专题20生物技术在其他方面的应用.docx

1、专题20生物技术在其他方面的应用专题20生物技术在其他方面的应用考点五十九 植物组织培养高考试题 1.(2012年广东理综,T2,4分,)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是()A.组织培养 B.细胞杂交C.显微注射 D.核移植解析:培育脱毒幼苗的原理是利用植物细胞的全能性,将不含病毒的植物细胞或者组织(如茎尖等)通过植物组织培养技术获得幼苗,故选A。答案:A2.(2011年江苏单科,T16,2分,)下列有关植物组织培养的叙述,正确的是()A.愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞B.二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株C.用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子D.

2、植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得解析:愈伤组织是一团无定形状态的薄壁细胞。二倍体植株的花粉经脱分化与再分化处理后会得到单倍体植株,然后再经秋水仙素处理,得到稳定遗传的二倍体植株。胚状体外包上人工薄膜,可制成人工种子。答案:D3.(2012年新课标全国理综,T39,15分,)为了探究6BA 和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响,某研究小组在MS培养基中加入6BA 和IAA,配制成四种培养基(见下表),灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体,在适宜条件下培养一段时间后,统计再生丛芽外植体的比率(m),以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n),结果如

3、下表。培养基编号浓度/mgL-1m/%n/个6BAIAA10.5076.73.120.177.46.130.266.75.340.560.05.0回答下列问题:(1)按照植物的需求量,培养基中无机盐的元素可分为和两类。上述培养基中,6BA属于类生长调节剂。(2)在该实验中,自变量是,因变量是,自变量的取值范围是。(3)从实验结果可知,诱导丛芽总数最少的培养基是号培养基。(4)为了诱导该菊花试管苗生根,培养基中一般不加入(填“6BA”或“IAA”)。解析:(1)据植物的需求量,元素分为大量元素和微量元素,6BA 属于细胞分裂素类的生长调节剂。(2)据实验目的和实验中的数据,分析得出IAA的浓度是

4、自变量,菊花再生丛芽外植体的比率和外植体上的丛芽平均数均是因变量;由表中数据可以看出IAA的浓度范围是00.5 mgL-1。(3)再生丛芽的外植体的比率乘以外植体上丛芽平均数即为丛芽总数,故最少的是1号培养基。(4)因为诱导试管苗生根需要生长素用量和细胞分裂素用量的比值比较高,故培养基中不需要加6BA。答案:(1)大量元素微量元素细胞分裂素(2)IAA浓度再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)00.5 mgL-1(3)1(4)6BA4.(2010年安徽理综,T31,9分,)草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染病毒传给后代,导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出

5、无病毒幼苗。草莓微型繁殖技术的基本过程如下:外植体愈伤组织芽、根植株请回答:(1)微型繁殖培育无病毒草莓时,一般选取作为外植体,其依据是 。(2)在过程中,常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和,在配制好的培养基中,常常需要添加。有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织,接种后25 d,若发现外植体边缘局部污染,原因可能是。(3)在过程中,愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根,但分化出了芽,其原因可能是 。点睛:本题考查植物组织培养的过程,涉及选材、培养基成分等知识,考查学生的理解能力。解析:培育无病毒植株幼苗,应选择不含病毒部分培养,而植物体新生部位不含病毒,植物组织培养培养基成分应包

6、含大量元素、微量元素、有机物,另外常常需要添加植物激素诱导植物细胞分裂、分化,外植体边缘局部污染,说明消毒不彻底,不同植物激素的比例影响植物细胞发育方向,生长素用量比细胞分裂素用量,比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成,比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成。答案:(1)茎尖(或根尖)茎尖(或根尖)病毒很少,甚至无病毒(2)有机物植物激素外植体消毒不彻底(3)培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低5.(2009年山东理综,T34,8分,)人参是一种名贵中药材,其有效成分主要是人参皂苷。利用细胞培养技术生产人参皂苷的大致流程如下:请回答:(1)配制诱导愈伤组织的固体培养基,分

7、装后要进行。接种前,要对人参根进行。(2)用于离体培养的根切块,叫做。培养几天后发现少数培养基被污染,若是有颜色的绒毛状菌落,属于污染;若是有光泽的黏液状菌落,属于污染。(3)用少量酶处理愈伤组织,获取单细胞或小细胞团,在液体培养基中进行悬浮培养,可有效提高人参皂苷合成量。(4)人参皂苷易溶于水溶性(亲水性)有机溶剂,从培养物干粉中提取人参皂苷宜选用方法,操作时应采用加热。点睛:以植物组织培养为材料背景考查了植物组织培养过程,涉及培养基及消毒灭菌、物质的提取和鉴定等相关知识,考查学生的获取信息能力和综合应用能力。解析:(1)配制培养基并分装后要用灭菌锅灭菌,接种前,要对材料进行消毒(不能填灭菌

8、,灭菌时是采用强烈的理化因素杀菌)。(2)比较菌落特征。真菌污染:有颜色的绒毛状菌落。细菌污染:有光泽的黏液状菌落。(3)利用果胶酶处理愈伤组织可以获得单个的细胞。(4)由题干,人参皂苷易溶于亲水性有机溶剂,故而采用萃取的方法可以从培养物干粉中提取人参皂苷。答案:(1)灭菌消毒(2)外植体真菌(霉菌)细菌(3)果胶(4)萃取(浸取)水浴模拟试题1.(2013安庆模拟)下图是某组织培养过程的简图。下列有关说法中,正确的是()花粉粒愈伤组织胚状体植株A.花药离体培养的条件与种子萌发的条件完全相同B.若花粉粒核中有两个或多个染色体组,则所得植株为二倍体或多倍体C.过程都是细胞分化过程,因此起作用的激

9、素只有生长素D.该过程体现了植物细胞的全能性解析:花药离体培养的条件更高,需要MS培养基,另外还需要适宜的pH、温度和光照,而种子萌发需要适宜的温度、水分等,所以A错误;花粉培养形成的植株称为单倍体,所以B错误;在细胞分化过程中多种激素起作用,其中起主要作用的是细胞分裂素和生长素,所以C错误;在该过程中,单个细胞最终培养成了植株,体现了植物细胞的全能性。所以D正确。答案:D2.(2012临沂模拟)以下关于花药接种和培养实验操作中错误的一项是()A.每瓶接种花药710个,2030天后,花药开裂形成幼小植株后才给予光照B.花药培养至开裂后,将长出的愈伤组织及时转移到分化培养基上C.花药培养至开裂后

10、,将释放出的胚状体整体移到新的培养基上继续培养D.对培养出来的植株作进一步鉴定和筛选解析:花药培养至开裂后,将释放出的胚状体尽快分开,并分别转移到新的培养基上,否则,这些植株将很难分开。答案:C3.(2012北京顺义模拟)下面是将四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的示意图,相关叙述中正确的是()四倍体兰花叶片愈伤组织胚状体植株A.阶段会发生减数分裂过程B.阶段需生长素而阶段需细胞分裂素C.此过程体现植物细胞具有全能性D.此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体解析:阶段发生有丝分裂,不会发生减数分裂;阶段需要生长素和细胞分裂素,且两者含量相当,阶段诱导生根需要较多的生长素,诱导生芽需要较多的

11、细胞分裂素;上述过程为植物组织培养,该技术体现了细胞具有全能性;此兰花的花药离体培养得到的植株为单倍体。答案:C4.(2013东北三省统考)如下图是某生命科学研究院利用玉米种子作为实验材料所做的一些科学实验。请认真读图并回答下列问题:(1)取B株幼苗的茎尖进行组织培养(BC),发育成植株D,取其花药进行离体培养,幼苗经秋水仙素处理(EF),又发育成为F植株。从生殖方式上分析,BD属于生殖。从细胞分裂方式上分析,BDEF过程中分别发生了(分裂类型)。从遗传特点上分析,D和F性状表现的特点是 。(2)、是将纯种黄色玉米种子搭载飞船进行失重和宇宙射线处理。是从太空返回的玉米种子种植后的高大植株,是自

12、花受粉所结的果穗,其上出现了从来没有见过的红粒性状。那么,这种性状的出现是结构改变引起的,属于。解析:该题从组织培养、生殖方式、细胞分裂、遗传变异、新陈代谢等多方面对所学知识进行综合考查,组织培养属于无性繁殖,前后代性状表现一致,基因突变产生新的基因。答案:(1)无性有丝分裂减数分裂有丝分裂D后代性状表现一致,F出现性状分离 (2)基因基因突变5.(2011株洲二模)草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代,导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下:外植体愈伤组织芽、根植株(1)外植体经组织培养最终可以形成一个完整植株,这一过程体现了植

13、物细胞的。其中过程为,过程为。(2)影响植物组织培养的因素除植物体自身原因、植物激素用量及比值等因素外,还与环境条件有密切关系,包括:营养物质、光照等。(3)愈伤组织的细胞排列疏松无规则,是一种高度的薄壁细胞,愈伤组织形成芽、根的过程与培养基中与(植物激素)的比例有密切关系,该比值较高时有利于根的分化,抑制芽的形成。(4)在组织培养的过程中,无菌技术也是实验能否成功的重要因素,请说明下列各项需要消毒,还是需要灭菌。锥形瓶培养皿操作者的手草莓植株接种环培养基(填编号)需要灭菌,(填编号)需要消毒。解析:本题考查植物组织培养的过程及影响因素。(1)植物组织培养的过程体现了植物细胞的全能性,外植体经

14、过脱分化形成愈伤组织,愈伤组织再分化形成芽、根等。(2)影响植株组织培养的外界因素包括环境温度、pH及光照等。(3)愈伤组织是高度液泡化的薄壁细胞,在愈伤组织形成芽、根的过程中,与培养基中的生长素和细胞分裂素的比例密切相关。(4)需要消毒的是:锥形瓶、培养皿、接种环、培养基,其中的接种环灼烧灭菌,培养皿和锥形瓶干热灭菌或高压蒸汽灭菌,培养基采用高压蒸汽灭菌;需要消毒的是:操作者的手和草莓植株,对草莓植株的消毒既要考虑消毒效果,又要考虑草莓植株的耐受性。答案:(1)全能性脱分化再分化(2)温度pH (可以调换位置)(3)液泡化生长素细胞分裂素(4)考点六十 PCR技术的基本操作和应用高考试题 (

15、2011年江苏单科,T33,8分,)请回答基因工程方面的有关问题:(1)利用PCR技术扩增目的基因,其原理与细胞内DNA复制类似(如下图所示)。图中引物为单链DNA片段,它是子链合成延伸的基础。从理论上推测,第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为。在第轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。(2)设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理(如下图),请分别说明理由。第1组: ;第2组: 。(3) PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶,下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能,这是因为 。(4)用限制酶EcoRV、Mbo单

16、独或联合切割同一种质粒,得到的DNA片段长度如下图(1 kb即1 000个碱基对),请画出质粒上EcoRV、Mbo的切割位点。点睛:本题考查PCR技术的原理、过程、条件等知识,考查学生图示获取信息能力和综合应用能力。解析:(1)一个亲代DNA复制4次得到16个DNA,不含引物A的DNA就一个,其余均含有引物A,故含有引物A的DNA的比例为15/16。由图示知,第一、二轮循环合成的子链长度均不同,根据半保留复制特点,前两轮循环产生的4个DNA分子的两条链均不等长,第三轮循环产生的DNA分子存在等长的两条核苷酸链,如下图所示。(2)第1组中,引物和引物中第3、4个碱基发生互补导致失效。第2组中,引

17、物折叠后会出现与后面5个碱基的互补而失效。(3)DNA聚合酶在催化DNA合成时可将多个核苷酸连接起来,形成DNA单链。(4)单独用EcoRV可将质粒切成一段,说明在其上有一个EcoRV切点。单独使用Mbo能将环状质粒切成2.5 kb和11.5 kb两段,说明在质粒上有两个Mbo 切点,且切点在2.5 kb和11.5 kb之间。两者共同使用时,环状质粒被切成三段,说明在质粒上共有三个切点,如图所示,说明EcoRV的切点在5.5 kb和6 kb之间,如下图所示。答案:(1)15/16三(2)引物和引物局部发生碱基互补配对而失效引物自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效(3) DNA聚合酶只能将单个

18、脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上(4)见图模拟试题1.(2013上饶模拟)多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历下述三十多次循环:95 下使模板DNA变性、解链55 下复性(引物与DNA模板链结合)72 下引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。下列有关PCR过程的叙述中不正确的是()A.变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键,也可利用解旋酶实现B.复性过程中引物与DNA模板链的结合依靠互补配对原则完成C.延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸D.PCR与细胞内DNA复制相比,所需要酶的最适温度较高解析:变性过程中破坏的是DN

19、A分子内碱基对之间的氢键,也可利用解旋酶实现;复性过程中引物与DNA模板链的结合依靠互补配对原则完成;延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种脱氧核糖核苷酸;PCR与细胞内DNA复制相比,所需要酶的最适温度较高。答案:C2.(2013江西八校联考)退火温度是影响PCR特异性的较重要的因素。变性后温度快速冷却至4060 ,可使引物和模板发生结合。PCR的结果可不考虑原来解旋开的两个DNA模板链的重新结合,原因不包括()A.由于模板DNA比引物复杂得多B.引物和模板之间的碰撞结合机会远远高于模板互补链之间的碰撞C.加入引物的量足够多而模板链数量少D.模板链加热解旋已经变性不可能再次结合解析:DNA

20、分子在94 左右的温度范围内双螺旋结构解体,双链打开,在DNA分子复制时提供模板,这个过程称为变性。当温度缓慢降低到4060 时,两条解聚的单链分别与引物结合,称为退火,故D项阐述错误。答案:D3.(2011江门模拟)PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比,主要有两点不同,它们是()PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA或RNAPCR过程不需要DNA聚合酶PCR过程中DNA的解旋不依靠解旋酶,而是通过对反应温度的控制来实现的PCR过程中,DNA不需要解旋,直接以双链DNA为模板进行复制A. B. C. D.解析:PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比较,主要有两点不同:(1)PCR过程需要

21、的引物是人工合成的单链DNA或RNA,长度通常为2030个核苷酸。(2)PCR过程中,DNA解旋不依赖解旋酶,而是通过对反应温度的控制来实现的。答案:C4.(2012宁夏模拟)PCR利用了DNA热变性的原理,PCR仪实际上也是一种能自动调控温度的仪器,对PCR过程中“温度的控制”的说法中错误的是()A.酶促反应需要高的温度,是为了确保模板是单链B.延伸的温度必须大于退火温度,而小于变性温度C.DNA聚合酶不具热变性,要用耐高温的聚合酶D.DNA解旋酶不具热变性,为了确保模板是单链解析:PCR是一种体外DNA扩增技术。DNA双链的解开不需要解旋酶,靠高温使其变性,双链螺旋结构解体,双链分开,退火

22、前,在耐高温的DNA聚合酶作用下根据碱基互补配对原则合成新的DNA,因此延伸的温度要大于退火温度小于变性温度。答案:D5.(2013临沂模拟)多聚酶链式反应(PCR)是一种体外扩增DNA片段的技术。可用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定等方面。回答以下问题:(1)细胞内DNA复制过程中,引物的作用是,而且DNA复制的前提是 。(2)PCR利用了原理,可通过控制温度来控制双链的解旋与结合。(3)PCR技术用到的酶是,与细胞内DNA复制时发挥相同作用的酶相比区别在于 。 (4)下面表格是DNA体内复制与PCR反应的部分比较结果。通过比较分析,请推导出PCR反应合成DNA

23、子链时能量来源于 。原料ATPDNA体内复制四种脱氧核苷酸需要PCR反应脱氧胞苷三磷酸、脱氧腺苷三磷酸脱氧胸苷三磷酸、脱氧鸟苷三磷酸不需要(5)假如PCR反应所用的引物含有放射性、模板不具有放射性,且引物不被切除,则经过n次循环,具有放射性的脱氧核苷酸链占总链数的比值为。解析:(1)DNA具有双螺旋结构,复制时遵循碱基互补配对原则,所以打开氢键,DNA聚合酶方可在引物的引导下从引物3端开始连接脱氧核苷酸。(2)PCR技术就是模拟细胞内DNA复制的一项技术,只不过该技术中双链的解旋与结合是通过温度来控制的,原因在于DNA具有热变性。(3)Taq DNA聚合酶具有耐高温的特性。(4)DNA无论是体

24、内复制还是体外复制,子链合成过程中都要消耗能量,而PCR反应不加入ATP供能,且加入的原料也不是四种脱氧核苷酸,可见PCR所用原料在水解成相应脱氧核苷酸时,能释放出等同于ATP水解的能量。(5)DNA复制n次产生2n个DNA,共有2n+1条脱氧核苷酸链,由于母链不具有放射性,所以具有放射性的脱氧核苷酸链占总链数的比值为=。答案:(1)使DNA聚合酶能够从引物的3端开始连接脱氧核苷酸解开双链(或打开氢键)(2)DNA的热变性(3)Taq DNA聚合酶耐高温(4)所用原料水解产生相应脱氧核苷酸时所释放的能量(5)考点六十一 蛋白质的提取和分离高考试题 (2011年广东理综,T5,4分,)以下关于猪

25、血红蛋白提纯的描述,不正确的是()A.洗涤红细胞时,使用生理盐水可防止红细胞破裂B.猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核,提纯时杂蛋白较少C.血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测D.在凝胶色谱法分离过程中,血红蛋白比分子量较少的杂蛋白移动慢点睛:本题考查血红蛋白的提取和分离技术,考查学生的理解能力。解析:D错误,血红蛋白分子量大,由凝胶颗粒间下移,而分子量较小的杂蛋白则进入凝胶颗粒内部,其下移路径长,速度慢。A正确,洗涤的目的是去除杂蛋白以利于后续步骤的分离纯化,加入的是生理盐水,缓慢搅拌10 min,低速短时间离心,重复洗涤三次,直至上清液不再呈现黄色,表明红细胞已洗涤干净。B正确,哺乳

26、动物成熟的红细胞没有细胞核与众多的细胞器,提纯时杂蛋白较少。C正确,血红蛋白是有色蛋白,因此在凝胶色谱分离时可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液(如果操作都正确,能清楚地看到血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、平整,随着洗脱液缓慢流出)。这使得血红蛋白的分离过程非常直观,简化了操作。答案:D模拟试题 1.(2013临沂模拟)凝胶色谱法分离蛋白质时,凝胶的种类较多,但其作用的共同点是()A.改变蛋白质分子通过凝胶时的路径B.吸附一部分蛋白质,从而影响蛋白质分子的移动速度C.将酶或细胞固定在细胞中D.与蛋白质分子进行化学反应,从而影响其移动速率解析:凝胶是一些微小的多孔的球体,较小的蛋白质分子进

27、入凝胶内部,所经过的路径长,所以洗脱出来较慢,而较大的蛋白质分子则相反,并且,由于凝胶种类多,孔径大小不同,可进一步改变进入凝胶内部不同大小蛋白质的路径。答案:A2.(2012资阳高三期末)下列关于蛋白质的提取与分离的叙述正确的是()A.在凝胶色谱柱内,相对分子质量较大的蛋白质路程较长,但移动速度较快B.从凝胶色谱柱中最后分离出来的是相对分子质量较小的蛋白质C.蛋白质的纯化使用最多的方法是SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法D.分离血红蛋白溶液时,离心管的第三层是脂类物质解析:在凝胶色谱柱内,相对分子质量大的蛋白质不能进入凝胶内,路程短,移动速度快;而相对分子质量小的蛋白质会进入凝胶内,路程长,移动速度

28、慢,最后洗脱出来的是相对分子质量较小的蛋白质,A项错误、B项正确;SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法是蛋白质纯度鉴定使用最多的方法,C项错误;分离血红蛋白溶液时,离心管中将出现四层,其中第三层就是血红蛋白溶液,D项错误。答案:B3.(2013杭州一模)在蛋白质的提取和分离实验中,下列对样品处理过程中,正确的是()A.洗涤红细胞的目的是去除血浆中的葡萄糖、无机盐B.洗涤时离心速度过小,时间过短,白细胞等会沉淀,达不到分离的效果C.洗涤过程选用0.1%的生理盐水D.透析的目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质解析:透析的原理是渗透,其目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质。答案:D4.(2013吉林扶余模

29、拟)如图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置,请回答下列问题:(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分,其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有功能。我们通常选用猪、牛、羊等动物的血液进行实验,实验前取新鲜的血液,要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠,取血回来,马上进行离心,收集血红蛋白溶液。加入柠檬酸钠的目的是 。(2)甲装置中,B是血红蛋白溶液,则A是;乙装置中,C溶液的作用是。(3)甲装置用于,目的是。用乙装置分离蛋白质的方法叫,是根据分离蛋白质的有效方法。在操作中加样(下图)的正确顺序是 。(4)最后经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行 。解析:(1)血红蛋白能携带氧气,体现了蛋白质具有运输功能。实验前取新鲜的血液,要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠,柠檬酸钠具有防止血液凝固的作用。(2)甲装置中,B是血红蛋白溶液,则A是磷酸缓冲液;乙装置中,C溶液的作用是洗脱血红蛋白。(3)甲装置用于透析(粗分离),目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质。用乙装置分离蛋白质的方法叫凝胶色谱法,是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。(4)经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。答案:(1)运输防止血液凝固(2)磷酸缓冲液洗脱血红蛋白(3)透析(粗分离)去除样品中相对分子质量