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专题30克隆技术生物(浙江选考专用)考点1植物的克隆五年高考A组自主命题·浙江卷题组1.[2019浙江4月选考,32(二),7分]回答与利用生物技术培育抗病品种有关的问题:(1)通过抗病性强的植株获取抗病目的基因有多种方法。现已获得纯度高的抗病蛋白(可作为抗原),可通过技术获得特异性探针,并将中所有基因进行表达,然后利用该探针,找出能与探针特异性结合的表达产物,进而获得与之对应的目的基因。(2)将上述抗病基因通过转基因的方法导入植物的分生组织可获得抗病性强的植株。若在试管苗期间用分子水平方法判断抗病基因是否表达,应检测(A.质粒载体B.转录产物C.抗性基因D.病原微生物)(3)植物细胞在培养过程中往往会发生,可利用这一特性筛选抗致病真菌能力强的细胞。筛选时在培养基中加入,并将存活的细胞进一步培养至再生植株。若利用培养建立的细胞系用于筛选,则可快速获得稳定遗传的抗病植株。(4)用抗病品种与高产品种进行杂交育种过程中,有时会遇到因胚发育中止而得不到可育种子的情况。若要使该胚继续发育获得植株,可采用的方法是。答案(1)单克隆抗体基因文库(2)B(3)变异高浓度致病真菌花粉离体(4)胚的离体培养解析(1)对于已获得纯度高的抗病蛋白(可作为抗原),可通过单克隆抗体技术获得特异性探针,并将植株基因文库中所有基因进行表达,然后利用该探针,找出能与探针特异性结合的表达产物,进而获得与之对应的目的基因。(2)将上述抗病基因通过转基因的方法导入植物的分生组织可获得抗病性强的植株。若在试管苗期间用分子水平方法判断抗病基因是否表达,应检测转录产物。(3)植物细胞在培养过程中往往会发生变异,可利用这一特性筛选抗致病真菌能力强的细胞。筛选时在培养基中加入高浓度致病真菌,并将存活的细胞进一步培养至再生植株。若利用花粉离体培养建立的细胞系用于筛选,则可快速获得稳定遗传的抗病植株。(4)用抗病品种与高产品种进行杂交育种过程中,有时会遇到因胚发育中止而得不到可育种子的情况。若要使该胚继续发育获得植株,可采用的方法是胚的离体培养。素养解读本题通过利用生物技术培育抗病品种,考查了生命观念和科学探究。2.[2016浙江10月选考,32(二),7分]某小组欲进行烟草原生质体分离与培养的研究。请回答:(1)原生质体的分离:在无菌条件下,取烟草无菌苗的叶片,放入含有0.5mol/L甘露醇(维持较高渗透压)的混合液处理,经过离心纯化后获得原生质体。(2)原生质体的培养:将原生质体进行培养,重新长出细胞壁,形成胚性细胞。此时,应该培养基中甘露醇的浓度,以利于胚性细胞继续培养形成细胞团,然后经两条途径形成再生植株。途径一:细胞团经球形胚、和胚状体,最后发育成植株。途径二:细胞团增殖为愈伤组织,然后在发芽培养基上诱导出芽,切割芽经过生根后形成完整植株。上述发芽培养基中含量相对较高的激素是,胚性细胞的主要特点是:。(A.液泡小、细胞核小B.液泡大、细胞核大C.液泡大、细胞核小D.液泡小、细胞核大)(3)为了对烟草的某些性状进行改良,分离得到两种烟草的原生质体后,通过方法将它们的遗传物质组合在一起,经培养获得具有新性状的再生植株。提取再生植株的DNA,采用扩增相关基因,来鉴定遗传物质是否成功重组。答案(1)果胶酶和纤维素酶(2)降低心形胚细胞分裂素D(3)原生质体融合PCR解析(1)制备原生质体,需要用纤维素酶和果胶酶的混合溶液。(2)将原生质体进行培养,重新长出细胞壁,形成胚性细胞,应该降低培养基中甘露醇的浓度。细胞团经球形胚、心形胚和胚状体,最后发育成植株。发芽培养基中含量相对较高的激素是细胞分裂素。胚性细胞的主要特点是液泡小、细胞核大。(3)分离得到两种烟草的原生质体后,通过原生质体融合方法将它们的遗传物质组合在一起。提取再生植株的DNA,采用PCR扩增相关基因,来鉴定遗传物质是否成功重组。素养解读本题通过原生质体的培养和分离,考查了生命观念和科学探究。3.(2015浙江自选,18,10分)下面是关于植物克隆和生态工程的问题。请回答:(1)为培育能高效吸收和富集重金属镉的转基因植物,将野外采得的某植物幼叶消毒后,用酶混合液处理,获得了原生质体。酶混合液中含有适宜浓度的甘露醇,其作用是①。(2)将目的基因导入到原生质体,经培养形成愈伤组织,再通过②得到分散的胚性细胞,发育成③,生长发育后获得转基因植株。(3)愈伤组织继代次数过多会丧失细胞全能性的表达能力,下列原因 的是④。A.愈伤组织发生遗传变异B.愈伤组织不能分散成单细胞C.愈伤组织中激素平衡发生改变D.愈伤组织对外源激素敏感性发生改变(4)某农业生态工程基地按照生态和⑤规律,对种植业和养殖业进行了优化设计。通过套种、间种和⑥等技术的应用,使种植的农作物为该生态系统组成成分中的⑦提供更多的食物。在农业生产中尽量不施用农药,其目的是⑧。A.减少水土流失B.减少土壤肥力错误C.减少环境污染D.减少生物多样性答案(1)①维持渗透压(2)②液体悬浮培养③胚状体(3)④B(4)⑤经济⑥轮种⑦消费者⑧C解析(1)酶混合液中含有适宜浓度的甘露醇,其作用是可以维持一定的渗透压,保持去壁后的原生质体的正常形态。(2)导入目的基因的原生质体经诱导形成愈伤组织后,采用液体悬浮培养获得分散的胚性细胞,胚性细胞可发育成胚状体,进而发育成植株个体。(3)愈伤组织细胞继代培养次数过多,有可能由于外源植物激素平衡发生改变不能分化成胚状体而失去全能性,也有可能发生遗传变异,致使对外源激素敏感性发生改变,而失去全能性。(4)构建农业生态工程基地需遵循生态和经济规律,对种植业和养殖业进行优化设计。如种植业中采用套种、间种和轮种等技术,可使农作物为消费者提供更多的食物。另外,为减少环境污染,农业生态工程尽量不施用农药。素养解读本题通过植物克隆和生态工程,考查了生命观念和科学探究。考点2动物的克隆[2017浙江11月选考,32(二),7分]回答与植物克隆和动物克隆有关的问题:(1)利用植物愈伤组织获得再生植株主要有两条途径:一是由愈伤组织的细胞先分化产生芽和根后再形成一个完整植株的途径,二是由愈伤组织细胞产生胚状体后再萌发形成完整植株的胚胎发生途径。另外也可不通过愈伤组织阶段而直接采用带腋芽的茎段培养成丛状苗,再诱导生根获得再生植株,其原因是腋芽中存在。(2)利用植物克隆培育新品种,一方面可利用带有目的基因的侵染植株,或将目的基因通过的方法导入植物细胞、组织或器官获得转基因植株。另一方面利用异源植株的进行融合产生杂种植株,或利用异源植物在试管内进行,对其产生的胚进行培养产生杂种植株。(3)下列属于植物克隆和动物克隆共有的培养方法是(A.悬浮培养、器官培养B.贴壁培养、传代培养C.器官培养、愈伤组织培养D.原生质体培养、传代培养)。答案(1)器官发生分生组织(2)农杆菌显微注射原生质体受精(3)A解析本小题考查动物克隆和植物克隆的相关知识。(1)植物组织培养时,一般会发生两条途径,一条是愈伤组织分化为营养器官芽和根→再生植株的器官发生途径;另一条是将愈伤组织培养到胚状体→再生植株的胚胎发生途径。也可以直接将消毒处理后的腋芽接种在培养基上,运用腋芽自身存在的分生组织产生的植物激素,诱导丛状苗的形成,然后经诱导生根,获取再生植株。(2)利用植物克隆培养新品种时,导入目的基因的方法通常是农杆菌转化法、显微注射法,这两种方法可获取带有目的基因的转基因植株。另外也可以利用异源植株的原生质体(不含细胞壁的植物细胞)进行细胞融合,再经过植物组织培养获得杂种异源多倍体植株,也可采用异源植物的花粉与卵细胞在试管内进行受精,产生受精卵,经诱导形成胚,再培养形成杂种异源多倍体植株。(3)植物克隆与动物克隆共有的培育方法是悬浮培养和器官培养,愈伤组织培养和原生质体培养是植物组织培养过程中发生的,而贴壁生长和传代培养是动物克隆过程中发生的。素养解读本题通过植物克隆和动物克隆,考查了生命观念和科学探究。考点1植物的克隆B组统一命题、省(区、市)卷题组1.(2019课标全国Ⅱ,38,15分)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比,这种微型繁殖技术的特点有(答出2点即可)。(2)通过组织培养技术,可把植物组织细胞培养成胚状体,再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示),这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质,因此应含有植物激素、和等几类物质。 (3)用脱毒苗进行繁殖,可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗,可以选取植物的进行组织培养。(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是(用流程图表示)。答案(1)能保持植物原有的遗传特性,繁殖速度快(2)有利于胚状体进行呼吸作用矿质元素糖(3)茎尖(4)含目的基因的细胞 愈伤组织 小植株解析本题借助植物细胞工程实际应用的相关知识,考查综合运用能力。试题通过对比获得植物新个体的不同途径,体现了对科学探究素养中的结果分析要素的考查。(1)植物微型繁殖可以保持优良品种的遗传特性,还可以高效、快速、大量繁殖。(2)人工种皮具备透气性,可以保证胚状体进行需氧呼吸时对氧的需求;人工胚乳应该含有植物激素、矿质元素和糖等物质,保证胚状体的正常生长。(3)植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少,可以切取茎尖进行组织培养,获得脱毒苗。(4)获得转基因植株,首先要通过细胞的脱分化过程,培养出愈伤组织,对愈伤组织继续培养,诱导分化形成小植株。知能拓展人工种皮中应该具有哪些有效成分?针对植物种类、土壤等条件,在人工种皮中可加入适量的养分、无机盐、农药、抗生素、有益菌等,为了促进胚状体、不定芽等的生长发育,还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。2.(2019课标全国Ⅲ,38,15分)培养胡萝卜根组织可获得试管苗,获得试管苗的过程如图所示。 回答下列问题。(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株,这是因为植物细胞具有。(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层,原因是。(3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基,其原因是。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的过程,最终可形成试管苗。(4)步骤⑥要进行照光培养,其作用是。(5)经组织培养得到的植株,一般可保持原品种的,这种繁殖方式属于繁殖。答案(1)全能性(或答:形成完整植株所需的全部基因)(2)形成层容易诱导形成愈伤组织(3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同分化(或答:再分化)(4)诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用(5)遗传特性无性解析(1)植物细胞具有全能性,利用已分化的植物细胞通过植物组织培养可以培养成完整植株。(2)形成层细胞分化程度低,全能性较高,更容易诱导形成愈伤组织,进而获得完整植株。(3)愈伤组织的形成和试管苗的分化需要不同的生长素与细胞分裂素比例,因此诱导愈伤组织的形成阶段到分化阶段需要不同的培养基。愈伤组织通过再分化过程,最终可形成试管苗。(4)叶绿素的形成需要光,试管苗的发育也需要光,因此试管苗的诱导阶段需要光照。(5)通过植物组织培养获得植株,属于无性繁殖的一种,可以保持原品种的遗传特性。知识拓展组织培养得到植株的两种常见途径①愈伤组织形成后经诱导发芽形成丛状苗,再生根形成植株;②愈伤组织形成后经液体悬浮培养得到单个细胞,诱导形成胚状体再形成植株。3.(2017海南单科,31,15分)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料,利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题:(1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体,在一定条件下进行组织培养,均能获得试管苗,其原理是。(2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中,均加入一定量的蔗糖,蔗糖水解后可得到。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗,该细胞应具备的条件是(填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。