2021年高考生物(人教版)一輪復習強化練習：植物的組織培養(yǎng)技術(shù)-酶的研究與應用

1．(2022·高考山東卷)辣椒素作為一種生物堿廣泛用于食品保健、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域。辣椒素的獲得途徑如下圖。(1)圖中①和②分別表示辣椒組織培育中細胞的________和________過程。(2)圖中培育外植體的培育基中常用的凝固劑是________。培育基中的生長素和細胞分裂素用量的比值________(填“高”或“低”)時，有利于芽的分化。對培育基徹底滅菌時，應實行的滅菌方法是________。(3)圖中外植體的消毒所需酒精的體積分數(shù)是________。用酶解法將愈傷組織分別成單細胞時，常用的酶是________和纖維素酶。(4)提取辣椒素過程中，萃取加熱時需安裝冷凝回流裝置，其目的是________________________________________________________________________。解析：(1)由高度分化的植物組織或細胞產(chǎn)生愈傷組織的過程稱為脫分化，對脫分化產(chǎn)生的愈傷組織連續(xù)進行培育，又可重新分化出根或芽等器官，這個過程叫做再分化。(2)培育基中常用的凝固劑是瓊脂。同時使用生長素和細胞分裂素時，兩者用量的比值大小影響植物細胞的發(fā)育方向，生長素和細胞分裂素用量的比值低時，有利于芽的分化；反之，有利于根的分化。培育基應用高壓蒸汽滅菌法滅菌。(3)外植體消毒所用酒精的體積分數(shù)是70%。酶解法將愈傷組織分別成單細胞所用的酶是果膠酶和纖維素酶。(4)用萃取法提取植物有效成分時，應在瓶口安裝冷凝回流裝置，目的是防止加熱時有機溶劑的揮發(fā)。答案：(1)脫分化(或去分化)再分化(2)瓊脂低高壓蒸汽滅菌(3)70%果膠酶(4)防止有機溶劑的揮發(fā)2．某班同學在學完菊花的組織培育內(nèi)容之后，打算利用課余時間去實踐這項技術(shù)，培育出秀麗的菊花來美化教室的環(huán)境。(1)在制備MS固體培育基時先依據(jù)________________進行計算。MS培育基含有________種養(yǎng)分成分。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育比較簡潔，所以不必加________。(2)將分裝好的培育基連同培育器械一起進行________滅菌。(3)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________的氯化汞溶液消毒，消毒時間不宜過長。(4)接種時要特殊留意__________________，每瓶接種________塊外植體。將接完種的錐形瓶放在________中培育，培育期間定期消毒。溫度把握在________℃并每日用日光燈光照12h。(5)若干天后發(fā)覺有的錐形瓶中生長出可愛的菊花幼苗，有的錐形瓶中培育失敗還長出很多細菌菌落，試分析其緣由。幼苗在移栽入土之前需進行哪些處理工作？解析：對于MS培育基中的14種礦質(zhì)元素，考查的是植物培育必需的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。組織培育被雜質(zhì)污染是無菌操作不規(guī)范或培育基滅菌不徹底造成的。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力氣體積分數(shù)為70%質(zhì)量分數(shù)為0.1%(4)插入時的方向，不要倒插6～8無菌箱18～22(5)接種時操作不規(guī)范，培育基中混入細菌，或培育基滅菌不徹底。移栽生根的試管苗之前，應先打開培育瓶的封口膜，讓試管苗在培育間生長幾日。然后用流水清洗根部的培育基，將幼苗移植到消過毒的蛭石或珍寶巖等環(huán)境下生活一段時間，等幼苗長壯后再移栽到土壤中。3．某試驗小組進行固定化酵母細胞的制備，并開展游離酵母和固定化酵母發(fā)酵產(chǎn)酒酒精度的比較。請回答下列問題：產(chǎn)酒酒精度的比較時間d游離酵母固定化酵母02468101201.02.13.23.94.34.602.54.25.05.46.06.4(1)制作凝膠珠的試驗步驟是：酵母細胞的活化→________________________________________________________________________________________________________________________________________________→配制海藻酸鈉溶液→____________→固定化酵母細胞。(2)影響試驗成敗的關(guān)鍵步驟是________________________________________________________________________。(3)圖中鈣離子的作用是使膠體聚沉，海藻酸鹽起________________________________的作用。(4)該小組制備好的固定化酵母與游離酵母分別放在確定的條件下發(fā)酵，定時記錄發(fā)酵液中酒精度的變化。①試驗過程中的“在確定的條件下發(fā)酵”的條件是____________________，要求條件相同是為了確保________。②由表可知，固定化酵母和游離酵母發(fā)酵都能產(chǎn)生酒精，但固定化酵母在發(fā)酵前期的延遲期的時間比游離酵母發(fā)酵前期延遲期的時間要________。解析：制備固定化酵母細胞的試驗步驟為：酵母細胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合→固定化酵母細胞；該試驗的關(guān)鍵是配制海藻酸鈉溶液。海藻酸鹽起載體的作用，用于包埋酵母細胞。酵母菌酒精發(fā)酵過程是細胞內(nèi)酶的催化過程，需要在適宜的溫度、pH等條件下進行，兩組試驗的條件相同，才能夠確保無關(guān)變量相同，且遵循單一變量原則。由表可知，在12d的發(fā)酵時間里，固定化酵母發(fā)酵產(chǎn)酒酒精從0度到6.4度，游離酵母發(fā)酵產(chǎn)酒酒精度從0度到4.6度。而且固定化酵母發(fā)酵產(chǎn)酒酒精度在第4天即達到4.2度，表明其延遲期短。答案：(1)配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的CaCl2溶液海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合(2)配制海藻酸鈉溶液(3)包埋酵母細胞(或載體)(4)①適宜的溫度、pH等單一變量②短1．如圖為將胡蘿卜的離體組織在確定條件下培育形成試管苗的過程示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是()A．①和②過程中都會發(fā)生細胞的增殖和分化B．在利用單倍體育種法培育優(yōu)質(zhì)小麥的過程中，不經(jīng)過愈傷組織階段C．此過程依據(jù)的生物學原理是細胞膜具有流淌性D．利用此過程獲得的試管苗可能為雜合子解析：選D。①表示脫分化，②表示再分化。①過程中發(fā)生細胞的有絲分裂，不發(fā)生分化；利用單倍體育種法培育優(yōu)質(zhì)小麥的過程中，需接受花藥離體培育技術(shù)，要經(jīng)過愈傷組織階段；植物組織培育過程依據(jù)的生物學原理是植物細胞的全能性；此過程是無性生殖，獲得的試管苗的遺傳物質(zhì)取決于取材個體，因此可能為雜合子。2．(2021·溫州五校聯(lián)考)在“探究不同溫度條件下加酶洗衣粉的洗滌效果”的試驗中，變量把握方法正確的是()A．試驗材料的污染程度屬于本爭辯的無關(guān)變量，試驗過程中不必考慮B．若接受手洗法進行去污操作，需盡可能保證各組洗滌用力程度、時間等基本相同C．水溫屬于本爭辯的變量，試驗過程中必需保證各組試驗溫度相同且恒定D．水的用量和布料的大小是成正比的，試驗用的布料越大、水量越多試驗效果越好解析：選B。依據(jù)試驗的對比原則和單因子變量原則，水溫是本爭辯的變量，要有溫度梯度，各組試驗溫度不能相同，其他的無關(guān)變量要保持適宜且相同。該試驗用的布料、水量要適中，不是布料越大、水量越多試驗效果越好。3．下列關(guān)于固定化酶和固定化細胞的敘述，正確的是()A．固定化細胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應方面優(yōu)勢明顯B．固定化酶的應用中，要把握好pH、溫度和溶解氧C．利用固定化酶降解水體中有機磷農(nóng)藥，需供應適宜的養(yǎng)分條件D．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解析：選A。固定化細胞可連續(xù)多步催化反應；應用固定化酶需把握好溫度和pH，不需把握溶解氧；利用固定化酶降解有機磷農(nóng)藥，不需供應養(yǎng)分；利用固定化酵母細胞發(fā)酵，糖類既作為反應底物，又可作為酵母細胞生命活動的能源物質(zhì)。4．(2021·遼寧沈陽、大連聯(lián)考)請回答下列與菊花莖段組織培育試驗操作有關(guān)的問題。(1)由于菊花莖段組織培育比較簡潔，故在配制MS固體培育基時，________(必需添加、不必添加)植物激素。培育基配制完畢后，還需進行________滅菌。(2)應選用生理狀況好的菊花嫩枝莖段作為________，這是由于其更簡潔被誘導________________________________________________________________________。(3)菊花莖段在接種前要用適當濃度的________________________________________________________________________溶液進行表面消毒。(4)接種前，工作臺要用體積分數(shù)為70%的酒精擦拭一遍。之后，全部的接種操作都必需在________旁進行，并且每次使用器械后，都需要用________滅菌。(5)接種后的錐形瓶最好放在________中培育。培育期間應留意事項主要有：定期________、把握好________，并每日賜予適當時間光照。解析：(1)菊花莖段自身能合成植物激素，因此培育基中不必添加植物激素，培育基配制完畢需進行高壓蒸汽滅菌。(2)外植體的選擇直接關(guān)系到試驗的成敗，因此應選擇簡潔被誘導脫分化和再分化的菊花嫩枝作為外植體。(3)為防止微生物污染，菊花莖段在接種前要用適當濃度的酒精和氯化汞溶液進行表面消毒。(4)為避開接種前、接種中污染外植體以及接種后污染環(huán)境，因此接種前，工作臺要用體積分數(shù)為70%的酒精擦拭一遍，接種過程中全部的接種操作都必需在酒精燈火焰旁進行，并且每次使用器械后，都需要用火焰灼燒滅菌。(5)外植體在培育過程中要保持無菌環(huán)境，把握好溫度，并賜予適當光照。答案：(1)不必添加高壓蒸汽(2)外植體脫分化和再分化(3)酒精和氯化汞(4)酒精燈火焰火焰灼燒(5)無菌箱消毒培育溫度5．(2021·濟寧模擬)某化工廠生產(chǎn)的一種加酶洗衣粉，其包裝袋上印有如下說明。eq\x(\a\al(成分：含堿性蛋白酶。,用法：洗滌前先將衣物浸于含洗衣粉的水中數(shù)分鐘。,留意：切勿用于絲質(zhì)及羊毛衣料。用后徹底清洗雙手。))某爭辯性學習小組為探究該洗衣粉中酶催化作用的最適溫度，設(shè)計了如下裝置進行試驗，并將結(jié)果用下列曲線圖A、B表示。請回答以下問題：(1)由圖可知，使用該加酶洗衣粉的最適宜溫度為________________________________________________________________________。(2)在0℃和75℃時，酶的催化效率基本都為零。但當溫度再都回到45℃(3)在試驗過程中可通過直接測定________(指標)來表示該洗衣粉中酶的催化效率。(4)目前使用的加酶洗衣粉都是一次性的，某洗滌公司為降低生產(chǎn)成本研制了一種能多次重復使用加酶洗衣粉的設(shè)備，他們將酶固定在不溶于水的尼龍載體上，洗滌完衣物后，經(jīng)過簡潔處理，這些酶還可以多次重復利用，這種方法制成的酶叫________。(5)除加酶外，很多洗衣粉中還加有香精，高檔洗衣粉中的香精都是由植物芳香油制成的，目前從植物中提取芳香油的方法有________________________________________________________________________。(6)加酶洗衣粉中的淀粉酶可以從霉菌中提取。用固體培育基分別、純化霉菌的方法有___________、___________。解析：(1)由圖可知，使用該加酶洗衣粉的最適宜溫度為45℃。(2)當溫度從75℃回到45℃時，酶的催化力氣已不能恢復，這是由于高溫條件下酶的結(jié)構(gòu)已遭破壞(或酶的活性已丟失)。(3)在試驗過程中可通過直接測定膠片上的蛋白膜存在時間的長短(指標)來表示該洗衣粉中酶的催化效率。(4)將酶固定在不溶于水的尼龍載體上，洗滌完衣物后，這些酶經(jīng)過簡潔處理，還可以多次重復利用，則這種酶就是固定化酶。(5)目前從植物中提取芳香油的方法有萃取法、蒸餾法、壓榨法等。(6)用固體培育基分別、純化霉菌的常用方法有平板劃線法、稀釋涂布平板法。答案：(1)45℃(2)高溫條件下酶的結(jié)構(gòu)已遭破壞(或酶的活性已丟失)(3)膠片上的蛋白膜存在時間的長短(或其他合理答案)(4)固定化酶(5)萃取法、蒸餾法、壓榨法(6)平板劃線法稀釋涂布平板法6．(2021·東北三校模擬)下面是制備固定化酵母細胞的試驗步驟，請回答下面的問題。酵母細胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合→固定化酵母細胞。(1)試驗步驟中酵母細胞活化就是________________________________________________________________________狀態(tài)。(2)固定化細胞技術(shù)一般接受包埋法，而固定化酶常用________和________。(3)影響試驗成敗的關(guān)鍵步驟是________________________________________________________________________。(4)海藻酸鈉溶化過程的留意事項是________________________________________________________________________。(5)假如形成的凝膠珠顏色過淺，說明________________________________________________________________________；假如海藻酸鈉濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞數(shù)目________；假如形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說明________________________________________________________________________。解析：(1)在缺水狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)。酵母細胞的活化即讓處于休眠狀態(tài)的酵母細胞恢復正常生活狀態(tài)。(2)固定化酶和固定化細胞技術(shù)是利用物理或化學方法將酶或細胞固定在確定空間的技術(shù)，其中固定化細胞一般常接受包埋法，而固定化酶常用化學結(jié)合法和物理吸附法。緣由是細胞體積大，而酶分子體積小，體積大的細胞難以被吸附或結(jié)合，而體積小的酶簡潔從包埋材料中漏出。(4)海藻酸鈉溶解時應小火加熱，或小火間斷加熱，期間還要不斷攪拌，防止焦糊。答案：(1)讓酵母細胞恢復正常生活(2)化學結(jié)合法物理吸附法(3)配制海藻酸鈉溶液(4)小火加熱(小火間斷加熱)，不斷攪拌(5)固定化酵母細胞數(shù)目較少較少海藻酸鈉濃度偏高，試驗制作失敗(老師用書獨具)1．(2021·北京西城區(qū)質(zhì)檢)紫草素是紫草細胞的代謝產(chǎn)物，可作為生產(chǎn)治療燙傷藥物的原料。爭辯人員欲用植物組織培育技術(shù)通過培育紫草細胞來生產(chǎn)紫草素，下列相關(guān)操作不適合的是()A．對作為外植體的紫草葉片進行消毒處理既保證細胞活性也可減輕污染B．培育基中要加入植物激素以保證已分化的植物細胞脫分化形成愈傷組織C．調(diào)整植物激素的種類和比例以保證愈傷組織再分化并得到完整的植株D．在培育細胞的過程中要不