1、1浅尝现代生物技术A 组 基础过关1.(1)在配置 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 中的酒精灯火焰旁进行,保证无菌环境。 (3)从带芽的茎段上长出丛状苗 (选“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 母液 C 无菌水 超净台 不需要 分株 生根解析 配制母液的主要目的是降低每次都要按配方称量所带来的称量误差。带芽的茎段上长出丛状苗
2、不需要经历脱分化。2.菊花组织培养的部分过程如下图:(1)过程利用 (较高/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。过程应在 (从具体功能角度)培养基中进行,全过程对光照要求是 (A.早期每天 24 h 光照,后期每天 24 黑暗 B.每天一定时长的光照 C.早期每天 24 h 黑暗,后期每天 24 h 光照 D.每天 24 h 黑暗)。 答案 (1)较高 过度失水损伤/死亡 降低 (2)腋芽/芽(“叶芽、顶芽”不得分) 愈伤组织
3、/脱分化 发芽/生芽(“固体、MS”均不得分) B解析 (1)过程获得原生质体需要在较高渗透压甘露醇中进行;若原生质体存活率低,可能是过度失水损伤或死亡。过程在形成细胞壁后,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。过程应在发芽培养基中进行,全过程需要每天一定时长的光照。3.2017 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2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
4、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。 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)植物组培时,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
5、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,再经过组培过程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。4.(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
6、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”)。 (3)图中 A、B、C 所示的是不同的培养结果,该不同结果的出现主要是由培养基中两种激素用量的不同造成的,这两种激素是 。A 中的愈伤组织是叶肉细胞经 形成的。 3(4)若该种植物是一种杂合体的名贵花卉,要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的
7、该种花卉,可用组织培养方法繁殖,在培养时, (填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体,原因是 。 答案 (1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性,在一定条件下能发育成完整的植株 (2)葡萄糖、果糖 具有完整的细胞核 (3)细胞分裂素、生长素 脱分化 (4)不能 对杂合体的植株来说,其体细胞的基因型相同,而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同。用花粉粒进行组织培养得到的花卉的基因型不同于原植株解析 (1)植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性。(2)蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。用细胞作为材料进行培养获得幼苗,细胞必须具有完整细胞核,才具有发育为个体的一整套完整遗传信息。(3)影
8、响植物组织培养的两种激素是细胞分裂素和生长素。愈伤组织是细胞经脱分化形成的。(4)由于花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同,花粉粒经组织培养得到的花卉的基因型不同于原植株,导致不能保留亲本性状。B 组 能力提升1.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
9、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(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)。 选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋必须在光照条件下培养培养过程中需通空气固定化后植物细胞生长会变慢答案 (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)解析 (1)外植体经脱分
10、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
11、,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。2.请回答与黄花蒿植物组织培养有关的问题:(1)黄花蒿的植物组织培养研究在我国已有数年历史。选取黄花蒿的茎段后,通常用体积分数为 70%的酒精等药品对茎段进行 ,然后再放入 溶液中浸泡,最后用无菌水冲冼。若外植体不慎被细菌感染,采用划线分离法纯化细菌,在 4 个区域内划线需要将接种环灼烧灭菌 次。 (2)植物组织培养的培养基可采用 灭菌。形成
12、愈伤组织的过程中,除需无菌、营养和激素外, 等外界条件也很重要。 (3)23 周后将生长健壮的丛状苗转移到 (A.LB 培养基+适宜浓度 BA B.LB 培养基+适宜浓度 NAA C.MS 培养基+适宜浓度 BA D.MS 培养基+适宜浓度 NAA)上继续生根,形成完整植株。定植前,还需逐渐 进行炼苗。 5答案 (1)消毒 5%次氯酸钠 5 (2)高压蒸汽灭菌法 光照、温度 (3)D 降低湿度 解析 (1)选取黄花蒿的茎段进行组织培养时,通常用体积分数为 70%的酒精等药品对茎段进行消毒,然后再将其放入 5%次氯酸钠溶液中浸泡,最后用无菌水冲洗。若外植体不慎被细菌感染,采用划线分离法纯化细菌,
13、因在每一次划线之前和划线操作结束时都需要将接种环灼烧灭菌,所以在 4 个区域内划线,需要将接种环灼烧灭菌 5 次。(2)通常采用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。形成愈伤组织的过程中,除需无菌条件、营养和激素外,光照、温度等外界条件也很重要。(3)23 周后将生长健壮的丛状苗转移到 MS 培养基+适宜浓度 NAA 的培养基上继续生根,形成完整植株。定植前,还需逐渐降低湿度进行炼苗。3.已知番茄的红果(Y)对黄果(y)为显性,二室(M)对多室(m)为显性,控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。育种工作者利用不同的方法进行了如下四组实验。请据图回答问题。(1)图过程由番茄韧皮细胞形成幼苗
14、A 的过程要经过 形成 ,形成幼苗,该过程依据的原理是 。 (2)植物组织培养除了需要提供一定的营养、 、温度和光照外,还必须在 的条件下培养。 (3)用红果多室(Yymm)番茄株的花粉进行、有关实验,则过程,从花粉形成幼苗 B 所进行的细胞分裂方式是 。植物体 C 的基因型有 。 (4)图、过程中需要去除细胞壁,此时要用到的酶是 。 (5)在图中过程中,通常植物体 D 能表现出两个亲本的遗传性状,根本原因是 。 (6)为了获得脱毒植株,外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织,其原因是 。 答案 (1)脱分化 愈伤组织 再分化 植物细胞的全能性(2)植物激素(生长素、细胞分裂素等) 无菌
15、 (3)有丝分裂 YYmm 或 Yymm 或 yymm (4)纤维素酶和果胶酶 (5)具有两个亲本的遗传物质 (6)植物的花芽、叶芽等处的分生组织病毒极少,常被用于获得脱毒植株6解析 (1)图 I 过程培育植物体 A 采用了植物组织培养技术,该过程要经过脱分化形成愈伤组织,经再分化形成幼苗。其理论基础(原理)是植物细胞的全能性。(2)植物组织培养技术必需的条件有:离体(的植物器官、组织或细胞)、一定的营养条件、植物激素的刺激、适宜温度和一定光照,还必须在无菌条件下培养。(3)过程中花粉经组织培养直接长成的幼苗是单倍体(幼苗 B),单倍体幼苗 B 所进行的细胞分裂方式是有丝分裂;植物 C 是基因
16、型为Yymm 番茄植株的花粉经过花粉两两融合形成细胞 A 后,以组织培养方式得到的。依据基因的自由组合定律可知,亲本为 Yymm 的植株的花粉基因型为 Ym 或 ym。这样融合细胞 A 可能是基因型为 Ym 与 Ym 的花粉融合得到的,也可能是基因型为 ym 与 ym 的花粉融合得到的,还可能是基因型为 Ym 与 ym 的花粉融合得到的,所以融合的细胞 A 的基因型可能是YYmm、yymm、Yymm。由细胞 A 经组织培养得到的植物体 C 的基因型有 YYmm 或 Yymm 或yymm。(4)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性特点,要去除植物细胞壁则需要使用纤维素酶与果胶酶。(
17、5)过程表示植物体细胞杂交的过程。由于细胞 B 是番茄与马铃薯的体细胞融合而成的,则细胞 B 具有番茄和马铃薯两亲本的遗传物质。植物 D 是由细胞 B 经组织培养而成的,与细胞 B 的基因型相同,即植物体 D 与细胞 B 一样具有两亲本的遗传物质,所以植物体 D 通常能表现出两个亲本的遗传性状。(6)由于植物的花芽、叶芽等处的分生组织的病毒极少,甚至无病毒,因此,常被用于获得脱毒植株。4.某化工厂的污水池中含有一种有害的难以降解的有机化合物 A。研究人员用化合物 A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基,成功筛选到能高效降解化合物 A 的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如图所示,请分析回答下列问
18、题:(1)培养基中加入化合物 A 的目的是 ,这种培养基属于 培养基。 7(2)“目的菌”生长所需的氮源和碳源来自培养基中的 。实验需要振荡培养,由此推测“目的菌”的代谢类型是 。 (3)在上述实验操作过程中,获得纯净“目的菌”的关键是 。 (4)转为固体培养基时,常采用平板划线的方法进行接种,此过程中所用的接种工具是 ,操作时采用 灭菌的方法。 答案 (1)筛选目的菌 选择 (2)化合物 A 异养需氧型 (3)防止外来杂菌污染 (4)接种环 灼烧解析 (1)在选择培养基中加入特定物质,可以筛选出特定的细菌。(2)根据题目所给的培养基配方,“目的菌”生长所需的氮源和碳源只能来自培养基中的化合物 A。异养需氧型细菌在培养时需要振荡。(3)获得纯净特定“目的菌”的关键是防止外来杂菌污染。(4)采用划线分离法进行接种,此过程中所用的接种工具是接种环,操作时一般采用灼烧灭菌。
