吉林省吉林市长岭县第四中学高三生物一轮复习 专题3、4 植物的组织培养课件

最新考纲最新考纲高频考点高频考点1.植物的组织培养植物的组织培养2酶在食品制作和酶在食品制作和洗涤等方面的应用洗涤等方面的应用3制备和应用固定制备和应用固定化酶化酶1.细胞分化与细胞全能性的生产应用细胞分化与细胞全能性的生产应用2植物组织培养的基本原理及其培养条植物组织培养的基本原理及其培养条件件3影响植物组织培养的因素影响植物组织培养的因素4酶在食品制造和洗涤剂生产等方面的酶在食品制造和洗涤剂生产等方面的应用应用5固定化酶、固定化细胞制备的优缺点固定化酶、固定化细胞制备的优缺点和在生产中的应用和在生产中的应用 一、植物组织培养的实验原理和流程 1实验原理：细胞的全能性 (1)植物体内已经分化的细胞，在离体状态和一定的条件下，可以发育成完整的植株，其过程如下： 菊花组织培养过程月季的花药培养(2)影响植物组织培养的因素内因：植物的种类，同一种植物材料的年龄、保存时间的长短、部位等。2花粉植株的产生与植物茎的组织培养比较菊花茎的组织培养菊花茎的组织培养月季的花药培养月季的花药培养理论理论依据依据细胞的全能性细胞的全能性基本基本过程过程脱分化、再分化脱分化、再分化影响影响因素因素选材、营养、激素、选材、营养、激素、pH、温度、光照等、温度、光照等操作操作流程流程制备培养基制备培养基外植体消毒外植体消毒接种接种培养培养移栽移栽栽培栽培选材选材材料消毒材料消毒接种和接种和培养培养筛选和诱导筛选和诱导移栽移栽栽培选育栽培选育(1)植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗逆性差，对培养条件要求较高。(2)培养材料一旦被微生物污染，就会导致实验失败。原因是微生物增殖快，生长迅速，消耗养分多，并产生代谢废物毒害培养材料。(3)无菌技术主要包括对操作空间、实验用具、实验材料以及操作者的消毒灭菌。 1利用植物组织培养的方法可快速、大量繁殖植物，在培养过程中，利用植物组织培养的方法可快速、大量繁殖植物，在培养过程中，取该植物的花芽并将其分别培养在含有不同比例的吲哚乙酸和细胞分裂取该植物的花芽并将其分别培养在含有不同比例的吲哚乙酸和细胞分裂素的培养基中，花芽的生长状况如下表所示：素的培养基中，花芽的生长状况如下表所示：吲哚乙酸吲哚乙酸细胞分裂素细胞分裂素花芽生长状况花芽生长状况A组花芽组花芽00组织切块组织切块B组花芽组花芽3 ppm0.2 ppm形成愈伤组织形成愈伤组织C组花芽组花芽3 ppm0.002 ppm愈伤组织分化出根愈伤组织分化出根D组花芽组花芽0.03 ppm1.0 ppm愈伤组织分化出嫩枝愈伤组织分化出嫩枝E组花芽组花芽00.2 ppm稍生长稍生长(1)在此过程中能实现脱分化的花芽是_组。从实验结果可以看出，能诱导新的花芽形成的条件是_。(2)上述实验结果说明，在植物组织培养过程中，诱导芽和根形成的关键是_。在生产实践中，欲快速、大量获得此植物的花芽，可选用_组的培养基进行扩大生产。 【解析】脱分化、再分化过程与植物激素生长素和细胞分裂素有关，且生长素用量与细胞分裂素用量直接影响培养过程，当用量比值高时，有利于根的分化，抑制芽的分化，即表中的C组；当用量比值低时，有利于芽的分化，抑制根的分化，即表中的D组；当比值适中时，有利于促进愈伤组织的生长，即表中的B组。欲快速、大量获得此植物的花芽，必须首先获得大量的嫩枝。 【答案】(1)B、C、D细胞分裂素浓度大于生长素浓度(2)培养基中细胞分裂素含量与生长素含量之间的比例(或培养基中细胞分裂素与生长素的浓度比)D2(2009年威海模拟)下列对花药培养的有关认识，错误的是()A材料的选择与培养基的组成影响花药培养的成功率B选择花药时常用的方法是醋酸洋红法C选取的材料一定要进行消毒D培养形成的胚状体可继续在原培养基中分化形成植株【解析】影响花药培养成功率的因素有很多，如材料和培养条件等；确定花粉发育时期的常用方法是醋酸洋红法，并且要对所选的材料进行消毒处理；在组织培养过程中，应根据外植体分化的程度及时更换培养基。【答案】D二、酶的研究与应用1影响果汁产量的物质及处理方法(1)影响果汁产量的物质种类：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)处理方法酶解法常用的酶及其作用特点如下：组成组成本本质质作用作用果胶果胶酶酶多聚半乳糖醛多聚半乳糖醛酸酶酸酶果胶分解酶果胶分解酶果胶酯酶果胶酯酶蛋蛋白白质质催化果胶分解催化果胶分解成为可溶性的成为可溶性的半乳糖醛酸半乳糖醛酸纤维纤维素酶素酶C1酶、酶、Cx酶葡酶葡萄糖苷酶萄糖苷酶蛋蛋白白质质2.探究不同种类的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)实验变量自变量：不同种类的加酶洗衣粉无关变量：其他条件相同且适宜(如温度、pH等)实验步骤步骤步骤烧杯编号烧杯编号注入自来水注入自来水500 mL500 mL500 mL加入物质加入物质(相相同、等量同、等量)奶渍布奶渍布奶渍布奶渍布奶渍布奶渍布控制水温控制水温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复合酶复合酶洗衣粉洗衣粉脂肪酶脂肪酶洗衣粉洗衣粉用玻璃棒搅拌用玻璃棒搅拌5 min5 min5 min观察实现现象观察实现现象3.固定化酶与固定化细胞(1)方法：包埋法、化学结合法和物理吸附法。(2)比较类型类型固定酶的种类固定酶的种类适用适用方法方法优点及不足优点及不足实例实例固定化酶固定化酶一种一种化学结合、物理吸附化学结合、物理吸附法法可反复利用，但只催化一种或一类化学可反复利用，但只催化一种或一类化学反应反应固定化固定化葡萄糖异构酶葡萄糖异构酶固定化细胞固定化细胞一系列一系列包埋法包埋法成本低、操作容易，但反应效果下降成本低、操作容易，但反应效果下降固定化酵母细胞固定化酵母细胞(1)果胶酶和纤维素酶都是复合酶，并不特指某一种酶，而是一类酶的总称。(2)固定化细胞使用的都是活细胞，在应用时要注意为其提供适宜的生存条件。固定化细胞由于保证了细胞的完整性，因而酶的环境改变小，所以对酶活性影响较小。3(2009年徐州调研)下列关于果胶酶的叙述正确的是 ()具有分泌功能的细胞产生的凡是活细胞都能产生果胶酶果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸植物、霉菌、酵母菌和细菌均可能产生果胶酶果胶酶特指分解果胶的一种酶纤维素酶和果胶酶可用于去除植物细胞壁组成果胶酶的基本单位是氨基酸或核苷酸A B C D【解析】果胶酶并非分泌到细胞外的酶，并非所有的细胞均可产生果胶酶，果胶酶是一种复合酶，它包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶及果胶酯酶。【答案】C(2009年高考江苏卷)下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是()A培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压B培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化C离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织D同一株绿色开花植物不同部分的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同【解析】同一株绿色开花植物的细胞分体细胞和生殖细胞两类，自然这两类细胞经培养获得的愈伤组织细胞的遗传物质(基因)亦不相同。【答案】D(2009年高考江苏卷)下列关于固定化酶与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【解析】固定化酶的使用要控制好pH、温度，但与氧气无关。固定化酶的使用不需要适宜的营养条件。葡萄糖在固定化酵母细胞发酵中不仅作为底物，还可以为酵母细胞提供营养和能量。【答案】A 制备反复使用的固定化酵母细胞时应注意：(1)细胞的固定化要在严格无菌条件下进行；对制备的海藻酸钠溶解、CaCl2溶液以及注射器等器材进行严格灭菌。(2)反复使用固定化酵母细胞时，需要避免微生物的污染。1(2009年高考江苏卷)加工橘子罐头，采用酸碱处理脱去中果皮(橘络)，会产生严重污染。目前使用酶解法去除橘络，可减少污染。下列生长在特定环境中的4类微生物，可以大量产生所用酶的有(多选)()A生长在麦麸上的黑曲霉B生长在酸奶中的乳酸菌C生长在棉籽壳上的平菇 D生长在木屑上的木霉【解析】由题干信息知：所用的酶为纤维素酶。黑曲霉、平菇、木霉，可以产生纤维素酶，来分解麦麸、棉籽壳中的纤维素。而生长在酸奶中的乳酸菌不产生纤维素酶。【答案】ACD2(2009年高考广东卷)(1)商品化植酸酶主要来自微生物。在产酶菌株筛选过程中，常在基本培养基中添加不溶于水的植酸钙制成固体平板，植酸钙被植酸酶分解后可在平板上产生_，可根据其大小选择目的菌株，所得菌株需要进一步测定植酸酶活性。活性测定可以植酸钠作为底物，活性可用一定条件下单位时间的_表示。(2)利用上述所得菌株制备植酸酶的流程如下图：中的主要成分为_；中包含植酸酶等多种蛋白质。请写出一种纯化得到植酸酶的方法及其依据。_。(3)为构建基因工程菌，可用PCR等技术从上述菌株中克隆植酸酶基因。PCR反应包括多次循环，每次循环包括三步：_。反应过程中打开模板DNA双链的方法是_。(4)除植酸酶外，微生物还能应用在哪些酶的生产中？(至少写两种)_。【答案】(1)透明圈植酸钠的消耗量(减少量)或磷酸(肌醇)的生成量(产量)(2)小分子杂质凝胶色谱法：根据蛋白质之间的分子大小、吸附性质等差异进行纯化(或电泳法：根据蛋白质之间的电荷、分子大小等差异进行纯化)(3)变性、复性和延伸(长)加热(或高温处理)(4)蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶3(2008年江苏高考)为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题：水温水温/1020304050组别组别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渍时间清除血渍时间/min67668852518336347711126891167清除油渍时间清除油渍时间/min93789587639182468575277769868(1)提高洗衣粉去污能力的方法有_，甲组在洗衣粉中加入了_，乙组在洗衣粉中加入了_。(2)甲、乙两组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有_。(3)如果甲、乙和丙3组均在水温为80 时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。_。(4)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。_。【解析】解题时，应利用对比方法仔细分析表格中的数据。血渍中含有蛋白质，油渍中含有脂肪。为加速血渍和油渍中蛋白质和脂肪的分解，需要加酶或适当提高温度。对比同一温度下的三组实验可知，甲加入了一种酶，乙加入了两种酶。甲、乙两组洗涤效果的差异，说明酶具有专一性。水温为80 时，酶失活，因而三组实验效果没有差别。固定化酶是利用物理或化学的方法将酶固定在某种载体上，可以重复利用。【答案】(1)加酶和适当提高温度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶(2)专一性(3)没有差异，因为高温使酶失活(4)未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用4(2008年高考海南卷)某二倍体植物是杂合体，下图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。请据图回答： (1)图中表示的是该花粉培养过程中的_过程，表示的是_过程，X代表的是_，表示的是_过程，表示的是诱导_过程。 (2)图中从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，最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为_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)对植株甲进行_，才能使其结实产生后代(乙)，否则植株甲只有通过_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_植株，该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为_种，该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为_种。花药培养在育种上的特殊意义是_，从而开辟育种新途径。【解析】由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程为植物细胞的脱分化，愈伤组织继续培养，重新分化成根或芽等器官的过程为再分化。而植物激素是植物细胞脱分化、再分化不可缺少的调节物质，且不同激素的浓度比影响再分化过程。乙植株为纯合的二倍体，所以每一株乙植株产生可育花粉的基因组成种类为1种。该群体植株有多种基因型的纯合体，所以，该群体植物产生的可育花粉的基因组成种类为多种。【答案】(1)脱分化再分化胚状体分化(或发育)生根(2)激素单倍体细胞的全能性(3)染色体加倍无性繁殖乙(或经过染色体加倍)一多缩短育种周期