与材料选择无关B花药培养成幼苗后，一定不能分瓶培养C花药培养成幼苗的过程中，除了适宜的温度、pH等，还需要光照D一般来说，用单核期的花药进行培养，成功率最高解析：选D诱导花粉植株能否成功受多种因素影响，其中材料的选择与培养基的组成是主要的影响因素；如果花药开裂释放出胚状体，则一个花药内就会产生大量幼小植株，必须在花药开裂后尽快将幼小植株分开，分别移植到新的培养基上，否则这些植株将很难分开；从花粉到幼苗阶段，由于无叶绿体，所以不需照光；对一般植物来讲，选择单核期的花药进行培养，成功率最高。考点二加酶洗衣粉的洗涤效果3(2013淄博模拟)右图是围绕加酶洗衣粉洗涤效果进行的研究结果，下列有关叙述不正确的是()A本实验的自变量有温度和洗衣粉是否加酶B本实验的因变量可能是污渍残留量C两类洗衣粉的最佳使用温度都为t1D温度超过t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活解析：选C该图示为多因子变量曲线，从图示可以看出本实验的自变量有温度和洗衣粉是否加酶，因变量可能是污渍残留量，温度超过t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活。从图示可以看出普通洗衣粉的最佳使用温度为t2，而加酶洗衣粉的最佳使用温度为t1。考点三固定化酶与固定化细胞4(2013东北三校二模)下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤，请回答下面的问题。酵母细胞的活化配制CaCl2溶液配制海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液与酵母细胞混合固定化酵母细胞。(1)实验步骤中酵母细胞活化就是_状态。(2)固定化细胞技术一般采用包埋法，而固定化酶常用_和_。(3)影响实验成败的关键步骤是_。(4)海藻酸钠溶化过程的注意事项是_。(5)如果形成的凝胶珠颜色过浅，说明_；如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目_；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明_。解析：在缺水状态下，微生物处于休眠状态。酵母细胞的活化即让处于休眠状态的酵母细胞恢复正常生活状态。固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间的技术，其中固定化细胞一般常采用包埋法，而固定化酶常用化学结合法和物理吸附法。原因是细胞体积大，而酶分子体积小，体积大的细胞难以被吸附或结合，而体积小的酶容易从包埋材料中漏出。海藻酸钠溶解时应小火加热，或小火间断加热，期间还要不断搅拌，防止焦糊。答案：(1)让酵母细胞恢复正常生活(2)化学结合法物理吸附法(3)配制海藻酸钠溶液(4)小火加热(小火间断加热)，不断搅拌(5)固定化酵母细胞数目较少较少海藻酸钠浓度偏高，实验制作失败课下综合检测一、选择题1下列关于固定化酶的说法，错误的是()A固定化酶不足之处是不能催化一系列反应B固定化酶可再次利用，降低了生产成本C固定后的酶既能与反应物接触，又能与产物分离D固定化酶易溶于水解析：选D固定化酶是将酶固定在不溶于水的载体上，所以固定化酶难溶于水。固定化酶使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用。2在“固定化酵母细胞”实验中，对配制海藻酸钠溶液的叙述不正确的是()A加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环B海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量C海藻酸钠的浓度过高，易形成凝胶珠D海藻酸钠的浓度过低，形成凝胶珠内包埋的酵母细胞过少解析：选C配制海藻酸钠溶液的过程中，加热使海藻酸钠溶化是最重要的一环，关系到实验的成败；海藻酸钠溶液的浓度涉及固定化细胞的质量；如果海藻酸钠溶液的浓度过高，很难形成凝胶珠，如果浓度过低，形成的凝胶珠包埋的酵母细胞的数目就少，影响实验效果。3(2012南京模拟)酶制剂、固定化酶、固定化细胞已经广泛地应用于各个领域，下列有关叙述错误的是()A90 高温会使Taq DNA聚合酶失去催化活性B制备固定化酶的方法主要有包埋法、交联法和吸附法等C固定化酶在固定时可能会造成酶的损伤而影响活性D固定化细胞可以催化一系列酶促反应解析：选ATaq DNA聚合酶是从一种水生栖热菌株中分离提取的，具有耐高温的特性，在95 仍具有酶活性。4污染是植物组织培养过程中的最大技术难题，可发生于不同的对象和不同阶段。某同学按照教材中的实验操作，结果发现在培养基中出现白色晕圈或有色菌落，下列关于此项分析错误的是()A可能是锥形瓶口处理不当B组织培养的每一个环节都有可能出现污染C可在培养基中添加生长素等物质来避免污染D先初培养，挑出无污染的物质再进行培养，可减少污染解析：选C可在培养基中添加抗生素或杀菌物质来避免污染。5下图是将胡萝卜的离体组织在一定条件下培养形成试管苗的过程示意图，下列有关叙述正确的是()A利用此过程获得的试管苗可能为杂合子B过程中都会发生细胞的增殖和分化C多倍体植株的培育需经过上图所示过程D此过程依据的生物学原理是细胞膜的流动性解析：选A植物的组织培养过程是无性繁殖的过程，如果离体的组织来自纯合子，将来得到的试管苗就是纯合子，如果离体的组织来自杂合子，将来得到的试管苗就是杂合子。为脱分化，为再分化，脱分化过程没有细胞的分化。用秋水仙素处理萌发的种子和幼苗就可获得多倍体植株，不需组织培养过程。植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性，而不是细胞膜的流动性。6某同学为探究温度对果胶酶活性的影响，在不同温度下，将等量的果胶酶加入到等量的苹果泥中，在反应同样时间后，再将反应液过滤同样时间，用量筒测定滤出苹果汁的体积。下列曲线图能正确反映实验结果的是()解析：选B果胶酶在0 时活性较低，但也能催化苹果泥形成果汁，果汁量不为0。随着温度升高果胶酶的活性升高，果汁量增加。当超过最适温度时，果胶酶活性降低，果汁量减少，正确的曲线应是B图所示。7(2013广东名校质检)如图是应用固定化酵母进行葡萄糖发酵的装置，下列说法中不正确的是()A为使固定化酵母可以反复使用，实验过程一定要在无菌条件下进行B加入反应液后应保持活塞1始终打开，活塞2则必须关闭C装置的长导管主要是为了释放CO2并防止杂菌进入反应柱D加入反应液的浓度不能过高以免酵母细胞因失水过多而死亡解析：选B加入反应液后应保持活塞1关闭，为酵母菌的厌氧发酵提供无氧环境。8下图为番茄植物组织培养过程的流程图解，相关叙述不正确的是()A脱分化发生在步骤b，形成愈伤组织，在此过程中植物激素发挥了重要作用B再分化发生在步骤c，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程C组织培养过程中植物激素的使用顺序不同不会影响结果D人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题解析：选C图中a表示获取外植体，b表示脱分化，c表示再分化，d表示种子萌发。植物激素的浓度、使用先后顺序及用量比例都是影响植物组织培养的因素。二、非选择题9(2013湖南十校联考)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下除去不同污渍所需时间的对照表，请依据表中数据作答。水温/冷水20304050607080植物油4839302017111220蓝墨水93868072686781105奶渍48432812641217(1)要达到最佳洗涤效果，使用加酶洗衣粉的最适宜温度在_附近。(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_。解析：由表格可知，在水温为60 时除去各种污渍所需时间最短，加酶洗衣粉除去奶渍所用时间最短，说明对其洗涤效果最佳，除去蓝墨水所需时间最长，说明对其洗涤效果最差。这是因为加酶洗衣粉主要含有蛋白酶和脂肪酶，分解脂肪和蛋白质较快，而很难分解蓝墨水中的成分。答案：(1)60 (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10某二倍体植株是杂合体，下图为其花药中未成熟的花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答：(1)图中表示的是该花粉培养过程中的_过程，X代表的是_，表示的是_过程，表示的是诱导_过程。(2)图中愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中_的种类及其浓度配比，获得来源于未成熟花粉的完整植株都为_植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有_。(3)由花粉培养出的植株(甲)需进行_后才能结实，产生后代(乙)，否则甲只有通过_的方式才能产生后代(丙)。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是_。解析：(1)通过花药培养产生花粉植株一般有两条途径：花药中的花粉胚状体丛芽生根移栽；花药中的花粉愈伤组织丛芽生根移栽。这两种途径之间并没有绝对的界限，主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。(2)花粉里面有精子，说明是单倍体细胞，可培育成完整植株说明花粉具有细胞的全能性。(3)花粉植株高度不育，需经秋水仙素处理使染色体数目加倍，才能产生可育的植株。答案：(1)脱分化胚状体分化生根(2)激素单倍体细胞的全能性(3)染色体加倍无性生殖乙11下图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。请回答下列问题：(1)图1中X溶液为_，其作用是使_。(2)图1中制备的凝胶珠用_洗涤后再转移到图2装置中。图2发酵过程中搅拌的目的是使_。(3)在用海藻酸钠包埋酵母菌形成凝胶珠的过程中，加热溶解海藻酸钠时需注意用_加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液_后，加入酵母菌充分搅拌混合均匀。(4)研究发现，固定化强度强的酵母颗粒发酵效果好，且稳定性高、使用寿命长。某机构利用上述装置，将2%、2.5%、3%的海藻酸钠分别利用2%、3%、4%的X溶液进行凝胶化处理，所得到的固定化酵母颗粒的强度及在28 下发酵48 h后的酒精产量见下表：海藻酸钠(%)22.5322.5322.53X溶液(%)222333444固定化强度(g/30个)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，随着X溶液浓度的增加，_增加；用于酒精发酵效果最好的海藻酸钠与X溶液浓度分别是_、_。解析：本题要仔细识图再进行分析。图1为固定化酵母细胞的步骤，X溶液为CaCl2溶液，作用是使胶体聚沉，即使海藻酸钠形成凝胶珠。图2为发酵过程，因是无氧呼吸，故搅拌的目的只是增加培养液与酵母菌的接触面，而不是增加溶氧量。溶解海藻酸钠时需注意用小火间断加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后，加入酵母菌充分搅拌混合均匀，以防止高温杀死酵母菌。分析表格可知，随着X溶液浓度的增加，酵母细胞的固定化强度增加，固定化强度和产酒精量都较大的海藻酸钠与X溶液浓度分别是2%、4%。答案：(1)CaCl2溶液海藻酸钠形成凝胶珠(2)蒸馏水培养液与酵母菌充分接触(3)小火(或间断)冷却至室温(4)固定化强度2%4%教师备选题库1(2011江苏高考)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解析：选A酸解法不能用于酶的分离与纯化。棉织物可以使用添加纤维素酶的洗衣粉洗涤，纤维素酶虽不能直接去除衣物上的污垢，但能使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到纤维深处的尘土和污垢能够与洗涤剂充分接触，使洗涤剂的去污效果更好。多酶片中的胃蛋白酶应位于片剂的最表层。2(2010安徽高考)草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代，导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：外植体愈伤组织芽根植株请回答下列问题：(1)微型繁殖培育无病毒草莓时，一般选取_作为外植体，其依据是_。(2)在过程中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和_，在配制好的培养基中，常常需要添加_，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后25 d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是_。(3)在过程中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是_。解析：(1)植物组织培养时常采用根尖或茎尖部位，原因是该部位含病毒极少。(2)MS培养基的成分包括大量元素、微量元素和有机物，在配制好的培养基中，常需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素。植物组织培养也应注意无菌操作。(3)生长素与细胞分裂素的比值低时有利于芽的分化，生长素与细胞分裂素的比值高时有利于根的分化。答案：(1)茎尖(或根尖)茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒(2)有机物植物激素外植体消毒不彻底(3)培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低