1、1浅尝现代生物技术1.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:新生营养芽 PLBs PLBs 实验结果在固体培养基上,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
2、该推测,在设计实验方案时探讨了以下问题:ABA 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。 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 。 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 (1)细胞分化程度低,容易诱导形成 PLBs 细胞的脱分化 (
3、2)生长起始较快 快速生长时间较长 PLBs 产量较高 (3)灭菌、冷却 75 PLBs 重量和生物碱含量乘积的平均值最大2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)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。依题干信息可知,本实验有 5 组,每组 3
4、 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 535=75。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.近几年生物技术发展迅猛,和我们的生活越来越密切了。请回答下列问题:(1)利用植物组织培养可实现农作物的大规模快速繁殖,植物组培培养基的类型有 、发芽培养基。下图中,由外植体通过植物组织培养技术培育成完整植物,这项技术利用了植物细胞具有全能性的原理。图中 A 代表
5、 ;AB 过程表示 。 外植体 A B 植株(2)在植物组织培养中关于消毒和灭菌操作的叙述,正确的是( )A.操作者的双手可以不消毒B.外植体可以用酒精消毒C.镊子等器械需用酒精灭菌D.接种后培养基需用高压蒸汽灭菌(3)通常用来分离菌种的方法有 和 。 (4)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种,对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌,诱变及筛选过程如下:第一步:野生菌液培养一段时间后接受紫外线照射诱变处理。第二步:制备选择培养基。在基本培养基的基础上,还要添加 ,加琼脂后灭菌,制成固体平板。 第三步:将紫外线照射后的菌液稀释涂布平板。第四步:根据是否能在该培养
6、基上生长筛选出突变菌。(5)土壤中有些细菌含有脲酶,这些细菌能够将 分解成氨,从而使培养基中加入的 指示剂产生红色透明环。 3答案 (1)生根培养基 愈伤组织 再分化 (2)B (3)划线分离法 涂布分离法 (4)高浓度蔗糖(或葡萄糖)、调低 pH(加酸) (5)尿素 酚红解析 (1)植物组培培养基的类型有生根培养基和发芽培养基。(2)在植物组织培养中操作者的双手应用酒精进行消毒,A 错误;外植体可以用酒精消毒,B 正确;镊子等器械需用高压蒸汽灭菌法灭菌,培养基接种前需用高压蒸汽灭菌法灭菌,C、D 错误。(3)通常用来分离菌种的方法有划线分离法和涂布分离法。(4)筛选具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌,需在普通培养基的基础上再添加高浓度蔗糖(或葡萄糖)、调低 pH(加酸)。(5)含有脲酶的细菌能够将尿素分解成氨,使酚红显红色。
