河南省部分名校2024-2025学年高二下学期4月期中生物试题(解析版)
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这是一份河南省部分名校2024-2025学年高二下学期4月期中生物试题(解析版),共20页。
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列关于传统发酵技术操作及原理的叙述,正确的是( )
A. 由果酒到果醋的发酵过程,只需变成有氧条件即可
B. 制作果酒时,发酵的时间越长,则产生的酒精就越多
C. 制作泡菜时,需要密封是因为醋酸菌是厌氧型生物
D. 毛霉可将豆腐中蛋白质分解为小分子肽和氨基酸
【答案】D
【分析】①果酒发酵原理为酵母菌无氧呼吸产生酒精,需要密封提供无氧环境,发酵最适温度为18~30℃;
②果醋发酵原理为醋酸菌有氧呼吸产生醋酸,需要通入无菌空气,发酵最适温度为30~35℃;
【详解】A、果酒发酵转变为果醋发酵时,需要改变的条件有通入无菌空气和提高发酵温度到30~35℃,A错误;
B、果酒制作原理为酵母菌无氧呼吸产生酒精,酒精堆积会影响酵母菌正常生命活动,因此不会随着发酵时间的延长酒精产量无限增多,B错误;
C、制作泡菜时,起主要作用的菌为乳酸菌,其代谢方式为无氧呼吸,因此发酵过程中需要密封来提供无氧环境,C错误;
D、制作腐乳时,毛霉菌可将豆腐中的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸,D正确。
故选D。
2. 如图为实验室培养和纯化大肠杆菌过程中的部分操作步骤,下列说法不正确的是( )
A. ①步骤使用的培养基已经灭菌并调节过pH
B. ②步骤接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落
C. ④中每次划线前后都需要对接种环进行灼烧处理
D. ①②③步骤操作时都需要在酒精灯火焰旁进行
【答案】B
【详解】①步骤为倒平板,使用的培养基已经灭菌并调节过pH,A项正确;②步骤为接种,接种环经火焰灭菌后应冷却后再挑取菌落,以防高温杀死大肠杆菌,B项错误;④中每次划线前后对接种环进行灼烧处理,是为了杀死接种环上残留的菌种,使划线时接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端,从而通过划线次数的增加,使每次划线时菌种的数目逐渐减少,以便得到菌落,C项正确;①②③步骤操作时都需要在酒精灯火焰旁进行,防止被杂菌污染,D项正确。
3. 下列有关菊花组织培养的叙述,正确的是( )
A. 整个培养至开花过程中应在密闭条件下进行,以免造成杂菌的污染
B. 为了充分利用培养条件,每个锥形瓶可接种16~18块外植体
C. 培养形成的愈伤组织可直接移栽到大田再分化形成植株
D. 外植体消毒常进行流水冲洗、酒精处理、消毒液处理等措施
【答案】D
【分析】用菊花的茎尖进行植物组织培养培育试管苗需脱分化和再分化,其中脱分化过程需要避光,能形成愈伤组织,其分化程度低,全能性高再分化过程需要在光照条件﹐能形成胚状体,胚状体进―步发育形成试管苗。
【详解】A、在植物组织培养长出根芽等器官后,植物可以进行光合作用,自己制造有机物,此后的阶段不需要严格的密闭条件,A错误;
B、为了充分利用培养条件,每个锥形瓶可接种6-8块外植体,B错误;
C、培养形成的愈伤组织需要培育成试管苗,且需要经过练苗后才可移栽到大田再分化形成植株,C错误;
D、外植体消毒常进行流水冲洗、酒精处理、消毒液处理等措施,以防止杂菌污染,D正确。
故选D。
4. 我国传统中药紫草中的紫草素是一类具有抗肿瘤、抗菌作用的天然产物。研究人员利用细胞工厂化生产来获得紫草宁。下列相关描述正确的是( )
A. 通过植物组织培养可获得紫草宁来达成目标
B. 为获得紫草宁该方式利用的原理是植物细胞的全能性
C. 需提供促进细胞生长的条件,以提高单个细胞中的紫草宁含量
D. 紫草宁是一类小分子有机化合物,属于紫草细胞的次生代谢物
【答案】D
【分析】一、植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。
二、植物组织培养的条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
【详解】A、植物组织培养一般最终获得是完整植株,而紫草宁的获得不需要完整的个体,因此可通过植物细胞培养可获得紫草宁来达成目标,A错误;
B、生产紫草宁不需要培养获得紫草植株,植物细胞全能性的体现需要将单个细胞培养形成完整个体,因此利用的原理不是植物细胞的全能性,B错误;
C、紫草宁的工厂化生产主要是通过提高细胞数量来提高紫草宁产量的,无法提高单个细胞中的紫草宁含量,C错误;
D、紫草宁不是紫草细胞生长和生存所必需的,是紫草次生代谢产生的一类非必需的小分子有机化合物,D正确。
故选D。
5. 微生物合成的油脂是制备生物柴油的新型原料。研究人员进行产油脂芽孢杆菌的筛选,从a平板初筛后得到b平板中的菌落1~5,通过原位影印到c平板并进行染色,结果如d所示,将b平板上的目标菌株接种到e平板上。已知苏丹黑B能使脂类物质呈黑色,下列分析错误的是( )
A. a平板需要以油脂作为唯一的碳源
B. 土壤菌液经过系列稀释的目的是提高产油脂芽孢杆菌的数量
C. 图示的实验结果可用作产油脂芽孢杆菌鉴定
D. 可挑选b平板上的菌落2或4接种到e平板上进一步纯化培养
【答案】AB
【分析】一、灭菌是指在强烈的理化因素条件下,杀死物体内外所有微生物,包括芽孢和孢子。二、灭菌的常用方法(1)灼烧灭菌法,例如:接种工具;(2)干热灭菌法,例如:玻璃器皿、金属用具(3)高压蒸汽灭菌法,例如:培养基及容器。
【详解】A、实验目的是筛选产油脂芽孢杆菌,该细菌能产生油脂,故培养基中不需要加入油脂,A错误;
B、土壤菌液经过系列稀释的目的是降低产油脂芽孢杆菌的数量,分离出单菌落,B错误;
C、题干信息:苏丹黑B能使脂类物质呈黑色,可见图示的实验结果可用作产油脂芽孢杆菌鉴定,C正确;
D、苏丹黑B能使脂类物质呈黑色,b平板上的菌落2或4在d平板上呈黑色,可挑选b平板上的菌落2或4接种到e平板上进一步纯化培养,D正确。
故选AB。
6. 科研人员为了培育出猕猴桃新品种,利用毛花猕猴桃和软枣猕猴桃为实验材料,进行了植物体细胞杂交实验,部分实验流程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 过程I可以使用酶解法,还可以用盐酸和酒精混合配制的解离液来完成
B. 过程Ⅱ通常在无菌水中,采用化学法或物理法诱导原生质体融合
C. 过程Ⅲ表示原生质体融合后再生出细胞壁,是植物细胞融合成功的标志
D. 过程Ⅳ为脱分化,过程V为再分化,两者所需的植物生长调节剂的配比相同
【答案】C
【分析】图示表示植物体细胞杂交过程,过程Ⅰ表示酶解法去除细胞壁获得细胞原生质体的过程,过程Ⅱ表示原生质体融合的过程,过程Ⅲ表示融合细胞再生出新的细胞壁的过程,过程Ⅳ表示脱分化的过程,过程Ⅴ表示再分化的过程。
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此过程Ⅰ要利用纤维素酶和果胶酶水解细胞壁获得原生质体,盐酸和酒精混合配制的解离液会杀死细胞,A错误;
B、过程Ⅱ通常在等渗溶液中采用化学法(聚乙二醇融合法、高Ca2+—高pH融合法)或物理法(离心法、电融合法等)诱导原生质体融合,B错误;
C、Ⅲ为融合的原生质体再生出新的细胞壁的过程,是细胞融合成功的标志,C正确;
D、图中过程Ⅳ表示脱分化,Ⅴ表示再分化,两者所需的植物生长调节剂的配比不同,如生长素与细胞分裂素比例适中时,有利于愈伤组织的形成;生长素/细胞分裂素比例升高,利于根的分化;生长素/细胞分裂素比例降低,利于芽的分化,D错误。
故选C。
7. 利用百合脱毒苗通过组织培养技术能生产出无病毒、健康、高产的百合植株。脱毒苗在商业种植、科研育种和园艺观赏等方面具有广泛应用,为百合产业的发展提供了有力支持。制备百合脱毒苗的实验操作流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 取材于百合的分生区,是因为该部位所含的病毒极少,甚至无病毒
B. 过程①需要在培养基中加入细胞分裂素和生长素
C. 过程②不需要更换培养基,但需要增加光照
D. 培养基中的脱毒苗在移栽前需要去除封口膜,并在培养箱中生长几日
【答案】C
【分析】植物组织培养技术是指将离体的植物器官、组织或细胞等,在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。其具体流程为:接种外植体→诱导愈伤组织→诱导生芽→诱导生根→移栽成活。作物脱毒材料:分生区(如茎尖、芽尖)细胞;植物脱毒方法:进行组织培养;结果:形成脱毒苗。
【详解】A、用百合的分生区作为外植体培育脱毒苗,是因为该部位所含的病毒极少,甚至无病毒,A正确;
B、过程①是脱分化形成愈伤组织的过程,该过程所用的培养基需要加入细胞分裂素和生长素,B正确;
C、过程①②培育过程中,细胞所需的激素及其比例等条件不同,因此,过程②需要根据细胞的需要更换培养基,C错误;
D、培养基中的脱毒苗在移栽前需要去除封口膜,从而降低湿度,然后在培养箱中生长几日,D正确。
故选C。
8. 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、d瓶中分别进行的是原代培养和传代培养
C. 将组织用胰蛋白酶或胃蛋白酶处理,制成b瓶中的细胞悬液
D. 培养过程中还需提供O2和CO2等气体环境,CO2的主要作用是维持培养液的pH
【答案】C
【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,然后在适宜的培养条件下,让这些细胞生长和增殖的技术。
【详解】A、容器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,易于培养,A正确;
B、分瓶之前的培养是原代培养,分瓶之后的培养为传代培养,因此c、d瓶中分别进行的是原代培养和传代培养,B正确;
C、酶活性的发挥需要适宜的pH等条件,动物细胞培养所需pH为7.2~7.4,不能用胃蛋白酶处理组织,胃蛋白酶在酸性条件发挥作用,C错误;
D、细胞培养时,需通入95%的空气和5%CO2,其中CO2的主要作用是维持培养液的pH,D正确。
故选C。
9. 科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞获得了类似于胚胎干细胞的诱导多能干细胞(iPS细胞),并用iPS细胞治疗了小鼠的镰状细胞贫血症。后续研究发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。下列说法错误的是( )
A. iPS细胞的分化程度低于小鼠成纤维细胞
B. iPS细胞是类似于胚胎干细胞的一种细胞
C. iPS细胞分化成不同组织细胞时基因表达存在差异
D. 上述细胞被诱导为iPS细胞的过程,说明细胞的全能性
【答案】D
【分析】iPS细胞的诱导过程无需破坏胚胎,而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞,将它移植回病人体内后,理论上可以避免免疫排斥反应,所以科学家普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。
【详解】A、iPS细胞类似于胚胎干细胞,其分化程度低于小鼠成纤维细胞,A正确;
B、由题干可知,iPS细胞是类似于胚胎干细胞的一种细胞,B正确;
C、iPS细胞分化成不同组织细胞时基因表达存在差异,即发生了基因的选择性表达,C正确;
D、细胞的全能性是指细胞分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能,上述细胞被诱导为iPS细胞的过程,不能说明细胞的全能性,D错误。
故选D。
10. CD47是一种细胞膜表面的糖蛋白,可与巨噬细胞结合,从而抑制巨噬细胞的功能。为验证抗CD47的单克隆抗体能减弱CD47对巨噬细胞的抑制作用,某科研小组进行了实验,实验过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 向肿瘤细胞共培养体系加入血清,主要用于提供未知的能源物质
B. 对照组应设为:巨噬细胞+正常细胞共培养体系+单克隆抗体
C. 多次筛选时用到抗原一抗体杂交技术和克隆化培养技术
D. 预期实验结果为对照组巨噬细胞的吞噬能力高于实验组
【答案】C
【分析】分析题意,本实验目的是验证抗CD47的单克隆抗体能减弱CD47对巨噬细胞的抑制作用,实验的自变量是抗CD47的单克隆抗体有无,因变量是巨噬细胞的吞噬能力,据此分析作答。
【详解】A、动物细胞培养时通常会在培养液中加入一些天然成分,肿瘤细胞共培养体系加入 的血清可提供某些营养物质,A错误;
B、该实验的目的是验证抗CD47的单克隆抗体能减弱CD47 对巨噬细胞的抑制作用,因此自变量应该为抗CD47的单克隆抗体,实验设计应遵循单一变量 原则,因此对照组应设置为不加单克隆抗体的巨噬细胞和肿瘤细胞共培养体系,B错误;
C、多次 筛选时用到抗原-抗体杂交技术来检测是否产生所需抗体,同时运用克隆化培养技术以获得大 量能产生特定抗体的细胞,C正确;
D、实验组中加入了单克隆抗体,抗体与肿瘤细胞表面CD47 发生特异性结合,从而解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,而对照组中没有加入单克隆抗体, 不能与肿瘤细胞表面的CD47结合,因而无法解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,因此,预期 实验结果为实验组中吞噬细胞的吞噬能力显著高于对照组,D错误。
故选C。
11. 我国科研团队研制出全球首个以尿液中的抗原为靶标的戊肝诊断试剂盒,该成果属于单克隆抗体在临床上的应用。下列叙述错误的是( )
A. 该试剂盒的研制过程应用了动物细胞融合技术
B. 该试剂盒的检测原理为抗原抗体的特异性结合
C. 该试剂盒检测前的采样不会对受检者造成创伤
D. 该试剂盒还可用于其他类型病毒性肝炎的检测
【答案】D
【分析】单克隆抗体的制备利用了动物细胞培养、动物细胞融合等技术。
【详解】A、依据题干信息,戊肝诊断试剂盒属于单克隆抗体的研究成果,单克隆抗体制备过程需要已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合,所以动物细胞融合技术,A正确;
B、该试剂盒的检测原理为抗原抗体的特异性结合,B正确;
C、依据题干信息,该试剂盒以尿液中的抗原为靶标,所以该试剂盒检测前的采样不会对受检者造成创伤,C正确;
D、抗体具有特异性,所以戊肝诊断试剂盒只能用于戊肝的检测,不能用于其他类型病毒性肝炎的检测,D错误。
故选D。
12. 如图为受精作用及胚胎发育示意图,a、b代表两个发育时期,下列叙述正确的是( )
A. a、b分别表示原肠胚和囊胚
B. 受精卵的遗传物质一半来自精子,一半来自卵子
C. 在桑葚胚阶段胚胎的内部开始出现含有液体的腔
D. 受精卵早期分裂时,胚胎中细胞数目不断增加,但胚胎的总体积并不增加
【答案】D
【分析】①为受精作用,②为卵裂期,③④均为有丝分裂,a是囊胚,b是原肠胚。
【详解】A、根据胚胎的发育过程可知,a是囊胚,b是原肠胚,A错误;
B、受精卵的核遗传物质一半来自精子,一半来自卵子,而质遗传物质主要来自于卵细胞,B错误;
C、胚胎发育到囊胚阶段,胚胎内部开始出现含有液体的腔,C错误;
D、受精卵早期分裂时,胚胎中细胞数目不断增加,但胚胎的总体积并不增加,甚至略微缩小,D正确。
故选D。
13. 研究人员采用体细胞克隆技术培育克隆羊,其操作流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. X不能直接发育为个体的原因是细胞中的遗传物质不能表达
B. 重组细胞要进行分裂和发育需经振荡或用灭活的病毒等激活
C. 经培育得到的丁羊,其细胞内的遗传物质与甲完全相同
D. 早期胚胎在丙体内能正常孕育是因为胚胎可与母体建立正常的生理和组织联系
【答案】D
【分析】动物核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个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,这个新的胚胎经过胚胎移植最终发育为动物个体。经核移植技术得到的动物称克隆动物。该过程中采用显微操作去核法去除卵母细胞中细胞核。
【详解】A、X体细胞不能直接培育为个体的原因是动物体细胞分化程度高,恢复其全能性困难,A错误;
B、重组细胞要进行分裂和发育需要用物理或化学的方法激活,没有使用病毒,B错误;
C、经培育得到的丁羊,其细胞核遗传物质来自甲,细胞质遗传物质来自乙,因此其细胞内的遗传物质与甲不完全相同,C错误;
D、克隆动物胚胎移植到受体子宫内能存活的生理学基础:发情处理的受体动物的生殖系统为移植胚胎发育提供适宜的生理环境,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,移植胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,D正确。
故选D。
14. 中科院动物所和福州大熊猫研究中心合作,通过将大熊猫的细胞核移植到去核后的兔子卵细胞中,在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎。下列有关克隆大熊猫胚胎的叙述,错误的是( )
A. 大熊猫与其他哺乳动物的早期胚胎移植的发育阶段都相同
B. 兔子卵细胞质的作用是激发大熊猫细胞核全能性的表现
C. 克隆出的早期胚胎中,各细胞间具有相同的遗传信息
D. 在形成早期胚胎的过程中,已经出现了细胞的分化
【答案】A
【分析】一、动物早期胚胎发育过程:受精卵→卵裂→桑椹胚(桑葚胚)→囊胚→原肠胚→幼儿,其中囊胚期开始出现细胞分化。
二、选用去核卵(母)细胞的原因:卵(母)细胞大,容易操作;卵(母)细胞质多,营养丰富;含有促使细胞全能性表达的物质。
【详解】A、不同动物胚胎移植时的发育天数和发育阶段不同,A错误;
B、兔子卵细胞质含有激发大熊猫细胞核全能性表达的物质,能激发大熊猫细胞核的全能性表现,B正确;
C、早期胚胎的 细胞是由同一细胞经有丝分裂而来的,所以各细胞的遗传物质相同,C正确;
D、早期胚胎的形成过程中,在囊胚期时细胞就已经开始分化,D正确。
故选A。
15. 原肠胚形成期被称为人体胚胎发育的“黑匣子”时期。研究人员利用胚胎干细胞,在实验室中制造出不能发育成完整胚胎的“拟原肠胚”模型,用来揭示人类早期胚胎发育的过程。下列说法错误的是( )
A. 滋养层细胞将来能发育成胎膜和胎盘
B. 利用核移植所得胚胎干细胞,可以诱导发育成适合移植的器官
C. 对原肠胚进行胚胎分割,可以提高移植胚胎的利用率
D. 该模型可以研究酒精、药物和病原体对胚胎发育的影响
【答案】C
【分析】胚胎干细胞: 1、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来; 2、具有胚胎细胞的特性,在形态上表现为体积小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物体内任何一种组织细胞;另外,在体外培养的条件下,可以增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可进行遗传改造。
【详解】A、滋养层细胞将来能发育成胎膜和胎盘,A正确;
B、利用核移植所得胚胎干细胞,可以诱导发育成适合移植的器官,可减少免疫排斥反应,B正确;
C、胚胎分割时应该选择形态正常、发育良好的桑葚胚或囊胚,C错误;
D、“拟原肠胚”模型可以研究酒精、药物和病原体对胚胎发育的影响,D正确。
故选C。
16. 2023年11月,我国科研人员利用食蟹猴培育出世界首只胚胎干细胞高贡献的活体嵌合猴,该研究部分过程如图所示,由于供体猴胚胎干细胞在体外培养和妊娠期间高度嵌合于受体胚胎,使得后代活体嵌合猴的各种组织中,高达90%的细胞来源于供体胚胎干细胞。下列有关叙述正确的是( )
(注:GFP指表达绿色荧光标记蛋白,可监测供体干细胞的存活情况以及其在嵌合体不同组织中的分化、分布情况。)
A. 具有清晰GFP信号的囊胚才能被转移至代孕雌猴体内,否则难以获得嵌合猴
B. 代孕雌猴在移植嵌合囊胚前,需要饲喂含促性腺激素的饲料进行同期发情处理
C. 由图可知,代孕雌猴分娩的嵌合猴体细胞中,核遗传物质的一半来源于代孕雌猴
D. 图示过程中涉及动物细胞培养、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等工程技术
【答案】A
【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。
【详解】A、具有清晰GFP信号的囊胚,说明此囊胚被成功导入供体猴ES细胞,才能被转移至代孕雌猴体内,否则难以获得嵌合猴,A正确;
B、代孕雌猴在移植嵌合囊胚前,需要饲喂含促孕激素的饲料进行同期发情处理,而不是促性腺激素,B错误;
C、据图可知,代孕雌猴分娩的嵌合猴体细胞中既有供体猴的细胞、也有受体猴的细胞,故细胞中的核遗传物质源于受体猴或源于供体猴,C错误;
D、据图可知,图示过程没有涉及体外受精技术,D错误。
故选A。
二、非选择题:本题包括5小题,共52分。
17. 真菌X可引起苹果树腐烂病,对苹果树威胁很大,目前该病仍以化学防治为主。研究人员欲从土壤中分离筛选出能抑制真菌X的芽孢杆菌进行生物防治。分离筛选芽孢杆菌的实验流程如下图所示,分析回答以下问题:
(1)图中分离芽孢杆菌的方法是________。
(2)将5g土壤加入盛有________mL无菌水的锥形瓶中,可得到稀释10倍的土壤悬液;经过梯度稀释后,接种到培养基上,再根据培养基上菌落的_______(答出两点)等特征鉴别出芽孢杆菌并进一步纯化。
(3)目的菌株筛选时,需在上图中多个实验组和对照组的A处接种等量真菌X,并在不同实验组的B处接种一系列不同浓度的同种芽孢杆菌,然后在相同且适宜的条件下培养合适的时间。判断目的菌株抑菌效果最佳的依据是________。
(4)为探究不同稀释倍数的芽孢杆菌发酵原液对感染了苹果树腐烂病枝条的抑菌率的影响,进行如下实验,请补充完整实验步骤:
①将发酵原液稀释0、5、20、50、100倍,选取________枝条进行消毒和打孔。
②实验组枝条上分别涂抹适量的不同稀释倍数的芽孢杆菌发酵原液,对照组枝条上涂抹________。
③在所有枝条的打孔处接种等量的苹果腐烂病菌(真菌X),7天后测量并计算抑菌率。
【答案】(1)稀释涂布平板法
(2)①. 45 ②. 大小、形状、颜色
(3)实验组A菌落直径最小(或实验组A菌落的直径与对照组A菌落的直径之比最小)
(4)①. 健康果树 ②. 无菌水
【分析】微生物常见的接种的方法:①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落;②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【小问1详解】由图可知在不同稀释度下取0.1mL接种到三个平板上,这种接种方法是稀释 涂布平板法。
【小问2详解】要获得稀释了10倍土壤悬液,应该将5g土壤加入45mL无菌水中充分振荡;不同种 类的细菌形成的菌落不同,菌落特征包括菌落的大小、形态、颜色及菌落的隆起程度等,因此 可以根据菌落特征鉴别出芽孢杆菌并进一步纯化,获得若干种纯化的芽孢杆菌。
【小问3详解】据题意可知,土壤中分离筛选出的芽孢杆菌能抑制真菌X,在A处均接种等量真菌X, 如果实验组A菌落直径最小,说明目的菌株抑菌效果最佳,因此目的菌株的筛选依据是实验 组A菌落直径最小。
【小问4详解】①本实验的目的是探究不同稀释倍数的芽孢杆菌发酵原液对感染了苹果树腐烂病枝条的抑 菌率的影响,为了防止杂菌污染,选取健康果树枝条进行消毒和打孔。
②实验过程应注意无菌操作,实验组枝条上应分别涂 抹等量的不同稀释倍数的芽孢杆菌发酵液,对照组枝条上涂抹等量的无菌水。
③在所有枝条的打 孔处接种等量的苹果腐烂病菌,7天后测量并计算抑菌率。
18. 狼爪瓦松是一种具有观赏价值的野生花卉,其产生的黄酮类化合物可入药。狼爪瓦松野生资源有限,难以满足市场化需求。因此,目前一般通过植物细胞工程进行培养,具体过程如图所示,其中的数字代表处理或生理过程。请回答下列相关问题:
(1)②过程形成的愈伤组织是________组织团块。________是启动②③的关键,其中通常需要光照的是________(填序号)过程,其作用是________。
(2)图中②③过程培养获得植株乙的优点有________(答出一点)。
(3)图中④过程中,相较于以幼苗为实验材料,选择愈伤组织作为实验材料的优点有:________(至少答出一点)。
(4)黄酮类化合物是广泛分布于植物体内的少量的次生代谢物。某同学认为,利用细胞产物的工厂化生产黄酮类化合物,主要是利用促进细胞生长的培养条件,来提高单个细胞中黄酮类化合物的含量,你________(填“同意”或“不同意”)该同学的观点,理由是:________。
【答案】(1)①. 不定形的薄壁(无组织结构、松散的薄壁) ②. 生长素和细胞分裂素的浓度和配比 ③. ③ ④. 诱导叶绿素的合成,满足叶绿体利用光能进行光合作用制造有机物
(2)可以高效、快速地实现种苗的大量增殖;保持优良品种的遗传特性;可全年连续实验和生产,节约人力物力
(3)对愈伤组织进行人工诱变,诱变频率大于个体水平;在较小的空间内一次性可处理大量材料或空间利用率更高,得到的变异体数目更多;周期更短;得到的变异体都是抗性细胞而不是嵌合体
(4)①. 不同意 ②. 植物细胞的次生代谢物含量很低,利用细胞产物的工厂化生产黄酮类化合物主要是通过增加细胞数量从而增加黄酮类化合物的含量
【分析】图中①表示外植体接种,②表示脱分化,③表示再分化,④表示再分化过程产生突变体,⑤表示去除细胞壁获得原生质体,⑥表示黄酮类化合物的提取。
【小问1详解】脱分化的细胞不断分裂增殖,产生不定形的薄壁(无组织结构、松散的薄壁)组织团块,称为愈伤组织。植物生长素和细胞分裂素是植物组织培养不可缺少的两种调节物质,两者的浓度和配比在脱分化和再分化中起着关键作用。诱导叶绿素的合成,满足叶绿体利用光能进行光合作用制造有机物需要光照,所以利用植物组织培养技术培养植株时,脱分化过程(②)一般不需要光照,再分化过程(③)需要光照。
【小问2详解】植物组织培养技术不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖,从生殖方式上来说植物组织培养技术属于无性生殖,因此还可以保持优良品种的遗传特性;可全年连续实验和生产,节约人力物力。
【小问3详解】在组织培养过程中,培养物的细胞处于不断分裂状态,易受培养条件和外界压力(如射线和化学物质等)的影响而发生变异。在对愈伤组织进行人工诱变,诱变频率大于个体水平;在较小的空间内一次性可处理大量材料或空间利用率更高,得到的变异体数目更多;周期更短;得到的变异体都是抗性细胞而不是嵌合体等优点。
【小问4详解】不同意该同学的观点,黄酮类化合物属于植物的次生代谢物,植物细胞的次生代谢物含量很低,利用细胞产物的工厂化生产黄酮类化合物主要是通过增加细胞数量从而增加黄酮类化合物的含量。
19. 近年来,由于世界人口的迅速增长、生物资源的过度开发和环境污染的日渐增重等诸多问题,导致野生动物郊狼的物种数量不断减少、濒临灭绝,采集精子或卵子开展常规辅助生殖较为困难,甚至无法完成。科研人员利用种间体细胞核移植技术(iSCNT)在野生动物遗传资源的保护中发挥了重要作用。具体流程如下:
(1)图示过程中①是___,②是___,③通常需要激活,使其完成___进程。
(2)与胚胎细胞核移植技术相比,iSCNT技术难度更___,原因是___。
(3)一般来说,郊狼的耳廓组织在培养时除营养外,还需提供的条件是适宜的温度、pH和渗透压、___、___。
(4)从生态的角度分析,iSCNT技术的优点是___。
【答案】(1)①. 第一极体 ②. 透明带 ③. 细胞分裂和发育
(2)①. 大 ②. 体细胞分化程度高,表现全能性更困难
(3)①. 无菌、无毒的环境 ②. 适宜的气体环境
(4)利于保护生物多样性,维持生态系统稳定性
【分析】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:哺乳动物多以36.5℃为宜,最适pH为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。)
【小问1详解】据图可知,图中①是第一极体,②是透明带;③是重组细胞,通常需要激活,使其完成细胞分裂和发育进程。
【小问2详解】与胚胎细胞核移植技术相比,种间体细胞核移植技术(iSCNT)的成功率更低,这是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,iSCNT技术难度更大。
【小问3详解】郊狼的耳廓组织在培养时除营养外,还需提供的条件是适宜的温度、pH和渗透压、无菌、无毒的环境以及适宜的气体环境(95%空气和5%的CO2)。
【小问4详解】从生态的角度分析,iSCNT技术的优点是利于保护生物多样性,维持生态系统稳定性,故iSCNT在野生动物遗传资源的保护中发挥了重要作用。
20. 黄曲霉毒素(AFB)是黄曲霉(一种真菌)产生的具有极强致癌力的小分子代谢产物。为准确检测食品中残留的AFB,科研人员开展下列研究。完成下列问题:
(1)科研人员利用小鼠制备抗AFB的单克隆抗体(即AFB单抗),运用了________和________的动物细胞工程技术,前者常用的诱导剂与植物原生质体融合不同的是可用________。
(2)AFB单抗的制备过程如下图,杂交瘤细胞需进行步骤Ⅱ________和Ⅲ________检测,经过多次筛选获得。
(3)食品中的有害残留毒素还可能有黄绿青霉素(CIT)、伏马菌素(FB)等。若想确认上述流程获得的AFB单抗具有极强的特异性,应补充的检测是________,预测相应的实验结果是________。
(4)科研人员拟将AFB单抗固定在一种新材料上,制备出“检测探针”。已知材料M稳定性、发光性能等方面有明显优势,但它很难与抗体结合;物质P可以提高材料M对抗体的亲和力。制备检测探针的流程如图1,探针发光性能与物质P的浓度关系如图2。
依据图2结果,科研人员宜选择物质P的浓度为________mg/mL作为生产检测探针的条件,原因是________。
(5)单克隆抗体除了上述功能,还有什么作用?写出一种:________。
【答案】(1)①. 动物细胞融合 ②. 动物细胞培养 ③. 灭活病毒
(2)①. 克隆化培养 ②. 抗体
(3)①. FB单抗与黄绿青霉素(或“CIT”)、伏马菌素(或“FB”)进行抗原-抗体杂交 ②. 不能杂交(或“阴性”无杂交带”)
(4)①. 0.8 ②. 在物质P浓度为0.8mg/mL时,探针发光性能与更高浓度时差异很小,且可节省成本
(5)治疗疾病、运载药物等
【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。
【小问1详解】单克隆抗体制备过程中需要进行细胞培养和细胞融合,运用了动物细胞融合技术和动物细胞培养技术,动物细胞融合常用的诱导剂与植物原生质体融合不同的是可用灭活的病毒。
【小问2详解】图中过程I是动物细胞融合过程,通过过程I获得的杂交瘤细胞需进行步骤I克隆化培养抗体(阳性)和Ⅲ抗体(阳性)检测,经过多次筛选获得能产生目标抗体的杂交瘤细胞,而后对该细胞进行体外或体内培养。
【小问3详解】食品中的有害残留毒素还可能有黄绿青霉素(CIT)、伏马菌素(FB)等,若想确认上述流程获得的AFB单抗具有极强的特异性,则可用AFB单抗与黄绿青霉素、伏马菌素进行抗原-抗体杂交,由于抗原和抗体杂交的特异性,因此该实验的结果是不能杂交(或“阴性”“无杂交带”)。
【小问4详解】图3结果表明,在物质P浓度为0.8mg/mL时,探针发光性能与更高浓度时差异很小,因此科研时可选择该浓度作为生产检测探针的条件,且可节省成本。
【小问5详解】单克隆抗体特异性强、灵敏度高,据此可用单克隆抗体和相应药物结合通过单克隆抗体的作用将药物定点到病灶部位进行定向治疗,可以减轻药物的副作用。另外,单克隆抗体还可用于疾病的诊断和治疗。
21. 随着生物科学技术的发展,动物的生殖方式变得越来越多样化。如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况,供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是健康的黄牛,请据图分析并回答下列问题:
(1)图中产生小牛的几个途径中,属于无性繁殖途径的有应用________(填数字)。
(2)应用1中,为了大量获取细胞B,需对供体2注射________,使用________技术获得重组细胞,最终获得的良种小牛性别为________(填“雌性”或“雄性”)。
(3)人工授精时,受精卵形成的场所是在________。当精子触及卵细胞膜的瞬间,________会迅速发生生理反应,阻止后来精子进入。
(4)进行胚胎移植的优势是________。在这项技术中,供体的主要职能变为产生具有优良遗传性状的胚胎,繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代,这就大大缩短了________本身的繁殖周期。
(5)应用3可解决良种动物快速大量繁殖的问题:对囊胚阶段的胚胎通过________技术获得二分胚①和②,操作时需要注意________,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。若要进行性别鉴定,取________细胞进行。
【答案】(1)1、3
(2)①. 促性腺激素 ②. 核移植 ③. 雌性
(3)①. 输卵管 ②. 透明带
(4)①. 可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 ②. 供体
(5)①. 胚胎分割 ②. 将内细胞团均等分割 ③. 滋养层
【分析】题图分析,应用1中供体I提供细胞核,供体2提供细胞质,经过核移植技术形成重组细胞,并发育形成早期胚,再将胚胎移植到受体子宫发育成小牛,称为克隆牛;应用2中优良公牛和供体1配种形成受精卵,并发育成早期胚胎,再将胚胎移植到受体子宫发育成小牛,属于有性生殖;应用3中采用了胚胎分割移植技术;应用4中从早期胚胎和原始性腺中获取胚胎干细胞,并进行体外干细胞培养。
【小问1详解】应用1采用了核移植技术,形成克隆动物,属于无性生殖;应用2采用体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术,形成的是试管动物,属于有性生殖;应用4表示从早期胚胎或原始性腺中提取胚胎干细胞;应用3采用了胚胎分割技术,属于无性生殖,故图中产生小牛的几个途径中,属于无性繁殖途径的为应用1、3。
【小问2详解】应用1中,为了大量获取细胞B,即卵母细胞,需要对供体2注射促性腺激素,使其超数排卵;使用核移植技术获得重组细胞,最终获得的良种小牛性别与供体1相同,因此性别为雌性。
【小问3详解】人工授精时,受精卵形成的场所是在输卵管;当精子触及卵细胞膜的瞬间,会发生透明带反应防止多精入卵的屏障。
【小问4详解】胚胎移植是胚胎工程的最后一道工序,进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力;在这项技术中,供体的主要职能变为产生具有优良遗传特性的胚胎,繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代,这就大大缩短了供体本身的繁殖周期。
【小问5详解】应用3可解决良种动物快速大量繁殖的问题:对囊胚阶段的胚胎通过胚胎分割技术获得二分胚①和②,对囊胚阶段的胚胎进行分割时需要将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;滋养层将来发育为胎儿的胎膜和胎盘,若要进行性别鉴定,取滋养层细胞进行。
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