精品解析:湖南省涟源市第二中学2024-2025学年高二下学期4月期中考试生物试题
2025-07-24
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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-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | 娄底市 |
| 地区(区县) | 涟源市 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.13 MB |
| 发布时间 | 2025-07-24 |
| 更新时间 | 2025-08-05 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-07-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53190725.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025年上学期期中考试试卷
高二生物
满分:100分 时量:75分钟
一、单选题(每题2分,共24分)
1. “红菌豆渣”是粤东地区特有的一种传统名肴,其生产过程是:焙烤新鲜豆腐渣→将豆腐渣捏成团放入铺有荷叶的筛子、压平、冷却→在渣面上撒上菌种→发酵一天,渣面长出红毛即得到成品。相关叙述错误的是( )
A. 焙烤可降低豆腐渣含水量,利于后期发酵
B. 适当增加菌种量、控制发酵温度,可提高发酵效率
C. 豆腐渣中的蛋白质被分解,可增加成品的营养和风味
D. 渣面上长出的红毛是酵母菌繁殖形成的
2. 下列对微生物进行选择培养或鉴定的叙述,不合理的是( )
A. 从土壤中筛选尿素分解菌所用的培养基中只有尿素一种碳源
B. 筛选土壤中的真菌时需要在培养基中加入抗生素
C. 向选择培养基中加入特定指示剂可以对筛选的菌落进行鉴定
D. 在热电厂排污口周围的水体中容易筛选到耐热菌
3. 自杀基因系统是指外源基因导入受体细胞后会表达相应的酶,该酶可催化无毒的药物前体转化为有毒物质,从而导致受体细胞被杀死。为探究外源基因TK与药物更昔洛韦能否组成自杀基因系统,以肝癌细胞为受体细胞进行实验,结果如图所示。下列说法正确的是( )
A. 培养肝癌细胞过程中需定期更换培养液以保持无菌、无毒的环境
B. 实验结果表明外源基因TK与更昔洛韦可组成自杀基因系统
C. 本实验的自变量为肝癌细胞是否导入TK基因,其他变量是无关变量
D. 肝癌细胞在细胞培养过程中没有接触抑制,因而无需进行传代培养
4. 下列生物技术的应用实例中,运用的原理与其他各项不同的是( )
A. 悬浮培养人参细胞,提取人参皂苷
B. 利用花药离体培养获得植物单倍体植株
C. 将转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育成植株
D 通过植物组织培养获得人工种子并发育成植株
5. 亚硒酸钠对细菌的生长有明显的毒害作用,土壤中的富硒细菌可将其还原为红色单质硒,如图为土壤中富硒细菌的筛选和纯化过程,①⑤为相应步骤。下列相关叙述正确的是( )
A. 培养富硒细菌时,培养基应调至酸性并添加维生素
B. 步骤①中的培养基可进行高压蒸汽灭菌,培养皿可采用干热灭菌
C. 步骤②→③采用的是平板划线法,该方法可用于微生物分离和活菌计数
D. 步骤④中不可以根据菌落周围是否出现红色区域对目的菌株进行筛选
6. 植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到应用。某兴趣小组尝试利用该技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素,设计了实验流程和培养装置(如图),请同学们进行评议。下列评议不合理的是( )
A. 悬浮培养使用的是液体培养基,可通过摇床振荡分散细胞
B. 装置中的充气管应置于液面上方,该管可同时作为排气管
C. 细胞悬浮培养利用了细胞增殖原理,培养过程通常需要避光
D. 细胞悬浮培养液中应含有无机盐、碳源、氮源、植物激素等
7. 稀释涂布平板法和稀释倒平板法是分离微生物的两种方法。稀释倒平板法是指将稀释的菌液和琼脂混合,然后将其倒入无菌培养皿中进行培养的方法。下列有关叙述错误的是( )
A. 可采用干热灭菌法对培养过程中所用的培养皿进行灭菌
B. 两种方法均能得到由一个细菌繁殖而来的单菌落
C. 稀释倒平板法适合用于培养醋酸杆菌等好氧型微生物
D. 稀释倒平板法能通过统计菌落数实现对样品活菌的计数
8. 双层平板法是对噬菌体进行计数的常用方法。具体做法是:在无菌培养皿中倒入琼脂含量为2%的培养基凝固成底层平板后,将琼脂含量为1%的培养基熔化并冷却至45~48℃,然后加入敏感指示菌和待测噬菌体稀释悬液的混合液,充分混匀后立即倒入底层平板上形成双层平板(见下图)。培养一段时间后,在双层培养基的上层会出现透亮无菌圆形空斑——噬菌斑,根据噬菌斑的数目可计算原液中噬菌体的数量。判断下列错误的是( )
A. 倒平板前需对培养基和培养皿进行灭菌,灭菌方法分别是高压蒸汽灭菌、干热灭菌
B. 利用双层平板法对T2噬菌体进行计数,选用的敏感指示菌为酵母菌
C. 倒上层平板时需将培养基冷却到45~48°C最主要的原因是防止高温杀死细菌和噬菌体
D. 与底层平板相比,上层培养基中琼脂浓度较低的好处是形成的噬菌斑较大,有利于计数
9. 异体器官移植是替代器官功能的有效途径。中国科学家综合利用多种现代生物技术,在猪的体内培育出了一个“人—猪嵌合中期肾”,部分流程如下图所示,图中数字表示相关过程。已知胚胎在未分化前相互连接比较松散,可塑性强。下列相关叙述正确的是( )
A. 选择猪的桑葚胚或原肠胚等早期胚胎导入ipsc成功率更高
B. 过程②使用蛋白酶合成促进剂激活重构胚发育成早期胚胎
C. 过程④选择的受体母猪应具有健康的体质和正常繁殖能力
D. 利用胚胎分割等有性生殖技术可以增加人源化中肾的数量
10. 泡菜在我国“食材谱系”中已有数千年历史,其中广东泡菜以爽脆出名,而且口味酸甜。各种应季的蔬菜,如白萝卜、红萝卜、小黄瓜等均可作为泡菜的原料,经发酵后,在口感上比新鲜蔬菜更爽脆,既好吃,又助消化。下列关于泡菜制作的叙述,错误的是( )
A. 乳酸菌经细胞呼吸产生的气体会使坛盖边沿的水槽“冒泡”
B. 腌制方法、时间长短和温度高低均影响泡菜中亚硝酸盐含量
C. 利用水密封泡菜坛的目的是给泡菜坛内创造无氧环境
D. 传统发酵技术一般是利用原材料中天然存在的多种微生物
11. 第三代试管婴儿技术(PGD/PGS)是对早期胚胎细胞进行基因诊断和染色体检测后再进行胚胎移植,流程如图所示。图中检测包括PGD、PGS(PGD是指胚胎植入前的基因诊断,PGS是指胚胎植入前的染色体数目和结构检测)。下列叙述正确的是( )
A. 受精前需将采集的卵子培养至MⅡ期,精子在含Mg2+载体的获能液中获能
B. 进行胚胎移植前需要对夫妻双方进行免疫检查,以防止移植后出现免疫排斥反应
C. PGD和PGS技术可分别用于筛选红绿色盲和唐氏综合征
D. “理想胚胎”需培养至桑葚胚或原肠胚才能植入子宫
12. 目前发现的双胞胎有同卵双胞胎、异卵双胞胎和“半同卵双胞胎”。1对“半同卵小姐弟双胞胎”形成过程如图所示,染色体全部来自父系的“合子”致死。下列相关叙述错误的是( )
A. 细胞a的染色体组成为MP1,则细胞c的染色体组成为P1P1或MM
B. 排卵是卵子从卵泡中排出的过程,图中卵子发育到减数分裂Ⅱ的中期
C. “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
D. 这对小姐弟来源于母亲的染色体相同,来源于父亲的染色体可能不同
二、不定项选择题(全对4分,选不全2分,错选或不全0分,共16分)
13. 下列有关现代生物技术的叙述不正确的是( )
A. 愈伤组织的形成离不开植物激素的调节
B. 至少需经过两次筛选才能获得产生单一抗体的杂交瘤细胞
C. 通常选用囊胚或原肠胚进行胚胎移植
D. 聚乙二醇(PEG)可作为动物细胞融合的诱导剂
14. 谷氨酸棒状杆菌在pH为7.0的环境下生长良好,通过以下代谢途径发酵生产L-谷氨酰胺。下列叙述正确的是( )
A. 环境条件会影响微生物的生长和微生物代谢产物的形成
B. 发酵初期控制pH为7.0,后期调为5.6,有利于提高L-谷氨酰胺产量
C. 发酵结束后,采用过滤、沉淀的方法即可得到纯净的L-谷氨酰胺
D. 使用固体或半固体培养基进行发酵能得到更多的L-谷氨酰胺
15. 动物细胞培养是动物细胞工程的基础,如图所示,a、b、c表示现代工程技术,①、②、③表示其结果,下列说法正确的是( )
A. 若a是核移植技术,①反应了动物细胞的细胞核也具有全能性
B. 若c是胚胎分割技术,③中个体的基因型和表现型一定相同
C. ①②③中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物
D. 若b是体外受精技术,则②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能
16. 下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述不正确的是( )
A. 通常采用培养法或化学诱导法使精子获得能量后进行体外受精
B. 只有受体与供体的生理状态基本相同,被移植胚胎才能继续正常发育
C. 将小鼠桑葚胚分割成2等份获得同卵双胎的过程属于有性生殖
D. 绵羊“多莉”的产生涉及细胞核移植
三、简答题(5题,共60分)
17. 下图中亲本植株的基因型为Tt(体细胞染色体数为2n),A、B、C、D表示以亲本植株为材料进行的四种人工繁殖过程,请据图回答下列问题:
(1)四种人工繁殖过程都用到植物细胞工程技术是_______技术。图中不同的方法都能获得子代植株,其原因是_________________。
(2)经过B过程获得的子代植株的基因型为_______。
(3)图中①需经过的生理过程是____________。
(4)植物细胞获得具有活力的原生质体需要用__________处理,②过程表示将该植物的两个原生质体进行融合,融合前需用化学试剂_____________进行诱导;图中A、B、C、D过程都能得到一种高度液泡化的薄壁细胞组成的结构即_________________。
(5)通过D过程获得子代植株的工程技术手段是_______________技术。
18. 将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就成为可能。其大致过程如下:
I、采集良种供体奶牛的卵母细胞和精液,通过体外受精,形成奶牛受精卵;
Ⅱ、将人血清白蛋白基因导入奶牛受精卵,形成重组细胞;
Ⅲ、电脉冲刺激重组细胞促使其形成早期胚胎;
IV、将胚胎移植到受体母牛的子宫中,最终发育成转基因小牛。
请回答下列问题:
(1)步骤I中,在体外受精前,需要对奶牛的精子进行获能处理。受精时,往往一个卵母细胞只能和一个精子结合,受精过程中防止多精入卵的生理反应包括________。
(2)实验步骤Ⅲ中,进行动物早期胚胎的体外培养时,培养液中除了含有各种无机盐和有机盐类、维生素、激素、核苷酸等营养成分外,还要添加________和动物血清。
(3)实验步骤IV中,在胚胎移植前可以取囊胚的________做DNA分析鉴定性别,应选择性别为雌性的奶牛胚胎进行移植。
(4)若需迅速得到大量转基因奶牛,现有两种处理方法:
方法A:在步骤IV中将早期胚胎分离成若干个胚胎细胞,让其分别发育成一头小牛。进行上述操作时,应选择发育良好形态正常的________进行操作。
方法B:在步骤IV中将早期胚胎细胞的细胞核移植到普通黄牛的去核卵细胞中,使其重组并发育成新胚胎。为获得大量可供移植的胚胎细胞核,可将早期胚胎细胞分离出来,在培养液中将其培养成能够增殖而不发生分化的胚胎干细胞,再从该细胞中提取所需的细胞核。上述两种方法中,最能保持步骤IV中早期胚胎细胞遗传特征的是方法____________。
19. 经人工诱变后,部分细菌由于某种酶被破坏,其细胞中某些化学反应不能正常进行,就形成了营养缺陷型菌株,这在工业生产上有较广阔的应用前景。如图是实验人员利用影印法初检某种氨基酸缺陷型菌株的过程,请回答下列问题:
(1)制备如图所示的培养基除含有细菌必需的_____等营养物质。
(2)倒平板的适宜温度是50℃左右,待平板冷凝后,要将平板倒置,这样做的目的是_____。
(3)根据用途分类,图中基本培养基属于_____(填“选择”或“鉴别”)培养基
(4)进行过程②培养时,应先将丝绒布转印至基本培养基上,原因是____________。
(5)利用影印法培养的优点是不同培养基中同种菌株的接种位置相同,为了完成对初检的营养缺陷型菌株的鉴定,实验人员应挑取_______(填“菌落A”或“菌落B”)进行接种培养,并进一步鉴定。
(6)科研人员用放射线处理目的菌获得两个突变株C和D,然后对突变株C和D进行实验,结果如表所示。
接种菌种
一般培养基
实验处理及结果
C
不生长
添加营养物质甲,能生长
D
不生长
添加营养物质乙,能生长
C+D
能生长
不添加营养物质甲、乙,都能生长
突变株C不能在一般培养基上生长的原因最可能是_____。将突变株C和D混合在一起,接种于一般培养基上,都能生长的最可能的原因是______。
20. 美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养,由单个细胞发育成完整的新植株(如图所示)。分析回答下列问题:
(1)所用的技术是________________。
(2)分离出来的胡萝卜根细胞成为细胞团是通过______分裂完成的。
(3)细胞团中的相同的细胞在发育成胚状体和植株的过程中,形态、结构和生理功能逐渐向不同的方向发生变化,这种现象叫做细胞的________。
(4)本实验说明高度分化的植物细胞仍有发育成完整植株的能力,也就是说_____________________。
(5)大量的科学实验证明,高度分化的动物细胞,它的________仍然保持着________性,这是因为它含有保持本物种遗传特性所需要的全套________。
21. 某生物兴趣小组试图探究牛和山羊的瘤胃中的微生物对尿素是否有分解作用,设计了以下实验,并成功筛选到能降解尿素的细菌(目的菌)。培养基成分如表所示,实验步骤如图所示。请分析回答问题:
KH2PO4
1.4g
Na2HPO4
2.1g
MgSO4·7H2O
0.2g
葡萄糖
10g
尿素
1g
琼脂
15g
溶解后蒸馏水定容到1000mL
(1)从成分上看,表所示培养基能筛选到降解尿素的细菌的原因是_______。
(2)富集培养过程中________(选填“需要”或“不需要”)振荡培养来提高溶氧量,原因是______。
(3)梯度稀释时,每个稀释梯度下要涂布至少3个平板,这样做的目的是______,该结果往往比实际值___(选填“偏大”或“偏小”),原因是______。在实验中,每隔24小时统计一次菌落数目,并选取_______时的记录作为实验结果,这样可以防止因为培养时间不足遗漏菌落数目,导致统计数目偏小。
(4)分离降解尿素的细菌实验时,甲同学从培养基上筛选出大约150个菌落,而其他同学只选择出大约50个菌落。甲同学实验结果差异的原因可能有______(填序号)。
①取样不同②培养基污染③没有设置对照
(5)为进一步确定取自瘤胃中液体的适当稀释倍数,各稀释倍数下降解尿素的细菌菌落数统计结果见表,其中合理的稀释倍数为______。
稀释倍数
103
104
105
106
107
菌落数
>500
427
248
36
5
(6)上述实验过程中,关于无菌操作的叙述正确的有__________。
A. 无菌操作不要求杀死培养基内的一切微生物
B. 实验中用到的试管、培养基等,用干热灭菌法进行灭菌
C. 进行稀释涂布操作时,接种环需进行灼烧灭菌
D. 实验结束后,将实验产生的废弃物进行灭菌处理
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2025年上学期期中考试试卷
高二生物
满分:100分 时量:75分钟
一、单选题(每题2分,共24分)
1. “红菌豆渣”是粤东地区特有的一种传统名肴,其生产过程是:焙烤新鲜豆腐渣→将豆腐渣捏成团放入铺有荷叶的筛子、压平、冷却→在渣面上撒上菌种→发酵一天,渣面长出红毛即得到成品。相关叙述错误的是( )
A. 焙烤可降低豆腐渣含水量,利于后期发酵
B. 适当增加菌种量、控制发酵温度,可提高发酵效率
C. 豆腐渣中的蛋白质被分解,可增加成品的营养和风味
D. 渣面上长出的红毛是酵母菌繁殖形成的
【答案】D
【解析】
【详解】腐乳在制作过程中,经过微生物的发酵,豆腐中是蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸,味道鲜美,易于消化吸收,多种微生物参与豆腐的发酵,如酵母、曲霉和毛霉等,其中起主要作用的是毛霉;传统发酵中,通常会加入前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物,来增加菌种量。
【分析】A、过多的水分可能导致腐败菌滋生,而适当的干燥有利于目标菌种的生长,焙烤可以降低豆腐渣的含水量,同时可以杀死部分微生物,有利于后期发酵,A正确;
B、适当增加菌种量可加快发酵速度,缩短发酵时间,适宜温度能优化微生物代谢活性,有利于菌种生长,提高发酵效率,B正确;
C、豆腐中的蛋白质可以被分解成小分子的肽和氨基酸,味道鲜美,易于消化吸收,可增加成品的营养和风味,C正确;
D、渣面上长出的红毛是霉菌的菌丝,酵母菌为单细胞生物,无法产生菌丝,D错误。
故选D。
2. 下列对微生物进行选择培养或鉴定的叙述,不合理的是( )
A. 从土壤中筛选尿素分解菌所用的培养基中只有尿素一种碳源
B. 筛选土壤中的真菌时需要在培养基中加入抗生素
C. 向选择培养基中加入特定指示剂可以对筛选的菌落进行鉴定
D. 在热电厂排污口周围的水体中容易筛选到耐热菌
【答案】A
【解析】
【分析】1、筛选目的微生物需要在适合其生长的土壤中采集土样。
2、尿素分解菌能够利用尿素,因此筛选尿素分解菌必须在培养基中加入尿素作为唯一氮源。
【详解】A、尿素分解菌的选择培养基应以尿素作为唯一氮源,而碳源通常为葡萄糖等其他物质,A错误;
B、抗生素可抑制细菌生长,而对真菌(真核生物)影响较小,因此加入抗生素可筛选出真菌,B正确;
C、选择培养基与鉴别培养基可结合使用,加入指示剂可在选择的同时进行鉴定,C正确;
D、热电厂高温环境会自然选择出耐热菌,因此在此处筛选耐热菌合理,D正确。
故选A。
3. 自杀基因系统是指外源基因导入受体细胞后会表达相应的酶,该酶可催化无毒的药物前体转化为有毒物质,从而导致受体细胞被杀死。为探究外源基因TK与药物更昔洛韦能否组成自杀基因系统,以肝癌细胞为受体细胞进行实验,结果如图所示。下列说法正确的是( )
A. 培养肝癌细胞的过程中需定期更换培养液以保持无菌、无毒的环境
B. 实验结果表明外源基因TK与更昔洛韦可组成自杀基因系统
C. 本实验的自变量为肝癌细胞是否导入TK基因,其他变量是无关变量
D. 肝癌细胞在细胞培养过程中没有接触抑制,因而无需进行传代培养
【答案】B
【解析】
【分析】定期更换培养液主要有以下作用:一是可以补充细胞生长所需的营养物质,因为随着细胞的生长和代谢,培养液中的营养成分会逐渐消耗;二是可以清除细胞代谢产生的废物,如二氧化碳、乳酸等,避免这些废物积累对细胞生长产生不利影响;三是可以维持培养液适宜的酸碱度和渗透压等理化性质,为细胞提供良好的生长环境。
【详解】A、定期更换动物细胞培养液可以去除有毒的物质,但不能保持无菌的环境,保持无菌的环境可以添加抗生素,A错误;
B、从图中可以看出,添加更昔洛韦后,实验组细胞数量明显减少,而对照组变化不大,说明外源基因TK与更昔洛韦可组成自杀基因系统,B正确;
C、由题意和曲线图可知,自变量有肝癌细胞是否导入TK基因、培养时间以及是否添加更昔洛韦,C错误;
D、肝癌细胞在培养过程中不会有接触抑制,但受空间和营养物质限制,仍需要进行传代培养,D错误。
故选B。
4. 下列生物技术的应用实例中,运用的原理与其他各项不同的是( )
A. 悬浮培养人参细胞,提取人参皂苷
B. 利用花药离体培养获得植物单倍体植株
C. 将转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育成植株
D. 通过植物组织培养获得人工种子并发育成植株
【答案】A
【解析】
【分析】1、把植物细胞培养到愈伤组织阶段,在愈伤组织细胞中可以提取人参皂苷;
2、植物组织培养,指在无菌和人工控制的环境条件下,利用适当的培养基,对离体的植物器官、组织、细胞及原生质体进行培养,使其再生细胞或完整植株的技术。
【详解】A、悬浮培养人参细胞,提取人参皂苷,利用的原理是细胞增殖,A符合题意;
B、利用花药离体培养获得植物单倍体植株,利用了植物组织培养技术,B不符合题意;
C、将转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育成植株,利用了植物组织培养技术,C不符合题意;
D、通过植物组织培养获得人工种子并发育成植株,利用了植物组织培养技术,D不符合题意。
故选A。
【点睛】本题考查了植物组织培养的具体应用,实际组织培养的和应用是解题的关键。
5. 亚硒酸钠对细菌的生长有明显的毒害作用,土壤中的富硒细菌可将其还原为红色单质硒,如图为土壤中富硒细菌的筛选和纯化过程,①⑤为相应步骤。下列相关叙述正确的是( )
A. 培养富硒细菌时,培养基应调至酸性并添加维生素
B. 步骤①中培养基可进行高压蒸汽灭菌,培养皿可采用干热灭菌
C. 步骤②→③采用的是平板划线法,该方法可用于微生物分离和活菌计数
D. 步骤④中不可以根据菌落周围是否出现红色区域对目的菌株进行筛选
【答案】B
【解析】
【分析】培养基的主要成分:①主要成分:水、碳源、氮源、无机盐。②其他成分:还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。
【详解】A、培养细菌时,培养基应该调至中性或弱碱性,且培养某些细菌时(如乳酸杆菌)才需要在培养基中添加维生素,A错误;
B、获得纯净培养物的关键是没有杂菌污染,培养基需要灭菌但又需保持其中水分,因此可用高压蒸汽灭菌,吸管、培养皿等需要保持干燥,可用干热灭菌,B正确;
C、图④是培养图③长出的菌落,菌落分散分布于培养基上,步骤②→③采用的是稀释涂布平板法,C错误;
D、步骤④中,如果菌落周围是否出现红色区域,则说明含有富硒细菌,为了筛选出高效菌株,可比较单菌落周围红色区域的大小,从平板中挑取实验效果明显的目的菌株,接种于新的培养基平板,对菌株进行进一步的纯化,D错误。
故选B。
6. 植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到应用。某兴趣小组尝试利用该技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素,设计了实验流程和培养装置(如图),请同学们进行评议。下列评议不合理的是( )
A. 悬浮培养使用的是液体培养基,可通过摇床振荡分散细胞
B. 装置中的充气管应置于液面上方,该管可同时作为排气管
C. 细胞悬浮培养利用了细胞增殖原理,培养过程通常需要避光
D. 细胞悬浮培养液中应含有无机盐、碳源、氮源、植物激素等
【答案】B
【解析】
【分析】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、悬浮培养使用的是液体培养基,可通过摇床振荡分散细胞,有利于细胞增殖,A正确;
B、装置中的充气管应置于液面下方,以利于培养液中的溶氧量的增加,该管不能同时作为排气管,B错误;
C、细胞悬浮培养利用了细胞增殖原理,该过程只需要特定类型的细胞,因此培养过程通常需要避光,C正确;
D、由于培育的单一类型细胞不能进行光合作用,因此细胞悬浮培养液中应含有无机盐、碳源、氮源、植物激素等,D正确。
故选B。
7. 稀释涂布平板法和稀释倒平板法是分离微生物的两种方法。稀释倒平板法是指将稀释的菌液和琼脂混合,然后将其倒入无菌培养皿中进行培养的方法。下列有关叙述错误的是( )
A. 可采用干热灭菌法对培养过程中所用的培养皿进行灭菌
B. 两种方法均能得到由一个细菌繁殖而来的单菌落
C. 稀释倒平板法适合用于培养醋酸杆菌等好氧型微生物
D. 稀释倒平板法能通过统计菌落数实现对样品活菌的计数
【答案】C
【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、培养皿为玻璃器皿,通常采用干热灭菌法灭菌,A正确;
B、两种方法在菌液稀释度足够高时,均能形成由一个细菌繁殖而来的单菌落,B正确;
C、稀释倒平板法将菌体混合在培养基内部,氧气较少,而醋酸杆菌是好氧菌,更适合表面生长的稀释涂布平板法,C错误;
D、稀释倒平板法是将充分稀释的菌液和琼脂混合均匀后倒入无菌培养皿中培养,通过统计平板上的菌落数,结合稀释倍数等可以估算出样品中的活菌数,能实现对活菌的计数,D正确。
故选C。
8. 双层平板法是对噬菌体进行计数的常用方法。具体做法是:在无菌培养皿中倒入琼脂含量为2%的培养基凝固成底层平板后,将琼脂含量为1%的培养基熔化并冷却至45~48℃,然后加入敏感指示菌和待测噬菌体稀释悬液的混合液,充分混匀后立即倒入底层平板上形成双层平板(见下图)。培养一段时间后,在双层培养基的上层会出现透亮无菌圆形空斑——噬菌斑,根据噬菌斑的数目可计算原液中噬菌体的数量。判断下列错误的是( )
A. 倒平板前需对培养基和培养皿进行灭菌,灭菌方法分别是高压蒸汽灭菌、干热灭菌
B. 利用双层平板法对T2噬菌体进行计数,选用的敏感指示菌为酵母菌
C. 倒上层平板时需将培养基冷却到45~48°C最主要的原因是防止高温杀死细菌和噬菌体
D. 与底层平板相比,上层培养基中琼脂浓度较低的好处是形成的噬菌斑较大,有利于计数
【答案】B
【解析】
【分析】1、双层平板法,先在培养皿中倒入底层固体培养基,凝固后再倒入含有宿主细菌和一定稀释度噬菌体的半固体培养基。培养一段时间后,计算噬菌斑的数量。2、双层平板法的优点:①加了底层培养基后,可使原来底面不平的玻璃皿的缺陷得到了弥补;②所形成全部噬菌体斑都接近处于同一平面上,因此不仅每一噬菌斑的大小接近、边缘清晰,而且不致发生上下噬菌斑的重叠现象;③因上层培养基中琼脂较稀,故形成的噬菌斑较大,更有利于计数。
【详解】A、培养基常用湿热灭菌(高压蒸汽灭菌),培养皿用干热灭菌,A正确;
B、T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌中的病毒,故T2噬菌体的宿主细菌是大肠杆菌,不能用其他细菌代替,B错误;
C、高温会破坏蛋白质的空间结构,故将培养基冷却至45~48℃最主要的原因是避免高温杀死细菌和噬菌体,C正确;
D、与底层平板相比,上层培养基中琼脂浓度较低的好处是形成的噬菌斑较大,有利于计数,D正确。
故选B。
9. 异体器官移植是替代器官功能的有效途径。中国科学家综合利用多种现代生物技术,在猪的体内培育出了一个“人—猪嵌合中期肾”,部分流程如下图所示,图中数字表示相关过程。已知胚胎在未分化前相互连接比较松散,可塑性强。下列相关叙述正确的是( )
A. 选择猪的桑葚胚或原肠胚等早期胚胎导入ipsc成功率更高
B. 过程②使用蛋白酶合成促进剂激活重构胚发育成早期胚胎
C. 过程④选择的受体母猪应具有健康的体质和正常繁殖能力
D. 利用胚胎分割等有性生殖技术可以增加人源化中肾的数量
【答案】C
【解析】
【分析】(1)胚胎分割技术:采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
(2)胚胎分割时应选用发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。
【详解】A、早期胚胎全能性更高,所以选择猪的桑葚胚或囊胚等早期胚胎导入ipsc成功率更高,而原肠胚时期的细胞已经发生了分化,不适宜用来胚胎移植,A错误;
B、过程②是核移植过程,激活重构胚发育成早期胚胎常用的方法是物理或化学方法,如电刺激、钙离子载体、蛋白酶合成抑制剂等,而不是蛋白酶合成促进剂,B错误;
C、过程④是胚胎移植,选择的受体母猪需要具有健康的体质和正常繁殖能力,这样才能为胚胎发育提供良好的环境,C正确;
D、胚胎分割属于无性生殖技术,D错误。
故选C。
10. 泡菜在我国“食材谱系”中已有数千年历史,其中广东泡菜以爽脆出名,而且口味酸甜。各种应季的蔬菜,如白萝卜、红萝卜、小黄瓜等均可作为泡菜的原料,经发酵后,在口感上比新鲜蔬菜更爽脆,既好吃,又助消化。下列关于泡菜制作的叙述,错误的是( )
A. 乳酸菌经细胞呼吸产生的气体会使坛盖边沿的水槽“冒泡”
B. 腌制方法、时间长短和温度高低均影响泡菜中亚硝酸盐含量
C. 利用水密封泡菜坛的目的是给泡菜坛内创造无氧环境
D. 传统发酵技术一般是利用原材料中天然存在的多种微生物
【答案】A
【解析】
【分析】泡菜的制作依靠的是乳酸菌的无氧呼吸,制作时要防止污染,以防泡菜腐败变质;清水与盐的质量比应为10: 1;若食盐量不足,也易造成杂菌大量繁殖。
【详解】A、乳酸菌进行无氧呼吸的产物是乳酸,不会产生气体,坛盖边沿“冒泡”可能是初期酵母菌等微生物进行有氧呼吸产生CO2所致,A错误;
B、腌制方法(如盐浓度)、时间长短(亚硝酸盐含量先升后降)和温度高低(影响菌种活性)均会影响亚硝酸盐含量,B正确;
C、水密封可隔绝空气,为乳酸菌提供无氧环境,C正确;
D、传统发酵技术依赖原材料或环境中天然存在的微生物(如蔬菜表面的乳酸菌),而非人工接种,D正确。
故选A。
11. 第三代试管婴儿技术(PGD/PGS)是对早期胚胎细胞进行基因诊断和染色体检测后再进行胚胎移植,流程如图所示。图中检测包括PGD、PGS(PGD是指胚胎植入前的基因诊断,PGS是指胚胎植入前的染色体数目和结构检测)。下列叙述正确的是( )
A. 受精前需将采集的卵子培养至MⅡ期,精子在含Mg2+载体的获能液中获能
B. 进行胚胎移植前需要对夫妻双方进行免疫检查,以防止移植后出现免疫排斥反应
C. PGD和PGS技术可分别用于筛选红绿色盲和唐氏综合征
D. “理想胚胎”需培养至桑葚胚或原肠胚才能植入子宫
【答案】C
【解析】
【分析】胚胎移植的生理学基础:①动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的.这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。②早期胚胎在一定时间内处于游离状态,这就为胚胎的收集提供了可能。③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体的存活提供了可能。④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
【详解】A、体外受精时,需要将所采集到的卵母细胞在体外培养至MⅡ期,精子在含Ca2+载体的获能液中获能,才可以完成受精作用,A错误;
B、受体子宫对外来胚胎几乎不发生免疫排斥反应,因此进行胚胎移植前不需要对夫妻双方进行免疫检查,B错误;
C、PGD是指胚胎植入前的基因诊断,PGD可用于筛选红绿色盲,PGS是指胚胎植入前的染色体数目和结构检测,PGS可用于筛选唐氏综合征,C正确;
D、“理想胚胎”需培养至桑葚胚或囊胚才能植入子宫,D错误。
故选C。
12. 目前发现的双胞胎有同卵双胞胎、异卵双胞胎和“半同卵双胞胎”。1对“半同卵小姐弟双胞胎”形成过程如图所示,染色体全部来自父系的“合子”致死。下列相关叙述错误的是( )
A. 细胞a的染色体组成为MP1,则细胞c的染色体组成为P1P1或MM
B. 排卵是卵子从卵泡中排出的过程,图中卵子发育到减数分裂Ⅱ的中期
C. “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
D. 这对小姐弟来源于母亲的染色体相同,来源于父亲的染色体可能不同
【答案】A
【解析】
【分析】1、受精阶段主要包括:精子穿越放射冠和透明带,进入卵黄膜,原核形成和配子结合。2、阻止多精入卵的两道屏障:透明带反应和卵黄膜封闭作用。3、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,场所在卵巢。MⅡ是在受精过程中完成的,场所在输卵管中。
【详解】AD、来自母系的染色体为M,来自父系的染色体为P1、P2,经过复制后,染色体进行组合,若细胞a的染色体组成为MP1,细胞c的染色体均来自父亲,其染色体组成为P1P2,细胞b的染色体组成为MP2,故这对小姐弟来源于母亲的染色体相同,来源于父亲的常染色体可能不同,A错误,D正确;
B、排卵是指卵子从卵泡中排出,此时的卵子通常是处于减数第二次分裂时期的次级卵母细胞。卵子发育到减数第二次分裂中期才具备受精的能力,故图中卵子发育到减数分裂Ⅱ的中期,B正确;
C、“半同卵双胞胎”的产生是由于两个精子与一个卵细胞受精引起的,与透明带反应和卵细胞膜反应异常有关,C正确。
故选A。
二、不定项选择题(全对4分,选不全2分,错选或不全0分,共16分)
13. 下列有关现代生物技术的叙述不正确的是( )
A. 愈伤组织的形成离不开植物激素的调节
B. 至少需经过两次筛选才能获得产生单一抗体的杂交瘤细胞
C. 通常选用囊胚或原肠胚进行胚胎移植
D. 聚乙二醇(PEG)可作为动物细胞融合的诱导剂
【答案】C
【解析】
【分析】决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例,特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要。
【详解】A、形成愈伤组织需生长素和细胞分裂素的调节,当生长素与细胞分裂素含量相当时利于愈伤组织的形成,A正确;
B、首先应在具有筛选作用的培养基上筛选出杂交瘤细胞,然后再筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,B正确;
C、通常选用囊胚或桑椹胚进行胚胎移植,C错误;
D、聚乙二醇既可作为动物细胞融合的诱导剂,也可作为植物细胞融合的诱导剂,D正确。
故选C。
14. 谷氨酸棒状杆菌在pH为7.0的环境下生长良好,通过以下代谢途径发酵生产L-谷氨酰胺。下列叙述正确的是( )
A. 环境条件会影响微生物的生长和微生物代谢产物的形成
B. 发酵初期控制pH7.0,后期调为5.6,有利于提高L-谷氨酰胺产量
C. 发酵结束后,采用过滤、沉淀的方法即可得到纯净的L-谷氨酰胺
D. 使用固体或半固体培养基进行发酵能得到更多的L-谷氨酰胺
【答案】AB
【解析】
【分析】1、发酵是利用微生物,在适宜的条件下,将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。发酵过程:菌种选育→菌种的扩大培养→培养基的配制→灭菌和接种→发酵条件的控制→分离和提纯;
2、发酵工程生产的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身;
3、产品不同,分离提纯的方法一般不同:(1)如果产品是菌体,可采用过滤,沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来;(2)如果产品是代谢产物,可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取;
4、发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件;
5、发酵过程般来说都是在常温常压下进行,条件温和、反应安全,原料简单、污染小,反应专一性强,因而可以得到较为专一的产物。
【详解】A、由题干可知谷氨酸棒状杆菌在 pH 为 7.0 的环境下生长良好,且在不同 pH 条件下(pH=6.5 - 8 和 pH=5 - 6)代谢途径有所不同,产生的代谢产物也不同,这充分说明环境条件会影响微生物的生长和微生物代谢产物的形成,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、发酵结束后,发酵液中除了 L - 谷氨酰胺外,还含有其他微生物细胞、代谢废物等多种杂质,仅采用过滤、沉淀的方法不能完全除去这些杂质,无法得到纯净的 L - 谷氨酰胺,还需要进一步的分离提纯操作,C错误;
D、工业上发酵生产通常使用液体培养基,因为液体培养基与菌体接触更充分,营养物质和氧气等的供应更及时,有利于菌体的生长和代谢产物的合成,D错误。
故选AB。
15. 动物细胞培养是动物细胞工程的基础,如图所示,a、b、c表示现代工程技术,①、②、③表示其结果,下列说法正确的是( )
A. 若a是核移植技术,①反应了动物细胞的细胞核也具有全能性
B. 若c是胚胎分割技术,③中个体的基因型和表现型一定相同
C. ①②③中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物
D. 若b是体外受精技术,则②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能
【答案】AD
【解析】
【分析】1、动物细胞核移植技术表明动物细胞核具有全能性。
2、体外受精包括精子的采集和获得、卵母细胞的采集和培养、体外受精,该技术产生的动物称为试管动物。
3、胚胎分割的特点:来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
【详解】A、动物细胞通过核移植技术获得动物个体,证明动物细胞的细胞核具有全能性,A正确;
B、表现型是基因型和环境条件共同作用的结果,胚胎分割技术形成个体的基因型一定相同,但表现型不一定相同,B错误;
C、珍稀的或存量少的雌性动物属于保护动物,不能作为生物工程的受体,应该用本地中数量较多的雌性动物,C错误;
D、将体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术,它可充分发挥优秀个体的繁殖潜力,为良种家畜快速大量繁殖提供了可能,D正确。
故选AD。
16. 下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述不正确的是( )
A. 通常采用培养法或化学诱导法使精子获得能量后进行体外受精
B. 只有受体与供体的生理状态基本相同,被移植胚胎才能继续正常发育
C. 将小鼠桑葚胚分割成2等份获得同卵双胎的过程属于有性生殖
D. 绵羊“多莉”的产生涉及细胞核移植
【答案】AC
【解析】
【分析】刚排出的精子不能立即与卵子受精,必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后,才能获得受精能力,这一生理现象称为“精子获能”。使精子获能的方法有直接利用雌性动物的生殖道使精子获能;将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。获能液的成分因动物种类不同而有所差异,常见的有效成分有肝素、钙离子载体等。进行胚胎移植前对供体、受体进行同期发情操作,保证其生理状态相同,因此胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下转移。
【详解】A、精子获能是获得受精的能力,不是获得能量,A错误;
B、只有受体与供体的生理状态基本相同,被移植胚胎才能继续正常发育,因此胚胎移植过程中需要对供体和受体进行同期发情处理,B正确;
C、经胚胎分割得到的同卵双胎,遗传物质是完全相同的,因此可以看做动物无性繁殖或克隆的方法,不是有性生殖,C错误;
D、绵羊“多莉”的产生涉及细胞核移植技术、胚胎移植,D正确。
故选AC。
三、简答题(5题,共60分)
17. 下图中亲本植株的基因型为Tt(体细胞染色体数为2n),A、B、C、D表示以亲本植株为材料进行的四种人工繁殖过程,请据图回答下列问题:
(1)四种人工繁殖过程都用到的植物细胞工程技术是_______技术。图中不同的方法都能获得子代植株,其原因是_________________。
(2)经过B过程获得的子代植株的基因型为_______。
(3)图中①需经过的生理过程是____________。
(4)植物细胞获得具有活力的原生质体需要用__________处理,②过程表示将该植物的两个原生质体进行融合,融合前需用化学试剂_____________进行诱导;图中A、B、C、D过程都能得到一种高度液泡化的薄壁细胞组成的结构即_________________。
(5)通过D过程获得子代植株的工程技术手段是_______________技术。
【答案】(1) ①. 植物组织培养 ②. 植物细胞的全能性
(2)Tt (3)脱分化、再分化
(4) ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. PEG(聚乙二醇) ③. 愈伤组织
(5)植物体细胞杂交
【解析】
【分析】植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性,植物体细胞杂交的原理是植物细胞具有全能性且细胞膜具有一定的流动性。植物组织培养是植物体细胞杂交的基础,植物体细胞杂交所用的技术更复杂。
【小问1详解】
植物细胞工程最基本的技术是植物组织培养,是四种人工繁殖过程都要用到的。图中不同方法都能获得子代植株是因为具有某种生物全套遗传信息的任何一个细胞都具有发育成完整生物体的潜能,也就是说植物细胞具有全能性。
【小问2详解】
B表示通过胚状体进行无性繁殖得到的个体,因此得到的后代基因型是Tt。
【小问3详解】
图中①是植物组织培养,需经过的生理过程是脱分化和再分化。
【小问4详解】
细胞壁的组成成分是纤维素和果胶,可先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得具有活性的原生质体。化学法一般是用PEG(聚乙二醇)作为诱导剂来诱导细胞融合。图中ABCD过程都能得到的一种高度液泡化的薄壁细胞组成的结构是愈伤组织。
【小问5详解】
通过D过程获得子代植株用到的工程技术手段是植物体细胞杂交技术。
18. 将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就成为可能。其大致过程如下:
I、采集良种供体奶牛的卵母细胞和精液,通过体外受精,形成奶牛受精卵;
Ⅱ、将人血清白蛋白基因导入奶牛受精卵,形成重组细胞;
Ⅲ、电脉冲刺激重组细胞促使其形成早期胚胎;
IV、将胚胎移植到受体母牛的子宫中,最终发育成转基因小牛。
请回答下列问题:
(1)步骤I中,在体外受精前,需要对奶牛的精子进行获能处理。受精时,往往一个卵母细胞只能和一个精子结合,受精过程中防止多精入卵的生理反应包括________。
(2)实验步骤Ⅲ中,进行动物早期胚胎的体外培养时,培养液中除了含有各种无机盐和有机盐类、维生素、激素、核苷酸等营养成分外,还要添加________和动物血清。
(3)实验步骤IV中,在胚胎移植前可以取囊胚的________做DNA分析鉴定性别,应选择性别为雌性的奶牛胚胎进行移植。
(4)若需迅速得到大量转基因奶牛,现有两种处理方法:
方法A:在步骤IV中将早期胚胎分离成若干个胚胎细胞,让其分别发育成一头小牛。进行上述操作时,应选择发育良好形态正常的________进行操作。
方法B:在步骤IV中将早期胚胎细胞的细胞核移植到普通黄牛的去核卵细胞中,使其重组并发育成新胚胎。为获得大量可供移植的胚胎细胞核,可将早期胚胎细胞分离出来,在培养液中将其培养成能够增殖而不发生分化的胚胎干细胞,再从该细胞中提取所需的细胞核。上述两种方法中,最能保持步骤IV中早期胚胎细胞遗传特征的是方法____________。
【答案】(1)透明带反应和卵细胞膜反应
(2)氨基酸 (3)滋养层细胞
(4) ①. 桑椹胚或囊胚 ②. A
【解析】
【分析】1、体外受精过程包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、体外受精,其中卵母细胞的采集和培养的方法:(1)主要方法是:用促性腺激素处理,使其超数排卵,然后,从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子体外受精.(2)第二种方法:从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞;(3)第三种方法:是直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞,叫活体采卵.2、受精过程为:顶体反应→穿越放射冠→穿越透明带(透明带反应)→卵细胞膜反应(卵黄膜封闭作用)→卵子完成减数第二次分裂并释放第二极体→雌雄原核的形成、核膜消失,雌、雄原核融合形成合子→第一次卵裂开始.
【小问1详解】
步骤Ⅰ中,在体外受精前需要对奶牛的精子进行获能处理。受精过程中防止多精入卵的生理反应包括透明带反应和卵细胞膜反应。
【小问2详解】
实验步骤Ⅲ中,进行动物早期胚胎的体外培养时,培养液中除了含有各种无机盐和有机盐类、维生素、激素、核苷酸等营养成分外,还要添加氨基酸和动物血清。
【小问3详解】
实验步骤Ⅳ中,在胚胎移植前可以取囊胚的滋养层细胞做DNA分析鉴定性别,应选择性别为雌性的奶牛胚胎进行移植。
【小问4详解】
方法A:在步骤Ⅳ中将早期胚胎分离成若干个胚胎细胞,让其分别发育成一头小牛。进行上述操作时,应选择发育良好形态正常的桑椹胚或囊胚进行操作。方法B:在步骤Ⅳ中将早期胚胎细胞的细胞核移植到普通黄牛的去核卵细胞细胞中,使其重组并发育成新胚胎。为获得大量可供移植的胚胎细胞核,可将早期胚胎细胞分离出来,在添加了的抑制因子培养液中,将其培养成能够增殖而不发生分化的胚胎干细胞,再从该细胞中提取所需的细胞核。上述两种方法中,最能保持步骤Ⅳ中早期胚胎细胞遗传特征的是方法A。
19. 经人工诱变后,部分细菌由于某种酶被破坏,其细胞中某些化学反应不能正常进行,就形成了营养缺陷型菌株,这在工业生产上有较广阔的应用前景。如图是实验人员利用影印法初检某种氨基酸缺陷型菌株的过程,请回答下列问题:
(1)制备如图所示的培养基除含有细菌必需的_____等营养物质。
(2)倒平板的适宜温度是50℃左右,待平板冷凝后,要将平板倒置,这样做的目的是_____。
(3)根据用途分类,图中基本培养基属于_____(填“选择”或“鉴别”)培养基。
(4)进行过程②培养时,应先将丝绒布转印至基本培养基上,原因是____________。
(5)利用影印法培养的优点是不同培养基中同种菌株的接种位置相同,为了完成对初检的营养缺陷型菌株的鉴定,实验人员应挑取_______(填“菌落A”或“菌落B”)进行接种培养,并进一步鉴定。
(6)科研人员用放射线处理目的菌获得两个突变株C和D,然后对突变株C和D进行实验,结果如表所示。
接种的菌种
一般培养基
实验处理及结果
C
不生长
添加营养物质甲,能生长
D
不生长
添加营养物质乙,能生长
C+D
能生长
不添加营养物质甲、乙,都能生长
突变株C不能在一般培养基上生长的原因最可能是_____。将突变株C和D混合在一起,接种于一般培养基上,都能生长的最可能的原因是______。
【答案】(1)碳源、氮源、水和无机盐
(2)防止皿盖上的水珠落入培养基
(3)选择 (4)防止基本培养基中混入特定氨基酸
(5)菌落A (6) ①. 突变株C缺乏合成营养物质甲所需要的酶 ②. 突变株D可以提供突变株C生长需要的营养物质甲,突变株C可以提供突变株D生长需要的营养物质乙
【解析】
【分析】培养基:(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。
【小问1详解】
图示培养基上最后都长出了菌落,说明该培养基为固体培养基,因此制备该培养基时除加入细菌必需的水、碳源、氮源、无机盐等营养物质外,还需要加入凝固剂(或琼脂)。
【小问2详解】
倒平板的适宜温度是50℃左右,待平板冷凝后,要将平板倒置,平板倒置的好处是一方面可以防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染,另一方面也可避免培养基中的水分过快蒸发。
【小问3详解】
根据用途分类,图中基本培养基属于“选择”培养基,在该培养基上不能生长的即为相应的缺陷型培养基。
【小问4详解】
进行过程②培养时,为防止特定氨基酸混入基本培养基中,应先将丝绒布转印至基本培养基上,再转接至完全培养基上。
【小问5详解】
利用影印法培养可以使不同培养基中同种菌株的接种位置相同,为了完成对初检的营养缺陷型菌株的鉴定,实验人员应挑取完全培养基中的菌落A进行接种培养,并进一步鉴定。
【小问6详解】
由表格分析可知,突变株C的生长依赖于营养物质甲,突变株C不能在一般培养基上生长的原因最可能是突变株C缺乏合成营养物质甲所需要的酶;突变株C的生长依赖物质甲,而突变株D的生长依赖于营养物质乙,不添加营养物质甲和乙,二者混合培养时都能生长,最可能的原因是突变株C为突变株D提供了营养物质乙,突变株D为突变株C提供了营养物质甲。
20. 美国科学家将分离得到成熟胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养,由单个细胞发育成完整的新植株(如图所示)。分析回答下列问题:
(1)所用的技术是________________。
(2)分离出来的胡萝卜根细胞成为细胞团是通过______分裂完成的。
(3)细胞团中的相同的细胞在发育成胚状体和植株的过程中,形态、结构和生理功能逐渐向不同的方向发生变化,这种现象叫做细胞的________。
(4)本实验说明高度分化的植物细胞仍有发育成完整植株的能力,也就是说_____________________。
(5)大量的科学实验证明,高度分化的动物细胞,它的________仍然保持着________性,这是因为它含有保持本物种遗传特性所需要的全套________。
【答案】 ①. 植物组织培养 ②. 有丝 ③. 分化 ④. 植物细胞具有全能性 ⑤. 细胞核 ⑥. 全能 ⑦. 遗传信息
【解析】
【分析】本题主要考察了细胞工程,由一个已经分化的单个细胞经过分裂和分化成为一个完整植株的过程是植物细胞全能性的表现。而动物细胞的细胞核也具有全能性,其表现全能性的能力较植物细胞弱。细胞具有全能性的原因是细胞中仍然含有保持本物种遗传特性所需要的全套遗传信息。
【详解】(1)题图中,从单个植物细胞到培育出试管植物,采用了植物组织培养技术;
(2)单个植物细胞经历了细胞的分裂、分化才发育成植株,其中从胡萝卜细胞成为细胞团是通过有丝分裂完成的;
(3)相同的细胞在发育成胚状体和植株的过程中,形态、结构和生理功能逐渐向不同的方向发生变化这属于细胞的分化;
(4)高度分化的植物细胞仍有发育成完整植株的能力,也就是说植物细胞具有全能性;
(5)动物细胞的全能性受到限制,但细胞核的全能性在一定条件下可以实现,因此高度分化的动物细胞,它们的细胞核仍然保持全能性,是由于它们仍然含有保持本物种遗传特性所需要的全套遗传信息。
【点睛】本题的重点考察了植物组织培养和植物细胞的全能性,考察较为基础,识记植物细胞工程和具有全能性的原因是本题的解题关键。
21. 某生物兴趣小组试图探究牛和山羊的瘤胃中的微生物对尿素是否有分解作用,设计了以下实验,并成功筛选到能降解尿素的细菌(目的菌)。培养基成分如表所示,实验步骤如图所示。请分析回答问题:
KH2PO4
1.4g
Na2HPO4
2.1g
MgSO4·7H2O
0.2g
葡萄糖
10g
尿素
1g
琼脂
15g
溶解后蒸馏水定容到1000mL
(1)从成分上看,表所示培养基能筛选到降解尿素的细菌的原因是_______。
(2)富集培养过程中________(选填“需要”或“不需要”)振荡培养来提高溶氧量,原因是______。
(3)梯度稀释时,每个稀释梯度下要涂布至少3个平板,这样做的目的是______,该结果往往比实际值___(选填“偏大”或“偏小”),原因是______。在实验中,每隔24小时统计一次菌落数目,并选取_______时的记录作为实验结果,这样可以防止因为培养时间不足遗漏菌落数目,导致统计数目偏小。
(4)分离降解尿素的细菌实验时,甲同学从培养基上筛选出大约150个菌落,而其他同学只选择出大约50个菌落。甲同学实验结果差异的原因可能有______(填序号)。
①取样不同②培养基污染③没有设置对照
(5)为进一步确定取自瘤胃中液体的适当稀释倍数,各稀释倍数下降解尿素的细菌菌落数统计结果见表,其中合理的稀释倍数为______。
稀释倍数
103
104
105
106
107
菌落数
>500
427
248
36
5
(6)上述实验过程中,关于无菌操作的叙述正确的有__________。
A. 无菌操作不要求杀死培养基内的一切微生物
B. 实验中用到的试管、培养基等,用干热灭菌法进行灭菌
C. 进行稀释涂布操作时,接种环需进行灼烧灭菌
D. 实验结束后,将实验产生的废弃物进行灭菌处理
【答案】(1)该培养基以尿素为唯一氮源
(2) ①. 不需要 ②. 瘤胃中的微生物多为厌氧型
(3) ①. 求平均值,避免偶然性,减少实验误差 ②. 偏小 ③. 当2个或2个以上的细胞连在一起时,培养基上观察到的只是一个菌落 ④. 菌落数目稳定
(4)①② (5)106或105 (6)AD
【解析】
【分析】目的细菌之所以能分解尿素,是因为它们能合成脲酶,尿素在脲酶的催化下可以分解成NH3和CO2,以尿素为唯一氮源的培养基具有选择作用,是因为只有能合成脲酶的细菌才能利用尿素,能在该培养基上生长,不能利用尿素的细菌不能生长。“目的菌”合成的脲酶可将培养基中的尿素分解成氨,氨会使培养基的pH增高,使酚红指示剂变红,在培养基中加入酚红指示剂,检测培养基pH的变化,可判断尿素是否被分解。通常需选用一定稀释范围的样品进行培养,以保证获得菌落数在30~300之间的平板。
【小问1详解】
实验目的是探究牛和山羊的瘤胃中的微生物对尿素是否有分解作用,该培养基以尿素为唯一氮源,可筛选能高效降解尿素的目的菌,其原理是只有能合成脲酶的细菌才能分解尿素,在以尿素为氮源的培养基上生长。
小问2详解】
目的菌为来自牛和山羊的瘤胃中的微生物,因此,实验中不需要振荡培养来提高溶氧量,因为瘤胃中的微生物多为厌氧菌。
【小问3详解】
稀释涂布平板法在操作中需要将菌液进行一系列的浓度梯度稀释,每个稀释度至少涂3个平板,并求平均值,避免偶然性,减少实验误差。计数时由于可能存在2个或2个以上的细胞连在一起时,培养基上观察到的只是一个菌落,所以计数结果比实际值偏小。在实验中,每隔24小时统计一次菌落数目,并选取菌落数目稳定时的记录作为实验结果,这样可以防止因为培养时间不足遗漏菌落数目,导致统计数目偏小。
【小问4详解】
甲同学的实验结果比其他同学多,可能是培养基污染造成的,还可能是甲同学实验操作过程中污染造成的,也可能是与其他同学所取土壤样品不同造成的:
①土样不同可能导致计数偏差,①正确;
②培养基污染会导致菌落数增加,②正确;
③没有设置对照不会增加菌落数目,③错误。
综上所述,①②正确,③错误。
故选①②。
【小问5详解】
在实际操作中,通常选用一定稀释范围的样品进行培养,以保证获得菌落数在30~300之间的平板。由表可知,106或105倍的稀释菌落数比较合适。
【小问6详解】
A、无菌技术是用来防止培养物被其他外来微生物污染,而不是杀死培养基中的一切微生物如菌种就不能杀死,A正确;
B、实验中用到的试管通常用干热灭菌法进行灭菌,培养基一般采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,B错误;
C、进行稀释涂布操作时,将需要用到的涂布器进行灼烧灭菌,C错误;
D、实验结束后,将实验产生废弃物进行集中灭菌处理,避免污染环境和操作者,D正确。
故选AD。
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