内容正文:
2024-2025学年度高三暑期学情调研(二)
生物学试题
一、单项选择题:本部分包括15题,每题2分,共计30分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 南极雌帝企鹅产蛋后,由雄帝企鹅负责孵蛋,孵蛋期间不进食。下列叙述错误的是( )
A. 帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素主要存在于氨基酸残基中
B 雄帝企鹅孵蛋期间主要靠消耗脂肪供能
C. 帝企鹅蛋孵化过程中有核酸和蛋白质种类的变化
D. 帝企鹅的生物大分子结构多样性均与其种类、数目、排列顺序有关
2. 关于细胞结构与功能,下列叙述错误的是( )
A. 细菌等原核细胞的细胞质高度区室化、功能专一化
B. 核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分,与核糖体的形成有关
C. 细胞自噬需要动物的溶酶体或酵母菌和植物的液泡参与
D. 内质网是一种膜性管道系统,是蛋白质的合成、加工场所和运输通道
3. 关于细胞的物质运输,叙述错误的是( )
A. 细胞内囊泡穿梭往来运输物质与细胞骨架密切相关并消耗ATP
B. 生物大分子通过胞吞胞吐进出细胞,其过程需要膜上蛋白质的参与
C. 水分子少部分通过自由扩散进出细胞,绝大多数通过水通道进出细胞
D. 分泌蛋白在游离核糖体上合成一段肽链后,经囊泡运输到内质网腔内
4. 下列关于酶和ATP的叙述,错误的是( )
A. 酶和ATP的合成都需要模板
B. 能合成ATP的细胞器都可合成酶
C. 酶可降低 ATP水解所需的活化能
D. ATP水解释放的磷酸基团可与酶结合
5. 在凋亡诱导因子与细胞膜受体结合后,通过细胞内信号传导激活凋亡相关基因,细胞凋亡的关键因子Dnase酶和Caspase酶被激活,Dnase酶能切割DNA形成DNA片段,Caspase酶能切割相关蛋白质形成不同长度的多肽,导致细胞裂解形成凋亡小体,被吞噬细胞吞噬清除。下列分析错误的是( )
A. 与凋亡有关的酶被激活是细胞中遗传信息执行情况改变的结果
B. 癌细胞细胞膜结构会发生改变,可能难以识别凋亡诱导因子
C. 细胞在生物体衰老过程中才能表达其固有的与凋亡相关的基因
D. 吞噬细胞以胞吞方式吞噬凋亡小体后通过溶酶体将其分解消化
6. 下列关于细胞生命历程的叙述,错误的是( )
A. 蛙的红细胞在无丝分裂时不出现纺锤体和染色体的变化
B. 由于细胞代谢受损或中断引起的细胞死亡称为细胞凋亡
C. 成年动物体内仍保留少数具有分裂和分化能力的干细胞
D. 细胞癌变并不是单个基因突变的结果,而是一种累积效应
7. 下列有关人类对遗传探究历程的说法,错误的是( )
选项
研究者
研究方法
研究对象
研究成果
A
摩尔根
假说-演绎法
果蝇
基因在染色体上
B
赫尔希
和蔡斯
同位素标记法
T2啦菌体和大肠杆菌
DNA是生物体主要的遗传物质
C
沃森
和克里克
模型构建法
DNA的结构
DNA呈双螺旋结构
D
梅塞尔森
和斯塔尔
同位素标记法、
密度梯度离心法
大肠杆菌
DNA的复制方式是半保留复制
A. A B. B C. C D. D
8. 真核生物的基因中含有外显子和内含子。细胞核内刚刚转录而来的RNA为前体mRNA,前体mRNA中的内含子在RNA自身以及其他蛋白复合物的作用下被剪切,形成mRNA运出细胞核。如图为前体mRNA的剪切示意图,相关叙述正确的是( )
A. 图中a、c分别为启动子和终止子转录部分
B. 前体mRNA能与核糖体直接结合进行翻译过程
C. 蛋白质复合物具有识别特定核糖核苷酸序列的功能
D. 前体mRNA加工形成mRNA的过程发生在细胞质基质中
9. 兴趣小组同学利用新鲜成熟的葡萄开展果酒和果醋的制作实验,相关叙述正确的是( )
A. 葡萄榨汁后需煮沸消毒,以去除溶解氧和杀死杂菌
B. 酒精发酵期间需适时打开瓶盖,及时排出产生的CO2
C. 醋酸发酵时需通入无菌空气,以利于醋酸菌的有氧呼吸
D. 实验中需向发酵液中加入酸性重铬酸钾,便于监测发酵进程
10. 灭菌、消毒是生物学实验中常见的无菌操作操作。下列叙述正确的是( )
A. 动、植物细胞DNA的提取必须在无菌条件下进行
B. 微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染
C. 制作果酒的发酵瓶在清洗干净后还需用70%的酒精消毒处理
D. 牛肉膏蛋白胨培养基灭菌后蛋白质变性失活不利于培养微生物
11. 下列关于利用中华猕猴桃和狗枣猕猴桃进行植物体细胞杂交的叙述,错误的是( )
A. 中华猕猴桃和狗枣猕猴桃存在生殖隔离,不宜使用杂交育种方法培育新品种
B. 常采用酶解法制备原生质体,且原生质体的产量和活力与酶解时间呈正相关
C. 发生融合后的原生质体中高尔基体的活动比较旺盛,以形成新的细胞壁
D. 利用这种方法培育猕猴桃新品种的原理属于染色体变异
12. 96孔板是现代生物技术与工程中常用的多孔板。相关叙述错误的是( )
A. 克隆化培养时将细胞悬液稀释到3-10个细胞/mL,每孔加入稀释液1mL
B. 培养杂交瘤细胞时需将96孔板置于含有95%空气和5%CO₂的培养箱中
C. 借助抗原-抗体杂交技术检测培养孔中的杂交瘤细胞是否能产生所需抗体
D. 96孔板还可应用于微生物菌种的高通量筛选和微生物药物的筛选等方面
13. 蜘蛛丝(丝蛋白)被称为“生物钢”,有着超强的抗张强度,下图为蛛丝蛋白基因对应的 DNA 片段结构示意图,其中1-4表示DNA上引物可能结合的位置,目前利用现代生物技术生产蜘蛛丝已取得成功。下列有关叙述正确的是( )
A. 若用PCR 技术获取蛛丝蛋白基因,则设计的引物应分别结合在1、4 部位
B. 若从该DNA 片段中直接获取蛛丝蛋白基因,会破坏2个磷酸二酯键
C. 若一个蛛丝蛋白基因扩增了4次,则共消耗引物32个
D. 在PCR 仪中根据选定的引物至少需经过3次循环才可以获得等长的蛛丝蛋白基因
14. 下列关于生物技术安全性与伦理问题的叙述,正确的是( )
A. 我国对农业转基因生物实行标识制度,必须在标签上警示性注明可能危害
B. 生殖性克隆人能丰富人类基因的多样性,可在特定人群中进行相关实验
C. 可通过基因编辑技术对基因进行敲除、插入等,来设计完美试管婴儿
D. 针对转基因技术的应用,我国的方针是研究上要大胆,推广上要慎重
15. 关于高中生物学实验中实验材料的处理及目的,叙述正确的是( )
A. 新鲜肝脏研磨后释放出的过氧化氢酶可提高反应活化能
B. 用有机溶剂提取叶绿体色素再用低倍镜观察纸层析结果
C. 选择紫色洋葱为材料观察细胞有丝分裂时不需要染色
D. 是否加热处理是使用斐林试剂和双缩脲试剂的区别之一
二、多项选择题:本部分共4题,每题3分,共12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答得0分。
16. 最新研究揭示线粒体有两种分裂方式:中区分裂和外围分裂(图1和图2),正常情况下线粒体进行中区分裂;当线粒体出现轻微损伤时,线粒体进行外围分裂,产生大小不等的线粒体,小的子线粒体不包含线粒体DNA(mtDNA),继而发生线粒体自噬。下列相关叙述正确的是( )
A. 可利用密度梯度离心法分离出线粒体,在光学显微镜下观察其分裂情况
B. 推测线粒体损伤过大时,损伤线粒体可被膜包裹并在溶酶体协助下分解
C. 线粒体自噬过程需要溶酶体中的多种水解酶的参与,利于细胞正常代谢
D 中区分裂可导致线粒体数量增加,外围分裂直接导致线粒体数量减少
17. 中国南瓜曲叶病毒的遗传物质是单链环状DNA分子,下图为该病毒DNA的复制过程。相关叙述正确的是( )
A. 中国南瓜曲叶病毒的遗传物质中嘌呤数与嘧啶数不一定相等
B. 过程①②产生复制型DNA需要DNA聚合酶、DNA连接酶等参与
C. 过程③滚动复制需要RNA聚合酶催化形成的引物引导子链延伸
D. 滚动复制的结果是产生一个双链DNA和一个单链DNA
18. 女性化患者的性染色体组成为XY,其外貌与正常女性一样,但无生育能力,原因是其X染色体上有一个隐性致病基因a,而Y染色体上没有相应的等位基因。某女性化患者的家系图谱如图所示。下列叙述正确的是( )
A. Ⅰ-1的致病基因来自其母亲或父亲
B. 性染色体组成为XX的个体,相关基因型有三种
C. Ⅱ-3和Ⅱ-5的基因型分别为XaY、XAY
D. Ⅱ-2与正常男性婚后所生后代的患病概率为1/4
19. 有人饮用鲜牛奶后会导致肠胃不适、消化不良,原因可能是体内缺乏乳糖酶。“低乳糖奶牛”的诞生有望给乳糖不耐受症患者提供“放心奶”。下图是“低乳糖奶牛”的培育过程,相关叙述正确的是( )
A. 犊牛的核遗传物质全部来自黑白花奶牛
B. 胚胎细胞核移植难度高于动物体细胞核移植
C. 选用去核卵母细胞的主要原因是其可以激发重组细胞1的细胞核全能性表达
D. “低乳糖奶牛”的出生涉及到的技术有动物细胞培养、核移植、胚胎移植等
三、非选择题:共5题,共60分。除特别说明外,每空1分。
20. I.根据光合作用中CO2固定方式的不同,可将植物分为C3植物(如小麦)和C4植物(如玉米)。C4植物叶肉细胞中的叶绿体有类囊体但没有Rubisco酶,而维管束鞘细胞中的叶绿体没有类囊体但有Rubisco酶,其光合作用过程如下图所示。已知PEP羧化酶对CO2的亲和力远高于Rubisco酶。
(1)C4植物光合作用暗反应在______细胞中进行。图中丙酮酸转化为PEP需要叶绿体的______(填结构)提供ATP,由Rubisco酶催化固定的CO2主要来自图中过程和______(填生理过程)。
(2)C4植物维管束鞘细胞完全被叶肉细胞包被,叶肉细胞可以为维管束鞘细胞叶绿体提供ATP和NADPH,这说明维管束鞘细胞叶绿体在结构上具有的特点是______;同时还有助于从维管束鞘细胞散出的CO2再次被______(填物质)“捕获”。
Ⅱ.研究者设计了如图甲所示的实验,分析了不同处理条件下苗期玉米的光合生理差异,部分结果如图乙所示,回答下列问题:
(3)图甲的实验设计中,对照组玉米处理的具体条件是______。图乙中,在恢复期作物净光合速率最低对应的处理条件是______。图乙结果所示,胁迫期C&D组净光合速率小于C组,而恢复期C&D组净光合速率明显大于C组,说明______。
(4)据丙图可知,光系统Ⅱ中,光使叶绿素中的电子由低能状态激发到高能状态,这个高能电子随后丢失能量而进入光系统Ⅰ,这时一部分丢失的能量便转化为______中的能量。光系统Ⅱ中丢失的电子由______裂解放出的电子补充;光系统Ⅰ中形成的高能电子作用用于生成______。研究表明,玉米幼苗对低温较敏感,单一冷害胁迫会对光系统Ⅰ和光系统Ⅱ造成极大损伤,请结合图丙分析单一冷害胁迫条件下玉米幼苗的净光合速率下降的原因______。
21. 家兔的毛色由两对独立遗传的基因(A、a和B、b)决定。A、a是控制颜色分布的基因,A基因控制颜色分布不均匀,体色均为野鼠色,a基因控制颜色分布均匀,体色表现为具体颜色。B、b为控制颜色的基因,B基因控制黑色,b基因控制褐色。研究人员现用纯系亲本进行杂交实验,结果如下表。请回答下列问题。
实验组别
亲本
F1表型及比例
F2表型及比例
实验一
野鼠色兔(♀)×褐色兔(♂)
野鼠色兔(♀、♂)
12/16野鼠色兔;3/16黑色兔;1/16褐色兔
实验二
黑色兔(♀)×褐色兔(♂)
黑色兔(♀、♂)
3/4黑色兔;1/4褐色兔
实验三
野鼠色兔(♀)×黑色兔(♂)
野鼠色兔(♀、♂)
3/4野鼠色兔;1/4黑色兔
(1)野鼠色兔的基因型有_______种。
(2)实验一中,F2 野鼠色兔中纯合子占_______,F1与褐色兔杂交,其后代表型及比例为 _______。
(3)实验二中,F1黑色兔基因型为_______, F2黑色兔自由交配,产生的后代中黑色兔占_______。
(4)实验二F2代中一只黑色雄兔与实验三F2中一只野鼠色雌兔进行杂交,产生的后代中黑色兔占_______。
(5)现有一只野鼠色兔,可否通过测交实验检测其是否纯合?简要理由_____。
(6)现将现将绿色荧光蛋白基因(G)转入杂合的AABb雄兔的某条染色体上使之能够在紫外线下发绿色荧光。为了确定基因G所在的染色体,用多只纯种褐色兔(aabb)与该雄兔交配,产生足够多后代(不考虑交叉工换)。
①若产生的后代中仅雌性兔能够发荧光,则基因G最可能位于_____染色体上。
②若后代所有性别中黑毛兔或褐毛兔中能发荧光的个体所占比例均为1/2,则G基因位于_____染色体上。
22. 同源重组技术结合tetr-sacB双重选择系统可对基因进行敲除与回补,研究基因的功能。下图是科研人员利用该方法对大肠杆菌tacZ基因进行敲除与回补的相关过程,其中tetr是四环素抗性基因,sacB基因(2071bp)是蔗糖致死基因,LacZ基因表达产物能将无色化合物X-gal水解成蓝色化合物。请回答下列问题:
(1)过程①PCR除需要加入Taq酶、dNTP、缓冲液、Mg2+外,还需加入______,所加dNTP的作用有______。
(2)为保证sacB基因和质粒2定向连接,设计引物P1、P2时,需在引物5'端添加限制酶_____的识别序列;过程②需要限制酶和________酶。
(3)过程③中,需先用Ca2+处理大肠杆菌,使其成为_______细胞。筛选导入质粒3的大肠杆菌时需在培养基中添加________。
(4)下图是对质粒3转化菌落进行PCR验证时的产物电泳结果,泳道4、5、7对应的菌株可能转化成功,判断的理由是______。过程⑤PCR中设计引物P3、P4时,需在引物5′端分别添加_______基因两端的同源序列。
(5)过程⑦中,在含有四环素和_____的培养基中出现了白色菌落,即为筛选出的敲除LacZ基因菌株。过程⑧通过同源重组技术结合tetr-sacB双重选择系统可对LacZ基因进行回补,筛选LacZ基因回补菌株时应在培养基中添加_____。
23. 已知剑白香猪染色体数为2n=38。图1为剑白香猪体内某一精原细胞减数分裂的过程,图2为剑白香猪体内的细胞分裂图(仅示部分染色体),图3为该动物体内细胞分裂过程中某物质数量变化曲线图的一部分。
(1)据图1分析,细胞①→②发生的分子水平的生理过程主要为_____;细胞②含有____个染色体组;细胞③存在_______ 条Y染色体。若某精原细胞减数分裂过程中,姐妹染色单体上所携带的遗传信息不完全相同,那么造成这种情况的原因可能是_______ (答2种)。
(2)图2中,与乙细胞同时形成的细胞,减数第二次分裂后期的细胞形态与图乙_______(填“相同”或“不同”)。
(3)若图3表示细胞内每条染色体上DNA的数量变化,则BC所处的细胞分裂时期是______ ;若图3表示剑白香猪正常细胞内染色体组数量变化, 某细胞在AB段可能会出现_______(填序号:①联会 ②同源染色体分离 ③76条染色体)的现象。
(4)一只雄性剑白香猪(AaXEY)与一只雌性剑白香猪(aaXeXe)的后代中,有一只基因型为AaXEXeY的变异个体。经分析发现是某一亲本产生的配子发生异常所致,若不考虑基因突变,该变异个体产生的原因是_______(填“父本”或“母本”)减数分裂_______(填“I”或“II”)异常造成的。
(5)兴趣小组进一步测定了有丝分裂和减数分裂不同时期的染色体和核 DNA 分子数目,结果如图乙所示,下列分析正确的是_______。
A.细胞a可能精细胞
B.细胞d和e可能发生同源染色体联会
C.细胞 c 和细胞g 都可能发生了着丝粒的分裂
D.细胞f可能发生同源染色体的分离
(6)若用剑白香猪的白色中垂耳(GGHH)与黑色立耳(gghh)为亲本杂交得 F1,F1自交得F2,F2的性状分离比为9:3: 3:1, 则F1中两对等位基因在染色体上的位置关系是_______ 。
24. 土壤中的磷主要以难溶性无机磷酸盐形式存在,很难被植物吸收利用。已知解磷细菌可以溶解难溶性无机磷酸盐,提高土壤的肥力。请回答下列问题:
(1)在进行解磷细菌培养与分离时,需要用到固体培养基。该培养基配制时需将各种成份逐一添加后加热、融化,为防止培养基焦糊,需边加热边_________。常用的固体培养基有固体平板培养基和试管斜面培养基(如下图),制备试管斜面培养基过程中的下列操作,正确的先后顺序是______________。
①调节PH ②分装到试管 ③湿热灭菌
(2)科研工作者通过分离、培养解磷细菌制备菌肥,应用到农业生产中,其简要过程如下表所示,请完成下表。
操作步骤
简要操作过程
操作过程的目的
步骤一
称取土样,在富含有①____________的液体培养液中培养4天
富集培养,增加解磷细菌的数量
步骤二
用稀释涂布平板法涂布在以①为唯一②____________的固体平板培养基上
③__________
步骤三
挑选并发酵培养
获得大量解磷细菌悬液
步骤四
发酵过程中混匀发酵液后进行④__________并系列稀释,利用⑤____________法检测细菌数量
随时检测发酵液中细菌数量
步骤五
结束发酵,分装
制成液体或固体解磷菌肥
(3)步骤二也可利用平板划线法来代替稀释涂布平板法。平板划线时,发现平板太软,表面极易划破。请提供解决此问题的合理化建议是______________。某普通解磷细菌由于突变而形成了一种高效解磷细菌,在分离纯化该突变菌株时,科研工作者一般使用稀释涂布平板法而很少使用平板划线法,从实验目的的角度分析,可能的原因是__________。
(4)步骤四中,对某批次发酵液进行系列稀释和接种,统计菌落数,其过程及结果如下图。则该批次发酵液中活菌数为__________cfu/mL(活菌数量用菌落形成单位cfu表示)。
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2024-2025学年度高三暑期学情调研(二)
生物学试题
一、单项选择题:本部分包括15题,每题2分,共计30分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 南极雌帝企鹅产蛋后,由雄帝企鹅负责孵蛋,孵蛋期间不进食。下列叙述错误的是( )
A. 帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素主要存在于氨基酸残基中
B. 雄帝企鹅孵蛋期间主要靠消耗脂肪供能
C. 帝企鹅蛋孵化过程中有核酸和蛋白质种类的变化
D. 帝企鹅的生物大分子结构多样性均与其种类、数目、排列顺序有关
【答案】D
【解析】
【分析】糖类是主要的能源物质,脂肪是细胞内良好的储能物质。细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪;而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍,引起供能不足时,才会分解供能,而且不能大量转化为糖类。
【详解】A、卵清蛋白是蛋白质中的一种,氨基酸通过脱水缩合形成多肽的过程中,氨基酸分子的氨基中的N元素没有被脱去,因此帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素主要存在于氨基酸残基中,A正确;
B、脂肪是细胞内良好的储能物质,雄帝企鹅孵蛋期间不进食,没有糖类的补充,主要靠消耗脂肪供能,B正确;
C、帝企鹅蛋孵化过程中涉及基因的选择性表达,有核酸和蛋白质种类的变化,C正确;
D、帝企鹅的生物大分子包括蛋白质、核酸、糖原等,蛋白质的结构多样性与氨基酸的种类、数目、排列顺序有关,核酸的结构多样性与核苷酸的种类、数目、排列顺序有关,糖原的结构不具有多样性,D错误。
故选D。
2. 关于细胞结构与功能,下列叙述错误的是( )
A. 细菌等原核细胞的细胞质高度区室化、功能专一化
B. 核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分,与核糖体的形成有关
C. 细胞自噬需要动物的溶酶体或酵母菌和植物的液泡参与
D. 内质网是一种膜性管道系统,是蛋白质的合成、加工场所和运输通道
【答案】A
【解析】
【分析】1、溶酶体:含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。2、核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
【详解】A、原核细胞中无细胞器膜,因此其细胞质并没有高度区室化,细胞质高度区室化、功能专一化是真核细胞的特征,A错误;
B、核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分,真核生物的核仁与核糖体的形成与某种RNA的形成有关,B正确;
C、溶酶体含有多种水解酶,酵母菌和植物的液泡的功能类似于溶酶体,因此细胞自噬,需要动物的溶酶体或酵母菌和植物的液泡参与,C正确;
D、内质网是由膜连接而成的网状结构,是一种膜性管道系统,是蛋白质的合成、加工场所和运输通道,D正确。
故选A。
3. 关于细胞的物质运输,叙述错误的是( )
A. 细胞内囊泡穿梭往来运输物质与细胞骨架密切相关并消耗ATP
B. 生物大分子通过胞吞胞吐进出细胞,其过程需要膜上蛋白质的参与
C. 水分子少部分通过自由扩散进出细胞,绝大多数通过水通道进出细胞
D. 分泌蛋白在游离核糖体上合成一段肽链后,经囊泡运输到内质网腔内
【答案】D
【解析】
【分析】1、分泌蛋白合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网出芽形成蠹泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体出芽形成囊泡→细胞膜;
2、胞吞作用是指细胞通过质膜内陷形成囊泡,将胞外的生物大分子、颗粒性物质或液体等摄取到细胞内,以维持细胞正常的代谢活动的过程。又分为吞噬作用和胞饮作用;胞吐作用是指细胞内合成的生物分子(蛋白质和脂质等)和代谢物以分泌泡的形式与质膜融合而将内含物分泌到细胞表面或细胞外的过程。胞吞和胞吐都需要蛋白质的参与,需要化学反应释放的能量,能运输大分子,运输过程中形成囊泡,基于生物膜的流动性。
【详解】A、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关,细胞内囊泡穿梭往来运输物质与细胞骨架密切相关,此过程需要消耗ATP,A正确;
B、生物大分子通过胞吞、胞吐进出细胞,其过程需要膜上蛋白质的参与,且需要消耗能量,B正确;
C、水分子进出细胞的方式包括自由扩散和水通道蛋白介导的协助扩散,其中水分子少部分通过自由扩散进出细胞,绝大多数通过水通道进出细胞,C正确;
D、核糖体是肽链(蛋白质)合成场所,核糖体没有膜结构,故该肽链不是以囊泡的形式进入内质网腔内,D错误。
故选D。
4. 下列关于酶和ATP的叙述,错误的是( )
A. 酶和ATP的合成都需要模板
B. 能合成ATP细胞器都可合成酶
C. 酶可降低 ATP水解所需的活化能
D. ATP水解释放的磷酸基团可与酶结合
【答案】A
【解析】
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,酶的作用具有高效性、专一性、反应条件温和等特点,酶的活性受温度、酸碱度、酶的抑制剂和激活剂等条件的影响;ATP是细胞生命活动的直接能源物质,光合作用和细胞呼吸过程中有ATP合成过程,细胞内的耗能过程伴随着ATP水解过程,细胞依赖于ATP和ADP的快速转换,满足细胞生命活动对ATP的大量需求。
【详解】A、酶的化学本质是蛋白质或RNA,都是大分子,其合成需要模板,而ATP是小分子,合成不需要模板,A错误;
B、能够合成ATP的细胞器,由于其基本的生化反应需求,也能够合成酶,B正确;
C、酶通过降低化学反应的活化能来加速反应速率,因此酶可降低 ATP水解所需的活化能,C正确;
D、ATP水解释放的磷酸基团确实可以与酶结合,这一过程伴随着能量的转移,D正确。
故选A。
5. 在凋亡诱导因子与细胞膜受体结合后,通过细胞内信号传导激活凋亡相关基因,细胞凋亡的关键因子Dnase酶和Caspase酶被激活,Dnase酶能切割DNA形成DNA片段,Caspase酶能切割相关蛋白质形成不同长度的多肽,导致细胞裂解形成凋亡小体,被吞噬细胞吞噬清除。下列分析错误的是( )
A. 与凋亡有关的酶被激活是细胞中遗传信息执行情况改变的结果
B. 癌细胞的细胞膜结构会发生改变,可能难以识别凋亡诱导因子
C. 细胞在生物体衰老过程中才能表达其固有的与凋亡相关的基因
D. 吞噬细胞以胞吞方式吞噬凋亡小体后通过溶酶体将其分解消化
【答案】C
【解析】
【分析】细胞凋亡过程受基因控制,通过凋亡基因的表达,使细胞发生程序性死亡,它是一种主动的细胞死亡过程,对生物的生长发育起重要作用;首先凋亡诱导因子与细胞膜上的受体结合,发出凋亡信息,激活细胞中的凋亡基因,执行细胞凋亡,凋亡细胞最后变成小泡被吞噬细胞吞噬,并在细胞内完成分解。
【详解】A、与凋亡有关的酶如Dnase酶、Caspase酶被激活,是不同细胞遗传信息执行情况不同的结果,即细胞分化的结果,A正确;
B、癌细胞结构改变,糖蛋白减少,可能无法识别凋亡诱导因子而不能启动凋亡程序,进而无限繁殖,B正确;
C、凋亡相关基因是机体固有的,在动物生长发育过程中的不同时期选择性表达,C错误;
D、吞噬细胞以胞吞方式吞噬凋亡小体后与溶酶体发生融合,通过溶酶体中水解酶分解,D正确。
故选C。
6. 下列关于细胞生命历程的叙述,错误的是( )
A. 蛙的红细胞在无丝分裂时不出现纺锤体和染色体的变化
B. 由于细胞代谢受损或中断引起的细胞死亡称为细胞凋亡
C. 成年动物体内仍保留少数具有分裂和分化能力的干细胞
D. 细胞癌变并不是单个基因突变的结果,而是一种累积效应
【答案】B
【解析】
【分析】1、细胞凋亡是基因控制的机体主动结束生命的过程。
2、细胞分化的实质是基因的选择性表达。
3、细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变导致的。
【详解】A、和有丝分裂不同,蛙红细胞在分裂时不出现纺锤体和染色体的变化,故称为无丝分裂,A正确;
B、由于细胞代谢受损或中断引起的细胞死亡属于非正常死亡,属于细胞坏死,不属于细胞凋亡,B错误;
C、成年动物体内仍保留少数具有分裂和分化能力的干细胞,如造血干细胞,C正确;
D、细胞癌变是多个基因突变累积的结果,遗传物质发生改变,D正确。
故选B。
7. 下列有关人类对遗传探究历程的说法,错误的是( )
选项
研究者
研究方法
研究对象
研究成果
A
摩尔根
假说-演绎法
果蝇
基因在染色体上
B
赫尔希
和蔡斯
同位素标记法
T2啦菌体和大肠杆菌
DNA是生物体主要的遗传物质
C
沃森
和克里克
模型构建法
DNA的结构
DNA呈双螺旋结构
D
梅塞尔森
和斯塔尔
同位素标记法、
密度梯度离心法
大肠杆菌
DNA的复制方式是半保留复制
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【分析】1、模型构建法:模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述,这种描述可以是定性的,也可以是定量的;有的借助具体的实物或其它形象化的手段,有的则抽象的形式来表达。模型的形式很多,包括物理模型、概念模型、数学模型等。以实物或图画形式直观的表达认识对象的特征,这种模型就是物理模型。沃森和克里克制作的著名的DNA双螺旋结构模型,就是物理模型。
2、同位素标记法:同位素可用于追踪物质运行和变化的规律,例如噬菌体侵染细菌的实验、验证DNA半保留复制的实验。
【详解】A、摩尔根以果蝇为实验材料,利用假说-演绎法证明基因位于染色体上,A正确;
B、赫尔希和蔡斯利用同位素标记法证明了DNA是噬菌体的遗传物质,但不能证明DNA是主要的遗传物质,B错误;
C、模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述,沃森和克里克用物理模型构建的方法发现了DNA的双螺旋结构,C正确;
D、梅塞尔森和斯塔尔将15N标记的大肠杆菌转移到14N的普通培养液中培养,收集大肠杆菌并提取DNA,对其密度梯度离心,根据子代DNA在试管中的位置确定DNA的复制方式为半保留复制,D正确。
故选B。
8. 真核生物的基因中含有外显子和内含子。细胞核内刚刚转录而来的RNA为前体mRNA,前体mRNA中的内含子在RNA自身以及其他蛋白复合物的作用下被剪切,形成mRNA运出细胞核。如图为前体mRNA的剪切示意图,相关叙述正确的是( )
A. 图中的a、c分别为启动子和终止子转录部分
B. 前体mRNA能与核糖体直接结合进行翻译过程
C. 蛋白质复合物具有识别特定核糖核苷酸序列的功能
D. 前体mRNA加工形成mRNA的过程发生在细胞质基质中
【答案】C
【解析】
【分析】据图分析,前体mRNA中的内含子,在RNA自身以及其他蛋白复合物的作用下被剪切,形成mRNA后再运出细胞核,说明该过程发生在细胞核。
【详解】A、启动子和终止子为基因上的调控序列,不能转录出相应的前体RNA,A错误;
B、前体mRNA需要经过加工形成mRNA,才能与核糖体结合进行翻译过程,B错误;
C、蛋白质复合物具有识别特定核糖核苷酸序列的功能,进而剪切前体mRNA,C正确;
D、前体mRNA加工形成mRNA的过程发生在细胞核中,形成的mRNA运出细胞核进入细胞质基质,D错误。
故选C。
9. 兴趣小组同学利用新鲜成熟的葡萄开展果酒和果醋的制作实验,相关叙述正确的是( )
A. 葡萄榨汁后需煮沸消毒,以去除溶解氧和杀死杂菌
B. 酒精发酵期间需适时打开瓶盖,及时排出产生的CO2
C. 醋酸发酵时需通入无菌空气,以利于醋酸菌的有氧呼吸
D. 实验中需向发酵液中加入酸性重铬酸钾,便于监测发酵进程
【答案】C
【解析】
【分析】果酒和果醋的制作是微生物发酵的应用。在果酒制作中,利用的是酵母菌的无氧呼吸,产生酒精和CO2 ;在果醋制作中,利用的是醋酸菌的有氧呼吸,将酒精转化为醋酸。
【详解】A、葡萄榨汁后不能煮沸消毒,因为煮沸会杀死葡萄皮上的野生酵母菌,且会使细胞中的酶失活,A错误;
B、酒精发酵期间不能适时打开瓶盖,因为酒精发酵需要无氧环境,打开瓶盖会使氧气进入,影响发酵,B错误;
C、醋酸发酵时醋酸菌是好氧菌,需通入无菌空气,以利于醋酸菌的有氧呼吸,C正确;
D、实验中不能向发酵液中加入酸性重铬酸钾来监测发酵进程,酸性重铬酸钾是用来检测酒精的,而不是用于监测整个发酵进程,D错误。
故选C。
10. 灭菌、消毒是生物学实验中常见的无菌操作操作。下列叙述正确的是( )
A. 动、植物细胞DNA的提取必须在无菌条件下进行
B. 微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染
C. 制作果酒的发酵瓶在清洗干净后还需用70%的酒精消毒处理
D. 牛肉膏蛋白胨培养基灭菌后蛋白质变性失活不利于培养微生物
【答案】C
【解析】
【分析】使用强烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的细胞、芽孢和孢子的过程称为灭菌,常用的方法有灼烧灭菌、干热灭菌和湿热灭菌。消毒是指用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体体表或内部的一部分微生物的过程。
【详解】A、动、植物细胞DNA的提取不需要在无菌条件下进行,A错误;
B、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染,保证无菌环境,但抗生素具有杀菌作用,因此微生物的培养不一定能加入抗生素,B错误;
C、发酵瓶使用前要清洗干净,并用体积分数为70%的酒精消毒,是为了避免杂菌污染,C正确;
D、一般用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌,以防止杂菌污染,培养基中的蛋白质变性失活不影响微生物的利用,D错误。
故选C。
11. 下列关于利用中华猕猴桃和狗枣猕猴桃进行植物体细胞杂交的叙述,错误的是( )
A. 中华猕猴桃和狗枣猕猴桃存在生殖隔离,不宜使用杂交育种方法培育新品种
B. 常采用酶解法制备原生质体,且原生质体的产量和活力与酶解时间呈正相关
C. 发生融合后的原生质体中高尔基体的活动比较旺盛,以形成新的细胞壁
D. 利用这种方法培育猕猴桃新品种的原理属于染色体变异
【答案】B
【解析】
【分析】植物体细胞杂交技术将来自两个不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞(植物体细胞杂交技术),把杂种细胞培育成植株(植物组织培养技术)。其原理是植物细胞具有全能性和细胞膜具有流动性。杂种细胞再生出新的细胞壁是体细胞融合完成的标志,细胞壁的形成与细胞内高尔基体有重要的关系)。植物体细胞杂交技术以克服远源杂交不亲和的障碍、培育作物新品种方面所取得的重大突破。
【详解】A、中华猕猴桃和狗枣猕猴桃存在生殖隔离,通过杂交不能产生可育的后代,因此,不宜使用杂交育种方法培育新品种,A正确;
B、获得原生质体的方法是酶解法,但原生质体的产量和活力与酶解时间未必呈正相关,随着酶解时间的延长,原生质体的产量会下降,B错误;
C、与细胞壁形成有关的细胞器是高尔基体,因此,发生融合后的原生质体中高尔基体的活动比较旺盛,C正确;
D、利用这种方法,即体细胞杂交培育猕猴桃新品种的原理属于染色体变异,D正确。
故选B。
12. 96孔板是现代生物技术与工程中常用的多孔板。相关叙述错误的是( )
A. 克隆化培养时将细胞悬液稀释到3-10个细胞/mL,每孔加入稀释液1mL
B. 培养杂交瘤细胞时需将96孔板置于含有95%空气和5%CO₂的培养箱中
C. 借助抗原-抗体杂交技术检测培养孔中的杂交瘤细胞是否能产生所需抗体
D. 96孔板还可应用于微生物菌种的高通量筛选和微生物药物的筛选等方面
【答案】A
【解析】
【分析】在制备单克隆抗体的过程中,需要进行两次筛选。第一次用选择培养基进行筛选,目的是获得杂交瘤细胞;第二次筛选利用克隆化培养和抗体检测,目的是获得产生所需抗体的杂交瘤细胞。
【详解】A、克隆化培养时将细胞悬液稀释到3-10个细胞/mL,每孔加入稀释液0.1mL,使每个孔内不多于一个细胞,A错误;
B、动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2,O2是细胞代谢所必须的,CO2的主要作用是维持培养液的pH,培养杂交瘤细胞时需将96孔板置于含有95%空气和5%CO2的培养箱中,B正确;
C、在制备单克隆抗体的过程中,在第二次筛选中利用克隆化培养和抗体检测,获得产生所需抗体的杂交瘤细胞,C正确;
D、96孔板还可应用于微生物菌种的高通量筛选和微生物药物的筛选等方面,D正确。
故选A。
13. 蜘蛛丝(丝蛋白)被称为“生物钢”,有着超强的抗张强度,下图为蛛丝蛋白基因对应的 DNA 片段结构示意图,其中1-4表示DNA上引物可能结合的位置,目前利用现代生物技术生产蜘蛛丝已取得成功。下列有关叙述正确的是( )
A. 若用PCR 技术获取蛛丝蛋白基因,则设计的引物应分别结合在1、4 部位
B. 若从该DNA 片段中直接获取蛛丝蛋白基因,会破坏2个磷酸二酯键
C. 若一个蛛丝蛋白基因扩增了4次,则共消耗引物32个
D. 在PCR 仪中根据选定的引物至少需经过3次循环才可以获得等长的蛛丝蛋白基因
【答案】D
【解析】
【分析】1、基因工程的四个步骤:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
2、PCR 反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行,需提供DNA模板,分别与两条模板链结合的2种引物,4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶;同时通过控制温度使 DNA复制在体外反复进行。扩增的过程是:目的基因DNA 受热变性后解为单链,引物与单链相应互补序列结合;然后以单链 DNA为模板,在 DNA聚合酶作用下进行延伸,即将4种脱氧核苷酸加到引物的3'端,如此重复循环多次。PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。
【详解】A、PCR 的原理是DNA半保留复制,DNA复制时引物延伸子链的方向为5′→3′,而子链和模板链反向平行,所以引物需要与模板链的3′端结合,据此可知图中与引物结合的部位是2、3,A错误;
B、若从该DNA片段中直接获取蛛丝蛋白基因,DNA每条链上会破坏2个磷酸二酯键,共会破坏4个磷酸二酯键,B错误;
C、利用PCR扩增一个基因要加入2个引物,若一个蛛丝蛋白基因扩增了4次,共获得24×2条链,除去亲代基因的2条链上没有引物, 则消耗的引物数为24×2-2=30个,C错误;
D、如图所示, 设X基因为目的基因。经过第一轮复制以亲代DNA的两条链做模板,可以得到①和②两种DNA;经过第二轮复制可以得到①和③、②和④;经过第三轮复制可以得到①和③、③和⑤、②和④、④和⑤;其中⑤为等长的蛛丝蛋白基因,即在PCR 仪中根据选定的引物至少需经过3次循环才可以获得等长的蛛丝蛋白基因,D正确。
故选D。
14. 下列关于生物技术安全性与伦理问题的叙述,正确的是( )
A. 我国对农业转基因生物实行标识制度,必须在标签上警示性注明可能危害
B. 生殖性克隆人能丰富人类基因的多样性,可在特定人群中进行相关实验
C. 可通过基因编辑技术对基因进行敲除、插入等,来设计完美试管婴儿
D. 针对转基因技术的应用,我国的方针是研究上要大胆,推广上要慎重
【答案】D
【解析】
【分析】1、转基因技术给人类带来了琳琅满目的产品,也引发了社会对转基因产品安全性的关注和争论。
2、生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体,它面临很多伦理问题。我国不赞成、不允许、不支持、不接.受任何生殖性克隆人实验。
3、生物武器的种类包括致病菌、病毒和生化毒剂等,它曾对人类造成严重的伤害。我国反对生物武器及其技术和设备的扩散。
【详解】A、我国对农业转基因生物实行标识制度,要求对转基因生物产品和加工品进行标识,维护了消费者对转基因产品的知情权和选择权,A错误;
B、克隆为无性繁殖,可见生殖性克隆人不能丰富人类基因的多样性,我国禁止生殖性克隆人实验,B错误;
C、利用基因编辑技术设计试管婴儿,设计完美试管婴儿,已经涉及到新生命的诞生,会造成生物技术安全与伦理问题,C错误;
D、针对转基因技术的应用,我国的方针是研究上要大胆,坚持自主创新;推广上要慎重,做到确保安全,D正确。
故选D。
15. 关于高中生物学实验中实验材料的处理及目的,叙述正确的是( )
A. 新鲜肝脏研磨后释放出的过氧化氢酶可提高反应活化能
B. 用有机溶剂提取叶绿体色素再用低倍镜观察纸层析结果
C. 选择紫色洋葱为材料观察细胞有丝分裂时不需要染色
D. 是否加热处理是使用斐林试剂和双缩脲试剂的区别之一
【答案】D
【解析】
【分析】1、酶促反应的原理是酶能降低化学反应的活化能。
2、叶绿体色素的提取和分离实验:(1)提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水酒精等提取色素;(2) 分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。溶解度大,扩散速度快,溶解度小,扩散速度慢。
3、斐林试剂是由甲液 (质量浓度为0.1g/mL氢氧化钠溶液)和乙液(质量浓度为0.05/mL硫酸铜溶液) 组成的用于鉴定还原糖,使用时要将甲液和乙液混合均匀后再加入含样品的试管中,且需水浴加热,双缩脲试剂由A液(质量浓度为0.1g/mL氢氧化钠溶液) 和B液(质量浓度为0.01g/mL硫酸铜溶液) 组成,用于鉴定蛋白质,使用时要先加A液后再加入B液。
【详解】A、酶的作用机理是降低化学反应的活化能,新鲜肝脏研磨后释放出的过氧化氢酶可降低化学反应活化能,A错误;
B、用有机溶剂提取叶绿体色素再用层析液分离色素,最后肉眼观察纸层析结果,B错误;
C、紫色洋葱鳞片叶细胞已经高度分化,不再分裂,不能用于观察细胞有丝分裂实验,选用根尖分生区细胞作为观察有丝分裂的材料时,需要用甲紫溶液将染色质染为深色,C错误;
D、斐林试剂使用时应该混合使用和水浴加热,而双缩服试剂使用时应该先加A液,后加B液,不需要水浴加热因此是否加热处理是使用斐林试剂和双缩服试剂的区别之一,D正确。
故选D。
二、多项选择题:本部分共4题,每题3分,共12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答得0分。
16. 最新研究揭示线粒体有两种分裂方式:中区分裂和外围分裂(图1和图2),正常情况下线粒体进行中区分裂;当线粒体出现轻微损伤时,线粒体进行外围分裂,产生大小不等的线粒体,小的子线粒体不包含线粒体DNA(mtDNA),继而发生线粒体自噬。下列相关叙述正确的是( )
A. 可利用密度梯度离心法分离出线粒体,在光学显微镜下观察其分裂情况
B. 推测线粒体损伤过大时,损伤线粒体可被膜包裹并在溶酶体协助下分解
C. 线粒体自噬过程需要溶酶体中的多种水解酶的参与,利于细胞正常代谢
D. 中区分裂可导致线粒体数量增加,外围分裂直接导致线粒体数量减少
【答案】BC
【解析】
【分析】1、线粒体:真核细胞主要细胞器(动植物都有),机能旺盛的含量多。呈粒状、棒状,具有双膜结构,内膜向内突起形成“嵴内膜和基质中有与有氧呼吸有关的酶,是有氧呼吸第二、三阶段的场所,生命体95%的能量来自线粒体,又叫“动力工厂”。含少量的DNA、RNA。
2、溶酶体内含有多种水解酶,能分解衰老损伤的细胞器和吞噬杀死侵入细胞的细菌或病毒,与细胞自噬密切相关的细胞器是溶酶体。
【详解】A、分离细胞器的方法是差速离心法,健那绿染液可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,在高倍显微镜下可以观察到生活状态的线粒体的形态和分布,A错误;
B、推测线粒体损伤过大时,损伤线粒体可被膜包裹并在溶酶体协助下分解,因为溶酶体可以分解衰老受损的细胞器,B正确;
C、线粒体自噬过程需要溶酶体中的多种水解酶的参与,利于细胞正常代谢,C正确;
D、中区分裂可增加线粒体的数量,外围分裂可产生大小两个线粒体,小的线粒体发生自噬,大的线粒体仍然存在,不改变线粒体的数量,D错误。
故选BC。
17. 中国南瓜曲叶病毒的遗传物质是单链环状DNA分子,下图为该病毒DNA的复制过程。相关叙述正确的是( )
A. 中国南瓜曲叶病毒的遗传物质中嘌呤数与嘧啶数不一定相等
B. 过程①②产生复制型DNA需要DNA聚合酶、DNA连接酶等参与
C. 过程③滚动复制需要RNA聚合酶催化形成的引物引导子链延伸
D. 滚动复制的结果是产生一个双链DNA和一个单链DNA
【答案】ABD
【解析】
【分析】病毒是非细胞生物,只能寄生在活细胞中进行生命活动。病毒依据宿主细胞的种类可分为植物病毒、动物病毒和噬菌体;根据遗传物质来分,分为DNA病毒和RNA病毒;病毒由核酸和蛋白质组成。
【详解】A、中国南瓜曲叶病毒的遗传物质是单链环状DNA分子,则遗传物质中嘌呤数与嘧啶数不一定相等,A正确;
B、过程①②产生复制型DNA需要DNA聚合酶合成子链DNA,通过DNA连接酶将DNA分子连接成环状,B正确;
C、过程③滚动复制不需要引物,C错误;
D、据图可知,滚动复制的结果是产生④一个双链DNA和一个单链DNA,D正确。
故选ABD。
18. 女性化患者的性染色体组成为XY,其外貌与正常女性一样,但无生育能力,原因是其X染色体上有一个隐性致病基因a,而Y染色体上没有相应的等位基因。某女性化患者的家系图谱如图所示。下列叙述正确的是( )
A. Ⅰ-1的致病基因来自其母亲或父亲
B. 性染色体组成为XX的个体,相关基因型有三种
C. Ⅱ-3和Ⅱ-5的基因型分别为XaY、XAY
D. Ⅱ-2与正常男性婚后所生后代的患病概率为1/4
【答案】CD
【解析】
【分析】遗传系谱图分析:Ⅰ-1是女性携带者,基因型为XAXa,Ⅰ-2的基因型是XAY,生出的子代中,Ⅱ1的基因型是XaY,Ⅱ2的基因型是XAXa,Ⅱ-3的基因型是XaY,Ⅱ-4的基因型XAXA,Ⅱ-5的基因型是XAY。
【详解】A、Ⅰ-1是女性携带者,基因型为XAXa,若致病基因来自父亲,则父亲基因型为XaY,由题干可知XaY外貌与正常女性一样,但无生育能力,因此,其致病基因只可能来自母亲,A错误;
B、性染色体组成为XX的个体,若其基因型为XaXa,则其父亲的基因型一定为XaY,由题干可知XaY外貌与正常女性一样,但无生育能力,因此性染色体组成为XX的个体,相关基因型有2种,即XAXA和XAXa,B错误;
C、分析遗传系谱图,Ⅱ-3和Ⅱ-5的基因型分别为XaY、XAY,C正确;
D、Ⅱ-2的基因型是XAXa,与正常男性XAY婚配后,后代基因型及比例为XAXA∶XAXa∶XAY∶XaY=1∶1∶1∶1,其中XaY患病,因此它们所生后代患病的概率是1/4,D正确。
故选CD。
19. 有人饮用鲜牛奶后会导致肠胃不适、消化不良,原因可能是体内缺乏乳糖酶。“低乳糖奶牛”的诞生有望给乳糖不耐受症患者提供“放心奶”。下图是“低乳糖奶牛”的培育过程,相关叙述正确的是( )
A. 犊牛的核遗传物质全部来自黑白花奶牛
B. 胚胎细胞核移植难度高于动物体细胞核移植
C. 选用去核卵母细胞的主要原因是其可以激发重组细胞1的细胞核全能性表达
D. “低乳糖奶牛”的出生涉及到的技术有动物细胞培养、核移植、胚胎移植等
【答案】CD
【解析】
【分析】分析题图:图示为“低乳糖奶牛”的培育过程,首先采用基因工程技术将“乳糖分解酶基因”导入受体细胞,再采用核移植技术、早期胚胎培养技术和胚胎移植技术获得转基因克隆动物。
【详解】A、犊牛的核遗传物质来自黑白花奶牛提供的细胞核,再加上导入的乳糖酶基因,所以犊牛的核遗传物质并非全部来自黑白花奶牛,A 错误;
B 、胚胎细胞核移植难度低于动物体细胞核移植,因为胚胎细胞的分化程度低于体细胞,B 错误;
C 、选用去核卵母细胞的主要原因是其细胞体积大、易操作,营养物质丰富,含有能激发细胞核全能性表达的物质,C 正确;
D、观察图中信息可知,“低乳糖奶牛”的出生涉及到的技术有动物细胞培养、动物细胞核移植、胚胎移植等,D 正确。
故选CD。
三、非选择题:共5题,共60分。除特别说明外,每空1分。
20. I.根据光合作用中CO2固定方式的不同,可将植物分为C3植物(如小麦)和C4植物(如玉米)。C4植物叶肉细胞中的叶绿体有类囊体但没有Rubisco酶,而维管束鞘细胞中的叶绿体没有类囊体但有Rubisco酶,其光合作用过程如下图所示。已知PEP羧化酶对CO2的亲和力远高于Rubisco酶。
(1)C4植物光合作用暗反应在______细胞中进行。图中丙酮酸转化为PEP需要叶绿体的______(填结构)提供ATP,由Rubisco酶催化固定的CO2主要来自图中过程和______(填生理过程)。
(2)C4植物维管束鞘细胞完全被叶肉细胞包被,叶肉细胞可以为维管束鞘细胞叶绿体提供ATP和NADPH,这说明维管束鞘细胞叶绿体在结构上具有的特点是______;同时还有助于从维管束鞘细胞散出的CO2再次被______(填物质)“捕获”。
Ⅱ.研究者设计了如图甲所示的实验,分析了不同处理条件下苗期玉米的光合生理差异,部分结果如图乙所示,回答下列问题:
(3)图甲的实验设计中,对照组玉米处理的具体条件是______。图乙中,在恢复期作物净光合速率最低对应的处理条件是______。图乙结果所示,胁迫期C&D组净光合速率小于C组,而恢复期C&D组净光合速率明显大于C组,说明______。
(4)据丙图可知,光系统Ⅱ中,光使叶绿素中的电子由低能状态激发到高能状态,这个高能电子随后丢失能量而进入光系统Ⅰ,这时一部分丢失的能量便转化为______中的能量。光系统Ⅱ中丢失的电子由______裂解放出的电子补充;光系统Ⅰ中形成的高能电子作用用于生成______。研究表明,玉米幼苗对低温较敏感,单一冷害胁迫会对光系统Ⅰ和光系统Ⅱ造成极大损伤,请结合图丙分析单一冷害胁迫条件下玉米幼苗的净光合速率下降的原因______。
【答案】(1) ①. 维管束鞘 ②. 类囊体 ③. 有氧呼吸的第二阶段(呼吸作用)
(2) ①. 叶绿体中基粒发育不全(没有类囊体) ②. PEP羧化酶
(3) ①. 适宜的温度和水分 ②. 单一冷害(C组) ③. 干旱能够明显缓解冷害胁迫对玉米光合(和生长)等造成的损伤
(4) ①. ATP ②. H2O ③. NADPH ④. 冷害能够影响光能的吸收、转换与电子的传递,进而减少NADPH与ATP的生成,导致暗反应速率减慢
【解析】
【分析】1、C4植物光合作用过程主要涉及两个关键步骤:C4途径和C3途径(这两个步骤在C4植物中是分开的,而C3植物中则是同时进行的)。
C4途径: 在C4植物的叶肉细胞中,CO2首先被固定形成一种称为C4的化合物。 随后,C4化合物进入维管束鞘细胞,在那里释放出一个CO2分子,并形成丙酮酸。 释放出的CO2随后被C5固定,形成两个C3化合物。 C3化合物在光反应产生的NADPH和ATP的作用下被还原为有机物;
C3途径: 发生在维管束鞘细胞的叶绿体中,与C4途径不同,C3途径直接将CO2固定为C3化合物。 C3化合物在光反应的帮助下被还原为有机物。
C4植物的特点是它们能够通过C4途径有效地利用低浓度的CO2,并在干旱条件下仍能进行光合作用。这种能力使得C4植物在高温、低CO2浓度或干旱条件下比C3植物更能有效地进行光合作用。
2、由图甲、图乙可知,实验的自变量为胁迫的类型和植株所处时期,因变量为玉米的净光合速率,由于胁迫期C&D组(干旱+冷害)净光合速率小于C组(单一冷害),而恢复期C&D组净光合速率明显大于C组,说明干旱能够明显缓解冷害胁迫对玉米光合和生长等造成的损伤。
【小问1详解】
C4植物光合作用暗反应在维管束鞘细胞中进行。图中丙酮酸转化为PEP需要叶绿体的类囊体提供ATP,由Rubisco酶催化固定的CO2主要来自图中过程和有氧呼吸的第二阶段(呼吸作用);
【小问2详解】
C4植物维管束鞘细胞完全被叶肉细胞包被,叶肉细胞可以为维管束鞘细胞叶绿体提供ATP和NADPH,这说明维管束鞘细胞叶绿体在结构上具有的特点是叶绿体中基粒发育不全(没有类囊体);同时还有助于从维管束鞘细胞散出的CO2再次被PEP羧化酶“捕获”;
【小问3详解】
由图甲、图乙可知,实验的自变量为胁迫的类型和植株所处时期,因变量是玉米的净光合速率,为了排除除自变量之外其他因素对实验结果的影响,故对照组玉米的处理是在适宜的温度和水分条件下培养;由图乙的实验结果可知,在恢复期作物净光合速率最低对应的处理条件是单一冷害(C组),图乙结果所示,胁迫期C&D组净光合速率小于C组,而恢复期C&D组净光合速率明显大于C组,说明干旱能够明显缓解冷害胁迫对玉米光合(和生长)等造成的损伤;
【小问4详解】
由图丙可知,光系统Ⅱ中的叶绿素、类胡萝卜素复合体吸收光能后,使叶绿素中的一个电子由低能状态激发到高能状态,这个高能电子随后丢失能量而进入光系统Ⅰ,这时一部分丢失的能量便驱动ADP和Pi转化为ATP;而光系统Ⅱ中丢失的电子可由光反应中H2O的光解放出的电子补充;光系统Ⅰ中的色素吸收光能后也有高能电子产生,其作用是与H+和NADP+合成为NADPH;上述过程为光反应,其发生的场所为叶绿体的类囊体薄膜上;研究表明,玉米幼苗对低温较敏感。单一冷害胁迫会对光系统Ⅰ和光系统Ⅱ造成极大损伤,结合图丙分析单一冷害胁迫条件下玉米幼苗的净光合速率下降的原因:冷害能够影响光能的吸收、转换与电子的传递,进而减少NADPH与ATP的生成,导致暗反应速率减慢。
21. 家兔的毛色由两对独立遗传的基因(A、a和B、b)决定。A、a是控制颜色分布的基因,A基因控制颜色分布不均匀,体色均为野鼠色,a基因控制颜色分布均匀,体色表现为具体颜色。B、b为控制颜色的基因,B基因控制黑色,b基因控制褐色。研究人员现用纯系亲本进行杂交实验,结果如下表。请回答下列问题。
实验组别
亲本
F1表型及比例
F2表型及比例
实验一
野鼠色兔(♀)×褐色兔(♂)
野鼠色兔(♀、♂)
12/16野鼠色兔;3/16黑色兔;1/16褐色兔
实验二
黑色兔(♀)×褐色兔(♂)
黑色兔(♀、♂)
3/4黑色兔;1/4褐色兔
实验三
野鼠色兔(♀)×黑色兔(♂)
野鼠色兔(♀、♂)
3/4野鼠色兔;1/4黑色兔
(1)野鼠色兔的基因型有_______种。
(2)实验一中,F2 野鼠色兔中纯合子占_______,F1与褐色兔杂交,其后代表型及比例为 _______。
(3)实验二中,F1黑色兔基因型为_______, F2黑色兔自由交配,产生的后代中黑色兔占_______。
(4)实验二F2代中一只黑色雄兔与实验三F2中一只野鼠色雌兔进行杂交,产生的后代中黑色兔占_______。
(5)现有一只野鼠色兔,可否通过测交实验检测其是否纯合?简要理由_____。
(6)现将现将绿色荧光蛋白基因(G)转入杂合的AABb雄兔的某条染色体上使之能够在紫外线下发绿色荧光。为了确定基因G所在的染色体,用多只纯种褐色兔(aabb)与该雄兔交配,产生足够多后代(不考虑交叉工换)。
①若产生的后代中仅雌性兔能够发荧光,则基因G最可能位于_____染色体上。
②若后代所有性别中黑毛兔或褐毛兔中能发荧光的个体所占比例均为1/2,则G基因位于_____染色体上。
【答案】(1)6 (2) ①. 1/6 ②. 野鼠色:黑色:褐色=2:1:1
(3) ①. aaBb ②. 8/9
(4)1/3 (5)不可以,野鼠色中AABB、AAbb、AABb测交后代均为野鼠色
(6) ①. X ②. 除B、b所在染色体以外的任何一条常染色体上
【解析】
【分析】1、由题意知,A_BB、A_bb均属于野鼠色,aaB_表现为黑色,aabb表现为褐色。
2、分析杂交实验:实验一,野鼠色基因型是A_B_或AAbb,褐色兔的基因型是aabb,子一代的基因型是A_B_或Aabb,子二代出现黑色图aaB_,说明亲本基因型是AABB×aabb,子一代基因型是AaBb,子二代表现型及比例是野鼠色:黑色:褐色=12:3:1,可以改写成9:3:3:1,因此2对等位基因遵循自由组合定律。实验二,子一代的表现型是黑色,基因型为aaB_,子一代自交得到子二代aaB_(黑色):aabb(褐色)=3:1,相当于一对杂合基因自交,因此子一代的基因型是aaBb。实验三:野鼠色基因型是A_B_或A_bb,黑色基因型是aaB_,杂交子一代是野鼠色,基因型为A_B_或A_bb,子一代自交得到子二代,野鼠色:黑色(aaB_)=3:1,相当于一对杂合子自交,因此子一代的基因型是AaBB,子二代野鼠色的基因型是2/3AaBB、1/3AABB。
【小问1详解】
野鼠色兔的基因型为A_ _ _,故基因型共有6种,即AABB、AABb、AAbb,AaBB、AaBb、Aabb。
【小问2详解】
实验一中,F2野鼠色兔基因型为A_ _ _,比例为12/16,其中纯合子为AABB,AAbb,各占1/16,故F2野鼠色兔中纯合子占2/12=1/6;F1与褐色兔杂交,即为测交类型,其后代表现型及比例为 野鼠色兔:黑色兔:褐色兔=2:1:1。
【小问3详解】
实验二中,F1黑色兔基因型为aaB_,子一代相互交配,子二代的表现型及比例是黑色(aaB_):褐色(aabb)=3:1,因此子一代的基因型是aaBb;F2黑色兔的基因型是1/3aaBB、2/3aaBb,子二代自由交配,产生的后代中褐色兔的比例是aabb=2/3×2/3×1/4=1/9,黑色兔占8/9。
【小问4详解】
实验二F2代中一只黑色雄兔的基因型是1/3aaBB、2/3aaBb,实验三子二代野鼠色的基因型是2/3AaBB、1/3AABB,二者进行杂交,产生的后代中黑色兔的基因型是aaBB+aaBb=2/3×1/2=1/3。
【小问5详解】
野鼠色兔的纯合子基因型是AABB、AAbb,杂合子的基因型是AaBB、AaBb、Aabb、AABb,野鼠色兔中纯合子AABB和AAbb、杂合子AABb的测交后代均为野鼠色兔,因此不能通过测交实验确定是否是纯合子。
【小问6详解】
由题意知,该实验的目的是探究绿色荧光蛋白基因(G)的位置,如果G基因位于基因型为AABb的雄兔的X染色体上,则与多只纯种褐色雌兔(aabb)交配,后代中只有雌性个体能够发荧光;如果G基因位于B、b之外的其他染色体上,则杂交后代雌雄个体中各有一半能发绿色荧光。
22. 同源重组技术结合tetr-sacB双重选择系统可对基因进行敲除与回补,研究基因的功能。下图是科研人员利用该方法对大肠杆菌tacZ基因进行敲除与回补的相关过程,其中tetr是四环素抗性基因,sacB基因(2071bp)是蔗糖致死基因,LacZ基因表达产物能将无色化合物X-gal水解成蓝色化合物。请回答下列问题:
(1)过程①PCR除需要加入Taq酶、dNTP、缓冲液、Mg2+外,还需加入______,所加dNTP的作用有______。
(2)为保证sacB基因和质粒2定向连接,设计引物P1、P2时,需在引物5'端添加限制酶_____的识别序列;过程②需要限制酶和________酶。
(3)过程③中,需先用Ca2+处理大肠杆菌,使其成为_______细胞。筛选导入质粒3的大肠杆菌时需在培养基中添加________。
(4)下图是对质粒3转化菌落进行PCR验证时的产物电泳结果,泳道4、5、7对应的菌株可能转化成功,判断的理由是______。过程⑤PCR中设计引物P3、P4时,需在引物5′端分别添加_______基因两端的同源序列。
(5)过程⑦中,在含有四环素和_____的培养基中出现了白色菌落,即为筛选出的敲除LacZ基因菌株。过程⑧通过同源重组技术结合tetr-sacB双重选择系统可对LacZ基因进行回补,筛选LacZ基因回补菌株时应在培养基中添加_____。
【答案】(1) ①. 引物(或P1、P2)和模板(或质粒1) ②. 既作为原料又提供能量
(2) ①. BamHⅠ、EcoRⅠ ②. DNA连接
(3) ①. 感受态 ②. 四环素
(4) ①. 4、5、7的电泳结果接近(或大于)2071bp ②. LacZ
(5) ①. X-gal ②. 蔗糖和X-gal
【解析】
【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核酸合成技术。
(2)原理:DNA复制。
(3)前提条件: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:Mg2+、模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(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扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
【小问1详解】
在PCR反应体系中,需加入引物(P1、P2)、Taq酶、4种脱氧核苷酸(dNTP)、缓冲液、Mg2+,引物能使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸,dNTP的作用除了能为反应提供原料,还能提供能量。
【小问2详解】
HindⅢ会破坏tetr基因,XmaⅠ会破坏复制原点,为保证sacB基因和质粒2定向连接,应用限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ切割目的基因和质粒,引物是根据目的基因两端的DNA序列设计的,因此设计引物P1、P2时,需在引物5'端添加限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ的识别序列,过程②为基因表达载体的构建,基因表达载体的构建需要限制酶和DNA连接酶。
【小问3详解】
过程③为将目的基因导入受体细胞,导入目的基因时,首先用Ca2+处理大肠杆菌使其成为感受态细胞。重组质粒的标记基因为tetr(四环素抗性基因),筛选导入质粒3的大肠杆菌时需在培养基中添加四环素。
【小问4详解】
sacB基因是目的基因,sacB基因中含有2071bp,4、5、7的电泳结果接近(或大于)2071bp,说明4、5、7对应的菌株中含有目的基因,说明泳道4、5、7对应的菌株可能转化成功。引物是根据目的基因两端的DNA序列设计的,目的基因(tetr-sacB)两端均为LacZ基因,因此需在引物5′端分别添加LacZ基因两端的同源序列。
【小问5详解】
LacZ基因表达产物能将无色化合物X-gal水解成蓝色化合物,过程⑦为筛选LacZ基因敲除菌株,因此,若LacZ基因被敲除,则在含有四环素和X-gal培养基中出现白色菌落。sacB基因是蔗糖致死基因,则添加蔗糖起到选择作用,LacZ基因表达产物能将无色化合物X-gal水解成蓝色化合物,则添加X-gal起到筛选作用,所以在培养基中添加蔗糖和X-gal可筛选LacZ基因回补菌株。
23. 已知剑白香猪染色体数为2n=38。图1为剑白香猪体内某一精原细胞减数分裂的过程,图2为剑白香猪体内的细胞分裂图(仅示部分染色体),图3为该动物体内细胞分裂过程中某物质数量变化曲线图的一部分。
(1)据图1分析,细胞①→②发生分子水平的生理过程主要为_____;细胞②含有____个染色体组;细胞③存在_______ 条Y染色体。若某精原细胞减数分裂过程中,姐妹染色单体上所携带的遗传信息不完全相同,那么造成这种情况的原因可能是_______ (答2种)。
(2)图2中,与乙细胞同时形成的细胞,减数第二次分裂后期的细胞形态与图乙_______(填“相同”或“不同”)。
(3)若图3表示细胞内每条染色体上DNA的数量变化,则BC所处的细胞分裂时期是______ ;若图3表示剑白香猪正常细胞内染色体组数量变化, 某细胞在AB段可能会出现_______(填序号:①联会 ②同源染色体分离 ③76条染色体)的现象。
(4)一只雄性剑白香猪(AaXEY)与一只雌性剑白香猪(aaXeXe)的后代中,有一只基因型为AaXEXeY的变异个体。经分析发现是某一亲本产生的配子发生异常所致,若不考虑基因突变,该变异个体产生的原因是_______(填“父本”或“母本”)减数分裂_______(填“I”或“II”)异常造成的。
(5)兴趣小组进一步测定了有丝分裂和减数分裂不同时期的染色体和核 DNA 分子数目,结果如图乙所示,下列分析正确的是_______。
A.细胞a可能是精细胞
B.细胞d和e可能发生同源染色体联会
C.细胞 c 和细胞g 都可能发生了着丝粒的分裂
D.细胞f可能发生同源染色体的分离
(6)若用剑白香猪的白色中垂耳(GGHH)与黑色立耳(gghh)为亲本杂交得 F1,F1自交得F2,F2的性状分离比为9:3: 3:1, 则F1中两对等位基因在染色体上的位置关系是_______ 。
【答案】(1) ①. DNA复制和蛋白质合成 ②. 2 ③. 0或1或2 ④. 基因突变或互换
(2)不同 (3) ①. 减数分裂后期或有丝分裂后期 ②. ①②
(4) ①. 父本 ②. I
(5)ACD (6)C
【解析】
【分析】减数分裂各时期的特征:①减数分裂前的间期:完成DNA复制和有关蛋白质的合成,细胞适度生长,DNA数目加倍,染色体数目不变。②减数第一次分裂:前期,同源染色体两两配对,形成四分体;中期,同源染色体成对的排列在赤道板两侧;后期,同源染色体彼此分离(非同源染色体自由组合),移向细胞两极;末期,细胞分裂为两个子细胞,染色体数目是体细胞数目的一半。③减数第二次分裂:前期,没有同源染色体,染色体散乱分布;中期,没有同源染色体,着丝粒排列在赤道板上;后期,没有同源染色体,着丝粒分裂,两条子染色体移向细胞两极;末期,细胞分裂为两个子细胞,子细胞染色体数目是体细胞染色体数目的一半。
【小问1详解】
据图1分析:细胞①→②细胞生长,并且为减数分裂做准备,则需要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;细胞②是初级精母细胞,已知剑白香猪染色体数为2n=38,为二倍体生物,故细胞②含有2个染色体组;细胞③是次级精母细胞,同源染色体已经分开,姐妹染色单体也可能已经分离,因此可能含有0或1或2条Y染色体;姐妹染色单体是由同一条染色体复制而来的,理论上,姐妹染色单体上所携带的遗传信息是相同的,若发生基因突变或互换(交叉互换)则精原细胞形成过程中,姐妹染色单体上所携带的遗传信息不完全相同。
小问2详解】
乙进行的是细胞质不均等分裂,则表示次级卵母细胞,与乙同时形成的细胞是第一极体,第一极体在进行减数第二次分裂时细胞质均等分裂所以与图乙不同。
【小问3详解】
若图3表示细胞内每条染色体上DNA的数量变化,则BC表示着丝粒分裂,所处的细胞分裂时期是减数分裂后期或有丝分裂后期 ;若图3表示剑白香猪正常胞内染色体组数量变化, 则BC的结果是每条染色体上只有1个DNA分子,则所处的细胞分裂时期是减数第二次分裂后期或有丝分裂后期着丝粒分裂引起的。正常分裂的细胞在AB段时每条染色体上有两个DNA分子,则此时可能是减数第一次分裂各时期、减数第二次分裂的前期和中期、及有丝分裂的前期和中期,所以可能发生①联会、②同源染色体的分离,但不会出现③76条染色体,有丝分裂后期才会出现76条染色体,此时每条染色体上只有一个DNA分子。
【小问4详解】
一只雄性剑白香猪(AaXEY)与一只雌性剑白香猪(aaXeXe)的后代中,有一只基因型为AaXEXeY的变异个体,经分析发现是某一亲本产生的配子发生异常所致,若不考虑基因突变,该变异个体产生的原因是父本减数分裂过程中X、Y染色体没有分离移向了同一极,产生了基因型为AXEY的精子与基因型为aXe的卵细胞结合,产生了基因型为AaXEXeY的个体。
【小问5详解】
A、细胞a染色体数为n,核DNA数目也为n,可能是精细胞,A正确;B、细胞d和e染色体数目为2n,核DNA数目处于2n~4n,应该正在进行DNA复制,不会发生同源染色体联会,B错误;C、细胞c染色体数为2n,核DNA数目为2n,可能处于减数第二次分裂后期;细胞g染色体数目和核DNA数目为4n,处于有丝分裂后期,二者都可能发生了着丝粒的分裂,C正确;D、细胞f染色体数目为2n,核DNA数为4n,可能处于减数第一次分裂,发生同源染色体的分离,D正确。故选ACD。
【小问6详解】
GGHH与gghh杂交,子一代基因型是GgHh,自交后代的表现型比例是9:3:3:1,符合自由组合定律的性状分离比,因此2对等位基因分别位于2对同源染色体上,C符合题意。故选C。
24. 土壤中的磷主要以难溶性无机磷酸盐形式存在,很难被植物吸收利用。已知解磷细菌可以溶解难溶性无机磷酸盐,提高土壤的肥力。请回答下列问题:
(1)在进行解磷细菌培养与分离时,需要用到固体培养基。该培养基配制时需将各种成份逐一添加后加热、融化,为防止培养基焦糊,需边加热边_________。常用的固体培养基有固体平板培养基和试管斜面培养基(如下图),制备试管斜面培养基过程中的下列操作,正确的先后顺序是______________。
①调节PH ②分装到试管 ③湿热灭菌
(2)科研工作者通过分离、培养解磷细菌制备菌肥,应用到农业生产中,其简要过程如下表所示,请完成下表。
操作步骤
简要操作过程
操作过程的目的
步骤一
称取土样,在富含有①____________的液体培养液中培养4天
富集培养,增加解磷细菌的数量
步骤二
用稀释涂布平板法涂布在以①为唯一②____________的固体平板培养基上
③__________
步骤三
挑选并发酵培养
获得大量解磷细菌悬液
步骤四
发酵过程中混匀发酵液后进行④__________并系列稀释,利用⑤____________法检测细菌数量
随时检测发酵液中细菌数量
步骤五
结束发酵,分装
制成液体或固体解磷菌肥
(3)步骤二也可利用平板划线法来代替稀释涂布平板法。平板划线时,发现平板太软,表面极易划破。请提供解决此问题的合理化建议是______________。某普通解磷细菌由于突变而形成了一种高效解磷细菌,在分离纯化该突变菌株时,科研工作者一般使用稀释涂布平板法而很少使用平板划线法,从实验目的的角度分析,可能的原因是__________。
(4)步骤四中,对某批次发酵液进行系列稀释和接种,统计菌落数,其过程及结果如下图。则该批次发酵液中活菌数为__________cfu/mL(活菌数量用菌落形成单位cfu表示)。
【答案】(1) ①. 搅拌 ②. ①②③
(2) ①. 难溶性无机磷酸盐 ②. 磷源 ③. 获得解磷细菌单菌落 ④. 抽样 ⑤. 显微计数(抽样检测或稀释涂布平板)
(3) ①. 适当增加培养基中琼脂的含量 ②. 平板划线法只能在末端获得少量的单菌落,会减少获得突变菌株的概率
(4)2×107
【解析】
【分析】1、在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称为选择培养基。虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐。
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。
【小问1详解】
固体培养基一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐,还需要添加琼脂,将各种成份逐一添加后加热、融化,需要边加热边搅拌,防止培养基焦糊;与制备固体平板培养基不同,试管斜面培养基的制备过程中的灭菌步骤为:先调节pH,将培养基倒入试管分装后再灭菌,即①②③。
【小问2详解】
结合实验目的可知,在分离、培养解磷细菌制备菌肥的实验中,先称取土样,在富含有难溶性无机磷酸盐的细菌液体培养液中培养4天,进行富集培养,增加解磷细菌的数量;用稀释涂布平板法涂布在以难溶性无机磷酸盐为唯一磷源的固体平板培养基上进行培养,在该类培养基上,只有能利用难溶性无机磷酸盐的微生物能够存活并生长,其余微生物不能存活,从而获得解磷细菌单菌落;发酵过程中对发酵液进行抽样并系列稀释,利用显微计数法检测细菌数量,随时检测发酵液中细菌数量。
【小问3详解】
平板划线时,发现平板太软,表面极易划破,需要增加凝固剂的含量,可适当增加培养基中琼脂的含量;在分离纯化该突变菌株时,平板划线法只能在末端获得少量的单菌落,会减少获得突变菌株的概率,故一般使用稀释涂布平板法而很少使用平板划线法。
【小问4详解】
进行菌落计数时需要选择每个平板菌落数在30~300之间的平板进行统计计数,为避免误差,应当选择3个或三个以上的平板进行计数并去平均值,故发酵液中的活菌数为(38+36+46)÷3÷0.2×105=2×107cfu/mL。
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