2014屆高考生物 第3講 植物組織培養(yǎng)和酶的研究與應用解題高效訓練 新人教版選修1

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1、第三講植物組織培養(yǎng)和酶的研究與應用 [課堂考點集訓] 考點一　植物的組織培養(yǎng)技術(shù) 1．植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理、培養(yǎng)過程的順序及起誘導作用的植物激素分別是(　　) ①細胞的全能性?、陔x體的植物器官、組織或細胞　③根、芽　④生長素和細胞分裂素?、萆L素和乙烯　⑥愈傷組織?、咴俜只、嗝摲只、嶂参矬w A．①，②⑧⑥⑦③⑨，④　　　　 B．①，②⑧⑥⑦③⑨，⑤ C．①，⑥②⑨⑧③⑦，⑤ D．①，②⑨⑧⑥⑦③，④ 解析：選A　植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理是細胞的全能性。培養(yǎng)過程是：離體的植物器官、組織或細胞經(jīng)脫分化形成愈傷組織，然后經(jīng)再分化形成根、芽，最終形成植物體。影響植物細胞脫分化

2、產(chǎn)生愈傷組織的一個重要因素是植物激素，當細胞分裂素與生長素比例適中時，能促進愈傷組織的形成。 2．下列關(guān)于花藥離體培養(yǎng)過程的敘述正確的是(　　) A．花藥培養(yǎng)成功與否與材料選擇無關(guān) B．花藥培養(yǎng)成幼苗后，一定不能分瓶培養(yǎng) C．花藥培養(yǎng)成幼苗的過程中，除了適宜的溫度、pH等，還需要光照 D．一般來說，用單核期的花藥進行培養(yǎng)，成功率最高 解析：選D　誘導花粉植株能否成功受多種因素影響，其中材料的選擇與培養(yǎng)基的組成是主要的影響因素；如果花藥開裂釋放出胚狀體，則一個花藥內(nèi)就會產(chǎn)生大量幼小植株，必須在花藥開裂后盡快將幼小植株分開，分別移植到新的培養(yǎng)基上，否則這些植株將很難分開；從花粉到幼苗階

3、段，由于無葉綠體，所以不需照光；對一般植物來講，選擇單核期的花藥進行培養(yǎng)，成功率最高。 考點二　加酶洗衣粉的洗滌效果 3．(2013·淄博模擬)右圖是圍繞加酶洗衣粉洗滌效果進行的研究結(jié)果，下列有關(guān)敘述不正確的是(　　) A．本實驗的自變量有溫度和洗衣粉是否加酶 B．本實驗的因變量可能是污漬殘留量 C．兩類洗衣粉的最佳使用溫度都為t1 D．溫度超過t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活 解析：選C　該圖示為多因子變量曲線，從圖示可以看出本實驗的自變量有溫度和洗衣粉是否加酶，因變量可能是污漬殘留量，溫度超過t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活。從圖示可以看出普通洗衣粉的最佳使用溫度為t2，而加酶洗

4、衣粉的最佳使用溫度為t1。 考點三　固定化酶與固定化細胞 4．(2013·東北三校二模)下面是制備固定化酵母細胞的實驗步驟，請回答下面的問題。 酵母細胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合→固定化酵母細胞。 (1)實驗步驟中酵母細胞活化就是________________狀態(tài)。 (2)固定化細胞技術(shù)一般采用包埋法，而固定化酶常用____________和____________。 (3)影響實驗成敗的關(guān)鍵步驟是________________________________________。 (4)海藻酸鈉溶化過程的注意事項是_________

5、______________________________。 (5)如果形成的凝膠珠顏色過淺，說明______________；如果海藻酸鈉濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞數(shù)目______________；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說明________________________________________________________________________。 解析：在缺水狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)。酵母細胞的活化即讓處于休眠狀態(tài)的酵母細胞恢復正常生活狀態(tài)。固定化酶和固定化細胞技術(shù)是利用物理或化學方法將酶或細胞固定在一定空間的技術(shù)，其中固定化細胞一般常采

6、用包埋法，而固定化酶常用化學結(jié)合法和物理吸附法。原因是細胞體積大，而酶分子體積小，體積大的細胞難以被吸附或結(jié)合，而體積小的酶容易從包埋材料中漏出。海藻酸鈉溶解時應小火加熱，或小火間斷加熱，期間還要不斷攪拌，防止焦糊。 答案：(1)讓酵母細胞恢復正常生活　(2)化學結(jié)合法　物理吸附法　(3)配制海藻酸鈉溶液　(4)小火加熱(小火間斷加熱)，不斷攪拌　(5)固定化酵母細胞數(shù)目較少　較少　海藻酸鈉濃度偏高，實驗制作失敗 [課下綜合檢測] 一、選擇題 1．下列關(guān)于固定化酶的說法，錯誤的是(　　) A．固定化酶不足之處是不能催化一系列反應 B．固定化酶可再次利用，降低了生產(chǎn)成本 C．固定后

7、的酶既能與反應物接觸，又能與產(chǎn)物分離 D．固定化酶易溶于水 解析：選D　固定化酶是將酶固定在不溶于水的載體上，所以固定化酶難溶于水。固定化酶使酶既能與反應物接觸，又能與產(chǎn)物分離，同時，固定在載體上的酶還可以被反復利用。 2．在“固定化酵母細胞”實驗中，對配制海藻酸鈉溶液的敘述不正確的是(　　) A．加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán) B．海藻酸鈉的濃度涉及固定化細胞的質(zhì)量 C．海藻酸鈉的濃度過高，易形成凝膠珠 D．海藻酸鈉的濃度過低，形成凝膠珠內(nèi)包埋的酵母細胞過少 解析：選C　配制海藻酸鈉溶液的過程中，加熱使海藻酸鈉溶化是最重要的一環(huán)，關(guān)系到實驗的成??；海藻酸鈉溶液的濃度涉

8、及固定化細胞的質(zhì)量；如果海藻酸鈉溶液的濃度過高，很難形成凝膠珠，如果濃度過低，形成的凝膠珠包埋的酵母細胞的數(shù)目就少，影響實驗效果。 3．(2012·南京模擬)酶制劑、固定化酶、固定化細胞已經(jīng)廣泛地應用于各個領(lǐng)域，下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．90 ℃高溫會使Taq DNA聚合酶失去催化活性 B．制備固定化酶的方法主要有包埋法、交聯(lián)法和吸附法等 C．固定化酶在固定時可能會造成酶的損傷而影響活性 D．固定化細胞可以催化一系列酶促反應 解析：選A　Taq DNA聚合酶是從一種水生棲熱菌株中分離提取的，具有耐高溫的特性，在95 ℃仍具有酶活性。 4．污染是植物組織培養(yǎng)過程中的最大技術(shù)

9、難題，可發(fā)生于不同的對象和不同階段。某同學按照教材中的實驗操作，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在培養(yǎng)基中出現(xiàn)白色暈圈或有色菌落，下列關(guān)于此項分析錯誤的是(　　) A．可能是錐形瓶口處理不當 B．組織培養(yǎng)的每一個環(huán)節(jié)都有可能出現(xiàn)污染 C．可在培養(yǎng)基中添加生長素等物質(zhì)來避免污染 D．先初培養(yǎng)，挑出無污染的物質(zhì)再進行培養(yǎng)，可減少污染 解析：選C　可在培養(yǎng)基中添加抗生素或殺菌物質(zhì)來避免污染。 5．下圖是將胡蘿卜的離體組織在一定條件下培養(yǎng)形成試管苗的過程示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．利用此過程獲得的試管苗可能為雜合子 B．①②過程中都會發(fā)生細胞的增殖和分化 C．多倍體植株的培育需經(jīng)過上圖所示

10、過程 D．此過程依據(jù)的生物學原理是細胞膜的流動性 解析：選A　植物的組織培養(yǎng)過程是無性繁殖的過程，如果離體的組織來自純合子，將來得到的試管苗就是純合子，如果離體的組織來自雜合子，將來得到的試管苗就是雜合子。①為脫分化，②為再分化，脫分化過程沒有細胞的分化。用秋水仙素處理萌發(fā)的種子和幼苗就可獲得多倍體植株，不需組織培養(yǎng)過程。植物組織培養(yǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)是細胞的全能性，而不是細胞膜的流動性。 6．某同學為探究溫度對果膠酶活性的影響，在不同溫度下，將等量的果膠酶加入到等量的蘋果泥中，在反應同樣時間后，再將反應液過濾同樣時間，用量筒測定濾出蘋果汁的體積。下列曲線圖能正確反映實驗結(jié)果的是(　　)

11、 解析：選B　果膠酶在0 ℃時活性較低，但也能催化蘋果泥形成果汁，果汁量不為0。隨著溫度升高果膠酶的活性升高，果汁量增加。當超過最適溫度時，果膠酶活性降低，果汁量減少，正確的曲線應是B圖所示。 7．(2013·廣東名校質(zhì)檢)如圖是應用固定化酵母進行葡萄糖發(fā)酵的裝置，下列說法中不正確的是(　　) A．為使固定化酵母可以反復使用，實驗過程一定要在無菌條件下進行 B．加入反應液后應保持活塞1始終打開，活塞2則必須關(guān)閉 C．裝置的長導管主要是為了釋放CO2并防止雜菌進入反應柱 D．加入反應液的濃度不能過高以免酵母細胞因失水過多而死亡 解析：選B　加入反應液后應保持活塞1關(guān)閉，為酵母菌的厭

12、氧發(fā)酵提供無氧環(huán)境。 8．下圖為番茄植物組織培養(yǎng)過程的流程圖解，相關(guān)敘述不正確的是(　　) ―→ A．脫分化發(fā)生在步驟b，形成愈傷組織，在此過程中植物激素發(fā)揮了重要作用 B．再分化發(fā)生在步驟c，是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程 C．組織培養(yǎng)過程中植物激素的使用順序不同不會影響結(jié)果 D．人工種子可以解決有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題 解析：選C　圖中a表示獲取外植體，b表示脫分化，c表示再分化，d表示種子萌發(fā)。植物激素的濃度、使用先后順序及用量比例都是影響植物組織培養(yǎng)的因素。 二、非選擇題 9．(2013·湖南十校聯(lián)考)某生物學興趣小組進行了“加酶洗衣粉

13、最適溫度的測定”實驗。下表是他們記錄的不同溫度下除去不同污漬所需時間的對照表，請依據(jù)表中數(shù)據(jù)作答。 水溫/℃ 冷水 20 30 40 50 60 70 80 植物油 48 39 30 20 17 11 12 20 藍墨水 93 86 80 72 68 67 81 105 奶漬 48 43 28 12 6 4 12 17 (1)要達到最佳洗滌效果，使用加酶洗衣粉的最適宜溫度在 ____________________附近。 (2)在適宜溫度范圍內(nèi)，加酶洗衣粉對衣物上的________的洗滌效果最佳，對_________

14、_______的洗滌效果最差，其原因是_____________________________________。 (3)羊毛、蠶絲等織物________(填 “能”或“不能”)用加酶洗衣粉洗滌，因為________________________________________________________________________。 解析：由表格可知，在水溫為60 ℃時除去各種污漬所需時間最短，加酶洗衣粉除去奶漬所用時間最短，說明對其洗滌效果最佳，除去藍墨水所需時間最長，說明對其洗滌效果最差。這是因為加酶洗衣粉主要含有蛋白酶和脂肪酶，分解脂肪和蛋白質(zhì)較快，而很難分解藍墨水中的成

15、分。 答案：(1)60 ℃ (2)奶漬　藍墨水　奶漬的主要成分是蛋白質(zhì)和脂肪，加酶洗衣粉含有蛋白酶和脂肪酶，能使蛋白質(zhì)和脂肪等有機物分解，而很難使藍墨水的成分分解 (3)不能　羊毛、蠶絲等織物的主要成分是蛋白質(zhì)，加酶洗衣粉中的蛋白酶能使蛋白質(zhì)分解，從而使織物受到破壞 10．某二倍體植株是雜合體，下圖為其花藥中未成熟的花粉在適宜的培養(yǎng)基上培養(yǎng)產(chǎn)生完整植株的過程。據(jù)圖回答： (1)圖中①表示的是該花粉培養(yǎng)過程中的____________過程，X代表的是____________，③表示的是________過程，④表示的是誘導____________過程。 (2)圖中愈傷組織形成完整植

16、株的途徑有兩條，具體通過哪一條途徑主要取決于培養(yǎng)基成分中________________的種類及其濃度配比，獲得來源于未成熟花粉的完整植株都為____________植株(甲)。未成熟花粉經(jīng)培養(yǎng)能形成完整植株，說明未成熟花粉具有____________________。 (3)由花粉培養(yǎng)出的植株(甲)需進行______________后才能結(jié)實，產(chǎn)生后代(乙)，否則甲只有通過______________的方式才能產(chǎn)生后代(丙)。乙、丙兩種植株中，能產(chǎn)生可育花粉的是________________。 解析：(1)通過花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株一般有兩條途徑： ①花藥中的花粉胚狀體叢芽生根―→移栽

17、；②花藥中的花粉愈傷組織叢芽生根―→移栽。這兩種途徑之間并沒有絕對的界限，主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度配比。 (2)花粉里面有精子，說明是單倍體細胞，可培育成完整植株說明花粉具有細胞的全能性。 (3)花粉植株高度不育，需經(jīng)秋水仙素處理使染色體數(shù)目加倍，才能產(chǎn)生可育的植株。 答案：(1)脫分化　胚狀體　分化　生根　(2)激素　單倍體　細胞的全能性　(3)染色體加倍　無性生殖　乙 11．下圖1表示制備固定化酵母細胞的有關(guān)操作，圖2是利用固定化酵母細胞進行酒精發(fā)酵的示意圖。請回答下列問題： (1)圖1中X溶液為________，其作用是使___________________。

18、 (2)圖1中制備的凝膠珠用________洗滌后再轉(zhuǎn)移到圖2裝置中。圖2發(fā)酵過程中攪拌的目的是使____________。 (3)在用海藻酸鈉包埋酵母菌形成凝膠珠的過程中，加熱溶解海藻酸鈉時需注意用________________加熱，然后將溶化好的海藻酸鈉溶液________________后，加入酵母菌充分攪拌混合均勻。 (4)研究發(fā)現(xiàn)，固定化強度強的酵母顆粒發(fā)酵效果好，且穩(wěn)定性高、使用壽命長。某機構(gòu)利用上述裝置，將2%、2.5%、3%的海藻酸鈉分別利用2%、3%、4%的X溶液進行凝膠化處理，所得到的固定化酵母顆粒的強度及在28 ℃下發(fā)酵48 h后的酒精產(chǎn)量見下表： 海藻酸 鈉

19、(%) 2 2.5 3 2 2.5 3 2 2.5 3 X溶液 (%) 2 2 2 3 3 3 4 4 4 固定化 強度 (g/30個) 930 950 990 1 030 1 100 1 140 1 170 1 170 1 160 酒精量 (%) 6.7 6.5 6.5 6.7 6.4 6.2 6.7 6.4 6.3 依照表格分析，隨著X溶液濃度的增加，__________增加；用于酒精發(fā)酵效果最好的海藻酸鈉與X溶液濃度分別是____________、____________。 解析：本題要仔細識圖

20、再進行分析。圖1為固定化酵母細胞的步驟，X溶液為CaCl2溶液，作用是使膠體聚沉，即使海藻酸鈉形成凝膠珠。圖2為發(fā)酵過程，因是無氧呼吸，故攪拌的目的只是增加培養(yǎng)液與酵母菌的接觸面，而不是增加溶氧量。溶解海藻酸鈉時需注意用小火間斷加熱，然后將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫后，加入酵母菌充分攪拌混合均勻，以防止高溫殺死酵母菌。分析表格可知，隨著X溶液濃度的增加，酵母細胞的固定化強度增加，固定化強度和產(chǎn)酒精量都較大的海藻酸鈉與X溶液濃度分別是2%、4%。 答案：(1)CaCl2溶液　海藻酸鈉形成凝膠珠　(2)蒸餾水　培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸　(3)小火(或間斷)　冷卻至室溫　(4)固定化強度　2%　

21、4% [教師備選題庫] 1．(2011·江蘇高考)下列有關(guān)酶的制備和應用的敘述，正確的是(　　) A．酶解法和吸水漲破法常用于制備微生物的胞內(nèi)酶 B．透析、電泳和酸解等方法常用于酶的分離與純化 C．棉織物不能使用添加纖維素酶的洗衣粉進行洗滌 D．多酶片中的胃蛋白酶位于片劑的核心層 解析：選A　酸解法不能用于酶的分離與純化。棉織物可以使用添加纖維素酶的洗衣粉洗滌，纖維素酶雖不能直接去除衣物上的污垢，但能使纖維的結(jié)構(gòu)變得蓬松，從而使?jié)B入到纖維深處的塵土和污垢能夠與洗滌劑充分接觸，使洗滌劑的去污效果更好。多酶片中的胃蛋白酶應位于片劑的最表層。 2．(2010·安徽高考)草莓生產(chǎn)上傳統(tǒng)

22、的繁殖方式易將所感染的病毒傳播給后代，導致產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差。運用微型繁殖技術(shù)可以培育出無病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本過程如下： 外植體愈傷組織芽根―→植株 請回答下列問題： (1)微型繁殖培育無病毒草莓時，一般選取______作為外植體，其依據(jù)是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在過程①中，常用的MS培養(yǎng)基主要成分包括大

23、量元素、微量元素和________，在配制好的培養(yǎng)基中，常常需要添加________，有利于外植體啟動細胞分裂形成愈傷組織。接種后2～5 d，若發(fā)現(xiàn)外植體邊緣局部污染，原因可能是_________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在過程②中，愈傷組織在誘導生根的培養(yǎng)基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是____________________________________________________________

24、____________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)植物組織培養(yǎng)時常采用根尖或莖尖部位，原因是該部位含病毒極少。(2)MS培養(yǎng)基的成分包括大量元素、微量元素和有機物，在配制好的培養(yǎng)基中，常需要添加生長素和細胞分裂素等植物激素。植物組織培養(yǎng)也應注意無菌操作。(3)生長素與細胞分裂素的比值低時有利于芽的分化，生長素與細胞分裂素的比值高時有利于根的分化。 答案：(1)莖尖(或根尖)　莖尖(或根尖)病毒極少，甚至無病毒　(2)有機物　植物激素　外植體消毒不徹底 (3)培養(yǎng)基中生長素類物質(zhì)用量與細胞分裂素類物質(zhì)用量的比值偏低