《2026年新高考5年真题生物湖南专版》

21. (13分)百合具有观赏、食用和药用等多种价值，科研人员对其进行了多种育种技术研究。回答下列问题：
(1)体细胞杂交育种。进行不同种百合体细胞杂交前，先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体，使原生质体融合，得到杂种细胞后，继续培养，常用生长素和细胞分裂素(填植物激素名称)诱导愈伤组织形成和分化，获得完整的杂种植株。
(2)单倍体育种。常用花药离体培养的方法来获得单倍体植株，鉴定百合单倍体植株的方法是利用显微镜观察根尖有丝分裂中期细胞中染色体的数目。
(3)基因工程育种。研究人员从野生百合中获得一个抵抗尖孢镰刀菌侵染的基因L，该基因及其上游的启动子pL和下游的终止子结构如图1。图2是一种Ti质粒的结构示意图，其中基因gus编码GUS酶，GUS酶活性可反映启动子活性。
①研究腐原微生物对L的启动子pL活性的影响。从图1所示结构中获取pL，首先选用HindⅢ、BamHⅠ酶切，将其与相同限制酶酶切的Ti质粒连接，再导入烟草。随机选取3组转基因成功的烟草(P1、P2和P3)进行病原微生物胁迫，结果如图3。由此可知：三种病原微生物都能诱导pL的活性增强，其中交链格孢的诱导作用最强。
②现发现栽培种百合B中也有L，但其上游的启动子与野生百合不同，且抗病性弱。若要提高该百合中L的表达量，培育具有高抗病原微生物能力的百合新品种，简要写出实验思路：_。

答案： 21. 参考答案
(1)纤维素酶和果胶酶； 生长素和细胞分裂素
(2)花药离体培养； 利用显微镜观察根尖有丝分裂中期细胞中染色体的数目
(3)① HindⅢ、BamHⅠ； 交链格孢 ② 利用转基因技术将百合B中L基因的启动子替换为野生百合中L基因的启动子pL
命题意图：本题主要考查植物细胞工程与基因工程的相关知识，意在考查考生的理解能力、获取信息的能力和综合运用能力。
解题思路：
(1)因植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此获得原生质体的方法是用纤维素酶和果胶酶对植物细胞进行处理，得到原生质体后使原生质体融合，形成杂种细胞，再用生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织形成和分化，从而获得完整的杂种植株。
(2)获得单倍体植株的常用方法是花药离体培养；鉴定百合单倍体植株的方法是利用显微镜观察根尖有丝分裂中期细胞中染色体的数目，如果染色体数目是正常百合植株染色体数目的一半，则获得的植株即为单倍体植株。
(3)①根据目的片段以及质粒上限制酶识别位点可知，若要获得pL并连接到质粒上，可选用限制酶HindⅢ、BamHⅠ进行酶切，以替换Ti质粒中的启动子，从而达到根据GUS酶活性反映启动子活性的目的。根据图3的结果可知，交链格孢处理的每一组转基因烟草中的GUS酶活性都最高，可确定其诱导作用最强。②欲培育具有高抗病原微生物能力的百合新品种，可利用转基因技术将百合B中L基因的启动子替换为野生百合中L基因的启动子pL。