精品解析:河南省郑州市中牟县中牟县第一高级中学2024-2025学年高二下学期3月月考生物试题
2025-03-06
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修3 生物技术与工程 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第1章 发酵工程,第2章 细胞工程 |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 河南省 |
| 地区(市) | 郑州市 |
| 地区(区县) | 中牟县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.71 MB |
| 发布时间 | 2025-03-06 |
| 更新时间 | 2025-04-11 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-03-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50836193.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2024-2025学年高二下学期第一次月考
生物试题
一、单项选择题(16小题,每题3分,共48分)
1. 下列关于传统发酵技术应用的叙述,正确的是( )
A. 利用乳酸菌制作酸奶过程中,先通气培养,后密封发酵
B. 果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低,果酒制作过程中情况相反
C. 家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是纯种发酵
D. 毛霉主要通过产生脂肪酶、蛋白酶和纤维素酶参与腐乳发酵
2. 为纯化菌种,在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌,培养结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 倒平板后需间歇晃动,以保证表面平整
B. 图中Ⅰ、Ⅱ区的细菌数量均太多,应从Ⅲ区挑取单菌落
C. 该实验结果因单菌落太多,不能达到菌种纯化的目的
D. 菌落周围的纤维素被降解后,可被刚果红染成红色
3. 镇江陈醋具有“色、香、酸、醇、浓”之特色,其主要工艺流程如下图。相关叙述正确的是( )
A. 作为工业生产,镇江陈醋的酿制过程需要做到严格无菌
B. 后发酵时间越长,醋体中风味物质的不断堆积导致醋品更佳
C. 接种醋酸菌后的固态发酵需要“翻缸”,主要目的是抑制杂菌
D. “淋饭”有助于提高发酵原料的透气性,有助于霉菌的糖化等过程
4. 研究人员发现一种广泛使用的除草剂在土壤中不易被降解,长期使用会导致土壤被污染。为修复被该除草剂污染的土壤,可按下图程序选育能降解该除草剂的细菌(已知该除草剂是一种含氮有机物,在水中溶解度低,含一定量该除草剂的培养基不透明)。下列相关叙述正确的是( )
A. 未使用该除草剂的农田中一定不存在能降解该除草剂的细菌
B. 图中操作Ⅰ用平板划线法接种时,接种环至少需要灼烧6次
C. 用自来水溶解采集的土样可明显降低引入杂菌的风险
D. 操作Ⅲ中透明圈越大的菌落降解该除草剂的能力越强
5. 微生物需要从外界吸收营养物质来维持正常的生长和繁殖。下列关于微生物营养的叙述,正确的是( )
A. 尿素分解菌和纤维素分解菌的培养基中可能含有相同的无机盐
B. 筛选硝化细菌(自养型)的培养基中需加入适宜浓度的有机碳源
C. 只含有水和无机盐两类成分的培养基中不可能形成生物群落
D. 乳酸菌需要的特殊营养物质是指其自身不能合成的某些无机物
6. 某种物质A(一种含有C、H、N的有机物)难以降解,会对环境造成污染,只有某些细菌能降解A.研究人员按照如图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解A的细菌菌株。图中③将M中的菌液稀释一定倍数后,取0.1mL涂布到平板上,初步估测摇瓶M中1mL菌液中细菌数为2.4x108个。相关叙述正确的是( )
A. 实验时,淤泥及盛有培养基的摇瓶通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌
B. 乙中需要加琼脂和物质A等,实验需设平行重复实验,无需另外设置空白对照
C. ③接种方法为稀释涂布平板法,涂布时用涂布器蘸取菌液均匀涂布于平板上
D. 若乙平板上菌落数平均为240个,则接种的菌液的稀释倍数为105
7. 微生物在食品和饮料生产中发挥了重要作用。下表中叙述正确的是( )
选项
应用
主要菌种
发酵说明
A
味精
谷氨酸棒状杆菌
发酵得到的谷氨酸就是提味增鲜的味精
B
酱油
霉菌(黑曲霉)
将原料中的蛋白质分解成多肽和氨基酸,经淋洗调制而成
C
醋
醋酸菌
O2和糖类都充足时分解糖类产生乙酸,缺少糖源则不能产生乙酸
D
啤酒
酵母菌
主发酵阶段糖分解和代谢物生成后,需低温、通气环境进行后发酵
A. A B. B C. C D. D
8. 下列对发酵工程及其应用的叙述,不正确的是( )
A. 用诱变育种或基因工程等方法选育出性状优良的苗种并进行扩大培养
B. 用单细胞蛋白制成的微生物饲料,可通过发酵工程从微生物细胞中提取
C. 发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
D. 生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉
9. 大丽花为菊科大丽花属,是多年生草本植物。大丽花为世界名花之一,除具观赏价值外,还具有药用价值。大丽花在栽培过程中易受病毒感染,造成品质退化。研究小组尝试通过植物组织培养技术获得脱毒苗,操作流程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 应选取大丽花植株无病毒的茎尖作为外植体,并用酒精溶液浸泡30min
B. 过程①为再分化,目的是使细胞失去原特有的结构和功能,该过程无需光照
C. 过程②实质是基因选择性表达,该过程只进行有丝分裂,不进行细胞分化
D. 2号和3号培养基中细胞分裂素与生长素用量的比值分别为等于1和大于1
10. 下列关于动物细胞工程的说法,不正确的有几项?( )
①通过PEG融合法、电融合法等方法可以诱导两个动物细胞相互识别而融合为一个细胞
②动物细胞和癌细胞在培养过程中均会出现细胞贴壁和接触抑制的现象
③灭活的病毒失去了其抗原结构,但保留其感染能力,可用于诱导动物细胞融合
④现阶段,体细胞核移植技术成功率非常低,而且绝大多数动物存在健康问题
⑤小鼠骨髓瘤细胞染色体数为40条,其B淋巴细胞的染色体数为40条,融合后形成的杂交瘤细胞DNA分子数为80个
⑥动植物组织经胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理成为单个细胞后才能进行培养
⑦动物细胞培养材料大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织,其主要原因是这样的组织或细胞具有更高的全能性
A 4项 B. 5项 C. 6项 D. 7项
11. 我国研究人员率先利用某组蛋白去甲基化酶(Kd4d)的mRNA,通过调控重构胚相关基因表达,解决了体细胞克隆猴胚胎发育率低这一技术难点,培育出了第一批灵长类动物——食蟹猴,流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 动物胚胎细胞核移植的难度明显高于体细胞核移植
B. ②过程目的是确保克隆动物的遗传物质全部来自供体细胞
C. ⑤过程需用物理或化学方法激活才能完成细胞分裂和发育进程
D. Kd4d的mRNA 能降低组蛋白甲基化水平,提高克隆猴胚胎发育率
12. 关于生物工程技术过程中出现细胞融合的操作,下列叙述正确的是( )
A. 植物体细胞杂交技术,可直接用聚乙二醇处理两种植物细胞进行膜融合
B. 单克隆抗体制备技术,两两融合的细胞都能在选择培养基上存活
C. 动物体细胞核移植技术,融合细胞可直接移植到受体母牛子宫内获得克隆牛
D. 体外受精技术,常以在显微镜下观察到雌、雄原核或两个极体作为受精的标志
13. 女性甲患有严重的线粒体遗传病,现从女性甲的卵母细胞中取得细胞核,植入女性乙的去核卵母细胞中,构建重组卵母细胞。用该重组卵母细胞与正常精子进行体外受精获得受精卵,经早期胚胎培养和胚胎移植,最后生育出健康婴儿,此类婴儿被称为“三亲婴儿”。下列有关说法错误的是( )
A. 卵母细胞去核前,需要培养到MⅡ期
B. 获得的受精卵需发育到原肠胚才能进行胚胎移植
C. 该技术虽然用到了核移植技术但仍属于有性生殖
D. “三亲婴儿”可能伦理、法律等方面引发争议
14. 第三代试管婴儿技术(PGD/PGS)是对早期胚胎细胞进行基因诊断和染色体检测后再进行胚胎移植,流程如图所示。图中检测包括PGD、PGS(PGD是指胚胎植入前的基因诊断,PGS是指胚胎植入前的染色体数目和结构检测)。下列叙述正确的是( )
A. 受精前需将采集的卵子培养至MⅡ期,精子在含Mg2+载体的获能液中获能
B. PGD和PGS技术可分别用于筛选唐氏综合征和红绿色盲
C. 进行胚胎移植前需要对夫妻双方进行免疫检查,以防止移植后出现免疫排斥反应
D. “理想胚胎”需培养至桑葚胚或囊胚期才能植入子宫
15. 近日,我国研究团队利用一种新方法将获得的人的多能干细胞(属于成体干细胞)在体外诱导转化为全能性的8细胞期胚胎样细胞,类似于受精卵发育3天时的状态,该成果将助力实现人体器官的体外再生、解决器官短缺、移植排斥反应等问题。下列说法错误的是( )
A. 多能干细胞具有发育成完整个体的能力,且不具有组织特异性
B. 多能干细胞和获得的胚胎样细胞都需在培养箱中进行培养
C. 理论上,8细胞期胚胎样细胞可进行胚胎分割和移植技术
D. 若胚胎样细胞继续发育,则将在原肠胚时期开始出现胚层的分化
16. 猪因其生理特性、器官大小以及胚胎发育过程等方面与人类存在高度相似性,已成为“种植”人类器官极具潜力的动物模型。如图表示我国科学家利用猪作为载体,培育可供人类移植使用的人源肾脏的相关流程示意图。下列相关叙述错误的是( )
A. 推测SIXI和SALLI两种基因是猪肾脏发育必需的基因
B. 去除卵母细胞中的核,指的是去除纺锤体—染色体复合物
C. 注入人源干细胞的目的是使人源干细胞分裂分化产生人的器官
D. 该实验流程中涉及了体外受精、核移植、胚胎移植等生物技术
二、非选择题(52分)
17. 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)图1中甲过程利用的微生物是_____,代谢类型是_____,发酵温度控制在_____℃。
(2)若利用图2所示装置由果酒发酵转为果醋发酵时,需要_____(填“升高”或“降低”)发酵温度,制作过程中软管夹应_____(填“打开”或“关闭”),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)市场上购买的真空包装酸菜在没有漏气的状态下发生了“胀袋”现象,同学A怀疑是杂菌污染导致的,同学B怀疑是乳酸菌大量繁殖导致的,你支持同学_____(填“A”或“B”)的观点,说明理由:_____。
18. 发酵工程在医药上的应用非常广泛,其中青霉素的发现和产业化生产进一步推动了发酵工程在医药领域的应用和发展。产黄青霉菌是一种广泛存在于自然界中的霉菌,是生产青霉素的重要工业菌种。工业上生产青霉素的发酵工程流程如图1所示。回答相关问题:
(1)整个发酵过程的中心环节是_____。在制备该培养基时,除了添加必要的营养成分外,还需要将pH在灭菌_____(填“前”或“后”)调至_____性。对产黄青霉菌进行分离纯化并计数采用了_____法,其可以用来计数的原理为_____。除了可以使用该方法获得某菌种的纯培养物,还可使用_____法。
(2)欲从土壤中分离出能产生纤维素酶的纤维素分解菌,可用加入_____作为唯一碳源制成的选择培养基进行分离。若将样品接种到分离纤维素分解菌的培养基上,在该培养基中需要加入的特殊染料是_____,通过观察是否产生_____来筛选纤维素分解菌。
(3)研究发现,某些青霉菌属于维生素营养缺陷型菌株,失去合成某种维生素能力,只有在基本培养基中补充所缺乏的维生素后才能生长。某研究小组筛选出某种维生素营养缺陷型菌株,为了进一步确定该菌株的具体类型,他们把15种维生素按照不同组合分为5个小组,用5个滤纸片分别蘸取不同小组的维生素,然后覆于接种后的琼脂平板上培养一段时间。结果如表:
组别
维生素组合
1
维生素A
维生素B1
维生素B2
维生素B6
维生素B12
2
维生素C
维生素B1
维生素D2
维生素E
烟酰胺
3
叶酸
维生素B2
维生素D2
胆碱
泛酸钙
4
对氨基苯甲酸
维生素B6
维生素E
胆碱
肌醇
5
生物素
维生素B12
烟酰胺
泛酸钙
肌醇
实验结果显示1组和2组滤纸片周围产生生长圈(图2),则该营养缺陷型大肠杆菌不能合成的维生素是_____。若该菌株为叶酸和生物素的双营养缺陷型大肠杆菌,则其在培养基上形成菌落的位置是_____。
19. 如图中亲本植株的基因型为Tt(体细胞染色体数为2n),A、B、C、D表示以亲本植株为材料进行的四种人工繁殖过程,请据图回答下列问题:
(1)四种人工繁殖过程都用到的植物细胞工程技术是_____技术。图中不同的方法都能获得子代植株,其原因是_____。
(2)经过B过程获得的子代植株的基因型为_____。
(3)植物细胞获得具有活力的原生质体需要用_____处理,②过程表示将该植物的两个原生质体进行融合,融合前需用化学试剂_____进行诱导;图中A、B、C、D过程都能得到一种高度液泡化的薄壁细胞组成的结构即_____。
(4)通过D过程获得子代植株的工程技术手段是_____技术。
(5)该植物根富含单宁,单宁不是其生长和生存所必需的产物,属于_____代谢物。单宁具有收敛止血、抗氧化、抗菌等作用,被用于各类产品,可利用_____技术工厂化生产单宁。
20. 人乳头状瘤病毒(HPV)与宫颈癌的发生密切相关,抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV,从而及时监控宫颈癌的发生。如图是以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程,请据图回答:
(1)图中向小鼠注射的A是_____。与诱导植物原生质体融合相比,诱导动物细胞融合特有的方法是_____。
(2)图中选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,该细胞有_____的特点。筛选②需要进行克隆化培养和_____。
(3)从图中可以看出,单克隆抗体制备过程运用了动物细胞工程中的_____和_____两大技术。对应的原理分别是_____、_____。
(4)单克隆抗体注入体内后可以自动追踪抗原(病原体或癌变细胞等)并与之结合,而且绝不攻击任何正常细胞,故称为“生物导弹”,这体现了单克隆抗体的优点是_____。
21. 骆驼被称为“沙漠之舟”的哺乳动物,只有单峰骆驼和双峰骆驼两种。其中单峰骆驼曾经分布于阿拉伯半岛,濒危动物保护组织宣布单峰骆驼野外灭绝(只生活在栽培、圈养条件下即认为该分类单元属于野外灭绝,但在人类活动区会有驯养)。近些年,在我国干燥、缺水的戈壁无人区,科学家又发现了小规模野化单峰骆驼群。科学家欲通过胚胎移植等方法拯救野化单峰骆驼,进行了如图所示的研究。请根据所学知识回答下列问题:
(1)胚胎工程中一般注射_____处理A使其超数排卵。①是受精过程,为防止多精入卵所发生的生理反应有_____,受精的标志是_____。
(2)过程③之后需要将获得的重构胚激活,使其在适宜的培养液中培养至_____阶段进行胚胎移植,欲获得更多的胚胎可以对囊胚进行_____操作,操作过程需要特别注意的问题是必须将_____。
(3)胚胎能在D受体雌性体内存活的生理学基础为受体对外来胚胎基本上不发生_____。
(4)与F相比,E更具有多样性,其原因是E的生殖方式为_____,其亲代在进行减数分裂过程中会发生基因重组。若要胚胎移植前对E进行性别鉴定应选_____细胞,避免对胚胎造成影响。
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2024-2025学年高二下学期第一次月考
生物试题
一、单项选择题(16小题,每题3分,共48分)
1. 下列关于传统发酵技术应用的叙述,正确的是( )
A 利用乳酸菌制作酸奶过程中,先通气培养,后密封发酵
B. 果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低,果酒制作过程中情况相反
C. 家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是纯种发酵
D. 毛霉主要通过产生脂肪酶、蛋白酶和纤维素酶参与腐乳发酵
【答案】C
【解析】
【分析】制作果酒的酵母菌的代谢类型是异养兼性厌氧型,制作酸奶的乳酸菌属于厌氧菌,只能在无氧条件下繁殖,制作果醋的醋酸菌的代谢类型是异养需养型;腐乳是用豆腐发酵制成,多种微生物参与发酵,其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一种丝状真菌,具发达的白色菌丝。毛霉等微生物产生的以蛋白酶为主的各种酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸、脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。
【详解】A、乳酸菌是一种严格的厌氧菌,有氧气存在时,其发酵会受到抑制,因此利用乳酸菌制作酸奶的过程中,应一直处于密闭状态,否则会导致发酵失败,A错误;
B、果醋制作过程中,醋酸菌有氧呼吸产生二氧化碳和水,二氧化碳溶于水形成碳酸,随着二氧化碳浓度的增加,溶液的pH逐渐降低;果酒制作过程中,酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳与酒精,二氧化碳溶于水形成碳酸,随着二氧化碳浓度的增加,溶液的pH逐渐降低,因此果酒、果醋制作过程中溶液的pH都是逐渐降低,B错误;
C、家庭制作果酒、果醋与腐乳过程中所用的菌种均来源于自然环境,有多种微生物参与发酵过程,因此均不是纯种发酵,C正确;
D、毛霉主要通过产生脂肪酶、蛋白酶参与腐乳发酵,不能产生纤维素酶,D错误。
故选C。
2. 为纯化菌种,在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌,培养结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 倒平板后需间歇晃动,以保证表面平整
B. 图中Ⅰ、Ⅱ区的细菌数量均太多,应从Ⅲ区挑取单菌落
C. 该实验结果因单菌落太多,不能达到菌种纯化的目的
D. 菌落周围的纤维素被降解后,可被刚果红染成红色
【答案】B
【解析】
【分析】分析平板结果可知,采用的接种方法为平板划线法,且划线顺序是Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区,可以看到Ⅲ区中出现了单菌落。
【详解】A、倒平板后无需晃动,A错误;
B、Ⅰ区、Ⅱ区没有出现单菌落,说明细菌数量太多,故应从Ⅲ区挑取单菌落,B正确;
C、出现单菌落即达到了菌种纯化的目的,C错误;
D、刚果红是一种染料,它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不和水解
后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应,D错误。
故选B。
3. 镇江陈醋具有“色、香、酸、醇、浓”之特色,其主要工艺流程如下图。相关叙述正确的是( )
A. 作为工业生产,镇江陈醋的酿制过程需要做到严格无菌
B. 后发酵时间越长,醋体中风味物质的不断堆积导致醋品更佳
C. 接种醋酸菌后的固态发酵需要“翻缸”,主要目的是抑制杂菌
D. “淋饭”有助于提高发酵原料的透气性,有助于霉菌的糖化等过程
【答案】D
【解析】
【分析】参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、参与果醋制作的微生物是醋酸菌,传统发酵技术是通过控制某些条件抑制其他微生物的繁殖,做不到严格无菌,A错误;
B、后发酵时间不能太长,需要适宜,发酵时间越长,可能会产生其他有害的物质或者滋生其他杂菌,B错误;
C、醋酸发酵过程中利用的微生物是醋酸菌,发酵需要充足的氧气,所以“翻缸”目的是提供氧气,C错误;
D、“淋饭” 这一操作有助于提高发酵原料的透气性,而霉菌在糖化等过程中是需要氧气的,这样就为霉菌的糖化等过程提供了氧气,D正确。
故选D。
4. 研究人员发现一种广泛使用的除草剂在土壤中不易被降解,长期使用会导致土壤被污染。为修复被该除草剂污染的土壤,可按下图程序选育能降解该除草剂的细菌(已知该除草剂是一种含氮有机物,在水中溶解度低,含一定量该除草剂的培养基不透明)。下列相关叙述正确的是( )
A. 未使用该除草剂的农田中一定不存在能降解该除草剂的细菌
B. 图中操作Ⅰ用平板划线法接种时,接种环至少需要灼烧6次
C. 用自来水溶解采集的土样可明显降低引入杂菌的风险
D. 操作Ⅲ中透明圈越大的菌落降解该除草剂的能力越强
【答案】B
【解析】
【分析】微生物常用的接种方法:
1、平板划线法:这是最常用的接种方法之一。通过在固体培养基表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线,使微生物在琼脂平板表面分散开来,形成单个菌落,从而达到分离纯种的目的;
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,可以对微生物进行数量统计。
【详解】A、生物的变异是不定向的,即使未使用该除草剂的农田中,也可能存在由于基因突变等原因而产生的能降解该除草剂的细菌,所以不能肯定未使用该除草剂的农田中一定不存在能降解该除草剂的细菌,A错误;
B、平板划线法接种时,每次划线前后都要灼烧接种环,图中操作Ⅰ进行5次划线操作,那么接种环需要灼烧6次(包括第一次划线前和最后一次划线后),B正确;
C、自来水中含有各种微生物等杂质,用自来水溶解采集的土样会增加引入杂菌的风险,应该用无菌水溶解采集的土样来降低引入杂菌的风险,C错误;
D、透明圈直径与菌落直径的比值越大,说明该微生物降解除草剂的能力越强,而不是透明圈越大的菌落降解该除草剂的能力越强,D错误。
故选B。
5. 微生物需要从外界吸收营养物质来维持正常的生长和繁殖。下列关于微生物营养的叙述,正确的是( )
A. 尿素分解菌和纤维素分解菌的培养基中可能含有相同的无机盐
B. 筛选硝化细菌(自养型)的培养基中需加入适宜浓度的有机碳源
C. 只含有水和无机盐两类成分的培养基中不可能形成生物群落
D. 乳酸菌需要的特殊营养物质是指其自身不能合成的某些无机物
【答案】A
【解析】
【分析】培养基一般含有水、碳源、氮源、无机盐。培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。如培养乳酸杆菌时需添加维生素,培养霉菌时需将pH调至酸性,培养细菌时需将pH调至中性或微碱性。选择培养基是指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。
【详解】A、尿素分解菌的培养基中含有的无机盐是KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4,纤维素分解菌的培养基中含有的无机盐是NaNO3、KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4、KCl。A正确;
B、硝化细菌是自养生物,可以用空气中CO2作为碳源,用缺乏有机碳源的培养基可以筛选硝化细菌。B错误;
C、只含有水和无机盐两类成分的培养基,可以培养既能固氮又能以CO2作为碳源的微生物(如固氮蓝藻)。C错误;
D、乳酸菌需要的特殊营养物质是维生素,是有机物。D错误。
故选A。
6. 某种物质A(一种含有C、H、N的有机物)难以降解,会对环境造成污染,只有某些细菌能降解A.研究人员按照如图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解A的细菌菌株。图中③将M中的菌液稀释一定倍数后,取0.1mL涂布到平板上,初步估测摇瓶M中1mL菌液中细菌数为2.4x108个。相关叙述正确的是( )
A. 实验时,淤泥及盛有培养基的摇瓶通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌
B. 乙中需要加琼脂和物质A等,实验需设平行重复实验,无需另外设置空白对照
C. ③接种方法为稀释涂布平板法,涂布时用涂布器蘸取菌液均匀涂布于平板上
D. 若乙平板上菌落数平均为240个,则接种的菌液的稀释倍数为105
【答案】D
【解析】
【分析】分析题图:①为淤泥取样进行稀释,②为接种到液体培养基上,③稀释涂布平板法接种到以A为唯一碳源和氮源的选择培养基上,④为挑取单菌落接种,⑤在以A为唯一碳源和氮源的选择培养基上进一步筛选出高效降解A的菌株。
【详解】A、实验时,要从淤泥中分离得到能高效降解A的细菌菌株,则图①为淤泥取样进行稀释,可以取淤泥加无菌水制成菌悬液,淤泥中有菌种,因此不能进行灭菌处理;盛有培养基的摇瓶通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,A错误;
B、识图分析可知,③是稀释涂布平板法接种到以A为唯一碳源和氮源的选择培养基上,因此乙为固体培养基,需要加琼脂和物质A等,为了提高准确度,实验需设平行重复实验,且需要另外设置空白对照,检测培养基配制是否合格,B错误;
C、③接种方法为稀释涂布平板法,接种工具是涂布器,但是不能用涂布器蘸取菌液,应该将菌液用微量移液管加入到培养基中,用涂布器进行均匀涂抹,C错误;
D、若乙平板上长出的菌落数平均为240个,假设稀释倍数为a,根据摇瓶M中1mL菌液中细菌数为2.4×108个,在每个平板上涂布0.1mL稀释后的菌液,则有240×a÷0.1=2.4×108,则稀释倍数a=105,D正确。
故选D
7. 微生物在食品和饮料生产中发挥了重要作用。下表中叙述正确的是( )
选项
应用
主要菌种
发酵说明
A
味精
谷氨酸棒状杆菌
发酵得到的谷氨酸就是提味增鲜的味精
B
酱油
霉菌(黑曲霉)
将原料中的蛋白质分解成多肽和氨基酸,经淋洗调制而成
C
醋
醋酸菌
O2和糖类都充足时分解糖类产生乙酸,缺少糖源则不能产生乙酸
D
啤酒
酵母菌
主发酵阶段糖分解和代谢物生成后,需低温、通气环境进行后发酵
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【分析】1、果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。
2、谷氨酸棒状杆菌为需氧菌。
【详解】A、发酵得到谷氨酸经过一系列处理制成谷氨酸钠是味精,A错误;
B、酱油由霉菌(黑曲霉)将原料中的蛋白质分解成多肽和氨基酸,经淋洗调制而成,B正确;
C、醋酸菌在缺少糖源时,可以直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸,C错误;
D、啤酒发酵过程中,主发酵阶段糖分解和代谢物生成后,需低温、密闭环境进行后发酵,D错误。
故选B。
8. 下列对发酵工程及其应用的叙述,不正确的是( )
A. 用诱变育种或基因工程等方法选育出性状优良的苗种并进行扩大培养
B. 用单细胞蛋白制成的微生物饲料,可通过发酵工程从微生物细胞中提取
C. 发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
D. 生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉
【答案】B
【解析】
【分析】发酵过程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、灭菌,接种,发酵,产品的分离、提纯等方面。
【详解】A、优良菌种的选育方法:从自然界中筛选、通过诱变育种或基因工程等方法,A正确;
B、单细胞蛋白是指富含蛋白质的微生物菌体本身,B错误;
C、发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物(如酒精、乳酸)、酶(如霉菌产生的蛋白酶或脂肪酶)及菌体本身(如单细胞蛋白),C正确;
D、柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得,所以生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉,D正确。
故选B。
9. 大丽花为菊科大丽花属,是多年生草本植物。大丽花为世界名花之一,除具观赏价值外,还具有药用价值。大丽花在栽培过程中易受病毒感染,造成品质退化。研究小组尝试通过植物组织培养技术获得脱毒苗,操作流程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 应选取大丽花植株无病毒茎尖作为外植体,并用酒精溶液浸泡30min
B. 过程①为再分化,目的是使细胞失去原特有的结构和功能,该过程无需光照
C. 过程②的实质是基因选择性表达,该过程只进行有丝分裂,不进行细胞分化
D. 2号和3号培养基中细胞分裂素与生长素用量的比值分别为等于1和大于1
【答案】D
【解析】
【分析】图示分析,①为外植体脱分化形成愈伤组织过程,②为愈伤组织经过再分化形成丛壮苗的过程,③为丛壮苗在生根培养基中形成试管苗过程。
【详解】A、茎尖病毒很少或几乎不含病毒,作为外植体培养脱毒苗,外植体需要在酒精中浸泡30s,A错误;
B、过程①为外植体经过脱分化过程形成愈伤组织,目的是使细胞失去原特有的结构和功能,该过程不需要光照,B错误;
C、过程②为再分化过程,实质是基因选择性表达,该过程既进行有丝分裂,也进行细胞分化,C错误;
D、脱分化过程所用的培养基细胞分裂素与生长素用量的比值等于1,发芽培养基中细胞分裂素与生长素用量的比值大于1,D正确。
故选D。
10. 下列关于动物细胞工程的说法,不正确的有几项?( )
①通过PEG融合法、电融合法等方法可以诱导两个动物细胞相互识别而融合为一个细胞
②动物细胞和癌细胞在培养过程中均会出现细胞贴壁和接触抑制的现象
③灭活的病毒失去了其抗原结构,但保留其感染能力,可用于诱导动物细胞融合
④现阶段,体细胞核移植技术成功率非常低,而且绝大多数动物存在健康问题
⑤小鼠骨髓瘤细胞染色体数为40条,其B淋巴细胞的染色体数为40条,融合后形成的杂交瘤细胞DNA分子数为80个
⑥动植物组织经胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理成为单个细胞后才能进行培养
⑦动物细胞培养材料大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织,其主要原因是这样的组织或细胞具有更高的全能性
A. 4项 B. 5项 C. 6项 D. 7项
【答案】C
【解析】
【分析】诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似,常用诱导因素有PEG、灭活病毒、电激等。灭活病毒诱导细胞融合的原理是:病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞互相凝聚,细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合。
【详解】①通过PEG融合法、电融合法等方法可以诱导两个动物细胞融合为一个细胞,但没有涉及相互识别,①错误;
②正常体细胞在培养过程中会出现接触抑制和贴壁生长现象,但癌细胞能无限增殖,故在培养过程中不会出现接触抑制的现象,②错误;
③灭活是指用物理或化学的手段使病毒失去感染能力,但没有破坏抗原结构,③错误;
④现阶段,体细胞核移植技术成功率非常低,而且绝大多数动物存在健康问题,许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷,如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷和免疫失调等,④正确;
⑤小鼠骨髓瘤细胞染色体数为40条,其B淋巴细胞的染色体数为40条,融合后形成的杂交瘤细胞的核DNA分子数为80个,此外在细胞质中还有少量的DNA分子,⑤错误;
⑥动物组织经胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理成为单个细胞后才能进行培养,植物组织培养时不需要用酶处理,⑥错误;
⑦动物细胞培养材料大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织,其主要原因是这样的组织或细胞的分裂能力强,⑦错误。
综上所述,①②③⑤⑥⑦错误,④正确,ABD错误,C正确。
故选C。
11. 我国研究人员率先利用某组蛋白去甲基化酶(Kd4d)的mRNA,通过调控重构胚相关基因表达,解决了体细胞克隆猴胚胎发育率低这一技术难点,培育出了第一批灵长类动物——食蟹猴,流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 动物胚胎细胞核移植的难度明显高于体细胞核移植
B. ②过程目的是确保克隆动物的遗传物质全部来自供体细胞
C. ⑤过程需用物理或化学方法激活才能完成细胞分裂和发育进程
D. Kd4d的mRNA 能降低组蛋白甲基化水平,提高克隆猴胚胎发育率
【答案】C
【解析】
【分析】①卵母细胞的细胞质中含有一些能够促进细胞核全能性表达的物质,②过程是去除卵母细胞的细胞核,目的是为供体细胞的核提供一个去核的卵母细胞环境,保证细胞核全能性能够顺利表达,而细胞质中也存在有遗传物质DNA,因此克隆动物的遗传物质来自核供体和卵母细胞供体;
②重构胚需要用物理或化学方法激活,如电刺激等,这样才能使重构胚完成细胞分裂和发育进程。
【详解】A、胚胎细胞分化程度低,全能性相对较高,而体细胞分化程度高,恢复全能性更困难,因此动物体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植,A错误;
B、卵母细胞的细胞质中含有一些能够促进细胞核全能性表达的物质,②过程是去除卵母细胞的细胞核,目的是为供体细胞的核提供一个去核的卵母细胞环境,而细胞质中也存在有遗传物质DNA,因此克隆动物的细胞质遗传物质全部来自去核卵母细胞,无法保证克隆动物的遗传物质全部来自供体细胞,B错误;
C、⑤过程(重构胚)需要用物理或化学方法激活,如电刺激等,这样才能使重构胚完成细胞分裂和发育进程,C正确;
D、基因通过控制蛋白质的合成来调控生命活动,根据题干信息可知,Kd4d的mRNA能够合成某组蛋白去甲基化酶,在该酶的作用下,能降低组蛋白甲基化水平,调控重构胚相关基因表达,从而提高克隆猴胚胎发育率,并不是Kd4d的mRNA能降低组蛋白甲基化水平,D错误。
故选C。
12. 关于生物工程技术过程中出现细胞融合的操作,下列叙述正确的是( )
A. 植物体细胞杂交技术,可直接用聚乙二醇处理两种植物细胞进行膜融合
B. 单克隆抗体制备技术,两两融合的细胞都能在选择培养基上存活
C. 动物体细胞核移植技术,融合细胞可直接移植到受体母牛子宫内获得克隆牛
D. 体外受精技术,常以在显微镜下观察到雌、雄原核或两个极体作为受精的标志
【答案】D
【解析】
【分析】植物体细胞杂交时,首先用酶解法去壁,一般使用纤维素酶和果胶酶处理;然后诱导原生质体融合,采用的方法一般包括物理法(离心、振荡、电融合法)、化学法(用聚乙二醇处理);培养融合的原生质体再生出新的细胞壁,形成杂种细胞。然后杂种细胞经过植物组织培养技术可以培养形成杂种植株。
【详解】A、若为植物体细胞杂交技术由于植物细胞的最外层是细胞壁,因此用聚乙二醇处理两种植物细胞后不会直接出现膜融合,应首先用酶解法去壁,A错误;
B、单克隆抗体制备技术中,同种融合的细胞会死亡,只有杂交瘤细胞才能存活,B错误;
C、若为动物体细胞核移植技术,融合得到的细胞需培养到桑椹胚(桑葚胚)或囊胚,然后移植到受体母牛子宫内获得克隆牛,C错误;
D、若为体外受精技术,细胞融合时可在显微镜下观察到雌、雄原核或透明带和卵细胞膜之间的两个极体,D正确。
故选D。
13. 女性甲患有严重的线粒体遗传病,现从女性甲的卵母细胞中取得细胞核,植入女性乙的去核卵母细胞中,构建重组卵母细胞。用该重组卵母细胞与正常精子进行体外受精获得受精卵,经早期胚胎培养和胚胎移植,最后生育出健康婴儿,此类婴儿被称为“三亲婴儿”。下列有关说法错误的是( )
A. 卵母细胞去核前,需要培养到MⅡ期
B. 获得的受精卵需发育到原肠胚才能进行胚胎移植
C. 该技术虽然用到了核移植技术但仍属于有性生殖
D. “三亲婴儿”可能在伦理、法律等方面引发争议
【答案】B
【解析】
【分析】1、试管婴儿技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植后产生后代技术。设计试管婴儿技术是通过体外受精获得许多胚胎,然后从中选择符合要求的胚胎,再经移植后产生后代的技术。
2、三亲婴儿的培育采用了核移植技术、早期胚胎培养技术和胚胎移植技术等。
【详解】A、卵母细胞去核前,需要培养到减数第二次分裂中期(MII 期),此时卵母细胞具备受精能力,且细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质,A正确;
B、早期胚胎通常需发育到囊胚时期就可以进行胚胎移植操作,B错误;
C、“三亲婴儿”技术包含了体外受精过程,因此属于有性生殖,C正确;
D、“三亲婴儿”因为含有三个亲本的遗传物质,因此在伦理、法律等方面可能引发争议,D正确。
故选B
14. 第三代试管婴儿技术(PGD/PGS)是对早期胚胎细胞进行基因诊断和染色体检测后再进行胚胎移植,流程如图所示。图中检测包括PGD、PGS(PGD是指胚胎植入前的基因诊断,PGS是指胚胎植入前的染色体数目和结构检测)。下列叙述正确的是( )
A. 受精前需将采集的卵子培养至MⅡ期,精子在含Mg2+载体的获能液中获能
B. PGD和PGS技术可分别用于筛选唐氏综合征和红绿色盲
C. 进行胚胎移植前需要对夫妻双方进行免疫检查,以防止移植后出现免疫排斥反应
D. “理想胚胎”需培养至桑葚胚或囊胚期才能植入子宫
【答案】D
【解析】
【分析】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.这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。②早期胚胎在一定时间内处于游离状态,这就为胚胎的收集提供了可能。③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体的存活提供了可能。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。
【详解】A、体外受精时,需要将所采集到的卵母细胞在体外培养至MⅡ期,精子在含Ca2+载体的获能液中获能,才可以完成受精作用,A错误;
B、PGD是指胚胎植入前的基因诊断,PGD可用于筛选红绿色盲,PGS是指胚胎植入前的染色体数目和结构检测,PGS可用于筛选唐氏综合征,B错误;
C、受体子宫对外来胚胎几乎不发生免疫排斥反应,因此进行胚胎移植前不需要对夫妻双方进行免疫检查,C错误;
D、“理想胚胎”需培养至桑葚胚或囊胚才能植入子宫,D正确。
故选D。
15. 近日,我国研究团队利用一种新方法将获得的人的多能干细胞(属于成体干细胞)在体外诱导转化为全能性的8细胞期胚胎样细胞,类似于受精卵发育3天时的状态,该成果将助力实现人体器官的体外再生、解决器官短缺、移植排斥反应等问题。下列说法错误的是( )
A. 多能干细胞具有发育成完整个体的能力,且不具有组织特异性
B. 多能干细胞和获得的胚胎样细胞都需在培养箱中进行培养
C. 理论上,8细胞期胚胎样细胞可进行胚胎分割和移植技术
D. 若胚胎样细胞继续发育,则将在原肠胚时期开始出现胚层的分化
【答案】A
【解析】
【分析】克隆分为治疗性克隆和生殖性克隆。生殖性克隆是指将克隆技术用于生育目的,即用于生产人类个体;治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的组织或细胞等用于治疗性移植。
【详解】A、多能干细胞具有发育成多种细胞的能力,但不具有发育成完整个体的能力,且具有组织特异性,A错误;
B、多能干细胞和获得的胚胎样细胞都需在CO2培养箱中进行培养,以维持培养液的pH值,B正确;
C、理论上,8细胞期胚胎样细胞这样的早期胚胎可进行胚胎分割和移植技术,C正确;
D、若胚胎样细胞继续发育,原肠胚时期开始出现胚层的分化,D正确。
故选A。
16. 猪因其生理特性、器官大小以及胚胎发育过程等方面与人类存在高度相似性,已成为“种植”人类器官极具潜力的动物模型。如图表示我国科学家利用猪作为载体,培育可供人类移植使用的人源肾脏的相关流程示意图。下列相关叙述错误的是( )
A. 推测SIXI和SALLI两种基因是猪肾脏发育必需的基因
B. 去除卵母细胞中的核,指的是去除纺锤体—染色体复合物
C. 注入人源干细胞的目的是使人源干细胞分裂分化产生人的器官
D. 该实验流程中涉及了体外受精、核移植、胚胎移植等生物技术
【答案】D
【解析】
【分析】动物核移植是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为克隆动物。
【详解】A、根据SIXI/SALLI缺陷的早期胚胎发育成肾脏缺陷胚胎可知,这两个基因是猪肾脏发育必需的基因,A正确;
B、符合去核标准的卵母细胞处于减数分裂Ⅱ中期,此时的“核”其实是纺锤体—染色体复合物,B正确;
C、干细胞具有较强的分裂和分化能力,注入人源干细胞的目的是使人源干细胞分裂分化产生人的器官,以用于器官移植等,C正确;
D、该实验流程包括了核移植、体外胚胎培养、胚胎移植等生物技术,但不包括体外受精技术,D错误。
故选D。
二、非选择题(52分)
17. 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)图1中甲过程利用的微生物是_____,代谢类型是_____,发酵温度控制在_____℃。
(2)若利用图2所示装置由果酒发酵转为果醋发酵时,需要_____(填“升高”或“降低”)发酵温度,制作过程中软管夹应_____(填“打开”或“关闭”),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)市场上购买的真空包装酸菜在没有漏气的状态下发生了“胀袋”现象,同学A怀疑是杂菌污染导致的,同学B怀疑是乳酸菌大量繁殖导致的,你支持同学_____(填“A”或“B”)的观点,说明理由:_____。
【答案】(1) ①. 酵母菌 ②. 异养兼性厌氧型 ③. 18~30
(2) ①. 升高 ②. 打开 ③. 避免空气中其他微生物进入发酵装置(或防止空气中的微生物污染)
(3) ①. A ②. 乳酸菌代谢过程中不产生气体
【解析】
【分析】参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型.果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【小问1详解】
图1甲过程是酒精发酵,因此使用的微生物是酵母菌,酵母菌的代谢类型是异养兼性厌氧型,即既能在有氧环境下利用现成的有机物进行有氧呼吸获取能量,也能在无氧环境下利用有机物进行无氧呼吸产生酒精等产物。酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18~30℃,因此发酵温度控制在18~30℃。
【小问2详解】
果酒发酵时酵母菌适宜温度是 18 - 30℃,果醋发酵时醋酸菌适宜温度是 30 - 35℃,所以由果酒发酵转为果醋发酵时,需要升高发酵温度。醋酸菌是好氧细菌,在果醋发酵过程中需要充足的氧气,所以制作过程中软管夹应打开,以便充氧泵向发酵罐内通入空气。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空气中的微生物进入发酵罐,避免杂菌污染,同时也能将发酵过程中产生的气体排出。
【小问3详解】
市场上购买的真空包装酸菜,在没有漏气的状态下发生了“胀袋”现象,说明有气体产生,乳酸菌代谢过程中不产生气体,因此支持A的观点。
18. 发酵工程在医药上的应用非常广泛,其中青霉素的发现和产业化生产进一步推动了发酵工程在医药领域的应用和发展。产黄青霉菌是一种广泛存在于自然界中的霉菌,是生产青霉素的重要工业菌种。工业上生产青霉素的发酵工程流程如图1所示。回答相关问题:
(1)整个发酵过程的中心环节是_____。在制备该培养基时,除了添加必要的营养成分外,还需要将pH在灭菌_____(填“前”或“后”)调至_____性。对产黄青霉菌进行分离纯化并计数采用了_____法,其可以用来计数的原理为_____。除了可以使用该方法获得某菌种的纯培养物,还可使用_____法。
(2)欲从土壤中分离出能产生纤维素酶的纤维素分解菌,可用加入_____作为唯一碳源制成的选择培养基进行分离。若将样品接种到分离纤维素分解菌的培养基上,在该培养基中需要加入的特殊染料是_____,通过观察是否产生_____来筛选纤维素分解菌。
(3)研究发现,某些青霉菌属于维生素营养缺陷型菌株,失去合成某种维生素的能力,只有在基本培养基中补充所缺乏的维生素后才能生长。某研究小组筛选出某种维生素营养缺陷型菌株,为了进一步确定该菌株的具体类型,他们把15种维生素按照不同组合分为5个小组,用5个滤纸片分别蘸取不同小组的维生素,然后覆于接种后的琼脂平板上培养一段时间。结果如表:
组别
维生素组合
1
维生素A
维生素B1
维生素B2
维生素B6
维生素B12
2
维生素C
维生素B1
维生素D2
维生素E
烟酰胺
3
叶酸
维生素B2
维生素D2
胆碱
泛酸钙
4
对氨基苯甲酸
维生素B6
维生素E
胆碱
肌醇
5
生物素
维生素B12
烟酰胺
泛酸钙
肌醇
实验结果显示1组和2组滤纸片周围产生生长圈(图2),则该营养缺陷型大肠杆菌不能合成的维生素是_____。若该菌株为叶酸和生物素的双营养缺陷型大肠杆菌,则其在培养基上形成菌落的位置是_____。
【答案】(1) ①. 发酵罐内发酵 ②. 前 ③. 酸 ④. 稀释涂布平板 ⑤. 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 ⑥. 平板划线
(2) ①. 纤维素 ②. 刚果红(CR) ③. 透明圈
(3) ①. 维生素B1 ②. 3与5的交界处
【解析】
【分析】1、人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质—培养基,用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。虽然各种培养基的配方不同,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)和无机盐等营养物质。在提供上述几种主要营养物质的基础上,培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。例如,在培养乳酸杆菌时,需要在培养基中添加维生素;在培养霉菌时,一般需要将培养基调至酸性;在培养细菌时,一般需要将培养基调至中性或弱碱性;在培养厌氧微生物时,需要提供无氧的条件。
2、发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、灭菌,接种,发酵,产品的分离、提纯等方面。发酵罐中发酵是发酵工程的中心环节。
【小问1详解】
发酵罐中发酵是发酵工程的中心环节。在制备培养基时,需要在灭菌前调节 pH,因为如果在灭菌后调节,可能会造成培养基被杂菌污染。在培养霉菌时,除了添加必要的营养成分外,一般还需要将培养基调至酸性。对产黄青霉菌进行分离纯化并计数常采用稀释涂布平板法。稀释涂布平板法可以用来计数的原理是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 。除了稀释涂布平板法,还可使用平板划线法获得某菌种的纯培养物。
【小问2详解】
欲从土壤中分离出能产生纤维素酶的纤维素分解菌,可用加入纤维素作为唯一碳源制成的选择培养基进行分离,这样只有能分解利用纤维素的细菌才能在该培养基上生长。在分离纤维素分解菌的培养基中需要加入的特殊染料是刚果红。刚果红能与纤维素形成红色复合物,当纤维素被纤维素酶分解后,刚果红 - 纤维素的复合物就无法形成,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈,所以通过观察是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
【小问3详解】
实验结果显示1组和2组滤纸片周围产生生长圈,比较表格中各种维生素组合,1组和2组含有而其他组不含有的维生素是维生素B1,所以该营养缺陷型大肠杆菌不能合成的维生素是维生素B1。只有3组含有叶酸,只有5组含有生物素,所以若菌株为叶酸和生物素的双营养缺陷型大肠杆菌,则其在培养基上形成菌落的位置是3与5的交界处。
19. 如图中亲本植株的基因型为Tt(体细胞染色体数为2n),A、B、C、D表示以亲本植株为材料进行的四种人工繁殖过程,请据图回答下列问题:
(1)四种人工繁殖过程都用到的植物细胞工程技术是_____技术。图中不同的方法都能获得子代植株,其原因是_____。
(2)经过B过程获得的子代植株的基因型为_____。
(3)植物细胞获得具有活力的原生质体需要用_____处理,②过程表示将该植物的两个原生质体进行融合,融合前需用化学试剂_____进行诱导;图中A、B、C、D过程都能得到一种高度液泡化的薄壁细胞组成的结构即_____。
(4)通过D过程获得子代植株的工程技术手段是_____技术。
(5)该植物根富含单宁,单宁不是其生长和生存所必需的产物,属于_____代谢物。单宁具有收敛止血、抗氧化、抗菌等作用,被用于各类产品,可利用_____技术工厂化生产单宁。
【答案】(1) ①. 植物组织培养 ②. 植物细胞的全能性
(2)Tt (3) ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. PEG(聚乙二醇) ③. 愈伤组织
(4)植物体细胞杂交 (5) ①. 次生 ②. 植物细胞培养
【解析】
【分析】植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性,植物体细胞杂交的原理是植物细胞具有全能性且细胞膜具有一定的流动性。植物组织培养是植物体细胞杂交的基础,植物体细胞杂交所用的技术更复杂。
【小问1详解】
植物细胞工程最基本的技术是植物组织培养,是图中四种人工繁殖过程都要用到的。图中不同方法都能获得子代植株是因为具有某种生物全套遗传信息的任何一个细胞都具有发育成完整生物体的潜能,也就是说植物细胞具有全能性。
【小问2详解】
B表示通过胚状体进行无性繁殖得到的个体,无性繁殖能保持亲本的优良性状,因此得到的后代基因型是Tt。
【小问3详解】
细胞壁的组成成分是纤维素和果胶,可先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得具有活性的aq原生质体。②过程表示将该植物的两个原生质体进行融合,促进原生质体融合的方法包括物理、化学的方法,通常化学法一般是用PEG(聚乙二醇)作为诱导剂来诱导细胞融合。图中A、B、C、D过程都能得到的一种高度液泡化的薄壁细胞组成的结构是愈伤组织,愈伤组织的获得需要经过脱分化过程实现。
【小问4详解】
通过D过程获得子代植株用到的工程技术手段是植物体细胞杂交技术。
【小问5详解】
单宁是该植物细胞培养过程中产生的次生代谢产物,不是该植物细胞生长和生存所必需的,可利用植物细胞培养技术工厂化生产单宁。
20. 人乳头状瘤病毒(HPV)与宫颈癌的发生密切相关,抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV,从而及时监控宫颈癌的发生。如图是以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程,请据图回答:
(1)图中向小鼠注射的A是_____。与诱导植物原生质体融合相比,诱导动物细胞融合特有的方法是_____。
(2)图中选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,该细胞有_____的特点。筛选②需要进行克隆化培养和_____。
(3)从图中可以看出,单克隆抗体的制备过程运用了动物细胞工程中的_____和_____两大技术。对应的原理分别是_____、_____。
(4)单克隆抗体注入体内后可以自动追踪抗原(病原体或癌变细胞等)并与之结合,而且绝不攻击任何正常细胞,故称为“生物导弹”,这体现了单克隆抗体的优点是_____。
【答案】(1) ①. HPV衣壳蛋白 ②. 灭活病毒诱导法
(2) ①. 既能迅速大量增殖,又能产生抗体 ②. 抗体检测
(3) ①. 动物细胞培养 ②. 动物细胞融合 ③. 细胞增殖 ④. 细胞膜的流动性
(4)能准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合(特异性强、灵敏度高)
【解析】
【分析】单克隆抗体制备流程:对小鼠注射特定的抗原蛋白,使小鼠产生免疫反应,从脾脏中获得相应的B淋巴细胞;将小鼠骨髓瘤细胞与已免疫的B淋巴细胞诱导融合;(筛选①)再用特定的选择性培养基进行筛选,只有融合的杂种细胞才能生长;(筛选②)对上述杂种细胞进行克隆化培养和抗体检测,获得能产生专一抗体的杂交瘤细胞;将杂交瘤细胞在体外大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖,最终获得单克隆抗体。
【小问1详解】
为获得抗HPV的单克隆抗体,图中向小鼠注射的A是HPV衣壳蛋白,诱导植物原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电激等)和化学法(聚乙二醇等);诱导动物细胞融合的方法有物理法、化学法和生物法(灭活的病毒)。所以与诱导植物原生质体融合相比,诱导动物细胞融合特有的方法是灭活的病毒诱导。
【小问2详解】
图中选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既有瘤细胞的特征又有B淋巴细胞的特征,即既能迅速大量增殖,又能产生抗体。筛选②需要进行克隆化培养和抗体检测,从而筛选出足够数量的能分泌抗HPV抗体的杂交瘤细胞。
【小问3详解】
单克隆抗体的制备过程运用了动物细胞培养和动物细胞融合两大技术。动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性,因为在融合过程中,细胞的膜结构发生了融合等变化;动物细胞培养的原理是细胞增殖,通过细胞的不断分裂来实现细胞数量的增加和细胞的培养。
【小问4详解】
单克隆抗体注入体内后可以自动追踪抗原(病原体或癌变细胞等)并与之结合,而且绝不攻击任何正常细胞,这体现了单克隆抗体特异性强的优点,即它能够准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合(特异性强、灵敏度高)。
21. 骆驼被称为“沙漠之舟”的哺乳动物,只有单峰骆驼和双峰骆驼两种。其中单峰骆驼曾经分布于阿拉伯半岛,濒危动物保护组织宣布单峰骆驼野外灭绝(只生活在栽培、圈养条件下即认为该分类单元属于野外灭绝,但在人类活动区会有驯养)。近些年,在我国干燥、缺水的戈壁无人区,科学家又发现了小规模野化单峰骆驼群。科学家欲通过胚胎移植等方法拯救野化单峰骆驼,进行了如图所示的研究。请根据所学知识回答下列问题:
(1)胚胎工程中一般注射_____处理A使其超数排卵。①是受精过程,为防止多精入卵所发生的生理反应有_____,受精的标志是_____。
(2)过程③之后需要将获得的重构胚激活,使其在适宜的培养液中培养至_____阶段进行胚胎移植,欲获得更多的胚胎可以对囊胚进行_____操作,操作过程需要特别注意的问题是必须将_____。
(3)胚胎能在D受体雌性体内存活的生理学基础为受体对外来胚胎基本上不发生_____。
(4)与F相比,E更具有多样性,其原因是E的生殖方式为_____,其亲代在进行减数分裂过程中会发生基因重组。若要胚胎移植前对E进行性别鉴定应选_____细胞,避免对胚胎造成影响。
【答案】(1) ①. 促性腺激素 ②. 透明带反应、卵细胞膜反应 ③. 观察到两个极体或雌、雄原核
(2) ①. 桑葚胚或囊胚 ②. 胚胎分割 ③. 囊胚的内细胞团均等分割
(3)免疫排斥反应 (4) ①. 有性生殖 ②. 滋养层
【解析】
【分析】据图分析,E后代是试管动物,属于有性生殖,F后代是克隆动物,属于无性生殖,其中①表示体外受精,②表示去掉卵母细胞的细胞核,③表示早期胚胎培养。
【小问1详解】
胚胎工程中一般采用促性腺激素处理A使其超数排卵,以便获得更多的卵子。①是受精过程,为防止多精入卵所发生的生理反应有透明带反应、卵细胞膜反应,受精的标志是观察到两个极体或雌、雄原核。
【小问2详解】
在桑葚胚或囊胚阶段进行胚胎移植,获得更多的胚胎可进行胚胎分割,再借助胚胎移植技术产生完遗传物质完全相同的后代,由于囊胚内的内细胞团将来会发育为机体的组织和器官,因此应对囊胚的内细胞团进行均等分割,才能获得完全相同的多个胚胎。
【小问3详解】
胚胎能在D受体雌性体内存活,因为同种动物供、受体生殖器官生理变化相同,受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥,这是胚胎能在D受体雌性体内存活的生理学基础。
【小问4详解】
与F相比,E更具有多样性,原因是E的产生过程经过了受精作用,其的生殖方式为有性生殖,进行性别鉴定应选滋养层细胞,因为该部位的细胞将来发育成胎盘和胎膜,这样可以避免对胚胎造成影响。
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