精品解析:山东省日照市五莲县山东省五莲县第一中学2024-2025学年高二下学期3月月考生物试题
2025-04-10
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2份
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40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 | - |
| 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) | 日照市 |
| 地区(区县) | 五莲县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.37 MB |
| 发布时间 | 2025-04-10 |
| 更新时间 | 2025-06-30 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-04-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51542853.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:
五莲一中高二年级下学期阶段检测生物学试题
2025.03
一、选择题:本部分共25题,每题2分,共50分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 我国古代劳动人民根据红曲霉有耐酸的特点,采用明矾和酸米来调节酸度抑制杂菌,培养出高纯度的红曲,红曲可以用于传统黄酒的制作。下列说法错误的是( )
A. 将红曲加入发酵坛内相当于微生物培养过程中的“接种”
B. 通过明矾和酸米调节底物酸度抑制杂菌的生长属于选择培养
C. 黄酒酿造初期利用木耙搅拌,目的是通气和调节温度以加快菌种的生长繁殖
D. 黄酒制作属于传统发酵技术,其所用的大米、糯米等需要进行严格灭菌
2. 传统发酵食醋具有独特的风味,这是由多种物质共同作用的结果。下列叙述不正确的是( )
A. 醋酸菌在氧气和糖源充足的情况下才能产生乙酸
B. 白醋、陈醋、米醋发酵所需的菌种主要是醋酸菌
C. 发酵初期发酵液温度升高主要是微生物代谢活动增强所致
D. 发酵后期大多数微生物死亡与营养物质消耗、有机酸积累等有关
3. 关于果酒、果醋和泡菜这三种传统发酵产物的制作,下列叙述正确的是( )
A. 发酵所利用的微生物都属于原核生物 B. 发酵过程都在无氧条件下进行
C. 发酵过程都在同一温度下进行 D. 发酵后形成的溶液都呈酸性
4. 物质W是一种含氮有机物,会污染土壤。W在培养基中达到一定量时,培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌。用土壤浸出液接种分离目标菌的过程中,发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落(如图所示)。下列叙述不正确的是( )
A. 为分离该目标菌而配制的选择培养基中无需添加其它氮源
B. 平板上出现菌落甲说明接种或培养过程中有杂菌污染
C. 透明圈与菌落的直径大小能反映该细菌对物质W的分解能力
D. 要得到目标菌,应该对菌落乙继续进行纯化培养
5. 某学校利用平板划线法接种进行酵母菌的纯培养,实验中发现了一些异常现象,下列分析不合理的是( )
选项
异常现象
原因分析
A
平板上产生了杂菌菌落,但未接种的平板上无菌落产生
培养基灭菌不彻底
B
接种后平板上未形成酵母菌菌落
接种环灼烧后未冷却处理
C
平板上有大量水滴
未进行倒置培养
D
平板上未分离出单个菌落
每次划线前都重新蘸取菌液
A A B. B C. C D. D
6. 甲、乙、丙是三种微生物,下表I、Ⅱ、Ⅲ是用来培养微生物的三种培养基。甲、乙、丙都能在Ⅲ中正常生长繁殖;甲能在I中正常生长繁殖,而乙和丙都不能;乙能在Ⅱ中正常生长繁殖,甲、丙都不能。下列说法正确的是( )
粉状硫
10g
K2HPO4
4g
FeSO4
0.5g
蔗糖
10g
(NH4)2SO4
0.4g
H2O
100ml
MgSO4
9.25g
CaCl2
0.5g
Ⅰ
+
+
+
+
-
+
+
+
Ⅱ
+
+
+
-
+
+
+
+
Ⅲ
+
+
+
+
+
+
+
+
A. 甲、乙、丙都是异养微生物
B. 甲、乙都是自养微生物、丙是异养微生物
C. 甲是异养微生物、乙是固氮微生物、丙是自养微生物
D. 甲是固氮微生物、乙是自养微生物、丙是异养微生物
7. 欲从土壤中分离出能分解尿素的细菌,下列实验操作中不正确的是( )
A. 将土壤用无菌水进行一系列的梯度稀释
B. 同一浓度的土壤稀释液应至少涂布三个平板
C. 可将未接种的培养基在相同条件下培养作为对照
D. 用加入刚果红指示剂的培养基可筛选出分解尿素的细菌
8. 如图是发酵工程基本环节的过程示意图。下列相关叙述错误的是( )
A. 可以通过诱变育种或基因工程育种获得性状优良的菌种
B. 过程①表示扩大培养,制备培养基需要加入适量的营养成分
C. 发酵罐内发酵是整个发酵工程的中心环节,发酵过程中不能改变发酵条件
D. 图示过程的产品为细胞代谢物,若为细胞本身则需要进行过滤、沉淀
9. 啤酒是以大麦为主要原料,经酿酒酵母发酵制得。啤酒的工业化生产分为主发酵和后发酵两个阶段。精酿啤酒的制作工艺与普通啤酒不同,不添加食品添加剂,不进行过滤消毒处理。下列叙述正确的是( )
A. 利用大麦作原料时,淀粉是酵母菌的直接碳源
B. 啤酒的工业化生产过程中,酒精的产生积累主要在主发酵阶段完成
C. 后发酵阶段会因pH或酒精含量升高而终止发酵
D. 精酿啤酒不进行过滤和消毒,故发酵过程不需要在无菌条件下进行
10. 与传统发酵技术相比,发酵工程的产品种类更加丰富,产量和质量明显提高。下列相关表述错误的是( )
A. 发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
B. 通过纯培养来获得微生物纯培养物是发酵工程的重要基础
C. 通过发酵工程可以从微生物的细胞中提取获得单细胞蛋白
D. 发酵工程与传统发酵技术都可利用微生物的代谢转化产品
11. 由于发酵工程生产条件温和、原料来源丰富、价格低廉等,在许多领域得到了广泛的应用。下列有关发酵工程在食品工业上应用的叙述,错误的是( )
A. 利用乳酸菌发酵制得的柠檬酸,广泛用于调节食品的酸度
B. 利用谷氨酸棒状杆菌发酵得到谷氨酸,经一系列处理制成味精
C. 利用乳酸菌在青贮饲料中乳酸发酵产生有机酸而实现饲料保鲜
D. 利用黑曲霉产生蛋白酶将大豆蛋白水解,然后淋洗、调制成酱油
12. 科研人员研究不同外源激素对猕猴桃组织培养过程的影响,实验结果如下表。下列分析正确的是( )
组别
激素种类
浓度/ppm
愈伤组织诱导率/%
愈伤组织生长状况
1
-
-
29.6
++
2
细胞分裂素
0.5
26.7
++
3
玉米素
1
87.5
++
4
2,4-D
0.5
85.2
+++
5
2,4-D
0.5
95
+++
细胞分裂素
0.5
注:“+”越多,生长状况越好
A. 愈伤组织是外植体经过脱分化和再分化形成的
B. 结果说明在无激素的作用时愈伤组织也可形成
C. 诱导猕猴桃组织脱分化应选择第5组处理方案
D 玉米素浓度超过1ppm会抑制愈伤组织再分化
13. 甜叶菊植株中所含的甜菊糖是理想的蔗糖替代甜味剂,但甜叶菊种子繁殖遗传性状不稳定。科研人员利用植物组织培养技术提高甜叶菊的繁殖效率,其不同阶段的培养结果如图所示。下列说法错误的是( )
A. 培养至图1所示的过程一般不需要光照
B. 愈伤组织再分化为根和丛芽,本质上是基因选择性表达结果
C. 与图1相比,图2培养基中生长素与细胞分裂素含量的比值显著高于1
D. 若用该技术直接生产甜菊糖,只需培养至图1所示的阶段
14. 草莓是无性繁殖的作物,它感染的病毒很容易传播给后代。病毒在草莓体内逐年积累,会导致产量降低,品质变差。下图是育种工作者选育高品质草莓的流程图。下列有关叙述错误的是( )
A. 方法一中,甲常选用茎尖,原因是其几乎未感染病毒
B. A、C两个过程属于植物组织培养,都经过脱分化和再分化
C. 通常采用70%的酒精和5%次氯酸钠溶液对甲进行消毒处理
D. 判断两种选育方法的效果都需要通过病毒接种实验
15. 下图为猪输卵管上皮细胞培养过程示意图。下列有关叙述正确的是( )
A. 由于动物细胞间存在粘连蛋白,故甲→乙和丙→丁过程需要用胃蛋白酶处理
B. 丙为原代培养,丁为传代培养,二者都需在添加血清的合成培养基进行培养
C. 丙过程会出现细胞贴壁生长和接触抑制现象,而丁过程则不会出现此现象
D. 为避免培养过程中的杂菌污染,丙、丁过程中培养瓶盖必须旋紧不漏气
16. 如图,核苷酸合成有两个途径,物质A可以阻断其中的全合成途径。正常细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶。制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞缺乏转化酶。现用加入H、A、T三种物质的“HAT培养基”来筛选特定的杂交瘤细胞。下列关于筛选原理的叙述,正确的是
A. 免疫的B淋巴细胞及其相互融合细胞因全合成途径被A阻断,在HAT培养基上不能增殖
B. 骨髓瘤细胞及其相互融合细胞因无法进行上述两个途径,而在HAT培养基上不能增殖
C. 杂交瘤细胞因为可进行上述两个途径,能在HAT培养基上大量增殖
D. HAT培养基上筛选出的所有杂交瘤细胞,既能大量增殖又能产生较高纯度的目标抗体
17. 为了解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞染色体丢失的问题,研究者在单克隆抗体的制备过程中增加了一个步骤,如下图所示。除了抗原刺激之外,用EBV(一种病毒颗粒)感染动物B淋巴细胞,并使之成为“染色体核型稳定”的细胞株。这样的细胞株能够在HAT培养基中存活,但对乌本苷(Oua)敏感。下列相关分析不合理的是( )
A. 杂交瘤细胞具有持续产生抗EBV抗体的能力
B. B淋巴细胞来源于抗原刺激后动物的脾脏等
C. 骨髓瘤细胞应该无法在HAT选择培养基中存活
D. 杂交瘤细胞染色体丢失可能导致抗体产生能力下降
18. 胚胎干细胞存在于哺乳动物的早期胚胎中,具有自我更新能力,在科学和医学领域具有极高的研究价值。早期胚胎干细胞的发育和自我更新受多个基因调控(如图)。下列叙述错误的是( )
A. 早期胚胎干细胞可分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞
B. Nanog基因突变可能使胚胎干细胞自我更新受阻
C. 促进Stat3和Oct3/4的表达会促进胚胎干细胞向滋养层分化
D. 将干细胞用于疾病的临床治疗可能存在导致肿瘤发生的风险
19. 下列关于细胞工程的有关叙述,不正确的是( )
A. 利用细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株利用了植物组织培养技术
B. 在进行组织培养时,由根尖细胞形成愈伤组织的过程中,可能会发生细胞脱分化、染色体变异或基因突变,而不可能发生细胞分化和基因重组
C. “试管婴儿”实质上就是“体外受精”和“胚胎移植”的“产物”,但无法使不能产生精子或卵细胞的夫妇得到自己的孩子
D. 动物细胞融合与植物体细胞杂交相比,诱导融合的方法、所用的技术手段、所依据的原理均相同,都能形成杂种个体
20. 中国科学院团队对雌性猕猴进行克隆,成功获得“中中”和“华华”两姐妹。如图为“中中”和“华华”培育的流程。有关说法正确的是( )
A. 图中的卵子实际上是初级卵母细胞
B. 该过程属于无性繁殖,“中中”和“华华”的遗传物质全部来自纤维细胞
C. 纤维细胞应选取培养10代以内的细胞,以保证其正常的遗传基础
D. ③过程需要使用免疫抑制剂,以降低受体对外来胚胎的排斥反应
21. 下列有关哺乳动物精子和卵子的发生及受精作用的叙述,错误的是( )
A. 雌性动物排出成熟卵细胞的过程即为排卵
B. 精子入卵后,卵子被激活才能完成减数分裂Ⅱ
C. 防止多精入卵的屏障是透明带反应和卵细胞膜反应
D. 受精的实质是精子形成的雄原核和卵子形成的雌原核的融合
22. 我国科研工作者将可表达绿色荧光蛋白的供体猕猴的胚胎干细胞(简称4CL干细胞)注射至与其遗传信息不同的猕猴胚胎中,形成嵌合胚胎,并最终得到嵌合体猴,过程如下图所示。相关叙述正确的是( )
A. 桑葚胚阶段注入的4CL干细胞会与其他胚胎细胞发生融合
B. 嵌合胚胎中的滋养层细胞将发育为嵌合体猴的各种组织
C. 嵌合胚胎移植前,需要对代孕母猴进行超数排卵和同期发情处理
D. 嵌合体猴可能通过有性生殖将4CL干细胞的遗传信息遗传给后代
23. 从目标生物提取分离DNA是进行基因工程操作的基础。下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,正确的是( )
A. 猪血可以作为“DNA的粗提取和鉴定”的实验材料
B. 若以新鲜洋葱为实验材料,则研磨液过滤后保留沉淀
C. 实验过程中加入预冷酒精溶液的作用是分离DNA
D. DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热,冷却后呈紫色
24. 用限制酶EcoRⅤ单独切割某普通质粒,可产生14kb(1kb即1000个碱基对)的长链,而同时用限制酶EcoRⅤ、MboⅠ联合切割该质粒,可得到三种长度的DNA片段,见下图(其中*表示EcoRⅤ限制酶切割后的一个黏性末端)。
若用MboⅠ限制酶单独切割该普通质粒,则产生的DNA片段的长度为( )
A. 2.5和11.5 B. 14
C. 5.5和8.5 D. 6和8
25. 科研人员将4个基因(Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4)通过逆转录病毒转入小鼠成纤维细胞中,然后在培养ES细胞的培养基上培养2~3周后,这些细胞显示出ES细胞的形态,具有活跃的分裂能力,称为iPS细胞。下列说法错误的是( )
A. 实验中使用的逆转录病毒属于基因工程中的载体
B. 导入的4个基因可能与基因表达调控有关
C. 若要了解每个基因作用的相对大小,实验设计的对照组应导入上述4个基因
D. iPS细胞进一步分化成各种组织细胞的过程不能体现细胞的全能性
二、不定项选择题:每小题有一个或多个选项符合题目要求(每题3分,选不全得1分,选错得0分,共15分)。
26. 微生物发酵可以将粮食(如玉米、小麦等)及各种植物纤维加工成燃料乙醇,将燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配,就形成了目前广泛使用的乙醇汽油。下列说法正确的是( )
A. 微生物发酵结束后,可以采用过滤、沉淀等纯化措施来获得乙醇
B. 发酵过程要随时检测培养液中的微生物数量和产物浓度
C. 可以使用非粮食生物材料(如秸秆)来规避生产乙醇汽油导致粮食短缺的风险
D. 通过微生物发酵可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白作为食品添加剂
27. 抗生素Ⅰ-Ⅳ均可治疗黄色葡萄球菌(Sau)引起的肺炎,为选出最佳疗效的抗生素,研究者将分别含等剂量抗生素的四张大小相同的滤纸片置于Sau均匀分布的平板培养基上,在适宜条件下培养48h,结果如图。下列相关叙述正确的是( )
A. 配制培养基时应将培养基的pH调至微酸性
B. 培养前应在皿盖标记组别、培养日期等信息
C. 抗生素Ⅳ治疗Sau感染引起的肺炎效果最好
D. 抑菌圈中出现的菌落可能是Sau发生了基因突变
28. 我国科学家经多年反复试验,获得了体细胞克隆猴。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处理了重构胚,克隆猴的培育流程如图所示。下列说法正确的是( )
A. 从胎猴中取出的体细胞,需在添加天然血清的合成培养基中培养
B. 卵母细胞的“去核”实际是指去除卵母细胞的纺锤体-染色体复合物
C. TSA处理重构胚可降低组蛋白的乙酰化水平,从而提高胚胎的发育率和妊娠率
D. 与鼠相比,培育克隆猴对人类疾病致病机制的研究、新药研发等具有更重要的意义
29. 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. 利用灭活的病毒能诱导植物原生质体融合的原理是细胞膜具有流动性
30. 研究发现细胞膜上的转铁蛋白受体(TfR)与转铁蛋白(Tf)结合,可将铁元素运输至胞内。肿瘤细胞内铁元素浓度远高于正常细胞。科学家利用单克隆抗体技术,研制出鼠源性抗TfR抗体,可用于治疗小鼠肿瘤。下列说法错误的是( )
A. 肿瘤细胞表面TfR的表达量多于正常细胞
B. 抗TfR抗体通过阻止Tf与TfR的结合来抑制铁元素的摄取,抑制肿瘤细胞增长
C. 制备单克隆抗体时需给小鼠接种TfR,从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞
D. 将特定选择培养基筛选出的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内,从腹水中获取单克隆抗体
三、非选择题:本部分共3题,共35分。
31. 土壤中大部分的磷难以被植物利用(无效磷),为筛选出能够将无效磷转化为植物易利用的磷(速效磷)的微生物,科研人员进行了如图1的实验,并分离出了两种解磷菌(B3-5-6、M-3-01)分别接种于含有相同磷矿粉的培养液中,测定培养液中速效磷含量变化如图2所示。回答下列问题:
(1)按照物理性质划分,培养基①为______________培养基,图1中接种方法是_____________,涂布器需要进行__________灭菌,以保证实验过程中不会被污染;若用该接种方法对微生物进行计数,一般结果会比实际的活菌数_________(填“多”或“少”)。
(2)若以无效磷作为培养基①中唯一的营养物质,______________ (填“能”或“不能”)筛选出解磷菌,原因是______________;培养基②的作用是______________。
(3)若想要在短时间内将土壤中的无效磷转化为有效磷,最好选用图2中解磷菌_______对土壤进行处理。
32. 双特异性抗体是含有2种特异性抗原结合位点的人工抗体。PSMA是癌细胞的一种表面抗原。T细胞有效激活依赖于T细胞的表面受体CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集。科研人员尝试构建双特异性抗体PSMA×CD28(简称“PC双抗”)来治疗癌症,制备过程如图1,PC双抗的结构及作用机理如图2。
(1)制备PC双抗的过程中,用到的动物细胞工程技术主要有______(答出2点)。
(2)制备PC双抗时,应先将______(物质X)分别注射到小鼠体内,通常需要在一定时间内间隔注射3次,其目的是______。
(3)将B淋巴细胞分别与小鼠的骨髓瘤细胞融合,常用的诱导融合方法有______(答出2种)。之后筛选得到两种杂交瘤细胞,再诱导两种细胞融合,成功融合的杂交瘤细胞表达两种L链和两种H链。据图2分析,杂交瘤细胞A×B能产生多种抗体,原因是______,因此还需通过筛选才能获得PC双抗。双特异性抗体PSMA×CD28协助杀伤癌细胞的机理是______。
33. 供体细胞的分化状态和表观遗传修饰模式是影响体细胞核移植胚胎发育的重要因素。为研究供体细胞RNAm6A修饰(即RNA某位点的甲基化)水平对猪核移植胚胎发育的影响,研究者进行系列实验。
(1)核移植的受体是______细胞,核移植后的重构胚发育至______阶段可利用______技术转移到代孕母体子宫内以获得子代个体,从早期胚胎中分离获得的具有自我更新和分化潜能的______可用于医学研究。
(2)RNAm6A修饰可通过提高mRNA结构稳定性来影响早期胚胎发育。猪骨髓间充质干细胞(甲组)属于多能干细胞,猪胎儿成纤维细胞(乙组)则是处于分化终端的体细胞。研究者比较了两细胞内RNAm6A修饰水平及其作为核供体时重构胚的发育效率,结果如图1、2。
结果表明,核供体细胞的分化程度越高,______。
(3)为验证RNAm6A修饰水平与核移植胚胎发育能力的关系,研究者进行如下实验:
组别
核移植胚胎发育能力的检测结果
对核供体细胞的处理方法
胚胎总数
胚胎卵裂率
囊胚率
对照组
导入空载体。
187
59.4%
16.8%
实验组
导入M基因过表达载体
185
71.3%
27%
导入空载体是为了排除______等对实验结果的干扰。结果表明,______可提高核移植胚胎的发育能力。
(4)为研究导致不同供体细胞RNAm6A修饰水平差异的原因,研究者分析了M基因启动子的甲基化水平,发现骨髓间充质干细胞中M基因启动子的甲基化水平为22%,而猪胎儿成纤维细胞则为50%。据此设计实验:实验组用DNA甲基化抑制剂处理成纤维细胞,对照组不处理,检测两组的M基因启动子甲基化水平和______。
(5)研究表明:①M基因的表达产物是M酶,②RNAm6A修饰水平高的供体细胞核移植胚胎中DNA损伤位点较少。据此推测猪骨髓间充质干细胞核移植胚胎发育的能力较高的原因______。
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五莲一中高二年级下学期阶段检测生物学试题
2025.03
一、选择题:本部分共25题,每题2分,共50分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 我国古代劳动人民根据红曲霉有耐酸特点,采用明矾和酸米来调节酸度抑制杂菌,培养出高纯度的红曲,红曲可以用于传统黄酒的制作。下列说法错误的是( )
A. 将红曲加入发酵坛内相当于微生物培养过程中的“接种”
B. 通过明矾和酸米调节底物的酸度抑制杂菌的生长属于选择培养
C. 黄酒酿造初期利用木耙搅拌,目的是通气和调节温度以加快菌种的生长繁殖
D. 黄酒制作属于传统发酵技术,其所用的大米、糯米等需要进行严格灭菌
【答案】D
【解析】
【分析】1、直接利用原材料中天然存在的微生物,或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。
2、传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,通常是家庭式或作坊式的。利用传统发酵技术制作的食品还有酒、酱、酱油、醋、泡菜和豆或等。
【详解】A、微生物培养工程中的“接种”是放入微生物,题干说红曲可以用于传统黄酒的制作,即将红曲加入发酵坛内相当于微生物培养过程中的“接种”,A正确;
B、选择培养基是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,所以通过明矾和酸米调节底物的酸度抑制杂菌的生长属于选择培养,B正确;
C、黄酒酿造初期利用木耙搅拌,增加溶氧量,有利于散热,从而达到通气和调节温度的目的,以加快菌种的生长繁殖,C正确;
D、黄酒制作属于传统发酵技术,传统发酵技术是直接利用原材料中天然存在的微生物,或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术,所以其所用的大米、糯米等不需要进行严格灭菌,D错误。
故选D。
2. 传统发酵食醋具有独特的风味,这是由多种物质共同作用的结果。下列叙述不正确的是( )
A. 醋酸菌在氧气和糖源充足的情况下才能产生乙酸
B. 白醋、陈醋、米醋发酵所需的菌种主要是醋酸菌
C. 发酵初期发酵液温度升高主要是微生物代谢活动增强所致
D. 发酵后期大多数微生物死亡与营养物质消耗、有机酸积累等有关
【答案】A
【解析】
【分析】发酵是指人们利用微生物,在适宜的条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。人们可以通过传统发酵技术或发酵工程来进行发酵生产。传统发酵以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主。发酵工程一般包括菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等环节。
【详解】A、醋酸菌在氧气、糖源充足时,将糖分解成醋酸;当氧气充足、缺少糖源时,将乙醇变成乙醛,再将乙醛变醋酸,A错误;
B、传统发酵以混合菌种发酵为主,其中白醋、陈醋、米醋发酵所需的菌种主要是醋酸菌,B正确;
C、发酵初期,醋酸菌等微生物代谢增强,产热增多,发酵液温度升高,C正确;
D、发酵后期,营养物质基本消耗完,各种代谢产物如有机酸积累,温度升高,pH下降,渗透压升高,这些因素都不利于微生物生存,导致大量微生物死亡,D正确。
故选A。
3. 关于果酒、果醋和泡菜这三种传统发酵产物的制作,下列叙述正确的是( )
A. 发酵所利用的微生物都属于原核生物 B. 发酵过程都在无氧条件下进行
C. 发酵过程都在同一温度下进行 D. 发酵后形成的溶液都呈酸性
【答案】D
【解析】
【分析】参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型;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;泡菜的制作离不开乳酸菌。
【详解】A、参与果酒制作的微生物是酵母菌,属于真核生物,A错误;
B、参与果醋制作的醋酸菌是好氧菌,因此果醋发酵需要有氧条件,B错误;
C、不同的发酵产物需要的温度不同,C错误;
D、果酒、果醋和泡菜发酵后形成的溶液都呈酸性,D正确。
故选D。
4. 物质W是一种含氮有机物,会污染土壤。W在培养基中达到一定量时,培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌。用土壤浸出液接种分离目标菌的过程中,发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落(如图所示)。下列叙述不正确的是( )
A. 为分离该目标菌而配制的选择培养基中无需添加其它氮源
B. 平板上出现菌落甲说明接种或培养过程中有杂菌污染
C. 透明圈与菌落的直径大小能反映该细菌对物质W的分解能力
D. 要得到目标菌,应该对菌落乙继续进行纯化培养
【答案】B
【解析】
【分析】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。按照功能的不同,可将培养基分为选择培养基和鉴别培养基,其中在微生物学中,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】A、从土壤中筛选出能降解W的细菌,所用培养基应该以物质W为唯一氮源,无需添加其它氮源,A正确;
B、平板上出现菌落甲且甲周围没有透明圈,说明细菌甲不能分解物质W,而是以空气中的氮气作为氮源,不能说明是污染导致的,B错误;
C、透明圈与菌落的直径大小能反映该细菌对物质W的分解能力,透明圈与菌落的直径的比值越大,细菌对物质W的分解能力越强,C正确;
D、平板上出现菌落乙且周围出现透明圈,说明细菌乙能够降解W,应该对菌落乙继续进行纯化培养得到目标菌,D正确。
故选B。
5. 某学校利用平板划线法接种进行酵母菌的纯培养,实验中发现了一些异常现象,下列分析不合理的是( )
选项
异常现象
原因分析
A
平板上产生了杂菌菌落,但未接种的平板上无菌落产生
培养基灭菌不彻底
B
接种后的平板上未形成酵母菌菌落
接种环灼烧后未冷却处理
C
平板上有大量水滴
未进行倒置培养
D
平板上未分离出单个菌落
每次划线前都重新蘸取菌液
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【分析】平板划线法纯化菌种时不同阶段灼烧接种环的目的不同:(1)第一次操作:杀死接种环上原有的微生物。(2)每次划线之前:杀死上次划线后接种环上残留的菌种,使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端。(3)划线结束后:杀死接种环上残存的菌种,避免细菌污染环境和感染操作者。
【详解】A、若培养基灭菌不彻底,则未接种的平板上也会有菌落产生,A错误;
B、接种环灼烧后未冷却处理,则会杀死接种的菌液,因而接种后的平板上未形成酵母菌菌落,B正确;
C、未进行倒置培养,则皿盖上冷凝的水滴会滴落到平板上,C正确;
D、每次划线前都重新蘸取菌液相当于未将菌液稀释,因而平板上可能未分离出单个菌落,D正确。
故选A。
6. 甲、乙、丙是三种微生物,下表I、Ⅱ、Ⅲ是用来培养微生物的三种培养基。甲、乙、丙都能在Ⅲ中正常生长繁殖;甲能在I中正常生长繁殖,而乙和丙都不能;乙能在Ⅱ中正常生长繁殖,甲、丙都不能。下列说法正确的是( )
粉状硫
10g
K2HPO4
4g
FeSO4
0.5g
蔗糖
10g
(NH4)2SO4
0.4g
H2O
100ml
MgSO4
9.25g
CaCl2
0.5g
Ⅰ
+
+
+
+
-
+
+
+
Ⅱ
+
+
+
-
+
+
+
+
Ⅲ
+
+
+
+
+
+
+
+
A. 甲、乙、丙都是异养微生物
B. 甲、乙都是自养微生物、丙是异养微生物
C. 甲是异养微生物、乙是固氮微生物、丙是自养微生物
D. 甲是固氮微生物、乙是自养微生物、丙是异养微生物
【答案】D
【解析】
【分析】选择培养基:人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度.pH等),同时抑制或阻止其他微生物生长。
【详解】Ⅰ培养基缺少无N源,而甲能在此培养基中生长,说明甲能固氮,属于固氮微生物;Ⅱ培养基中缺少C源,而乙能在此培养基中生长,说明乙能合成有机物,属于自养微生物;丙是不能在I、Ⅱ培养基生长,可以在Ⅲ培养基生长,因此是异养微生物。
故选D。
7. 欲从土壤中分离出能分解尿素的细菌,下列实验操作中不正确的是( )
A. 将土壤用无菌水进行一系列的梯度稀释
B. 同一浓度的土壤稀释液应至少涂布三个平板
C. 可将未接种的培养基在相同条件下培养作为对照
D. 用加入刚果红指示剂的培养基可筛选出分解尿素的细菌
【答案】D
【解析】
【详解】A、为防止土壤浸出液浓度过高,不能获得单菌落,要将土壤用无菌水进行一系列的梯度稀释,A正确;
B、同一浓度的土壤稀释液应至少涂布三个平板,防止偶然因素对实验结果的影响,B正确;
C、可以将未接种的培养基在相同条件下培养作为对照,以判断培养基灭菌是否彻底,C正确;
D、可筛选出分解尿素的细菌的培养基是以尿素为唯一氮源的选择培养基,D错误。
故选D。
8. 如图是发酵工程基本环节的过程示意图。下列相关叙述错误的是( )
A. 可以通过诱变育种或基因工程育种获得性状优良的菌种
B. 过程①表示扩大培养,制备培养基需要加入适量的营养成分
C. 发酵罐内发酵是整个发酵工程的中心环节,发酵过程中不能改变发酵条件
D. 图示过程的产品为细胞代谢物,若为细胞本身则需要进行过滤、沉淀
【答案】C
【解析】
【分析】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,产品分离、提纯等方面。
【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、工业发酵罐的体积很大,接入的菌种总体积也较大,因此在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养,过程①表示扩大培养,制备培养基需要加入适量的营养成分,以支持微生物的生长和代谢活动,B正确;
C、发酵罐内发酵是整个发酵工程的中心环节,在发酵过程中,发酵条件是可以根据需要进行调整的,以优化发酵过程和提高产物的产量和质量,C错误;
D、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,D正确。
故选C。
9. 啤酒是以大麦为主要原料,经酿酒酵母发酵制得。啤酒的工业化生产分为主发酵和后发酵两个阶段。精酿啤酒的制作工艺与普通啤酒不同,不添加食品添加剂,不进行过滤消毒处理。下列叙述正确的是( )
A. 利用大麦作原料时,淀粉是酵母菌的直接碳源
B. 啤酒的工业化生产过程中,酒精的产生积累主要在主发酵阶段完成
C. 后发酵阶段会因pH或酒精含量升高而终止发酵
D. 精酿啤酒不进行过滤和消毒,故发酵过程不需要在无菌条件下进行
【答案】B
【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、利用大麦作原料时,淀粉需要分解成葡萄糖才能被酵母菌的利用,A错误;
B、啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段,但酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成,即酒精的产生积累主要在主发酵阶段完成,B正确;
C、主发酵结束后在低温、密闭环境下储存一段时间属于后发酵,后发酵阶段会因pH降低,且酒精含量升高而终止发酵,C错误;
D、精酿啤酒发酵时间长、产量低、价格高,保质期更短(在发酵工艺上,精酿啤酒发酵完成后,不会过滤和杀菌,保质期只有几十天,但发酵过程必须在无菌条件下进行,防止杂菌繁殖对发酵过程产生影响,D错误。
故选B。
10. 与传统发酵技术相比,发酵工程的产品种类更加丰富,产量和质量明显提高。下列相关表述错误的是( )
A. 发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
B. 通过纯培养来获得微生物纯培养物是发酵工程的重要基础
C. 通过发酵工程可以从微生物的细胞中提取获得单细胞蛋白
D. 发酵工程与传统发酵技术都可利用微生物的代谢转化产品
【答案】C
【解析】
【分析】发酵工程是指利用微生物特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品,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。
【详解】A、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,A正确;
B、发酵工程的产品种类更加丰富,产量和质量明显提高,原因是:通过纯培养来获得微生物纯培养物,B正确;
C、单细胞蛋白是指利用发酵工程获得的大量的微生物菌体,而并非微生物的代谢产物,故不需要提取,C错误;
D、发酵工程与传统发酵技术都需要利用微生物来进行发酵,都可利用微生物的代谢转化产品,D正确。
故选C。
11. 由于发酵工程生产条件温和、原料来源丰富、价格低廉等,在许多领域得到了广泛的应用。下列有关发酵工程在食品工业上应用的叙述,错误的是( )
A. 利用乳酸菌发酵制得的柠檬酸,广泛用于调节食品的酸度
B. 利用谷氨酸棒状杆菌发酵得到谷氨酸,经一系列处理制成味精
C. 利用乳酸菌在青贮饲料中乳酸发酵产生有机酸而实现饲料保鲜
D. 利用黑曲霉产生蛋白酶将大豆蛋白水解,然后淋洗、调制成酱油
【答案】A
【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。
【详解】A、柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂,可以通过黑曲霉发酵制得,A错误;
B、利用谷氨酸棒状杆菌发酵产生谷氨酸,经一系列处理制成味精,属于发酵工程在食品工业上应用的实例,B正确;
C、制作青贮饲料时可用乳酸菌水剂喷洒,在青贮缸中厌氧条件下利用乳酸菌发酵产生乳酸,提高青贮品质,即利用乳酸菌在青贮饲料中乳酸发酵产生有机酸而实现饲料保鲜,C正确;
D、酱油的制作以大豆为主要原料,利用黑曲霉产生的蛋白酶,然后淋洗、调制而成,D正确。
故选A。
12. 科研人员研究不同外源激素对猕猴桃组织培养过程的影响,实验结果如下表。下列分析正确的是( )
组别
激素种类
浓度/ppm
愈伤组织诱导率/%
愈伤组织生长状况
1
-
-
29.6
++
2
细胞分裂素
0.5
26.7
++
3
玉米素
1
87.5
++
4
2,4-D
0.5
85.2
+++
5
2,4-D
0.5
95
+++
细胞分裂素
0.5
注:“+”越多,生长状况越好
A. 愈伤组织是外植体经过脱分化和再分化形成的
B. 结果说明在无激素的作用时愈伤组织也可形成
C. 诱导猕猴桃组织脱分化应选择第5组处理方案
D. 玉米素浓度超过1ppm会抑制愈伤组织再分化
【答案】C
【解析】
【分析】1、在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,需要的条件:①消毒灭菌;②一定浓度的植物激素;③适宜的温度;④充足的养料。
2、影响植物组织培养的因素:①培养基配制;②外植体选取;③激素的运用;④消毒;⑤温度、pH、光照。
【详解】A、愈伤组织是已分化植物细胞发生脱分化的结果,脱分化指的是已经分化的细胞失去原有结构和功能的状态,愈伤组织的全能性高,A错误;
B、第1组中没有添加外源激素,说明此时愈伤组织的形成是在内源激素的作用下产生的,B错误;
C、根据表中结果可知,第5组诱导猕猴桃组织脱分化形成的愈伤组织的成功率最高,且愈伤组织生长状况好,因此,应选择第5组处理方案用于诱导愈伤组织,C正确;
D、结合实验结果可知,玉米素浓度1ppm时会促进愈伤组织形成,表格没有数据显示玉米素浓度超过1ppm是否会抑制愈伤组织再分化,D错误。
故选C。
13. 甜叶菊植株中所含的甜菊糖是理想的蔗糖替代甜味剂,但甜叶菊种子繁殖遗传性状不稳定。科研人员利用植物组织培养技术提高甜叶菊的繁殖效率,其不同阶段的培养结果如图所示。下列说法错误的是( )
A. 培养至图1所示的过程一般不需要光照
B. 愈伤组织再分化为根和丛芽,本质上是基因选择性表达的结果
C. 与图1相比,图2培养基中生长素与细胞分裂素含量的比值显著高于1
D. 若用该技术直接生产甜菊糖,只需培养至图1所示的阶段
【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,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。
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、培养至图1所示的过程,为脱分化过程,该培养过程一般不需要光照,A正确;
B、愈伤组织再分化为根和丛芽,发生细胞分化,细胞分化本质上是基因选择性表达的结果,B正确;
C、图1培养基中(脱分化过程)生长素与细胞分裂素含量的比值约等于1,促进愈伤组织的形成;图2培养基中(再分化过程)生长素与细胞分裂素含量的比值小于1,促进芽的分化,C错误;
D、若用该技术直接生产甜菊糖(细胞产物),只需培养至图1(愈伤组织)所示的阶段即可,D正确。
故选D。
14. 草莓是无性繁殖的作物,它感染的病毒很容易传播给后代。病毒在草莓体内逐年积累,会导致产量降低,品质变差。下图是育种工作者选育高品质草莓的流程图。下列有关叙述错误的是( )
A. 方法一中,甲常选用茎尖,原因是其几乎未感染病毒
B. A、C两个过程属于植物组织培养,都经过脱分化和再分化
C. 通常采用70%的酒精和5%次氯酸钠溶液对甲进行消毒处理
D. 判断两种选育方法的效果都需要通过病毒接种实验
【答案】D
【解析】
【分析】植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。
【详解】A、方法一为植物组织培养,选择茎尖作为组织培养材料的原因是该部位细胞的病毒含量少,甚至不带病毒,诱导更容易获得脱毒苗,A正确;
B、AC两个过程属于植物组织培养,都经过脱分化形成愈伤组织和再分化形成根芽,最终发育成植株,B正确;
C、对外植体的消毒通常采用体积分数为70%的酒精和5%次氯酸钠溶液,消毒后需用无菌水进行冲洗,C正确;
D、方法二为用基因工程选育高品质的抗病毒的草莓,其选育方法的效果需要通过病毒接种实验;方法一培育的是脱毒苗而非抗病毒苗,不需要接种病毒,D错误。
故选D。
15. 下图为猪输卵管上皮细胞培养过程示意图。下列有关叙述正确的是( )
A. 由于动物细胞间存在粘连蛋白,故甲→乙和丙→丁过程需要用胃蛋白酶处理
B. 丙为原代培养,丁为传代培养,二者都需在添加血清的合成培养基进行培养
C. 丙过程会出现细胞贴壁生长和接触抑制现象,而丁过程则不会出现此现象
D. 为避免培养过程中的杂菌污染,丙、丁过程中培养瓶盖必须旋紧不漏气
【答案】B
【解析】
【分析】1、图示为上皮细胞培养过程示意图,图中甲表示剪碎组织块,乙表示制成细胞悬液,丙表示原代培养,丁表示传代培养。
2、动物细胞培养过程:取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞制成细胞悬液→转入培养液(传代培养) →放入二氧化碳培养箱培养。
【详解】A、由于动物细胞间存在粘连蛋白,故甲→乙和丙→丁过程需要用用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,分散成单个细胞,A错误;
B、丙为原代培养,丁为传代培养,二者都需在添加血清的合成培养基进行培养,B正确;
C、丙原代培养过程和丁传代培养过程均会出现细胞贴壁和接触抑制现象,C错误;
D、为避免培养过程中的杂菌污染,保证其气体需要,丙、丁过程中需松动培养瓶盖,将其置于含95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中培养,D错误。
故选B。
16. 如图,核苷酸合成有两个途径,物质A可以阻断其中的全合成途径。正常细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶。制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞缺乏转化酶。现用加入H、A、T三种物质的“HAT培养基”来筛选特定的杂交瘤细胞。下列关于筛选原理的叙述,正确的是
A. 免疫的B淋巴细胞及其相互融合细胞因全合成途径被A阻断,在HAT培养基上不能增殖
B. 骨髓瘤细胞及其相互融合细胞因无法进行上述两个途径,而在HAT培养基上不能增殖
C. 杂交瘤细胞因为可进行上述两个途径,能在HAT培养基上大量增殖
D. HAT培养基上筛选出的所有杂交瘤细胞,既能大量增殖又能产生较高纯度的目标抗体
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图:核苷酸合成有两个途径,物质A可以阻断其中的全合成途径,正常细胞含有补救合成途径所必需得转化酶和激酶,骨髓瘤细胞中缺乏转化酶。因此,加入H、A、T三种物质后,骨髓瘤细胞及其自身融合的细胞中缺乏转化酶,无法进行上述两个途径而在HAT培养基上不能增殖;已经免疫的B淋巴细胞和自身融合的细胞也因高度分化而不能增殖,因此在该培养基上能增殖的只有杂交瘤细胞(杂交瘤细胞中全合成途径被物质A阻断,但其可借助正常细胞的补救合成途径来合成核苷酸,进而大量繁殖)。
【详解】A、免疫的B细胞及其互相融合细胞是正常细胞,细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶,但因高度分化而不能增殖,A错误;
B、骨髓瘤细胞及其互相融合细胞因骨髓瘤细胞中缺乏转化酶,无法进行上述两个途径而在HAT培养基上不能增殖,B正确;
C、杂交瘤细胞因为可以进行补救合成途径(不能进行全合成途径),能够在 HAT 培养基上大量增殖,C错误;
D、HAT 培养基上筛选出的杂交瘤细胞能大量增殖,但并不都能产生高纯度的目标抗体,需要进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞,才可产生高纯度的目标抗体, D错误。
故选B。
17. 为了解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞染色体丢失的问题,研究者在单克隆抗体的制备过程中增加了一个步骤,如下图所示。除了抗原刺激之外,用EBV(一种病毒颗粒)感染动物B淋巴细胞,并使之成为“染色体核型稳定”的细胞株。这样的细胞株能够在HAT培养基中存活,但对乌本苷(Oua)敏感。下列相关分析不合理的是( )
A. 杂交瘤细胞具有持续产生抗EBV抗体的能力
B. B淋巴细胞来源于抗原刺激后动物的脾脏等
C. 骨髓瘤细胞应该无法在HAT选择培养基中存活
D. 杂交瘤细胞染色体丢失可能导致抗体产生能力下降
【答案】A
【解析】
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、本实验中EBV的作用是使B细胞染色体核型更稳定,而不是刺激B淋巴细胞分化成浆细胞产生抗体,所以该杂交瘤细胞不具有产生抗EBV抗体的能力,A错误;
B、脾、淋巴结和扁桃体是免疫细胞集中分布的场所,因此在制备单克隆抗体的过程中,B淋巴细胞可以来源于抗原刺激后的动物的脾脏等,B正确;
C、由图示分析可知:在HAT选择培养基中,骨髓瘤细胞死亡,即无法存活,C正确;
D、杂交瘤细胞染色体丢失可能引起细胞某些基因丢失,进而导致抗体产生能力下降,D正确。
故选A。
18. 胚胎干细胞存在于哺乳动物的早期胚胎中,具有自我更新能力,在科学和医学领域具有极高的研究价值。早期胚胎干细胞的发育和自我更新受多个基因调控(如图)。下列叙述错误的是( )
A. 早期胚胎干细胞可分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞
B. Nanog基因突变可能使胚胎干细胞自我更新受阻
C. 促进Stat3和Oct3/4的表达会促进胚胎干细胞向滋养层分化
D. 将干细胞用于疾病的临床治疗可能存在导致肿瘤发生的风险
【答案】C
【解析】
【分析】题图分析,胚胎干细胞能自我更新,其中Nanog基因促进胚胎干细胞的增殖,抑制形成原始内胚层;Stat3能抑制胚胎干细胞的增殖和原始内胚层的形成;而OCT3/4能抑制胚胎干细胞表达形成滋养层。
【详解】A、胚胎干细胞具有发育的全能性,可分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,A正确;
B、Nanog基因促进胚胎干细胞的增殖,Nanog基因突变可能使胚胎干细胞自我更新受阻,B正确;
C、Stat3抑制胚胎干细胞的增殖和原始内胚层的形成,OCT3/4能抑制胚胎干细胞表达形成滋养层,则促进Stat3和Oct3/4的表达会抑制胚胎干细胞的增殖和分化过程,C错误;
D、由于干细胞可无限增殖,将干细胞用于疾病的临床治疗可能存在导致肿瘤发生的风险,D正确。
故选C。
19. 下列关于细胞工程的有关叙述,不正确的是( )
A. 利用细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株利用了植物组织培养技术
B. 在进行组织培养时,由根尖细胞形成愈伤组织的过程中,可能会发生细胞脱分化、染色体变异或基因突变,而不可能发生细胞分化和基因重组
C. “试管婴儿”实质上就是“体外受精”和“胚胎移植”的“产物”,但无法使不能产生精子或卵细胞的夫妇得到自己的孩子
D. 动物细胞融合与植物体细胞杂交相比,诱导融合的方法、所用的技术手段、所依据的原理均相同,都能形成杂种个体
【答案】D
【解析】
【分析】试管婴儿技术包括体外受体、早期胚胎发育、胚胎移植等技术,属于有性生殖。可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异,其中基因突变和染色体变异既可发生在有丝分裂过程中,也可发生减数分裂过程中,而基因重组只能发生在减数分裂过程中。
【详解】A、利用细胞工程培育“番茄--马铃薯”杂种植株也需要利用植物组织培养技术,原理包括植物细胞具有全能性,A正确;
B. 在进行组织培养时,由根尖细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,细胞通过有丝分裂方式增殖,可能会发生染色体变异或基因突变,没有发生分化和基因重组,B正确;
C. 试管婴儿的产生采用了体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术,但该技术无法使不能产生精子或卵细胞的夫妇得到自己的孩子,C正确;
D. 动物细胞融合与植物体细胞杂交相比,由于无细胞壁,诱导融合时无需去除细胞壁,细胞分散后,诱导细胞融合、所用的技术手段多一种灭活病毒的方法、所依据的原理相同,都是细胞膜的流动性,且动物细胞融合一般不能形成杂种个体,D错误。
故选D。
20. 中国科学院团队对雌性猕猴进行克隆,成功获得“中中”和“华华”两姐妹。如图为“中中”和“华华”培育的流程。有关说法正确的是( )
A. 图中的卵子实际上是初级卵母细胞
B. 该过程属于无性繁殖,“中中”和“华华”的遗传物质全部来自纤维细胞
C. 纤维细胞应选取培养10代以内的细胞,以保证其正常的遗传基础
D. ③过程需要使用免疫抑制剂,以降低受体对外来胚胎的排斥反应
【答案】C
【解析】
【分析】动物细胞核移植技术是将动物的细胞核移入一个去核卵母细胞中,并使重组细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。分析图示可知,①为将纤维细胞注射到去核的卵母细胞中,②为对重组细胞进行体外培养,发育成新胚胎,再进行③胚胎移植过程,最终获得克隆猴。
【详解】A、图中的卵子实际上是处于减数第二次分裂时期的次级卵母细胞,A错误;
B、中中、华华是由重组细胞发育而来,其细胞核内的遗传物质来自纤维细胞,但细胞质的遗传物质来自于卵细胞,B错误;
C、培养10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型,因此纤维细胞应选取传代培养10代以内的细胞,以保证其正常的遗传基础,C正确;
D、由于受体子宫对移植来的胚胎不发生免疫排斥反应,因此③过程不需要使用免疫抑制剂,D错误。
故选C。
21. 下列有关哺乳动物精子和卵子的发生及受精作用的叙述,错误的是( )
A. 雌性动物排出成熟卵细胞的过程即为排卵
B. 精子入卵后,卵子被激活才能完成减数分裂Ⅱ
C. 防止多精入卵屏障是透明带反应和卵细胞膜反应
D. 受精的实质是精子形成的雄原核和卵子形成的雌原核的融合
【答案】A
【解析】
【分析】哺乳动物精子和卵子发生的不同点:
(1)精子的减数两次分裂是连续的,场所唯一(MⅠ和MⅡ的场所都是睾丸);而卵子的两次分裂是不连续的,场所不唯一.(MⅠ场所在卵巢,MⅡ场所在输卵管中)。
(2)精子和卵子发生的时间不同:精子的发生是从初情期一直到生殖机能衰退;多数哺乳动物卵子的形成和在卵巢内的贮备是胎儿出生前完成的;MⅠ是在雌性动物排卵前后完成的,MⅡ是在受精过程中完成的。
(3)精子的形成过程需要变形;卵细胞的形成过程不需要变形。
【详解】A、排卵发生在减数第一次分裂前后,因此排卵排出的可能是初级卵母细胞或次级卵母细胞,并不是成熟的卵细胞,A错误;
B、卵子发育到MⅡ期时才能与精子受精,精子入卵后,卵子被激活才能完成减数分裂Ⅱ,B正确;
C、透明带反应是防止多精子进入卵受精的第一道屏障,卵细胞膜反应是防止多精子入卵受精的第二道屏障,C正确;
D、受精的实质是精子形成的雄原核和卵子形成的雌原核的融合,雄原核一般略大于雌原核,D正确。
故选A。
22. 我国科研工作者将可表达绿色荧光蛋白的供体猕猴的胚胎干细胞(简称4CL干细胞)注射至与其遗传信息不同的猕猴胚胎中,形成嵌合胚胎,并最终得到嵌合体猴,过程如下图所示。相关叙述正确的是( )
A. 桑葚胚阶段注入的4CL干细胞会与其他胚胎细胞发生融合
B. 嵌合胚胎中的滋养层细胞将发育为嵌合体猴的各种组织
C. 嵌合胚胎移植前,需要对代孕母猴进行超数排卵和同期发情处理
D. 嵌合体猴可能通过有性生殖将4CL干细胞的遗传信息遗传给后代
【答案】D
【解析】
【分析】胚胎干细胞来源于早期胚胎或原始性腺分离出来的一类细胞。胚胎干细胞,是高度未分化的细胞。如果进行体外培养,能够无限的增殖和分化。胚胎肝细胞还可以分化成多功能的细胞。胚胎干细胞具有多能性,可以分化成多种组织的能力但是无法独自发育成一个个体细胞。胚胎里的干细胞被称为一种“全能”细胞,可以分化成所有类型的细胞,并且携带生物体的全套遗传信息。
【详解】A、4CL干细胞不会与其他胚胎细胞发生细胞融合,A错误;
B、嵌合胚胎中的内细胞团细胞将发育为嵌合体猴的各种组织,B错误;
C、嵌合胚胎移植前,需要对代孕母猴进行同期发情处理,C错误;
D、若嵌合体猴的原始生殖细胞中含有4CL干细胞的遗传信息,可以通过有性生殖将4CL干细胞的遗传信息遗传给后代,D正确。
故选D
23. 从目标生物提取分离DNA是进行基因工程操作的基础。下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,正确的是( )
A. 猪血可以作为“DNA的粗提取和鉴定”的实验材料
B. 若以新鲜洋葱为实验材料,则研磨液过滤后保留沉淀
C. 实验过程中加入预冷酒精溶液的作用是分离DNA
D. DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热,冷却后呈紫色
【答案】C
【解析】
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理:
(1)DNA的溶解性:DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同;DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精;DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。
(2)DNA的鉴定:在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
【详解】A、猪是哺乳动物,其成熟红细胞内没有细胞核,所以猪血不能用于DNA的粗提取,A错误;
B、若以新鲜洋葱为实验材料,则研磨液过滤后保留上清液,B错误;
C、由于DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精,故在DNA粗提取与鉴定的实验中,95%的冷酒精可提取出含杂质较少的DNA分子,C正确;
D、DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热,冷却后呈蓝色,D错误。
故选C。
24. 用限制酶EcoRⅤ单独切割某普通质粒,可产生14kb(1kb即1000个碱基对)的长链,而同时用限制酶EcoRⅤ、MboⅠ联合切割该质粒,可得到三种长度的DNA片段,见下图(其中*表示EcoRⅤ限制酶切割后的一个黏性末端)。
若用MboⅠ限制酶单独切割该普通质粒,则产生的DNA片段的长度为( )
A. 2.5和11.5 B. 14
C. 5.5和8.5 D. 6和8
【答案】D
【解析】
【分析】用限制酶EcoRⅤ单独切割某普通质粒,可产生14kb(1kb即1000个碱基对)的长链,,说明质粒中含有1个EcoRⅤ切点;同时用限制酶EcoRⅤ、MboⅠ联合切割该质粒,可得到三种长度的DNA片段,说明质粒中含有2个MboⅠ切点。
【详解】用限制酶EcoRⅤ单独切割某普通质粒,可产生14kb(1kb即1000个碱基对)的长链,说明质粒中含有1个EcoRⅤ切点;同时用限制酶EcoRⅤ、MboⅠ联合切割该质粒,可得到三种长度的DNA片段,说明质粒中含有2个MboⅠ切点。质粒中含有1个EcoRⅤ切点,2个MboⅠ切点。若用MboⅠ限制酶单独切割该普通质粒,则产生的DNA片段为2种,总长度为14 kb,结合EcoRⅤ的酶切位点可知,ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
25. 科研人员将4个基因(Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4)通过逆转录病毒转入小鼠成纤维细胞中,然后在培养ES细胞的培养基上培养2~3周后,这些细胞显示出ES细胞的形态,具有活跃的分裂能力,称为iPS细胞。下列说法错误的是( )
A. 实验中使用的逆转录病毒属于基因工程中的载体
B. 导入的4个基因可能与基因表达调控有关
C. 若要了解每个基因作用的相对大小,实验设计的对照组应导入上述4个基因
D. iPS细胞进一步分化成各种组织细胞的过程不能体现细胞的全能性
【答案】D
【解析】
【分析】1、iPS细胞是诱导多能干细胞,是在体外诱导体细胞产生的,能分化成为具有特定功能的细胞来治疗疾病。无须破坏胚胎,且避免免疫排斥反应。
2、ES细胞是胚胎干细胞,来源于早期胚胎,能够分化成为动物体内的任何细胞,并进一步形成组织、器官甚至生物个体。局限性是需从胚胎中获取,涉及伦理问题,限制了它在医学上的应用。
【详解】A、题干中将4个基因(Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4)通过逆转录病毒转入小鼠成纤维细胞中,使用的逆转录病毒属于基因工程中的运载体,A正确;
B、题干中说导入4个基因后,在培养ES细胞的培养基上培养2~3周后,这些细胞显示出ES细胞的形态,具有活跃的分裂能力,所以说导入的4个基因可能与基因表达调控有关,B正确;
C、若要了解每个基因作用的相对大小,实验设计的对照组应导入上述4个基因,实验组分别加入4个基因中的3个基因,通过比较实验组和对照的实验现象,得出每个基因作用的相对大小,C正确;
D、细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性,而iPS细胞进一步分化成各种组织细胞的过程能体现细胞的全能性,D错误。
故选D。
二、不定项选择题:每小题有一个或多个选项符合题目要求(每题3分,选不全得1分,选错得0分,共15分)。
26. 微生物发酵可以将粮食(如玉米、小麦等)及各种植物纤维加工成燃料乙醇,将燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配,就形成了目前广泛使用的乙醇汽油。下列说法正确的是( )
A. 微生物发酵结束后,可以采用过滤、沉淀等纯化措施来获得乙醇
B. 发酵过程要随时检测培养液中的微生物数量和产物浓度
C. 可以使用非粮食生物材料(如秸秆)来规避生产乙醇汽油导致粮食短缺的风险
D. 通过微生物发酵可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白作为食品添加剂
【答案】BC
【解析】
【分析】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,即可得到产品;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。
2、按照我国的国家标准,乙醇汽油是90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成的,由于燃料乙醇所占比例较低,虽然需要消耗部分粮食,但不会增加粮食短缺的风险。而且在生产燃料乙醇时,可以利用秸秆、稻草等加工转化为乙醇,粮食、稻米用于人们生活,以降低粮食短缺的风险。
【详解】A、因为微生物发酵结束后,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,A错误;
B、发酵过程要随时检测培养液中的微生物数量和产物浓度,以了解发酵进程,B正确;
C、乙醇汽油是90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成的,由于燃料乙醇所占比例较低,虽然需要消耗部分粮食,但不会增加粮食短缺的风险。而且在生产燃料乙醇时,可以利用秸秆、稻草等加工转化为乙醇,所以可以使用非粮食生物材料(如秸秆)来规避生产乙醇汽油导致粮食短缺的风险,C正确;
D、单细胞蛋白,也叫微生物蛋白,它是用许多工农业废料及石油废料,人工培养的微生物菌体。因而,单细胞蛋白不是一种纯蛋白质,而是由蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸及不是蛋白质的含氮化合物、维生素和无机化合物等混合物组成的细胞质团,通过发酵工程获得的大量的微生物菌体是单细胞蛋白,所以通过微生物发酵可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白,但不能作为食品添加剂,D错误。
故选BC。
27. 抗生素Ⅰ-Ⅳ均可治疗黄色葡萄球菌(Sau)引起的肺炎,为选出最佳疗效的抗生素,研究者将分别含等剂量抗生素的四张大小相同的滤纸片置于Sau均匀分布的平板培养基上,在适宜条件下培养48h,结果如图。下列相关叙述正确的是( )
A. 配制培养基时应将培养基的pH调至微酸性
B. 培养前应在皿盖标记组别、培养日期等信息
C. 抗生素Ⅳ治疗Sau感染引起的肺炎效果最好
D. 抑菌圈中出现的菌落可能是Sau发生了基因突变
【答案】CD
【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、该培养基培养的是金黄色葡萄球菌,属于细菌,因此,在配制培养基时应将培养基的pH调至中性或微碱性,A错误;
B、培养前应在皿底盖标记组别、培养日期等信息,以方便后期观察,B错误;
C、结合图示可知,抗生素IV获得的抑菌圈最大,因而治疗Sau感染引起的肺炎效果最好,C正确;
D、抑菌圈中出现的菌落可能是Sau发生了基因突变,因而具有了对抗生素的抗性,D正确。
故选CD。
28. 我国科学家经多年反复试验,获得了体细胞克隆猴。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处理了重构胚,克隆猴的培育流程如图所示。下列说法正确的是( )
A. 从胎猴中取出的体细胞,需在添加天然血清的合成培养基中培养
B. 卵母细胞的“去核”实际是指去除卵母细胞的纺锤体-染色体复合物
C. TSA处理重构胚可降低组蛋白的乙酰化水平,从而提高胚胎的发育率和妊娠率
D. 与鼠相比,培育克隆猴对人类疾病致病机制的研究、新药研发等具有更重要的意义
【答案】ABD
【解析】
【分析】动物细胞的培养条件:
(1)营养物质:糖类、氨基酸、无机盐、维生素等构成的合成培养基,通常需要加入血清等天然成分;
(2)稳定的内环境:
a.适宜的温度、PH和渗透压;
b.适宜的气体环境;
c.无菌、无毒的环境。
【详解】A、因为动物细胞培养需要在由糖类、氨基酸、无机盐、维生素等构成的合成培养基的基础上,加入血清等天然成分,所以从胎猴中取出的体细胞,需在添加天然血清的合成培养基中培养,A正确;
B、将卵母细胞培养到减数第二次分裂中期后,进行去核操作,去核事实上是去除卵母细胞的纺锤体-染色体结构,B正确;
C、TSA是组蛋白脱乙酰酶抑制剂,用TSA处理重构胚可提高组蛋白的乙酰化水平,调节重构胚相关基因的表达,从而提高胚胎的发育率和妊娠率,C错误;
D、猴属于灵长类动物,与人更接近,因此与鼠相比,培育克隆猴对人类疾病致病机制的研究、新药研发等具有更重要的意义,D正确。
故选ABD。
29. 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. 利用灭活的病毒能诱导植物原生质体融合的原理是细胞膜具有流动性
【答案】ABD
【解析】
【分析】1.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。
2.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,可制备人工种子,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、利用聚乙二醇诱导植物原生质体融合的原理是细胞膜具有流动性,灭活病毒诱导法是诱导动物细胞融合的特有方法,D错误。
故选ABD。
30. 研究发现细胞膜上的转铁蛋白受体(TfR)与转铁蛋白(Tf)结合,可将铁元素运输至胞内。肿瘤细胞内铁元素浓度远高于正常细胞。科学家利用单克隆抗体技术,研制出鼠源性抗TfR抗体,可用于治疗小鼠肿瘤。下列说法错误的是( )
A. 肿瘤细胞表面TfR的表达量多于正常细胞
B. 抗TfR抗体通过阻止Tf与TfR的结合来抑制铁元素的摄取,抑制肿瘤细胞增长
C. 制备单克隆抗体时需给小鼠接种TfR,从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞
D. 将特定选择培养基筛选出的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内,从腹水中获取单克隆抗体
【答案】D
【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、题意显示,细胞膜上的转铁蛋白受体(TfR)与转铁蛋白(Tf)结合,可将铁元素运输至胞内,而肿瘤细胞内铁元素浓度远高于正常细胞,据此可推测,肿瘤细胞表面TfR的表达量多于正常细胞,A正确;
B、抗TfR抗体通过阻止Tf与TfR的结合来抑制铁元素的摄取,进而降低肿瘤细胞内铁元素的含量,抑制肿瘤细胞增长,B正确;
C、制备单克隆抗体时需给小鼠接种TfR,TfR作为抗原能刺激小鼠发生特异性免疫反应,因而,可从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞,为单克隆抗体的制备作准备,C正确;
D、经特定选择培养基筛选出的杂交瘤细胞还需要进一步筛选才能获得产生特定抗体的杂交瘤细胞,而后才可注射到小鼠腹腔内大量培养,D错误。
故选D。
三、非选择题:本部分共3题,共35分。
31. 土壤中大部分的磷难以被植物利用(无效磷),为筛选出能够将无效磷转化为植物易利用的磷(速效磷)的微生物,科研人员进行了如图1的实验,并分离出了两种解磷菌(B3-5-6、M-3-01)分别接种于含有相同磷矿粉的培养液中,测定培养液中速效磷含量变化如图2所示。回答下列问题:
(1)按照物理性质划分,培养基①为______________培养基,图1中接种方法是_____________,涂布器需要进行__________灭菌,以保证实验过程中不会被污染;若用该接种方法对微生物进行计数,一般结果会比实际的活菌数_________(填“多”或“少”)。
(2)若以无效磷作为培养基①中唯一的营养物质,______________ (填“能”或“不能”)筛选出解磷菌,原因是______________;培养基②的作用是______________。
(3)若想要在短时间内将土壤中的无效磷转化为有效磷,最好选用图2中解磷菌_______对土壤进行处理。
【答案】(1) ①. 固体 ②. 稀释涂布平板法 ③. 灼烧 ④. 少
(2) ①. 能 ②. 在该培养基上只有能利用无效磷的微生物能生存 ③. 对菌种进行扩大培养
(3)M-3-01
【解析】
【分析】微生物常见的接种的方法:①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落;②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【小问1详解】
分析题意,培养基①能够对菌落进行培养和观察,从物理性质划分应属于固体培养基;图1中接种方法需要先进行梯度稀释,属于稀释涂布平板法;为保证实验过程中不会被污染,需要对涂布器进行灼烧灭菌;用稀释涂布平板法进行微生物计数时,统计的菌落数往往比活菌的实际数目少,这是因为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。
【小问2详解】
解磷菌能够将无效磷转化为植物易利用的速效磷,因此在只含磷矿粉的选择培养基上,只有解磷菌能生长,而其余微生物不能生存,故若以无效磷作为培养基①中唯一的营养物质,能筛选出解磷菌;培养基②是液体培养基,作用是对菌种进行扩大培养。
【小问3详解】
由图2可知,在72h以内,与B3-5-6相比,M-3-01培养液中溶磷量的含量最高,推测其解磷能力最强,故推测其解磷能力最强,M-3-01对土壤进行处理。
32. 双特异性抗体是含有2种特异性抗原结合位点的人工抗体。PSMA是癌细胞的一种表面抗原。T细胞有效激活依赖于T细胞的表面受体CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集。科研人员尝试构建双特异性抗体PSMA×CD28(简称“PC双抗”)来治疗癌症,制备过程如图1,PC双抗的结构及作用机理如图2。
(1)制备PC双抗的过程中,用到的动物细胞工程技术主要有______(答出2点)。
(2)制备PC双抗时,应先将______(物质X)分别注射到小鼠体内,通常需要在一定时间内间隔注射3次,其目的是______。
(3)将B淋巴细胞分别与小鼠的骨髓瘤细胞融合,常用的诱导融合方法有______(答出2种)。之后筛选得到两种杂交瘤细胞,再诱导两种细胞融合,成功融合的杂交瘤细胞表达两种L链和两种H链。据图2分析,杂交瘤细胞A×B能产生多种抗体,原因是______,因此还需通过筛选才能获得PC双抗。双特异性抗体PSMA×CD28协助杀伤癌细胞的机理是______。
【答案】(1)动物细胞融合、动物细胞培养
(2) ①. PSMA、CD28 ②. 加强免疫,刺激小鼠机体产生更多已免疫的B淋巴细胞
(3) ①. PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法 ②. L链和H链随机组合,产生多种抗体 ③. 双特异性抗体PSMA×CD28既能结合PSMA,又能结合CD28,使CD28在癌细胞与T细胞结合部位聚集,从而有效激活T细胞
【解析】
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,再通过克隆化培养和抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养杂交瘤细胞,最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【小问1详解】
结合单克隆抗体的制备过程可知,制备PC双抗的过程中,用到的动物细胞工程技术主要有动物细胞融合和动物细胞培养技术。
【小问2详解】
制备双特异性抗体PSMA×CD28,则抗原是CD28和PSMA,将两种物质分别注射到小鼠体内,分离出B淋巴细胞;一定时间内间隔注射3次可以加强免疫,刺激小鼠机体产生更多已免疫的B淋巴细胞。
【小问3详解】
将B淋巴细胞分别和小鼠的骨髓瘤细胞融合,形成杂交瘤细胞,再诱导杂交瘤细胞融合。诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法;成功融合的细胞会表达两种L链和两种H链,所需的双特异性抗体PSMA×CD28是特定的L链和H链结合形成的,L链和H链随机组合而产生多种抗体;双特异性抗体PSMA×CD28既能结合PSMA,又能结合CD28,使CD28在癌细胞与T细胞结合部位聚集,从而有效激活T细胞,协助杀伤癌细胞。
33. 供体细胞的分化状态和表观遗传修饰模式是影响体细胞核移植胚胎发育的重要因素。为研究供体细胞RNAm6A修饰(即RNA某位点的甲基化)水平对猪核移植胚胎发育的影响,研究者进行系列实验。
(1)核移植的受体是______细胞,核移植后的重构胚发育至______阶段可利用______技术转移到代孕母体子宫内以获得子代个体,从早期胚胎中分离获得的具有自我更新和分化潜能的______可用于医学研究。
(2)RNAm6A修饰可通过提高mRNA结构稳定性来影响早期胚胎发育。猪骨髓间充质干细胞(甲组)属于多能干细胞,猪胎儿成纤维细胞(乙组)则是处于分化终端的体细胞。研究者比较了两细胞内RNAm6A修饰水平及其作为核供体时重构胚的发育效率,结果如图1、2。
结果表明,核供体细胞的分化程度越高,______。
(3)为验证RNAm6A修饰水平与核移植胚胎发育能力的关系,研究者进行如下实验:
组别
核移植胚胎发育能力的检测结果
对核供体细胞的处理方法
胚胎总数
胚胎卵裂率
囊胚率
对照组
导入空载体。
187
59.4%
16.8%
实验组
导入M基因过表达载体
185
71.3%
27%
导入空载体是为了排除______等对实验结果的干扰。结果表明,______可提高核移植胚胎的发育能力。
(4)为研究导致不同供体细胞RNAm6A修饰水平差异的原因,研究者分析了M基因启动子的甲基化水平,发现骨髓间充质干细胞中M基因启动子的甲基化水平为22%,而猪胎儿成纤维细胞则为50%。据此设计实验:实验组用DNA甲基化抑制剂处理成纤维细胞,对照组不处理,检测两组的M基因启动子甲基化水平和______。
(5)研究表明:①M基因的表达产物是M酶,②RNAm6A修饰水平高的供体细胞核移植胚胎中DNA损伤位点较少。据此推测猪骨髓间充质干细胞核移植胚胎发育的能力较高的原因______。
【答案】(1) ①. 去核的卵母 ②. 桑葚胚或囊胚 ③. 胚胎移植 ④. 胚胎干细胞
(2)RNA修饰水平和核移植重构胚的发育效率越低
(3) ①. 载体 ②. 提高供体细胞核的RNAm6A修饰水平
(4)RNA修饰水平 (5)骨髓间充质干细胞M基因启动子甲基化水平低于成纤维细胞,利于M酶的表达,M酶可提高细胞中的RNAm6A修饰水平,进而减少核移植胚胎的DNA损伤
【解析】
【分析】1、题图分析:图1中,甲组(猪骨髓间充质干细胞)RNAm6A修饰水平高于乙组(猪胎儿成纤维细胞),说明细胞分化程度越高,RNAm6A修饰水平越低。图2中,卵裂期作为核供体时重构胚的发育效率远高于囊胚期,并且甲组在两个时期都高于乙组,说明细胞分化程度越高,核移植重构胚的发育效率越低。
2、表格分析:与对照组相比,导入M基因过表达载体胚胎卵裂率、囊胚率都有提高,说明M基因过表达产物甲基转移酶M,能提高核移植胚胎的发育能力。
【小问1详解】
核移植的受体一般是去核的卵母细胞,当胚胎发育到桑葚胚或囊胚时,可以进行胚胎移植。另外,从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞,由于具有自我更新和分化潜能,可用于医学研究。
【小问2详解】
由图1和图2分析可知,核供体细胞的分化程度越高,RNA修饰水平和核移植重构胚的发育效率越低。
【小问3详解】
为了实验中为了排除载体对实验结果的影响,对照组应导入空载体。由表格数据可知,实验组导入M基因过表达载体胚胎卵裂率、囊胚率都有提高,说明M基因过表达产物甲基转移酶M,能提高核移植胚胎的发育能力,其作用机制可能是甲基转移酶M通过催化供体细胞核的RNAm6A修饰来提高核移植胚胎的发育能力。
【小问4详解】
实验目的为研究导致不同供体细胞RNAm6A修饰水平差异的原因,而实验方案中只选取了骨髓间充质干细胞一种细胞,因此还需要选取猪胎儿成纤维细胞作为实验材料;另外除了检测两组的M基因启动子甲基化水平,还要检测RNA修饰水平。
【小问5详解】
由于骨髓间充质干细胞M基因启动子甲基化水平低于成纤维细胞,利于M酶的表达,M酶可提高细胞中的RNAm6A修饰水平,进而减少核移植胚胎的DNA损伤,因此猪骨髓间充质干细胞核移植胚胎发育的能力较高。
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