云南省昆明市2014屆高三生物 雙基模擬高考對接 植物的組織培養(yǎng)技術和酶的研究和應用（含解析）

1、課后練習 實戰(zhàn)沖關考題反饋抓落實 自主演練我成功1.根據(jù)下列材料回答問題。人工種子是人們模仿天然種子結(jié)構(gòu)制造出來的生命有機體，它能像種子一樣萌發(fā)生長，長成植物。人工種子的核心部件是被外層物質(zhì)包埋的具有類似種子胚功能的胚狀體。胚狀體不同于一般的種子胚，是由非合子細胞分化形成的類似于胚的結(jié)構(gòu)物。胚狀體在一定的條件下，可以通過發(fā)育形成植株。胚狀體可從懸浮培養(yǎng)的單細胞中得到，也可通過試管培養(yǎng)的愈傷組織、花粉或胚囊獲得。將胚狀體包埋在一個能提供營養(yǎng)的膠質(zhì)中，便成了所謂的“人工種子”。自從1958年F.C.斯圖爾德和J.賴爾特分別對胡蘿卜進行誘導得到胚狀體至今，約有200多種植物培養(yǎng)出了胚狀體。我國利用組

2、織培養(yǎng)技術已成功地在煙草、水稻、小麥和玉米等作物上誘導出了胚狀體。各國正著手將人工種子推向商品化。(1)植物的胚狀體是_的產(chǎn)物。培育胚狀體利用了_這一項生物技術。(2)包埋胚狀體的膠質(zhì)可看作種子的_部分。(3)該項技術的成功應用，反映了細胞的_性。(4)由人工種子萌發(fā)出的植株是否可育？(5)人工種子的研究和商品化有何意義？答案：(1)無性繁殖組織培養(yǎng)(2)提供營養(yǎng)的胚乳或子葉(3)全能(4)若是由花粉發(fā)育而來則不可育，若是由體細胞發(fā)育而來則可育。(5)可實現(xiàn)種子的工業(yè)化生產(chǎn)，節(jié)約糧食；可用于苗木的快速繁殖和去病毒苗的培養(yǎng)；可用于鞏固雜種優(yōu)勢；對研究細胞的生長和分化過程中的遺傳、生理、生化和代謝

3、有著重要意義。解析：本題考查了人工種子的培育原理和意義。由于人工種子的培育沒有經(jīng)過生殖細胞的結(jié)合，利用的是植物組織培養(yǎng)技術，所以是無性繁殖。其基本原理是植物細胞的全能性。制作人工種子時，要在胚狀體外面包上營養(yǎng)物質(zhì)，相當于胚乳或子葉。最后兩小題答案合理即可。2某班同學在學完菊花的組織培養(yǎng)內(nèi)容之后，決定利用課余時間去實踐這項技術，培養(yǎng)出美國的菊花來美化教室的環(huán)境。(1)在制備MS固體培養(yǎng)基時先根據(jù)_進行計算。MS培養(yǎng)基含有_種營養(yǎng)元素。其中_6種元素屬大量元素；_8種元素屬微量元素，能源物質(zhì)是_。由于菊花的莖段組織培養(yǎng)比較容易，所以不必加_。(2)將分裝好的培養(yǎng)基連同培養(yǎng)器械一起進行_滅菌。(3)

4、選取菊花的_部分進行外植體消毒，在消毒時既要考慮_，又要考慮_，所以分別用_的酒精和_的氯化汞消毒，消毒時間不宜過長。(4)接種時要特別注意_，每瓶接種_塊外植體。將接完種的錐形瓶放在_中培養(yǎng)，培養(yǎng)期間定期消毒。溫度控制在_并每日用日光燈光照12 h。(5)若干天后發(fā)現(xiàn)有些錐形瓶中生長出可愛的菊花幼苗，有的錐形瓶中培養(yǎng)失敗還長出很多細菌菌落，試分析其原因。幼苗在移栽入土之前需要進行哪些處理工作？答案：(1)植物組織對各物質(zhì)的需求量20多N、P、K、Ca、Mg、SB、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co蔗糖植物激素(2)高壓蒸汽(3)生長旺盛的嫩枝藥劑的消毒效果植物的耐受能力體積分數(shù)為70%質(zhì)

5、量分數(shù)為0.1%(4)插入時的方向，不要倒插68無菌箱1822(5)接種時操作不規(guī)范，培養(yǎng)基中混入細菌或培養(yǎng)基滅菌不徹底。移栽生根的試管苗之前，應先打開培養(yǎng)瓶的封口膜，讓試管苗在培養(yǎng)間生長幾日。然后用流水清洗根部的培養(yǎng)基，將幼苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境下生活一段時間，等幼苗長壯后再移栽到土壤中。解析：本題考查對基本知識和基本操作的識記理解能力。許多問題出自課本，只要熟習教材，大多可以從教材上找到相關答案。對于MS培養(yǎng)基中的14種礦質(zhì)元素，考查的是植物培養(yǎng)必需的14種礦質(zhì)元素。包括大量元素N、P、S、K、Ca、Mg和微量元素 Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、I、Co。組織培養(yǎng)被雜菌污染

6、是無菌操作不規(guī)范造成的。3若用“”表示植物組織培養(yǎng)過程。請回答：(1)表示_，被培養(yǎng)成的原理是_。(2)表示_，其細胞特點是_。(3)若想制備人工種子應選用_(填標號)。(4)若為花藥，則是_，這項技術可用于_。(5)若是胡蘿卜根尖細胞，則培養(yǎng)成的葉片的顏色是_，說明根尖細胞_。(6)若用此項技術制造治療燙傷、割傷的藥物紫草素，培養(yǎng)將進行到_(填標號)。答案：(1)離體的植物器官、組織或細胞植物細胞具有全能性(2)愈傷組織細胞排列疏松、高度液泡化、細胞壁薄(3)(4)單倍體單倍體育種(5)綠色含有表達葉綠體的基因(6)解析：本題考查植物組織的培養(yǎng)過程：離體的植物細胞、組織或器官愈傷組織芽、根植

7、物體，植物細胞能發(fā)育成植物體的根本原因是植物細胞的全能性，愈傷組織的特點是：高度液泡化，細胞排列疏松而無規(guī)則，無定形狀態(tài)。由配子發(fā)育成的個體叫單倍體，這種育種方式叫單倍體育種。一個植物體的所有細胞中都含有本個體的全部基因，有的細胞含葉綠體，有的細胞不含葉綠體，是基因的選擇性表達的結(jié)果。4工業(yè)生產(chǎn)果汁時，常常利用果膠酶破除果肉細胞壁以提高出汁率，為研究溫度對果膠酶活性的影響，某學生設計了如下實驗：將果膠酶與蘋果泥分裝于不同試管，在10 水浴中恒溫處理10 min(如圖A)。將步驟處理后的果膠酶和蘋果泥混合，再次在10 水浴中恒溫處理10 min(如圖B)。將步驟處理后的混合物過濾，收集濾液，測果

8、汁量(如圖C)。在不同溫度條件下重復以上實驗步驟，并記錄果汁量如下表：溫度()1020304050607080果汁量(mL)813152515121110根據(jù)上述實驗，請分析回答下列問題：(1)果膠酶能破除細胞壁，是因為果膠酶可以促進細胞壁中_的水解。(2)實驗結(jié)果表明，當溫度為_時果汁量最多，此時果膠酶的活性_。當溫度再升高時，果汁量降低，說明_。(3)實驗步驟的目的是_。答案：(1)果膠(2)40 最高酶活性降低(3)避免果汁和果膠酶混合時影響混合物溫度，從而影響果膠酶活性解析：本題是對果膠酶活性在不同溫度下的定量測定。(1)細胞壁和胞間層的主要組成成分之一是果膠，而果膠酶則是水解果膠的一

9、類酶的總稱。(2)通過表中數(shù)據(jù)可知：在40 時，產(chǎn)生的果汁量最多，在題中所給的溫度范圍內(nèi)，40 時酶活性最高。當溫度升高時，出汁量降低，酶的催化活性降低。(3)因為酶具高效性，將底物與酶的溫度都達到預定值后再混合，避免其事先發(fā)生反應，而引起結(jié)果不準確。5以下是生啤酒的釀造實驗。請回答問題。實驗原理：固定化酵母細胞的凝膠珠由酵母細胞和海藻酸鈉組成，麥芽汁可以滲入到由海藻酸鈉和啤酒酵母制成的凝膠珠中。啤酒酵母可以利用自身細胞內(nèi)的一系列酶將可發(fā)酵性糖轉(zhuǎn)化成乙醇。實驗過程：(1)取新鮮斜面上的啤酒酵母，接種于10 mL麥芽汁液體培養(yǎng)基中，25 培養(yǎng)2430 h。(2)取1.6 g海藻酸鈉于無菌小燒杯中

10、，加無菌水少許調(diào)成糊狀，再加入無菌水至40 mL，在98 kPa條件下滅菌15 min。冷卻到45 左右，與預熱至35 左右的10 mL酵母培養(yǎng)液混合攪拌均勻，立即倒入帶噴嘴的無菌小塑料瓶中(或裝有5號針頭的注射器外套中)，以恒定的速度滴入盛有葡萄糖、氯化鈣混合液的容器中，浸泡30 min制成凝膠珠。(3)倒去葡萄糖、氯化鈣混合液，用無菌水洗滌凝膠珠三次后，將凝膠珠放入500 mL三角瓶中，加入300 mL無菌麥芽汁液體培養(yǎng)基，置于25 下封口發(fā)酵5 d左右，倒出發(fā)酵后的麥芽汁即為生啤酒。(1)凝膠珠是由什么組成的？它有什么作用？(2)如果進行多批次的生產(chǎn)，本實驗中的啤酒酵母與普通發(fā)酵中的酶或

11、菌種在使用上有何區(qū)別？(3)固定化酶和固定化細胞技術是利用_或_方法將酶或細胞固定在一定空間內(nèi)的技術包括_、_和_。其中細胞多采用_固定化，而酶多采用_和_固定化。(4)制作成功的凝膠珠應用_，其顏色為_。將凝膠珠加入用于發(fā)酵的葡萄糖溶液后發(fā)現(xiàn)有_產(chǎn)生，同時有_味散發(fā)。(5)固定化酵母細胞與固定化酶相比具有什么優(yōu)點？答案：(1)凝膠珠由啤酒酵母和固定酵母菌的海藻酸鈉組成。啤酒酵母能產(chǎn)生酶，將滲入凝膠珠的麥芽汁中的糖發(fā)酵，進而轉(zhuǎn)化成乙醇。(2)將生啤酒倒出后，將凝膠珠再投放入新鮮的麥芽汁中，可以在較長時間內(nèi)反復連續(xù)使用，而普通發(fā)酵中的酶或菌種不能反復使用。(3)物理化學包埋法化學結(jié)合法物理吸附法

12、包埋法化學結(jié)合法物理吸附法(4)蒸餾水沖洗淺黃色氣泡酒(5)二者均可用攪拌或反應柱形式與底物溶液接觸，可以在較長時間內(nèi)反復、連續(xù)使用，降低酶的使用成本；可提高酶的穩(wěn)定性；便于嚴格控制酶促反應過程；容易與產(chǎn)物分開，提高產(chǎn)物的質(zhì)量。固定化細胞技術的發(fā)展比固定化酶技術更進一步，它省去了酶的分離、純化工序，同時酶的活性更加穩(wěn)定。解析：本題通過生啤酒的釀造實驗介紹，更好地理解固定化細胞技術的原理，由題干可知凝膠珠是由啤酒酵母和固定酵母菌的海藻酸鈉組成，通過固定化酵母細胞的制備過程，更好地理解固定化細胞技術的優(yōu)點。6某同學為探究加酶洗衣粉的洗滌效果，按下表的順序進行實驗操作：步驟燒杯(1 000 mL)注

13、入自來水500 mL500 mL500 mL500 mL放入帶油漬的衣服一件一件一件一件控制不同水溫10 10 min30 10 min50 10 min70 10 min加入等量加酶洗衣粉0.5 g0.5 g0.5 g0.5 g用玻璃棒攪拌5 min5 min5 min5 min觀察現(xiàn)象(1)該實驗的目的是_。(2)請分析該同學的實驗設計中存在的問題，并提出改進措施。(3)步驟3和步驟4能否調(diào)換？并說明理由。(4)、號燒杯中加入的自來水、洗衣粉、含油漬的衣服及保溫時間、攪拌速度和時間均相同，這是為了_，以便得出科學結(jié)論。答案：(1)探究不同溫度對加酶洗衣粉的洗滌效果的影響(2)應選用大小相同

14、的白布，分別滴加4滴同種的植物油，使油漬大小相同；選擇的水溫不合適，考慮洗滌成本，應根據(jù)當?shù)匾荒曛械膶嶋H氣溫變化來確定水溫，如選取5 、15 、25 、35 的水溫。(3)不能調(diào)換，因為加酶洗衣粉中的酶在常溫時會分解部分油漬。(4)避免因水量、水質(zhì)、洗衣粉的量、衣物的質(zhì)料、大小及浸泡時間和洗滌時間不同給實驗結(jié)果帶來誤差解析：根據(jù)題干中的實驗操作順序，可以判斷出該實驗的變量是溫度，即探究不同溫度對加酶洗衣粉的洗滌效果的影響。其他條件應保持一致，如水量、水質(zhì)、洗衣粉的量、衣物的質(zhì)料、大小及浸泡時間和洗滌時間等。在做實驗時，應先讓每一個實驗組處于所設置的溫度且恒定時，再加入洗衣粉，以保證酶發(fā)揮作用時

15、的溫度，即步驟3與步驟4不能調(diào)換。7(廣東高考)(1)商品化植酸酶主要來自微生物。在產(chǎn)酶菌株篩選過程中，常在基本培養(yǎng)基中添加不溶于水的植酸鈣制成固體平板，植酸鈣被植酸酶分解后可在平板上產(chǎn)生_，可根據(jù)其大小選擇目的菌株，所得菌株需要進一步測定植酸酶活性。活性測定可以植酸鈉作為底物，活性可用一定條件下單位時間的_表示。(2)利用上述所得菌株制備植酸酶的流程如圖：發(fā)酵液離心菌體去除含酶的發(fā)酵液透析透析液()去除粗提物()純化純酶中的主要成分為_； 中包含植酸酶等多種蛋白質(zhì)。請寫出一種純化得到植酸酶的方法及其依據(jù)。(3)為構(gòu)建基因工程菌，可用PCR等技術從上述菌株中克隆植酸酶基因。PCR反應包括多次循

16、環(huán)，每次循環(huán)包括三步：_。反應過程中打開模板DNA雙鏈的方法是_。(4)除植酸酶外，微生物還能應用在哪些酶的生產(chǎn)中？(至少寫兩種)答案：(1)透明圈植酸鈉的消耗量(減少量)或磷酸(肌醇)的生成量(產(chǎn)量)(2)小分子雜質(zhì)凝膠色譜法：根據(jù)蛋白質(zhì)之間的分子大小、吸附性質(zhì)等差異進行純化。(或電泳法：根據(jù)蛋白質(zhì)之間的電荷、分子大小等差異進行純化)(3)變性、復性和延伸(長)加熱(或高溫處理)(4)蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶解析：當植酸鈣被植酸酶分解以后，會在平板上出現(xiàn)透明圈。植酸酶活性高低可以用單位時間內(nèi)底物減少量來表示。(2)透析的目的是將酶與發(fā)酵液分開。分離不同種類的蛋白質(zhì)可以用凝膠色譜法，原理是根據(jù)

17、相對分子質(zhì)量大小。(3)PCR技術包括三步：變性復性延伸，變性的原理是采用加熱處理。(4)微生物產(chǎn)生酶的種類很多。例如蛋白酶、脂肪酶等。1.(2012·江蘇)下列關于“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗滌效果”的敘述，合理的是()A先用熱水溶解洗衣粉，再將水溫調(diào)節(jié)到最適溫度B實驗的觀察指標可以是相同洗滌時間內(nèi)污漬的殘留程度C相同pH時加酶洗衣粉洗滌效果好于普通洗衣粉D衣物質(zhì)地和洗衣粉用量不會影響實驗結(jié)果答案：B解析：本題考查“探究加酶洗衣粉的洗滌效果”實驗，意在考查考生對影響酶活性的因素與實驗的自變量和因變量等相關知識的分析能力。高溫會導致加酶洗衣粉中酶變性失活，所以不能用熱水溶解洗衣粉

18、，A錯誤；本實驗的目的是探究兩種洗衣粉的洗滌效果，所以觀察指標可以是相同洗滌時間內(nèi)污漬的殘留程度或達到同樣洗滌效果所需時間的長短，B正確；酶的活性受pH影響，在酶作用的適宜條件下，加酶洗衣粉的洗滌效果好于普通洗衣粉，C錯誤；酶具有專一性，加有蛋白酶的洗衣粉不能用于真絲、羊毛等衣料衣物的洗滌，適當增加洗衣粉的用量會使洗滌效果增強，D錯誤。2(2012·江蘇)下列關于酶和固定化酵母細胞的研究與應用的敘述，錯誤的是()A從酶的固定方式看，吸附法比化學結(jié)合法對酶活性影響小B作為消化酶使用時，蛋白酶制劑以口服方式給藥C尿糖試紙含有固定化的葡萄糖酶和過氧化氫酶，可以反復使用D將海藻酸鈉凝膠珠用無

19、菌水沖洗，目的是洗去CaCl2和雜菌答案：C解析：酶的固定方式有包埋法、化學結(jié)合法和物理吸附法，物理吸附的過程是利用吸附劑本身的表面張力，從而對附近的分子產(chǎn)生吸附，吸附劑不會與被吸附物質(zhì)發(fā)生化學反應而使其發(fā)生性質(zhì)改變，所以吸附法對酶活性影響很小，A項正確；消化酶在人體消化道內(nèi)發(fā)揮作用，蛋白酶制劑一般在最外面加上糖衣后通過口服方式給藥，B項正確；尿糖試紙是一種酶試紙，是將葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶和某種無色化合物固定在紙條上，制成測試尿糖含量的酶試紙，這種酶試紙與尿液相遇時，很快會因為尿液中葡萄糖含量的多少而呈現(xiàn)一定的顏色，再次使用時顏色會有掩蓋作用，所以不能反復利用，C項錯誤；制備固定化酵母細胞

20、時，將海藻酸鈉凝膠珠用無菌水沖洗的目的是洗去CaCl2和雜菌，防止凝膠珠硬度過大和雜菌的污染，D項正確。3(2012·江蘇)某研究組對秈稻開展了組織培養(yǎng)及相關研究，請回答下列問題：(1)2，4D常用于秈稻愈傷組織的誘導，對形態(tài)的發(fā)生有一定的抑制作用。為促進愈傷組織再分化，在配制分化培養(yǎng)基時需_(填“升高”、“保持”或“降低”) 2，4D的濃度。(2)當秈稻愈傷組織在只含有細胞分裂素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)時，出現(xiàn)具有分生能力的綠色芽點，但不能繼續(xù)出芽，通常在培養(yǎng)基中添加_，以促進幼苗形成。(3)研究中用顯微鏡可以觀察到的現(xiàn)象是_(填下列序號)。綠色芽點細胞排列松散剛?cè)诤系亩i稻和稗草雜交細胞發(fā)生質(zhì)壁分離胚狀體細胞中有葉綠體分化的愈傷組織內(nèi)各細胞的形態(tài)大小一致(4)經(jīng)組織培養(yǎng)篩選獲得的秈稻葉綠素突變體，其葉綠素a與葉綠素b的比值顯著大于對照，葉綠素總量不變