内容正文:
哈尔滨师范大学附属中学2025-2026学年度下学期
高二四月阶段性考试生物学试题
一、单选题(每小题2分,共40分)
1. 味精的主要成分是谷氨酸,利用谷氨酸棒状杆菌通过发酵可以产生谷氨酸,进而获得味精,通过发酵罐发酵可以大规模生产谷氨酸。下列有关谷氨酸发酵过程的叙述,不正确的是( )
A. 配制高浓度营养物质的培养基,会使谷氨酸棒状杆菌大量繁殖
B. 常用的谷氨酸棒状杆菌为好氧细菌,因此培养基中需严格控制溶解氧、通气量等发酵条件
C. 排出发酵罐中的谷氨酸,有利于谷氨酸的合成和产量的提高
D. 谷氨酸发酵的培养基成分主要有水、碳源、氮源、无机盐等
2. 铁皮石斛是我国珍贵的中药材,其生物碱是重要次级代谢产物。通过组织培养技术培养铁皮石斛的拟原球茎(简称PLBs,类似于愈伤组织)以生产生物碱的实验流程如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 选择新生营养芽的原因在于其分裂能力强、全能性高以及几乎不含病毒
B. 图中过程①为脱分化形成PLBs,生物碱主要在③阶段合成并提取
C. 实验使用的培养基和所用器械都要灭菌,新生营养芽只需要进行消毒
D. 在培养高产细胞系时,应选择细胞数量与生物碱产量比值较大的PLBs
3. 《齐民要术》记载了一种称为“动酒酢(“酢”同“醋”)法”的酿醋工艺,“大率酒一斗,用水三斗,合瓮盛,置日中曝之。七日后当臭,衣(指菌膜)生,勿得怪也,但停置,勿移动,挠搅之。数十日,醋成”。下列有关叙述错误的是( )
A. “酒一斗,用水三斗,合瓮盛”是为避免酒精浓度过高抑制微生物的生长繁殖
B. “置日中曝之”可以提高发酵液温度,有利于醋酸发酵,缩短发酵时间
C. “衣(指菌膜)”位于变酸的酒表面,是由原酒中的酵母菌大量繁殖形成的
D. “挠搅”有利于酒精与微生物的充分接触,且可增加溶液中的溶解氧
4. 影印平板培养法是使在一系列培养基的相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法。科研人员用该方法探究大肠杆菌链霉素抗性与链霉素的关系,过程如图所示。下列说法正确的是( )
A. 可遗传变异的三个来源均可为大肠杆菌提供进化的原材料
B. 图中只有3、7、11号培养基需要添加链霉素
C. 图中含链霉素的培养基的菌落周围会出现抑菌圈
D. 该实验可证明链霉素能诱导大肠杆菌产生耐药性
5. 瘤胃是反刍动物的第一个胃,是降解纤维素的场所。现要从牛的瘤胃中分离出能够分解纤维素的微生物,下列有关说法正确的是( )
A. 实验前需对培养基、接种工具、瘤胃等进行湿热灭菌
B. 在培养基中加入刚果红可用来鉴别,产生透明圈的不一定是纤维素分解菌
C. 接种后,培养基应在有氧条件下培养,直至长出菌落
D. 筛选出纤维素分解菌后,应使用固体培养基扩大培养
6. 迷迭香酸具有多种药理活性。某兴趣小组利用植物细胞悬浮培养技术获取迷迭香酸,实验流程和培养装置如下图所示。下列说法正确的是( )
A. 外植体需要用酒精和次氯酸钠进行灭菌处理
B. 图中“?”是指用胰蛋白酶处理获得单个细胞
C. 应在充气口处增设无菌滤器,同时增加排气管等
D. 发酵结束之后,将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得迷迭香酸产品
7. 由于发酵工程生产条件温和、原料来源丰富、价格低廉等,在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用,下列有关发酵工程应用的描述,正确的是( )
A. 日常生活中食用酱油的制作以大麦为主要原料,利用产蛋白酶的霉菌的作用,将原料中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸
B. 生产微生物肥料可抑制土壤中病原微生物的生长,从而减少病害的发生
C. 微生物农药作为化学防治的重要手段,将在农业可持续发展方面发挥重要作用
D. 科学家利用基因工程,将病原体的某个抗原基因转入适当的微生物细胞,获得的表达产物可直接用于免疫治疗
8. 土壤中的微生物数量与脲酶活性可反映土壤的肥力。科研人员用不同的方式进行施肥,探究其对土壤微生物数量和脲酶活性的影响,结果如图。下列说法正确的是( )
A. 土壤中只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素
B. 有机肥可以为植物的生长提供物质和能量
C. 土壤微生物数量与脲酶活性呈正相关,麦秸直接还田不利于提高土壤肥力
D. 施用有机肥使农作物产量增加,导致该地人均生态足迹增大
9. 啤酒的工业化生产中,大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后,最终过滤、调节、分装。下列说法不正确的是( )
A. 酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵过程完成
B. 焙烤是通过加热杀死种子胚,并且同时使淀粉酶失活,对糖浆灭菌
C. 后发酵要在低温、密闭的环境下进行,一段时间后才能形成澄清、成熟的啤酒
D. 发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味的要求不同而有所差异
10. 如图表示利用两种不同的二倍体植株A(为杂合子)和植株B培育植株①②③④⑤的过程,下列说法正确的是( )
A. 培育植株①的过程为单倍体育种,获得的植株为纯合子
B. 将植株A的愈伤组织培育成植株③,利用了基因重组的原理
C. 利用植株A离体细胞培育得到植株④的过程,体现了植物细胞的全能性
D. 植株②和植株⑤的体细胞中染色体组数目相同
11. 荷斯坦奶牛因产奶量高成为饲养数量最多的奶牛品种。科研人员通过动物细胞工程和胚胎工程实现了荷斯坦奶牛的快速繁殖,部分培育过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 为获得小牛3应去除细胞A中的纺锤体—染色体复合物
B. 胚胎移植前需对受体牛进行同期发情处理以防止发生免疫排斥反应
C. 胚胎移植前可取样囊胚的内细胞团细胞进行小牛的性别鉴定
D. 小牛1和小牛3可以看作通过动物无性繁殖获得的
12. 中医常说“百病从肝治,养肝如养命”。近年来,我国酒精性肝病的发病率逐年提升,危害仅次于病毒性肝炎。研究发现,雪莲次生代谢物对急性酒精肝损伤具有较好的防治作用,利用植物细胞培养技术生产雪莲次生代谢物的大致流程如下。下列叙述错误的是( )
A. 切取雪莲茎尖进行组织培养可以获得脱毒苗
B. 从雪莲中提取的次生代谢物是雪莲生长所必需的
C. 经射线处理①后可能获得雪莲培养物高产的细胞
D. 培养细胞获得次生代谢物时使用的是液体培养基
13. 某同学列表比较了植物体细胞杂交和动物细胞融合的相关差异,其中错误的是 ( )
选项
比较内容
植物体细胞杂交
动物细胞融合
A
培养基区别
液体培养基,含蔗糖和植物激素等
固体培养基,含葡萄糖和动物血清等
B
原理
细胞膜的流动性、细胞的全能性
细胞膜的流动性
C
融合方法
物理、化学方法
物理、化学、生物方法
D
成功标志
得到杂种植株
得到杂交细胞
A. A B. B C. C D. D
14. 下列关于动物细胞培养及干细胞的应用的叙述,正确的是( )
A. 细胞在贴壁生长的过程中会出现接触抑制现象,但不影响细胞分裂
B. CO2培养箱中含有95%O2和5%CO2,CO2的主要作用是刺激细胞呼吸
C. 胚胎干细胞具有全能性,主要存在于早期胚胎、骨髓和脐带血中
D. iPS细胞有细胞周期,它分化形成的神经细胞一般不具有细胞周期
15. 下列关于细胞工程的技术或应用的叙述,错误的是( )
A. 花粉培养得到的单倍体植株更便于进行突变体的选择和诱导
B. 植物顶端分生区附近一般无病毒或者很少有病毒,可培育抗病毒苗
C. 体细胞核移植时,重组细胞的细胞质具有调控细胞核发育的作用
D. 胚胎分割提高了胚胎利用率,目前以二分胚胎的分割和移植效率最高
16. 诱导多能干细胞(iPS细胞)用于治疗人类疾病过程如下。中国科学院研究人员研究发现,利用iPS细胞能够得到成活的具有繁殖能力的小鼠。下列叙述错误的是( )
A. iPS细胞经诱导形成肝细胞进行移植时,因iPS细胞由病人自身体细胞进行转化,理论上可避免免疫排斥
B. iPS细胞培养需要在无菌、无毒的环境中,并在培养液中添加血清等天然成分
C. iPS细胞可在适当诱导条件下定向分化,iPS细胞与胚胎干细胞具有类似的潜能
D. iPS细胞由成纤维细胞转化而来,已分化的B细胞和T细胞不可能被诱导为iPS细胞
17. 近年来由于栖息地丧失和人为捕猎,亚洲黑熊数量骤减,近日动物学家在某林地发现了少量野生亚洲黑熊。他们期望通过体外授精、胚胎移植等方法拯救亚洲黑熊,其过程如下图。以下说法正确的是( )
A. 胚胎工程一般采用促性腺激素释放激素处理A使其超数排卵
B. 胚胎移植作为胚胎工程的最终环节,将推动胚胎工程其他研究和应用
C. D受体雌性必须和动物园亚洲黑熊♀A、野生亚洲黑熊♀B同期发情处理
D. E后代遗传性状与A和C一致,F后代遗传性状与B一致
18. 研究人员在探究表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)联合力学刺激对成骨细胞增殖分化的诱导作用前需大量培养成骨细胞。成骨细胞复苏后,接种于含 10%胎牛血清、1%青霉素和 1%链霉素的完全 DMEM 培养基(一种含各种氨基酸和葡萄糖的培养基)上,置于 CO2培养箱中培养。下列相关叙述错误的是( )
A. 加入胎牛血清是为了补充成骨细胞生长所需但还未知的一些成分
B. 培养成骨细胞的培养箱中 CO2的主要作用是维持培养液的 pH
C. 培养过程中发生接触抑制现象时,需要对细胞进行分瓶培养
D. 成骨细胞培养过程中需要定期更换培养液,主要目的是防止杂菌污染
19. 嵌合体是指由两种或两种以上不同核型的细胞系组成的个体,包括同源嵌合体和异源嵌合体两类。如图表示构建嵌合体小鼠的实验,下列叙述错误的是( )
A. 卵裂期的细胞数目不断增加,但胚胎总体积并不增加
B. 胚胎在囊胚阶段开始分化,其中的滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘
C. 嵌合体幼鼠的一个细胞中同时有白鼠和黑鼠的基因
D. 囊胚中可分离出胚胎干细胞,iPS细胞是与之相类似的一种细胞
20. 生物经济一直是国家关注的重点行业之一,发展生物经济产业对于我国经济的转型升级具有重要意义。在2024年政府工作报告中,把生物经济中“生物制造”列为新增长引擎之一,而“生物制造”离不开生物工程。以下关于生物工程的说法正确的是( )
A. 提取乳酸菌的单细胞蛋白并将其添加在动物饲料中可提高饲料的品质
B. 理论上,可通过基因工程和克隆技术生产出不会引起免疫排斥的猪器官
C. 利用植物细胞全能性的原理进行的细胞产物工厂化生产不受季节、天气的限制
D. 正常造血干细胞移植到病人体内可治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病
二、不定项选择题(每小题3分,共15分,漏选得1分,错选为0分)
21. 长春花所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。下图1是某双特异性抗体作用图,图2是科研人员通过杂交-杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产双特异性单克隆抗体的部分过程。下列叙述正确的有( )
A. 与植物体细胞杂交相比,图2中过程②特有的诱导融合的方法是灭活病毒诱导法
B. 过程②选用的骨髓瘤细胞具有无限增殖的特点,该细胞产生原因是抑癌基因发生突变
C. 双特异性单克隆抗体能将长春碱定向带到癌细胞所在位置,对人体的副作用较小
D. 过程①⑤步骤分别注射癌胚抗原和长春碱的目的是刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞
22. 如图为杂交瘤细胞制备示意图。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT-),在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA,无法生长。下列叙述正确的是( )
A. 可用灭活的病毒诱导细胞融合
B. 两两融合的细胞都能在HAT培养液中生长
C. 杂交瘤细胞需进一步筛选才能用于生产
D. 细胞质膜的流动性是细胞融合的基础
23. 下图为甲、乙两种植物的体细胞杂交流程,a~e代表不同的操作,下列有关叙述错误的有( )
A. 过程a用到的酶是纤维素酶和果胶酶,要在低渗溶液中进行
B. 原生质体融合完成的标志是再生出细胞壁
C. 从过程c到过程d需要更换新的培养基主要是因为有害代谢产物积累
D. 该技术可以克服远缘杂交不亲和的障碍,可以培育出作物新品种
24. 华西牛是我国育种专家培育的具有完全自主知识产权的专门化肉牛新品种,打破了我国肉牛种源严重依赖进口的局面。科研人员在生产中采取胚胎工程的手段实现了华西牛的快速繁育。下列叙述正确的是( )
A. 采集的华西牛精子需要进行获能处理后在适当的培养液中完成受精
B. 胚胎移植过程中涉及两次检查,且两次检查的对象是相同的
C. 受体母牛需健康且具有正常的繁殖能力,胚胎移植前需要对其进行同期发情处理
D. 胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
25. 近年来,野生动物郊狼的物种数量不断减少。科研人员利用种间体细胞核移植技术培育小郊狼的流程如图所示。下列叙述不正确的是( )
A. 小郊狼的遗传性状和代孕家犬的相同
B. 使用显微操作技术对卵母细胞去核,且所用卵母细胞处于MⅠ期
C. ②是透明带,①中的染色体数目与初级卵母细胞中的相同
D. 可用乙醇等处理激活结构③,使其完成细胞分裂和发育进程
三、解答题(共45分)
26. 同学甲以新鲜的葡萄为材料,用如图1所示的发酵装置来制作果酒、果醋;同学乙为了探究培养时间与酵母菌种群密度的关系,将从葡萄皮上成功分离出的野生酵母菌分别接种于3个盛有等量同种液体培养基的锥形瓶中,并放置在转速分别为210r/min、230r/min和250r/min的摇床上培养,结果如图2所示。回答下列问题:
(1)图1中排气口要连接一根长而弯曲的胶管,其目的是___________;葡萄汁装入发酵瓶时,通常要留出大约1/3的空间,原因是 ___________。制作葡萄酒时需将温度控制在___________℃。
(2)用图1的装置酿酒结束后,若要直接转入果醋发酵,具体的操作方案为___________。
(3)图2中培养8h后,3个锥形瓶中酵母菌的种群密度不再增加的限制因素是___________(写出一点)。
27. 尿素是一种重要的农业肥料,需经细菌的分解才能更好地被植物利用。生活在土壤中的微生物种类和数量繁多,下列是从土壤中分离分解尿素细菌的有关问题,请分析回答:
(1)如图是利用___________法进行微生物接种,在培养基上进行划线操作中,操作的第一步及每次划线之前都要对接种环进行___________灭菌。
(2)下面是两种培养基配方
表1:A培养基配方
KH2PO4
Na2HPO4
MgSO4·7H2O
葡萄糖
尿素
琼脂
H2O
1.4g
2.1g
0.2g
10.0g
1.0g
15.0g
1000mL
表2:B培养基配方
纤维素粉
Na2NO3
Na2HPO4·7H2O
KH2PO4
MgSO4·7H2O
KCl
酵母浸膏
H2O
5g
1g
1.2g
0.9g
0.5g
0.5g
0.5g
1000mL
①按照上表配制培养基后需要立即进行灭菌,常用的灭菌方法为___________。
②如果要分离土壤中能分解尿素的细菌,应选择上述___________ (A、B)配方的培养基,若想证明该培养基具备筛选能力,应如何设置对照___________,在选择培养基中加入___________指示剂,可初步鉴定出该种细菌能否分解尿素。
③据B培养基的成分,所培养微生物的同化作用类型是___________。
(3)三位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中细菌数量。在对应稀释倍数为106的培养基中,取0.2mL稀释液涂布,得到以下统计结果:
甲同学涂布了1个平板,统计的菌落数是260;
乙同学涂布了三个平板,统计的菌落数是210、240和246,取平均值232;丙同学涂布了三个平板,统计的菌落数是21、212和256,取平均值163;
在三位同学的统计中,___________同学的统计结果是相对准确可信的。按照该同学的结果,每毫升原液中的菌体数是___________。用这种方法测得的菌体数比实际活菌数量___________,原因是___________。
28. 埃博拉病毒(EBOV)是一种能导致人类出血热的致死性病毒,威胁人类健康。EBOV的NP蛋白在病毒复制中具有重要作用,也是检测EBOV的重要靶蛋白。实验人员用NP蛋白免疫小鼠来制备抗EBOV单克隆抗体,过程如下图所示。回答下列问题:
(1)用NP蛋白免疫小鼠,并从该小鼠的___________中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。
(2)筛选2用到的方法是___________,两次筛选后的细胞群应具备的特点是___________。
(3)抗EBOV单克隆抗体可用于检测血浆中EBOV的含量,检测原理如下图所示。
①单克隆抗体的优点是能___________、与特定抗原发生特异性结合、并且可大量制备,因此可广泛用作诊断试剂。
②检测前,先将抗EBOV单克隆抗体固定在支持物上,然后向检测体系中加入一定量含有EBOV的血浆(其NP蛋白称为待测抗原)和等量酶标记的NP蛋白(酶标记抗原),目的是让待测抗原、酶标记抗原与抗EBOV单克隆抗体___________结合。
③保温一段时间后洗涤,再向检测体系中加入一定量的白色底物,若检测体系蓝色越深,则说明血浆中EBOV的含量___________。
29. 为研究多种血糖调节因子的作用,我国科学家开发出胰岛素抵抗模型鼠。为扩增模型鼠数量,科学家通过诱导优良模型鼠体细胞转化获得诱导iPS细胞,继而利用iPS细胞培育出与模型鼠遗传特性相同的克隆鼠,具体步骤如下图。请回答问题:
(1)iPS细胞是___________细胞的简称。图中黑鼠的体细胞在诱导因子的作用下转化为iPS细胞的过程与植物组织培养中的___________过程类似。该过程结束后,细胞的全能性___________(填“提高”或“降低”)。
(2)图中灰鼠体内受精的场所是___________,发育到___________期的卵子和获能后的精子相遇时会迅速发生相应的生理反应,阻止后来的精子进入,发生时期分别是在精子的细胞膜与卵细胞膜融合和___________。
(3)图中灰鼠形成的受精卵,经过一次有丝分裂后可得到双细胞胚。为获得更多的双细胞胚,可对灰鼠注射___________激素达到超数排卵的目的。
(4)X鼠的体色为___________。胚胎移植后,重构胚进一步扩大导致透明带破裂的过程称为___________。
(5)为确定克隆鼠培育是否成功,须对X鼠进行___________的相关检测。
30. 自1996年世界上第一只体细胞克隆羊多莉诞生以来,人类已经成功克隆了马、牛和猪等大型家畜,但体细胞克隆灵长类动物一直没有取得进展,究其原因主要是灵长类动物的卵细胞极为敏感,极轻微挤压都可能导致异常分裂,且细胞核移植到去核卵细胞后不能完全恢复到分化前的功能状态,导致胚胎发育率低。2017年,我国科学家利用“聪明的化学方法和操作技巧”成功培育出了体细胞克隆猴“中中”和“华华”,该成果一经公布轰动了全世界。下图所示为克隆猴的培育过程。
(1)动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植,原因是___________。
(2)我国科学家经过多年的反复试验,可以在10s之内对卵母细胞进行去核操作,在15秒之内完成核移植,操作迅速使卵细胞受损极小,在技巧上保证了实验的成功。实际操作中,去核是指去除___________,普遍使用的去核方法是___________。
(3)“聪明的化学方法”也是保证实验成功的条件。我国科学家将组蛋白去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理重构胚,提高了胚胎的发育率和妊娠率。Kdm4d和TSA的作用机理分别是___________、___________,从而改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达。Kdm4d和TSA处理前后基因的碱基序列___________(填“会”或“不会”)发生改变。
(4)除操作技巧和化学方法的运用外,克隆猴的成功也得益于每一步严谨科学的实验操作。体外培养重构胚时,应培养至___________期可用于胚胎移植,若在移植前对胚胎进行分割,要注意对___________均等分割。
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哈尔滨师范大学附属中学2025-2026学年度下学期
高二四月阶段性考试生物学试题
一、单选题(每小题2分,共40分)
1. 味精的主要成分是谷氨酸,利用谷氨酸棒状杆菌通过发酵可以产生谷氨酸,进而获得味精,通过发酵罐发酵可以大规模生产谷氨酸。下列有关谷氨酸发酵过程的叙述,不正确的是( )
A. 配制高浓度营养物质的培养基,会使谷氨酸棒状杆菌大量繁殖
B. 常用的谷氨酸棒状杆菌为好氧细菌,因此培养基中需严格控制溶解氧、通气量等发酵条件
C. 排出发酵罐中的谷氨酸,有利于谷氨酸的合成和产量的提高
D. 谷氨酸发酵的培养基成分主要有水、碳源、氮源、无机盐等
【答案】A
【解析】
【详解】A、配制高浓度营养物质的培养基,外界溶液渗透压过大,会导致谷氨酸棒状杆菌失水,代谢能力减弱,不能大量繁殖,A错误;
B、谷氨酸棒状杆菌为需氧型微生物,发酵过程中需持续通入无菌空气并控制溶氧量,以保证其有氧呼吸和谷氨酸合成,B正确;
C、及时排出发酵罐中的谷氨酸,可降低产物浓度,进而促进谷氨酸持续合成,提高产量,C正确;
D、培养基是微生物生长的基础,必须包含水、碳源(如葡萄糖)、氮源(如尿素)、无机盐(如钾、磷等)及生长因子,D正确。
故选A。
2. 铁皮石斛是我国珍贵的中药材,其生物碱是重要次级代谢产物。通过组织培养技术培养铁皮石斛的拟原球茎(简称PLBs,类似于愈伤组织)以生产生物碱的实验流程如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 选择新生营养芽的原因在于其分裂能力强、全能性高以及几乎不含病毒
B. 图中过程①为脱分化形成PLBs,生物碱主要在③阶段合成并提取
C. 实验使用的培养基和所用器械都要灭菌,新生营养芽只需要进行消毒
D. 在培养高产细胞系时,应选择细胞数量与生物碱产量比值较大的PLBs
【答案】D
【解析】
【详解】A、新生营养芽分裂能力强、全能性高,几乎不含病毒,所以选新生营养芽作为外植体获得愈伤组织及其代谢产物的概率较高,A正确;
B、题意显示该过程中的PLBs类似愈伤组织,所以图中过程①为脱分化形成PLBs,生物碱是铁皮石斛的重要的次级代谢产物,主要在③阶段合成并提取,B正确;
C、实验中使用的培养基和所用器械都要灭菌,以防止杂菌污染;新生营养芽作为外植体如果进行灭菌会杀死外植体细胞,因此新生营养芽只需要进行消毒即可,C正确;
D、分析题意可知该实验目的是要生产生物碱,所以需要在高产细胞系中选择出生物碱产量与细胞数量的比值较大的细胞作为高产细胞系,D错误。
故选D。
3. 《齐民要术》记载了一种称为“动酒酢(“酢”同“醋”)法”的酿醋工艺,“大率酒一斗,用水三斗,合瓮盛,置日中曝之。七日后当臭,衣(指菌膜)生,勿得怪也,但停置,勿移动,挠搅之。数十日,醋成”。下列有关叙述错误的是( )
A. “酒一斗,用水三斗,合瓮盛”是为避免酒精浓度过高抑制微生物的生长繁殖
B. “置日中曝之”可以提高发酵液温度,有利于醋酸发酵,缩短发酵时间
C. “衣(指菌膜)”位于变酸的酒表面,是由原酒中的酵母菌大量繁殖形成的
D. “挠搅”有利于酒精与微生物的充分接触,且可增加溶液中的溶解氧
【答案】C
【解析】
【详解】A、酒一斗,用水三斗,合瓮盛通过稀释降低酒精浓度,避免高浓度酒精抑制醋酸菌等微生物的生长繁殖(醋酸发酵需适宜酒精浓度),A正确;
B、置日中曝之利用日光提高发酵液温度,因醋酸菌的最适生长温度为30~35℃,升温可促进其代谢,缩短发酵周期,B正确;
C、衣(菌膜)是醋酸发酵过程中醋酸菌在液面大量繁殖形成的菌膜,而非酵母菌(酵母菌在酒精发酵阶段作用,且高酒精环境下活性受抑制),C错误;
D、挠搅通过搅拌使微生物与营养物充分接触,同时增加发酵液中的溶解氧,满足醋酸菌(需氧型)的代谢需求,D正确。
故选C。
4. 影印平板培养法是使在一系列培养基的相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法。科研人员用该方法探究大肠杆菌链霉素抗性与链霉素的关系,过程如图所示。下列说法正确的是( )
A. 可遗传变异的三个来源均可为大肠杆菌提供进化的原材料
B. 图中只有3、7、11号培养基需要添加链霉素
C. 图中含链霉素的培养基的菌落周围会出现抑菌圈
D. 该实验可证明链霉素能诱导大肠杆菌产生耐药性
【答案】B
【解析】
【详解】A、大肠杆菌属于原核生物,无染色体,不产生染色体变异,不进行有性生殖,不能产生基因重组,因此大肠杆菌可遗传变异的来源是基因突变,A错误;
B、该实验是探究大肠杆菌链霉素抗性与链霉素的关系,采用影印平板法。为了对比有链霉素和无链霉素时大肠杆菌的生长情况,应该是1、2、5、6、9、10号培养基不添加链霉素,3、7、11号培养基添加链霉素,B正确;
C、链霉素作为抗生素,对大肠杆菌有抑制作用。在含链霉素的培养基上,对链霉素敏感的大肠杆菌不能生长,而具有抗性的大肠杆菌能生长,具有抗性的大肠杆菌并没有抑制其他菌生长的作用,所以菌落周围不会出现抑菌圈,C错误;
D、该实验中,大肠杆菌的抗药性是在接触链霉素之前就已经存在的(通过基因突变产生),链霉素只是对具有抗药性的大肠杆菌进行了选择,并不能诱导大肠杆菌产生抗药性,D错误。
故选B。
5. 瘤胃是反刍动物的第一个胃,是降解纤维素的场所。现要从牛的瘤胃中分离出能够分解纤维素的微生物,下列有关说法正确的是( )
A. 实验前需对培养基、接种工具、瘤胃等进行湿热灭菌
B. 在培养基中加入刚果红可用来鉴别,产生透明圈的不一定是纤维素分解菌
C. 接种后,培养基应在有氧条件下培养,直至长出菌落
D. 筛选出纤维素分解菌后,应使用固体培养基扩大培养
【答案】B
【解析】
【详解】A、实验的目标是获取瘤胃中的纤维素分解菌,若对瘤胃进行湿热灭菌会杀死所有目标微生物,仅培养基、接种工具需要灭菌,A错误;
B、刚果红可与纤维素形成红色复合物,纤维素被分解后会形成透明圈,但部分可分解刚果红、或能分解其他可与刚果红结合的多糖的微生物也能形成透明圈,因此产生透明圈的不一定是纤维素分解菌,B正确;
C、牛的瘤胃为厌氧环境,其中的纤维素分解菌属于厌氧型微生物,接种后需在无氧条件下培养,有氧条件会抑制目标菌生长甚至导致其死亡,C错误;
D、扩大培养微生物需使用液体培养基,液体培养基可让微生物与营养物质充分接触,提高繁殖效率,固体培养基多用于分离纯化、菌落观察,D错误。
6. 迷迭香酸具有多种药理活性。某兴趣小组利用植物细胞悬浮培养技术获取迷迭香酸,实验流程和培养装置如下图所示。下列说法正确的是( )
A. 外植体需要用酒精和次氯酸钠进行灭菌处理
B. 图中“?”是指用胰蛋白酶处理获得单个细胞
C. 应在充气口处增设无菌滤器,同时增加排气管等
D. 发酵结束之后,将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得迷迭香酸产品
【答案】C
【解析】
【详解】A、植物组织培养过程中,外植体需要用酒精和次氯酸钠进行消毒处理,A错误;
B、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,欲利用愈伤组织制备悬浮细胞,可用纤维素酶和果胶酶进行处理愈伤组织,即“?”是指用纤维素酶和果胶酶处理获得单个细胞,B错误;
C、为了防止杂菌污染培养液,装置充气口需要增设无菌滤器,同时增加排气管等,C正确;
D、发酵结束后,将过滤所得的固体物质进行分离、纯化、浓缩、干燥等一系列操作后才能获得迷迭香酸产品,D错误。
故选C。
7. 由于发酵工程生产条件温和、原料来源丰富、价格低廉等,在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用,下列有关发酵工程应用的描述,正确的是( )
A. 日常生活中食用酱油的制作以大麦为主要原料,利用产蛋白酶的霉菌的作用,将原料中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸
B. 生产微生物肥料可抑制土壤中病原微生物的生长,从而减少病害的发生
C. 微生物农药作为化学防治的重要手段,将在农业可持续发展方面发挥重要作用
D. 科学家利用基因工程,将病原体的某个抗原基因转入适当的微生物细胞,获得的表达产物可直接用于免疫治疗
【答案】B
【解析】
【详解】A、日常生活中酱油制作的主要原料是大豆和小麦,并非大麦,虽然生产过程确实利用产蛋白酶的霉菌将原料蛋白质分解为小分子肽和氨基酸,但原料描述错误,A错误;
B、微生物肥料中的有益微生物可通过竞争生存空间和营养、分泌抑菌物质等方式,抑制土壤中病原微生物的增殖,从而减少作物病害的发生,B正确;
C、微生物农药属于生物防治的重要手段,化学防治是指使用化学农药进行病虫害防控,C错误;
D、转入病原体抗原基因的微生物表达产物为抗原,属于疫苗类物质,作用是免疫预防而非免疫治疗,且表达产物需要经过提纯、安全检测等流程才可使用,不能直接应用,D错误。
8. 土壤中的微生物数量与脲酶活性可反映土壤的肥力。科研人员用不同的方式进行施肥,探究其对土壤微生物数量和脲酶活性的影响,结果如图。下列说法正确的是( )
A. 土壤中只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素
B. 有机肥可以为植物的生长提供物质和能量
C. 土壤微生物数量与脲酶活性呈正相关,麦秸直接还田不利于提高土壤肥力
D. 施用有机肥使农作物产量增加,导致该地人均生态足迹增大
【答案】A
【解析】
【详解】A、尿素的分解需要脲酶的催化,因此只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,A正确;
B、有机肥经过土壤微生物的分解转变为无机盐被植物吸收利用,有机肥不能为植物提供能量,B错误;
C、对比CK和M,与CK相比,M微生物数量增加但脲酶活性减小,说明土壤微生物数量和脲酶活性不是完全的正相关,C错误;
D、施用有机肥使农作物产量增加,实现物质和能量的多级利用,提高能量利用率,减少人类对生态和环境的影响,导致该地人均生态足迹减小,D错误。
故选A。
9. 啤酒的工业化生产中,大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后,最终过滤、调节、分装。下列说法不正确的是( )
A. 酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵过程完成
B. 焙烤是通过加热杀死种子胚,并且同时使淀粉酶失活,对糖浆灭菌
C. 后发酵要在低温、密闭的环境下进行,一段时间后才能形成澄清、成熟的啤酒
D. 发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味的要求不同而有所差异
【答案】B
【解析】
【分析】现代工业酿酒分为主发酵和后发酵,主发酵是主要的生产过程,主发酵后还要通过后发酵来促酒成熟、澄清。
【详解】ACD、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,ACD正确;
B、焙烤可以杀死大麦种子的胚,但不使淀粉酶失活,蒸煮过程中高温使淀粉酶失活,可以终止淀粉酶的进一步作用,并对糖浆灭菌,B错误。
故选B。
10. 如图表示利用两种不同的二倍体植株A(为杂合子)和植株B培育植株①②③④⑤的过程,下列说法正确的是( )
A. 培育植株①的过程为单倍体育种,获得的植株为纯合子
B. 将植株A的愈伤组织培育成植株③,利用了基因重组的原理
C. 利用植株A离体细胞培育得到植株④的过程,体现了植物细胞的全能性
D. 植株②和植株⑤的体细胞中染色体组数目相同
【答案】C
【解析】
【详解】A、培育植株①的过程是花药离体培养,这只是单倍体育种的第一步,A错误;
B、将植株A的愈伤组织培育成植株③,是诱变育种(射线处理)+植物组织培养,原理是基因突变,而不是基因重组。 基因重组发生在减数分裂过程中,这里不涉及,B错误;
C、利用植株A的离体细胞培育得到植株④,是植物组织培养技术,该过程由一个细胞发育成完整植株,体现了植物细胞的全能性(已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能),C正确;
D 、植株②:是植株①(单倍体)经秋水仙素加倍得到的,染色体组数为2个(二倍体)。植株⑤:是原生质体A(来自二倍体A)和原生质体B(来自二倍体B)融合形成的,染色体组数为4个(四倍体)。 二者体细胞染色体组数目不同,D错误。
11. 荷斯坦奶牛因产奶量高成为饲养数量最多的奶牛品种。科研人员通过动物细胞工程和胚胎工程实现了荷斯坦奶牛的快速繁殖,部分培育过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 为获得小牛3应去除细胞A中的纺锤体—染色体复合物
B. 胚胎移植前需对受体牛进行同期发情处理以防止发生免疫排斥反应
C. 胚胎移植前可取样囊胚的内细胞团细胞进行小牛的性别鉴定
D. 小牛1和小牛3可以看作通过动物无性繁殖获得的
【答案】D
【解析】
【详解】A、图中细胞A提供细胞核,细胞B提供细胞质,因而应去除细胞B中的细胞核,实际是纺锤体-染色体复合物,A错误;
B、胚胎移植前需对受体牛进行同期发情处理,这样可为移入的胚胎提供相同的生理环境,其目的不是防止发生免疫排斥反应,因为受体子宫对移入的胚胎几乎不发生免疫排斥,B错误;
C、胚胎移植前可取样囊胚的滋养层细胞进行小牛的性别鉴定,这样可以避免对内细胞团的正常发育造成影响,C错误;
D、小牛1采用了胚胎分割移植技术,小牛3是通过核移植技术获得的,二者均可以看作通过动物无性繁殖获得的,D正确。
故选D。
12. 中医常说“百病从肝治,养肝如养命”。近年来,我国酒精性肝病的发病率逐年提升,危害仅次于病毒性肝炎。研究发现,雪莲次生代谢物对急性酒精肝损伤具有较好的防治作用,利用植物细胞培养技术生产雪莲次生代谢物的大致流程如下。下列叙述错误的是( )
A. 切取雪莲茎尖进行组织培养可以获得脱毒苗
B. 从雪莲中提取的次生代谢物是雪莲生长所必需的
C. 经射线处理①后可能获得雪莲培养物高产的细胞
D. 培养细胞获得次生代谢物时使用的是液体培养基
【答案】B
【解析】
【详解】A、茎尖中带毒少或无毒,因而切取一定大小的茎尖进行组织培养可获得脱毒苗,A正确;
B、次生代谢物是植物在长期进化中产生的,并非植物生长发育所必需的物质,仅对植物适应环境等有辅助作用,B错误;
C、可用射线处理①愈伤组织,促使其发生突变,从中筛选雪莲培养物高产的细胞,C正确;
D、细胞产物的工业化生产是从人工培养的愈伤组织细胞中提取某种成分,该过程使用的是液体培养基,D正确。
故选B。
13. 某同学列表比较了植物体细胞杂交和动物细胞融合的相关差异,其中错误的是 ( )
选项
比较内容
植物体细胞杂交
动物细胞融合
A
培养基区别
液体培养基,含蔗糖和植物激素等
固体培养基,含葡萄糖和动物血清等
B
原理
细胞膜的流动性、细胞的全能性
细胞膜的流动性
C
融合方法
物理、化学方法
物理、化学、生物方法
D
成功标志
得到杂种植株
得到杂交细胞
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A、植物体细胞杂交过程中,融合后的细胞需在固体培养基中诱导形成愈伤组织,再分化成植株,因此培养基应为固体;而动物细胞融合后需在液体培养基(如培养液)中增殖,A错误;
B、植物体细胞杂交需细胞膜的流动性实现融合,且需细胞的全能性发育为植株;动物细胞融合仅需细胞膜的流动性,B正确;
C、植物体细胞杂交常用物理(如离心)和化学(聚乙二醇)方法;动物细胞融合还可使用灭活病毒(生物方法),C正确;
D、植物体细胞杂交的成功标志是获得杂种植株,而动物细胞融合的标志是形成杂交细胞,D正确。
故选A。
14. 下列关于动物细胞培养及干细胞的应用的叙述,正确的是( )
A. 细胞在贴壁生长的过程中会出现接触抑制现象,但不影响细胞分裂
B. CO2培养箱中含有95%O2和5%CO2,CO2的主要作用是刺激细胞呼吸
C. 胚胎干细胞具有全能性,主要存在于早期胚胎、骨髓和脐带血中
D. iPS细胞有细胞周期,它分化形成的神经细胞一般不具有细胞周期
【答案】D
【解析】
【详解】A、接触抑制现象指细胞在贴壁生长至相互接触时停止分裂,此时细胞分裂会停止,A错误;
B、CO2培养箱中CO2的主要作用是维持培养液pH,而非刺激细胞呼吸(细胞呼吸依赖O2),且实际95%的空气,B错误;
C、胚胎干细胞主要存在于早期胚胎(如囊胚内细胞团),而骨髓和脐带血中的是造血干细胞(成体干细胞),C错误;
D、iPS细胞可分裂,具有细胞周期;神经细胞高度分化后失去分裂能力,无细胞周期,D正确。
故选D。
15. 下列关于细胞工程的技术或应用的叙述,错误的是( )
A. 花粉培养得到的单倍体植株更便于进行突变体的选择和诱导
B. 植物顶端分生区附近一般无病毒或者很少有病毒,可培育抗病毒苗
C. 体细胞核移植时,重组细胞的细胞质具有调控细胞核发育的作用
D. 胚胎分割提高了胚胎利用率,目前以二分胚胎的分割和移植效率最高
【答案】B
【解析】
【详解】A、花粉培养得到的单倍体植株染色体数目少,隐性性状易直接显现,便于筛选突变体,且单倍体经染色体加倍后可快速获得纯合体,A正确;
B、植物顶端分生区细胞分裂旺盛,病毒通常较少,因此可用于培育脱毒苗,但脱毒苗并不具备抗病毒能力,抗病毒苗需通过转基因技术实现,B错误;
C、在体细胞核移植中,受体细胞的细胞质含有调控细胞核全能性表达的物质,能促进重组细胞发育,C正确;
D、胚胎分割技术中,二分胚胎的分割操作对胚胎损伤较小,存活率高,因此目前应用最广泛,D正确。
故选B。
16. 诱导多能干细胞(iPS细胞)用于治疗人类疾病过程如下。中国科学院研究人员研究发现,利用iPS细胞能够得到成活的具有繁殖能力的小鼠。下列叙述错误的是( )
A. iPS细胞经诱导形成肝细胞进行移植时,因iPS细胞由病人自身体细胞进行转化,理论上可避免免疫排斥
B. iPS细胞培养需要在无菌、无毒的环境中,并在培养液中添加血清等天然成分
C. iPS细胞可在适当诱导条件下定向分化,iPS细胞与胚胎干细胞具有类似的潜能
D. iPS细胞由成纤维细胞转化而来,已分化的B细胞和T细胞不可能被诱导为iPS细胞
【答案】D
【解析】
【详解】A、iPS细胞由病人自身体细胞转化而来,其分化形成的肝细胞遗传物质与病人自身细胞一致,理论上不会被病人的免疫系统识别为异物,可避免免疫排斥,A正确;
B、动物细胞培养(包括iPS细胞培养)需要在无菌、无毒的环境中进行,并且培养液中通常需要添加血清等天然成分来补充营养,B正确;
C、iPS细胞与胚胎干细胞(ES细胞)类似,都具有多能性,可在适当诱导条件下定向分化为不同类型的体细胞,C正确;
D、iPS细胞可以由多种已分化的体细胞转化而来,包括已分化的B细胞和T细胞,只要通过转入相关基因或特定蛋白的诱导,这类已分化细胞也可以被重编程为iPS细胞,D错误。
17. 近年来由于栖息地丧失和人为捕猎,亚洲黑熊数量骤减,近日动物学家在某林地发现了少量野生亚洲黑熊。他们期望通过体外授精、胚胎移植等方法拯救亚洲黑熊,其过程如下图。以下说法正确的是( )
A. 胚胎工程一般采用促性腺激素释放激素处理A使其超数排卵
B. 胚胎移植作为胚胎工程的最终环节,将推动胚胎工程其他研究和应用
C. D受体雌性必须和动物园亚洲黑熊♀A、野生亚洲黑熊♀B同期发情处理
D. E后代遗传性状与A和C一致,F后代遗传性状与B一致
【答案】B
【解析】
【详解】A、胚胎工程中,超数排卵处理一般使用促性腺激素(直接作用于性腺),而非促性腺激素释放激素(作用于垂体,间接促进性腺), A错误;
B、胚胎移植作为胚胎工程的最终技术环节,将推动胚胎工程其他技术的研究和应用,B正确;
C、胚胎移植时,受体雌性D只需要和供体A(提供胚胎的个体)进行同期发情处理,使子宫生理状态适配胚胎;B是核移植的供体,不需要和D同期发情,C错误;
D、 E后代:由A的卵细胞和C的精子受精发育而来,遗传物质来自A和C,性状与A、C一致。F后代:通过体细胞核移植技术获得,B的体细胞核提供核遗传物质,无核卵母细胞(来自B)提供细胞质遗传物质,因此F后代的性状主要与B一致,少数受细胞质基因影响,并非完全与B一致, D错误。
18. 研究人员在探究表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)联合力学刺激对成骨细胞增殖分化的诱导作用前需大量培养成骨细胞。成骨细胞复苏后,接种于含 10%胎牛血清、1%青霉素和 1%链霉素的完全 DMEM 培养基(一种含各种氨基酸和葡萄糖的培养基)上,置于 CO2培养箱中培养。下列相关叙述错误的是( )
A. 加入胎牛血清是为了补充成骨细胞生长所需但还未知的一些成分
B. 培养成骨细胞的培养箱中 CO2的主要作用是维持培养液的 pH
C. 培养过程中发生接触抑制现象时,需要对细胞进行分瓶培养
D. 成骨细胞培养过程中需要定期更换培养液,主要目的是防止杂菌污染
【答案】D
【解析】
【分析】动物细胞培养:
(1)动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
(2)细胞贴壁和接触抑制:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。细胞数目不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。
【详解】A、胎牛血清含有多种天然成分(如生长因子、激素等),可补充人工合成培养基中缺乏的营养物质,尤其是一些未知成分,A正确;
B、动物细胞培养中,CO2培养箱的CO2主要用于维持培养基的pH稳定(通过缓冲体系),而非促进细胞呼吸,B正确;
C、接触抑制指细胞贴壁生长至单层时停止增殖,此时需用胰蛋白酶处理并分瓶传代培养以继续增殖,C正确;
D、定期更换培养液的主要目的是清除代谢废物并补充营养物质,而青霉素和链霉素已用于抑制杂菌污染,D错误。
故选D。
19. 嵌合体是指由两种或两种以上不同核型的细胞系组成的个体,包括同源嵌合体和异源嵌合体两类。如图表示构建嵌合体小鼠的实验,下列叙述错误的是( )
A. 卵裂期的细胞数目不断增加,但胚胎总体积并不增加
B. 胚胎在囊胚阶段开始分化,其中的滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘
C. 嵌合体幼鼠的一个细胞中同时有白鼠和黑鼠的基因
D. 囊胚中可分离出胚胎干细胞,iPS细胞是与之相类似的一种细胞
【答案】C
【解析】
【详解】A、卵裂期细胞不断分裂,细胞数目增加,但胚胎总体积并不增加或略有缩小,A正确;
B、胚胎在囊胚阶段开始分化,其中的滋养层细胞发育成胎膜和胎盘,内细胞团发育成完整的胚胎,B正确;
C、嵌合体幼鼠是由两种受精卵合并(但没有融合)发育而来的,体内同时存在来自白鼠和黑鼠的细胞,故一个细胞中只含白鼠或黑鼠其中一种的基因,不会两种基因同时存在,C错误;
D、囊胚的内细胞团可分离出胚胎干细胞,iPS细胞(诱导多能干细胞)与胚胎干细胞类似,具有多向分化潜能,D正确。
20. 生物经济一直是国家关注的重点行业之一,发展生物经济产业对于我国经济的转型升级具有重要意义。在2024年政府工作报告中,把生物经济中“生物制造”列为新增长引擎之一,而“生物制造”离不开生物工程。以下关于生物工程的说法正确的是( )
A. 提取乳酸菌的单细胞蛋白并将其添加在动物饲料中可提高饲料的品质
B. 理论上,可通过基因工程和克隆技术生产出不会引起免疫排斥的猪器官
C. 利用植物细胞全能性的原理进行的细胞产物工厂化生产不受季节、天气的限制
D. 正常造血干细胞移植到病人体内可治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病
【答案】B
【解析】
【分析】发酵工程,是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
【详解】A、单细胞蛋白即微生物菌体,不需要从微生物细胞中提取,A错误;
B、利用基因工程方法抑制或去除抗原决定基因,使抗原无法合成而避免产生免疫排斥,再结合克隆技术,可获得不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官,B正确;
C、利用植物细胞工程获得细胞产物未体现出细胞的全能性,C错误;
D、神经干细胞具有分裂分化能力,可治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病,D错误。
故选B。
二、不定项选择题(每小题3分,共15分,漏选得1分,错选为0分)
21. 长春花所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。下图1是某双特异性抗体作用图,图2是科研人员通过杂交-杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产双特异性单克隆抗体的部分过程。下列叙述正确的有( )
A. 与植物体细胞杂交相比,图2中过程②特有的诱导融合的方法是灭活病毒诱导法
B. 过程②选用的骨髓瘤细胞具有无限增殖的特点,该细胞产生原因是抑癌基因发生突变
C. 双特异性单克隆抗体能将长春碱定向带到癌细胞所在位置,对人体的副作用较小
D. 过程①⑤步骤分别注射癌胚抗原和长春碱的目的是刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、图2中过程②是诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合。诱导原生质体融合的方法有电融合法、聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等;诱导动物细胞融合的常用方法有电融合法、PEG融合法、灭活病毒诱导法等。可见,与植物体细胞杂交相比,图2中过程②特有的诱导融合的方法是灭活病毒诱导法,A正确;
B、癌变的发生并不是单一基因突变的结果,而是一系列的原癌基因与抑癌基因的变异逐渐积累的结果,过程②选用的骨髓瘤细胞具有无限增殖的特点,该细胞产生的原因不一定仅是抑癌基因发生突变,B错误;
C、双特异性单克隆抗体能将长春碱定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞,对人体的副作用较小,C正确;
D、过程①⑤步骤分别注射癌胚抗原和长春碱的目的是使小鼠体内发生相应的免疫反应,进而产生产生相应的B淋巴细胞,D正确。
故选ACD。
22. 如图为杂交瘤细胞制备示意图。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT-),在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA,无法生长。下列叙述正确的是( )
A. 可用灭活的病毒诱导细胞融合
B. 两两融合的细胞都能在HAT培养液中生长
C. 杂交瘤细胞需进一步筛选才能用于生产
D. 细胞质膜的流动性是细胞融合的基础
【答案】ACD
【解析】
【分析】单克隆抗体制备的原理包括:①免疫理:B淋巴细胞能产生特异性抗体;②细胞融合原理:利用病毒对宿主细胞的穿透性使B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合;③动物细胞培养技术:对杂交瘤细胞进行体内、体外培养。
【详解】A、诱导动物细胞融合的方法有电激、聚乙二醇、灭活的病毒(如灭活的仙台病毒)等,A正确;
B、两两融合的细胞包括免疫B细胞与免疫B细胞融合的具有同种核的细胞、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合的具有同种核的细胞、免疫B细胞与骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞,骨髓瘤细胞虽然能无限增殖,但缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶,免疫B细胞虽然有次黄嘌呤磷酸核糖转移酶,但不具有无限增殖的本领,所以在HAT筛选培养液中,两两融合的具有同种核的细胞都无法生长,只有杂交瘤细胞才能生长,B错误;
C、因每个免疫B细胞只分泌一种特异性抗体,因此在HAT筛选培养液中筛选出来的众多的杂交瘤细胞所分泌的抗体,不一定都是人类所需要的,还需要进一步把能分泌人类所需要抗体的杂交瘤细胞筛选出来,C正确;
D、动物细胞融合是以细胞质膜的流动性为基础的,D正确。
故选ACD。
23. 下图为甲、乙两种植物的体细胞杂交流程,a~e代表不同的操作,下列有关叙述错误的有( )
A. 过程a用到的酶是纤维素酶和果胶酶,要在低渗溶液中进行
B. 原生质体融合完成的标志是再生出细胞壁
C. 从过程c到过程d需要更换新的培养基主要是因为有害代谢产物积累
D. 该技术可以克服远缘杂交不亲和的障碍,可以培育出作物新品种
【答案】AC
【解析】
【详解】A、过程a是去除细胞壁获得原生质体,用到的酶是纤维素酶和果胶酶,但该过程需要在等渗或略高渗的溶液中进行,若在低渗溶液中,原生质体会吸水涨破,A错误;
B、原生质体融合完成的标志是再生出细胞壁,这是植物原生质体融合完成的标志,B正确;
C、从过程c(脱分化形成愈伤组织)到过程d(再分化形成幼苗),需要更换新的培养基,主要原因是植物激素的种类和比例不同(脱分化和再分化所需的激素配比不同),而不是因为有害代谢产物积累,C错误;
D、植物体细胞杂交技术的优势就是克服远缘杂交不亲和的障碍,可以培育出作物新品种,D正确。
24. 华西牛是我国育种专家培育的具有完全自主知识产权的专门化肉牛新品种,打破了我国肉牛种源严重依赖进口的局面。科研人员在生产中采取胚胎工程的手段实现了华西牛的快速繁育。下列叙述正确的是( )
A. 采集的华西牛精子需要进行获能处理后在适当的培养液中完成受精
B. 胚胎移植过程中涉及两次检查,且两次检查的对象是相同的
C. 受体母牛需健康且具有正常的繁殖能力,胚胎移植前需要对其进行同期发情处理
D. 胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、采集的华西牛精子需要进行获能处理(比如培养在获能液中,或用钙离子载体处理)后,才能在适当的培养液中完成受精,A正确;
B、胚胎移植过程中涉及两次检查,第一次检查胚胎的质量(检查胚胎是否发育到适宜阶段),第二次检查受体母牛是否妊娠,两次检查的对象不同,B错误;
C、受体母牛需健康且具有正常的繁殖能力,胚胎移植前需要对其进行同期发情处理,使供体和受体的生理环境一致,C正确;
D、早期胚胎在供体子宫中发育到一定阶段后,移植到生理状态相同的受体子宫中继续发育,其本质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移,D正确。
25. 近年来,野生动物郊狼的物种数量不断减少。科研人员利用种间体细胞核移植技术培育小郊狼的流程如图所示。下列叙述不正确的是( )
A. 小郊狼的遗传性状和代孕家犬的相同
B. 使用显微操作技术对卵母细胞去核,且所用卵母细胞处于MⅠ期
C. ②是透明带,①中的染色体数目与初级卵母细胞中的相同
D. 可用乙醇等处理激活结构③,使其完成细胞分裂和发育进程
【答案】ABC
【解析】
【分析】动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。
【详解】A、小郊狼的细胞核基因来自郊狼,细胞质基因来自郊狼和家犬,所以小郊狼的遗传性状与郊狼和家犬有关,与代孕家犬无关,即小郊狼的遗传性状和代孕家犬的不同,A错误;
B、使用显微操作技术对卵母细胞去核,且所用卵母细胞处于MⅡ中期,B错误;
C、②是透明带,①表示经减数分裂Ⅰ结束形成的第一极体,其中的染色体的数目是体细胞的一半,初级卵母细胞中的染色体数目与体细胞中的相同,所以①中的染色体数目与初级卵母细胞中的不同,C错误;
D、结构③表示重构胚,可用电刺激、Ca2+ 载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,D正确。
故选ABC。
三、解答题(共45分)
26. 同学甲以新鲜的葡萄为材料,用如图1所示的发酵装置来制作果酒、果醋;同学乙为了探究培养时间与酵母菌种群密度的关系,将从葡萄皮上成功分离出的野生酵母菌分别接种于3个盛有等量同种液体培养基的锥形瓶中,并放置在转速分别为210r/min、230r/min和250r/min的摇床上培养,结果如图2所示。回答下列问题:
(1)图1中排气口要连接一根长而弯曲的胶管,其目的是___________;葡萄汁装入发酵瓶时,通常要留出大约1/3的空间,原因是 ___________。制作葡萄酒时需将温度控制在___________℃。
(2)用图1的装置酿酒结束后,若要直接转入果醋发酵,具体的操作方案为___________。
(3)图2中培养8h后,3个锥形瓶中酵母菌的种群密度不再增加的限制因素是___________(写出一点)。
【答案】(1) ①. 防止空气中微生物的污染 ②. 利于发酵初期酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,并防止发酵旺盛时发酵液溢出 ③. 18~30
(2)打开充气口,通入无菌空气,接种醋酸菌,同时升高温度
(3)培养液中营养物质有限(大量减少)、代谢产物(大量)积累、pH下降等
【解析】
【小问1详解】
排气口连接长而弯曲的胶管,目的是防止空气中的微生物污染发酵液。 葡萄汁装入发酵瓶时留约1/3空间,原因是利于发酵初期酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,并防止发酵旺盛时发酵液溢出。制作葡萄酒时需将温度控制在18~30℃。
【小问2详解】
果醋发酵需要有氧环境和30~35℃的温度条件,而果酒发酵是无氧、18~25℃。 所以操作方案为:打开充气口,通入无菌空气,接种醋酸菌,同时升高温度。
【小问3详解】
培养8h后,酵母菌种群密度达到K值,限制因素可以是:培养液中营养物质有限(大量减少)、代谢产物(大量)积累、pH下降等。
27. 尿素是一种重要的农业肥料,需经细菌的分解才能更好地被植物利用。生活在土壤中的微生物种类和数量繁多,下列是从土壤中分离分解尿素细菌的有关问题,请分析回答:
(1)如图是利用___________法进行微生物接种,在培养基上进行划线操作中,操作的第一步及每次划线之前都要对接种环进行___________灭菌。
(2)下面是两种培养基配方
表1:A培养基配方
KH2PO4
Na2HPO4
MgSO4·7H2O
葡萄糖
尿素
琼脂
H2O
1.4g
2.1g
0.2g
10.0g
1.0g
15.0g
1000mL
表2:B培养基配方
纤维素粉
Na2NO3
Na2HPO4·7H2O
KH2PO4
MgSO4·7H2O
KCl
酵母浸膏
H2O
5g
1g
1.2g
0.9g
0.5g
0.5g
0.5g
1000mL
①按照上表配制培养基后需要立即进行灭菌,常用的灭菌方法为___________。
②如果要分离土壤中能分解尿素的细菌,应选择上述___________ (A、B)配方的培养基,若想证明该培养基具备筛选能力,应如何设置对照___________,在选择培养基中加入___________指示剂,可初步鉴定出该种细菌能否分解尿素。
③据B培养基的成分,所培养微生物的同化作用类型是___________。
(3)三位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中细菌数量。在对应稀释倍数为106的培养基中,取0.2mL稀释液涂布,得到以下统计结果:
甲同学涂布了1个平板,统计的菌落数是260;
乙同学涂布了三个平板,统计的菌落数是210、240和246,取平均值232;丙同学涂布了三个平板,统计的菌落数是21、212和256,取平均值163;
在三位同学的统计中,___________同学的统计结果是相对准确可信的。按照该同学的结果,每毫升原液中的菌体数是___________。用这种方法测得的菌体数比实际活菌数量___________,原因是___________。
【答案】(1) ①. 平板划线 ②. 灼烧
(2) ①. 高压蒸汽灭菌 ②. A ③. 将土壤稀释液涂布到牛肉膏蛋白胨培养基上培养 ④. 酚红 ⑤. 异养型
(3) ①. 乙 ②. 1.16×109 ③. 少 ④. 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
【解析】
【小问1详解】
图中的接种工具是接种环,因而如图是利用平板划线法进行微生物接种,对接种环灭菌采用灼烧灭菌。
【小问2详解】
对培养基采用高压蒸汽灭菌法灭菌。
要分离土壤中能分解尿素的细菌,应该以尿素为唯一氮源,而符合要求的是A配方的培养基,若想证明该培养基具备筛选能力,应该将土壤稀释液涂布到牛肉膏蛋白胨培养基上培养,作为对照组,如果该组菌落数目大于以尿素为唯一氮源的培养基,则说明起到了选择作用。由于尿素在尿素分解菌的作用下可将尿素分解成氨气和二氧化碳,其pH会上升,则在该培养基中加入酚红指示剂会显示红色,通过该方法可初步鉴定出该种细菌能否分解尿素。
B培养基中含有有机碳源,因此利用该培养基所培养微生物的同化作用类型是异养型。
【小问3详解】
在三位同学的统计中,甲同学只统计了一个平板,带有偶然性,可信度不高,而丙同学有一个平板不在统计范围内,而乙同学涂布的三个平板均在30~300范围内,符合统计的要求,因此,乙同学的统计结果是相对准确可信的。
按照该同学的结果,每克样品中的菌落数=平板上菌落数的平均值÷体积×稀释倍数=(210+240+246)÷3÷0.2×106=1.16×109个/mL,在用稀释涂布平板法进行涂布获得菌体数目时,当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察的是一个菌落,因此用这种方法测得的菌体数比实际活菌数量少。
28. 埃博拉病毒(EBOV)是一种能导致人类出血热的致死性病毒,威胁人类健康。EBOV的NP蛋白在病毒复制中具有重要作用,也是检测EBOV的重要靶蛋白。实验人员用NP蛋白免疫小鼠来制备抗EBOV单克隆抗体,过程如下图所示。回答下列问题:
(1)用NP蛋白免疫小鼠,并从该小鼠的___________中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。
(2)筛选2用到的方法是___________,两次筛选后的细胞群应具备的特点是___________。
(3)抗EBOV单克隆抗体可用于检测血浆中EBOV的含量,检测原理如下图所示。
①单克隆抗体的优点是能___________、与特定抗原发生特异性结合、并且可大量制备,因此可广泛用作诊断试剂。
②检测前,先将抗EBOV单克隆抗体固定在支持物上,然后向检测体系中加入一定量含有EBOV的血浆(其NP蛋白称为待测抗原)和等量酶标记的NP蛋白(酶标记抗原),目的是让待测抗原、酶标记抗原与抗EBOV单克隆抗体___________结合。
③保温一段时间后洗涤,再向检测体系中加入一定量的白色底物,若检测体系蓝色越深,则说明血浆中EBOV的含量___________。
【答案】(1)脾脏 (2) ①. 克隆化培养和抗体检测 ②. 既能无限增殖,又能产生所需抗体
(3) ①. 准确识别抗原的细微差异 ②. 竞争性 ③. 越少
【解析】
【小问1详解】
将NP蛋白注射到小鼠体内,使其产生免疫应答后,从免疫的小鼠的脾脏中分离得到B淋巴细胞。
【小问2详解】
筛选1为选择培养基选择培养,筛选2是克隆化培养和抗体检测,两次筛选获得的所需细胞群,是由能分泌所需抗体的杂交瘤细胞通过增殖而形成的子细胞群体,应具备既能无限增殖又能产生抗EBOV单克隆抗体的特点。
【小问3详解】
①单克隆抗体具有能准确识别抗原的细微差异、与特定抗原发生特异性结合、并且可大量制备的优点,因此可广泛用作诊断试剂。
②由图示的检测原理可知,酶标记抗原和待测抗原都能与抗EBOV单克隆抗体特异性结合。可见,其目的是让待测抗原、酶标记抗原与抗EBOV单克隆抗体竞争性结合。
③标记抗原的酶可催化白色底物变为蓝色产物。如果待测抗原中目标抗原越多,则酶标记抗原和抗体结合得越少,催化生成的蓝色产物就越少,检测体系蓝色就越浅,反之若检测体系蓝色越深,则说明待测抗原中目标抗原越少,即血浆中NP蛋白(或EBOV)含量越少。
29. 为研究多种血糖调节因子的作用,我国科学家开发出胰岛素抵抗模型鼠。为扩增模型鼠数量,科学家通过诱导优良模型鼠体细胞转化获得诱导iPS细胞,继而利用iPS细胞培育出与模型鼠遗传特性相同的克隆鼠,具体步骤如下图。请回答问题:
(1)iPS细胞是___________细胞的简称。图中黑鼠的体细胞在诱导因子的作用下转化为iPS细胞的过程与植物组织培养中的___________过程类似。该过程结束后,细胞的全能性___________(填“提高”或“降低”)。
(2)图中灰鼠体内受精的场所是___________,发育到___________期的卵子和获能后的精子相遇时会迅速发生相应的生理反应,阻止后来的精子进入,发生时期分别是在精子的细胞膜与卵细胞膜融合和___________。
(3)图中灰鼠形成的受精卵,经过一次有丝分裂后可得到双细胞胚。为获得更多的双细胞胚,可对灰鼠注射___________激素达到超数排卵的目的。
(4)X鼠的体色为___________。胚胎移植后,重构胚进一步扩大导致透明带破裂的过程称为___________。
(5)为确定克隆鼠培育是否成功,须对X鼠进行___________的相关检测。
【答案】(1) ①. 诱导多能干 ②. 脱分化 ③. 提高
(2) ①. 输卵管 ②. MII(减数分裂Ⅱ中) ③. 精子入卵后
(3)促性腺 (4) ①. 黑色 ②. 孵化
(5)胰岛素抵抗(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
诱导多能干细胞,简称iPS细胞。黑鼠体细胞在诱导因子的作用下转化为iPS细胞的过程与植物组织培养中的脱分化过程类似,是组织细胞恢复分裂能力的过程。iPS细胞与小鼠内细胞团一样,具有全能性,该过程结束后,细胞的全能性提高。
【小问2详解】
哺乳动物的受精过程在输卵管内完成,卵子要在输卵管内进一步发育,到MⅡ期(减数分裂Ⅱ中期)时,才具备与精子受精的能力,防止多精入卵的两道屏障分别是发生在精子接触到卵细胞膜的瞬间的透明带反应和精子入卵后的卵细胞膜反应。
【小问3详解】
超数排卵是指应用外源促性腺激素,诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
【小问4详解】
克隆属于无性繁殖,iPS细胞来自黑鼠,所以克隆鼠X的体色为黑色。重构胚(囊胚)进一步扩大导致透明带破裂的过程称为孵化。
【小问5详解】
据图所示,最终得到了克隆鼠X,而实验最终目的为“开发出胰岛素抵抗模型鼠”,故为确定克隆鼠培育是否成功,须对X鼠进行胰岛素抵抗的相关检测。
30. 自1996年世界上第一只体细胞克隆羊多莉诞生以来,人类已经成功克隆了马、牛和猪等大型家畜,但体细胞克隆灵长类动物一直没有取得进展,究其原因主要是灵长类动物的卵细胞极为敏感,极轻微挤压都可能导致异常分裂,且细胞核移植到去核卵细胞后不能完全恢复到分化前的功能状态,导致胚胎发育率低。2017年,我国科学家利用“聪明的化学方法和操作技巧”成功培育出了体细胞克隆猴“中中”和“华华”,该成果一经公布轰动了全世界。下图所示为克隆猴的培育过程。
(1)动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植,原因是___________。
(2)我国科学家经过多年的反复试验,可以在10s之内对卵母细胞进行去核操作,在15秒之内完成核移植,操作迅速使卵细胞受损极小,在技巧上保证了实验的成功。实际操作中,去核是指去除___________,普遍使用的去核方法是___________。
(3)“聪明的化学方法”也是保证实验成功的条件。我国科学家将组蛋白去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理重构胚,提高了胚胎的发育率和妊娠率。Kdm4d和TSA的作用机理分别是___________、___________,从而改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达。Kdm4d和TSA处理前后基因的碱基序列___________(填“会”或“不会”)发生改变。
(4)除操作技巧和化学方法的运用外,克隆猴的成功也得益于每一步严谨科学的实验操作。体外培养重构胚时,应培养至___________期可用于胚胎移植,若在移植前对胚胎进行分割,要注意对___________均等分割。
【答案】(1)体细胞分化程度高,表现全能性十分困难
(2) ①. 纺锤体-染色体复合物 ②. 显微操作法
(3) ①. 降低组蛋白的甲基化水平 ②. 提高组蛋白的乙酰化水平 ③. 不会
(4) ①. 桑葚胚或囊胚 ②. 内细胞团
【解析】
【小问1详解】
动物体细胞分化程度高,表现其全能性十分困难;而胚胎干细胞分化程度低,全能性更容易体现,所以体细胞核移植的难度明显更高。
【小问2详解】
去核是指去除卵母细胞的纺锤体-染色体复合物(同时会去除第一极体),目的是保证核移植后的胚胎的核遗传物质完全来自供体细胞。普遍使用的去核方法是显微操作法(也可采用梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理等辅助方法)。
【小问3详解】
Kdm4d的mRNA注入重构胚,会翻译出组蛋白去甲基化酶,作用是去除组蛋白的甲基(组蛋白去甲基化),即降低组蛋白的甲基化水平;TSA是组蛋白乙酰转移酶抑制剂,作用是抑制组蛋白的乙酰化,即提高组蛋白的乙酰化水平;这两种处理属于表观遗传调控,不会改变基因的碱基序列。
【小问4详解】
体外培养重构胚时,应培养至桑葚胚或囊胚阶段,才可用于胚胎移植; 若在囊胚期对胚胎进行分割,要注意对内细胞团进行均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
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