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,第3讲 植物组织培养和酶的应用,考点突破题型透析,考点二 酶的应用,考纲原生态,备选素材,第十一单元 生物技术实践,考 纲 原 生 态,1.植物的组织培养 2.酶在食品制造和洗涤等方面的应用 3.制备和应用固定化酶,考点一 植物的组织培养,知识梳理 考能诊断,1植物组织培养的基本过程 2菊花组织培养过程 (1)影响植物组织培养的主要因素： 选材：一般选择_植株的茎上部新生的侧枝。,MS培养基,植物激素,未开花,考点一 植物的组织培养,知识梳理 考能诊断,(2)实验操作过程：,3月季的花药培养 (1)被子植物的花粉发育过程： (2)产生花粉植株的两条途径：,考点一 植物的组织培养,知识梳理 考能诊断,(3)影响花药培养的因素： 主要因素：_和_。 月季花药培养一般选择_期。,考点一 植物的组织培养,知识梳理 考能诊断,材料的选择,培养基的组成,单核,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；月季花药的培养实验中，应选择花粉发育过程中的单核靠边期的花粉进行培养。 (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，月季花药的培养不需光照；而在后期均需光照。 (4)月季花药培养得到的并不都是单倍体植株：花粉壁发育成二倍体，花药发育成单倍体。 (5)花药开裂长出愈伤组织或释放出胚状体时，应及时转移到分化培养基上。,考点一 植物的组织培养,知识梳理 考能诊断,(1)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是植物组织培养。 (2012高考广东卷)( ) (2)外植体可以来自植物的任何细胞。 (2011高考上海卷)( ) (3)愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞。 (2011高考江苏卷)( ) (4)由外植体经过脱分化过程形成愈伤组织，由愈伤组织经过再分化过程形成胚状体。 (2012高考山东卷改编)( ) (5)外植体的消毒所需酒精的体积分数是70%。 (2012高考山东卷)( ) (6)培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值高时，有利于芽的分化。 (2012高考山东卷)( ),知识梳理 考能诊断,考点一 植物的组织培养,1(2015江苏淮安高三质检)下列有关花药离体培养的叙述中，不正确的是 ( ) A培养基中的蔗糖能提供营养和调 节渗透压 B选材时可通过镜检确定花粉是否 在单核靠边期 C产生胚状体是花药离体培养中特 有的途径 D脱分化形成愈伤组织的过程不能 合成大量叶绿素,理解植物组织培养的原理、过程和特点是解题关键。蔗糖作为溶质，本身就可以产生渗透压，且能提供营养；选择花药时，一般可使用醋酸洋红法或者焙花青铬钒法通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期；使用花药离体培养、体细胞离体培养均可产生胚状体；脱分化形成愈伤组织的过程中无真叶的形成，故不会合成大量叶绿素。,题组设计 解题技法,解析,答案,题组一 植物组织培养技术的应用分析,C,2(2015山东威海期末)下列有关植物细胞与组织培养的叙述中，错误的是 ( ) A花药、胚不能作为组织培养的材 料 B植物细胞具有全能性 C外植体指用于离体培养的植物组 织或器官 D外植体可诱导出愈伤组织,理解植物组织培养的原理、特点是解题关键。在进行植物组织培养的过程中，从供体植株上取下来用于培养的细胞、组织和器官都叫做外植体。外植体可用于繁殖植株个体；花药、胚细胞也具有全能性，在特定条件下也可发育为完整的植株个体。,解析,答案,题组设计 解题技法,题组一 植物组织培养技术的应用分析,A,3(2015江苏南京、盐城模拟)下图为某二倍体植株花药中未成熟花粉在适宜培养基上形成完整植株的过程。下列有关叙述正确的是 ( ) A过程表示脱分化，过程表 示再分化 B过程需要避光，过程需要 照光 C过程说明花粉细胞具有全 能性 D过程获得的完整植株自交后代 不会发生性状分离,理解植物组织培养的特点、过程是解题关键。过程是脱分化过程，是再分化过程，是人工培养成植株过程，由于是花粉培养，得到的个体是单倍体，单倍体高度不育，过程遮光，过程需光照，由单个细胞发育成个体体现细胞全能性，所以A、B、D选项错误，C选项正确。,解析,答案,图显/隐,题组设计 解题技法,题组一 植物组织培养技术的应用分析,C,1脱分化和再分化的比较,题组设计 解题技法,题组一 植物组织培养技术的应用分析,2. 菊花茎组织培养与月季花药离体培养的比较,题组设计 解题技法,题组一 植物组织培养技术的应用分析,考点二 酶的作用,知识梳理 考能诊断,一、果胶酶在果汁生产中的作用 1果胶酶： (1)组成：包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和_等，是分解果胶的_的总称。 (2)作用。 瓦解_，增加出汁量。 分解果胶为可溶性的_，使浑浊的果汁变得_。,果胶酯酶,一类酶,植物细胞壁和胞间层,半乳糖醛酸,澄清,2探究温度和pH对酶活性的影响： (1)实验原理。 果胶酶活性受温度和pH的影响，处于最适温度和最适pH时，活性_。 果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶活性大小呈_。 (2)实验结果：温度和pH在很大程度上对酶的_会产生影响，过高或过低都会影响酶活性。 3探究果胶酶用量的实验设计： (1)实验原理。 在一定条件下，随着酶浓度的增加，果汁的体积_。,考点二 酶的作用,知识梳理 考能诊断,最高,正相关,空间结构,增加,当酶的浓度达到一定值后，再增加酶的用量，果汁的体积_。 果汁体积不变的_酶用量就是酶的最适用量。 (2)变量分析：本实验的自变量是_，因变量可以用果肉的_或_体现。 二、探讨加酶洗衣粉的洗涤效果 1加酶洗衣粉： (1)概念：指含有酶制剂的洗衣粉。应用最广泛、效果最明显的酶是_和_。 (2)影响加酶洗衣粉中酶活性的因素：温度、pH、_及水质等。,考点二 酶的作用,知识梳理 考能诊断,不变,最低,酶的用量,出汁率,果汁澄清度,碱性蛋白酶,碱性脂肪酶,表面活性剂,(3)加酶洗衣粉中常用的酶制剂有_ _。 2不同类型的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_，与单一酶洗衣粉相比，对各种污渍都有较好的洗涤效果。 (2)实验变量：自变量为_。 三、固定化酶和固定化细胞 1固定化酶 (1)应用原理：将酶固定在颗粒状的_上，使酶既易催化，又易于_，可以重复使用。,考点二 酶的作用,知识梳理 考能诊断,蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和,纤维素酶,专一性,较多,加酶洗衣粉的种类,载体,回收,(2)应用实例： 固定化酶反应柱：将酶固定在一种颗粒状载体上，再将这些_装到反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板，_无法通过小孔，而_却能自由出入。 2固定化细胞技术 (1)概念：是利用_或_的方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。 (2)常用方法(连线)：,果糖,考点二 酶的作用,知识梳理 考能诊断,酶颗粒,酶颗粒,反应溶液,物理,化学,考点二 酶的作用,知识梳理 考能诊断,(3)制备固定化酵母细胞过程及酒精发酵： 酵母细胞的活化：向干酵母中加_，使其_。 配制CaCl2溶液：无水CaCl2加定量蒸馏水。 配制海藻酸钠溶液：在加热时不断搅拌，小火或间断加热。 海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：_至室温后，再加入已活化的酵母细胞，充分搅拌使其混合均匀，然后转移至注射器中。 固定化酵母细胞：以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的_中，形成凝胶珠，使其在CaCl2溶液中浸泡_左右。,考点二 酶的作用,知识梳理 考能诊断,蒸馏水,活化,冷却,CaCl2溶液,30 min,冲洗：凝胶珠用蒸馏水冲洗23次，除去表面的_。 发酵：将150 mL质量分数为_溶液转移至200 mL的锥形瓶中，加入固定好的酵母细胞，25下发酵24 h，发现有_产生，有_味散出。,考点二 酶的作用,知识梳理 考能诊断,CaCl2溶液,10%的葡萄糖,气泡,酒,1果胶酶在果汁生产中作用的易错点 (1)在苹果泥和果胶酶混合之前，一定要保证底物和酶达到所要求的温度或pH条件，以避免混合后条件的变化，确保实验结果的可靠性。 (2)同等条件下的酶促反应速度的快慢可以表示酶活性的高低，但酶活性与酶促反应速度仍然是两个完全不同的概念，其影响因素也不完全相同，如酶的浓度、反应物的浓度可以影响酶促反应速度，但不能影响酶的活性。,知识梳理 考能诊断,考点二 酶的作用,2固定化实验中的易错点 (1)海藻酸钠溶液的浓度对包埋酵母细胞数量的影响： 海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠； 浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少。 (2)海藻酸钠溶液配制注意事项： 海藻酸钠溶化时要用小火或间断加热，避免海藻酸钠发生焦糊； 将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温，再与酵母细胞混合，避免高温杀死酵母细胞； 固定化酵母细胞时，应将海藻酸钠酵母细胞的混合液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注射，以免影响凝胶珠的形成。,知识梳理 考能诊断,考点二 酶的作用,(1)在探究果胶酶用量实验中，虽然实验的变量发生了变化，但通过设置梯度来确定最适值的思想方法是不变的。 (2013淮安二模)( ) (2)通过测定滤出的苹果汁的体积大小无法来判断果胶酶活性的高低。 (2013淮安二模)( ) (3)为了使果胶酶能够充分地催化反应，应用玻璃棒不时地搅拌反应混合物。 (2013南京四校月考)( ) (4)使用加酶洗衣粉时先用热水溶解洗衣粉，再将水温调节到适宜温度。 (2012高考江苏卷)( ),知识梳理 考能诊断,考点二 酶的作用,(5)衣物质地和洗衣粉用量不会影响洗涤效果。 (2012高考江苏卷)( ) (6)相同pH时加酶洗衣粉的洗涤效果好于普通洗衣粉。 (2012高考江苏卷)( ) (7)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可反复使用性。 (2012高考上海卷)( ) (8)从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小。 (2012高考江苏卷)( ),知识梳理 考能诊断,考点二 酶的作用,1(2015江苏扬州期末)探究温度对果胶酶活性的影响、pH对酶活性的影响、果胶酶的用量三个实验中，实验变量依次为 ( ) A温度、酶活性、酶用量 B苹果泥用量、pH、果汁量 C反应时间、酶活性、酶用量 D温度、pH、果胶酶用量,理解实验过程中控制无关变量应该适宜并相同是解题关键。首先要明确实验变量、反应变量等基本概念，在此基础上，针对三个探究实验进行分析。实验一为探究果胶酶的最适温度，实验二为探究果胶酶的最适pH，实验三为探究果胶酶的最适用量，从而选出正确答案D。,题组设计 解题技法,解析,答案,题组一 果胶酶在果汁生产中的应用分析,D,2某同学用实验来探究pH对酶活性的影响。他准备了5份含有等量果胶酶溶液的试管，用0.1%的盐酸或氢氧化钠溶液调节至不同的pH，每支试管加5块0.1 cm3的正方体苹果块，试管均置于25 室温条件下。 (1)请你帮助他选取pH梯度：_。 (2)请用两种方法改进实验，使实验在更短时间内完成：_。 (3)生成果汁的量与酶活性强弱的关系是_。可根据_来判断果胶酶的最适pH。 (4)为确认澄清果汁的大量生成是由于果胶酶的作用，还应对实验进行怎样的设计？,题组设计 解题技法,题组一 果胶酶在果汁生产中的应用分析,(1)设置梯度来确定最适值时，第一轮实验通常设置的梯度差较大，缩小范围后，在第二轮实验中可设置较小的梯度差。(2)结合题干中的内容，要想缩短实验时间，既可以提高温度，也可以将苹果块处理成苹果泥，以增大其与酶的接触面积。,解析,答案,题组设计 解题技法,题组一 果胶酶在果汁生产中的应用分析,(1)5、6、7、8、9 (2)方法一：将温度由25 提高到50 ；方法二：将正方体苹果块处理成苹果泥 (3)酶活性越强，果胶分解越快，生成的果汁越多 生成果汁量的多少 (4)另增加一支试管，放入与其他试管内的果胶酶溶液等量的清水和等量的苹果泥，作为对照。,实验注意事项 (1)在混合苹果泥和果胶酶之前，要将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中，每组进行同温(或同pH)处理，其目的是保证底物和酶在混合时因二者温度(pH)不同而的温度(或pH)相同，避免苹果泥与果胶酶混合时因二者温度(pH)不同而影响混合物的温度(或pH)，进而影响果胶酶的活性。 (2)在探究温度或pH对酶活性的影响时，需要设置对照实验，不同的温度之间或不同的pH之间可以作为对照，这种对照称为相互对照。除自变量(温度或pH)以外，各无关变量(如底物总量、酶量、反应时间等)必须一致。,题组设计 解题技法,题组一 果胶酶在果汁生产中的应用分析,3(2015江苏南京模拟)某同学进行“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果比较”课题研究。下列叙述错误的是 ( ) A设计对照实验，分别使用蛋白酶洗衣 粉和复合酶洗衣粉 B洗衣粉用量、污渍种类和洗涤温度等 无关变量全部相同且适宜 C根据相同时间内污渍去除程度的差异 得出实验结论 D根据污渍完全洗净所需时间的差异得 出实验结论,理解实验过程中的对照性原则是解题关键。比较加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果，设计对照实验时，应该用蛋白酶洗衣粉和普通洗衣粉进行对照。,解析,答案,题组设计 解题技法,题组二 探究加酶洗衣粉的洗涤效果,A,4(2015浙江温州五校联考)在“探究不同温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果”的实验中，变量控制方法正确的是 ( ) A实验材料的污染程度属于本研究的无关变 量，实验过程中不必考虑 B若采用手洗法进行去污操作，需尽可能保证 各组的洗涤用力程度、时间等基本相同 C水温属于本研究的变量，实验过程中必须保 证各组实验温度相同且恒定 D水的用量和布料的大小是成正比的，实验用 的布料越大、水量越多实验效果越好,理解实验过程中控制无关变量应该适宜并相同是解题关键。根据实验设计的对照原则和单因子变量原则，水温是本研究的自变量，要有温度梯度，各组实验温度不能相同，其他的无关变量要保持适宜且相同。该实验用的布料大小、水量要适中，不是布料越大、水量越多实验效果越好。,解析,答案,题组设计 解题技法,题组二 探究加酶洗衣粉的洗涤效果,B,(1)最适温度不是加酶洗衣粉中酶的特征物理常数，而是一个综合 结果，它并不是一个固定值。不同种类的加酶洗衣粉最适温度不 同，即使是同一种加酶洗衣粉的最适温度也可能不同，还与pH、 浸泡时间、洗涤时间等有关。 (2)在使用加酶洗衣粉时，不但要考虑获得最佳洗涤效果的条件， 如最适温度、pH，还要考虑衣物的承受能力，如蛋白酶洗衣粉不 能洗涤丝绸类衣物；也要考虑洗涤成本问题，若污渍的成分比较 复杂，一般选择复合加酶洗衣粉，以减少用量。,题组设计 解题技法,题组二 探究加酶洗衣粉的洗涤效果,5关于固定化酶技术的说法正确的是 ( ) A固定化酶技术就是固定反应物， 将酶依附着载体围绕反应物旋转 的技术 B固定化酶的优势在于能催化一系 列的酶促反应 C固定化酶中的酶无法重复利用 D固定化酶是将酶固定在一定空间 的技术,固定化酶是指通过物理或化学的方法，将水溶性的酶与不溶性的载体结合，使酶固定在载体上，并在一定的空间范围内进行反应的酶。因此，固定化酶技术固定的不是反应物而是酶。而被固定的只是一种酶，所以不能催化一系列的酶促反应，但固定的酶可能重复利用。,题组设计 解题技法,解析,答案,题组三 固定化酶和固定化细胞的技术分析,D,6在20世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个生产领域，到了70年代又出现了固定化酶与固定化细胞技术。 (1)在实际生产中，固定化酶技术的优点是_。与固定化酶技术相比，固定化细胞技术固定的是_。 (2)制备固定化酵母细胞，常用的包埋材料是_，使用了下图中方法 _(填出号码及名称)。,题组设计 解题技法,题组三 固定化酶和固定化细胞的技术分析,(3)制作固定化酵母细胞时，充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和_溶液中形成凝胶珠。部分同学实验制得的凝胶体不是圆形或椭圆形，其主要原因是_ _。,题组设计 解题技法,题组三 固定化酶和固定化细胞的技术分析,将酶固定化后，可使酶在催化反应之后不随产物流走，可以反复使用；将细胞固定化后，可以将一种细胞内的多种酶同时进行固定。海藻酸钠一般不能参与化学反应，同时，在高温下容易溶化，温度降低时又形成多孔性固体颗粒，是包埋酵母菌的好材料；图示为共价链结合法，图为吸附法，图为包埋法；凝胶珠是高温下溶化的海藻酸钠与酵母菌混合后在CaCl2溶液中形成的，若海藻酸钠浓度过高或制凝胶珠时离液面太近，可能形成片状或长条形，而不是圆形的凝胶珠。,解析,答案,题组设计 解题技法,题组三 固定化酶和固定化细胞的技术分析,(1)酶既能与反应物接触，又容易与产物分离，固定在载体上的酶能反复利用 多酶系统(或一系列酶、多种酶) (2)海藻酸钠 包埋法 (3)CaCl2 海藻酸钠溶液浓度过高(或针筒口离液面过近，高度不够),
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