高考生物一輪復習 第十一單元 第39講 酶的應用與植物組織培養(yǎng)課件.ppt

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第39講 酶的應用與植物組織培養(yǎng),,第十一單元 生物技術實踐,[考綱考頻] 1．酶在食品制造和洗滌等方面的應用(3年5考) 2.制備和應用固定化酶(3年3考) 3.植物的組織培養(yǎng)(3年4考),,第十一單元 生物技術實踐,一、酶在果汁生產(chǎn)、洗滌等方面的應用 1．果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用 (1)果膠 ①果膠的成分與存在：果膠是________________________ 的主要組成成分之一，它是由_______________聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水。 ②果膠與果汁加工：果膠影響__________，使果汁渾濁。,植物細胞壁以及胞間層,半乳糖醛酸,出汁率,(2)果膠酶 ①成分：果膠酶并不是特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱。 ②作用：將果膠分解成可溶性的_______________，使出汁率提高，也使渾濁的果汁變得澄清。,半乳糖醛酸,多聚半乳糖醛酸酶,(3)果膠酶的應用 ①水果加工業(yè)：水果中的果膠經(jīng)果膠酶水解后，可降 低 果汁的___________，有助于壓榨；在葡萄酒釀造中加入果膠酶能起到_________作用，還可促使葡萄汁中的酒石酸發(fā)生沉淀；果膠酶可用于橘子脫囊衣，制造果粉和低糖果凍。 ②飼料工業(yè)：果膠酶與___________酶、半纖維素酶等配合，可降解植物細胞壁中的果膠和纖維 素，促使 淀粉、脂質、維生素和蛋白質等釋放出來，從而提高了飼料的 營養(yǎng)價值；果膠酶可降低飼料的黏度，促進飼料在動物消化道內的_______________。,黏度,澄清,纖維素,消化吸收,2．加酶洗衣粉在洗滌中的應用 (1)加酶洗衣粉：指含___________的洗衣粉。 (2)酶制劑的種類與洗滌原理,酶制劑,小,甘油和脂肪酸,麥芽糖、葡萄糖,纖維素,二、固定化酶和固定化細胞技術 1．概念：利用物理或化學方法將_______________________________的技術。 2．方法及適用對象 一般來講，酶更適合用_______________________固定化，而細胞多采用___________法固定化，這是因為個大的細胞難以被吸附或結合，而個小的酶則易從包埋材料中漏出。,酶或細胞固定在一定空間內,化學結合和物理吸附法,包埋,三、植物組織培養(yǎng) 1．培養(yǎng)基 (1)成分：大量元素、微量元素、有機成分、____________和瓊脂。 (2)類型：_______________、發(fā)芽培養(yǎng)基和生根培養(yǎng)基。 (3)作用：為植物組織或器官生長和發(fā)育提供___________。 (4)制備：配制各種母液→配制培養(yǎng)基→__________。,激素,MS培養(yǎng)基,營養(yǎng)條件,滅菌,2．組織培養(yǎng) (1)含義：在無菌和人工控制條件下，將離 體的植 物器官、組織、細胞，培養(yǎng)在人工配 制的 培養(yǎng)基上，給予適 宜的培養(yǎng)條件，誘導其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成____________。 (2)原理：植物細胞具有全能性。 (3)過程：,完整的植株,脫分化,再分化,1．(2014·高考江蘇卷)下列關于加酶洗衣粉的敘述，正確的是( ) A．高溫易使酶失活，因此冷水洗滌去污效果應該比溫水好 B．洗衣粉中表面活性劑對堿性蛋白酶活性有一定的促進 作用 C．在pH低于7.0的自來水中，堿性蛋白酶依然能起作用 D．洗衣粉中酶主要是通過快速分解溶在水里的污漬發(fā)揮 作用,C,解析：酶具有最適溫度，溫度升高或降低都會降低酶活性，所以冷水洗滌去污效果一般沒有溫水好，A錯誤；洗衣粉中表面活性劑對堿性蛋白酶活性有一定的抑制作用，B錯誤；酶都有最適的pH，低于或高于最適pH，酶活性會降低，但仍能發(fā)揮催化作用，C正確；洗衣粉中的酶是用于去除衣物上的相應污垢，而不是分解溶于水里的污漬，D錯誤。,2．適宜溫度下在果膠酶處理果泥時，為了使果膠酶能夠充分地催化反應，應采取的措施是( ) A．加大蘋果泥用量 B．加大果膠酶用量 C．進一步提高溫度 D．用玻璃棒進行攪拌 解析：用玻璃棒進行攪拌可增大果膠酶與果泥的接觸面積，從而加速酶促反應。,D,3．(2013·高考江蘇卷)下列有關固定化酶和固定化細胞的敘 述，正確的是( ) A．可用包埋法制備固定化酵母細胞 B．反應產(chǎn)物對固定化酶的活性沒有影響 C．葡萄糖異構酶固定前后專一性不同 D．固定化細胞可以催化各種反應底物的一系列反應 解析：體積大的細胞難以被吸附或結合，固 定化細胞多采用包埋法，A項正確；反應產(chǎn) 物積累 會影響 酶的 活性，B項錯誤；葡萄糖異構酶在固定前后都是 催化葡萄糖 轉化成果糖，故專一性相 同，C 項錯誤；固 定化細 胞 固定的 是一系列的酶，可以催化一系列的反應，但不是催化各 種反應底物的反應，D項錯誤。,A,C,解析：紫草素是從愈傷組織的細胞中獲取的，不用培養(yǎng)成完整的植株，故C項錯誤。,考點一 酶的研究與應用及固定化酶與固定化細胞技術,考點二 植物組織培養(yǎng),1．果膠酶與纖維素酶的比較,考點一 酶的研究與應用及固定化酶與固定化細胞技術,半乳糖醛酸,纖維二糖,2.探究影響果膠酶活性的因素(溫度或pH)的實驗 (1)實驗原理：果膠酶的活性受_______________、pH和_______________的影響，在最適溫度或pH時，活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度都與_________________大小成正比。,溫度,酶抑制劑,果膠酶的活性,果膠酶水溶液,相同溫度,果汁的量,3．加酶洗衣粉的洗滌效果的探究方法 (1)判斷加酶洗衣粉洗滌效果的方法：可在洗滌后比較__________________，如已消失、顏色變淺、面積縮小等。 (2)加酶洗衣粉的洗滌效果的探究方法：實驗設計遵循的原則是對照原則和單一變量原則，如在探究普通洗衣粉 和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果有何不同時，以_______________為自變量，其他條件完全一致；同 時，普通洗衣粉處理污物與_______________處理污物形成對照。,污物的殘留狀況,洗衣粉的種類,加酶洗衣粉,(3)變量分析,洗滌效果,(普通和加酶),溫度,4.固定化酶與固定化細胞的比較,物理吸附法,包埋法,反復利用,下降,5.制備固定化酵母細胞及用固定化酵母細胞發(fā)酵,酵母細胞的活化,酵母細胞混合,沖洗,深度思考 1．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，其目的是什么？ ___________________________ 2．在不同溫度條件下重復實驗步驟，并記錄果汁量，結果如下表： 表中果汁量最多的是不是就一定是果膠酶的最適溫度？如何更精確地探究果膠酶的最適溫度？ ___________________________,3．利用固定化酶是否還需要控制環(huán)境條件？ ___________________________ 4．溶化海藻酸鈉時采用小火或間斷加熱法，其目的是什么？ ___________________________,提示：1.其目的是保證底物和酶在混合時二者溫度(或pH)相同，避免蘋果泥與果膠酶混合時因二者溫度(或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．不一定。在產(chǎn)生果汁量最多的溫度附近設置更小的溫度梯度。 3．固定化酶改變了酶的存在狀態(tài)，不改變酶的特性，因此利用固定化酶仍要嚴格控制溫度、pH等環(huán)境條件，以利于酶發(fā)揮作用。 4．防止海藻酸鈉焦糊。,1.(2015·山東聊城一中期初調研)圖1表示制備固定化酵母細胞的有關操作和利用固定化酵母細胞進行酒精發(fā)酵的示意圖，圖2是“DNA粗提取與鑒定”相關實驗步驟。請回答下列問題：,圖1,圖2,(1)圖1中，X溶液為____________，其作用是使________________________。發(fā)酵過程中用攪拌器攪拌的目的是使________________________________________。 (2)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，再加入酵母菌充分攪拌混合均勻。,CaCl2溶液,海藻酸鈉形成凝膠珠,培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸,小火(或間斷),冷卻(至室溫),(3)圖2中，a表示釋放核物質后進行過濾的過程，過濾后取________(填“濾液”或“析出物”)進行下一步實驗；b表示的相關操作過程中，加入2 mol/L NaCl溶液的作用是________________；c表示在濾液中加入冷卻的95%的酒精，其目的是_________________________________________________。,濾液,溶解DNA分子,提取雜質更少的DNA(或去除脂溶性雜質),解析：(1)在制備凝膠珠時需要用CaCl2溶液，海藻酸鈉遇到鈣離子可迅速發(fā)生離子交換，生成凝膠珠，利用這種性質，將海藻酸鈉溶液滴入含有鈣離子的水溶液中可產(chǎn)生海藻酸鈣膠球。(2)為了防止海藻酸鈉焦糊，加熱 溶解 海藻酸鈉時需注意用小火(或間斷)加熱，然后將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻后，再加入酵母菌充分攪拌混 合均勻，防止酵 母菌在高溫下死亡。(3)在提取DNA的過程中，首先用清水使血細胞 吸水漲 破釋放核物質，由于DNA可以溶解于清水中，因此 進行過濾后 應取濾液進行下一步實驗。DNA在2 mol/L NaCl溶液中溶解度最高，DNA不溶于冷卻的95%的酒精。,1．MS培養(yǎng)基(植物組織培養(yǎng)用的培養(yǎng)基)的成分及各成分的作用,考點二 植物組織培養(yǎng),無機鹽,碳源,滲透壓,正常代謝途徑,2.脫分化和再分化的比較,愈傷組織,排列疏松、高度液泡化,叢芽或胚狀體,離體、營養(yǎng)物質、植物激素,脫分化,再分化,4．月季花藥培養(yǎng)的兩種途徑 以上兩種途徑之間沒有絕對的界限，主要取決于培養(yǎng)基中激素種類及其濃度比。,胚狀體,愈傷組織,5．植物激素在組織培養(yǎng)過程中的作用 生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關鍵性激素，其作用及特點為：,生長素,細胞分裂素,高,低,適中,深度思考 1．MS培養(yǎng)基與微生物培養(yǎng)基有什么不同？ ___________________________ 2．無菌技術是植物組織培養(yǎng)獲得成功的關鍵，此過程中，哪些操作屬于無菌技術？ ___________________________ 提示：1.MS培養(yǎng)基成分中含有有機物、無機鹽、水、植物激素等，微生物培養(yǎng)基含有碳源、氮源、水、無機鹽及生長因子等。 2．無菌技術包括培養(yǎng)基的滅菌、植物材料(外植體)的消毒和接種時的無菌操作。,2．(2015·山東聊城一中調研)在植物組織培養(yǎng)過程中，激素的添加已成為一種常規(guī)的實驗手段，在植物組織培 養(yǎng)過程中已研究過的植物激素有：生長素、細胞分裂素、赤霉 素等。下表為某同學研究激素的使用順序對實驗結果的 影響，請回答相關問題：,(1)植物激素中生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂、________和________的關鍵性激素。該實驗中屬于細胞分裂素類生長調節(jié)劑的是________。 (2)請將表格中空白處A和B補充完整，A為__________________，B為________________。若NAA和KT的用量比值適中時，促進_____________的形成。 (3)用于離體培養(yǎng)的植物器官或組織稱為________。若該實驗材料為菊花，則應對其進行________(消毒/滅菌)。 (4)接種后的錐形瓶最好放在無菌箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)環(huán)境應注意調節(jié)合適的________和_____________。接種過程中要注意在________________旁進行。,脫分化,再分化,KT,細胞既分裂也分化,分化頻率提高,愈傷組織,外植體,消毒,溫度,光照時間,酒精燈火焰,解析：(1)生長素和細胞分裂素是啟動細 胞分裂、脫分化 和再分化的關鍵性激素，NAA屬于生長素類生長 調節(jié)劑，KT屬于細胞分裂素類生長調節(jié)劑。(2)先使用NAA，后使用KT，有利于細胞分裂，但細胞不分化；先使用KT，后使用 NAA，細胞既分裂也分化；NAA和KT同時使用，分化頻率提高；NAA和KT的用量比值適中時，有利于愈傷組織的形 成。(3)用于離體培養(yǎng)的植物器官或組織稱為外植體，組織培養(yǎng)過程中應對外植體消毒。(4)接種后的錐 形瓶最好放在 無菌箱中 培養(yǎng)，培養(yǎng)期間應注意調節(jié)溫度和光照時間，接種過程要注意在酒精燈火焰旁進行，以免雜菌污染。,易錯點1 酶的應用易錯點 [點撥] (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，確保實驗結果的可靠性。 (2)同等條件下的酶促反應速 率的快 慢可以表示酶 活 性的高低，但酶活性與酶促反應速率仍 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、反應物的濃度可以影響酶促反應速率，但不能影響酶的活性。,易錯點2 固定化實驗中的易錯點 [點撥] (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。,易錯點3 植物組織培養(yǎng)實驗操作中的易錯點 [點撥] (1)材料的選取：菊花的組 織培養(yǎng) 實驗中，應選擇未開花植株的莖上部新萌生的側枝；月季花藥 的培養(yǎng)實驗中，應選擇花粉發(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，應及時轉移到分化培養(yǎng)基上。,1．(2015·青島市月考T26C)酶的活性不能等同于酶促反應速 度。( ) 2．加酶洗衣粉一定比普通洗衣粉洗滌效果好。( ) 3．(2015·東北三省聯(lián)考T30A)“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗滌效果”可先用熱水溶解洗衣粉，再將 水溫調節(jié)到最適溫度。( ) 4．(2012·江蘇卷T16C)相同pH時加酶洗衣粉洗 滌效果 好于普通洗衣粉。( ),√,×,×,×,5．(2012·江蘇卷T17A)從酶的固定方式看，吸附法比化學結合法對酶活性影響小。( ) 6．利用固定化酵母細胞進行發(fā)酵，糖類的作用只是作為反應底物。( ) 7．(2011·江蘇卷T16B)二倍體植株的花粉經(jīng)脫分化與再分化后得到穩(wěn)定遺傳的植株。( ) 8．(2012·廣東卷T2A)培育草莓脫毒苗所采用的主要技術是組織培養(yǎng)。( ),√,×,×,√,