2021高三生物人教版一轮课后限时集训:40 细胞工程 .doc
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1、1(2019哈三中高三二模)紫草素是紫草细胞的代谢产物,可作为生产治疗烫伤药物的原料。研究人员通过培养紫草细胞生产紫草素。为了获取紫草素,某制药公司利用植物组织培养技术,从培养的愈伤组织中提取这种有效成分。请回答下列问题:(1)培养时,通常选择新生的芽作为外植体,这是因为_。将离体的芽培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其依次产生_、_,最终形成完整的植株。(2)假设紫草与另一种植物A均为二倍体药用植物(紫草细胞中有2n条染色体,A植物细胞中有2m条染色体)。某药物研究所拟利用植物体细胞杂交技术培育同时含有两种有效成分的新型药用植物。为了得到原生质体需用_酶和_酶去除两植物的细胞
2、壁,然后诱导其融合形成杂种细胞。(3)融合形成的杂种细胞在有丝分裂后期含有_条染色体。杂种细胞培育成的新型药用植物为_倍体,在这个过程中所利用的生物学原理是_。解析(1)由于新生芽的细胞分化程度低,容易诱导脱分化,因此组织培养时常以此作为外植体。将离体的芽培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其依次产生愈伤组织和丛芽,最终形成完整的植株。(2)去掉植物的细胞壁,常用纤维素酶和果胶酶处理。(3)因为紫草和植物A均为二倍体,因此融合的杂种细胞中含染色体2(nm)条,后期的染色体数目为4(nm)条。新型药用植物为四倍体。依据的原理是植物细胞具有全能性。答案(1)细胞分化程度低,容易诱导脱
3、分化愈伤组织丛芽(2)纤维素果胶(3)4(nm)四植物细胞具有全能性2(2019淄博市高三一模)马铃薯是重要的经济作物,植物细胞工程在马铃薯的脱毒及育种等方面有重要应用。请回答下列问题:(1)培育脱毒马铃薯时,外植体宜选用_(填“茎尖”或“叶片”),不选另一个的理由是_。(2)植物组织培养常用到愈伤组织培养基、生芽培养基和生根培养基。在愈伤组织培养基上,外植体经脱分化形成愈伤组织,愈伤组织是一团_。在再分化阶段,生长素和细胞分裂素参与了细胞分化方向的调节,与生根培养基相比,一般情况下生芽培养基中_。(3)马铃薯栽培种的抗病性和抗逆性较差,野生马铃薯种的抗病性和抗逆性较好,但二者存在杂交不亲和性
4、。利用野生马铃薯种,通过细胞工程改进马铃薯栽培种种质的思路是_。(4)避免微生物污染、优化培养条件可提高植物组织培养的成功率。在植物组织培养时,应从_(至少答出2点)等方面制定措施,减少污染;在培养室中培养时,注意优化培养环境,控制_(至少答出3点)等培养条件。解析(1)培育脱毒马铃薯时,一般选择茎尖作为外植体,而叶肉细胞带病毒(病毒载量大)、细胞的全能性低,一般不能作为外植体。(2)植物组织培养过程,外植体经过脱分化形成的愈伤组织是一团具有分生能力(高度液泡化的)薄壁细胞。再分化形成芽和根的过程中,生长素和细胞分裂素的比例是有一定的要求的,与生根培养基相比,一般情况下生芽培养基中生长素含量低
5、、细胞分裂素含量高。(3)由题意可知,两种马铃薯之间存在生殖隔离,但是各有其优点,则可以通过体细胞杂交技术将两者的优点在同一后代中得以体现,即将野生马铃薯种细胞与马铃薯栽培种细胞融合,经植物组织培养培养成植株。(4)在植物组织培养时,为了减少污染,应该从外植体消毒、培养基及器械灭菌、实验人员无菌操作等方面制定措施;在培养室中培养时,注意优化培养环境,控制温度、光照、湿度、气体环境(O2、CO2)等培养条件。答案(1)茎尖叶肉细胞带病毒(病毒载量大)、细胞的全能性低(2)具有分生能力(高度液泡化的)薄壁细胞生长素含量低、细胞分裂素含量高(3)将野生马铃薯种细胞与马铃薯栽培种细胞融合,经植物组织培
6、养培养成植株(4)外植体消毒、培养基及器械灭菌、实验人员无菌操作温度、光照、湿度、气体环境(O2、CO2)3(2019乌鲁木齐市高三模拟)科研人员分别利用大葱茎尖分生组织、鳞茎愈伤组织及其再生苗为材料,探究在植物组织培养过程中细胞内染色体数目的变化,并以种子繁殖的普通大葱根尖为对照,实验结果见下表。请分析回答:(1)植物组织培养对外植体进行无菌处理时,一般先用_溶液处理30 s,然后立即用无菌水清洗,再用次氯酸钠溶液处理并立即用无菌水清洗。这样操作的目的是_。(2)利用大葱茎尖分生组织培养成幼苗,需要依次经过_形成愈伤组织和_形成试管苗的过程。(3)分析实验数据,发现适宜用于大葱快速繁殖的材料
7、是_,而适宜用于选育大葱新品种的材料是_。解析(1)植物组织培养对外植体进行无菌处理时,一般先用酒精溶液消毒30 s,然后立即用无菌水清洗23次,再用次氯酸钠溶液处理30 min,并立即用无菌水清洗23次。这样操作既对外植体表面进行消毒,又保持了外植体细胞的活性。因为酒精和次氯酸钠对外植体细胞有毒害作用。(2)利用大葱茎尖分生组织培养成幼苗,属于植物组织培养技术,需要依次经过脱分化形成愈伤组织和再分化形成试管苗的过程。(3)分析表中数据,发现在植物组织培养过程中大葱茎尖分生组织培养苗细胞染色体数目不变,适宜用于大葱快速繁殖;而鳞茎愈伤组织(及其再生苗)在植物组织培养过程中细胞内染色体变化多,适
8、宜用于选育大葱新品种。答案(1)酒精既对外植体表面进行消毒,又保持了外植体细胞的活性(2)脱分化再分化(3)茎尖分生组织鳞茎愈伤组织4(2019宜宾市高三质检)肺脏是人体的呼吸器官,对气体交换和抵御病原体入侵至关重要。肺脏一旦受损,人体正常生命活动也将受到影响。中国科学院生物化学与细胞生物学研究所周斌、季红斌研究团队与广州生物医药与健康研究院彭广敦研究团队合作证实在人体中存在一种参与肺脏再生的肺多能干细胞,它可以“按需分化”,完成肺脏内部的“跨界维修”。回答下列问题。(1)在人体内,肺多能干细胞“按需分化”是人体细胞中基因_的结果。(2)在体外培养肺多能干细胞时,除提供无菌、无毒、营养齐全等的
9、条件,还需要_作为气体环境。此外还需定期更换营养液,其目的是_。(3)当肺多能干细胞培养经过多次传代后,其_的稳定性会降低。因此,选材时必须关注传代次数。(4)肺多能干细胞能在体外培养成功,在医学上的意义是_(答出一点即可)。解析(1)在人体内,肺多能干细胞“按需分化”是人体细胞中基因选择性表达的结果。(2)在体外培养肺多能干细胞时,除提供无菌、无毒、营养齐全等的条件,还需要95%的空气和5%的CO2作为气体环境。定期更换营养液的目的是防止细胞的某些代谢产物积累对细胞自身的毒害作用。(3)当肺多能干细胞培养经过多次传代后,其遗传物质的稳定性会降低。因此,选材时必须关注传代次数。(4)肺多能干细
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