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专题28浅尝现代生物技术生物(浙江选考专用)考点植物组织培养五年高考1.(2015浙江10月选考,32,14分)科研人员拟将已知的花色基因(目的基因)转入矮牵牛的核基因组中,培育新花色的矮牵牛。请回答:(1)为了获得大量的目的基因,将其与含有抗生素抗性基因的质粒DNA形成重组DNA,再与经(A.氯化钙B.氯化钠C.蔗糖D.葡萄糖)处理的大肠杆菌液混合,使重组DNA进入大肠杆菌。用的玻璃刮刀将稀释后的大肠杆菌液接种到含有抗生素的固体培养基上,经培养形成,再进行鉴定和扩大培养。(2)从扩大培养的大肠杆菌中提取含有目的基因的DNA,用分别切割含目的基因的DNA和农杆菌的Ti质粒,然后用DNA连接酶连接,形成重组DNA并导入农杆菌。(3)取田间矮牵牛的幼嫩叶片,经自来水冲洗,先用70%浸泡,再用5%次氯酸钠浸泡,最后用清洗,作为转基因的受体材料。(4)将消毒后的矮牵牛叶片剪成小片,在含有目的基因的农杆菌溶液中浸泡后,取出并转移至加有适当配比生长调节剂的MS培养基(含蔗糖、琼脂和抗生素,下同)上,使叶小片先脱分化形成,再将其转移至另一培养基诱导形成芽,芽切割后转移至(A.LB培养基B.MS培养基+适宜浓度NAAC.MS培养基+适宜浓度BAD.NAA/BA小于1的MS培养基)上生根,形成完整植株。(5)取出试管苗,在适宜的光照、温度和80%以上的等条件下进行炼苗。提取叶片组织的DNA,采用PCR技术目的基因,鉴定目的基因是否成功导入。(6)为判断本研究是否达到预期目的,可比较转基因植株和非转基因植株的性状。答案(1)A灭菌涂布菌落(2)限制性核酸内切酶(3)酒精无菌水(4)愈伤组织B(5)湿度扩增(6)花色解析本题考查基因工程的原理及操作过程,同时也考查了基因工程在植物组织培养中的应用。(1)将重组质粒导入大肠杆菌细胞,需先用氯化钙处理大肠杆菌,增加其细胞壁的通透性,便于重组质粒进入大肠杆菌。常用的微生物分离的方法有划线分离法和涂布分离法,其中涂布分离法需要用经过灭菌的玻璃刮刀将菌液涂布接种到相应的培养基上,经过培养,培养基上会形成菌落。(2)切割含目的基因的DNA和农杆菌的Ti质粒,需要用到限制性核酸内切酶。(3)矮牵牛的幼嫩叶片经自来水冲洗后,先用70%的酒精浸泡,再用5%的次氯酸钠浸泡,最后用无菌水清洗,作为转基因的受体材料。(4)导入目的基因的离体组织在有适当配比生长调节剂的MS培养基中脱分化形成愈伤组织,然后再分化形成植株,其中诱导生根时需要有适宜浓度的NAA。(5)获得试管苗后,需要在适宜的光照、温度和80%以上的湿度等条件下炼苗。鉴定目的基因是否导入受体细胞时,可采用PCR技术对DNA进行扩增。(6)判断是否达到预期目的,即确定已知花色基因是否导入牵牛花的核基因组中,可直接从个体水平将转基因植株与非转基因植株的花色性状进行比较。素养解读本题通过培育新花色的矮牵牛,考查了生命观念和科学探究。考点植物组织培养教师专用题组1.(2014广东理综,29,16分)铁皮石斛是我国名贵中药,生物碱是其有效成分之一。应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎(简称PLBs,类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程如下:在固体培养基上,PLBs的重量、生物碱含量随增殖培养时间的变化如图所示,请回答下列问题:(1)选用新生营养芽为外植体的原因是,诱导外植体形成PLBs的过程称。(2)与黑暗条件下相比,PLBs在光照条件下生长的优势体现在,,。(3)脱落酸(ABA)能提高生物碱含量,但会抑制PLBs的生长。若采用液体培养,推测添加适量的ABA可提高生物碱产量。同学们拟开展探究实验验证该推测,在设计实验方案时探讨了以下问题:①ABA的浓度梯度设置和添加方式:设4个ABA处理组,1个空白对照组,3次重复。因ABA受热易分解,故一定浓度的无菌ABA母液应在各组液体培养基后按比例加入。②实验进程和取样:实验50天完成,每10天取样,将样品(PLBs)称重(g/瓶)后再测定生物碱含量。如初始(第0天)数据已知,实验过程中还需测定的样品数为。③依所测定数据确定适宜的ABA浓度和培养时间:当某3个样品(重复样)的时,其对应的ABA浓度为适宜浓度,对应的培养时间是适宜培养时间。答案(16分)(1)细胞分化程度低,容易诱导形成PLBs(2分)细胞的脱分化(2分)(2)生长起始较快(2分)快速生长时间较长(2分)PLBs产量较高(2分)(3)①灭菌、冷却(2分)②75(1分)③PLBs重量和生物碱含量乘积的平均值最大(3分)解析本题主要考查植物组织培养相关知识,并以植物组织培养实验为背景考查实验探究能力。(1)植物组织培养中外植体常选用茎尖、芽尖,原因是茎尖和芽尖分裂能力强,易诱导其脱分化,而且一般不含病毒。(2)从图中比较光照和黑暗条件下PLBs重量曲线可知,光照条件下PLBs生长优势主要体现在开始生长时间,快速生长的时间及达到生长稳定时重量的大小等方面。(3)①因ABA受热易分解,所以必须在培养基灭菌并冷却至常温时才能加入无菌ABA。②依题干信息可知,本实验有5组,每组3个样品,需分别在第0天、10天、20天、30天、40天、50天测定PLBs重量和生物碱含量,而初始数据(第0天)已知,因此还需测定的样品数是5×3×5=75。③根据实验探究目的,当3个样品(重复样)的PLBs重量和生物碱含量乘积的平均值最大时,其对应的ABA浓度为适宜浓度,对应的培养时间为适宜培养时间。2.(2014江苏单科,29,9分)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12d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答案(9分)(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12d后培养液中的蔗糖浓度已降至较低,pH也有所下降,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染色体数为8n;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生代谢产物时,需选择生长旺盛的细胞,由于植物细胞进行需氧呼吸,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。考点植物组织培养三年模拟A组2017—2019年高考模拟·考点基础题组1.[2019浙江嘉兴联考,32(一)]回答下列与植物组织培养有关的问题:(1)在配制MS培养基时,通常先将各种药品配制成一定倍数的,这样配制的最主要优点是(A.便于低温保存B.延长使用时间C.降低称量误差D.减少杂菌污染)。(2)从自然界中获取的菊花茎段,须先用酒精等进行消毒,最后用进行洗涤。将茎段插入培养基的过程必须在中的酒精灯火焰旁边进行,以保证无菌环境。(3)从带芽的茎段上长出丛状苗(填“需要”或“不需要”)经历脱分化,长出的丛状苗需后,再转入培养基中继续培养。答案(1)母液C(2)无菌水超净台(3)不需要分株生根解析(1)在配制MS培养基时,为了降低称量误差,通常先将各种药品配制成一定倍数的母液。(2)自然界获取的菊花茎段,先用酒精和次氯酸钠消毒,最后用无菌水冲洗。将茎段插入培养基过程须在超净台中的酒精灯火焰旁进行,以保证无菌环境。(3)带芽的茎段长出丛状苗不需要经历脱分化,丛状苗分株后,再转入生根培养基中继续培养。2.[2018浙江温州3月选考模拟,32(一)]菊花组织培养的部分过程如图:(1)过程①利用(填“较高”或“较低”)渗透压,使原生质体产量大幅提高,但存活率却因此而降低,分析降低的原因可能是。过程②细胞壁形成后,可逐渐渗透压。(2)幼苗茎段带叶,就会带有,也就有了分生组织,所以不通过阶段就可直接形成丛状苗。过程③应在(从具体功能角度)培养基中进行,全过程对光照的要求是(A.早期每天24h光照,后期每天24h黑暗B.每天一定时长的光照C.早期每天24h黑暗,后期每天24h光照D.每天24h黑暗)。答案(1)较高过度失水损伤/死亡降低(2)腋芽(“叶芽、顶芽”不得分)愈伤组织/脱分化发芽/生芽(“固体、MS”均不得分)B解析(1)过程①获得原生质体需要在较高渗透压甘露醇溶液环境中进行;原生质体的存活率低,可能是由过度失水损伤或死亡造成的。过程②在形成细胞壁后,可逐渐降低渗透压。(2)幼苗茎段带叶,就会带有腋芽,也就有了分生组织,所以不通过脱分化阶段就可直接形成丛状苗。过程③应在发芽培养基中进行,全过程需要每天一定时长的光照。易错警示过程③是获得丛状苗的过程,而不是丛状苗进一步培养生根的过程,应在发芽培养基中进行。1.(2019浙江稽阳联考,32)(15分)海南粗榧是一种濒危植物,其产生的三尖杉碱对急性及慢性粒细胞白血病和恶性淋巴病有较好的疗效。请回答下列有关问题:(1)测定不同来源海南粗榧植株的三尖杉碱含量:精确称取10mg三尖杉碱标准品,溶于甲醇并至5mL容量瓶中,配制成2mg/mL的母液,再将母液分别成一系列浓度的工作液各2mL,加入显色剂,测定光密度值(OD值),绘制标准曲线。如果实验中发现OD值太大不利于作图,应该(填“增大”或“减小”)光程。(2)在对海南粗榧进行组织培养的时候,首先配制MS培养基,其中CuSO4提供(A.大量元素B.微量元素C.有机成分D.能源),在MS培养基的基础上再配制发芽培养基和生根培养基,分装到三角瓶中,加上封口膜后在压力下灭菌20分钟待用。(3)三尖杉碱属于代谢产物,可以通过二段法进行细胞悬浮培养,即细胞系先在生长培养基中培养一段时间以累积,再转入生产培养基促使细胞大量合成有效的三尖杉碱,从而实现工业化生产。B组2017—2019年高考模拟·专题综合题组时间:15分钟分值:30分非选择题(共30分)答案(1)定容稀释减小(2)B1kg/cm2(3)次生生物量(细胞量)解析(1)配制溶液时定容都用容量瓶;母液需要稀释后使用;OD值和细胞密度呈正比,OD值太大,说明透过比色杯的光太少,所以应该减小光程。(2)配制MS培养基时,CuSO4提供微量元素;培养基配制完后,分装到三角瓶中,加上封口膜在1kg/cm2压力下灭菌20分钟。(3)三尖杉碱属于次生代谢产物,可以通过二段法进行细胞悬浮培养,即细胞系先在生长培养基中培养一段时间以累积生物量(细胞量),再转入生产培养基促使细胞大量合成有效的三尖杉碱,从而实现工业化生产。2.(2017浙江新高考联盟二次联考,32)(15分)青蒿素是从黄花蒿茎叶中提取的抗疟疾药物。通过组织培养获得青蒿素的途径如图所示。 请回答:(1)图中①和②分别表示黄花蒿组织培养过程中的和过程。(2)配制发芽培养基时生长素与细胞分裂素的比值应较(填“高”或“低”),配制培养基时通常加入