2022年高三生物第一輪復(fù)習(xí) 第33講 生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用試題 新人教版選修1(I)1.(xx江蘇單科,29,9分)為了獲得植物次生代謝產(chǎn)物,先用植物外植體獲得愈傷組織,然后在液體培養(yǎng)基中懸浮培養(yǎng)。請(qǐng)回答下列問題:(1)外植體經(jīng)誘導(dǎo)后形成愈傷組織的過程稱為。 (2)在愈傷組織懸浮培養(yǎng)時(shí),細(xì)胞干重、蔗糖濃度和pH的變化如圖所示。細(xì)胞干重在12 d后下降的原因有;培養(yǎng)液中蔗糖的作用是、。  (3)多倍體愈傷組織細(xì)胞產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物量常高于二倍體。二倍體愈傷組織細(xì)胞經(jīng)處理,會(huì)產(chǎn)生染色體加倍的細(xì)胞。為檢測(cè)愈傷組織細(xì)胞染色體數(shù)目,壓片前常用纖維素酶和酶解離愈傷組織。若愈傷組織細(xì)胞(2n)經(jīng)誘導(dǎo)處理后,觀察到染色體數(shù)為8n的細(xì)胞,合理的解釋是、。  (4)為了更好地獲得次生代謝產(chǎn)物,生產(chǎn)中采用植物細(xì)胞的固定化技術(shù),其原理與酵母細(xì)胞固定化類似。下列說法正確的有(填序號(hào))。 選取旺盛生長的愈傷組織細(xì)胞包埋必須在光照條件下培養(yǎng)培養(yǎng)過程中需通空氣固定化后植物細(xì)胞生長會(huì)變慢2.(xx山東理綜,35,12分)玉米是重要的糧食作物,經(jīng)深加工可生產(chǎn)酒精、玉米胚芽油和果糖等。流程如下:(1)玉米秸稈中的纖維素經(jīng)充分水解后的產(chǎn)物可被酵母菌利用發(fā)酵生產(chǎn)酒精。培養(yǎng)酵母菌時(shí),該水解產(chǎn)物為酵母菌的生長提供。發(fā)酵過程中檢測(cè)酵母菌數(shù)量可采用法或稀釋涂布平板法計(jì)數(shù)。 (2)玉米胚芽油不易揮發(fā),宜選用法或法從玉米胚芽中提取。 (3)玉米淀粉經(jīng)酶解形成的葡萄糖可在葡萄糖異構(gòu)酶的作用下轉(zhuǎn)化成果糖。利用技術(shù)可使葡萄糖異構(gòu)酶重復(fù)利用,從而降低生產(chǎn)成本。 (4)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增葡萄糖異構(gòu)酶基因時(shí),需用耐高溫的催化。PCR一般要經(jīng)歷三十次以上的循環(huán),每次循環(huán)包括變性、和三步。 3.(xx山東理綜,34,8分)胡蘿卜素是一種常用的食用色素,可分別從胡蘿卜或產(chǎn)胡蘿卜素的微生物菌體中提取獲得,流程如下:(1)篩選產(chǎn)胡蘿卜素的酵母菌R時(shí),可選用或平板劃線法接種。采用平板劃線法接種時(shí)需先灼燒接種環(huán),其目的是。 (2)培養(yǎng)酵母菌R時(shí),培養(yǎng)基中的蔗糖和硝酸鹽可分別為酵母菌R的生長提供和。 (3)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素時(shí),干燥過程應(yīng)控制好溫度和以防止胡蘿卜素分解;萃取過程中宜采用方式加熱以防止溫度過高;萃取液濃縮前需進(jìn)行過濾,其目的是。 (4)紙層析法可用于鑒定所提取的胡蘿卜素,鑒定過程中需用胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)品作為。 4.(xx山東理綜,34,8分)辣椒素作為一種生物堿廣泛用于食品保健、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域。辣椒素的獲得途徑如圖。(1)圖中和分別表示辣椒組織培養(yǎng)中細(xì)胞的和過程。 (2)圖中培養(yǎng)外植體的培養(yǎng)基中常用的凝固劑是。培養(yǎng)基中的生長素和細(xì)胞分裂素用量的比值(填“高”或“低”)時(shí),有利于芽的分化。對(duì)培養(yǎng)基徹底滅菌時(shí),應(yīng)采取的滅菌方法是。 (3)圖中外植體的消毒所需酒精的體積分?jǐn)?shù)是。用酶解法將愈傷組織分離成單細(xì)胞時(shí),常用的酶是和纖維素酶。 (4)提取辣椒素過程中,萃取加熱時(shí)需安裝冷凝回流裝置,其目的是。 5.(xx江蘇單科,31,8分)某研究組對(duì)秈稻開展了組織培養(yǎng)及相關(guān)研究,請(qǐng)回答下列問題:(1)2,4-D常用于秈稻愈傷組織的誘導(dǎo),對(duì)形態(tài)的發(fā)生有一定的抑制作用。為促進(jìn)愈傷組織再分化,在配制分化培養(yǎng)基時(shí)需(填“升高”、“保持”或“降低”)2,4-D的濃度。 (2)當(dāng)秈稻愈傷組織在只含有細(xì)胞分裂素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)時(shí),出現(xiàn)具有分生能力的綠色芽點(diǎn),但不能繼續(xù)出芽,通常在培養(yǎng)基中添加,以促進(jìn)幼苗形成。 (3)研究中用顯微鏡可以觀察到的現(xiàn)象是(填下列序號(hào))。 綠色芽點(diǎn)細(xì)胞排列松散剛?cè)诤系亩i稻和稗草雜交細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離胚狀體細(xì)胞中有葉綠體分化的愈傷組織內(nèi)各細(xì)胞的形態(tài)大小一致(4)經(jīng)組織培養(yǎng)篩選獲得的秈稻葉綠素突變體,其葉綠素a與葉綠素b的比值顯著大于對(duì)照,葉綠素總量不變。某同學(xué)用(填序號(hào):綠色紅色藍(lán)紫色黃色)光照射突變體和對(duì)照葉片,檢測(cè)到兩者光合放氧速率差異不大。若取等量色素提取液進(jìn)行層析,會(huì)發(fā)現(xiàn)突變體第條色素帶(自上而下)窄于對(duì)照組。 (5)胚乳(3n)由一個(gè)精子與兩個(gè)極核受精發(fā)育而成。若用秈稻種子的胚乳誘導(dǎo)愈傷組織,培育三倍體,需適時(shí)剔除胚,以免胚的存在影響愈傷組織細(xì)胞的,還可避免再生苗中混有。 1.答案(9分)(1)脫分化(2)蔗糖濃度下降,pH降低提供能源調(diào)節(jié)滲透壓 (3)秋水仙素(低溫)果膠經(jīng)加倍到4n的細(xì)胞處于有絲分裂后期經(jīng)加倍到8n的細(xì)胞處于有絲分裂中期(4)解析(1)外植體經(jīng)脫分化可形成愈傷組織。(2)分析坐標(biāo)曲線圖,可見培養(yǎng)液中的蔗糖濃度已降至較低,pH也由6降為4,因此使得細(xì)胞生命活動(dòng)受阻,細(xì)胞干重減小。培養(yǎng)液中的蔗糖可為培養(yǎng)的細(xì)胞提供能源,又可調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的滲透壓。(3)二倍體愈傷組織經(jīng)秋水仙素、低溫等人工誘導(dǎo)處理,可產(chǎn)生染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞。植物細(xì)胞之間除纖維素外,還存在果膠層,因此可利用纖維素酶和果膠酶解離愈傷組織。愈傷組織細(xì)胞(2n)經(jīng)人工誘導(dǎo)后,細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍成4n,染色體數(shù)為4n的細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂,處于有絲分裂后期的細(xì)胞中含有8n條染色體;若加倍到4n的細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)后繼續(xù)加倍形成染色體數(shù)為8n的細(xì)胞,這樣的細(xì)胞再進(jìn)行有絲分裂,在中期時(shí)會(huì)看到染色體數(shù)為8n的細(xì)胞。(4)通過愈傷組織獲得次生代謝產(chǎn)物時(shí),需選擇生長旺盛的細(xì)胞,由于植物細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸,培養(yǎng)過程需通入空氣。愈傷組織細(xì)胞沒有葉綠體,不進(jìn)行光合作用,不需光照。植物細(xì)胞固定化后,與外界環(huán)境的物質(zhì)交換能力降低,生長變慢。2.答案(1)碳源顯微鏡直接計(jì)數(shù)(2)壓榨萃取(注:兩空可顛倒)(3)固定化酶(4)(Taq)DNA聚合酶(低溫)復(fù)性(或退火)(中溫)延伸解析(1)纖維素的水解產(chǎn)物可為酵母菌的生長提供碳源;發(fā)酵過程中對(duì)酵母菌計(jì)數(shù)的方法有顯微鏡直接計(jì)數(shù)法或稀釋涂布平板法。(2)由于玉米胚芽油不易揮發(fā),所以可采用壓榨法或萃取法進(jìn)行提取。(3)利用固定化酶技術(shù)可使葡萄糖異構(gòu)酶重復(fù)利用。(4)PCR技術(shù)需要耐高溫的DNA聚合酶催化子鏈的合成;PCR的每次循環(huán)均包括變性、復(fù)性、延伸三步。3.答案(1)稀釋涂布平板法(或稀釋混合平板法)滅菌(或防止雜菌污染)(2)碳源氮源(3)時(shí)間水浴濾去不溶物(4)(實(shí)驗(yàn))對(duì)照解析(1)微生物分離和培養(yǎng)中常用的接種方法是稀釋涂布平板法和平板劃線法。微生物培養(yǎng)需要無菌操作,其中對(duì)接種針需進(jìn)行灼燒滅菌處理。(2)蔗糖和硝酸鹽可分別為微生物的生長提供碳源和氮源。(3)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素時(shí),干燥過程中若溫度過高、干燥時(shí)間太長會(huì)導(dǎo)致胡蘿卜素分解;萃取過程應(yīng)避免明火加熱,宜采用水浴方式加熱,以防止溫度過高;萃取液在濃縮之前,還要進(jìn)行過濾,以除去萃取液中的不溶物。(4)利用紙層析法鑒定所提取的胡蘿卜素時(shí),需用胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)樣品作對(duì)照,對(duì)比分析標(biāo)準(zhǔn)樣品和萃取樣品出現(xiàn)的層析帶。4.答案(1)脫分化(或去分化)再分化(2)瓊脂低高壓蒸汽滅菌(3)70%果膠酶(4)防止有機(jī)溶劑的揮發(fā)解析此題借助辣椒素的制取與分離考查植物組織培養(yǎng)知識(shí)。(1)由外植體培養(yǎng)成脫毒苗的過程為植物組織培養(yǎng)過程,需經(jīng)過脫分化、再分化兩個(gè)階段。(2)植物組織的培養(yǎng)常用固體培養(yǎng)基,固體培養(yǎng)基常用的凝固劑是瓊脂。植物組織培養(yǎng)時(shí),常用生長素和細(xì)胞分裂素啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化,當(dāng)細(xì)胞分裂素較多時(shí),利于芽的分化;當(dāng)生長素較多時(shí),利于根的分化。培養(yǎng)基的徹底滅菌常用高壓蒸汽滅菌法。(3)體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精殺菌效果最強(qiáng),操作者雙手和外植體的消毒常用70%的酒精。將愈傷組織分離成單個(gè)細(xì)胞常用纖維素酶和果膠酶。(4)辣椒素的提取常用有機(jī)溶劑,為防止有機(jī)溶劑的揮發(fā),提取辣椒素過程中,在萃取加熱時(shí)需安裝冷凝回流裝置。5.答案(1)降低(2)適量的生長素(3)(4)4(5)增殖與分化二倍體幼苗解析本題主要考查植物組織培養(yǎng)的相關(guān)知識(shí)。(1)因2,4-D能抑制形態(tài)的發(fā)生,所以在促進(jìn)愈傷組織再分化時(shí),分化培養(yǎng)基中應(yīng)降低2,4-D的濃度。(2)添加適量的生長素利于愈傷組織再分化出芽,促進(jìn)幼苗的形成。(3)有分生能力的綠色芽點(diǎn)細(xì)胞排列緊密;剛?cè)诤系亩i稻和稗草雜交細(xì)胞還沒有再生細(xì)胞壁,不能發(fā)生質(zhì)壁分離;愈傷組織由無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞構(gòu)成,其內(nèi)的細(xì)胞形態(tài)大小不一致;因胚狀體細(xì)胞中有具有分生能力的綠色芽點(diǎn),用顯微鏡可觀察到胚狀體細(xì)胞中有葉綠體。(4)因秈稻葉綠素突變體中葉綠素a與葉綠素b的比值增大而葉綠素總量不變,所以突變體中葉綠素a增加,葉綠素b減少,則自上而下第4條色素帶變窄;因葉綠素a、b主要吸收紅光和藍(lán)紫光,對(duì)綠光和黃光吸收較少,所以用綠光和黃光照射突變體和對(duì)照葉片,檢測(cè)到兩者放氧速率差別不大。(5)胚由二倍體細(xì)胞組成,在培育三倍體時(shí),需要剔除種子中的胚,以免胚的存在影響愈傷組織細(xì)胞的增殖與分化,還可避免出現(xiàn)二倍體幼苗。