选修1 第三讲植物的组织培养和酶的研究与应用.ppt

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1、明考向,第三讲植物的组织培养和酶的研究与应用,忆教材,研考点,提能力,高考随堂体验,课时活页作业,一、菊花的组织培养1植物组织培养的基本过程填空,2影响植物组织培养的因素判断正误(1)菊花组织培养，一般选择开花植株的茎上部新萌生的侧枝。()(2)植物激素的浓度可影响细胞分化，但使用的先后顺序及比例不影响组织培养的过程。()(3)pH、温度和光照等也影响植物组织培养。(),3实验操作过程填空,灭菌,(2)外植体消毒：,(3)接种：始终在旁进行，对接种工具要用灭菌。将菊花茎段插入培养基中时注意。(4)培养与移栽：在1822的中培养，得到后进行移栽。,火焰灼烧,不要倒插,酒精灯火焰,无菌箱,试管苗,

2、四分体时期,单核期,3影响花药培养的因素填空(1)主要因素：和。(2)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。,材料的选择,培养基的组成,单核,4实验操作判断正误(1)确定花粉发育时期的方法有醋酸洋红法和焙花青铬矾法。()(2)在剥离花药时，不要损伤花药，否则接种后不能脱分化形成愈伤组织。()(3)与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。()(4)月季花药培养得到的都是单倍体植株。(),三、果胶酶在果汁生产中的作用填空1果胶酶的组成及作用果胶酶包括、和果胶酯酶，能使果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，瓦解和胞间层。,多聚半乳糖醛酸酶,果胶分解酶,植物细胞壁,2酶的活性及影响酶活

3、性的因素(1)酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力，可用来表示。(2)影响酶活性的因素：温度、pH和等条件都会影响酶的活性。四、酶在洗涤等方面的应用1加酶洗衣粉和酶制剂填空加酶洗衣粉是指含有的洗衣粉，常用酶制剂有四类：、脂肪酶、和纤维素酶。,反应速度,酶的抑制剂,酶制剂,蛋白酶,淀粉酶,2加酶洗衣粉的去污机理填表,蛋白质,小分子肽,甘油,脂肪酸,麦芽糖,葡萄糖,纤维,五、酵母细胞的固定化填空(1)概念：固定化酶和固定化细胞技术是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。,物理或化学,一定空间内,化学结合,(3)实验操作：,3植物组织培养技术和花药离体培养技术的异同,(

4、3)植物激素：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，其作用及特点为：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。使用顺序不同，结果不同，具体如下：,用量比例不同，结果也不同：,特别提醒在剥离花药时，要尽量不损伤花药，否则接种后容易从受伤部位产生愈伤组织，同时还要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。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。,1(2012沈阳二模)植物的花药培养在育种上有特殊的意义。植物组织培养可用于无病毒植株及细胞产物的工厂化生产等方面。请回答相关问题。(1)利用月季的花药离体培养产生单倍体时，

5、选材非常重要。一般来说，在_期花药培养的成功率最高。为了选择该期的花药，通常选择_的花蕾。确定花粉发育时期最常用的方法有_法，但是对于花粉细胞核不易着色的植物，需采用_法，该法能将花粉细胞核染成_色。,(2)若要进行兰花无病毒植株的培育，首先选择兰花的_作为外植体。从外植体到无病毒植株试管苗，要人为控制细胞的_和_过程。(3)进行组织培养需配制MS培养基，在该培养基中常需要添加_、_等激素。欲有利于根的分化，植物激素的用量比例应为_。,(4)不同植物的组织培养除需营养和激素外，_等外界条件也很重要。(5)无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素，下列各项中使用化学药剂进行消毒的是_，采用灼烧方

6、法进行灭菌的是_。(填序号)培养皿培养基实验操作者的双手三角锥形瓶接种环花蕾,解析：(1)早期的花药比后期的更容易培养成功。一般来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。该时期的花药通常存在于完全未开放的花蕾中。(2)根尖、茎尖约00.1mm区域中几乎不含病毒。病毒通过维管系统移动，而分生组织中不存在维管系统，且茎尖分生组织中，代谢活力高，竞争中病毒复制处于劣势。,(3)生长素与细胞分裂素等植物激素可调节脱分化和再分化。当生长素含量多于细胞分裂素含量时，利于生根。(4)植物培养时，除需要营养、激素外，还需要适宜的温度、pH和光照等。(5)对实验器具进行灭菌处理，对实验

7、过程中的具有生物活性的材料或用具进行消毒处理。,答案：(1)单核靠边完全未开放醋酸洋红焙花青铬矾蓝黑(2)茎尖分生组织脱分化(或去分化)再分化(3)生长素细胞分裂素(两空顺序可以颠倒)生长素多于细胞分裂素(4)pH、温度、光照(5),1果胶酶与纤维素酶的比较,(3)设计实验：探究最适温度时，pH为不变量，最好是最适pH；探究最适pH时，温度为不变量，最好是最适温度。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

8、性。确定果胶酶最适用量的方法：如果随酶浓度的增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明酶的用量不足；当酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已经足够，这个值就是酶的最适用量。,2下列关于果胶酶作用的叙述，错误的是()A分解水果细胞壁中的果胶，从而瓦解细胞壁B可将果胶分解成半乳糖醛酸，使果汁变清C分解水果细胞壁中的纤维素和果胶D可使果汁榨取变得容易，提高出汁率,解析：果胶酶可将果胶分解为半乳糖醛酸，从而使果汁榨取的时候比较容易，并使果汁变清。要分解纤维素，需要纤维素酶。答案：C,3.(2012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

9、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：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。答案：C,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：,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

10、难以被吸附或结合，而个小的酶则易从包埋材料中漏出。,2固定化酶与固定化细胞的比较,3酵母细胞的固定化方法,特别提醒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液、CaCl2溶液以及注射器等器材进行严格灭菌。溶解海藻酸钠时采用小火间断加热法，防止海藻酸钠焦糊。海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠；浓度过低，凝胶珠所包埋的酵母细胞数量少。,4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,解析：固定化酶是指通过物理或化学的方法，将

11、酶固定在一定空间内的技术。因此，固定化酶技术固定的不是反应物而是酶。被固定的只是一种酶，所以不能催化一系列的酶促反应，但固定的酶可以重复利用。答案：D,5下面的流程图示意制备固定化酵母细胞的过程，请据图回答：,(1)图中酵母细胞活化就是_状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化时_。,(2)影响此实验成败的关键步骤是_。此步的操作应采用_。(3)CaCl2溶液在形成凝胶珠时的作用原理是_。观察形成的凝胶珠颜色和形状：如果颜色过浅，说明_；如果形成的凝胶珠不是_；说明实验操作失败。(4)本实验所用的固定化技术是_，而制备固定化酶则不宜用此方法，原因是_。,解析：酵母细胞的活化即让处于休眠

12、状态的酵母细胞恢复正常活性状态，进行酵母细胞固定化，其关键步骤是配制海藻酸钠溶液。由于酶分子很小，易从包埋材料中漏出，故不宜采用包埋法固定。,答案：(1)让酵母细胞恢复正常生活体积增大较大(多)(2)配制海藻酸钠溶液小火间断加热(3)Ca2与海藻酸根离子螯合成不溶于水的海藻酸钙凝胶固定化酵母细胞数目较少圆形或椭圆形(4)包埋法酶分子很小，容易从包埋材料中漏出,例1下图表示菊花的嫩枝和月季的花药离体培养的过程，请回答：,(1)对菊花来说，要选择生长旺盛的嫩枝来进行组织培养，其原因是_；对月季来说，适宜花药培养的时期是_期，为确定花粉是否处于该时期，最常用的镜检方法是_。(2)在培养嫩枝组织和花药

13、的培养基中都要加入一定的植物激素，常用的植物激素有_。,(3)两种植物材料的培养在进行接种时应注意：接种室要消毒；材料可用_进行浸泡，取出用无菌水冲洗后，再用0.1%的氯化汞溶液消毒；接种操作要在_进行；接种完毕后立即盖好瓶盖。(4)月季的花药培养过程中，花粉植株的形成除图中所示途径外，还可以通过_阶段发育而来，这两种途径的差别主要取决于_。(5)图中花粉植株属于_倍体，要使其能繁殖后代可采取的措施是_。,解析菊花的组织培养，一般选取未开花植株的茎上部新萌生的侧枝，主要是因为其分裂能力强。被子植物花粉的发育要经历四分体时期、单核期和双核期等阶段，其中单核期是绝大多数植物花药培养的适宜时期。在组

14、织培养中常要加入一些植物激素如生长素和细胞分裂素，在培养的不同时期加入激素的比例不同。组织培养过程中要求进行严格的无菌操作，因为一旦出现细菌和真菌污染，就会导致实验失败。花粉植株也可以通过胚状体诱导而成。,答案(1)生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化单核醋酸洋红法(2)生长素和细胞分裂素(3)70%的酒精酒精灯火焰旁(4)胚状体培养基中激素的种类及其浓度配比(5)单用一定浓度的秋水仙素处理幼苗,(1)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；月季花药的离体培养实验中，应选择花粉发育过程中的单核靠边期的花粉进行培养。(2)植物组织培养过程应该在无菌的条件下进行，外

15、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)组织培养时不用天然激素而是用人工合成的激素，是因为植物中存在相应的分解天然激素的酶而没有分解相应的人工合成激素的酶，所以天然激素在植物体内作用和存在的时间短，人工合成激素的作用和存在的时间长，作用效果明显。(4)在初期，菊花的组织培养需光照，月季花药的离体培养不需光照，而在后期均需光照。,例2某实验小组进行固定化酵母细胞的制备，并开展游离酵母和固定化酵母发酵产酒酒精度的比较。请回答下列问题：,(1)制作凝胶珠的实验步骤是：酵母细胞的活化_配制海藻酸钠溶液_固定化酵母细胞。(2)影响实验成

16、败的关键步骤是_。(3)图中钙离子的作用是使胶体聚沉，海藻酸盐起_的作用。,(4)该小组将制备好的固定化酵母与游离酵母分别放在一定的条件下发酵，定时记录发酵液中酒精度的变化。实验过程中的“在一定的条件下发酵”的条件是_，要求条件相同是为了确保_。由表可知，固定化酵母和游离酵母发酵都能产生酒精，但固定化酵母在发酵前期的延迟期的时间比游离酵母发酵前期延迟期的时间要_。,解析制备固定化酵母细胞的实验步骤为：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；该实验的关键是配制海藻酸钠溶液。海藻酸盐起载体的作用，用于包埋酵母细胞。酵母菌酒精发酵过程是细胞内酶的催化

17、过程，需要在适宜的温度、pH等条件下进行，两组实验的条件相同，才能够确保无关变量相同，且遵循单一变量原则。由表可知，在12d的发酵时间里，固定化酵母发酵产酒酒精度从0度到6.4度，游离酵母发酵产酒酒精度从0度到4.6度。而且固定化酵母发酵产酒酒精度在第4天即达到4.2度，表明其延迟期短。,答案(1)配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液海藻酸钠溶液与酵母细胞混合(2)配制海藻酸钠溶液(3)包埋酵母细胞(或载体)(4)适宜的温度、pH等单一变量短,高考随堂体验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

18、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：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。答案：A,2(2010江苏高考)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，下列叙述正确的是(多选)(),A刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液B图1中X溶液为CaCl2溶液，其作

19、用是使海藻酸钠形成凝胶珠C图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触D图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中,解析：刚溶化的海藻酸钠应冷却后再与酵母菌混合，否则温度过高会导致酵母菌死亡。答案：BCD,3(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：,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

20、裂形成愈伤组织。接种后25d，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_。,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,点击此图进入,课时活页作业,