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[考纲考频]1.植物的组织培养(3年3考)2.酶在食品制造和洗涤等方面的应用(3年5考)3．制备和应用固定化酶(3年4考)1．植物组织培养的基本过程2．菊花组织培养过程(1)影响植物组织培养的主要因素：①选材：一般选择植株的茎上部新生的侧枝。②营养供应培养基：常用MS培养基营养成分：大量元素、微量元素、有机物、植物激素未开花(2)实验操作过程：3．月季的花药培养(1)被子植物的花粉发育过程：花粉母细胞小孢子母细胞⇒⇒⇒双核期⇒花粉粒(2)产生花粉植株的两条途径：(3)影响花药培养的因素：①主要因素：和。②月季花药培养一般选择期。四分体时期单核期材料的选择培养基的组成单核1．植物细胞的全能性(1)概念：生物体的每一个细胞都含有本物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全套基因。(2)原因：细胞含有本物种全部的遗传信息。(3)体内细胞全能性不表达的原因：基因在特定的时间和空间条件下选择性表达，细胞分化形成不同的组织、器官。(4)高度分化的细胞全能性表达的条件：①离体状态。②营养物质：有机营养、无机营养。③植物激素：生长素、细胞分裂素。④无菌、适宜的外界条件。2．植物组织培养的方式和过程(1)方式：愈伤组织培养(固体培养基)和细胞悬浮培养(液体培养基)。(2)过程：脱分化和再分化。(3)脱分化和再分化的比较项目脱分化再分化过程外植体→愈伤组织愈伤组织→幼苗形成体特点排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞生根、发芽需要条件a.离体；b.适宜的营养；c.生长素和细胞分裂素的比例适中；d.遮光a.离体；b.适宜的营养c.生长素和细胞分裂素的比例高或低分别诱导生根或发芽；d.适宜光照3.植物组织培养技术和花药离体培养技术的异同项目植物组织培养技术花药离体培养技术理论依据植物细胞的全能性基本过程外植体――→脱分化愈伤组织――→再分化丛芽――→诱导生根―→移栽；无菌技术及接种操作基本相同相同点影响因素选材、营养、激素、pH、温度、光照等选材体细胞生殖细胞(精子)不同点生殖方式无性生殖有性生殖4.花粉植株(单倍体植株)产生的两种途径注：两条途径取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。实验操作中易错的几个问题(1)材料的选取：菊花的组织培养实验中，应选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝；月季花药的培养实验中，应选择花粉发育过程中的单核靠边期的花粉进行培养。(2)外植体消毒：所用消毒剂为体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化汞溶液，所使用的清洗液是无菌水。(3)培养过程：在初期，菊花的组织培养需光照，月季花药的培养不需光照；而在后期均需光照。(4)月季花药培养得到的并不都是单倍体植株：花粉壁发育成二倍体，花药发育成单倍体。(5)花药开裂长出愈伤组织或释放出胚状体时，应及时转移到分化培养基上。角度一以基础判断或案例分析的形式，考查植物的组织培养1．判断正误(1)(2012·广东卷T2A)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是植物组织培养。()(2)[2012·山东卷T34(3)改编]由外植体经过脱分化过程形成愈伤组织，由愈伤组织经过再分化过程形成胚状体。()√√(3)[2012·山东卷T34(3)]外植体的消毒所需酒精的体积分数是70%。()(4)[2012·山东卷T34(2)]培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值高时，有利于芽的分化。()(5)(2011·上海卷T22A)外植体可以来自植物的任何细胞。()(6)(2011·江苏卷T16A)愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞。()×××√2．(2012·全国卷)为了探究6－BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在MS培养基中加入6－BA和IAA，配制成四种培养基(见表)，灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率(m)，以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)，结果如下表。浓度(mg·L－1)培养基编号6－BAIAAm(%)n(个)1076.73.120.177.46.130.266.75.340.50.560.05.0回答下列问题：(1)按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为_____和_____两类。上述培养基中，6－BA属于____类生长调节剂。(2)在该实验中，自变量是________，因变量是_________，自变量的取值范围___________。(3)从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是________号培养基。(4)为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入________(选填“6－BA”或“IAA”)。解析：植物组织培养所用的培养基的主要成分有无机盐(大量元素和微量元素)、有机物，常常还需要添加植物激素。根据实验结果可知，本实验所用培养基中加入的6－BA属于细胞分裂素类生长调节剂。根据表中所列数据及实验结果可知，本实验自变量是IAA浓度，其取值范围是0～0.5mg·L－1，因变量是再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)。当生长素用量与细胞分裂素用量的比值高时，有利于根的分化，所以为了诱导菊花试管苗生根，培养基中一般不加入6－BA。答案：(1)大量元素微量元素细胞分裂素(2)IAA浓度再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)0～0.5mg·L－1(3)1(4)6－BA3．(2010·安徽高考)草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代。导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：外植体――→①愈伤组织――→②芽、根―→植株请回答：(1)微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取_______作为外植体，其依据是______________。(2)在过程①中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和________，在配制好的培养基中，常常需要添加________，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后2～5d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是________。(3)在过程②中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是___________________________。解析：(1)微型繁殖技术一般选取植物的茎尖或根尖，因为此处的分生组织刚刚形成，被病毒感染的机会很少或无病毒。(2)MS培养基的主要成分除了大量元素、微量元素还应含有有机养分，如蔗糖。培养基中添加植物激素能促进细胞的分裂或分化，培养过程应对外植体彻底消毒，否则会引起杂菌污染。(3)由愈伤组织诱导生根的培养基中，生长素类物质用量应比细胞分裂素类物质用量高；反之诱导芽的生长。答案：(1)茎尖(或根尖)茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒(2)有机物植物激素外植体消毒不彻底(3)培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低植物激素在组织培养过程中的重要作用生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。其作用及特点为：(1)在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强趋势。(2)使用顺序不同，结果不同，具体如下：使用顺序实验结果先使用生长素，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高(3)用量比例不同，结果也不同：生长素用量细胞分裂素用量的比值高：利于根的分化、抑制芽的形成低：利于芽的分化、抑制根的形成适中：促进愈伤组织的生长角度二以案例分析的形式，考查植物的花药培养4．植物的花药培养在育种上有特殊的意义。植物组织培养可用于无病毒植株及细胞产物的工厂化生产等方面。请回答相关问题：(1)利用月季的花药离体培养产生单倍体时，选材非常重要。一般来说，在_____期花药培养的成功率最高。为了选择该期的花药，通常选择_____的花蕾。确定花粉发育时期最常用的方法有______法，但是对于花粉细胞核不易着色的植物，需采用________法，该法能将花粉细胞核染成_____色。(2)若要进行兰花无病毒植株的培育，首先选择兰花的____________作为外植体。从外植体到无病毒植株试管苗，要人为控制细胞的________和________过程。(3)进行组织培养需配制MS培养基，在该培养基中常需要添加________、________等植物激素。欲有利于根的分化，植物激素的用量比例应为_________________。(4)不同植物的组织培养除需营养和激素外，__________等外界条件也很重要。(5)无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素，下列各项中使用化学药剂进行消毒的是________，采用灼烧方法进行灭菌的是________。(填序号)①培养皿②培养基③实验操作的双手④三角锥形瓶⑤接种环⑥花蕾解析：(1)早期的花药比后期的更容易培养成功。一般来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。该时期的花药通常存在于完全未开放的花蕾中。(2)根尖、茎尖约0～0.1mm区域中几乎不含病毒。病毒通过维管系统移动，而分生组织中不存在维管系统，且茎尖分生组织中，代谢活力高，竞争中病毒复制处于劣势。(3)生长素与细胞分裂素等植物激素可调节脱分化和再分化。当生长素含量多于细胞分裂素含量时，利于生根。(4)植物培养时，除需要营养、激素外，还需要适宜的温度、pH和光照等。(5)对实验器具进行灭菌处理，对实验过程中的具有生物活性的材料或用具进行消毒处理。答案：(1)单核靠边完全未开放醋酸洋红焙花青－铬矾蓝黑(2)茎尖分生组织脱分化(或去分化)再分化(3)生长素细胞分裂素生长素多于细胞分裂素(4)pH、温度和光照(5)③⑥⑤1．果胶酶在果汁生产中的作用(1)果胶酶的组成及作用果胶酶包括、和果胶酯酶，能使果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，瓦解和胞间层。多聚半乳糖醛酸酶果胶分解酶植物细胞壁(2)酶的活性及影响酶活性的因素①酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力，可用来表示。②影响酶活性的因素：温度、pH和等条件都会影响酶的活性。2．酵母细胞的固定化(1)概念：固定化酶和固定化细胞技术是利用方法将酶或细胞固定在的技术。反应速率酶的抑制物理或化学一定空间内(2)方法：包埋法、法和物理吸附法。(3)实验操作：酵母细胞的↓配制物质的量浓度为0.05mol/L的↓配制溶液↓海藻酸钠溶液与酵母细胞混合↓酵母细胞化学结合活化CaCl2溶液海藻酸钠固定化1．探究影响果胶酶活性因素实验的分析(1)实验原理：果胶酶活性受温度、pH或酶抑制剂的影响，在最适温度或pH时，其活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小呈正相关。(2)实验原则：遵循单一变量原则、对照原则，严格控制变量，尽量减少无关变量的影响。(3)设计实验：探究最适温度时，pH为不变量(无关变量)，最好是最适pH；探究最适pH时，温度为不变量(无关变量)，最好是最适温度。(4)三个实验的变量分析实验名称(目的)自变量因变量注意事项探究温度对果胶酶活性的影响温度果汁量(澄清度)①底物和酶在混合时的温度是相同的；②温度梯度越小，实验结果越精确；③苹果泥和果胶酶用量在各个试管应相同；④pH应为最适pH探究pH对果胶酶活性的影响pH果汁量(澄清度)①温度应为最适温度；②pH梯度可用NaOH和盐酸调节；③用玻璃棒搅拌使反应充分进行探究果胶酶的用量果胶酶的用量果汁量(澄清度)①制备苹果匀浆后迅速加热，使苹果匀浆中的果胶酶变性；②温度、pH应为最适且保持不变果胶酶与纤维素酶的比较种类组成作用果胶酶多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等催化果胶水解成为可溶性半乳糖醛酸纤维素酶C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶纤维素――→C1酶CX酶纤维二糖――→葡萄糖苷酶葡萄糖2.探讨加酶洗衣粉的洗涤效果(1)实验原理：酶的催化作用具有专一性，复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多，与单一加酶洗衣粉相比，对各种污渍都有较好的洗涤效果。(2)实验变量①自变量：酶的种类。②无关变量：其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。根据单一变量原则和等量原则可知，自来