内容正文:
滨城高中联盟2024-2025学年度下学期高二4月份考试
生物学试卷
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 油炸臭豆腐是我国一些地方的风味小吃。制作时需要将豆腐浸入含有乳酸菌、芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵。下列相关表述正确的是( )
A. 微生物发酵产生了不同的代谢物使得该臭豆腐具有特殊的味道
B. 发酵瓶装入八成满可防止乳酸菌发酵产生的CO2使发酵液溢出
C. 卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌不存在竞争关系
D. 为了防止杂菌污染,在装入发酵瓶前要对豆腐和卤汁进行煮沸
2. 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。下列相关表述正确的是( )
A. 发酵工程的不足之处是菌种有差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准
B. 通过发酵工程用酵母菌等生产的单细胞蛋白可以作为食品添加剂
C. 微生物的纯培养物就是不含有代谢废物的微生物培养物
D. 发酵工程的中心环节是性状优良的菌种选育
3. L—谷氨酰胺应用广泛,可用于治疗消化性溃疡、精神障碍、酒精中毒、癫痫病人脑功能障碍等疾病,也可以作为营养增补剂、调味增香剂。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。下列叙述错误的是( )
A. 利用稀释涂布平板法,通过观察菌落特征,可判断发酵过程中是否发生杂菌污染
B. 在发酵初期控制pH为7.0,后期调PH为5.6,有利于提高L—谷氨酰胺产量
C. 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
D. 发酵结束后,可通过提取、分离和纯化措施来获得L—谷氨酰胺
4. 某同学将5个手指尖在贴有“洗手前”标签的培养基上轻轻按一下。然后用肥皂将该手洗干净,再将5个指尖在贴有“洗手后”标签的同种培养基上轻轻按一下。将这两个培养皿放入37℃恒温培养箱中培养24h后,发现贴有“洗手后”标签的培养皿中菌落较少。下列说法正确的是( )
A. 实验前需要对培养皿和培养基进行灭菌处理,对待检测的双手进行消毒处理
B. 培养基中的氮元素是微生物合成蛋白质、核糖等物质所必需的
C. 该实验中所用的培养基是为了筛选手上的微生物
D. 从实验结果来看,洗手后我们不能直接进行无菌操作
5. 我国是世界上啤酒的生产和消费大国。啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的,其工业化生产流程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 焙烤的目的是加热杀死种子胚和使淀粉酶失活
B. 碾磨有利于淀粉与淀粉酶充分接触,糖化主要是将麦芽中的淀粉分解
C. 蒸煮的目的只是产生风味组分,终止酶的进一步作用
D. 啤酒发酵过程中大部分糖的分解和代谢物的生成都在后发酵阶段完成
6. 下列关于菊花组织培养的叙述,正确的是( )
A. 将流水充分冲洗后的外植体,用酒精消毒30s,然后立即用蒸馏水清洗2~3次
B. 幼嫩的菊花茎段细胞的全能性比愈伤组织细胞的全能性高
C. 接种时,需要把外植体的形态学上端插入无菌培养基中
D. 从激素比例及浓度角度来考虑,菊花组织培养中需要配置3种培养基
7. 鱼腥草中的次生代谢物萜类物质具有抗过敏的作用,可用于治疗过敏性荨麻疹,实验人员通过植物细胞悬浮培养技术可大量获取鱼腥草细胞中的萜类化合物。下列说法正确的是( )
A. 鱼腥草中的萜类化合物是细胞代谢所必需的营养物质
B. 培养过程中所用的外植体一般取自鱼腥草的成熟区细胞
C. 培养过程中,悬浮细胞的密度过大不会限制悬浮细胞的增殖
D. 为了有利于外植体的脱分化,往往需要在培养基中加入植物激素
8. 铁皮石斛的主要成分石斛多糖具有提高机体免疫力的功能。铁皮石斛自然条件下繁殖力很低,利用植物组织培养技术快速繁殖铁皮石斛是解决其资源短缺的有效途径。相关的培育流程如图所示,数字代表相关过程。下列叙述正确的是( )
A. 通过植物组织培养技术繁殖铁皮石斛,属于有性繁殖
B. 过程①需要防止微生物污染,过程②不需要防止微生物污染
C. 继代培养可繁殖出相当数量的无根苗,该过程需要光照
D. 上述过程主要是培养大量的与优良母株相同且能抗病毒的植株
9. 育种工作者运用相关工程技术,快速培育出抗除草剂的水稻(2N=24),育种流程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 抗除草剂的水稻培育过程中可能发生了基因突变、基因重组和染色体变异
B. 过程②的目的是提高单倍体幼苗的突变率,定向突变出抗除草剂性状
C. 只能在④过程中施用除草剂处理,进而筛选出抗除草剂的植株
D. 过程⑤可以用生长素处理使其染色体数目加倍,形成二倍体
10. 细胞工程中,选择合适的生物材料是成功的关键。下列选择合理的是( )
A. 选取烧伤病人的健康皮肤,利用动物细胞培养,可构建人造皮肤后移植
B. 分别选择西红柿和马铃薯的花粉,利用植物体细胞杂交技术,可获得“超级作物”
C. 直接用初级卵母细胞与体细胞,利用动物体细胞核移植技术,可克隆出高产奶牛
D. 选取成体干细胞,一定能分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞甚至个体
11. 玉米(2n=20)是研究植物遗传、变异和育种的好材料。如图为离体培养过程中发现的变异情况。下列叙述正确的是( )
A. 上图中培育单倍体的过程,没有体现出植物细胞的全能性
B. 玉米的单体植株的体细胞中含有19条染色体
C. 上述优良品种的获得利用了多倍体育种方法
D. 过程III诱导产生的植株均无法作为栽培对象
12. 近日,中国科学家通过体细胞诱导培养出了类似受精卵发育3天状态的人类全能干细胞,这是目前全球在体外培养的“最年轻”的人类细胞,它具有发育成所有组织与器官的能力。下列有关叙述错误的是( )
A. 该研究的成功证明了高等动物体细胞的分化在体外特定条件下是可逆的
B. 体细胞诱导形成全能干细胞的过程遗传物质一般不会发生变化
C. 全能干细胞在分化过程中不会出现形态、结构和功能的改变
D. 因为诱导过程无须破坏人的胚胎,所以能有效避免伦理问题
13. “人造肉”即“动物细胞培养肉”,在营养、健康、安全、环保等方面有一定的优势。其制造流程如下图。下列叙述正确的是( )
A. 在“人造肉”制造过程中的扩大培养,需要在严格封闭式的条件下进行培养
B. 若只为了实现大规模的细胞培养,可选取具有高增殖能力和非贴壁的细胞
C. 从食品安全性考虑,制作“细胞培养肉”的过程需要添加抗生素和血清
D. 在扩大培养中,干细胞可以通过有丝分裂、无丝分裂和减数分裂来增殖
14. RNAm6A修饰(即RNA某位点的甲基化)可通过提高mRNA结构稳定性来影响猪核移植早期胚胎的发育。在核移植中,核供体细胞的分化程度越高,细胞内甲基转移酶M的表达水平、RNA修饰水平和核移植重构胚的发育效率越低。下列说法正确的是( )
A. 通过动物的核移植技术培育出的克隆猪,能体现出动物体细胞具有全能性
B. 成纤维细胞比胚胎干细胞的RNA修饰水平要高
C. 成纤维细胞比胚胎干细胞中甲基转移酶M的表达水平低
D. 向成纤维细胞中导入M基因就能提高核移植胚胎的发育能力
15. 安巴韦单抗/罗米司韦单抗注射液是我国首个全人源抗新冠病毒特效药,下图是一种制备抗新冠病毒全人源单克隆抗体的主要技术流程。相关叙述错误的是( )
A. 全人源单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异,并与抗原发生特异性结合
B. 工厂化生产全人源单克隆抗体,通常在体外条件下大规模培养
C. 使用全人源单抗治疗新冠可以大大降低异源抗体对人体的副作用
D. 过程b中,常用选择培养基筛选能产生特定抗体的杂交瘤细胞
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项是符合题目要求的。全部选对得3分,选对但选不全得1分,有选错得0分。
16. 我国科学家以薯干为原料,以黑曲霉做菌种,通过深层发酵法生产柠檬酸,其大致工业生产流程如图。下列叙述正确的是( )
A. 黑曲霉的代谢类型为异养需氧型
B. 糖化过程可添加淀粉酶等以促进淀粉等物质水解
C. 种子罐培养的目的是对黑曲霉菌种进行扩大培养
D. 发酵时所用的培养基和发酵设备均需要干热灭菌
17. 土壤中的磷大多数以难溶性磷酸盐[如Ca3(PO4)2]的形式存在,不利于植物吸收。科研人员尝试从土壤中筛选将难溶性磷转化成可溶性磷的高效解磷菌(可形成溶磷圈),主要流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 步骤②需充分震荡20min,主要目是使土壤中的微生物充分释放到水中
B. 步骤④使用的接种工具为接种环,在接种前后都需要在酒精灯的火焰上灼烧
C. 步骤⑤使用灼烧冷却后的接种环挑取的是步骤④培养基中的a菌落
D. 通过该高效解磷菌制成的微生物菌肥不利于植物对磷元素的吸收
18. 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. 兰花种苗进行植物组织培养可规模化繁殖
B. 脱毒苗在移栽之前可采用抗原—抗体杂交方法检测相应病毒蛋白质
C. 烟草的单倍体育种是指通过花药培养获得单倍体植株的育种
D. 可通过诱变甘蔗愈伤组织的方法,获得抗花叶病毒的甘蔗突变体
19. 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,下列相关叙述正确的是( )
A. 经过过程B和C获得的子代植株的基因型均有TT、Tt和tt三种
B. 过程D中离体细胞经灭活病毒诱导后,可培养形成四倍体植株
C. 过程A中单倍体植株培育的再分化过程中需要光照
D. 四种人工繁殖过程都能获得子代植株,都是因为植物的体细胞有全能性
20. 科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛,如果要加速转基因奶牛的繁育,可以对此转基因奶牛进行克隆(如图所示)。下列叙述正确的是( )
A. 采集的卵母细胞去核是去除纺锤体与染色体复合物
B. 动物的体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
C. 利用该技术生出的犊牛与供体奶牛的遗传物质与性状完全相同
D. 该过程涉及的技术有动物细胞培养、核移植、胚胎移植技术等
三、非选择题:本题共4小题,共55分。
21. 某科研团队尝试利用植物体细胞杂交技术培育抗盐碱的番茄新品种(普通番茄和野生耐盐番茄均是二倍体生物)。以下是他们的实验流程模式图。回答下列问题:
(1)普通番茄细胞和野生耐盐番茄细胞外面细胞壁阻碍着细胞间的杂交。在进行体细胞杂交之前,先利用_______酶去除这层细胞壁,获得原生质体。制备原生质体的过程不能在无菌水中进行,这是为了防止_______。
(2)诱导②过程的化学法包括_______法和_______法等。完成③过程后,在进行④过程前,有时需要筛选,筛选的原因是④过程是_______,即失去其特有的_______,转变成未分化的细胞,进而形成愈伤组织。之后经再分化,能重新分化成芽、根等器官。这两个过程中,植物激素中_______是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,它们的_______等都会影响植物细胞的发育方向。
(3)上述过程中利用的技术除了植物体细胞杂交技术外,还有_______技术。植株G是_______倍体植物,获得植物体G的原理是_______。植株G的优点是________。
22. 果醋中含有丰富的维生素、矿物质和抗氧化物质,适当饮用有助于提高免疫力和促进身体健康。在古代,人们利用水果进行醋酸发酵,制作果醋。随着工业化和现代科技的发展,果醋及果酒行业逐渐实现了现代化的生产。图1是以鲜苹果汁为原料开关制作果醋的基本环节,图2是相关装置。回答下列问题:
(1)图1中参与乙过程的微生物是______,其异化作用类型是______(填“需氧”或“厌氧”或“兼性厌氧”)型,该过程温度控制在_______℃,该过程的反应简式为______。
(2)若利用图2所示装置进行图1中的甲过程(该过程中的微生物数量足够),通气孔处的开关应______(填“打开”或“关闭”),排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连,这样做的主要目的是_______。
(3)可利用固体培养基分离并计数甲过程中起主要作用的微生物。虽然各种培养基的配方不同,但一般都含有______等营养物质,配制完的培养基通常用_________法进行灭菌。
(4)某同学要统计1mL果醋溶液中醋酸菌的数量,采用_______法,过程如下图所示,若得到的3个平板上醋酸菌的菌落数分别为55个、60个、65个,则可以推测原果醋溶液中每毫升含醋酸菌的数目为______个。
23. 双特异性抗体(BSAb)是指一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同表位相结合,双特异性抗体在自然状态下并不存在,可以通过动物细胞融合技术进行人工制备。长春花所含的长春碱(细胞毒素类药物)具有良好的抗肿瘤作用。图1是科研人员通过能产生特定抗体的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交,产生能同时识别2种抗原的双特异性抗体的部分过程,图2是双特异性抗体的作用图。回答下列问题:
(1)制备双特异性抗体的过程中主要用到________技术和_______技术。
(2)图1中过程①注射癌胚抗原的目的是获得_______。在细胞内DNA合成一般有两条途径。主要途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸,进而合成DNA,而氨基蝶呤可以阻断此途径。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下,经酶催化合成DNA,而骨髓瘤细胞的DNA合成没有此辅助途径。利用两条DNA合成途径的不同特点配制的HAT培养基含有多种成分,其中添加的________成分具有筛选杂交瘤细胞的作用。最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是_______。
(3)过程④在多孔细胞培养板上进行:先将细胞悬浮液稀释到7~10个细胞/mL,再在每个培养孔中滴入0.1mL细胞稀释液,这是为了_________,达到克隆化培养的目的。图1中方框内的细胞经过筛选获得的三体杂交瘤细胞,获得能分泌可同时识别_______的双特异性单克隆抗体。
(4)与直接使用长春碱相比,将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药,对人体的副作用更小,原因是 ① ,体现的是双特异性单克隆抗体在 ② 方面的用途。
24. 英国著名医学杂志《柳叶刀》网站发布的一份研究报告称,美国科学家已经在实验室中成功培育出膀胱,并顺利移植到患者体内,修复受损的膀胱。这种技术为那些急需器官移植的患者带来福音。具体培育过程如图所示。回答下列问题:
(1)依据上述过程,1周后细胞逐渐布满由胶原质制成的“支架”,可推测用培养液将刚刚剥离的组织细胞制成细胞悬液,将其置入培养瓶内,先会出现________现象,之后细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖,这是发生了________现象。贴壁细胞需要重新用________酶等处理,使之分散成单个细胞,然后再用离心法收集。再进行_________(填“原代”或“传代”)培养。
(2)剥离的组织细胞进行细胞培养的过程中,要将它们置于含有______的混合气体的CO2培养箱中进行培养,其中CO2的主要作用是_______。培养液还需要______,以便清除代谢物,防止______危害。
(3)请从器官移植方面普遍存在的问题角度,分析该项研究的优点是______(说出2点)。
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生物学试卷
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 油炸臭豆腐是我国一些地方的风味小吃。制作时需要将豆腐浸入含有乳酸菌、芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵。下列相关表述正确的是( )
A. 微生物发酵产生了不同的代谢物使得该臭豆腐具有特殊的味道
B. 发酵瓶装入八成满可防止乳酸菌发酵产生的CO2使发酵液溢出
C. 卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌不存在竞争关系
D. 为了防止杂菌污染,在装入发酵瓶前要对豆腐和卤汁进行煮沸
【答案】A
【解析】
【分析】腐乳的制作利用的微生物主要是毛霉,多种微生物参与了豆腐的发酵,如青霉、酵母、曲霉、毛霉等,其中起主要作用的是毛霉,毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸,这些小分子物质有利于人体的消化和吸收。
【详解】A、微生物发酵将豆腐中的蛋白质和脂肪分解产生了不同的代谢物使得该臭豆腐具有特殊的味道,A正确;
B、乳酸菌发酵产生的乳酸,没有CO2产生,B错误;
C、卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌都消耗豆腐中的营养,因而存在竞争关系,C错误;
D、煮沸会杀灭卤汁中的乳酸和芽孢杆菌等微生物,导致发酵失败,D错误。
故选A。
2. 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。下列相关表述正确的是( )
A. 发酵工程的不足之处是菌种有差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准
B. 通过发酵工程用酵母菌等生产的单细胞蛋白可以作为食品添加剂
C. 微生物的纯培养物就是不含有代谢废物的微生物培养物
D. 发酵工程的中心环节是性状优良的菌种选育
【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,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、发酵工程通过现代工程技术克服了菌种差异和杂菌问题,因而不存在菌种有差异、杂菌情况不明的问题,且发酵过程的控制可采用计算机控制,A错误;
B、通过发酵工程用酵母菌等生产的单细胞蛋白可以作为食品添加剂,单细胞蛋白是微生物菌体本身,B正确;
C、微生物的纯培养物是指单一微生物的培养物,但代谢废物仍存在,C错误;
D 、发酵工程的中心环节是发酵罐中发酵,D错误。
故选B。
3. L—谷氨酰胺应用广泛,可用于治疗消化性溃疡、精神障碍、酒精中毒、癫痫病人脑功能障碍等疾病,也可以作为营养增补剂、调味增香剂。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。下列叙述错误的是( )
A. 利用稀释涂布平板法,通过观察菌落特征,可判断发酵过程中是否发生杂菌污染
B. 在发酵初期控制pH为7.0,后期调PH为5.6,有利于提高L—谷氨酰胺产量
C. 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
D. 发酵结束后,可通过提取、分离和纯化措施来获得L—谷氨酰胺
【答案】C
【解析】
【分析】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。
【详解】A、稀释涂布平板法是一种常用的微生物检测方法,通过观察菌落的形态、颜色等特征,可以判断发酵过程中是否存在杂菌污染,A正确;
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、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,会降低L-谷氨酰胺产量,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正确。
故选C。
4. 某同学将5个手指尖在贴有“洗手前”标签的培养基上轻轻按一下。然后用肥皂将该手洗干净,再将5个指尖在贴有“洗手后”标签的同种培养基上轻轻按一下。将这两个培养皿放入37℃恒温培养箱中培养24h后,发现贴有“洗手后”标签的培养皿中菌落较少。下列说法正确的是( )
A. 实验前需要对培养皿和培养基进行灭菌处理,对待检测的双手进行消毒处理
B. 培养基中的氮元素是微生物合成蛋白质、核糖等物质所必需的
C. 该实验中所用的培养基是为了筛选手上的微生物
D. 从实验结果来看,洗手后我们不能直接进行无菌操作
【答案】D
【解析】
【分析】消毒和灭菌是两个不同的概念,消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物的方法杀死物体表面或内部的一部分微生物。灭菌则是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。
【详解】A、实验前需对培养皿和培养基进行灭菌处理,但对待检测的双手(尤其是“洗手前”的样本)不应提前消毒,否则会影响实验结果的真实性,A错误;
B、核糖的元素组成是C、H、O,不含氮元素,B错误;
C、由题意可知,洗手前和洗手后的培养基是同种培养基,该培养基应为普通培养基,未起筛选作用,C错误;
D、实验结果显示,洗手后仍有菌落存在,说明仅用肥皂洗手无法完全去除微生物,进行无菌操作时需更严格的消毒措施(如酒精擦拭),因此洗手后不能直接进行无菌操作,D正确。
故选D。
5. 我国是世界上啤酒的生产和消费大国。啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的,其工业化生产流程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 焙烤的目的是加热杀死种子胚和使淀粉酶失活
B. 碾磨有利于淀粉与淀粉酶充分接触,糖化主要是将麦芽中的淀粉分解
C. 蒸煮的目的只是产生风味组分,终止酶的进一步作用
D. 啤酒发酵过程中大部分糖的分解和代谢物的生成都在后发酵阶段完成
【答案】B
【解析】
【分析】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是在主发酵阶段完成。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。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。
【详解】A、焙烤可以杀死大麦种子的胚,但不使淀粉酶失活,A错误;
B、淀粉必须与酶充分接触,反应才完全,碾磨有利于淀粉与淀粉酶充分接触,糖化主要是将麦芽中的淀粉分解,B正确;
C、糖化液添加酒花蒸煮可以产生风味组分,同时可以杀死糖浆中的微生物,避免杂菌污染,高温还会是酶结构改变,终止酶的进一步作用,C错误;
D、发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段,啤酒发酵过程中大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成,D错误。
故选B。
6. 下列关于菊花组织培养的叙述,正确的是( )
A. 将流水充分冲洗后的外植体,用酒精消毒30s,然后立即用蒸馏水清洗2~3次
B. 幼嫩的菊花茎段细胞的全能性比愈伤组织细胞的全能性高
C. 接种时,需要把外植体的形态学上端插入无菌培养基中
D. 从激素比例及浓度角度来考虑,菊花组织培养中需要配置3种培养基
【答案】D
【解析】
【分析】植物组织培养技术是指将离体的植物器官、组织或细胞等,人工配制的培养基上,给予适当的培养条件,诱导其生成完整植株的技术。
【详解】A、外植体需要用70%的酒精消毒30s,立即用无菌水冲洗2-3次;再用5%的次氯酸钠消毒30min后,立即用无菌水冲洗2-3次,A错误;
B、愈伤组织经脱分化而来,幼嫩的菊花茎段细胞的全能性比愈伤组织细胞的全能性低,B错误;
C、将菊花茎段切断形态学下端插入诱导愈伤组织的培养基中,不应倒插,C错误;
D、从激素比例及浓度角度来考虑,菊花组织培养中需要配置3种培养基:愈伤组织培养基、生芽培养基、生根培养基,D正确。
故选D。
7. 鱼腥草中的次生代谢物萜类物质具有抗过敏的作用,可用于治疗过敏性荨麻疹,实验人员通过植物细胞悬浮培养技术可大量获取鱼腥草细胞中的萜类化合物。下列说法正确的是( )
A. 鱼腥草中的萜类化合物是细胞代谢所必需的营养物质
B. 培养过程中所用的外植体一般取自鱼腥草的成熟区细胞
C. 培养过程中,悬浮细胞的密度过大不会限制悬浮细胞的增殖
D. 为了有利于外植体的脱分化,往往需要在培养基中加入植物激素
【答案】D
【解析】
【分析】1、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。
2、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)。
【详解】A、萜类化合物属于植物的次生代谢产物,它们不是细胞生长和维持基本生命活动所必需的营养物质,而是在特定条件下由植物产生的,A错误;
B、在植物细胞培养中,通常会选择具有高分裂活性的分生组织作为外植体,因为这些细胞更容易在体外培养条件下增殖和分化,而不是选择鱼腥草的成熟区细胞,B错误;
C、在植物细胞悬浮培养中,如果细胞密度过大,会导致营养物质和氧气的供应不足,从而限制细胞的增殖,C错误;
D、在植物细胞培养中,植物激素如生长素和细胞分裂素常被添加到培养基中,以促进外植体的脱分化和再生,有利于调控植物组织培养过程中的分化方向,D正确。
故选D。
8. 铁皮石斛的主要成分石斛多糖具有提高机体免疫力的功能。铁皮石斛自然条件下繁殖力很低,利用植物组织培养技术快速繁殖铁皮石斛是解决其资源短缺的有效途径。相关的培育流程如图所示,数字代表相关过程。下列叙述正确的是( )
A. 通过植物组织培养技术繁殖铁皮石斛,属于有性繁殖
B. 过程①需要防止微生物污染,过程②不需要防止微生物污染
C. 继代培养可繁殖出相当数量的无根苗,该过程需要光照
D. 上述过程主要是培养大量的与优良母株相同且能抗病毒的植株
【答案】C
【解析】
【分析】植物组织培养技术是根据植物细胞具有全能性这一理论,在无菌条件下,将植物体的一部分(如器官、组织或细胞)接种到人工配制的培养基上,提供适宜的环境条件,使其生长、分化并最终发育成完整的植株或其他有用的产物。这项技术不仅能够快速繁殖优良品种,还能够在短时间内大量生产药物、香料等珍贵植物产品,并且可以用于病毒侵染鉴定、脱毒处理、种质保存以及远缘杂交育种等多个方面;
【详解】A、通过植物组织培养技术繁殖铁皮石斛,属于无性繁殖,该繁殖方式能保持母本的优良性状,A错误;
B、植物组织培养过程需要无菌、无毒环境,过程①属于脱分化过程,过程②属于再分化过程,即过程①②均需要防止微生物污染,B错误;
C、继代培养可繁殖出相当数量的无根苗,该过程需要光照,因为叶绿素的合成需要光,C正确;
D、 上述过程为植物组织培养过程,其目的是培养大量的与优良母株相同且不带病毒的植株,D错误。
故选C。
9. 育种工作者运用相关工程技术,快速培育出抗除草剂的水稻(2N=24),育种流程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 抗除草剂的水稻培育过程中可能发生了基因突变、基因重组和染色体变异
B. 过程②的目的是提高单倍体幼苗的突变率,定向突变出抗除草剂性状
C. 只能在④过程中施用除草剂处理,进而筛选出抗除草剂的植株
D. 过程⑤可以用生长素处理使其染色体数目加倍,形成二倍体
【答案】A
【解析】
【分析】分析图解可知,该育种方式中综合运用了单倍体育种和诱变育种,其中γ射线照射是为了诱导基因发生突变,而除草剂是起了选择的作用。
【详解】A、抗除草剂的水稻培育过程中可能发生了基因突变(图中γ射线照射)、基因重组(产生单倍体配置过程中)和染色体变异(单倍体幼苗),A正确;
B、过程②用γ射线照射单倍体幼苗,目的是提高幼苗的突变率,基因突变是不定向的,B错误;
C、要筛选出抗除草剂的植株,可在④或⑤过程中施用除草剂处理,C错误;
D、生长素不能使染色体数目加倍,过程⑤可以用秋水仙素处理使其染色体数目加倍,形成二倍体,从而培育出抗除草剂的水稻(2N=24),D错误。
故选A。
10. 细胞工程中,选择合适的生物材料是成功的关键。下列选择合理的是( )
A. 选取烧伤病人的健康皮肤,利用动物细胞培养,可构建人造皮肤后移植
B. 分别选择西红柿和马铃薯的花粉,利用植物体细胞杂交技术,可获得“超级作物”
C. 直接用初级卵母细胞与体细胞,利用动物体细胞核移植技术,可克隆出高产奶牛
D. 选取成体干细胞,一定能分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞甚至个体
【答案】A
【解析】
【分析】1、植物组织培养技术的应用: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。
2、动物核移植包括体细胞核移植和胚胎细胞核移植,其中胚胎细胞核移植的难度较低,成功率较高。
【详解】A、选取烧伤病人的健康皮肤,利用动物细胞培养,可构建人造皮肤后移植,这样可以避免免疫排斥,A正确;
B、分别选择西红柿和马铃薯的体细胞,利用植物体细胞杂交技术,可能获得“超级作物”,而不是西红柿和马铃薯的花粉,B错误;
C、核移植技术需要成熟的去核卵母细胞与体细胞,构建重组胚,而后通过胚胎移植技术,进而实现动物克隆,C错误;
D、成体干细胞的分化能力有限,不能分化为所有类型细胞或个体,仅仅通过诱导产生的特定组织相关细胞,D错误。
故选A。
11. 玉米(2n=20)是研究植物遗传、变异和育种好材料。如图为离体培养过程中发现的变异情况。下列叙述正确的是( )
A. 上图中培育单倍体的过程,没有体现出植物细胞的全能性
B. 玉米的单体植株的体细胞中含有19条染色体
C. 上述优良品种的获得利用了多倍体育种方法
D. 过程III诱导产生的植株均无法作为栽培对象
【答案】B
【解析】
【分析】常用的育种方式有:杂交育种原理、单倍体育种、多倍体育种、诱变育种和基因工程育种,它们涉及的原理依次为基因重组、染色体变异、染色体变异、基因突变和重组DNA技术,其中基因工程育种能定向改造生物的性状。
【详解】A、单倍体育种是指将花药离体培养获得单倍体植株,再人工诱导染色体数目加倍,即图示过程为单倍体育种的过程,该过程体现了植物生殖细胞的全能性,A错误;
B、玉米体细胞中含有20条染色体,玉米的单体植株的体细胞中含有2n-1=19条染色体,B正确;
C、图示优良品种的获得利用了单倍体育种方法,该方法能明显缩短育种年限,C错误;
D、过程III诱导产生的个体中有多种类型,其中二倍体是所需要的类型,D错误。
故选B。
12. 近日,中国科学家通过体细胞诱导培养出了类似受精卵发育3天状态的人类全能干细胞,这是目前全球在体外培养的“最年轻”的人类细胞,它具有发育成所有组织与器官的能力。下列有关叙述错误的是( )
A. 该研究的成功证明了高等动物体细胞的分化在体外特定条件下是可逆的
B. 体细胞诱导形成全能干细胞的过程遗传物质一般不会发生变化
C. 全能干细胞在分化过程中不会出现形态、结构和功能的改变
D. 因为诱导过程无须破坏人的胚胎,所以能有效避免伦理问题
【答案】C
【解析】
【分析】1、全能干细胞是能够分化发育成为各种组织器官的细胞,其全能性很强;全能干细胞是指受精卵到卵裂期32细胞前的所有细胞;全能干细胞是指具有无限分化潜能,能分化成所有组织和器官的干细胞,具有形成完整个体分化潜能,胚胎干细胞就属于这一种。
2、细胞分化指的是在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程;细胞分化的实质是基因的选择性表达。
【详解】A、根据题干信息分析,中国科学家通过体细胞诱导培养出了类似受精卵发育3天状态的人类全能干细胞,说明高等动物体细胞的分化在体外特定条件下也是可逆的,A正确;
B、体细胞诱导形成全能干细胞过程,类似于植物组织培养过程中的脱分化,遗传物质并没有发生变化,B正确;
C、全能干细胞在分化过程中,由于基因的选择性表达,会出现形态、结构和功能的改变,C错误;
D、胚胎干细胞需从胚胎中获取,涉及伦理问题,儿通过体细胞诱导过程无须破坏人的胚胎,所以能有效避免伦理问题,D正确。
故选C。
13. “人造肉”即“动物细胞培养肉”,在营养、健康、安全、环保等方面有一定的优势。其制造流程如下图。下列叙述正确的是( )
A. 在“人造肉”制造过程中的扩大培养,需要在严格封闭式的条件下进行培养
B. 若只为了实现大规模的细胞培养,可选取具有高增殖能力和非贴壁的细胞
C. 从食品的安全性考虑,制作“细胞培养肉”的过程需要添加抗生素和血清
D. 在扩大培养中,干细胞可以通过有丝分裂、无丝分裂和减数分裂来增殖
【答案】B
【解析】
【分析】动物细胞培养条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌②添加一定量的抗生素③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH:哺乳动物多以36.5℃为宜,最适pH为7.2-7.4。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH。)
【详解】A、在“人造肉”制造过程中的扩大培养,需要一定的气体条件,故不能严格封闭,A错误;
B、若只为了实现大规模的细胞培养,可选取具有高增殖能力和非贴壁的细胞,该类细胞不会发生接触抑制,能够大量增殖,B正确;
C、从食品的安全性考虑,应减少抗生素的使用,C错误;
D、在扩大培养干细胞的增殖方式是有丝分裂,D错误。
故选B。
14. RNAm6A修饰(即RNA某位点的甲基化)可通过提高mRNA结构稳定性来影响猪核移植早期胚胎的发育。在核移植中,核供体细胞的分化程度越高,细胞内甲基转移酶M的表达水平、RNA修饰水平和核移植重构胚的发育效率越低。下列说法正确的是( )
A. 通过动物的核移植技术培育出的克隆猪,能体现出动物体细胞具有全能性
B. 成纤维细胞比胚胎干细胞的RNA修饰水平要高
C. 成纤维细胞比胚胎干细胞中甲基转移酶M的表达水平低
D. 向成纤维细胞中导入M基因就能提高核移植胚胎的发育能力
【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、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,通过核移植技术培育出克隆猪,是将体细胞核移入去核的卵母细胞中发育成完整个体,体现的是动物体细胞的细胞核具有全能性,而非动物体细胞具有全能性,A错误;
B、由题干“核供体细胞的分化程度越高,细胞内甲基转移酶M的表达水平、RNA修饰水平和核移植重构胚的发育效率越低”可知,成纤维细胞的分化程度高于胚胎干细胞,所以成纤维细胞比胚胎干细胞的RNA修饰水平要低,B错误;
C、因为成纤维细胞分化程度高于胚胎干细胞,根据题干信息,分化程度越高甲基转移酶M的表达水平越低,所以成纤维细胞比胚胎干细胞中甲基转移酶M的表达水平低,C正确;
D、向成纤维细胞中导入M基因,还需要M基因正常表达才能提高核移植胚胎的发育能力,仅仅导入基因不一定能达到提高发育能力的效果,D错误。
故选C。
15. 安巴韦单抗/罗米司韦单抗注射液是我国首个全人源抗新冠病毒特效药,下图是一种制备抗新冠病毒全人源单克隆抗体的主要技术流程。相关叙述错误的是( )
A. 全人源单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异,并与抗原发生特异性结合
B. 工厂化生产全人源单克隆抗体,通常在体外条件下大规模培养
C. 使用全人源单抗治疗新冠可以大大降低异源抗体对人体的副作用
D. 过程b中,常用选择培养基筛选能产生特定抗体的杂交瘤细胞
【答案】D
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备:
(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。
【详解】A、全人源单克隆抗体纯度高,特异性强,因而能准确地识别抗原的细微差异,并与抗原发生特异性结合,A正确;
B、工厂化生产全人源单克隆抗体,通常在体外条件下大规模培养,因而可以实现大规模生产单克隆抗体,B正确;
C、全人源单抗来源于人体,人体的免疫系统不会对此发生免疫反应,所以使用全人源单抗治疗新冠可以大大降低异源抗体对人体的副作用,C正确;
D、过程b为动物细胞融合过程,无法筛选能产生特定抗体的杂交瘤细胞,D错误。
故选D。
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项是符合题目要求的。全部选对得3分,选对但选不全得1分,有选错得0分。
16. 我国科学家以薯干为原料,以黑曲霉做菌种,通过深层发酵法生产柠檬酸,其大致工业生产流程如图。下列叙述正确的是( )
A. 黑曲霉的代谢类型为异养需氧型
B. 糖化过程可添加淀粉酶等以促进淀粉等物质水解
C. 种子罐培养的目的是对黑曲霉菌种进行扩大培养
D. 发酵时所用的培养基和发酵设备均需要干热灭菌
【答案】ABC
【解析】
【分析】题图分析 ,黑曲霉发酵时需通入空气,为异养需氧型。发酵时所用的培养基需高压蒸汽灭菌,发酵设备需紫外线消毒,保证发酵过程不被杂菌污染。
【详解】A、由图可知,黑曲霉发酵时需通入空气,为异养需氧型,A正确;
B、糖化过程可添加淀粉酶等以促进淀粉等物质水解,因为淀粉酶可催化淀粉分解成单糖,B正确;
C、种子罐培养的目的是对黑曲霉菌种进行扩大培养,满足发酵过程的需要,C正确;
D、发酵时所用的培养基需高压蒸汽灭菌,发酵设备需紫外线消毒,D错误。
故选ABC。
17. 土壤中的磷大多数以难溶性磷酸盐[如Ca3(PO4)2]的形式存在,不利于植物吸收。科研人员尝试从土壤中筛选将难溶性磷转化成可溶性磷的高效解磷菌(可形成溶磷圈),主要流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 步骤②需充分震荡20min,主要目的是使土壤中的微生物充分释放到水中
B. 步骤④使用的接种工具为接种环,在接种前后都需要在酒精灯的火焰上灼烧
C. 步骤⑤使用灼烧冷却后的接种环挑取的是步骤④培养基中的a菌落
D. 通过该高效解磷菌制成的微生物菌肥不利于植物对磷元素的吸收
【答案】AC
【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。
【详解】A、土壤中含有多种微生物和有机质,步骤②需充分振荡20 min,主要目的是使土壤中的微生物充分释放到无菌水中,A正确;
B、步骤④之后菌落均匀分布,说明方法是稀释涂布平板法,接种工具是涂布器,B错误;
C、据图可知,应该挑选a菌落(溶磷圈直径与菌落直径比值较大),步骤⑤是平板划线操作,该操作的目的是获得单个菌落,该过程应使用灼烧冷却后的接种环,避免高温杀死菌种,C正确;
D、解磷菌可将难溶态磷分解为可被植物直接利用的可溶性磷,故可将其制成微生物菌肥促进植物对磷元素的吸收,D错误。
故选AC。
18. 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 兰花种苗进行植物组织培养可规模化繁殖
B. 脱毒苗在移栽之前可采用抗原—抗体杂交方法检测相应病毒的蛋白质
C. 烟草的单倍体育种是指通过花药培养获得单倍体植株的育种
D. 可通过诱变甘蔗愈伤组织的方法,获得抗花叶病毒的甘蔗突变体
【答案】ABD
【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、兰花的快速繁殖确实可通过植物组织培养技术实现,属于微型繁殖的应用,A正确;
B、抗原与抗体的结合具有特异性,脱毒苗在移栽之前可采用抗原—抗体杂交方法检测相应病毒的蛋白质,检验植株的脱毒程度,B正确;
C、烟草的单倍体育种是指通过花药培养获得单倍体植株,此后再经秋水仙素诱导加倍,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,可通过诱变甘蔗愈伤组织方法,获得抗花叶病毒的甘蔗突变体,D正确。
故选ABD。
19. 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,下列相关叙述正确的是( )
A. 经过过程B和C获得的子代植株的基因型均有TT、Tt和tt三种
B. 过程D中离体细胞经灭活的病毒诱导后,可培养形成四倍体植株
C. 过程A中单倍体植株培育的再分化过程中需要光照
D. 四种人工繁殖过程都能获得子代植株,都是因为植物的体细胞有全能性
【答案】C
【解析】
【分析】1、离体的植物组织或细胞,在培养了一段时间以后,会通过细胞分裂,形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化,或者叫做去分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗,移栽到地里,可以发育成完整的植物体;
2、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。
【详解】A、过程B和C均为植物组织培养,属于无性繁殖。亲本植株的基因型为Tt,无性繁殖产生的子代植株的基因型与亲本相同,都为Tt,不会出现TT和tt,A错误;
B、灭活的病毒常用于诱导动物细胞融合,而植物体细胞杂交一般采用物理法(如离心、振动、电激等)或化学法(如聚乙二醇PEG)诱导原生质体融合,且离体细胞经诱导融合等过程形成的是杂种植株,不一定是四倍体植株,B错误;
C、过程A中单倍体植株培育的再分化过程中,叶绿素的形成需要光照,且光合作用也需要光照,所以再分化过程需要光照,C正确;
D、过程A是单倍体育种,利用的是植物生殖细胞的全能性,而不是体细胞的全能性;过程B、C、D利用了植物体细胞的全能性,D错误。
故选C。
20. 科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛,如果要加速转基因奶牛的繁育,可以对此转基因奶牛进行克隆(如图所示)。下列叙述正确的是( )
A. 采集的卵母细胞去核是去除纺锤体与染色体复合物
B. 动物的体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
C. 利用该技术生出的犊牛与供体奶牛的遗传物质与性状完全相同
D. 该过程涉及的技术有动物细胞培养、核移植、胚胎移植技术等
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据题意和图示分析可知,图示为转基因奶牛克隆的过程:首先采用基因工程技术将人的生长激素基因导入奶牛的体细胞,然后采用体细胞核移植技术将细胞核移入去核卵细胞形成重组细胞,再进行早期胚胎培养和胚胎移植得到转基因克隆牛。
【详解】A、去除卵母细胞的“核”,实质是去除纺锤体—染色体复合物,A正确;
B、动物体细胞分裂能力低于胚胎细胞,分化程度高于胚胎细胞。动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植,B正确;
C、由于生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制,且受到环境影响,所以重组胚胎移入受体母牛后,该母牛就会生出与供体奶牛遗传物质相同的犊牛,但也不是完全相同,C错误;
D、该过程涉及的技术有动物细胞培养、核移植(图示去核卵母细胞与供体细胞融合)、胚胎移植技术等,D正确。
故选ABD。
三、非选择题:本题共4小题,共55分。
21. 某科研团队尝试利用植物体细胞杂交技术培育抗盐碱的番茄新品种(普通番茄和野生耐盐番茄均是二倍体生物)。以下是他们的实验流程模式图。回答下列问题:
(1)普通番茄细胞和野生耐盐番茄细胞外面的细胞壁阻碍着细胞间的杂交。在进行体细胞杂交之前,先利用_______酶去除这层细胞壁,获得原生质体。制备原生质体的过程不能在无菌水中进行,这是为了防止_______。
(2)诱导②过程的化学法包括_______法和_______法等。完成③过程后,在进行④过程前,有时需要筛选,筛选的原因是④过程是_______,即失去其特有的_______,转变成未分化的细胞,进而形成愈伤组织。之后经再分化,能重新分化成芽、根等器官。这两个过程中,植物激素中_______是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,它们的_______等都会影响植物细胞的发育方向。
(3)上述过程中利用的技术除了植物体细胞杂交技术外,还有_______技术。植株G是_______倍体植物,获得植物体G的原理是_______。植株G的优点是________。
【答案】(1) ①. 纤维素酶和果胶 ②. 原生质体在无菌水中吸水膨胀甚至破裂
(2) ①. PEG(聚乙二醇)法 ②. 高Ca2+-高pH ③. 脱分化 ④. 形态结构和功能 ⑤. 生长素和细胞分裂素 ⑥. 比例、使用顺序
(3) ①. 植物组织培养 ②. 四 ③. 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 ④. 兼有双亲的优良性状
【解析】
【分析】植物体细胞杂交是指将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。诱导原生质体融合的方法:物理法(离心、振动、电激等)和化学法(聚乙二醇等)。植物体细胞杂交的意义:克服远缘杂交不亲和的障碍,扩大亲本范围,培育作物新品种。
【小问1详解】
植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,根据酶的专一性,可利用纤维素酶和果胶酶去除这层细胞壁,获得原生质体;若仅在无菌水中操作,由于缺乏适宜的渗透压环境,原生质体易吸水破裂,故制备原生质体的过程不能在无菌水中进行。
【小问2详解】
诱导②过程的化学法包括PEG(聚乙二醇)法和高Ca2+-高pH法等;④过程是失去其特有的形态结构和功能转变成未分化的细胞,形成愈伤组织的过程,表示脱分化;植物组织培养包括脱分化和再分化,这两个过程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,它们的使用顺序和比例等都会影响植物细胞的发育方向。
【小问3详解】
为使融合后的原生质体再生出完整植株,需借助植物组织培养技术;由于普通番茄和野生耐盐番茄均为二倍体,两者融合后形成的杂种是四倍体;原生质体融合过程依据细胞膜的流动性,融合后的细胞之所以能培养成完整植株,原理在于植物细胞具有全能性;该杂种植株既保留了普通番茄的优点,又具备野生番茄的耐盐碱特性。
22. 果醋中含有丰富的维生素、矿物质和抗氧化物质,适当饮用有助于提高免疫力和促进身体健康。在古代,人们利用水果进行醋酸发酵,制作果醋。随着工业化和现代科技的发展,果醋及果酒行业逐渐实现了现代化的生产。图1是以鲜苹果汁为原料开关制作果醋的基本环节,图2是相关装置。回答下列问题:
(1)图1中参与乙过程的微生物是______,其异化作用类型是______(填“需氧”或“厌氧”或“兼性厌氧”)型,该过程温度控制在_______℃,该过程的反应简式为______。
(2)若利用图2所示装置进行图1中的甲过程(该过程中的微生物数量足够),通气孔处的开关应______(填“打开”或“关闭”),排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连,这样做的主要目的是_______。
(3)可利用固体培养基分离并计数甲过程中起主要作用的微生物。虽然各种培养基的配方不同,但一般都含有______等营养物质,配制完的培养基通常用_________法进行灭菌。
(4)某同学要统计1mL果醋溶液中醋酸菌的数量,采用_______法,过程如下图所示,若得到的3个平板上醋酸菌的菌落数分别为55个、60个、65个,则可以推测原果醋溶液中每毫升含醋酸菌的数目为______个。
【答案】(1) ①. 醋酸菌 ②. 需氧 ③. 30-35 ④.
C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量
(2) ①. 关闭 ②. 防止杂菌污染
(3) ①. 碳源、氮源、无机盐、水 ②. 高压蒸汽灭菌
(4) ①. 稀释涂布平板 ②. 6.0×10⁷
【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。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【小问1详解】
图1中参与乙过程果醋发酵的是醋酸菌,醋酸菌的异化作用类型是需氧型;醋酸发酵的最佳温度通常控制在30-35℃,这是醋酸菌最适宜的生长温度;该过程中醋酸菌将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为醋酸,其反应式是C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量。
【小问2详解】
图1中甲过程是果酒制作,所需菌种是酵母菌,若微生物数量足够,则应利用其无氧呼吸产生酒精,故通气孔处的开关应关闭;排气口通过长而弯曲的胶管与瓶身相连,主要是为了防止杂菌污染,同时允许二氧化碳排出,避免瓶内压力过高。
【小问3详解】
一般而言,培养基的基本成分包括碳源、氮源、无机盐、水等,这些是微生物生长所必需的营养物质;配制完的培养基通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,以确保培养基无菌,避免杂菌干扰实验结果。
【小问4详解】
微生物的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法两种,其中能用于计数的是稀释涂布平板法;稀释涂布平板法计数应选择菌落在30-300之间的,若得到的3个平板上醋酸菌的菌落数分别为55个、60个、65个,图中共稀释105倍,则每毫升含醋酸菌的数目为(55+60+65)/3÷0.1×105= 6.0×10⁷个。
23. 双特异性抗体(BSAb)是指一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同表位相结合,双特异性抗体在自然状态下并不存在,可以通过动物细胞融合技术进行人工制备。长春花所含的长春碱(细胞毒素类药物)具有良好的抗肿瘤作用。图1是科研人员通过能产生特定抗体的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交,产生能同时识别2种抗原的双特异性抗体的部分过程,图2是双特异性抗体的作用图。回答下列问题:
(1)制备双特异性抗体的过程中主要用到________技术和_______技术。
(2)图1中过程①注射癌胚抗原的目的是获得_______。在细胞内DNA合成一般有两条途径。主要途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸,进而合成DNA,而氨基蝶呤可以阻断此途径。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下,经酶催化合成DNA,而骨髓瘤细胞的DNA合成没有此辅助途径。利用两条DNA合成途径的不同特点配制的HAT培养基含有多种成分,其中添加的________成分具有筛选杂交瘤细胞的作用。最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是_______。
(3)过程④在多孔细胞培养板上进行:先将细胞悬浮液稀释到7~10个细胞/mL,再在每个培养孔中滴入0.1mL细胞稀释液,这是为了_________,达到克隆化培养的目的。图1中方框内的细胞经过筛选获得的三体杂交瘤细胞,获得能分泌可同时识别_______的双特异性单克隆抗体。
(4)与直接使用长春碱相比,将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药,对人体的副作用更小,原因是 ① ,体现的是双特异性单克隆抗体在 ② 方面的用途。
【答案】(1) ①. 动物细胞培养 ②. 动物细胞融合
(2) ①. 相应B淋巴细胞 ②. 氨基蝶呤 ③. 能无限增殖并分泌所需抗体
(3) ①. 使每个孔内不多于一个细胞,达到单克隆培养的目的(或单一细胞培养以保证抗体的纯度) ②. 癌胚抗原和长春碱
(4) ①. 双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞 解析 ②. 治疗疾病(运载药物)
【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。
【小问1详解】
制备单克隆抗体过程中要用到动物细胞培养B淋巴细胞、骨髓瘤细胞和杂交瘤细胞,动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞。
【小问2详解】
在制备单克隆抗体过程中,首先要将癌胚抗原注入小鼠体内,给小鼠注射的癌胚抗原相当于抗原,使小鼠产生分泌相应抗体的淋巴细胞;选择培养基是根据次黄嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸生物合成途径设计的,其中添加的氨基蝶呤可以阻断在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸,进而合成DNA,因此培养基中添加氨基蝶呤的成分具有筛选杂交瘤细胞的作用;最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是能无限增殖并分泌所需抗体。
【小问3详解】
为选育出能产生高特异性抗体的细胞,要将从HAT培养基上筛选出的细胞稀释到7~10个细胞/ml,每孔滴入0.1ml细胞稀释液,其目的是使每个孔内不多于一个细胞,达到单克隆培养的目的(或单一细胞培养以保证抗体的纯度);结合图示可知,该过程中分别注射过癌胚抗原和长春碱,故经筛选后获得的三体杂交瘤细胞,获得能分泌可同时识别癌胚抗原和长春碱的双特异性单克隆抗体。
【小问4详解】
双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞,对人体的副作用更小,这是利用单克隆抗体治疗疾病,体现的是双特异性单克隆抗体在治疗疾病(运载药物)方面的用途。
24. 英国著名医学杂志《柳叶刀》网站发布的一份研究报告称,美国科学家已经在实验室中成功培育出膀胱,并顺利移植到患者体内,修复受损的膀胱。这种技术为那些急需器官移植的患者带来福音。具体培育过程如图所示。回答下列问题:
(1)依据上述过程,1周后细胞逐渐布满由胶原质制成的“支架”,可推测用培养液将刚刚剥离的组织细胞制成细胞悬液,将其置入培养瓶内,先会出现________现象,之后细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖,这是发生了________现象。贴壁细胞需要重新用________酶等处理,使之分散成单个细胞,然后再用离心法收集。再进行_________(填“原代”或“传代”)培养。
(2)剥离的组织细胞进行细胞培养的过程中,要将它们置于含有______的混合气体的CO2培养箱中进行培养,其中CO2的主要作用是_______。培养液还需要______,以便清除代谢物,防止______危害。
(3)请从器官移植方面普遍存在的问题角度,分析该项研究的优点是______(说出2点)。
【答案】(1) ①. 贴壁生长 ②. 接触抑制 ③. 胰蛋白酶或胶原蛋白 ④. 传代
(2) ①. 95%的空气+5%CO2 ②. 维持培养液的pH ③. 定期更换 ④. 代谢产物
(3)可以缓解供体器官不足的问题;能有效降低或避免免疫排斥
【解析】
【分析】动物细胞培养的过程: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。
【小问1详解】
将动物组织细胞接种到培养瓶时,大部分细胞先要附着于瓶壁,称为贴壁生长;细胞长到互相接触时会停顿分裂,出现接触抑制现象;贴壁生长的细胞要用胰蛋白酶消化散开成单个细胞,再进行传代培养,即分瓶之后的培养过程。
【小问2详解】
动物细胞培养时气体环境是95%的空气+5%CO2,其中CO2的主要作用是维持培养液的pH;培养液还需要定期更换,防止代谢产物危害。
【小问3详解】
从器官移植方面普遍存在的问题角度分析,该研究可以缓解供体器官不足的问题;由于移植的“新膀胱”来源于患者自身细胞,能有效降低或避免免疫排斥。
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