内容正文:
大庆铁人中学2024级高二年级下学期月考考试
生物学
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、班级、考场号/座位号填写在答题卡上,如有条形码,认真核对条形码上的姓名、准考证号,并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案的标号;非选择题答案使用0.5毫米黑色中性(签字)笔或碳素笔书写,字体工整,笔迹清楚。
3.请按照题号在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效。
4.保持卷面及答题卡清洁,不折叠,不破损,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题:本题共20小题,每小题2分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列与传统发酵技术相关的描述,正确的是( )
A. 传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主
B. 发酵是在适宜的条件下,将原料通过微生物的无氧呼吸转化为人类所需产物的过程
C. 泡菜中乳酸的质量分数为4%~8%时,泡菜的口味和品质最佳
D. 传统发酵技术是利用不同原核生物产生不同代谢物的原理,生产人们需要的产物
2. 下列关于传统发酵技术的说法中,正确的是( )
A. 图1能表示在果酒的制作过程中时间因素对酵母菌产生酒精速率(V1)的影响
B. 图2能表示在果醋的制作过程中溶氧量对醋酸菌产生醋酸速率(V2)的影响
C. 图3能表示在利用乳酸菌制泡菜的过程中,泡菜坛内乳酸的变化趋势
D. 图4能表示在一普通的密闭锥形瓶中,加入含酵母菌的葡萄糖溶液,溶液的pH随时间的变化
3. 下列关于微生物的培养技术及应用,错误的是( )
A. 微生物在琼脂固体培养基的表面或内部生长,可以形成肉眼可见的菌落
B. 在微生物学中,将接种于培养基内,在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为纯培养物
C. 获得纯培养物的过程就是纯培养
D. 获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染
4. 研究人员利用石油污染滩涂土壤筛选高效降解石油细菌,进行如下图所示的操作(①-⑤表示不同的菌落)。下列叙述正确的是( )
A. 图中液体培养基和固体培养基成分的唯一不同是后者含有琼脂
B. 甲过程采用的接种方法可用于菌体计数,但结果通常偏大
C. 菌落①中菌体因不能分解石油而无降解圈产生,其生长不需要碳源
D. 乙过程选择菌落⑤接种到石油培养基,可根据石油剩余量进行降解能力评估
5. 工业上常用谷氨酸棒状杆菌作为生产谷氨酸的菌种,如图1是工业生产流程图,图2是菌种数量和谷氨酸产量随生物素浓度的变化过程。相关叙述正确的是( )
A. 可通过人工诱变、基因工程、自然界直接筛选等方式获得高产谷氨酸菌种
B. 对菌种扩大培养以缩短生产周期时,最好在生物素浓度为a的条件下进行
C. 发酵中pH需一直保持酸性,利于获得更多的谷氨酸
D. 在发酵结束后,采用过滤、沉淀等方法提取谷氨酸
6. 黄葛树的叶子、果实(榕果)和枝干含有独特的次生代谢产物酚类化合物。为探究校内黄葛树下土壤中分解酚类化合物的细菌数量,进行了相关实验。下列分析正确的是( )
A. 甲组中a培养基上的菌落连成一片,可能是稀释度过低造成的
B. 以乙组计数,5g土壤中酚类分解菌的估算数目是1.4×109个
C. 土壤样液先在锥形瓶内进行富集培养,再等比稀释后涂布计数
D. 以酚类为唯一碳源的培养基上生长的细菌都能合成酚类降解酶
7. 柠檬酸广泛应用于食品、医疗和化工领域,具有重要的商业价值。以玉米粉为原料,利用黑曲霉有氧发酵生产柠檬酸的基本流程如图所示。下列分析错误的是
A. 玉米清液可以为黑曲霉提供碳源和能源
B. 发酵前将黑曲霉孢子接种到种子培养基进行扩大培养
C. 发酵培养基和种子培养基灭菌后加入到发酵罐内发酵
D. 需严格控制发酵罐内的温度、溶解氧和pH等条件
8. 下列关于发酵工程的叙述,错误的有( )
①制作的泡菜咸而不酸可能是食盐浓度不合适、发酵温度过低等原因导致泡菜未能正常发酵
②利用寄生于细菌体内的微生物使细菌裂解来净化污水的方法,属于消毒
③发酵罐内的发酵是发酵工程的中心环节
④葡萄糖转化为乙醇所需的酶既存在于细胞质基质,也存在于线粒体
⑤在啤酒的工业化生产流程中,酵母菌的繁殖、大部分糖的分解在主发酵阶段完成,代谢物的生成则在后发酵阶段完成
⑥利用基因工程将病原体的某个或某几个抗原基因转入适当的微生物细胞,获得的表达产物就可以作为疫苗使用
⑦在青贮饲料中添加醋酸菌可以提高饲料的品质,使饲料保鲜,动物食用后能提高免疫力
A. 2项 B. 3项 C. 4项 D. 5项
9. 下列有关细胞工程的叙述,不正确的是( )
A. 细胞工程应用的是细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法
B. 可以通过在细胞水平或细胞器水平上的操作,按照人的意愿来改变基因结构
C. 可以通过在细胞水平或细胞器水平上的操作,按照人的意愿来获得细胞产品
D. 根据操作对象的不同,可以分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域
10. 下列关于“菊花的组织培养”的实验,叙述正确的是( )
A. 实验材料和用具都要消毒,接种器械采用干热灭菌法灭菌
B. 在酒精灯火焰旁,将外植体的1/3-2/3插入培养基进行接种
C. 菊花茎段先用酒精消毒,再用次氯酸钠处理后,立刻用无菌水冲洗2-3次
D. 移栽前先打开封口膜或瓶盖,让试管苗在培养箱内生长几日
11. 能进行原生质体融合的生物种类极为广泛,不仅包括植物细胞,而且还包括各种微生物。科学家选用两株具有特殊价值且有选择性遗传标记的真菌作为亲本菌株。下图为进行原生质体融合获得具有双亲优良性状的融合子过程,相关叙述错误的是( )
A. ①可加入纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得真菌的原生质体
B. ②可利用电融合法进行诱导融合,该过程可在等渗溶液中进行
C. ③应接种到能促使融合子再生细胞壁和进行细胞分裂的培养基上
D. ④通过检验、筛选出合格的菌株细胞中具有来自双亲遗传信息的单个细胞核
12. 下列关于植物细胞工程应用的叙述错误的是( )
A. 微型繁殖为无性繁殖,能保持植物原有的遗传特性
B. 切取一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植株可能不带病毒
C. 对愈伤组织进行诱变处理,从分化的植株中可筛选出突变品种
D. 酚类、萜类和含氮化合物等初生代谢物是植物基本的生命活动所必需的产物
13. 利用犬肾细胞MDCK扩增流感病毒,生产流感疫苗,具有标准化、产量高等优点。但MDCK细胞贴壁生长的特性不利于生产规模的扩大,严重制约疫苗的生产效率。研究人员通过筛选,成功获得一种无成瘤性的(多代培养不会癌变)、可悬浮培养的MDCK细胞——XF06.下列叙述错误的是( )
A. XF06悬浮培养可提高细胞密度,进而提升生产效率
B. 细胞贴壁生长特性的改变是由于流感病毒感染所导致
C. 可采用离心技术从感染病毒的细胞裂解液中分离出流感病毒
D. 采用无成瘤性细胞生产疫苗,是为了避免疫苗中有致瘤DNA的污染
14. 双抗体夹心法是医学上常用的检测抗原含量的方法,流程如图所示。其中固相抗体是经由固相载体连接后的单克隆抗体,酶标抗体是一种具酶活性的抗体,二者可与抗原的不同部位特异性结合。下列有关分析错误的是( )
A. 固相抗体的使用量应明显多于待测抗原的数量
B. 酶标抗体作用是与待测抗原结合并催化指示底物分解
C. 制备相应单克隆抗体时需要使用动物细胞培养技术
D. 若不洗去游离的酶标抗体会导致测量结果偏低
15. 关于单克隆抗体及其应用,下列叙述正确的是( )
A. 从动物血清中分离出的抗体一般产量高、纯度低,而且特异性差
B. 动物体内产生的特异性抗体的种类超过百万种,每一个B淋巴细胞可以分泌多种特异性抗体
C. 利用同位素或荧光标记的单克隆抗体在特定组织中成像的技术,可定位诊断肿瘤和心血管畸形等疾病
D. 抗体—药物偶联物(ADC)通常由抗体和药物组成,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤
16. 某动物细胞培养过程中,细胞贴壁生长至接触抑制时,需分装培养,实验操作过程如图。下列叙述错误的是( )
A. 图中所示过程为原代培养
B. ①中消化液不可以替换成胃蛋白酶
C. ②中培养液需加入血清,有利于促进细胞增殖
D. 若细胞不再出现接触抑制,细胞可能发生了癌变
17. 哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵细胞的过程,需要在促性腺激素和精子的诱导下完成。下图为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图(N表示染色体组)。据图分析,下列叙述正确的是( )
A. 细胞I到细胞Ⅱ、细胞Ⅱ到细胞Ⅳ的过程中染色体复制次数分别为1次、2次
B. 哺乳动物的卵细胞都要在输卵管内进一步成熟,并且到MⅡ期才具有受精能力
C. 体外受精时,采集到的精子和卵母细胞要分别在体外进行成熟培养和获能处理
D. 将囊胚阶段的早期胚胎移植到受体动物体内,需要对受体动物使用免疫抑制剂
18. 卵裂期胚胎内细胞及物质的变化规律呈现出增多趋势的是( )
①细胞数量②每个细胞的体积③DNA总量④有机物总量⑤有机物种类
A. ①③⑤ B. ①②④ C. ②③④ D. ③④⑤
19. 下列关于基因工程的叙述,正确的是( )
A. 基因工程是在细胞水平上进行设计和施工的,又叫重组DNA技术
B. 限制性内切核酸酶将一个DNA分子片段切成两个片段需消耗一分子水
C. 在进行基因工程操作中,天然质粒需经过人工改造后才能作为载体
D. 质粒是一种裸露的、位于细胞核或拟核DNA上,具有自我复制能力的环状DNA
20. 如图表示由不同的限制酶切割而成的DNA末端及相关的酶作用位点。下列叙述错误的是( )
A. 甲、乙片段可形成重组DNA分子,但甲、丙不能
B. 上述三种限制酶的切割位点均在识别序列的中轴线两侧
C. DNA连接酶和DNA聚合酶的作用位点分别在图乙中b处和a处
D. 不同限制酶可能产生相同的黏性末端,这可以使构建载体时切割位点的选择范围扩大
二、选择题:本题共 5 小题,每小题 3 分,共 15 分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项是符合题目要求的。全部选对得3分,选对但选不全得1分,有选错得0分。
21. 制作泡菜时,为缩短发酵周期,腌制前可加入乳酸菌。某研究小组取少量酸奶,利用MRS 乳酸菌专用培养基进行操作以获得乳酸菌单菌落。下列相关叙述正确的是( )
A. MRS乳酸菌专用培养基中常需添加维生素
B. 酸奶可用清水稀释后,再用接种环蘸取进行划线接种
C. 泡菜腌制是在厌氧和中性环境下进行的
D. 用记号笔标记培养皿中菌落时,应标记在皿底上
22. 关于发酵工程的应用,下列有关说法正确的是( )
A. 发酵工程具有生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉和产物不专一等特点
B. 食品添加剂可以增加食品的营养,改善食品的口味、色泽和品质,有时还可以延长食品的保存期
C. 酶制剂绝大多数是通过发酵工程生产的,也可以由动植物生产
D. 利用白僵菌可以防治水稻纹枯病
23. 运用植物细胞工程技术,可以培育单倍体植株和进行细胞产物的工厂化生产,下列有关说法正确的是( )
A. 利用植物细胞培养生产紫草宁时,需要把外植体培养成完整的紫草植株
B. 细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件,提高了单个细胞中次生代谢物的含量
C. 单倍体育种中,需经过植物组织培养和诱导染色体加倍,以得到能稳定遗传的优良品种
D. 利用花药通过植物组织培养获得的单倍体植株可作为研究遗传突变的理想材料
24. 下表表示高等动植物亲代个体产生新个体的3种不同途径。下列相关分析正确的是( )
生物
途径
主要流程
动植物
甲
亲代个体→受精卵→新个体
植物
乙
亲代个体→体细胞→试管苗→新个体
动物
丙
亲代个体→核移植细胞→早期胚胎→新个体
A. 途径甲属于有性繁殖,该繁殖方式获得的后代具有更强的变异性
B. 途径乙和途径丙的原理相同
C. 途径丙获得的新个体的遗传物质主要来自提供细胞核的个体
D. 途径乙在培养体细胞的过程中也可能会产生突变体
25. 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,图中染色单体分离后分别移向细胞的三个不同方向,从而分裂成a、b、c三个细胞,染色体全部来自父系的“合子”致死,其中两个细胞发育成姐弟二人。下列说法正确的是( )
A. 半同卵双胞胎的形成与透明带反应和卵细胞膜反应异常有关
B. 若细胞a的染色体组成为MP1,则细胞b的染色体组成为MP2
C. 这对双胞胎来源于母亲的染色体相同,来源于父亲的染色体也相同
D. 受精卵发育为桑葚胚的过程是在透明带内完成的,孵化后将发育形成原肠胚
三、非选择题:本题共4 小题,共45 分。
26. 某种物质X(一种含有C、H、N的有机物)难以降解,会对环境造成污染,只有某些细菌能降解X。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解X的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基,甲的组分为无机盐、水和X,乙的组分为无机盐、水、X和Y。请分析并回答下列问题:
(1)实验时,一般对配制的培养基采用___________________法进行灭菌,乙培养基中的Y物质是____________,按用途分,甲、乙培养基均属于____________培养基。
(2)制备实验所需的培养基时,需要调节培养基的pH,应该在灭菌______(填“前”或“后”)进行操作。倒平板时为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在____________附近进行,接种后的培养皿需____________放于37℃恒温培养箱中培养。
(3)在步骤⑤的筛选过程中,发现当培养基中的X超过某一浓度时,某菌株对X的降解量反而下降,其原因可能是___________________________________________________。
(4)实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL,若要在每个平板上涂布0.1mL稀释后的菌液,且保证每个平板长出的菌落数不超过200个,至少应将摇瓶M中的菌液稀释_____倍。
(5)下图为某微生物发酵自动化装置示意图。请回答下列相关问题:
若利用该装置制备果醋,发酵液中无糖类但有乙醇,则该发酵菌发酵获得醋酸的途径是:_____________________________________________________________________(写反应式)
27. 诱导多能干细胞(简称iPS细胞)在功能上类似于胚胎干细胞,而且摆脱了围绕人类胚胎干细胞使用问题的伦理争论,在其被发现的十余年来,广泛应用于多个领域的研究工作中。下图为iPS细胞的研究方向示意图,请回答相关问题:
(1)干细胞存在于__________ 、___________和脐带血等多种组织和器官中。
(2)在制备iPS细胞过程中,可以将特定的基因导入成纤维细胞或已分化的_______________细胞中,进而使细胞发生转化,成为类似胚胎干细胞的iPS细胞。
(3)Ⅰ型糖尿病通常在青少年时期发病,科学家建立患者iPS 细胞系研究其基因组及表达情况,进而研究疾病形成的机制、筛选新药以及开发新的治疗方法。在培养患者iPS细胞系过程中为了保证无菌无毒环境,要定期更换培养液,以便清除代谢物,防止__________________________ ;同时要放入含有_____________________ 的混合气体的CO₂培养箱中培养。
(4)青光眼是发病最广泛的视网膜神经退行性疾病,其病因是视网膜节细胞(RGC)及其轴突的退化和死亡。据图分析,可将患者的iPS细胞先诱导分化成神经干细胞植入患者体内,因其具有________,只能分化成特定细胞,进而实现RGC再生,使用该方法进行移植时避免了免疫排斥问题。
(5)树突状细胞(DC)被认为是最适合用于制备肿瘤疫苗的抗原呈递细胞,使其与肿瘤细胞融合,大多数肿瘤细胞贴壁生长,但无_____________ 现象。融合后的杂交细胞具备两者的特点,能稳定、持久的表达肿瘤细胞特定_________________(选填“抗原”或“抗体”)
28. 根瘤菌与豆科植物之间是互利共生关系,根瘤菌侵入豆科植物根内可引起根瘤的形成,根瘤中的根瘤菌具有固氮能力。为了寻找抗逆性强的根瘤菌,某研究小组做了如下实验:从盐碱地生长的野生草本豆科植物中分离根瘤菌;选取该植物的茎尖为材料,通过组织培养获得试管苗(生根试管苗);在实验室中探究试管苗根瘤中所含根瘤菌的固氮能力。回答下列问题。
(1)从豆科植物的根瘤中分离根瘤菌进行培养,可以获得纯培养物,此实验中的纯培养物是_________________________________。
(2)取豆科植物的茎尖作为外植体,通过植物组织培养可以获得豆科植物的试管苗。外植体经诱导形成试管苗的流程是:外植体→愈伤组织→试管苗。该技术的原理是________________________,将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上,通常应在培养基中加入两类植物激素,它们的________、_________等都会影响植物细胞的发育方向。长出芽后,再将其转接到诱导生根培养基上,最终得到植物体。在制备培养基时常采用____________(选填“葡萄糖”或“蔗糖”)作为碳源,其原因是____________________________。(答出两点)
(3)研究小组用上述获得的纯培养物和试管苗为材料,研究接种到试管苗上的根瘤菌是否具有固氮能力,其做法是将生长在培养液中的试管苗分成甲、乙两组,甲组中滴加根瘤菌菌液,让试管苗长出根瘤。然后将甲、乙两组的试管苗分别转入____________的培养液中培养。
(4)若豆科植物与甘蓝的原生质体融合,除可用PEG处理外,还可以使用______________(答出一种)方法。
(5)若实验获得一种具有良好固氮能力的根瘤菌,可通过发酵工程获得大量根瘤菌,用于生产根瘤菌肥。根瘤菌肥是一种微生物肥料,在农业生产中使用微生物肥料的作用是___________________________(答出1点即可)。
29. 自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,但体细胞克隆非人灵长类动物一直没有取得进展,面临诸多困难。但在2017年,中国科学院神经科学研究所的孙强团队利用“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。如图所示为克隆猴的培育过程。回答下列问题:
(1)文中所提到的非人灵长类动物的体细胞核移植面临诸多困难,主要是指一方面对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善,另一方面____________________________,这导致了胚胎发育率低。
(2)“聪明的操作技巧”是指我国科学家经过多年的反复试验,可以在10 s之内对卵母细胞进行去核操作,在15秒之内完成核移植,这样做的好处是_______________________。
(3)实际操作中,去核是指去除__________________;获得重构胚后进行早期胚胎培养,然后移植前需在显微镜下观察胚胎的发育状况,以便确定移植的最佳时间,当观察到胚胎发生收缩,细胞间隙扩大,接着胚胎内部出现裂隙,这是胚胎____________期开始的标志。
(4)“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的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂处理重构胚,提高了胚胎的发育率和妊娠率,两者的作用机理分别是_________________________ 和__________________________,从而改变组蛋白的表观遗传修饰来调控_____________________。
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大庆铁人中学2024级高二年级下学期月考考试
生物学
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、班级、考场号/座位号填写在答题卡上,如有条形码,认真核对条形码上的姓名、准考证号,并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案的标号;非选择题答案使用0.5毫米黑色中性(签字)笔或碳素笔书写,字体工整,笔迹清楚。
3.请按照题号在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效。
4.保持卷面及答题卡清洁,不折叠,不破损,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题:本题共20小题,每小题2分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列与传统发酵技术相关的描述,正确的是( )
A. 传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主
B. 发酵是在适宜的条件下,将原料通过微生物的无氧呼吸转化为人类所需产物的过程
C. 泡菜中乳酸的质量分数为4%~8%时,泡菜的口味和品质最佳
D. 传统发酵技术是利用不同原核生物产生不同代谢物的原理,生产人们需要的产物
【答案】A
【解析】
【详解】A、传统发酵多利用自然环境中的混合菌种开展发酵,生产形式以固体发酵及半固体发酵为主,A正确;
B、发酵是在适宜条件下,通过微生物的代谢(包括有氧呼吸和无氧呼吸)将原料转化为人类所需产物的过程,并不只依赖无氧呼吸,如醋酸发酵为有氧发酵,B错误;
C、泡菜中乳酸的质量分数为0.4%~0.8%时口味和品质最佳,选项中4%~8%的浓度过高,口味过酸、品质下降,C错误;
D、传统发酵技术利用的微生物包含原核生物和真核生物,比如果酒发酵的酵母菌、腐乳发酵的毛霉都属于真核生物,D错误。
2. 下列关于传统发酵技术的说法中,正确的是( )
A. 图1能表示在果酒的制作过程中时间因素对酵母菌产生酒精速率(V1)的影响
B. 图2能表示在果醋的制作过程中溶氧量对醋酸菌产生醋酸速率(V2)的影响
C. 图3能表示在利用乳酸菌制泡菜的过程中,泡菜坛内乳酸的变化趋势
D. 图4能表示在一普通的密闭锥形瓶中,加入含酵母菌的葡萄糖溶液,溶液的pH随时间的变化
【答案】D
【解析】
【分析】醋酸菌好氧型细菌,当缺少糖源时和有氧条件下,可将乙醇(酒精)氧化成醋酸;当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;醋酸菌生长的最佳温度是在30℃~35℃。
【详解】A、酵母菌酿酒初期,进行有氧呼吸,然后进行无氧呼吸,发酵后期由于产物积累,影响酒精发酵,因此曲线先从O点开始上升,再下降,A错误;
B、在果醋的制作过程中,溶氧量越多,醋酸菌产生乙酸的速率(V2)越快,B错误;
C、在利用乳酸菌制作泡菜的过程中,一定时间内泡菜坛内乳酸越来越多,C错误;
D、在一个普通的密闭锥形瓶中,加入含酵母菌的葡萄糖溶液,一定时间内随时间的延长,溶液的pH逐渐降低,D正确。
故选D。
3. 下列关于微生物的培养技术及应用,错误的是( )
A. 微生物在琼脂固体培养基的表面或内部生长,可以形成肉眼可见的菌落
B. 在微生物学中,将接种于培养基内,在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为纯培养物
C. 获得纯培养物的过程就是纯培养
D. 获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染
【答案】B
【解析】
【详解】A、菌落是单个或少量同种微生物在适宜固体培养基表面或内部繁殖到一定程度后,形成的肉眼可见的子细胞群体,因此微生物在琼脂固体培养基的表面或内部生长可形成肉眼可见的菌落,A正确;
B、纯培养物是由单个微生物繁殖得到的、仅含有一种微生物的群体,若群体中含有特定种类微生物的同时还存在杂菌,不属于纯培养物,B错误;
C、获得纯培养物的过程就是纯培养,C正确;
D、杂菌污染会导致目标培养物混杂其他微生物,因此获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染,D正确。
4. 研究人员利用石油污染滩涂土壤筛选高效降解石油细菌,进行如下图所示的操作(①-⑤表示不同的菌落)。下列叙述正确的是( )
A. 图中液体培养基和固体培养基成分的唯一不同是后者含有琼脂
B. 甲过程采用的接种方法可用于菌体计数,但结果通常偏大
C. 菌落①中菌体因不能分解石油而无降解圈产生,其生长不需要碳源
D. 乙过程选择菌落⑤接种到石油培养基,可根据石油剩余量进行降解能力评估
【答案】D
【解析】
【分析】液体培养基是微生物或动植物细胞的液状培养基。它具有进行通气培养、振荡培养的优点。在静止的条件下,在菌体或培养细胞的周围,形成透过养分的壁障,养分的摄入受到阻碍。由于在通气或在振荡的条件下,可消除这种阻碍以及增加供氧量,所以有利于细胞生长,提高生产量。
【详解】A、图中液体富集培养基和固体选择培养基成分的不同之处有:后者以石油作为唯一碳源、后者固体培养基中含有琼脂,A错误;
B、甲过程采用的是稀释涂布平板法,该方法用于计数时往往使结果偏小,B错误;
C、菌落①周围无降解圈产生,说明其中的菌体不能利用石油这唯一的碳源,很可能是自养型微生物,以CO2作为碳源,C错误;
D、乙过程选择菌落⑤(降解圈最大)接种到石油培养基,可根据石油剩余量进行降解能力评估,石油的剩余量越少,则菌种降解能力越强,D正确。
故选D。
5. 工业上常用谷氨酸棒状杆菌作为生产谷氨酸的菌种,如图1是工业生产流程图,图2是菌种数量和谷氨酸产量随生物素浓度的变化过程。相关叙述正确的是( )
A. 可通过人工诱变、基因工程、自然界直接筛选等方式获得高产谷氨酸菌种
B. 对菌种扩大培养以缩短生产周期时,最好在生物素浓度为a的条件下进行
C. 发酵中pH需一直保持酸性,利于获得更多的谷氨酸
D. 在发酵结束后,采用过滤、沉淀等方法提取谷氨酸
【答案】A
【解析】
【详解】A、对菌种的选育可以从自然界中直接获取,也可以借助诱变育种和基因工程技术获得人们想要的菌种,只是从自然界中直接筛选的概率较低,A正确;
B、扩大培养的目的是获得大量菌体,应选择细菌数量最多的条件,而生物素浓度为 a 时谷氨酸产量较高,但细菌数量不是最高,B错误;
C、分析图1可知发酵后期需调pH至酸性,使谷氨酸晶体析出,但发酵过程中在中性和弱碱性的条件下才会积累谷氨酸,C错误;
D、谷氨酸是小分子有机物,发酵结束后可根据产物的性质适当的提取、分离和纯化来提取,D错误。
6. 黄葛树的叶子、果实(榕果)和枝干含有独特的次生代谢产物酚类化合物。为探究校内黄葛树下土壤中分解酚类化合物的细菌数量,进行了相关实验。下列分析正确的是( )
A. 甲组中a培养基上的菌落连成一片,可能是稀释度过低造成的
B. 以乙组计数,5g土壤中酚类分解菌的估算数目是1.4×109个
C. 土壤样液先在锥形瓶内进行富集培养,再等比稀释后涂布计数
D. 以酚类为唯一碳源的培养基上生长的细菌都能合成酚类降解酶
【答案】B
【解析】
【详解】A、在微生物计数的稀释涂布平板法中,若稀释度过低,培养基上的菌落会因数量过多而连成一片。甲组中a培养基上的菌落连成一片,可能是涂布不均匀造成的,菌液未分散开,A错误;
B、为了保证结果准确,一般选择菌落数在30-300的平板进行计数,乙组中三个平板的菌落数分别为275、285、280,均在30-300之间,应以乙组计数。计算5g土壤中含分解酚类化合物细菌的估算数目时,应根据公式:每克样品中的菌株数 = (C÷V)×M(其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积,M代表稀释倍数)。5g该土壤含分解酚类化合物的细菌数是(275+285+280)÷3÷0.1×105×5=1.4×109,B正确;
C、本实验目的是探究校内黄葛树下土壤中分解酚类化合物的细菌数量,若先在锥形瓶内进行富集培养,会使细菌数量增多,导致计数结果偏大,不能准确反映土壤中原有细菌数量,C错误;
D、以酚类为唯一碳源的培养基上生长的细菌,可能通过分泌酚类降解酶分解酚类获取碳源,也可能通过共生、利用其他细菌代谢产物等方式生长,并非都能合成酚类降解酶,D错误。
7. 柠檬酸广泛应用于食品、医疗和化工领域,具有重要的商业价值。以玉米粉为原料,利用黑曲霉有氧发酵生产柠檬酸的基本流程如图所示。下列分析错误的是
A. 玉米清液可以为黑曲霉提供碳源和能源
B. 发酵前将黑曲霉孢子接种到种子培养基进行扩大培养
C. 发酵培养基和种子培养基灭菌后加入到发酵罐内发酵
D. 需严格控制发酵罐内的温度、溶解氧和pH等条件
【答案】C
【解析】
【分析】培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质,是进行微生物培养的物质基础。通常含有水、碳源、氮源和无机盐。
【详解】A、玉米清液中含有蛋白质和糖类等物质,故可以为黑曲霉提供碳源和能源,A正确;
B、据图可知,发酵前将黑曲霉孢子接种到种子培养基,该措施的目的是进行扩大培养,增加黑曲霉孢子的数量,B正确;
C、种子培养基中有发酵所需的菌种,若进行灭菌处理会杀灭菌种而导致发酵失败,C错误;
D、黑曲霉属于需氧生物,且微生物发酵过程需要适宜条件,所以在发酵罐内发酵需严格控制溶解氧、温度、pH等条件,D正确。
故选C。
8. 下列关于发酵工程的叙述,错误的有( )
①制作的泡菜咸而不酸可能是食盐浓度不合适、发酵温度过低等原因导致泡菜未能正常发酵
②利用寄生于细菌体内的微生物使细菌裂解来净化污水的方法,属于消毒
③发酵罐内的发酵是发酵工程的中心环节
④葡萄糖转化为乙醇所需的酶既存在于细胞质基质,也存在于线粒体
⑤在啤酒的工业化生产流程中,酵母菌的繁殖、大部分糖的分解在主发酵阶段完成,代谢物的生成则在后发酵阶段完成
⑥利用基因工程将病原体的某个或某几个抗原基因转入适当的微生物细胞,获得的表达产物就可以作为疫苗使用
⑦在青贮饲料中添加醋酸菌可以提高饲料的品质,使饲料保鲜,动物食用后能提高免疫力
A. 2项 B. 3项 C. 4项 D. 5项
【答案】C
【解析】
【详解】①食盐浓度过高会抑制乳酸菌活性,发酵温度过低会降低乳酸菌的酶活性,都会导致乳酸生成量少,泡菜咸而不酸,①正确;
②利用噬菌体裂解细菌净化污水属于污水的生物处理技术,属于生物消毒,②正确;
③发酵工程的核心环节是发酵罐内的发酵过程,③正确;
④葡萄糖转化为乙醇是无氧呼吸过程,全程发生在细胞质基质,相关酶仅存在于细胞质基质,线粒体是有氧呼吸主要场所,不存在无氧呼吸相关酶,④错误;
⑤啤酒生产的主发酵阶段就完成了酵母菌繁殖、大部分糖分解和主要代谢物的生成,后发酵仅用于风味成熟和少量残留糖的分解,⑤错误;
⑥将病原体的抗原基因转入微生物,表达出的抗原蛋白需要经过一系列的安全性评估、纯化、佐剂添加等工艺处理,确认其安全性和免疫原性后,才能作为疫苗使用,⑥错误;
⑦青贮饲料是依靠乳酸菌厌氧发酵产乳酸抑制杂菌实现保鲜,醋酸菌是好氧菌,在青贮的厌氧环境中无法存活,不能添加醋酸菌,⑦错误。
综上,错误的叙述共4项,C符合题意。
9. 下列有关细胞工程的叙述,不正确的是( )
A. 细胞工程应用的是细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法
B. 可以通过在细胞水平或细胞器水平上的操作,按照人的意愿来改变基因结构
C. 可以通过在细胞水平或细胞器水平上的操作,按照人的意愿来获得细胞产品
D. 根据操作对象的不同,可以分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域
【答案】B
【解析】
【详解】A、细胞工程是交叉性应用学科,运用了细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法,A正确;
B、细胞工程的操作水平是细胞水平或细胞器水平,改变基因结构属于分子水平的基因工程的操作范畴,B错误;
C、细胞工程可通过细胞或细胞器水平的操作,定向获得单克隆抗体、次生代谢产物等细胞产品,C正确;
D、根据操作对象的不同,细胞工程可分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域,D正确。
10. 下列关于“菊花的组织培养”的实验,叙述正确的是( )
A. 实验材料和用具都要消毒,接种器械采用干热灭菌法灭菌
B. 在酒精灯火焰旁,将外植体的1/3-2/3插入培养基进行接种
C. 菊花茎段先用酒精消毒,再用次氯酸钠处理后,立刻用无菌水冲洗2-3次
D. 移栽前先打开封口膜或瓶盖,让试管苗在培养箱内生长几日
【答案】D
【解析】
【详解】A、实验材料(外植体)需消毒,而实验用具需进行灭菌处理才能彻底杀灭所有微生物,接种器械使用前灼烧灭菌的方法,A错误;
B、接种时仅需将外植体的1/3~1/2插入培养基即可,插入比例过高会影响外植体呼吸和生长,B错误;
C、菊花茎段的正确消毒流程为:流水冲洗后先用酒精消毒,无菌水冲洗2~3次后再用次氯酸钠处理,次氯酸钠处理后还需用无菌水冲洗3次以漂洗残留消毒液,C错误;
D、移栽前打开封口膜或瓶盖让试管苗在培养箱内生长几日是炼苗操作,可提高试管苗对外部低湿度、有菌环境的适应能力,提升移栽成活率,D正确。
11. 能进行原生质体融合的生物种类极为广泛,不仅包括植物细胞,而且还包括各种微生物。科学家选用两株具有特殊价值且有选择性遗传标记的真菌作为亲本菌株。下图为进行原生质体融合获得具有双亲优良性状的融合子过程,相关叙述错误的是( )
A. ①可加入纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得真菌的原生质体
B. ②可利用电融合法进行诱导融合,该过程可在等渗溶液中进行
C. ③应接种到能促使融合子再生细胞壁和进行细胞分裂的培养基上
D. ④通过检验、筛选出合格的菌株细胞中具有来自双亲遗传信息的单个细胞核
【答案】A
【解析】
【分析】植物体细胞杂交要将不同种的植物细胞诱导融合成一个杂种细胞,再利用植物组织培养技术将杂种细胞培育成植株,体现的生物学原理为细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。在融合之前需先用纤维素酶和果胶酶去除植物的细胞壁获得原生质体,杂种细胞再生出新的细胞壁是细胞融合完成的标志。
【详解】A、植物细胞的细胞壁主要成分是纤维素和果胶,所以去除植物细胞壁可以加入纤维素酶和果胶酶,但真菌的细胞壁成分与植物细胞不同,不能用纤维素酶和果胶酶去除真菌细胞壁,A错误;
B、PEG (聚乙二醇)可诱导原生质体融合,该过程需要在等渗或略高渗溶液中进行,以防止原生质体吸水涨破,B正确;
C、融合后的原生质体需要接种到能促使其再生细胞壁和进行细胞分裂的培养基上,这样才能形成融合子菌落,C正确;
D、原生质体融合后形成的融合子是单核细胞,具有来自双亲遗传信息,D正确。
故选A。
12. 下列关于植物细胞工程应用的叙述错误的是( )
A. 微型繁殖为无性繁殖,能保持植物原有的遗传特性
B. 切取一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植株可能不带病毒
C. 对愈伤组织进行诱变处理,从分化的植株中可筛选出突变品种
D. 酚类、萜类和含氮化合物等初生代谢物是植物基本的生命活动所必需的产物
【答案】D
【解析】
【详解】A、微型繁殖依托植物组织培养技术实现,属于无性繁殖,亲子代遗传物质完全一致,能保持植物原有的遗传特性,A正确;
B、植物茎尖的分生区细胞分裂速度快,几乎不携带病毒,切取该部位进行组织培养,再生的植株可能不带病毒,也就是常说的脱毒苗,B正确;
C、愈伤组织细胞分裂旺盛,在诱变因素作用下容易发生基因突变,对愈伤组织进行诱变处理后,可从分化的植株中筛选出具有优良性状的突变品种,C正确;
D、植物的代谢产物分为初生代谢物和次生代谢物,初生代谢物是植物基本生命活动必需的产物,比如糖类、蛋白质、核酸等;酚类、萜类和含氮化合物属于次生代谢物,并非植物基本生命活动所必需,D错误。
13. 利用犬肾细胞MDCK扩增流感病毒,生产流感疫苗,具有标准化、产量高等优点。但MDCK细胞贴壁生长的特性不利于生产规模的扩大,严重制约疫苗的生产效率。研究人员通过筛选,成功获得一种无成瘤性的(多代培养不会癌变)、可悬浮培养的MDCK细胞——XF06.下列叙述错误的是( )
A. XF06悬浮培养可提高细胞密度,进而提升生产效率
B. 细胞贴壁生长特性的改变是由于流感病毒感染所导致
C. 可采用离心技术从感染病毒的细胞裂解液中分离出流感病毒
D. 采用无成瘤性细胞生产疫苗,是为了避免疫苗中有致瘤DNA的污染
【答案】B
【解析】
【分析】动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后在适当的培养条件下,让这些细胞生长和增殖的技术。动物细胞培养需满足基本的营养条件,培养液中需有氨基酸、无机盐、糖类和维生素等,同时需要适宜的温度、pH和渗透压,还需在无菌无毒的环境下去培养。无菌:对培养液和所有的培养用具进行灭菌处理,在无菌的环境下进行操作;无毒:定期更换培养液,以便清除代谢产物。
【详解】A、悬浮培养的XF06细胞无需贴壁,可在培养液中自由增殖,从而提高细胞密度,扩大病毒产量,提升生产效率,A正确;
B、XF06细胞的贴壁特性改变是通过筛选获得的遗传特性,而非流感病毒感染所致(病毒感染仅用于扩增病毒,不改变宿主细胞生长方式),B错误;
C、流感病毒释放到细胞裂解液后,离心可分离细胞碎片(沉淀)与病毒(上清液),C正确;
D、无成瘤性细胞不含癌基因,可避免疫苗中混入致瘤性DNA片段,确保疫苗安全性,D正确;
故选B。
14. 双抗体夹心法是医学上常用的检测抗原含量的方法,流程如图所示。其中固相抗体是经由固相载体连接后的单克隆抗体,酶标抗体是一种具酶活性的抗体,二者可与抗原的不同部位特异性结合。下列有关分析错误的是( )
A. 固相抗体的使用量应明显多于待测抗原的数量
B. 酶标抗体作用是与待测抗原结合并催化指示底物分解
C. 制备相应单克隆抗体时需要使用动物细胞培养技术
D. 若不洗去游离的酶标抗体会导致测量结果偏低
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,酶标抗体可与抗原特异性结合,并催化指示底物分解。
【详解】A、固相载体连接后的单克隆抗体,具有特异性,故其使用种类(量)应明显多于待测抗原的数量才能识别并结合更多的抗原,A正确;
B、由图可知,酶标抗体可与抗原特异性结合,并催化指示底物分解,B正确;
C、制备相应单克隆抗体时需要使用动物细胞培养技术,培养杂交瘤细胞,C正确;
D、若不洗去游离的酶标抗体,酶标抗体持续催化底物分解,会导致测量结果偏高,D错误。
故选D。
15. 关于单克隆抗体及其应用,下列叙述正确的是( )
A. 从动物血清中分离出的抗体一般产量高、纯度低,而且特异性差
B. 动物体内产生的特异性抗体的种类超过百万种,每一个B淋巴细胞可以分泌多种特异性抗体
C. 利用同位素或荧光标记的单克隆抗体在特定组织中成像的技术,可定位诊断肿瘤和心血管畸形等疾病
D. 抗体—药物偶联物(ADC)通常由抗体和药物组成,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤
【答案】C
【解析】
【详解】A、从动物血清中分离的是多克隆抗体,特点为产量低、纯度低、特异性差,A错误;
B、每一个B淋巴细胞(浆细胞)只能分泌一种特异性抗体,B错误;
C、单克隆抗体特异性强,将同位素或荧光标记的单克隆抗体注入体内,可与病变部位的特定抗原特异性结合,通过成像技术可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病,C正确;
D、抗体-药物偶联物(ADC)通常由抗体、接头、细胞毒性药物三部分组成,并非仅由抗体和药物构成,D错误。
16. 某动物细胞培养过程中,细胞贴壁生长至接触抑制时,需分装培养,实验操作过程如图。下列叙述错误的是( )
A. 图中所示过程为原代培养
B. ①中消化液不可以替换成胃蛋白酶
C. ②中培养液需加入血清,有利于促进细胞增殖
D. 若细胞不再出现接触抑制,细胞可能发生了癌变
【答案】A
【解析】
【详解】A、动物组织经处理后的初次培养称为原代培养,将分瓶后的细胞培养称为传代培养,图示为传代培养,A错误;
B、胃蛋白酶的最适pH为1.5,在培养环境中失活,通常用胰蛋白酶处理粘壁细胞,B正确;
C、由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚,因此在使用合成培养基时,通常需要加入血清等一些天然成分,C正确;
D、贴壁细胞在生长增殖到表面相互接触时通常会停止分裂增殖,即接触抑制,而癌细胞的接触抑制现象丧失,D正确。
故选A。
17. 哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵细胞的过程,需要在促性腺激素和精子的诱导下完成。下图为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图(N表示染色体组)。据图分析,下列叙述正确的是( )
A. 细胞I到细胞Ⅱ、细胞Ⅱ到细胞Ⅳ的过程中染色体复制次数分别为1次、2次
B. 哺乳动物的卵细胞都要在输卵管内进一步成熟,并且到MⅡ期才具有受精能力
C. 体外受精时,采集到的精子和卵母细胞要分别在体外进行成熟培养和获能处理
D. 将囊胚阶段的早期胚胎移植到受体动物体内,需要对受体动物使用免疫抑制剂
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意和图示分析可知:图示为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图,其中Ⅰ为卵原细胞;Ⅱ为初级卵母细胞;Ⅲ次级卵母细胞;Ⅳ为受精卵。
【详解】A、由图可知,图Ⅰ示到图Ⅳ为减数分裂过程示意图,染色体只复制一次,A错误;
B、哺乳动物的卵细胞都要在输卵管内进一步成熟到MⅡ期才具有受精能力,B正确;
C、体外受精时,采集到的精子和卵母细胞要分别在体外获能处理和进行成熟培养至MⅡ期,C错误;
D、由于受体子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,所以将囊胚阶段的早期胚胎移植到受体动物体内,不需要对受体动物使用免疫抑制剂,D错误。
故选B。
18. 卵裂期胚胎内细胞及物质的变化规律呈现出增多趋势的是( )
①细胞数量②每个细胞的体积③DNA总量④有机物总量⑤有机物种类
A. ①③⑤ B. ①②④ C. ②③④ D. ③④⑤
【答案】A
【解析】
【详解】①细胞数量,卵裂期细胞不断进行有丝分裂,细胞数量会增多,①正确;
②每个细胞的体积,在卵裂过程中,胚胎总体积基本不变,而细胞数量增多,所以每个细胞的体积会减小,②错误;
③DNA 总量,由于细胞进行有丝分裂,DNA 会进行复制,随着细胞数量的增多,DNA 总量也会增多,③正确;
④⑤有机物总量,在卵裂期,细胞进行生命活动需要消耗有机物,且此时没有从外界获取有机物,所以有机物总量会减少,而种类增加,④错误,⑤正确;
综上,①③⑤正确,BCD错误,A正确。
故选A。
19. 下列关于基因工程的叙述,正确的是( )
A. 基因工程是在细胞水平上进行设计和施工的,又叫重组DNA技术
B. 限制性内切核酸酶将一个DNA分子片段切成两个片段需消耗一分子水
C. 在进行基因工程操作中,天然质粒需经过人工改造后才能作为载体
D. 质粒是一种裸露的、位于细胞核或拟核DNA上,具有自我复制能力的环状DNA
【答案】C
【解析】
【分析】生物工程中酶的作用:
1、DNA连接酶:主要是连接DNA片段之间的磷酸二酯键,起连接作用,在基因工程中起作用。
2、DNA聚合酶:主要是连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,在DNA复制中起做用。
3、限制性核酸内切酶:从DNA链的内部进行切割,分为限制性内切酶和非限制性内切酶。
4、DNA修饰酶是指对DNA分子进行修饰的酶,目前基因工程中常用的酶有:碱性磷酸酶、末端转移酶、甲基化酶。
5、反转录酶:依赖于RNA的DNA聚合酶,既可以用DNA为模板,也可以用RNA为模板进行互补链的合成。基因工程中主要功能是利用真核mRNA为模板反转录成cDNA,用来建立cDNA文库,进而分离为特定蛋白质编码的基因。
【详解】A、基因工程在分子水平操作,A错误;
B、限制性核酸内切酶将一个DNA分子片段切成两个片段,即断裂两个磷酸二酯键,因此需消耗两个水分子,B正确;
C、在进行基因工程操作中,真正被用作载体的质粒,都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的,C正确;
D、质粒独立于染色体外存在,D错误。
故选C。
20. 如图表示由不同的限制酶切割而成的DNA末端及相关的酶作用位点。下列叙述错误的是( )
A. 甲、乙片段可形成重组DNA分子,但甲、丙不能
B. 上述三种限制酶的切割位点均在识别序列的中轴线两侧
C. DNA连接酶和DNA聚合酶的作用位点分别在图乙中b处和a处
D. 不同限制酶可能产生相同的黏性末端,这可以使构建载体时切割位点的选择范围扩大
【答案】C
【解析】
【分析】每种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列,且只能在特定的位点进行切割。
【详解】A、甲和乙形成的黏性末端相同,可以连接形成重组DNA分子,甲和丙的黏性末端不同,不能形成重组DNA分子,A正确;
B、上述三种限制酶的切割后形成的都是黏性末端,因此切割位点均在识别序列的中轴线两侧,B正确;
C、DNA连接酶和DNA聚合酶的作用位点在磷酸二酯键,b为氢键,C错误;
D、不同限制酶可能产生相同的黏性末端,从而可以使不同的限制酶切割的末端能够配对连接,这可以使构建载体时切割位点的选择范围扩大,D正确。
故选C。
二、选择题:本题共 5 小题,每小题 3 分,共 15 分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项是符合题目要求的。全部选对得3分,选对但选不全得1分,有选错得0分。
21. 制作泡菜时,为缩短发酵周期,腌制前可加入乳酸菌。某研究小组取少量酸奶,利用MRS 乳酸菌专用培养基进行操作以获得乳酸菌单菌落。下列相关叙述正确的是( )
A. MRS乳酸菌专用培养基中常需添加维生素
B. 酸奶可用清水稀释后,再用接种环蘸取进行划线接种
C. 泡菜腌制是在厌氧和中性环境下进行的
D. 用记号笔标记培养皿中菌落时,应标记在皿底上
【答案】AD
【解析】
【分析】泡菜的制作原理泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
【详解】A、乳酸菌自身不能合成维生素,在培养乳酸菌时,MRS 乳酸菌专用培养基中常需添加维生素,以满足乳酸菌生长对特殊营养物质的需求,A正确;
B、酸奶中乳酸菌数量较多,若用清水稀释,稀释倍数难以控制,且用接种环蘸取进行划线接种时,接种环上的菌液量有限,难以保证有效分离出单菌落。一般采用无菌水稀释,且对于乳酸菌这种较难分离的菌种,常用稀释涂布平板法而非划线法来获得单菌落,B错误;
C、泡菜腌制是在厌氧和酸性环境下进行的,乳酸菌发酵产生乳酸,使发酵液呈酸性,酸性环境不仅有利于乳酸菌的生长,还能抑制其他杂菌的生长,C错误;
D、由于平板倒置培养,用记号笔标记培养皿中菌落时,应标记在皿底上,这样便于观察和记录,D正确。
故选AD。
22. 关于发酵工程的应用,下列有关说法正确的是( )
A. 发酵工程具有生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉和产物不专一等特点
B. 食品添加剂可以增加食品的营养,改善食品的口味、色泽和品质,有时还可以延长食品的保存期
C. 酶制剂绝大多数是通过发酵工程生产的,也可以由动植物生产
D. 利用白僵菌可以防治水稻纹枯病
【答案】BC
【解析】
【详解】A、发酵工程的特点确实包含 “生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉”,但发酵工程的产物是专一的(通过菌种选育和工艺控制,定向生产特定代谢产物,如抗生素、氨基酸等),A错误;
B、食品添加剂的功能包括: 增加营养:如维生素强化剂、矿物质添加剂; 改善感官:调味剂(改善口味)、着色剂(改善色泽)、增稠剂(改善品质); 延长保存期:防腐剂(如苯甲酸钠)、抗氧化剂(如维生素 E),B正确;
C、酶制剂的生产方式: 工业上绝大多数酶制剂(如淀粉酶、蛋白酶)通过微生物发酵工程大规模生产(成本低、效率高); 少数酶可直接从动植物组织中提取(如从胰脏提取胰蛋白酶、从木瓜提取木瓜蛋白酶),但产量低、成本高,不是主流方式,C正确;
D、白僵菌是一种昆虫病原真菌,主要用于防治农林害虫(如松毛虫、玉米螟),通过感染害虫使其死亡; 水稻纹枯病是由真菌(立枯丝核菌)引起的植物病害,白僵菌对该病原菌无防治作用,防治水稻纹枯病通常使用井冈霉素等抗生素或其他生物防治菌(如木霉菌),D错误。
23. 运用植物细胞工程技术,可以培育单倍体植株和进行细胞产物的工厂化生产,下列有关说法正确的是( )
A. 利用植物细胞培养生产紫草宁时,需要把外植体培养成完整的紫草植株
B. 细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件,提高了单个细胞中次生代谢物的含量
C. 单倍体育种中,需经过植物组织培养和诱导染色体加倍,以得到能稳定遗传的优良品种
D. 利用花药通过植物组织培养获得的单倍体植株可作为研究遗传突变的理想材料
【答案】CD
【解析】
【详解】A、紫草宁是从细胞中提取的一种药物和色素,利用植物细胞培养生产紫草宁时,不需要把外植体培养成完整的紫草植株,培育出能产生紫草宁的组织细胞即可,A错误;
B、细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞分裂和生长的培养条件,使细胞大量增殖,从而获得大量的细胞,进而提高细胞产物的总量,并没有提高单个细胞中次生代谢物的含量,B错误;
C、单倍体育种中,需经过花药离体培养(植物组织培养)后得到单倍体植株,后经秋水仙素诱导染色体加倍,得到能稳定遗传的优良品种,C正确;
D、利用花药通过植物组织培养获得的单倍体植株,大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体,染色体加倍后得到的植株隐性性状容易显现,因此可作为研究遗传突变的理想材料,D正确。
24. 下表表示高等动植物亲代个体产生新个体的3种不同途径。下列相关分析正确的是( )
生物
途径
主要流程
动植物
甲
亲代个体→受精卵→新个体
植物
乙
亲代个体→体细胞→试管苗→新个体
动物
丙
亲代个体→核移植细胞→早期胚胎→新个体
A. 途径甲属于有性繁殖,该繁殖方式获得的后代具有更强的变异性
B. 途径乙和途径丙的原理相同
C. 途径丙获得的新个体的遗传物质主要来自提供细胞核的个体
D. 途径乙在培养体细胞的过程中也可能会产生突变体
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、甲途径表示的是有性生殖过程,有性生殖产生的后代,具有父母双方的遗传物质,增强了生物的变异性和生活力,A正确;
B、途径乙的原理是植物细胞的全能性,途径丙的原理是动物细胞核的全能性,原理不相同,B错误;
C、途径丙细胞核移植遗传物质主要来自提供细胞核的个体,部分来自受体细胞细胞质,C正确;
D、途径乙在培养体细胞的过程,细胞增殖的过程中会发生基因突变,可能会产生突变体,D正确。
25. 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,图中染色单体分离后分别移向细胞的三个不同方向,从而分裂成a、b、c三个细胞,染色体全部来自父系的“合子”致死,其中两个细胞发育成姐弟二人。下列说法正确的是( )
A. 半同卵双胞胎的形成与透明带反应和卵细胞膜反应异常有关
B. 若细胞a的染色体组成为MP1,则细胞b的染色体组成为MP2
C. 这对双胞胎来源于母亲的染色体相同,来源于父亲的染色体也相同
D. 受精卵发育为桑葚胚的过程是在透明带内完成的,孵化后将发育形成原肠胚
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、透明带和卵细胞膜反应异常,造成了两个精子进入卵细胞,导致半同卵双胞胎的形成,A正确;
B、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,B正确;
C、细胞a的染色体组成为MP1,细胞b的染色体组成为MP2,且这对双胞胎发育为姐弟,来源于父亲的性染色体不同,C错误;
D、早期胚胎发育过程:受精卵→卵裂期→桑葚胚→囊胚→原肠胚。 卵裂期的胚胎始终被透明带包裹,直到囊胚阶段,透明带破裂,胚胎从其中伸展出来,这个过程叫孵化。 孵化后的囊胚会继续发育,进一步分化形成原肠胚,D正确。
三、非选择题:本题共4 小题,共45 分。
26. 某种物质X(一种含有C、H、N的有机物)难以降解,会对环境造成污染,只有某些细菌能降解X。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解X的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基,甲的组分为无机盐、水和X,乙的组分为无机盐、水、X和Y。请分析并回答下列问题:
(1)实验时,一般对配制的培养基采用___________________法进行灭菌,乙培养基中的Y物质是____________,按用途分,甲、乙培养基均属于____________培养基。
(2)制备实验所需的培养基时,需要调节培养基的pH,应该在灭菌______(填“前”或“后”)进行操作。倒平板时为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在____________附近进行,接种后的培养皿需____________放于37℃恒温培养箱中培养。
(3)在步骤⑤的筛选过程中,发现当培养基中的X超过某一浓度时,某菌株对X的降解量反而下降,其原因可能是___________________________________________________。
(4)实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL,若要在每个平板上涂布0.1mL稀释后的菌液,且保证每个平板长出的菌落数不超过200个,至少应将摇瓶M中的菌液稀释_____倍。
(5)下图为某微生物发酵自动化装置示意图。请回答下列相关问题:
若利用该装置制备果醋,发酵液中无糖类但有乙醇,则该发酵菌发酵获得醋酸的途径是:_____________________________________________________________________(写反应式)
【答案】(1) ①. 高压蒸汽灭菌(湿热灭菌) ②. 凝固剂(或琼脂) ③. 选择
(2) ①. 前 ②. 酒精灯火焰 ③. 倒置
(3)X浓度超过某值时会抑制菌株生长(或X浓度过高,菌株失水,代谢能力下降)
(4)104 (5)CH3CH2OH+O2CH3COOH+H2O
【解析】
【小问1详解】
灭菌的方法包括灼烧灭菌法、干热灭菌法和高压蒸汽灭菌法,而培养基一般使用高压蒸汽灭菌法(湿热灭菌法)。微生物的分离和筛选一般使用固体培养基,需要加入琼脂,故物质Y是琼脂。由于甲、乙培养基都是以X为唯一碳源和氮源的培养基,故按用途划分,二者都属于选择培养基。
【小问2详解】
制备实验所需的培养基时,需要在灭菌前调节培养基的pH,以免调节pH过程中又带来杂菌的污染。倒平板时为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行。为防止培养皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染,需要将其倒置培养。
【小问3详解】
在步骤⑤的筛选过程中,发现当培养基中的X超过某一浓度时,可能会导致细菌细胞由于渗透作用失水过多,导致活性丧失,即X浓度超过某一值时会抑制菌株生长。
【小问4详解】
利用稀释涂布平板法对细菌进行计数,要保证每个平板上长出的菌落数不超过200,假设稀释倍数为a,在每个平板上涂布0.1 mL稀释后的菌液,则有200×a÷0.1=2×107,则稀释倍数a=104。
【小问5详解】
发酵液中无糖类但有乙醇时,醋酸菌通过有氧呼吸将乙醇转化为醋酸,反应式为:CH3CH2OH+O2CH3COOH+H2O。
27. 诱导多能干细胞(简称iPS细胞)在功能上类似于胚胎干细胞,而且摆脱了围绕人类胚胎干细胞使用问题的伦理争论,在其被发现的十余年来,广泛应用于多个领域的研究工作中。下图为iPS细胞的研究方向示意图,请回答相关问题:
(1)干细胞存在于__________ 、___________和脐带血等多种组织和器官中。
(2)在制备iPS细胞过程中,可以将特定的基因导入成纤维细胞或已分化的_______________细胞中,进而使细胞发生转化,成为类似胚胎干细胞的iPS细胞。
(3)Ⅰ型糖尿病通常在青少年时期发病,科学家建立患者iPS 细胞系研究其基因组及表达情况,进而研究疾病形成的机制、筛选新药以及开发新的治疗方法。在培养患者iPS细胞系过程中为了保证无菌无毒环境,要定期更换培养液,以便清除代谢物,防止__________________________ ;同时要放入含有_____________________ 的混合气体的CO₂培养箱中培养。
(4)青光眼是发病最广泛的视网膜神经退行性疾病,其病因是视网膜节细胞(RGC)及其轴突的退化和死亡。据图分析,可将患者的iPS细胞先诱导分化成神经干细胞植入患者体内,因其具有________,只能分化成特定细胞,进而实现RGC再生,使用该方法进行移植时避免了免疫排斥问题。
(5)树突状细胞(DC)被认为是最适合用于制备肿瘤疫苗的抗原呈递细胞,使其与肿瘤细胞融合,大多数肿瘤细胞贴壁生长,但无_____________ 现象。融合后的杂交细胞具备两者的特点,能稳定、持久的表达肿瘤细胞特定_________________(选填“抗原”或“抗体”)
【答案】(1) ①. 早期胚胎 ②. 骨髓
(2)T(或B) (3) ①. 细胞代谢物积累对自身细胞造成危害 ②. 95%空气和5%CO2
(4)组织特异性 (5) ①. 接触抑制 ②. 抗原
【解析】
【小问1详解】
干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。
【小问2详解】
iPS细胞可以使用成纤维细胞或者T细胞、B细胞诱导产生。
【小问3详解】
在培养患者iPS细胞系过程中为了保证无菌无毒环境,要定期更换培养液,以便清除代谢废物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害;细胞培养所需气体主要是氧气和二氧化碳,氧气是细胞代谢所必需的,二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH,一般要将培养液置于气体环境为95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中。
【小问4详解】
青光眼是发病最广泛的视网膜神经退行性疾病,其病因是视网膜节细胞(RGC)及其轴突的退化和死亡。据图中途径三可知,可将患者的iPS细胞先诱导分化成神经干细胞植入患者体内,因神经干细胞具有组织特异性,只能分化成特定细胞,进而实现RGC再生;由于移植的细胞是患者自身的细胞,故使用该方法进行移植时可避免免疫排斥问题。
【小问5详解】
树突状细胞(DC)被认为是最适合用于制备肿瘤疫苗的抗原呈递细胞,使其与肿瘤细胞融合,大多数肿瘤细胞贴壁生长,但无接触抑制现象。融合后的杂交细胞具备两者的特点,能稳定、持久的表达肿瘤细胞特定抗原且可将肿瘤特定抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞(抗原呈递细胞的功能)。
28. 根瘤菌与豆科植物之间是互利共生关系,根瘤菌侵入豆科植物根内可引起根瘤的形成,根瘤中的根瘤菌具有固氮能力。为了寻找抗逆性强的根瘤菌,某研究小组做了如下实验:从盐碱地生长的野生草本豆科植物中分离根瘤菌;选取该植物的茎尖为材料,通过组织培养获得试管苗(生根试管苗);在实验室中探究试管苗根瘤中所含根瘤菌的固氮能力。回答下列问题。
(1)从豆科植物的根瘤中分离根瘤菌进行培养,可以获得纯培养物,此实验中的纯培养物是_________________________________。
(2)取豆科植物的茎尖作为外植体,通过植物组织培养可以获得豆科植物的试管苗。外植体经诱导形成试管苗的流程是:外植体→愈伤组织→试管苗。该技术的原理是________________________,将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上,通常应在培养基中加入两类植物激素,它们的________、_________等都会影响植物细胞的发育方向。长出芽后,再将其转接到诱导生根培养基上,最终得到植物体。在制备培养基时常采用____________(选填“葡萄糖”或“蔗糖”)作为碳源,其原因是____________________________。(答出两点)
(3)研究小组用上述获得的纯培养物和试管苗为材料,研究接种到试管苗上的根瘤菌是否具有固氮能力,其做法是将生长在培养液中的试管苗分成甲、乙两组,甲组中滴加根瘤菌菌液,让试管苗长出根瘤。然后将甲、乙两组的试管苗分别转入____________的培养液中培养。
(4)若豆科植物与甘蓝的原生质体融合,除可用PEG处理外,还可以使用______________(答出一种)方法。
(5)若实验获得一种具有良好固氮能力的根瘤菌,可通过发酵工程获得大量根瘤菌,用于生产根瘤菌肥。根瘤菌肥是一种微生物肥料,在农业生产中使用微生物肥料的作用是___________________________(答出1点即可)。
【答案】(1)由根瘤菌繁殖形成的单菌落
(2) ①. 植物细胞具有全能性 ②. 浓度 ③. 比例 ④. 蔗糖 ⑤. 提供碳源;调节渗透压
(3)不含氮源 (4)电融合法(或离心法/ 高Ca+-高pH融合法)
(5)增进土壤肥力;改良土壤结构;促进植株生长(任选一点)
【解析】
【小问1详解】
在微生物学中将接种于培养基内,在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为纯培养物。由单一个体繁殖所获得的微生物群体。对于本实验来说就是根瘤菌繁殖得到的单菌落。
【小问2详解】
植物组织培养的核心原理是植物细胞的全能性,即已分化的植物细胞,仍具有发育成完整个体的潜能。外植体脱分化形成愈伤组织,再分化形成试管苗,正是这一原理的体现。植物组织培养中,生长素和细胞分裂素是关键激素,它们的浓度和比例直接调控细胞的分裂与分化方向: 生长素 / 细胞分裂素比值高:利于根的分化、抑制芽的形成; 比值低:利于芽的分化、抑制根的形成; 比值适中:促进愈伤组织的生长。选择蔗糖而非葡萄糖,原因主要有两点:蔗糖能提供碳源,同时在培养基中缓慢分解,可调节培养基的渗透压,维持细胞正常的形态与吸水状态;蔗糖不易被杂菌利用,相比葡萄糖能减少微生物污染;植物细胞对蔗糖的吸收更缓慢,避免因葡萄糖快速吸收导致的细胞吸水破裂。
【小问3详解】
实验目的是研究接种到试管苗上的根瘤菌是否具有固氮能力,所以应将甲、乙两组的试管苗分别转入不含氮源的培养液中培养
【小问4详解】
原生质体融合的方法分为物理法和化学法: 化学法:PEG(聚乙二醇)诱导法; 物理法:电融合法、离心法、振动法; 特殊方法:高 Ca²⁺- 高 pH 融合法。
【小问5详解】
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,促进植物生长;有的微生物肥料还可以抑制土壤中病原微生物的生长,减少病害的发生。
29. 自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,但体细胞克隆非人灵长类动物一直没有取得进展,面临诸多困难。但在2017年,中国科学院神经科学研究所的孙强团队利用“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。如图所示为克隆猴的培育过程。回答下列问题:
(1)文中所提到的非人灵长类动物的体细胞核移植面临诸多困难,主要是指一方面对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善,另一方面____________________________,这导致了胚胎发育率低。
(2)“聪明的操作技巧”是指我国科学家经过多年的反复试验,可以在10 s之内对卵母细胞进行去核操作,在15秒之内完成核移植,这样做的好处是_______________________。
(3)实际操作中,去核是指去除__________________;获得重构胚后进行早期胚胎培养,然后移植前需在显微镜下观察胚胎的发育状况,以便确定移植的最佳时间,当观察到胚胎发生收缩,细胞间隙扩大,接着胚胎内部出现裂隙,这是胚胎____________期开始的标志。
(4)“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的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂处理重构胚,提高了胚胎的发育率和妊娠率,两者的作用机理分别是_________________________ 和__________________________,从而改变组蛋白的表观遗传修饰来调控_____________________。
【答案】(1)供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态
(2)操作迅速减少对卵母细胞的损伤
(3) ①. 纺锤体-染色体复合物 ②. 囊胚
(4) ①. 降低组蛋白的甲基化 ②. 提高组蛋白的乙酰化 ③. 相关基因表达
【解析】
【小问1详解】
非人灵长类动物体细胞核移植面临困难,除了胚胎操作技术不完善外,还因为体细胞克隆胚胎的表观遗传修饰存在异常,如 DNA 甲基化、组蛋白修饰等,这些异常会影响基因的表达和胚胎的正常发育,供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态。
【小问2详解】
快速进行去核和核移植操作,能够减少对卵母细胞和细胞核的损伤,降低操作过程对细胞造成的应激反应,同时也能减少外界环境对细胞的影响,更好地保持细胞的活性和功能,从而提高核移植的成功率以及重构胚的质量和发育潜力。
【小问3详解】
去核操作是去除卵母细胞中纺锤体—染色体复合物,因为卵母细胞还处于减数分裂当中,没有真正的细胞核。早期胚胎培养后,移植前需在显微镜下观察胚胎的发育状况,以便确定移植的最佳时间。当观察到胚胎发生收缩,细胞间隙扩大,接着胚胎内部出现裂隙,这是胚胎囊胚期开始的标志。
【小问4详解】
组蛋白去甲基化酶的mRNA注入重构胚,可通过翻译形成组蛋白去甲基化酶,去除组蛋白上的甲基基团,降低组蛋白的甲基化。而组蛋白脱乙酰酶抑制剂处理重构胚,能抑制组蛋白脱乙酰酶的活性,提高组蛋白的乙酰化,使组蛋白保持乙酰化状态。两者都是通过改变组蛋白的表观遗传修饰来调控相关基因的表达,让重构胚中的基因能够更准确地按照胚胎发育的需要进行表达,从而提高胚胎的发育率和妊娠率。
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