高考生物一轮复习第十一单元第39讲酶的应用与植物组织培养随堂反馈高效突破

【优化方案】2016届高考生物一轮复习第十一单元第39讲酶的应用与植物组织培养随堂反馈高效突破
[学生用书P262～P263]
1．(2015·四川乐山月考)工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高水果的出汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响，某同学设计了如下实验：
①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10 ℃水浴中恒温处理10 min(如图甲)。

②将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在10 ℃水浴中恒温处理10 min(如图乙)。

③将步骤②处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量(如图丙)。

温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80
果汁量/mL 8 13 15 25 15 12 11 10
(1)果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中________的水解。

(2)实验结果表明，当温度为 ________左右时，果汁量最多，此时果胶酶的活性
________。

当温度再升高时，果汁量降低，说明____________________。

(3)实验步骤①的目的是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：(1)植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一是果胶，而果胶酶是水解果胶的一类酶的总称。

(2)通过表中数据可知：在40 ℃时，产生的果汁量最多，在题中所给的温度范围内，40 ℃时酶活性最高。

当温度再升高时，出汁量降低，酶的催化活性降低。

(3)因为酶具有高效性，使底物与酶的温度都达到预定值后再混合，避免它们事先发生反应，而引起结果的不准确。

答案：(1)果胶
(2)40 ℃最高酶活性降低
(3)避免果汁和果胶酶混合时影响混合物温度，从而影响果胶酶活性
2．(2015·江苏南京模拟)Ⅰ.根据材料回答下列有关问题：
某大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接)，海藻酸钠作载体来包埋小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究。

下图显示的是部分研究结果。

(注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶的活性和酶的数量)
(1)从图1可以看出：固定化小麦酯酶比游离的小麦酯酶对温度变化的适应性更________。

(2)从图2可以看出：海藻酸钠浓度为________时的小麦酯酶活力最强。

当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低的原因是：____________________。

Ⅱ.某实验小组的同学制备固定化酵母细胞的过程如下：
①活化酵母细胞：称取定量干酵母与定量蒸馏水混合并搅拌，使酵母细胞活化；
②配制CaCl2溶液：将无水CaCl2溶解在定量蒸馏水中，配制成一定浓度的CaCl2溶液；
③配制海藻酸钠溶液：将定量的海藻酸钠直接溶解在定量的蒸馏水/无菌水中，配制成溶液；
④海藻酸钠溶液和酵母细胞混合：将活化的酵母细胞迅速加入到刚配制成的海藻酸钠溶液中，充分搅拌混合均匀；
⑤固定化酵母细胞：用注射器以恒定的速度缓慢地将海藻酸钠和酵母细胞混合液滴加到配制好的CaCl2溶液中，观察凝胶珠形成。

(1)请你改正其中两处错误的操作：
第一处：
________________________________________________________________________；
第二处：
________________________________________________________________________。

(2)刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，目的是
________________________。

(3)如果制作的凝胶珠颜色过浅，呈白色，则说明海藻酸钠浓度________(过低/过高)。

解析：图2曲线表明浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好，当海藻酸钠浓度较低时酶活力较低，原因是海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，导致酶数量不足。

答案：Ⅰ.(1)强
(2)3% 酶的数量不足
Ⅱ.(1)③海藻酸钠溶解应适当加热至完全溶化
④海藻酸钠溶液冷却至常温再加入酵母细胞
(2)让凝胶珠形成稳定的结构
(3)过低
3．(2014·高考江苏卷)为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。

请回答下列问题：
(1)外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为
________________________________________________________________________。

(2)在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如图所示。

细胞干重在12 d后下降的原因有________________________；培养液中蔗糖的作用是____________、________________。

(3)多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。

二倍体愈伤组织细胞经________处理，会产生染色体加倍的细胞。

为检测愈伤组织细胞染色体数目，压片前常用纤维素酶和________酶解离愈伤组织。

若愈伤组织细胞(2n)经诱导处理后，观察到染色体数为8n的细胞，合理的解释是
________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。

(4)为了更好地获得次生代谢产物，生产中采用植物细胞的固定化技术，其原理与酵母细胞固定化类似。

下列说法正确的有________(填序号)。

①选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋
②必须在光照条件下培养
③培养过程中需通空气
④固定化后植物细胞生长会变慢
解析：(1)外植体经脱分化可形成愈伤组织。

(2)分析坐标曲线图，可见培养液中的蔗糖浓度已降至较低，pH也由6降为4，因此使得细胞生命活动受阻，细胞干重减小。

培养液中的蔗糖可为培养的细胞提供能源，又可调节培养液的渗透压。

(3)二倍体愈伤组织经秋水仙素、低温等人工诱导处理，可产生染色体数目加倍的细胞。

植物细胞之间除纤维素外，还存在果胶层，因此可利用纤维素酶和果胶酶解离愈伤组织。

愈伤组织细胞(2n)经人工诱导后，细胞中染色体数目加倍成4n，染色体数为4n的细胞进行有丝分裂，处于有丝分裂后期的细
胞中含有8n条染色体；若加倍到4n的细胞经诱导后继续加倍形成染色体数为8n的细胞，这样的细胞再进行有丝分裂，在中期时会看到染色体数为8n的细胞。

(4)通过愈伤组织获得次级代谢产物时，需选择生长旺盛的细胞，由于植物细胞进行有氧呼吸，培养过程需通入空气。

愈伤组织细胞没有叶绿体，不进行光合作用，不需光照。

植物细胞固定化后，与外界环境的物质交换能力降低，生长变慢。

答案：(1)脱分化(2)蔗糖浓度下降，pH降低提供能源调节渗透压(3)秋水仙素(低温) 果胶经加倍到4n的细胞处于有丝分裂后期经加倍到8n的细胞处于有丝分裂中期(4)①③④。