北京专版2019版高考生物一轮复习专题27克隆技术课件

1、专题27 克隆技术,高考生物 (北京市专用),考点1 植物细胞工程 1.(2018江苏单科,8,2分)花药离体培养是重要的育种手段。下图是某二倍体植物花药育种过 程的示意图,下列叙述正确的是 ( )A.为了防止微生物污染,过程所用的花药需在70%乙醇中浸泡30 min B.过程的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化 C.过程逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体 D.过程应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上,五年高考,答案 C 本题主要考查花药离体培养的相关知识。为了防止微生物污染,过程所用的花 蕾需在70%乙醇中浸泡30 s,A错误;过程的培养基中生长素与细胞分裂素的比值适中,且生 长素含量高于细胞分裂素时,有利于根的分化,B错误;进行过程的愈伤组织经过了秋水仙素 的处理,故其分化后的植株中可筛选获得纯合的二倍体,C正确;经炼苗后的幼苗是能进行光合 作用且能独立进行代谢的植株,故幼苗的生长基质中不用添加蔗糖和多种植物激素,D错误。,规律总结 激素杠杆 生长素与细胞分裂素的协同调控作用在植物组织培养中非常重要,人们常把它们称为“激素 杠杆”。例如,当生长素的

2、含量高于细胞分裂素时,主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成; 而当细胞分裂素的效应高于生长素时,则主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。,2.(2016江苏单科,9,2分)下列有关细胞工程的叙述,正确的是 ( ) A.PEG是促细胞融合剂,可直接诱导植物细胞融合 B.用原生质体制备人工种子,要防止细胞破裂 C.骨髓瘤细胞经免疫处理,可直接获得单克隆抗体 D.核移植克隆的动物,其线粒体DNA来自供卵母体,答案 D 植物细胞融合前需先用酶解法去掉细胞壁,形成原生质体,再用PEG促进原生质体 融合,A错误;人工种子是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经过 人工薄膜包装得到的种子,不用原生质体为材料,B错误;骨髓瘤细胞需与经免疫过的B淋巴细 胞融合,再经筛选培养才能获得单克隆抗体,C错误;动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核 取出,移入已经去掉细胞核的卵母细胞中,核移植克隆动物的线粒体DNA来自供卵母体。,解题关键 解答本题的关键是熟知题中所述的知识。植物细胞融合时需要先去掉细胞壁; 原生质体与植物细胞的区别在于有无细胞壁;能产生抗体的细胞是浆细胞,而不是骨髓瘤 细胞。,

3、3.(2014北京理综,5,6分)在25 的实验条件下可顺利完成的是 ( ) A.光合色素的提取与分离 B.用斐林(本尼迪特)试剂鉴定还原糖 C.大鼠神经细胞的培养 D.制备用于植物组织培养的固体培养基,答案 A 用斐林(本尼迪特)试剂鉴定还原糖时需水浴加热,B错误;大鼠神经细胞的培养时, 温度需要保持在大鼠的正常体温3739 范围内,C错误;制备用于植物组织培养的固体培养 基需高温灭菌,D错误;光合色素的提取与分离在室温下即可完成,A正确。,4.(2008北京理综,29,18分)白菜、甘蓝均为二倍体,体细胞染色体数目分别为20、18。以白菜 为母本、甘蓝为父本,经人工授粉后,将雌蕊离体培养,可得到“白菜甘蓝”杂种幼苗。 请回答问题: (1)白菜和甘蓝是两个不同的物种,存在 隔离。自然条件下,这两个物种间不能通过 的方式产生后代。雌蕊离体培养获得“白菜甘蓝”杂种幼苗,所依据的理论基础是 植物细胞具有 。 (2)为观察“白菜甘蓝”染色体的数目和形态,通常取幼苗的 做临时装片,用 染料染色。观察、计数染色体的最佳时期是 。 (3)二倍体“白菜甘蓝”的染色体数为 。这种植株通常不育,原因是减

4、数分裂过程 中 。为使其可育,可通过人工诱导产生四倍体“白菜甘蓝”,这 种变异属于 。,答案 (1)生殖 杂交(有性生殖) 全能性 (2)根尖(茎尖) 醋酸洋红(龙胆紫、碱性) 有丝 分裂中期 (3)19 没有同源染色体配对的现象 染色体变异,解析 将经人工授粉后得到的雌蕊进行离体培养,这样得到的雌蕊主要利用的是融合的受精 卵,它是由白菜的卵细胞(n=10)和甘蓝的精子(n=9)结合而来的。这样培育得到的“白菜甘 蓝”是异源二倍体,染色体数是2n=10+9=19。由于在杂种体内没有同源染色体,在减数分裂时 联会紊乱,不能形成正常的配子,所以通常是不育的,可用秋水仙素处理使染色体数目加倍得到 可育的四倍体“白菜甘蓝”。幼苗中细胞分裂活动最旺盛的是根尖的分生区,在有丝分裂 的中期染色体形态固定、数目清晰可数,是对染色体进行观察和计数的最佳时期。,以下为教师用书专用,5.(2015四川理综,9,11分)将苏云金杆菌Bt蛋白的基因导入棉花细胞中,可获得抗棉铃虫的转基 因棉,其过程如下图所示(注:农杆菌中Ti质粒上只有T-DNA片段能转移到植物细胞中)。质粒中“Bt”代表“Bt基因”,“KmR”

5、代表“卡那霉素抗性基因” (1)过程需用同种 酶对含Bt基因的DNA和Ti质粒进行酶切。为将过程 获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来,应使用 培养基。 (2)过程中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养,旨在让 进入棉花细胞;除尽农杆菌 后,还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养,目的是 。 (3)若过程仅获得大量的根,则应在培养基中增加 以获得芽;部分接种在无 激素培养基上的芽也能长根,原因是 。,(4)检验转基因棉的抗虫性状,常用方法是 。种植转基因抗虫棉能减少 的使用,以减轻环境污染。,答案 (1)限制性核酸内切(1分) 选择(1分) (2)T-DNA(1分) 筛选获得T-DNA片段的植物细胞(2分) (3)细胞分裂素浓度(1分) 芽顶端合成的生长素向基部运输,促进根的分化(2分) (4)投放棉 铃虫(2分) 农药(1分),解析 本题考查基因工程与植物细胞工程的相关知识。(1)同种限制酶切割质粒和含目的基 因的DNA,可获得相同的黏性末端,以构建基因表达载体。重组质粒含完整的卡那霉素抗性基 因,故应使用含卡那霉素的选择培养基筛选含重组质粒的农杆菌。(2)实验过程中将棉花细胞 与农杆菌混合

6、后共同培养,其目的是利用含重组质粒的农杆菌将T-DNA导入棉花细胞中。除 去农杆菌后在含卡那霉素的培养基上培养,其目的是筛选出含有目的基因的棉花细胞。(3)培 养基中生长素用量与细胞分裂素用量比值高时,利于根的分化,抑制芽的形成,反之,有利于芽 的分化,抑制根的形成。因芽顶端可合成生长素,故接种在无激素的培养基上的芽也能长根。 (4)可用投放棉铃虫的方法检测抗虫棉的抗虫效果。转基因抗虫棉的种植可减少农药使用量, 从而减轻环境污染。,6.(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 。 (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 得到分散的胚性细 胞,发育成 ,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,下列原因错误的是 。 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

7、 (4)某农业生态工程基地按照生态和 规律,对种植业和养殖业进行了优化设计。通 过套种、间种和 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 提供更多的食物。在农业生产中尽量不施用农药,其目的是 。 A.减少水土流失 B.减少土壤肥力 C.减少环境污染 D.减少生物多样性,答案 (1)维持渗透压 (2)液体悬浮培养 胚状体 (3)B (4)经济 轮种 消费者 C,解析 (1)酶混合液中含有甘露醇,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由 于外源植物激素平衡改变不能分化成胚状体而失去全能性,也有可能发生变异,致使对外源激 素敏感性改变,而失去全能性。愈伤组织分化形成胚状体不需要分散成单个细胞。(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 生态工程要求尽量不施用农药。

8、,7.2014江苏单科,29(1)(3)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 、 。,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,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

9、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,在中期 时会看到染色体数为8n的细胞。,解后反思 本题主要考查植物组织培养、人工诱导多倍体及固定化技术等相关知识。试题 难度中等。理解细胞脱分化、秋水仙素的生理作用等基础知识是解答本题的关键。,8.(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: 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。,

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