抚顺县高级中学校2023-2024学年高二下学期第一次教学质量检测
生物卷
考试时间:75分钟 分数100分
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 古徽州有许多美食深受人们喜爱,如徽州毛豆腐、灵山酒酿、臭鳜鱼、徽州臭豆腐等。制作臭豆腐时需要将豆腐浸入含有乳酸菌和芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵,相关叙述正确的是( )
A. 卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌相互独立,没有种间关系
B. 制作臭豆腐时,豆腐相当于微生物生长的培养基
C. 微生物产生并分泌出单细胞蛋白,可以提取出来用作动物饲料
D. 乳酸菌发酵产生了乳酸和二氧化碳,需定期排气
2. 味精的主要成分是谷氨酸钠,一般通过谷氨酸棒状杆菌发酵生产。谷氨酸棒状杆菌是一种好氧菌,依靠细胞膜上的转运蛋白分泌谷氨酸。下列措施中,不利于提高谷氨酸钠产量的是( )
A. 筛选谷氨酸高产菌株
B. 抑制谷氨酸转运蛋白基因的表达
C. 适当通气并搅拌
D. 适当增加谷氨酸棒状杆菌接种量
3. 下列有关发酵工程基本环节的说法,错误的是( )
A. 在啤酒生产中,使用基因工程改造的啤酒酵母,可以加速发酵过程,缩短生产周期
B. 在生产实践中,培养基的配方要经过反复试验才能确定
C. 培养基和发酵设备都必须经过严格灭菌
D. 灭菌和接种是发酵工程的中心环节
4. 在制作发酵食品的实践中,控制发酵条件至关重要,下列叙述不正确的是( )
A. 制作泡菜时,腌制的时间和食盐用量都会影响亚硝酸盐含量
B. 在果酒发酵过程中,葡萄汁装入发酵瓶需留大约1/3的空间
C. 腌制泡菜的早期有一些气体产生,需定期打开盖子排出
D. 泡菜腌制过程中亚硝酸盐的含量变化趋势是先增加后减少
5. 下列叙述正确是( )
A. 微生物的培养基中都必须加入碳源、氮源、无机盐、水及特殊营养物质
B. 无菌技术包括对实验操作空间、操作者的衣着和手进行灭菌
C. 微生物的生长除受营养因素影响外,还受pH、氧气、渗透压的影响
D. 固体培养基中的琼脂可为微生物的生长提供能量
6. 果酒和果醋制作过程中,发酵条件的控制至关重要,下列相关措施正确的是( )
A. 酵母菌和醋酸杆菌均以有丝分裂的方式进行增殖
B. 葡萄酒发酵过程中,每隔12h左右打开瓶盖一次放出CO2
C. 在果醋发酵过程中,要关闭充气口,有利于醋酸菌的代谢
D. 果酒发酵过程温度控制在18~30℃,果醋发酵温度控制在30~35℃
7. 酸笋是制作食品“螺蛳粉”的灵魂,深受广大消费者喜爱。传统酸笋的制作流程与泡菜类似,下列相关叙述错误的是( )
A. 将采购的竹笋进行预处理时需要对其进行严格灭菌处理
B. 发酵过程中酸性环境会抑制大多数微生物的生长繁殖
C. 制作过程使用的盐水需经煮沸冷却,加入坛中没过蔬菜
D. 山泉水浸泡时适当加入上一批次的发酵液可加快发酵
8. 微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。如图为酵母菌的纯培养的部分操作步骤,下列说法正确的是( )
A. 完成步骤④的过程中,接种环共灼烧处理了5次
B. 以尿素为唯一氮源且含酚红的培养基中加入尿素和酚红的目的是相同的
C. 该接种方法可用于获得酵母菌的纯培养物
D. 接种后,待菌液被培养基吸收,将④倒置培养,皿盖上标注菌种及接种日期等信息
9. 下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方,下列叙述正确的是( )
成分 蛋白胨 乳糖 蔗糖 K2HPO4 指示剂 琼脂
含量(g) 10.0 5.0 5.0 2.0 0.2 12.0
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1000mL
A. 根据物理性质划分,该培养基属于液体培养基
B. 蛋白胨可为目标微生物提供氮源
C. 该培养基也可用来筛选土壤中的尿素分解菌
D. 该培养基的制备流程为灭菌→加入琼脂→倒平板
10. 无菌技术包括以下几个方面的叙述,其中正确的是( )
A. 紫外线照射前,适量喷洒石炭酸等消毒液,可以加强消毒效果
B. 不耐高温的牛奶可使用巴氏消毒法,其优点是能够杀死全部微生物,保留牛奶风味
C. 为了防止污染,接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落
D. 在微生物接种的实验中,用95%酒精对实验者的双手和超净工作台进行消毒
11. 甜米酒又称酒酿,多以糯米为原料拌入酒曲发酵而成。传统家庭手工制作,产品品质不稳定,容易酸败,下面是工业化生产米酒的流程,其中发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。据图判断下列说法错误的是( )
A. 性状优良的酵母菌菌种可以从自然界中筛选,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得
B. 发酵时要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件,以免影响微生物的生长繁殖和代谢物的形成
C. 酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成,而大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成
D. 罐装、封口、杀菌要在限定时间内完成,若时间过长,产品会腐败变酸
12. 为拯救珍稀植物红豆杉,并同时获得高抗癌活性物质——紫杉醇,某科研小组设计了下图所示的实验流程。下列相关叙述正确的是( )
A. 诱导红豆杉茎尖经过再分化过程形成愈伤组织
B. 紫杉醇是红豆杉基本生命活动必须的
C. 用液体培养基扩大培养愈伤组织生产紫杉醇时,通常要通入无菌空气
D. 同一株植物不同部位的组织细胞经诱导培养获得的植株基因型一定相同
13. 花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病,野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化,并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,以获得抗黑腐病杂种植株,流程如下图。下列相关叙述错误的是( )
A. 可通过观察叶绿体的有无来初步筛选杂种细胞
B. 细胞融合成功的标志是再生出细胞壁,此时细胞内高尔基体和线粒体活动明显增强
C. 将酶解法制备的原生质体置于无菌水中可以保持其活性
D. 用此方法获得新品种的育种原理是染色体变异
14. 小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞,制备流程如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A. 胚胎干细胞只能从囊胚的内细胞团中分离获得
B. 分离出的细胞a、b要在CO2培养箱中进行培养
C. 定向诱导胚胎干细胞形成多种功能细胞时表达基因都不同
D. 向培养液中加入动物血清会刺激胚胎干细胞表现出全能性
15. 水痘是由带状疱疹病毒(VZV)感染引起的,蛋白E是VZV表达最多的一种蛋白质。为制备抗蛋白E的单克隆抗体,研究人员用蛋白E对小鼠进行免疫,并利用提取的免疫细胞和小鼠骨髓瘤细胞进行“一融合两筛选”的操作,最后得到了治疗水痘的单克隆抗体。下列叙述错误的是( )
A. “一融合”可以用灭活病毒来诱导免疫细胞和骨髓瘤细胞融合
B. 杂交瘤细胞需置于含95%空气和5%CO2的混合气体中培养
C. 用蛋白E对小鼠免疫后,从其脾中分离出能产特定抗体的B细胞
D. “两筛选”需筛选抗体检测呈阴性的杂交瘤细胞进行大规模培养
二、选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项符合题目要求,有的有多个选项符合题目要求,全部选对的得3分,选对但选不全的得1分,有选错的得0分。)
16. 科学家将营养缺陷型菌株A、B在缺乏A、B所需的某些特定营养物质的培养基上培养,结果如下图。下列叙述正确的是( )
A. 各组实验所用的培养基均需灭菌处理
B. 菌株A、B混合后能在上述培养基上生长
C. U型管实验证明菌株A、B释放的代谢产物形成了互补
D. 推测菌株A、B通过接触发生了遗传物质重新组合
17. 下图为以苹果皮为材料分离纯化用于果醋制作的菌种,已知所用培养基为“米曲汁乙醇碳酸钙培养基”——米曲汁1000mL、CaCO310g、95%乙醇30mL(灭菌后加入),在该培养基上,醋酸菌菌落周围会形成透明圈。下列有关说法错误的是( )
A. 图中器具、培养基都可用干热灭菌法灭菌
B. ②中的纯培养物来自苹果皮上的野生型酵母菌
C. ①扩大培养基中的菌种浓度约为8.1×109个/mL
D. 分离、计数的培养基需要用平板划线法至少制备3个
18. 变色圈法是一种对于一些不易产生透明圈产物的菌株的鉴别方法,可在底物平板中加入指示剂或显色剂,使所需微生物能被快速鉴别出来。如在筛选果胶酶产生菌时,用固体培养基对含微生物的样品进行分离,待菌落长成后,加入0.2%刚果红溶液染色4h,具有分解果胶能力的菌落周围便会出现绛红色水解圈,如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 该培养基是以果胶为唯一碳源的选择培养基
B. 该培养基上的接种方法为稀释涂布平板法
C. 变色圈的直径大,该种菌分解果胶的能力一定强
D. 实验所用培养基一般要进行高压蒸汽灭菌
19. 白菜型油葉(2n=20)的种子可以榨取食用油(菜籽油),为了培育高产新品种,科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述正确的是( )
A Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组
B. 将Bc作为育种材料,能缩短育种年限
C. 秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株
D. 卵细胞发育成完整植株不能体现细胞的全能性
20. 下列关于植物细胞工程的叙述正确的是( )
A. 植物组织培养一般先诱导生芽后诱导生根
B. 细胞产物的工厂化生产体现了植物细胞的全能性
C. 可取马铃薯茎尖进行植物组织培养,获得不带病毒的抗病毒苗
D. 植物体细胞杂交的原理:植物细胞具有全能性和细胞膜具有流动性
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. I.以鲜苹果汁为原料利用发酵瓶制作果酒和果醋的过程如图1所示,请分析回答:
(1)甲、乙过程发酵选用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌,二者结构上的主要区别是___________。
(2)若利用图2所示装置制作果醋,制作过程中充气口应____,排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连,这样做的目的是____。
(3)利用苹果酒制作苹果醋的反应简式是_____________。
Ⅱ.某兴趣小组试图从土壤中分离能分解尿素的细菌,相关流程如图所示。回答下列问题:
(4)某同学配置以下的培养基成分:葡萄糖10.0g、蛋白胨5.0g、KH2PO41.4g、Na2HPO42.1g、尿素1.0g、琼脂15.0g、H2O(定容至1L)。分析培养基的成分可知,上述培养基____(填“能”或“不能”)用于分离出能分解尿素的细菌,理由是_____________。
(5)将配置好的培养基灭菌,待培养基冷却至____℃左右时在酒精灯火焰附近倒平板,培养基冷却凝固后,将培养皿倒过来放置的原因是_________(答出1点)。
(6)据图分析,该兴趣小组设置了三个培养皿进行接种,培养一段时间后,选择菌落数为____的平板进行计数,统计结果比实际活菌数____(“偏大”或“偏小”),原因是__________。
22. 科学家将番茄(2N)和马铃薯(4N)利用如图技术得到“番茄—马铃薯”植株,请回答下列问题。
(1)获得a、b所选用的酶为______________。这种技术的意义是__________________。
(2)图示技术名称是_____________;由d能培育成完整的植株,其依据的原理是___________。
(3)过程②为原生质体融合,所用的化学方法一般是__________ 、________________。
(4)诱导f中植株生根的过程中,培养基中生长素与细胞分裂素的比值较④过程______填(“高”或“低”);若番茄细胞内含m条染色体,马铃薯细胞内含n条染色体,则“番茄-马铃薯”杂种植株的体细胞内含______条染色体,最终获得的“番茄—马铃薯”属于_____倍体植株,则此杂种植株的花粉经离体培养得到的植株为几倍体_____。
23. “中中”和“华华”克隆猴的成功培育标志着我国非人灵长类疾病动物模型研究处于国际领先水平。“中中”和“华华”的克隆流程如图1所示,回答下列问题:
(1)图1中的细胞a是____,操作①是指_______。克隆猴的关键技术是_______,具体手段是将体细胞与去核细胞混合用灭活仙台病毒短暂处理,灭活的仙台病毒的作用是________________。
(2)科研人员发现:对灵长类动物供体细胞核进行表观遗传修饰,激活重构胚分化潜能调控基因A的表达,是克隆成功的关键。研究表明染色体组蛋白H3动态可逆地被修饰酶所改变,从而调控基因A的表达,如图2所示。为了激活基因A的表达,研究人员将组蛋白H3去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理重构胚。
据图2分析,给重构胚注入Kdm4d的mRNA来促进基因A表达的机理是__________________;TSA可以抑制______________的活性,____(填“提高”或“降低”)组蛋白的乙酰化水平,进而促进基因A的表达。
24. 为降低乳腺癌治疗药物的副作用,科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上,构建抗体—药物偶联物(ADC),过程如图1所示。请回答下列问题:
(1)步骤①常用方法包括PEG融合法、电融合法和___________等。
(2)步骤②的细胞必须经过步骤③抗体检测和_________才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞,杂交瘤细胞的特点是___________。
(3)研究发现,ADC在患者体内的作用如图2所示。
①ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用,是因为___________能精确地识别定位乳腺癌细胞,该过程依赖于特异性的__________反应。
②ADC进入乳腺癌细胞后,细胞中的溶酶体可将其_______,释放出的药物最终作用于____________,可导致癌细胞凋亡。
25. 如图是科学家采用不同方法培育良种牛的过程。请据图回答有关问题:
(1)在精细胞经变形后,顶体内含有的顶体酶能协助精子溶解卵细胞膜外的一些结构。精子入卵后,__________会立即发生生理反应,这是防止多精入卵的第二道屏障。
(2)为提高良种奶牛的繁殖能力,在获取卵母细胞之前需用____激素对奶牛进行处理,对精子进行____处理,该处理过程中常用的成分有____。
(3)分割时应选择_____________时期进行分割,图中c→d过程需注意_________。③代表的结构是___________。
(4)获得A、B牛利用的技术有________、_______,除此之外,胚胎工程还包括________技术。抚顺县高级中学校2023-2024学年高二下学期第一次教学质量检测
生物卷
考试时间:75分钟 分数100分
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 古徽州有许多美食深受人们喜爱,如徽州毛豆腐、灵山酒酿、臭鳜鱼、徽州臭豆腐等。制作臭豆腐时需要将豆腐浸入含有乳酸菌和芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵,相关叙述正确的是( )
A. 卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌相互独立,没有种间关系
B. 制作臭豆腐时,豆腐相当于微生物生长的培养基
C. 微生物产生并分泌出单细胞蛋白,可以提取出来用作动物饲料
D. 乳酸菌发酵产生了乳酸和二氧化碳,需定期排气
【答案】B
【解析】
【分析】腐乳的制作原理:参与豆腐发酵的微生物有青霉、酵母、曲霉、毛霉等多种,其中起主要作用的是毛霉,其代谢类型为异养需氧型,适宜温度为15°C~18°C;毛霉能够产生蛋白酶和脂肪酶,将蛋白质和脂肪分别水解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸。
【详解】A、乳酸菌和芽孢杆菌生活在同一环境下会竞争营养物质和空间等,故卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌存在竞争关系,A错误;
B、制作臭豆腐时,豆腐相当于微生物生长的培养基,能够给微生物提供其生长所需的营养,B正确;
C、单细胞蛋白是微生物菌体,不是由微生物分泌的,C错误;
D、乳酸菌发酵产物是乳酸,不会产生二氧化碳,D错误。
故选B。
2. 味精的主要成分是谷氨酸钠,一般通过谷氨酸棒状杆菌发酵生产。谷氨酸棒状杆菌是一种好氧菌,依靠细胞膜上的转运蛋白分泌谷氨酸。下列措施中,不利于提高谷氨酸钠产量的是( )
A. 筛选谷氨酸高产菌株
B. 抑制谷氨酸转运蛋白基因的表达
C. 适当通气并搅拌
D. 适当增加谷氨酸棒状杆菌接种量
【答案】B
【解析】
【分析】生产味精常用的菌种是谷氨酸棒状杆菌,在一定条件下,利用淀粉、谷氨酸棒状杆菌以及发酵罐,可以生产味精。谷氨酸棒状杆菌的代谢类型是异养需氧型。
【详解】A、筛选谷氨酸高产菌株,可以提高谷氨酸产量,A正确;
B、根据题意“谷氨酸棒状杆菌是一种好氧菌,依靠细胞膜上的转运蛋白分泌谷氨酸”,可知抑制谷氨酸转运蛋白基因的表达,不利于谷氨酸的分泌,不利于提高谷氨酸产量,B错误;
C、谷氨酸棒状杆菌的代谢类型是异养需氧型,适当通气并搅拌,有利于谷氨酸的生成,C正确;
D、适当增加谷氨酸棒状杆菌接种量,可以提高谷氨酸产量,D正确。
故选B。
3. 下列有关发酵工程基本环节的说法,错误的是( )
A. 在啤酒生产中,使用基因工程改造的啤酒酵母,可以加速发酵过程,缩短生产周期
B. 在生产实践中,培养基的配方要经过反复试验才能确定
C. 培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌
D. 灭菌和接种是发酵工程的中心环节
【答案】D
【解析】
【分析】发酵是利用微生物在适宜的条件下,将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程;发酵过程:菌种选育→菌种的扩大培养→培养基的配制→灭菌和接种→发酵条件的控制→分离和提纯。
【详解】A、啤酒生产需要筛选产酒精量高的酵母菌,因此使用基因工程改造的啤酒酵母,使之产酒精量较高,可以加速发酵过程,缩短生产周期,A正确;
B、在生产实践中,培养基的配方需以满足培养菌种的生存为前提,兼顾成本和原材料获取的方便程度,要经过反复试验才能最终确定,B正确;
C、培养基和发酵设备都必须经过严格灭菌,防止杂菌污染影响产量,C正确;
D、利用发酵工程获得发酵产品时,通常要经过菌种的选育、扩大培养、培养基的配制和灭菌、接种、发酵、产品的分离和提纯等步骤,其中,发酵是发酵工程的中心环节,D错误。
故选D。
4. 在制作发酵食品的实践中,控制发酵条件至关重要,下列叙述不正确的是( )
A. 制作泡菜时,腌制的时间和食盐用量都会影响亚硝酸盐含量
B. 在果酒发酵过程中,葡萄汁装入发酵瓶需留大约1/3的空间
C. 腌制泡菜的早期有一些气体产生,需定期打开盖子排出
D. 泡菜腌制过程中亚硝酸盐的含量变化趋势是先增加后减少
【答案】C
【解析】
【分析】1、制作泡菜利用的微生物是乳酸菌,乳酸菌在无氧条件下将葡萄糖分解为乳酸。
2、果酒制作利用的微生物是酵母菌,果酒制作过程中,前期需氧,后期厌氧,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量增殖,在无氧条件下,酵母菌进行无氧呼吸,产生酒精和CO2。
【详解】A、制作泡菜时时,腌制时间过短,盐的用量过低都会使亚硝酸盐的含量升高,A正确;
B、在果酒发酵过程中,葡萄汁装入发酵瓶需留大约1/3的空间,便于酵母菌先进行有氧呼吸大量繁殖,还可防止发酵过程中产生的CO2导致发酵液溢出,B正确;
C、制作泡菜利用的微生物是乳酸菌,乳酸菌在无氧条件下将葡萄糖分解为乳酸,不产生气体,C错误;
D、泡菜腌制过程中,随着时间变化,亚硝酸盐的含量变化趋势是先增加后减少,D正确。
故选C。
5. 下列叙述正确的是( )
A. 微生物的培养基中都必须加入碳源、氮源、无机盐、水及特殊营养物质
B. 无菌技术包括对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行灭菌
C. 微生物的生长除受营养因素影响外,还受pH、氧气、渗透压的影响
D. 固体培养基中的琼脂可为微生物的生长提供能量
【答案】C
【解析】
【分析】微生物的营养物质主要包括碳源、氮源、水和无机盐等,配置培养基时一般要考虑微生物的营养物质是否全面、各种营养物质的比例及pH等因素。
【详解】A、培养基不一定都含有碳源、氮源,如培养自养型微生物的培养基中不需加入碳源,分离自生固氮菌的培养基中,不需加入氮源,A错误;
B、操作者的衣着和手只能进行消毒,不能灭菌,要考虑物体的耐受程度,B错误;
C、对于微生物的生长来说,在营养物质供应充分的基础上,pH适宜、渗透压浓度适宜及适宜的氧气对于其生长繁殖都是有利的,C正确;
D、琼脂属于凝固剂,不能为微生物提供能量,D错误。
故选C。
6. 果酒和果醋制作过程中,发酵条件的控制至关重要,下列相关措施正确的是( )
A. 酵母菌和醋酸杆菌均以有丝分裂的方式进行增殖
B. 葡萄酒发酵过程中,每隔12h左右打开瓶盖一次放出CO2
C. 在果醋发酵过程中,要关闭充气口,有利于醋酸菌的代谢
D. 果酒发酵过程温度控制在18~30℃,果醋发酵温度控制在30~35℃
【答案】D
【解析】
【分析】(1)酵母菌为真核生物,酒精发酵的细胞代谢方式为无氧呼吸,发酵的最适温度为18~30℃;
(2)醋酸杆菌为原核生物,果醋发酵的细胞代谢方式为有氧呼吸,发酵的最适温度为30~35℃。
【详解】A、酵母菌为真核生物,增殖方式有芽殖、裂殖、芽裂,醋酸杆菌为原核生物,增殖方式为二分裂,A错误;
B、葡萄酒发酵过程中每隔12小时左右需要拧松瓶盖一次放出二氧化碳,不能拧开,拧开瓶盖会使空气中的杂菌落入发酵瓶影响发酵,B错误;
C、果醋发酵过程中醋酸菌的代谢方式为有氧呼吸,应打开瓶盖并在瓶口盖上一层纱布,C错误;
D、果酒发酵过程温度控制在18~30℃,果醋发酵温度控制在30~35℃,D正确。
故选D。
7. 酸笋是制作食品“螺蛳粉”的灵魂,深受广大消费者喜爱。传统酸笋的制作流程与泡菜类似,下列相关叙述错误的是( )
A. 将采购的竹笋进行预处理时需要对其进行严格灭菌处理
B. 发酵过程中的酸性环境会抑制大多数微生物的生长繁殖
C. 制作过程使用的盐水需经煮沸冷却,加入坛中没过蔬菜
D. 山泉水浸泡时适当加入上一批次的发酵液可加快发酵
【答案】A
【解析】
【分析】制作传统泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵的。发酵期间,乳酸会不断积累。泡菜在腌制过程中会有亚硝酸盐产生。
【详解】A、竹笋中含有发酵的天然菌种,故不能对采摘后的竹笋进行灭菌,否则会杀死发酵的天然菌种,A错误;
B、发酵过程中会产生乳酸,乳酸呈酸性,酸性环境会抑制大多数微生物的生长繁殖,B正确;
C、制作过程使用的盐水要先煮沸灭菌后再冷却,加入坛中没过蔬菜,造成无氧环境,C正确;
D、因为上一批次的发酵液中含有大量的发酵菌种,故适当加入上一批次的发酵液可加快发酵进程,D正确。
故选A。
8. 微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。如图为酵母菌的纯培养的部分操作步骤,下列说法正确的是( )
A. 完成步骤④的过程中,接种环共灼烧处理了5次
B. 以尿素为唯一氮源且含酚红的培养基中加入尿素和酚红的目的是相同的
C. 该接种方法可用于获得酵母菌的纯培养物
D. 接种后,待菌液被培养基吸收,将④倒置培养,皿盖上标注菌种及接种日期等信息
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,①是倒平板,②是用接种环沾取菌液,③④是进行平板划线。
【详解】A、接种环在每次接种前和接种结束后都要通过灼烧来灭菌,所以完成步骤④中5次划线操作前都要灼烧灭菌,接种结束后还需灼烧灭菌1次,防止造成污染,由此可见,完成步骤④共需灼烧接种环6次,A错误;
B、以尿素为唯一氮源且含酚红的培养基中加入尿素的目的是提供氮源,加入酚红的目的是检测尿素分解后形成的碱性环境,B错误;
C、该接种方法为平板划线法,可用于获得酵母菌的单菌落,经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物,C正确;
D、接种后,待菌液被培养基吸收,将④倒置培养(避免水分过快蒸发和冷凝水污染培养基),皿底上标注菌种及接种日期等信息,D错误。
故选C。
9. 下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方,下列叙述正确的是( )
成分 蛋白胨 乳糖 蔗糖 K2HPO4 指示剂 琼脂
含量(g) 10.0 5.0 5.0 2.0 0.2 12.0
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1000mL
A. 根据物理性质划分,该培养基属于液体培养基
B. 蛋白胨可为目标微生物提供氮源
C. 该培养基也可用来筛选土壤中的尿素分解菌
D. 该培养基制备流程为灭菌→加入琼脂→倒平板
【答案】B
【解析】
【分析】选择培养基是将允许特定种类的微生物生长、同时抑制或阻止其他微生物生长的培养基;鉴别培养基是在培养基中加入某种试剂或化学药品,使培养后会发生某种变化,从而区别不同类型的微生物的培养基。
【详解】A、从配方上看,该培养基有琼脂,因此为半固体培养基,A错误;
B、蛋白胨(含有蛋白质成分等)可为目标微生物主要提供氮源,B正确;
C、若要筛选出土壤中的尿素分解菌,需要以尿素作为唯一氮源,需要将蛋白胨改为尿素才能用来筛选土壤中的尿素分解菌,C错误;
D、该培养基的制备流程为加入琼脂→灭菌→倒平板,D错误。
故选B。
10. 无菌技术包括以下几个方面的叙述,其中正确的是( )
A. 紫外线照射前,适量喷洒石炭酸等消毒液,可以加强消毒效果
B. 不耐高温的牛奶可使用巴氏消毒法,其优点是能够杀死全部微生物,保留牛奶风味
C. 为了防止污染,接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落
D. 在微生物接种实验中,用95%酒精对实验者的双手和超净工作台进行消毒
【答案】A
【解析】
【分析】无菌技术的概念:无菌操作泛指在培养微生物的操作中,所有防止杂菌污染的方法。灭菌与消毒技术是微生物有关工作中最普通也是最重要的技术。
【详解】A、用紫外线照射30min,可以杀死物体表面或空气中的微生物,在照射前,适量喷洒石炭酸等消毒液,可以加强消毒效果,A正确;
B、不耐高温的牛奶可使用巴氏消毒法,其优点是可以杀死 牛奶中的绝大多数微生物,并且基本不会破 坏牛奶的营养成分,B错误;
C、为了防止污染,接种环经火焰灭菌、冷却后才可以快速挑取菌落,C错误;
D、在微生物接种的实验中,一般用75%酒精对实验者的双手进行消毒,用紫外线照射30min对超净工作台进行灭菌,D错误。
故选A。
11. 甜米酒又称酒酿,多以糯米为原料拌入酒曲发酵而成。传统家庭手工制作,产品品质不稳定,容易酸败,下面是工业化生产米酒的流程,其中发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。据图判断下列说法错误的是( )
A. 性状优良的酵母菌菌种可以从自然界中筛选,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得
B. 发酵时要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件,以免影响微生物的生长繁殖和代谢物的形成
C. 酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成,而大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成
D. 罐装、封口、杀菌要在限定时间内完成,若时间过长,产品会腐败变酸
【答案】C
【解析】
【分析】发酵是利用微生物,在适宜的条件下,将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。发酵过程:菌种选育→菌种的扩大培养→培养基的配制→灭菌和接种→发酵条件的控制→分离和提纯。
【详解】A、发酵工程的第一步就是选育菌种,性状优良的菌种可以从自然界中筛选,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得,A正确;
B、发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件,环境条件的改变不仅会影响微生物的生长繁殖,而且会影响微生物代谢物的形成,B正确;
C、酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成,C错误;
D、罐装、封口、杀菌要在限定时间内完成,若时间过长,容易受杂菌污染,产品会腐败变酸,D正确。
故选C。
12. 为拯救珍稀植物红豆杉,并同时获得高抗癌活性物质——紫杉醇,某科研小组设计了下图所示的实验流程。下列相关叙述正确的是( )
A. 诱导红豆杉茎尖经过再分化过程形成愈伤组织
B. 紫杉醇是红豆杉基本生命活动必须
C. 用液体培养基扩大培养愈伤组织生产紫杉醇时,通常要通入无菌空气
D. 同一株植物不同部位的组织细胞经诱导培养获得的植株基因型一定相同
【答案】C
【解析】
【分析】据图分析,红豆杉茎尖分生组织通过脱分化过程形成愈伤组织,一方面愈伤组织通过再分化形成胚状体,进而培养成红豆杉植株,;另一方面,愈伤组织培养增殖产生更多的愈伤组织细胞,从愈伤组织细胞中提取紫杉醇。
【详解】A、诱导红豆杉茎尖经过脱分化过程形成愈伤组织,A错误;
B、紫杉醇是次生代谢物,一般不是植物基本生命活动必须的,B错误;
C、用液体培养基培养固定在一定空间内的愈伤组织生产紫杉醇时,需要通入无菌空气,有利于细胞进行有氧呼吸,C正确;
D、同一植株不同部位的组织细胞经诱导培养获得的植株基因型不一定相同,如由花粉粒培养获得的愈伤组织细胞内染色体数目是正常体细胞的一半,D错误。
故选C。
13. 花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病,野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化,并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,以获得抗黑腐病杂种植株,流程如下图。下列相关叙述错误的是( )
A. 可通过观察叶绿体的有无来初步筛选杂种细胞
B. 细胞融合成功的标志是再生出细胞壁,此时细胞内高尔基体和线粒体活动明显增强
C. 将酶解法制备的原生质体置于无菌水中可以保持其活性
D. 用此方法获得新品种的育种原理是染色体变异
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:①是酶解法去除细胞壁,②是诱导原生质体融合,③是经脱分化获得愈伤组织,④是愈伤组织分化成再生植株。
【详解】A、用于融合的两个细胞,一个是黑芥苗的叶肉细胞,一个是花椰菜的根部细胞,其中供体细胞特有的结构是叶绿体,可通过观察叶绿体的有无作为初步筛选杂种细胞的标志,A正确;
B、杂种细胞融合成功的标志是再生出细胞壁,该过程中细胞壁的形成与高尔基体的形成有关,线粒体可为生命活动提供能量,B正确;
C、利用纤维素酶和果胶酶获取原生质体的过程,该过程需要在等渗透液中进行,以维持原生质体的形态和功能,置于无菌水中,原生质体会吸水涨破,C错误;
D、该方法为植物体细胞杂交,杂种植株融合了两种植物的染色体,故用此方法获得新品种的育种原理是染色体变异,D正确。
故选C。
14. 小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞,制备流程如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A. 胚胎干细胞只能从囊胚的内细胞团中分离获得
B. 分离出的细胞a、b要在CO2培养箱中进行培养
C. 定向诱导胚胎干细胞形成多种功能细胞时表达基因都不同
D. 向培养液中加入动物血清会刺激胚胎干细胞表现出全能性
【答案】B
【解析】
【分析】1、胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺(即囊胚期的内细胞团)。
2、ES细胞在饲养层细胞上或在添加抑制因子的培养液中,能够维持不分化的状态。在培养液中加入分化诱导因子,如牛磺酸、丁酰环腺苷酸等化学物质时,就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化,这为揭示细胞分化和细胞凋亡机理提供了有效的手段。
【详解】A、胚胎干细胞可从早期胚胎中分离获得,早期胚胎不仅仅包括囊胚,A错误;
B、分离出的胚胎干细胞要在CO2培养箱中进行培养,以维持培养液的pH,B正确;
C、定向诱导胚胎干细胞形成多种功能细胞时表达的基因部分相同,如与呼吸作用有关的酶合成的基因;部分不同,如赋予细胞具有特定功能的有关基因,C错误;
D、动物血清能弥补人工合成的培养基中所欠缺的未知营养成分,并不具备刺激胚胎干细胞表现出全能性的功能,D错误。
故选B。
15. 水痘是由带状疱疹病毒(VZV)感染引起的,蛋白E是VZV表达最多的一种蛋白质。为制备抗蛋白E的单克隆抗体,研究人员用蛋白E对小鼠进行免疫,并利用提取的免疫细胞和小鼠骨髓瘤细胞进行“一融合两筛选”的操作,最后得到了治疗水痘的单克隆抗体。下列叙述错误的是( )
A. “一融合”可以用灭活病毒来诱导免疫细胞和骨髓瘤细胞融合
B. 杂交瘤细胞需置于含95%空气和5%CO2的混合气体中培养
C. 用蛋白E对小鼠免疫后,从其脾中分离出能产特定抗体的B细胞
D. “两筛选”需筛选抗体检测呈阴性的杂交瘤细胞进行大规模培养
【答案】D
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备:用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞,将多种B淋巴细胞与骨髓瘤细胞诱导融合,利用特定的选择培养基进行筛选:在该培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长。对上述经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖。从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。
【详解】A、诱导动物细胞融合的方法有生物法(灭活病毒诱导)、物理法(离心、振动、电激等)和化学法(聚乙二醇),A正确;
B、细胞的体外培养需要理想的气体环境,氧气、二氧化碳是细胞生存的必要条件,因此杂交瘤细胞需置于含95%空气和5%CO2的混合气体中培养,B正确;
C、用蛋白E对小鼠免疫后,小鼠会发生特异性免疫,因此能从该小鼠脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞,C正确;
D、“两筛选”需筛选抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞进行大规模培养,D错误。
故选D。
二、选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项符合题目要求,有的有多个选项符合题目要求,全部选对的得3分,选对但选不全的得1分,有选错的得0分。)
16. 科学家将营养缺陷型菌株A、B在缺乏A、B所需的某些特定营养物质的培养基上培养,结果如下图。下列叙述正确的是( )
A. 各组实验所用的培养基均需灭菌处理
B. 菌株A、B混合后能在上述培养基上生长
C. U型管实验证明菌株A、B释放的代谢产物形成了互补
D. 推测菌株A、B通过接触发生了遗传物质重新组合
【答案】ABD
【解析】
【分析】菌株A、B单独培养都不能生长,用U型管也不能生长,说明菌株A、B释放的代谢产物没有形成互补;但混合培养长成了菌落,可能是菌株A、B通过接触发生了遗传物质重新组合。
【详解】A、微生物培养需要给培养基灭菌,A正确;
B、如图可知菌株A、B混合后能在.上述培养基上长成菌落,B正确;
C、代谢产物可以通过滤板,但在U型管不能生长,说明菌株A、B释放的代谢产物没有形成互补,C错误;
D、混合培养长成了菌落,但在U型管不能生长,说明可能是菌株A、B通过接触发生了遗传物质重新组合,D正确。
故选ABD。
17. 下图为以苹果皮为材料分离纯化用于果醋制作的菌种,已知所用培养基为“米曲汁乙醇碳酸钙培养基”——米曲汁1000mL、CaCO310g、95%乙醇30mL(灭菌后加入),在该培养基上,醋酸菌菌落周围会形成透明圈。下列有关说法错误的是( )
A. 图中器具、培养基都可用干热灭菌法灭菌
B. ②中的纯培养物来自苹果皮上的野生型酵母菌
C. ①扩大培养基中的菌种浓度约为8.1×109个/mL
D. 分离、计数的培养基需要用平板划线法至少制备3个
【答案】ABD
【解析】
【分析】样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目。在实际操作中,通常选用一定稀释范围的样品液进行培养,以保证获得菌落数为30 300、适于计数的平板。在同一稀释度下,应至少对3个平板进行重复计数,然后求出平均值。
【详解】A、干热灭菌法适合用于器具,培养基可用湿热灭菌法,如高压蒸汽灭菌,A错误;
B、图示过程为以苹果皮为材料分离纯化用于果醋制作的菌种,②中的纯培养物来自苹果皮上的野生型醋酸菌,B错误;
C、根据最后三个培养皿的菌落数为75、80、88,平均数为81,可求出菌种浓度为81÷0.1×107=8.1×109个/ml,故①扩大培养基中的菌种浓度约为8.1×109个/ml,C正确;
D、分离计数的培养基需要用稀释涂布平板法至少制备3个,平板划线法只能纯化不能计数,D错误。
故选ABD。
18. 变色圈法是一种对于一些不易产生透明圈产物的菌株的鉴别方法,可在底物平板中加入指示剂或显色剂,使所需微生物能被快速鉴别出来。如在筛选果胶酶产生菌时,用固体培养基对含微生物的样品进行分离,待菌落长成后,加入0.2%刚果红溶液染色4h,具有分解果胶能力的菌落周围便会出现绛红色水解圈,如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 该培养基是以果胶为唯一碳源的选择培养基
B. 该培养基上的接种方法为稀释涂布平板法
C. 变色圈的直径大,该种菌分解果胶的能力一定强
D. 实验所用培养基一般要进行高压蒸汽灭菌
【答案】BD
【解析】
【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。
【详解】A、据题意可知,具有分解果胶能力的菌落周围便会出现绛红色水解圈,该培养基上菌落周围没有变色圈,说明该培养基不是以果胶为唯一碳源的选择培养基,A错误;
B、结合图示可知,平板上并未出现划线,该培养基上的接种方法为稀释涂布平板法,B正确;
C、变色圈的直径与菌落的直径比值大,该种菌分解果胶的能力强,C错误;
D、为实现无菌操作,实验所用培养基一般要进行高压蒸汽灭菌,D正确。
故选BD。
19. 白菜型油葉(2n=20)的种子可以榨取食用油(菜籽油),为了培育高产新品种,科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述正确的是( )
A. Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组
B. 将Bc作为育种材料,能缩短育种年限
C. 秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株
D. 卵细胞发育成完整植株不能体现细胞的全能性
【答案】BC
【解析】
【分析】1、细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,但又互相协调,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异,这样的一组染色体叫做一个染色体组;
2、二倍体是指由受精卵发育而来,体细胞中含两个染色体组的个体;
3、单倍体由未受精的生殖细胞发育而来,体细胞中含有配子染色体数目的个体。
【详解】A、白菜型油菜(2n=20),为二倍体植物,其卵细胞含有1个染色体组,由该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc,是单倍体植株,成熟叶肉细胞不进行细胞分裂,故Bc成熟叶肉细胞中只含有一个染色体组,A错误;
B、单倍体育种的方法是通过花药(花粉)离体培养获得单倍体幼苗,对单倍体幼苗进行秋水仙素处理,优点是明显缩短育种年限。将Bc作为育种材料,能用单倍体育种快速获得正常植株,故可缩短育种年限,B正确;
C、秋水仙素处理Bc幼苗(含有1个染色体组),染色体数目加倍,可以得到纯合子个体(二倍体植株),C正确;
D、细胞全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整生物体的潜能。所以卵细胞发育成完整植株能体现细胞的全能性,D错误。
故选BC。
20. 下列关于植物细胞工程的叙述正确的是( )
A. 植物组织培养一般先诱导生芽后诱导生根
B. 细胞产物的工厂化生产体现了植物细胞的全能性
C. 可取马铃薯茎尖进行植物组织培养,获得不带病毒的抗病毒苗
D. 植物体细胞杂交的原理:植物细胞具有全能性和细胞膜具有流动性
【答案】AD
【解析】
【分析】植物细胞工程技术的应用:植物繁殖的新途径(包括微型繁殖,作物脱毒、人工种子等)、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。
【详解】A、植物组织培养一般先诱导生芽后诱导生根,先出芽是组织吸水后细胞分裂的结果,后长根是继续生长的需要,A正确;
B、细胞产物的工厂化生产未涉及到植物细胞的全能性,B错误;
C、利用茎尖分生组织培育脱毒苗是因为茎尖分生组织细胞中不含病毒,而不是因为其含有抗病毒基因,所以此方法不一定能使植株具备抗病毒的能力,C错误;
D、植物体细胞杂交技术指用人工方法把分离的不同品种或不同种植物的原生质体,诱导成融合细胞,然后经离体培养、诱导分化,再生出完整植株的整个技术体系,这里体现了植物细胞全能性,细胞融合体现了细胞膜流动性,D正确。
故选AD。
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. I.以鲜苹果汁为原料利用发酵瓶制作果酒和果醋的过程如图1所示,请分析回答:
(1)甲、乙过程发酵选用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌,二者结构上的主要区别是___________。
(2)若利用图2所示装置制作果醋,制作过程中充气口应____,排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连,这样做的目的是____。
(3)利用苹果酒制作苹果醋的反应简式是_____________。
Ⅱ.某兴趣小组试图从土壤中分离能分解尿素的细菌,相关流程如图所示。回答下列问题:
(4)某同学配置以下的培养基成分:葡萄糖10.0g、蛋白胨5.0g、KH2PO41.4g、Na2HPO42.1g、尿素1.0g、琼脂15.0g、H2O(定容至1L)。分析培养基的成分可知,上述培养基____(填“能”或“不能”)用于分离出能分解尿素的细菌,理由是_____________。
(5)将配置好的培养基灭菌,待培养基冷却至____℃左右时在酒精灯火焰附近倒平板,培养基冷却凝固后,将培养皿倒过来放置的原因是_________(答出1点)。
(6)据图分析,该兴趣小组设置了三个培养皿进行接种,培养一段时间后,选择菌落数为____的平板进行计数,统计结果比实际活菌数____(“偏大”或“偏小”),原因是__________。
【答案】(1)酵母菌有以核膜为界限的细胞核,醋酸菌没有
(2) ①. 打开 ②. 防止杂菌污染
(3)
(4) ①. 不能 ②. 蛋白也能够提供氮源,尿素不是唯一氮源
(5) ①. 50 ②. 防上水分过快蒸发或者防止培养基上的水珠掉落培养基造成二次污染
(6) ①. 30~300 ②. 偏小 ③. 两个或多个细胞连在起时,平板上观察到的只是一个菌落
【解析】
【分析】1、果酒发酵的菌种是酵母菌,果醋发酵的菌种是醋酸菌。
2、微生物接种方法:稀释涂布平板法和平板划线法。
【小问1详解】
酵母菌、醋酸菌二者结构上的主要区别是酵母菌有以核膜为界限的细胞核,醋酸菌没有。
【小问2详解】
果醋制作应保持氧气充足,若利用图2所示装置制作果醋,制作过程中充气口应打开,排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连,这样做的目的是防止杂菌污染。
【小问3详解】
利用苹果酒制作苹果醋的反应简式是C2H5OH +O2CH3COOH +H2O+能量
【小问4详解】
该培养基中蛋白胨也能够提供氮源,尿素不是唯一氮源,所以该培养基不能用于分离出能分解尿素的细菌。
【小问5详解】
将配置好的培养基灭菌,待培养基冷却至50℃左右时在酒精灯火焰附近倒平板,培养基冷却凝固后,将培养皿倒过来放置的原因是防上水分过快蒸腾或者防止培养基上的水珠掉落培养基造成二次污染。
【小问6详解】
图中平板用于计数菌落,故所采用的接种方法是稀释涂布平板法,培养一段时间后,选择菌落数为30~300的平板进行计数,由于两个或多个细胞连在起时,平板上观察到的只是一个菌落,所以统计结果比实际活菌数偏小。
22. 科学家将番茄(2N)和马铃薯(4N)利用如图技术得到“番茄—马铃薯”植株,请回答下列问题。
(1)获得a、b所选用的酶为______________。这种技术的意义是__________________。
(2)图示技术名称是_____________;由d能培育成完整的植株,其依据的原理是___________。
(3)过程②为原生质体融合,所用的化学方法一般是__________ 、________________。
(4)诱导f中植株生根的过程中,培养基中生长素与细胞分裂素的比值较④过程______填(“高”或“低”);若番茄细胞内含m条染色体,马铃薯细胞内含n条染色体,则“番茄-马铃薯”杂种植株的体细胞内含______条染色体,最终获得的“番茄—马铃薯”属于_____倍体植株,则此杂种植株的花粉经离体培养得到的植株为几倍体_____。
【答案】(1) ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 打破生殖隔离,实现远缘杂交育种
(2) ①. 植物体细胞杂交技术 ②. 植物细胞具有全能性
(3) ①. PEG/聚乙二醇融合法 ②. 高Ca2+- 高PH融合法
(4) ①. 高 ②. m+n ③. 六 ④. 单倍体
【解析】
【分析】1、植物细胞的全能性是指:细胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。
2、图示为植物体细胞杂交过程示意图,其中①表示去除植物细胞的细胞壁获取原生质体的过程;②表示人工诱导原生质体融合;③表示再生出新细胞壁的过程;④表示脱分化过程;⑤表示再分化过程。
【小问1详解】
a和b为原生质体,获得a、b需要去除细胞壁,植物细胞壁的组成成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性原理,应该选用的酶为纤维素酶和果胶酶;此技术的意义打破生殖隔离,实现远缘杂交育种。
【小问2详解】
图示过程是将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术,该技术名称是植物体细胞杂交技术;由d(杂种细胞)培育成完整的植株,其依据的原理是植物细胞具有全能性。
【小问3详解】
过程②为原生质体融合,所用的化学方法一般是PEG/聚乙二醇融合法、高Ca2+- 高PH融合法。
【小问4详解】
植物组织培养时,培养基中生长素/细胞分裂素>1,有利于诱导生根;生长素/细胞分裂素<1,有利于诱导生芽;生长素/细胞分裂素≈1,有利于诱导产生愈伤组织。④过程是脱分化产生愈伤组织的过程,诱导f中植株生根的过程中,培养基中生长素与细胞分裂素的比值较④过程高。通过植物体细胞杂交技术获得的“番茄-马铃薯”杂种植株中既含有番茄的染色体,也含有马铃薯的染色体,即含有(m+n)条染色体。番茄是二倍体生物,马铃薯是四倍体生物,所以“番茄—马铃薯”中含有六个染色体组,属于六倍体植物。由植物的配子发育而成的个体,含有该物种配子中染色体数目,称为单倍体,所以此杂种植株的花粉经离体培养得到的植株含有三个染色体组,为单倍体。
23. “中中”和“华华”克隆猴的成功培育标志着我国非人灵长类疾病动物模型研究处于国际领先水平。“中中”和“华华”的克隆流程如图1所示,回答下列问题:
(1)图1中的细胞a是____,操作①是指_______。克隆猴的关键技术是_______,具体手段是将体细胞与去核细胞混合用灭活仙台病毒短暂处理,灭活的仙台病毒的作用是________________。
(2)科研人员发现:对灵长类动物供体细胞核进行表观遗传修饰,激活重构胚分化潜能调控基因A的表达,是克隆成功的关键。研究表明染色体组蛋白H3动态可逆地被修饰酶所改变,从而调控基因A的表达,如图2所示。为了激活基因A的表达,研究人员将组蛋白H3去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理重构胚。
据图2分析,给重构胚注入Kdm4d的mRNA来促进基因A表达的机理是__________________;TSA可以抑制______________的活性,____(填“提高”或“降低”)组蛋白的乙酰化水平,进而促进基因A的表达。
【答案】(1) ①. 母猴的卵母细胞 ②. 胚胎移植 ③. 核移植技术 ④. 促进动物细胞融合
(2) ①. Kdm4d可以表达组蛋白去甲基化酶,降低H3组蛋白的甲基化水平,进而促进基因A的表达 ②. 组蛋白脱乙酰酶 ③. 提高
【解析】
【分析】胚胎移植:指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术。
【小问1详解】
图1中的细胞a是母猴的卵母细胞,操作①是指胚胎移植。核移植技术是克隆猴的关键技术,核移植过程中是将供体细胞植入供体卵母细胞的透明带中,通过电极法促进重构胚的获取,具体操作可以将体细胞与去核细胞混合,用灭活仙台病毒短暂处理,此时灭活的仙台病毒的作用是促进动物细胞融合,获得重构胚。
【小问2详解】
Kdm4d是组蛋白去甲基化酶,则Kdm4d的mRNA可以作为翻译模板合成组蛋白去甲基化酶,降低H3组蛋白的甲基化水平,进而促进基因A的表达。TSA是组蛋白脱乙酰酶抑制剂,可以抑制组蛋白脱乙酰酶的作用,提高组蛋白的乙酰化水平最终调节相关基因的表达,提高胚胎的发育率和妊娠率。
24. 为降低乳腺癌治疗药物的副作用,科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上,构建抗体—药物偶联物(ADC),过程如图1所示。请回答下列问题:
(1)步骤①常用方法包括PEG融合法、电融合法和___________等。
(2)步骤②的细胞必须经过步骤③抗体检测和_________才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞,杂交瘤细胞的特点是___________。
(3)研究发现,ADC在患者体内的作用如图2所示。
①ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用,是因为___________能精确地识别定位乳腺癌细胞,该过程依赖于特异性的__________反应。
②ADC进入乳腺癌细胞后,细胞中的溶酶体可将其_______,释放出的药物最终作用于____________,可导致癌细胞凋亡。
【答案】(1)灭活病毒诱导法
(2) ①. 克隆化培养 ②. 既能迅速大量增殖,又能产生抗体
(3) ①. 单克隆抗体 ②. 抗原—抗体 ③. 水解(裂解) ④. 细胞核
【解析】
【分析】单克隆抗体制备的基本步骤:对小鼠进行免疫→提取B淋巴细胞→将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合→通过筛选、克隆化培养和扩大化培养→最终注入小鼠体内→从腹腔腹水中提取单克隆抗体。
【小问1详解】
动物细胞融合方法包括PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
【小问2详解】
据图1分析可知,步骤②表示筛选杂交瘤细胞,杂交瘤细胞产生的抗体不一定是需要的,步骤②的细胞必须经过步骤③克隆化培养和抗体检测才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞,杂交瘤细胞的特点是既能迅速大量增殖,又能产生抗体。
【小问3详解】
据图2分析可知,①ADC中的单克隆抗体能精确地定位乳腺癌细胞,让药物作用于乳腺癌细胞,而不是正常的细胞,可以降低乳腺癌治疗药物的副作用,这个过程依赖于特异性的抗原与抗体反应。②据图2可知,ADC进入乳腺癌细胞后,细胞中的溶酶体中的水解酶可将其水解(裂解),释放出的药物最终作用于细胞核,可导致癌细胞凋亡。
25. 如图是科学家采用不同方法培育良种牛过程。请据图回答有关问题:
(1)在精细胞经变形后,顶体内含有的顶体酶能协助精子溶解卵细胞膜外的一些结构。精子入卵后,__________会立即发生生理反应,这是防止多精入卵的第二道屏障。
(2)为提高良种奶牛的繁殖能力,在获取卵母细胞之前需用____激素对奶牛进行处理,对精子进行____处理,该处理过程中常用的成分有____。
(3)分割时应选择_____________时期进行分割,图中c→d过程需注意_________。③代表的结构是___________。
(4)获得A、B牛利用的技术有________、_______,除此之外,胚胎工程还包括________技术。
【答案】(1)卵细胞膜
(2) ①. 促性腺 ②. 获能 ③. 肝素、Ca2+载体
(3) ①. 发育良好、形态正常的桑葚胚和囊胚 ②. 将内细胞团均等分割 ③. 滋养层
(4) ①. 胚胎分割 ②. 胚胎移植 ③. 体外受精
【解析】
【分析】胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种纤维操作和处理,然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需要。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
【小问1详解】
在精细胞经变形后,顶体内含有的顶体酶能协助精子溶解卵细胞膜外的一些结构。精子入卵后,卵细胞膜会立即发生一种生理反应,即卵细胞膜反应,阻止多精入卵,这是第二道屏障。
【小问2详解】
为了提高良种奶牛的繁殖能力,在获取卵母细胞之前需用促性腺激素对奶牛进行处理,对精子进行获能的处理,该处理中通常需要加入肝素、Ca2+载体等有效成分。
【小问3详解】
分割时应选择发育良好、形态正常的桑葚胚和囊胚时期进行分割,图中标号①表示内细胞团,c→d过程需对其均等分割,这样有利于胚胎的恢复和进一步发育。③表示滋养层细胞,将来发育成胎盘和胎膜。
【小问4详解】
据图所示,获得A、B牛利用的技术有胚胎分割和胚胎移植技术,除此之外,胚胎工程还包括体外受精技术等。