精品解析:山东省夏津第一中学2024-2025学年高二下学期第一次月考生物试题
2025-03-18
|
2份
|
45页
|
110人阅读
|
1人下载
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 |
| 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) | 山东省 |
| 地区(市) | 德州市 |
| 地区(区县) | 夏津县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.33 MB |
| 发布时间 | 2025-03-18 |
| 更新时间 | 2025-08-22 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-03-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51080714.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2023级月考生物试题(3月)
90分钟 100分
一、选择题:本题共20小题,每小题1.5分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 蓝莓果酒和蓝莓果醋中含有大量的花青素、维生素和矿物质,具有提高视力、抗氧化、抗衰老和美容养颜等功能,深受人们的喜爱。下列说法正确的是( )
A. 缺少糖原时,醋酸菌可将乙醇直接转化为乙酸
B. 酵母菌是好氧菌,利用其细胞呼吸产酒精来制作果酒
C. 家庭制作蓝莓果酒、果醋时,发酵前都需要对原料进行灭菌
D. 在蓝莓果酒发酵基础上进行果醋制作,需升高温度、增加通气性
2. 谷氨酸棒状杆菌合成的谷氨酸除了通过MscS蛋白运出细胞外,还可以作为细胞内合成精氨酸、鸟氨酸等氨基酸的前体物质。下列说法错误的是( )
A. 谷氨酸发酵时需要将培养液的pH设置为中性或弱碱性
B. 与酒精发酵相比,谷氨酸发酵培养液中的氮源比例更高
C. MscS的过量表达会提高谷氨酸的产量
D. 敲除MscS基因会降低精氨酸、鸟氨酸的产量
3. 为了筛选出能高效降解石油的细菌,某研究人员利用石油污染滩涂土壤进行了如下图所示的操作(①~⑤表示不同的菌落)。下列说法错误的是( )
A. 图中液体富集培养基和液体选择培养基的成分不同,后者以石油为唯一碳源
B. 乙过程选择菌落⑤接种到石油培养基,可根据石油剩余量进行降解能力评估
C. 菌落①可能是自养细菌,因不能分解石油而无降解圈产生
D. 甲过程采用的是稀释涂布平板法,该方法用于计数时往往使结果偏大
4. 夹层培养法多用于营养缺陷型菌株的筛选,其具体操作是:先在培养皿底部倒一薄层不含菌的基本培养基(仅能满足野生型菌株生长需要);待冷凝后,添加一层含菌的基本培养基;冷凝后再加一薄层不含菌的基本培养基。经培养后,对首次出现的菌落做好标记;然后加一层完全培养基(可满足一切菌株营养需要),经培养后会长出形态较小的新菌落(如图所示)。下列说法错误的是( )
A. 夹层培养法不适用于对需氧型微生物进行筛选
B. 对首次出现的菌落做标记时需要标记在培养皿底上
C. 最后培养基上形态较大的菌落可能是营养缺陷型菌株
D. 若第四层用含特定营养成分的基本培养基,可筛选出相应营养缺陷型菌株
5. 固氮菌能固定氮气,提高土壤的氮含量,为植物生长提供充足的氮元素。科研人员从土壤中分离筛选出具有高效固氮能力的自生固氮细菌并进行发酵。根据发酵工程流程图及微生物相关知识,下列叙述错误的是( )
A. 高效固氮菌种的获得,可以从自然界中筛选出来,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得
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
C. 发酵工程的产品中代谢物需要过滤、沉淀获得
D. 固氮菌肥是一种微生物肥料,施用微生物肥料可以增进土壤肥力,改良土壤结构,促进植物生长
6. 下列关于发酵工程的说法,正确的是( )
A. 培养基和发酵设备都必须灭菌,因为发酵工程中所用的菌种均是单一菌种
B. 选育菌种是发酵工程的前提条件,该环节很大程度上决定了生产发酵产品的成败
C. 发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,生产青霉素过程必须关闭空气入口
D. 啤酒生产过程中,主发酵结束后即可过滤、调节、分装进行出售
7. 下图为传统黄酒酿制的主要工艺流程。其中加酒药后的10~12h为前发酵,随后的6d左右为主发酵,最后是30d左右的后发酵。下列说法错误的是( )
A. 蒸煮的主要目的是除去杂菌,利于酵母菌进行繁殖
B. 黄酒酿制过程中酵母菌的有氧和无氧呼吸都会发生
C. 主发酵阶段开耙搅拌,可以防止温度过高影响发酵
D. 煎酒目的是杀死酒中的大多数微生物,延长保存期
8. 为宣传正确佩戴口罩可降低呼吸道传染疾病的风险,菏泽某中学的同学们进行了相关实验。将牛肉膏蛋白胨培养基置于距正确佩戴口罩的实验者口部前方50cm处,然后对着培养基讲话1min或咳嗽2次,再进行微生物培养和计数,下列说法错误的是( )
A. 接种前要判断固体培养基是否被污染,不用接种无菌水培养检测
B. 实验中还应设置不戴口罩直接讲话或咳嗽进行实验对照
C. 实验者对培养基进行处理后,放入37℃恒温培养箱中培养1~2天
D. 培养结束后可根据菌落形状、大小、颜色等特征确定微生物的数量
9. 支原体肺炎是由肺炎支原体引起的急性肺部感染性疾病。为探究不同抗生素抑制支原体生长的情况,研究人员进行了相关实验。制备培养基培养支原体后,将蘸有相同浓度的阿奇霉素、克拉霉素和青霉素的圆形滤纸片放置于平板不同位置。培养一段时间后,平板上出现的抑菌圈情况如图所示。下列说法错误的是( )
A. 该探究实验的核心是防止杂菌的污染
B. “?”处放置的是蘸有无菌水的圆形滤纸片
C. 该实验结果显示青霉素对支原体不起作用
D. 实际使用时克拉霉素抑制效果比阿奇霉素好
10. 我国科学家从北极分离、鉴定出了一种耐冷细菌,过程如下:①接种在人造海水中,15℃条件下振荡培养3h;②梯度稀释后将样品涂布在TYS培养基中,15℃条件下培养7d;③挑取生长菌落,进行划线,15℃条件下培养;④选择不同形态的菌落进行培养、鉴定和保藏。下列叙述错误的是( )
A. 过程①中的振荡培养可以提高培养液中的溶氧量
B. 过程②中的TYS培养基灭菌前需将pH调至酸性
C. 过程②③使用的接种器具均需灼烧并冷却后接种
D. 涂布后再次划线培养的目的是进一步纯化所得菌种
11. 在微生物培养过程中利用培养基为画布、细菌为颜料可以创作艺术图形。下图是利用3种微生物在同一培养基上作画的流程,有关叙述正确的是( )
A. 推测3种菌生长所需pH值、氧气条件基本相同
B. 作画用的培养基及接种工具均需要采用干热灭菌
C. 作画的培养基必须用选择培养基,否则无法显现颜色
D. 分次接种的目的是为了形成单菌落,防止菌落重叠
12. 某杂种植株的获取过程如下图所示,下列叙述正确的是( )
A. 叶片消毒后需用流水冲洗,以避免消毒剂作用时间过长产生毒害
B. 过程①中,应将叶片置于含有纤维素酶和果胶酶的低渗溶液中
C. 过程④脱分化和再分化培养基中生长素和细胞分裂素比例不同
D. 过程③中,可以使用聚乙二醇或灭活的病毒诱导原生质体融合
13. 下图表示获得紫草宁的工艺流程。射线处理后挑取单个细胞分别进行培养得到多个悬浮细胞系,离心后收集细胞并称重,通过一定的方法获得细胞质量与紫草宁产量的比值,据此筛选高产细胞。下列说法正确的是( )
A. 该流程高效、快速地实现了紫草的大量繁殖
B. 若图中外植体为茎尖,接种前可以不经过消毒
C. 过程①和②所用培养基的物理性质一般不同
D. 细胞质量与紫草宁产量比值较大的为高产细胞
14. 白叶枯病是由白叶枯病原菌引起的、发生在栽培稻中的一种病害。普通栽培稻中不含抗白叶枯病基因,而疣粒野生稻的细胞核中含有该基因。下图是通过植物体细胞杂交技术获得抗白叶枯病栽培稻的流程。已知大剂量的X射线能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,从而导致细胞不再持续分裂;碘乙酰胺能使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂。下列说法错误的是( )
A. 处理1、2分别使用大剂量的X射线和碘乙酰胺处理
B. 过程②③需在不同的固体培养基上进行
C. ④过程是筛选过程,可用白叶枯病原菌感染再生植株
D. 抗白叶枯病栽培稻的染色体数目可能与原栽培稻不同
15. 将不同单细胞藻类的优良性状集合在一起对解决资源紧缺与环境污染具有重要意义,栅藻是一种产油脂性能高的绿藻,小球藻能高效去除污水中的氮、磷。科研人员利用这两种藻通过原生质体融合技术选育出一种废水处理能力强、油脂产率高的微藻。下列说法错误的是( )
A. 用纤维素酶和果胶酶制备原生质体
B. 融合后的原生质体均具有两种藻类的优良性状
C. 可用物理或化学方法诱导原生质体的诱导融合
D. 用植物细胞培养技术培养杂种细胞可用污水批量生产油脂
16. 为解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞的染色体丢失问题,研究者将抗原刺激后的B淋巴细胞用EBV(一种病毒颗粒)感染,获得“染色体核型稳定”的EBV转化细胞(过程如下图)。EBV转化细胞能够在HAT培养基中存活,但对Oua敏感。骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能存活,但对Oua不敏感。下列分析正确的( )
A. B淋巴细胞可从多次间歇注射某种抗原的动物血清中获得
B. 杂交瘤细胞染色体丢失可能会导致其产生抗体的能力下降
C. HAT培养基和Oua筛选去除的是未融合的EBV转化细胞
D. 图中获得的杂交瘤细胞既能迅速增殖又能产生所需抗体
17. 卵母细胞成熟包括“细胞核成熟”和“细胞质成熟”。研究人员利用基因敲除技术敲除小鼠的Bta4基因,发现Bta4敲除的卵母细胞虽能正常受精,但形成的早期胚胎却全部停滞在1到2细胞阶段,胚胎停止发育的原因是卵母细胞中的mRNA不能被及时降解。下列说法错误的是( )
A. 卵细胞形成过程中减数分裂是不连续的,MII期卵母细胞具备受精能力
B. 早期胚胎发育到2细胞阶段是在透明带内进行的,胚胎的总体积不变
C. 卵母细胞中mRNA的及时降解是启动早期胚胎基因组表达的前提条件
D. Bta4基因与卵母细胞中mRNA降解有关,可促使卵母细胞的细胞核成熟
18. 精子进入次级卵母细胞后,次级卵母细胞发育的“开关”即被精子开启。在雌原核和雄原核接触前去掉雌原核,受精卵会继续发育,最终获得孤雄胚胎干细胞系,其流程如下图。下列说法错误的是( )
A. 可通过显微操作去除雌原核
B. 胚胎干细胞取自单倍体囊胚的内细胞团
C. 单倍体细胞可作为研究隐性基因功能的细胞模型
D. 单倍体细胞中的遗传物质与精子完全相同
19. 在体细胞克隆猴培育过程中,为提高胚胎的发育率和妊娠率,研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的 mRNA注入了重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理,具体培育流程如下图所示。下列说法正确的是( )
A. 去核操作通常采用不穿透卵母细胞透明带的显微操作法进行
B. 胚胎移植前,可通过胚胎分割提高胚胎数量和成活率
C. 胚胎移植的过程中要经过两次检查
D. 重构胚可直接移入代孕母猴体内
20. 某生物兴趣小组利用苹果进行“DNA粗提取与鉴定”实验,下列操作正确的是( )
A. 苹果组织研磨前经冷冻处理可以提高DNA的提取量
B. 研磨液离心,保留沉淀物并加入酒精去除蛋白质等杂质
C. 将预冷酒精溶液加入上清液,搅拌后可析出纯净的DNA
D. 将丝状物溶于NaCl溶液,加入二苯胺试剂振荡后呈蓝色
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
21. 某醋厂和啤酒厂的工艺流程如图所示。酒曲和醋醅含有发酵所需的微生物,糖化即淀粉水解过程。下列说法正确的是( )
A. 大米“粉碎”有利于淀粉进入酵母菌,提升发酵速率
B. 啤酒酿造中酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成
C. 糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的是利于糖化
D. 固态发酵制醋和啤酒酿造过程中都应“先通气后密封”
22. 植物细胞工程技术包括植物组织培养技术和体细胞杂交技术,在快速繁殖、农作物育种及提高农作物产量等方面具有广泛应用。下列有关说法错误的是( )
A. 可以利用植物组织培养脱分化所得到的胚状体等为材料制备人工种子
B. 由茎尖细胞形成愈伤组织的过程中,可能会发生基因突变和基因重组
C. 进行植物体细胞杂交的实验,不必考虑亲本细胞的生殖隔离问题
D. 利用PEG融合法诱导植物原生质体融合的原理是细胞膜具有流动性
23. 单峰骆驼在野外几乎灭绝,科学家欲通过胚胎工程的方法拯救野化单峰骆驼,进行了下图所示研究。请据图分析,下列说法错误的是( )
A. 为使A野化单峰骆驼超数排卵,需要食物中添加适量的促性腺激素
B. 应用胚胎移植技术可以充分发挥C受体雌性的优良遗传特性
C. 对图示中的早期胚胎进行移植,出生后代之间可能差异很大
D. 卵裂期,细胞数目增多总体积不增加,有机物总量增加
24. 下列关于动物细胞培养和植物细胞培养叙述,正确的是( )
A. 动物细胞培养的原理是细胞增殖,植物细胞培养的原理是植物细胞的全能性
B. 植物细胞培养的主要目的是获得植物在生长和生存过程中必需的次生代谢物
C. 在进行动物细胞传代培养时,悬浮培养的细胞可以直接用离心法收集
D. 动物细胞培养需在培养基中添加血清等天然成分,之后进行高压蒸汽灭菌
25. 一种抗体一般只特异性结合一种抗原,每种抗体由4条肽链组成,图1是抗体分别与α、β两种抗原结合的示意图。双功能抗体能同时结合两种抗原,对肿瘤的治疗有重要意义。利用细胞融合技术制备双功能抗体的过程如下:先分别制备分泌抗α抗体和抗β抗体的杂交瘤细胞,然后再让两种杂交瘤细胞融合,筛选得到能分泌双功能抗体的双杂交瘤细胞,如图2所示。下列说法错误的是( )
A. 需用两种抗原同时刺激双杂交瘤细胞后才可产生双功能抗体
B. 用96孔板筛选分泌抗α抗体的杂交瘤细胞需加入α抗原进行抗体检测
C. 双功能抗体能同时结合两种抗体说明其没有特异性
D. 若双功能抗体应用于肿瘤治疗,则a、β抗原中至少有一种为癌细胞表面抗原
三、非选择题
26. 请运用酵母菌的分离与纯化、果酒制作与应用的知识,回答下列问题:
(1)某研究小组从葡萄皮上成功分离出某品种的酵母菌后,取等量菌液分别接种于3个盛有等量液体培养基的锥形瓶中,并分别置于转速为150/min、200r/min、250r/min的摇床上培养,检测结果如图甲所示,摇床转速为250r/min的酵母菌种群密度最大的原因是___________。
(2)小组同学继续用分离出的酵母菌进行果酒的发酵,发酵产物酒精可用___________检验。
(3)通过如图乙所示的方法进行纯化培养时,用移液枪取最终的酵母菌稀释液0.1mL滴在培养基表面,然后将沾有少量酒精的涂布器___________后再进行涂布。在恒温培养箱中培养一段时间后,4个平板上菌落数分别为60个、55个、56个、57个,则可以推测原酵母菌液中每毫升含菌数为___________个,该数据往往比活菌的实际数目___________(填“多”或“少”),理由是___________。
(4)发酵过程中由于密封不严,果酒放置一段时间后会变酸,在变酸的酒表面观察到白色菌膜,其形成原因是___________。
27. 合成塑料是一种非天然的石油基塑料,由于分子量过大而难以通过生物膜被微生物降解。研究发现,某些昆虫的肠道内存在PE(一种合成塑料)降解细菌。现欲从昆虫的肠道中筛选能够降解PE的菌株,过程如下图所示。
(1)选择培养过程中,所使用的培养基中应加入___________作为唯一碳源,选择培养的目的是___________。
(2)划线纯化过程中,接种环在固体培养基的表面连续划线的目的是___________。
(3)某研究团队从昆虫肠道中筛选出能够降解PE的两种细菌(YT1和YP1),将其分别在加入PE薄膜的培养液中培养,培养液中细胞数目变化及PE失重率变化如下图。(注:PE失重率指在一定条件下,PE材料失去的重量与其原始重量的比值。)
据图可知,两种细菌中降解PE能力较强的是___________,理由是___________。
28. 同源四倍体的紫花苜蓿被誉为“牧草之王”,但易造成家畜胀病;二倍体的百脉根因富含缩合单宁,饲喂时可防止家畜胀病的发生。某研究人员设计了下列技术路线,以期获得抗胀病的新型苜蓿。(注:IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段,R-6G可阻止线粒体的呼吸作用,二者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同)
(1)据图可知,本研究主要利用的生物技术的原理是______。在实验前需通过预实验来探究R-6G或IOA使原生质体失去再生愈伤组织能力的临界浓度,设计思路是______。
(2)步骤①可采用化学法进行诱导,化学法除聚乙二醇融合法外,还有______法等。原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是_______。融合后的原生质体经过。______再生形成杂种细胞,进而经过②脱分化形成愈伤组织。
(3)步骤③先将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上,通常应在培养基中加入两类植物激素,其中起主要作用的是______。长出芽后,再将其转接到诱导生根培养基上,最终得到杂种植株。请判断:得到的杂种植株,理论上是否可育?并简要阐述理由:______
29. CD47是一种跨膜糖蛋白,它可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合,从而抑制巨噬细胞的吞噬作用。肺癌、结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6-5倍,导致吞噬细胞对肿瘤细胞的清除效果减弱。科学家推测,抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,为此他们按照如下流程进行了实验。
(1)多次进行步骤①的处理目的是___________。
(2)实验组中巨噬细胞和肿瘤细胞的共培养体系需置于含有___________混合气体的CO2培养箱中,另外培养液需定期更换,原因是___________。
(3)图中②、③使用的筛选方法分别是___________、___________,第一次筛选淘汰___________细胞得到的杂交瘤细胞产生的单克隆抗体的优点是___________。
(4)制备单克隆抗体涉及的细胞工程技术有___________(答出2点)。
(5)对照组应设置___________,实验结果为___________可验证上述推测。
30. 对大型农场动物进行良种繁殖时,胚胎分割技术增加了胚胎数量,对提高良种覆盖率、加速育种进程具有重要的意义,下图是牛胚胎分割技术过程示意图。
(1)用于冷冻的胚胎可以通过___________(至少答出两点)技术获得。
(2)进行性别鉴定应选___________,理由是___________。
(3)为探究冷冻胚胎分割前培养时间对分割后胚胎发育率的影响,每组取60枚同种冷冻胚胎,分别在解冻后培养0、15、30、45、60、90、120min进行分割,将各实验组半胚和对照组整胚用培养液培养24h,统计胚胎发育率,结果见表。
牛冷冻胚胎分割前培养时间筛选结果
组别
培养胚胎数/枚
培养24h囊胚数/枚
胚胎发育率/%
对照
60
57
95.00
0min
60
44
73.33
15min
60
32
53.33
30min
60
48
80.00
45min
60
51
85.00
60min
60
41
68.33
90min
60
34
56.67
120min
60
42
70.00
由表中数据可知,分割造成的损伤会降低胚胎发育率,判断的依据是___________冷冻胚胎分割前最优培养时间大约是___________分钟。
(4)分割后的胚胎需经胚胎移植才能发育成新个体,胚胎移植的实质是___________,代孕母牛一般具有___________特征。分割得到的胚胎基因组成完全一样,但是发育所得个体的性状不完全相同,其原因是___________。
31. 如图是研究人员培育能生产人血清白蛋白牛乳的转基因母牛的过程。回答下列问题:
(1)获能后的精子与卵细胞相遇时,首先它释放出___________,以溶解卵细胞膜外的一些结构。判断卵细胞受精的标志通常是___________。
(2)过程②利用的技术是___________,过程⑤的操作的其优势是___________。在进行⑤之前需要对胚胎进行性别鉴定,题中应选择性染色体组成为___________的胚胎进行操作。
(3)研究人员将早期胚胎进行分割后进行⑤操作,结果接受分割胚胎的其中一头健康母牛发生流产。从胚胎分割的角度分析,造成这种现象的原因可能是___________。
(4)核移植的受体是去核的卵母细胞,卵母细胞中的核是指___________,选用去核卵母细胞做受体不仅因为其体积大易操作,卵黄中营养物质丰富最主要原因为___________。
(5)过程①中的质粒作为常用的载体,需要具备的条件是___________。(答出2点)。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$$
2023级月考生物试题(3月)
90分钟 100分
一、选择题:本题共20小题,每小题1.5分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 蓝莓果酒和蓝莓果醋中含有大量的花青素、维生素和矿物质,具有提高视力、抗氧化、抗衰老和美容养颜等功能,深受人们的喜爱。下列说法正确的是( )
A. 缺少糖原时,醋酸菌可将乙醇直接转化为乙酸
B. 酵母菌是好氧菌,利用其细胞呼吸产酒精来制作果酒
C. 家庭制作蓝莓果酒、果醋时,发酵前都需要对原料进行灭菌
D. 在蓝莓果酒发酵基础上进行果醋制作,需升高温度、增加通气性
【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:醋酸菌是一种好氧性细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动;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、缺少糖原时,醋酸菌可将乙醇转化乙醛,再转化为乙酸,A错误;
B、酵母菌是兼性厌氧型微生物,利用其细胞呼吸产酒精来制作果酒,B错误;
C、家庭制作蓝莓果酒、果醋时,利用的是原材料上附着的天然微生物,因此发酵前都不需要对原料进行灭菌,C错误;
D、果酒发酵的适宜温度是18~30℃,而果醋发酵的适宜温度为是30~35℃,果醋是需氧微生物,需要提供氧气,因此在蓝莓果酒发酵基础上进行果醋制作,需升高温度、增加通气性,D正确。
故选D。
2. 谷氨酸棒状杆菌合成的谷氨酸除了通过MscS蛋白运出细胞外,还可以作为细胞内合成精氨酸、鸟氨酸等氨基酸的前体物质。下列说法错误的是( )
A. 谷氨酸发酵时需要将培养液的pH设置为中性或弱碱性
B. 与酒精发酵相比,谷氨酸发酵培养液中的氮源比例更高
C. MscS的过量表达会提高谷氨酸的产量
D. 敲除MscS基因会降低精氨酸、鸟氨酸的产量
【答案】D
【解析】
【分析】谷氨酸棒状杆菌属于好氧型细菌,发酵过程中应进行通气和搅拌,以提高培养液中的溶氧量;温度会影响酶的活性,控制好温度也会有利于谷氨酸高效持久的大量合成。
【详解】A、在培养细菌时,一般需要将培养基调至中性或弱碱性,通过发酵工程生产谷氨酸时利用的是谷氨酸棒状杆菌,需要将pH调至中性或弱碱性,A正确;
B、谷氨酸的本质是氨基酸,含有N元素,而酒精中不含有N元素,故与酒精生产相比,谷氨酸发酵培养液中的氮源比例更高,B正确;
C、分析题意可知,MscS蛋白可将谷氨酸棒状杆菌合成的谷氨酸运出细胞外,故MscS的过量表达会提高谷氨酸的产量,C正确;
D、敲除MscS基因会导致MscS蛋白运出受阻,则谷氨酸会作为细胞内合成精氨酸、鸟氨酸等氨基酸的前体物质,进而提高精氨酸、鸟氨酸的产量,D错误。
故选D。
3. 为了筛选出能高效降解石油的细菌,某研究人员利用石油污染滩涂土壤进行了如下图所示的操作(①~⑤表示不同的菌落)。下列说法错误的是( )
A. 图中液体富集培养基和液体选择培养基的成分不同,后者以石油为唯一碳源
B. 乙过程选择菌落⑤接种到石油培养基,可根据石油剩余量进行降解能力评估
C. 菌落①可能是自养细菌,因不能分解石油而无降解圈产生
D. 甲过程采用的是稀释涂布平板法,该方法用于计数时往往使结果偏大
【答案】D
【解析】
【分析】稀释平板计数是根据微生物在固体培养基上所形成的单个菌落,即是由一个单细胞繁殖而成这一培养特征设计的计数方法,即一个菌落代表一个单细胞。
【详解】A、液体富集培养基通常含有多种碳源、氮源、无机盐以及水等营养物质,旨在提供丰富的营养环境,促进目标微生物的快速增殖,主要用于增加目标微生物的数量,为后续的分离纯化等操作提供足够的菌体量;液体选择培养基是以石油为唯一碳源,同时包含必要的氮源、无机盐和水等,通过限制碳源的种类,只允许能够利用石油作为碳源的微生物生长,从而筛选出具有特定代谢能力的菌株,A正确;
B、乙过程选择菌落⑤接种到石油培养基上,通过观察石油的剩余量来评估该菌落的降解能力。如果石油剩余量较少,说明该菌落的降解能力较强;反之,则降解能力较弱,B正确;
C、①处菌落的周围没有降解圈,可能该微生物不能分解石油而是利用空气中的二氧化碳作为碳源,是自养型的细菌,C正确;
D、甲过程采用的是稀释涂布平板法,但这种方法在用于计数时,由于可能存在两个或多个细菌聚在一起形成一个菌落的情况,往往会导致结果偏小,D错误。
故选D。
4. 夹层培养法多用于营养缺陷型菌株的筛选,其具体操作是:先在培养皿底部倒一薄层不含菌的基本培养基(仅能满足野生型菌株生长需要);待冷凝后,添加一层含菌的基本培养基;冷凝后再加一薄层不含菌的基本培养基。经培养后,对首次出现的菌落做好标记;然后加一层完全培养基(可满足一切菌株营养需要),经培养后会长出形态较小的新菌落(如图所示)。下列说法错误的是( )
A. 夹层培养法不适用于对需氧型微生物进行筛选
B. 对首次出现的菌落做标记时需要标记在培养皿底上
C. 最后培养基上形态较大的菌落可能是营养缺陷型菌株
D. 若第四层用含特定营养成分的基本培养基,可筛选出相应营养缺陷型菌株
【答案】C
【解析】
【分析】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。
【详解】AD、分析题意可知,培养皿最底部是一薄层不含菌的基本培养基,再加一层含菌的基本培养基,然后再加一薄层不含菌的基本培养基,然后加一层完全培养基(可满足一切菌株营养需要),据此可知,该菌株生存在两层基本培养基之间,氧气较少,因此夹层培养法不适用于对需氧型微生物进行筛选,该培养基上的菌落主要是以基本培养基为基础长出的,新菌落多数都是营养缺陷型突变株,如果第四层用含特定营养成分的基本培养基,可筛选出相应营养缺陷型菌株,AD正确。
B、对首次出现的菌落做标记时需要标记在培养皿底上,这样如果盖子盖错也没事,B正确;
C、由于代谢缺陷型菌株不能在基本培养基上生长,所以形态较小的新菌落可能是代谢缺陷型菌株,C错误。
故选C。
5. 固氮菌能固定氮气,提高土壤的氮含量,为植物生长提供充足的氮元素。科研人员从土壤中分离筛选出具有高效固氮能力的自生固氮细菌并进行发酵。根据发酵工程流程图及微生物相关知识,下列叙述错误的是( )
A. 高效固氮菌种的获得,可以从自然界中筛选出来,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得
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
C. 发酵工程的产品中代谢物需要过滤、沉淀获得
D. 固氮菌肥是一种微生物肥料,施用微生物肥料可以增进土壤肥力,改良土壤结构,促进植物生长
【答案】C
【解析】
【分析】发酵工程的基本环节:
(1)菌种的选育:性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。
(2)扩大培养:在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养。
(3)培养基的配制:在菌种确定之后,要选择原料制备培养基。在生产实践中,培养基的配方要经过反复试验才能确定。
(4)灭菌:培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。
(5)接种:将菌种接种到发酵罐培养液中。
(6)发酵:这是发酵工程的中心环节。①在发酵过程中,要随时检测培养波中的微生物数量、产物浓度等,以了解发酵进程。②要及时添加必需的营养组分,要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。
(7)产品的分离、提纯:①如果发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后采用过滤沉淀等方法将菌体分离和干燥,即得到产品。②如果产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。
【详解】A、性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来,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。在发酵过程中,要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等,以了解发酵进程。还要及时添加必需的营养组分,要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件,B正确;
C、如果发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后采用过滤沉淀等方法将菌体分离和干燥,即得到产品。如果产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品,C错误;
D、利用发酵工程可以产生微生物肥料来增加土壤肥力、改善土壤结构、促进植株生长,如根瘤菌肥、固氮菌肥等,D正确。
故选C。
6. 下列关于发酵工程的说法,正确的是( )
A. 培养基和发酵设备都必须灭菌,因为发酵工程中所用的菌种均是单一菌种
B. 选育菌种是发酵工程的前提条件,该环节很大程度上决定了生产发酵产品的成败
C. 发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,生产青霉素过程必须关闭空气入口
D. 啤酒生产过程中,主发酵结束后即可过滤、调节、分装进行出售
【答案】B
【解析】
【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品。它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。具体包括: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、提纯等环节。
【详解】A、发酵工程中所用菌种大多是单一菌种,为防止杂菌污染,培养基和发酵设备都必须经过严格灭菌,A错误;
B、在发酵工程中,菌种的性能直接决定了最终产品的质量和产量,故选育菌种是发酵工程的前提条件,B正确;
C、青霉素是由霉菌产生的,而霉菌是需氧菌,其生长和代谢需要氧气。因此,在生产青霉素的过程中,应该保持发酵罐内的空气流通,而不是关闭空气入口,C错误;
D、在啤酒生产过程中,主发酵结束后、发酵液还不适合饮用,要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵,这样才能形成澄清、成熟的啤酒。因此,主发酵结束后并不能直接过滤、调节、分装出售,D错误。
故选B。
7. 下图为传统黄酒酿制的主要工艺流程。其中加酒药后的10~12h为前发酵,随后的6d左右为主发酵,最后是30d左右的后发酵。下列说法错误的是( )
A. 蒸煮的主要目的是除去杂菌,利于酵母菌进行繁殖
B. 黄酒酿制过程中酵母菌的有氧和无氧呼吸都会发生
C. 主发酵阶段开耙搅拌,可以防止温度过高影响发酵
D. 煎酒目的是杀死酒中的大多数微生物,延长保存期
【答案】A
【解析】
【分析】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。
【详解】A、大米蒸煮的目的是杀死杂菌并使淀粉糊化,有利于米曲中淀粉酶发挥作用,A错误;
B、黄酒酿制过程中酵母菌的有氧和无氧呼吸都会发生,其中前期有氧呼吸可保证酵母菌大量繁殖,后期无氧呼吸进行发酵产生酒精,B正确;
C、酒精发酵需要适宜的温度,主发酵阶段开耙搅拌,可以防止温度过高影响发酵,C正确;
D、煎酒目的是杀死啤酒中的大多数微生物,减少有机物的消耗,以延长它的保存期,D正确。
故选A。
8. 为宣传正确佩戴口罩可降低呼吸道传染疾病的风险,菏泽某中学的同学们进行了相关实验。将牛肉膏蛋白胨培养基置于距正确佩戴口罩的实验者口部前方50cm处,然后对着培养基讲话1min或咳嗽2次,再进行微生物培养和计数,下列说法错误的是( )
A. 接种前要判断固体培养基是否被污染,不用接种无菌水培养检测
B. 实验中还应设置不戴口罩直接讲话或咳嗽进行实验对照
C. 实验者对培养基进行处理后,放入37℃恒温培养箱中培养1~2天
D. 培养结束后可根据菌落的形状、大小、颜色等特征确定微生物的数量
【答案】D
【解析】
【分析】菌落是指由一个微生物细胞或一堆同种细胞在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度,形成肉眼可见的子细胞群体。菌落形态包括菌落的大小、形状、边缘、光泽、质地、颜色和透明程度等,每一种细菌在一定条件下形成固定的菌落特征。不同种或同种在不同的培养条件下,菌落特征是不同的。这些特征对菌种识别、鉴定有一定意义。
【详解】A、要验证培养基是否被污染,应将未接种的培养基在适宜的温度下放置适当时间,观察是否有菌落产生,A正确;
B、该实验中的实验组是正确佩戴口罩的实验者口部前方50cm处,然后对着培养基讲话1min或咳嗽2次,为了确保实验的准确性,还应设置不戴口罩直接讲话或咳嗽进行实验对照,B正确;
C、本实验是为了确定正确佩戴口罩可降低呼吸道传染疾病的风险,而人体的温度约为37℃,因此应设置与人体相同的温度,即在37℃恒温培养箱中培养1~2天,C正确;
D、由于不同微生物的菌落特征不同,因此培养结束后可根据菌落的形状、大小、色泽等特征确定微生物种类,但不能确定微生物数量,D错误。
故选D。
9. 支原体肺炎是由肺炎支原体引起的急性肺部感染性疾病。为探究不同抗生素抑制支原体生长的情况,研究人员进行了相关实验。制备培养基培养支原体后,将蘸有相同浓度的阿奇霉素、克拉霉素和青霉素的圆形滤纸片放置于平板不同位置。培养一段时间后,平板上出现的抑菌圈情况如图所示。下列说法错误的是( )
A. 该探究实验的核心是防止杂菌的污染
B. “?”处放置的是蘸有无菌水的圆形滤纸片
C. 该实验结果显示青霉素对支原体不起作用
D. 实际使用时克拉霉素抑制效果比阿奇霉素好
【答案】D
【解析】
【分析】平板上出现的抑菌圈越大,说明抑菌效果越好。
【详解】A、微生物实验的关键是防止杂菌污染,A正确;
B、除实验中的三种抗生素组别外还需要设置空白对照组,故“?”处放置的是蘸有无菌水的圆形滤纸片,B正确;
C、青霉素与无菌水周围都未出现抑菌圈,说明青霉素对支原体不起作用,C正确;
D、图示三个滤纸片中, 克拉霉素对应的抑菌圈比阿奇霉素大, 说明克拉霉素抑制效果比阿奇霉素好,但实际使用时克拉霉素抑制效果不一定阿奇霉素好,D错误。
故选D。
10. 我国科学家从北极分离、鉴定出了一种耐冷细菌,过程如下:①接种在人造海水中,15℃条件下振荡培养3h;②梯度稀释后将样品涂布在TYS培养基中,15℃条件下培养7d;③挑取生长菌落,进行划线,15℃条件下培养;④选择不同形态的菌落进行培养、鉴定和保藏。下列叙述错误的是( )
A. 过程①中的振荡培养可以提高培养液中的溶氧量
B. 过程②中的TYS培养基灭菌前需将pH调至酸性
C. 过程②③使用的接种器具均需灼烧并冷却后接种
D. 涂布后再次划线培养的目的是进一步纯化所得菌种
【答案】B
【解析】
【分析】培养基是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;根据物理性质分为固体培养基和液体培养基,培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐;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、特殊营养物质和氧气的要求。
【详解】A、过程①中的振荡培养,能使人造海水与氧气充分接触,提高溶解氧的供应量,A正确;
B、过程②中的TYS培养基灭菌前需将pH调至酸性,会破坏该细菌的细胞结构,应将pH调至中性或弱碱性,B错误;
C、过程②③使用的接种器具均需灼烧,是防止杂菌污染,冷却后操作是避免接种器具因温度太高杀死菌种,C正确;
D、涂布平板法获得单菌落,但为避免杂菌污染,保证培养物的纯度,会在涂布后再次划线培养,以保证可以进一步得到纯化的菌种,D正确。
故选B。
11. 在微生物培养过程中利用培养基为画布、细菌为颜料可以创作艺术图形。下图是利用3种微生物在同一培养基上作画的流程,有关叙述正确的是( )
A. 推测3种菌生长所需pH值、氧气条件基本相同
B. 作画用的培养基及接种工具均需要采用干热灭菌
C. 作画的培养基必须用选择培养基,否则无法显现颜色
D. 分次接种的目的是为了形成单菌落,防止菌落重叠
【答案】A
【解析】
【分析】培养基的概念及营养构成: (1)概念:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出的供其生长繁殖的营养基质。(2)营养构成:各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐,此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如,培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素,培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性,培养细菌时需将pH调至中性或微碱性,培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。
【详解】A、3种菌种能在同一个培养基、同种条件下生长,因而可推测3种菌生长所需pH值、氧气条件基本相同,A正确;
B、作画时用到的培养基需用高压蒸汽灭菌法灭菌,不属于干热灭菌法,而接种工具-接种环需经过灼烧灭菌处理,属于干热灭菌法,B错误;
C、显色培养基属于鉴别培养基,即作画的培养基必须用鉴定培养基,C错误;
D、分次接种的目的是为了在不同的部位出现不同的颜色,D错误。
故选A。
12. 某杂种植株的获取过程如下图所示,下列叙述正确的是( )
A. 叶片消毒后需用流水冲洗,以避免消毒剂作用时间过长产生毒害
B. 过程①中,应将叶片置于含有纤维素酶和果胶酶的低渗溶液中
C. 过程④脱分化和再分化的培养基中生长素和细胞分裂素比例不同
D. 过程③中,可以使用聚乙二醇或灭活的病毒诱导原生质体融合
【答案】C
【解析】
【分析】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。
【详解】A、叶片经消毒后需用无菌水冲洗,A错误;
B、应将叶片去除下表皮的一面朝下,置于等渗溶液中,高渗液会使原生质体失水,低渗液会使原生质体吸水,B错误;
C、植物激素中生长素和细胞分裂素的用量比例会影响细胞的发育方向,生长素与细胞分裂素用量比值适中时,促进愈伤组织;生长素与细胞分裂素用量比值低时,有利于芽的分化,故过程④脱分化和再分化的培养基中生长素和细胞分裂素比例不同,C正确;
D、通常用聚乙二醇诱导原生质体融合,灭活的病毒只能用于诱导动物细胞融合,D错误。
故选C。
13. 下图表示获得紫草宁的工艺流程。射线处理后挑取单个细胞分别进行培养得到多个悬浮细胞系,离心后收集细胞并称重,通过一定的方法获得细胞质量与紫草宁产量的比值,据此筛选高产细胞。下列说法正确的是( )
A. 该流程高效、快速地实现了紫草的大量繁殖
B. 若图中外植体为茎尖,接种前可以不经过消毒
C. 过程①和②所用培养基的物理性质一般不同
D. 细胞质量与紫草宁产量比值较大的为高产细胞
【答案】C
【解析】
【分析】1、植物组织培养技术是指将离体的植物器官、组织或细胞等培养在人工配制的培养基上,给予适宜的营养条件,诱导其分化,形成完整植株的技术。这些离体培养的植物器官、组织或细胞又被称为外植体。
2、植物组织培养中植物激素使用:物组织培养中关键性激素是生长素和细胞分裂素;同时使用生长素和细胞分裂素时,两者用量的比例影响植物细胞的发育方向;先使用细胞分裂素,后使用生长素,细胞既分裂也分化。
3、图示中外植体通过①脱分化形成愈伤组织,此时细胞分化程度低,分裂旺盛,然后将其分离成单个细胞,射线处理后挑取单个细胞分别进行培养得到多个悬浮细胞系,离心后收集细胞并称重,通过一定的方法获得细胞质量与紫草宁产量的比值,据此筛选高产细胞,对高产细胞进行②植物细胞培养,提取紫草宁。
【详解】A、从图中可看出,通过获得高产细胞来提取紫草宁,并非通过繁殖紫草,A错误;
B、为防止培养过程中出现病毒污染,应选择紫草植物的顶端分生区(如茎尖)作为外植体,外植体经消毒处理后,需用无菌水冲洗多次,目的避免消毒液对外植体的培养过程造成影响,B错误;
C、过程①脱分化形成愈伤组织的培养基为固体培养基,而②进行植物细胞培养的培养基为液体培养基,故两种培养基物理性质一般不相同,C正确;
D、细胞质量与紫草宁产量比值较小的为高产细胞,D错误;
故选C。
14. 白叶枯病是由白叶枯病原菌引起的、发生在栽培稻中的一种病害。普通栽培稻中不含抗白叶枯病基因,而疣粒野生稻的细胞核中含有该基因。下图是通过植物体细胞杂交技术获得抗白叶枯病栽培稻的流程。已知大剂量的X射线能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,从而导致细胞不再持续分裂;碘乙酰胺能使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂。下列说法错误的是( )
A. 处理1、2分别使用大剂量的X射线和碘乙酰胺处理
B. 过程②③需在不同的固体培养基上进行
C. ④过程是筛选过程,可用白叶枯病原菌感染再生植株
D. 抗白叶枯病栽培稻的染色体数目可能与原栽培稻不同
【答案】A
【解析】
【分析】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。
【详解】A、分析题意可知,大剂量的X射线能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,从而导致细胞不再持续分裂;碘乙酰胺能使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂。故处理1使用碘乙酰胺处理(不会破坏疣粒野生稻的核基因),处理2是用大剂量的X射线,导致原生质体及同源融合体不能再生愈伤组织,有利于筛选出杂种细胞,A错误;
B、②过程是脱分化形成愈伤组织,③杂种细胞经过再分化培育成杂种植株,两个过程需要的激素配比不同,故过程②③需在不同的固体培养基上进行,B正确;
C、④过程是筛选过程,为筛选得到抗白叶枯病原菌的植株,可用白叶枯病原菌感染再生植株,不患病的就是要筛选出来的植株,C正确;
D、抗白叶枯病栽培稻是经栽培稻和抗白叶枯病疣粒野生稻通过植物体细胞杂交技术得到的,大剂量的X射线能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,故其抗白叶枯病栽培稻的染色体数目可能与原栽培稻不同,D正确。
故选A。
15. 将不同单细胞藻类的优良性状集合在一起对解决资源紧缺与环境污染具有重要意义,栅藻是一种产油脂性能高的绿藻,小球藻能高效去除污水中的氮、磷。科研人员利用这两种藻通过原生质体融合技术选育出一种废水处理能力强、油脂产率高的微藻。下列说法错误的是( )
A. 用纤维素酶和果胶酶制备原生质体
B. 融合后的原生质体均具有两种藻类的优良性状
C. 可用物理或化学方法诱导原生质体的诱导融合
D. 用植物细胞培养技术培养杂种细胞可用污水批量生产油脂
【答案】B
【解析】
【分析】植物体细胞杂交技术的步骤:在进行体细胞杂交之前,必须先利用纤维素酶和果胶酶,除去细胞壁,获得原生质体。人工诱导原生质体融合的方法分为两类,物理法和化学法。物理法包括电融合法,离心法等;化学法包括聚乙二醇PEG融合法,高Ca2+-高pH融合法。融合后得到的杂种细胞,再经过诱导可形成愈伤组织,并进一步发育为完整的杂种植株。
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此可用纤维素酶和果胶酶制备原生质体,A正确;
B、由于基因的选择性表达,融合后的原生质体不一定具有两种藻类的优良性状,B错误;
C、可用化学方法(高Ca2+-高pH法、聚乙二醇法)或物理方法(电融合法等)诱导原生质体融合,C正确;
D、由题意可知,栅藻产油脂性能高,小球藻能高效去除污水中的氮、磷,因此用植物细胞培养技术培养杂种细胞可用污水批量生产油脂,D正确。
故选B。
16. 为解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞的染色体丢失问题,研究者将抗原刺激后的B淋巴细胞用EBV(一种病毒颗粒)感染,获得“染色体核型稳定”的EBV转化细胞(过程如下图)。EBV转化细胞能够在HAT培养基中存活,但对Oua敏感。骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能存活,但对Oua不敏感。下列分析正确的( )
A. B淋巴细胞可从多次间歇注射某种抗原的动物血清中获得
B. 杂交瘤细胞染色体丢失可能会导致其产生抗体的能力下降
C. HAT培养基和Oua筛选去除的是未融合的EBV转化细胞
D. 图中获得的杂交瘤细胞既能迅速增殖又能产生所需抗体
【答案】B
【解析】
【分析】1、单克隆抗体的制备过程是:对小动物注射抗原,从该动物的脾脏中获取B淋巴细胞,将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞,克隆化培养杂交瘤细胞(体内培养和体外培养),最后获取单克隆抗体。2、两次筛选:筛选得到杂交瘤细胞(去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞);筛选出能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
【详解】A、对动物进行间歇注射抗原处理,以刺激动物机体产生相应的B淋巴细胞;B淋巴细胞在骨髓中发育成熟,可分布于淋巴结和脾脏等处,故B淋巴细胞可从多次间歇注射某种抗原的动物脾脏中获得,A错误;
B、抗体是由浆细胞分泌的,杂交瘤细胞若丢失来自B淋巴细胞的染色体,可能会导致抗体产生能力下降,B正确;
C、据题意“EBV转化细胞能够在HAT培养基中存活,但对Oua敏感;骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能存活,但对Oua不敏感”可知,HAT培养基去除的是未与EBV转化细胞融合的骨髓瘤细胞和自身融合的骨髓瘤细胞,Oua筛选去除的是未与骨髓瘤细胞融合的EBV转化细胞和自身融合的EBV转化细胞,C错误;
D、由于动物体内存在多种B淋巴细胞,图示获得的杂交瘤细胞还需要经过进一步的筛选,用专一抗体检测呈现阳性的杂交瘤细胞才能产生所需抗体,D错误。
故选B。
17. 卵母细胞成熟包括“细胞核成熟”和“细胞质成熟”。研究人员利用基因敲除技术敲除小鼠的Bta4基因,发现Bta4敲除的卵母细胞虽能正常受精,但形成的早期胚胎却全部停滞在1到2细胞阶段,胚胎停止发育的原因是卵母细胞中的mRNA不能被及时降解。下列说法错误的是( )
A. 卵细胞形成过程中减数分裂是不连续的,MII期卵母细胞具备受精能力
B. 早期胚胎发育到2细胞阶段是在透明带内进行的,胚胎的总体积不变
C. 卵母细胞中mRNA的及时降解是启动早期胚胎基因组表达的前提条件
D. Bta4基因与卵母细胞中mRNA降解有关,可促使卵母细胞的细胞核成熟
【答案】D
【解析】
【分析】题意分析,敲除小鼠的Btg4基因后卵母细胞虽能正常成熟和受精,但形成的早期胚胎却全部阻滞在1到2细胞阶段,造成雌性不育,说明Btg4基因在雌性育性方面有重要作用。
【详解】A、卵细胞形成过程中减数分裂是不连续的,MⅡ期卵母细胞具备受精能力,通常将次级卵母细胞培养到MⅡ中期,A正确;
B、胚胎发育的早期有一段时间是在透明带中进行的,这一时期称为卵裂期,2细胞阶段属于卵裂期,卵裂期胚胎的总体积不变,B正确;
C、题意显示“胚胎停止发育原因是卵母细胞中的mRNA不能被及时降解”,显然,卵母细胞中mRNA的及时降解是启动早期胚胎基因组激活的前提条件,C正确;
D、Btg4基因敲除后卵母细胞能正常成熟和受精,说明该基因与细胞核成熟无关,而形成的早期胚胎却全部阻滞在1到2细胞阶段,推测可能是Btg4基因能促使细胞质成熟,D错误。
故选D。
18. 精子进入次级卵母细胞后,次级卵母细胞发育的“开关”即被精子开启。在雌原核和雄原核接触前去掉雌原核,受精卵会继续发育,最终获得孤雄胚胎干细胞系,其流程如下图。下列说法错误的是( )
A. 可通过显微操作去除雌原核
B. 胚胎干细胞取自单倍体囊胚的内细胞团
C. 单倍体细胞可作为研究隐性基因功能的细胞模型
D. 单倍体细胞中的遗传物质与精子完全相同
【答案】D
【解析】
【分析】图示去除雌原核后,形成了单倍体囊胚,单倍体囊胚细胞核中的遗传物质来自于精子细胞核。
【详解】A、去除动物细胞核常用的方法是显微操作,包括去除雌原核,A正确;
B、胚胎干细胞取自单倍体囊胚的内细胞团 ,B正确;
C、由于该过程去除了雌原核,培养出了单倍体,所以可作为研究隐性基因功能的细胞模型,C正确;
D、单倍体细胞中有来自于卵细胞细胞质的遗传物质,所以单倍体细胞中的遗传物质与精子不完全相同,D错误。
故选D。
19. 在体细胞克隆猴培育过程中,为提高胚胎的发育率和妊娠率,研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的 mRNA注入了重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理,具体培育流程如下图所示。下列说法正确的是( )
A. 去核操作通常采用不穿透卵母细胞透明带的显微操作法进行
B. 胚胎移植前,可通过胚胎分割提高胚胎数量和成活率
C. 胚胎移植的过程中要经过两次检查
D. 重构胚可直接移入代孕母猴体内
【答案】C
【解析】
【分析】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。
【详解】A、去核实质上是去除纺锤体—染色体复合物,从而确保为重组细胞提供的只是质的部分,但显微操作法需要穿透卵母细胞透明带,A错误;
B、胚胎分割可以获得多个胚胎,会降低胚胎的成活率,B错误;
C、胚胎移植前需要进行胚胎质量检查,胚胎移植后需要对受体是否妊娠进行检查,因此胚胎移植的过程中要经过两次检查,C正确;
D、重构胚需要经过胚激活、体外培养后,才能移入代孕母猴体内,D错误。
故选C。
20. 某生物兴趣小组利用苹果进行“DNA粗提取与鉴定”的实验,下列操作正确的是( )
A. 苹果组织研磨前经冷冻处理可以提高DNA的提取量
B. 研磨液离心,保留沉淀物并加入酒精去除蛋白质等杂质
C. 将预冷酒精溶液加入上清液,搅拌后可析出纯净的DNA
D. 将丝状物溶于NaCl溶液,加入二苯胺试剂振荡后呈蓝色
【答案】A
【解析】
【分析】DNA的溶解性:
(1)DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同(0.14mol/L溶解度最低),利用这一特点,选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解,而使杂质沉淀,或者相反,以达到分离目的。
(2)DNA不溶于酒精溶液,但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理,可以将DNA与蛋白质进一步的分离。
【详解】A、由于冷冻后的细胞易破碎,所以需要将苹果组织研磨前经液氮冷冻处理,可以提高DNA的提取量,A正确;
B、提取DNA时,研磨液离心,过滤并取滤液。由于DNA不溶于酒精溶液,但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精,在滤液中加入酒精去除蛋白质等杂质,B错误;
C、DNA不溶于酒精,因此可用体积分数为95%冷酒精析出DNA,静置2-3分钟,可见丝状物即为DNA的粗提取物,C错误;
D、鉴定DNA时,应将丝状物溶解在2mol/L的NaCl溶液中,加入二苯胺试剂并进行沸水浴,冷却后才可出现蓝色,D错误。
故选A。
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
21. 某醋厂和啤酒厂的工艺流程如图所示。酒曲和醋醅含有发酵所需的微生物,糖化即淀粉水解过程。下列说法正确的是( )
A. 大米“粉碎”有利于淀粉进入酵母菌,提升发酵速率
B. 啤酒酿造中酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成
C. 糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的是利于糖化
D. 固态发酵制醋和啤酒酿造过程中都应“先通气后密封”
【答案】BC
【解析】
【分析】1、果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是异养兼性厌氧型生物,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。酒精发酵时,一般将温度控制在18~30℃。
2、醋酸菌是一种好氧细菌,当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。醋酸发酵温度为30~35℃。
【详解】A、淀粉不能进入酵母菌,粉碎有利于淀粉与淀粉酶充分接触,A错误;
B、啤酒发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段,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,B正确;
C、糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的是促进淀粉水解(糖化),杀死原料中的微生物,C正确;
D、醋酸发酵阶段,起作用的醋酸菌是好氧细菌,需要在有氧条件下才能将酒精氧化为醋酸,故在整个固态发酵制醋过程中,都需要保持一定的通气条件,不能密封,D错误。
故选BC。
22. 植物细胞工程技术包括植物组织培养技术和体细胞杂交技术,在快速繁殖、农作物育种及提高农作物产量等方面具有广泛应用。下列有关说法错误的是( )
A. 可以利用植物组织培养脱分化所得到的胚状体等为材料制备人工种子
B. 由茎尖细胞形成愈伤组织的过程中,可能会发生基因突变和基因重组
C. 进行植物体细胞杂交的实验,不必考虑亲本细胞的生殖隔离问题
D. 利用PEG融合法诱导植物原生质体融合的原理是细胞膜具有流动性
【答案】AB
【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。
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。
【详解】A、可以利用植物组织培养再分化所得到的胚状体等为材料加上人工种皮以及相应的营养物质和一些激素,以此制备人工种子,A错误;
B、由茎尖细胞形成愈伤组织的过程中,可能会发生基因突变,但不会发生基因重组,因为基因重组发生在减数分裂过程中,B错误;
C、植物体细胞杂交技术最大的优点就是克服生物远缘杂交不亲和的障碍,因此进行植物体细胞杂交的实验,不必考虑亲本细胞的生殖隔离问题,C正确;
D、植物原生质体融合的原理是细胞膜具有流动性,D正确。
故选AB。
23. 单峰骆驼在野外几乎灭绝,科学家欲通过胚胎工程的方法拯救野化单峰骆驼,进行了下图所示研究。请据图分析,下列说法错误的是( )
A. 为使A野化单峰骆驼超数排卵,需要食物中添加适量的促性腺激素
B. 应用胚胎移植技术可以充分发挥C受体雌性的优良遗传特性
C. 对图示中的早期胚胎进行移植,出生后代之间可能差异很大
D. 卵裂期,细胞数目增多总体积不增加,有机物总量增加
【答案】ABD
【解析】
【分析】胚胎移植主要包括供体、受体的选择和处理,配种或人工授精,胚胎的收集、检查、培养或保存,胚胎的移植,以及移植后的检查等步骤。胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
【详解】A、给A野化单峰骆驼注射适量的促性腺激素,可使其超数排卵,促性腺激素为蛋白质,在食物中添加会被消化酶消化,A错误;
B、胚胎移植技术可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,实现优良个体的快速大量繁殖,而不是C受体雌性,该个体只是提供胚胎发育的场所而已,B错误;
C、图示中的早期胚胎是由不同的受精卵发育而来的,对这些胚胎进行移植,出生后代之间可能差异很大,C正确;
D、卵裂期,细胞数量不断增加,细胞体积缩小,但胚胎总体积并不增加,有机物总量减少,D错误。
故选ABD。
24. 下列关于动物细胞培养和植物细胞培养的叙述,正确的是( )
A. 动物细胞培养的原理是细胞增殖,植物细胞培养的原理是植物细胞的全能性
B. 植物细胞培养的主要目的是获得植物在生长和生存过程中必需的次生代谢物
C. 在进行动物细胞传代培养时,悬浮培养的细胞可以直接用离心法收集
D. 动物细胞培养需在培养基中添加血清等天然成分,之后进行高压蒸汽灭菌
【答案】C
【解析】
【分析】1、动物细胞培养的条件:(1)营养物质:无机物(无机盐、微量元素等),有机物(糖、氨基酸、促生长因子等) 。通常需要加入血清。(2)温度、pH和渗透压。(3)无菌、无毒的环境:对培养液和所有培养用具进行无菌处理,通常还要在培养液中加入一定量的抗生素,以防被污染。此外应定期更换培养液,以便清除代谢产物防止细胞代谢产物累积对细胞自身产生危害。(4)气体环境(95%的空气+5%CO2的混合气体) ,其中5%CO2气体是为维持培养液的pH稳定 。2、植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
【详解】A、动物细胞培养的原理是细胞增殖,植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,A错误;
B、植物细胞培养的主要目的是通过大规模的细胞培养,以获得人类所需的细胞次生代谢物,次生代谢产物不是植物生长生存必需的,B错误;
C、在进行动物细胞传代培养时,悬浮培养的细胞可以直接用离心法收集,C正确;
D、血清不能进行高压蒸汽灭菌,会破坏原有的营养成分,D错误。
故选C
25. 一种抗体一般只特异性结合一种抗原,每种抗体由4条肽链组成,图1是抗体分别与α、β两种抗原结合的示意图。双功能抗体能同时结合两种抗原,对肿瘤的治疗有重要意义。利用细胞融合技术制备双功能抗体的过程如下:先分别制备分泌抗α抗体和抗β抗体的杂交瘤细胞,然后再让两种杂交瘤细胞融合,筛选得到能分泌双功能抗体的双杂交瘤细胞,如图2所示。下列说法错误的是( )
A. 需用两种抗原同时刺激双杂交瘤细胞后才可产生双功能抗体
B. 用96孔板筛选分泌抗α抗体的杂交瘤细胞需加入α抗原进行抗体检测
C. 双功能抗体能同时结合两种抗体说明其没有特异性
D. 若双功能抗体应用于肿瘤治疗,则a、β抗原中至少有一种为癌细胞表面抗原
【答案】AC
【解析】
【分析】单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备,杂交瘤抗体技术是在细胞融合技术的基础上,将具有分泌特异性抗体能力的效应B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既能产生抗体,又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群,可制备针对一种抗原的特异性抗体即单克隆抗体。
【详解】A、根据题目信息可知,双杂交瘤细胞的获得是通过不同的抗原刺激后,进而制备出分泌抗α抗体和抗β抗体的杂交瘤细胞,然后再让两种杂交瘤细胞融合,筛选得到能分泌双功能抗体的双杂交瘤细胞,A错误;
B、用96孔板筛选分泌抗α抗体的杂交瘤细胞需加入α抗原进行抗体检测,该方法利用了抗原-抗体发生特异性结合的原理设计的,B正确;
C、双功能抗体只能同时结合α和β两种抗原,依然能说明其具有特异性,C错误;
D、若双功能抗体应用于肿瘤治疗,则a、β抗原中至少有一种为癌细胞表面抗原,这样才能保证药物定向作用于癌细胞,D正确。
故选AC。
三、非选择题
26. 请运用酵母菌的分离与纯化、果酒制作与应用的知识,回答下列问题:
(1)某研究小组从葡萄皮上成功分离出某品种的酵母菌后,取等量菌液分别接种于3个盛有等量液体培养基的锥形瓶中,并分别置于转速为150/min、200r/min、250r/min的摇床上培养,检测结果如图甲所示,摇床转速为250r/min的酵母菌种群密度最大的原因是___________。
(2)小组同学继续用分离出的酵母菌进行果酒的发酵,发酵产物酒精可用___________检验。
(3)通过如图乙所示的方法进行纯化培养时,用移液枪取最终的酵母菌稀释液0.1mL滴在培养基表面,然后将沾有少量酒精的涂布器___________后再进行涂布。在恒温培养箱中培养一段时间后,4个平板上菌落数分别为60个、55个、56个、57个,则可以推测原酵母菌液中每毫升含菌数为___________个,该数据往往比活菌的实际数目___________(填“多”或“少”),理由是___________。
(4)发酵过程中由于密封不严,果酒放置一段时间后会变酸,在变酸的酒表面观察到白色菌膜,其形成原因是___________。
【答案】(1)摇床转速越高,提供的氧气越充足,酵母菌代谢旺盛,增殖快
(2)酸性重铬酸钾溶液
(3) ①. 灼烧冷却 ②. 5.7×107 ③. 少 ④. 当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落
(4)醋酸菌在液面大量繁殖而形成的
【解析】
【分析】微生物常见接种的方法:(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】
根据题意可知,摇床转速越高,提供的氧气越充足,酵母菌代谢旺盛,增殖快,因此繁殖的速度和总量越高,种群密度最大。
【小问2详解】
橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应,变成灰绿色,因此葡萄酒制作是否成功,发酵后需用重铬酸钾溶液进行检测。
【小问3详解】
在培养基上进行涂布时,要将涂布器灼烧(杀死杂菌)冷却后(以免杀死菌种)才能进行操作。根据图解可知菌液被稀释了105倍,同时选择菌落数目在30~300的进行计数,所以每毫升含菌数为(60+55+56+57)÷4÷0.1×105=5.7×107个。由于当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,因此用稀释涂布平板法进行计数时,统计的数量往往比活菌的实际数目少。
【小问4详解】
醋酸菌是一种好氧细菌,只有在氧气充足的条件下才能进行旺盛的生理活动。酒中含有酒精,当酒暴露在空气中时,为醋酸菌提供了适宜的氧气环境,醋酸菌能够将酒精先转化为乙醛,再进一步转化为醋酸 ,导致酒变酸。在变酸的过程中,醋酸菌会在酒的液面上大量繁殖,众多的醋酸菌聚集就形成了一层菌膜。
27. 合成塑料是一种非天然石油基塑料,由于分子量过大而难以通过生物膜被微生物降解。研究发现,某些昆虫的肠道内存在PE(一种合成塑料)降解细菌。现欲从昆虫的肠道中筛选能够降解PE的菌株,过程如下图所示。
(1)选择培养过程中,所使用的培养基中应加入___________作为唯一碳源,选择培养的目的是___________。
(2)划线纯化过程中,接种环在固体培养基的表面连续划线的目的是___________。
(3)某研究团队从昆虫肠道中筛选出能够降解PE的两种细菌(YT1和YP1),将其分别在加入PE薄膜的培养液中培养,培养液中细胞数目变化及PE失重率变化如下图。(注:PE失重率指在一定条件下,PE材料失去的重量与其原始重量的比值。)
据图可知,两种细菌中降解PE能力较强的是___________,理由是___________。
【答案】(1) ①. PE ②. 提高降解PE的微生物的比例
(2)将聚集的菌种逐步稀释(分散到培养基的表面)获得单菌落
(3) ①. YP1 ②. YP1组细胞数目较少,PE失重率较高
【解析】
【分析】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。
【小问1详解】
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,称作选择培养基,本实验要筛选出PE(一种合成塑料)降解细菌,因此所使用的培养基中应加入PE作为唯一碳源,选择培养的目的是提高降解PE的微生物的比例。
【小问2详解】
划线纯化过程中,接种环在固体培养基的表面连续划线的目的是将聚集的菌种逐步稀释(分散到培养基的表面)获得单菌落。每次划线都从上次划线末端的微生物浓度开始。
【小问3详解】
据图可知,两种细菌的细胞数目在PE薄膜培养液中都是先缓慢增加,后快速增加,最终保持不变,用YP1细菌处理PE失重率明显高于YT1细菌,且其细菌数目较少,因此YP1细菌分解PE的能力强于YT1细菌。
28. 同源四倍体的紫花苜蓿被誉为“牧草之王”,但易造成家畜胀病;二倍体的百脉根因富含缩合单宁,饲喂时可防止家畜胀病的发生。某研究人员设计了下列技术路线,以期获得抗胀病的新型苜蓿。(注:IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段,R-6G可阻止线粒体的呼吸作用,二者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同)
(1)据图可知,本研究主要利用的生物技术的原理是______。在实验前需通过预实验来探究R-6G或IOA使原生质体失去再生愈伤组织能力的临界浓度,设计思路是______。
(2)步骤①可采用化学法进行诱导,化学法除聚乙二醇融合法外,还有______法等。原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是_______。融合后的原生质体经过。______再生形成杂种细胞,进而经过②脱分化形成愈伤组织。
(3)步骤③先将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上,通常应在培养基中加入两类植物激素,其中起主要作用的是______。长出芽后,再将其转接到诱导生根培养基上,最终得到杂种植株。请判断:得到的杂种植株,理论上是否可育?并简要阐述理由:______
【答案】(1) ①. 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 ②. 将获取的原生质体分别放置在不同浓度的R-6G或IOA溶液中,培养一段时间后,观察原生质体再生情况
(2) ①. 高Ca2+-高pH融合 ②. 保持原生质体完整性 ③. 细胞壁
(3) ①. 细胞分裂素 ②. 可育,杂种植株细胞中含有成对的同源染色体
【解析】
【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【小问1详解】
由图可知,新型苜蓿的培育过程采用的是植物体细胞杂交技术,该生物技术的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性;在实验前需通过预实验来探究R-6G或IOA使原生质体失去再生愈伤组织能力的临界浓度,由于需要获得 具体的浓度,因此需要将获取的原生质体分别放置在不同浓度的R-6G或IOA溶液中,培养一段时间后,观察原生质体再生情况,根据再生情况获得各自的临界值。
【小问2详解】
步骤①可采用化学法进行诱导,其中化学方法除了聚乙二醇(PEG)融合法,还有高Ca2+—高pH融合法等。原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,保持原生质体完整性,防止原生质体吸水涨破。融合后的原生质体再生出新的细胞壁说明形成杂种细胞,即杂种细胞形成的标志是再生出细胞壁,进而经过②脱分化形成愈伤组织。
【小问3详解】
步骤③先将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上,通常应在培养基中加入两类植物激素,分别是生长素和细胞分裂素,其中起主要作用的是细胞分裂素。长出芽后,再将其转接到诱导生根培养基上,最终得到杂种植株。紫花苜蓿是同源四倍体,体细胞含有4个染色体组,百脉根是二倍体,体细胞含有2个染色体组,融合后得到的杂种细胞含有4+2=6个染色体组,可见,杂种植株细胞中含有成对的同源染色体,因而能进行正常的减数分裂过程,因而表现为可育。
29. CD47是一种跨膜糖蛋白,它可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合,从而抑制巨噬细胞的吞噬作用。肺癌、结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6-5倍,导致吞噬细胞对肿瘤细胞的清除效果减弱。科学家推测,抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,为此他们按照如下流程进行了实验。
(1)多次进行步骤①的处理目的是___________。
(2)实验组中巨噬细胞和肿瘤细胞的共培养体系需置于含有___________混合气体的CO2培养箱中,另外培养液需定期更换,原因是___________。
(3)图中②、③使用的筛选方法分别是___________、___________,第一次筛选淘汰___________细胞得到的杂交瘤细胞产生的单克隆抗体的优点是___________。
(4)制备单克隆抗体涉及的细胞工程技术有___________(答出2点)。
(5)对照组应设置为___________,实验结果为___________可验证上述推测。
【答案】(1)为了获得更多分泌抗CD47抗体的B淋巴细胞
(2) ①. 95%空气加5%CO2 ②. 清除代谢产物,为防止细胞代谢物积累对细胞自身造成伤害
(3) ①. 特定的选择性培养基 ②. (专一)抗体检测 ③. 未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的 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,并且可以大量制备
(4)动物细胞培养、动物细胞融合
(5) ①. 不加单克隆抗体的巨噬细胞+肿瘤细胞共培养体系 ②. 实验组中吞噬细胞的吞噬指数显著高于对照组
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备的流程:(1)制备产生特异性抗体的B淋巴细胞:向免疫小鼠体内注射特定的抗原,然后从小鼠脾内获得相应的B淋巴细胞。(2)获得杂交瘤细胞:①将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的B淋巴细胞融合;②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,该杂种细胞既能够增殖又能产生抗体。(3)克隆化培养和抗体检测。(4)将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖。(5)提取单克隆抗体:从细胞培养液或小鼠的腹水中提取。
【小问1详解】
步骤①是向小鼠体内注射特定的抗原,多次向免疫动物注射抗原CD47的目的是为了获得更多分泌抗CD47抗体的B淋巴细胞。
【小问2详解】
动物细胞培养时通常采用培养皿或松盖培养瓶,将其置于含有95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。 动物细胞培养的过程中,要保证被培养的细胞处于无菌、无毒的环境中,为防止细胞代谢物积累对细胞自身造成伤害,培养液需定期更换。
【小问3详解】
图中②使用特定的选择性培养基筛选融合的杂交瘤细胞,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞死亡,③用(专一)抗体检测(抗原—抗体杂交)的方法筛选出能产生抗CD47抗体的杂交瘤细胞。到的杂交瘤细胞产生的单克隆抗体的优点是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,并且可以大量制备,同时具有抗CD47抗体的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的特点。
【小问4详解】
杂交瘤细胞需通过动物细胞培养技术,在合适的培养体系中大量增殖,才能持续产生足够的单克隆抗体;通过动物细胞融合技术,使B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞,让其兼具产生抗体和无限增殖的能力,从而为单克隆抗体的制备提供了可行的细胞来源,即制备单克隆抗体涉及的细胞工程技术有动物细胞培养、动物细胞融合。
【小问5详解】
该实验的自变量为是否含有单克隆抗体,故实验组为巨噬细胞+肿瘤细胞共培养体系,对照组应设置为不加单克隆抗体的巨噬细胞+肿瘤细胞共培养体系,由于实验组中加入了单克隆抗体,抗体与肿瘤细胞表面的CD47发生特异性结合,从而解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,而对照组中没有加入单克隆抗体,不能与肿瘤细胞表面的CD47结合,因而无法解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,因此若实验组中吞噬细胞的吞噬指数显著高于对照组可验证上述推测。
30. 对大型农场动物进行良种繁殖时,胚胎分割技术增加了胚胎数量,对提高良种覆盖率、加速育种进程具有重要的意义,下图是牛胚胎分割技术过程示意图。
(1)用于冷冻的胚胎可以通过___________(至少答出两点)技术获得。
(2)进行性别鉴定应选___________,理由是___________。
(3)为探究冷冻胚胎分割前培养时间对分割后胚胎发育率的影响,每组取60枚同种冷冻胚胎,分别在解冻后培养0、15、30、45、60、90、120min进行分割,将各实验组半胚和对照组整胚用培养液培养24h,统计胚胎发育率,结果见表。
牛冷冻胚胎分割前培养时间筛选结果
组别
培养胚胎数/枚
培养24h囊胚数/枚
胚胎发育率/%
对照
60
57
95.00
0min
60
44
73.33
15min
60
32
53.33
30min
60
48
80.00
45min
60
51
85.00
60min
60
41
68.33
90min
60
34
56.67
120min
60
42
70.00
由表中数据可知,分割造成的损伤会降低胚胎发育率,判断的依据是___________冷冻胚胎分割前最优培养时间大约是___________分钟。
(4)分割后的胚胎需经胚胎移植才能发育成新个体,胚胎移植的实质是___________,代孕母牛一般具有___________特征。分割得到的胚胎基因组成完全一样,但是发育所得个体的性状不完全相同,其原因是___________。
【答案】(1)体外受精、核移植技术或胚胎分割技术
(2) ①. 滋养层 ②. 滋养层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
(3) ①. 各组半胚的胚胎发育率无论在解冻后培养多长时间均低于对照组整胚的胚胎发育率 ②. 45
(4) ①. 早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 ②. 健康的体质和正常的繁殖能力 ③. 生物的性状由基因型决定的同时,还会受到环境的影响
【解析】
【分析】胚胎分割是指用机械方法将早期胚胎分割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎技术,其本质是无性繁殖。
【小问1详解】
用于冷冻的胚胎可以通过体外受精(精子和卵细胞在体外完成受精过程形成受精卵,受精卵经早期胚胎培养,发育到适宜阶段就可进行冷冻保存)、核移植技术(把体细胞核移植到去核卵母细胞中,构建重组细胞,经激活等处理促使其发育成早期胚胎)或胚胎分割技术(将早期胚胎进行分割得到多个胚胎,分割后的胚胎,若暂时不用于移植,可冷冻保存起来)获得。
【小问2详解】
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,而内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,若取内细胞团进行性别鉴定会对胚胎造成影响。
【小问3详解】
由表中数据可知,各组半胚的胚胎发育率无论在解冻后培养多长时间均低于对照组整胚的胚胎发育率,因而可得出结论:分割造成的损伤会降低胚胎发育率,结合表格数据可知,冷冻胚胎分割前最优培养时间大约是45分钟,因为该时段分割半胚的胚胎发育率最高,最接近对照组。
【小问4详解】
分割后的胚胎需经胚胎移植才能发育成新个体,且胚胎移植前对供体和受体进行了同期发情处理,因此胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。代孕母牛一般具有健康的体质和正常的繁殖能力。分割得到的胚胎基因组成完全一样,但是发育所得个体的性状不完全相同,这是因为生物的性状由基因型决定的同时,还会受到环境的影响。
31. 如图是研究人员培育能生产人血清白蛋白牛乳的转基因母牛的过程。回答下列问题:
(1)获能后的精子与卵细胞相遇时,首先它释放出___________,以溶解卵细胞膜外的一些结构。判断卵细胞受精的标志通常是___________。
(2)过程②利用的技术是___________,过程⑤的操作的其优势是___________。在进行⑤之前需要对胚胎进行性别鉴定,题中应选择性染色体组成为___________的胚胎进行操作。
(3)研究人员将早期胚胎进行分割后进行⑤操作,结果接受分割胚胎的其中一头健康母牛发生流产。从胚胎分割的角度分析,造成这种现象的原因可能是___________。
(4)核移植的受体是去核的卵母细胞,卵母细胞中的核是指___________,选用去核卵母细胞做受体不仅因为其体积大易操作,卵黄中营养物质丰富最主要原因为___________。
(5)过程①中的质粒作为常用的载体,需要具备的条件是___________。(答出2点)。
【答案】(1) ①. 多种酶 ②. 观察到极体或雌、雄原核
(2) ①. 体外受精 ②. 充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,大大缩短了供体的繁殖周期 ③. XX
(3)桑葚胚或囊胚的内细胞团未均等分割,胚胎发育停滞或无法发育
(4) ①. 纺锤体—染色体复合物 ②. M Ⅱ期的卵母细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质
(5)能在受体细胞中自我复制,或整合到染色体DNA上、具有一至多个限制酶切点、具有标记基因
【解析】
【分析】载体:(1)常用的载体:质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。(2)作为载体必须具备的条件:①要具有限制酶的切割位点;②要有标记基因(如抗性基因),以便于重组后重组子的筛选;③能在宿主细胞中稳定存在并复制;④是安全的,对受体细胞无害,而且要易从供体细胞分离出来。(3)天然的质粒不能直接作为载体,基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。
【小问1详解】
获能后的精子与卵细胞相遇时,首先会释放顶体酶等多种酶,这些酶能溶解卵细胞膜外的放射冠和透明带等结构,帮助精子穿越这些屏障与卵细胞接触。在受精过程中,观察到极体或雌、雄原核,通常表明卵细胞已经受精。
【小问2详解】
分析题图可知,过程②卵细胞和精子进行体外受精形成受精卵,即过程②利用的技术是体外受精。过程⑤的操作是胚胎移植,其可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。由于图中的目的是要获得乳腺生物发生器,需要获取雌性的胚胎, 因此需要进行性别鉴定,选取染色体组成为XX的胚胎进行移植。
【小问3详解】
胚胎分割时,一般采用发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚,对囊胚期的胚胎进行分割时,要特别注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育,故从胚胎分割的角度分析,造成这种现象的原因可能是桑葚胚或囊胚的内细胞团未均等分割,胚胎发育停滞或无法发育。
【小问4详解】
在核移植中,卵母细胞中的核通常是指纺锤体-染色体复合物,去核操作就是去除这部分结构。选用去核卵母细胞做受体,除了它体积大易操作、卵黄中营养物质丰富外,更重要的是处于MⅡ期的卵母细胞质中存在一些能激发体细胞核全能性表达的物质,有利于重组细胞发育成新个体。
【小问5详解】
载体包括质粒、动植物病毒、噬菌体的衍生物等,质粒作为常用的载体,需要具备的条件是能在受体细胞中自我复制,或整合到染色体DNA上、具有一至多个限制酶切点、具有标记基因。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。