精品解析:河南省南阳市邓州市第一高级中学校2024-2025学年高二下学期3月月考生物试题
2025-03-22
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2份
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46页
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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) | 南阳市 |
| 地区(区县) | 邓州市 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.28 MB |
| 发布时间 | 2025-03-22 |
| 更新时间 | 2026-06-23 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-03-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51184244.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:
2025年春期高二生物月考试题B卷
一、单选题
1. 微生物的发酵可以为人类提供丰富的食品和食品添加剂,促进了丰富多彩的饮食文化的形成。下列相关叙述正确的是( )
A. 从自然界中筛选、通过诱变育种等获得优良菌种是发酵工程的中心环节
B. 发酵罐中微生物的生长繁殖速度、代谢物的形成速度都与搅拌速度有关
C. 通过发酵工程生产的苏云金杆菌可以制成微生物农药,这属于化学防治手段
D. 利用谷氨酸棒状杆菌生产味精时,需采用过滤等方法将菌体分离、干燥以获得产品
2. 柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂。如图为研究人员以红薯粉为原料经黑曲霉发酵生产柠檬酸的简要流程图,下列说法正确的是( )
A. 若发酵罐C中的原料为大豆粉,可利用黑曲霉水解大豆中的蛋白质制成酱油
B. 黑曲霉是一种真菌,培养该菌种时应将培养基PH调至弱碱性
C. 将菌种接种至A培养基时,浸泡在酒精中的涂布器使用前需在火焰上灼烧
D. 黑曲霉与生产果醋时所用主要微生物的细胞结构完全相同
3. 阳江黑豆豉是以优质黑豆为原料而制作出的发酵食品。黑豆中的蛋白质、脂肪等经毛霉、曲霉发酵分解到一定程度时,通过加盐、加酒、干燥等方法可制成豆豉。下列叙述错误的是( )
A. 毛霉、曲霉中的蛋白酶可将黑豆中的蛋白质分解为小分子多肽和氨基酸
B. 制作阳江黑豆豉的过程中需要进行严格的消毒、灭菌处理
C. 加盐、加酒、干燥可抑制蛋白酶的活性,防止发酵过度
D. 分析发酵过程中微生物的种类、数量变化有助于改良黑豆豉的风味
4. 某醋厂和啤酒厂的工艺流程如图所示。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌;醋醅含有醋酸菌;糖化即淀粉水解过程。下列相关叙述错误的是( )
A. 糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的是利于灭菌
B. 发酵原理是利用真菌的有氧呼吸与细菌的有氧呼吸
C. 啤酒酿造流程中适当增加溶解氧可缩短发酵时间
D. 醋酸发酵过程中经常搅拌发酵物,可控制发酵温度和改善通气状况
5. 谷氨酸棒状杆菌生长的最适pH为7.0,通过以下代谢途径发酵生产L—谷氨酰胺。下列叙述正确的是( )
A. 提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶的活性有利于提高L—谷氨酰胺产量
B. 发酵初期控制pH为7.0,后调为5.6,有利于提高L—谷氨酰胺产量
C. 发酵条件仅会影响微生物的代谢物的形成,不会影响微生物的繁殖
D. 发酵结束后,采用过滤、沉淀的方法将菌体分离和干燥即可获得产品
6. 啤酒发酵流程一般都包含发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒、终止等。下列有关叙述错误的是( )
A. 焙烤过程通过加热杀死种子的胚细胞,从而使淀粉酶失活
B. 酵母菌繁殖及大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成
C. 发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味的要求不同而有所差异
D. 蒸煮过程中高温使淀粉酶失活,可以终止淀粉酶的进一步作用,并对糖浆灭菌
7. 食用腐烂水果后,人出现头晕、恶心、呕吐或更严重的症状,这可能与微生物代谢产生的毒素有关。某研究小组致力于研究健康饮食,设计实验探究腐烂苹果不同区域微生物的种类和数量以及烂果毒性,实验基本步骤如图所示。下列说法正确的是( )
A. 根据该实验的探究目的,步骤二采用的接种方法是平板划线法
B. 在适宜环境下培养8小时即可统计出不同菌液中全部微生物的种类和数量
C. 若①~⑤菌落种类和数量依次减少,则离腐烂部位越远的果肉中毒素含量越低
D. 若⑤所在部位微生物的数量极少,则切掉①~④后的苹果便可放心食用
8. 影印接种法是一种用于研究微生物抗药性和筛选突变体的实验技术。为检测某种氨基酸缺陷型菌株,实验人员的实验过程如图所示,其中基本培养基中缺乏某种氨基酸,而完全培养基中含有该种氨基酸。下列叙述正确的是( )
A. 影印接种法和稀释涂布平板法相似,每个菌落都由单个菌体发育而来
B. 过程②培养时丝绒布先转印至完全培养基上再转印到基本培养基上
C. 实验结束后对培养皿进行消毒处理后即可再次使用或者废弃
D. 应从完全培养基上挑选出氨基酸缺陷型菌株用于后续的培养和研究
9. 太子参是我国传统中药材,其栽培过程中易受病毒侵染,造成品质退化。通过诱导太子参茎尖分生组织获得脱毒苗是去除太子参病毒的有效途径,如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 选取的茎尖分生区和配制的培养基需要分别进行消毒、灭菌处理
B. 选用太子参茎尖分生区是因为该区附近的病毒极少,甚至无病毒
C. 图中甲、乙、丙所用的培养基中生长素与细胞分裂素的比例不相同
D. 分生区细胞在①过程失去特定的结构和功能,体现了细胞的全能性
10. 青蒿素是治疗疟疾的特效药物,下图是利用黄花蒿叶片大量繁殖黄花蒿植株的部分过程。下列分析正确的是( )
A. 黄花蒿叶片切成小块前需要用体积分数95%的酒精和次氯酸钠进行消毒处理
B. 青蒿素属于植物体产生的次生代谢物,在整个生命过程中一直通过代谢产生
C. ②③过程分别表示脱分化和再分化过程,其中③加入抗生素可以防止杂菌污染
D. ③④过程使用的培养基中生长素和细胞分裂素的浓度、比例都有所不同
11. 研究者欲利用原生质体融合技术,实现三白草和鱼腥草有效成分的工厂化生产。下列叙述正确的是( )
A. 过程①常使用纤维素酶和果胶酶,应在无菌水中进行,以防止杂菌污染
B. 过程②可使用聚乙二醇以诱导三白草原生质体和鱼腥草原生质体的融合
C. 过程③经过脱分化、再分化形成的愈伤组织是呈不定形的薄壁组织团块
D. 过程④需要调节培养基中生长素和细胞分裂素的比例,诱导生芽和生根
12. 如图是利用甲、乙两种植物各自的优势,通过植物细胞工程培育高产、耐盐的杂种植株的实验流程图。下列叙述错误的是( )
A. 图中所示过程的原理是植物细胞具有全能性和细胞膜具有一定的流动性
B. 甲、乙原生质体由细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质构成
C. 通过诱导融合过程形成b,该过程中细胞壁的形成与高尔基体有关
D. d过程应是将植株种在高盐环境中进行筛选,可以筛选出耐盐植株
13. 某一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. 若为植物体细胞杂交技术,则用聚乙二醇处理两种植物细胞后会直接出现膜融合
B. 若为单克隆抗体的制备技术,融合得到的细胞分别经过特定选择培养基筛选、克隆化培养和抗体检测就可得到大量的单克隆抗体
C. 若为动物体细胞核移植技术,融合得到的细胞可直接移植到受体母牛子宫内获得克隆牛
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
14. 近年来由于栖息地丧失和人为捕猎,亚洲黑熊数量骤减,近日动物学家在某林地发现了少量野生亚洲黑熊。他们期望通过体内授精、胚胎移植等方法拯救亚洲黑熊,其过程如下图。以下说法正确的是( )
A. 胚胎工程一般采用性激素处理A使其超数排卵
B. A超数排卵排出的细胞必须生长到MII期才能与C的获能后的精子发生受精
C. D受体雌性必须和动物园亚洲黑熊♀A、野生亚洲黑熊♀B同期发情处理
D. E后代遗传性状与A和C一致,F后代遗传性状与B一致
15. 如图为核移植实验过程示意图,根据图示分析下列叙述正确的是( )
A. 去核的时期应该在MⅠ期,原因是该时期第一极体和卵细胞核较近
B. 桑葚胚细胞应提取出细胞核后,尽快注入去核的卵母细胞中
C. 电融合法可促使重构胚形成,后期还需要其他方法激活重构胚
D. 动物体细胞核移植比动物胚胎细胞核移植难度低
16. 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
17. 下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图,有关叙述正确的是( )
A. 过程②的去核可以保证重组细胞的遗传物质全部来自于甲牛
B. 供体细胞体外培养的代数对出生后代丁牛的遗传性状没有影响
C. 形成重组细胞可用电融合法使供体细胞膜与卵母细胞膜融合
D. 过程③可用PEG诱导法激活重组细胞使其开始分裂、发育
18. 多种方法获得的早期胚胎,均需移植给受体才能获得后代,如图列举了几项技术成果。下列叙述正确的是( )
A. ①过程中为获得更多的卵母细胞,一般采用促性腺激素释放激素处理
B. ②过程需用电刺激、Ca2+载体和聚乙二醇等激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程
C. 囊胚开始出现含有液体的腔,胚胎移植前可取该时期细胞鉴定性别
D. 可通过①②及胚胎分割技术对③过程获得的生物扩大化生产
19. 嵌合体动物是指由两种或两种以上具有不同遗传特性的细胞组成的聚合胚发育而成的个体,下图表示采用注射法获得小鼠胚胎嵌合体(即黑白花仔鼠)的过程。下列说法错误的是( )
A. 图中①、②分别表示滋养层细胞和内细胞团细胞,②细胞具有全能性
B. 黑色小鼠囊胚中的②细胞可在胃蛋白酶的作用下离散为单个细胞
C. 若要增加子代个体的数量,可将②均等分割,分割后的胚胎可以直接进行移植
D. 丁为胚胎移植,其实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
20. 抗体药物偶联物(ADCs)是由细胞毒素通过一个化学键与单克隆抗体连接而成的,是一类新兴的抗癌治疗药物,此类药物借助单克隆抗体的特异性,定向运送细胞毒素到肿瘤部位,这一新技术可以提高化学治疗的疗效,降低或消除细胞毒素分子对非靶组织、非靶细胞的毒性。下列相关叙述错误的是( )
A. 要实现ADCs精准杀伤肿瘤细胞需肿瘤细胞表面受体能对其特异性识别
B. 若利用放射性同位素标记单克隆抗体,则可以对肿瘤细胞进行定向的放疗
C. ADCs在溶酶体酶的作用下释放出细胞毒素,由细胞毒素直接杀死肿瘤细胞
D. 制备单克隆抗体时,至少需经过两次筛选才能得到分泌所需抗体的杂交瘤细胞
21. 下列每项操作获得的多头犊牛之间遗传性状相似的是( )
①取母牛甲的体细胞,经体细胞核移植技术获得的犊牛
②取母牛甲的卵母细胞,经体外受精获得的“试管牛”
③母牛甲经超数排卵、发情配种或人工授精获得的犊牛
④母牛甲自然受精形成的胚胎,经胚胎分割获得的犊牛
A. ①④ B. ②③ C. ①② D. ③④
22. 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
23. 美国威斯康星州的奶牛场有一头奶牛,年产奶量达30.8t,我国奶牛产奶量年平均水平仅为3~4t。某人选取该高产奶牛的耳朵细胞,利用核移植技术获得了高产奶牛,流程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 过程①直接将取自卵巢的卵母细胞进行去核即可
B. 过程④需用Mg2+载体、电刺激或乙醇等激活重构胚
C. 需将重构胚置于含有95%CO2和5%空气的恒温箱中培养
D. 早期胚胎能在母牛c中存活的基础是受体对外来胚胎不发生免疫排斥反应
24. 基因组印记是哺乳动物在自然条件下只能通过精卵结合的方式繁殖后代的原因。精子和卵细胞中的印记基因不同,只有这些印记基因共同作用时,才能繁殖出健康的后代。为了实现哺乳动物的孤雌生殖,科研人员利用甲基化和去甲基化技术,改变了小鼠生殖细胞的基因组标记,最终创造出了孤雌小鼠,如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. H19和Gt12基因表达时可能会抑制早期胚胎的形成
B. 孤雌小鼠的基因型与提供卵母细胞的个体基因型相同
C. 孤雌小鼠有可能正常生长、发育并繁殖后代
D. 囊胚移植前,需要对受体进行同期发情处理
25. 荷斯坦奶牛是世界上产奶量最高的牛,每头荷斯坦奶牛平均每年产奶量超过9500升。荷斯坦奶牛不仅产奶量高、牛奶的质量也非常高。牛的自然繁殖率比较低,下图表示科研人员利用胚胎工程培育荷斯坦奶牛的过程,下列说法正确的是( )
A. ①过程常用促性腺激素处理母牛,使其超数排卵,也可以用性激素
B. 进行人工授精时,从荷斯坦奶牛体内获得的精子可以直接与成熟的卵子完成受精
C. 性别鉴定和疾病筛查可以分割少量早期胚胎滋养层或内细胞团组织
D. ④是胚胎移植,其生理学基础是受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应
26. 下列有关基因工程的工具的叙述,正确的是( )
A. 基因工程的载体都是质粒
B. 限制酶和其他酶一样具有专一性,只能识别特定的核苷酸序列
C. 噬菌体可以作为动物基因工程的载体
D. 天然质粒均可以直接用作载体将目的基因送入受体细胞
27. 下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是( )
A. 可选用新鲜的香蕉、菠菜、猪肝等作为实验材料
B. 研磨液中2mol/L的NaCl溶液有利于溶解DNA和去除杂质
C. 过滤液放入4℃冰箱或加入预冷的酒精都可抑制DNA酶的活性
D. 将析出的丝状物加入4mL二苯胺试剂后沸水浴加热可出现蓝色
28. 如图所示三个DNA片段依次表示EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制酶的识别序列与切割位点。下列有关叙述错误的是( )
A. 三种限制酶切割产生的末端的长度大小相同
B. 这三种限制酶切割后形成的都是黏性末端
C. BamHⅠ和Sau3AⅠ切割DNA片段形成的末端不能彼此连接
D. 图中的DNA片段被EcoRⅠ切割后,会增加两个游离的磷酸基团
29. 某DNA分子大小为4kb,用限制酶Ⅰ和Ⅱ进行充分酶切,酶切结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 该DNA分子含有两个游离的磷酸基团
B. DNA分子上有1个酶Ⅰ的切割位点,3个酶Ⅱ的切割位点
C. 限制酶切割的化学键是磷酸二酯键
D. 酶Ⅰ和酶Ⅱ的识别序列一定不同,但可能产生相同的黏性末端
30. 蓝细菌中的B基因能表达一种有助于蓝细菌高效吸收NO3-的载体蛋白,B基因经限制酶Sau3AⅠ和BamHⅠ分别切割后,可形成4个和2个大小不同的片段。Sau3AⅠ和BamHⅠ的识别序列及切割位点如下表所示。下列叙述正确的是( )
限制酶名称
Sau3A I
BamH I
识别序列及切割位点
↑GATC
G↑GATCC
A. 这两种酶切割产生的片段连接后的新片段不能再被这两种酶切割
B. 若同时用这两种酶处理该基因,会形成4个大小不同的DNA片段
C. 两种限制酶切割后形成的末端只能通过T4DNA连接酶连接
D. E.coliDNA连接酶连接平末端的DNA片段效率高于T4DNA连接酶
二、非选择题
31. 有研究发现,森林土壤中存在大量能够分解纤维素的菌种。在这些纤维素分解菌种中,部分菌种还能产生抑菌物质抑制其他微生物的繁殖。科学家欲从土壤中分离筛选出既能产纤维素醇,也能产抑菌物质的菌株,进行了如图所示操作,请回答下列有关问题:
(1)该研究小组对使用的培养基采用_____法灭菌。灭菌后的培养基需要倒平板操作,冷凝后平板需倒置的目的是______。在实验室中,除了可以使用稀释涂布平板法获得某菌种的纯培养物,还可使用______法。
(2)为筛选出分解纤维素的微生物,向步骤②中的培养基添加______,取等量的土壤浸出液接种至100mL普通培养基进行培养,在相同培养条件下获得的菌液与步骤②选择培养基上获得的菌液相比,浑浊程度明显增大,原因是______。④过程的目的是______,培养24h后,将④培养液进行一定浓度梯度稀释,用______法对分解纤维素的微生物进行计数。
(3)可利用______染料进一步鉴定培养皿中长出的4个菌落是否能分解纤维素,为进一步探究甲、乙、丙、丁4种纤维素分解菌能否产抑菌物质并抑制金黄色葡萄球菌的繁殖,研究人员在无菌条件下。向培养基上均匀接种一定量的金黄色葡萄球菌,然后在固体培养基上打出A、B、C、D四个均匀圆孔(步骤⑤所示)。将等量等浓度的甲、乙、丙、丁菌液分别接种到平板A、B、C、D四个圆孔中,在相同且适宜条件下培养一段时间。若该实验证明只有丙能产抑菌物质抑制金黄色葡萄球菌的繁殖,则实验结果应为______。
(4)通过如下图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,然后用涂布器再进行涂布。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、53个、55个、16个,则可以推测原酵母菌液中每毫升含菌数为_____个。
32. 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。
33. 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),过程如下图所示。
(1)本实验中,小鼠注射的特定抗原应取自_____细胞。对小鼠多次注射该抗原的目的_____
(2)步骤①常用方法中与植物不同的是_____。
(3)步骤②的细胞必须经过步骤③才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞,其中步骤③筛选的目的是_____。杂交瘤细胞可采用进行体外培养的方式或注射到小鼠_____培养进行扩大培养。
(4)步骤④是将获得的a_____和b_____这两部分,通过接头结合在一起,从而获得ADC.
(5)研究发现,ADC在患者体内的作用如下图所示。
①单克隆抗体除了运载药物外,还有_____等应用(答出两点)。
②ADC进入乳腺癌细胞后,细胞中的_____(填细胞器名称)可将其水解,释放出的药物最终作用于细胞核,可导致癌细胞_____(凋亡/坏死)。
34. 中国科学院的研究团队利用细胞工程和基因编辑技术,成功培育出世界上首例只有双母亲来源的孤雌小鼠和双父亲来源的孤雄小鼠,实现了哺乳动物的同性繁殖,实验流程如图所示。请回答下列问题:
(1)用__________对雌性小鼠进行超数排卵处理可得到大量卵母细胞,受精时的卵母细胞所处的时期为____________________。
(2)体外培养动物细胞时,除需要满足无菌、无毒的环境及适宜的营养物质、温度等条件外,还需要满足的气体条件是______________________________。
(3)为了获得更多甲的后代,在得到的重构胚发育到__________或囊胚期时,对其进行分割;在分割囊胚阶段的胚胎时,应注意____________________,否则会影响胚胎的恢复和进一步发育。
(4)卵细胞、精子分别转化为phESC、ahESC,它们类似于胚胎干细胞,胚胎干细胞具有__________的潜能。不考虑致死情况,得到的孤雄小鼠性染色体组成为__________。
(5)据图分析,只依赖雄性小鼠不能得到孤雄小鼠,请写出两个理由:_________。
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2025年春期高二生物月考试题B卷
一、单选题
1. 微生物的发酵可以为人类提供丰富的食品和食品添加剂,促进了丰富多彩的饮食文化的形成。下列相关叙述正确的是( )
A. 从自然界中筛选、通过诱变育种等获得优良菌种是发酵工程的中心环节
B. 发酵罐中微生物的生长繁殖速度、代谢物的形成速度都与搅拌速度有关
C. 通过发酵工程生产的苏云金杆菌可以制成微生物农药,这属于化学防治手段
D. 利用谷氨酸棒状杆菌生产味精时,需采用过滤等方法将菌体分离、干燥以获得产品
【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,主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。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。发酵过程一般来说都是在常温常压下进行,条件温和、反应安全,原料简单、污染小,反应专一性强,因而可以得到较为专一的产物。发酵工程在医药、食品、农业、冶金、环境保护等许多领域都得到广泛应用。
【详解】A、在发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,A错误;
B、搅拌可增加发酵液中的溶氧量,使菌体与发酵液中的营养物质充分接触,故发酵罐中微生物的生长繁殖速度、代谢物的形成速度都与搅拌速度有关,B正确;
C、通过发酵工程生产的苏云金杆菌可以制成微生物农药,用来防治多种农林虫害,这属于生物防治手段,C错误;
D、利用谷氨酸棒状杆菌生产味精时,发酵产品是谷氨酸棒状杆菌产生的谷氨酸,而不是微生物细胞本身,故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,D错误。
故选B。
2. 柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂。如图为研究人员以红薯粉为原料经黑曲霉发酵生产柠檬酸的简要流程图,下列说法正确的是( )
A. 若发酵罐C中的原料为大豆粉,可利用黑曲霉水解大豆中的蛋白质制成酱油
B. 黑曲霉是一种真菌,培养该菌种时应将培养基PH调至弱碱性
C. 将菌种接种至A培养基时,浸泡在酒精中的涂布器使用前需在火焰上灼烧
D. 黑曲霉与生产果醋时所用主要微生物的细胞结构完全相同
【答案】A
【解析】
【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
【详解】A、以大豆为主要原料,利用产生蛋白酶的霉菌(如黑曲霉),将原料中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸,然后经淋洗、调制可以制成酱油产品,A正确;
B、培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性,培养细菌时需将pH调至中性或弱碱性,B错误;
C、将菌种接种至A培养基时,使用的是平板划线法,接种工具为接种环,使用前需在火焰上灼烧灭菌,C错误;
D、黑曲霉是真菌,属于真核细胞生物,生产果醋所用的菌种是醋酸菌,属于原核细胞生物,故两者的细胞结构不完全相同,D错误。
故选A。
3. 阳江黑豆豉是以优质黑豆为原料而制作出的发酵食品。黑豆中的蛋白质、脂肪等经毛霉、曲霉发酵分解到一定程度时,通过加盐、加酒、干燥等方法可制成豆豉。下列叙述错误的是( )
A. 毛霉、曲霉中的蛋白酶可将黑豆中的蛋白质分解为小分子多肽和氨基酸
B. 制作阳江黑豆豉的过程中需要进行严格的消毒、灭菌处理
C. 加盐、加酒、干燥可抑制蛋白酶的活性,防止发酵过度
D. 分析发酵过程中微生物的种类、数量变化有助于改良黑豆豉的风味
【答案】B
【解析】
【分析】腐乳的制作原理:腐乳的发酵在多种微生物的协同作用下进行,其中起主要作用的是毛霉,它是一种丝状真菌,新陈代谢类型是异养需氧型。(2)毛霉等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可以将脂肪水解成甘油和脂肪酸。
【详解】A、毛霉、曲霉中等微生物产生的蛋白酶能将黑豆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,A正确;
B、传统黑豆豉的制作原理是利用原料中带有的微生物进行发酵,故该过程中不需要进行严格的无菌操作,B错误;
C、发酵过程离不开多种蛋白质(蛋白酶、脂肪酶等)的参与,加盐、加酒、干燥可抑制蛋白酶的活性,防止发酵过度,C正确;
D、黑豆豉的制作过程需要多种微生物共同参与,对发酵过程中微生物的种类、数量进行分析有助于改良其风味,D正确。
故选B。
4. 某醋厂和啤酒厂的工艺流程如图所示。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌;醋醅含有醋酸菌;糖化即淀粉水解过程。下列相关叙述错误的是( )
A. 糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的是利于灭菌
B. 发酵原理是利用真菌的有氧呼吸与细菌的有氧呼吸
C. 啤酒酿造流程中适当增加溶解氧可缩短发酵时间
D. 醋酸发酵过程中经常搅拌发酵物,可控制发酵温度和改善通气状况
【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。
2、当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。
【详解】A、糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的是在高温下进行灭菌,A正确;
B、生产啤酒和食醋的原理分别是真菌(酵母菌)的无氧呼吸与细菌(醋酸菌)的有氧呼吸,B错误;
C、啤酒酿造流程中利用的原理是酵母菌的无氧呼吸产生酒精的过程,若适当增加溶解氧有利于酵母菌有氧呼吸产生更多的能量满足酵母菌自身增殖的需要,因而可缩短发酵时间,C正确;
D、醋酸发酵过程中利用了醋酸菌的有氧呼吸,在发酵过程中经常翻动发酵物,有利于散热,可控制发酵温度和改善通气状况,D正确。
故选B。
5. 谷氨酸棒状杆菌生长的最适pH为7.0,通过以下代谢途径发酵生产L—谷氨酰胺。下列叙述正确的是( )
A. 提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶的活性有利于提高L—谷氨酰胺产量
B. 发酵初期控制pH为7.0,后调为5.6,有利于提高L—谷氨酰胺产量
C. 发酵条件仅会影响微生物的代谢物的形成,不会影响微生物的繁殖
D. 发酵结束后,采用过滤、沉淀的方法将菌体分离和干燥即可获得产品
【答案】B
【解析】
【分析】1、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;
2、发酵工程生产的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身;
3、产品不同,分离提纯的方法一般不同:
(1)如果产品是菌体,可采用过滤,沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来;
(2)如果产品是代谢产物,可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取;
4、发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件;
5、发酵过程般来说都是在常温常压下进行,条件温和、反应安全,原料简单、污染小,反应专一性强,因而可以得到较为专一的产物。
【详解】A、由图可知,提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酰胺合成酶的活性有利于提高L-谷氨酰胺产量,但谷氨酸合成酶会使L-谷氨酰胺再转化为L-谷氨酸,反而降低L-谷氨酰胺产量,A错误;
B、谷氨酸棒状杆菌生长的最适pH为7.0,谷氨酰胺合成酶最适pH为5.6,因此发酵初期控制pH为7.0,有利于增加谷氨酸棒状杆菌的数量,后调为5.6,有利于提高谷氨酰胺合成酶的活性,进而提高L-谷氨酰胺产量,B正确;
C、发酵过程中环境条件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。例如,谷氨酸的发酵生产: 在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸;在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺,C错误;
D、L-谷氨酰胺是细胞代谢产物,对细胞代谢产物可通过提取、分离和纯化措施来获得产品,D错误。
故选B。
6. 啤酒发酵流程一般都包含发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒、终止等。下列有关叙述错误的是( )
A. 焙烤过程通过加热杀死种子的胚细胞,从而使淀粉酶失活
B. 酵母菌繁殖及大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成
C. 发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味的要求不同而有所差异
D. 蒸煮过程中高温使淀粉酶失活,可以终止淀粉酶的进一步作用,并对糖浆灭菌
【答案】A
【解析】
【分析】现代工业酿酒分为主发酵和后发酵,主发酵是主要的生产过程,主发酵后还要通过后发酵来促酒成熟、澄清。
【详解】A、焙烤是加热杀死种子的胚,但不使淀粉酶失活,A错误;
B、主发酵是主要的生产过程,酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都是在主发酵阶段完成,B正确;
C、发酵温度和发酵时间随着啤酒品种和口味要求的不同而有所差异,C正确;
D、蒸煮过程中高温使淀粉酶失活,终止淀粉酶的分解作用,并对糖浆灭菌,D正确。
故选A。
7. 食用腐烂水果后,人出现头晕、恶心、呕吐或更严重的症状,这可能与微生物代谢产生的毒素有关。某研究小组致力于研究健康饮食,设计实验探究腐烂苹果不同区域微生物的种类和数量以及烂果毒性,实验基本步骤如图所示。下列说法正确的是( )
A. 根据该实验的探究目的,步骤二采用的接种方法是平板划线法
B. 在适宜环境下培养8小时即可统计出不同菌液中全部微生物的种类和数量
C. 若①~⑤菌落种类和数量依次减少,则离腐烂部位越远的果肉中毒素含量越低
D. 若⑤所在部位微生物的数量极少,则切掉①~④后的苹果便可放心食用
【答案】C
【解析】
【详解】A、该实验的目的是探究腐烂苹果不同区域微生物的种类和数量以及烂果毒性,要对微生物进行计数,应采用稀释涂布平板法,而平板划线法不能用于计数,A错误;
B、不同微生物生长、繁殖速度不同,培养8小时不一定能让所有微生物都形成肉眼可见的菌落,也就不能统计出全部微生物的种类和数量,B错误;
C、若①~⑤菌落种类和数量依次减少,⑤所在部位微生物的数量极少,说明离腐烂部位越远,微生物的种类和数量越少,所以离腐烂部位越远的果肉中毒素含量越低,C正确;
D、即使⑤所在部位微生物的数量极少,也不能排除该部位以及①~④部位可能存在少量微生物产生的毒素,所以不能放心食用,D错误。
故选C。
8. 影印接种法是一种用于研究微生物抗药性和筛选突变体的实验技术。为检测某种氨基酸缺陷型菌株,实验人员的实验过程如图所示,其中基本培养基中缺乏某种氨基酸,而完全培养基中含有该种氨基酸。下列叙述正确的是( )
A. 影印接种法和稀释涂布平板法相似,每个菌落都由单个菌体发育而来
B. 过程②培养时丝绒布先转印至完全培养基上再转印到基本培养基上
C. 实验结束后对培养皿进行消毒处理后即可再次使用或者废弃
D. 应从完全培养基上挑选出氨基酸缺陷型菌株用于后续的培养和研究
【答案】D
【解析】
【分析】图中首先利用稀释涂布平板法分离细菌,然后运用“影印法”将菌种接种到两种培养基中:基本培养基、完全培养基,则在基本培养基中,氨基酸缺陷型菌株不能生长,而在完全培养基中能够生长,因此可以选择出氨基酸缺陷型菌株。
【详解】A、影印接种法中每个菌落不一定是由单个菌体发育而来的,A错误;
B、应该先将丝绒布转印到基本培养基上,这样才能避免完全培养基上的营养物质被带到基本培养基上,从而影响实验结果,B错误;
C、实验结束后需要对培养皿进行灭菌处理后才能废弃,C错误;
D、在基本培养基中氨基酸缺陷型菌株不能生长,而在完全培养基中能够生长,比较基本培养基和完全培养基中的菌落可知氨基酸缺陷型菌株应从基本培养基上没有、完全培养基上对应位置有的菌落中挑选,然后用于后续的培养和研究,D正确。
故选D。
9. 太子参是我国传统中药材,其栽培过程中易受病毒侵染,造成品质退化。通过诱导太子参茎尖分生组织获得脱毒苗是去除太子参病毒的有效途径,如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 选取的茎尖分生区和配制的培养基需要分别进行消毒、灭菌处理
B. 选用太子参茎尖分生区是因为该区附近的病毒极少,甚至无病毒
C. 图中甲、乙、丙所用的培养基中生长素与细胞分裂素的比例不相同
D. 分生区细胞在①过程失去特定的结构和功能,体现了细胞的全能性
【答案】D
【解析】
【分析】植物组织培养过程是:离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
【详解】A、细胞培养需要无菌的环境,选取的茎尖分生区和配制的培养基需要分别进行消毒、灭菌处理,A正确;
B、选用太子参茎尖分生区是因为该区附近的病毒极少,甚至无病毒,适合用于制备脱毒苗,B正确;
C、图中甲、乙、丙是植物组织培养的不同阶段,所用的培养基中生长素与细胞分裂素的比例不相同,甲脱分化形成愈伤组织时生长素和细胞分裂素的比例适中,乙发芽培养基中细胞分裂素的比例较高,丙生根培养基中生长素的比例较高,C正确;
D、①过程是脱分化,而细胞的全能性是指细胞发育成完整个体的潜能,分生区细胞在①过程失去特定的结构和功能,没有体现细胞的全能性,D错误。
故选D。
10. 青蒿素是治疗疟疾的特效药物,下图是利用黄花蒿叶片大量繁殖黄花蒿植株的部分过程。下列分析正确的是( )
A. 黄花蒿叶片切成小块前需要用体积分数95%的酒精和次氯酸钠进行消毒处理
B. 青蒿素属于植物体产生的次生代谢物,在整个生命过程中一直通过代谢产生
C. ②③过程分别表示脱分化和再分化过程,其中③加入抗生素可以防止杂菌污染
D. ③④过程使用的培养基中生长素和细胞分裂素的浓度、比例都有所不同
【答案】D
【解析】
【分析】1、植物组织培养过程:外植体(离体的植物细胞、组织或器官)→愈伤组织→胚状体→新植体。
2、诱导愈伤组织应该避光培养,原因是:在有光时往往形成维管组织,而不形成愈伤组织,愈伤组织再分化成胚状体时需要光照,原因是:①叶绿素的合成需要光照;②试管苗需要光进行光合作用制造有机物提供营养物质。
3、植物组织培养技术的应用:植物繁殖的新途径(微型繁殖、作物脱毒、人工种子)、作物新品种的培育(单倍体育种、突变体的利用)、细胞产物的工厂化生产。
【详解】A、消毒需要用体积分数70%的酒精和次氯酸钠进行处理,A错误;
B、青蒿素属于植物体产生的次生代谢物,一般在特定的组织或器官中,并在一定的环境和时间条件下才产生,B错误;
C、③④过程分别表示脱分化和再分化,C错误;
D、植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向,D正确。
故选D。
11. 研究者欲利用原生质体融合技术,实现三白草和鱼腥草有效成分的工厂化生产。下列叙述正确的是( )
A. 过程①常使用纤维素酶和果胶酶,应在无菌水中进行,以防止杂菌污染
B. 过程②可使用聚乙二醇以诱导三白草原生质体和鱼腥草原生质体的融合
C. 过程③经过脱分化、再分化形成的愈伤组织是呈不定形的薄壁组织团块
D. 过程④需要调节培养基中生长素和细胞分裂素的比例,诱导生芽和生根
【答案】B
【解析】
【分析】植物体细胞杂交是指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。植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离, 实现远缘杂交育种培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
【详解】A、用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁的过程应在等渗溶液中进行,以免细胞渗透吸水或失水过多,A错误;
B、诱导植物原生质体融合可使用聚乙二醇,B正确;
C、过程③经过脱分化即可形成愈伤组织,不存在再分化,C错误;
D、过程④是提取代谢产物,并未培育成完整植株,不需要诱导生芽和生根,D错误。
故选B。
12. 如图是利用甲、乙两种植物各自的优势,通过植物细胞工程培育高产、耐盐的杂种植株的实验流程图。下列叙述错误的是( )
A. 图中所示过程的原理是植物细胞具有全能性和细胞膜具有一定的流动性
B. 甲、乙原生质体由细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质构成
C. 通过诱导融合过程形成b,该过程中细胞壁的形成与高尔基体有关
D. d过程应是将植株种在高盐环境中进行筛选,可以筛选出耐盐植株
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图:图示为培育高产耐盐的杂种植株的培育过程,其中a表示酶解法去除细胞壁,b表示诱导原生质体融合形成的杂种细胞,c为胚状体,d为耐盐筛选并获得目的植株。
【详解】A、图示植物体细胞杂交技术(包括细胞融合以及杂种细胞发育成一个完整植株)的原理是细胞膜具有一定的流动性和植物细胞的全能性,A正确;
B、原生质层由细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质构成,原生质体是植物细胞细胞壁以内的所有结构,B错误;
C、b(杂种细胞)形成需要形成新的细胞壁,细胞壁的形成与高尔基体有关,C正确;
D、目的植株是高产、耐盐的杂种植株,所以进行d选择时要将植株种在高盐环境中,能筛选出耐盐植株,D正确。
故选B。
13. 某一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. 若为植物体细胞杂交技术,则用聚乙二醇处理两种植物细胞后会直接出现膜融合
B. 若为单克隆抗体的制备技术,融合得到的细胞分别经过特定选择培养基筛选、克隆化培养和抗体检测就可得到大量的单克隆抗体
C. 若为动物体细胞核移植技术,融合得到的细胞可直接移植到受体母牛子宫内获得克隆牛
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
【答案】D
【解析】
【分析】植物体细胞杂交技术中首先用酶解法去壁,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、电激)、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、若甲、乙为植物细胞,首先用酶解法去壁,一般使用纤维素酶和果胶酶处理,A错误;
B、若为单克隆抗体的制备技术,融合得到的细胞分别经过特定选择培养基筛选、克隆化培养和抗体检测,然后将杂交瘤细胞大量培养,可得到大量的单克隆抗体,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。
14. 近年来由于栖息地丧失和人为捕猎,亚洲黑熊数量骤减,近日动物学家在某林地发现了少量野生亚洲黑熊。他们期望通过体内授精、胚胎移植等方法拯救亚洲黑熊,其过程如下图。以下说法正确的是( )
A. 胚胎工程一般采用性激素处理A使其超数排卵
B. A超数排卵排出的细胞必须生长到MII期才能与C的获能后的精子发生受精
C. D受体雌性必须和动物园亚洲黑熊♀A、野生亚洲黑熊♀B同期发情处理
D. E后代遗传性状与A和C一致,F后代遗传性状与B一致
【答案】B
【解析】
【分析】胚胎移植的基本程序:①对供、受体的选择和处理(用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存;④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
【详解】A、胚胎工程一般采用促性腺激素处理A使其超数排卵,A错误;
B、A超数排卵排出的细胞必须生长到MII期才具有受精能力,C的精子获能后才能发生受精,B正确;
C、D受体雌性接受来自动物园亚洲黑熊♀A体内的胚胎,所以必须和动物园亚洲黑熊♀A同期发情处理,目的是使体内的生理环境保持一致,提高胚胎的存活率,而野生亚洲黑熊♀B只需要提供体细胞,所以不需要同期发情处理,C错误;
D、E后代遗传物质来源于A和C,但遗传性状与A或C不一定一致,F后代遗传物质状主要来源于B,遗传性状与B基本一致,D错误。
故选B。
15. 如图为核移植实验过程示意图,根据图示分析下列叙述正确的是( )
A. 去核的时期应该在MⅠ期,原因是该时期第一极体和卵细胞核较近
B. 桑葚胚细胞应提取出细胞核后,尽快注入去核的卵母细胞中
C. 电融合法可促使重构胚形成,后期还需要其他方法激活重构胚
D. 动物体细胞核移植比动物胚胎细胞核移植难度低
【答案】C
【解析】
【分析】核移植技术指的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成动物个体;用核移植的方法得到的动物称为克隆动物,原理是动物细胞核的全能性;动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
【详解】A、去核的时期应该在MⅡ期,A错误;
B、由图可知,桑葚胚细胞不需要提取出细胞核,可直接注入去核的卵母细胞中,B错误;
C、电融合法可促使重组胚胎形成,后期还需要其他方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重组胚胎,C正确;
D、由于体细胞分化程度高,故动物体细胞核移植比动物胚胎细胞核移植难度高,D错误。
故选C。
16. 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。
17. 下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图,有关叙述正确的是( )
A. 过程②的去核可以保证重组细胞的遗传物质全部来自于甲牛
B. 供体细胞体外培养的代数对出生后代丁牛的遗传性状没有影响
C. 形成重组细胞可用电融合法使供体细胞膜与卵母细胞膜融合
D. 过程③可用PEG诱导法激活重组细胞使其开始分裂、发育
【答案】C
【解析】
【分析】分析图解:图示过程为体细胞克隆过程,取甲牛体细胞,对处于减数第二次分裂中期的乙牛的卵母细胞去核,然后进行细胞核移植;融合后的细胞激活后培养到早期胚胎,再进行胚胎移植,最终得到克隆牛。
【详解】A、过程②的去核可以保证重组细胞的核遗传物质全部来自于甲牛,质遗传物质几乎来自于乙牛,A错误;
B、供体细胞随体外培养的代数的增加会发生一定改变,对出生后代丁牛的遗传性状有相应影响,B错误;
C、将供体细胞注入去核卵母细胞后,通过电融合法使两细胞融合,供体核进入卵母细胞,形成重构胚,C正确;
D、通常用物理或者化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等)处理重组细胞,激活受体细胞,使其完成细胞分裂和发育过程,D错误。
故选C。
18. 多种方法获得的早期胚胎,均需移植给受体才能获得后代,如图列举了几项技术成果。下列叙述正确的是( )
A. ①过程中为获得更多的卵母细胞,一般采用促性腺激素释放激素处理
B. ②过程需用电刺激、Ca2+载体和聚乙二醇等激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程
C. 囊胚开始出现含有液体的腔,胚胎移植前可取该时期细胞鉴定性别
D. 可通过①②及胚胎分割技术对③过程获得的生物扩大化生产
【答案】C
【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,这个胚胎最终发育为动物。
【详解】A、①过程中为获得更多的卵母细胞,一般采用促性腺激素处理,使其超数排卵,A错误;
B、重构胚是指人工重新构建的胚胎,具有发育成完整个体的能力。用物理或化学方法(如电刺激、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,聚乙二醇可用于促进动物细胞融合,B错误;
C、随着胚胎的进一步发育,胚胎内部出现了含有液体的腔即囊胚腔,这时的胚胎叫做囊胚,胚胎移植前可取该时期滋养层细胞鉴定性别,C正确;
D、过程②克隆技术可得到大量同种个体,对过程③实现了扩大化生产,但①试管动物通常不能用于扩大化生产,D错误。
故选C。
19. 嵌合体动物是指由两种或两种以上具有不同遗传特性的细胞组成的聚合胚发育而成的个体,下图表示采用注射法获得小鼠胚胎嵌合体(即黑白花仔鼠)的过程。下列说法错误的是( )
A. 图中①、②分别表示滋养层细胞和内细胞团细胞,②细胞具有全能性
B. 黑色小鼠囊胚中的②细胞可在胃蛋白酶的作用下离散为单个细胞
C. 若要增加子代个体的数量,可将②均等分割,分割后的胚胎可以直接进行移植
D. 丁为胚胎移植,其实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
【答案】B
【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、图中①、②分别表示滋养层细胞和内细胞团细胞,②内细胞团具有很强的分裂能力,并保持着细胞全能性,胚胎分割可在此时期,A正确;
B、胃蛋白酶所需的 pH 较低,培养胚胎的环境会导致酶失活,因此不能用胃蛋白酶离散黑色小鼠囊胚中的②细胞,B错误;
C、若要增加子代个体的数量,可将②内细胞团均等分割,分割后的胚胎可以直接进行移植,C正确;
D、丁为胚胎移植,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,D 正确。
故选B。
20. 抗体药物偶联物(ADCs)是由细胞毒素通过一个化学键与单克隆抗体连接而成的,是一类新兴的抗癌治疗药物,此类药物借助单克隆抗体的特异性,定向运送细胞毒素到肿瘤部位,这一新技术可以提高化学治疗的疗效,降低或消除细胞毒素分子对非靶组织、非靶细胞的毒性。下列相关叙述错误的是( )
A. 要实现ADCs精准杀伤肿瘤细胞需肿瘤细胞表面受体能对其特异性识别
B. 若利用放射性同位素标记单克隆抗体,则可以对肿瘤细胞进行定向的放疗
C. ADCs在溶酶体酶的作用下释放出细胞毒素,由细胞毒素直接杀死肿瘤细胞
D. 制备单克隆抗体时,至少需经过两次筛选才能得到分泌所需抗体的杂交瘤细胞
【答案】C
【解析】
【分析】题图分析,抗体-药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素类药物与单克隆抗体结合,被肿瘤细胞特异性识别,通过胞吞的方式进入肿瘤细胞,溶酶体使其裂解,释放药物,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。
【详解】A、抗体-药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素类药物与单克隆抗体结合,被肿瘤细胞上的受体特异性识别,通过胞吞的方式进入肿瘤细胞,选择性杀伤肿瘤细胞,A正确;
B、若利用放射性同位素标记单克隆抗体,若单克隆抗体能与肿瘤细胞发生特异性结合,则可以对肿瘤细胞进行定向的放疗,B正确;
C、结合图示可以看出,ADCs在溶酶体酶的作用下释放出细胞毒素,在细胞毒素介导下启动了肿瘤细胞的凋亡过程,C错误;
D、制备单克隆抗体时,至少需经过两次筛选才能得到分泌所需抗体的杂交瘤细胞,其中第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞,第二次筛选的目的是筛选出能产生相应抗体的杂交瘤细胞,D正确。
故选C。
21. 下列每项操作获得的多头犊牛之间遗传性状相似的是( )
①取母牛甲的体细胞,经体细胞核移植技术获得的犊牛
②取母牛甲的卵母细胞,经体外受精获得的“试管牛”
③母牛甲经超数排卵、发情配种或人工授精获得的犊牛
④母牛甲自然受精形成的胚胎,经胚胎分割获得的犊牛
A. ①④ B. ②③ C. ①② D. ③④
【答案】A
【解析】
【分析】胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术。包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割移植、胚胎干细胞培养等技术。胚胎工程的许多技术,实际是在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。
【详解】①取母牛甲的体细胞,经体细胞核移植技术获得犊牛的过程属于无性生殖,犊牛细胞核中的遗传物质都来自母牛甲(虽然细胞质中也有少量遗传物质,但主要遗传物质来自细胞核),所以这些犊牛的遗传物质基本相同,遗传性状相似,①符合题意;
②取母牛甲的卵母细胞,经体外受精获得“试管牛”的过程属于有性生殖,卵母细胞、精子中的染色体数是体细胞的一半,且经过减数分裂过程中的基因重组,遗传物质已经发生了变化,并且体外受精时精子和卵细胞是随机结合的,不同的精子与卵母细胞结合形成的受精卵的遗传物质不同,所以这些“试管牛”的遗传性状存在差异,②不符合题意;
③母牛甲经超数排卵、发情配种或人工授精获得犊牛的过程属于有性生殖,母牛甲超数排卵产生的卵细胞经过减数分裂,基因发生了重组,而且与不同的精子结合(无论是自然配种还是人工授精),形成的受精卵遗传物质不同,所以这些犊牛的遗传性状存在差异,③不符合题意;
④母牛甲自然受精形成的胚胎,经胚胎分割获得犊牛的过程属于无性生殖,这些犊牛来自同一个受精卵,同一个受精卵发育而来的个体,其遗传物质相同(因为是由同一个细胞通过有丝分裂产生的),所以遗传性状最相似,④符合题意。
故选A。
22. 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的技术。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。
23. 美国威斯康星州的奶牛场有一头奶牛,年产奶量达30.8t,我国奶牛产奶量年平均水平仅为3~4t。某人选取该高产奶牛的耳朵细胞,利用核移植技术获得了高产奶牛,流程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 过程①直接将取自卵巢的卵母细胞进行去核即可
B. 过程④需用Mg2+载体、电刺激或乙醇等激活重构胚
C. 需将重构胚置于含有95%CO2和5%空气的恒温箱中培养
D. 早期胚胎能在母牛c中存活的基础是受体对外来胚胎不发生免疫排斥反应
【答案】D
【解析】
【分析】动物细胞培养过程中细胞只分裂不分化;培养过程中应注意保持无菌、无毒状态;核移植技术模拟的是受精作用,卵母细胞发育到可以受精的状态,才可以进行去核、核移植。胚胎移植的供体和受体要求生理状态相同。
【详解】A、过程①取自卵巢的卵母细胞需培养至MⅡ中期才可进行去核操作,A错误;
B、过程④需用Ca2+载体、电刺激或乙醇等激活重构胚,B错误;
C、需将重构胚置于含有95%空气和5%CO₂的恒温箱中培养,C错误;
D、早期胚胎能在代孕母牛c中存活的基础是受体对外来胚胎不发生免疫排斥反应,D正确。
故选D。
24. 基因组印记是哺乳动物在自然条件下只能通过精卵结合的方式繁殖后代的原因。精子和卵细胞中的印记基因不同,只有这些印记基因共同作用时,才能繁殖出健康的后代。为了实现哺乳动物的孤雌生殖,科研人员利用甲基化和去甲基化技术,改变了小鼠生殖细胞的基因组标记,最终创造出了孤雌小鼠,如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. H19和Gt12基因表达时可能会抑制早期胚胎的形成
B. 孤雌小鼠的基因型与提供卵母细胞的个体基因型相同
C. 孤雌小鼠有可能正常生长、发育并繁殖后代
D. 囊胚移植前,需要对受体进行同期发情处理
【答案】B
【解析】
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译,最终无法合成相应蛋白,从而抑制了基因的表达。
【详解】A、基因甲基化一般抑制基因的转录过程,由图可知培育孤雌小鼠的过程中需对H19和Gt12基因进行甲基化修饰,因此可推知H19和Gt12基因表达时可能会抑制早期胚胎的形成,A正确;
B、孤雌小鼠是MⅡ卵母细胞与注入的第二极体融合形成的重组细胞发育而来,因此其基因型与提供卵母细胞的个体不一定相同,B错误;
C、由图可知,孤雌小鼠染色体组成正常,因此有可能正常生长、发育并繁殖后代,C正确;
D、囊胚移植前,需要对受体进行同期发情处理,以保证其生殖器官的生理状态满足移入的胚胎继续发育的需要,D正确。
故选B。
25. 荷斯坦奶牛是世界上产奶量最高的牛,每头荷斯坦奶牛平均每年产奶量超过9500升。荷斯坦奶牛不仅产奶量高、牛奶的质量也非常高。牛的自然繁殖率比较低,下图表示科研人员利用胚胎工程培育荷斯坦奶牛的过程,下列说法正确的是( )
A. ①过程常用促性腺激素处理母牛,使其超数排卵,也可以用性激素
B. 进行人工授精时,从荷斯坦奶牛体内获得的精子可以直接与成熟的卵子完成受精
C. 性别鉴定和疾病筛查可以分割少量早期胚胎滋养层或内细胞团组织
D. ④是胚胎移植,其生理学基础是受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应
【答案】D
【解析】
【分析】体外受精主要操作步骤:(1)卵母细胞的采集和培养:方法一:对小型动物一般用促性腺激素处理,使其排出更多的卵子,然后,从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子在体外受精。方法二:对大型动物是借助超声波探测仪、腹腔镜等直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞,在体外经人工培养成熟后,才能与获能的精子受精(或从刚屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞)。(2)精子的采集和获能:在体外受精前,要对精子进行获能处理。采集方法:假阴道法、手握法和电刺激法等。获能方法:培养法和化学法。(3)受精:获能的精子和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
【详解】A、①过程常用促性腺激素处理母牛,使其超数排卵,不能用性激素,A错误;
B、进行人工授精时,从荷斯坦奶牛体内获得的精子需要进行获能处理,B错误;
C、性别鉴定和疾病筛查可以分割少量早期胚胎滋养层细胞进行检测,C错误;
D、图中④过程为胚胎移植。胚胎在本地母牛子宫内能够存活的生理学基础是受体对外来胚胎基本不发生免疫排斥,D正确。
故选D。
26. 下列有关基因工程的工具的叙述,正确的是( )
A. 基因工程的载体都是质粒
B. 限制酶和其他酶一样具有专一性,只能识别特定的核苷酸序列
C. 噬菌体可以作为动物基因工程的载体
D. 天然质粒均可以直接用作载体将目的基因送入受体细胞
【答案】B
【解析】
【分析】基因工程的工具包含限制酶、DNA连接酶和载体。载体是运载着外源DNA进入宿主细胞的“车子”,即运载工具。
【详解】A、目前常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒,A错误;
B、限制酶和其他酶一样具有专一性,只能识别特定的核苷酸序列,并在特定位点进行切割,B正确;
C、噬菌体专门侵染大肠杆菌,不可作为动物基因工程的载体,C错误;
D、天然质粒往往不能直接作为载体,要根据不同的目的和需求进行人工改造,D错误。
故选B。
27. 下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是( )
A. 可选用新鲜的香蕉、菠菜、猪肝等作为实验材料
B. 研磨液中2mol/L的NaCl溶液有利于溶解DNA和去除杂质
C. 过滤液放入4℃冰箱或加入预冷的酒精都可抑制DNA酶的活性
D. 将析出的丝状物加入4mL二苯胺试剂后沸水浴加热可出现蓝色
【答案】D
【解析】
【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是:①DNA的溶解性,DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同,利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出,从而达到分离的目的;②DNA不溶于酒精溶液,细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离。
【详解】A、NA粗提取实验需要选取DNA含量相对较高的材料。新鲜的香蕉、菠菜(植物细胞)含有细胞核,有DNA;猪肝(动物细胞)也含有细胞核,存在DNA,这些材料都能用于该实验,A正确;
B、DNA在2mol/L的NaCl溶液中DNA的溶解度较高,搅拌过滤后,DNA存在于滤液中,有利于去除杂质,B正确;
C、酶活性的发挥需要适宜的温度等条件,将过滤液放入4℃冰箱或加入预冷的酒精的目的是抑制DNA酶的活性,避免DNA被水解,C正确;
D、将析出的丝状物先溶于5ml 2mol/L NaCl溶液中,然后加入4mL二苯胺试剂,混匀后沸水浴中加热可出现蓝色,D错误。
故选D。
28. 如图所示三个DNA片段依次表示EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制酶的识别序列与切割位点。下列有关叙述错误的是( )
A. 三种限制酶切割产生的末端的长度大小相同
B. 这三种限制酶切割后形成的都是黏性末端
C. BamHⅠ和Sau3AⅠ切割DNA片段形成的末端不能彼此连接
D. 图中的DNA片段被EcoRⅠ切割后,会增加两个游离的磷酸基团
【答案】C
【解析】
【分析】关于限制酶,可以从以下几方面把握:
(1)来源:主要从原核生物中分离纯化出来;
(2)特异性:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂;
(3)结果:形成黏性末端或平末端。
【详解】AB、根据题图并结合三种限制酶的切割位点可知,这三种限制酶切割后形成的都是黏性末端,且长度大小相同,A、B正确;
C、用BamH Ⅰ和Sau3A Ⅰ切割DNA片段会形成相同的黏性末端,故BamH Ⅰ和Sau3A Ⅰ切割DNA片段形成的末端能按照碱基互补配对彼此连接,C错误;
D、图中的DNA片段被EcoR Ⅰ切割后,会断裂两个磷酸二酯键,从而增加两个游离的磷酸基团,D正确。
故选C。
29. 某DNA分子大小为4kb,用限制酶Ⅰ和Ⅱ进行充分酶切,酶切结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 该DNA分子含有两个游离的磷酸基团
B. DNA分子上有1个酶Ⅰ的切割位点,3个酶Ⅱ的切割位点
C. 限制酶切割的化学键是磷酸二酯键
D. 酶Ⅰ和酶Ⅱ的识别序列一定不同,但可能产生相同的黏性末端
【答案】A
【解析】
【分析】切割DNA 分子的工具是限制性内切核酸酶,又称限制酶。这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。它们能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
【详解】A、某DNA分子大小为4kb,用限制酶Ⅰ充分酶切后,只有4kb的条带,说明该DNA分子是环状DNA,不含游离的磷酸基团,A错误;
B、从电泳图看,酶Ⅰ单独切割得到一条4kb条带,说明DNA分子上有1个酶Ⅰ的切割位点,酶Ⅱ单独切割得到2kb、1.5kb、0.5kb三条条带,说明DNA分子上有3个酶Ⅱ的切割位点,B正确;
C、限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂,C正确;
D、从电泳图看,限制酶Ⅰ和Ⅱ同时进行充分酶切,产生四条条带,说明酶Ⅰ和酶Ⅱ的识别序列一定不同,但有可能产生相同的黏性末端,D正确。
故选A。
30. 蓝细菌中的B基因能表达一种有助于蓝细菌高效吸收NO3-的载体蛋白,B基因经限制酶Sau3AⅠ和BamHⅠ分别切割后,可形成4个和2个大小不同的片段。Sau3AⅠ和BamHⅠ的识别序列及切割位点如下表所示。下列叙述正确的是( )
限制酶名称
Sau3A I
BamH I
识别序列及切割位点
↑GATC
G↑GATCC
A. 这两种酶切割产生的片段连接后的新片段不能再被这两种酶切割
B. 若同时用这两种酶处理该基因,会形成4个大小不同的DNA片段
C. 两种限制酶切割后形成的末端只能通过T4DNA连接酶连接
D. E.coliDNA连接酶连接平末端的DNA片段效率高于T4DNA连接酶
【答案】B
【解析】
【分析】限制酶主要从原核生物中分离纯化出来。特异性:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂,形成黏性末端和平末端两种。
【详解】A、Sau3AⅠ和BamHⅠ切割产生的黏性末端相同,都是—GATC,切割后片段能够相连,连接后的片段仍含有GATC序列,可被Sau3AⅠ切割,A错误;
B、分析题意,经Sau3AⅠ处理后会形成4个大小不同的DNA片段,说明B基因上有3个Sau3AⅠ的酶切位点,BamHⅠ的识别序列包含在Sau3AⅠ识别序列中,若用两种酶共同处理,相当于用Sau3AⅠ处理,会形成4个大小不同的DNA片段,B正确;
C、上述两种限制酶切割出的末端既可用E.coliDNA连接酶连接,也可用T4DNA连接酶连接,C错误;
D、E.coli DNA连接酶连接平末端的DNA片段效率远低于T4DNA连接酶,D错误。
故选B。
二、非选择题
31. 有研究发现,森林土壤中存在大量能够分解纤维素的菌种。在这些纤维素分解菌种中,部分菌种还能产生抑菌物质抑制其他微生物的繁殖。科学家欲从土壤中分离筛选出既能产纤维素醇,也能产抑菌物质的菌株,进行了如图所示操作,请回答下列有关问题:
(1)该研究小组对使用的培养基采用_____法灭菌。灭菌后的培养基需要倒平板操作,冷凝后平板需倒置的目的是______。在实验室中,除了可以使用稀释涂布平板法获得某菌种的纯培养物,还可使用______法。
(2)为筛选出分解纤维素的微生物,向步骤②中的培养基添加______,取等量的土壤浸出液接种至100mL普通培养基进行培养,在相同培养条件下获得的菌液与步骤②选择培养基上获得的菌液相比,浑浊程度明显增大,原因是______。④过程的目的是______,培养24h后,将④培养液进行一定浓度梯度稀释,用______法对分解纤维素的微生物进行计数。
(3)可利用______染料进一步鉴定培养皿中长出的4个菌落是否能分解纤维素,为进一步探究甲、乙、丙、丁4种纤维素分解菌能否产抑菌物质并抑制金黄色葡萄球菌的繁殖,研究人员在无菌条件下。向培养基上均匀接种一定量的金黄色葡萄球菌,然后在固体培养基上打出A、B、C、D四个均匀圆孔(步骤⑤所示)。将等量等浓度的甲、乙、丙、丁菌液分别接种到平板A、B、C、D四个圆孔中,在相同且适宜条件下培养一段时间。若该实验证明只有丙能产抑菌物质抑制金黄色葡萄球菌的繁殖,则实验结果应为______。
(4)通过如下图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,然后用涂布器再进行涂布。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、53个、55个、16个,则可以推测原酵母菌液中每毫升含菌数为_____个。
【答案】(1) ①. 高压蒸汽灭菌 ②. 防止皿盖上冷凝水落入培养基造成培养基污染、避免培养基中水分过快蒸发 ③. 平板划线
(2) ①. 纤维素作为唯一碳源 ②. 培养基中多数微生物能繁殖,步骤②所使用的培养基为选择培养基,只有分解纤维素的微生物能在培养基中繁殖 ③. 微生物的扩大培养 ④. 稀释涂布平板
(3) ①. 刚果红 ②. 只有C孔周围出现抑菌圈,A、B、D孔周围长满金黄色葡萄球菌
(4)5.6×107
【解析】
【分析】图中过程①是制备土壤浸出液,目的是提取土壤中的微生物,步骤②目的是利用以纤维素为唯一碳源的培养基将能分解纤维素的微生物筛选出来,步骤③的目的是将这些微生物通过稀释涂布平板法分离开,过程④的目的是扩大培养微生物。
【小问1详解】
灭菌方法有多种,干热灭菌、湿热灭菌(包括高压蒸汽灭菌)、灼烧灭菌等。培养基适用于高压蒸汽灭菌法灭菌,玻璃器皿(培养皿)、金属等适用干热灭菌。平板倒置的目的是防止皿盖上的冷凝水落入培养基造成培养基污染、避免培养基中的水分过快蒸发。可使用稀释涂布平板法或平板划线法获得某菌种的纯培养物,其中前者可用于计数。
【小问2详解】
为了筛选出分解纤维素的微生物,培养基中添加纤维素作为唯一碳源,能利用纤维素的微生物可在该培养基上正常生长。由于步骤②所使用的培养基为选择培养基,只有分解纤维素的微生物能在培养基中繁殖,而普通培养基中有多种微生物可以生长,导致普通培养基浑浊程度明显增大。过程④的目的是扩大培养微生物,培养24h后,将④培养液进行一定浓度梯度稀释,用稀释涂布平板法对分解纤维素的微生物进行计数。
【小问3详解】
刚果红能与纤维素结合使培养基出现红色,鉴定能分解纤维素的微生物用刚果红。若只有丙能产抑菌物质抑制金黄色葡萄球菌的繁殖,则将菌液接种到培养基圆孔中培养一段时间,只有C能产抑菌物质,那么C产生的抑菌物质能扩散至周围的培养基中,使C孔周围出现抑菌圈。
【小问4详解】
据图可以判断出菌液的稀释倍数为105倍,选择菌落数目在30-300之间的进行计数,所以原酵母菌菌液中每毫升含菌数为[(60+53+55)/(3×0.1)]×105=5.6×107个。
32. 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。
33. 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),过程如下图所示。
(1)本实验中,小鼠注射的特定抗原应取自_____细胞。对小鼠多次注射该抗原的目的_____
(2)步骤①常用方法中与植物不同的是_____。
(3)步骤②的细胞必须经过步骤③才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞,其中步骤③筛选的目的是_____。杂交瘤细胞可采用进行体外培养的方式或注射到小鼠_____培养进行扩大培养。
(4)步骤④是将获得的a_____和b_____这两部分,通过接头结合在一起,从而获得ADC.
(5)研究发现,ADC在患者体内的作用如下图所示。
①单克隆抗体除了运载药物外,还有_____等应用(答出两点)。
②ADC进入乳腺癌细胞后,细胞中的_____(填细胞器名称)可将其水解,释放出的药物最终作用于细胞核,可导致癌细胞_____(凋亡/坏死)。
【答案】(1) ①. 人的乳腺癌 ②. 刺激小鼠产生更多的浆细胞 (2)用灭活的病毒诱导
(3) ①. 选择出能产生所需特定抗体的杂交瘤细胞 ②. 腹腔
(4) ①. 单克隆抗体 ②. 治疗乳腺癌的药物
(5) ①. 作为诊断试剂、治疗疾病 ②. 溶酶体 ③. 凋亡
【解析】
【分析】1、单克隆抗体制备过程:用特定的抗原免疫,从小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞→诱导与培养好的骨髓瘤细胞融合→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大规模培养或者注射小鼠腹腔中增殖→从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体;
2、题图分析:①表示动物细胞的融合,②表示筛选杂交瘤细胞,③表示克隆化培养和专一抗体检测,④表示构建抗体药物偶联物时,将单克隆抗体和治疗乳腺癌的药物结合形成ADC。ADC不识别正常细胞,能识别并结合乳腺癌细胞。
【小问1详解】
本实验目的是构建治疗乳腺癌的抗体药物偶联物(ADC),为了产生能特异性识别乳腺癌细胞的抗体,应该选择人的乳腺癌细胞作为抗原对小鼠进行免疫处理。对小鼠多次注射该抗原,是为了刺激小鼠的免疫系统,使其产生更多的浆细胞,从而获得更多能产生特异性抗体的B淋巴细胞;
【小问2详解】
步骤①是诱导动物细胞融合,植物原生质体融合常用物理方法(如电激)和化学方法(如聚乙二醇),动物细胞融合除了这些方法外,常用的与植物不同的方法是用灭活的病毒诱导;
【小问3详解】
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,故需要进行③克隆化培养和抗体检测两个过程,其目的是选择出能产生所需特定抗体的杂交瘤细胞,杂交瘤细胞具有能大量增殖,又能产生特定抗体的特点;杂交瘤细胞可采用进行体外培养的方式或注射到小鼠腹腔培养进行扩大培养;
【小问4详解】
步骤④是将获得的a单克隆抗体和b治疗乳腺癌的药物这两部分,通过接头结合在一起,从而获得ADC。因为单克隆抗体具有特异性识别能力,能将药物精准带到乳腺癌细胞处;
【小问5详解】
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,可以有效地治疗疾病;单克隆抗体还可以作为诊断试剂,如检测相关基因有没有表达成蛋白质,或检测抗原的有无,故单克隆抗体除了运载药物外,还有作为诊断试剂、治疗疾病等应用;
②由图2可知,ADC进入乳腺癌细胞,溶酶体可以将ADC水解,释放出的药物进入细胞质基质,最终作用于细胞核,引起乳腺癌细胞的凋亡。
34. 中国科学院的研究团队利用细胞工程和基因编辑技术,成功培育出世界上首例只有双母亲来源的孤雌小鼠和双父亲来源的孤雄小鼠,实现了哺乳动物的同性繁殖,实验流程如图所示。请回答下列问题:
(1)用__________对雌性小鼠进行超数排卵处理可得到大量卵母细胞,受精时的卵母细胞所处的时期为____________________。
(2)体外培养动物细胞时,除需要满足无菌、无毒的环境及适宜的营养物质、温度等条件外,还需要满足的气体条件是______________________________。
(3)为了获得更多甲的后代,在得到的重构胚发育到__________或囊胚期时,对其进行分割;在分割囊胚阶段的胚胎时,应注意____________________,否则会影响胚胎的恢复和进一步发育。
(4)卵细胞、精子分别转化为phESC、ahESC,它们类似于胚胎干细胞,胚胎干细胞具有__________的潜能。不考虑致死情况,得到的孤雄小鼠性染色体组成为__________。
(5)据图分析,只依赖雄性小鼠不能得到孤雄小鼠,请写出两个理由:_________。
【答案】(1) ①. 促性腺激素 ②. MⅡ期
(2)95%空气和5%CO2的混合气体
(3) ①. 桑葚胚 ②. 将内细胞团均等分割
(4) ①. 分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体 ②. XX、XY或YY
(5)需要将ahESC和另一个精子一起注入一个去核卵细胞中;重构胚必须移植到雌性小鼠体内才能发育为个体
【解析】
【分析】1、卵细胞激活转化成phFSC,通过基因编辑技术获得具精子细胞核特点的phESC,获得甲,从而得到孤雌小鼠。
2、精子激活转化成ahFSC,通过基因编辑技术获得具卵细胞细胞核特点的ahESC,获得乙,从而得到孤雄小鼠。
【小问1详解】
用促性腺激素对雌性小鼠进行超数排卵处理可得到大量卵母细胞,而卵母细胞需要培养到MII期才能受精。
【小问2详解】
体外培养动物细胞时,除需要满足无菌、无毒的环境及适宜的营养物质、温度等条件外,还需要控制的气体条件是95%空气与5%CO2的混合气体,其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。
【小问3详解】
为了获得更多甲的后代,应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚,将其移入盛有操作液的培养皿中,然后在显微镜下用分割针或分割刀分割。在分割囊胚阶段的胚胎时,要注意将内细胞团均等分割,否则会影响胚胎的恢复和进一步发育。
【小问4详解】
卵细胞、精子分别转化为phESC、ahESC,它们类似于胚胎干细胞,胚胎干细胞具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。不考虑致死情况,孤雌小鼠具有双母亲来源,因此其性染色体组成为XX,而孤雄小鼠的染色体来源于两只雄鼠产生的精子,精子的性染色体为X或Y,所以孤雄小鼠的性染色体组成可能是XX、XY或YY。
【小问5详解】
结合题图可知,只依赖雄性小鼠不能得到孤雄小鼠,这是因为要获得孤雄小鼠需要将ahESC和另一个精子一起注入一个去核卵细胞中,而卵细胞来自雌性小鼠,另外获得的重构胚必须移植到雌性小鼠体内才能发育为个体,可见离开雌性小鼠不能获得孤雄小鼠。
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