植物的组织培养和酶的应用.docx
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植物的组织培养和酶的应用
专题三 植物的组织培养和酶的应用
[限时检测]
[满分100分；限时45分钟]
1．（20分）下图表示菊花的嫩枝和月季的花药的离体培养过程，请据图回答下面的问题。
（1）对菊花来说，要选取生长旺盛的嫩枝来进行组织培养，其原因是________________________________；对月季来说，适宜花粉培养的时期是花粉应处于________期。
为确定该花粉是否处于该时期，最常用的方法是________________________________。
（2）在培养嫩枝组织和花粉的培养基中都要加入一定的植物激素，常用的植物激素有____________________________。
（3）某同学在培养过程中发现培养基上感染了几种细菌。
若在以尿素为唯一氮源的培养基中加入________________________________指示剂培养几种菌后，指示剂变红就可以鉴定其中含有能够分解尿素的细菌。
为了避免微生物对培养造成的影响，在进行接种时应注意________________。
①接种室要消毒
②只要戴口罩，操作时便可说话
③外植体可预先用体积分数为70%的酒精浸泡，取出用无菌水冲洗后，再用0.1%的氯化汞溶液消毒，并用无菌水冲洗干净
④接种操作要在酒精灯火焰旁进行
⑤接种完毕应立即盖好棉塞
A．①②③④⑤ B．①②③④
C．①③④⑤D．②③④⑤
（4）月季的花药培养与菊花的嫩枝组织培养不同，从植物产生的途径来说，花粉植株产生的途径除了图中所示外，还可以通过________阶段发育而来，这两种发育途径的差别主要取决于________________________________。
（5）不同植物对各种条件的要求往往不同，进行菊花组织培养一般将温度控制在________________℃，并且对光照的控制为________________________________。
解析
（1）因为生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化，所以对菊花来说，要选取生长旺盛的嫩枝来进行组织培养；对月季来说，适宜花粉培养的时期是花粉应处于单核期，因为单核期，细胞核由中央移向一侧，花药培养成功率最高，确定该花粉发育时期的最常用的方法有醋酸洋红法。
（2）决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要。
因此在培养嫩枝组织和花粉的培养基中都要加入细胞分裂素和生长素。
（3）若在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂培养几种菌后，指示剂变红就可以鉴定其中含有能够分解尿素的细菌。
两种植物组织培养都需要接种，接种要在无菌条件下进行，所以接种室要消毒；外植体可预先用体积分数为70%的酒精浸泡，取出用无菌水冲洗后，再用0.1%的氯化汞溶液消毒，并用无菌水冲洗干净；接种操作要在酒精灯火焰旁进行；接种完毕应立即盖好瓶盖。
（4）月季的花药培养与菊花的嫩枝组织培养不同，从植物产生的途径来说，花粉植株产生的途径除了图中所示外，还可以通过胚状体阶段发育而来，这两种发育途径的差别主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。
（5）不同植物对各种条件的要求往往不同，进行菊花组织培养一般将温度控制在18～22℃，并且对光照的控制为每天12小时光照。
答案
（1）生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化 单核 醋酸洋红法
（2）细胞分裂素和生长素 （3）酚红 C
（4）胚状体 培养基中激素的种类及其浓度配比
（5）18～22 每天12小时光照
2．（14分）在植物组织培养过程中，激素的添加已成为一种常规的实验手段，在植物组织培养过程中已研究过的植物激素有：
生长素、细胞分裂素、赤霉素等。
下表为某同学研究激素的使用顺序对实验结果的影响，请回答相关问题：
使用顺序
实验结果
先使用NAA，后使用KT
有利于细胞分裂，但细胞不分化
先使用KT，后使用NAA
A
同时使用
B
（1）植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、________________和________________的关键性激素。
该实验中属于细胞分裂素类的是________________。
（2）请将表格中空白处A和B补充完整，A为________________，B为______________。
若NAA和KT的用量比值适中时，促进________________的形成。
（3）用于离体培养的植物器官或组织称为____________。
若该实验材料为菊花，则应对其进行________________（消毒/灭菌）。
（4）接种后的锥形瓶最好放在无菌箱中培养，培养环境应注意调节合适的________________和______________。
接种过程要注意在________________旁进行。
解析
（1）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，NAA属于生长素类，KT属于细胞分裂素类。
（2）先使用NAA，后使用KT，有利于细胞分裂，但细胞不分化；先使用KT，后使用NAA，细胞既分裂又分化；NAA和KT同时使用，分化频率提高；NAA和KT的用量比值适中时，有利于愈伤组织的形成。
（3）用于离体培养的植物器官或组织称为外植体，组织培养过程中应对外植体消毒。
（4）接种后的锥形瓶最好放在无菌箱中培养，培养期间应注意调节温度和光照时间，接种过程要注意在酒精灯火焰旁进行，以免杂菌污染。
答案
（1）脱分化 再分化 KT
（2）细胞既分裂又分化 分化频率提高 愈伤组织 （3）外植体 消毒 （4）温度 光照时间 酒精灯火焰
3．（14分）（2015·武汉调研）下面是关于月季花药培养的相关问题，请回答下面的问题。
（1）通过花药培养产生花粉植株一般有两种途径：
一种是花粉通过________________发育成植株；另一种是花粉在诱导培养基上先形成________________，再将其诱导分化成植株。
两条途径主要取决于培养基中________________。
（2）通常选择________________的花蕾作为实验材料，对花药取样后用________________对其染色，镜检发现大多数的花粉含有两个核，该时期花药________________（适宜、不适宜）进行接种。
（3）在花药培养过程中发现：
接种花药的培养基中，花药边缘出现杂菌，其余部分正常，未接种的培养基正常。
出现该现象的原因最可能是________________。
（4）花药培养在育种上有特殊意义。
采用花药培养的方法，可使花药粒发育成________________倍体植株，在经过人工诱导________________，使其能够正常生殖。
该育种技术的最大优点是________________。
解析
（1）花药离体培养可以有两条产生植株的途径，除了花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织，再将其诱导分化成植株的途径外，还可以通过胚状体进一步分化产生植株。
两种发育途径主要取决于激素的种类及浓度比。
（2）通常选择完全未开放的花蕾作为实验材料，可以用醋酸洋红或龙胆紫溶液对花药进行染色，如果镜检发现大多数的花粉含有两个核，则该时期花药不适宜进行接种。
（3）如果在接种花药的培养基中发现花药边缘出现杂菌，其余部分正常，未接种的培养基正常，出现该现象可能由于花蕾消毒不彻底。
（4）采用花药培养的方法获得的植株是单倍体植株，再经过人工诱导染色体加倍，使其能够正常生殖。
单倍体育种最大优点是缩短了育种周期。
答案
（1）胚状体阶段 愈伤组织 激素的种类及其浓度配比
（2）完全未开放 醋酸洋红 不适宜 （3）花蕾消毒不彻底 （4）单 染色体加倍 缩短了育种周期
4．（16分）矮牵牛是观赏花卉，生产上常用组织培养繁殖，下表是在不同条件下矮牵牛不同部位组织培养的结果。
请结合实验结果和有关知识回答下列问题。
外植体
浓度/mg·l－1
1周后
1月后
40天后
6－BA
NAA
丛芽
不定根
叶
2
0.2
愈伤组织
大量
无
大量无根试管苗
0.5
0.2
愈伤组织
少量
少量
少量试管苗
0
0.2
愈伤组织
无
大量
大量不定根
0
0
愈伤组织
无
无
死亡
茎尖
2
0.2
愈伤组织
大量
无
大量无根试管苗
茎段
2
0.2
外植体膨大
愈伤组织
大量丛芽
（1）培养基接种前需要对外植体进行________________处理，培养基进行________________处理，以防止污染。
（2）从表中结果可知，选择________________作外植体，6－BA浓度为________________，NAA浓度为________________时可以获得大量的无根试管苗。
（3）培养基中，6－BA属于________________类生长调节剂，NAA属于________________类生长调节剂。
无根试管苗在移栽前需要诱导生根，诱导生根的培养基中一般不加入________________（填“6－BA”或“NAA”），并且需要降低培养基中________________浓度，以便提高试管苗的自养能力。
解析 为了防止在培养过程中杂菌的污染，需对外植体进行消毒处理，对培养基进行灭菌处理。
由表中信息知，选择叶或茎尖作外植体，6－BA浓度为2mg·L－1，NAA浓度为0.2mg·L－1时，可以获得大量无根试管苗。
结合植物组织培养技术可知，6－BA属于细胞分裂素类生长调节剂，NAA属于生长素类生长调节剂。
诱导生根的培养基中一般不加入6－BA，为提高试管苗的自养能力，需降低蔗糖浓度，降低试管苗对蔗糖的依赖性。
答案
（1）消毒 灭菌
（2）叶或茎尖 2mg·L－1 0.2mg·L－1 （3）细胞分裂素 生长素 6－BA 蔗糖
5．（16分）（2016·扬州质检）固定化酶技术运用于工业化生产前，需要获得酶的有关参数。
如图：
曲线①表示某种酶在各种温度下酶活性相对最高酶活性的百分比；曲线②是将该种酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性，据此得到酶的热稳定性数据。
请回答下列问题：
（1）与普通酶制剂相比，固定化酶在生产中的优点是________________________________。
（2）曲线②中，35℃和80℃的数据点是在________℃时测得的。
通过本实验，你对酶的最适温度的认识是________________。
该种酶固定化后运用于生产，最佳温度范围是________________。
（3）研究发现有甲、乙两种物质能降低该种酶的催化效率，该酶催化的底物浓度变化会改变甲物质对酶的影响，而不会改变乙物质对酶的影响。
如图是降低酶活性的两种机制模型，符合甲、乙物质对酶影响的模型分别是________________、________________。
（4）在酶的活性不受抑制时，起始反应速率与底物浓度的关系如下图所示。
请画出加入甲物质时，起始反应速率与底物浓度之间的关系曲线。
解析
（1）与普通酶制剂相比，固定化酶的优点是：
可以反复使用。
（2）由于曲线②是将该种酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性而得到的酶热稳定性数据，而酶的最适温度为80℃，因此曲线中数据均为80℃时测得的；通过本实验可知，酶的最适温度可以认为是既能使酶具有高的催化活性，又能维持较长时间的温度；该种酶固定化后运用于生产，最佳温度范围是60～70℃。
（3）观察两个模型可知，A模型中抑制剂、底物和酶结合的部位相同，因此底物浓度的变化，可以影响酶的催化效率；B模型中抑制剂与酶结合后。
酶的结构发生改变，不能和底物结合，因此底物浓度升高，也不能影响酶的催化效率。
故甲、乙物质对酶影响的模型分别对应A和B
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