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高中生物一轮复习第十单元生物技术与工程综合检测(A卷)含解析答案
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这是一份高中生物一轮复习第十单元生物技术与工程综合检测(A卷)含解析答案,共23页。试卷主要包含了基因工程应用广泛,成果丰硕等内容,欢迎下载使用。
1.约9000年前,我们的祖先就会通过自然发酵的方法生产食品,这种传统发酵技术促进了中华民族特有的饮食文化的形成。下列有关传统发酵技术的叙述错误的是( )
A.酵母菌在无氧条件下能进行酒精发酵,酿酒酵母的最适生长温度为35℃
B.制作传统泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌进行发酵,发酵期间乳酸会不断积累
C.制作腐乳利用了毛霉产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸
D.当O2、糖源都充足时,醋酸菌能通过复杂的化学反应将糖分解成醋酸
2.基因工程应用广泛,成果丰硕。下列不属于基因工程应用的是( )
A.屠呦呦采用乙醚浸提法提取青蒿素
B.利用乳腺生物反应器生产医药产品
C.制造降解多种污染物的“超级细菌”
D.制造生产绿色清洁能源的基因工程菌
3.生物技术日新月异,在造福人类的同时也带来一些安全性问题与伦理问题。下列相关叙述正确的是( )
A.大面积种植转基因抗虫棉,会导致种植区内棉铃虫灭绝
B.只要有证据表明转基因产品有害,就应禁止转基因技术
C.治疗性克隆可以治疗人类疾病,因此不会面临伦理问题
D.生物武器极大地威胁人类的生存,应彻底销毁生物武器
4.下列关于传统发酵的叙述,正确的是( )
A.糖源不充足、氧气充足时,醋酸菌可将乙醇转化为乙酸
B.果酒放置一段时间后,表面形成一层酵母菌构成的“白膜”
C.腐乳发酵是以毛霉为单一菌种的固体发酵及半固体发酵为主
D.泡菜制作过程中,乳酸越多,亚硝酸盐含量越低,泡菜品质越佳
5.为有效防范由各类生物因子、生物技术误用滥用等引起的生物性危害,生物安全已纳入国家安全体系。下列叙述正确的是( )
A.干细胞的研究可用于治疗很多疾病,有不涉及伦理问题等优点
B.克隆技术会导致社会伦理问题,治疗性克隆技术的应用也应禁止
C.转入叶绿体中的基因不会随花粉传递给子代,避免造成基因污染
D.试管婴儿技术要对胚胎进行遗传学诊断,不能用于解决不孕不育问题
6.基因组编辑技术是一种对特定目标基因进行修饰的技术。如下图是对某生物DNA进行编辑的过程,该过程用引导RNA指引Cas9蛋白(是一种核酸内切酶,功能与限制酶相似)结合到特定的靶位点,并进行切割,实现基因敲除、外源基因定点插入、基因定点突变等。下列相关叙述错误的是( )
A.引导RNA依靠碱基互补配对来识别目标基因
B.Cas9通过断裂DNA双链间氢键来切割目标基因
C.该基因组编辑技术可用于基因组功能的研究
D.使用该技术治疗疾病,需要进行安全性评估
7.苏云金芽孢杆菌中的杀虫晶体蛋白Cry具有杀虫毒性,但Cry蛋白存在杀虫谱窄、毒力有限等问题,制约了其在农业生产中的进一步应用。科学家通过定点突变,将Cry蛋白第168位的组氨酸替换为精氨酸后,Cry蛋白对烟草天蛾的毒性提高了3倍;将Cry蛋白第282位、第283位的丙氨酸和亮氨酸分别替换成甘氨酸和丝氨酸后,Cry蛋白对舞毒蛾的毒性提高了7倍。下列相关叙述不正确的是( )
A.对Cry蛋白的改造是通过改造编码Cry蛋白的基因来实现的
B.与基因工程相比,蛋白质工程的实现也需要构建基因表达载体
C.蛋白质工程难度较大,主要是蛋白质发挥功能所依赖的高级结构十分复杂
D.如果将第168、282、283位的氨基酸全部替换,Cry蛋白对舞毒蛾的毒性将增加21倍
8.下列关于植物细胞工程的应用,叙述正确的是( )
A.微型繁殖为无性繁殖,能改良植物原有的遗传特性
B.利用植物体细胞杂交获得番茄—马铃薯,其变异类型为基因重组
C.单倍体是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料
D.次生代谢物是一类小分子有机化合物,是植物生长生存所必需的
9.大量悬浮培养产流感病毒的单克隆动物细胞,可用于流感疫苗的生产。下列有关叙述错误的是( )
A.培养前,可用机械的方法处理某些组织使其分散成单个细胞
B.用合成培养基培养动物细胞时一般要加入血清等天然成分
C.悬浮培养单克隆动物细胞一定程度上能避免接触抑制
D.传代培养时,悬浮培养的细胞用胰蛋白酶等处理后再离心收集
10.科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得多能干细胞,继而利用多能干细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠,流程如下图所示,下列叙述正确的是( )
A.对克隆鼠 X 进行性别鉴定时应从滋养层处取样
B.将克隆鼠的肝脏移植给灰鼠一定可避免免疫排斥反应
C.黑鼠和白鼠不需要进行同期发情处理
D.胚胎早期发育时,桑葚(椹)胚内部开始出现含液体的腔
11.已知某种青花菜远缘植物的细胞质中存在抗除草剂基因,研究人员利用植物体细胞杂交技术,培育细胞质中存在抗除草剂基因的优良青花菜新品种。下列关于该操作过程的叙述正确的是( )
注:植株甲乙都是二倍体
A.采用差速离心、紫外线照射等方法可以实现细胞去核
B.图中甲植株是青花菜植株
C.D 过程通常用葡萄糖提供碳源并调节渗透压
D.杂种植株为四倍体
12.为解决全球塑料污染问题,某研究团队从食塑料蜡虫肠道中分离细菌,用于降解聚乙烯(PE)。将分离的两种细菌(YT1和YP1)在PE薄膜培养液中培养,培养液中细胞数量变化以及PE失重率变化如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.可用平板划线法从蜡虫肠道中分离目的细菌
B.PE薄膜培养液中应含有葡萄糖等碳源
C.两种细菌种群数量变化呈“J”形增长
D.YT1细菌分解PE的能力强于YP1细菌
13.科学家通过体外诱导体细胞,获得了诱导多能干细胞(iPS细胞),iPS细胞在医药领域具有良好的应用前景。下列相关叙述错误的是( )
A.体外培养iPS细胞时,培养液中需添加血清,并定期更换培养液
B.由iPS细胞分化形成的神经细胞和肝细胞等重新具有了细胞周期
C.源自病人体细胞的iPS细胞,用于器官移植可避免免疫排斥反应
D.由iPS细胞产生的特定细胞,可用于药物安全性和有效性的检测
14.在科学研究过程中,相关方法、试剂等原理、作用,下列叙述正确的是( )
A.DNA在酒精中溶解度较大,蛋白质几乎不溶于酒精
B.自然生长的茎进行组织培养前须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠先后消毒
C.常用性激素进行超数排卵
D.可用乙醇、高Ca2+-高PH等处理激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程
15.科学家尝试了两种生产蛛丝蛋白的方法,具体如图所示。下列相关叙述不正确的是( )
A.步骤②中需要使用的基因工程的工具酶是限制酶和DNA连接酶
B.重组蛛丝蛋白基因通过③导入受体细胞,通常用农杆菌转化法
C.将重组蛛丝蛋白基因通过⑥导入受体细胞最常用的方法是显微注射法
D.步骤⑦中需要运用到的技术有胚胎体外培养、胚胎移植
16.如图为通过体外受精、胚胎分割和胚胎移植培育高产奶牛的过程,用该方法培育高产奶牛时需要进行性别鉴定。目前最有效的鉴定方法是SRY-PCR法,该方法利用位于Y染色体非同源区段上的性别决定基因(SRY基因)制作探针,对从滋养层细胞中提取出的DNA扩增产物进行检测,若检测呈阳性则表明该胚胎细胞中含有SRY基因。下列分析错误的是( )
A.体外受精前要对精子进行获能处理,图中的A细胞要培养到MⅡ期
B.若SRY-PCR法的检测结果为阳性,则将该胚胎移植到受体母牛中
C.在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意要将内细胞团均等分割
D.胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
17.关于果酒的传统制作与啤酒的工业化生产的比较,下列说法正确的是( )
A.二者在酒精发酵结束后均必须进行消毒以延长酒的保质期
B.二者所用菌种均为从自然界筛选出来的性状优良的单一菌种
C.二者使用的发酵装置需进行严格的灭菌,以防止杂菌的污染
D.果酒制作不需要糖化处理,啤酒生产需要淀粉糖化处理
18.利用胚胎工程技术可充分发挥雌性家畜优良个体的繁殖潜力。下列对相关技术的叙述正确的是( )
A.体外受精是直接将采集来的卵母细胞与获能处理的精子在体外融合
B.超数排卵是用性激素处理雌性优良供体使其排卵数显著增加的过程
C.胚胎移植是将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内
D.胚胎分割是指用机械方法将囊胚、原肠胚等早期胚胎分割成若干等份
19.木质素不容易被牲畜消化利用,农作物秸秆中木质素含量高是其饲用化利用的主要限制因素。现从黄孢原毛平革菌中提取木质素降解酶基因并构建高表达工程菌,以提高秸秆的饲用价值。下列有关叙述错误的是( )
A.木质素降解酶基因是目的基因
B.可用显微注射法对工程菌进行转化
C.PCR技术可检测目的基因是否导入工程菌
D.能高效表达木质素降解酶是工程菌构建成功的标志
20.人肌红蛋白(My)是早期诊断急性心肌梗塞的生化标志物之一、下图为抗 My单克隆抗体的制备流程图,下列说法正确的是( )
A.单克隆抗体必须加载药物之后,才能用于疾病的诊断和治疗
B.步骤①和步骤⑤分别向小鼠注射 My和抗My的抗体
C.步骤③获得的细胞都能无限增殖但分泌的抗体类型不一定相同
D.步骤⑤⑥后可在小鼠血清中或细胞培养液中获取大量的抗 My 单克隆抗体
21.人绒毛膜促性腺激素是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白,由a链和β链(hCGβ)结合而成。近年研究显示,hCGβ可表达于结肠癌等多种恶性肿瘤细胞,与肿瘤的发生、发展及转移有一定关系。研发抗hCGβ疫苗已成为近年来肿瘤生物治疗新的热点,下图1为其制备的基本方案。请分析回答下列有关问题:
注1:甲序列指导合成的信号肽能引导后续合成的肽链进入内质网腔
注2:AOX1为甲醇氧化酶基因的启动子,只能在以甲醇为唯一碳源的培养基中正常表达
(1)图中hCGβ基因需要与甲序列一起构建形成融合基因,其目的是 。
(2)当目的基因两侧的小段序列与基因表达载体上某序列相同时,就可以发生同源切割,将目的基因直接插入。同源切割是一种代替 将目的基因导入基因表达载体的方法。
(3)阶段Ⅱ将环化质粒导入用 处理的大肠杆菌,然后在含有 的培养基中筛选得到含hCGβ基因表达载体的大肠杆菌后进行扩增。
(4)鉴定基因表达载体。为了检验目的基因是否融合成功,提取大肠杆菌中的质粒为模板,设计相应的引物对融合基因进行PCR扩增,PCR反应体系中需加入模板、 、引物、Mg2+、缓冲液等,再将扩增产物进行电泳。电泳时需将待测样品与上样缓冲液混合后加入加样孔,缓冲液中含有的溴酚蓝作为电泳指示剂,以防 。电泳后得到图2所示结果,据图可判断 号样品最符合要求。
(5)阶段IV需将处理后的酵母菌接种在培养基上培养,该培养基不需要添加以下哪些成分? (a.氨苄青霉素b.组氨酸c.无机盐d.琼脂),可在此培养基上生长的酵母菌即为含有hCGβ基因表达载体的目的菌株。将此菌株扩大培养后,离心取上清液,用 方法进行检测。若上清液中能检测到hCGβ蛋白,则说明hCGβ基因得以表达。
(6)从生产控制的角度分析,选用AOX1作为hCGβ基因启动子的优点是 。
22.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。他们期望通过体外受精、胚胎移植等方法拯救亚洲黑熊,其过程如下图。请回答下列问题:
(1)若过程①代表体外受精,黑熊A通过超数排卵获得的细胞必须培养到 期,从黑熊C采集到的精子需要进行 处理才具备受精能力。
(2)D受体雌性在接受来自黑熊♀A体内的胚胎之前,须和黑熊♀A进行 处理。胚胎移植的优势是 (答出一点即可)。
(3)方法Ⅱ的生殖方式为 。过程②普遍使用的方法是通过 得到无核的卵母细胞。最终F的遗传物质来自于 。
(4)为了获得更多的胚胎,可以对过程①得到的胚胎进行胚胎分割,对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将 ,若要做DNA分析,可取囊胚的 细胞。
23.生物柴油是以野生油料植物、废餐饮油等为原料,通过化学反应制成的可供内燃机使用的燃料,是一种绿色能源,其中微生物脂肪酶在催化生产生物柴油中起着重要作用。为筛选产脂肪酶的微生物,科研人员开展了相关研究。请回答下列问题:
(1)产脂肪酶的微生物主要从油污土壤或水体中寻找,原因是 。
(2)为确保能够分离得到产脂肪酶的微生物,常将土壤或水体稀释液先进行选择培养,对该培养基的碳源的要求是 。
(3)分离、纯化培养时,可采用 法接种,从而得到分布均匀的单菌落;从物理形态角度考虑,该培养基属于 。培养一段时间后,按照菌落直径大小进行初筛,选择直径 的菌落进行纯化培养。为提高该步操作的可信度,设置了如下对照实验,请将横线处的内容补充完整:
24.枯草芽孢杆菌能合成并分泌蛋白酶,蛋白酶在生物医药和日用化工等生产领域具有重要的经济价值。某科研小组为筛选枯草芽孢杆菌的蛋白酶高产株,将无菌圆纸片(a-e)分别用不同枯草芽孢杆菌菌株分泌物提取液浸泡,并置于含某种高浓度蛋白质的平板培养基表面,后在37℃恒温箱中培养2~3天,结果如下图所示。
请回答下列问题:
(1)在培养枯草芽孢杆菌时,培养基中的葡萄糖不仅可作为枯草芽孢杆菌合成含碳有机物的原料,还能为枯草芽孢杆菌的生长和繁殖提供 。
(2)为使实验数据更加可信,相关实验操作中还应增设浸过 的圆纸片进行对照实验。上图中,菌株b提取物周围没有形成明显清晰区的可能原因是 。
(3)据上图分析,大规模产业化首选的菌株是 (填字母)。为进一步提高该菌株产酶的能力,可采用射线辐照进行 育种。
(4)在适宜条件下,将酶在不同温度下保温足够长的时间,并测其酶活性。下图为枯草芽孢杆菌内蛋白酶和其它酶的热稳定性数据。
依据上图分析,在工业化生产中,为大幅降低发酵液中其他酶活性的同时尽量保持蛋白酶的较高活性,最好将枯草芽孢杆菌发酵液在 (填温度范围)保温一定时间,再制备酶制剂。
对照组
作用
应出现的现象
① (“接种”或“不接种”)产脂肪酶的微生物的 培养基
判断选择培养基是否被污染
②
接种产脂肪酶的微生物的牛肉膏蛋白胨培养基
③判断选择培养基
该对照组培养基上的菌落数大于选择培养基上的菌落数
《第十单元 生物技术与工程 综合检测 (A卷)》参考答案:
1.A
【分析】直接利用原材料中天然存在的微生物,或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。参与腐乳制作的毛霉等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸。 参与泡菜制作的乳酸菌在无氧条件下将葡萄糖分解成乳酸。酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸大量繁殖,在无氧条件下进行酒精发酵。醋酸菌是好氧菌,当氧气、糖源都充足时能将糖分解成醋酸;当缺少糖源时则将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、酵母菌在无氧条件下能进行酒精发酵,酿酒酵母的最适生长温度约为28°C,A错误;
B、制作传统泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵的,发酵期间,乳酸会不断积累,当它的质量百分比为0.4%~0.8%时,泡菜的口味、品质最佳,B正确;
C、制作腐乳时,起主要作用的微生物是毛霉,毛霉产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸,C正确;
D、醋酸菌是好氧菌,当O2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成醋酸,D正确。
2.A
【分析】1、植物基因工程的应用:(1)抗虫转基因植物;(2)抗病转基因植物;(3)抗逆转基因植物;(4)转基因改良植物品质等;
2、动物基因工程的成果:(1)提高动物的生长速度:外源生长激素基因;(2)改善畜产品的品质;(3)转基因动物生产药物;(4)转基因动物作器官移植的供体等;
3、医药卫生方面的成果:主要是生产基因工程药物,如人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、干扰素等;
4、环境保护方面:环境监测和对污染环境的净化等。
【详解】A、从青蒿中提取青蒿素,这没有采用基因工程技术,不属于基因工程的应用,A正确;
B、利用乳腺生物反应器生产药物,是将药物的基因转到乳腺细胞中表达,这属于动物基因工程的应用,B错误;
C、制造一种能降解多种污染物的“超级细菌”,是将相关污染物的水解酶基因转到同一个细菌中,这属于基因工程的应用,C错误;
D、制造一种能产生绿色清洁能源的工程菌,需要将相关基因转到细菌中,得到基因工程菌,这属于基因工程的应用,D错误。
故选A。
3.D
【分析】生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的个体,治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定细胞、组织、器官,用它们来修复或替代受损的细胞组织和器官,从而达到治疗疾病的目的。
【详解】A、大面积种植转基因抗虫棉,短时间能降低种植区内棉铃虫的数量,但并不会导致种植区内棉铃虫灭绝,少数具有抗性的棉铃虫依然存活,A错误;
B、转基因作为一项技术本身是中性的,有证据表明产品有害,就应该禁止该产品的应用,而不是禁止转基因技术的应用,B错误;
C、生殖性克隆与治疗性克隆两者有着本质区别,我国不反对治疗性克隆,并不说明治疗性克隆不会面临伦理问题,C错误;
D、生物武器是利用生物战剂杀伤人员、牲畜、毁坏植物的武器,会给人类的生存安全构成了严重威胁,应严格禁止生产和使用,彻底销毁生物武器,D正确。
故选D。
4.A
【分析】1、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,醋酸菌将葡萄糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
2、参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型是异养兼性厌氧型。在有氧条件下,酵母菌大量繁殖,在无氧条件下,酵母菌进行酒精发酵。
3、在腐乳的制作过程中,多种微生物参与了豆腐的发酵,如酵母、曲霉、毛霉等,其中起主要作用的是毛霉,毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸这些小分子物质有利于人体的消化和吸收。
【详解】A、当糖源不充足、氧气充足时,醋酸菌可直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为乙酸,A正确;
B、果酒放置一段时间后,表面的“白膜”是醋酸菌在液面大量繁殖形成的,B错误;
C、在腐乳的制作过程中,多种微生物参与了豆腐的发酵,如酵母、曲霉、毛霉等,其中起主要作用的是毛霉,传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,C错误;
D、在泡菜制作过程中,乳酸的含量先升高后趋于稳定,亚硝酸盐的含量先升高后降低最后趋于稳定,而且并不是乳酸越多,泡菜品质越佳,D错误。
故选A。
5.C
【分析】转基因生物的安全性问题:食物安全(滞后效应、过敏源、营养成分改变)、生物安全(对生物多样性的影响)、环境安全(对生态系统稳定性的影响)。对待转基因技术的利弊,正确的做法应该是趋利避害,不能因噎废食。
【详解】A、干细胞的研究可用于治疗很多疾病,但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,A错误;
B、我国不反对治疗性克隆,但仍需要监管和监督,B错误;
C、子代受精卵中的细胞质几乎全部来自母方,因此转入叶绿体中的基因不会随花粉传递给子代,从而避免造成基因污染,C正确;
D、试管婴儿技术需要对胚胎进行遗传学诊断,常用于解决不孕不育问题,D错误。
故选C。
6.B
【分析】据图分析可知,引导RNA可指引核酸内切酶Cas9结合到特定的切割位点并进行定点切割。
【详解】A、据图可知,引导RNA中有一段序列可通过碱基互补配对来识别目标基因,A正确;
B、据图可知,Cas9通过断裂DNA两条中相邻核苷酸之间的磷酸二酯键来切割目标基因,B错误;
C、根据基因组编辑技术破坏某基因后生物体的功能变化,可推测该基因的功能,C正确;
D、基因工程相关技术的安全性还需考证,故使用该技术治疗疾病,需要进行安全性评估,D正确。
故选B。
7.D
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过改造或合成基因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求。
【详解】A、蛋白质的改造需要从根本上改造基因,因此对Cry蛋白的改造是通过改造编码Cry蛋白的基因来实现的,A正确;
B、需要将改造的基因导入受体细胞并表达相关产物,就需要构建基因表达载体因此与基因工程相比,蛋白质工程的实现也需要构建基因表达载体,B正确;
C、蛋白质的功能多样性,主要取决于蛋白质中氨基酸种类、数量、排列顺序以及蛋白质的空间结构,因此蛋白质工程难度较大,主要是蛋白质发挥功能所依赖的高级结构十分复杂,C正确;
D、如果将第168、282、283位的氨基酸全部替换,Cry蛋白可能会失去原有的功能,D错误。
故选D。
8.C
【分析】植物细胞工程的应用包括:植物繁殖的新途径(微型繁殖、作物脱毒)、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(生产紫草宁、人参皂苷)。
【详解】A、植物微型繁殖为无性繁殖,其能保持亲本的优良性状,A错误;
B、利用植物体细胞杂交获得番茄—马铃薯,其变异类型为染色体数目变异,B错误;
C、由于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的隐性性状容易显现,因此单倍体也是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料,C正确;
D、次生代谢物是一类小分子有机化合物,一般认为不是植物基本的生命活动所必需的,D错误。
故选C。
9.D
【分析】动物细胞培养的过程:取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞,制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。动物细胞培养条件:(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、培养前,可用机械的方法或者胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理某些组织使其分散成单个细胞,A正确;
B、用合成培养基培养动物细胞时一般要加入血清等天然成分,B正确;
C、悬浮培养单克隆动物细胞一定程度上能避免接触抑制,贴壁培养才会出现接触抑制,C正确;
D、进行传代培养时,悬浮培养的细胞处于游离状态,因而可直接用离心法收集,D错误。
故选D
10.C
【分析】据图可知,从黑鼠中提取体细胞诱导形成多能干细胞,然后注入到特殊处理使内细胞团不发育的囊胚中,形成的重组囊胚移入到白鼠(代孕母鼠),最终形成克隆鼠X。
【详解】A、克隆鼠X是由多能干细胞发育形成的,与滋养层细胞中遗传物质并不相同,因此对克隆鼠X进行性别鉴定时不能从滋养层处取样,A错误;
B、克隆鼠是由黑鼠体细胞诱导形成的多能干细胞发育形成的,与黑鼠遗传特性相同,因此将克隆鼠的肝脏移植给黑鼠可避免免疫排斥反应,但是若发生基因突变,可能会发生免疫排斥反应,B错误;
C、黑鼠提供体细胞诱导形成多能干细胞,黑鼠和白鼠不需要进行同期发情处理,灰鼠提供胚胎,灰鼠和白鼠需要进行同期发情处理,C正确;
D、胚胎早期发育时,囊胚内部开始出现含液体的腔,D错误。
故选C。
11.B
【分析】植物体细胞杂交是指将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。诱导原生质体融合的方法:物理法(离心、振动、电激等)和化学法(聚乙二醇等)。植物体细胞杂交的意义:克服远缘杂交不亲和的障碍,扩大亲本范围,培育作物新品种。
【详解】A、差速离心不可以实现细胞去核,显微操作、紫外线照射等方法可以实现细胞去核,A错误;
B、分析题意,青花菜远缘植物的细胞质中存在抗除草剂基因,则在植物体细胞杂交时应保留青花菜的细胞质,图中的乙原生质体细胞核失去活性,但细胞质正常,应是青花菜远缘植物,甲的原生质体细胞质失活,应表示青花菜植株,B正确;
C、与葡萄糖相比,相同质量的葡萄糖和蔗糖,蔗糖的渗透压更小,更适合用于调节渗透压,D 过程通常用蔗糖提供碳源并调节渗透压,C错误;
D、甲植株的细胞细胞质失去活力,乙植株的细胞核失去活力,杂种植株为依然为二倍体,D错误。
故选B。
12.A
【分析】据图分析可知,两种细菌的细胞数目在PE薄膜培养液中都是先缓慢增加,后快速增加,最终趋于稳定,符合“S”形增长;PE失重率变化曲线可知YP1明显高于YT1。
【详解】A、从蜡虫肠道中分离目的细菌可采用稀释涂布平板法或平板划线法,A正确;
B、本实验研究细菌对聚乙烯(PE)的降解作用,所以PE薄膜培养液为选择培养基,仅由PE提供能量,不含葡萄糖等其他碳源,B错误;
C、分析细胞数量变化曲线可知两种细菌的细胞数目在PE薄膜培养液中都是先缓慢增加,后快速增加,最终趋于稳定,符合“S”形增长,C错误;
D、用YP1细菌处理PE失重率明显高于YT1细菌,且其细菌数目少,因此,YP1细菌分解PE的能力强于YT1细菌,D错误。
故选A。
13.B
【分析】细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程;细胞分化的实质是基因的选择性表达。
【详解】A、体外培养iPS细胞时,培养液中需添加血清,并定期更换培养液,防治代谢废物大量积累影响细胞增殖,A正确;
B、神经细胞是高度分化的细胞,没有细胞周期,B错误;
C、源自病人体细胞的iPS细胞,遗传物质相同,具有相同MHC,用于器官移植可避免免疫排斥反应,C正确;
D、药物实验无法直接用于个体,因此其安全性和有效性的检测可以由iPS细胞产生的特定细胞来进行实验,D正确。
故选B。
14.B
【分析】DNA的溶解性:DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同;DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。
【详解】A、DNA不溶于酒精,某些蛋白质溶于酒精,可利用这一原理初步分离DNA与蛋白质,A错误;
B、自然生长茎段的消毒属于外植体消毒,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,B正确;
C、一般通过注射促性腺激素使性成熟的雌鼠超数排卵处理,C错误;
D、激活重构胚的方法包括电刺激、Ca2+载体、蛋白酶合成抑制剂、乙醇等激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,D错误。
故选B。
15.B
【分析】基因工程技术的基本步骤:目的基因的获取;基因表达载体的构建;将目的基因导入受体细胞;目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、步骤②构建基因表达载体常用的工具酶有限制酶(基因“剪刀”)、DNA连接酶(缝合的“针线”),A正确;
B、将目的基因导入细菌细胞通常用Ca2+处理,用Ca2+处理大肠杆菌,其目的是使大肠杆菌处于感受态,有利于吸收周围环境中DNA分子,B错误;
C、将目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法,C正确;
D、受精卵需要用胚胎体外培养培养至桑葚胚或囊胚阶段然后进行胚胎移植,故步骤⑦中需要运用到的技术有胚胎体外培养、胚胎移植,D正确。
故选B。
16.B
【分析】将获能精子与处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞融合即可得到受精卵,受精卵经过体外培养形成早期胚胎,为了快速繁育优良品种,可以采用胚胎分割的技术手段,即选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行分割,分割后产生的个体因为所含的遗传物质相同,所以性状表现很相似。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。大量的研究已经证明,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
【详解】A、在进行体外受精前要对精子进行获能处理,精子获能后才能完成受精,A细胞是次级卵母细胞要培养到MⅡ期,A正确;
B、若SRY-PCR法的检测结果为阳性,则该胚胎为雄性,不可进行移植,B错误;
C、在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,为防止胚胎分割影响胚胎的恢复和进一步发育,应注意胚胎分割要将内细胞团均等分割,C正确;
D、胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内,胚胎移植的实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。
故选B。
17.D
【分析】果酒制作的菌种为酵母菌,其代谢类型为异养兼性厌氧型。
【详解】A、啤酒的工业化生产须进行消毒以延长酒的保质期,果酒制作发酵结束后不需要消毒,A错误;
B、果酒的传统制作所用菌种为原料中天然存在的菌种,而啤酒工业化生产所用菌种为从自然界筛选出来的、或诱变育种或基因工程获得的性状优良的单一菌种,B错误;
C、果酒的传统制作无需灭菌,C错误;
D、果酒制作不需要糖化处理,啤酒生产需要淀粉糖化处理,D正确。
故选D。
18.C
【分析】受精作用是指在生物体的有性生殖过程中,精子和卵细胞通常要融合在一起,才能发育成新个体。
【详解】A、采集来的卵母细胞需要再体外培养成熟才能与获能处理的精子在体外融合,A错误;
B、超数排卵是用促性腺激素处理雌性优良供体使其排卵数显著增加的过程,B错误;
C、胚胎移植是将早期胚胎(桑椹胚、早期囊胚)移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内,C正确;
D、胚胎分割是指用机械方法将桑椹胚、囊胚等早期胚胎分割成若干等份,原肠胚已经发生分化,无法进行分割,D错误。
故选C。
19.B
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法,将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、需要提取木质素降解酶基因并构建高表达工程菌,以提高秸秆的饲用价值,因此目的基因是木质素降解酶基因,A正确;
B、显微注射法常用于将目的基因导入动物细胞,工程菌一般用Ca2+处理增大通透性,B错误;
C、通过已知的目的基因设计引物,检测工程菌种是否成功导入了目的基因,C正确;
D、工程菌构建成功的标志是产生的工程菌能高效表达木质素降解酶,降解木质素,D正确。
故选B。
20.C
【分析】杂交瘤细胞的特点:既能大量增殖,又能产生特异性抗体;单克隆抗体与常规的血清抗体相比,最大的优势在于特异性强,灵敏度高,可大量制备。
【详解】A、利用单克隆抗体的特异性,在临床上用荧光标记的单克隆抗体,可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病,单克隆抗体自身也能用于治疗疾病,不一定需要加载药物,A错误;
B、步骤①向小鼠注射My蛋白,让小鼠发生免疫反应,获得能产生抗体的B淋巴细胞;步骤⑤向小鼠腹腔注射分泌My抗体的杂交瘤细胞,目的是获得单克隆抗体,B错误;
C、步骤③获得的杂交瘤细胞可能有多种,都能无限增殖但分泌的抗体类型不一定相同,C正确;
D、步骤⑤⑥后可在小鼠腹水中或细胞培养液中获取大量的抗My单克隆抗体,D错误。
故选C。
21.(1)有利于hCGβ进入内质网加工
(2)限制酶
(3) Ca2+ 氨苄青霉素
(4) Taq DNA聚合酶、dNTP(4种脱氧核苷酸) 条带迁移出凝胶 3
(5) a、b 抗原—抗体杂交法
(6)可以通过控制培养液中甲醇作为唯一碳源,来控制hCGβ基因表达
【分析】据图可知,图1中Ⅰ为基因表达载体的构建过程,Ⅱ是将重组DNA导入大肠杆菌,Ⅲ是提取并鉴定所需要的重组质粒,Ⅵ是将选择的重组质粒导入酵母菌内,Ⅴ是筛选符合要求的酵母菌,Ⅵ是提取目的基因的产物。
【详解】(1)甲序列指导合成的信号肽能引导后续合成的肽链进入内质网腔,因此hCGβ基因需要与甲序列一起构建形成融合基因,其目的是有利于hCGβ进入内质网中加工,并分泌到细胞外。
(2)传统重组质粒构建过程需要使用限制酶和DNA连接酶,而该过程是运用同源切割的方式在hCGβ基因两端加上一组同源序列A、B,然后将hCGβ基因与线性质粒载体混合后,在重组酶和DNA连接酶的作用下可形成环化质粒,该过程没有使用限制酶,所以同源切割是一种代替限制酶将目的基因导入基因表达载体的方法。
(3)将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法(钙离子处理法),即用Ca2+处理;由于线性质粒上含有氨苄青霉素抗性基因,因此导入环化质粒的大肠杆菌具有氨苄青霉素抗性,因此应在含有氨苄青霉素的培养基中筛选得到含hCGβ基因表达载体的大肠杆菌后进行扩增。
(4)计相应的引物对融合基因进行PCR扩增,PCR反应体系中需加入模板、Taq DNA聚合酶、dNTP(4种脱氧核苷酸)引物、Mg2+、缓冲液等;缓冲液中含有的溴酚蓝作为电泳指示剂,以防条带迁移出凝胶;据图分析可知,hCGβ基因的长度为630bp,甲序列长度是320bp,因此融合基因长度950bp,结合图2可知,3号样品电泳出现约1000(950bp)条带,故3号样品最符合要求。
(5)于环状质粒中含有组氨酸合成酶基因和氨苄青霉素抗性基因,且筛选重组质粒时大肠杆菌是在含有氨苄青霉素的培养基上培养的,因此为筛选导入重组质粒的酵母菌,培养基中不需要再加入b组氨酸和a氨苄青霉素,但需要加入无机盐和琼脂,形成固体培养基,以筛选目的菌体; hCGβ是一种分泌蛋白,可被分泌到细胞外,将培养物离心后分出细胞和培养液两部分,细胞经破碎处理后,再次离心取上清液,可获得较多的hCGβ,用抗hCGβ单克隆抗体分别进行检测,即抗原—抗体杂交法。
(6)AOXⅠ为甲醇氧化酶基因的启动子,只能在以甲醇为唯一碳源的培养基中正常表达,因此选用AOX1作为hCGβ基因启动子,可以通过控制培养液中甲醇的有无,来控制hCGβ基因的表达hCGβ蛋白的合成。
22.(1) MⅡ期 获能
(2) 同期发情 可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力;大大缩短了供体本身的繁殖周期;使供体的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍
(3) 无性生殖 显微操作 黑熊A和黑熊B
(4) 内细胞团均等分割 滋养层
【分析】胚胎移植的基本程序:①对供、受体的选择和处理(用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存;④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
【详解】(1) 超数排卵排出的细胞必须生长到MⅡ期才具有受精能力,故黑熊A通过超数排卵获得的细胞必须培养到MII期;从黑熊C采集到的精子需要进行获能处理才具备受精能力。
(2)D受体雌性接受来自黑熊♀A体内的胚胎,所以必须和黑熊♀A进行同期发情处理,目的是使体内的生理环境保持一致,提高胚胎的存活率;受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应,这是移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础。胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力;大大缩短了供体本身的繁殖周期;使供体的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍。
(3)方法Ⅱ通过体细胞核移植进行的生殖方式为无性生殖,即克隆。体细胞核移植普遍使用的方法是通过显微操作去掉卵母细胞中的染色体-纺锤体复合物得到无核的卵母细胞。最终F的遗传物质来自于黑熊A(细胞质遗传物质)和黑熊B(细胞核遗传物质)。
(4)为了获得更多的胚胎,可以对过程①得到的胚胎进行胚胎分割,胚胎分割时,应选择发育到桑葚胚或囊胚时期的胚胎进行操作,选择对象应是发育良好、形态正常,对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将内细胞团均等分割,若要做DNA分析,可取囊胚的滋养层细胞。
23.(1)油污土壤或水体中所含脂肪较多
(2)以脂肪作为唯一碳源
(3) 稀释涂布平板法 固体培养基 大(/最大/较大) 不接种 选择(或“以脂肪作为唯一碳源”) 无菌落生长 是否起到了选择作用
【分析】培养基的概念及营养构成:
(1)概念:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出的供其生长繁殖的营养基质;
(2)营养构成:各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐,此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求;例如,培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素,培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性,培养细菌时需将pH调至中性或微碱性,培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。
【详解】(1)选择微生物时应从富含该微生物的环境中去寻找,由于油污土壤或水体中所含脂肪较多,故可能有较多的产脂肪酶的微生物,可从该类环境中寻找;
(2)为确保能够分离得到产脂肪酶的微生物,常将土壤或水体稀释液先进行选择培养,该培养基的碳源要求为以脂肪作为唯一碳源,在该培养基上,只有能分解脂肪的微生物能够生长;该步骤属于选择培养,优点是允许特定种类(产脂肪酶的微生物)的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长;
(3)微生物的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法,其中稀释涂布平板法能得到分布均匀的单菌落;由于该培养基需要进行菌落的培养和观察,故从物理形态角度考虑,该培养基属于固体培养基;直径大的菌落说明分解脂肪的能力强,故选择直径大的菌落进行纯化培养;对照实验中,判断选择培养基是否被污染,应设置一组不接种的选择培养基,预期结果是未出现菌落;此外需要接种的牛肉膏蛋白胨培养基,目的是判断选择培养基是否起到了选择作用,若对照组培养基上的菌落数大于选择培养基上的菌落数,则证明实验成功。
24.(1)能量
(2) 无菌水 无蛋白酶(或分泌蛋白酶少或蛋白酶活性低)
(3) a 诱变
(4)60~70℃
【分析】1、微生物的营养物质有5类,分别是水、无机盐、碳源、氮源及生长因子。
2、培养基按功能分为选择培养基和鉴别培养基:①选择培养基:培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的不需要的微生物的生长,促进所需要的微生物生长,培养、分离出特定的微生物(如培养酵母菌和霉菌,可在培养基中加入青霉素;培养金黄色葡萄球菌,可在培养基中加入高浓度的食盐)。②鉴别培养基:根据微生物的代谢特点,在培养基中加入某种指示剂或化学药品,鉴别不同种类的微生物,如可用伊红-美蓝培养基鉴别饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌(若有,菌落呈深紫色,并带有金属光泽)。
【详解】(1)在培养枯草芽孢杆菌时,培养基中的葡萄糖不仅可作为枯草芽孢杆菌合成含碳有机物的原料,还能为枯草芽孢杆菌的生长和繁殖提供能量。
(2)为增加实验数据的可信度,排除圆纸片本身和其他无关变量的影响,还应在相关实验操作中增设浸过无菌水的圆纸片进行对照。灭菌后培养基中高浓度的蛋白质导致培养基不透明,菌株b提取物周围没有形成明显清晰区的可能原因是无蛋白酶或分泌蛋白酶少或蛋白酶活性低。
(3)若用于生产,首选的菌株应是a,在图中a形成的透明区域最大,说明含蛋白酶最多。为进一步提高该菌株产酶的能力,可采用射线辐照进行诱变育种。
(4)据图分析,蛋白酶60~70℃活性较高,此时,其他酶活性较低,因此可以将枯草芽孢杆菌发酵液在60~70℃保温一定时间,从而将蛋白酶与其他酶的活性相区分。
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