高考生物复习生物技术实践第40讲植物组织培养及酶的应用

第40讲植物组织培养及酶应用备考·最新考纲1.植物组织培养。2.酶活力测定普通原理。3.酶在食品制造和洗涤等方面应用。第1页考点一植物组织培养[自主梳理]1.植物组织培养过程和原理(1)原理：

。(2)高度分化细胞全能性表示条件①

状态。②营养物质：有机营养、无机营养。③植物激素：

、

等。④无菌、适宜外界条件。植物细胞全能性离体生长素细胞分裂素第2页(3)过程无菌脱分化再分化光照第3页2.菊花组织培养过程(1)影响植物组织培养主要原因①选材：普通选择

植株茎上部新萌生侧枝。未开花MS培养基植物激素第4页(2)试验操作过程70%酒精无菌水酒精灯火焰火焰燃烧无菌箱第5页3.影响植物组织培养主要原因(1)培养材料①不一样植物组织，培养难易程度差异很大，轻易进行

植物也轻易进行组织培养。②同一个植物材料，材料

对培养也有影响。幼龄、保留时间短植物材料轻易培养成功。(2)无菌条件培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植物细胞生长、繁殖得更加快，而且它们会产生

，使培养植物细胞很快中毒死亡，所以在培养过程中要求进行一系列消毒、灭菌，而且要求无菌操作。无性繁殖年纪、保留时间长短毒素第6页4.月季花药培养(1)被子植物花粉发育过程⇒

⇒

⇒双核期⇒花粉粒(2)产生花粉植株两条路径(3)影响花药培养原因①主要原因：

和

。②月季花药培养普通选择

期。花粉母细胞(小孢子母细胞)四分体时期单核期材料选择培养基组成单核胚状体愈伤组织丛芽第7页[跟进题组]1.菊花是一个良好观赏植物，并含有一定药用价值，科研人员经过组织培养技术可实现一些珍稀菊花品种快速繁殖。请回答：(1)进行组织培养所依据原理是________。配制MS固体培养基母液时,无机物中大量元素应浓缩________倍。配制好培养基在分装后需进行________处理。(2)接种前，外植体消毒普通要用到体积分数为70%酒精和质量分数为0.1%____________两种药剂。由外植体形成愈伤组织过程，称为植物细胞____________，由愈伤组织形成丛芽过程称为____________。第8页(3)在研究植物生长调整剂对丛芽增殖影响时，研究人员设计了相关试验，试验结果以下表(6－BA属于细胞分裂素类似物、NAA属于生长素类似物)。组别123456789100.10.10.50.51.01.02.02.03.03.02.01.02.01.00.50.10.50.10.50.1丛芽增殖倍数1.62.12.42.52.62.72.74.42.52.76-BA（mg·L－1）NAA（mg·L－1）第9页①据试验结果分析，6-BA浓度在____________mg/L之间时，丛芽增殖倍数随之对应增加；当6-BA浓度一定时，NAA浓度越____________(填“低”或“高”)，丛芽增殖效果越显著。②若要深入诱导丛芽生根，新配制培养基与诱导丛芽增殖培养基相比，在成份上主要区分是________和________。答案

(1)植物细胞全能性10灭菌(2)氯化汞脱分化再分化(3)①0.1～2.0低②MS培养基各成份用量减半NAA含量增加第10页2.下列图为利用月季花药中花粉在适宜培养基上培养产生花粉植株路径，据图回答：(1)在遗传上，花粉植株称为________。(2)图中①表示是花粉培养过程中________过程，②表示是________过程，X代表是________。第11页(3)图中两条路径并没有绝对界限，主要取决于培养基中________种类和浓度配比。(4)为提升花药培养成功率，应选择________期花粉进行培养。确定花粉发育时期最惯用方法有醋酸洋红法，一些植物花粉细胞核不易着色，可采取________法进行染色。(5)试验操作过程中，需要对月季花蕾________，以预防污染。答案

(1)单倍体(2)脱分化再分化胚状体(3)激素(4)单核焙花青铬矾(5)消毒第12页1.MS培养基(植物组织培养用培养基)成份及各成份作用成份作用微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需无机盐蔗糖提供碳源，维持细胞渗透压甘氨酸、维生素、烟酸、肌醇满足离体植物细胞在正常代谢路径受一定影响后所产生特殊营养需求第13页2.植物激素在组织培养过程中作用生长素和细胞分裂素是开启细胞分裂、脱分化和再分化关键性激素，其作用及特点为：

激素使用试验结果使用次序先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞不分化先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂又分化同时使用分化频率提升生长素用量和细胞分裂素用量百分比比值高利于根分化、抑制芽形成比值低利于芽分化、抑制根形成比值适中促进愈伤组织形成第14页3.菊花茎与月季花药组织培养比较

菊花茎组织培养月季花药组织培养理论依据植物细胞全能性植物细胞全能性材料选取未开花植株茎上部新萌生侧枝完全未开放花蕾光照情况每日用日光灯照射12h开始不需要光照，幼小植株形成后需要光照操作流程影响原因选材、营养、激素、pH、温度、光照等基本过程脱分化、再分化第15页考点二酶应用[自主梳理](1)果胶酶组成和作用①组成：多聚半乳糖醛酸酶、

和

等。②作用：分解

，瓦解植物

及胞间层。(2)酶活性及其影响原因②影响酶活性原因：

、

和酶抑制剂等。果胶分解酶果胶酯酶果胶细胞壁催化反应物生成物增加量温度pH1.果胶酶在果汁生产中应用第16页(3)探究温度和pH对果胶酶活性影响①试验标准：遵照

标准、对照标准，严格控制变量，尽可能降低

影响。②试验原理：果胶酶活性受

、

和酶抑制剂影响，在

时，活性最高。果肉出汁率、果汁澄清度都与果胶酶活性大小成

。单一变量无关变量温度pH最适温度或pH正比第17页③试验流程制备果泥

↓设置一系列含有

pH和温度

↓加入果胶酶反应一段时间

↓过滤果汁④分析：该试验自变量是

,因变量是

，检测因变量是经过测定

或比较澄清度来实现。梯度温度或pH酶活性果汁体积第18页2.加酶洗衣粉在洗涤中作用(1)加酶洗衣粉：指含

洗衣粉。(2)酶制剂种类与洗涤原理种类洗涤原理洗涤物质种类蛋白酶蛋白质→

分子肽或氨基酸血渍、奶渍等脂肪酶

脂肪→食品油渍、人体皮脂、口红等淀粉酶

淀粉→来自面条等污垢

酶使纤维结构变得蓬松棉纺品表面浮毛小甘油＋脂肪酸麦芽糖、葡萄糖酶制剂纤维素第19页3.固定化酶和固定化细胞(1)固定化酶①形成：将水溶性酶用物理或化学方法固定在某种

上，使之成为

制剂。②特征：与游离酶相比较，

好，与底物和产物轻易分离，易于控制，能重复屡次使用；便于

，有利于自动化生产。(2)固定化细胞：是指固定在

、能够进行生命活动而且能够

活细胞，又叫做固定化活细胞或固定化增殖细胞。(3)固定技术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技术。介质不溶于水而又有酶活性稳定性运输和贮存一定空间范围内重复使用第20页②方法(连线)提醒：A—b—Ⅰ

B—a—Ⅱ

C—c—Ⅲ第21页③适用对象普通来讲，酶更适合采取

和物理吸附法固定化，而细胞多采取

固定化，这是因为个大细胞难以被吸附或结合，而个小酶则易从包埋材料中漏出。化学结正当包埋法第22页[跟进题组]1.(·海南卷，30)[生物——选修1：生物技术实践]生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提升果汁出汁量。回答以下相关问题：(1)某同学用三种不一样果胶酶进行三组试验，各组试验除酶起源不一样外，其它条件都相同，测定各组出汁量，据此计算各组果胶酶活性平均值并进行比较。这一试验目标是________________________________________________。(2)现有一个新分离出来果胶酶，为探究其最适温度，某同学设计了以下试验：取试管16支，分别加入等量果泥、果胶酶、缓冲液，混匀，平均分为4组，分别置于0℃、5℃、10℃、40℃下保温相同时间，然后，测定各试管中出汁量并计算各组出汁量平均值。该试验温度设置不足之处有____________________和___________________。第23页(3)某同学取5组试管(A～E)分别加入等量同种果泥，在A、B、C、D4个试验组试管中分别加入等量缓冲液和不一样量同种果胶酶，然后，补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同；E组加入蒸馏水使试管中液体体积与试验组相同。将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后，测定各组出汁量。经过A～D组试验可比较不一样试验组出汁量差异。本试验中，若要检测加入酶量等于0而其它条件均与试验组相同时出汁量，E组设计________(填“能”或“不能”)到达目标，其原因是___________________________________________。答案

(1)探究不一样起源果胶酶活性(2)温度梯度设置不合理温度范围设置不合理(3)不能E组没有加入等量缓冲液，违反了单一变量标准第24页2.东北农业大学科研人员利用双重固定法，即采取戊二醛作交联剂(使酶相互连接)，海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，研究固定化酶性质，并对其最正确固定条件进行了探究。如图显示是部分研究结果(注：酶活力为固定化酶催化化学反应总效率，包含酶活性和酶数量)，请分析回答以下问题：第25页(1)以下所表示酶固定化技术中属于包埋法是________。(2)从对温度改变适应性和应用范围角度分析，图甲所表示结果能够得出结论是________对温度改变适应性更强且应用范围更广。(3)图乙曲线表明浓度为________海藻酸钠溶液包埋效果最好，当海藻酸钠溶液浓度较低时，酶活力低原因是____________________________________。(4)固定小麦酯酶不采取海藻酸钠直接包埋，而是用戊二醛作交联剂，这是因为___________________________________。第26页解析(1)包埋法即将酶包埋于网格或胶囊中，如图③④所表示，图中①为吸附法，②为化学结正当。(2)经过分析图甲可知，固定化酶与游离酶相比，在温度改变时酶活力改变幅度较小，且酶活力更高,即对温度改变适应性更强且应用范围更广。(3)图乙曲线表明浓度为3%海藻酸钠溶液包埋效果最好，此时酶活力最高，当海藻酸钠溶液浓度较低时包埋不紧密，酶分子轻易漏出，数量不足，所以酶活力较低。(4)小麦酯酶分子很小，很轻易从包埋材料中漏出，所以固定小麦酯酶不采取海藻酸钠直接包埋，而是用戊二醛作交联剂使用交联法固定。答案

(1)③④

(2)固定化酶(3)3%海藻酸钠溶液浓度较低时包埋不紧密，酶分子轻易漏出，数量不足(4)酶分子很小，轻易从包埋材料中漏出第27页(1)对加酶洗衣粉洗涤效果探究方法判断加酶洗衣粉洗涤效果方法：可在洗涤后比较污物残留情况，如已消失、颜色变浅、面积缩小等。第28页变量分析试验自变量因变量无关变量探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉洗涤效果洗衣粉种类(普通和加酶)洗涤效果水用量，污物量，试验用布质地与大小，不一样洗衣粉用量，搅拌、洗涤时间等探究不一样种类加酶衣粉洗涤效果加酶洗衣粉中酶种类探究不一样温度对加酶洗衣粉洗涤效果影响温度第29页(2)海藻酸钠溶液配制是固定化酵母细胞关键。若浓度高则将极难形成凝胶珠；浓度过低，形成凝胶珠中包埋酵母细胞过少，影响试验效果。融化海藻酸钠应小火或者间断加热，防止焦糊；融化后应先冷却至室温再与酵母细胞混合，防止高温杀死细胞。酵母细胞固定化要在无菌条件下进行；重复使用固定化酵母细胞时，需防止微生物污染；在制作固定化酵母细胞之前应先使酵母细胞活化。第30页(3)直接使用酶、固定化酶和固定化细胞比较项目直接使用酶固定化酶固定化细胞酶种类一个或几个一个一系列酶制作方法/化学结正当固定化、物理吸咐法固定化包埋法固定化是否需要营养物质否否是催化反应单一或各种单一一系列(或各种)第31页反应底物各种物质(大、小分子)各种物质(大、小分子)小分子物质缺点①对环境条件非常敏感，易失活；②难回收,成本高，影响产品质量不利于催化一系列酶促反应反应物不易与酶靠近，尤其是大分子物质，反应效率下降优点催化效率高、耗能低、低污染①既能与反应物接触，又能与产物分离；②能够重复利用成本低、操作轻易，能催化一系列反应第32页易错易混防范清零[易错清零]易错点1不能全方面把握植物组织培养中消毒与灭菌点拨植物组织培养中无菌操作归纳(1)培养材料消毒消毒剂：普通可用体积分数为70%酒精和质量分数为0.1%氯化汞溶液，所使用清洗液是无菌水。(2)培养基、所用操作器材均要进行灭菌处理。培养基常采取高压蒸汽灭菌，操作器材可采取干热灭菌。(3)对操作室、工作台要进行消毒，普通使用紫外线或消毒药品消毒。(4)全部接种、转瓶操作都应在酒精灯火焰旁进行。第33页易错点2错将果胶酶、纤维素酶视作“单一酶”点拨两类酶归纳以下

组成本质作用果胶酶多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶蛋白质催化果胶分解成为可溶性半乳糖醛酸纤维素酶C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶蛋白质第34页易错点3误认为加酶洗衣粉洗涤效果一定优于普通洗衣粉点拨加酶洗衣粉中酶催化作用使其对污渍去除能力更强，然而酶活力大小严格受到温度、酸碱度、pH、酶抑制剂等影响，若受影响原因制约如温度过低或过高，则加酶洗衣粉洗涤效果未必好于普通洗衣粉。第35页易错点4不清楚固定化酵母细胞3个关键点点拨固定化酵母细胞制备流程中4个关键点(1)酵母细胞活化：加入蒸馏水使酵母细胞从休眠状态重新恢复到正常生活状态。(2)溶解、海藻酸钠溶液宜采取小火间断加热方法以防其焦糊(3)海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：混合之前，海藻酸钠溶液要冷却至室温，然后加入已活化酵母细胞并进行充分搅拌，混合均匀后，再转移至注射器中。(4)固定化酵母细胞：将注射器中溶液滴在配制好CaCl2溶液中，将形成凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右。第36页[纠错小练]1.以下关于植物组织培养影响原因叙述，不正确是(

)A.对于同一个植物材料，材料年纪、保留时间长短等都会影响植物组织培养结果B.为了确保植物组织培养成功率，需要对外植体、培养基、接种工具等进行灭菌处理C.植物激素浓度、使用先后次序及用量百分比等都会影响植物组织培养结果D.pH、温度、光照等外界原