高三生物一輪復(fù)習(xí) 專題三 植物的組織培養(yǎng)技術(shù) 專題四 酶的研究與應(yīng)用課件 新人教版選修1

專題三專題三植物的組織培養(yǎng)技術(shù)植物的組織培養(yǎng)技術(shù)專題四專題四酶的研究與應(yīng)用酶的研究與應(yīng)用 知識(shí)排查特點(diǎn)提示：(1)組織培養(yǎng)中，易于培養(yǎng)的外植體不一定施用植物激素。(2)每接種一塊外植體前，鑷子需放入體積分?jǐn)?shù)為75%的酒精溶液中消毒一次，然后在酒精燈火焰上燒一遍，冷卻后再接種。注意，沾有酒精的鑷子要等到酒精揮發(fā)完全后，再放到酒精燈火焰上灼燒。(3)外植體放入培養(yǎng)基時(shí)，必須放平。每瓶放置外植體的數(shù)量，應(yīng)該根據(jù)錐形瓶的大小確定，一般放置胡蘿卜34塊，菊的莖或葉68塊。注意外植體在培養(yǎng)基中分布要均勻，也不要放得太少，以充分利用培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分和光照條件。(4)插入時(shí)應(yīng)注意方向，不要倒插。莖尖、莖段等基部插入培養(yǎng)基，利于吸收水分和養(yǎng)分。(5)接種時(shí)的酒精燈火焰不要調(diào)得太高，接種時(shí)應(yīng)靠近酒精燈火焰操作，接種的速度要快，接種時(shí)嚴(yán)防接種箱內(nèi)著火。(6)接種后應(yīng)及時(shí)蓋好瓶蓋，作好標(biāo)記，寫明材料名稱、接種日期。(7)多數(shù)情況下，外植體愈傷組織階段為異養(yǎng)階段，一般無需照光，在制成試管苗時(shí)則需光，以形成葉綠素。(8)培養(yǎng)一株完整的試管苗，必須先進(jìn)行生芽培養(yǎng)，然后進(jìn)行生根培養(yǎng)，如果順序顛倒，先誘導(dǎo)生根，就不好誘導(dǎo)生芽了。特別提醒：(1)剝離花藥時(shí)，盡量使之不受損傷，因這種花藥壁往往產(chǎn)生二倍體的愈傷組織。(2)花藥開裂長出愈傷組織或釋放出胚狀體時(shí)，應(yīng)及時(shí)轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基上。(3)花粉植株形成時(shí)，出現(xiàn)染色體倍性變化，是營養(yǎng)核和生殖核融合造成的。三、探究酶活性最適條件和用量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1探究酶活性最適條件的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(1)思路方法：探究不同溫度(或 pH)對果膠酶活性的影響時(shí)，溫度(或 pH)作為自變量，有效地控制其他無關(guān)變量 ，通過設(shè)置合理的溫度(或 pH)梯度來確定最適值。(2)注意事項(xiàng)：在蘋果泥和果膠酶混合之前，一定要保證底物和酶達(dá)到相應(yīng)的條件(溫度或 pH)，避免混合后條件變化，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。(3)衡量實(shí)驗(yàn)結(jié)果的指標(biāo)：在相同時(shí)間內(nèi)，濾出蘋果汁的體積多少。觀察蘋果汁的澄清度。2探究果膠酶的用量(1)原理提示：本實(shí)驗(yàn)是一個(gè)探究性的定量實(shí)驗(yàn)，所測出的最適用量是在本實(shí)驗(yàn)的溫度、pH條件下測出的，因而果膠酶的最適用量應(yīng)標(biāo)明溫度和 pH。(2)確定最適用量的方法：如果隨酶濃度的增加，過濾到的果汁的體積也增加，說明酶的用量不足；當(dāng)酶的濃度增加到某個(gè)值后，再增加酶的用量，過濾到的果汁的體積不再改變，說明酶的用量已經(jīng)足夠，那么這個(gè)值就是酶的最適用量。四、不同加酶洗衣粉的洗滌原理及洗滌效果的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1常用酶制劑的種類及洗滌原理種類洗滌原理洗滌實(shí)例蛋白酶可將蛋白質(zhì)水解為易溶解或分散于洗滌液中的小分子肽或氨基酸血漬、奶漬及各種食品類的蛋白質(zhì)污垢脂肪酶把脂肪水解為較易溶解的甘油和游離的脂肪酸食品的油漬、人體皮脂、口紅淀粉酶能使淀粉迅速分解為可溶性的麥芽糖、葡萄糖等來自面條、巧克力等的污垢纖維素酶使纖維的結(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衣粉充分接觸，達(dá)到更好的去污效果特別提醒：對于絲綢等主要成分為蛋白質(zhì)的面料，在加入堿性蛋白酶的洗衣粉作用下，衣物同樣會(huì)受到損傷，因此蛋白質(zhì)類絲織物不能用蛋白酶洗衣粉洗滌。2探究不同種類加酶洗衣粉的洗滌效果(1)實(shí)驗(yàn)原理：酶的催化作用具有專一性，復(fù)合酶洗衣粉加入的酶制劑種類較多，與單一加酶洗衣粉相比，其對各種污漬都有較好的洗滌效果。(2)實(shí)驗(yàn)變量：自變量：加酶洗衣粉無關(guān)變量：其他條件相同且適宜(如溫度、pH等)(3)實(shí)驗(yàn)步驟：步驟燒杯編號(hào)注入自來水500 mL500 mL500 mL加入物質(zhì)(等量)奶漬布奶漬布奶漬布控制水溫37 37 37 加入洗衣粉(等量)蛋白酶洗衣粉復(fù)合酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉用玻璃棒攪拌5 min5 min5 min觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象特別提醒：該實(shí)驗(yàn)探究多種加酶洗衣粉對同一污漬的洗滌效果，也可以探究同一種加酶洗衣粉對于不同污漬的洗滌效果。五、直接使用酶、固定化酶、固定化細(xì)胞的比較直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞酶的種數(shù)一種或幾種一種一系列酶制作方法化學(xué)結(jié)合固定化、物理吸附固定化包埋法固定化是否需要營養(yǎng)物質(zhì)否否是續(xù)表 直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞反應(yīng)底物各種物質(zhì)(大分子、小分子)各種物質(zhì)(大分子、小分子)小分子物質(zhì)缺點(diǎn)對環(huán)境條件非常敏感，易失活難回收，成本高，影響產(chǎn)品質(zhì)量不利于催化一系列的酶促反應(yīng)反應(yīng)物不易與酶接近，尤其是大分子物質(zhì)，反應(yīng)效率下降優(yōu)點(diǎn)催化效率高、耗能低、污染低既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離可以反復(fù)利用成本低、操作容易熱點(diǎn)突破題型一果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用典例1果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要成分之一。果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁和胞間層。在果汁生產(chǎn)中應(yīng)用果膠酶可以提高出汁率和澄清度。請你幫助完成以下有關(guān)果膠酶和果汁生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)課題。實(shí)驗(yàn)用具和材料：磨漿機(jī)、燒杯、試管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、紗布等；蘋果、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液、蒸餾水等。課題一驗(yàn)證果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用實(shí)驗(yàn)方法及步驟：(1)將蘋果洗凈去皮，用磨漿機(jī)制成蘋果泥，加入適量蒸餾水備用。(2)取兩個(gè)100 mL的潔凈的燒杯，編號(hào)1、2，按相應(yīng)程序進(jìn)行操作，請把表中未填寫的內(nèi)容填上。操作順序項(xiàng)目燒杯12在燒杯中加入蘋果泥20 mL20 mL2 mL注入蒸餾水在恒溫水浴中保溫，并用玻璃棒不斷攪拌10 min10 min( 3 ) 取 兩 個(gè) 燒 杯 ， 同 時(shí) 進(jìn) 行 過 濾 。 觀 察 ( 或 比較)_，并記錄結(jié)果。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測及結(jié)論：如果是_，則說明果膠酶對果膠的水解具有催化作用。課題二探究果膠酶催化果膠水解的最適 pH本課題實(shí)驗(yàn)步驟中，在完成課題一中的(1)(2)步驟中編號(hào)、編組之后，有下面兩種操作：方法一：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中蘋果泥相混合，再把混合液的 pH分別調(diào)至4、5、6、10。方法二：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥的 pH分別調(diào)至4、5、6、10，再把 pH相等的果膠酶溶液和蘋果泥相混合。 (1)請問上述哪一種方法更科學(xué)_，理由是：_。 (2)該實(shí)驗(yàn)步驟中也有玻璃棒攪拌的操作，其目的是使_，以減少實(shí)驗(yàn)誤差。 (3)如果用曲線圖的方式記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在現(xiàn)有的條件下，以橫坐標(biāo)表示 pH，縱坐標(biāo)表示_(填“果汁體積”或“試管容積”)，實(shí)驗(yàn)操作和記錄是比較切實(shí)可行的。根據(jù)你對酶特性的了解，請?jiān)谙聢D中選擇一個(gè)最可能是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖_。解析：解答實(shí)驗(yàn)題的關(guān)鍵是要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，搞清?shí)驗(yàn)原理，根據(jù)單一變量原則找到單一變量，控制其他變量，以及盡量減少實(shí)驗(yàn)誤差。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)結(jié)果要與實(shí)驗(yàn)?zāi)康南鄬?yīng)，回答語言要簡潔、準(zhǔn)確。課題二中的探究性實(shí)驗(yàn)需要遷移教材上的基本實(shí)驗(yàn)(探究溫度和pH對酶的活性的影響)來解答。在復(fù)習(xí)中要特別注意像“果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用”這種與生產(chǎn)、生活相聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)素材。課題一中，實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮苊鞔_“驗(yàn)證果膠酶可以提高出汁率和澄清度”，不難找出對照實(shí)驗(yàn)的單一變量是果膠酶溶液和蒸餾水，且都為2 mL。由于是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果應(yīng)與前面的實(shí)驗(yàn)?zāi)康南鄬?yīng)，即相同時(shí)間內(nèi)1號(hào)燒杯濾出的果汁體積比2號(hào)燒杯濾出的果汁體積大，澄清度高。課題二中方法二是將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的pH分別調(diào)至4、5、6、10，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋果泥相混合。這樣操作能夠確保酶的反應(yīng)環(huán)境從一開始便達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)的pH。否則，由于酶有高效性，在升高或降低pH過程中把果膠分解了，造成錯(cuò)解。實(shí)驗(yàn)中玻璃棒攪拌的目的，是使酶和果膠充分地接觸，以減少實(shí)驗(yàn)誤差。對于實(shí)驗(yàn)結(jié)果以坐標(biāo)圖的形式表示，以橫坐標(biāo)表示pH，縱坐標(biāo)表示果汁體積較恰當(dāng)。根據(jù)在一定范圍內(nèi)，隨著pH的增加，酶的活性增強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)果汁體積增大；當(dāng)超過最適 pH后，隨著pH的增加，酶的活性減弱，單位時(shí)間內(nèi)果汁體積減小。答案：課題一(2)(3)相同時(shí)間內(nèi)濾出的果汁體積和果汁的澄清度(4)相同時(shí)間內(nèi)1號(hào)燒杯濾出的果汁體積比2號(hào)燒杯濾出的果汁體積大，澄清度高操作順序項(xiàng)目燒杯12注入果膠酶溶液2 mL課題二(1)方法二操作能夠確保酶的反應(yīng)環(huán)境從一開始便達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)的pH(2)酶和反應(yīng)物果膠充分地接觸(3)果汁體積甲題型二酶母細(xì)胞的固定化技術(shù)典例2如圖為固定化酶的反應(yīng)柱示意圖，請據(jù)圖回答：(1)請?jiān)跈M線上填出各標(biāo)號(hào)的名稱。_，_，_。(2)與一般酶制劑相比，固定化酶的突出優(yōu)點(diǎn)是_，固定化細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是_。(3)的作用是_。(4)制作固定化葡萄糖異構(gòu)酶所用的方式有_或_。( 5 ) 據(jù) 圖 說 出 反 應(yīng) 柱 的 作 用 原 理 ：_。解析：與一般的酶制劑相比，固定化酶不僅能與反應(yīng)物充分接觸，還能與產(chǎn)物分離，并且可以反復(fù)利用。但是與固定化細(xì)胞相比，固定化酶不能催化一系列的化學(xué)反應(yīng)，并且固定化細(xì)胞成本更低，操作更容易。使用固定化酶技術(shù)往往利用一個(gè)反應(yīng)柱，反應(yīng)柱下端有一個(gè)分布著小孔的篩板，酶顆粒無法通過篩板，而反應(yīng)液卻可以自由出入。答案：(1)反應(yīng)柱固定化酶分布著小孔的篩板(2)既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，能被反復(fù)利用成本更低，操作更容易(3)酶顆粒無法通過，反應(yīng)溶液卻可以自由出入(4)將酶相互連接起來將酶吸附在載體表面上(5)反應(yīng)物溶液從反應(yīng)柱上端注入，使反應(yīng)物溶液流過反應(yīng)柱，與固定化酶接觸，得到產(chǎn)物，從反應(yīng)柱下端流出題型三植物的組織培養(yǎng)典例3植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中加有激素。下表是培養(yǎng)基中兩種植物激素在不同比例時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。請分析回答：(其中6BA是細(xì)胞分裂素，IAA是生長素)實(shí)驗(yàn)組別1234激素種類及激素濃度關(guān)系6BA6BAAA6BAAA6BAAA結(jié)果組織塊產(chǎn)生愈傷組織組織塊分化出芽愈傷組織不斷生長愈傷組織有生根趨勢(1)促進(jìn)愈傷組織產(chǎn)生的條件是_，愈傷組織生長的條件是_。(2)芽的分化條件是_，根的分化條件是_。(3)在植物組織培養(yǎng)中，脫分化可用的激素組合是實(shí)驗(yàn)_和實(shí)驗(yàn)_中的激素濃度關(guān)系，再分化時(shí)可用激素組合是實(shí)驗(yàn)_和實(shí)驗(yàn)_中的激素濃度關(guān)系。整個(gè)實(shí)驗(yàn)表明，植物的生根、發(fā)芽等生命活動(dòng)是_的結(jié)果。(4)植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中，除激素外，還必須含有_，它的成分至少應(yīng)該含有_、_等。( 5 ) 判 斷 愈 傷 組 織 是 否 產(chǎn) 生 的 依 據(jù) 是 看 是 否 產(chǎn) 生 了_的細(xì)胞。解析：本題考查了植物組織培養(yǎng)基中生長素和細(xì)胞分裂素使用的有關(guān)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生利用生物知識(shí)分析、解決問題的能力。從表中數(shù)據(jù)可以看出，只有靠細(xì)胞分裂素和生長素的共同作用及適當(dāng)?shù)谋壤?，才能使組織培養(yǎng)過程順利進(jìn)行。培養(yǎng)基中必須具備植物激素、礦質(zhì)元素、有機(jī)物等營養(yǎng)物質(zhì)。而愈傷組織的特點(diǎn)是細(xì)胞排列成疏松無規(guī)則、無定形狀態(tài)。答案：(1)必須有細(xì)胞分裂素細(xì)胞分裂素和生長素含量相等(2)細(xì)胞分裂素的含量大于生長素生長素的含量大于細(xì)胞分裂素(3)1324多種激素共同作用(4)營養(yǎng)物質(zhì)礦質(zhì)元素有機(jī)物(5)排列疏松而無規(guī)則，無定形狀態(tài)隨堂演練1下圖是利用基因型為AaBb的某二倍體植物作為實(shí)驗(yàn)材料所做的一些實(shí)驗(yàn)示意圖，請分析回答：答案：(1)植物組織培養(yǎng)(2)AB、Ab、aB、ab減數(shù)分裂時(shí)因無同源染色體，因而無法進(jìn)行正常聯(lián)會(huì)，故不能形成正常的生殖細(xì)胞(3)細(xì)胞分裂素與生長素(4)相同(5)營養(yǎng)生殖(或無性生殖)有性生殖(6)9/162(2008江蘇生物)為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果，將一種無酶洗衣粉分成3等份，進(jìn)行3組實(shí)驗(yàn)。甲、乙組在洗衣粉中加入1種或2種酶，丙組不加酶，在不同溫度下清洗同種化纖布上的2種污漬，其他實(shí)驗(yàn)條件均相同，下表為實(shí)驗(yàn)記錄。請回答下列問題。(1)提高洗衣粉去污能力的方法有_。甲組在洗衣粉中加入了_。乙組在洗衣粉中加入了_。( 2 ) 甲 、 乙 組 洗 滌 效 果 的 差 異 ， 說 明 酶 的 作 用 具 有_。(3)如果甲、乙和丙3組均在水溫為80 時(shí)洗滌同一種污漬，請 比 較 這 3 組 洗 滌 效 果 之 間 的 差 異 并 說 明 理 由 。_。解析：本題考查有關(guān)酶的相關(guān)知識(shí)。通過表格數(shù)據(jù)獲取有效的解題信息是解本題的關(guān)鍵。通過表格比較容易得出：在1050 的范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，酶的去污能力增強(qiáng)；加入酶的洗衣粉的去污能力比未加酶的強(qiáng)。血漬中主要成分是血紅蛋白，油漬中主要成分是脂肪，根據(jù)甲、乙兩組去除血漬和油漬的能力比較，能夠得出甲組加入了蛋白酶，乙組加入了蛋白酶和脂肪酶。兩組去污能力的差異也正好說明酶具有專一性。酶在高溫的情況下會(huì)變性失活，因此甲、乙、丙3組在水溫為80 時(shí)，效果一樣。答案：(1)加酶和適當(dāng)提高溫度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶(2)專一性(3)沒有差異，因?yàn)楦邷厥姑甘Щ?(2008上海生物)利用纖維素解決能源問題的關(guān)鍵，是高性能纖維素酶的獲取。請完善實(shí)驗(yàn)方案，并回答相關(guān)問題。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕容^三種微生物所產(chǎn)生的纖維素酶的活性。實(shí)驗(yàn)原理：纖維素酶催化纖維素分解為葡萄糖，用葡萄糖的產(chǎn)生速率表示酶活性大小；用呈色反應(yīng)表示葡萄糖的生成量。實(shí)驗(yàn)材料：三種微生物(AC)培養(yǎng)物的纖維素酶提取液，提取液中酶蛋白濃度相同。實(shí)驗(yàn)步驟：(1)取四支試管，分別編號(hào)。(2)在下表各列的一個(gè)適當(dāng)位置，填寫相應(yīng)試劑的體積量，并按表內(nèi)要求完成相關(guān)操作。試管號(hào)試劑(mL)1234蒸餾水1.41.41.4pH7.5的緩沖液0.20.20.2纖維素懸浮液0.30.30.3微生物A提取液0.1微生物B提取液微生物C提取液0.1總體積2.02.02.02.0(3)將上述四支試管放入37 的水浴中，保溫1 h。(4)在上述四支試管中分別加入_試劑，搖勻后，進(jìn)行_處理。(5)觀察比較實(shí)驗(yàn)組的三支試管與對照組試管的顏色及其深淺。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：微生物A提取物微生物B提取物維生物C提取物顏色深淺程度分析討論： (1)該實(shí)驗(yàn)中的對照組是_號(hào)試管。(2)實(shí)驗(yàn)組試管均呈現(xiàn)的顏色是_，但深淺不同。(3)上述結(jié)果表明：不同來源的纖維素酶，雖然酶蛋白濃度相同，但活性不同。若不考慮酶的最適pH和最適溫度的差異，其可能原因是_。(4)你認(rèn)為上述三種微生物中，最具有應(yīng)用開發(fā)價(jià)值的是_。(5)從解決能源問題的角度，開發(fā)這種纖維素酶的意義在于_。解析：本題考查了對微生物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的分析綜合能力。解決這類題目首先要對題中所給信息了解透徹。纖維素在纖維素酶的作用下分解產(chǎn)物是葡萄糖，用葡萄糖的產(chǎn)生來表示酶活性的大小，用呈色反應(yīng)表示葡萄糖的生成量?？梢杂冒嗍显噭﹣頇z測葡萄糖的生成，加熱后根據(jù)生成顏色的深淺來判斷葡萄糖的生成量。明確了這幾點(diǎn)后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則：對照原則、等量原則、單一變量原則等，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與分析。要比較三種微生物所產(chǎn)生的酶的活性，所以所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)組是三組，對照組是一組，這四組所用液體的量是一致的(體現(xiàn)等量原則)，實(shí)驗(yàn)組與對照組相比只有一個(gè)變量，實(shí)驗(yàn)組之間相比它們的變量各不相同。據(jù)此可完成題中表格的填寫。4號(hào)管作為對照組，其余三支管加入的是等量的不同微生物的提取液0.1 mL,4號(hào)管中加入的是等量的蒸餾水，所以在添加蒸餾水一欄中加入的是(1.40.1)mL，這樣保證了試管中液體總量的相等。從題中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出微生物B提取液即2號(hào)管中顏色最深，說明纖維素酶活性最強(qiáng)。微生物B的開發(fā)利用價(jià)值最大，若開發(fā)成功就可將葡萄糖用做制取酒精的原料，也可用纖維素代替化石能源。從酶的角度來考慮不同的酶是由不同的基因控制合成的，構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的數(shù)量、種類、排列順序以及肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同，也就使不同酶的功能有所差異。答案：實(shí)驗(yàn)步驟：(2)試管號(hào)試劑(mL)1234蒸餾水1.5pH7.5的緩沖液0.2纖維素懸浮液0.3微生物A提取液微生物B提取液0.1微生物C提取液總體積(4)班氏加熱(加熱至沸騰)分析討論(1)4(2)紅黃色(3)不同酶的氨基酸序列不同(不同酶的空間結(jié)構(gòu)不同)(4)微生物B(5)葡萄糖可用做制取酒精的原料；用纖維素代替化石能源(言之有理即給分)