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

1、課后練習(xí) 實(shí)戰(zhàn)沖關(guān)考題反饋?zhàn)ヂ鋵?shí) 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(jī)體，它能像種子一樣萌發(fā)生長(zhǎng)，長(zhǎng)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(xì)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(xì)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(gè)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(duì)胡蘿卜進(jìn)行誘導(dǎo)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(shù)已成功地在煙草、水稻、小麥和玉米等作物上誘導(dǎo)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(xiàng)生物技術(shù)。(2)包埋胚狀體的膠質(zhì)可看作種子的_部分。(3)該項(xiàng)技術(shù)的成功應(yīng)用，反映了細(xì)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(xì)胞發(fā)育而來則可育。(5)可實(shí)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(shì)；對(duì)研究細(xì)胞的生長(zhǎng)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(xì)胞的結(jié)合，利用的是植物組織培養(yǎng)技術(shù)，所以是無性繁殖。其基本原理是植物細(xì)胞的全能性。制作人工種子時(shí)，要在胚狀體外面包上營養(yǎng)物質(zhì)，相當(dāng)于胚乳或子葉。最后兩小題答案合理即可。2某班同學(xué)在學(xué)完菊花的組織培養(yǎng)內(nèi)容之后，決定利用課余時(shí)間去實(shí)踐這項(xiàng)技術(shù)，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(shí)先根據(jù)_進(jìn)行計(jì)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(jìn)行_滅菌。(3)

4、選取菊花的_部分進(jìn)行外植體消毒，在消毒時(shí)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(shí)間不宜過長(zhǎng)。(4)接種時(shí)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(zhǎng)出可愛的菊花幼苗，有的錐形瓶中培養(yǎng)失敗還長(zhǎng)出很多細(xì)菌菌落，試分析其原因。幼苗在移栽入土之前需要進(jìn)行哪些處理工作？答案：(1)植物組織對(duì)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(zhǎng)旺盛的嫩枝藥劑的消毒效果植物的耐受能力體積分?jǐn)?shù)為70%質(zhì)

5、量分?jǐn)?shù)為0.1%(4)插入時(shí)的方向，不要倒插68無菌箱1822(5)接種時(shí)操作不規(guī)范，培養(yǎng)基中混入細(xì)菌或培養(yǎng)基滅菌不徹底。移栽生根的試管苗之前，應(yīng)先打開培養(yǎng)瓶的封口膜，讓試管苗在培養(yǎng)間生長(zhǎng)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(shí)間，等幼苗長(zhǎng)壯后再移栽到土壤中。解析：本題考查對(duì)基本知識(shí)和基本操作的識(shí)記理解能力。許多問題出自課本，只要熟習(xí)教材，大多可以從教材上找到相關(guān)答案。對(duì)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(qǐng)回答：(1)表示_，被培養(yǎng)成的原理是_。(2)表示_，其細(xì)胞特點(diǎn)是_。(3)若想制備人工種子應(yīng)選用_(填標(biāo)號(hào))。(4)若為花藥，則是_，這項(xiàng)技術(shù)可用于_。(5)若是胡蘿卜根尖細(xì)胞，則培養(yǎng)成的葉片的顏色是_，說明根尖細(xì)胞_。(6)若用此項(xiàng)技術(shù)制造治療燙傷、割傷的藥物紫草素，培養(yǎng)將進(jìn)行到_(填標(biāo)號(hào))。答案：(1)離體的植物器官、組織或細(xì)胞植物細(xì)胞具有全能性(2)愈傷組織細(xì)胞排列疏松、高度液泡化、細(xì)胞壁薄(3)(4)單倍體單倍體育種(5)綠色含有表達(dá)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(xì)胞、組織或器官愈傷組織芽、根植

7、物體，植物細(xì)胞能發(fā)育成植物體的根本原因是植物細(xì)胞的全能性，愈傷組織的特點(diǎn)是：高度液泡化，細(xì)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(gè)體叫單倍體，這種育種方式叫單倍體育種。一個(gè)植物體的所有細(xì)胞中都含有本個(gè)體的全部基因，有的細(xì)胞含葉綠體，有的細(xì)胞不含葉綠體，是基因的選擇性表達(dá)的結(jié)果。4工業(yè)生產(chǎn)果汁時(shí)，常常利用果膠酶破除果肉細(xì)胞壁以提高出汁率，為研究溫度對(duì)果膠酶活性的影響，某學(xué)生設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：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(cè)果

8、汁量(如圖C)。在不同溫度條件下重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，請(qǐng)分析回答下列問題：(1)果膠酶能破除細(xì)胞壁，是因?yàn)楣z酶可以促進(jìn)細(xì)胞壁中_的水解。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)溫度為_時(shí)果汁量最多，此時(shí)果膠酶的活性_。當(dāng)溫度再升高時(shí)，果汁量降低，說明_。(3)實(shí)驗(yàn)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(shí)影響混合物溫度，從而影響果膠酶活性解析：本題是對(duì)果膠酶活性在不同溫度下的定量測(cè)定。(1)細(xì)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(shí)，產(chǎn)生的果汁量最多，在題中所給的溫度范圍內(nèi)，40 時(shí)酶活性最高。當(dāng)溫度升高時(shí)，出汁量降低，酶的催化活性降低。(3)因?yàn)槊妇吒咝?，將底物與酶的溫度都達(dá)到預(yù)定值后再混合，避免其事先發(fā)生反應(yīng)，而引起結(jié)果不準(zhǔn)確。5以下是生啤酒的釀造實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答問題。實(shí)驗(yàn)原理：固定化酵母細(xì)胞的凝膠珠由酵母細(xì)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(xì)胞內(nèi)的一系列酶將可發(fā)酵性糖轉(zhuǎn)化成乙醇。實(shí)驗(yàn)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(yù)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(hào)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(jìn)行多批次的生產(chǎn)，本實(shí)驗(yàn)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(xì)胞技術(shù)是利用_或_方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)包括_、_和_。其中細(xì)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(yīng)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(shí)有_味散發(fā)。(5)固定化酵母細(xì)胞與固定化酶相比具有什么優(yōu)點(diǎn)？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(jìn)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(zhǎng)時(shí)間內(nèi)反復(fù)連續(xù)使用，而普通發(fā)酵中的酶或菌種不能反復(fù)使用。(3)物理化學(xué)包埋法化學(xué)結(jié)合法物理吸附法

12、包埋法化學(xué)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(yīng)柱形式與底物溶液接觸，可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)反復(fù)、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(yán)格控制酶促反應(yīng)過程；容易與產(chǎn)物分開，提高產(chǎn)物的質(zhì)量。固定化細(xì)胞技術(shù)的發(fā)展比固定化酶技術(shù)更進(jìn)一步，它省去了酶的分離、純化工序，同時(shí)酶的活性更加穩(wěn)定。解析：本題通過生啤酒的釀造實(shí)驗(yàn)介紹，更好地理解固定化細(xì)胞技術(shù)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(xì)胞的制備過程，更好地理解固定化細(xì)胞技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。6某同學(xué)為探究加酶洗衣粉的洗滌效果，按下表的順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的目的是_。(2)請(qǐng)分析該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，并提出改進(jìn)措施。(3)步驟3和步驟4能否調(diào)換？并說明理由。(4)、號(hào)燒杯中加入的自來水、洗衣粉、含油漬的衣服及保溫時(shí)間、攪拌速度和時(shí)間均相同，這是為了_，以便得出科學(xué)結(jié)論。答案：(1)探究不同溫度對(duì)加酶洗衣粉的洗滌效果的影響(2)應(yīng)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(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)匾荒曛械膶?shí)際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?yàn)榧用赶匆路壑械拿冈诔貢r(shí)會(huì)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(shí)間和洗滌時(shí)間不同給實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來誤差解析：根據(jù)題干中的實(shí)驗(yàn)操作順序，可以判斷出該實(shí)驗(yàn)的變量是溫度，即探究不同溫度對(duì)加酶洗衣粉的洗滌效果的影響。其他條件應(yīng)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(shí)間和洗滌時(shí)間等。在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先讓每一個(gè)實(shí)驗(yàn)組處于所設(shè)置的溫度且恒定時(shí)，再加入洗衣粉，以保證酶發(fā)揮作用時(shí)

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(jìn)一步測(cè)定植酸酶活性。活性測(cè)定可以植酸鈉作為底物，活性可用一定條件下單位時(shí)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(qǐng)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(shù)從上述菌株中克隆植酸酶基因。PCR反應(yīng)包括多次循

16、環(huán)，每次循環(huán)包括三步：_。反應(yīng)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(yīng)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(jìn)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(jìn)行純化)(3)變性、復(fù)性和延伸(長(zhǎng))加熱(或高溫處理)(4)蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶解析：當(dāng)植酸鈣被植酸酶分解以后，會(huì)在平板上出現(xiàn)透明圈。植酸酶活性高低可以用單位時(shí)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(duì)分子質(zhì)量大小。(3)PCR技術(shù)包括三步：變性復(fù)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(guān)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(shí)驗(yàn)的觀察指標(biāo)可以是相同洗滌時(shí)間內(nèi)污漬的殘留程度C相同pH時(shí)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(huì)影響實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，意在考查考生對(duì)影響酶活性的因素與實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量等相關(guān)知識(shí)的分析能力。高溫會(huì)導(dǎo)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(cuò)誤；本實(shí)驗(yàn)的目的是探究?jī)煞N洗衣粉的洗滌效果，所以觀察指標(biāo)可以是相同洗滌時(shí)間內(nèi)污漬的殘留程度或達(dá)到同樣洗滌效果所需時(shí)間的長(zhǎng)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(cuò)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(dāng)增加洗衣粉的用量會(huì)使洗滌效果增強(qiáng)，D錯(cuò)誤。2(2012·江蘇)下列關(guān)于酶和固定化酵母細(xì)胞的研究與應(yīng)用的敘述，錯(cuò)誤的是()A從酶的固定方式看，吸附法比化學(xué)結(jié)合法對(duì)酶活性影響小B作為消化酶使用時(shí)，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(fù)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(xué)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(duì)附近的分子產(chǎn)生吸附，吸附劑不會(huì)與被吸附物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而使其發(fā)生性質(zhì)改變，所以吸附法對(duì)酶活性影響很小，A項(xiàng)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(xiàng)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(cè)試尿糖含量的酶試紙，這種酶試紙與尿液相遇時(shí)，很快會(huì)因?yàn)槟蛞褐衅咸烟呛康亩嗌俣尸F(xiàn)一定的顏色，再次使用時(shí)顏色會(huì)有掩蓋作用，所以不能反復(fù)利用，C項(xiàng)錯(cuò)誤；制備固定化酵母細(xì)胞

20、時(shí)，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(xiàng)正確。3(2012·江蘇)某研究組對(duì)秈稻開展了組織培養(yǎng)及相關(guān)研究，請(qǐng)回答下列問題：(1)2，4D常用于秈稻愈傷組織的誘導(dǎo)，對(duì)形態(tài)的發(fā)生有一定的抑制作用。為促進(jìn)愈傷組織再分化，在配制分化培養(yǎng)基時(shí)需_(填“升高”、“保持”或“降低”) 2，4D的濃度。(2)當(dāng)秈稻愈傷組織在只含有細(xì)胞分裂素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)時(shí)，出現(xiàn)具有分生能力的綠色芽點(diǎn)，但不能繼續(xù)出芽，通常在培養(yǎng)基中添加_，以促進(jìn)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(hào))。綠色芽點(diǎn)細(xì)胞排列松散剛?cè)诤系亩i稻和稗草雜交細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離胚狀體細(xì)胞中有葉綠體分化的愈傷組織內(nèi)各細(xì)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(duì)照，葉綠素總量不變