生物指具有動(dòng)能的生命體，也是一個(gè)物體的集合，而個(gè)體生物指的是生物體，與非生物相對(duì)。®無憂考網(wǎng)小編整理了人教版高一上冊(cè)生物學(xué)案【三篇】，希望對(duì)你有幫助!
菊花的組織培養(yǎng)學(xué)案
課題1 菊花的組織培養(yǎng)
1．說出植物組織培養(yǎng)的基本原理。
2．學(xué)習(xí)植物組織培養(yǎng)的基本技術(shù)。
3．進(jìn)行菊花或其他植物的組織培養(yǎng)。
一、植物組織培養(yǎng)的基本原理
植物細(xì)胞具有________。即植物細(xì)胞脫離了原來所在植物體的器官或組織而處于______狀態(tài)時(shí)，在一定的__________、______和其他外界條件的作用下，表現(xiàn)出可以發(fā)育成____________的能力。
二、植物組織培養(yǎng)的基本過程
1．在植物的個(gè)體發(fā)育過程中，細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上都會(huì)出現(xiàn)________的差異，形成這些差異的過程叫做__________。
2．過程
離體的植物細(xì)胞、組織、器官――→(脫分化) 組織――→( )叢芽或根等――→(生長)完整的植物體
思考：馬鈴薯長期種植，產(chǎn)量會(huì)降低而且易感染病毒，要想提高馬鈴薯的產(chǎn)量，培育無病毒的馬鈴薯應(yīng)該怎么辦？
三、影響植物組織培養(yǎng)的因素
1．材料的選擇
植物材料的選擇直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)的成敗。植物的種類、材料的______和________________等都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。菊花的組織培養(yǎng)，一般選擇____________的莖上部新萌生的側(cè)枝。
2．培養(yǎng)基
植物組織培養(yǎng)需要適宜的培養(yǎng)基，常用的是______培養(yǎng)基，其主要成分包括：__________，如N、P、K、Ca、Mg、S；__________，如B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co；________，如甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素，以及______等；還常常需要添加______________。
3．植物激素
植物激素中________和____________是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。培養(yǎng)基中添加的植物激素的______、________________以及____________等，都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。以生長素和細(xì)胞分裂素為例。
使用順序 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂素 有利于細(xì)胞____，
但細(xì)胞不____
先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長素 細(xì)胞____________
同時(shí)使用 ______頻率提高
生長素/細(xì)胞分裂素比值與結(jié)果
比值高時(shí) 有利于____的分化，抑制____的形成
比值低時(shí) 有利于____的分化，抑制____的形成
比值適中 促進(jìn)__________形成
4.其他影響因素
pH、溫度、光照等條件是重要因素，不同的植物對(duì)各種條件的要求往往不同。進(jìn)行菊花的組織培養(yǎng)時(shí)，一般將pH控制在______左右，溫度控制在________ ℃，每日用日光燈照射____ h。
四、實(shí)驗(yàn)操作
1．制備MS固體培養(yǎng)基
（1）配制各種母液。
（2）配制培養(yǎng)基。
（3）滅菌
將分裝好的培養(yǎng)基連同其他器械一起進(jìn)行__________________。
2．外植體消毒
菊花莖段用水沖洗、加洗衣粉用軟刷進(jìn)行刷洗、用流水沖洗，吸干水分。外植體要用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精______，然后用無菌水清洗，吸干表面的水分，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞______， 后用________清洗。
3．接種
所有的接種操作都必須在________旁進(jìn)行，并且每次使用器械后，都需要用______________。
4．培養(yǎng)
接種后的錐形瓶好放在無菌箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)期間應(yīng)定期______。
5．移栽
6．栽培
答案：一、全能性 離體 營養(yǎng)物質(zhì) 激素 完整的植株
二、1.穩(wěn)定性 細(xì)胞分化
2．愈傷 再分化
思考：長期進(jìn)行無性繁殖的植物，只有根尖和莖尖中幾乎無病毒，因此可利用植物組織培養(yǎng)獲得無病毒的馬鈴薯植株。
三、1.年齡 保存時(shí)間的長短 未開花植株
2．MS 大量元素 微量元素 有機(jī)物 蔗糖 植物激素
3．生長素 細(xì)胞分裂素 濃度 使用的先后順序 用量的比例 分裂 分化 既分裂也分化 分化 根 芽 芽 根 愈傷組織
4．5.8 18～22 12
四、1.高壓蒸汽滅菌
2．消毒 消毒 無菌水
3．酒精燈 火焰灼燒滅菌
4．消毒
1.細(xì)胞分化與植物細(xì)胞的全能性
多細(xì)胞生物體，一般是由一個(gè)受精卵通過細(xì)胞的增殖和分化發(fā)育而成的。細(xì)胞分裂只能繁殖出許多含有相同遺傳物質(zhì)的細(xì)胞，只有經(jīng)過細(xì)胞分化才能形成不同的組織，進(jìn)一步形成各種器官、系統(tǒng)，從而完成生物的個(gè)體發(fā)育過程。當(dāng)細(xì)胞分化開始時(shí)，受遺傳因素和環(huán)境因素的調(diào)節(jié)，不同細(xì)胞的不同基因會(huì)在特定的時(shí)間、空間被激活，活化一段時(shí)間后有些基因的活動(dòng)停止，而有些基因還在繼續(xù)活動(dòng)，從而產(chǎn)生了特定的蛋白質(zhì)（即基因有選擇性的表達(dá)），進(jìn)而產(chǎn)生了不同的組織，也就是在個(gè)體發(fā)育中相同細(xì)胞的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生了穩(wěn)定性差異——細(xì)胞分化，這是發(fā)生在生物體一生中的一種持久變化，當(dāng)然胚胎時(shí)期達(dá)到大限度。一般來說，分化了的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。
由于體細(xì)胞大多是通過有絲分裂繁殖而來的，一般已經(jīng)分化的細(xì)胞仍有一套和受精卵相同的染色體，含有與本物種相同的DNA分子。因此，已分化的細(xì)胞具有發(fā)育成完整新個(gè)體的潛能，即全能性。在合適的條件下，有些分化的細(xì)胞具有恢復(fù)分裂、重新分化發(fā)育成完整新個(gè)體的能力。植物細(xì)胞的全能性比較強(qiáng)，動(dòng)物細(xì)胞的全能性受到了限制，特別是一些高度特化的動(dòng)物細(xì)胞，很難用它培養(yǎng)成一個(gè)新個(gè)體，但它的細(xì)胞核中仍有保持物種遺傳性的全部遺傳物質(zhì)，保持著全能性，例如已取得成功的克隆羊——多利就是一例。
2.愈傷組織
愈傷組織是通過細(xì)胞分裂形成的，其細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則，高度液泡化呈無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。它容易與根尖、莖尖的分生組織發(fā)生混淆�？梢酝ㄟ^下表比較根尖分生組織和愈傷組織的異同。
組織類型 細(xì)胞來源 細(xì)胞形態(tài) 細(xì)胞結(jié)構(gòu) 細(xì)胞排列 細(xì)胞去向
根尖
分生組織 受精卵 正方形 無液泡 緊密 分化成多種細(xì)胞組織
愈傷組織 高度分化細(xì)胞 無定形 高度液泡化 疏松 再分化成
新個(gè)體
相同點(diǎn) 都通過有絲分裂進(jìn)行細(xì)胞增殖
3.污染的預(yù)防
污染就是指在組織培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)容器內(nèi)滋生菌斑，使培養(yǎng)材料不能正常生長發(fā)育，從而導(dǎo)致培養(yǎng)失敗的現(xiàn)象。植物組織培養(yǎng)不同于扦插、分根、葉插等常規(guī)無性繁殖。由于植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗性差，所以對(duì)培養(yǎng)條件的要求較高，對(duì)無菌操作的要求非常嚴(yán)格。
污染有兩種類型，一種是細(xì)菌污染一般是由接種人員造成的，如未戴口罩，接種時(shí)說話，或手及器械消毒不嚴(yán)等。另一種是真菌污染可能是由植物材料滅菌不當(dāng)造成的。
可以通過以下措施做好預(yù)防。
（1）防止外植體帶菌。①選擇好外植體采集時(shí)期和采集部位。外植體采集以春秋為宜，優(yōu)先選擇地上部分作為外植體，陰雨天勿采，晴天下午采，采前噴殺蟲劑、殺菌劑或套塑料袋。②在室內(nèi)或無菌條件下進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)。③外植體嚴(yán)格消毒。做消毒效果試驗(yàn)，多次消毒和交替消毒。
（2）保證培養(yǎng)基及接種器具徹底滅菌。①分裝時(shí)，注射器勿與瓶接觸，培養(yǎng)基勿粘瓶口。②檢查封口膜是否有破損。③扎瓶口要位置適當(dāng)、松緊適宜。④保證滅菌時(shí)間和高壓鍋內(nèi)溫度。⑤接種工具使用前徹底滅菌。⑥工作服、口罩、帽子等布質(zhì)品定期進(jìn)行濕熱滅菌。
（3）操作人員嚴(yán)格遵守?zé)o菌操作規(guī)程。如一定要規(guī)范著裝，操作過程中不說話等。
（4）保證接種與培養(yǎng)環(huán)境清潔。①污染瓶經(jīng)高壓滅菌后再清潔。②接種環(huán)境定期熏蒸消毒、紫外燈照射或用臭氧滅菌和消毒。③定期對(duì)培養(yǎng)室消毒、防止高溫。
對(duì)外植體進(jìn)行表面消毒時(shí)，既要考慮到藥劑的消毒效果，又要考慮到植物的耐受力。不同藥劑、不同植物材料，甚至不同器官要區(qū)別對(duì)待。消毒用過的有毒藥品應(yīng)收集后統(tǒng)一交給有關(guān)專業(yè)部門處理，以免引起環(huán)境污染。
一旦發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)材料被污染，特別是真菌性污染，一定不要打開培養(yǎng)瓶。應(yīng)先將所有被污染的培養(yǎng)瓶統(tǒng)一放在高壓蒸汽滅菌鍋中滅菌后，再打開培養(yǎng)瓶進(jìn)行清洗。
題型一 細(xì)胞的全能性
【例題1】 下列實(shí)例中能體現(xiàn)細(xì)胞全能性的是（ �。�。
①用培養(yǎng)基培養(yǎng)的胡蘿卜單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)成了可育的植株 ②植物用種子進(jìn)行繁殖�、塾脝蝹�(gè)煙草組織培育出了可育的完整植株
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
解析：①和③都屬于已分化的細(xì)胞經(jīng)過培養(yǎng)形成可育的植株，體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。植物用種子繁殖后代，實(shí)際上是由一個(gè)受精卵，通過細(xì)胞的增殖和分化發(fā)育成新個(gè)體，是由未經(jīng)分化的細(xì)胞（受精卵）發(fā)育成新個(gè)體的過程，因此不能體現(xiàn)細(xì)胞全能性。
答案：B
題型二 植物細(xì)胞表達(dá)全能性的條件
【例題2】 植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是（ �。�。
A．給予適宜的營養(yǎng)和外界條件
B．導(dǎo)入其他植物細(xì)胞的基因
C．脫離母體后的具有完整細(xì)胞核的細(xì)胞或組織，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件
D．將成熟篩管細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核卵細(xì)胞中
解析：在生物體內(nèi)，細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性， 而是分化成為不同的組織、器官，這是基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果。當(dāng)植物細(xì)胞脫離母體后，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他適宜的外界條件的作用下，植物細(xì)胞就可以表現(xiàn)出全能性。
答案：C
反思領(lǐng)悟：植物細(xì)胞表達(dá)全能性的條件：一是離體的組織或細(xì)胞；二是需要一定的激素、營養(yǎng)及其他適宜條件；三是具有完整細(xì)胞核的細(xì)胞。
題型三 植物組織培養(yǎng)的過程及影響因素
【例題3】 （2010•安徽理綜）草莓生產(chǎn)上傳統(tǒng)的繁殖方式易將所感染的病毒傳播給后代，導(dǎo)致產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差。運(yùn)用微型繁殖技術(shù)可以培育出無病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本過程如下：
外植體――→①愈傷組織――→②芽根―→植株
請(qǐng)回答下列問題。
（1）微型繁殖培育無病毒草莓時(shí)，一般選取____________作為外植體，其依據(jù)是________________。
（2）在過程①中，常用的MS培養(yǎng)基主要成分包括大量元素、微量元素和____________，在配制好的培養(yǎng)基中，常常需要添加____________，有利于外植體啟動(dòng)細(xì)胞分裂形成愈傷組織。接種后2～5 d，若發(fā)現(xiàn)外植體邊緣局部污染，原因可能是____________。
（3）在過程②中，愈傷組織在誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是____________________________________________。
解析：（1）植物組織培養(yǎng)時(shí)常采用根尖或莖尖部位，原因是該部位含病毒極少，甚至無病毒。
（2）MS培養(yǎng)基的成分包括大量元素、微量元素和有機(jī)物，在配制好的培養(yǎng)基中，常需要添加生長素和細(xì)胞分裂素等植物激素。植物組織培養(yǎng)也應(yīng)注意無菌操作。
（3）生長素用量比細(xì)胞分裂素用量的比值低時(shí)，有利于芽的分化，比值高時(shí)，有利于根的分化。
答案：（1）莖尖（或根尖） 莖尖（或根尖）病毒極少，甚至無病毒�。�2）有機(jī)物 植物激素 外植體消毒不徹底�。�3）培養(yǎng)基中生長素類物質(zhì)用量與細(xì)胞分裂素類物質(zhì)用量的比值偏低
1．下列關(guān)于細(xì)胞分化的敘述，錯(cuò)誤的是（ �。�。
A．細(xì)胞分化是一種持久性的變化，它發(fā)生在生物體的整個(gè)生命過程中
B．細(xì)胞分化在胚胎時(shí)期達(dá)到大限度
C．隨著細(xì)胞分化的進(jìn)行，細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)種類會(huì)發(fā)生變化
D．高度分化的動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核保持著全能性
2．下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的敘述，錯(cuò)誤的是（ �。�
A．植物組織培養(yǎng)的原理是細(xì)胞的全能性 B．主要包括脫分化和再分化兩個(gè)階段
C．外植體形成愈傷組織的過程需要陽光 D．植物組織培養(yǎng)的過程中要求無菌操作
3．下列關(guān)于愈傷組織形成過程的正確敘述是（ �。�。
A．愈傷組織的形成是離體的植物細(xì)胞分化的結(jié)果
B．愈傷組織的形成是離體的植物細(xì)胞分裂的結(jié)果
C．愈傷組織的形成是離體的動(dòng)物細(xì)胞分化的結(jié)果
D．愈傷組織的形成是離體的動(dòng)物細(xì)胞分裂的結(jié)果
4．下列關(guān)于接種時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)，全部正確的是（ �。�
①接種室要消毒�、跓o菌操作 ③接種時(shí)可以談話�、芡庵搀w如莖段、莖尖可隨機(jī)放入培養(yǎng)基�、萁臃N時(shí)要防止交叉污染 ⑥接種完立刻蓋好瓶口
A．①②③④ B．①②③④⑤⑥ C．③④⑤⑥ D．①②⑤⑥
5．在離體的植物組織、器官或細(xì)胞脫分化形成愈傷組織的過程中，需要下列哪些條件？（ �。�
①消毒滅菌�、谝欢舛鹊闹参锛に亍、圻m宜的溫度�、艹渥愕墓庹铡、莩渥愕酿B(yǎng)料
A．①③④⑤ B．②③⑤ C．①②③ D．①②③⑤
答案：1．C 細(xì)胞分化不會(huì)使遺傳物質(zhì)種類發(fā)生變化，它的實(shí)質(zhì)是遺傳物質(zhì)在時(shí)間和空間上有選擇性地表達(dá)。
2．C 植物組織培養(yǎng)是指離體的植物細(xì)胞、組織或器官在無菌操作下經(jīng)脫分化和再分化形成完整植物體的過程，其原理是植物細(xì)胞的全能性。在脫分化形成愈傷組織的過程中，恒溫箱的門應(yīng)該關(guān)閉，不必見光，因?yàn)樵跓o光條件下愈傷組織長得更快。
3．B 愈傷組織只存在于植物細(xì)胞；離體的植物組織細(xì)胞，在培養(yǎng)了一段時(shí)間以后，會(huì)通過細(xì)胞分裂形成愈傷組織。
4．D 整個(gè)接種過程必須在無菌條件下進(jìn)行，不能談話，防止呼吸產(chǎn)生污染，因此操作過程應(yīng)禁止談話，并戴口罩；接種的外植體放入培養(yǎng)基時(shí)注意將形態(tài)學(xué)下端插入，而且分布均勻，不能隨機(jī)放入，以保證必要的營養(yǎng)和光照條件。
5．D 離體的植物相關(guān)結(jié)構(gòu)在形成愈傷組織的過程中不需要光照，因?yàn)樵撨^程無法進(jìn)行光合作用，其營養(yǎng)物質(zhì)來自培養(yǎng)基。
月季的花藥培養(yǎng)
課題2 月季的花藥培養(yǎng)
1．說出被子植物花粉發(fā)育的過程及花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑。
2．說出影響花藥培養(yǎng)的因素。
3．學(xué)習(xí)花藥培養(yǎng)的基本技術(shù)。
4．嘗試用月季或其他植物的花藥進(jìn)行培養(yǎng)。
一、被子植物的花粉發(fā)育
1．被子植物的花粉是在______中由____________經(jīng)過______分裂而形成的，花粉是單倍體的生殖細(xì)胞。
2．被子植物花粉的發(fā)育要經(jīng)歷______________時(shí)期、______期和______期等階段。
二、產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑
1.花藥中的花粉 ――→脫分化 ――→分化叢芽2.花藥中的花粉 ――→脫分化 ――→再分化叢芽――→誘導(dǎo)生根 ―→移栽
兩種途徑之間沒有絕對(duì)的界限，主要取決于培養(yǎng)基中______的種類及其__________。
三、影響花藥培養(yǎng)的因素
1．誘導(dǎo)花粉植株成功率高低的主要影響因素是____________與______________。
2．材料的選擇與不同植物、同種植物親本的生理狀況，以及花粉發(fā)育時(shí)期有關(guān)。從花藥來看，應(yīng)當(dāng)選擇花期早期的花藥；從花粉來看，應(yīng)當(dāng)選擇______期的花粉；從花蕾來看，應(yīng)當(dāng)選擇____________的花蕾。此時(shí)期的營養(yǎng)狀態(tài)及生理狀態(tài)比較好，對(duì)離體刺激敏感。
思考：為什么花瓣松動(dòng)會(huì)給材料的消毒帶來困難？
3．親本植株的生長條件、材料的____________以及__________等對(duì)誘導(dǎo)成功率都有一定影響。
四、實(shí)驗(yàn)操作
1．材料的選取
選擇花藥時(shí)，一般要通過______來確定花粉是否處于適宜的發(fā)育時(shí)期，此時(shí)需要對(duì)花粉________進(jìn)行染色，常用的方法有__________法和焙花青—鉻礬法，它們分別可以將細(xì)胞核染成紅色和藍(lán)黑色。
2．材料的消毒
通常先將花蕾用體積分?jǐn)?shù)為____________浸泡大約30 s，立即取出，在無菌水中清洗。取出后用無菌吸水紙吸干花蕾表面的水分，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________溶液消毒，后用無菌水沖洗3～5次。
3．接種和培養(yǎng)
（1）剝離花藥：滅菌后的花蕾，要在______條件下除去萼片和花瓣。剝離花藥時(shí)，一是要注意盡量____________（否則接種后容易從受傷部位產(chǎn)生__________）；二是要徹底去除______，否則不利于__________或________的形成。
（2）接種花藥：剝離的花藥要立刻接種到培養(yǎng)基上。通常每瓶接種________個(gè)花藥。
（3）培養(yǎng)：利用的培養(yǎng)基是______培養(yǎng)基，pH為5.8，溫度為____ ℃左右，幼小植株形成后才需要光照。培養(yǎng)20～30 d后，花藥開裂，長出__________或釋放出________。前者還要轉(zhuǎn)移到____________上，以便進(jìn)一步分化出再生植株；后者要盡快______并轉(zhuǎn)移到新的培養(yǎng)基上。
（4）通過愈傷組織形成的花粉植株，__________的數(shù)目常常會(huì)發(fā)生變化，因而需要作進(jìn)一步的鑒定和篩選。
答案：一、1.花藥 花粉母細(xì)胞 減數(shù)
2．小孢子四分體 單核 雙核 1 4 小孢子四分體 居中 靠邊 2 1 生殖 營養(yǎng)
二、1.胚狀體
2．愈傷組織 激素 濃度配比
三、1.材料的選擇 培養(yǎng)基的組成
2．單核 完全未開放
思考：花瓣松動(dòng)后，微生物就可能侵入花藥。
3．低溫預(yù)處理 接種密度
四、1.鏡檢 細(xì)胞核 醋酸洋紅
2．70%的酒精 0.1%的氯化汞
3．（1）無菌 不損傷花藥 愈傷組織 花絲 愈傷組織 胚狀體 （2）7～10�。�3）MS 25 愈傷組織 胚狀體 分化培養(yǎng)基 分開 （4）染色體組
菊花莖的組織培養(yǎng)與月季花藥培養(yǎng)技術(shù)的異同
二者都是快速、大量繁殖花卉的技術(shù)手段。
菊花莖的組織培養(yǎng) 月季花藥培養(yǎng)
不
同
點(diǎn) 外植體細(xì)胞類型 體細(xì)胞 生殖細(xì)胞
培養(yǎng)結(jié)果 正常植株 單倍體植株
光的要求 每日照射12 h 幼小植株形成后
才需要光照
相同點(diǎn) 理論依據(jù)、培養(yǎng)基的配制方法、無菌技術(shù)及接種操作等基本相同
另外，花藥培養(yǎng)的選材非常重要，需事先摸索適宜時(shí)期的花蕾；花藥裂開后，長出的愈傷組織或釋放出的胚狀體也要及時(shí)更換培養(yǎng)基；花藥培養(yǎng)對(duì)培養(yǎng)基配方的要求更為嚴(yán)格。這些都使花藥的培養(yǎng)難度加大。
花藥的全能性高于植物組織。另外，花粉植株屬單倍體植株，高度不育。如果需要育種，需對(duì)花粉植株幼苗進(jìn)行秋水仙素處理，才能獲得正�？捎膫�(gè)體。
題型一 花粉的發(fā)育
【例題1】 關(guān)于被子植物花粉的形成，說法正確的是（ �。�。
A．花粉是花粉母細(xì)胞經(jīng)有絲分裂形成的
B．花粉的發(fā)育要經(jīng)歷小孢子四分體時(shí)期、單核期和雙核期
C．花粉發(fā)育經(jīng)歷雙核期時(shí)，兩個(gè)細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)并不完全相同
D．花粉母細(xì)胞形成花粉粒中精子的過程是一系列減數(shù)分裂的過程
解析：花粉是由花粉母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂形成的；其發(fā)育經(jīng)歷了小孢子四分體時(shí)期、單核期和雙核期等階段。雙核期兩個(gè)細(xì)胞核是由一個(gè)細(xì)胞核經(jīng)有絲分裂產(chǎn)生的，它們具有完全相同的遺傳物質(zhì)�；ǚ哿�(nèi)的生殖細(xì)胞再經(jīng)有絲分裂得到2個(gè)精子。
答案：B
題型二 花藥培養(yǎng)過程
【例題2】 下列有關(guān)花藥離體培養(yǎng)的說法中，錯(cuò)誤的是（ �。�。
A．對(duì)材料的選擇常用的方法是焙花青—鉻礬法，這種方法能將花粉細(xì)胞核染成藍(lán)黑色
B．材料消毒時(shí)需先用酒精浸泡，然后用氯化汞溶液或次氯酸鈣溶液浸泡，后用無菌水沖洗
C．接種花藥后一段時(shí)間內(nèi)不需要光照，但幼小植株形成后需要光照
D．接種的花藥長出愈傷組織或胚狀體后，要適時(shí)轉(zhuǎn)換培養(yǎng)基，以便進(jìn)一步分化成再生植株
解析：對(duì)材料的選擇常用的方法是醋酸洋紅法。
答案：A
題型三 花藥離體培養(yǎng)的應(yīng)用
【例題3】 下圖表示應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育優(yōu)質(zhì)玉米的過程。對(duì)此過程的相關(guān)描述錯(cuò)誤的是（ �。�。
A．B→E過程中細(xì)胞全能性的高低發(fā)生了改變
B．C試管中形成的是高度液泡化的薄壁細(xì)胞
C．A植株和F植株體細(xì)胞中的染色體組數(shù)相同
D．培養(yǎng)出的F植株一般不能直接應(yīng)用于擴(kuò)大種植
解析：分化程度越低的細(xì)胞，其全能性越高，因此經(jīng)脫分化獲得的細(xì)胞全能性高于經(jīng)再分化獲得的細(xì)胞的全能性；A是正常植株，而F是經(jīng)過花粉離體培養(yǎng)獲得的單倍體植株，染色體組數(shù)減少一半；培養(yǎng)出的F植株是單倍體植株，具有植株弱小、高度不育等特點(diǎn)，因而一般不能直接應(yīng)用于擴(kuò)大種植。
答案：C
1．某名貴花卉用種子繁殖會(huì)發(fā)生性狀分離，為了防止性狀分離并快速繁殖，可以利用該植物的一部分器官或組織進(jìn)行培育，發(fā)育成完整植株。進(jìn)行離體培養(yǎng)時(shí)不應(yīng)采用該植物的（ ）。
A．莖尖 B．子房壁 C．葉片 D．花粉粒
2．選擇花藥時(shí)，確定花藥發(fā)育時(shí)期常用的方法是（ �。�。
A．碘液染色法 B．焙花青—鉻礬法 C．醋酸洋紅法 D．直接鏡檢法
3．下列說法錯(cuò)誤的是（ ）。
A．鏡檢選擇花藥時(shí)需用醋酸洋紅法將花粉細(xì)胞核染成紅色或用焙花青—鉻礬法染成藍(lán)黑色
B．初花期的花蕾營養(yǎng)狀態(tài)及生理狀態(tài)較好，可提高花粉誘導(dǎo)的成功率
C．用于花蕾消毒的藥品有體積分?jǐn)?shù)為90%的酒精、無菌水及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞溶液等
D．滅菌后的花藥從除去萼片和花瓣、剝離花藥到將花藥接種到培養(yǎng)基上，整個(gè)過程都需要在無菌條件下進(jìn)行
4．下列不是影響花藥培養(yǎng)因素的是（ �。�
A．材料的選擇和培養(yǎng)基的組成 B．親本植株的生長條件
C．材料的低溫預(yù)處理以及接種密度 D．做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間
5．花粉母細(xì)胞經(jīng)________分裂形成四個(gè)單倍體細(xì)胞，連在一起，叫________時(shí)期。四個(gè)單倍體細(xì)胞分開，進(jìn)入________期。然后每個(gè)單倍體細(xì)胞進(jìn)行________分裂，形成2個(gè)細(xì)胞，一個(gè)是________細(xì)胞，另一個(gè)是________細(xì)胞。生殖細(xì)胞再進(jìn)行________分裂，形成2個(gè)精子。從理論上講，這三個(gè)細(xì)胞遺傳物質(zhì)________，都是體細(xì)胞的________，所含基因________。
答案：1．D 花粉粒是由花粉母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂形成的，細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)與親本相比發(fā)生了很大變化，所以繁殖名貴花卉，為了防止性狀分離，既不能用種子繁殖，也不能用花粉粒進(jìn)行組織培養(yǎng)。
2．C 在花藥離體培養(yǎng)中，確定花粉發(fā)育時(shí)期常用的方法是醋酸洋紅法�；ǚ奂�(xì)胞核內(nèi)有染色體，染色體易被堿性染料染成深色，而醋酸洋紅為堿性染料。通過染色，可以確定花粉發(fā)育時(shí)期。
3．C 對(duì)花蕾消毒的藥品中酒精的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)為70%。
4．D 花藥離體培養(yǎng)是在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行的，不受時(shí)間的限制。
5．解析：花粉粒是由花粉母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂而形成的。被子植物花粉的發(fā)育要經(jīng)歷小孢子四分體時(shí)期、單核期和雙核期等階段。在小孢子四分體時(shí)期，4個(gè)單倍體細(xì)胞連在一起，進(jìn)入單核期時(shí)，四分體的4個(gè)單倍體細(xì)胞彼此分離，形成4個(gè)具有單細(xì)胞核的花粉粒。這時(shí)的細(xì)胞含濃厚的原生質(zhì)，核位于細(xì)胞的中央（單核居中期）。隨著細(xì)胞不斷長大，細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)（單核靠邊期），并分裂成1個(gè)生殖細(xì)胞核和1個(gè)花粉管細(xì)胞核，進(jìn)而形成兩個(gè)細(xì)胞，一個(gè)是生殖細(xì)胞，一個(gè)是營養(yǎng)細(xì)胞。生殖細(xì)胞將再分裂，形成兩個(gè)精子。這兩個(gè)精子的基因型與營養(yǎng)細(xì)胞的基因型相同。
答案：減數(shù) 小孢子四分體 單核 有絲 營養(yǎng) 生殖 有絲 相同 一半 相同
果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用
課題1 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用
1．簡述果膠酶的作用。
2．檢測(cè)果膠酶的活性。
3．探究溫度和pH對(duì)果膠酶活性的影響以及果膠酶的適用量。
4．搜集有關(guān)果膠酶應(yīng)用的資料。
一、果膠酶的作用
1．果膠是植物________以及________的主要組成成分之一，它是由____________聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水。在果汁加工中，果膠不僅會(huì)影響________，還會(huì)使果汁______。
2．果膠酶能夠分解______，瓦解植物的________及________，使榨取果汁更容易，而果膠分解成可溶性的____________，也使得渾濁的果汁變得澄清。
3．果膠酶并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，包括________________酶、__________酶和________酶等。
思考：利用果膠酶進(jìn)行果泥處理時(shí)，可不可以再加入蛋白酶促進(jìn)細(xì)胞壁分解？
二、酶的活性與影響酶活性的因素
1．酶的活性：酶催化______________的能力。
2．酶活性的高低可用在一定條件下，酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的__________來表示，即單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的________或產(chǎn)物的________來表示。
3．影響酶活性的因素有：__________、pH和________________等。
4．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
（1）探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響
①實(shí)驗(yàn)原理：果膠酶活性受溫度影響，處于適溫度時(shí)，活性高。果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶活性大小成______。
②實(shí)驗(yàn)的變量：自變量是溫度，因變量是果汁的澄清度和出汁率。
（2）探究pH對(duì)酶活性的影響
①實(shí)驗(yàn)原理：果膠酶活性受pH影響，處于適pH時(shí)，活性高，高于或低于適pH時(shí)酶活性降低。
②實(shí)驗(yàn)變量：自變量是______，因變量是果汁的________和出汁率。
三、果膠酶的用量
1．果膠生產(chǎn)時(shí)，為了使果膠酶得到充分利用，應(yīng)控制好酶的用量，用量多少常通過測(cè)量____________來探究。
2．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：自變量是________的用量，因變量是果汁的______。
答案：一、1.細(xì)胞壁 胞間層 半乳糖醛酸 出汁率 渾濁
2．果膠 細(xì)胞壁 胞間層 半乳糖醛酸
3．多聚半乳糖醛酸 果膠分解 果膠酯
思考：不可以。因?yàn)楣z酶是蛋白質(zhì)，加入蛋白酶后會(huì)使果膠酶被分解。
二、1.一定化學(xué)反應(yīng)
2．反應(yīng)速度 減少量 增加量
3．溫度 酶的抑制劑
4．（1）正比 （2）pH 澄清度
三、1.果汁的體積
2．果膠酶 體積
1．果膠酶的組成及特點(diǎn)
果膠酶不是特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱；果膠酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，能被蛋白質(zhì)酶水解掉；果膠酶具有酶的通性：只改變反應(yīng)速度，不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn)。
能夠產(chǎn)生果膠酶的生物包括植物、霉菌、酵母菌和細(xì)菌等，食品工業(yè)生產(chǎn)中需要的果膠酶主要來自霉菌發(fā)酵生產(chǎn)�？缮晒z酶的霉菌有黑曲霉、米曲霉和文氏曲霉等。培養(yǎng)曲霉可用液體培養(yǎng)法，需添加果膠作為誘導(dǎo)物。
2．探究溫度和pH對(duì)酶活性的影響及探究果膠酶用量的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)
（1）在探究溫度或pH的影響時(shí)，需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，不同的溫度梯度之間或不同的pH梯度之間就可以作為對(duì)照，這種對(duì)照稱為相互對(duì)照。如果將溫度或pH作為變量，控制不變的量應(yīng)有蘋果泥的用量、果膠酶的用量、反應(yīng)的時(shí)間和過濾的時(shí)間等。只有在實(shí)驗(yàn)中保證一個(gè)自變量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果才能說明問題。
（2）在混合蘋果泥和果膠酶之前，要將蘋果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理。這樣可以保證底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的，避免了蘋果泥和果膠酶混合時(shí)影響混合物的溫度，從而影響果膠酶活性的問題。
（3）在用果膠酶處理蘋果泥時(shí)，為了使果膠酶能充分地催化反應(yīng)，應(yīng)用玻璃棒不時(shí)攪拌。
題型一 果膠酶的作用及影響因素
【例題1】 果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要成分之一。果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層。請(qǐng)你完成以下有關(guān)果膠酶和果汁生產(chǎn)的問題。
（1）在果汁生產(chǎn)中應(yīng)用果膠酶可以提高_(dá)_______和________。
（2）某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了“探索果膠酶催化果膠水解適宜的pH”的課題研究。本課題的實(shí)驗(yàn)步驟中，在完成“燒杯中分別加入蘋果泥、試管中分別注入果膠酶溶液、編號(hào)、編組”之后，有下面兩種操作：
方法一：將試管中果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥相混合，再把混合液的pH分別調(diào)至4、5、6……10。
方法二：將試管中果膠酶溶液和燒杯中蘋果泥pH分別調(diào)至4、5、6……10，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋果泥相混合。
①請(qǐng)問哪一種方法更為科學(xué)？__________，并說明理由：______________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②實(shí)驗(yàn)操作中要用玻璃棒不時(shí)攪拌，其目的是________，以減少實(shí)驗(yàn)誤差。
③如果用曲線圖的方式記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在現(xiàn)有的條件下，當(dāng)橫坐標(biāo)表示pH，縱坐標(biāo)表示________時(shí)，實(shí)驗(yàn)的操作和記錄是比較切實(shí)可行的。根據(jù)你對(duì)酶特性的了解，在下圖中選擇一個(gè)可能是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖：________。若實(shí)驗(yàn)所獲得的適pH＝m，請(qǐng)你在所選的曲線圖中標(biāo)出“m”點(diǎn)的位置。
解析：果膠酶可以提高果汁的出汁率和澄清度。方法二是將試管中的果膠酶溶液和燒杯中蘋果泥的pH分別調(diào)至4、5、6……10，再把pH相等的兩溶液相混合，這樣操作能夠確保酶的反應(yīng)環(huán)境從一開始便達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)的pH環(huán)境。否則，由于酶在pH升高或降低時(shí)把果膠分解了，造成誤差。實(shí)驗(yàn)操作中要用玻璃棒不時(shí)攪拌的目的是使酶和反應(yīng)物（果膠）充分地接觸，以減少實(shí)驗(yàn)誤差。實(shí)驗(yàn)中的坐標(biāo)圖，橫坐標(biāo)表示pH，縱坐標(biāo)表示果汁體積合適。在一定范圍內(nèi)，隨pH增大，酶的活性增強(qiáng)，生產(chǎn)的果汁多，體積增大；超過適pH，隨pH增大，酶的活性減弱，生產(chǎn)的果汁少，體積減小。
答案：（1）出汁率 澄清度
（2）①方法二 方法二的操作能夠確保酶的反應(yīng)環(huán)境從一開始便達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)的pH環(huán)境（或“方法一的操作會(huì)在達(dá)到預(yù)定pH之前就發(fā)生了酶的催化反應(yīng)”）
②使酶和反應(yīng)物（果膠）充分地接觸
③果汁體積 甲 如下圖所示
甲
題型二 實(shí)驗(yàn)變量
【例題2】 探究溫度、pH對(duì)果膠酶活性的影響和探究果膠酶用量的三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)變量依次為（ �。�。
A．溫度、酶活性、酶用量 B．蘋果泥用量、pH、果汁量
C．反應(yīng)時(shí)間、酶活性、酶用量 D．溫度、pH、果膠酶用量
解析：首先要明確實(shí)驗(yàn)變量、反應(yīng)變量等基本概念，在此基礎(chǔ)上，針對(duì)三個(gè)探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)一為探究果膠酶的適溫度，實(shí)驗(yàn)二為探究果膠酶的適pH，實(shí)驗(yàn)三為探究果膠酶的適用量，從而選出正確答案。
答案：D
反思領(lǐng)悟：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該遵循單一變量原則、對(duì)照原則和等量原則進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，才能得出正確的結(jié)論。
1．下列關(guān)于酶的敘述不正確的是（ �。�。
A．絕大多數(shù)酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化能力的一類特殊的蛋白質(zhì)
B．參加反應(yīng)的前后，酶的化學(xué)性質(zhì)不變
C．酶的活性受環(huán)境的pH和溫度的影響
D．酶在細(xì)胞內(nèi)才能發(fā)揮作用，離開細(xì)胞即失效
2．以下關(guān)于果膠酶的敘述正確的是（ �。�
A．果膠酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶等
B．果膠酶的化學(xué)成分為固醇
C．果膠酶的催化作用不受溫度影響
D．果膠酶可以催化多種化學(xué)反應(yīng)
3．下列哪一項(xiàng)說法是錯(cuò)誤的？（ �。�
A．酶是細(xì)胞合成的生物催化劑
B．溫度、pH和酶的抑制劑等條件會(huì)影響果膠酶的活性
C．果膠酶能催化果膠分解，但不能提高水果的出汁率，只能使果汁變得澄清
D．生產(chǎn)果汁時(shí)，為了使果膠酶得到充分的利用，節(jié)約成本，需要控制好酶的用量
4．在用果膠酶處理果泥時(shí)，為了使果膠酶能夠充分地催化反應(yīng)，應(yīng)采取的措施是（ �。�。
A．加大果泥用量 B．加大果膠酶用量
C．進(jìn)一步提高溫度 D．用玻璃棒不時(shí)地?cái)嚢璺磻?yīng)混合物
答案：1．D 酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，但酶發(fā)揮作用并不一定都在細(xì)胞內(nèi)。如各類消化酶是消化腺細(xì)胞產(chǎn)生并分泌的，在消化道內(nèi)消化有機(jī)物。
2．A 果膠酶同其他大多數(shù)酶一樣，其主要成分是蛋白質(zhì)，其催化作用受溫度和pH等因素的影響，果膠酶只能催化果膠的分解。
3．C 果膠酶能使果汁變得澄清，并能提高水果的出汁率。
4．D 用玻璃棒不斷攪拌反應(yīng)混合物，可使果膠酶和果泥充分接觸，更好地催化反應(yīng)。
菊花的組織培養(yǎng)學(xué)案
課題1 菊花的組織培養(yǎng)
1．說出植物組織培養(yǎng)的基本原理。
2．學(xué)習(xí)植物組織培養(yǎng)的基本技術(shù)。
3．進(jìn)行菊花或其他植物的組織培養(yǎng)。
一、植物組織培養(yǎng)的基本原理
植物細(xì)胞具有________。即植物細(xì)胞脫離了原來所在植物體的器官或組織而處于______狀態(tài)時(shí)，在一定的__________、______和其他外界條件的作用下，表現(xiàn)出可以發(fā)育成____________的能力。
二、植物組織培養(yǎng)的基本過程
1．在植物的個(gè)體發(fā)育過程中，細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上都會(huì)出現(xiàn)________的差異，形成這些差異的過程叫做__________。
2．過程
離體的植物細(xì)胞、組織、器官――→(脫分化) 組織――→( )叢芽或根等――→(生長)完整的植物體
思考：馬鈴薯長期種植，產(chǎn)量會(huì)降低而且易感染病毒，要想提高馬鈴薯的產(chǎn)量，培育無病毒的馬鈴薯應(yīng)該怎么辦？
三、影響植物組織培養(yǎng)的因素
1．材料的選擇
植物材料的選擇直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)的成敗。植物的種類、材料的______和________________等都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。菊花的組織培養(yǎng)，一般選擇____________的莖上部新萌生的側(cè)枝。
2．培養(yǎng)基
植物組織培養(yǎng)需要適宜的培養(yǎng)基，常用的是______培養(yǎng)基，其主要成分包括：__________，如N、P、K、Ca、Mg、S；__________，如B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co；________，如甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素，以及______等；還常常需要添加______________。
3．植物激素
植物激素中________和____________是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。培養(yǎng)基中添加的植物激素的______、________________以及____________等，都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。以生長素和細(xì)胞分裂素為例。
使用順序 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂素 有利于細(xì)胞____，
但細(xì)胞不____
先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長素 細(xì)胞____________
同時(shí)使用 ______頻率提高
生長素/細(xì)胞分裂素比值與結(jié)果
比值高時(shí) 有利于____的分化，抑制____的形成
比值低時(shí) 有利于____的分化，抑制____的形成
比值適中 促進(jìn)__________形成
4.其他影響因素
pH、溫度、光照等條件是重要因素，不同的植物對(duì)各種條件的要求往往不同。進(jìn)行菊花的組織培養(yǎng)時(shí)，一般將pH控制在______左右，溫度控制在________ ℃，每日用日光燈照射____ h。
四、實(shí)驗(yàn)操作
1．制備MS固體培養(yǎng)基
（1）配制各種母液。
（2）配制培養(yǎng)基。
（3）滅菌
將分裝好的培養(yǎng)基連同其他器械一起進(jìn)行__________________。
2．外植體消毒
菊花莖段用水沖洗、加洗衣粉用軟刷進(jìn)行刷洗、用流水沖洗，吸干水分。外植體要用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精______，然后用無菌水清洗，吸干表面的水分，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞______， 后用________清洗。
3．接種
所有的接種操作都必須在________旁進(jìn)行，并且每次使用器械后，都需要用______________。
4．培養(yǎng)
接種后的錐形瓶好放在無菌箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)期間應(yīng)定期______。
5．移栽
6．栽培
答案：一、全能性 離體 營養(yǎng)物質(zhì) 激素 完整的植株
二、1.穩(wěn)定性 細(xì)胞分化
2．愈傷 再分化
思考：長期進(jìn)行無性繁殖的植物，只有根尖和莖尖中幾乎無病毒，因此可利用植物組織培養(yǎng)獲得無病毒的馬鈴薯植株。
三、1.年齡 保存時(shí)間的長短 未開花植株
2．MS 大量元素 微量元素 有機(jī)物 蔗糖 植物激素
3．生長素 細(xì)胞分裂素 濃度 使用的先后順序 用量的比例 分裂 分化 既分裂也分化 分化 根 芽 芽 根 愈傷組織
4．5.8 18～22 12
四、1.高壓蒸汽滅菌
2．消毒 消毒 無菌水
3．酒精燈 火焰灼燒滅菌
4．消毒
1.細(xì)胞分化與植物細(xì)胞的全能性
多細(xì)胞生物體，一般是由一個(gè)受精卵通過細(xì)胞的增殖和分化發(fā)育而成的。細(xì)胞分裂只能繁殖出許多含有相同遺傳物質(zhì)的細(xì)胞，只有經(jīng)過細(xì)胞分化才能形成不同的組織，進(jìn)一步形成各種器官、系統(tǒng)，從而完成生物的個(gè)體發(fā)育過程。當(dāng)細(xì)胞分化開始時(shí)，受遺傳因素和環(huán)境因素的調(diào)節(jié)，不同細(xì)胞的不同基因會(huì)在特定的時(shí)間、空間被激活，活化一段時(shí)間后有些基因的活動(dòng)停止，而有些基因還在繼續(xù)活動(dòng)，從而產(chǎn)生了特定的蛋白質(zhì)（即基因有選擇性的表達(dá)），進(jìn)而產(chǎn)生了不同的組織，也就是在個(gè)體發(fā)育中相同細(xì)胞的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生了穩(wěn)定性差異——細(xì)胞分化，這是發(fā)生在生物體一生中的一種持久變化，當(dāng)然胚胎時(shí)期達(dá)到大限度。一般來說，分化了的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。
由于體細(xì)胞大多是通過有絲分裂繁殖而來的，一般已經(jīng)分化的細(xì)胞仍有一套和受精卵相同的染色體，含有與本物種相同的DNA分子。因此，已分化的細(xì)胞具有發(fā)育成完整新個(gè)體的潛能，即全能性。在合適的條件下，有些分化的細(xì)胞具有恢復(fù)分裂、重新分化發(fā)育成完整新個(gè)體的能力。植物細(xì)胞的全能性比較強(qiáng)，動(dòng)物細(xì)胞的全能性受到了限制，特別是一些高度特化的動(dòng)物細(xì)胞，很難用它培養(yǎng)成一個(gè)新個(gè)體，但它的細(xì)胞核中仍有保持物種遺傳性的全部遺傳物質(zhì)，保持著全能性，例如已取得成功的克隆羊——多利就是一例。
2.愈傷組織
愈傷組織是通過細(xì)胞分裂形成的，其細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則，高度液泡化呈無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。它容易與根尖、莖尖的分生組織發(fā)生混淆�？梢酝ㄟ^下表比較根尖分生組織和愈傷組織的異同。
組織類型 細(xì)胞來源 細(xì)胞形態(tài) 細(xì)胞結(jié)構(gòu) 細(xì)胞排列 細(xì)胞去向
根尖
分生組織 受精卵 正方形 無液泡 緊密 分化成多種細(xì)胞組織
愈傷組織 高度分化細(xì)胞 無定形 高度液泡化 疏松 再分化成
新個(gè)體
相同點(diǎn) 都通過有絲分裂進(jìn)行細(xì)胞增殖
3.污染的預(yù)防
污染就是指在組織培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)容器內(nèi)滋生菌斑，使培養(yǎng)材料不能正常生長發(fā)育，從而導(dǎo)致培養(yǎng)失敗的現(xiàn)象。植物組織培養(yǎng)不同于扦插、分根、葉插等常規(guī)無性繁殖。由于植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗性差，所以對(duì)培養(yǎng)條件的要求較高，對(duì)無菌操作的要求非常嚴(yán)格。
污染有兩種類型，一種是細(xì)菌污染一般是由接種人員造成的，如未戴口罩，接種時(shí)說話，或手及器械消毒不嚴(yán)等。另一種是真菌污染可能是由植物材料滅菌不當(dāng)造成的。
可以通過以下措施做好預(yù)防。
（1）防止外植體帶菌。①選擇好外植體采集時(shí)期和采集部位。外植體采集以春秋為宜，優(yōu)先選擇地上部分作為外植體，陰雨天勿采，晴天下午采，采前噴殺蟲劑、殺菌劑或套塑料袋。②在室內(nèi)或無菌條件下進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)。③外植體嚴(yán)格消毒。做消毒效果試驗(yàn)，多次消毒和交替消毒。
（2）保證培養(yǎng)基及接種器具徹底滅菌。①分裝時(shí)，注射器勿與瓶接觸，培養(yǎng)基勿粘瓶口。②檢查封口膜是否有破損。③扎瓶口要位置適當(dāng)、松緊適宜。④保證滅菌時(shí)間和高壓鍋內(nèi)溫度。⑤接種工具使用前徹底滅菌。⑥工作服、口罩、帽子等布質(zhì)品定期進(jìn)行濕熱滅菌。
（3）操作人員嚴(yán)格遵守?zé)o菌操作規(guī)程。如一定要規(guī)范著裝，操作過程中不說話等。
（4）保證接種與培養(yǎng)環(huán)境清潔。①污染瓶經(jīng)高壓滅菌后再清潔。②接種環(huán)境定期熏蒸消毒、紫外燈照射或用臭氧滅菌和消毒。③定期對(duì)培養(yǎng)室消毒、防止高溫。
對(duì)外植體進(jìn)行表面消毒時(shí)，既要考慮到藥劑的消毒效果，又要考慮到植物的耐受力。不同藥劑、不同植物材料，甚至不同器官要區(qū)別對(duì)待。消毒用過的有毒藥品應(yīng)收集后統(tǒng)一交給有關(guān)專業(yè)部門處理，以免引起環(huán)境污染。
一旦發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)材料被污染，特別是真菌性污染，一定不要打開培養(yǎng)瓶。應(yīng)先將所有被污染的培養(yǎng)瓶統(tǒng)一放在高壓蒸汽滅菌鍋中滅菌后，再打開培養(yǎng)瓶進(jìn)行清洗。
題型一 細(xì)胞的全能性
【例題1】 下列實(shí)例中能體現(xiàn)細(xì)胞全能性的是（ �。�。
①用培養(yǎng)基培養(yǎng)的胡蘿卜單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)成了可育的植株 ②植物用種子進(jìn)行繁殖�、塾脝蝹�(gè)煙草組織培育出了可育的完整植株
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
解析：①和③都屬于已分化的細(xì)胞經(jīng)過培養(yǎng)形成可育的植株，體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。植物用種子繁殖后代，實(shí)際上是由一個(gè)受精卵，通過細(xì)胞的增殖和分化發(fā)育成新個(gè)體，是由未經(jīng)分化的細(xì)胞（受精卵）發(fā)育成新個(gè)體的過程，因此不能體現(xiàn)細(xì)胞全能性。
答案：B
題型二 植物細(xì)胞表達(dá)全能性的條件
【例題2】 植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是（ �。�。
A．給予適宜的營養(yǎng)和外界條件
B．導(dǎo)入其他植物細(xì)胞的基因
C．脫離母體后的具有完整細(xì)胞核的細(xì)胞或組織，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件
D．將成熟篩管細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核卵細(xì)胞中
解析：在生物體內(nèi)，細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性， 而是分化成為不同的組織、器官，這是基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果。當(dāng)植物細(xì)胞脫離母體后，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他適宜的外界條件的作用下，植物細(xì)胞就可以表現(xiàn)出全能性。
答案：C
反思領(lǐng)悟：植物細(xì)胞表達(dá)全能性的條件：一是離體的組織或細(xì)胞；二是需要一定的激素、營養(yǎng)及其他適宜條件；三是具有完整細(xì)胞核的細(xì)胞。
題型三 植物組織培養(yǎng)的過程及影響因素
【例題3】 （2010•安徽理綜）草莓生產(chǎn)上傳統(tǒng)的繁殖方式易將所感染的病毒傳播給后代，導(dǎo)致產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差。運(yùn)用微型繁殖技術(shù)可以培育出無病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本過程如下：
外植體――→①愈傷組織――→②芽根―→植株
請(qǐng)回答下列問題。
（1）微型繁殖培育無病毒草莓時(shí)，一般選取____________作為外植體，其依據(jù)是________________。
（2）在過程①中，常用的MS培養(yǎng)基主要成分包括大量元素、微量元素和____________，在配制好的培養(yǎng)基中，常常需要添加____________，有利于外植體啟動(dòng)細(xì)胞分裂形成愈傷組織。接種后2～5 d，若發(fā)現(xiàn)外植體邊緣局部污染，原因可能是____________。
（3）在過程②中，愈傷組織在誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是____________________________________________。
解析：（1）植物組織培養(yǎng)時(shí)常采用根尖或莖尖部位，原因是該部位含病毒極少，甚至無病毒。
（2）MS培養(yǎng)基的成分包括大量元素、微量元素和有機(jī)物，在配制好的培養(yǎng)基中，常需要添加生長素和細(xì)胞分裂素等植物激素。植物組織培養(yǎng)也應(yīng)注意無菌操作。
（3）生長素用量比細(xì)胞分裂素用量的比值低時(shí)，有利于芽的分化，比值高時(shí)，有利于根的分化。
答案：（1）莖尖（或根尖） 莖尖（或根尖）病毒極少，甚至無病毒�。�2）有機(jī)物 植物激素 外植體消毒不徹底�。�3）培養(yǎng)基中生長素類物質(zhì)用量與細(xì)胞分裂素類物質(zhì)用量的比值偏低
1．下列關(guān)于細(xì)胞分化的敘述，錯(cuò)誤的是（ �。�。
A．細(xì)胞分化是一種持久性的變化，它發(fā)生在生物體的整個(gè)生命過程中
B．細(xì)胞分化在胚胎時(shí)期達(dá)到大限度
C．隨著細(xì)胞分化的進(jìn)行，細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)種類會(huì)發(fā)生變化
D．高度分化的動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核保持著全能性
2．下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的敘述，錯(cuò)誤的是（ �。�
A．植物組織培養(yǎng)的原理是細(xì)胞的全能性 B．主要包括脫分化和再分化兩個(gè)階段
C．外植體形成愈傷組織的過程需要陽光 D．植物組織培養(yǎng)的過程中要求無菌操作
3．下列關(guān)于愈傷組織形成過程的正確敘述是（ �。�。
A．愈傷組織的形成是離體的植物細(xì)胞分化的結(jié)果
B．愈傷組織的形成是離體的植物細(xì)胞分裂的結(jié)果
C．愈傷組織的形成是離體的動(dòng)物細(xì)胞分化的結(jié)果
D．愈傷組織的形成是離體的動(dòng)物細(xì)胞分裂的結(jié)果
4．下列關(guān)于接種時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)，全部正確的是（ �。�
①接種室要消毒�、跓o菌操作 ③接種時(shí)可以談話�、芡庵搀w如莖段、莖尖可隨機(jī)放入培養(yǎng)基�、萁臃N時(shí)要防止交叉污染 ⑥接種完立刻蓋好瓶口
A．①②③④ B．①②③④⑤⑥ C．③④⑤⑥ D．①②⑤⑥
5．在離體的植物組織、器官或細(xì)胞脫分化形成愈傷組織的過程中，需要下列哪些條件？（ �。�
①消毒滅菌�、谝欢舛鹊闹参锛に亍、圻m宜的溫度�、艹渥愕墓庹铡、莩渥愕酿B(yǎng)料
A．①③④⑤ B．②③⑤ C．①②③ D．①②③⑤
答案：1．C 細(xì)胞分化不會(huì)使遺傳物質(zhì)種類發(fā)生變化，它的實(shí)質(zhì)是遺傳物質(zhì)在時(shí)間和空間上有選擇性地表達(dá)。
2．C 植物組織培養(yǎng)是指離體的植物細(xì)胞、組織或器官在無菌操作下經(jīng)脫分化和再分化形成完整植物體的過程，其原理是植物細(xì)胞的全能性。在脫分化形成愈傷組織的過程中，恒溫箱的門應(yīng)該關(guān)閉，不必見光，因?yàn)樵跓o光條件下愈傷組織長得更快。
3．B 愈傷組織只存在于植物細(xì)胞；離體的植物組織細(xì)胞，在培養(yǎng)了一段時(shí)間以后，會(huì)通過細(xì)胞分裂形成愈傷組織。
4．D 整個(gè)接種過程必須在無菌條件下進(jìn)行，不能談話，防止呼吸產(chǎn)生污染，因此操作過程應(yīng)禁止談話，并戴口罩；接種的外植體放入培養(yǎng)基時(shí)注意將形態(tài)學(xué)下端插入，而且分布均勻，不能隨機(jī)放入，以保證必要的營養(yǎng)和光照條件。
5．D 離體的植物相關(guān)結(jié)構(gòu)在形成愈傷組織的過程中不需要光照，因?yàn)樵撨^程無法進(jìn)行光合作用，其營養(yǎng)物質(zhì)來自培養(yǎng)基。
月季的花藥培養(yǎng)
課題2 月季的花藥培養(yǎng)
1．說出被子植物花粉發(fā)育的過程及花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑。
2．說出影響花藥培養(yǎng)的因素。
3．學(xué)習(xí)花藥培養(yǎng)的基本技術(shù)。
4．嘗試用月季或其他植物的花藥進(jìn)行培養(yǎng)。
一、被子植物的花粉發(fā)育
1．被子植物的花粉是在______中由____________經(jīng)過______分裂而形成的，花粉是單倍體的生殖細(xì)胞。
2．被子植物花粉的發(fā)育要經(jīng)歷______________時(shí)期、______期和______期等階段。
二、產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑
1.花藥中的花粉 ――→脫分化 ――→分化叢芽2.花藥中的花粉 ――→脫分化 ――→再分化叢芽――→誘導(dǎo)生根 ―→移栽
兩種途徑之間沒有絕對(duì)的界限，主要取決于培養(yǎng)基中______的種類及其__________。
三、影響花藥培養(yǎng)的因素
1．誘導(dǎo)花粉植株成功率高低的主要影響因素是____________與______________。
2．材料的選擇與不同植物、同種植物親本的生理狀況，以及花粉發(fā)育時(shí)期有關(guān)。從花藥來看，應(yīng)當(dāng)選擇花期早期的花藥；從花粉來看，應(yīng)當(dāng)選擇______期的花粉；從花蕾來看，應(yīng)當(dāng)選擇____________的花蕾。此時(shí)期的營養(yǎng)狀態(tài)及生理狀態(tài)比較好，對(duì)離體刺激敏感。
思考：為什么花瓣松動(dòng)會(huì)給材料的消毒帶來困難？
3．親本植株的生長條件、材料的____________以及__________等對(duì)誘導(dǎo)成功率都有一定影響。
四、實(shí)驗(yàn)操作
1．材料的選取
選擇花藥時(shí)，一般要通過______來確定花粉是否處于適宜的發(fā)育時(shí)期，此時(shí)需要對(duì)花粉________進(jìn)行染色，常用的方法有__________法和焙花青—鉻礬法，它們分別可以將細(xì)胞核染成紅色和藍(lán)黑色。
2．材料的消毒
通常先將花蕾用體積分?jǐn)?shù)為____________浸泡大約30 s，立即取出，在無菌水中清洗。取出后用無菌吸水紙吸干花蕾表面的水分，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________溶液消毒，后用無菌水沖洗3～5次。
3．接種和培養(yǎng)
（1）剝離花藥：滅菌后的花蕾，要在______條件下除去萼片和花瓣。剝離花藥時(shí)，一是要注意盡量____________（否則接種后容易從受傷部位產(chǎn)生__________）；二是要徹底去除______，否則不利于__________或________的形成。
（2）接種花藥：剝離的花藥要立刻接種到培養(yǎng)基上。通常每瓶接種________個(gè)花藥。
（3）培養(yǎng)：利用的培養(yǎng)基是______培養(yǎng)基，pH為5.8，溫度為____ ℃左右，幼小植株形成后才需要光照。培養(yǎng)20～30 d后，花藥開裂，長出__________或釋放出________。前者還要轉(zhuǎn)移到____________上，以便進(jìn)一步分化出再生植株；后者要盡快______并轉(zhuǎn)移到新的培養(yǎng)基上。
（4）通過愈傷組織形成的花粉植株，__________的數(shù)目常常會(huì)發(fā)生變化，因而需要作進(jìn)一步的鑒定和篩選。
答案：一、1.花藥 花粉母細(xì)胞 減數(shù)
2．小孢子四分體 單核 雙核 1 4 小孢子四分體 居中 靠邊 2 1 生殖 營養(yǎng)
二、1.胚狀體
2．愈傷組織 激素 濃度配比
三、1.材料的選擇 培養(yǎng)基的組成
2．單核 完全未開放
思考：花瓣松動(dòng)后，微生物就可能侵入花藥。
3．低溫預(yù)處理 接種密度
四、1.鏡檢 細(xì)胞核 醋酸洋紅
2．70%的酒精 0.1%的氯化汞
3．（1）無菌 不損傷花藥 愈傷組織 花絲 愈傷組織 胚狀體 （2）7～10�。�3）MS 25 愈傷組織 胚狀體 分化培養(yǎng)基 分開 （4）染色體組
菊花莖的組織培養(yǎng)與月季花藥培養(yǎng)技術(shù)的異同
二者都是快速、大量繁殖花卉的技術(shù)手段。
菊花莖的組織培養(yǎng) 月季花藥培養(yǎng)
不
同
點(diǎn) 外植體細(xì)胞類型 體細(xì)胞 生殖細(xì)胞
培養(yǎng)結(jié)果 正常植株 單倍體植株
光的要求 每日照射12 h 幼小植株形成后
才需要光照
相同點(diǎn) 理論依據(jù)、培養(yǎng)基的配制方法、無菌技術(shù)及接種操作等基本相同
另外，花藥培養(yǎng)的選材非常重要，需事先摸索適宜時(shí)期的花蕾；花藥裂開后，長出的愈傷組織或釋放出的胚狀體也要及時(shí)更換培養(yǎng)基；花藥培養(yǎng)對(duì)培養(yǎng)基配方的要求更為嚴(yán)格。這些都使花藥的培養(yǎng)難度加大。
花藥的全能性高于植物組織。另外，花粉植株屬單倍體植株，高度不育。如果需要育種，需對(duì)花粉植株幼苗進(jìn)行秋水仙素處理，才能獲得正�？捎膫�(gè)體。
題型一 花粉的發(fā)育
【例題1】 關(guān)于被子植物花粉的形成，說法正確的是（ �。�。
A．花粉是花粉母細(xì)胞經(jīng)有絲分裂形成的
B．花粉的發(fā)育要經(jīng)歷小孢子四分體時(shí)期、單核期和雙核期
C．花粉發(fā)育經(jīng)歷雙核期時(shí)，兩個(gè)細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)并不完全相同
D．花粉母細(xì)胞形成花粉粒中精子的過程是一系列減數(shù)分裂的過程
解析：花粉是由花粉母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂形成的；其發(fā)育經(jīng)歷了小孢子四分體時(shí)期、單核期和雙核期等階段。雙核期兩個(gè)細(xì)胞核是由一個(gè)細(xì)胞核經(jīng)有絲分裂產(chǎn)生的，它們具有完全相同的遺傳物質(zhì)�；ǚ哿�(nèi)的生殖細(xì)胞再經(jīng)有絲分裂得到2個(gè)精子。
答案：B
題型二 花藥培養(yǎng)過程
【例題2】 下列有關(guān)花藥離體培養(yǎng)的說法中，錯(cuò)誤的是（ �。�。
A．對(duì)材料的選擇常用的方法是焙花青—鉻礬法，這種方法能將花粉細(xì)胞核染成藍(lán)黑色
B．材料消毒時(shí)需先用酒精浸泡，然后用氯化汞溶液或次氯酸鈣溶液浸泡，后用無菌水沖洗
C．接種花藥后一段時(shí)間內(nèi)不需要光照，但幼小植株形成后需要光照
D．接種的花藥長出愈傷組織或胚狀體后，要適時(shí)轉(zhuǎn)換培養(yǎng)基，以便進(jìn)一步分化成再生植株
解析：對(duì)材料的選擇常用的方法是醋酸洋紅法。
答案：A
題型三 花藥離體培養(yǎng)的應(yīng)用
【例題3】 下圖表示應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育優(yōu)質(zhì)玉米的過程。對(duì)此過程的相關(guān)描述錯(cuò)誤的是（ �。�。
A．B→E過程中細(xì)胞全能性的高低發(fā)生了改變
B．C試管中形成的是高度液泡化的薄壁細(xì)胞
C．A植株和F植株體細(xì)胞中的染色體組數(shù)相同
D．培養(yǎng)出的F植株一般不能直接應(yīng)用于擴(kuò)大種植
解析：分化程度越低的細(xì)胞，其全能性越高，因此經(jīng)脫分化獲得的細(xì)胞全能性高于經(jīng)再分化獲得的細(xì)胞的全能性；A是正常植株，而F是經(jīng)過花粉離體培養(yǎng)獲得的單倍體植株，染色體組數(shù)減少一半；培養(yǎng)出的F植株是單倍體植株，具有植株弱小、高度不育等特點(diǎn)，因而一般不能直接應(yīng)用于擴(kuò)大種植。
答案：C
1．某名貴花卉用種子繁殖會(huì)發(fā)生性狀分離，為了防止性狀分離并快速繁殖，可以利用該植物的一部分器官或組織進(jìn)行培育，發(fā)育成完整植株。進(jìn)行離體培養(yǎng)時(shí)不應(yīng)采用該植物的（ ）。
A．莖尖 B．子房壁 C．葉片 D．花粉粒
2．選擇花藥時(shí)，確定花藥發(fā)育時(shí)期常用的方法是（ �。�。
A．碘液染色法 B．焙花青—鉻礬法 C．醋酸洋紅法 D．直接鏡檢法
3．下列說法錯(cuò)誤的是（ ）。
A．鏡檢選擇花藥時(shí)需用醋酸洋紅法將花粉細(xì)胞核染成紅色或用焙花青—鉻礬法染成藍(lán)黑色
B．初花期的花蕾營養(yǎng)狀態(tài)及生理狀態(tài)較好，可提高花粉誘導(dǎo)的成功率
C．用于花蕾消毒的藥品有體積分?jǐn)?shù)為90%的酒精、無菌水及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞溶液等
D．滅菌后的花藥從除去萼片和花瓣、剝離花藥到將花藥接種到培養(yǎng)基上，整個(gè)過程都需要在無菌條件下進(jìn)行
4．下列不是影響花藥培養(yǎng)因素的是（ �。�
A．材料的選擇和培養(yǎng)基的組成 B．親本植株的生長條件
C．材料的低溫預(yù)處理以及接種密度 D．做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間
5．花粉母細(xì)胞經(jīng)________分裂形成四個(gè)單倍體細(xì)胞，連在一起，叫________時(shí)期。四個(gè)單倍體細(xì)胞分開，進(jìn)入________期。然后每個(gè)單倍體細(xì)胞進(jìn)行________分裂，形成2個(gè)細(xì)胞，一個(gè)是________細(xì)胞，另一個(gè)是________細(xì)胞。生殖細(xì)胞再進(jìn)行________分裂，形成2個(gè)精子。從理論上講，這三個(gè)細(xì)胞遺傳物質(zhì)________，都是體細(xì)胞的________，所含基因________。
答案：1．D 花粉粒是由花粉母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂形成的，細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)與親本相比發(fā)生了很大變化，所以繁殖名貴花卉，為了防止性狀分離，既不能用種子繁殖，也不能用花粉粒進(jìn)行組織培養(yǎng)。
2．C 在花藥離體培養(yǎng)中，確定花粉發(fā)育時(shí)期常用的方法是醋酸洋紅法�；ǚ奂�(xì)胞核內(nèi)有染色體，染色體易被堿性染料染成深色，而醋酸洋紅為堿性染料。通過染色，可以確定花粉發(fā)育時(shí)期。
3．C 對(duì)花蕾消毒的藥品中酒精的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)為70%。
4．D 花藥離體培養(yǎng)是在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行的，不受時(shí)間的限制。
5．解析：花粉粒是由花粉母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂而形成的。被子植物花粉的發(fā)育要經(jīng)歷小孢子四分體時(shí)期、單核期和雙核期等階段。在小孢子四分體時(shí)期，4個(gè)單倍體細(xì)胞連在一起，進(jìn)入單核期時(shí)，四分體的4個(gè)單倍體細(xì)胞彼此分離，形成4個(gè)具有單細(xì)胞核的花粉粒。這時(shí)的細(xì)胞含濃厚的原生質(zhì)，核位于細(xì)胞的中央（單核居中期）。隨著細(xì)胞不斷長大，細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)（單核靠邊期），并分裂成1個(gè)生殖細(xì)胞核和1個(gè)花粉管細(xì)胞核，進(jìn)而形成兩個(gè)細(xì)胞，一個(gè)是生殖細(xì)胞，一個(gè)是營養(yǎng)細(xì)胞。生殖細(xì)胞將再分裂，形成兩個(gè)精子。這兩個(gè)精子的基因型與營養(yǎng)細(xì)胞的基因型相同。
答案：減數(shù) 小孢子四分體 單核 有絲 營養(yǎng) 生殖 有絲 相同 一半 相同
果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用
課題1 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用
1．簡述果膠酶的作用。
2．檢測(cè)果膠酶的活性。
3．探究溫度和pH對(duì)果膠酶活性的影響以及果膠酶的適用量。
4．搜集有關(guān)果膠酶應(yīng)用的資料。
一、果膠酶的作用
1．果膠是植物________以及________的主要組成成分之一，它是由____________聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水。在果汁加工中，果膠不僅會(huì)影響________，還會(huì)使果汁______。
2．果膠酶能夠分解______，瓦解植物的________及________，使榨取果汁更容易，而果膠分解成可溶性的____________，也使得渾濁的果汁變得澄清。
3．果膠酶并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，包括________________酶、__________酶和________酶等。
思考：利用果膠酶進(jìn)行果泥處理時(shí)，可不可以再加入蛋白酶促進(jìn)細(xì)胞壁分解？
二、酶的活性與影響酶活性的因素
1．酶的活性：酶催化______________的能力。
2．酶活性的高低可用在一定條件下，酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的__________來表示，即單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的________或產(chǎn)物的________來表示。
3．影響酶活性的因素有：__________、pH和________________等。
4．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
（1）探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響
①實(shí)驗(yàn)原理：果膠酶活性受溫度影響，處于適溫度時(shí)，活性高。果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶活性大小成______。
②實(shí)驗(yàn)的變量：自變量是溫度，因變量是果汁的澄清度和出汁率。
（2）探究pH對(duì)酶活性的影響
①實(shí)驗(yàn)原理：果膠酶活性受pH影響，處于適pH時(shí)，活性高，高于或低于適pH時(shí)酶活性降低。
②實(shí)驗(yàn)變量：自變量是______，因變量是果汁的________和出汁率。
三、果膠酶的用量
1．果膠生產(chǎn)時(shí)，為了使果膠酶得到充分利用，應(yīng)控制好酶的用量，用量多少常通過測(cè)量____________來探究。
2．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：自變量是________的用量，因變量是果汁的______。
答案：一、1.細(xì)胞壁 胞間層 半乳糖醛酸 出汁率 渾濁
2．果膠 細(xì)胞壁 胞間層 半乳糖醛酸
3．多聚半乳糖醛酸 果膠分解 果膠酯
思考：不可以。因?yàn)楣z酶是蛋白質(zhì)，加入蛋白酶后會(huì)使果膠酶被分解。
二、1.一定化學(xué)反應(yīng)
2．反應(yīng)速度 減少量 增加量
3．溫度 酶的抑制劑
4．（1）正比 （2）pH 澄清度
三、1.果汁的體積
2．果膠酶 體積
1．果膠酶的組成及特點(diǎn)
果膠酶不是特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱；果膠酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，能被蛋白質(zhì)酶水解掉；果膠酶具有酶的通性：只改變反應(yīng)速度，不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn)。
能夠產(chǎn)生果膠酶的生物包括植物、霉菌、酵母菌和細(xì)菌等，食品工業(yè)生產(chǎn)中需要的果膠酶主要來自霉菌發(fā)酵生產(chǎn)�？缮晒z酶的霉菌有黑曲霉、米曲霉和文氏曲霉等。培養(yǎng)曲霉可用液體培養(yǎng)法，需添加果膠作為誘導(dǎo)物。
2．探究溫度和pH對(duì)酶活性的影響及探究果膠酶用量的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)
（1）在探究溫度或pH的影響時(shí)，需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，不同的溫度梯度之間或不同的pH梯度之間就可以作為對(duì)照，這種對(duì)照稱為相互對(duì)照。如果將溫度或pH作為變量，控制不變的量應(yīng)有蘋果泥的用量、果膠酶的用量、反應(yīng)的時(shí)間和過濾的時(shí)間等。只有在實(shí)驗(yàn)中保證一個(gè)自變量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果才能說明問題。
（2）在混合蘋果泥和果膠酶之前，要將蘋果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理。這樣可以保證底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的，避免了蘋果泥和果膠酶混合時(shí)影響混合物的溫度，從而影響果膠酶活性的問題。
（3）在用果膠酶處理蘋果泥時(shí)，為了使果膠酶能充分地催化反應(yīng)，應(yīng)用玻璃棒不時(shí)攪拌。
題型一 果膠酶的作用及影響因素
【例題1】 果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要成分之一。果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層。請(qǐng)你完成以下有關(guān)果膠酶和果汁生產(chǎn)的問題。
（1）在果汁生產(chǎn)中應(yīng)用果膠酶可以提高_(dá)_______和________。
（2）某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了“探索果膠酶催化果膠水解適宜的pH”的課題研究。本課題的實(shí)驗(yàn)步驟中，在完成“燒杯中分別加入蘋果泥、試管中分別注入果膠酶溶液、編號(hào)、編組”之后，有下面兩種操作：
方法一：將試管中果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥相混合，再把混合液的pH分別調(diào)至4、5、6……10。
方法二：將試管中果膠酶溶液和燒杯中蘋果泥pH分別調(diào)至4、5、6……10，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋果泥相混合。
①請(qǐng)問哪一種方法更為科學(xué)？__________，并說明理由：______________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②實(shí)驗(yàn)操作中要用玻璃棒不時(shí)攪拌，其目的是________，以減少實(shí)驗(yàn)誤差。
③如果用曲線圖的方式記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在現(xiàn)有的條件下，當(dāng)橫坐標(biāo)表示pH，縱坐標(biāo)表示________時(shí)，實(shí)驗(yàn)的操作和記錄是比較切實(shí)可行的。根據(jù)你對(duì)酶特性的了解，在下圖中選擇一個(gè)可能是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖：________。若實(shí)驗(yàn)所獲得的適pH＝m，請(qǐng)你在所選的曲線圖中標(biāo)出“m”點(diǎn)的位置。
解析：果膠酶可以提高果汁的出汁率和澄清度。方法二是將試管中的果膠酶溶液和燒杯中蘋果泥的pH分別調(diào)至4、5、6……10，再把pH相等的兩溶液相混合，這樣操作能夠確保酶的反應(yīng)環(huán)境從一開始便達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)的pH環(huán)境。否則，由于酶在pH升高或降低時(shí)把果膠分解了，造成誤差。實(shí)驗(yàn)操作中要用玻璃棒不時(shí)攪拌的目的是使酶和反應(yīng)物（果膠）充分地接觸，以減少實(shí)驗(yàn)誤差。實(shí)驗(yàn)中的坐標(biāo)圖，橫坐標(biāo)表示pH，縱坐標(biāo)表示果汁體積合適。在一定范圍內(nèi)，隨pH增大，酶的活性增強(qiáng)，生產(chǎn)的果汁多，體積增大；超過適pH，隨pH增大，酶的活性減弱，生產(chǎn)的果汁少，體積減小。
答案：（1）出汁率 澄清度
（2）①方法二 方法二的操作能夠確保酶的反應(yīng)環(huán)境從一開始便達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)的pH環(huán)境（或“方法一的操作會(huì)在達(dá)到預(yù)定pH之前就發(fā)生了酶的催化反應(yīng)”）
②使酶和反應(yīng)物（果膠）充分地接觸
③果汁體積 甲 如下圖所示
甲
題型二 實(shí)驗(yàn)變量
【例題2】 探究溫度、pH對(duì)果膠酶活性的影響和探究果膠酶用量的三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)變量依次為（ �。�。
A．溫度、酶活性、酶用量 B．蘋果泥用量、pH、果汁量
C．反應(yīng)時(shí)間、酶活性、酶用量 D．溫度、pH、果膠酶用量
解析：首先要明確實(shí)驗(yàn)變量、反應(yīng)變量等基本概念，在此基礎(chǔ)上，針對(duì)三個(gè)探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)一為探究果膠酶的適溫度，實(shí)驗(yàn)二為探究果膠酶的適pH，實(shí)驗(yàn)三為探究果膠酶的適用量，從而選出正確答案。
答案：D
反思領(lǐng)悟：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該遵循單一變量原則、對(duì)照原則和等量原則進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，才能得出正確的結(jié)論。
1．下列關(guān)于酶的敘述不正確的是（ �。�。
A．絕大多數(shù)酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化能力的一類特殊的蛋白質(zhì)
B．參加反應(yīng)的前后，酶的化學(xué)性質(zhì)不變
C．酶的活性受環(huán)境的pH和溫度的影響
D．酶在細(xì)胞內(nèi)才能發(fā)揮作用，離開細(xì)胞即失效
2．以下關(guān)于果膠酶的敘述正確的是（ �。�
A．果膠酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶等
B．果膠酶的化學(xué)成分為固醇
C．果膠酶的催化作用不受溫度影響
D．果膠酶可以催化多種化學(xué)反應(yīng)
3．下列哪一項(xiàng)說法是錯(cuò)誤的？（ �。�
A．酶是細(xì)胞合成的生物催化劑
B．溫度、pH和酶的抑制劑等條件會(huì)影響果膠酶的活性
C．果膠酶能催化果膠分解，但不能提高水果的出汁率，只能使果汁變得澄清
D．生產(chǎn)果汁時(shí)，為了使果膠酶得到充分的利用，節(jié)約成本，需要控制好酶的用量
4．在用果膠酶處理果泥時(shí)，為了使果膠酶能夠充分地催化反應(yīng)，應(yīng)采取的措施是（ �。�。
A．加大果泥用量 B．加大果膠酶用量
C．進(jìn)一步提高溫度 D．用玻璃棒不時(shí)地?cái)嚢璺磻?yīng)混合物
答案：1．D 酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，但酶發(fā)揮作用并不一定都在細(xì)胞內(nèi)。如各類消化酶是消化腺細(xì)胞產(chǎn)生并分泌的，在消化道內(nèi)消化有機(jī)物。
2．A 果膠酶同其他大多數(shù)酶一樣，其主要成分是蛋白質(zhì)，其催化作用受溫度和pH等因素的影響，果膠酶只能催化果膠的分解。
3．C 果膠酶能使果汁變得澄清，并能提高水果的出汁率。
4．D 用玻璃棒不斷攪拌反應(yīng)混合物，可使果膠酶和果泥充分接觸，更好地催化反應(yīng)。
