内容正文:
24-25学年 高二年级6月月考 生物试题
一、单项选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 防止杂菌污染,获得纯净的微生物培养物是研究和应用微生物的前提,下列关于微生物的基本培养技术的叙述,错误的是( )
A. 蛋白胨可以为微生物提供碳源、氮源和维生素等营养物质
B. 普通培养基中只要有对应所需的营养物质,就可以培养任何微生物
C. 在对接种室进行紫外线消毒前,适量喷洒苯酚溶液,可以加强消毒效果
D. 培养某些微生物时需要添加特殊营养物质是因为其自身不能合成该种物质
2. 微生物在食品和饮料生产中发挥了重要作用。下表中相关叙述不正确的是( )
选项
应用
主要菌种
发酵说明
A
味精
谷氨酸棒状杆菌
在酸性条件下会积累谷氨酸,一系列处理后可制成味精
B
酱油
黑曲霉
将原料中的蛋白质分解成多肽和氨基酸,经淋洗调制而成
C
醋
醋酸菌
O2和糖源都充足时分解糖类产生乙酸,缺少糖源时反应简式是C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量
D
酸奶
乳酸菌
厌氧细菌,在无氧条件下将葡萄糖分解成乳酸
A. A B. B C. C D. D
3. 浆水是西北人熟知的夏季一种传统的发酵食品,它是用芹菜,卷心菜等蔬菜为原料发酵制成的,口感微酸,消暑解渴营养丰富。兰州大学近日发布了一项最新研究。从浆水中分离出有益菌--发酵乳酸杆菌JL-3,发现浆水可通过降解动物体内的尿酸来控制尿酸的积累。下列叙述错误的是( )
A. 浆水制作过程中需要将器皿和原料用开水烫干净,目的是防止杂菌污染
B. 发酵乳酸杆菌JL-3的遗传物质DNA主要分布在细胞核中
C. 浆水的食用消暑解渴和控制尿酸体现了生物多样性的直接价值
D. 浆水制作过程需要保持适宜温度,有利于微生物的发酵
4. 下列关于灭菌和消毒的叙述,正确的是( )
A. 灭菌和消毒均可以杀死环境中的一切微生物,包括芽孢和孢子
B. 无菌操作时,需要对实验操作的空间、操作者的衣物和手进行灭菌
C. 灼烧法灭菌的对象是金属器具,不可以是玻璃器具
D. 常用灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌等
5. 《科技日报》发表了一篇名为《我国首次实现从一氧化碳到蛋白质的合成并形成万吨级工业产能》的文章,在互联网上引起了极大的反响,实际利用的是乙醇梭菌(芽孢杆菌科)的酵化过程。具体做法是以钢铁工业煤气中的一氧化碳为主要原料,以氨水为氮源,培养基由磷酸、氢氧化钾、硫酸镁、硫酸亚铁及少量维生素组成,22秒就可转化出乙醇和乙醇梭菌蛋白。下列有关叙述正确的是( )
A. 从上述培养基的成分推测乙醇梭菌是异养型细菌
B. 若除去氨水,再在此培养基中加入有机碳源,仍不可用于培养大肠杆菌
C. 酵化用的培养基需采用高压蒸汽灭菌后再调节pH以适宜乙醇梭菌的生长
D. 乙醇梭菌的纯培养物就是不含代谢废物的微生物培养物
6. 下列对发酵工程及其应用的叙述,正确的有几项( )
①发酵工程的中心环节是灭菌,培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌
②发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物及菌体本身
③利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物肥料可以促进植物生长
④发酵工程所用的菌种大多是混合菌种
⑤生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉
A. 4项 B. 3项 C. 2项 D. 5项
7. 传统发酵技术通常是家庭式或作坊式的,可以用于腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等的加工。相关叙述正确的是( )
A. 传统发酵技术制作果酒、果醋和腐乳通常都不是纯种发酵
B. 传统发酵过程中为降低杂菌污染,发酵前需要对器具、原料等进行灭菌
C. 制作果酒时,挑选新鲜葡萄,去除枝梗后用清水冲洗再榨汁
D. 通过传统发酵技术也可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白
8. 下图是植物原生质体制备、分离和检测的流程示意图。下列叙述错误的是( )
A. 步骤①需要添加纤维素酶和果胶酶以去除细胞壁
B. 原生质体的密度介于图中甘露醇溶液的密度和蔗糖溶液的密度之间
C. 台盼蓝检测后应选择被染色的原生质体继续培养
D. 制备的原生质体在适宜条件下可重新长出细胞壁
9. 铁皮石斛是非常好的药材,但其自然繁殖力极弱,生长缓慢,由于人们的掠夺式采挖,资源已接近枯竭,植物组织培养技术为铁皮石斛的繁殖提供了新思路。下列说法正确的是( )
A. 植物组织培养得到试管苗的过程中只需要更换一次培养基
B. 诱导愈伤组织形成时需要每日给予适当时间的光照
C. 降低培养基中细胞分裂素/生长素的比值,有利于诱导生根
D. 用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异
10. 诱导多能干细胞(iPS细胞)在形态、基因表达、分裂能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似,这为某些疾病的基础研究及其临床应用提供了一种新的途径。下列说法正确的是( )
A. iPS细胞与胚胎干细胞都必须从胚胎中获取
B. iPS细胞的制备必须通过激素诱导细胞实现
C. 来自同一机体的造血干细胞与胚胎干细胞遗传物质相同
D. 可利用镰状细胞贫血患者自身体细胞培养的iPS细胞治疗自身该疾病
11. 嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)免疫疗法能赋予T细胞肿瘤靶向性、更强的杀伤活性和持久的杀伤力,达到高效识别、杀死癌细胞的治疗效果。该疗法的主要流程如图所示。下列说法错误的是( )
A. ②过程核心工作是构建含有CAR结构的表达载体
B. ③过程之前需要对构建的CAR-T细胞进行检测和鉴定,以确定细胞表面含有嵌合抗原受体
C. ③过程需要在含有95%空气和5%CO2的CO2培养箱中进行
D. 只要提供合适的条件并及时传代,CAR-T细胞可在培养条件下不断增殖
12. 关于细胞工程操作,下列叙述错误的是( )
A. 花药离体培养得到的胚状体需要鉴定核型,筛选后才能用于单倍体育种
B. 诱导植物形成愈伤组织时往往要避光培养,而在再分化过程中要有光照
C. 将动物组织块中的细胞分散开时,胰蛋白酶和胶原蛋白酶都需要使用
D. 制备单克隆抗体过程中,第二次筛选时挑出阳性孔中的细胞扩大培养
13. 我国科学家成功培育了体细胞克隆猴。在处理重构胚时,将组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA、组蛋白去甲基化酶KDM4D的mRNA 注入了重构胚,促进囊胚的发育,提高代孕母猴的妊娠率。下列叙述错误的是( )
A. 除显微操作去核外,还可采用梯度离心、紫外线照射、化学物质处理法在没有穿透卵母细胞透明带的情况下使其中的DNA 变性
B. TSA 能够抑制组蛋白脱乙酰酶的作用从而降低组蛋白的乙酰化水平
C. 组蛋白去甲基化酶KDM4D能够降低组蛋白的甲基化水平
D. 培育克隆猴对研究人类疾病致病机制和研发新药有重要意义
14. 澳大利亚布里斯班一对小姐弟被确认为全球第二对半同卵双胞胎,发育成该对半同卵双胞胎的受精卵形成过程如下图所示,其中细胞a、b均含双亲染色体,最终发育成姐弟二人。下列相关叙述正确的是( )
A. 图中异常受精时,卵子应发育到减数分裂Ⅱ的后期
B. 半同卵双胞胎的产生与透明带反应和卵细胞膜反应异常有关
C 图中一个卵子与两个精子结合,说明精子和卵子不会相互识别
D. 细胞a的染色体组成为MP1,则细胞c的染色体组成为P1P2或MP2
15. 如图为受精作用及早期胚胎发育示意图,下列叙述不正确的是
A ①过程需细胞表面蛋白相互识别
B. 孵化发生在②过程
C. ②③过程细胞核/质比逐渐增大
D. 原肠胚阶段内胚层包裹的囊腔叫原肠腔
16. 人们在研究、利用微生物时,需用无菌技术培养获取纯种微生物,并对其进行计数或保存。下列有关叙述正确的是( )
A. 用稀释涂布平板法进行微生物计数时,结果往往比实际值高
B. 平板划线操作中,灼烧接种环的次数多于在培养基上划线区域数
C. 高压蒸汽灭菌后,打开排气阀,待压力表指针降至“0”后开盖取物
D. 获得纯种微生物后,利用涂布平板法接种至斜面培养基上,进行低温保存
二、非选择题:本大题共52分。
17. 回答下列有关微生物及酶的相关问题:
(1)纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分,即____________、__________ 和葡萄糖苷酶。
(2)土壤中的某些细菌也能分解纤维素,可以利用______________培养基进行分离,接种时可以使用_________法,方便对纤维素分解菌进行计数。
(3)从纤维素分解菌中提取纤维素酶,可以利用固定化酶技术对酶进行处理,能达到反复使用的目的,使用该技术对酶处理时,一般用________________或______________法。
(4)纤维素被分解后产生的葡萄糖,可以用来酿酒,通入氧气后酒可能会变酸,这主要是____________(填微生物)发酵引起的。
18. 营养缺陷型菌株就是在人工诱变或自发突变后,微生物细胞代谢调节机制中的某些酶被破坏,使代谢过程中的某些合成反应不能进行的菌株。这种菌株能积累正常菌株不能积累的某些代谢中间产物,为工业生产提供大量的原料产物。以下是实验人员利用影印法初检氨基酸缺陷型菌株的过程。回答下列问题:
(1)过程①的接种方法为______,与基本培养基(只含碳源、无机盐、水)相比,待测培养皿中特有的成分有______。
(2)进行②过程培养时,应先将丝绒布转印至基本培养基上,原因是______。从______培养基上获得相应的营养缺陷型菌株。采用影印法培养的优点是______。
(3)为了进一步完成对初检的营养缺陷型菌株的鉴定,实验人员进行了如下操作:
①用接种针挑取______(填“菌落A”或“菌落B”)接种于盛有完全培养液的离心管中,28℃振荡培养1~2天后,离心,取沉淀物用______洗涤3次,并制成菌悬液。
②吸取1mL菌悬液加入无菌培养皿中,倾注15mL融化并冷却至45〜50℃的基本培养基,待其冷凝后用记号笔在皿底划分五个区域,标记为A、B、C、D、E。
③在划分的五个区域上放入少量分组的氨基酸粉末(如下表所示),经培养后,观察生长圈出现的区域,从而确定属于何种氨基酸缺陷型。
组别
所含氨基酸
A
组氨酸
苏氨酸
谷氨酸
天冬氨酸
亮氨酸
B
精氨酸
苏氨酸
赖氨酸
甲硫氨酸
苯丙氨酸
C
酪氨酸
谷氨酸
赖氨酸
色氨酸
丙氨酸
D
甘氨酸
天冬氨酸
甲硫氨酸
色氨酸
丝氨酸
E
半胱氨酸
亮氨酸
苯丙氨酸
丙氨酸
丝氨酸
在上述鉴定实验中,发现在培养基A、D区域出现生长圈,说明该营养缺陷型菌株属于______。
19. 甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究,基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定,最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题:
(1)根据研究目标,在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前,应检验两种植物的原生质体是否具备______的能力。为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体,则乙植物可用幼苗的______为外植体。
(2)在获取原生质体时,常采用______酶进行去壁处理。在原生质体融合前,需对原生质体进行处理,分别使甲原生质体和乙原生质体的______失活。两种原生质体1:1混合后,通过添加适宜浓度的PEG进行融合;一定时间后,加入过量的培养基进行稀释,稀释的目的是______。
(3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合,在凝固前倒入培养皿,融合原生质体分散固定在平板中,并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于______。
(4)植物体细胞杂交技术的原理是______和植物细胞的全能性,该技术在______以及培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
20. 阅读下列材料并回答问题:
材料甲:科学家将人胰岛素基因导入大肠杆菌,获得了能合成胰岛素的大肠杆菌。
材料乙:科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得了诱导性多能干细胞(iPS细胞),继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。
材料丙:科学家将高产奶牛的受精卵发育成的胚胎移植到雌性普通黄牛体内,后者成功产出高产奶牛的犊牛。
(1)材料甲涉及基因工程技术,基因工程的核心步骤是___________。需用Ca2+处理大肠杆菌,使细胞处于一种能吸收周围环境中___________的生理状态,这种细胞称为感受态细胞。
(2)材料乙中从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为___________,培养的细胞在贴壁生长增殖至充满培养皿底时停止分裂,这种现象称为___________。iPS细胞与ES细胞特点相似,如在功能上具有___________,有望在对人类iPS细胞进行定向诱导分化后用于疾病的治疗。
(3)材料丙涉及胚胎工程技术。在胚胎移植操作中,应对供体和受体母畜进行_____________处理,目的是______________________________,使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致,进行胚胎移植的优势是__________________________________________________。
21. 控制哺乳动物的性别对于畜牧生产有着十分重要的意义。目前,分离精子技术是有效的性别控制方法。例如,牛的含X染色体的精子的DNA含量比含Y染色体的精子的DNA含量高出4%左右,利用这一差异人们借助特殊仪器将它们分离开来,再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛(如下图所示)。
根据以上信息回答下列相关问题:
(1)试管动物技术通常是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下__________和结合,并通过培养发育成早期胚胎后,再经胚胎移植产生后代的技术,试管动物技术属于________生殖。
(2)图中过程③通常采用__________技术,在这个过程中精子与卵子相遇时,首先发生_______________反应释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质。防止多精入卵的生理反应有___________________。
(3)为了确保得到所需性别的试管牛,往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴定,请举出一种对早期胚胎进行性别鉴定的方法:____________________。
(4)胚胎移植能够成功,原因之一是因为早期胚胎在母体内处于_____状态 ;另外受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生_____反应,为胚胎在受体内的存活提供了可能。
(5) 动物细胞培养时,放入培养瓶中的细胞沉降到瓶底部后首先会出现贴壁生长,大量增殖后会出现_________,每次传代培养时,常使用胰蛋白酶处理,该处理的目的是________________。
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24-25学年 高二年级6月月考 生物试题
一、单项选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 防止杂菌污染,获得纯净的微生物培养物是研究和应用微生物的前提,下列关于微生物的基本培养技术的叙述,错误的是( )
A. 蛋白胨可以为微生物提供碳源、氮源和维生素等营养物质
B. 普通培养基中只要有对应所需的营养物质,就可以培养任何微生物
C. 在对接种室进行紫外线消毒前,适量喷洒苯酚溶液,可以加强消毒效果
D. 培养某些微生物时需要添加特殊营养物质是因为其自身不能合成该种物质
【答案】B
【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。消毒方法包括煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法;常用的灭菌方法包括干热灭菌法、灼烧灭菌法、湿热灭菌法(如高压蒸汽灭菌法)。
【详解】A、蛋白胨是含C、N有机物,可以为微生物的生长提供碳源、氮源和维生素等,A正确;
B、满足微生物生长除需要所需的营养物质,还需要适宜的pH、氧气的要求、特殊营养物质等,如厌氧菌的培养需要在无氧的环境下培养,培养细菌一般pH为中性或碱性条件,B错误;
C、用紫外线照射30s,可以杀死物体表面或空气中的微生物,在照射前,适量喷洒苯酚等消毒液,可以加强消毒效果,因此在对接种室进行紫外线消毒前,适量喷洒苯酚溶液,可以加强消毒效果,C正确;
D、在培养微生物时,往往都要在培养基中添加水、碳源、氮源和无机盐等营养物质,同时还需添加微生物生长所需要的特殊物质,添加特殊营养物质是因为其自身不能合成该种物质,D正确。
故选B。
2. 微生物在食品和饮料生产中发挥了重要作用。下表中相关叙述不正确的是( )
选项
应用
主要菌种
发酵说明
A
味精
谷氨酸棒状杆菌
在酸性条件下会积累谷氨酸,一系列处理后可制成味精
B
酱油
黑曲霉
将原料中的蛋白质分解成多肽和氨基酸,经淋洗调制而成
C
醋
醋酸菌
O2和糖源都充足时分解糖类产生乙酸,缺少糖源时反应简式C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量
D
酸奶
乳酸菌
厌氧细菌,在无氧条件下将葡萄糖分解成乳酸
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【分析】传统发酵食品的制作离不开各种各样的微生物。
(1)乳酸菌是厌氧细菌,在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸,可用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等;
(2)醋酸菌是好氧细菌,当O2、糖源都充足时能将糖分解成醋酸,当缺少糖源时则将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为醋酸,醋酸菌可用于制作各种风味的醋;
(3)谷氨酸棒状杆菌在发酵过程中要不断地通入无菌空气,并通过搅拌使空气形成细小的气泡,迅速溶解在培养液中(溶氧),在温度为摄氏30~37℃,pH为7到8的情况下,经28~32小时,培养液中会生成大量的谷氨酸,在发酵过程中,当pH呈酸性时,谷氨酸棒状杆菌就会生成乙酰谷氨酰胺;当溶氧不足时,生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸。
(4)传统酿造酱油使用菌种中的曲霉、酵母菌、乳酸菌在酱油发酵过程中分泌的酶不同,它们所发挥的作用就不同 。曲霉中的米曲霉 分泌多种水解酶,分解如豆粕、麸 皮、面粉等原料中的蛋白质和碳水化合物,分解产物不仅满足自身需要,也可供菌种中的酵母菌、乳酸菌利用。曲霉代谢生产的醇、酸、醛、酯、酚、缩醛和呋喃酮等多种成分, 虽多为微量,却构成了酱油复杂的香气。
【详解】A、谷氨酸棒状杆菌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,得到谷氨酸后,再经过一系列处理后可制成味精,A错误;
B、酱油由霉菌(黑曲霉)将原料中的蛋白质分解成多肽和氨基酸,经淋洗调制而成,B正确;
C、醋酸菌在缺少糖源和氧气充足时,可以直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸,反应简式正确,C正确;
D、乳酸菌是厌氧细菌,在无氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸,用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等,D正确。
故选A。
3. 浆水是西北人熟知的夏季一种传统的发酵食品,它是用芹菜,卷心菜等蔬菜为原料发酵制成的,口感微酸,消暑解渴营养丰富。兰州大学近日发布了一项最新研究。从浆水中分离出有益菌--发酵乳酸杆菌JL-3,发现浆水可通过降解动物体内的尿酸来控制尿酸的积累。下列叙述错误的是( )
A. 浆水制作过程中需要将器皿和原料用开水烫干净,目的是防止杂菌污染
B. 发酵乳酸杆菌JL-3遗传物质DNA主要分布在细胞核中
C. 浆水的食用消暑解渴和控制尿酸体现了生物多样性的直接价值
D. 浆水制作过程需要保持适宜温度,有利于微生物的发酵
【答案】B
【解析】
【分析】微生物的发酵在食品的制作中有重要的作用,如泡菜,酸奶变酸要靠乳酸菌的发酵作用,酵母菌用来酿酒,霉菌和毛霉会引起食物的变质。
【详解】A、浆水制作过程中需要将器皿和原料用开水烫干净,进行消毒,其目的是防止杂菌污染,A正确;
B、乳酸杆菌JL-3属于原核生物,遗传物质DNA分布在细胞的拟核中,B错误;
C、直接价值:对人类有食用、药用和工业原料等使用意义以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的,故对人类有食用、药用和工业原料等使用意义的可以体现生物多样性的直接价值,C正确;
D、果酒、果醋、泡菜和腐乳制作过程中菌种生活的温度条件不同,因此浆水制作过程中,需要将温度控制在发酵菌种的最适温度范围内,D正确。
故选B。
4. 下列关于灭菌和消毒的叙述,正确的是( )
A. 灭菌和消毒均可以杀死环境中的一切微生物,包括芽孢和孢子
B. 无菌操作时,需要对实验操作的空间、操作者的衣物和手进行灭菌
C. 灼烧法灭菌的对象是金属器具,不可以是玻璃器具
D. 常用灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌等
【答案】D
【解析】
【分析】消毒是指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)。
灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。常见的消毒方法有煮沸消毒法、紫外线消毒法(可杀死物体表面和空气的微生物),还可用化学药剂进行消毒,如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等。常用的灭菌方法有灼烧灭菌法、干热灭菌法、高压蒸汽灭菌法(适用于培养基)等。
【详解】A、灭菌可以杀死环境中的一切微生物,包括芽孢和孢子,消毒是杀死部分微生物,不包括芽孢和孢子,A错误:
B、无菌操作时,需要对实验操作的空间、操作者的衣物和手进行消毒,B错误;
C、灼烧法灭菌的对象是金属器具,也可以是部分玻璃器具,如涂布器,C错误;
D、常用灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌等,D正确。
故选D。
5. 《科技日报》发表了一篇名为《我国首次实现从一氧化碳到蛋白质的合成并形成万吨级工业产能》的文章,在互联网上引起了极大的反响,实际利用的是乙醇梭菌(芽孢杆菌科)的酵化过程。具体做法是以钢铁工业煤气中的一氧化碳为主要原料,以氨水为氮源,培养基由磷酸、氢氧化钾、硫酸镁、硫酸亚铁及少量维生素组成,22秒就可转化出乙醇和乙醇梭菌蛋白。下列有关叙述正确的是( )
A. 从上述培养基的成分推测乙醇梭菌是异养型细菌
B. 若除去氨水,再在此培养基中加入有机碳源,仍不可用于培养大肠杆菌
C. 酵化用的培养基需采用高压蒸汽灭菌后再调节pH以适宜乙醇梭菌的生长
D. 乙醇梭菌的纯培养物就是不含代谢废物的微生物培养物
【答案】B
【解析】
【分析】乙醇梭菌是原核生物,其细胞中只含核糖体,不含内质网、高尔基体等细胞器。
【详解】A、由题可知,培养基的成分都是无机物,故乙醇梭菌是自养生物,A错误;
B、除去氨水,再在此培养基中加入有机碳源,此培养基也不能用来培养大肠杆菌,因为缺少了氮源,B正确;
C、培养基需要调节好pH后再高压蒸汽灭菌,C错误;
D、乙醇梭菌的纯培养物就是不含杂菌的微生物培养物,不是不含代谢废物的微生物培养物,D错误。
故选B。
6. 下列对发酵工程及其应用的叙述,正确的有几项( )
①发酵工程的中心环节是灭菌,培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌
②发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物及菌体本身
③利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物肥料可以促进植物生长
④发酵工程所用的菌种大多是混合菌种
⑤生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉
A. 4项 B. 3项 C. 2项 D. 5项
【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、提纯等步骤。
【详解】①发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵,①错误;
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,②正确;
③微生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力,改良土壤结构,促进植株生长,常见的有根瘤菌肥、固氨菌肥等,③正确;
④现代发酵工程通常采用单一菌种纯培养,以控制产物质量和避免污染,混合菌种多见于传统发酵,④错误;
⑤柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得,所以生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉,⑤正确。
综上所述,正确的是②③⑤,即B正确,ACD错误。
故选B。
7. 传统发酵技术通常是家庭式或作坊式的,可以用于腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等的加工。相关叙述正确的是( )
A. 传统发酵技术制作果酒、果醋和腐乳通常都不是纯种发酵
B. 传统发酵过程中为降低杂菌污染,发酵前需要对器具、原料等进行灭菌
C. 制作果酒时,挑选新鲜葡萄,去除枝梗后用清水冲洗再榨汁
D. 通过传统发酵技术也可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白
【答案】A
【解析】
【分析】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。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酱、酱油、醋泡菜和豆豉等,它们是我国传统饮食文化的重要组成部分。
【详解】A、传统发酵食品的制作离不开各种各样的微生物,统发酵技术制作果酒、果醋和腐乳是利用植物体表面天然的微生物来进行发酵的,A正确;
B、传统发酵过程中为降低杂菌污染,发酵前需要对器具进行消毒,传统发酵技术通常利用原料中的野生菌种进行发酵,原料不能消毒和灭菌,B错误;
C、制作果酒时挑选新鲜葡萄,应先用清水冲洗,再去除葡萄的枝梗,以防止杂菌的污染,C错误;
D、单细胞蛋白本生就是一种微生物,并不是一种微生物细胞的提取物,D错误。
故选A。
8. 下图是植物原生质体制备、分离和检测的流程示意图。下列叙述错误的是( )
A. 步骤①需要添加纤维素酶和果胶酶以去除细胞壁
B. 原生质体的密度介于图中甘露醇溶液的密度和蔗糖溶液的密度之间
C. 台盼蓝检测后应选择被染色的原生质体继续培养
D. 制备的原生质体在适宜条件下可重新长出细胞壁
【答案】C
【解析】
【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,在制备原生质体时,步骤①可添加纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,A正确;
B、原生质体的密度介于0.60mol·L-1甘露醇溶液和0.75mol·L-1蔗糖溶液之间,离心后会集中在界面处,B正确;
C、台盼蓝用于检测细胞活性,活细胞不被染色,死细胞会被染成蓝色,因此应选择未被染色的原生质体继续培养,C错误;
D、制备的杂交的原生质体在适宜条件下可重新长出细胞壁,D正确。
故选C。
9. 铁皮石斛是非常好的药材,但其自然繁殖力极弱,生长缓慢,由于人们的掠夺式采挖,资源已接近枯竭,植物组织培养技术为铁皮石斛的繁殖提供了新思路。下列说法正确的是( )
A. 植物组织培养得到试管苗的过程中只需要更换一次培养基
B. 诱导愈伤组织形成时需要每日给予适当时间的光照
C. 降低培养基中细胞分裂素/生长素的比值,有利于诱导生根
D. 用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异
【答案】C
【解析】
【分析】植物组织培养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,诱导形成完整植株的技术;原理为植物细胞的全能性;基本流程为:外植体→愈伤组织→诱导生芽、生根→完整植株。
【详解】A、在植物组织培养过程中需要在不同时期,根据培养对象的需求添加或减少一些物质,尤其是植物激素的比例,故植物组织培养得到试管苗的过程中不止更换一次培养基,A错误;
B、诱导愈伤组织期间一般不需要光照,在后续的培养过程中,每日需要给予适当时间和强度的光照,B错误;
C、愈伤组织的分化过程中,当培养基中(细胞分裂素/生长素)的比值较高时,诱导分化的器官是芽;比值较低时,诱导分化的器官是根,C正确;
D、变异可以是自发的、不定向的,用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗可能会出现变异,D错误。
故选C。
10. 诱导多能干细胞(iPS细胞)在形态、基因表达、分裂能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似,这为某些疾病的基础研究及其临床应用提供了一种新的途径。下列说法正确的是( )
A. iPS细胞与胚胎干细胞都必须从胚胎中获取
B. iPS细胞的制备必须通过激素诱导细胞实现
C. 来自同一机体的造血干细胞与胚胎干细胞遗传物质相同
D. 可利用镰状细胞贫血患者自身体细胞培养的iPS细胞治疗自身该疾病
【答案】C
【解析】
【分析】iPS细胞是通过基因转染技术将某些转录因子导入动物或人的体细胞,使体细胞直接重构成为胚胎干细胞,细胞样的多潜能 细胞。
【详解】A、iPS细胞可以由体细胞诱导形成,A错误;
B、iPS细胞的制备可通过将特定基因或特定蛋白导入细胞实现,或者通过小分子化合物诱导细胞实现,B错误;
C、来自同一机体的造血干细胞与胚胎干细胞都是由受精卵发育形成的,遗传物质相同,C正确;
D、镰状细胞贫血的发病原因为基因突变,因此不能利用患者自身体细胞培养的iPS细胞进行治疗,D错误。
故选C。
11. 嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)免疫疗法能赋予T细胞肿瘤靶向性、更强的杀伤活性和持久的杀伤力,达到高效识别、杀死癌细胞的治疗效果。该疗法的主要流程如图所示。下列说法错误的是( )
A. ②过程的核心工作是构建含有CAR结构的表达载体
B. ③过程之前需要对构建的CAR-T细胞进行检测和鉴定,以确定细胞表面含有嵌合抗原受体
C. ③过程需要在含有95%空气和5%CO2的CO2培养箱中进行
D. 只要提供合适的条件并及时传代,CAR-T细胞可在培养条件下不断增殖
【答案】D
【解析】
【分析】CAR-T细胞疗法是通过设计CAR基因,并导入癌症患者的T细胞中,使其转化为CAR-T细胞。CAR-T细胞膜 上的 CAR蛋白与癌细胞表面抗原特异性结合后,可激活CAR-T细胞使其增殖、分化,从而实现对癌细胞的特异性杀伤和记忆。
【详解】A、基因工程的核心步骤使构建含有目的基因的基因表达载体,A正确;
B、目的基因进入受体细胞后,需要经过检测与鉴定以确定目的基因在受体细胞中是否稳定维持和表达其遗传特性,B正确;
C、③过程属于体外动物细胞培养,过程需要在含有95%空气和5%CO2的CO2培养箱中进行,C正确;
D、CAR-T细胞属于导入目基因的正常细胞,不具备无限增殖的能力,D错误。
故选D。
12. 关于细胞工程的操作,下列叙述错误的是( )
A. 花药离体培养得到的胚状体需要鉴定核型,筛选后才能用于单倍体育种
B. 诱导植物形成愈伤组织时往往要避光培养,而再分化过程中要有光照
C. 将动物组织块中的细胞分散开时,胰蛋白酶和胶原蛋白酶都需要使用
D. 制备单克隆抗体过程中,第二次筛选时挑出阳性孔中的细胞扩大培养
【答案】C
【解析】
【分析】植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性,其过程为:离体的植物组织,器官或细胞经过脱分化过程形成愈伤组织,愈伤组织经过再分化过程形成胚状体,进一步发育成为植株。
【详解】A、花药包括花药壁细胞和花粉,由花药壁培养得到的胚状体是二倍体,由花粉培养而来的是单倍体,因此花药离体培养得到的胚状体需要鉴定核型,筛选后才能用于单倍体育种,A正确;
B、光照可能会影响愈伤组织的形成,而再分化过程需要光照,这样有利于叶绿素的形成,因此诱导植物形成愈伤组织时往往要避光培养,而在再分化过程中要有光照,B正确;
C、将动物组织块中的细胞分散开时,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶即可,不需要同时使用,C错误;
D、制备单克隆抗体过程中,第二次筛选是利用的是抗原-抗体杂交反应原理,阳性孔中的细胞为既能无限增殖又能产生特定抗体的杂交瘤细胞,因此对该细胞进行扩大培养,D正确。
故选C。
13. 我国科学家成功培育了体细胞克隆猴。在处理重构胚时,将组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA、组蛋白去甲基化酶KDM4D的mRNA 注入了重构胚,促进囊胚的发育,提高代孕母猴的妊娠率。下列叙述错误的是( )
A. 除显微操作去核外,还可采用梯度离心、紫外线照射、化学物质处理法在没有穿透卵母细胞透明带的情况下使其中的DNA 变性
B. TSA 能够抑制组蛋白脱乙酰酶的作用从而降低组蛋白的乙酰化水平
C. 组蛋白去甲基化酶KDM4D能够降低组蛋白的甲基化水平
D. 培育克隆猴对研究人类疾病致病机制和研发新药有重要意义
【答案】B
【解析】
【分析】细胞核移植概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
【详解】A、在核移植过程中,去除卵母细胞的细胞核时,除显微操作去核外,还可采用梯度离心、紫外线照射、化学物质处理等方法,这些方法可以在不穿透卵母细胞透明带的情况下使其中的DNA 变性,A正确;
B、组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA可抑制组蛋白脱乙酰酶的活性,从而抑制组蛋白脱乙酰作用,提高组蛋白的乙酰化水平,B错误;
C、组蛋白去甲基化酶KDM4D可促进组蛋白去甲基化,从而能够降低组蛋白的甲基化水平,C正确;
D、猴属于灵长类动物,与人更接近,培育遗传背景相同的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B。
14. 澳大利亚布里斯班一对小姐弟被确认为全球第二对半同卵双胞胎,发育成该对半同卵双胞胎的受精卵形成过程如下图所示,其中细胞a、b均含双亲染色体,最终发育成姐弟二人。下列相关叙述正确的是( )
A. 图中异常受精时,卵子应发育到减数分裂Ⅱ的后期
B. 半同卵双胞胎的产生与透明带反应和卵细胞膜反应异常有关
C. 图中一个卵子与两个精子结合,说明精子和卵子不会相互识别
D. 细胞a的染色体组成为MP1,则细胞c的染色体组成为P1P2或MP2
【答案】B
【解析】
【分析】根据图示,半同卵双胞胎的形成过程有两个精子同时进入到一个卵细胞,受精卵中有三个染色体组;有丝分裂过程中,染色体复制,有丝分裂后期形成6个染色体组,细胞a组成为MP1,细胞b组成MP2,细胞c为P1P2。
【详解】A、卵子发育到减数分裂Ⅱ中期才具备与精子受精的能力,A错误;
B、阻止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应,该卵子与2个精子受精,表明透明带反应和卵细胞膜反应未能阻止多精入卵,B正确;
C、一个卵子与两个精子结合这种情况下,精子与卵子仍发生了相互识别,C错误;
D、细胞a的染色体组成为MP1,则细胞c的染色体组成为P1P2,D错误。
故选B。
15. 如图为受精作用及早期胚胎发育示意图,下列叙述不正确的是
A. ①过程需细胞表面蛋白相互识别
B. 孵化发生在②过程
C. ②③过程细胞的核/质比逐渐增大
D. 原肠胚阶段内胚层包裹的囊腔叫原肠腔
【答案】B
【解析】
【分析】分析图解,图为受精作用和胚胎发育过程.受精作用就是精子和卵细胞相互识别并结合形成受精卵的过程.受精卵发育为桑椹胚的过程称为卵裂,卵裂就是有丝分裂.在卵裂过程中,细胞的总体积基本不变,单个细胞的体积不断减小;单个细胞的DNA含量不变,卵裂球的有机物总量减少。
【详解】A、①过程为受精作用,精子和卵细胞的识别需要细胞膜表面的糖蛋白,A正确;
B、孵化发生在③囊胚的形成过程,B错误;
C、细胞卵裂过程中,单个细胞体积减小,因此核质比例增大,C正确;
D、原肠胚阶段由内胚层包围的囊腔叫原肠腔,D正确。
故选B。
16. 人们在研究、利用微生物时,需用无菌技术培养获取纯种微生物,并对其进行计数或保存。下列有关叙述正确的是( )
A. 用稀释涂布平板法进行微生物计数时,结果往往比实际值高
B. 平板划线操作中,灼烧接种环的次数多于在培养基上划线区域数
C. 高压蒸汽灭菌后,打开排气阀,待压力表指针降至“0”后开盖取物
D. 获得纯种微生物后,利用涂布平板法接种至斜面培养基上,进行低温保存
【答案】B
【解析】
【分析】1、稀释涂布平板法:将待测样品制成均匀的系列稀释液,尽量使样品中的微生物细胞分散开,使成单个细胞存在,再取一定稀释度、一定量的稀释液接种到平板中,使其均匀分布于平板中的培养基内。
2、平板划线法:把混杂在一起的微生物或同一微生物群体中的不同细胞,用接种环在平板表面上作多次由点到线的划线稀释而获得较多独立分布的单个细胞,并让其成长为单菌落的方法。
【详解】A、用稀释涂布平板法进行微生物计数时,由于两个或多个细菌常形成一个菌落,因此结果往往比实际值低,A错误;
B、平板划线法接种时第一次划线前与每次划线后都需要灼烧灭菌,因此灼烧接种环的次数多于在培养基上划线区域数,B正确;
C、高压蒸汽灭菌后,待压力表指针降至“0”后打开排气阀,开盖取物,C错误;
D、获得纯种微生物后,利用划线分离法接种至斜面培养基上,进行低温保存,D错误。
故选B。
二、非选择题:本大题共52分。
17. 回答下列有关微生物及酶的相关问题:
(1)纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分,即____________、__________ 和葡萄糖苷酶。
(2)土壤中的某些细菌也能分解纤维素,可以利用______________培养基进行分离,接种时可以使用_________法,方便对纤维素分解菌进行计数。
(3)从纤维素分解菌中提取纤维素酶,可以利用固定化酶技术对酶进行处理,能达到反复使用的目的,使用该技术对酶处理时,一般用________________或______________法。
(4)纤维素被分解后产生的葡萄糖,可以用来酿酒,通入氧气后酒可能会变酸,这主要是____________(填微生物)发酵引起的。
【答案】 ①. C1酶 ②. Cx酶 ③. 选择(或以纤维素为唯一碳源的) ④. 稀释涂布平板 ⑤. 化学结合法 ⑥. 物理吸附 ⑦. 醋酸杆菌
【解析】
【分析】筛选纤维素分解菌需要使用一纤维素为唯一碳源的选择培养基。土壤中存在着大量纤维素分解菌,包括真菌、细菌和放线菌等,它们可以产生纤维素酶。纤维素酶是一种复合酶(纤维素酶是一类酶包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶),可以把纤维素分解为纤维二糖,进一步分解为葡萄糖使微生物加以利用,故在用纤维素作为唯一碳源的培养基中,纤维素分解菌能够很好地生长,其他微生物则不能生长。
【详解】(1)纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分,即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。
(2)土壤中的某些细菌也能分解纤维素,可以利用以纤维素为唯一碳源的选择培养基进行分离。接种时可以使用稀释涂布平板法,方便对纤维素分解菌进行计数。
(3)固定化酶技术对酶处理时,一般用化学结合法和物理吸附法。
(4)酿酒过程中通入氧气后酒可能会变酸,这主要是醋酸杆菌发酵引起的。
【点睛】本题纤维素分解菌考查的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力。
18. 营养缺陷型菌株就是在人工诱变或自发突变后,微生物细胞代谢调节机制中的某些酶被破坏,使代谢过程中的某些合成反应不能进行的菌株。这种菌株能积累正常菌株不能积累的某些代谢中间产物,为工业生产提供大量的原料产物。以下是实验人员利用影印法初检氨基酸缺陷型菌株的过程。回答下列问题:
(1)过程①的接种方法为______,与基本培养基(只含碳源、无机盐、水)相比,待测培养皿中特有的成分有______。
(2)进行②过程培养时,应先将丝绒布转印至基本培养基上,原因是______。从______培养基上获得相应的营养缺陷型菌株。采用影印法培养的优点是______。
(3)为了进一步完成对初检的营养缺陷型菌株的鉴定,实验人员进行了如下操作:
①用接种针挑取______(填“菌落A”或“菌落B”)接种于盛有完全培养液的离心管中,28℃振荡培养1~2天后,离心,取沉淀物用______洗涤3次,并制成菌悬液。
②吸取1mL菌悬液加入无菌培养皿中,倾注15mL融化并冷却至45〜50℃的基本培养基,待其冷凝后用记号笔在皿底划分五个区域,标记为A、B、C、D、E。
③在划分的五个区域上放入少量分组的氨基酸粉末(如下表所示),经培养后,观察生长圈出现的区域,从而确定属于何种氨基酸缺陷型。
组别
所含氨基酸
A
组氨酸
苏氨酸
谷氨酸
天冬氨酸
亮氨酸
B
精氨酸
苏氨酸
赖氨酸
甲硫氨酸
苯丙氨酸
C
酪氨酸
谷氨酸
赖氨酸
色氨酸
丙氨酸
D
甘氨酸
天冬氨酸
甲硫氨酸
色氨酸
丝氨酸
E
半胱氨酸
亮氨酸
苯丙氨酸
丙氨酸
丝氨酸
在上述鉴定实验中,发现在培养基A、D区域出现生长圈,说明该营养缺陷型菌株属于______。
【答案】 ①. 稀释涂布平板法 ②. 氨基酸 ③. 防止将特定营养成分带入培养基 ④. 完全 ⑤. 同种菌株的接种位置相同 ⑥. 菌落A ⑦. 无菌水 ⑧. 天冬氨酸缺陷型
【解析】
【分析】分析题图: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。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,据此可以选择出氨基酸缺陷型菌株。
【详解】(1)根据过程①培养的效果图可以判断,该过程所采用的接种方法为稀释涂布平板法。图示为实验人员利用影印法初检氨基酸缺陷型菌株的过程,据此可知:与基本培养基(只含碳源、无机盐、水)相比,待测培养皿中的特有的成分有氨基酸。
(2)为了防止将特定营养成分带入培养基,进行②过程培养时,应先将丝绒布转印至基本培养基上。氨基酸缺陷型菌株只能在完全培养基或补充了相应的氨基酸的基本培养基中生长,因此应从题图中完全培养基上获得相应的营养缺陷型菌株。采用影印法培养的优点是同种菌株的接种位置相同。
(3)为了进一步完成对初检的营养缺陷型菌株的鉴定,结合对(2)的分析可知:①用接种针挑取菌落A接种并培养;离心后菌株存在于沉淀物中,为了防止杂菌污染,需取沉淀物用无菌水洗涤3次,并制成菌悬液。
③表中信息显示:A、D区域含有、其它区域不含有的氨基酸是天冬氨酸,而实验结果只有A、D区域出现生长圈,说明该营养缺陷型菌株属于天冬氨酸缺陷型。
【点睛】本题考查了微生物的分离与培养的有关知识,要求考生能够根据题干信息确定该菌种的筛选过程,同时能够根据表格信息确实菌体缺陷的氨基酸种类,意在考查考生的信息处理能力。
19. 甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究,基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定,最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题:
(1)根据研究目标,在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前,应检验两种植物的原生质体是否具备______的能力。为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体,则乙植物可用幼苗的______为外植体。
(2)在获取原生质体时,常采用______酶进行去壁处理。在原生质体融合前,需对原生质体进行处理,分别使甲原生质体和乙原生质体的______失活。两种原生质体1:1混合后,通过添加适宜浓度的PEG进行融合;一定时间后,加入过量的培养基进行稀释,稀释的目的是______。
(3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合,在凝固前倒入培养皿,融合原生质体分散固定在平板中,并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于______。
(4)植物体细胞杂交技术的原理是______和植物细胞的全能性,该技术在______以及培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
【答案】(1) ①. 再生植株 ②. 叶片
(2) ①. 纤维素酶和果胶 ②. 细胞质(甲)、细胞核(乙) ③. 终止原生质体融合 (3)一个融合原生质体
(4) ①. 细胞膜的流动性 ②. 打破生殖隔离,实现远缘杂交育种
【解析】
【分析】植物体细胞杂交技术:
(1)植物体细胞杂交技术: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;
(2)过程:①诱导融合的方法:物理法;化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂;②细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成;③植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结束;④杂种植株的特征:具备两种植物的遗传特征,原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质;
(3)意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。
【小问1详解】
在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前,应检验两种植物的原生质体是否具备再生的能力。为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,若甲植物原生质体采用幼苗的根(无色)为外植体,则乙植物可用幼苗的叶片(含有叶绿体,是绿色)为外植体。
【小问2详解】
植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,在获取原生质体时,常采用相应的酶进行去壁处理。为使获得的杂种细胞具有耐盐碱效应(甲植物的细胞核基因)和高产效应(乙植物的细胞质基因),在原生质体融合前要分别使甲原生质体的细胞质和乙原生质体的细胞核失活,融合后的原生质体具有甲植物的细胞核基因和乙植物的细胞质基因。用适宜浓度的PEG促进融合后,一定时间后,加入过量的培养基进行稀释,稀释的目的是降低PEG浓度,使其失去促融作用从而阻断原生质体继续融合,以终止原生质体融合。
【小问3详解】
同一块愈伤组织所有细胞源于一个融合原生质体。未融合的原生质体因为细胞质或细胞核的失活,无法正常生长、分裂;同种融合的原生质体也因为甲原生质体细胞质或乙原生质体细胞核失活而不能生长、分裂;只有杂种细胞才具备有活性的细胞质和细胞核,可以生长、分裂,因此这些愈伤组织只能来自于杂种细胞,同一个杂种原生质体,或者说同一个融合原生质体。
【小问4详解】
植物体细胞杂交技术,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,这里涉及到的技术是植物细胞融合技术和植物组织培养技术,利用原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性;植物体细胞杂交技术,在打破生殖隔离,实现远缘杂交育种以及培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
20. 阅读下列材料并回答问题:
材料甲:科学家将人胰岛素基因导入大肠杆菌,获得了能合成胰岛素的大肠杆菌。
材料乙:科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得了诱导性多能干细胞(iPS细胞),继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。
材料丙:科学家将高产奶牛的受精卵发育成的胚胎移植到雌性普通黄牛体内,后者成功产出高产奶牛的犊牛。
(1)材料甲涉及基因工程技术,基因工程的核心步骤是___________。需用Ca2+处理大肠杆菌,使细胞处于一种能吸收周围环境中___________的生理状态,这种细胞称为感受态细胞。
(2)材料乙中从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为___________,培养的细胞在贴壁生长增殖至充满培养皿底时停止分裂,这种现象称为___________。iPS细胞与ES细胞特点相似,如在功能上具有___________,有望在对人类iPS细胞进行定向诱导分化后用于疾病的治疗。
(3)材料丙涉及胚胎工程技术。在胚胎移植操作中,应对供体和受体母畜进行_____________处理,目的是______________________________,使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致,进行胚胎移植的优势是__________________________________________________。
【答案】 ①. 构建基因表达载体 ②. DNA分子 ③. 原代培养 ④. 接触抑制 ⑤. 发育的全能性 ⑥. 同期发情 ⑦. 使供体和受体(的生殖器官)处于相同的生理状态 ⑧. 可以充分发挥雌性优良个体(或优良母畜)的繁殖潜力
【解析】
【详解】试题分析:本题主要考查基因工程、细胞工程、胚胎工程。基本属于识记内容,要求学生熟知基因工程的操作过程,细胞培养的过程,胚胎干细胞的知识,以及胚胎移植的过程和意义。
(1)材料甲涉及基因工程技术,基因工程的核心步骤是构建基因表达载体。用Ca2+处理大肠杆菌,使大肠细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,这种细胞称为感受态细胞。
(2)动物细胞培养中的初次培养称为原代培养。培养的细胞在贴壁生长增殖至充满培养皿底时停止分裂,这种现象称为接触抑制。iPS细胞为诱导性多能干细胞,与ES细胞相比,iPS细胞在功能上具有发育的全能性。
(3)在胚胎移植操作中,应对供体和受体母畜进行同期发情,使供体和受体(的生殖器官)处于相同的生理状态,使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致,进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体(或优良母畜)的繁殖潜力。
21. 控制哺乳动物的性别对于畜牧生产有着十分重要的意义。目前,分离精子技术是有效的性别控制方法。例如,牛的含X染色体的精子的DNA含量比含Y染色体的精子的DNA含量高出4%左右,利用这一差异人们借助特殊仪器将它们分离开来,再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛(如下图所示)。
根据以上信息回答下列相关问题:
(1)试管动物技术通常是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下__________和结合,并通过培养发育成早期胚胎后,再经胚胎移植产生后代的技术,试管动物技术属于________生殖。
(2)图中过程③通常采用__________技术,在这个过程中精子与卵子相遇时,首先发生_______________反应释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质。防止多精入卵的生理反应有___________________。
(3)为了确保得到所需性别的试管牛,往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴定,请举出一种对早期胚胎进行性别鉴定的方法:____________________。
(4)胚胎移植能够成功,原因之一是因为早期胚胎在母体内处于_____状态 ;另外受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生_____反应,为胚胎在受体内的存活提供了可能。
(5) 动物细胞培养时,放入培养瓶中的细胞沉降到瓶底部后首先会出现贴壁生长,大量增殖后会出现_________,每次传代培养时,常使用胰蛋白酶处理,该处理的目的是________________。
【答案】 ①. 成熟 ②. 有性 ③. 体外受精 ④. 顶体 ⑤. 透明带反应和卵细胞膜反应 ⑥. 分析胚胎细胞的染色体组成 ⑦. 游离 ⑧. 免疫排斥 ⑨. 接触抑制 ⑩. 形成分散的单个细胞,便于制成细胞悬浮液后转入到新的培养瓶中培养
【解析】
【分析】
分析题图:图示为试管牛培育过程图,牛的精子分离出含Y染色体的精子和含X染色体的精子,与卵细胞结合形成受精卵,因此①表示精子的采集,②表示卵母细胞的采集,③表示体外受精过程,接着经过早期胚胎培养过程和胚胎移植形成试管牛。
【详解】(1)试管动物技术通常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,培养发育为早期胚胎,再进行胚胎移植产生后代的技术。试管动物是由受精卵发育形成的,所以为有性生殖。
(2)图中过程③通常采用体外受精技术,该过程中获能的精子与卵子相遇时,首先发生顶体反应释放顶体酶直接溶解卵丘细胞之间的物质。防止多精入卵的生理反应有透明带反应和卵黄膜的封闭作用。
(3)由于受精卵的性染色体组成为XY时发育为雄性个体,而性染色体组成为XX时发育为雌性个体,所以为了确保得到所需性别的试管牛,往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴定,可通过分析胚胎细胞的染色体组成来判断早期胚胎的性别。
(4)胚胎移植能够成功,原因之一是因为早期胚胎在母体内处于游离状态 ;另外受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,为胚胎在受体内的存活提供了可能。
(5) 动物细胞培养时,放入培养瓶中的细胞沉降到瓶底部后首先会出现贴壁生长,大量增殖后会出现接触抑制,故每次传代培养时,常使用胰蛋白酶处理,目的是形成分散的单个细胞,便于制成细胞悬浮液后转入到新的培养瓶中培养。
【点睛】本题结合试管牛培育过程图解,考查胚胎工程和细胞工程的相关知识,要求考生识记体外受精技术的过程,明确试管牛是有性生殖的产物;识记动物细胞培养的过程。
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