云南省红河哈尼族彝族自治州蒙自市第一高级中学2023-2024学年高二下学期3月月考生物试题(原卷版+解析版)
展开第I卷(选择题,共45分)
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
一、选择题(本大题共30小题,每小题1.5分,共45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. 下列关于传统发酵技术的叙述,错误的是( )
A. 传统发酵利用的微生物一般为天然存在的单一菌种
B. 传统发酵常常是固体发酵或者半固体发酵
C. 传统饮食中的酱油、醋、泡菜等可通过传统发酵获得
D. 传统发酵存在杂菌情况不明、过程控制缺乏标准等问题
【答案】A
【解析】
【分析】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。
【详解】A、现代发酵工程所用大多为单一菌种,有杂菌污染影响产量,培养基和设备需严格灭菌;而传统发酵技术很难实现单一菌种的利用,A错误;
B、传统发酵过程一般为混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,通常是家庭式或作坊式的,不需要进行严格的灭菌,B正确;
C、传统饮食中的酱油、醋、泡菜等可通过传统发酵获得,如果醋、泡菜制作可分别利用的醋酸菌和乳酸菌发酵获得,C正确;
D、发酵工程产物无论是代谢物还是菌体本身,都需要进行质量检查,合格后才能成为正式产品,而传统发酵存在杂菌情况不明、过程控制缺乏标准等问题,D正确。
故选A。
2. 下列关于发酵原理的叙述,错误的是( )
A. 酵母菌将葡萄糖分解产生酒精
B. 毛霉将蛋白质分解产生小分子的肽和氨基酸
C. 乳酸菌将葡萄糖分解产生乳酸
D. 醋酸菌将葡萄糖分解产生乙醛,再将乙醛变为乙酸
【答案】D
【解析】
【分析】参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、酵母菌无氧呼吸的产物是酒精,即在缺氧的条件下,酵母菌将葡萄糖分解产生酒精,A正确;
B、制作腐乳时,毛霉将蛋白质分解产生小分子的肽和氨基酸,B正确;
C、乳酸菌是厌氧菌,在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解产生乳酸,C正确;
D、在碳源不足时,醋酸菌将酒精分解产生乙醛,再将乙醛变为醋酸,D错误。
故选D。
3. 果酒和果醋制作过程中,发酵条件的控制至关重要。下列相关措施正确的是( )
A. 葡萄汁要装满发酵瓶,造成无氧环境,有利于发酵
B. 果酒发酵过程中,每隔12 h左右打开瓶盖一次,放出CO2
C. 果酒发酵过程中温度控制在30 ℃,果醋发酵过程中温度控制在20 ℃
D. 在果醋发酵过程中,要适时通过充气口充气,以利于醋酸菌的代谢
【答案】D
【解析】
【分析】果酒和果醋发酵过程:将葡萄汁装入发酵瓶时,要留有大约1/3空间,并封闭充气口;在果酒发酵过程中,每隔12 h左右将瓶盖拧松一次,不能打开瓶盖;果酒发酵过程中温度控制在18~30 ℃,而果醋发酵过程中温度控制在30~35 ℃。
【详解】A、将葡萄汁装入发酵瓶时,要留有大约1/3的空间,并封闭充气口,防止发酵液溢出,A错误;
B、葡萄酒发酵过程中,每隔12h左右拧松瓶盖一次,放出二氧化碳,不能打开瓶盖,目的是防止杂菌污染,B错误;
C、果酒发酵过程中温度控制在18~30 ℃,而果醋发酵过程中温度控制在30~35 ℃,C错误;
D、醋酸菌是好氧菌,因此在果醋发酵过程中,要适时通过充气口充气,有利于醋酸菌的代谢,D正确。
故选D。
4. 中国酸菜历史悠久,早在北魏的《齐民要术》中就记载了用白菜等原料腌制酸菜的多种方法。酸菜不仅口感好,而且对人体有益。下列说法错误的是( )
A. 酸菜制作过程中,主要起作用的微生物是乳酸菌
B. 制作泡菜时腌制时间过长会引起细菌大量繁殖
C. 真空包装的酸菜可能会因杂菌污染而发生“胀袋”
D. 腌制过程中,坛中水分会因蔬菜细胞渗透失水而增多
【答案】B
【解析】
【分析】
1、泡菜的制作离不开乳酸菌,选用乳酸菌(异养厌氧型)在密闭条件下,利用乳酸菌的发酵作用,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸,发酵产物乳酸不断积累,抑制其他菌的活动。
2、泡菜的制作流程是:选择原料、配置盐水、调味装坛、密封发酵。
【详解】A、酸菜制作过程中,白菜经乳酸菌发酵后产生大量乳酸,因此起主要作用的微生物是乳酸菌,A正确;
B、温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短,容易造成细菌大量繁殖,而腌制时间过长,由于发酵产物乳酸不断积累,pH降低,不利于细菌大量繁殖,B错误;
C、真空包装的酸菜发生“胀袋”的原因可能是混入了其它微生物,这些混入的微生物呼吸作用会释放CO2,使包装袋膨胀,C正确;
D、腌制过程中,因为外界溶液浓度高会使蔬菜细胞渗透失水,故坛中水分会因蔬菜细胞渗透失水而增多,D正确。
故选B。
【点睛】
5. 如图分别表示泡菜制作中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化。下列叙述正确的( )
A. 据图1可知,泡菜制作过程中乳酸菌数量增长曲线为“S”形
B. 图2中发酵初期乳酸产生量较少,可能与氧含量较高有关
C. 据图3可知,发酵中期是取食泡菜的最佳时间
D. 泡菜发酵过程中检测亚硝酸盐含量的目的是了解乳酸菌的生长状况
【答案】B
【解析】
【分析】泡菜在腌制过程中,乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化:
①发酵初期:以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌的活动为主,同时还有一部分硝酸盐还原菌活动。该时期利用了氧气,产生了厌氧环境,乳酸菌才开始活动。此时乳酸菌和乳酸的量都比较少,而由于硝酸盐还原菌的活动,亚硝酸盐含量有所增加。
②发酵中期:由于乳酸菌产生了大量乳酸,其他细菌活动受到抑制,只有乳酸菌活动增强。此时期乳酸菌数量达到最高峰,乳酸的量继续积累。由于硝酸盐还原菌受抑制,同时形成的亚硝酸盐又被分解,因而亚硝酸盐含量下降。所以在整个发酵过程中,亚硝酸盐的含量表现为先增加后下降的趋势。
③发酵后期:由于乳酸的积累,酸度继续增长,乳酸菌活动也受到抑制。乳酸菌数量下降,而硝酸盐还原菌完全被抑制。
【详解】A、据图1可知泡菜制作中乳酸菌数量先上升后下降,不“S”型增长,A错误;
B、图2中发酵初期乳酸产生量较少,与氧气含量有关,初期氧气浓度较高,抑制乳酸菌发酵产生乳酸,B正确;
C、据图3可知,发酵后期亚硝酸盐含量较少,是食用泡菜的最佳时间,C错误;
D、泡菜发酵过程中检测亚硝酸盐含量的目的是了把握取食泡菜的最佳时机,D错误。
故选B。
【点睛】
6. 下列关于发酵工程的说法不正确的是( )
A. 发酵过程中要随时检测培养液中的微生物数量
B. 发酵过程中要随时检测培养液中的产物浓度
C. 发酵过程中不需要再添加营养组分
D. 发酵过程中要严格控制温度、pH和溶解氧等
【答案】C
【解析】
【分析】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。
【详解】AB、在发酵过程中,要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等,以了解发酵进程,A、B正确;
CD、发酵过程是发酵的中心阶段,要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件,还要及时添加必需的培养基组分,以满足菌种的营养需要,C错误,D正确。
故选C。
7. 发酵工程广泛应用于多个行业,下列有关叙述错误的是( )
A. 黑曲霉可作为酿制酱油、生产柠檬酸的菌种
B. 啤酒酿制终止后,可得到啤酒、单细胞蛋白等产品
C. 用纤维废料发酵得到酒精,可减少环境污染、减缓能源短缺问题
D. 用液体培养基可大规模生产新冠病毒减毒疫苗
【答案】D
【解析】
【分析】酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生活:在有氧时,酵母菌大量繁殖,但是不进行酒精发酵;在无氧时,繁殖速度减慢,但是此时可以进行发酵。
【详解】A、以大豆为主要原料,利用产生蛋白酶的黑曲霉,将原料中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸,然后经淋洗、调制可以制成酱油产品,黑曲霉也可以是生产柠檬酸的菌种,A正确;
B、啤酒酿制终止后,可得到啤酒、单细胞蛋白等产品,用酵母菌等生产的单细胞蛋白可作为食品添加剂,甚至制成“人造肉”供人们直接食用,B正确;
C、用纤维废料为原料,采用纤维素酶降解糖化发酵生产酒精,可减少环境污染、减缓能源短缺问题,C正确;
D、新冠病毒无细胞结构,必须寄生在活细胞内才能增殖,不能直接在培养基上培养,所以不能用液体培养基大规模生产新冠病毒减毒疫苗,D错误。
故选D。
8. 下列关于微生物营养物质的描述,正确的是( )
A. 所有碳源都能为微生物生长提供能源
B. 蛋白胨主要提供氮源和维生素
C. 硝酸钾只能为微生物生长提供无机盐
D. 营养物质越多,微生物生长繁殖越快
【答案】B
【解析】
【分析】同的微生物对营养物质的需求各不相同,但一般都需要水、碳源、氮源和无机盐。其中自养微生物与异养微生物类型的划分主要是依靠能否以CO2作为生长的主要或唯一的碳源。
【详解】A、并非所有碳源都能为微生物生长提供能源,如二氧化碳可以为自养型生物提供碳源,但不能提供能源,A错误;
B、蛋白胨作为氮源物质不仅能为该微生物提供必要的氮元素,还能提供维生素、生长因子,B正确;
C、硝酸钾除能为微生物生长提供无机盐外,对于维持渗透压也有一定作用,C错误;
D、在培养基中,营养物质的浓度过高,会导致微生物不能吸水而死亡,因此,营养物质的浓度要适宜,而不是越高越好,D错误。
故选B。
9. 如下表所示为某培养基的配方,下列叙述错误的是( )
A. 根据物理性质划分,该培养基属于液体培养基
B. 该培养基不能用于培养大肠杆菌
C. 根据培养基的配方可知,该培养基培养的微生物的同化作用类型是异养型
D. 固体培养基中加入少量水即可形成液体培养基
【答案】D
【解析】
【分析】分析表格:该培养基没有凝固剂,属于液体培养基;该培养基中含有有机碳源(CH2O),所培养的微生物是异养型的;该培养基中含有青霉素,属于选择培养基。
【详解】A、该培养基配方中没有凝固剂琼脂,依物理性质划分,该培养基属于液体培养基, A正确;
B、该培养基中含有青霉素,而青霉素能杀死大肠杆菌,故该培养基不能用于培养大肠杆菌, B正确;
C、该培养基中的( CH2O )可作为有机碳源,因此其培养的微生物的同化作用类型是异养型, C正确;
D、液体培养基中加入凝固剂(如琼腊)可形成固体培养基,固体培养基中去除琼脂才能制成液体培养基, D错误。
故选 D。
10. 在生产、生活和科研实践中,经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。下列相关叙述错误的是( )
A. 玻璃和金属材质的实验器具可放入干热灭菌箱中干热灭菌
B. 接种前后的接种环都要在酒精灯的火焰上进行灼烧消毒
C. 没有将高压蒸汽灭菌锅内的冷空气排尽将影响培养基的灭菌效果
D. 喷洒石炭酸同时配合紫外线照射可提高对接种室的消毒效果
【答案】B
【解析】
【分析】使用强烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的细胞、芽孢和孢子的过程称为灭菌,常用的方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。消毒是指用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体体表或内部的一部分微生物的过程,常用的方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线或化学药物消毒法等。
【详解】A、能耐高温的、需要保持干燥的物品,如玻璃和金属材质的实验器具可放入干热灭菌箱中干热灭菌,A正确;
B、接种前后的接种环都要在酒精灯的火焰上进行灼烧灭菌,B错误;
C、加热初期,必须将灭菌锅内的冷空气排尽,否则将因达不到规定温度而影响灭菌的效果,C正确;
D、采用紫外线照射灭菌时,可在物体表面喷洒适量石炭酸等化学抑菌剂,以加强消毒效果,D正确。
故选B。
11. 下图为实验室培养和纯化酵母菌过程中的部分操作步骤,下列说法不正确的是( )
A. ①步骤使用的培养基是已经调节过pH并灭菌的培养基
B. ①②③步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行
C. ③到④过程中,接种环共灼烧了5次
D. ④步骤操作时,不能将第1区和第5区的划线相连
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,①是倒平板,②是用接种环沾取菌液,③是进行平板划线,④是培养。制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的基本过程为:计算、称量、溶化、调pH、灭菌、倒平板。
【详解】A、①步骤表示倒平板,在倒平板之前,培养基已经调节过pH并灭过菌,A正确;
B、①②③步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行,防止杂菌污染,B正确;
C、接种环在每次划线前和接种结束后都要通过灼烧来灭菌,所以③到④的过程中5次划线操作前都要灼烧灭菌,接种结束后还需灼烧灭菌1次,防止造成污染,由此可见,③到④的过程中共需灼烧接种环6次,C错误;
D、④步骤操作时,不能将第1区和第5区的划线相连,否则就达不到稀释的目的,不能得到由单个细菌繁殖而来的菌落,D正确。
故选C。
12. 某生物兴趣小组尝试对土壤中分解尿素的细菌进行分离并计数,下列相关叙述正确的是( )
A. 制备选择培养基时,需加人尿素、琼脂、葡萄糖、硝酸盐等物质
B. 用稀释涂布平板法统计活菌数目时,活菌的实际数目往往比统计的菌落数低
C. 若要判断选择培养基是否起到了选择作用,需要设置未接种的牛肉膏蛋白胨培养基作为对照
D. 细菌一般在30~37℃的温度下培养1~2d
【答案】D
【解析】
【分析】1、培养基选择分解尿素的微生物的原理:培养基的氮源为尿素,只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,以尿素作为氮源。缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素,缺乏氮源而不能生长发育繁殖,而受到抑制,所以用此培养基就能够选择出分解尿素的微生物。
2、分解尿素的细菌的鉴定细菌合成的脲酶将尿素分解成氨,氨会使培养基的碱性增强。在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂培养细菌,若指示剂变红,可确定该种细菌能够分解尿素。
【详解】A、分离土壤中分解尿素的细菌,培养基中要加尿素(唯一的氮源)、琼脂(凝固剂)、葡萄糖(提供碳源),尿素给分解尿素的细菌提供氮源,不能加硝酸盐,A错误;
B、用稀释涂布平板法统计活菌数目时,有的菌落是由多个活菌共同形成的,统计的菌落数偏小,故活菌的实际数目往往比统计的菌落数高,B错误;
C、若要判断选择培养基是否起到了选择作用,需设置接种了的没有选择作用的细菌通用的牛肉膏蛋白胨培养基作对照,C错误;
D、细菌一般在30~37℃温度下培养1~2d,放线菌、霉菌在25~28℃分别培养5~7d、3~4d,D正确。
故选D。
13. 下列有关微生物分离、纯化、计数及培养的叙述,正确的是( )
A. 测定土壤中细菌的数量,一般选用1×104、1×105、1×106倍稀释的稀释液进行平板培养
B. 菌落的形状、大小、颜色、有无荚膜等特征都可作为菌种鉴定的依据
C. 用血细胞计数板计数微生物时,实验结果往往偏小
D. 将好氧型菌株接种到培养液中需静置培养,防止培养液沾染试管壁引发污染
【答案】A
【解析】
【分析】统计菌落数目的方法:
(1)显微镜直接计数法:
①原理:利用特定细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下计算一定容积的样品中微生物数量;
②方法:用计数板计数;
③缺点:不能区分死菌与活菌;
(2)间接计数法(活菌计数法):
①原理:当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌,通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌;
②操作a、设置重复组,增强实验的说服力与准确性;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;
③计算公式: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(mL),M代表稀释倍数。
【详解】A、测定土壤中真菌的数量,一般选用102、103和104倍稀释倍稀释液进行平板培养;测定土壤中细菌的数量,一般选104、105、106倍稀释液进行平板培养,A正确;
B、菌落的大小、颜色、隆起程度等特征都可作为菌种鉴定的依据,但是有无荚膜通过肉眼无法观察,B错误;
C、用血细胞计数板计数微生物时,会将死的微生物计数在内,导致实验结果往往偏大,C错误;
D、将好氧型菌株接种到培养液中需振荡培养,目的是使菌株与氧气和营养物质充分接触,D错误。
故选A。
14. 在筛选纤维素分解菌的培养基中加入刚果红染料,研究者观察到几个有透明圈的菌落。据图分析正确的是 ( )
A. 透明圈内的刚果红染料已被分解
B. 菌落②中的菌株降解纤维素能力最强
C. 图中菌落可能是细菌也可能是真菌
D. 图中培养基可用牛肉膏、蛋白胨配制
【答案】C
【解析】
【分析】纤维素可与刚果红染料结合呈现红色,纤维素被纤维素分解菌分泌的纤维素酶分解后,红色消失,根据透明圈直径与菌落直径的比值可判断纤维素分解菌分解纤维素能力的大小。
【详解】A、根据分析可知,透明圈不显红色的原因是其中的纤维素已被分解,A错误;
B、菌落①形成的透明圈直径与菌落直径之比最大,说明菌落①降解纤维素能力最强,B错误;
C、根据题干信息不能判断图中菌落的微生物类型,可能是细菌也可能是真菌,C正确;
D、图中培养基应以纤维素为唯一碳源,不可用牛肉膏、蛋白胨配制,D错误。
故选C。
【点睛】本题易错选B项,错因在于忽略了菌落直径的大小与透明圈直径大小的关系。透明圈直径的大小不仅与菌落降解纤维素能力有关,也与菌落直径大小有关。
15. 下列关于细胞全能性的叙述,不正确的是( )
A. 在生物的生长发育过程中,并不是所有的细胞都表现出全能性
B. 植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性
C. 诱导植物细胞全能性表达的关键激素是生长激素和细胞分裂素
D. 雄蜂的发育体现了已分化的动物细胞也具有全能性
【答案】C
【解析】
【分析】细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有成发育各种组织细胞以及完整个体的潜能。细胞具有全能性的原因是:细胞含有该生物全部的遗传物质。细胞表现出全能性的条件:离体、适宜的营养条件、适宜的环境条件。
【详解】A、在生物的生长发育过程中,并不是所有的细胞都表现出全能性,这是因为在生物的生长发育过程中细胞发生了分化过程,分化的本质是基因的选择性表达,A正确;
B、植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,因为植物组织培养的目的是获得完整的植株,B正确;
C、诱导植物细胞全能性表达的关键激素是生长素和细胞分裂素,这两种激素比例相当,有利于完成脱分化过程,C错误;
D、雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育成一个完整的个体,体现了已分化的动物细胞(卵细胞)也具有全能性,D正确。
故选C。
16. 下列关于菊花组织培养的叙述,正确的是( )
A. 菊花组织培养的全过程无菌操作至关重要,所用到的材料、仪器均需灭菌处理
B. 培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换
C. 为防止杂菌污染,从接种外植体到生成试管苗尽量在同一个锥形瓶内完成
D. 组培苗移植之前,需要用流水清洗掉根部的培养基
【答案】D
【解析】
【分析】植物组织培养过程是:离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
【详解】A、自然生长茎段的消毒属于外植体消毒不能灭菌,先用70%乙醇,再用无菌水清洗,再用5%次氯酸钠消毒处理,最后再用无菌水清洗,A错误;
B、培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染,并不影响气体交换,B错误;
C、接种外植体到生成试管苗不能在同一个锥形瓶中完成,因为脱分化和再分化的条件以及培养基都不一样,C错误;
D、组培苗需要经过炼苗过程,组培苗移植之前,需要用流水清洗掉根部的培养基,D正确。
故选D。
17. 下面是植物组织培养过程示意图,相关说法正确的是( )
A. 上述植物组织培养的过程依据的生物学原理是植物细胞具有全能性
B. 需要对外植体进行严格的灭菌处理,以防止杂菌污染
C. 外植体若是月季的花药,则图中的①过程需要光照
D. 外植体若是菊花的根尖组织,因细胞中没有叶绿体,故培养成的新植株叶片无色
【答案】A
【解析】
【分析】
1、据图分析,①脱分化,②③表示再分化,④表示移栽过程。
2、植物组织培养的过程:离体的植物组织,器官或细胞(外植体)→愈伤组织→胚状体→植株。
【详解】A、植物组织培养依据的生物学原理为细胞的全能性,即已经分化的细胞仍然具有发育成完整植株的潜能,A正确;
B、外植体一般只消毒处理,不灭菌处理,以保持外植体的活性,B错误;
C、外植体若是月季的花药,则图中的①过程是脱分化,不需要光照,C错误;
D、外植体若是菊花的根尖组织,其细胞中虽然没有叶绿体,但其细胞中含有叶绿体形成的相关基因,故培养成的新植株叶片有叶绿体,因此有色,D错误。
故选A。
18. 下列关于植物细胞工程应用的叙述,错误的是( )
A. 可通过微型繁殖技术,高效快速地实现种苗的大量繁殖
B. 可通过培育人工种子,使自然状态下不结子的植物得以繁殖
C. 可通过诱变处理,促使愈伤组织发生定向突变而获得优良品种
D. 可通过植物组织培养技术获取次生代谢物
【答案】C
【解析】
【分析】植物细胞工程技术的应用:植物繁殖的新途径(微型繁殖、作物脱毒、人工种子)、作物新品种的培育(单倍体育种、突变体的利用)、细胞产物的工厂化生产。
【详解】A、植物微型繁殖技术可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖,还可以保持优良品种的遗传特性,A正确;
B、以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,通过人工薄膜包装得到的种子,使自然状态下不结子的植物得以繁殖,B正确;
C、诱变处理的原理是基因突变或染色体变异,突变具有不定向性,C错误;
D、可通过植物组织培养技术获取次生代谢物,如紫杉醇、紫草宁,D正确。
故选C。
19. 紫杉醇是红豆杉属植物体内的一种天然物质,能有效抑制DNA的解旋,现已广泛用于乳腺癌的治疗。传统生产紫杉醇的方法是从红豆杉的树皮和种子中提取,不利于对红豆杉的保护。我国科学家经过多年研究,筛选出了高产紫杉醇的细胞。下列有关叙述,错误的是( )
A. 紫杉醇是红豆杉植物的一种次生代谢物,在细胞中含量很低
B. 紫杉醇只能通过影响DNA的复制来抑制癌细胞增殖
C. 可通过诱变的方法获得高产紫杉醇细胞
D. 将高产紫杉醇的细胞进行植物细胞培养,可以工厂化生产紫杉醇
【答案】B
【解析】
【分析】初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动,因此在整个生命过程中它一直进行着。初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质和核酸等。次生代谢不是生物生长所必需的,一般在特定的组织或器官中,并在一定的环境和时间条件下才进行。
【详解】A、紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢物,次生代谢物不是生长必需的,在细胞中含量很低,A正确;
B、DNA解旋后成为单链可作为复制和转录的模板,分析题意,紫杉醇能有效抑制DNA的解旋,故紫杉醇能通过影响DNA的复制或转录来抑制癌细胞增殖,B错误;
C、诱变可引发突变,故可通过诱变的方法获得高产紫杉醇细胞,C正确;
D、植物的次生代谢物通常含量很低,从植物组织中提取会大量消耗植物资源,将高产紫杉醇的细胞进行植物细胞培养,可以工厂化生产紫杉醇,D正确。
故选B。
20. 下列选项中没有采用植物组织培养技术的是( )
A. 单倍体育种B. 培育“番茄一马铃薯”杂种植株
C. 脱毒马铃薯的培养D. 多倍体育种
【答案】D
【解析】
【分析】植物组织培养是指利用特定的培养将离体的植物细胞、组织或器官培养成完整植株的过程。花药的离体培养、基因工程中的受体细胞的培养、植物体细胞杂交后杂种细胞的培养以及植物的大量快速繁殖都要用到植物组织培养技术。
【详解】A、单倍体育种包括花药离体培养(涉及植物组织培养技术)和人工诱导染色体加倍两个步骤,涉及植物组织培养技术,A不符合题意;
B、培育“番茄—马铃薯”杂种植株植物体细胞杂交技术,先通过原生质体融合获得杂种细胞,再通过植物组织培养技术获得杂种植株,涉及植物组织培养技术,B不符合题意;
C、脱毒马铃薯的培养是将马铃薯茎尖接种在培养基中,经过人工培养可获得脱毒苗,涉及植物组织培养技术,C不符合题意;
D、多倍体育种是用人工方法(秋水仙素或低温)诱导萌发的种子或幼苗,使其有丝分裂受阻,从而导致染色体加倍,不涉及植物组织培养技术,D符合题意。
故选D。
21. 下列关于植物体细胞杂交和植物组织培养的相同点的叙述,错误的是( )
A. 都以植物细胞一般具有全能性作为理论基础
B. 都属于植物细胞工程技术
C. 都能形成杂种细胞
D. 植物体细胞杂交过程能体现细胞膜具有流动性的特点
【答案】C
【解析】
【分析】植物体细胞杂交和植物组织培养都属于植物细胞工程技术,都以植物细胞一般具有全能性作为理论基础。
【详解】AB、植物体细胞杂交和植物组织培养都属于植物细胞工程技术,都以植物细胞一般具有全能性作为理论基础,AB正确;
C、植物组织培养不会形成杂种细胞,C错误;
D、植物体细胞杂交过程中原生质体融合能体现细胞膜具有流动性,D正确。
故选C。
22. 夏天饱受蚊虫叮咬是很多人的困扰。驱蚊草含有香茅醛,能散发出一种特殊的柠檬型香气,从而达到驱蚊的效果。驱蚊草是把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合,再经过组织培养培育而成的。下列有关说法正确的是( )
A. 上述育种过程的遗传学原理是染色体数目变异
B. 诱导原生质体融合的过程需要在低渗溶液中进行
C. 植物体细胞杂交属于有性生殖,其结果是获得杂种植株
D. I、Ⅱ过程分别要用到纤维素酶处理、灭活的病毒诱导等
【答案】A
【解析】
【分析】据图分析,I是去除细胞壁,II是原生质体融合,III是再生出细胞壁,IV是脱分化,V是再分化。
【详解】A、上述育种过程采用了植物体细胞杂交技术,属于细胞工程育种,该育种技术的遗传学原理是染色体数目变异,A正确;
B、诱导原生质体融合的过程需要去除细胞壁,如果在低渗溶液中进行,原生质体会吸水涨破,B错误;
C、植物体细胞杂交属于无性生殖,最终结果是获得杂种植株,C错误;
D、灭活的病毒是用于诱导动物细胞融合的方法,一般不会用于诱导植物原生质体融合,D错误。
故选A。
23. 如图为动物细胞培养的基本过程,以下叙述错误的是( )
A. a中放置的一般是幼龄动物的器官或组织,原因是其细胞分裂能力强
B. c过程属于原代培养,d过程属于传代培养
C. c、d瓶中的培养液需要加入血清等天然成分
D. 将培养的细胞置于95%O2和5%CO2混合气体的CO2培养箱中进行培养
【答案】D
【解析】
【分析】动物细胞培养的条件:
(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。
(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。
(3)温度和PH:36.5℃±0.5℃;适宜的pH:7.2~7.4。
(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
【详解】A、a中放置的一般是幼龄动物的器官或组织,原因是其细胞分裂能力强,因而可以作为动物细胞培养的材料,A正确;
B、细胞培养过程中没有分瓶之前的培养称为原代培养,分瓶之后的培养称为传代培养,即c过程属于原代培养,d过程属于传代培养,B正确;
C、c、d瓶中的培养液属于合成培养基,通常还需要加入血清等天然成分,因为目前对于动物细胞增殖所需要的营养尚不完全清楚,C正确;
D、将培养的细胞置于95%空气和5%CO2混合气体的CO2培养箱中进行培养,其中二氧化碳起到了维持pH相对稳定的作用,D错误。
故选D。
24. 再生医学领域在2019年首次利用异源诱导多能干细胞(iPS细胞)培养出的眼角膜组织,移植到病人体内,成功治疗一名失明患者,且未发生免疫排斥反应。下列有关叙述正确的是( )
A. 造血干细胞和诱导多能干细胞(iPS细胞)的分化程度相同
B. 神经干细胞和iPS细胞在治疗阿尔茨海默病等方面有重要价值
C. 体外培养iPS细胞时培养液中不需要加入血清等物质
D. 患者未发生免疫排斥反应是因为移植细胞与其自身细胞的基因相同
【答案】B
【解析】
【分析】胚胎干细胞(简称ES细胞)存在于早期胚胎中,具有分化为成年动物体内的任何一种类型的 细胞,并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能;胚胎干细胞必须从胚胎中获取,这涉及伦理问题,因而限制了它在医学上的应用。2006年,科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞,获得了类似胚胎干细胞的一种细胞,将它称为诱导多能干细胞(简称 iPS细胞),并用iPS细胞治疗了小鼠的镰状细胞贫血。现 在,用iPS细胞治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的 研究也取得了新进展。科学家已尝试采用多种方 法来制备iPS细胞,包括借助载体将特定基因导入细胞中,直接将特定蛋白导入细胞中或者用小 分子化合物等来诱导形成iPS细 胞。iPS细胞最初是由成纤维细 胞转化而来的,后来发现已分化 的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。
【详解】A、造血干细胞和诱导多能干细胞(iPS细胞)的分化程度不同,前者大于后者,A错误;
B、神经干细胞在治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾 病(如帕金森病、阿尔茨海默病等)方面有重要的应用价值;用iPS细胞治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的 研究也取得了新进展;可见神经干细胞和iPS细胞在治疗阿尔茨海默病等方面有重要价值,B正确;
C、体外培养iPS细胞时培养液中需要加入血清等物质,C错误;
D、患者未发生免疫排斥反应是因为角膜是一层透明的膜,不含有血管,也不含有淋巴组织,属于免疫豁免的部位,D错误。
故选B。
25. 下图表示用仙台病毒诱导动物细胞融合的部分过程,下列相关叙述正确的是( )
A. 细胞a和细胞b必须为同种细胞才能融合
B. 细胞c同时有细胞a和细胞b的遗传物质
C. 该融合过程体现了细胞膜具有选择透过性
D. 植物细胞的融合过程与动物细胞完全相同
【答案】B
【解析】
【分析】细胞工程是生物工程的一个重要方面。总的来说,它是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法,按照人们的设计蓝图,进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。当前细胞工程所涉及的主要技术领域有细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操作及基因转移等方面。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株,并可以产生新的物种或品系。
【详解】A、不同种的细胞也能融合,如人、鼠细胞融合,A错误;
B、如题图所示,细胞a和细胞b融合成一个细胞,细胞c同时有细胞a和细胞b的遗传物质,B正确;
C、该融合过程体现了细胞膜具有一定的流动性,C错误;
D、植物细胞的融合通常要先去除细胞壁,其细胞融合的过程与动物细胞不完全相同,D错误。
故选B。
26. 使用高效的细胞毒素类药物进行化疗可以有效杀伤肿瘤细胞,为了减小药物的毒副作用,将单克隆抗体与相应药物偶联结合,制成“生物导弹”来定向治疗癌症。如图为制备单克隆抗体的过程,所制得的抗体为鼠源性抗体。下列有关叙述正确的是( )
A. 图中的多种B淋巴细胞可在小鼠的胸腺中获取
B. ②过程在选择培养基中生长繁殖的细胞均能分泌所需抗体
C. 利用“生物导弹”治疗癌症可减轻药物对正常细胞的伤害
D. 图示过程获得的鼠源性抗体可直接与药物结合用于人体疾病的治疗
【答案】C
【解析】
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、用特定的抗原对小鼠进行免疫后,从小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞,而胸腺中主要是T细胞发育和成熟的场所,A错误;
B、②过程能在选择培养基中生长繁殖的细胞均为杂交瘤细胞,但不一定能分泌所需抗体,B错误;
C、细胞毒素类药物对正常细胞也有杀伤作用,“生物导弹”可定向治疗癌症,减轻药物对正常细胞的伤害,C正确;
D、由题图过程获得的单克隆抗体属于鼠源性抗体,直接与药物结合作用于人体可能会被人体的免疫系统识别,诱发人体免疫反应,D错误。
故选C。
27. 抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成,它的作用机制如图所示,下列说法正确的是( )
A. 用于治疗肿瘤的ADC以单克隆抗体作为抗肿瘤药物可定向杀死肿瘤细胞
B. ADC与肿瘤细胞识别并进入细胞的过程需要蛋白质的参与并消耗能量
C. 接头的主要作用是促进ADC被肿瘤细胞识别并促进细胞内溶酶体的裂解
D. 体外培养特定杂交瘤细胞获取单克隆抗体时需加入CO2,目的是促进细胞呼吸
【答案】B
【解析】
【分析】据图分析可知:抗体与靶细胞膜上的特异性受体结合通过胞吞的方式把药物(细胞毒素)一并带进靶细胞,引起靶细胞溶酶体膜的破裂,最后导致细胞凋亡,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。
【详解】A、ADC中的单克隆抗体只起靶向识别肿瘤细胞的作用,ADC中连接的药物才能起到杀死肿瘤细胞的作用,A错误;
B、ADC与肿瘤细胞识别的过程需要蛋白质参与,进入细胞的方式属于胞吞,胞吞进入细胞的过程需要消耗能量,B正确;
C、接头的主要作用是连接药物和单克隆抗体,与识别和溶酶体裂解无关,C错误;
D、体外培养特定杂交瘤细胞获取单克隆抗体时需加入CO2,目的是维持培养液的pH,D错误。
故选B。
28. 下列关于体细胞核移植技术和克隆动物的叙述,不正确的是( )
A. 用于核移植的供体细胞一般都选用传代50代以内的细胞
B. 动物体细胞核移植技术可有选择地繁殖某一性别的家畜
C. 体细胞的细胞核移植到受体细胞之前,要先去掉受体卵母细胞的核
D. 利用体细胞核移植技术可以加速家畜遗传改良进程
【答案】A
【解析】
【分析】动物细胞核移植技术指的是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体;用核移植的方法得到的动物称为克隆动物;原理是动物细胞核的全能性;动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
【详解】A、传代10代以内的细胞保持正常的二倍体核型,遗传物质没有发生改变,因此用传代10代以内的细胞用于核移植的供体细胞,A错误;
B、生物的性别由细胞核内的性染色体上的基因决定的,利用动物体细胞核移植技术可有选择地繁殖某一性别的家畜,B正确;
C、在体细胞的核移植前一般要先除去受体卵母细胞的细胞核,获得受体卵母细胞的细胞质,C正确;
D、利用体细胞核移植技术已展示出广阔的应用前景,克隆为器官移植创造更有利的条件,可以快速繁殖具有优良品质的家畜,D正确。
故选A。
29. 治疗性克隆有望解决供体器官短缺和器官移植出现的排异反应,下图表示治疗性克隆的部分过程。下列有关叙述正确的是( )
A. 过程①表示细胞核移植B. 细胞A常用受精卵
C. 过程②表示脱分化过程D. 胚胎干细胞只分化不增殖
【答案】A
【解析】
【分析】分析题图:图示表示治疗性克隆的过程,该过程利用了动物细胞核移植技术,该技术体现了动物细胞核的全能性;图中①表示细胞核移植,②过程表示胚胎干细胞的分裂和分化,由胚胎干细胞发育成组织。
【详解】A、据图可知,过程①表示细胞核移植,A正确;
B、细胞A通常为去核的卵母细胞,B错误;
C、过程②表示胚胎干细胞的分裂和分化过程,C错误;
D、胚胎干细胞具有增殖和分化的能力,D错误。
故选A。
30. “三亲婴儿”技术是指取出患病母亲卵子的核,导入女性捐赠者的去核卵母细胞中,再将重构细胞和父亲的精子结合。下列有关“三亲婴儿”的叙述,不正确的是( )
A. 该技术可以有效降低生下线粒体遗传疾病婴儿的概率
B. 女性捐赠者提供的遗传物质不遵循孟德尔遗传规律
C. 与正常的“双亲婴儿”相比,“三亲婴儿”核 DNA 增加
D. 该技术对 DNA 的修改能够遗传,涉及伦理争议
【答案】C
【解析】
【分析】分析题文描述可知,“三亲婴儿”的细胞核DNA一半来自父亲、一半来自母亲,细胞质的DNA主要来自女性捐赠者。
【详解】A、线粒体遗传疾病是通过母亲遗传给后代的,由题意可知,与“三亲婴儿”发育有关的重构细胞的细胞质主要来自于女性捐赠者,所以该技术可以有效降低生下线粒体遗传疾病婴儿的概率,A正确;
B、女性捐赠者提供的遗传物质来自于女性捐赠者的去核卵母细胞的细胞质中,所以其提供的遗传物质不遵循孟德尔遗传规律,B正确;
C、“三亲婴儿”的核 DNA与正常的“双亲婴儿”的核DNA一样多,均是一半来自父亲、一半来自母亲,C错误;
D、该技术对 DNA 的修改能够遗传,“三亲婴儿”的遗传物质来自一个父亲、两个母亲,涉及伦理争议,D正确。
故选C。
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
注意事项:
第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答,在试题卷上作答无效。
二、简答题(本大题共5小题,共55分)
31. 黑枸杞具有治疗心热病及心脏病、降低胆固醇、兴奋大脑神经、增强免疫功能等效果。请据图回答下列关于利用黑枸杞制作果酒和果醋的问题:
(1)制作果酒时可选用图I的装置,为适当提高果酒的生产速率,进气口应___________;排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连,这样做的原因是___________。
(2)若是从混杂的微生物中分离酵母菌应使用___________(功能)培养基,从微生物培养的角度分析,黑枸杞果汁能够为酵母菌的生长提供水和___________。黑枸杞果汁发酵后是否有酒精产生,可以用___________来检验。
(3)图Ⅱ乙过程中使用的微生物主要是___________,若从食醋中分离纯化该菌种,常用的接种方法是___________。当___________充足时,该菌将黑枸杞果汁中的糖分解成乙酸。
【答案】(1) ①. 先打开后关闭 ②. 既可以放气,又可避免杂菌污染
(2) ①. 选择 ②. 无机盐、氮源、碳源 ③. 酸性重铬酸钾溶液
(3) ①. 醋酸菌 ②. 稀释涂布平板法或平板划线法 ③. 氧气、糖源
【解析】
【分析】1、参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型,在无氧环境中进行无氧呼吸产生酒精。
2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【小问1详解】
制作果酒时为适当提高果酒的生产速率,进气口应先打开让酵母菌进行有氧呼吸利于繁殖,后关闭让酵母菌进行无氧呼吸利于酒精发酵。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连,这样既可以放气,又可以防止污染。
【小问2详解】
若是从混杂的微生物中分离酵母菌应使用选择培养基,可以达到允许酵母菌生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的目的。微生物生长的基本营养物质包括碳源、氮源、水和无机盐。果汁发酵后产生的酒精可以用酸性重铬酸钾溶液进行检测。
【小问3详解】
醋酸发酵利用的菌种是醋酸菌。微生物常用的接种方法是平板划线法和稀释涂布平板法。当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成乙酸。
32. 某化工厂的污水池中含有一种有害的难以降解的有机化合物A,研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基,成功筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如图所示。请分析回答下列问题:
(1)培养基中加入化合物A的目的是___________,这种培养基属于___________培养基。
(2)目的菌生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的___________。实验需要振荡培养,由此推测目的菌的代谢类型是___________。
(3)培养若干天后,应选择培养瓶中化合物A含量___________的培养液,接人新的培养液中连续培养,使目的菌的数量___________。
(4)某学习小组在稀释倍数为106条件下涂布了三个平板(每个平板涂布0.1mL稀释液),接种后,将培养皿倒置培养一段时间,这样做的目的是___________(答出2点即可)。然后统计3个平板上的菌落数分别为240、250和260,则稀释前每升菌液中所含细菌数为___________。
(5)在上述实验操作过程中,获得纯净目的菌的关键是___________。
【答案】(1) ①. 筛选目的菌 ②. 选择
(2) ①. 化合物A ②. 异养需氧型
(3) ①. 显著降低 ②. 扩增
(4) ①. 防止培养皿盖上凝结的水珠落入培养皿造成污染;防止培养基中水分过快挥发 ②. 2.5×1012
(5)防止杂菌污染
【解析】
【分析】1、各种培养基的配方不同,但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质。选择培养基是指加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物的生长,允许所需要的微生物生长的培养基。
2、获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。无菌技术应围绕着如何避免杂菌的污染展开,主要包括消毒和灭菌。消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。灭菌则是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物,包括芽抱和子。消毒和灭菌工作主要包括两个方面:对操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒;将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。常用的消毒方法有煮沸消毒、巴氏消毒等;灭菌方法有湿热灭菌、干热灭菌和灼烧灭菌等。做好消毒和灭菌工作后,要注意避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。为了避免周围环境中微生物的污染,接下来的许多操作都应在超净工作台上并在酒精灯火焰附近进行。
【小问1详解】
选择培养基是指加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物的生长,允许所需要的微生物生长的培养基,该实验是为了筛选可以高效降解化合物A的细菌,故培养基中加入化合物A的目的是筛选目的菌,这种培养基属于选择培养基。
【小问2详解】
该培养基由化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制而成,因此化合物A为目的菌提供碳源和氮源。培养过程中的振荡培养,可以增加培养液中的溶氧量,满足微生物对氧气的需求,由此推测目的菌是需氧微生物,又因为它可以降解有机化合物A,故其代谢类型是异养需氧型。
【小问3详解】
由于目的菌有降解有机化合物A的作用,所以培养若干天后,应选择培养瓶中化合物A含量显著降低的培养液,接入新的培养液中连续培养,有机化合物A增加,从而使“目的菌”的数量扩增。
【小问4详解】
接种后,应将培养皿倒置培养一段时间,这样可以避免冷凝水滴落到培养基的表面对菌落的形成造成影响。在稀释倍数为106条件下涂布了三个平板(每个平板涂布0.1mL稀释液),统计菌落数分别为240、250、260,三个平板上的菌落平均数为(240+250+260)÷3=250个,则稀释前每升菌液中所含细菌数为(250÷0.1)×106×103=2.5×1012个。
【小问5详解】
实验操作过程中,获得纯净“目的菌”的关键是防止外来杂菌污染。
33. 科学家将番茄(2N)和马铃薯(4N)利用如图技术得到“番茄一马铃薯”植株,请回答下列问题:
(1)获得a、b所选用的酶为___________。植物体细胞杂交依据的生物学原理主要有___________。
(2)过程②为原生质体融合,所用的化学诱导剂一般是___________,③过程成功的标志是___________。
(3)诱导f中植株生根的过程中,培养基中生长素与细胞分裂素的比值较4过程__________(填“高”或“低”);若番茄细胞内含m条染色体,马铃薯细胞内含n条染色体,则“番茄一马铃薯”杂种植株的体细胞内含___________条染色体,最终获得的“番茄一马铃薯”属于__________倍体植株,则此杂种植株的花粉经离体培养得到的植株为几倍体?___________。
【答案】(1) ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
(2) ①. PEG(聚乙二醇) ②. 杂种细胞再生出细胞壁
(3) ①. 高 ②. m+n ③. 六 ④. 单倍体
【解析】
【分析】1、植物细胞的全能性是指:细胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。
2、图示为植物体细胞杂交过程示意图,其中①表示去除植物细胞的细胞壁获取原生质体的过程;②表示人工诱导原生质体融合;③表示再生出新细胞壁的过程;④表示脱分化过程;⑤表示再分化过程。
【小问1详解】
a和b为原生质体,获得a、b需要去除细胞壁,植物细胞壁的组成成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性原理,应该选用的酶为纤维素酶和果胶酶;植物体细胞杂交技术需要两大环节:①原生质体融合,利用了生物膜具有一定流动性的原理;②通过植物组织培养技术将杂种细胞培育为杂种植株,利用了植物细胞的全能性。
【小问2详解】
过程②为原生质体融合,所用的化学诱导剂一般是聚乙二醇(PEG),③过程成功的标志是:杂种细胞再生出细胞壁。
【小问3详解】
植物组织培养时,培养基中生长素/细胞分裂素>1,有利于诱导生根;生长素/细胞分裂素<1,有利于诱导生芽;生长素/细胞分裂素≈1,有利于诱导产生愈伤组织。④过程是脱分化产生愈伤组织的过程,诱导f中植株生根的过程中,培养基中生长素与细胞分裂素的比值较④过程高。通过植物体细胞杂交技术获得的“番茄-马铃薯”杂种植株中既含有番茄的染色体,也含有马铃薯的染色体,即含有(m+n)条染色体。番茄是二倍体生物,马铃薯是四倍体生物,所以“番茄—马铃薯”中含有六个染色体组,属于六倍体植物。由植物的配子发育而成的个体,含有该物种配子中染色体数目,称为单倍体,所以此杂种植株的花粉经离体培养得到的植株含有三个染色体组,为单倍体。
34. 人体心肌细胞中的肌钙蛋白由三种结构不同的亚基组成,即肌钙蛋白T(cTnT)、肌钙蛋白Ⅱ(cTnI)和肌钙蛋白C(cTnC),其中cTnl在血液中含量上升是心肌损伤的特异性指标。为制备抗cTnI的单克隆抗体,科研人员完成了以下过程。请据图分析回答下列问题:
(1)动物细胞培养时,培养基除了添加葡萄糖、氨基酸等必要的营养成分外,往往还需加入一定量的___________,以满足动物细胞培养的营养需要,将培养的细胞置于含有___________的混合气体的CO2培养箱中进行培养。
(2)为了防止有害代谢物的积累,可采用___________的方法,以便清除代谢物。
(3)每隔2周用eTnI作为抗原注射给小鼠1次,共注射3次,其目的是加强免疫刺激小鼠机体产生更多___________,最后一次免疫后第3天,取脾脏内部分组织制成细胞悬液与骨髓瘤细胞诱导融合,诱导动物细胞融合常用的方法有___________(答出2点即可)。
(4)步骤①的细胞必须经过步骤②克隆化培养和___________才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞,杂交瘤细胞的特点是___________。体外培养杂交瘤细胞时,除了无菌、营养条件、适宜的温度和pH,还需要保证气体环境,其中需要的气体主要有O2和CO2,O2是___________所必需的,CO2的主要作用是___________。
【答案】(1) ①. 血清 ②. 95%空气和5%CO2
(2)定期更换培养液 (3) ①. B淋巴细胞 ②. PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法
(4) ①. 抗体检测 ②. 既能迅速大量增殖,又能产生特定抗体 ③. 细胞代谢 ④. 维持培养液的pH
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备过程:首先用特定抗原注射小鼠体内,使其发生免疫,小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞。利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,单克隆抗体制备过程中的两次筛选:第一次筛选:利用特定选择培养基筛选,获得杂交瘤细胞,即AB型细胞(A为B淋巴细胞,B为骨髓瘤细胞),不需要A、B、AA、BB型细胞。第二次筛选:利用多孔板法和抗原-抗体杂交法筛选,获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。
【小问1详解】
人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚,在使用合成培养基时,培养基除了添加葡萄糖、氨基酸等必要的营养成分外,通常需加入血清、血浆等一些天然成分。动物细胞培养的气体环境:95%空气+5%CO2,O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH,形成类似于细胞生存的内环境的pH。
【小问2详解】
在动物细胞培养的过程中,为防止有害代谢物的积累,需要定期更换培养液,以便清除代谢物。
【小问3详解】
为了提高淋巴细胞的免疫能力,加强免疫,刺激小鼠机体产生更多的B淋巴细胞,一般通过多次注射相应抗原实现;取脾脏内部分组织制成细胞悬液与骨髓瘤细胞诱导融合,诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法。
【小问4详解】
通过步骤①获得的杂交瘤细胞必须进行克隆化培养和抗体检测,才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既能迅速大量增殖,又能产生特定抗体。在动物细胞培养的过程中,需要的气体条件是95%空气与5%二氧化碳的混合气体,O2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值。
35. 2018年1月25日报道,两只克隆猕猴“中中”和“华华”在中国诞生,突破了现有技术无法克隆灵长类动物的世界难题,将为阿尔茨海默症、自闭症等脑疾病带来前所未有的光明前景,图为过程流程图,请回答下列有关问题:
(1)动物细胞培养一般分为___________和传代培养两个阶段过程。在前一阶段,贴壁的细胞会出现___________现象,所以要进行传代培养。
(2)与胚胎细胞核移植技术相比,体细胞核移植技术的成功率更低,原因是___________。
(3)①表示去除细胞核,该过程一般要在卵母细胞培养至___________时期再进行,目前使用的去核方法是___________。
(4)在猕猴体细胞核移植实验中,若最终获得的克隆猴与供体猴性状不完全相同,从遗传物质的角度分析其原因:___________。
(5)上述过程中涉及的动物细胞工程技术有___________。克隆猴的成功,说明了动物___________具有全能性。
【答案】(1) ①. 原代培养 ②. 接触抑制
(2)动物体细胞分化程度高,表现全能性十分困难
(3) ①. MⅡ ②. 显微操作
(4)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆猴的性状产生影响
(5) ①. 动物细胞培养、动物细胞核移植、(早期)胚胎移植 ②. 体细胞的细胞核
【解析】
【分析】1、克隆动物的概念:动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
2、分析题图:①表示去除细胞核;A为重组细胞,②代表胚胎移植。
【小问1详解】
动物细胞培养的过程分为原代培养和传代培养两个阶段。原代培养是指从供体获取组织或细胞后的初次培养,将原代培养的细胞分离稀释后转入新的培养瓶中继续培养,称为传代培养,原代培养贴壁的细胞会出现接触抑制的现象,所以要进行传代培养。
【小问2详解】
由于动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易,动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难,故与胚胎细胞核移植技术相比,体细胞核移植技术的成功率低。
【小问3详解】
过程①表示去除细胞核,该过程一般要在卵母细胞培养至 MⅡ(减数第二次分裂中)时期再进行。目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法,还可以采用其他方法,如梯度离心,紫外光短时间照射,化学物质处理等。
【小问4详解】
克隆动物的遗传物质来自供核的亲本和提供卵母细胞(质)的亲本,因此克隆动物表现的与供体动物性状不完全相同,从遗传物质的角度来说,是因为卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆猴的性状产生影响,据此可推测获得的克隆猴与供体猴性状不完全相同。
【小问5详解】
由图可知,上述动物细胞工程中涉及的技术有动物细胞培养、动物细胞核移植、(早期)胚胎移植。克隆猴的成功,说明了动物体细胞的细胞核具有全能性。成分
NaNO3
K2HPO4
MgSO4·7H2O
(CH2O)
蒸馏水
青霉素
含量
3g
1g
0.5g
30g
定容至1000mL
0.1万单位
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