内容正文:
包头市第八十一中学高二年级4月月考生物试题
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,只有一项符合题目要求。
1. 中国饮食文化源远流长,发酵技艺更是先民智慧的结晶。千百年来,果酒、果醋、腐乳和泡菜等传统发酵食品不仅丰富了百姓餐桌,更成为中华饮食文明的重要符号。下列相关叙述正确的是( )
A. 利用葡萄制作果酒时,需每隔12小时打开瓶盖一次,以排出酵母菌无氧呼吸产生的CO2
B. 在果醋发酵过程中,通过控制发酵温度并持续通入无菌空气,可促进醋酸菌将乙醇直接氧化成乙酸
C. 腐乳制作过程中,毛霉等多种微生物产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸
D. 泡菜发酵后期,亚硝酸盐含量先下降后上升,应在发酵早期食用以避免中毒
2. 某醋厂生产的老陈醋风味独特,这源于其采用的独特分层固体发酵法——该方法使得成品中乳酸含量较高,从而形成了与众不同的风味特征。如图1是分层固体发酵法示意图,图2为发酵过程中检测的醋酸杆菌密度。酒醅是经蒸煮糊化后的粮食原料拌入糖化剂(如曲粉)和酒曲,正在进行酒精发酵的固态物料。醋醅是含有酒精的液态或固态物料(通常由酒醅发酵后的酒液等)拌入疏松材料(如谷壳、麸皮)和醋酸菌种后,正在进行醋酸发酵的固态物料。下列说法错误的是( )
A. 发酵过程中,接种醋酸杆菌后,需将发酵缸置于30-35℃条件下培养
B. 发酵过程中,发酵缸中上层醋醅有利于乳酸菌繁殖和发酵,积累乳酸
C. 据图2分析,A、B层颠倒后B层醋酸杆菌密度变化的主要环境因素是氧气浓度
D. 分层固体发酵过程中氧气分布差异显著影响了醋酸菌在不同层次的生长状况
3. 《诗经·七月》中有“十月获稻,为此春酒”,记录了古人用新收获下来的稻谷酿酒的习俗。要酿造米酒主要有三步:蒸米、拌曲和发酵。酒曲主要含有的微生物有霉菌和酵母菌等,霉菌的主要功能是将稻米中的淀粉糖化,转化为葡萄糖。下列叙述错误的是( )
A. 霉菌细胞内含有淀粉酶,代谢过程中可能将其分泌到胞外
B. 蒸米步骤完成后需立刻开始加入酒曲搅拌,防止杂菌污染
C. 在酒精发酵过程中,霉菌的淀粉糖化能力逐渐下降
D. 酿造完成后,可通过打开盖子并适度升高温度酿造米醋
4. 进行土壤中尿素分解菌的选择培养所使用的培养基组分及含量如下表所示。下列叙述错误的是( )
组分
KH2PO4
Na2HPO4
MgSO4·7H2O
葡萄糖
尿素
琼脂
蒸馏水
含量
1.4g
2.1g
0.2g
10.0g
1.0g
15.0g
定容至1000mL
A. 由表可知,该培养基属于固体培养基
B. 葡萄糖可以为尿素分解菌提供碳源
C. 将培养基先调节pH再进行高压蒸汽灭菌
D. 只有尿素分解菌能够在该培养基上生长
5. 野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长,氨基酸营养缺陷型突变株无法合成某种氨基酸,只能在完全培养基上生长,下图为纯化某氨基酸营养缺陷型突变株的部分流程图,①②③④代表培养基,A、B、C表示操作步骤,D、E为菌落。下列叙述错误的是( )
A. 图中①②④为基本培养基,③为完全培养基
B. A操作的目的是提高突变频率,增加突变株的数量
C. B的正确操作是用涂布器把菌液均匀地涂布在②表面
D. 经C过程原位影印及培养后,可从④中挑取D进行纯化培养
6. 从石油污染的土壤中筛选高效石油降解菌的流程包括:样品采集→富集培养→分离纯化等。图1、2为两种接种方法纯化培养的结果。下列叙述正确的是( )
A. 富集培养需使用以石油为唯一碳源的液体培养基,以提高菌种浓度
B. 图1接种时,每次灼烧接种环后立即从上一次划线末端继续划线
C. 图1、图2的接种方法均可用于微生物纯化培养及其活菌计数
D. 样品采集时取土样用的铁铲和取样纸袋在使用前都需消毒处理
7. 灭菌、消毒是生物学实验中常见的无菌操作。下列叙述正确的是( )
A. 牛奶要用100℃的沸水进行高温消毒10分钟
B. 微生物培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染
C. 制作果酒的发酵瓶在清洗干净后还需用70%的酒精消毒处理
D. 牛肉膏蛋白胨培养基灭菌后蛋白质变性失活不利于培养微生物
8. 随着科技的发展,人们能够在受到严格控制的环境条件下大规模生产发酵产品,发酵工程逐步形成。下列相关叙述错误的是( )
A. 发酵之前需要对菌种进行扩大培养
B. 发酵工程的发酵产品为青霉素等代谢物
C. 柠檬酸可通过黑曲霉的发酵制得
D. 发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节
9. 产黄青霉菌能产生青霉素,青霉素发酵是一个高耗氧过程,产黄青霉菌生产青霉素的发酵流程图如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 青霉素的发酵过程是高耗氧过程,发酵过程中应通入灭菌的空气
B. 由于青霉素具有杀菌功能,因此无论是培养基还是发酵罐均无需灭菌
C. 图中①②过程培养在固体培养基中,③过程接种到液体培养基中
D. 图中④⑤过程均可采用过滤、沉淀的方法来获得菌种和青霉素
10. 科学家以水稻(2n=24)和稗草(2n=54)为材料,利用植物体细胞杂交技术获得了具有稗草抗逆性(如耐盐、抗除草剂)的水稻,流程如下图。下列叙述正确的是( )
A. 植物体细胞杂交是将不同来源的植物体细胞融合成杂种细胞的技术
B. 可以用离心法或灭活病毒诱导两种原生质体融合
C. 两种细胞均需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
D. 杂种细胞重新形成细胞壁与高尔基体的活动有关
11. 关于植物细胞工程技术的应用,下列叙述错误的是( )
A. 利用植物组织培养技术将花粉离体培养得到单倍体植株
B. 通常对进行无性繁殖的作物进行脱毒苗的培育
C. 植物组织培养过程中更易发生有利突变而获得新品种
D. 细胞产物的工厂化生产不占用耕地,有利于减小生态足迹
12. 某研究团队以濒危植物华盖木的茎段为外植体,通过植物组织培养技术进行快速繁殖(如图所示)。脱分化阶段需对培养基中的植物激素进行精细调控。下列叙述正确的是( )
A. 过程①中细胞通过减数分裂增加数量,遗传物质会发生重组
B. 过程①中细胞失去其特有结构功能,形成具有分生能力的薄壁组织团块
C. 与过程①相关的植物激素使其脱分化形成胚状体,进而长出芽和根
D. 过程②③发生了细胞分化,无需每日给予适当时间和强度的光照
13. 动物细胞培养与植物细胞培养的主要区别是( )
A. 动物细胞培养,培养基的成分与植物的不同
B. 动物细胞培养是单个细胞培养而植物不是
C. 动物细胞培养可以传代培养而植物不能
D. 动物细胞培养中可发生遗传物质的改变而植物不能
14. 某新型禽类病毒AIV主要侵害免疫器官,导致接种疫苗失效,对养殖业危害极大。该病毒的某种衣壳蛋白(CP蛋白)在其生命周期中含量丰富且高度保守。研究者拟以CP蛋白为抗原免疫小鼠,制备特异性单克隆抗体,以期快速检测该病毒,主要实验流程如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 本实验中,小鼠注射的特定抗原应为该病毒的CP蛋白
B. 图中筛选1中,融合的细胞都可以在选择培养基上正常增殖
C. 图中筛选2所依据的基本原理是抗原与抗体的反应具有特异性
D. 制备单细胞悬液时需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理
15. 科研工作者能将多种组织细胞转变成诱导多功能干细胞,并让诱导多功能干细胞分化成了皮肤、肌肉、软骨、神经等多种组织细胞。下列相关叙述正确的是( )
A. 诱导多功能干细胞也就是胚胎干细胞,其具有全能性
B. 培养诱导多功能干细胞时需要提供95%O2和5%CO2的混合气体
C. 诱导多功能干细胞分化过程与基因有关,也与细胞直接生活的微环境有关
D. 成熟体细胞与诱导多功能干细胞相比,细胞核DNA不变,RNA也不变
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,有一项或多项符合题目要求。全部选对得3分,选对但不全得1分,有选错得0分。
16. 自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中氮气的细菌,科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究,部分实验流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 图中所用培养基不需要添加氮源,但需要将pH调制成中性或弱酸性
B. 纯化培养时,用涂布器从盛有菌液的试管中蘸取菌液进行涂布
C. 步骤①获取土壤一般来自表层土壤,步骤③将土壤悬浮液稀释了10000倍
D. 若④的平板上菌落平均数为72个,则每克土壤中含有的固氮菌约7.2×106个
17. 土壤中的吸水链霉菌是一种放线菌,菌体呈丝状生长,其分泌的酯类物质——雷帕霉素被广泛用于器官移植后的免疫抑制治疗。科研人员利用吸水链霉菌发酵生产雷帕霉素的流程如下:吸水链霉菌的分离与鉴定、扩大化培养、接种、发酵罐发酵、获得产物。下列说法正确的是( )
A. 吸水链霉菌能产生雷帕霉素是因为其基因组中含有编码雷帕霉素的基因
B. 鉴定吸水链霉菌时,除通过形态学鉴定外,还要借助生物化学的方法
C. 扩大化培养吸水链霉菌时,可用紫外线照射对培养基进行灭菌
D. 不能采用稀释涂布平板法监控吸水链霉菌发酵过程中活细胞数量的变化
18. 发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用,形成了规模庞大的发酵工业。下列叙述正确的是( )
A. 黑曲霉菌可进行发酵生产谷氨酸,谷氨酸经过一系列处理能制成味精
B. 菌落的形态、大小、颜色等肉眼可见的特征可作为菌种鉴定的依据
C. 通过发酵工程从微生物细胞中提取出的单细胞蛋白,可制成微生物饲料
D. 啤酒制作中,主发酵主要是酵母菌繁殖,后发酵侧重代谢产物的生成
19. 下图为农作物新品种的育种方式,下列说法错误的是( )
A. ①过程细胞融合的标志是再生出细胞壁
B. 筛选出的杂种细胞含有两个细胞的遗传物质,所以体细胞杂交属于有性生殖
C. ②过程表示脱分化,需提供无机营养成分、有机营养成分和植物激素等
D. ③过程应将愈伤组织先转移到生长素与细胞分裂素比例高的生芽培养基上培养,待长出芽后,再将其转接到比例低的生根培养基上培养
20. 研究人员取某糖尿病患者(相关基因缺陷导致,具有遗传倾向)的成纤维细胞在体外将其重编程为iPS 细胞,再诱导iPS 细胞分化为胰岛B细胞后移植到该患者体内,实现了临床功能性治愈。下列叙述错误的是( )
A. 培养iPS 细胞的培养液中含有蔗糖、氨基酸、无机盐等营养成分
B. 诱导iPS 细胞分化成胰岛 B细胞的过程体现了细胞的全能性
C. 上述移植过程相对于异体移植可以降低患者的免疫排斥反应
D. 经过上述方式治愈的患者,其后代不会再患该种糖尿病
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 奶啤是一种含牛奶的啤酒,是通过微生物发酵将麦汁中的麦芽糖和其他糖类转化为乙酸和乳酸,配以一定比例的原料乳,再经过酒精发酵制作而成,工艺流程如图所示。请回答下列问题:
(1)酵母不能直接利用淀粉,可用赤霉素溶液浸泡大麦种子,诱导种子无需发芽也能产生_______酶,同时粉碎过程有利于大麦粉与酶的充分接触,以缩短图中所示的_______过程的时间。
(2)接种醋酸菌和乳酸菌制作发酵乳,促进前期酸味的形成。醋酸菌和乳酸菌在同一容器中进行发酵时,不能同时产生乙酸和乳酸,原因是_______。为了提高奶啤品质,筛选产酸量高的醋酸菌,研究人员分离出A1~A4四种菌株,并做了相关发酵实验,醋酸菌的产酸量结果见下表(单位:g/100mL)。由表可知选择菌株_______适合进行后续的发酵,理由是_______。
菌株
发酵时间/d
2
3
5
7
9
A0
1.20
4.00
4.86
5.62
5.62
A1
1.68
4.18
4.90
5.80
5.70
A2
1.48
3.68
4.68
5.54
5.50
A3
2.16
4.32
5.60
6.22
5.89
A4
1.68
3.80
4.88
5.60
5.62
注:A0为对照菌株:奥尔兰醋酸杆菌
(3)主发酵阶段在菌种活化的过程中,需定时取样,检测酵母的生长状况。若某次样品经3次10倍稀释后,经台盼蓝染色(体积不计),在血细胞计数板上计数_______色细胞,5个中格中的细胞数为244个,该样品中活酵母细胞的密度为_______个细胞/mL(注:血细胞计数板规格为1mm×1mm×0.1mm,型)。
(4)主发酵过程中要适时往外排气,后发酵时期应_______(从“延长”“缩短”中选填)排气时间间隔。从食品安全的角度考虑,上述工艺流程图中①的操作应该是_______。
(5)敲除酿酒酵母中的某个蛋白酶基因,减少发酵液中蛋白的水解,有助于增强啤酒泡沫的稳定性。用蛋白固体培养基筛选敲除了该基因的酵母菌,野生型可以水解酪蛋白,在菌落周围形成透明圈。需要筛选透明圈_______(填“较大”或“较小”)的菌落,表明其蛋白酶活性_______(填“较高”或“较低”)。
22. 测定水样是否符合饮用水卫生标准,常用滤膜法测定大肠杆菌的数目。滤膜法的大致流程:用滤膜过滤待测水样→水样中的细菌留在滤膜上→将滤膜转移到含有伊红美蓝的培养基(EMB培养基)上培养→统计菌落数目,流程示意图如下图所示。其中,指示剂伊红美蓝可使大肠杆菌菌落呈现紫黑色。请据图回答下列问题:
(1)过滤待测水样需要用到滤杯、滤膜和滤瓶,其中需要进行灭菌处理的是_______,与过滤有关的操作都要在_______旁进行。
(2)将完成过滤之后的滤膜紧贴在EMB培养基上,这属于微生物培养中的________操作。从物理状态角度分析,EMB培养基属于_________培养基,从功能上分析属于_____________培养基。
(3)某生物兴趣小组的同学尝试按照上述方法进行测定,无菌操作下将10mL待测水样加入到90mL无菌水中,稀释后的菌液通过滤膜法测得EMB培养基上的菌落数平均为124,紫黑色菌落数平均为31,则推测1L待测水样中的大肠杆菌数目为_______。
(4)大肠杆菌进行扩大培养时,用摇床振荡培养的目的是_______。
23. 狼爪瓦松是一种具有观赏价值的野生花卉,其产生的黄酮类化合物可入药。狼爪瓦松野生资源有限,难以满足市场化需求。因此,目前一般通过植物细胞工程进行培养,具体过程如图所示,其中的数字序号代表处理或生理过程。请回答下列相关问题:
(1)进行①过程前要对狼爪瓦松植株甲幼嫩的叶进行___________处理,所用的试剂为体积分数为70%的酒精和质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液。图中②过程称为___________,通过②③培养获得植株乙所利用技术的细胞学原理是___________。
(2)培养中的愈伤组织细胞一直处于___________的状态,可用于④诱导产生突变体。
(3)⑤过程需要用___________酶进行处理,形成植株丁的过程中,PEG的作用是___________。
(4)黄酮类化合物是狼爪瓦松的次生代谢物,⑥为对该产物进行工厂化生产,某同学认为细胞产物的工厂化生产主要目的是提高单个细胞中黄酮类化合物的含量,你同意该同学的观点吗?___________,请说明相应的理由:___________。
(5)通过植物细胞工程对狼爪瓦松培养,获得药物黄酮类化合物,下列相关叙述错误的是___________。
A. 过程③通常先在生长素与细胞分裂素比例高的培养基中培养
B. 过程④常用射线或化学物质处理后即可获得大量目的植株
C. 过程⑥中黄酮类化合物可通过植物细胞培养获得,应将愈伤组织细胞在液体培养基培养
D. 所得三种植株中乙和丙的遗传信息与甲相同,植株丁和甲是同一物种
24. 随着单克隆抗体(单抗)理论不断丰富,生产工艺不断成熟,单抗类药物将为患者带来更多康复的曙光。下图显示单克隆抗体制备过程及部分应用场景,回答下列问题。
(1)培养骨髓瘤细胞的基本条件除细胞所需要的各种营养物质外,还需要___________(答出1点即可)等条件。B细胞不能通过体外培养获得,主要原因是在体外培养条件下,B细胞___________。
(2)第一次选择得到杂交瘤细胞,对杂交瘤细胞进行传代培养,结果不是单克隆,原因是___________。第二次选择时,使用多孔培养板进行单克隆培养,用特定试剂检测后,选择___________的单克隆进行大规模培养,并从培养液中获取单克隆抗体,与血清抗体相比,其优点是___________(答出2点即可)。
(3)抗体-药物偶联物(ADC)是通过靶向递送细胞毒素类药物,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤,在制备ADC单抗时利用的抗原是___________。
25. 牛支原体能引起牛肺炎、关节炎等多种疾病危害养殖业。VspX 蛋白是牛支原体表面的一种脂蛋白,在牛支原体感染宿主细胞时起黏附作用。科研人员制备抗 VspX 单克隆抗体进行相关研究。回答下列问题:
(1)将纯化 VspX 蛋白作为_______注射到小鼠体内。
(2)在融合前三天,对实验小鼠加强免疫一次,目的是_______。然后取小鼠的 B 淋巴细胞用诱导动物细胞融合特有的方法_______诱导与骨髓瘤细胞融合,筛选得到杂交瘤细胞。
(3)一段时间后,将杂交瘤细胞接种到 96 孔培养板上进行抗体检测,检测原理如图。
①在检测时,需将待测样本即 96 孔板培养槽中的_______(填“细胞”或“上清液”),加入到含 VspX 蛋白的固相载体的小孔中。
②加入酶标抗体一段时间后,需要用洗涤剂将未与_______结合的酶标抗体洗去。
③加入相应酶促反应底物显色后,蓝色的深浅可代表_______。
(4)将上述检测呈_______(填“阴性”或“阳性”)的杂交瘤细胞用_______酶处理制成细胞悬液,适宜条件培养。
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包头市第八十一中学高二年级4月月考生物试题
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,只有一项符合题目要求。
1. 中国饮食文化源远流长,发酵技艺更是先民智慧的结晶。千百年来,果酒、果醋、腐乳和泡菜等传统发酵食品不仅丰富了百姓餐桌,更成为中华饮食文明的重要符号。下列相关叙述正确的是( )
A. 利用葡萄制作果酒时,需每隔12小时打开瓶盖一次,以排出酵母菌无氧呼吸产生的CO2
B. 在果醋发酵过程中,通过控制发酵温度并持续通入无菌空气,可促进醋酸菌将乙醇直接氧化成乙酸
C. 腐乳制作过程中,毛霉等多种微生物产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸
D. 泡菜发酵后期,亚硝酸盐含量先下降后上升,应在发酵早期食用以避免中毒
【答案】C
【解析】
【详解】A、制作果酒时,每隔12小时应拧松瓶盖(不是打开瓶盖)排出CO2,打开瓶盖会引入杂菌,导致发酵失败,A错误;
B、果醋发酵时,通过控制发酵温度并持续通入无菌空气,醋酸菌先将乙醇转化为乙醛,再将乙醛氧化为乙酸,B错误;
C、腐乳制作过程中,毛霉等微生物产生的蛋白酶,能将豆腐中的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸,这个过程可以提升腐乳的风味和营养价值,C正确;
D、泡菜发酵过程中,亚硝酸盐含量先上升后下降,发酵后期亚硝酸盐含量较低,此时食用更安全,D错误。
2. 某醋厂生产的老陈醋风味独特,这源于其采用的独特分层固体发酵法——该方法使得成品中乳酸含量较高,从而形成了与众不同的风味特征。如图1是分层固体发酵法示意图,图2为发酵过程中检测的醋酸杆菌密度。酒醅是经蒸煮糊化后的粮食原料拌入糖化剂(如曲粉)和酒曲,正在进行酒精发酵的固态物料。醋醅是含有酒精的液态或固态物料(通常由酒醅发酵后的酒液等)拌入疏松材料(如谷壳、麸皮)和醋酸菌种后,正在进行醋酸发酵的固态物料。下列说法错误的是( )
A. 发酵过程中,接种醋酸杆菌后,需将发酵缸置于30-35℃条件下培养
B. 发酵过程中,发酵缸中上层醋醅有利于乳酸菌繁殖和发酵,积累乳酸
C. 据图2分析,A、B层颠倒后B层醋酸杆菌密度变化的主要环境因素是氧气浓度
D. 分层固体发酵过程中氧气分布差异显著影响了醋酸菌在不同层次的生长状况
【答案】B
【解析】
【详解】A、醋酸杆菌是好氧细菌,在醋酸发酵阶段需要充足的氧气,醋酸杆菌发酵的适宜温度是30 - 35℃,接种醋酸杆菌后,需将发酵缸置于30-35℃条件下培养,A正确;
B、乳酸菌是厌氧菌,发酵缸中上层氧气含量高,不利于乳酸菌繁殖和发酵,B错误;
C、醋酸杆菌是好氧菌,A、B层颠倒后,B层由下层变为上层,氧气浓度增加,所以B层醋酸杆菌密度变化的主要环境因素是氧气浓度,C正确;
D、分层固体发酵过程中,不同层次的氧气分布差异显著(上层氧气多,下层氧气少 ),而醋酸菌是好氧菌,氧气分布差异显著影响了醋酸菌在不同层次的生长状况,从图2中A、B层颠倒后醋酸杆菌密度的变化也可以看出这一点,D正确。
3. 《诗经·七月》中有“十月获稻,为此春酒”,记录了古人用新收获下来的稻谷酿酒的习俗。要酿造米酒主要有三步:蒸米、拌曲和发酵。酒曲主要含有的微生物有霉菌和酵母菌等,霉菌的主要功能是将稻米中的淀粉糖化,转化为葡萄糖。下列叙述错误的是( )
A. 霉菌细胞内含有淀粉酶,代谢过程中可能将其分泌到胞外
B. 蒸米步骤完成后需立刻开始加入酒曲搅拌,防止杂菌污染
C. 在酒精发酵过程中,霉菌的淀粉糖化能力逐渐下降
D. 酿造完成后,可通过打开盖子并适度升高温度酿造米醋
【答案】B
【解析】
【详解】A、霉菌需要将胞外的淀粉分解为葡萄糖才能吸收利用,因此其细胞内合成的淀粉酶可分泌到胞外发挥作用,A正确;
B、蒸米完成后温度较高,若立刻加入酒曲,高温会杀死酒曲中的霉菌和酵母菌等发酵菌种,需冷却至适宜温度后再加酒曲搅拌,B错误;
C、酒精发酵为无氧环境,且发酵过程中会产生酒精、pH逐渐降低,不适宜霉菌生存,因此霉菌的淀粉糖化能力逐渐下降,C正确;
D、米醋制作的菌种为醋酸菌,醋酸菌是好氧菌,适宜生长温度高于酒精发酵的温度,因此酿造完成后打开盖子提供氧气、适度升高温度,可将酒精转化为醋酸酿造米醋,D正确。
故选B。
4. 进行土壤中尿素分解菌的选择培养所使用的培养基组分及含量如下表所示。下列叙述错误的是( )
组分
KH2PO4
Na2HPO4
MgSO4·7H2O
葡萄糖
尿素
琼脂
蒸馏水
含量
1.4g
2.1g
0.2g
10.0g
1.0g
15.0g
定容至1000mL
A. 由表可知,该培养基属于固体培养基
B. 葡萄糖可以为尿素分解菌提供碳源
C. 将培养基先调节pH再进行高压蒸汽灭菌
D. 只有尿素分解菌能够在该培养基上生长
【答案】D
【解析】
【详解】A、由表可知,培养基有琼脂成分,则该培养基属于固体培养基,A正确;
B、葡萄糖的组成元素为C、H、O,可以为尿素分解菌提供碳源,B正确;
C、在制备固体培养基时需要先对pH进行调节,再进行高压蒸汽灭菌,C正确;
D、能够利用尿素作为氮源的微生物能在该种培养基上生长,除此之外,固氮菌也可在该培养基上生长,D错误。
故选D。
5. 野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长,氨基酸营养缺陷型突变株无法合成某种氨基酸,只能在完全培养基上生长,下图为纯化某氨基酸营养缺陷型突变株的部分流程图,①②③④代表培养基,A、B、C表示操作步骤,D、E为菌落。下列叙述错误的是( )
A. 图中①②④为基本培养基,③为完全培养基
B. A操作的目的是提高突变频率,增加突变株的数量
C. B的正确操作是用涂布器把菌液均匀地涂布在②表面
D. 经C过程原位影印及培养后,可从④中挑取D进行纯化培养
【答案】A
【解析】
【详解】A、野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长,氨基酸营养缺陷型突变株无法合成某种氨基酸,只能在完全培养基上生长,因此图中①②④为完全培养基,③为基本培养基,A错误;
B、紫外线可以提高突变的频率,A操作的目的是提高突变菌株的浓度,B正确;
C、B操作是将菌液滴加到培养基表面,再用涂布器将菌液均匀的涂布在②表面,C正确;
D、从图中可看出,D在基本培养基中无法生长,在完全培养基中可生长,说明D是氨基酸缺陷型菌落,故经C过程影印及培养后,可从④培养基中挑取D菌落进行纯化培养,D正确。
6. 从石油污染的土壤中筛选高效石油降解菌的流程包括:样品采集→富集培养→分离纯化等。图1、2为两种接种方法纯化培养的结果。下列叙述正确的是( )
A. 富集培养需使用以石油为唯一碳源的液体培养基,以提高菌种浓度
B. 图1接种时,每次灼烧接种环后立即从上一次划线末端继续划线
C. 图1、图2的接种方法均可用于微生物纯化培养及其活菌计数
D. 样品采集时取土样用的铁铲和取样纸袋在使用前都需消毒处理
【答案】A
【解析】
【详解】A、筛选石油降解菌时,富集培养使用以石油为唯一碳源的选择培养基,只有能降解石油的目的菌可以生长;液体培养基能让微生物充分接触营养,促进目的菌大量繁殖,提高菌种浓度,A正确;
B、平板划线接种时,灼烧接种环后必须冷却后才能从上次划线末端继续划线,若立即划线,高温会杀死待接种微生物,B错误;
C、两种接种方法都可纯化微生物,但只有稀释涂布平板法(图2)可用于活菌计数,平板划线法(图1)不能计数活菌,C错误;
D、取土样的器具需要灭菌处理(杀死所有微生物包括芽孢、孢子,避免杂菌污染),消毒只能杀死部分微生物,无法避免杂菌污染,D错误。
7. 灭菌、消毒是生物学实验中常见的无菌操作。下列叙述正确的是( )
A. 牛奶要用100℃的沸水进行高温消毒10分钟
B. 微生物培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染
C. 制作果酒的发酵瓶在清洗干净后还需用70%的酒精消毒处理
D. 牛肉膏蛋白胨培养基灭菌后蛋白质变性失活不利于培养微生物
【答案】C
【解析】
【详解】A、牛奶通常采用巴氏消毒法处理,该方法可在杀灭有害微生物的同时减少牛奶营养成分损失,若用100℃沸水消毒10分钟会大量破坏牛奶的营养物质,A错误;
B、抗生素会抑制细菌等原核微生物的生长,若培养的目标微生物为细菌,添加抗生素会导致目标菌死亡,因此并非所有微生物培养基都需要添加抗生素,B错误;
C、果酒制作依赖葡萄皮表面的野生型酵母菌,发酵瓶不能进行高压灭菌,清洗干净后用70%的酒精消毒既可杀灭杂菌,又不会影响后续发酵,C正确;
D、牛肉膏蛋白胨培养基经高压蒸汽灭菌后,部分蛋白质发生变性,但变性蛋白质仍可被微生物分解利用,作为碳源、氮源等营养物质,不会影响微生物培养,D错误。
8. 随着科技的发展,人们能够在受到严格控制的环境条件下大规模生产发酵产品,发酵工程逐步形成。下列相关叙述错误的是( )
A. 发酵之前需要对菌种进行扩大培养
B. 发酵工程的发酵产品为青霉素等代谢物
C. 柠檬酸可通过黑曲霉的发酵制得
D. 发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节
【答案】B
【解析】
【详解】A、发酵前需对菌种进行扩大培养以提高菌种数量,确保发酵效率,A正确;
B、发酵工程的产物包括初级代谢产物(如氨基酸、核苷酸)、次级代谢产物(如青霉素)以及菌体本身(如单细胞蛋白),选项中“为青霉素等代谢物”忽略了菌体产物,表述片面,B错误;
C、柠檬酸是黑曲霉在有氧发酵中产生的有机酸,属于发酵工程的典型产物,C正确;
D、发酵罐内的发酵过程是发酵工程的核心环节,直接影响产物产量和质量,D正确。
故选B。
9. 产黄青霉菌能产生青霉素,青霉素发酵是一个高耗氧过程,产黄青霉菌生产青霉素的发酵流程图如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 青霉素的发酵过程是高耗氧过程,发酵过程中应通入灭菌的空气
B. 由于青霉素具有杀菌功能,因此无论是培养基还是发酵罐均无需灭菌
C. 图中①②过程培养在固体培养基中,③过程接种到液体培养基中
D. 图中④⑤过程均可采用过滤、沉淀的方法来获得菌种和青霉素
【答案】A
【解析】
【详解】A、青霉素的发酵过程是高耗氧过程,发酵过程中应通入灭菌的空气,A正确;
B、青霉素虽有杀菌功能,但并不能杀灭所有微生物,因此仍需对培养基和发酵罐进行灭菌处理,B错误;
C、无论是扩大培养还是发酵罐内发酵,均在液体培养基中进行,C错误;
D、获得菌种可选用过滤、沉淀的方法,青霉素属于代谢物,选用适当的提取、分离和纯化措施,D错误。
故选A。
10. 科学家以水稻(2n=24)和稗草(2n=54)为材料,利用植物体细胞杂交技术获得了具有稗草抗逆性(如耐盐、抗除草剂)的水稻,流程如下图。下列叙述正确的是( )
A. 植物体细胞杂交是将不同来源的植物体细胞融合成杂种细胞的技术
B. 可以用离心法或灭活病毒诱导两种原生质体融合
C. 两种细胞均需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
D. 杂种细胞重新形成细胞壁与高尔基体的活动有关
【答案】D
【解析】
【详解】A、植物体细胞杂交技术不仅包含将不同来源的植物体细胞融合成杂种细胞的步骤,还需将杂种细胞培育成杂种植株,A错误;
B、诱导植物原生质体融合的方法有离心法、电融合法、PEG融合法等,灭活病毒是诱导动物细胞融合的方法,不能用于植物原生质体融合,B错误;
C、植物细胞的细胞壁主要成分是纤维素和果胶,去除细胞壁需要用纤维素酶和果胶酶,而胰蛋白酶或胶原蛋白酶是用于处理动物细胞的,C错误;
D、高尔基体与植物细胞壁的形成有关,所以杂种细胞重新形成细胞壁与高尔基体的活动有关,D正确。
11. 关于植物细胞工程技术的应用,下列叙述错误的是( )
A. 利用植物组织培养技术将花粉离体培养得到单倍体植株
B. 通常对进行无性繁殖的作物进行脱毒苗的培育
C. 植物组织培养过程中更易发生有利突变而获得新品种
D. 细胞产物的工厂化生产不占用耕地,有利于减小生态足迹
【答案】C
【解析】
【详解】A、利用花药(花粉)离体培养,经植物组织培养可获得单倍体植株,属于单倍体育种技术,A正确;
B、无性繁殖作物易积累病毒,通过茎尖等分生组织培养可获得脱毒苗(如马铃薯脱毒苗),B正确;
C、植物组织培养过程中可能发生基因突变,但突变具有不定向性且多害少利,无法确保“更易发生有利突变”,该表述错误,C错误;
D、细胞产物工厂化生产(如紫草素生产)利用生物反应器,无需大面积种植,可减少耕地占用和生态足迹,D正确。
故选C。
12. 某研究团队以濒危植物华盖木的茎段为外植体,通过植物组织培养技术进行快速繁殖(如图所示)。脱分化阶段需对培养基中的植物激素进行精细调控。下列叙述正确的是( )
A. 过程①中细胞通过减数分裂增加数量,遗传物质会发生重组
B. 过程①中细胞失去其特有结构功能,形成具有分生能力的薄壁组织团块
C. 与过程①相关的植物激素使其脱分化形成胚状体,进而长出芽和根
D. 过程②③发生了细胞分化,无需每日给予适当时间和强度的光照
【答案】B
【解析】
【详解】A、过程①脱分化阶段细胞通过有丝分裂增殖,遗传物质保持稳定,不会发生重组(重组发生在减数分裂过程中),A错误;
B、过程①在一定激素和营养等条件的诱导下,已经分化的细胞可以经过脱分化失去其特有的结构和功能,转变成未分化的细胞,进而形成不定形的薄壁组织团块,即为愈伤组织,B正确;
C、过程②③将愈伤组织接种到含有特定激素的培养基上,就可以诱导其再分化成胚状体,长出芽和根,进而发育成完整的植株,C错误;
D、过程①诱导愈伤组织期间一般不需要光照,但在后续的培养过程②③中,每日需要给予适当时间和强度的光照,D错误。
13. 动物细胞培养与植物细胞培养的主要区别是( )
A. 动物细胞培养,培养基的成分与植物的不同
B. 动物细胞培养是单个细胞培养而植物不是
C. 动物细胞培养可以传代培养而植物不能
D. 动物细胞培养中可发生遗传物质的改变而植物不能
【答案】A
【解析】
【详解】A、动物细胞培养基需要添加葡萄糖、动物血清等特有成分,植物细胞培养基需要添加蔗糖、植物激素、琼脂等特有成分,二者培养基成分的差异是主要区别,A符合题意;
B、植物细胞也可进行单个细胞培养(如植物悬浮细胞培养),并非只有动物细胞培养是单个细胞培养,B不符合题意;
C、植物细胞同样可以进行传代(继代)培养,C不符合题意;
D、动物细胞和植物细胞长期培养过程中都可能发生基因突变、染色体变异等,均可能出现遗传物质改变,D不符合题意。
故选A。
14. 某新型禽类病毒AIV主要侵害免疫器官,导致接种疫苗失效,对养殖业危害极大。该病毒的某种衣壳蛋白(CP蛋白)在其生命周期中含量丰富且高度保守。研究者拟以CP蛋白为抗原免疫小鼠,制备特异性单克隆抗体,以期快速检测该病毒,主要实验流程如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 本实验中,小鼠注射的特定抗原应为该病毒的CP蛋白
B. 图中筛选1中,融合的细胞都可以在选择培养基上正常增殖
C. 图中筛选2所依据的基本原理是抗原与抗体的反应具有特异性
D. 制备单细胞悬液时需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理
【答案】B
【解析】
【详解】A、抗体与抗原的结合具有特异性,本实验目的是制备针对该病毒CP蛋白的特异性单克隆抗体,因此给小鼠注射的特定抗原就是该病毒的CP蛋白,A正确;
B、图中筛选1是第一次筛选,目的是获得杂交瘤细胞,在该选择培养基中,未融合的细胞、同种细胞融合的细胞(如B淋巴细胞自身融合、骨髓瘤细胞自身融合的细胞)都不能正常增殖,只有杂交瘤细胞能正常存活增殖,B错误;
C、筛选2是筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,原理是抗原与抗体的特异性结合,C正确;
D、制备动物单细胞悬液时,需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织,分解细胞间的蛋白质使细胞分散,D正确。
15. 科研工作者能将多种组织细胞转变成诱导多功能干细胞,并让诱导多功能干细胞分化成了皮肤、肌肉、软骨、神经等多种组织细胞。下列相关叙述正确的是( )
A. 诱导多功能干细胞也就是胚胎干细胞,其具有全能性
B. 培养诱导多功能干细胞时需要提供95%O2和5%CO2的混合气体
C. 诱导多功能干细胞分化过程与基因有关,也与细胞直接生活的微环境有关
D. 成熟体细胞与诱导多功能干细胞相比,细胞核DNA不变,RNA也不变
【答案】C
【解析】
【详解】A、诱导多功能干细胞是体细胞经重编程得到的,胚胎干细胞来自早期胚胎,二者来源不同、不属于同一种细胞,A错误;
B、培养动物细胞的气体环境是95%的空气和5%的CO₂,B错误;
C、细胞分化的实质是基因的选择性表达,分化过程受基因调控,同时细胞生活的微环境中的信号分子等物质也会影响分化的方向,C正确;
D、成熟体细胞和诱导多功能干细胞的细胞核DNA相同,但由于基因的选择性表达,二者的mRNA种类和数量存在差异,D错误。
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,有一项或多项符合题目要求。全部选对得3分,选对但不全得1分,有选错得0分。
16. 自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中氮气的细菌,科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究,部分实验流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 图中所用培养基不需要添加氮源,但需要将pH调制成中性或弱酸性
B. 纯化培养时,用涂布器从盛有菌液的试管中蘸取菌液进行涂布
C. 步骤①获取土壤一般来自表层土壤,步骤③将土壤悬浮液稀释了10000倍
D. 若④的平板上菌落平均数为72个,则每克土壤中含有的固氮菌约7.2×106个
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中氮气的细菌,培养自生固氮菌时,一般不需要添加氮源,在培养细菌时需要将培养基调成中性或弱碱性,A错误;
B、由图可知,该纯化培养的方法是稀释涂布平板法,应该用微量移液器从盛有菌液的试管中取0.1mL菌液,再用涂布器涂布,B错误;
C、步骤①获取土壤一般来自浅层土壤,结合图示可知,步骤③将土壤悬浮液稀释了1000倍,C错误;
D、若④的平板上菌落的平均数为72个,由图可知,稀释倍数为104,每克土壤中含有的固氮菌个数为C÷V×M(稀释倍数)=72÷0.1×104=7.2×106个,D正确。
故选ABC。
17. 土壤中的吸水链霉菌是一种放线菌,菌体呈丝状生长,其分泌的酯类物质——雷帕霉素被广泛用于器官移植后的免疫抑制治疗。科研人员利用吸水链霉菌发酵生产雷帕霉素的流程如下:吸水链霉菌的分离与鉴定、扩大化培养、接种、发酵罐发酵、获得产物。下列说法正确的是( )
A. 吸水链霉菌能产生雷帕霉素是因为其基因组中含有编码雷帕霉素的基因
B. 鉴定吸水链霉菌时,除通过形态学鉴定外,还要借助生物化学的方法
C. 扩大化培养吸水链霉菌时,可用紫外线照射对培养基进行灭菌
D. 不能采用稀释涂布平板法监控吸水链霉菌发酵过程中活细胞数量的变化
【答案】BD
【解析】
【详解】A、根据题意可知雷帕霉素属于酯类物质,而基因的表达产物是蛋白质,吸水链霉菌基因组中不会含有编码雷帕霉素的基因,而是含有与雷帕霉素合成有关的酶的基因,A错误;
B、不同种类细菌的理化特性一般不同,鉴定细菌种类时,除根据菌落特征进行形态学鉴定外,还可以借助生物化学的方法进行鉴定,B正确;
C、紫外线照射只能起到消毒的作用,不能对培养基进行灭菌,C错误;
D、链霉菌是一种放线菌,菌体呈丝状生长,形成的菌落难以区分,因此稀释涂布平板法不宜用于监控链霉菌发酵过程中活细胞数量的变化,D正确。
故选BD。
18. 发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用,形成了规模庞大的发酵工业。下列叙述正确的是( )
A. 黑曲霉菌可进行发酵生产谷氨酸,谷氨酸经过一系列处理能制成味精
B. 菌落的形态、大小、颜色等肉眼可见的特征可作为菌种鉴定的依据
C. 通过发酵工程从微生物细胞中提取出的单细胞蛋白,可制成微生物饲料
D. 啤酒制作中,主发酵主要是酵母菌繁殖,后发酵侧重代谢产物的生成
【答案】B
【解析】
【详解】A、黑曲霉可用于生产柠檬酸,谷氨酸由谷氨酸棒状杆菌发酵获得,A错误;
B、菌落具有种的特异性,因此菌落特征(如大小、形状、颜色)可用于菌种鉴定,B正确;
C、单细胞蛋白指微生物菌体本身,直接作为生物饲料,C错误;
D、啤酒主发酵阶段主要是酵母菌繁殖和代谢产物的生成,后发酵侧重形成澄清成熟的啤酒,D错误。
19. 下图为农作物新品种的育种方式,下列说法错误的是( )
A. ①过程细胞融合的标志是再生出细胞壁
B. 筛选出的杂种细胞含有两个细胞的遗传物质,所以体细胞杂交属于有性生殖
C. ②过程表示脱分化,需提供无机营养成分、有机营养成分和植物激素等
D. ③过程应将愈伤组织先转移到生长素与细胞分裂素比例高的生芽培养基上培养,待长出芽后,再将其转接到比例低的生根培养基上培养
【答案】BD
【解析】
【详解】A、①过程细胞融合的标志是再生出细胞壁,A正确;
B、筛选出的杂种细胞含有两个细胞的遗传物质,但该过程不涉及精卵结合,所以体细胞杂交属于无性生殖,B错误;
C、②是新细胞形成愈伤组织的过程,表示脱分化,需提供无机营养成分、有机营养成分和植物激素等,C正确;
D、同时使用生长素和细胞分裂素时,两者用量的比例影响植物细胞的发育方向,生长素用量与细胞分裂素用量的比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成;比值适中时,促进愈伤组织的生长,D错误。
故选BD。
20. 研究人员取某糖尿病患者(相关基因缺陷导致,具有遗传倾向)的成纤维细胞在体外将其重编程为iPS 细胞,再诱导iPS 细胞分化为胰岛B细胞后移植到该患者体内,实现了临床功能性治愈。下列叙述错误的是( )
A. 培养iPS 细胞的培养液中含有蔗糖、氨基酸、无机盐等营养成分
B. 诱导iPS 细胞分化成胰岛 B细胞的过程体现了细胞的全能性
C. 上述移植过程相对于异体移植可以降低患者的免疫排斥反应
D. 经过上述方式治愈的患者,其后代不会再患该种糖尿病
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、动物细胞培养液需含葡萄糖(而非蔗糖)作为碳源,蔗糖常用于植物组织培养;培养液成分应包含氨基酸、无机盐、维生素等,但蔗糖不是动物细胞营养源,A错误;
B、细胞全能性指已分化细胞发育成完整个体的潜能,iPS细胞分化为胰岛B细胞仅形成特定细胞类型,未形成个体,故未体现全能性(体现的是分化潜能),B错误;
C、移植细胞源于患者自身成纤维细胞重编程,自体移植时主要组织相容性复合体(MHC)相同,免疫排斥反应显著低于异体移植,C正确;
D、该糖尿病由基因缺陷导致且具遗传倾向,治愈仅改变体细胞,未改变生殖细胞遗传物质,后代仍可能携带致病基因而患病,D错误;
故选ABD。
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 奶啤是一种含牛奶的啤酒,是通过微生物发酵将麦汁中的麦芽糖和其他糖类转化为乙酸和乳酸,配以一定比例的原料乳,再经过酒精发酵制作而成,工艺流程如图所示。请回答下列问题:
(1)酵母不能直接利用淀粉,可用赤霉素溶液浸泡大麦种子,诱导种子无需发芽也能产生_______酶,同时粉碎过程有利于大麦粉与酶的充分接触,以缩短图中所示的_______过程的时间。
(2)接种醋酸菌和乳酸菌制作发酵乳,促进前期酸味的形成。醋酸菌和乳酸菌在同一容器中进行发酵时,不能同时产生乙酸和乳酸,原因是_______。为了提高奶啤品质,筛选产酸量高的醋酸菌,研究人员分离出A1~A4四种菌株,并做了相关发酵实验,醋酸菌的产酸量结果见下表(单位:g/100mL)。由表可知选择菌株_______适合进行后续的发酵,理由是_______。
菌株
发酵时间/d
2
3
5
7
9
A0
1.20
4.00
4.86
5.62
5.62
A1
1.68
4.18
4.90
5.80
5.70
A2
1.48
3.68
4.68
5.54
5.50
A3
2.16
4.32
5.60
6.22
5.89
A4
1.68
3.80
4.88
5.60
5.62
注:A0为对照菌株:奥尔兰醋酸杆菌
(3)主发酵阶段在菌种活化的过程中,需定时取样,检测酵母的生长状况。若某次样品经3次10倍稀释后,经台盼蓝染色(体积不计),在血细胞计数板上计数_______色细胞,5个中格中的细胞数为244个,该样品中活酵母细胞的密度为_______个细胞/mL(注:血细胞计数板规格为1mm×1mm×0.1mm,型)。
(4)主发酵过程中要适时往外排气,后发酵时期应_______(从“延长”“缩短”中选填)排气时间间隔。从食品安全的角度考虑,上述工艺流程图中①的操作应该是_______。
(5)敲除酿酒酵母中的某个蛋白酶基因,减少发酵液中蛋白的水解,有助于增强啤酒泡沫的稳定性。用蛋白固体培养基筛选敲除了该基因的酵母菌,野生型可以水解酪蛋白,在菌落周围形成透明圈。需要筛选透明圈_______(填“较大”或“较小”)的菌落,表明其蛋白酶活性_______(填“较高”或“较低”)。
【答案】(1) ①. 淀粉酶(α-淀粉酶) ②. 糖化
(2) ①. 醋酸菌是好氧细菌,在无氧条件下不能存活,而乳酸菌是厌氧细菌,在有氧条件下不能存活 ②. A3 ③. (与对照组和其他菌株比较)在相同的时间内A3产酸量最高最快
(3) ①. 无 ②. 1.22×1010
(4) ①. 延长 ②. 灭菌处理或巴氏消毒处理
(5) ①. 较小 ②. 较低
【解析】
【小问1详解】
酵母不能直接利用淀粉,可用赤霉素溶液浸泡大麦种子,诱导种子无需发芽也能产生淀粉酶(α-淀粉酶),同时粉碎过程有利于大麦粉与酶的充分接触,以缩短图中所示的糖化(淀粉酶将淀粉分解成糖浆)过程的时间。
【小问2详解】
接种醋酸菌和乳酸菌制作发酵乳,促进前期酸味的形成。醋酸菌和乳酸菌在同一容器中进行发酵时,不能同时产生乙酸和乳酸,原因是醋酸菌是好氧细菌,在无氧条件下不能存活,而乳酸菌是厌氧细菌,在有氧条件下不能存活。由表可知,选择菌株A3适合进行后续的发酵,理由是(与对照组和其他菌株比较)在相同的时间内A3产酸量最高最快。
【小问3详解】
细胞膜具有选择透过性,用台盼蓝染色,着色的细胞为死细胞,因此,应计数无色细胞。25×16型血细胞计数板上共有25个中格,5个中格中的细胞数为244个,该样品中活酵母细胞的密度为244÷5×25×103×104=1.22×1010个细胞/mL。
【小问4详解】
主发酵过程中要适时往外排气,后发酵时期反应速率变慢,应延长排气时间间隔。从食品安全的角度考虑,在上市或入库前应进行①灭菌处理或巴氏消毒处理。
【小问5详解】
用酪蛋白固体培养基筛选敲除某个蛋白酶基因的酿酒酵母,野生型可以水解酪蛋白,在菌落周围形成透明圈。因此需要筛选透明圈较小的菌落,表明其蛋白酶活性较低,这样的酵母菌能减少发酵液中蛋白的水解,有助于增强啤酒泡沫的稳定性,从而改善啤酒的品质。
22. 测定水样是否符合饮用水卫生标准,常用滤膜法测定大肠杆菌的数目。滤膜法的大致流程:用滤膜过滤待测水样→水样中的细菌留在滤膜上→将滤膜转移到含有伊红美蓝的培养基(EMB培养基)上培养→统计菌落数目,流程示意图如下图所示。其中,指示剂伊红美蓝可使大肠杆菌菌落呈现紫黑色。请据图回答下列问题:
(1)过滤待测水样需要用到滤杯、滤膜和滤瓶,其中需要进行灭菌处理的是_______,与过滤有关的操作都要在_______旁进行。
(2)将完成过滤之后的滤膜紧贴在EMB培养基上,这属于微生物培养中的________操作。从物理状态角度分析,EMB培养基属于_________培养基,从功能上分析属于_____________培养基。
(3)某生物兴趣小组的同学尝试按照上述方法进行测定,无菌操作下将10mL待测水样加入到90mL无菌水中,稀释后的菌液通过滤膜法测得EMB培养基上的菌落数平均为124,紫黑色菌落数平均为31,则推测1L待测水样中的大肠杆菌数目为_______。
(4)大肠杆菌进行扩大培养时,用摇床振荡培养的目的是_______。
【答案】(1) ①. 滤杯、滤膜和滤瓶 ②. 酒精灯火焰
(2) ①. 接种 ②. 固体 ③. 鉴别
(3)3100 (4)提供氧气,使大肠杆菌与营养物质充分接触
【解析】
【分析】滤膜法是检测水样中大肠杆菌数量的方法,将一定量水样注入已灭菌的微孔薄膜的滤器中,经过抽滤,细菌被截留在滤膜上,将滤膜贴于伊红美蓝培养基上,经培养后计数和鉴定滤膜上生长的大肠杆菌的菌落即可推测计算出水样中的大肠杆菌数;大肠杆菌在伊红-美蓝培养基上培养后菌落呈深紫色,并有金属光泽。
【小问1详解】
过滤待测水样需要用到滤杯、滤膜和滤瓶,其中需要进行灭菌处理的有滤杯、滤膜和滤瓶,与过滤有关的操作都要在酒精灯火焰旁进行,其目的是防止杂菌的污染。
【小问2详解】
将完成过滤之后的滤膜紧贴在EMB培养基上,可将滤膜上的菌体“复印”在培养基上,使其在培养基上生长,这属于微生物培养中的接种操作;从物理状态分析,EMB培养基属于固体培养基,从功能上分析,由于培养基上加有伊红美蓝,所以属于鉴别培养基。
【小问3详解】
由于黑色菌落为大肠杆菌,稀释了10倍,所以可推测1升待测水样中的大肠杆菌数目为31÷100×10×1000=3100。
【小问4详解】
用摇床振荡培养,可供应微生物所需氧气,同时使营养物质与大肠杆菌充分接触,使大肠杆菌的繁殖速度加快。
23. 狼爪瓦松是一种具有观赏价值的野生花卉,其产生的黄酮类化合物可入药。狼爪瓦松野生资源有限,难以满足市场化需求。因此,目前一般通过植物细胞工程进行培养,具体过程如图所示,其中的数字序号代表处理或生理过程。请回答下列相关问题:
(1)进行①过程前要对狼爪瓦松植株甲幼嫩的叶进行___________处理,所用的试剂为体积分数为70%的酒精和质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液。图中②过程称为___________,通过②③培养获得植株乙所利用技术的细胞学原理是___________。
(2)培养中的愈伤组织细胞一直处于___________的状态,可用于④诱导产生突变体。
(3)⑤过程需要用___________酶进行处理,形成植株丁的过程中,PEG的作用是___________。
(4)黄酮类化合物是狼爪瓦松的次生代谢物,⑥为对该产物进行工厂化生产,某同学认为细胞产物的工厂化生产主要目的是提高单个细胞中黄酮类化合物的含量,你同意该同学的观点吗?___________,请说明相应的理由:___________。
(5)通过植物细胞工程对狼爪瓦松培养,获得药物黄酮类化合物,下列相关叙述错误的是___________。
A. 过程③通常先在生长素与细胞分裂素比例高的培养基中培养
B. 过程④常用射线或化学物质处理后即可获得大量目的植株
C. 过程⑥中黄酮类化合物可通过植物细胞培养获得,应将愈伤组织细胞在液体培养基培养
D. 所得三种植株中乙和丙的遗传信息与甲相同,植株丁和甲是同一物种
【答案】(1) ①. 消毒 ②. 脱分化 ③. 植物细胞的全能性 (2)不断增殖
(3) ①. 纤维素酶、果胶酶 ②. 促进原生质体融合
(4) ①. 不同意 ②. 植物细胞的次生代谢物含量很低,利用细胞产物的工厂化生产黄酮类化合物主要是通过增加细胞数量从而增加黄酮类化合物的含量 (5)ABD
【解析】
【分析】图中①表示外植体接种,②表示脱分化,③表示再分化,④表示再分化过程产生突变体,⑤表示去除细胞壁获得原生质体,⑥表示黄酮类化合物的提取。
【小问1详解】
用体积分数为70%的酒精和质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液对外植体消毒。②表示脱分化,③表示再分化,通过②③培养获得植株乙为植物组织培养,所利用的原理是植物细胞的全能性。
【小问2详解】
愈伤组织在不诱导再分化的情况下,一般处于不断增殖的状态。
【小问3详解】
⑤表示去除细胞壁获得原生质体,该过程需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。培育形成植株丁的过程中,PEG的作用是诱导原生质体融合,属于化学方法诱导原生质体融合。
【小问4详解】
不同意该同学的观点,黄酮类化合物属于植物的次生代谢物,植物细胞的次生代谢物含量很低,利用细胞产物的工厂化生产黄酮类化合物主要是通过增加细胞数量从而增加黄酮类化合物的含量。
【小问5详解】
A、生长素与细胞分裂素比值高时,利于生根;该比值低时,利于生芽。过程③是再分化,需先生芽再生根,所以需要先在生长素与细胞分裂素比例低的培养基中培养,A错误;
B、过程④为诱变育种,常用射线或化学物质处理的是愈伤组织,经筛选并进一步培养才能获得大量所需的突变体植株丙,B错误;
C、过程⑥中黄酮类化合物可通过植物细胞培养获得,应将愈伤组织细胞在液体培养基悬浮培养,即植物组织培养,C正确;
D、所得三种植株中乙和丙的遗传信息不一定与甲相同,因为植株丙是诱变育种得到的,遗传信息可能发生改变;植株丁经过植物体细胞杂交,染色体数目发生了改变,和甲不一致,所以不是同一物种,D错误。
故选ABD。
24. 随着单克隆抗体(单抗)理论不断丰富,生产工艺不断成熟,单抗类药物将为患者带来更多康复的曙光。下图显示单克隆抗体制备过程及部分应用场景,回答下列问题。
(1)培养骨髓瘤细胞的基本条件除细胞所需要的各种营养物质外,还需要___________(答出1点即可)等条件。B细胞不能通过体外培养获得,主要原因是在体外培养条件下,B细胞___________。
(2)第一次选择得到杂交瘤细胞,对杂交瘤细胞进行传代培养,结果不是单克隆,原因是___________。第二次选择时,使用多孔培养板进行单克隆培养,用特定试剂检测后,选择___________的单克隆进行大规模培养,并从培养液中获取单克隆抗体,与血清抗体相比,其优点是___________(答出2点即可)。
(3)抗体-药物偶联物(ADC)是通过靶向递送细胞毒素类药物,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤,在制备ADC单抗时利用的抗原是___________。
【答案】(1) ①. 无菌无毒;适宜的温度、pH、渗透压;适宜的气体条件 ②. 不能无限增殖
(2) ①. 传代培养是多种细胞分裂的结果(不是一个细胞分裂得到的细胞群体;增殖形成的新细胞群体来源于多个细胞) ②. 抗原抗体特异性结合呈阳性 ③. 能准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合,并且可以大量制备
(3)肿瘤细胞特有的抗原
【解析】
【小问1详解】
培养动物细胞的基本条件除了营养物质外,还需要无菌、无毒的环境(防止杂菌污染和有害代谢产物积累对细胞的伤害)、适宜的温度和 pH(温度一般为 36.5±0.5℃,pH 一般为 7.2 - 7.4 ,以维持细胞内酶的活性)、气体环境(95%空气和 5%CO₂ ,氧气是细胞代谢所必需的,二氧化碳可维持培养液的 pH )等;在体外培养条件下,B 细胞不能无限增殖,所以 B 细胞不能通过体外培养获得。
【小问2详解】
第一次选择得到的杂交瘤细胞是多种杂交瘤细胞的混合物,传代培养是多种细胞分裂的结果(不是一个细胞分裂得到的细胞群体;增殖形成的新细胞群体来源于多个细胞),因此,结果不是单克隆;第二次选择时,使用多孔培养板进行单克隆培养,用特定试剂检测后,选择能产生所需抗体(抗原抗体特异性结合呈阳性)的单克隆进行大规模培养;与血清抗体相比,单克隆抗体具有单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合,并且可以大量制备等优点。
【小问3详解】
抗体 - 药物偶联物(ADC)要实现对肿瘤细胞的选择性杀伤,在制备 ADC 单抗时利用的抗原是肿瘤细胞特有的抗原(这样制备出的单克隆抗体才能特异性地识别肿瘤细胞,从而将细胞毒素类药物靶向递送到肿瘤细胞)。
25. 牛支原体能引起牛肺炎、关节炎等多种疾病危害养殖业。VspX 蛋白是牛支原体表面的一种脂蛋白,在牛支原体感染宿主细胞时起黏附作用。科研人员制备抗 VspX 单克隆抗体进行相关研究。回答下列问题:
(1)将纯化 VspX 蛋白作为_______注射到小鼠体内。
(2)在融合前三天,对实验小鼠加强免疫一次,目的是_______。然后取小鼠的 B 淋巴细胞用诱导动物细胞融合特有的方法_______诱导与骨髓瘤细胞融合,筛选得到杂交瘤细胞。
(3)一段时间后,将杂交瘤细胞接种到 96 孔培养板上进行抗体检测,检测原理如图。
①在检测时,需将待测样本即 96 孔板培养槽中的_______(填“细胞”或“上清液”),加入到含 VspX 蛋白的固相载体的小孔中。
②加入酶标抗体一段时间后,需要用洗涤剂将未与_______结合的酶标抗体洗去。
③加入相应酶促反应底物显色后,蓝色的深浅可代表_______。
(4)将上述检测呈_______(填“阴性”或“阳性”)的杂交瘤细胞用_______酶处理制成细胞悬液,适宜条件培养。
【答案】(1)抗原 (2) ①. 刺激机体产生更多的能分泌抗VspX抗体的B细胞 ②. 灭活的病毒
(3) ①. 上清液 ②. 抗VspX抗体 ③. 抗VspX抗体的含量
(4) ①. 阳性 ②. 胰蛋白
【解析】
【小问1详解】
将纯化VspX蛋白作为抗原注射到小鼠体内,刺激小鼠获得能产生抗VspX抗体的B淋巴细胞。
【小问2详解】
融合前加强免疫的目的是:刺激小鼠免疫,产生更多能分泌抗VspX抗体的B淋巴细胞;诱导动物细胞融合特有的方法是灭活病毒诱导法,PEG、电激融合也可用于植物原生质体融合,因此动物特有方法为灭活病毒诱导。
【小问3详解】
①杂交瘤细胞培养后,抗体分泌到培养液中,所以在检测时,需将96孔板培养槽中的上清液加入到含VspX蛋白的固相载体的小孔中。
②加入酶标抗体一段时间后,需要用洗涤剂将未与抗VspX抗体结合的酶标抗体洗去,以避免未结合的酶标抗体对后续显色反应产生干扰。
③加入相应酶促反应底物显色后,颜色的深浅可代表抗VspX抗体的量,蓝色越深,说明抗VspX抗体的量越高。
【小问4详解】
我们需要的是能产生抗VspX抗体的杂交瘤细胞,所以将上述检测呈阳性(说明能产生抗VspX抗体)的杂交瘤细胞进行后续处理。在动物细胞培养中,常用胰蛋白酶处理细胞,使细胞分散制成细胞悬液,然后在适宜条件下培养。
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