高考生物一輪復(fù)習(xí) 第十一單元 第3講 植物組織培養(yǎng)和酶的應(yīng)用課件.ppt

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,,第3講 植物組織培養(yǎng)和酶的應(yīng)用,,,,考點突破題型透析,,考點二 酶的應(yīng)用,考綱原生態(tài),,備選素材,第十一單元 生物技術(shù)實踐,,,考 綱 原 生 態(tài),,1.植物的組織培養(yǎng) 2.酶在食品制造和洗滌等方面的應(yīng)用 3.制備和應(yīng)用固定化酶,考點一 植物的組織培養(yǎng),知識梳理 考能診斷,1．植物組織培養(yǎng)的基本過程 2．菊花組織培養(yǎng)過程 (1)影響植物組織培養(yǎng)的主要因素： ①選材：一般選擇_______植株的莖上部新生的側(cè)枝。,MS培養(yǎng)基,植物激素,未開花,考點一 植物的組織培養(yǎng),知識梳理 考能診斷,(2)實驗操作過程：,3．月季的花藥培養(yǎng) (1)被子植物的花粉發(fā)育過程： (2)產(chǎn)生花粉植株的兩條途徑：,考點一 植物的組織培養(yǎng),知識梳理 考能診斷,(3)影響花藥培養(yǎng)的因素： ①主要因素：___________和_____________。 ②月季花藥培養(yǎng)一般選擇_____期。,考點一 植物的組織培養(yǎng),知識梳理 考能診斷,材料的選擇,培養(yǎng)基的組成,單核,實驗操作中易錯的幾個問題 (1)材料的選取：菊花的組織培養(yǎng)實驗中，應(yīng)選擇未開花植株的莖上部新萌生的側(cè)枝；月季花藥的培養(yǎng)實驗中，應(yīng)選擇花粉發(fā)育過程中的單核靠邊期的花粉進行培養(yǎng)。 (2)外植體消毒：所用消毒劑為體積分數(shù)為70%的酒精和質(zhì)量分數(shù)為0.1%的氯化汞溶液，所使用的清洗液是無菌水。 (3)培養(yǎng)過程：在初期，菊花的組織培養(yǎng)需光照，月季花藥的培養(yǎng)不需光照；而在后期均需光照。 (4)月季花藥培養(yǎng)得到的并不都是單倍體植株：花粉壁發(fā)育成二倍體，花藥發(fā)育成單倍體。 (5)花藥開裂長出愈傷組織或釋放出胚狀體時，應(yīng)及時轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基上。,考點一 植物的組織培養(yǎng),知識梳理 考能診斷,(1)培育草莓脫毒苗所采用的主要技術(shù)是植物組織培養(yǎng)。 (2012高考廣東卷)( ) (2)外植體可以來自植物的任何細胞。 (2011高考上海卷)( ) (3)愈傷組織是一團有特定結(jié)構(gòu)和功能的薄壁細胞。 (2011高考江蘇卷)( ) (4)由外植體經(jīng)過脫分化過程形成愈傷組織，由愈傷組織經(jīng)過再分化過程形成胚狀體。 (2012高考山東卷改編)( ) (5)外植體的消毒所需酒精的體積分數(shù)是70%。 (2012高考山東卷)( ) (6)培養(yǎng)基中的生長素和細胞分裂素用量的比值高時，有利于芽的分化。 (2012高考山東卷)( ),知識梳理 考能診斷,√,,√,√,,,考點一 植物的組織培養(yǎng),1．(2015江蘇淮安高三質(zhì)檢)下列有關(guān)花藥離體培養(yǎng)的敘述中，不正確的是 ( ) A．培養(yǎng)基中的蔗糖能提供營養(yǎng)和調(diào) 節(jié)滲透壓 B．選材時可通過鏡檢確定花粉是否 在單核靠邊期 C．產(chǎn)生胚狀體是花藥離體培養(yǎng)中特 有的途徑 D．脫分化形成愈傷組織的過程不能 合成大量葉綠素,理解植物組織培養(yǎng)的原理、過程和特點是解題關(guān)鍵。蔗糖作為溶質(zhì)，本身就可以產(chǎn)生滲透壓，且能提供營養(yǎng)；選擇花藥時，一般可使用醋酸洋紅法或者焙花青—鉻釩法通過鏡檢來確定其中的花粉是否處于適宜的發(fā)育期；使用花藥離體培養(yǎng)、體細胞離體培養(yǎng)均可產(chǎn)生胚狀體；脫分化形成愈傷組織的過程中無真葉的形成，故不會合成大量葉綠素。,題組設(shè)計 解題技法,解析,答案,題組一 植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用分析,C,2．(2015山東威海期末)下列有關(guān)植物細胞與組織培養(yǎng)的敘述中，錯誤的是 ( ) A．花藥、胚不能作為組織培養(yǎng)的材 料 B．植物細胞具有全能性 C．外植體指用于離體培養(yǎng)的植物組 織或器官 D．外植體可誘導(dǎo)出愈傷組織,理解植物組織培養(yǎng)的原理、特點是解題關(guān)鍵。在進行植物組織培養(yǎng)的過程中，從供體植株上取下來用于培養(yǎng)的細胞、組織和器官都叫做外植體。外植體可用于繁殖植株個體；花藥、胚細胞也具有全能性，在特定條件下也可發(fā)育為完整的植株個體。,解析,答案,題組設(shè)計 解題技法,題組一 植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用分析,A,3．(2015江蘇南京、鹽城模擬)下圖為某二倍體植株花藥中未成熟花粉在適宜培養(yǎng)基上形成完整植株的過程。下列有關(guān)敘述正確的是 ( ) A．過程①②表示脫分化，過程③表 示再分化 B．過程①②需要避光，過程③需要 照光 C．過程①②③說明花粉細胞具有全 能性 D．過程③獲得的完整植株自交后代 不會發(fā)生性狀分離,理解植物組織培養(yǎng)的特點、過程是解題關(guān)鍵。過程①是脫分化過程，②是再分化過程，③是人工培養(yǎng)成植株過程，由于是花粉培養(yǎng)，得到的個體是單倍體，單倍體高度不育，①過程遮光，②③過程需光照，由單個細胞發(fā)育成個體體現(xiàn)細胞全能性，所以A、B、D選項錯誤，C選項正確。,解析,答案,圖顯/隱,題組設(shè)計 解題技法,題組一 植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用分析,C,1．脫分化和再分化的比較,題組設(shè)計 解題技法,題組一 植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用分析,2. 菊花莖組織培養(yǎng)與月季花藥離體培養(yǎng)的比較,題組設(shè)計 解題技法,題組一 植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用分析,考點二 酶的作用,知識梳理 考能診斷,一、果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用 1．果膠酶： (1)組成：包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和_________等，是分解果膠的_______的總稱。 (2)作用。 ①瓦解____________________，增加出汁量。 ②分解果膠為可溶性的___________，使渾濁的果汁變得_____。,果膠酯酶,一類酶,植物細胞壁和胞間層,半乳糖醛酸,澄清,2．探究溫度和pH對酶活性的影響： (1)實驗原理。 ①果膠酶活性受溫度和pH的影響，處于最適溫度和最適pH時，活性_____。 ②果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶活性大小呈______。 (2)實驗結(jié)果：溫度和pH在很大程度上對酶的_________會產(chǎn)生影響，過高或過低都會影響酶活性。 3．探究果膠酶用量的實驗設(shè)計： (1)實驗原理。 ①在一定條件下，隨著酶濃度的增加，果汁的體積_____。,考點二 酶的作用,知識梳理 考能診斷,最高,正相關(guān),空間結(jié)構(gòu),增加,②當酶的濃度達到一定值后，再增加酶的用量，果汁的體積_____。 ③果汁體積不變的_____酶用量就是酶的最適用量。 (2)變量分析：本實驗的自變量是_________，因變量可以用果肉的_______或___________體現(xiàn)。 二、探討加酶洗衣粉的洗滌效果 1．加酶洗衣粉： (1)概念：指含有酶制劑的洗衣粉。應(yīng)用最廣泛、效果最明顯的酶是____________和____________。 (2)影響加酶洗衣粉中酶活性的因素：溫度、pH、___________及水質(zhì)等。,考點二 酶的作用,知識梳理 考能診斷,不變,最低,酶的用量,出汁率,果汁澄清度,堿性蛋白酶,堿性脂肪酶,表面活性劑,(3)加酶洗衣粉中常用的酶制劑有__________________________ __________。 2．不同類型的加酶洗衣粉的洗滌效果： (1)實驗原理：酶的催化作用具有_______，復(fù)合酶洗衣粉加入的酶制劑種類_____，與單一酶洗衣粉相比，對各種污漬都有較好的洗滌效果。 (2)實驗變量：自變量為_________________。 三、固定化酶和固定化細胞 1．固定化酶 (1)應(yīng)用原理：將酶固定在顆粒狀的_____上，使酶既易催化，又易于_____，可以重復(fù)使用。,考點二 酶的作用,知識梳理 考能診斷,蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和,纖維素酶,專一性,較多,加酶洗衣粉的種類,載體,回收,(2)應(yīng)用實例： ②固定化酶反應(yīng)柱：將酶固定在一種顆粒狀載體上，再將這些_______裝到反應(yīng)柱內(nèi)，柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板，_______無法通過小孔，而_________卻能自由出入。 2．固定化細胞技術(shù) (1)概念：是利用_____或_____的方法將酶或細胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)。 (2)常用方法(連線)：,果糖,考點二 酶的作用,知識梳理 考能診斷,酶顆粒,酶顆粒,反應(yīng)溶液,物理,化學(xué),,考點二 酶的作用,知識梳理 考能診斷,(3)制備固定化酵母細胞過程及酒精發(fā)酵： ①酵母細胞的活化：向干酵母中加_______，使其_____。 ②配制CaCl2溶液：無水CaCl2加定量蒸餾水。 ③配制海藻酸鈉溶液：在加熱時不斷攪拌，小火或間斷加熱。 ④海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合：_____至室溫后，再加入已活化的酵母細胞，充分攪拌使其混合均勻，然后轉(zhuǎn)移至注射器中。 ⑤固定化酵母細胞：以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的___________中，形成凝膠珠，使其在CaCl2溶液中浸泡________左右。,考點二 酶的作用,知識梳理 考能診斷,蒸餾水,活化,冷卻,CaCl2溶液,30 min,⑥沖洗：凝膠珠用蒸餾水沖洗2～3次，除去表面的__________。 ⑦發(fā)酵：將150 mL質(zhì)量分數(shù)為_____________溶液轉(zhuǎn)移至200 mL的錐形瓶中，加入固定好的酵母細胞，25℃下發(fā)酵24 h，發(fā)現(xiàn)有_____產(chǎn)生，有___味散出。,考點二 酶的作用,知識梳理 考能診斷,CaCl2溶液,10%的葡萄糖,氣泡,酒,1．果膠酶在果汁生產(chǎn)中作用的易錯點 (1)在蘋果泥和果膠酶混合之前，一定要保證底物和酶達到所要求的溫度或pH條件，以避免混合后條件的變化，確保實驗結(jié)果的可靠性。 (2)同等條件下的酶促反應(yīng)速度的快慢可以表示酶活性的高低，但酶活性與酶促反應(yīng)速度仍然是兩個完全不同的概念，其影響因素也不完全相同，如酶的濃度、反應(yīng)物的濃度可以影響酶促反應(yīng)速度，但不能影響酶的活性。,知識梳理 考能診斷,考點二 酶的作用,2．固定化實驗中的易錯點 (1)海藻酸鈉溶液的濃度對包埋酵母細胞數(shù)量的影響： ①海藻酸鈉溶液濃度過高，將很難形成凝膠珠； ②濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞的數(shù)量少。 (2)海藻酸鈉溶液配制注意事項： ①海藻酸鈉溶化時要用小火或間斷加熱，避免海藻酸鈉發(fā)生焦糊； ②將溶化后的海藻酸鈉先冷卻至室溫，再與酵母細胞混合，避免高溫殺死酵母細胞； ③固定化酵母細胞時，應(yīng)將海藻酸鈉酵母細胞的混合液用注射器緩慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注射，以免影響凝膠珠的形成。,知識梳理 考能診斷,考點二 酶的作用,(1)在探究果膠酶用量實驗中，雖然實驗的變量發(fā)生了變化，但通過設(shè)置梯度來確定最適值的思想方法是不變的。 (2013淮安二模)( ) (2)通過測定濾出的蘋果汁的體積大小無法來判斷果膠酶活性的高低。 (2013淮安二模)( ) (3)為了使果膠酶能夠充分地催化反應(yīng)，應(yīng)用玻璃棒不時地攪拌反應(yīng)混合物。 (2013南京四校月考)( ) (4)使用加酶洗衣粉時先用熱水溶解洗衣粉，再將水溫調(diào)節(jié)到適宜溫度。 (2012高考江蘇卷)( ),知識梳理 考能診斷,√,,√,,考點二 酶的作用,(5)衣物質(zhì)地和洗衣粉用量不會影響洗滌效果。 (2012高考江蘇卷)( ) (6)相同pH時加酶洗衣粉的洗滌效果好于普通洗衣粉。 (2012高考江蘇卷)( ) (7)酶在大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中的核心問題是固定化技術(shù)，而酶固定化所依據(jù)的基本原理在于酶具有可反復(fù)使用性。 (2012高考上海卷)( ) (8)從酶的固定方式看，吸附法比化學(xué)結(jié)合法對酶活性影響小。 (2012高考江蘇卷)( ),知識梳理 考能診斷,,√,,√,考點二 酶的作用,1．(2015江蘇揚州期末)探究溫度對果膠酶活性的影響、pH對酶活性的影響、果膠酶的用量三個實驗中，實驗變量依次為 ( ) A．溫度、酶活性、酶用量 B．蘋果泥用量、pH、果汁量 C．反應(yīng)時間、酶活性、酶用量 D．溫度、pH、果膠酶用量,理解實驗過程中控制無關(guān)變量應(yīng)該適宜并相同是解題關(guān)鍵。首先要明確實驗變量、反應(yīng)變量等基本概念，在此基礎(chǔ)上，針對三個探究實驗進行分析。實驗一為探究果膠酶的最適溫度，實驗二為探究果膠酶的最適pH，實驗三為探究果膠酶的最適用量，從而選出正確答案D。,題組設(shè)計 解題技法,解析,答案,題組一 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用分析,D,2．某同學(xué)用實驗來探究pH對酶活性的影響。他準備了5份含有等量果膠酶溶液的試管，用0.1%的鹽酸或氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)至不同的pH，每支試管加5塊0.1 cm3的正方體蘋果塊，試管均置于25 ℃室溫條件下。 (1)請你幫助他選取pH梯度：___________________________。 (2)請用兩種方法改進實驗，使實驗在更短時間內(nèi)完成：__________________________________________________________________________________________________________。 (3)生成果汁的量與酶活性強弱的關(guān)系是____________。可根據(jù)______________來判斷果膠酶的最適pH。 (4)為確認澄清果汁的大量生成是由于果膠酶的作用，還應(yīng)對實驗進行怎樣的設(shè)計？,題組設(shè)計 解題技法,題組一 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用分析,(1)設(shè)置梯度來確定最適值時，第一輪實驗通常設(shè)置的梯度差較大，縮小范圍后，在第二輪實驗中可設(shè)置較小的梯度差。(2)結(jié)合題干中的內(nèi)容，要想縮短實驗時間，既可以提高溫度，也可以將蘋果塊處理成蘋果泥，以增大其與酶的接觸面積。,解析,答案,題組設(shè)計 解題技法,題組一 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用分析,(1)5、6、7、8、9 (2)方法一：將溫度由25 ℃提高到50 ℃；方法二：將正方體蘋果塊處理成蘋果泥 (3)酶活性越強，果膠分解越快，生成的果汁越多 生成果汁量的多少 (4)另增加一支試管，放入與其他試管內(nèi)的果膠酶溶液等量的清水和等量的蘋果泥，作為對照。,實驗注意事項 (1)在混合蘋果泥和果膠酶之前，要將蘋果泥和果膠酶分裝在不同的試管中，每組進行同溫(或同pH)處理，其目的是保證底物和酶在混合時因二者溫度(pH)不同而的溫度(或pH)相同，避免蘋果泥與果膠酶混合時因二者溫度(pH)不同而影響混合物的溫度(或pH)，進而影響果膠酶的活性。 (2)在探究溫度或pH對酶活性的影響時，需要設(shè)置對照實驗，不同的溫度之間或不同的pH之間可以作為對照，這種對照稱為相互對照。除自變量(溫度或pH)以外，各無關(guān)變量(如底物總量、酶量、反應(yīng)時間等)必須一致。,題組設(shè)計 解題技法,題組一 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用分析,3．(2015江蘇南京模擬)某同學(xué)進行“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗滌效果比較”課題研究。下列敘述錯誤的是 ( ) A．設(shè)計對照實驗，分別使用蛋白酶洗衣 粉和復(fù)合酶洗衣粉 B．洗衣粉用量、污漬種類和洗滌溫度等 無關(guān)變量全部相同且適宜 C．根據(jù)相同時間內(nèi)污漬去除程度的差異 得出實驗結(jié)論 D．根據(jù)污漬完全洗凈所需時間的差異得 出實驗結(jié)論,理解實驗過程中的對照性原則是解題關(guān)鍵。比較加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗滌效果，設(shè)計對照實驗時，應(yīng)該用蛋白酶洗衣粉和普通洗衣粉進行對照。,解析,答案,題組設(shè)計 解題技法,題組二 探究加酶洗衣粉的洗滌效果,A,4．(2015浙江溫州五校聯(lián)考)在“探究不同溫度條件下加酶洗衣粉的洗滌效果”的實驗中，變量控制方法正確的是 ( ) A．實驗材料的污染程度屬于本研究的無關(guān)變 量，實驗過程中不必考慮 B．若采用手洗法進行去污操作，需盡可能保證 各組的洗滌用力程度、時間等基本相同 C．水溫屬于本研究的變量，實驗過程中必須保 證各組實驗溫度相同且恒定 D．水的用量和布料的大小是成正比的，實驗用 的布料越大、水量越多實驗效果越好,理解實驗過程中控制無關(guān)變量應(yīng)該適宜并相同是解題關(guān)鍵。根據(jù)實驗設(shè)計的對照原則和單因子變量原則，水溫是本研究的自變量，要有溫度梯度，各組實驗溫度不能相同，其他的無關(guān)變量要保持適宜且相同。該實驗用的布料大小、水量要適中，不是布料越大、水量越多實驗效果越好。,解析,答案,題組設(shè)計 解題技法,題組二 探究加酶洗衣粉的洗滌效果,B,(1)最適溫度不是加酶洗衣粉中酶的特征物理常數(shù)，而是一個綜合 結(jié)果，它并不是一個固定值。不同種類的加酶洗衣粉最適溫度不 同，即使是同一種加酶洗衣粉的最適溫度也可能不同，還與pH、 浸泡時間、洗滌時間等有關(guān)。 (2)在使用加酶洗衣粉時，不但要考慮獲得最佳洗滌效果的條件， 如最適溫度、pH，還要考慮衣物的承受能力，如蛋白酶洗衣粉不 能洗滌絲綢類衣物；也要考慮洗滌成本問題，若污漬的成分比較 復(fù)雜，一般選擇復(fù)合加酶洗衣粉，以減少用量。,題組設(shè)計 解題技法,題組二 探究加酶洗衣粉的洗滌效果,5．關(guān)于固定化酶技術(shù)的說法正確的是 ( ) A．固定化酶技術(shù)就是固定反應(yīng)物， 將酶依附著載體圍繞反應(yīng)物旋轉(zhuǎn) 的技術(shù) B．固定化酶的優(yōu)勢在于能催化一系 列的酶促反應(yīng) C．固定化酶中的酶無法重復(fù)利用 D．固定化酶是將酶固定在一定空間 的技術(shù),固定化酶是指通過物理或化學(xué)的方法，將水溶性的酶與不溶性的載體結(jié)合，使酶固定在載體上，并在一定的空間范圍內(nèi)進行反應(yīng)的酶。因此，固定化酶技術(shù)固定的不是反應(yīng)物而是酶。而被固定的只是一種酶，所以不能催化一系列的酶促反應(yīng)，但固定的酶可能重復(fù)利用。,題組設(shè)計 解題技法,解析,答案,題組三 固定化酶和固定化細胞的技術(shù)分析,D,6．在20世紀50年代，酶已經(jīng)大規(guī)模地應(yīng)用于各個生產(chǎn)領(lǐng)域，到了70年代又出現(xiàn)了固定化酶與固定化細胞技術(shù)。 (1)在實際生產(chǎn)中，固定化酶技術(shù)的優(yōu)點是______________________________。與固定化酶技術(shù)相比，固定化細胞技術(shù)固定的是________________________________。 (2)制備固定化酵母細胞，常用的包埋材料是________，使用了下圖中方法[ ]________(填出號碼及名稱)。,題組設(shè)計 解題技法,題組三 固定化酶和固定化細胞的技術(shù)分析,(3)制作固定化酵母細胞時，充分混合均勻的酵母細胞溶液可在飽和________溶液中形成凝膠珠。部分同學(xué)實驗制得的凝膠體不是圓形或橢圓形，其主要原因是____________________ ______________________________________。,題組設(shè)計 解題技法,題組三 固定化酶和固定化細胞的技術(shù)分析,將酶固定化后，可使酶在催化反應(yīng)之后不隨產(chǎn)物流走，可以反復(fù)使用；將細胞固定化后，可以將一種細胞內(nèi)的多種酶同時進行固定。海藻酸鈉一般不能參與化學(xué)反應(yīng)，同時，在高溫下容易溶化，溫度降低時又形成多孔性固體顆粒，是包埋酵母菌的好材料；圖示①為共價鏈結(jié)合法，圖②為吸附法，圖③為包埋法；凝膠珠是高溫下溶化的海藻酸鈉與酵母菌混合后在CaCl2溶液中形成的，若海藻酸鈉濃度過高或制凝膠珠時離液面太近，可能形成片狀或長條形，而不是圓形的凝膠珠。,解析,答案,題組設(shè)計 解題技法,題組三 固定化酶和固定化細胞的技術(shù)分析,(1)酶既能與反應(yīng)物接觸，又容易與產(chǎn)物分離，固定在載體上的酶能反復(fù)利用 多酶系統(tǒng)(或一系列酶、多種酶) (2)海藻酸鈉 ③ 包埋法 (3)CaCl2 海藻酸鈉溶液濃度過高(或針筒口離液面過近，高度不夠),