吉林省长春市朝阳区名校2022-2023学年高二下学期期中考试生物学试题

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名称 吉林省长春市朝阳区名校2022-2023学年高二下学期期中考试生物学试题
格式 zip
文件大小 1.8MB
资源类型 试卷
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科目 生物学
更新时间 2023-07-27 14:30:15

文档简介

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吉林省长春市朝阳区名校2022-2023学年高二下学期期中考试生物学试题
一、选择题(1-20单选,21-25不定项选择每小题2分共50分。)
1.(2023高二下·朝阳期中)下图表示利用葡萄汁进行发酵时可能发生的物质变化。下列有关叙述错误的是 (  )
A.过程③④⑤都需要O2参与
B.当氧气、糖源都充足时,醋酸菌可以直接发生过程⑤
C.过程②④所需要的最适温度相同
D.酵母菌发生过程①②的场所相同
【答案】C
【知识点】果酒果醋的制作
【解析】【解答】A、有氧呼吸的第三节阶段需要氧气的参与,有氧呼吸第第一、二阶段和无氧呼吸均不需要氧气参与,醋酸发酵过程需要氧气的参与,③为有氧呼吸第三阶段需要O2参与,过程④⑤为醋酸发酵需要O2参与,A正确;
B、当氧气、糖源都充足时,醋酸菌直接以葡萄糖为原料进行发酵,发生过程⑤,B正确;
C、过程②为无氧呼吸第二阶段,④为醋酸发酵,二者所需要的微生物不同,最适温度也不同,C错误;
D、酵母菌为兼性厌氧型生物,可以进行有氧呼吸也可以进行无氧呼吸,过程①②为无氧呼吸的两个阶段,场所均为细胞质基质,D正确。
故答案为:C。
【分析】果酒、果醋制作原理与发酵条件:
  果酒制作 果醋制作
菌种 酵母菌 醋酸菌
发酵过程 有氧条件下,酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖:C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O;
无氧条件下,酵母菌通过无氧呼吸产生酒精:C6H12O6 2C2H5OH+2CO2 氧气、糖源充足时:
C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2CO2+2H2O;
缺少糖源、氧气充足时:
C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O
温度 一般酒精发酵18~25℃,繁殖最适为20℃左右 最适为30~35℃
气体 前期:需氧;后期:无氧 需要充足的氧气
时间 10~12天 7~8天
2.(2023高二下·朝阳期中)下图为实验室培养和纯化大肠杆菌过程中的部分操作步骤,下列说法错误的是(  )
A.①②③步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行
B.步骤①中,待倒入的培养基冷却后盖上培养Ⅲ的Ⅲ盖
C.步骤③中,每次划线前后都需对接种环进行灼烧处理
D.划线接种结束后,将图④平板倒置后放入培养箱中培养
【答案】B
【知识点】微生物的分离和培养
【解析】【解答】A、①②③步骤需要注意无菌环境,操作时在酒精灯火焰旁进行,A正确;
B、步骤①中,待倒入的培养基后立即盖上培养皿的皿盖,冷却之后倒置,B错误;
C、平板划线法每次划线前后都需要对接种环进行灼烧灭菌处理,C正确;
D、划线结束之后,需要将平板进行倒置放置,并在培养基中培养,D正确。
故答案为:B
【分析】1、平板划线法操作步骤:①将接种环放在火焰上灼烧,直到接种环烧红;②在火焰旁冷却接种环,并打开棉塞;③将试管口通过火焰;④将已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环菌液;⑤将试管通过火焰,并塞上棉塞;⑥左手将皿盖打开一条缝隙,右手将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内,划三至五条平行线,盖上皿盖。注意不要划破培养皿;⑦灼烧接种环,待其冷却后,从第一区域划线的末端开始往第二区域内划线。重复以上操作,在三、四、五区域内划线。注意不要将最后一区的划线与第一区相连;⑧将平板倒置放入培养箱中培养。
2、稀释涂布平板操作的步骤:①将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中;②取少量菌液,滴加到培养基表面;③将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃,待酒精燃尽后,冷却8~10s;④用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。
3.分离土壤中分解尿素的细菌,对培养基的要求是
①加尿素 ②不加尿素 ③加琼脂 ④不加琼脂
⑤加葡萄糖 ⑥不加葡萄糖 ⑦加硝酸盐 ⑧不加硝酸盐
A.①③⑤⑦ B.②④⑥⑧ C.①③⑤⑧ D.①④⑥⑦
【答案】C
【知识点】尿素分解菌的分离与计数
【解析】【分析】分离土壤中分解尿素的细菌,培养基中要有尿素、琼脂糖、葡萄糖,尿素给分解尿素的细菌提供氮源,不加硝酸盐。
4.(2022高三上·广东月考)甜瓣子是豆瓣酱的重要成分,风味受蚕豆蛋白分解产生的氨基酸影响,也受发酵过程中不同微生物的多种代谢产物影响。其生产工艺如下图所示。某研究团队对加盐水后的发酵阶段的传统工艺(盐度15%,温度37℃,发酵30天)进行了改良,改良后甜瓣子风味得以提升。
两种工艺的结果比较如下图。
下列关于本研究的描述,错误的是(  )
A.蚕豆瓣可提供微生物生长繁殖所需的碳源和氮源
B.温度与盐度都影响微生物的生长繁殖
C.定期取样,使用平板划线法统计活细菌总数
D.新工艺中甜瓣子风味提升,与前、中期活微生物总数高和氨基酸终产量高均有关
【答案】C
【知识点】微生物的分离和培养;测定某种微生物的数量
【解析】【解答】A、蚕豆瓣中含有丰富的营养,如糖类、蛋白质和脂质等,因而可提供微生物生长繁殖所需的碳源和氮源,A正确;
B、温度通过影响酶的活性影响细胞代谢,而盐度过高可导致微生物失水,进而影响微生物的细胞代谢,即温度与盐度都影响微生物的生长繁殖,进而影响发酵产物的种类和含量,B正确;
C、平板划线法不能用于统计活细菌总数,可用稀释涂布平板法统计活细菌的数目,C错误;
D、根据统计结果可知新工艺发酵过程中霉菌和细菌在前期和中期的含量均高于传统工艺,因而导致发酵产品中氨基酸态氮含量高于传统工艺,因此甜瓣子风味提升,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
2、微生物常见的接种的方法①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
5.(2022高二下·太原期中)2020年初,荷兰某研究所利用蛇干细胞培养出可分泌毒液的蛇毒腺微型组织,使获取毒素的途径更加安全和简单。下列叙述正确的是(  )
A.培养蛇干细胞时,所需的营养物质与植物细胞培养相同
B.蛇毒腺微型组织中的细胞基因的表达与蛇胚胎干细胞不完全相同
C.人工诱导蛇胚胎干细胞大量增殖即可直接获得大量分泌毒液的细胞
D.培养蛇毒腺微型组织与培养哺乳动物细胞的条件完全相同
【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、培养蛇干细胞时,所需的营养物质与植物细胞培养不完全相同,动物细胞培养需加入葡萄糖、血清等,植物细胞培养需加入蔗糖、植物激素等,A错误;
B、不同细胞中基因的表达情况不同,因此蛇毒腺微型组织基因的表达与蛇胚胎干细胞不完全相同,B正确;
C、分泌毒液的蛇毒腺微型组织细胞是蛇胚胎干细胞分裂分化形成的,蛇胚胎干细胞不能分泌毒液,C错误;
D、由于不同细胞的结构和功能不同,因此培养蛇毒腺微型组织与哺乳动物细胞培养的条件不完全相同,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、动物培养条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
2、动物细胞培养过程:取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
6.如图为植物细胞A、B融合后再生出新植株的部分过程示意图,请据图分析,以下叙述错误的是(  )
A.植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞
B.在形成再生植株的过程中与植物组织培养相似的步骤是④⑤
C.原生质体融合成为一个新的杂种细胞的标志是出现新的细胞壁
D.亲本植物A的细胞与亲本植物B的细胞诱导融合后,形成的杂种细胞中两两融合的细胞类型有3种
【答案】A
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种植株,A错误;在形成再生植株的过程中与植物组织培养相似的步骤是④⑤,B正确;原生质体融合成为一个新的杂种细胞的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁,C正确;亲本植物A的细胞与亲本植物B的细胞两两融合后的细胞类型有AA、BB、AB 3种,D正确。故答案为:A。
【分析】植物体细胞杂交技术:
1、植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
2、过程:
(1)诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。
(2)细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。
(3)植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结束。
(4)杂种植株的特征:具备两种植物的遗传特征,原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
3、意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。
4、分析题图:图示为种间植物细胞融合再生植物示意图,其中①表示去除细胞壁获取原生质体的过程;②表示诱导原生质体融合的过程;③表示再生出新的细胞壁的过程;④表示脱分化,⑤表示再分化形成杂种植株。
7.细胞工程中,选择合适的生物材料是成功的关键。下列选择不合理的是(  )
A.选择幼龄动物的组织进行细胞培养,有利于获得大量细胞
B.选择胚胎细胞作为核供体进行核移植,可提高克隆动物的成功率
C.选择一定大小的植物茎尖进行组织培养,可获得脱毒苗
D.选择植物的愈伤组织进行诱变处理,一定可获得优质的突变体
【答案】D
【知识点】动物细胞培养技术;动物细胞核移植技术;植物细胞工程的应用
【解析】【解答】幼龄动物的组织细胞的分裂能力强,因此选择幼龄动物的组织进行细胞培养,有利于获得大量细胞;因为胚胎细胞的全能性较高,故答案为:胚胎细胞作为核供体进行核移植,可提高克隆动物的成功率;选择一定大小的植物茎尖进行组织培养,可获得脱毒苗,原因是茎尖等分生组织中几乎不含病毒;由于基因突变具有多害少利性,因此选择植物的愈伤组织进行诱变处理,不一定可获得优质的突变体。故答案为:D。
【分析】1、动物细胞培养的过程:取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞,制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
2、植物细胞工程技术的应用:植物繁殖的新途径(微型繁殖、作物脱毒、人工种子)、作物新品种的培育(单倍体育种、突变体的利用)、细胞产物的工厂化生产。
8.(2023高二下·朝阳期中)为研究治疗性克隆技术能否用于帕金森病的治疗,科研人员利用帕金森病模型鼠进行如下图所示实验,下列相关叙述不正确的是 (  )
A.过程①中选择MⅡ期的卵母细胞有利于细胞核全能性恢复
B.过程②重组细胞培养依次经历了桑葚胚、原肠胚和囊胚等过程
C.过程③的关键是利用特定条件诱导胚胎干细胞相关基因表达
D.过程④对受体小鼠无需注射免疫抑制剂以抑制其细胞免疫功能
【答案】B
【知识点】胚胎移植
【解析】【解答】A、MⅡ期的卵母细胞细胞质中有促进细胞核全能性表达的物质,故过程①中选择MⅡ期的卵母细胞有利于细胞核全能性恢复,A正确;
B、早期胚胎发育顺序为桑葚胚、囊胚和原肠胚等过程,B错误;
C、过程③诱导分化的关键是利用特定条件诱导胚胎干细胞相关基因表达,C正确;
D、胚胎移植时受体需要进行同期发情处理,但不需要免疫抑制剂处理,子宫对同物种胚胎不发生免疫反应,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、动物胚胎发育的基本过程:(1)受精场所是母体的输卵管上段;(2)卵裂期;(3)桑葚胚;(4)囊胚;(5)原肠胚。
2、胚胎移植的生理学基础:①动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
9.(2023高二下·朝阳期中)下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述,正确的是(  )
A.受精过程中防止多精入卵的屏障就是卵细胞膜反应
B.卵裂期细胞数目增多,体积变小,有机物含量和种类不断减少
C.囊胚期的细胞出现了细胞分化,但遗传物质未发生改变
D.体外培养的动物细胞均表现出细胞贴壁生长现象
【答案】C
【知识点】动物细胞培养技术;精子、卵子的发生和体内受精;动物胚胎发育的过程
【解析】【解答】A、受精过程中防止多精入卵的屏障是透明带反应和卵细胞膜反应,A错误;
B、卵裂期细胞数目增多,体积变小,有机物含量减少,种类增多,B错误;
C、囊胚期的细胞出现了细胞分化,细胞分化不改变遗传物质,C正确;
D、体外培养的动物细胞一般会表现细胞贴壁生长现象,但有的细胞不会,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、动物胚胎发育的基本过程:
(1)受精场所是母体的输卵管上段。
(2)卵裂期:细胞有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎的总体体积并不增加,或略有减小。
(3)桑葚胚:胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹,是全能细胞。
(4)囊胚:细胞开始出现分化(该时期细胞的全能性仍比较高)。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织,中间的空腔称为囊胚腔。
(5)原肠胚:有了三胚层的分化,具有囊胚腔和原肠腔。
2、受精作用过程:
(1)顶体反应:精子释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质,穿越放射冠;
(2)透明带反应:顶体酶可将透明带溶出孔道,精子穿入,在精子触及卵黄膜的瞬间阻止后来精子进入透明带的生理反应[它是防止多精子入卵受精的第一道屏障;
(3)卵黄膜的封闭作用:精子外膜和卵黄膜融合,精子入卵后,卵黄膜会拒绝其他精子再进入卵内的过程[它是防止多精子入卵受精的第二道屏障;
(4)精子尾部脱落,原有核膜破裂形成雄原核,同时卵子完成减二分裂,形成雌原核;
(5)雌、雄原核融合形成合子。
3、动物细胞培养过程:取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
10.(2023高二下·朝阳期中)有关植物细胞工程应用的叙述,错误的是(  )
A.利用组织培养技术培养脱毒苗,获得具有抗病毒的新品种
B.利用组织培养技术获得的名贵兰花的种苗,能保持亲本的优良性状
C.利用细胞培养技术获得紫草宁,实现了细胞产物的工厂化生产
D.利用体细胞杂交技术获得“白菜-甘蓝”,克服了生物远缘杂交不亲和的障碍
【答案】A
【知识点】植物组织培养的过程;植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、利用组织培养技术获得的脱毒苗病毒含量少,但是没有抗病毒的能力,A错误;
B、植物组织培养是无性繁殖方式,利用组织培养技术获得的名贵兰花的种苗,能保持亲本的优良性状,B正确;
C、植物组织培养技术应用于细胞产物的工厂化生产,如从培养的红豆杉细胞中提取抗肿瘤药物紫杉醇,C正确;
D、植物体细胞杂交技术可以克服生物远缘杂交不亲和的障碍,实现种间杂交获得“白菜-甘蓝”,D正确。
故答案为:A。
【分析】植物组织培养技术已经得到广泛应用,包括:植物繁殖的新途径(如微型繁殖、作物脱毒、人工种子)、作物新品种的培育(如单倍体育种、突变体的应用)、细胞产物的工厂化生产(如从培养的红豆杉细胞中提取抗肿瘤药物紫杉醇)。
11.如图所示为早期胚胎发育过程。下列叙述错误的是(  )
A.从a到e中,适宜于牛的胚胎移植的时期有d、e
B.可从图e的①中分离出胚胎干细胞
C.图e的③将来可发育成胎膜和胎盘
D.图中各阶段的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能
【答案】D
【知识点】动物胚胎发育的过程
【解析】【解答】从a到e中,适宜于牛的胚胎移植的时期有d桑葚胚、e囊胚,A正确;可从图e的①内细胞团中分离出胚胎干细胞,B正确;图e的③是滋养层,将来可发育成胎膜和胎盘,C正确;图中b、c、d阶段的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能,e阶段的①内细胞团细胞也具有发育成完整胚胎的潜能,但e阶段的③滋养层细胞已分化,不具有发育成完整胚胎的潜能,D错误。故答案为:D。
【分析】胚胎发育过程:
(1)卵裂期:细胞进行有丝分裂,数量增加,胚胎总体积不增加。
(2)桑葚胚:32个细胞左右的胚胎。
(3)囊胚:细胞开始分化,其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织;而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘;胚胎内部逐渐出现囊胚腔。
(4)原肠胚:内细胞团表层形成外胚层,下方细胞形成内胚层,由内胚层包围的囊腔叫原肠腔[细胞分化在胚胎期达到最大限度。
12.动物细胞培养是动物细胞工程的基础,图中a、b、c表示现代工程技术,①②③分别表示其结果。下列说法正确的是(  )
A.若a是体细胞核移植技术,则①反映了动物体细胞也具有全能性
B.若c是胚胎分割技术,则③中个体的基因型和表型一定相同
C.若b是体外受精技术,则②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能
D.①②③中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物
【答案】C
【知识点】动物细胞核移植技术;胚胎分割;体外受精
【解析】【解答】若a是体细胞核移植技术,则①反映了动物体细胞的细胞核具有全能性;通过胚胎分割技术所获得个体的基因型完全相同,但表型不一定完全相同,因为表型还受环境的影响;若b是体外受精技术,则②为试管动物,这为良种家畜快速大量繁殖提供了可能;①②③中作为供体的动物品种是珍稀的或存量少的雌、雄性动物,而受体是健康和具有良好的繁殖能力的雌性动物即可。
【分析】1、 动物体细胞核移植技术: (1)基本原理:动物细胞核具有全能性。 (2)核移植分类:胚胎细胞核移植和体细胞核移植 (3)选用 MI 期去核卵母细胞作受体细胞的原因:卵(母)细胞比较大,容易操作;卵(母)细胞细胞质多,营养物质丰富,含有促进细胞核全能性表达的物质。
2、体外受精是指哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。
3、胚胎分割: (1)材料:发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚。 (2)实质:胚胎分割可增加动物后代数目,其实质是动物的无性繁殖或克隆。 (3)注意:对囊胚分割时,注意将内细胞团均等分割否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
13.(2023高二下·朝阳期中)下列关于限制酶和DNA连接酶的叙述,正确的是(  )
A.两者都是从原核生物中分离纯化出来的
B.两者的催化都会导致磷酸二酯键数目的改变
C.限制酶都能在特定位点切割产生黏性末端
D.DNA连接酶与DNA聚合酶作用的底物是相同的
【答案】B
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、限制酶是从原核生物中分里纯化出来的,DNA连接酶是从原核生物和病毒中分离纯化的,A错误;
B、限制酶催化磷酸二酯键的断裂,DNA连接酶催化磷酸二酯键的形成,B正确;
C、限制酶切割之后能在特定的位点产生黏性末端或者平末端,C错误;
D、DNA连接酶的底物是DNA片段,DNA聚合酶的底物是脱氧核苷酸,D错误。
故答案为:B。
【分析】几种相关酶的比较:
名称 作用部位 作用结果
限制酶 磷酸二酯键 将DNA切成两个片段
DNA连接酶 磷酸二酯键 将两个DNA片段连接为一个DNA分子
DNA聚合酶 磷酸二酯键 将两个脱氧核苷酸依次连接到单链末端
DNA(水解)酶 磷酸二酯键 将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸
解旋酶 碱基对之间的氢键 将双链DNA分子局部解旋为单链,形成两条长链
14.(2023高二下·朝阳期中)限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示,下列有关说法正确的是(  )
A.一个DNA分子中,酶a与酶b的识别序列可能有多个
B.酶a与酶b切出的黏性末端不能相互连接
C.酶a与酶b切断的化学键不完全相同
D.用酶a切割有3个识别位点的质粒,得到4种切割产物
【答案】A
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、一个DNA分子中,可能存在一个至多个酶a与酶b的识别序列,A正确;
B、由图可知,酶a与酶b识别的序列虽然不同,但切出的粘性末端相同,相同的粘性末端能相互连接,B错误;
C、酶a与酶b切断的化学键均为相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,C错误;
D、质粒是小型环状DNA分子,用酶a切割有3个识别位点的质粒,可得到3种切割产物,D错误。
故答案为:A。
【分析】“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)
(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。
(2)功能:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性。
(3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。
15.(2023高二下·朝阳期中)下列有关DNA连接酶的叙述,正确的是(  )
A.T4 DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来
B.E.coli DNA连接酶能将双链DNA片段平末端之间进行连接
C.DNA连接酶能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键
D.DNA连接酶可连接DNA双链的氢键,使双链延伸
【答案】C
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、T4 DNA连接酶既能连接粘性末端,又能连接平末端,A错误;
B、E.coli DNA连接酶能将双链DNA片段黏性末端之间进行连接,B错误;
C、DNA连接酶能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,C正确;
D、DNA连接酶可连接DNA双链的磷酸二酯键,且不能使双链延伸,D错误。
故答案为:C。
【分析】“分子缝合针”——DNA连接酶。两种DNA连接酶(E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶)的比较:①相同点:都缝合磷酸二酯键。②区别:E.coliDNA连接酶来源于大肠杆菌,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体,可用于连接粘性末端和平末端,但连接效率较低。
16.(2023高二下·朝阳期中)为使玉米获得抗除草剂性状,需进行如图所示的操作。报告基因的产物能催化无色物质K呈现蓝色。转化过程中,愈伤组织表面常残留农杆菌,导致未转化的愈伤组织也可能在选择培养基上生长。下列叙述不正确的是(  )
A.筛选1需要用含有氨苄青霉素的培养基筛选出成功导入表达载体的农杆菌
B.筛选2需要用无色物质K处理愈伤组织并筛选出呈现蓝色的组织
C.为使除草剂抗性基因G在农杆菌中高效表达,需要把目的基因片段插入到表达载体的复制原点和启动子之间
D.为从个体水平上检测图中玉米植株A是否具有抗除草剂性状,可采用的方法是用相应除草剂喷洒待测玉米植株
【答案】C
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、由图可知,标记基因为氨苄青霉素抗性基因,因此筛选1需要用氨苄青霉素培养基筛选出成功导入表达载体的农杆菌,A正确;
B、根据题干信息“报告基因的产物能催化无色物质K呈现蓝色”可知,筛选2需要用无色物质K处理愈伤组织并筛选出呈现蓝色的组织,B正确;
C、为使除草剂抗性基因G在农杆菌中高效表达,需要把目的基因片段插入到表达载体的启动子和终止子之间,C错误;
D、为从个体水平上检测图中玉米植株A是否具有抗除草剂性状,可采用的方法是用相应除草剂喷洒待测玉米植株,D正确。
故答案为:C。
【分析】基因工程技术的基本步骤︰(1)目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。(2)基因表达载体的构建︰是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,可以遗传给下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。启动子的本质是DNA片段,其为RNA聚合酶识别和结合的位点。( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。(4)目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
17.(2023高二下·朝阳期中)PCR(聚合酶链式反应)是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术,下图表示合成过程。下列说法错误的是(  )
A.a过程高温使DNA变性解旋,该过程不需要解旋酶的作用
B.c过程要用到的酶在高温下失活,因此在PCR扩增时需要再添加
C.如果把模板DNA的两条链用15N标记,游离的脱氧核苷酸不标记,控制“94 ℃~55 ℃~72 ℃”温度循环3次,则在形成的子代DNA中含有15N标记的DNA占25%
D.PCR中由碱基错配引起的变异属于基因突变
【答案】B
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、a过程是变性,高温使DNA变性解旋,该过程不需要解旋酶的作用,A正确;
B、c过程是延伸,要用到的TagDNA聚合酶耐高温,在高温下不会失活,B错误;
C、DNA复制为半保留复制,如果把模板DNA的两条链用15N标记,游离的脱氧核苷酸不标记,控制“94℃~55℃~72℃”温度循环3次,则在形成的8个子代DNA中含有标记的 DNA有2个,占25%,C正确;
D、PCR中由碱基错配会导致基因中碱基对替换,引起的变异属于基因突变,D正确。
故答案为:B。
【分析】PCR技术
(1)概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
(2)原理:DNA复制。
(3)前提:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
(5)过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
18.(2023高二下·朝阳期中)如图是科学家新研发的制备单克隆抗体的过程,相关叙述错误的是(  )
A.若供体DNA提供了prG基因(无限增殖调控基因),则该过程中Ⅱ是已免疫B细胞
B.经酶A处理后的Ⅰ与质粒具有相同的黏性末端
C.该过程涉及基因工程和动物细胞融合技术
D.需对Ⅱ进行克隆化培养和抗体检测
【答案】C
【知识点】单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】A、若供体DNA提供prG基因,则II是已免疫的 B细胞,即能产生特异性抗体的效应B细胞,形成的重组细胞才能制备单克隆抗体,A正确;
B、酶具有专一性,同种限制酶能识别相同的核苷酸序列,切割形成相同的黏性末端,B正确;
C、该过程涉及基因工程和动物细胞培养技术,没有动物细胞融合的过程,C错误;
D、需对II进行克隆化培养和专一抗体检测,才可以得到能无限增殖并能产生专一性抗体的杂交瘤细胞,D正确。
故答案为:C。
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
19.(2023高二下·朝阳期中)原位PCR技术是利用原位PCR仪,在组织或细胞中靶DNA所在的位置上进行的PCR循环扩增,通过掺入标记基因直接显色或结合原位杂交进行检测的方法。进行扩增时,反应体系中的反应成分需渗透到组织或细胞的靶DNA处才能进行扩增。PCR反应体系中需要添加一定浓度的Mg2+,而组织细胞间的物质会吸附Mg2+,使进入细胞的Mg2+减少。下列说法正确的是(  )
A.PCR技术中复性是当温度下降到65℃时,两种引物与两条DNA单链结合的过程
B.反应体系中扩增的原料会依次连接到子链的5端
C.反应体系中引物的G,C碱基含量越高越好,因为越高引物结合的特异性越强
D.原位PCR反应体系中使用的Mg2+浓度要比常规PCR高
【答案】D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、PCR技术中复性是当温度下降到55℃时,两种引物分别与两条DNA模板链结合的过程 ,A错误;
B、dNTP作为扩增的原料会依次连接到3'端, B错误;
C、在一定范围内,反应体系中引物的G、C碱基含量越高,其结合的特异性越强,但G、C过高,不利于退火,而且与相近序列配对的可能性比正常引物高,更容易产生非特异性扩增, C错误;
D 因为组织细胞间的物质会吸附Mg2+,故原位PCR反应体系中使用的Mg2+浓度要比常规 PCR高,D正确。
故答案为:D。
【分析】PCR技术
(1)概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
(2)原理:DNA复制。
(3)前提:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
(5)过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
20.(2023高二下·朝阳期中)(不定项)如图表示果酒和果醋生产过程中的物质变化情况,相关叙述正确的是 (  )
A.果醋发酵所需的最适温度高于果酒
B.过程①②在酵母菌细胞中发生的场所相同
C.过程⑤需要氧气而过程④不需要氧气
D.进行果醋发酵的微生物细胞不具有线粒体
【答案】A,B,D
【知识点】果酒果醋的制作
【解析】【解答】A、由分析可知,果酒发酵所需的最适温度低于果醋,A错误;
B、过程①②在酵母菌细胞中发生的场所相同,都是细胞质基质,B正确 ;
C、过程⑤和过程④都需要氧气,C错误;
D、参与果酒制作的微生物是酵母菌,为真核生物,含有线粒体,进行果醋发酵的微生物是醋酸菌,为原核生物,不含有线粒体,D正确。
故答案为:ABD。
【分析】1、果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧型生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,在无氧条件下,酵母菌进行酒精发酵。温度是酵母菌生长和发酵的重要条件,20℃左右,酒精发酵时,一般将温度控制在18~25℃,在葡萄酒自然发酵过程当中,其主要作用的是附着在葡萄皮上的野生酵母菌。
2、醋酸菌是一种好氧细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动。醋酸菌对氧气的含量特别敏感,当进行深层发酵时,即使只是短时间中断通入氧气,也会引起醋酸菌死亡。当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。
21.(2023高二下·朝阳期中)(不定项)生长图形法是一种测定微生物营养需求的简便方法。为探究某嗜热菌所需生长因子的种类,研究小组把该菌的悬浮液与不含任何生长因子但含有其他必需营养物质的培养基混合后倒成平板,然后在平板上划分数区,将甲、乙、丙三种生长因子分别添加到不同区域,培养结果如图所示,下列说法正确的是 (  )
A.倒成平板后直接培养可判断有无污染
B.倒成平板后需要进行灭菌处理
C.图示结果表明该菌需要生长因子乙或丙
D.生长图形法还可用于某些菌种的筛选
【答案】A,D
【知识点】培养基对微生物的选择作用
【解析】【解答】A、平板上不含任何生长因子,若倒成平板后直接培养,出现菊落说明已被杂菊感染,因为该嗜热菌不能在缺乏生长因子的培养基中生长,A正确;
B、制备平板时,先灭菌再倒平板,B错误;
C、图中菌落生活在乙丙区域之间,说明同时需要乙和丙,C错误;
D、不同菌种所需生长因子不同,可利用生长图形法筛选菌种,D正确。
故答案为:AD。
【分析】微生物常见的接种的方法①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
22.(2023高二下·朝阳期中)(不定项)一种杂交瘤细胞只能产生一种抗体,抗体由两条相同的重链和两条相同的轻链构成。科学家通过动物细胞融合技术,将两株不同的杂交瘤细胞(A和B)融合形成双杂交瘤细胞AB。双杂交瘤细胞能够悬浮在培养基中生长繁殖,可以产生双特异性抗体AB。过程如图所示。下列说法错误的是 (  )
A.杂交瘤细胞A,B混合并诱导融合后,利用选择培养基可以筛选出双杂交瘤细胞AB
B.双杂交瘤细胞同时识别α、β抗原后,才能产生双特异性抗体
C.对培养到一定密度的双杂交瘤细胞进行传代培养时,无需使用胰蛋白酶处理
D.将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔,腹水能为细胞提供所需的营养条件
【答案】A,B
【知识点】单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】A、单克隆抗体制备过程中,杂交瘤细胞需要进行两次筛选,第一次利用选择培养基筛选出能在特定培养基生长且能无限增殖的杂交瘤细胞,第二次筛选可用抗原-抗体杂交的方法筛选出产生特异性抗体的杂交瘤细胞,双杂交瘤细胞本身就是由两个杂交瘤细胞融合而成,利用选择培养基无法筛选出双杂交瘤细胞AB,A正确;
B、杂交瘤细胞是由已免疫的B细胞和骨髓瘤细胞融合,无需接触抗原就能产生抗体,B错误;
C、杂交瘤细胞是悬浮培养的细胞,细胞之间并未接触,若要传代培养,细胞培养液直接离心,去除上清液培养基,加入新鲜培养基即可,不用胰蛋白酶处理,C正确;
D、将杂交瘤细胞注射到小鼠腹水中培养,腹水作为天然培养基,为细胞提供各种生长条件,D正确。
故答案为:AB。
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
23.(2023高二下·朝阳期中)(不定项)胚胎工程技术能够充分挖掘动物的繁殖潜力,为优良牲畜的大量繁殖提供了有效的解决办法。下图是育种工作者采用不同方法培育良种牛的过程(a~h为操作过程),下列叙述正确的是(  )
A.为获得大量的卵母细胞,需用促性腺激素处理良种母牛
B.采集的精子必须置于ATP溶液中进行获能处理
C.若要生产高产奶牛,可取①处细胞做DNA分析性别鉴定
D.转基因牛D的培育可以经过b→f→g过程
【答案】A,D
【知识点】胚胎移植
【解析】【解答】A、要获得大量的卵母细胞,需用促性腺激素处理良种母牛,促进其超数排卵,雄性个体本身能获得大量的精子,不需要激素处理,A错误;
B、对精子进行获能处理:包括培养法和化学诱导法。对干啮齿动物、家兔和猪等动物的精子,一般采用培养法,即将取自附睾的精子,放入人工配制的获能液中,培养一段时间后,精子就可获能;对于牛、羊等家畜的精子常采用化学法,即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液,B错误;
C、要生产高产奶牛,可取①滋养层细胞处细胞做DNA分析性别鉴定,取雌性胚胎移植,C错误;
D、据题图可知,转基因牛D的培育可以经过 b→f→g过程,D正确。
故答案为:AD。
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体,供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天,用特制的冲卵装置,把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑葚或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氨中保存。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
24.(2023高二下·朝阳期中)(不定项)20世纪70年代,Fred sanger发明了双脱氧终止法对DNA进行测序。其原理如图,在4个试管中分别加入4种脱氧核苷三磷酸(dNTP)和1种双脱氧核苷三磷酸(ddNTP);ddNTP可以与dNTP竞争核苷酸链延长位点,并终止DNA片段的延伸。在4个试管中DNA链将会分别在A、C、G及T位置中止,并形成不同长度的DNA片段。这些片段随后可被电泳分开并显示出来。下列说法错误的是(  )
A.这种测序方法需要引物和耐高温的DNA连接酶
B.电泳图谱中的箭头所指的DNA片段以鸟嘌呤结尾
C.测得未知DNA的序列为5'- GATTCGAGCTGA-3'
D.ddNTP与dNTP竞争的延长位点是核苷酸链的5'末端
【答案】A,C,D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、PCR测序需要引物和耐高温的DNA聚合酶,A错误;
B、电泳图谱中的箭头所指的DNA片段以鸟嘌呤结尾,B正确;
C、由图可知:测得未知DNA的序列为5'- TCAGCTCGAATC-3',C错误;
D、ddNTP与dNTP竞争的延长位点是核苷酸链的3'末端,D错误。
故答案为:ACD。
【分析】PCR技术
(1)概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
(2)原理:DNA复制。
(3)前提:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
(5)过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
二、非选择题(本题共4道试题,共50分。)
25.(2023高二下·朝阳期中)GA3是一种由C、H、O三种元素构成的与赤霉素作用类似的植物生长调节剂,能促进茎伸长和种子萌发。GA3的广泛施用会导致其在土壤中残留,研究小组从长期施用GA3农田的土壤中筛选出了能降解GA3的菌株。据图回答下列问题:
(1)过程②是将稀释的含有降解GA3的菌株接种到甲瓶培养液中,这样做的目的是   。
(2)乙培养基中含有的唯一的碳源应该是   ,实际操作时,乙培养基上可能还有其他微生物,原因是   。
(3)振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快,原因是振荡培养能提高培养液中   的含量,同时可使菌体与培养液充分接触,提高   的利用率。
(4)为调查土壤中能降解GA3的菌的数量,进行了如下实验:下图中3号试管中样品液的稀释倍数为   倍,5号试管的结果表明每克土壤中的活菌数为   个。
【答案】(1)富集培养GA3降解菌
(2)GA3;有些微生物可利用空气中的二氧化碳作为碳源
(3)溶解氧;营养物质
(4)104;1.7×109
【知识点】测定某种微生物的数量;培养基对微生物的选择作用;培养基概述及其分类
【解析】【解答】(1)将稀释的含有降解GA3的菌株接种到甲瓶培养液中,目的是富集培养GA3 降解菌,增大GA3降解菌的数。
(2)题意可知,GA3是一种由C、H、 O三种元素构成的植物生长调节剂,培养基乙是为了获得GA3的降解菌,故培养基中应以GA3为唯一的碳源,所以乙培养基属于选择培养基。由于有些微生物可利用空气中的二氧化碗作为碳源,所以在选择培养时,培养基上可能还有其他微生物。
(3)振荡培养可以增加液体培养基的溶解氧的含量,促进好氧型微生物的生长;同时还能使菌体与培养液充分接触,提高营养物质的利用率。
(4)图中10g土样加入无菌水定容至100mL,稀释了10 倍,取1mL加入1号试管(含有9mL 无菌水)又稀释了10倍,取1mL加入2号试管(含有9mL无菌水)又稀释了10倍,取1mL加入3号试管(含有9mL无菌水)又稀释了10倍,据此推测,丙图中3号试管中样品液的稀释倍数为104倍;5号试管稀释了106倍,根据计算公式:每克样品中的菌株数=(C÷V) × M,其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL),M 代表稀释倍数,所以每克土壤中的活菌数为(168+175+167)÷3÷0.1x106=1.7x109。
【分析】1、培养基为微生物提供生长、繁殖和积累代谢产物的营养物质。营养物质归纳为碳源、氨源、生长因子、无机盐和水。培养基按物理性质可分为固体培养基和液体培养基,液体培养基中加入凝固剂可以制成固体培养基;固体培养基一般用于微生物的鉴别、分离和计数,液态培养基常用于扩大化生产,观察细菌运动。根据化学成分分为合成培养基、天然培养基等;根据用途分为选择培养基、鉴别培养基。
2、统计菌落数目的方法:间接计数法(活菌计数法)①原理∶当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。②操作∶a、设置重复组,增强实验的说服力与准确性;b、为了保证结果准确,一般选择菌落数在30~300的平板进行计数。③计算公式:每克样品中的菌株数= ( c/V )×M,其中c代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积( mL ) ,M代表稀释倍数。
26.(2023高二下·朝阳期中)马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒,茎尖离体培养大致过程如图1所示,马铃薯茎尖外植体大小对苗的脱毒率和成活率的影响如图2所示。请回答问题:
(1)依图1分析,马铃薯脱毒苗培养依据的主要原理是   。将微茎尖接种在添加有   等植物激素的培养基中,经过   过程完成组织培养,获得试管苗。对脱毒苗进行病毒检测时,可采用   方法检测病毒的蛋白质。
(2)由图2可知,应大小为   mm的茎尖外植体适宜马铃薯脱毒苗的培养。
【答案】(1)植物细胞的全能性;生长素和细胞分裂素;脱分化和再分化;抗原—抗体杂交
(2)0.27
【知识点】植物组织培养的过程;组织培养基的成分及作用
【解析】【解答】(1)图1表示的是无毒苗的培养过程,图中马铃薯脱毒苗培养依据的主要原理是植物细胞的全能性。植物组织培养过程中需要在培养基中添加生长素和细胞分裂素,通过调整它们的比例可诱导离体细胞经过脱分化和再分化过程获得试管苗。为检测脱毒苗的质量,可采用抗原--抗体杂交的方法检测病毒的蛋白质,也可以采用DNA分子杂交的方法检测病毒的基因,前者的原理利用了抗原和抗体特异性结合的原理,后者利用了碱基互补配对原理。
(2)由图2数据分析可知,茎尖越小,脱毒率越高,成苗率越低。当茎尖外植体的大小为0.27mm时,脱毒率和成苗率均较高,因此马铃薯脱毒培养中菜尖外植体的适宜大小为0.27mm。
【分析】植物组织培养的过程:离体的植物组织、器官或细胞(外植体)脱分化形成愈伤组织,愈伤组织再分化形成胚状体,进一步发育成植株。
27.(2023高二下·朝阳期中)动物的某种退行性神经疾病由基因t突变为基因T导致。随着生物工程技术的发展和基因编辑(CRISPR/Cas9)技术的出现,为治疗该疾病提供了如下新思路。回答下列问题:
(1)利用CRISPR/Cas9编辑基因时,Cas9蛋白依据sgRNA片段(不同的sgRNA可以识别不同的DNA序列),能精准识别并切割动物纤维细胞中的致病基因T,并在DNA连接酶的作用下将正常基因t连接到染色体DNA的相应位置上,获得不含致病基因T的动物成纤维细胞。可见,sgRNA片段能够精准识别致病基因T的核苷酸序列的原因是   ,CRISPR/Cas9还具有   的作用。
(2)过程①所利用的生物技术是   ,过程②的培养条件十分苛刻,需要无菌、无毒环境,充足的营养物质、适宜的温度和pH;培养时,对气体环境的要求是   。过程④的培养基中需要添加   ,以促进ES细胞的增殖分化。
(3)利用上述思路治疗该退行性神经疾病,理论上不会产生免疫排斥反应,原因在于   。
【答案】(1)sgRNA能与基因T的核苷酸序列碱基互补配对;限制性内切核酸酶/限制酶
(2)细胞核移植技术;95%空气加5%CO2;分化诱导因子
(3)移植的神经干细胞的遗传物质与患者相同,不会成为抗原,因而不会发生免疫排斥
【知识点】动物细胞培养技术;基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】(1)Cas9蛋白依据sgRNA片段(不同的sgRNA可以识别不同的DNA序列),能精准识别并切割动物纤维细胞中的致病基因T,并在 DNA连接酶的作用下将正常基因t连接到染色体 DNA的相应位置上,获得不含致病基因T的动物成纤维细胞。可见,sgRNA片段能够精准识别致病基因T的核苷酸序列的原因是sgRNA能与基因T的核苷酸序列碱基互补配对,CRISPR/Cas9还具有能限制性内切核酸酶/限制酶的作用。
(2)过程①是细胞核移植技术,过程②的培养条件一分苛刻,需要无菌、无毒环境,充足的营养物质、适宜的温度和pH;培养时,对气体环境的要求是95%空气加5%CO2。过程 ④ 的培养基中需要添加分化诱导因子,以促进ES细胞的增殖分化。
(3)上述思路中移植的神经干细胞的遗传物质与患者相同,不会成为抗原,因而不会发生免疫排斥。
【分析】1、“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)
(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。
(2)功能:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性。
(3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。
2、动物培养条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
28.(2023高二下·朝阳期中)由于猪的器官在生理形态上和人的器官非常接近,近年来应用猪的体细胞核移植技术研制人类基因疾病的动物模型,以及生产基因敲除猪用于人异种器官移植成为猪核移植相关研究的热点方向。如图为猪的体细胞核移植流程示意图,请回答下列问题:
(1)研究人员在用合成培养基对猪耳部成纤维细胞进行培养时,通常需加入   等一些天然成分。
(2)从卵巢中采集的卵母细胞需在体外培养至   期才能用于体细胞核移植。除该方法外,采集卵母细胞还可采用超数排卵法,其具体做法是   。
(3)重构胚通常需培养至   期,然后通过   技术送入代孕母猪体内。为提高胚胎的利用率,还可采用   技术对胚胎进行处理。
(4)就猪的体细胞移植技术本身来讲,虽然已经有多例体细胞克隆猪诞生,但总体的效率还是较低的,克隆猪的存活率只有1%或更低。研究表明,用组蛋白去乙酰化酶抑制剂丙戊酸(VPA)处理重构胚能显著提高其发育能力。从而大大提高巿隆效率。若想探究VPA处理重构胚的最适浓度,其实验思路是   。
【答案】(1)血清
(2)MII(中);给卵母细胞供体注射促性腺激素
(3)桑葚胚或囊胚;胚胎移植;胚胎分割
(4)设置一系列浓度梯度的VPA溶液分别处理重构胚,一段时间后观察统计胚胎的发育情况
【知识点】动物细胞培养技术;动物细胞核移植技术;胚胎移植;胚胎分割
【解析】【解答】(1)研究人员在用合成培养基对猪耳部成纤维细胞进行培养时,通常在培养基中添加一定量的动物血清等天然成分,以补充合成培养基中缺乏的物质。
(2)从卵巢中采集的卵母细胞需在体外培养至减数第二次分裂中期才能用于体细胞核移植。除该方法外,采集卵母细胞还可采用超数排卵法,即给卵母细胞供体注射促性腺激素,使其排出更多的卵子。
(3)重构胚通常需培养至桑葚胚或囊胚期,然后通过胚胎移植技术送入代孕母猪体内。采用胚胎分割技术对胚胎进行处理,可提高胚胎的利用率。
(4)研究表明,用组蛋白去乙酰化酶抑制剂丙戊酸(VPA)处理重构胚能显著提高其发育能力。若想探究VPA处理重构胚的最适浓度,其实验思路是设置一系列浓度梯度的VPA溶液分别处理重构胚,一段时间后观察统计胚胎的发育情况。
【分析】1、体细胞核移植技术 :将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。原理是动物细胞核的全能性。
2、动物培养条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
3、胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体,供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天,用特制的冲卵装置,把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑葚或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氨中保存。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
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吉林省长春市朝阳区名校2022-2023学年高二下学期期中考试生物学试题
一、选择题(1-20单选,21-25不定项选择每小题2分共50分。)
1.(2023高二下·朝阳期中)下图表示利用葡萄汁进行发酵时可能发生的物质变化。下列有关叙述错误的是 (  )
A.过程③④⑤都需要O2参与
B.当氧气、糖源都充足时,醋酸菌可以直接发生过程⑤
C.过程②④所需要的最适温度相同
D.酵母菌发生过程①②的场所相同
2.(2023高二下·朝阳期中)下图为实验室培养和纯化大肠杆菌过程中的部分操作步骤,下列说法错误的是(  )
A.①②③步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行
B.步骤①中,待倒入的培养基冷却后盖上培养Ⅲ的Ⅲ盖
C.步骤③中,每次划线前后都需对接种环进行灼烧处理
D.划线接种结束后,将图④平板倒置后放入培养箱中培养
3.分离土壤中分解尿素的细菌,对培养基的要求是
①加尿素 ②不加尿素 ③加琼脂 ④不加琼脂
⑤加葡萄糖 ⑥不加葡萄糖 ⑦加硝酸盐 ⑧不加硝酸盐
A.①③⑤⑦ B.②④⑥⑧ C.①③⑤⑧ D.①④⑥⑦
4.(2022高三上·广东月考)甜瓣子是豆瓣酱的重要成分,风味受蚕豆蛋白分解产生的氨基酸影响,也受发酵过程中不同微生物的多种代谢产物影响。其生产工艺如下图所示。某研究团队对加盐水后的发酵阶段的传统工艺(盐度15%,温度37℃,发酵30天)进行了改良,改良后甜瓣子风味得以提升。
两种工艺的结果比较如下图。
下列关于本研究的描述,错误的是(  )
A.蚕豆瓣可提供微生物生长繁殖所需的碳源和氮源
B.温度与盐度都影响微生物的生长繁殖
C.定期取样,使用平板划线法统计活细菌总数
D.新工艺中甜瓣子风味提升,与前、中期活微生物总数高和氨基酸终产量高均有关
5.(2022高二下·太原期中)2020年初,荷兰某研究所利用蛇干细胞培养出可分泌毒液的蛇毒腺微型组织,使获取毒素的途径更加安全和简单。下列叙述正确的是(  )
A.培养蛇干细胞时,所需的营养物质与植物细胞培养相同
B.蛇毒腺微型组织中的细胞基因的表达与蛇胚胎干细胞不完全相同
C.人工诱导蛇胚胎干细胞大量增殖即可直接获得大量分泌毒液的细胞
D.培养蛇毒腺微型组织与培养哺乳动物细胞的条件完全相同
6.如图为植物细胞A、B融合后再生出新植株的部分过程示意图,请据图分析,以下叙述错误的是(  )
A.植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞
B.在形成再生植株的过程中与植物组织培养相似的步骤是④⑤
C.原生质体融合成为一个新的杂种细胞的标志是出现新的细胞壁
D.亲本植物A的细胞与亲本植物B的细胞诱导融合后,形成的杂种细胞中两两融合的细胞类型有3种
7.细胞工程中,选择合适的生物材料是成功的关键。下列选择不合理的是(  )
A.选择幼龄动物的组织进行细胞培养,有利于获得大量细胞
B.选择胚胎细胞作为核供体进行核移植,可提高克隆动物的成功率
C.选择一定大小的植物茎尖进行组织培养,可获得脱毒苗
D.选择植物的愈伤组织进行诱变处理,一定可获得优质的突变体
8.(2023高二下·朝阳期中)为研究治疗性克隆技术能否用于帕金森病的治疗,科研人员利用帕金森病模型鼠进行如下图所示实验,下列相关叙述不正确的是 (  )
A.过程①中选择MⅡ期的卵母细胞有利于细胞核全能性恢复
B.过程②重组细胞培养依次经历了桑葚胚、原肠胚和囊胚等过程
C.过程③的关键是利用特定条件诱导胚胎干细胞相关基因表达
D.过程④对受体小鼠无需注射免疫抑制剂以抑制其细胞免疫功能
9.(2023高二下·朝阳期中)下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述,正确的是(  )
A.受精过程中防止多精入卵的屏障就是卵细胞膜反应
B.卵裂期细胞数目增多,体积变小,有机物含量和种类不断减少
C.囊胚期的细胞出现了细胞分化,但遗传物质未发生改变
D.体外培养的动物细胞均表现出细胞贴壁生长现象
10.(2023高二下·朝阳期中)有关植物细胞工程应用的叙述,错误的是(  )
A.利用组织培养技术培养脱毒苗,获得具有抗病毒的新品种
B.利用组织培养技术获得的名贵兰花的种苗,能保持亲本的优良性状
C.利用细胞培养技术获得紫草宁,实现了细胞产物的工厂化生产
D.利用体细胞杂交技术获得“白菜-甘蓝”,克服了生物远缘杂交不亲和的障碍
11.如图所示为早期胚胎发育过程。下列叙述错误的是(  )
A.从a到e中,适宜于牛的胚胎移植的时期有d、e
B.可从图e的①中分离出胚胎干细胞
C.图e的③将来可发育成胎膜和胎盘
D.图中各阶段的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能
12.动物细胞培养是动物细胞工程的基础,图中a、b、c表示现代工程技术,①②③分别表示其结果。下列说法正确的是(  )
A.若a是体细胞核移植技术,则①反映了动物体细胞也具有全能性
B.若c是胚胎分割技术,则③中个体的基因型和表型一定相同
C.若b是体外受精技术,则②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能
D.①②③中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物
13.(2023高二下·朝阳期中)下列关于限制酶和DNA连接酶的叙述,正确的是(  )
A.两者都是从原核生物中分离纯化出来的
B.两者的催化都会导致磷酸二酯键数目的改变
C.限制酶都能在特定位点切割产生黏性末端
D.DNA连接酶与DNA聚合酶作用的底物是相同的
14.(2023高二下·朝阳期中)限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示,下列有关说法正确的是(  )
A.一个DNA分子中,酶a与酶b的识别序列可能有多个
B.酶a与酶b切出的黏性末端不能相互连接
C.酶a与酶b切断的化学键不完全相同
D.用酶a切割有3个识别位点的质粒,得到4种切割产物
15.(2023高二下·朝阳期中)下列有关DNA连接酶的叙述,正确的是(  )
A.T4 DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来
B.E.coli DNA连接酶能将双链DNA片段平末端之间进行连接
C.DNA连接酶能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键
D.DNA连接酶可连接DNA双链的氢键,使双链延伸
16.(2023高二下·朝阳期中)为使玉米获得抗除草剂性状,需进行如图所示的操作。报告基因的产物能催化无色物质K呈现蓝色。转化过程中,愈伤组织表面常残留农杆菌,导致未转化的愈伤组织也可能在选择培养基上生长。下列叙述不正确的是(  )
A.筛选1需要用含有氨苄青霉素的培养基筛选出成功导入表达载体的农杆菌
B.筛选2需要用无色物质K处理愈伤组织并筛选出呈现蓝色的组织
C.为使除草剂抗性基因G在农杆菌中高效表达,需要把目的基因片段插入到表达载体的复制原点和启动子之间
D.为从个体水平上检测图中玉米植株A是否具有抗除草剂性状,可采用的方法是用相应除草剂喷洒待测玉米植株
17.(2023高二下·朝阳期中)PCR(聚合酶链式反应)是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术,下图表示合成过程。下列说法错误的是(  )
A.a过程高温使DNA变性解旋,该过程不需要解旋酶的作用
B.c过程要用到的酶在高温下失活,因此在PCR扩增时需要再添加
C.如果把模板DNA的两条链用15N标记,游离的脱氧核苷酸不标记,控制“94 ℃~55 ℃~72 ℃”温度循环3次,则在形成的子代DNA中含有15N标记的DNA占25%
D.PCR中由碱基错配引起的变异属于基因突变
18.(2023高二下·朝阳期中)如图是科学家新研发的制备单克隆抗体的过程,相关叙述错误的是(  )
A.若供体DNA提供了prG基因(无限增殖调控基因),则该过程中Ⅱ是已免疫B细胞
B.经酶A处理后的Ⅰ与质粒具有相同的黏性末端
C.该过程涉及基因工程和动物细胞融合技术
D.需对Ⅱ进行克隆化培养和抗体检测
19.(2023高二下·朝阳期中)原位PCR技术是利用原位PCR仪,在组织或细胞中靶DNA所在的位置上进行的PCR循环扩增,通过掺入标记基因直接显色或结合原位杂交进行检测的方法。进行扩增时,反应体系中的反应成分需渗透到组织或细胞的靶DNA处才能进行扩增。PCR反应体系中需要添加一定浓度的Mg2+,而组织细胞间的物质会吸附Mg2+,使进入细胞的Mg2+减少。下列说法正确的是(  )
A.PCR技术中复性是当温度下降到65℃时,两种引物与两条DNA单链结合的过程
B.反应体系中扩增的原料会依次连接到子链的5端
C.反应体系中引物的G,C碱基含量越高越好,因为越高引物结合的特异性越强
D.原位PCR反应体系中使用的Mg2+浓度要比常规PCR高
20.(2023高二下·朝阳期中)(不定项)如图表示果酒和果醋生产过程中的物质变化情况,相关叙述正确的是 (  )
A.果醋发酵所需的最适温度高于果酒
B.过程①②在酵母菌细胞中发生的场所相同
C.过程⑤需要氧气而过程④不需要氧气
D.进行果醋发酵的微生物细胞不具有线粒体
21.(2023高二下·朝阳期中)(不定项)生长图形法是一种测定微生物营养需求的简便方法。为探究某嗜热菌所需生长因子的种类,研究小组把该菌的悬浮液与不含任何生长因子但含有其他必需营养物质的培养基混合后倒成平板,然后在平板上划分数区,将甲、乙、丙三种生长因子分别添加到不同区域,培养结果如图所示,下列说法正确的是 (  )
A.倒成平板后直接培养可判断有无污染
B.倒成平板后需要进行灭菌处理
C.图示结果表明该菌需要生长因子乙或丙
D.生长图形法还可用于某些菌种的筛选
22.(2023高二下·朝阳期中)(不定项)一种杂交瘤细胞只能产生一种抗体,抗体由两条相同的重链和两条相同的轻链构成。科学家通过动物细胞融合技术,将两株不同的杂交瘤细胞(A和B)融合形成双杂交瘤细胞AB。双杂交瘤细胞能够悬浮在培养基中生长繁殖,可以产生双特异性抗体AB。过程如图所示。下列说法错误的是 (  )
A.杂交瘤细胞A,B混合并诱导融合后,利用选择培养基可以筛选出双杂交瘤细胞AB
B.双杂交瘤细胞同时识别α、β抗原后,才能产生双特异性抗体
C.对培养到一定密度的双杂交瘤细胞进行传代培养时,无需使用胰蛋白酶处理
D.将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔,腹水能为细胞提供所需的营养条件
23.(2023高二下·朝阳期中)(不定项)胚胎工程技术能够充分挖掘动物的繁殖潜力,为优良牲畜的大量繁殖提供了有效的解决办法。下图是育种工作者采用不同方法培育良种牛的过程(a~h为操作过程),下列叙述正确的是(  )
A.为获得大量的卵母细胞,需用促性腺激素处理良种母牛
B.采集的精子必须置于ATP溶液中进行获能处理
C.若要生产高产奶牛,可取①处细胞做DNA分析性别鉴定
D.转基因牛D的培育可以经过b→f→g过程
24.(2023高二下·朝阳期中)(不定项)20世纪70年代,Fred sanger发明了双脱氧终止法对DNA进行测序。其原理如图,在4个试管中分别加入4种脱氧核苷三磷酸(dNTP)和1种双脱氧核苷三磷酸(ddNTP);ddNTP可以与dNTP竞争核苷酸链延长位点,并终止DNA片段的延伸。在4个试管中DNA链将会分别在A、C、G及T位置中止,并形成不同长度的DNA片段。这些片段随后可被电泳分开并显示出来。下列说法错误的是(  )
A.这种测序方法需要引物和耐高温的DNA连接酶
B.电泳图谱中的箭头所指的DNA片段以鸟嘌呤结尾
C.测得未知DNA的序列为5'- GATTCGAGCTGA-3'
D.ddNTP与dNTP竞争的延长位点是核苷酸链的5'末端
二、非选择题(本题共4道试题,共50分。)
25.(2023高二下·朝阳期中)GA3是一种由C、H、O三种元素构成的与赤霉素作用类似的植物生长调节剂,能促进茎伸长和种子萌发。GA3的广泛施用会导致其在土壤中残留,研究小组从长期施用GA3农田的土壤中筛选出了能降解GA3的菌株。据图回答下列问题:
(1)过程②是将稀释的含有降解GA3的菌株接种到甲瓶培养液中,这样做的目的是   。
(2)乙培养基中含有的唯一的碳源应该是   ,实际操作时,乙培养基上可能还有其他微生物,原因是   。
(3)振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快,原因是振荡培养能提高培养液中   的含量,同时可使菌体与培养液充分接触,提高   的利用率。
(4)为调查土壤中能降解GA3的菌的数量,进行了如下实验:下图中3号试管中样品液的稀释倍数为   倍,5号试管的结果表明每克土壤中的活菌数为   个。
26.(2023高二下·朝阳期中)马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒,茎尖离体培养大致过程如图1所示,马铃薯茎尖外植体大小对苗的脱毒率和成活率的影响如图2所示。请回答问题:
(1)依图1分析,马铃薯脱毒苗培养依据的主要原理是   。将微茎尖接种在添加有   等植物激素的培养基中,经过   过程完成组织培养,获得试管苗。对脱毒苗进行病毒检测时,可采用   方法检测病毒的蛋白质。
(2)由图2可知,应大小为   mm的茎尖外植体适宜马铃薯脱毒苗的培养。
27.(2023高二下·朝阳期中)动物的某种退行性神经疾病由基因t突变为基因T导致。随着生物工程技术的发展和基因编辑(CRISPR/Cas9)技术的出现,为治疗该疾病提供了如下新思路。回答下列问题:
(1)利用CRISPR/Cas9编辑基因时,Cas9蛋白依据sgRNA片段(不同的sgRNA可以识别不同的DNA序列),能精准识别并切割动物纤维细胞中的致病基因T,并在DNA连接酶的作用下将正常基因t连接到染色体DNA的相应位置上,获得不含致病基因T的动物成纤维细胞。可见,sgRNA片段能够精准识别致病基因T的核苷酸序列的原因是   ,CRISPR/Cas9还具有   的作用。
(2)过程①所利用的生物技术是   ,过程②的培养条件十分苛刻,需要无菌、无毒环境,充足的营养物质、适宜的温度和pH;培养时,对气体环境的要求是   。过程④的培养基中需要添加   ,以促进ES细胞的增殖分化。
(3)利用上述思路治疗该退行性神经疾病,理论上不会产生免疫排斥反应,原因在于   。
28.(2023高二下·朝阳期中)由于猪的器官在生理形态上和人的器官非常接近,近年来应用猪的体细胞核移植技术研制人类基因疾病的动物模型,以及生产基因敲除猪用于人异种器官移植成为猪核移植相关研究的热点方向。如图为猪的体细胞核移植流程示意图,请回答下列问题:
(1)研究人员在用合成培养基对猪耳部成纤维细胞进行培养时,通常需加入   等一些天然成分。
(2)从卵巢中采集的卵母细胞需在体外培养至   期才能用于体细胞核移植。除该方法外,采集卵母细胞还可采用超数排卵法,其具体做法是   。
(3)重构胚通常需培养至   期,然后通过   技术送入代孕母猪体内。为提高胚胎的利用率,还可采用   技术对胚胎进行处理。
(4)就猪的体细胞移植技术本身来讲,虽然已经有多例体细胞克隆猪诞生,但总体的效率还是较低的,克隆猪的存活率只有1%或更低。研究表明,用组蛋白去乙酰化酶抑制剂丙戊酸(VPA)处理重构胚能显著提高其发育能力。从而大大提高巿隆效率。若想探究VPA处理重构胚的最适浓度,其实验思路是   。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】果酒果醋的制作
【解析】【解答】A、有氧呼吸的第三节阶段需要氧气的参与,有氧呼吸第第一、二阶段和无氧呼吸均不需要氧气参与,醋酸发酵过程需要氧气的参与,③为有氧呼吸第三阶段需要O2参与,过程④⑤为醋酸发酵需要O2参与,A正确;
B、当氧气、糖源都充足时,醋酸菌直接以葡萄糖为原料进行发酵,发生过程⑤,B正确;
C、过程②为无氧呼吸第二阶段,④为醋酸发酵,二者所需要的微生物不同,最适温度也不同,C错误;
D、酵母菌为兼性厌氧型生物,可以进行有氧呼吸也可以进行无氧呼吸,过程①②为无氧呼吸的两个阶段,场所均为细胞质基质,D正确。
故答案为:C。
【分析】果酒、果醋制作原理与发酵条件:
  果酒制作 果醋制作
菌种 酵母菌 醋酸菌
发酵过程 有氧条件下,酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖:C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O;
无氧条件下,酵母菌通过无氧呼吸产生酒精:C6H12O6 2C2H5OH+2CO2 氧气、糖源充足时:
C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2CO2+2H2O;
缺少糖源、氧气充足时:
C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O
温度 一般酒精发酵18~25℃,繁殖最适为20℃左右 最适为30~35℃
气体 前期:需氧;后期:无氧 需要充足的氧气
时间 10~12天 7~8天
2.【答案】B
【知识点】微生物的分离和培养
【解析】【解答】A、①②③步骤需要注意无菌环境,操作时在酒精灯火焰旁进行,A正确;
B、步骤①中,待倒入的培养基后立即盖上培养皿的皿盖,冷却之后倒置,B错误;
C、平板划线法每次划线前后都需要对接种环进行灼烧灭菌处理,C正确;
D、划线结束之后,需要将平板进行倒置放置,并在培养基中培养,D正确。
故答案为:B
【分析】1、平板划线法操作步骤:①将接种环放在火焰上灼烧,直到接种环烧红;②在火焰旁冷却接种环,并打开棉塞;③将试管口通过火焰;④将已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环菌液;⑤将试管通过火焰,并塞上棉塞;⑥左手将皿盖打开一条缝隙,右手将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内,划三至五条平行线,盖上皿盖。注意不要划破培养皿;⑦灼烧接种环,待其冷却后,从第一区域划线的末端开始往第二区域内划线。重复以上操作,在三、四、五区域内划线。注意不要将最后一区的划线与第一区相连;⑧将平板倒置放入培养箱中培养。
2、稀释涂布平板操作的步骤:①将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中;②取少量菌液,滴加到培养基表面;③将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃,待酒精燃尽后,冷却8~10s;④用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。
3.【答案】C
【知识点】尿素分解菌的分离与计数
【解析】【分析】分离土壤中分解尿素的细菌,培养基中要有尿素、琼脂糖、葡萄糖,尿素给分解尿素的细菌提供氮源,不加硝酸盐。
4.【答案】C
【知识点】微生物的分离和培养;测定某种微生物的数量
【解析】【解答】A、蚕豆瓣中含有丰富的营养,如糖类、蛋白质和脂质等,因而可提供微生物生长繁殖所需的碳源和氮源,A正确;
B、温度通过影响酶的活性影响细胞代谢,而盐度过高可导致微生物失水,进而影响微生物的细胞代谢,即温度与盐度都影响微生物的生长繁殖,进而影响发酵产物的种类和含量,B正确;
C、平板划线法不能用于统计活细菌总数,可用稀释涂布平板法统计活细菌的数目,C错误;
D、根据统计结果可知新工艺发酵过程中霉菌和细菌在前期和中期的含量均高于传统工艺,因而导致发酵产品中氨基酸态氮含量高于传统工艺,因此甜瓣子风味提升,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
2、微生物常见的接种的方法①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
5.【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、培养蛇干细胞时,所需的营养物质与植物细胞培养不完全相同,动物细胞培养需加入葡萄糖、血清等,植物细胞培养需加入蔗糖、植物激素等,A错误;
B、不同细胞中基因的表达情况不同,因此蛇毒腺微型组织基因的表达与蛇胚胎干细胞不完全相同,B正确;
C、分泌毒液的蛇毒腺微型组织细胞是蛇胚胎干细胞分裂分化形成的,蛇胚胎干细胞不能分泌毒液,C错误;
D、由于不同细胞的结构和功能不同,因此培养蛇毒腺微型组织与哺乳动物细胞培养的条件不完全相同,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、动物培养条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
2、动物细胞培养过程:取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
6.【答案】A
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种植株,A错误;在形成再生植株的过程中与植物组织培养相似的步骤是④⑤,B正确;原生质体融合成为一个新的杂种细胞的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁,C正确;亲本植物A的细胞与亲本植物B的细胞两两融合后的细胞类型有AA、BB、AB 3种,D正确。故答案为:A。
【分析】植物体细胞杂交技术:
1、植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
2、过程:
(1)诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。
(2)细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。
(3)植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结束。
(4)杂种植株的特征:具备两种植物的遗传特征,原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
3、意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。
4、分析题图:图示为种间植物细胞融合再生植物示意图,其中①表示去除细胞壁获取原生质体的过程;②表示诱导原生质体融合的过程;③表示再生出新的细胞壁的过程;④表示脱分化,⑤表示再分化形成杂种植株。
7.【答案】D
【知识点】动物细胞培养技术;动物细胞核移植技术;植物细胞工程的应用
【解析】【解答】幼龄动物的组织细胞的分裂能力强,因此选择幼龄动物的组织进行细胞培养,有利于获得大量细胞;因为胚胎细胞的全能性较高,故答案为:胚胎细胞作为核供体进行核移植,可提高克隆动物的成功率;选择一定大小的植物茎尖进行组织培养,可获得脱毒苗,原因是茎尖等分生组织中几乎不含病毒;由于基因突变具有多害少利性,因此选择植物的愈伤组织进行诱变处理,不一定可获得优质的突变体。故答案为:D。
【分析】1、动物细胞培养的过程:取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞,制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
2、植物细胞工程技术的应用:植物繁殖的新途径(微型繁殖、作物脱毒、人工种子)、作物新品种的培育(单倍体育种、突变体的利用)、细胞产物的工厂化生产。
8.【答案】B
【知识点】胚胎移植
【解析】【解答】A、MⅡ期的卵母细胞细胞质中有促进细胞核全能性表达的物质,故过程①中选择MⅡ期的卵母细胞有利于细胞核全能性恢复,A正确;
B、早期胚胎发育顺序为桑葚胚、囊胚和原肠胚等过程,B错误;
C、过程③诱导分化的关键是利用特定条件诱导胚胎干细胞相关基因表达,C正确;
D、胚胎移植时受体需要进行同期发情处理,但不需要免疫抑制剂处理,子宫对同物种胚胎不发生免疫反应,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、动物胚胎发育的基本过程:(1)受精场所是母体的输卵管上段;(2)卵裂期;(3)桑葚胚;(4)囊胚;(5)原肠胚。
2、胚胎移植的生理学基础:①动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
9.【答案】C
【知识点】动物细胞培养技术;精子、卵子的发生和体内受精;动物胚胎发育的过程
【解析】【解答】A、受精过程中防止多精入卵的屏障是透明带反应和卵细胞膜反应,A错误;
B、卵裂期细胞数目增多,体积变小,有机物含量减少,种类增多,B错误;
C、囊胚期的细胞出现了细胞分化,细胞分化不改变遗传物质,C正确;
D、体外培养的动物细胞一般会表现细胞贴壁生长现象,但有的细胞不会,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、动物胚胎发育的基本过程:
(1)受精场所是母体的输卵管上段。
(2)卵裂期:细胞有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎的总体体积并不增加,或略有减小。
(3)桑葚胚:胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹,是全能细胞。
(4)囊胚:细胞开始出现分化(该时期细胞的全能性仍比较高)。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织,中间的空腔称为囊胚腔。
(5)原肠胚:有了三胚层的分化,具有囊胚腔和原肠腔。
2、受精作用过程:
(1)顶体反应:精子释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质,穿越放射冠;
(2)透明带反应:顶体酶可将透明带溶出孔道,精子穿入,在精子触及卵黄膜的瞬间阻止后来精子进入透明带的生理反应[它是防止多精子入卵受精的第一道屏障;
(3)卵黄膜的封闭作用:精子外膜和卵黄膜融合,精子入卵后,卵黄膜会拒绝其他精子再进入卵内的过程[它是防止多精子入卵受精的第二道屏障;
(4)精子尾部脱落,原有核膜破裂形成雄原核,同时卵子完成减二分裂,形成雌原核;
(5)雌、雄原核融合形成合子。
3、动物细胞培养过程:取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
10.【答案】A
【知识点】植物组织培养的过程;植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、利用组织培养技术获得的脱毒苗病毒含量少,但是没有抗病毒的能力,A错误;
B、植物组织培养是无性繁殖方式,利用组织培养技术获得的名贵兰花的种苗,能保持亲本的优良性状,B正确;
C、植物组织培养技术应用于细胞产物的工厂化生产,如从培养的红豆杉细胞中提取抗肿瘤药物紫杉醇,C正确;
D、植物体细胞杂交技术可以克服生物远缘杂交不亲和的障碍,实现种间杂交获得“白菜-甘蓝”,D正确。
故答案为:A。
【分析】植物组织培养技术已经得到广泛应用,包括:植物繁殖的新途径(如微型繁殖、作物脱毒、人工种子)、作物新品种的培育(如单倍体育种、突变体的应用)、细胞产物的工厂化生产(如从培养的红豆杉细胞中提取抗肿瘤药物紫杉醇)。
11.【答案】D
【知识点】动物胚胎发育的过程
【解析】【解答】从a到e中,适宜于牛的胚胎移植的时期有d桑葚胚、e囊胚,A正确;可从图e的①内细胞团中分离出胚胎干细胞,B正确;图e的③是滋养层,将来可发育成胎膜和胎盘,C正确;图中b、c、d阶段的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能,e阶段的①内细胞团细胞也具有发育成完整胚胎的潜能,但e阶段的③滋养层细胞已分化,不具有发育成完整胚胎的潜能,D错误。故答案为:D。
【分析】胚胎发育过程:
(1)卵裂期:细胞进行有丝分裂,数量增加,胚胎总体积不增加。
(2)桑葚胚:32个细胞左右的胚胎。
(3)囊胚:细胞开始分化,其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织;而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘;胚胎内部逐渐出现囊胚腔。
(4)原肠胚:内细胞团表层形成外胚层,下方细胞形成内胚层,由内胚层包围的囊腔叫原肠腔[细胞分化在胚胎期达到最大限度。
12.【答案】C
【知识点】动物细胞核移植技术;胚胎分割;体外受精
【解析】【解答】若a是体细胞核移植技术,则①反映了动物体细胞的细胞核具有全能性;通过胚胎分割技术所获得个体的基因型完全相同,但表型不一定完全相同,因为表型还受环境的影响;若b是体外受精技术,则②为试管动物,这为良种家畜快速大量繁殖提供了可能;①②③中作为供体的动物品种是珍稀的或存量少的雌、雄性动物,而受体是健康和具有良好的繁殖能力的雌性动物即可。
【分析】1、 动物体细胞核移植技术: (1)基本原理:动物细胞核具有全能性。 (2)核移植分类:胚胎细胞核移植和体细胞核移植 (3)选用 MI 期去核卵母细胞作受体细胞的原因:卵(母)细胞比较大,容易操作;卵(母)细胞细胞质多,营养物质丰富,含有促进细胞核全能性表达的物质。
2、体外受精是指哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。
3、胚胎分割: (1)材料:发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚。 (2)实质:胚胎分割可增加动物后代数目,其实质是动物的无性繁殖或克隆。 (3)注意:对囊胚分割时,注意将内细胞团均等分割否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
13.【答案】B
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、限制酶是从原核生物中分里纯化出来的,DNA连接酶是从原核生物和病毒中分离纯化的,A错误;
B、限制酶催化磷酸二酯键的断裂,DNA连接酶催化磷酸二酯键的形成,B正确;
C、限制酶切割之后能在特定的位点产生黏性末端或者平末端,C错误;
D、DNA连接酶的底物是DNA片段,DNA聚合酶的底物是脱氧核苷酸,D错误。
故答案为:B。
【分析】几种相关酶的比较:
名称 作用部位 作用结果
限制酶 磷酸二酯键 将DNA切成两个片段
DNA连接酶 磷酸二酯键 将两个DNA片段连接为一个DNA分子
DNA聚合酶 磷酸二酯键 将两个脱氧核苷酸依次连接到单链末端
DNA(水解)酶 磷酸二酯键 将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸
解旋酶 碱基对之间的氢键 将双链DNA分子局部解旋为单链,形成两条长链
14.【答案】A
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、一个DNA分子中,可能存在一个至多个酶a与酶b的识别序列,A正确;
B、由图可知,酶a与酶b识别的序列虽然不同,但切出的粘性末端相同,相同的粘性末端能相互连接,B错误;
C、酶a与酶b切断的化学键均为相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,C错误;
D、质粒是小型环状DNA分子,用酶a切割有3个识别位点的质粒,可得到3种切割产物,D错误。
故答案为:A。
【分析】“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)
(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。
(2)功能:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性。
(3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。
15.【答案】C
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、T4 DNA连接酶既能连接粘性末端,又能连接平末端,A错误;
B、E.coli DNA连接酶能将双链DNA片段黏性末端之间进行连接,B错误;
C、DNA连接酶能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,C正确;
D、DNA连接酶可连接DNA双链的磷酸二酯键,且不能使双链延伸,D错误。
故答案为:C。
【分析】“分子缝合针”——DNA连接酶。两种DNA连接酶(E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶)的比较:①相同点:都缝合磷酸二酯键。②区别:E.coliDNA连接酶来源于大肠杆菌,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体,可用于连接粘性末端和平末端,但连接效率较低。
16.【答案】C
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、由图可知,标记基因为氨苄青霉素抗性基因,因此筛选1需要用氨苄青霉素培养基筛选出成功导入表达载体的农杆菌,A正确;
B、根据题干信息“报告基因的产物能催化无色物质K呈现蓝色”可知,筛选2需要用无色物质K处理愈伤组织并筛选出呈现蓝色的组织,B正确;
C、为使除草剂抗性基因G在农杆菌中高效表达,需要把目的基因片段插入到表达载体的启动子和终止子之间,C错误;
D、为从个体水平上检测图中玉米植株A是否具有抗除草剂性状,可采用的方法是用相应除草剂喷洒待测玉米植株,D正确。
故答案为:C。
【分析】基因工程技术的基本步骤︰(1)目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。(2)基因表达载体的构建︰是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,可以遗传给下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。启动子的本质是DNA片段,其为RNA聚合酶识别和结合的位点。( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。(4)目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
17.【答案】B
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、a过程是变性,高温使DNA变性解旋,该过程不需要解旋酶的作用,A正确;
B、c过程是延伸,要用到的TagDNA聚合酶耐高温,在高温下不会失活,B错误;
C、DNA复制为半保留复制,如果把模板DNA的两条链用15N标记,游离的脱氧核苷酸不标记,控制“94℃~55℃~72℃”温度循环3次,则在形成的8个子代DNA中含有标记的 DNA有2个,占25%,C正确;
D、PCR中由碱基错配会导致基因中碱基对替换,引起的变异属于基因突变,D正确。
故答案为:B。
【分析】PCR技术
(1)概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
(2)原理:DNA复制。
(3)前提:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
(5)过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
18.【答案】C
【知识点】单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】A、若供体DNA提供prG基因,则II是已免疫的 B细胞,即能产生特异性抗体的效应B细胞,形成的重组细胞才能制备单克隆抗体,A正确;
B、酶具有专一性,同种限制酶能识别相同的核苷酸序列,切割形成相同的黏性末端,B正确;
C、该过程涉及基因工程和动物细胞培养技术,没有动物细胞融合的过程,C错误;
D、需对II进行克隆化培养和专一抗体检测,才可以得到能无限增殖并能产生专一性抗体的杂交瘤细胞,D正确。
故答案为:C。
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
19.【答案】D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、PCR技术中复性是当温度下降到55℃时,两种引物分别与两条DNA模板链结合的过程 ,A错误;
B、dNTP作为扩增的原料会依次连接到3'端, B错误;
C、在一定范围内,反应体系中引物的G、C碱基含量越高,其结合的特异性越强,但G、C过高,不利于退火,而且与相近序列配对的可能性比正常引物高,更容易产生非特异性扩增, C错误;
D 因为组织细胞间的物质会吸附Mg2+,故原位PCR反应体系中使用的Mg2+浓度要比常规 PCR高,D正确。
故答案为:D。
【分析】PCR技术
(1)概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
(2)原理:DNA复制。
(3)前提:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
(5)过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
20.【答案】A,B,D
【知识点】果酒果醋的制作
【解析】【解答】A、由分析可知,果酒发酵所需的最适温度低于果醋,A错误;
B、过程①②在酵母菌细胞中发生的场所相同,都是细胞质基质,B正确 ;
C、过程⑤和过程④都需要氧气,C错误;
D、参与果酒制作的微生物是酵母菌,为真核生物,含有线粒体,进行果醋发酵的微生物是醋酸菌,为原核生物,不含有线粒体,D正确。
故答案为:ABD。
【分析】1、果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧型生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,在无氧条件下,酵母菌进行酒精发酵。温度是酵母菌生长和发酵的重要条件,20℃左右,酒精发酵时,一般将温度控制在18~25℃,在葡萄酒自然发酵过程当中,其主要作用的是附着在葡萄皮上的野生酵母菌。
2、醋酸菌是一种好氧细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动。醋酸菌对氧气的含量特别敏感,当进行深层发酵时,即使只是短时间中断通入氧气,也会引起醋酸菌死亡。当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。
21.【答案】A,D
【知识点】培养基对微生物的选择作用
【解析】【解答】A、平板上不含任何生长因子,若倒成平板后直接培养,出现菊落说明已被杂菊感染,因为该嗜热菌不能在缺乏生长因子的培养基中生长,A正确;
B、制备平板时,先灭菌再倒平板,B错误;
C、图中菌落生活在乙丙区域之间,说明同时需要乙和丙,C错误;
D、不同菌种所需生长因子不同,可利用生长图形法筛选菌种,D正确。
故答案为:AD。
【分析】微生物常见的接种的方法①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
22.【答案】A,B
【知识点】单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】A、单克隆抗体制备过程中,杂交瘤细胞需要进行两次筛选,第一次利用选择培养基筛选出能在特定培养基生长且能无限增殖的杂交瘤细胞,第二次筛选可用抗原-抗体杂交的方法筛选出产生特异性抗体的杂交瘤细胞,双杂交瘤细胞本身就是由两个杂交瘤细胞融合而成,利用选择培养基无法筛选出双杂交瘤细胞AB,A正确;
B、杂交瘤细胞是由已免疫的B细胞和骨髓瘤细胞融合,无需接触抗原就能产生抗体,B错误;
C、杂交瘤细胞是悬浮培养的细胞,细胞之间并未接触,若要传代培养,细胞培养液直接离心,去除上清液培养基,加入新鲜培养基即可,不用胰蛋白酶处理,C正确;
D、将杂交瘤细胞注射到小鼠腹水中培养,腹水作为天然培养基,为细胞提供各种生长条件,D正确。
故答案为:AB。
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
23.【答案】A,D
【知识点】胚胎移植
【解析】【解答】A、要获得大量的卵母细胞,需用促性腺激素处理良种母牛,促进其超数排卵,雄性个体本身能获得大量的精子,不需要激素处理,A错误;
B、对精子进行获能处理:包括培养法和化学诱导法。对干啮齿动物、家兔和猪等动物的精子,一般采用培养法,即将取自附睾的精子,放入人工配制的获能液中,培养一段时间后,精子就可获能;对于牛、羊等家畜的精子常采用化学法,即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液,B错误;
C、要生产高产奶牛,可取①滋养层细胞处细胞做DNA分析性别鉴定,取雌性胚胎移植,C错误;
D、据题图可知,转基因牛D的培育可以经过 b→f→g过程,D正确。
故答案为:AD。
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体,供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天,用特制的冲卵装置,把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑葚或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氨中保存。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
24.【答案】A,C,D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、PCR测序需要引物和耐高温的DNA聚合酶,A错误;
B、电泳图谱中的箭头所指的DNA片段以鸟嘌呤结尾,B正确;
C、由图可知:测得未知DNA的序列为5'- TCAGCTCGAATC-3',C错误;
D、ddNTP与dNTP竞争的延长位点是核苷酸链的3'末端,D错误。
故答案为:ACD。
【分析】PCR技术
(1)概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
(2)原理:DNA复制。
(3)前提:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
(5)过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
25.【答案】(1)富集培养GA3降解菌
(2)GA3;有些微生物可利用空气中的二氧化碳作为碳源
(3)溶解氧;营养物质
(4)104;1.7×109
【知识点】测定某种微生物的数量;培养基对微生物的选择作用;培养基概述及其分类
【解析】【解答】(1)将稀释的含有降解GA3的菌株接种到甲瓶培养液中,目的是富集培养GA3 降解菌,增大GA3降解菌的数。
(2)题意可知,GA3是一种由C、H、 O三种元素构成的植物生长调节剂,培养基乙是为了获得GA3的降解菌,故培养基中应以GA3为唯一的碳源,所以乙培养基属于选择培养基。由于有些微生物可利用空气中的二氧化碗作为碳源,所以在选择培养时,培养基上可能还有其他微生物。
(3)振荡培养可以增加液体培养基的溶解氧的含量,促进好氧型微生物的生长;同时还能使菌体与培养液充分接触,提高营养物质的利用率。
(4)图中10g土样加入无菌水定容至100mL,稀释了10 倍,取1mL加入1号试管(含有9mL 无菌水)又稀释了10倍,取1mL加入2号试管(含有9mL无菌水)又稀释了10倍,取1mL加入3号试管(含有9mL无菌水)又稀释了10倍,据此推测,丙图中3号试管中样品液的稀释倍数为104倍;5号试管稀释了106倍,根据计算公式:每克样品中的菌株数=(C÷V) × M,其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL),M 代表稀释倍数,所以每克土壤中的活菌数为(168+175+167)÷3÷0.1x106=1.7x109。
【分析】1、培养基为微生物提供生长、繁殖和积累代谢产物的营养物质。营养物质归纳为碳源、氨源、生长因子、无机盐和水。培养基按物理性质可分为固体培养基和液体培养基,液体培养基中加入凝固剂可以制成固体培养基;固体培养基一般用于微生物的鉴别、分离和计数,液态培养基常用于扩大化生产,观察细菌运动。根据化学成分分为合成培养基、天然培养基等;根据用途分为选择培养基、鉴别培养基。
2、统计菌落数目的方法:间接计数法(活菌计数法)①原理∶当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。②操作∶a、设置重复组,增强实验的说服力与准确性;b、为了保证结果准确,一般选择菌落数在30~300的平板进行计数。③计算公式:每克样品中的菌株数= ( c/V )×M,其中c代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积( mL ) ,M代表稀释倍数。
26.【答案】(1)植物细胞的全能性;生长素和细胞分裂素;脱分化和再分化;抗原—抗体杂交
(2)0.27
【知识点】植物组织培养的过程;组织培养基的成分及作用
【解析】【解答】(1)图1表示的是无毒苗的培养过程,图中马铃薯脱毒苗培养依据的主要原理是植物细胞的全能性。植物组织培养过程中需要在培养基中添加生长素和细胞分裂素,通过调整它们的比例可诱导离体细胞经过脱分化和再分化过程获得试管苗。为检测脱毒苗的质量,可采用抗原--抗体杂交的方法检测病毒的蛋白质,也可以采用DNA分子杂交的方法检测病毒的基因,前者的原理利用了抗原和抗体特异性结合的原理,后者利用了碱基互补配对原理。
(2)由图2数据分析可知,茎尖越小,脱毒率越高,成苗率越低。当茎尖外植体的大小为0.27mm时,脱毒率和成苗率均较高,因此马铃薯脱毒培养中菜尖外植体的适宜大小为0.27mm。
【分析】植物组织培养的过程:离体的植物组织、器官或细胞(外植体)脱分化形成愈伤组织,愈伤组织再分化形成胚状体,进一步发育成植株。
27.【答案】(1)sgRNA能与基因T的核苷酸序列碱基互补配对;限制性内切核酸酶/限制酶
(2)细胞核移植技术;95%空气加5%CO2;分化诱导因子
(3)移植的神经干细胞的遗传物质与患者相同,不会成为抗原,因而不会发生免疫排斥
【知识点】动物细胞培养技术;基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】(1)Cas9蛋白依据sgRNA片段(不同的sgRNA可以识别不同的DNA序列),能精准识别并切割动物纤维细胞中的致病基因T,并在 DNA连接酶的作用下将正常基因t连接到染色体 DNA的相应位置上,获得不含致病基因T的动物成纤维细胞。可见,sgRNA片段能够精准识别致病基因T的核苷酸序列的原因是sgRNA能与基因T的核苷酸序列碱基互补配对,CRISPR/Cas9还具有能限制性内切核酸酶/限制酶的作用。
(2)过程①是细胞核移植技术,过程②的培养条件一分苛刻,需要无菌、无毒环境,充足的营养物质、适宜的温度和pH;培养时,对气体环境的要求是95%空气加5%CO2。过程 ④ 的培养基中需要添加分化诱导因子,以促进ES细胞的增殖分化。
(3)上述思路中移植的神经干细胞的遗传物质与患者相同,不会成为抗原,因而不会发生免疫排斥。
【分析】1、“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)
(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。
(2)功能:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性。
(3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。
2、动物培养条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
28.【答案】(1)血清
(2)MII(中);给卵母细胞供体注射促性腺激素
(3)桑葚胚或囊胚;胚胎移植;胚胎分割
(4)设置一系列浓度梯度的VPA溶液分别处理重构胚,一段时间后观察统计胚胎的发育情况
【知识点】动物细胞培养技术;动物细胞核移植技术;胚胎移植;胚胎分割
【解析】【解答】(1)研究人员在用合成培养基对猪耳部成纤维细胞进行培养时,通常在培养基中添加一定量的动物血清等天然成分,以补充合成培养基中缺乏的物质。
(2)从卵巢中采集的卵母细胞需在体外培养至减数第二次分裂中期才能用于体细胞核移植。除该方法外,采集卵母细胞还可采用超数排卵法,即给卵母细胞供体注射促性腺激素,使其排出更多的卵子。
(3)重构胚通常需培养至桑葚胚或囊胚期,然后通过胚胎移植技术送入代孕母猪体内。采用胚胎分割技术对胚胎进行处理,可提高胚胎的利用率。
(4)研究表明,用组蛋白去乙酰化酶抑制剂丙戊酸(VPA)处理重构胚能显著提高其发育能力。若想探究VPA处理重构胚的最适浓度,其实验思路是设置一系列浓度梯度的VPA溶液分别处理重构胚,一段时间后观察统计胚胎的发育情况。
【分析】1、体细胞核移植技术 :将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。原理是动物细胞核的全能性。
2、动物培养条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
3、胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体,供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天,用特制的冲卵装置,把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑葚或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氨中保存。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
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