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高考总复习生物,选修1 生物技术实践 学案40 植物组织培养与酶的应用,一、植物组织培养技术,基础回顾,MS培养基,生长素,细胞分裂素,MS培养基,外植体,移栽,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,基础回顾,(2)月季的花药培养过程。 过程：材料的选取材料的_接种和培养_。 要挑选完全_的花蕾，确定花粉发育时期最常用的方法是_法。 3影响花药培养的因素： (1)主要因素：_和_。 (2)其他因素：亲本植株的_、材料的_及接种_等。,消毒,鉴定和筛选,未开放,醋酸洋红,材料的选择,培养基的组成,生长条件,低温预处理,密度,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,4实验操作： (1)材料的选取：月季花药培养一般选择_期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期。确定花粉发育时期最常用的方法是_法。 (2)接种：消毒后的花蕾，在无菌条件下除去_，并立即将花药接种到培养基上。剥离花药时尽量不要损伤_。 (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，必须在花药开裂后尽快将_。,基础回顾,单核,醋酸洋红,萼片和花瓣,花药,25 ,光照,幼小植株分开,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,二、果胶酶在果汁生产中的作用,基础回顾,多聚半乳糖醛酸酶,果胶分解酶,细胞壁,化学反应,反应速度,温度,酶的抑制剂,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,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_。,基础回顾,温度梯度,水浴保温,混合保温,越高,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,三、探讨加酶洗衣粉的洗涤效果,基础回顾,1梳理加酶洗衣粉的去污机理。,蛋白质,小分子的肽,甘油,脂肪酸,麦芽糖,葡萄糖,纤维,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,2.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_，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：_。 无关变量：其他条件相同且适宜(如_、_等)。,基础回顾,专一性,加酶洗衣粉的种类,温度,pH,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,(3)实验步骤。,基础回顾,500 mL,奶渍布,37 ,已消失,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,四、酵母细胞的固定化,基础回顾,1固定化酶的应用实例。 如用葡萄糖异构酶，将_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。,葡萄糖,酶颗粒,反应溶液,物理或化学,一定空间内,化学结合,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,(3)实验操作： 酵母细胞的_ 配制物质的浓度为0.05 mol/L的CaCl2溶液 配制_溶液 海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 _酵母细胞,基础回顾,活化,海藻酸钠,固定化,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,考点1 植物组织培养,要点探究,1植物组织培养技术和花药离体培养技术的异同。,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,2.植物激素与组织培养。 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： (1)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。 (2)使用顺序不同，结果不同，具体如下：,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,(2)营养：常用的培养基是MS培养基，其中含有的大量元素是N、P、S、K、Ca、Mg，微量元素是Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、I、Co，有机物有甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等。 (3)环境条件：pH、温度、光照等条件。如菊花的组织培养所需pH为5.8左右，温度为1822 ，光照条件为每日用日光灯照射12 h。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,特别提醒 实验操作中易错的几个问题。 (1)材料的选取：菊花的组织培养实验中，应选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝；月季的花药培养实验中，应选择花粉发育过程中的单核期的花粉进行培养。 (2)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。 (3)培养过程：在初期，菊花的组织培养需光照，月季的花药培养不需光照；而在后期均需光照。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,【例】 下列关于影响植物组织培养的因素的叙述不正确的是( ) A幼嫩组织较成熟组织易培养成功 B给外植体消毒用70%的酒精 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生长素与细胞分裂素含量之比较高时有利于芽的分化,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,解析：生长素与细胞分裂素含量之比较高时，有利于根的分化；较低时，有利于芽的分化；二者相当时，促进愈伤组织的生长。 答案：D,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,考点2 探究果胶酶活性的影响因素及其用量,要点探究,1实验原则。 遵循单一变量原则、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。 果胶酶受温度或pH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。 (1)探究最适温度时，pH为无关变量，最好是最适pH；探究最适pH时，温度为无关变量，最好是最适温度。,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,(2)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。 特别提醒 (1)果胶酶尽量使用纯酶制剂，或不含抑制物的粗酶制剂。 (2)如果随着酶用量增加，过滤到的果汁体积也增加，这说明酶用量不足。 (3)当酶用量增加到某个值后，增加酶用量，果汁体积不再变化，说明酶用量已经足够，这个数值就是酶的最适用量。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,【例】 某实验小组为探究果胶酶的最适温度，设计了以下实验： 用搅拌器搅拌制备一定量的苹果泥备用。 配制质量分数为2%的果胶酶溶液备用。 按以下操作步骤进行：,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,(1)该实验的自变量是_，因变量是_。 (2)请填写表格中字母所代表的数值，并解释原因。 _。 (3)为使效果更明显，本实验还要考虑其他因素对酶的影响，请列举三点： _、_、_。 (4)本实验检测因变量的方法有两种：_、_。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,解析：(1)实验目的是探究果胶酶的最适温度，因此实验的自变量是温度，要检测的因变量是滤出的果汁量和果汁的澄清度。 (2)6支试管中加入的果泥和果胶酶的量都要相等，因为除自变量以外，其他无关变量要相等。 (3)影响酶活性的因素还有pH和酶与底物的混合程度等方面。 (4)实验的因变量是果胶酶的活性，可通过比较出汁量和果汁的澄清度来检测。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,答案：(1)温度 果汁澄清度或出果汁量 (2)A、B、C、D、E均为8，F、G、H、I、J均为2，这样可保证除自变量不同以外，其他无关变量都相同 (3)本实验应将反应混合物调到果胶酶的最适pH 为了使果胶酶与果泥能充分接触，应尽量将水果泥粉碎 在反应中适当搅拌(其余合理也正确) (4)测果汁澄清度 比较出汁量,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,考点3 探究加酶洗衣粉的洗涤效果实验中的变量分析,要点探究,1分析不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响实验。 (1)实验变量：水温，必须设置温度梯度。 (2)无关变量：水量与水质、洗衣粉用量、衣物质料与大小、浸泡与洗涤时间等，应该保持不变。,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,特别提醒 一般设置温度梯度差为5 较为适宜，洗涤效果最好的温度不一定是该酶催化的最适温度，若要测出最适温度，则应将温度梯度差缩小到更小(1 )。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,2分析不同种类洗衣粉对同一污渍或不同污渍洗涤效果的实验。 (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)。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,特别提醒 加酶洗衣粉保存和使用的五个“不”。 (1)不是所有的衣物都适宜用加酶洗衣粉洗涤：碱性蛋白酶能使蛋白质水解，羊毛、蚕丝等富含蛋白质类织物就不能用加酶洗衣粉来洗涤，以免受到破坏。 (2)不是任何条件下加酶洗衣粉的洗涤效果都好于普通洗衣粉：酶活性的发挥需要适宜的温度、pH等，必须提供适宜酶活性发挥的条件，加酶洗衣粉的洗涤效果才能好于普通洗衣粉。 (3)加酶洗衣粉不适宜长时间储存：加酶洗衣粉中的酶制剂是经过特殊处理的，储存时间太长，防护措施容易失效，导致酶失活，洗涤效果大大减弱。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,(4)加酶洗衣粉不适宜与其他洗涤剂共用：加酶洗衣粉常常会与其他洗涤剂中的三聚磷酸盐反应降低酶的活性，甚至使酶失活。 (5)加酶洗衣粉不是对人体无害：添加了碱性蛋白酶的洗衣粉可以分解人体皮肤表面的蛋白质，使人患过敏性皮炎、湿疹等，因此应避免与这类洗衣粉长时间接触。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,【例】 某学生进行“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的课题研究。他的实验设计如下： 设置两组实验，分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉 两组实验的洗衣粉用量、被洗涤的衣物量、衣物质地、污染物性质和量、被污染的时间、洗涤时间、洗涤方式等全部设置相同 根据污渍去除程度得出结果 对这个实验的评价，正确的是( ) A未设置对照实验 B无关变量设置太多,要点探究,A,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,C没有自变量 D因变量不能描述,要点探究,解析：实验课题是“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”，因此设置的两组实验应该是：一组用普通洗衣粉作对照组，另一组用加酶洗衣粉作实验组。如果设置三组也正确，一组用普通洗衣粉作对照组，实验组设置使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉。,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,名师点睛 加酶洗衣粉的洗涤效果的探究 (1)判断加酶洗衣粉洗涤效果的方法：可在洗涤后比较污物的残留状况，如已消失、颜色变浅、面积缩小等。 (2)加酶洗衣粉的洗涤效果的探究方法：实验设计遵循的原则是对照原则和单一变量原则，如探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有何不同时，以控制洗衣粉的种类为变量，其他条件完全一致；同时，普通洗衣粉处理污物与加酶洗衣粉处理污物形成对照实验。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,(3)变量的分析和控制：影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的材质、衣物大小、浸泡时间、洗涤的方式和洗涤的时间等。在选择适宜的变量作为探究课题的时候，应注意切合实际，如选择水温时，我们可以选择一年中冬季、春季、秋季和夏季的实际常温5 、15 、25 和35 进行实验。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,考点4 固定化酶和固定化细胞,要点探究,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：,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,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。 2直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较：,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,(续表),要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,特别提醒 混淆固定化酶与固定化细胞 1固定化细胞使用的都是活细胞，因而为了保证其生长、增殖的需要，应该为其提供一定的营养物质。 2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，所以对酶的活性影响最小。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,高考命题角度 高考对此类问题常结合酵母细胞的固定化，考查固定化酶与固定化细胞技术的区别和联系。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,【例】 下列有关固定化酶和固定化细胞的说法中，正确的是( ) A某种固定化酶的优势在于能催化一系列生化反应 B固定化细胞技术只能固定一种酶 C固定化酶和固定化细胞都能反复使用，但酶的活性迅速下降 D固定化细胞常用包埋法，固定化酶常用物理吸附法,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,解析：固定化酶的优势在于酶能够多次利用；细胞内有多种酶，固定化细胞技术不只固定一种酶；固定化酶和固定化细胞都能反复使用，但酶的活性不是迅速下降。 答案：D,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,名师点睛 固定化酵母细胞制备的三个注意事项 (1)配制海藻酸钠溶液：要用酒精灯加热，边加热边搅拌，同时注意要用小火或间断加热。 (2)海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：要将溶化好的海藻酸钠溶液先冷却至室温，然后再加入已活化的酵母细胞，防止高温烫伤甚至杀死酵母细胞。 (3)固定化酵母细胞：要以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，不能注入溶液中，防止形成的凝胶珠形状不规则。,要点探究,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,提能演练,1某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材消毒愈伤组织培养出芽生根移栽”。下列有关叙述，错误的是( ) A消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害 B在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞 C出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控 D生根时，培养基通常应含萘乙酸等生长素类调节剂,B,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,高分秘笈,解析：消毒剂的使用既要杀死表面微生物，又防止伤害组织细胞，影响组织培养，A正确；植物细胞融合是指经纤维素酶和果胶酶处理后得到的原生质体的诱导融合，带有细胞壁的愈伤组织细胞不能诱导融合形成染色体加倍的细胞，B错误；出芽和生根都是细胞再分化的结果，其实质是基因的选择性表达，C正确；萘乙酸为生长素类似物，可诱导愈伤组织生根，D正确。,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,高分秘笈,2酶在大规模产业化应用中的核心问题是固定化技术，而酶固定化所依据的基本原理在于酶具有( ) A热稳定性 B催化高效性 C催化特异性 D可反复使用性,D,解析：固定化酶指通过物理或化学的方法，将水溶性酶与非水溶性载体结合，既能与反应物接触又能与产物分离，与直接使用酶相比，除催化效率高、特异性强外，还可反复使用酶；酶的热稳定性一般都不强。D正确。,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,高分秘笈,3(2014山东卷)玉米是重要的粮食作物，经深加工可生产酒精、玉米胚芽油和果糖等。流程如下：,(1)玉米秸秆中的纤维素经充分水解后的产物可被酵母菌利用发酵生产酒精。培养酵母菌时，该水解产物为酵母菌的生长提供_。发酵过程中检测酵母菌数量可采用_法或稀释涂布平板法计数。,碳源,显微镜直接计数,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,提能演练,(2)玉米淀粉经酶解形成的葡萄糖可在葡萄糖异构酶的作用下转化成果糖。利用_技术可使葡萄糖异构酶重复利用，从而降低生产成本。 (3)利用PCR技术扩增葡萄糖异构酶基因时，需用耐高温的_催化。PCR一般要经历三十次以上的循环，每次循环包括变性、_和_三步。,固定化酶,(Taq)DNA聚合酶,(低温)复性(或退火),(中温)延伸,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,高分秘笈,解析：(1)培养酵母菌时，玉米秸秆中的纤维素的水解产物为酵母菌的生长提供碳源。检测酵母菌数量可采用显微镜直接计数法或稀释涂布平板法计数。 (3)利用固定化酶技术可使葡萄糖异构酶重复利用，从而降低生产成本。(4)利用PCR技术扩增葡萄糖异构酶基因时，需用耐高温的(Taq)DNA聚合酶催化。PCR一般要经历三十次以上的循环，每次循环包括变性、(低温)复性(或退火)；(中温)延伸三步。,基础回顾 要点探究 提能演练,栏目链接,
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