内容正文:
东莞实验中学2024-2025学年度第二学期第一次段考
高二年级生物学
本试卷分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分。第Ⅰ卷为选择题,共40分;第Ⅱ卷为非选题,共60分;全卷满分100分。考试时间为75分钟。
一、单项选择题:本题共16小题,共40分。第1~12小题,每小题2分;第13~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项最符合题目要求。多选、错选均不得分。
1. 我国早在9000年前就可以运用发酵技术获得产品,为生活增添丰富的色彩。下列说法正确的是( )
A. 腐乳鲜美的味道主要由曲霉分解蛋白质产生的小分子肽和氨基酸引起
B. 利用酵母菌酒精发酵进行传统酿酒的过程中,需一直保持无氧的条件
C. 泡菜坛装八成满可以防止发酵过程中酵母菌、乳酸菌等产生的CO2使发酵液溢出
D. 制作果酒时,可通过控制发酵的温度、发酵液的pH等措施降低乳酸菌使果酒变质的概率
2. 酸笋是螺蛳粉的灵魂,腌酸笋季节在春季。当竹子出笋后,长出约30cm高时便可砍下,剥去笋壳,切成块或是切成笋丝、笋片,放于陶罐中,清水过面,撒上适量食盐,置于阴凉处一个月左右,酸味即出,便可随食随取。下列相关叙述错误的是( )
A. 制作酸笋所需菌种的代谢类型为异养厌氧型
B. 为保证发酵成功,需将鲜笋和陶罐用沸水泡烫片刻
C. “清水过面”是为了创造无氧环境,减少杂菌污染
D. 在制作酸笋时若加入“陈酸笋水”可加速发酵进程
3. 餐余垃圾在垃圾集中点采用生化+雾化+膜过滤技术处理后,可以达到无二次污染的标准。为筛选对抗生素有抗性、高效降解淀粉的微生物,提高“生化”处理的效率,研究人员将餐余垃圾机械化处理后加入装有无菌水的锥形瓶中制备餐余垃圾浸出液,然后进行如图所示操作,下列说法不正确的是( )
A. 餐余垃圾浸出液在接种前通常需要进行湿热灭菌处理
B. 可用稀释涂布平板法将餐余垃圾浸出液接种在X培养基上
C. 图中X培养基以淀粉为唯一碳源,且应添加抗生素起选择作用
D. 图中降解淀粉最高效的微生物是⑤,可根据菌落特征初步判断微生物类型
4. 防止杂菌入侵,获得纯净的培养物,是研究和应用微生物的前提。下列有关叙述错误的是( )
A. 煮沸消毒法可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢
B. 对试管口、锥形瓶口等部位,通过火焰灼烧进行灭菌
C. 接种环、培养基、培养皿等均须采用干热灭菌法灭菌
D. 调节培养基的pH应该在配制培养基之后,灭菌之前进行
5. 科研人员进行了土壤中分解尿素的细菌的分离和纯化培养,实验流程如图所示。下列说法正确的是( )
A. 步骤①获取土壤样品要遵循无菌操作原则,土壤样品要进行高压蒸汽灭菌
B. 步骤④选择的纯化培养基,加入尿素的目的是为微生物提供碳源和氮源
C. 通过步骤④培养基的筛选,科研人员可以获得土壤中分解尿素的细菌
D. 若步骤④平板上统计细菌菌落平均数为150,则每克土壤含该种细菌约1.5×108个
6. 植物细胞工程在农业、医药等方面有着广泛的应用,并且取得了显著的社会效益和经济效益。下列相关叙述正确的是( )
A. 取草莓茎尖进行植物组织培养可获得抗病毒苗
B. 玉米花粉粒经花药离体培养得到的植株能稳定遗传
C. 红豆杉细胞经植物组织培养技术可工厂化生产紫杉醇
D. 可采用诱变处理烟草愈伤组织的方法来获得烟草抗盐碱突变体
7. 胞质杂种是指两个原生质体融合产生的杂种细胞,其中一个细胞的细胞核消失后,两个原生质体的细胞质杂交得到的个体。科研人员利用雄性不育的品种A与可育的品种B通过植物体细胞杂交技术获得了雄性不育的胞质杂种“华柚2号”,制备过程如下图所示,其中GFP(绿色荧光蛋白)基因转入了品种A的细胞核基因组中。经检测,“华柚2号”的细胞核和叶绿体基因来自品种B,线粒体基因来自品种A,下列说法正确的是( )
A. 上述过程包括有丝分裂、细胞分化、减数分裂等
B. 杂种细胞的形成是植物体细胞杂交技术完成的标志
C. “华柚2号”的获得说明控制雄性不育的基因可能位于线粒体中
D. 应筛选发绿色荧光杂种细胞C经植物组织培养技术获得“华柚2号”
8. 如图是某动物细胞培养液中活细胞和死亡细胞密度统计结果,叙述错误的是( )
A. 实验中要控制胰蛋白酶溶液浓度和处理时间,以免损伤细胞
B. 培养液中应适当加入青霉素、链霉素等抗生素,以避免杂菌污染
C. 曲线bc段变化的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢产物积累
D. 培养至第6天时,新产生的细胞数等于死亡细胞数
9. 人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白,制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。下图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图,相关叙述正确的是( )
A. 过程①常用聚乙二醇诱导细胞融合,利用了细胞膜的选择透过性
B. 过程②筛选得到的杂交瘤细胞可直接用于生产单克隆抗体
C. 过程③采用抗原-抗体杂交反应进行特定杂交瘤细胞的筛选
D. 需要给小鼠注射免疫抑制剂,抑制B细胞和骨髓瘤细胞之间的免疫排斥
10. 2017年世界上首例体细胞克隆猴在我国诞生,分别叫“中中”和“华华”。下图是克隆“中中”的相关示意图。下列叙述错误的是( )
A. 去核卵子b可以为重组细胞全能性的表达提供物质基础
B. 胚胎移入前要对受体猴注射免疫抑制剂以减弱或消除排斥反应
C. 从卵巢采集的卵母细胞需进行成熟培养
D. 胚胎移植需进行胚胎质量和是否妊娠检查
11. 下图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程,下列相关说法正确的是( )
A. ①代表体外受精,与体内受精不同是体外受精前精子需要获能
B. ②代表胚胎的体外培养,可移植的胚胎应发育到原肠胚或囊胚阶段
C. ③代表胚胎分割,需均等分割桑葚胚的内细胞团,以免影响胚胎发育
D. ⑤代表胚胎移植,此时要使供体和受体的生理状况保持一致
12. 干细胞的应用前景吸引着众多科学家投入到相关研究中。科学家将特异性基因转入甲鼠成纤维细胞中,在培养 ES 细胞的培养基上培养,获得 iPS 细胞团,再转入乙鼠体内,一段时间后转入乙鼠的细胞团逐渐退化。以下说法正确的是( )
A. ES 细胞是胚胎干细胞的简称,可来源于囊胚,具有组织特异性
B. 小鼠的成纤维细胞转变为 iPS 细胞,类似于植物组织培养中的再分化过程
C. 小鼠乙体内细胞团逐渐退化的原因可能是发生免疫排斥反应
D. iPS 细胞与成体干细胞的分化潜能是没有差别的
13. 酵母菌的品质影响葡萄酒的产量和质量,研究人员为分离出产酒精能力强的酵母菌菌株,进行了以下实验,甲、乙、丙、丁锥形瓶内分别加入100ml完全培养基,随培养时间的延长,乙、丙、丁培养基均出现浑浊现象。下列说法错误的是( )
A. 葡萄酒发酵过程中,缺氧酸性环境、酵母菌产生的次生代谢产物酒精等可抑制杂菌的繁殖
B. 用稀释涂布平板法计算出葡萄酒过滤液的活菌数为6.8×109个/L,此数值可能低于实际的活菌数
C. 对培养基进行灭菌方法是湿热灭菌法,菌种接种过程中的试管口、瓶口等需灼烧灭菌
D. 由图二可知,乙、丙、丁培养基浑浊的原因是培养基灭菌不彻底,丁组酵母菌产酒精能力比乙强
14. 新型绿色高分子材料聚乳酸(PLA)是以植物发酵产物乳酸为主要原料的聚合物,在自然条件下能被生物缓慢降解。某科研机构拟从黄粉虫肠道中筛选PLA降解菌(需氧细菌),按照如图流程进行培养鉴定。下列叙述错误的是( )
A. 获得乳酸主要利用乳酸菌进行无氧发酵,要保持发酵罐内严格无氧
B. 物质X是PLA,为降解菌提供碳源并且对肠道中其他微生物起一定选择作用
C. 图中选择培养过程需同时将接种和未接种的平板在无氧环境中倒置培养
D 工业化发酵之前需要对菌种扩大培养、配制培养基并灭菌
15. 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。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。下图表示操作过程。下列分析错误的是( )
A. B淋巴细胞可从多次间歇注射某种抗原的动物肝脏中获得
B. HAT培养基和Oua筛选去除的是未融合的EBV转化细胞
C. 杂交瘤细胞染色体丢失可能会导致抗体的产生能力下降
D. 图中获得的杂交瘤细胞需经抗体检测筛选后才可用于生产
16. 嵌合体是指同一个生物体中同时存在两种或两种以上染色体组成不同的细胞,且这些细胞相互间处于嵌合状态。构建某种肤色为黑白相间的嵌合体小鼠的过程如图所示,下列有关叙述正确的是( )
A. 过程①使用的培养液需要适时更换
B. 16细胞胚的形成依赖于细胞融合技术
C. 囊胚的滋养层细胞发育成幼鼠的各种组织和器官
D. 嵌合体幼鼠的每个细胞中都有来自白鼠和黑鼠的基因
二、非选择题(本大题包括5个小题,共60分)
17. 根据相关知识,回答下列问题:
(1)以鲜苹果汁为原料利用发酵瓶制作果酒和果醋的过程如图1所示,请分析回答:
①图1中甲过程利用的微生物是_____。甲过程发酵温度控制在18~30℃,经过10~12d,样液中是否含有酒精,可以用_____来检验。
②若利用图2所示装置制作果醋,制作过程中充气口应_____,排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连,这样做的目的是_____。
③利用苹果酒制作苹果醋的反应简式是_____。
(2)腐乳是我国民间的传统发酵食品,它易于消化吸收,原因主要是其含有丰富的_____、小分子肽、甘油和脂肪酸等小分子物质
(3)市场上购买的真空包装酸菜,在没有漏气的状态下发生了“胀袋”现象,同学A怀疑是杂菌污染导致的,同学B怀疑是乳酸菌大量繁殖导致的,你支持谁的观点并说明理由:_____。
18. 使用日益广泛的手机,在方便人们通讯联络的同时也成为细菌等病原体传播的途径。为了解手机上细菌的情况,某兴趣小组进行了如下实验,请回答相关问题:
(1)取附着在手机上细菌进行取样培养后,对菌液进行系列梯度稀释的目的是_____。
(2)A平板上生长的菌落有多种形态。若要使菌落能在A平板上生长,下列培养基组分中最合理的是_____(选填“甲、乙、丙”),原因是_____。可采取_____来检测培养基A制备是否合格。
培养基编号
培养基组分
甲
蔗糖、NaC1、琼脂、水
乙
牛肉膏、蛋白胨、NaCl、琼脂、水
丙
牛肉膏、蛋白胨、NaCl、蔗糖、水
(3)初筛后将平板B的菌落通过“影印”方法接种到C培养基上培养,使C培养基对应位置上出现相同菌落。然后用伊红-美蓝染液对C进行染色,根据染色后D中出现的结果,可判断平板B中_____ ( 选填图中数字)是大肠杆菌的菌落。
(4)某同学采用平板划线法进一步纯化大肠杆菌,接种培养一段时间后,发现第一划线区不间断长满菌落,第二划线区上几乎无菌落,产生此情况的可能原因_____。
19. 发酵工程在医药上的应用非常广泛,其中青霉素的发现和产业化生产进一步推动了发酵工程在医药领域的应用和发展。产黄青霉菌是一种广泛存在于自然界中的霉菌,是生产青霉素的重要工业菌种。工业上生产青霉素的发酵工程流程如图所示。回答相关问题:
(1)对产黄青霉菌进行分离纯化并计数采用了稀释涂布平板法,其可以用来计数的原理为_____。在制备该培养基时,除了添加必要的营养成分外,还需要将pH调至_____性。
(2)接种之前的过程①、②都属于_____。整个发酵过程的中心环节是_____。
(3)过程③需要严格的灭菌,否则由于_____,可能会导致青霉素产量下降。
(4)研究发现,某些青霉菌属于维生素营养缺陷型菌株,失去合成某种维生素的能力,只有在基本培养基中补充所缺乏的维生素后才能生长。某研究小组筛选出某种维生素营养缺陷型菌株,为进一步确定该菌株的具体类型,他们把15种维生素按照不同组合分为5个小组,用5个滤纸片分别蘸取不同小组的维生素,再覆于接种后的琼脂平板上培养一段时间。结果如下:
组别
维生素组合
1
维生素A
维生素B1
维生素B2
维生素B6
维生素B12
2
维生素C
维生素B1
维生素D2
维生素E
烟酰胺
3
叶酸
维生素B2
维生素D2
胆碱
泛酸钙
4
对氨基苯甲酸
维生素B6
维生素E
胆碱
肌醇
5
生物素
维生素B12
烟酰胺
泛酸钙
肌醇
实验结果显示1组和2组滤纸片周围产生生长圈(图2),则该营养缺陷型大肠杆菌不能合成的维生素是_____。若该菌株为叶酸和生物素的双营养缺陷型大肠杆菌,则其在培养基上形成菌落的位置是_____。
20. 甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料,利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题:
(1)利用该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体,在一定条件下进行组织培养,可以形成试管苗,这是因为_____。
(2)图中A、B、C所示的是不同的培养结果,该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的,这两种植物激素是_____。B中的丛芽是愈伤组织经_____形成的,该过程_____(填“是”或“否”)需要光照,原因是_____。
(3)若该种植物是一种杂合体的名贵花卉,要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉,甲、乙两位同学设计的方案是利用减数分裂得到的花粉粒作为外植体进行植物组织培养。请评价他们的设计方案是否可取_____(填“是”或“否”),原因是_____。
21. “苹果酸/天冬氨酸穿梭”途径(MAS)广泛存在于动物细胞中,影响着细胞的能量代谢。MAS抑制剂抑制MAS途径进而抑制细胞增殖,为癌症的治疗提供了新思路。下表为研究MAS抑制剂对黑色素瘤细胞增殖影响的实验步骤和操作过程,请完成表格:
实验步骤
简要操作过程
配制动物细胞培养液
用蒸馏水、无机盐、葡萄糖、氨基酸及维生素等制备合成培养基,还需添加适量的(1)_____等天然成分,按配方经计算、称量、溶解等步骤配制动物细胞培养液
防止培养时杂菌污染
动物细胞培养液要添加适量的(2)_____
配制不同浓度MAS抑制剂溶液
用(3)_____作溶剂,配制具有一定浓度梯度的MAS抑制剂溶液
(4)_____
将黑色素瘤细胞接种到动物细胞培养液中,在适宜条件下培养,获取处于对数生长期的细胞
将细胞培养至分裂高峰
将培养瓶置于96孔培养板中培养24小时,水平晃动培养瓶,使(5)_____,再继续培养48小时
对照组处理
将黑色素瘤细胞适度稀释后接种到96孔培养板中,培养24h后观察到正常贴壁,弃去原培养液,加入新鲜培养液
实验组处理
(6)_____
实验结果统计
在培养24、48和72h后,分别统计各组黑色素瘤细胞的增殖率
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东莞实验中学2024-2025学年度第二学期第一次段考
高二年级生物学
本试卷分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分。第Ⅰ卷为选择题,共40分;第Ⅱ卷为非选题,共60分;全卷满分100分。考试时间为75分钟。
一、单项选择题:本题共16小题,共40分。第1~12小题,每小题2分;第13~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项最符合题目要求。多选、错选均不得分。
1. 我国早在9000年前就可以运用发酵技术获得产品,为生活增添丰富色彩。下列说法正确的是( )
A. 腐乳鲜美的味道主要由曲霉分解蛋白质产生的小分子肽和氨基酸引起
B. 利用酵母菌酒精发酵进行传统酿酒的过程中,需一直保持无氧的条件
C. 泡菜坛装八成满可以防止发酵过程中酵母菌、乳酸菌等产生的CO2使发酵液溢出
D. 制作果酒时,可通过控制发酵的温度、发酵液的pH等措施降低乳酸菌使果酒变质的概率
【答案】D
【解析】
【分析】1、制作泡菜的注意事项:①盐水煮沸一是为了消除杂菌,二是为了除去水中的氧气,冷却再用是为了避免高温杀死坛中蔬菜表面的乳酸菌。②加水密封是为了阻止外面的空气再进入泡菜坛,为乳酸菌发酵制作泡菜创造无氧的环境条件。若此过程中进入大量氧气,可能导致乳酸菌死亡而好氧菌大量繁殖,使菜腐烂。③菜料只能装八成满的原因:初期会有气体产生;要往坛中加盐水没过菜料,所以不能加菜料太满。
2、制作果酒和果醋的注意事项: ①发酵瓶和榨计机都要用体积分数为70%的酒精消毒。②葡萄要先冲洗再去枝梗,以免去枝梗时葡萄破碎,增加被杂菌污染的风险。③瓶中留有1/3空间为酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖提供氧气。果酒发酵过程中会产生大量CO2导致瓶内气压升高,需拧松瓶盖放气,但不要完全打开,否则可能会被杂菌污染。
【详解】A、腐乳发酵时,发挥主要作用的微生物是毛霉,毛霉通过分泌脂肪酶和蛋白酶(不是胰蛋白酶)将豆腐块中的大分子物质分解为易于被人体吸收的小分子物质,有些氨基酸具有特殊的气味而表现出腐乳的风味,A错误;
B、酿制果酒时,初始阶段可往装置中通入一定量空气,使其进行有氧呼吸大量繁殖,后期再密封发酵使酵母菌进行无氧呼吸,产生酒精,B错误;
C、泡菜发酵时,发酵初期酵母菌等活动会产生气体,使体积膨胀,故泡菜坛装八成满可防止发酵液溢出,乳酸菌只进行无氧呼吸不产生二氧化碳,C错误;
D、果酒发酵和乳酸发酵的温度和pH不同,所以制作果酒时,可通过控制发酵的温度、发酵液的pH等措施降低乳酸菌使果酒变质的概率,D正确。
故选D。
2. 酸笋是螺蛳粉的灵魂,腌酸笋季节在春季。当竹子出笋后,长出约30cm高时便可砍下,剥去笋壳,切成块或是切成笋丝、笋片,放于陶罐中,清水过面,撒上适量食盐,置于阴凉处一个月左右,酸味即出,便可随食随取。下列相关叙述错误的是( )
A. 制作酸笋所需菌种的代谢类型为异养厌氧型
B. 为保证发酵成功,需将鲜笋和陶罐用沸水泡烫片刻
C. “清水过面”是为了创造无氧环境,减少杂菌污染
D. 在制作酸笋时若加入“陈酸笋水”可加速发酵进程
【答案】B
【解析】
【分析】泡菜的制作原理:泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
【详解】A、腌制过程中产酸的细菌主要是乳酸菌,利用的是乳酸菌的无氧呼吸,需要厌氧环境,其代谢类型为异养厌氧型,A正确;
B、鲜笋不能用沸水泡烫,因为制作酸笋的乳酸菌来自于鲜笋表面,B错误;
C、“清水过面”可以创造无氧环境,利于乳酸菌生存繁殖,同时减少杂菌污染,C正确;
D、“陈酸笋水”含有乳酸菌,在制作酸笋时若加入“陈酸笋水”可加速发酵进程,D正确。
故选B。
3. 餐余垃圾在垃圾集中点采用生化+雾化+膜过滤技术处理后,可以达到无二次污染的标准。为筛选对抗生素有抗性、高效降解淀粉的微生物,提高“生化”处理的效率,研究人员将餐余垃圾机械化处理后加入装有无菌水的锥形瓶中制备餐余垃圾浸出液,然后进行如图所示操作,下列说法不正确的是( )
A. 餐余垃圾浸出液在接种前通常需要进行湿热灭菌处理
B. 可用稀释涂布平板法将餐余垃圾浸出液接种在X培养基上
C. 图中X培养基以淀粉为唯一碳源,且应添加抗生素起选择作用
D. 图中降解淀粉最高效的微生物是⑤,可根据菌落特征初步判断微生物类型
【答案】A
【解析】
【分析】1、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,在划线的开始部分,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。
2、微生物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。
【详解】A、若对餐余垃圾浸出液在接种前进行湿热灭菌会杀死菌种,导致实验失败,A错误;
B、微生物的接种方法包括稀释涂布平板法和平板划线法,可用稀释涂布平板法将餐余垃圾浸出液接种在X培养基上,B正确;
C、结合题意可知,本实验目的是筛选对抗生素有抗性、高效降解淀粉的微生物,故图中X培养基以淀粉为唯一碳源,且应添加抗生素起选择作用,C正确;
D、淀粉与碘变蓝色,加入碘液后,能够分解淀粉的菌落周围出现清晰区,图中能最高效降解淀粉的微生物是⑤,其分解圈最大,而不同微生物形成的菌落特征不同,故可根据菌落特征初步判断微生物类型,D正确。
故选A。
4. 防止杂菌入侵,获得纯净的培养物,是研究和应用微生物的前提。下列有关叙述错误的是( )
A. 煮沸消毒法可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢
B. 对试管口、锥形瓶口等部位,通过火焰灼烧进行灭菌
C. 接种环、培养基、培养皿等均须采用干热灭菌法灭菌
D. 调节培养基的pH应该在配制培养基之后,灭菌之前进行
【答案】C
【解析】
【分析】微生物培养过程中要进行无菌操作,关键就在于防止外来杂菌的入侵,其中消毒和灭菌是常用的防止杂菌入侵的方法。
【详解】A、煮沸消毒法可以杀死微生物的营养细胞和部分芽孢,不能彻底消灭所有微生物,A正确;
B、对试管口、锥形瓶口等部位,通过火焰灼烧进行灭菌,B正确;
C、培养基灭菌常用高压蒸汽灭菌锅进行湿热灭菌,C错误;
D、应该在配制培养基之后,灭菌之前调节培养基的pH,D正确。
故选C。
5. 科研人员进行了土壤中分解尿素的细菌的分离和纯化培养,实验流程如图所示。下列说法正确的是( )
A. 步骤①获取土壤样品要遵循无菌操作原则,土壤样品要进行高压蒸汽灭菌
B. 步骤④选择的纯化培养基,加入尿素的目的是为微生物提供碳源和氮源
C. 通过步骤④培养基的筛选,科研人员可以获得土壤中分解尿素的细菌
D. 若步骤④平板上统计细菌菌落平均数为150,则每克土壤含该种细菌约1.5×108个
【答案】C
【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。
【详解】A、步骤①土壤样品的获取过程要遵循无菌操作原则,但不能进行高压蒸汽灭菌,不然会杀死土壤中的根瘤菌,A错误;
B、步骤④选择的纯化培养基的营养成分应该包括碳源、氮源水和无机盐等,加入尿素的目的是为微生物提供氮源,B错误;
C、通过步骤④培养基的筛选,以尿素作为唯一氮源的培养基可以分离得到能分解尿素的细菌,C正确;
D、将10g土壤先稀释100倍,再进行梯度稀释1000倍,然后取0.1mL进行涂布平板,若步骤④平板上统计的菌落数平均为150个,则每克土壤含固氮菌约150÷0.1×100×1000÷10=1.5×107个,D错误。
故选C。
6. 植物细胞工程在农业、医药等方面有着广泛的应用,并且取得了显著的社会效益和经济效益。下列相关叙述正确的是( )
A. 取草莓茎尖进行植物组织培养可获得抗病毒苗
B. 玉米花粉粒经花药离体培养得到的植株能稳定遗传
C. 红豆杉细胞经植物组织培养技术可工厂化生产紫杉醇
D. 可采用诱变处理烟草愈伤组织的方法来获得烟草抗盐碱突变体
【答案】D
【解析】
【分析】植物细胞工程技术的应用: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、脱毒苗不等同于抗病毒,培育脱毒苗时,一般选取茎尖(或芽尖或根尖)作为外植体,因为植物分生区附近(茎尖)病毒极少,甚至无病毒,再利用植物组织培养技术将外植体培育成幼苗,A错误;
B、玉米花粉粒经花药离体培养得到的植株属于单倍体,不能稳定遗传,B错误;
C、植物细胞工程可用于细胞产物的工厂化生产,红豆杉细胞无需经过植物细胞培养技术工厂化生产紫杉醇,只需要培养至愈伤组织获取其产物即可,C错误;
D、愈伤组织细胞分裂能力强,易受外界环境条件影响,可采用诱变处理烟草愈伤组织并筛选得到烟草抗盐碱突变体,D正确。
故选D。
7. 胞质杂种是指两个原生质体融合产生的杂种细胞,其中一个细胞的细胞核消失后,两个原生质体的细胞质杂交得到的个体。科研人员利用雄性不育的品种A与可育的品种B通过植物体细胞杂交技术获得了雄性不育的胞质杂种“华柚2号”,制备过程如下图所示,其中GFP(绿色荧光蛋白)基因转入了品种A的细胞核基因组中。经检测,“华柚2号”的细胞核和叶绿体基因来自品种B,线粒体基因来自品种A,下列说法正确的是( )
A. 上述过程包括有丝分裂、细胞分化、减数分裂等
B. 杂种细胞的形成是植物体细胞杂交技术完成的标志
C. “华柚2号”获得说明控制雄性不育的基因可能位于线粒体中
D. 应筛选发绿色荧光的杂种细胞C经植物组织培养技术获得“华柚2号”
【答案】C
【解析】
【分析】植物体细胞杂交,又称原生质体融合,是指将植物不同种、属,甚至科间的原生质体通过人工方法诱导融合,然后进行离体培养,使其再生杂种植株的技术。植物细胞具有细胞壁,未脱壁的两个细胞是很难融合的,植物细胞只有在脱去细胞壁成为原生质体后才能融合,所以植物的细胞融合也称为原生质体融合。
【详解】A、上述过程中发生了有丝分裂和细胞分化,但没发生有减数分裂,A错误;
B、植物体的形成标志着植物体细胞杂交技术的完成,B错误;
C、雄性不育的胞质杂种华柚2号的细胞核和叶绿体基因来自品种B,线粒体基因来自品种A,融合后品种A的细胞核消失,控制雄性不育的基因可能位于线粒体中,C正确;
D、GFP(绿色荧光蛋白)基因转入了品种A的细胞核基因组中,而融合后的华柚2号不含品种A的细胞核,因此发绿色荧光的杂种细胞应被淘汰,D错误。
故选C。
8. 如图是某动物细胞培养液中活细胞和死亡细胞密度统计结果,叙述错误的是( )
A. 实验中要控制胰蛋白酶溶液浓度和处理时间,以免损伤细胞
B. 培养液中应适当加入青霉素、链霉素等抗生素,以避免杂菌污染
C. 曲线bc段变化的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢产物积累
D. 培养至第6天时,新产生的细胞数等于死亡细胞数
【答案】D
【解析】
【分析】分析曲线图可知,ab段表示活细胞密度增加,bc段表示活细胞密度减少;培养0~8天时,死细胞密度增加。培养第6天时,活细胞数等于死亡细胞数。
【详解】A、实验中贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理,使之分散成单个细胞,然后再用离心法收集,要控制胰蛋白酶溶液浓度和处理时间,以免损伤细胞,A正确;
B、培养液中应适当加入青霉素、链霉素等抗生素,以避免培养过程中杂菌污染,B正确;
C、曲线bc段表示活细胞密度减少而死细胞密度增加,产生的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢产物积累等,C正确;
D、图中可以看出培养第6天时,活细胞数等于死亡细胞数,D错误。
故选D。
9. 人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白,制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。下图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图,相关叙述正确的是( )
A. 过程①常用聚乙二醇诱导细胞融合,利用了细胞膜的选择透过性
B. 过程②筛选得到的杂交瘤细胞可直接用于生产单克隆抗体
C. 过程③采用抗原-抗体杂交反应进行特定杂交瘤细胞的筛选
D. 需要给小鼠注射免疫抑制剂,抑制B细胞和骨髓瘤细胞之间的免疫排斥
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:给小鼠注射HCG,从小鼠的脾脏中获取B淋巴细胞;
①过程将该B淋巴细胞与小鼠的骨髓瘤细胞融合;
②过程为杂交瘤细胞的筛选与培养;
③过程为专一抗体检验并筛选出能产生抗HCG抗体的杂交瘤细胞;
④过程为体外培养。
【详解】A、①过程为诱导动物细胞融合,常用的诱导因素有灭活的病毒、聚乙二醇、电激等,利用了细胞膜的流动性,A错误;
B、②过程为用特定的选择性培养基筛选杂交瘤细胞,在筛选出的杂交瘤细胞中,有的能产生抗HCG抗体,有的不能产生抗HCG抗体,B错误;
C、③过程是对筛选出的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,进而筛选出能产生抗HCG抗体的杂交瘤细胞,此过程利用的原理是抗原和抗体的特异性结合,C正确;
D、由于B细胞和核骨髓瘤细胞均来自于同一只小鼠。因此不需要给小鼠注射免疫抑制剂,D错误。
故选C。
10. 2017年世界上首例体细胞克隆猴在我国诞生,分别叫“中中”和“华华”。下图是克隆“中中”的相关示意图。下列叙述错误的是( )
A. 去核卵子b可以为重组细胞全能性的表达提供物质基础
B. 胚胎移入前要对受体猴注射免疫抑制剂以减弱或消除排斥反应
C. 从卵巢采集的卵母细胞需进行成熟培养
D. 胚胎移植需进行胚胎质量和是否妊娠检查
【答案】B
【解析】
【分析】有关体细胞核移植过程应注意:
①细胞核移植技术中注入去核卵母细胞中的不是供体细胞核,而是整个细胞,伴随着两细胞融合,体现细胞膜的结构特点:具有一定的流动性。
②受体细胞为减数第二次分裂中期的次级卵母细胞,此时在透明带内包含着第一极体,在去核的同时连同第一极体一并去掉。
③该技术形成重组细胞发育成一个新个体,体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。
④用卵母细胞做受体细胞原因: a.卵母细胞体积大,便于操作;b.含有促使细胞核表达全能性的物质;c.营养物质丰富。
⑤克隆属于无性繁殖,产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。
【详解】A、卵母细胞的细胞质中含有促进核基因表达的物质,而且营养物质丰富,可以为重组细胞全能性的表达提供物质基础,A正确;
B、受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生排斥反应,故胚胎移入前不需要对受体猴注射免疫抑制剂,B错误;
C、卵子需要进一步成熟,当达到减数第二次分裂的中期时,才具备与精子受精的能力,故从卵巢采集的卵母细胞需进行成熟培养,C正确;
D、胚胎移植需进行移植前的胚胎质量检查(此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段)和移植后的是否妊娠检查,D正确。
故选B。
11. 下图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程,下列相关说法正确的是( )
A. ①代表体外受精,与体内受精不同的是体外受精前精子需要获能
B. ②代表胚胎的体外培养,可移植的胚胎应发育到原肠胚或囊胚阶段
C. ③代表胚胎分割,需均等分割桑葚胚的内细胞团,以免影响胚胎发育
D. ⑤代表胚胎移植,此时要使供体和受体的生理状况保持一致
【答案】D
【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,分析题图,①是体外受精过程,②是早期胚胎培养,③是胚胎分割,④是分割后胚胎的恢复, ⑤是胚胎移植。
【详解】A、①代表体外受精,体外受精前和体内受精前精子均需要获能,A错误;
B、②代表早期胚胎培养,可移植的胚胎应发育到桑葚胚或囊胚,B错误;
C、③代表胚胎分割,在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将内细胞团均等分割,以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育,而桑椹胚阶段的胚胎还未形成内细胞团,C错误;
D、⑤代表胚胎移植,胚胎移植能否成功,与供体和受体的生理状态有关,要对供体、受体进行同期发情处理,使供体和受体的生理状态相同,D正确。
故选D。
12. 干细胞的应用前景吸引着众多科学家投入到相关研究中。科学家将特异性基因转入甲鼠成纤维细胞中,在培养 ES 细胞的培养基上培养,获得 iPS 细胞团,再转入乙鼠体内,一段时间后转入乙鼠的细胞团逐渐退化。以下说法正确的是( )
A. ES 细胞是胚胎干细胞的简称,可来源于囊胚,具有组织特异性
B. 小鼠的成纤维细胞转变为 iPS 细胞,类似于植物组织培养中的再分化过程
C. 小鼠乙体内细胞团逐渐退化的原因可能是发生免疫排斥反应
D. iPS 细胞与成体干细胞的分化潜能是没有差别的
【答案】C
【解析】
【分析】诱导性多能干细胞(iPS 细胞),是指通过导入特定的转录因子将终末分化的体细胞重编程为多能性干细胞。
【详解】A、胚胎干细胞,简称ES细胞,存在于早期胚胎中,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,A错误;
B、小鼠的成纤维细胞转变为 iPS 细胞,从高度分化的细胞形成分化程度低的细胞,类似于植物组织培养中的脱分化过程,B错误;
C、甲鼠的细胞对于乙鼠来说是异物,移植进入乙体内,会被乙鼠的免疫系统加以清除,所以小鼠乙体内细胞团逐渐退化的原因可能是发生免疫排斥反应,C正确;
\D、iPS 细胞类似胚胎干细胞,可以分化出多种细胞,与成体干细胞的分化潜能不同,D错误。
故选C。
13. 酵母菌的品质影响葡萄酒的产量和质量,研究人员为分离出产酒精能力强的酵母菌菌株,进行了以下实验,甲、乙、丙、丁锥形瓶内分别加入100ml完全培养基,随培养时间的延长,乙、丙、丁培养基均出现浑浊现象。下列说法错误的是( )
A. 葡萄酒发酵过程中,缺氧酸性环境、酵母菌产生的次生代谢产物酒精等可抑制杂菌的繁殖
B. 用稀释涂布平板法计算出葡萄酒过滤液的活菌数为6.8×109个/L,此数值可能低于实际的活菌数
C. 对培养基进行灭菌的方法是湿热灭菌法,菌种接种过程中的试管口、瓶口等需灼烧灭菌
D. 由图二可知,乙、丙、丁培养基浑浊的原因是培养基灭菌不彻底,丁组酵母菌产酒精能力比乙强
【答案】D
【解析】
【分析】1、初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动,因此在整个生命过程中它一直进行着。初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质和核酸等。次生代谢不是生物生长所必需的,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进行。
2、稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。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。
【详解】A、次生代谢不是生物生长所必需的,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进行,葡萄酒发酵过程中,酵母菌在缺氧、酸性环境中产生的次生代谢产物酒精等可抑制杂菌的繁殖,A正确;
B、分析题图可知,培养基中平均菌落数为(62+68+74)÷3=68,因此用稀释涂布平板法计算出葡萄酒过滤液的活菌数为:(68÷0.1)×103×104=6.8×109个/L,由于计数过程中两个或两个以上细胞连在一起,平板上生长出一个菌落,所以此数值可能低于实际的活菌数,B正确;
C、培养基灭菌采用高压蒸汽灭菌,玻璃器皿、接种用具可采用干热灭菌,菌种接种过程中的试管口、瓶口等都需在酒精灯火焰处进行灼烧灭菌,C正确;
D、乙、丙、丁挑取不同的菌落培养,丙瓶与乙、丁瓶相同条件培养,但培养液没有酒精产生,且瓶内活菌数量不低,推测丙瓶是通气培养;甲接种无菌水,瓶中无菌,说明培养基灭菌彻底,无菌操作正常,丁组的活菌数比乙组少,但是产生的酒精和乙组一样多,所以丁组产生酒精能力比乙强,D错误。
故选D。
14. 新型绿色高分子材料聚乳酸(PLA)是以植物发酵产物乳酸为主要原料的聚合物,在自然条件下能被生物缓慢降解。某科研机构拟从黄粉虫肠道中筛选PLA降解菌(需氧细菌),按照如图流程进行培养鉴定。下列叙述错误的是( )
A. 获得乳酸主要利用乳酸菌进行无氧发酵,要保持发酵罐内严格无氧
B. 物质X是PLA,为降解菌提供碳源并且对肠道中的其他微生物起一定选择作用
C. 图中选择培养过程需同时将接种和未接种的平板在无氧环境中倒置培养
D. 工业化发酵之前需要对菌种扩大培养、配制培养基并灭菌
【答案】C
【解析】
【分析】1、在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称为选择培养基。
2、发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、灭菌,接种,发酵,产品的分离、提纯等方面。
3、根据题意,某科研机构拟从黄粉虫肠道中筛选PLA降解菌(需氧细菌),因此筛选过程中的选择培养基需要以PLA唯一碳源,在这样的培养基上,能够利用PLA为碳源的微生物才能生长繁殖,而其它微生物不能生长繁殖,因此将其选择出来。
【详解】A、乳酸菌属于厌氧菌,无氧呼吸的产物是乳酸,在有氧的条件下乳酸菌的代谢会受到抑制,因此获得乳酸主要利用乳酸菌进行无氧发酵,要保持发酵罐内严格无氧,A正确;
B、根据题意,拟从黄粉虫肠道中筛选PLA降解菌(需氧细菌),因此筛选过程中的选择培养基需要以PLA唯一碳源,故物质X是PLA,为降解菌提供碳源并且抑制肠道中的其他微生物的生长繁殖,起到一定的选择作用,B正确;
C、根据题意,PLA降解菌为需氧细菌,因此选择培养过程中需同时将接种和未接种的平板在有氧环境中倒置培养,鉴定培养基是否灭菌合格以及防止培养皿盖凝结的水分滴落到培养基上造成污染,C错误;
D、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,因此工业化发酵之前需要对菌种扩大培养、配制培养基并灭菌,D正确。
故选C。
15. 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。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。下图表示操作过程。下列分析错误的是( )
A. B淋巴细胞可从多次间歇注射某种抗原的动物肝脏中获得
B. HAT培养基和Oua筛选去除的是未融合的EBV转化细胞
C. 杂交瘤细胞染色体丢失可能会导致抗体的产生能力下降
D. 图中获得的杂交瘤细胞需经抗体检测筛选后才可用于生产
【答案】AB
【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效应B细胞,将效应B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细胞群。
【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、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,B错误;
C、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,C正确;
D、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直接用于生产单克隆抗体,D正确。
故选AB。
16. 嵌合体是指同一个生物体中同时存在两种或两种以上染色体组成不同的细胞,且这些细胞相互间处于嵌合状态。构建某种肤色为黑白相间的嵌合体小鼠的过程如图所示,下列有关叙述正确的是( )
A. 过程①使用的培养液需要适时更换
B. 16细胞胚的形成依赖于细胞融合技术
C. 囊胚的滋养层细胞发育成幼鼠的各种组织和器官
D. 嵌合体幼鼠的每个细胞中都有来自白鼠和黑鼠的基因
【答案】A
【解析】
【分析】题图分析,图示是利用二倍体小鼠所做的实验,首先将白鼠和黑鼠的受精卵分别培养形成8细胞胚,再合并为16细胞胚,进一步发育为囊胚,最后移植到代孕母体分娩形成嵌合体幼鼠。
【详解】A、过程①是对16细胞胚进行的培养,在培养过程中细胞代谢废物累积会对细胞产生毒害作用,所以过程①中的培养液需要适时更换,A正确;
B、16细胞胚是两种不同来源的8细胞胚合并而成,不存在细胞融合,没有改变细胞本身的染色体数目,B错误;
C、囊胚阶段细胞逐渐分化形成滋养层细胞和内细胞团,滋养层细胞发育成胎膜和胎盘,内细胞团发育成胎儿的各种组织器官,C错误;
D、嵌合体是指一个机体中同时存在两种或两种以上染色体组成不同的细胞,且这些细胞相互间处于嵌合状态,因此嵌合体小鼠的一个细胞中只有来自白鼠或来自黑鼠的基因,不会同时存在两种来源的基因,D错误。
故选A。
二、非选择题(本大题包括5个小题,共60分)
17. 根据相关知识,回答下列问题:
(1)以鲜苹果汁为原料利用发酵瓶制作果酒和果醋的过程如图1所示,请分析回答:
①图1中甲过程利用的微生物是_____。甲过程发酵温度控制在18~30℃,经过10~12d,样液中是否含有酒精,可以用_____来检验。
②若利用图2所示装置制作果醋,制作过程中充气口应_____,排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连,这样做的目的是_____。
③利用苹果酒制作苹果醋的反应简式是_____。
(2)腐乳是我国民间传统发酵食品,它易于消化吸收,原因主要是其含有丰富的_____、小分子肽、甘油和脂肪酸等小分子物质
(3)市场上购买的真空包装酸菜,在没有漏气的状态下发生了“胀袋”现象,同学A怀疑是杂菌污染导致的,同学B怀疑是乳酸菌大量繁殖导致的,你支持谁的观点并说明理由:_____。
【答案】(1) ①. 酵母菌 ②. 酸性重铬酸钾溶液 ③. 打开 ④. 避免空气中其他微生物进入发酵装置(或防止空气中的微生物污染) ⑤. C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量
(2)氨基酸 (3)支持A的观点,乳酸菌代谢过程中不产生气体
【解析】
【分析】1、果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。
2、果醋制作中起到主要作用的微生物是醋酸菌,醋酸菌是一种好氧细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动,其代谢类型属于异养需氧型。当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解为醋酸;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℃。
小问1详解】
①甲是果酒发酵过程,参与果酒制作的微生物是酵母菌;酒精可用酸性的重铬酸钾进行鉴定,颜色由橙色变成灰绿色。
②参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,若利用图2所示装置制作果醋,制作过程中充气口应打开,排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连,防止空气中的微生物污染。
③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。利用苹果酒制作苹果醋的反应简式是:C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量。
【小问2详解】
腐乳制作主要是利用了毛霉等真菌,因为毛霉能产生蛋白酶和脂肪酶,它们能将大分子物质水解成小分子物质,从而易于吸收,与此有关的物质变化有蛋白质→多肽→氨基酸,脂肪→甘油、脂肪酸,故腐乳主要是含有丰富的氨基酸、小分子肽、甘油和脂肪酸等小分子物质。
【小问3详解】
乳酸菌为严格的厌氧型微生物,其无氧呼吸的产物为乳酸,没有气体产生,故支持A的观点。
18. 使用日益广泛的手机,在方便人们通讯联络的同时也成为细菌等病原体传播的途径。为了解手机上细菌的情况,某兴趣小组进行了如下实验,请回答相关问题:
(1)取附着在手机上细菌进行取样培养后,对菌液进行系列梯度稀释的目的是_____。
(2)A平板上生长的菌落有多种形态。若要使菌落能在A平板上生长,下列培养基组分中最合理的是_____(选填“甲、乙、丙”),原因是_____。可采取_____来检测培养基A制备是否合格。
培养基编号
培养基组分
甲
蔗糖、NaC1、琼脂、水
乙
牛肉膏、蛋白胨、NaCl、琼脂、水
丙
牛肉膏、蛋白胨、NaCl、蔗糖、水
(3)初筛后将平板B的菌落通过“影印”方法接种到C培养基上培养,使C培养基对应位置上出现相同菌落。然后用伊红-美蓝染液对C进行染色,根据染色后D中出现的结果,可判断平板B中_____ ( 选填图中数字)是大肠杆菌的菌落。
(4)某同学采用平板划线法进一步纯化大肠杆菌,接种培养一段时间后,发现第一划线区不间断长满菌落,第二划线区上几乎无菌落,产生此情况的可能原因_____。
【答案】(1)将微生物分散成单个细胞,进而获得单个的菌落
(2) ①. 乙 ②. 培养基乙含有碳源、氮源、水、无机盐这几类营养物质,且加入了琼脂作为凝固剂,可以达到实验效果 ③. 将培养基置于适宜条件下培养一段时间,检测其是否杂菌生成
(3)3 (4)第一次划线后接种环灼烧后没有冷却;未从第一次划线区开始划线
【解析】
【分析】1、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。
2、实验室常用的灭菌方法①灼烧灭菌:将微生物的接种工具,如接种环、接种针或其他金属工具,直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧,可以迅速彻底地灭菌,此外,在接种过程中,试管口或瓶口等容易被污染的部位,也可以通过火焰燃烧来灭菌;②干热灭菌:能耐高温的,需要保持干燥的物品,如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等,可以采用这种方法灭菌;③高压蒸汽灭菌:将灭菌物品放置在盛有适量水的高压蒸汽灭菌锅内,为达到良好的灭菌效果,一般在压力为100 kPa,温度为121℃的条件下,维持15~30 min。
【小问1详解】
取附着在手机上细菌进行取样培养后,对菌液进行系列梯度稀释的目的是将微生物分散成单个细胞,进而获得单个的菌落。
【小问2详解】
A平板上生长的菌落有多种形态,说明附着在手机细菌种类较多。牛肉膏、蛋白胨提供的主要营养是氮源、维生素和生长因子。培养基甲不含蛋白胨(氮源),菌落无法在该培养基上生长;培养基乙含有碳源、氮源、水、无机盐这几类营养物质,且加入了琼脂作为凝固剂,可以达到实验效果;培养基丙不含凝固剂(琼脂),无法形成固体培养基,无法在培养基表面形成菌落,因此培养基组分中最合理的是乙;
检测培养基A制备是否合格,可将培养基置于适宜条件下培养一段时间,检测其是否杂菌生成。
【小问3详解】
伊红为酸性染料,美蓝为碱性染料。当大肠杆菌分解乳糖产酸时细菌带正电荷被染成红色,再与美蓝结合形成紫黑色菌落,并带有绿色金属光泽。由图可知3号菌落为大肠杆菌菌落。
【小问4详解】
采用平板划线法接种培养一段时间后,发现第一划线区域上都不间断长满菌落,第二划线区域几乎无菌落,原因可能是接种环灼烧后未冷却就划线或未从第一区域末端开始划线。
19. 发酵工程在医药上的应用非常广泛,其中青霉素的发现和产业化生产进一步推动了发酵工程在医药领域的应用和发展。产黄青霉菌是一种广泛存在于自然界中的霉菌,是生产青霉素的重要工业菌种。工业上生产青霉素的发酵工程流程如图所示。回答相关问题:
(1)对产黄青霉菌进行分离纯化并计数采用了稀释涂布平板法,其可以用来计数的原理为_____。在制备该培养基时,除了添加必要的营养成分外,还需要将pH调至_____性。
(2)接种之前的过程①、②都属于_____。整个发酵过程的中心环节是_____。
(3)过程③需要严格的灭菌,否则由于_____,可能会导致青霉素产量下降。
(4)研究发现,某些青霉菌属于维生素营养缺陷型菌株,失去合成某种维生素的能力,只有在基本培养基中补充所缺乏的维生素后才能生长。某研究小组筛选出某种维生素营养缺陷型菌株,为进一步确定该菌株的具体类型,他们把15种维生素按照不同组合分为5个小组,用5个滤纸片分别蘸取不同小组的维生素,再覆于接种后的琼脂平板上培养一段时间。结果如下:
组别
维生素组合
1
维生素A
维生素B1
维生素B2
维生素B6
维生素B12
2
维生素C
维生素B1
维生素D2
维生素E
烟酰胺
3
叶酸
维生素B2
维生素D2
胆碱
泛酸钙
4
对氨基苯甲酸
维生素B6
维生素E
胆碱
肌醇
5
生物素
维生素B12
烟酰胺
泛酸钙
肌醇
实验结果显示1组和2组滤纸片周围产生生长圈(图2),则该营养缺陷型大肠杆菌不能合成的维生素是_____。若该菌株为叶酸和生物素的双营养缺陷型大肠杆菌,则其在培养基上形成菌落的位置是_____。
【答案】(1) ①. 当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌 ②. 酸
(2) ①. 扩大培养 ②. 发酵罐内发酵
(3)某些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解掉
(4) ①. 维生素B1 ②. 3与5的交界处
【解析】
【分析】1、人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质—培养基,用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。虽然各种培养基的配方不同,但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐等营养物质。在提供上述几种主要营养物质的基础上,培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。例如,在培养乳酸杆菌时,需要在培养基中添加维生素;在培养霉菌时,一般需要将培养基调至酸性;在培养细菌时,一般需要将培养基调至中性或弱碱性;在培养厌氧微生物时,需要提供无氧的条件。
2、发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、灭菌,接种,发酵,产品的分离、提纯等方面。发酵罐中发酵是发酵工程的中心环节。
【小问1详解】
对产黄青霉菌进行分离纯化并计数采用了稀释涂布平板法,其可以用来计数,原理是当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个单菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。在培养霉菌时,除了添加必要的营养成分外,一般还需要将培养基调至酸性。
【小问2详解】
工业发酵罐的体积一般为几十立方米到几百立方米,接入的菌种总体积需要几立方米到几十立方米,所以在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养,图中过程①、②都属于扩大培养过程。发酵罐中发酵是发酵工程的中心环节。
【小问3详解】
过程③配制的培养基需要严格的灭菌,在青霉素生产过程中如果污染了杂菌,某些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解掉,导致青霉素的产量大大下降。
【小问4详解】
实验结果显示1组和2组滤纸片周围产生生长圈,比较表格中各种维生素组合,1组和2组含有而其他组不含有的维生素是维生素B1,所以该营养缺陷型大肠杆菌不能合成的维生素是维生素B1。只有3组含有叶酸,只有5组含有生物素,所以若菌株为叶酸和生物素的双营养缺陷型大肠杆菌,则其在培养基上形成菌落的位置是3与5的交界处。
20. 甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料,利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题:
(1)利用该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体,在一定条件下进行组织培养,可以形成试管苗,这是因为_____。
(2)图中A、B、C所示的是不同的培养结果,该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的,这两种植物激素是_____。B中的丛芽是愈伤组织经_____形成的,该过程_____(填“是”或“否”)需要光照,原因是_____。
(3)若该种植物是一种杂合体的名贵花卉,要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉,甲、乙两位同学设计的方案是利用减数分裂得到的花粉粒作为外植体进行植物组织培养。请评价他们的设计方案是否可取_____(填“是”或“否”),原因是_____。
【答案】(1)植物细胞具有全能性
(2) ①. 细胞分裂素、生长素 ②. 再分化 ③. 是 ④. 光照能诱导叶绿素的合成,有利于幼苗进行光合作用
(3) ①. 否 ②. 因为对杂合体的植株来说,花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同,用花粉粒进行组织培养得到花卉基因型和表现型不同于原植株,无法达到实验目的。
【解析】
【分析】1、植物组织培养的条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
2、植物的组织培养是利用植物细胞具有全能性原理。
3、植物组织培养的过程:外植体经脱分化形成愈伤组织,再经再分化形成胚状体→新植体。
4、植物组织培养过程中的激素的使用: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。
【小问1详解】
绿色叶片和白色花瓣是细胞分化的结果,遗传物质并没有改变,所以以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体,在一定条件下进行组织培养,均能获得试管苗,其原理是绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性。
【小问2详解】
图中A、B、C所示的是不同的培养结果,该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的,这两种激素是细胞分裂素(可促进细胞分裂)、生长素(可诱导生根)。已经脱分化的愈伤组织在一定条件下,再分化出各种组织器官,或进一步形成完整植株,这一过程叫作再分化,B中的丛芽是愈伤组织经再分化形成的;再分化过程中需要光照条件,以利于叶绿素的形成,叶绿素形成后,试管苗才能进行光合作用。
【小问3详解】
若该种植物是一种杂合体的名贵花卉,要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉,可用组织培养方法繁殖;在培养时,不能采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体,原因是对杂合体的植株来说,其体细胞的基因型相同,通过减数分裂形成花粉粒,可以导致等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合等,花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同,后代会出现性状分离,用花粉粒进行组织培养得到花卉基因型不同于原植株。
21. “苹果酸/天冬氨酸穿梭”途径(MAS)广泛存在于动物细胞中,影响着细胞的能量代谢。MAS抑制剂抑制MAS途径进而抑制细胞增殖,为癌症的治疗提供了新思路。下表为研究MAS抑制剂对黑色素瘤细胞增殖影响的实验步骤和操作过程,请完成表格:
实验步骤
简要操作过程
配制动物细胞培养液
用蒸馏水、无机盐、葡萄糖、氨基酸及维生素等制备合成培养基,还需添加适量的(1)_____等天然成分,按配方经计算、称量、溶解等步骤配制动物细胞培养液
防止培养时杂菌污染
动物细胞培养液要添加适量的(2)_____
配制不同浓度MAS抑制剂溶液
用(3)_____作溶剂,配制具有一定浓度梯度的MAS抑制剂溶液
(4)_____
将黑色素瘤细胞接种到动物细胞培养液中,在适宜条件下培养,获取处于对数生长期的细胞
将细胞培养至分裂高峰
将培养瓶置于96孔培养板中培养24小时,水平晃动培养瓶,使(5)_____,再继续培养48小时
对照组处理
将黑色素瘤细胞适度稀释后接种到96孔培养板中,培养24h后观察到正常贴壁,弃去原培养液,加入新鲜培养液
实验组处理
(6)_____
实验结果统计
在培养24、48和72h后,分别统计各组黑色素瘤细胞的增殖率
【答案】 ①. 动物血清 ②. 抗生素 ③. 动物细胞培养液 ④. 黑色素瘤细胞的培养 ⑤. 细胞与培养液充分接触 ⑥. 按照对照组方法处理,弃去原培养液后分别加入等量的不同浓度MAS抑制剂
【解析】
【详解】细胞在体外培养时,培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质。将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基,称为合成培养基。由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚,因此在使用合成培养基时,通常需要加入血清等一些天然成分。
在体外培养细胞时,必须保证环境是无菌、无毒的,即需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作。培养液还需要定期更换,以便清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。防止培养过程中杂菌污染,动物细胞培养液要添加适量的抗生素。
将细胞培养至分裂高峰:将培养瓶置于96孔培养板中培养24小时,以保持培养液pH相对稳定,水平晃动培养瓶,使细胞与培养液充分接触,再继续培养48小时。
为了保持无关变量的一致,需要用动物细胞培养液作溶剂,配制具有一定浓度梯度的MAS抑制剂溶液。实验步骤:黑色素瘤细胞的培养是将黑色素瘤细胞接种到动物细胞培养液中,在适宜条件下培养,获取处于对数生长期的细胞。为了探究MAS抑制剂对黑色素瘤细胞增殖影响,实验组的处理是按对照组方法处理,弃去原培养液后分别加入等量的不同浓度MAS抑制剂溶液。
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