宁夏回族自治区石嘴山市第一中学2024-2025学年高二下学期4月期中生物试题(原卷版+解析版)
展开 这是一份宁夏回族自治区石嘴山市第一中学2024-2025学年高二下学期4月期中生物试题(原卷版+解析版),共12页。试卷主要包含了单选题,非选择题-解答题等内容,欢迎下载使用。
一、单选题(共48分)
1. 下列对发酵工程及其应用的叙述,正确的有几项( )
①生产谷氨酸需将pH调至中性或弱碱性
②果酒发酵的最适温度为30~35℃,果醋发酵的最适温度为18~30℃
③泡菜制过程中,通常用加入抗生素的方法来抑制杂菌
④利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物农药可以促进植物生长
⑤啤酒的工业化生产过程中,酒精的产生积累主要在后发酵阶段完成
⑥用单细胞蛋白制成的微生物饲料,可通过发酵工程从微生物细胞中提取
A. 0项B. 1项C. 2项D. 3项
2. 谷氨酸除用于制造味精外,还可以用来治疗神经衰弱以及配制营养注射液等,我国的谷氨酸发酵在产量、质量等方面已有了较大的提高。下列关于谷氨酸发酵的叙述,错误的是( )
A. 产谷氨酸量高的菌种可通过诱变育种或基因工程育种获得
B. 在发酵结束之后,采用过滤、沉淀等方法可直接得到谷氨酸
C. 发酵过程的pH应控制为中性或弱碱性,不能呈现酸性
D. 发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,要随时了解发酵进程
3. 清代满族诗人顾太清在《酸菜》一诗中写道“秋登场圃净,白露已为霜,老韭盐封瓮,时芹碧满筐。刈根仍涤垢,压石更添浆。筑窖深防冻,冬窗一脩觞。”诗中描述了酸菜的制作过程,十分生动。下列说法错误的是( )
A. 做酸菜的瓮应该密封性良好,没有漏缝
B “时芹碧满筐”指出要用新鲜蔬菜制作泡菜
C. 制作泡菜时要把蔬菜装满发酵坛后加入盐水
D. 若泡菜咸而不酸,可能是食盐过多抑制了乳酸菌的发酵
4. 如图是植物体细胞杂交的流程示意图,下列叙述错误的是( )
A. 可用电激、聚乙二醇诱导原生质体A和B融合
B. 原生质体A和B融合形成杂种细胞D的标志是再生出细胞壁
C. D细胞再生出细胞壁后转移到培养基中培养,获得愈伤组织
D. D→E为脱分化,影响该过程的主要植物激素是生长素和赤霉素
5. 2024年2月,我国科研人员首次采用体细胞核移植技术对现存藏羊群体中的优良个体进行种质复原保存,并用于良种藏羊高效繁育,选择优良欧拉型良种公羊和湖羊母羊,顺利培育了“克隆藏羊”,基本过程如图所示。相关分析正确的是( )
(注:甲、乙是细胞,丙、丁是个体,①—⑤代表过程)
A. 乙细胞来自湖羊母羊,在体外培养到MⅡ期后去除纺锤体-染色体复合物
B. ②过程运用了体细胞核移植技术,通常采用显微操作法促使两个细胞融合
C. ③过程依次经历囊胚、桑椹胚、原肠胚等发育阶段
D. 丁羊为克隆藏羊,其遗传物质全部来自甲羊,性状与甲羊一致
6. 某科研团队通过细胞工程技术成功构建了一种人工微型器官——类器官。类器官是在体外模拟体内微环境,让干细胞或祖细胞自我组织、发育形成的具有一定结构和功能的三维细胞聚集体。下列有关类器官的叙述,错误的是( )
A. 类器官可用于药物筛选和疾病模型的建立
B. 类器官的构建过程体现了细胞的全能性
C. 类器官的培养需要添加糖类、氨基酸、血清等
D. 不同类型的类器官其细胞的基因表达情况存在差异
7. 用抗人绒毛膜促性腺激素(HCG)单克隆抗体做成的“早早孕诊断试剂盒”,在妊娠第8天就可以作出诊断,这比传统尿检HCG的诊断方法提前了10天左右,可以避免孕妇在不知道妊娠的情况下因服用药物而对胎儿造成不利影响。如图为利用小鼠制备抗HCG单克隆抗体的流程。下列叙述错误的是( )
A. 杂交瘤细胞在培养过程中一般是悬浮生长,无接触抑制现象
B. 图中过程①诱导小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时,可采用化学诱导试剂PEG
C. 过程③需用特定的选择培养基进行培养和筛选,该过程培养后的细胞均能产生抗体
D. 图中过程④获得的a细胞产生的抗体能特异性识别HCG并与之发生特异性结合
8. 我国科学家通过“实践十号”卫星将多枚小鼠早期胚胎带上了太空,利用特殊显微镜成功观察到小鼠胚胎从二细胞成功发育成囊胚过程。下列关于早期胚胎发育的叙述,正确的是( )
A. 受精完成的标志是雌、雄原核融合形成含有两个染色体组的合子
B. 卵裂期一般在透明带内分裂,细胞体积和数量不断增加
C. 早期囊胚中的内细胞团细胞可进一步发育形成胎膜和胎盘
D. 透明带破裂,胚胎从中伸展出来称为孵化,发生在原肠胚时期后
9. 体外受精技术是提高动物繁殖能力的有效措施,该技术还可为胚胎移植提供可用的胚胎。下列关于体外受精和胚胎移植的叙述,错误的是( )
A. 在精子的刺激下,卵子完成减数分裂II,排出第二极体后形成雌原核
B. 精子入卵后细胞膜会迅速发生生理反应,阻止其他精子进入卵细胞
C. 对奶牛胚胎进行分割时,应选择发育良好、形态正常的原肠胚进行均等分割
D. “设计试管婴儿”利用了体外受精技术、胚胎移植技术和遗传学诊断技术
10. 如图是利用胚胎工程培育优质奶牛的过程,下列关于该过程的分析,错误的是( )
A. 在进行①过程之前,需要对采集到的卵子继续培养、对精子进行获能处理
B. ②过程通常将胚胎培养到囊胚或原肠胚再进行分割
C. ③过程中可用分割针从滋养层取样,做DNA分析,鉴定性别
D. ⑤过程是胚胎移植,移植前需要对供体、受体进行同期发情处理
11. 高等哺乳动物受精后不久,受精卵开始进行细胞分裂。经桑椹胚、囊胚、原肠胚和组织器官的分化,最后发育成一个完整的幼体,完成胚胎发育的全过程。下图为该过程中的某一时期示意图。下列有关叙述不正确的是( )
A. 图中①②③依次为透明带、滋养层、内细胞团
B. 高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于图示时期
C. 胚胎从①中伸展出来的过程叫做孵化,没有孵化胚胎也可以继续发育
D. 受精卵在输卵管内开始进行细胞分裂
12. 如表列举了几种限制酶的识别序列及其切割位点 (箭头表示相关酶的切割位点).图是酶切后产生的几种末端.下列说法正确的是( )
A. BamHI 切割的是氢键, AluI切割的是磷酸二酯键
B. Sau3A I 和 BamHI切割产生的片段能够相连,但连接后的片段两者都不能再切割
C. ②④⑤对应的识别序列均能被 Sau3A I 识别并切割
D. T4DNA 连接酶即能连接①③,也能连接②⑤,但后者连接效率低
13. 用限制酶EcRV单独切割某普通质粒,可产生14kb(1kb即1000个碱基对)的长链,而同时用限制酶EcRV、MbI联合切割该质粒,可得到三种长度的DNA片段,见下图(其中*表示EcRV限制酶切割后的一个黏性末端)。下列关于质粒的叙述,正确的是( )
A. 质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器
B. 质粒是真核细胞或原核细胞中只能在细胞质中进行自我复制的小型环状DNA分子
C. 若用MbI限制酶单独切割该普通质粒,则产生的DNA片段的长度为5.5和8
D. 农杆菌内含有Ti质粒,在自然条件下可侵染双子叶植物和裸子植物
14. 如图是将目的基因导入大肠杆菌内制备“基因工程菌”的示意图,其中引物1-4在含有目的基因的DNA上的结合位置如甲图所示,限制酶BamHI、EcRI、HindIII在质粒上的识别位点如乙图所示。以下叙述错误的是( )
A. PCR过程完成4轮循环,理论上至少需加入引物30个
B. 过程①中不能同时使用限制酶EcRI和BamHI切割质粒
C. 在氨苄青霉素培养基上生长的大肠杆菌就是此过程制备的工程菌
D. 若已经合成了图甲所示4种引物,应选择引物1和4扩增目的基因
15. 基因工程需要三种工具:限制酶、DNA连接酶和载体。下列相关叙述正确的是( )
A. 限制酶主要是从真核生物中分离纯化出来的,具有特异性
B. DNA连接酶与DNA聚合酶催化合成的化学键相同,催化的反应底物也相同
C. 质粒的基本单位是核糖核苷酸,另外两种工具的基本单位是氨基酸
D. 基因工程中常用的载体除质粒外,还包括噬菌体、动植物病毒等
16. 下列有关DNA重组技术的基本工具的相关叙述,不正确的是
A. DNA重组技术的基本工具有三种:限制酶、DNA连接酶和载体
B. 载体需要具有多个限制酶切点,以便于目的基因的鉴定和选择
C. 限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的
D. DNA连接酶根据其来源分为两类:E.cli DNA连接酶和T4 DNA连接酶
二、非选择题-解答题(共52分)
17. 下表是某公司研发一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方,请根据表格和所学知识回答下列相关问题。
(1)若根据用途划分,该培养基属于________(填“选择”或“鉴别”)培养基。若要用上述培养基来筛选出土壤中的尿素分解菌,培养基的营养成分需怎样更改?________,并用________作为指示剂。
(2)图1和图2是培养某细菌的结果图。图1所用的接种方法可用来对活菌进行计数。此外,测定微生物数目的另一种方法是________________。
(3)以下过程中所利用主要微生物的细胞结构与大肠杆菌较相似的有____________。
A. 制作果酒B. 由果酒制作果醋
C. 制作泡菜D. 制作腐乳
(4)现从植物根际土壤中筛选出一株解淀粉芽孢杆菌H,其产生的抗菌肽抑菌效果见表。据表推测该抗菌肽对__________的抑制效果较好,若要确定其有抑菌效果的最低浓度,需在__________μg·mL-1浓度区间进一步实验。
注:“+”表示长菌,“-”表示未长菌。
18. Ⅰ、面包配牛奶是有益于健康的早餐。牛奶消毒不过关容易携带细菌,根据国家标准(GB19645-2010),每毫升合格的牛奶细菌总数不能超过50000个。某兴趣小组利用恒温水浴锅对新鲜牛奶进行消毒然后检测消毒的效果,如下图所示。
(1)图中步骤①对牛奶的消毒的方法是___________________,蛋白胨的作用有______________(写两点)。
(2)步骤③在______________附近倒平板,平板倒置培养可以防止____________________,以免造成污染。步骤③采用稀释涂布平板法进行接种,这种方法可以用来统计样品中活菌的数目,其原理是___________________
(3)兴趣小组通过步骤①~③接种了3个平板并将其和1个未接种的平板放入恒温培养箱,在适宜的温度条件下培养24~48h,然后统计出4个平板上的菌落数分别是57、53、55和9。根据这样的实验结果是否能判断该兴趣小组消毒后的牛奶细菌超标,请回答并给出原因:____________________________。
Ⅱ、中央电视台《舌尖上的中国》栏目介绍了我国各地的美食,其中利用发酵技术制作的各类特色食品,如果酒、果醋、腐乳、泡菜等,很好的展现了广大人民群众的智慧。请回答下列问题:
(4)“天地一号”苹果醋是我国著名的果醋。酿制苹果醋通常有两条途径,一条途径是向捣碎的苹果汁中直接接种醋酸菌,经过一次发酵制成,在发酵过程中需要经常向发酵液中通入_________,写出此发酵过程的反应简式:___________________;另一条途径需经过先后两次发酵获得,其简要的过程为_______________。
(5)泡菜具有独特的风味,在我国的泡菜品种中,东北酸菜和四川泡菜都非常有名,它们的制作过程基本类似,都是利用乳酸菌进行发酵。向坛中注入盐水前,煮沸所用盐水的目的是_______________。
(6)随着人们对发酵原理的认识,微生物纯培养技术的建立,发酵工程逐步形成。发酵工程的基本环节一般包括:菌种的选育、扩大培养、_____________、灭菌、接种、发酵、产品的分离、提纯等方面。其中,选育性状优良的菌种的方法有:_________________。(写出2个)
19. 2019年7月21日代孕猫在胚胎移植66天后顺利分娩,我国首例完全自主培育的克隆猫“大蒜”诞生。“大蒜”是一只非常可爱的短毛猫,小猫现在健康状况良好。这次成功培育克隆猫是世界为数不多的成功案例之一,标志着我国在克隆领域又迈进了一大步。如图为克隆猫“大蒜”培育过程的示意图,请回答下列有关问题:
(1)从去世不久的“大蒜”本体取得表皮细胞进行动物细胞培养,在培养过程中会出现细胞贴壁和_____现象,因此在核移植前要用_____酶将培养的体细胞分散开来。
(2)动物组织经处理后的初次培养称为_____。动物细胞的体外培养需要满足营养物质的供应,适宜的温度、pH和渗透压、_____的环境以及气体环境。
(3)将进行培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中,一般要在卵母细胞培养至_____(时期)再进行,目前普遍使用的去核方法是_____。供体细胞与去核卵母细胞融合,说明了细胞膜的特性是_____。
(4)克隆猫“大蒜”与死亡的“大蒜”的性状表现不完全相同,从遗传物质的角度分析其原因:_____。
(5)“大蒜”克隆成功,说明了_____具有全能性。
20. 野生稻(A)具有耐盐碱特性,栽培稻(B)具有产量高的优势。研究人员通过植物细胞工程技术培育兼具野生稻和栽培稻特性的优良植株,实验流程如图。回答下列问题:
(1)在进行“处理1”时,有时会使用到蜗牛消化道提取液,据图分析,蜗牛消化道提取液中可能含有的成分有___________。用化学方法诱导融合形成甲,除了图示方法还可以用___________进行融合,植物体细胞融合完成的标志是___________。
(2)流程图中的甲、乙分别是___________。“甲→乙”过程和“乙→试管苗”过程,需要更换培养基,原因是___________。其中“乙→试管苗”表示___________过程。
(3)“乙→试管苗”培养过程中需要给予适宜光照,目的是___________。“乙→目的植株”的培养过程应该在一定浓度的高盐碱环境下进行,目的是___________。
(4)若用目的植株的花粉粒经组织培养后染色体加倍形成植株,这种育种方法称为___________,其优点是___________。
(5)该技术能获得目的植株的理论基础是___________。
21. 回答下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的问题。如图为该实验过程中的一些重要操作示意图。
(1)正确的操作顺序是________________(用字母和箭头表示)。
(2)上图C、E步骤都加入蒸馏水,但其目的不同,分别是________和________。
(3)上图A步骤中所用酒精必须是经过_______的才能使用,该步骤的目的是________________。
(4)A中所得到的丝状物为________________色,若要鉴定其主要成分为DNA,可将该丝状物溶于________________溶液(标注质量浓度)滴加二苯胺试剂,________________后,如果出现________________则证明该丝状物的主要成分为DNA。
石嘴山市第一中学2024-2025学年高二年级期中考试
生物试题
一、单选题(共48分)
1. 下列对发酵工程及其应用的叙述,正确的有几项( )
①生产谷氨酸需将pH调至中性或弱碱性
②果酒发酵的最适温度为30~35℃,果醋发酵的最适温度为18~30℃
③泡菜制过程中,通常用加入抗生素的方法来抑制杂菌
④利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物农药可以促进植物生长
⑤啤酒的工业化生产过程中,酒精的产生积累主要在后发酵阶段完成
⑥用单细胞蛋白制成的微生物饲料,可通过发酵工程从微生物细胞中提取
A. 0项B. 1项C. 2项D. 3项
【答案】B
【解析】
【分析】1、谷氨酸棒状杆菌属于好氧型细菌,发酵过程中应进行通气和搅拌,以提高培养液中溶氧量。如果培养液中溶氧量不足,生成的产物就会是乳酸或琥珀酸。温度会影响酶的活性,控制好温度也会有利于谷氨酸高效持久的大量合成。2、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,促进植株生长,常见的有根瘤菌肥、固氮菌肥等。3、微生物含有丰富的蛋白质,以淀粉或纤维素的水解液,制糖工业的废液等为原料,通过发酵获得了大量的微生物菌体,即单细胞蛋白,用单细胞蛋白制成的微生物饲料,能使家禽、家畜增重快,产奶或产蛋量显著提高。
【详解】①谷氨酸棒状杆菌发酵时,需在中性或弱碱性条件下,才能积累谷氨酸,故生产谷氨酸需将pH调至中性或弱碱性,①正确;
②果酒发酵的最适温度为18~30℃,果醋发酵的最适温度为30~35℃,②错误;
③抗生素具有杀菌作用,会将发酵菌种如乳酸菌杀死,导致泡菜制作失败,③错误;
④利用发酵工程生产的根瘤菌肥能够增进土壤肥力,改良土壤结构,促进植株生长,不是作为农药,④错误;
⑤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,故啤酒的工业化生产过程中,酒精的产生积累主要在主发酵阶段完成,⑤错误;
⑥用单细胞蛋白制成的微生物饲料,其中的单细胞蛋白是微生物菌体,并不是通过发酵工程从微生物细胞中提取获得,⑥错误。
故选B。
2. 谷氨酸除用于制造味精外,还可以用来治疗神经衰弱以及配制营养注射液等,我国的谷氨酸发酵在产量、质量等方面已有了较大的提高。下列关于谷氨酸发酵的叙述,错误的是( )
A. 产谷氨酸量高的菌种可通过诱变育种或基因工程育种获得
B. 在发酵结束之后,采用过滤、沉淀等方法可直接得到谷氨酸
C. 发酵过程的pH应控制为中性或弱碱性,不能呈现酸性
D. 发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,要随时了解发酵进程
【答案】B
【解析】
【分析】发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、灭菌,接种,发酵,产物的分离、提纯等方面;发酵工程以其生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等特点,在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用,形成了规模庞大的发酵工业。
【详解】A、用于发酵的菌种可以从自然界中筛选,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得,A正确;
B、如果发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,即可得到产品;但谷氨酸得获得不能采用过滤、沉淀等方法分离,B错误;
C、环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖,而且会影响微生物代谢物的形成。例如,谷氨酸的发酵生产,在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸,在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺,C正确;
D、发酵罐内的发酵是发酵过程的中心环节,要随时了解发酵进程,以便适时调整发酵条件,D正确。
故选B。
3. 清代满族诗人顾太清在《酸菜》一诗中写道“秋登场圃净,白露已为霜,老韭盐封瓮,时芹碧满筐。刈根仍涤垢,压石更添浆。筑窖深防冻,冬窗一脩觞。”诗中描述了酸菜的制作过程,十分生动。下列说法错误的是( )
A. 做酸菜的瓮应该密封性良好,没有漏缝
B. “时芹碧满筐”指出要用新鲜蔬菜制作泡菜
C. 制作泡菜时要把蔬菜装满发酵坛后加入盐水
D. 若泡菜咸而不酸,可能是食盐过多抑制了乳酸菌的发酵
【答案】C
【解析】
【分析】泡菜发酵的实验原理:(1)乳酸菌在无氧条件下,将糖分解为乳酸。(2)利用乳酸菌制作泡菜的过程中会引起亚硝酸盐的含量的变化。温度过高,食盐用量不足10%、腌制时间过短,容易造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加。一般在腌制10天后,亚硝酸盐的含量开始下降。
【详解】A、酸菜制作主要利用了乳酸菌的无氧呼吸,因此做酸菜的瓮应该密封性良好,没有漏缝,A正确;
B、制作泡菜时应选用新鲜蔬菜,B正确;
C、制作泡菜时,将蔬菜、香辛料等装至八成满,倒入冷却好的盐水,使盐水没过全部菜料,盖好坛盖,C错误;
D、若泡菜咸而不酸,可能是食盐过多抑制了乳酸菌的发酵,D正确。
故选C。
4. 如图是植物体细胞杂交的流程示意图,下列叙述错误的是( )
A. 可用电激、聚乙二醇诱导原生质体A和B融合
B. 原生质体A和B融合形成杂种细胞D的标志是再生出细胞壁
C. D细胞再生出细胞壁后转移到培养基中培养,获得愈伤组织
D. D→E为脱分化,影响该过程的主要植物激素是生长素和赤霉素
【答案】D
【解析】
【分析】图示过程为植物体细胞杂交,其实质为植物原生质体的融合,在融合前需要使用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除植物的细胞壁,再用化学法(聚乙二醇)或物理法(振动、离心、电刺激)诱导原生质体融合;细胞融合完成的标志是融合细胞再生出新的细胞壁;获得融合细胞后需利用植物的组织培养技术将细胞培育成植株,故植物体细胞杂交技术的最终目的是培育具有优良性状的植物新品种。
【详解】A、可用电激、聚乙二醇诱导原生质体融合,A正确;
B、细胞融合完成的标志是融合细胞再生出新的细胞壁,B正确;
C、D细胞再生出细胞壁后转移到培养基中培养,可以获得愈伤组织,C正确;
D、D是杂种细胞,E是愈伤组织,所以D→E为脱分化,影响整个植物组织培养过程的植物激素主要是生长素和细胞分裂素,D错误。
故选D。
5. 2024年2月,我国科研人员首次采用体细胞核移植技术对现存藏羊群体中的优良个体进行种质复原保存,并用于良种藏羊高效繁育,选择优良欧拉型良种公羊和湖羊母羊,顺利培育了“克隆藏羊”,基本过程如图所示。相关分析正确的是( )
(注:甲、乙是细胞,丙、丁是个体,①—⑤代表过程)
A. 乙细胞来自湖羊母羊,在体外培养到MⅡ期后去除纺锤体-染色体复合物
B. ②过程运用了体细胞核移植技术,通常采用显微操作法促使两个细胞融合
C. ③过程依次经历囊胚、桑椹胚、原肠胚等发育阶段
D. 丁羊克隆藏羊,其遗传物质全部来自甲羊,性状与甲羊一致
【答案】A
【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。哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移槙和体细胞核移植。由于动物胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易,而动物体细胞分化程度高,表现全能性十分困难,因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。
【详解】A、乙提供卵细胞细胞质,因此为湖羊母羊,采集其卵母细胞在体外培养到MⅡ期后去核(纺锤体-染色体复合物),A正确;
B、②过程运用了体细胞核移植技术,通常采用显微注射法进行核移植,显微操作法不能使两个细胞融合,B错误;
C、根据图示信息可知,③过程属于卵裂时期,④过程依次经桑葚胚、囊胚、原肠胚等发育阶段,C错误;
D、丁羊为克隆藏羊,其细胞核的遗传物质来自甲羊,细胞质的遗传物质来自乙羊,D错误。
故选A。
6. 某科研团队通过细胞工程技术成功构建了一种人工微型器官——类器官。类器官是在体外模拟体内微环境,让干细胞或祖细胞自我组织、发育形成的具有一定结构和功能的三维细胞聚集体。下列有关类器官的叙述,错误的是( )
A. 类器官可用于药物筛选和疾病模型的建立
B. 类器官的构建过程体现了细胞的全能性
C. 类器官的培养需要添加糖类、氨基酸、血清等
D. 不同类型的类器官其细胞的基因表达情况存在差异
【答案】B
【解析】
【分析】细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
【详解】A、类器官可以模拟人体器官的结构和功能,可用于药物筛选,观察药物对类器官的作用效果,也能建立疾病模型,研究疾病的发生发展机制,A正确;
B、细胞全能性是指细胞具有发育成完整个体或其他各种细胞的潜能,类器官只是具有一定结构和功能的三维细胞聚集体,其构建过程不能体现细胞的全能性,B错误;
C、类器官的培养需要适宜的条件,添加适宜的营养物质和生长因子可以满足细胞生长和发育的需求,如加入糖类、氨基酸、血清等,C正确;
D、不同类型的类器官其功能不同,是基因选择性表达的结果,所以细胞的基因表达情况存在差异,D正确。
故选B。
7. 用抗人绒毛膜促性腺激素(HCG)单克隆抗体做成的“早早孕诊断试剂盒”,在妊娠第8天就可以作出诊断,这比传统尿检HCG的诊断方法提前了10天左右,可以避免孕妇在不知道妊娠的情况下因服用药物而对胎儿造成不利影响。如图为利用小鼠制备抗HCG单克隆抗体的流程。下列叙述错误的是( )
A. 杂交瘤细胞在培养过程中一般是悬浮生长,无接触抑制现象
B. 图中过程①诱导小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时,可采用化学诱导试剂PEG
C. 过程③需用特定的选择培养基进行培养和筛选,该过程培养后的细胞均能产生抗体
D. 图中过程④获得的a细胞产生的抗体能特异性识别HCG并与之发生特异性结合
【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、杂交瘤细胞具有癌细胞的特点,能够悬浮生长,在培养过程中一般无接触抑制现象,A正确;
B、图中过程①诱导小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时,可采用化学诱导剂PEG(聚乙二醇),B正确;
C、过程③需用特定的选择培养基进行培养和筛选,该过程培养后的细胞并非都能产生抗体。只有融合的杂交瘤细胞能在选择培养基上生长并产生抗体,未融合的细胞以及自身融合的细胞不能在选择培养基上存活,C错误;
D、图中过程④获得的a细胞是能产生抗HCG单克隆抗体的杂交瘤细胞,其产生的抗体能特异性识别HCG并与之发生直接结合,D正确。
故选C。
8. 我国科学家通过“实践十号”卫星将多枚小鼠早期胚胎带上了太空,利用特殊显微镜成功观察到小鼠胚胎从二细胞成功发育成囊胚的过程。下列关于早期胚胎发育的叙述,正确的是( )
A. 受精完成的标志是雌、雄原核融合形成含有两个染色体组的合子
B. 卵裂期一般在透明带内分裂,细胞体积和数量不断增加
C. 早期囊胚中的内细胞团细胞可进一步发育形成胎膜和胎盘
D. 透明带破裂,胚胎从中伸展出来称为孵化,发生在原肠胚时期后
【答案】A
【解析】
【分析】胚胎发育过程为:受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚与器官形成等阶段。其中卵裂阶段发生在透明带中,囊胚就会从透明带出来,进入母体子宫内,并植入子宫内膜的过程。卵裂期特点:细胞进行有丝分裂,数量增加,胚胎总体积不增加。
【详解】A、雌雄原核融合形成含有两个染色体组的合子是受精完成的标志,A正确;
B、胚胎的早期发育在透明带内进行的阶段称为卵裂期,此时胚胎总体积基本不变,B错误;
C、囊胚期滋养层细胞将来能够发育成胎膜和胎盘,内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,C错误;
D、孵化完成后将发育形成原肠胚,D错误。
故选A。
9. 体外受精技术是提高动物繁殖能力的有效措施,该技术还可为胚胎移植提供可用的胚胎。下列关于体外受精和胚胎移植的叙述,错误的是( )
A. 在精子的刺激下,卵子完成减数分裂II,排出第二极体后形成雌原核
B. 精子入卵后细胞膜会迅速发生生理反应,阻止其他精子进入卵细胞
C. 对奶牛胚胎进行分割时,应选择发育良好、形态正常的原肠胚进行均等分割
D. “设计试管婴儿”利用了体外受精技术、胚胎移植技术和遗传学诊断技术
【答案】C
【解析】
【分析】体外受精包括精子的采集和获能、卵母细胞的采集和培养、体外受精,该技术产生的动物称为试管动物。
【详解】AB、体内受精时,当精子触及卵细胞膜的瞬间,透明带会迅速产生生理反应阻止后来的精子进入;精子入卵后卵子完成减 数分裂Ⅱ、排出第二极体、形成雌原核,AB正确;
C、对奶牛胚胎进行分割时,应选择发育良好、形态正常桑葚胚或囊胚进行均等分割,不能选择原肠胚,因为原肠胚高度分化,C错误;
D、设计试管婴儿是指体外受精形成的胚胎在植入母体孕育前,根据人们的需要,将胚胎的一个细胞取出,进行某些基因检测, 设计试管婴儿利用了体外受精技术、胚胎移植技术和植入前胚胎遗传学诊断技术,D正确。
故选C。
10. 如图是利用胚胎工程培育优质奶牛的过程,下列关于该过程的分析,错误的是( )
A. 在进行①过程之前,需要对采集到的卵子继续培养、对精子进行获能处理
B. ②过程通常将胚胎培养到囊胚或原肠胚再进行分割
C. ③过程中可用分割针从滋养层取样,做DNA分析,鉴定性别
D. ⑤过程是胚胎移植,移植前需要对供体、受体进行同期发情处理
【答案】B
【解析】
【分析】胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,分析题图,①是体外受精过程,②是早期胚胎培养,③是胚胎分割,④是分割后胚胎的恢复, ⑤是胚胎移植。
【详解】A、在进行①过程之前,需要对采集到的卵子继续培养至MⅡ期、对精子进行获能处理,A正确;
B、在进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚,将它移入盛有操作液的培养皿中,然后在显微镜下用分割针或分割刀分割,B错误;
C、内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,③过程中可用分割针从滋养层取样,做DNA分析,鉴定性别,C正确;
D、⑤过程是胚胎移植,移植前需要对供体、受体进行同期发情处理,D正确。
故选B。
11. 高等哺乳动物受精后不久,受精卵开始进行细胞分裂。经桑椹胚、囊胚、原肠胚和组织器官的分化,最后发育成一个完整的幼体,完成胚胎发育的全过程。下图为该过程中的某一时期示意图。下列有关叙述不正确的是( )
A. 图中①②③依次为透明带、滋养层、内细胞团
B. 高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于图示时期
C. 胚胎从①中伸展出来的过程叫做孵化,没有孵化胚胎也可以继续发育
D. 受精卵在输卵管内开始进行细胞分裂
【答案】C
【解析】
【分析】图示为囊胚期,其中①为透明带;②为滋养层,将来发育成胎盘或胎膜;③为内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织。
【详解】A、图示为胚胎发育过程某一时期示意图,该时期为囊胚期,图中①②③依次为透明带、滋养层、内细胞团,A正确;
B、高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于图示囊胚时期,终止于生命结束,B正确;
C、①为透明带,囊胚的扩大会导致透明带的破裂,胚胎伸展出来,这一过程叫孵化,孵化非常重要,没有孵化,胚胎无法继续发育,C错误;
D、受精卵在输卵管内开始进行细胞分裂,之后转移到子宫,D正确。
故选C。
12. 如表列举了几种限制酶的识别序列及其切割位点 (箭头表示相关酶的切割位点).图是酶切后产生的几种末端.下列说法正确的是( )
A. BamHI 切割的是氢键, AluI切割的是磷酸二酯键
B. Sau3A I 和 BamHI切割产生的片段能够相连,但连接后的片段两者都不能再切割
C. ②④⑤对应的识别序列均能被 Sau3A I 识别并切割
D. T4DNA 连接酶即能连接①③,也能连接②⑤,但后者连接效率低
【答案】C
【解析】
【分析】限制性内切核酸酶,简称限制酶:(1)来源:主要从原核生物中分离纯化出来;(2)特异性:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂;(3)结果:形成黏性末端或平末端。
【详解】A、BamHⅠ与AluⅠ切割的均是磷酸二酯键,A错误;
B、BamHⅠ切割G↓GATCC,Sau3AⅠ切割↓GATC,故二者切割后产生的黏性末端是相同的,因此二者切割后产生的黏性末端能够相连,连接后仍然存在GATC的序列,能被Sau3AⅠ切割,但是BamHⅠ不一定能切割,B错误;
C、②④⑤对应的识别序列都存在GATC,都能被Sau3AⅠ识别并切割,C正确;
D、T4DNA连接酶既可以连接黏性末端也可以连接平末端,而图中①、③属于平末端,②⑤是黏性末端,T4DNA连接酶连接平末端时效率较低,D错误。
故选C。
13. 用限制酶EcRV单独切割某普通质粒,可产生14kb(1kb即1000个碱基对)的长链,而同时用限制酶EcRV、MbI联合切割该质粒,可得到三种长度的DNA片段,见下图(其中*表示EcRV限制酶切割后的一个黏性末端)。下列关于质粒的叙述,正确的是( )
A. 质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器
B. 质粒是真核细胞或原核细胞中只能在细胞质中进行自我复制的小型环状DNA分子
C. 若用MbI限制酶单独切割该普通质粒,则产生的DNA片段的长度为5.5和8
D. 农杆菌内含有Ti质粒,在自然条件下可侵染双子叶植物和裸子植物
【答案】D
【解析】
【分析】用限制酶EcR Ⅴ单独切割某普通质粒,可产生14kb(1kb即1000个碱基对)的长链,说明质粒中含有1个EcR Ⅴ切点,同时用限制酶EcR Ⅴ、Mb Ⅰ联合切割该质粒,可得到三种长度的DNA片段,说明质粒中含有2个Mb Ⅰ切点。
【详解】A、质粒是环状DNA分子,不是细胞器,A错误;
B、质粒是最常用的载体之一,其化学本质是小型环状DNA分子,它不仅存在于原核细胞中,也存在于真核细胞中,如酵母菌,在体外,若给予适宜的条件,质粒也可能进行复制,B错误;
C、用限制酶EcR Ⅴ单独切割某普通质粒,可产生14kb(1kb即1000个碱基对)的长链,说明质粒中含有1个EcR Ⅴ切点,同时用限制酶EcR Ⅴ、Mb Ⅰ联合切割该质粒,可得到三种长度的DNA片段,说明质粒中含有2个Mb Ⅰ切点,若用Mb I限制酶单独切割该普通质粒,则产生的DNA片段为2种,总长为14kb,产生的DNA片段长度为6和8,C错误;
D、农杆菌在自然条件下可侵染双子叶植物和裸子植物,其细胞内含有Ti质粒上的T-DNA可以转移并整合到受体细胞染色体DNA上,D正确。
故选D。
14. 如图是将目的基因导入大肠杆菌内制备“基因工程菌”的示意图,其中引物1-4在含有目的基因的DNA上的结合位置如甲图所示,限制酶BamHI、EcRI、HindIII在质粒上的识别位点如乙图所示。以下叙述错误的是( )
A. PCR过程完成4轮循环,理论上至少需加入引物30个
B. 过程①中不能同时使用限制酶EcRI和BamHI切割质粒
C. 在氨苄青霉素培养基上生长的大肠杆菌就是此过程制备的工程菌
D. 若已经合成了图甲所示4种引物,应选择引物1和4扩增目的基因
【答案】C
【解析】
【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。
【详解】A、PCR 技术大量扩增目的基因时,新合成的子链上都有一个引物,原模板链不含有引物,故缓冲液中需要加入的引物个数计算公式为2n+1-2,因此PCR过程完成4轮循环,理论上至少需加入引物24+1-2=30个,A正确;
B、①是基因表达载体的构建过程;若使用EcRⅠ切割质粒会将目的基因掐入启动子上游,目的基因不能正确表达;使用HamdⅢ切割质粒将破坏标记基因,不利于目的基因的鉴定和筛选,因此该过程中应使用限制酶 BamHⅠ切割质粒,B正确;
C、在氨苄青霉素培养基上生长的大肠杆菌不一定是此过程制备的工程菌,也可能是没有导入目的基因的质粒,C错误;
D、由于DNA聚合酶只能从5′→3′延伸子链,从引物的3′开始连接脱氧核苷酸,因此扩增目的基因时应选择引物1和4,D正确。
故选C。
15. 基因工程需要三种工具:限制酶、DNA连接酶和载体。下列相关叙述正确的是( )
A. 限制酶主要是从真核生物中分离纯化出来的,具有特异性
B. DNA连接酶与DNA聚合酶催化合成的化学键相同,催化的反应底物也相同
C. 质粒的基本单位是核糖核苷酸,另外两种工具的基本单位是氨基酸
D. 基因工程中常用的载体除质粒外,还包括噬菌体、动植物病毒等
【答案】D
【解析】
【分析】1、限制性内切核酸酶(限制酶)能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
2、DNA连接酶将双连DNA片段“缝合”起来,恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
3、基因工程中使用的载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等。
【详解】A、限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的,而不是真核生物。原核生物容易受到外源 DNA 的入侵,限制酶能切割外源 DNA 以保护自身,它具有特异性,即一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割 DNA 分子,A错误;
B、DNA 连接酶与 DNA 聚合酶催化合成的化学键都是磷酸二酯键,但催化的反应底物不同。DNA 连接酶是将两个 DNA 片段连接起来,作用于 DNA 片段;而 DNA 聚合酶是将单个的脱氧核苷酸连接到已有的 DNA 链上,作用于单个脱氧核苷酸,B错误;
C、质粒是小型环状 DNA 分子,其基本单位是脱氧核苷酸,而不是核糖核苷酸;限制酶和 DNA 连接酶的化学本质是蛋白质,基本单位是氨基酸,C错误;
D、基因工程中常用的载体除质粒外,还包括噬菌体、动植物病毒等。这些载体都能将目的基因导入受体细胞,并且在受体细胞中能自我复制或整合到受体细胞的染色体 DNA 上,D正确。
故选D。
16. 下列有关DNA重组技术的基本工具的相关叙述,不正确的是
A. DNA重组技术的基本工具有三种:限制酶、DNA连接酶和载体
B. 载体需要具有多个限制酶切点,以便于目的基因的鉴定和选择
C. 限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的
D. DNA连接酶根据其来源分为两类:E.cli DNA连接酶和T4 DNA连接酶
【答案】B
【解析】
【分析】载体需满足的主要条件:1、能在宿主细胞中自我复制并稳定保存,便于目的基因的复制和表达,2、含有一个至多个限制性内切酶切割位点,便于和外源基因相连接,3、含有标记基因,供重组DNA的鉴定和筛选,4、对受体细胞无毒害作用。
【详解】A、DNA重组技术的工具有限制酶、DNA连接酶和载体,A正确;
B、载体需满足的条件之一是有一个或多个限制酶切割位点,以便外源DNA插入,B错误;
C、限制酶的来源主要是原核生物,C正确;
D、DNA连接酶分为E.cli DNA连接酶和T4 DNA连接酶,D正确。
故选B。
二、非选择题-解答题(共52分)
17. 下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方,请根据表格和所学知识回答下列相关问题。
(1)若根据用途划分,该培养基属于________(填“选择”或“鉴别”)培养基。若要用上述培养基来筛选出土壤中的尿素分解菌,培养基的营养成分需怎样更改?________,并用________作为指示剂。
(2)图1和图2是培养某细菌的结果图。图1所用的接种方法可用来对活菌进行计数。此外,测定微生物数目的另一种方法是________________。
(3)以下过程中所利用的主要微生物的细胞结构与大肠杆菌较相似的有____________。
A. 制作果酒B. 由果酒制作果醋
C. 制作泡菜D. 制作腐乳
(4)现从植物根际土壤中筛选出一株解淀粉芽孢杆菌H,其产生的抗菌肽抑菌效果见表。据表推测该抗菌肽对__________的抑制效果较好,若要确定其有抑菌效果的最低浓度,需在__________μg·mL-1浓度区间进一步实验。
注:“+”表示长菌,“-”表示未长菌。
【答案】(1) ①. 鉴别 ②. 将蛋白胨改成尿素 ③. 酚红
(2)显微镜直接计数法 (3)BC
(4) ①. 金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌 ②. 1.73~3.45
【解析】
【分析】选择培养基是将允许特定种类的微生物生长、同时抑制或阻止其他微生物生长的培养基;鉴别培养基是在培养基中加入某种试剂或化学药品,使培养后会发生某种变化,从而区别不同类型的微生物的培养基。
【小问1详解】
从配方表中可看出,该培养基中含有指示剂,可以用来鉴别微生物,故该培养基属于鉴别培养基。若要用上述培养基来筛选出土壤中的尿素分解菌,培养基的营养成分应该以尿素为唯一氮源, 故要将蛋白胨改为尿素。鉴别尿素分解菌时,需要在培养基中加入酚红指示剂,尿素分解菌产生脲酶,能将尿素分解成氨,氨使培养基pH升高,酚红指示剂变红。
【小问2详解】
则图1所示接种方法为稀释涂布平板法,计数还可以使用显微镜直接计数法。
【小问3详解】
A、制作果酒所用的菌种是酵母菌,酵母菌是真核生物,与大肠杆菌在细胞结构上有明显的差异,A错误;
B、由果酒制作果醋所用的菌种是醋酸菌,醋酸菌和大肠杆菌一样,都属于原核生物, 细胞结构中没有真正的细胞核,与题意相符,B正确;
C、制作泡菜所用的菌种为乳酸菌,乳酸菌与大肠杆菌都属于原核生物,细胞结构相似,与题意相符,C正确;
D、制作腐乳所用的主要菌种为毛霉,毛霉属于真核生物,与大肠杆菌在结构上有明显的不同,D错误。
故选BC。
【小问4详解】
分析表格可知,抗菌肽在1.73~3.45μg·mL-1最低浓度区间,金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌都不能生长,因此在1.73~3.45μg·mL-1区间进一步筛选,筛选其抑菌效果的最低浓度。
18. Ⅰ、面包配牛奶是有益于健康的早餐。牛奶消毒不过关容易携带细菌,根据国家标准(GB19645-2010),每毫升合格的牛奶细菌总数不能超过50000个。某兴趣小组利用恒温水浴锅对新鲜牛奶进行消毒然后检测消毒的效果,如下图所示。
(1)图中步骤①对牛奶的消毒的方法是___________________,蛋白胨的作用有______________(写两点)。
(2)步骤③在______________附近倒平板,平板倒置培养可以防止____________________,以免造成污染。步骤③采用稀释涂布平板法进行接种,这种方法可以用来统计样品中活菌的数目,其原理是___________________
(3)兴趣小组通过步骤①~③接种了3个平板并将其和1个未接种的平板放入恒温培养箱,在适宜的温度条件下培养24~48h,然后统计出4个平板上的菌落数分别是57、53、55和9。根据这样的实验结果是否能判断该兴趣小组消毒后的牛奶细菌超标,请回答并给出原因:____________________________。
Ⅱ、中央电视台《舌尖上的中国》栏目介绍了我国各地的美食,其中利用发酵技术制作的各类特色食品,如果酒、果醋、腐乳、泡菜等,很好的展现了广大人民群众的智慧。请回答下列问题:
(4)“天地一号”苹果醋是我国著名的果醋。酿制苹果醋通常有两条途径,一条途径是向捣碎的苹果汁中直接接种醋酸菌,经过一次发酵制成,在发酵过程中需要经常向发酵液中通入_________,写出此发酵过程的反应简式:___________________;另一条途径需经过先后两次发酵获得,其简要的过程为_______________。
(5)泡菜具有独特的风味,在我国的泡菜品种中,东北酸菜和四川泡菜都非常有名,它们的制作过程基本类似,都是利用乳酸菌进行发酵。向坛中注入盐水前,煮沸所用盐水的目的是_______________。
(6)随着人们对发酵原理的认识,微生物纯培养技术的建立,发酵工程逐步形成。发酵工程的基本环节一般包括:菌种的选育、扩大培养、_____________、灭菌、接种、发酵、产品的分离、提纯等方面。其中,选育性状优良的菌种的方法有:_________________。(写出2个)
【答案】(1) ①. 巴氏消毒法 ②. 提供碳源、氮源、维生素等
(2) ①. 酒精灯火焰 ②. 培养皿盖上的水珠落入培养基 ③. 当样品稀释度足够高时,培养基表面的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌
(3)不能,未接种的培养基表面出现菌落,说明培养基灭菌不彻底,则其他培养基上的菌落数不能表示牛奶中细菌数量
(4) ①. 无菌空气 ②. C6H12O6 + 2O22CH3COOH(乙酸)+2H2O+2CO2+能量 ③. 先接种酵母菌获得果酒,再在果酒中接种醋酸菌进一步获得果醋
(5)杀灭水中的微生物及除去水中氧气
(6) ①. 培养基的配制 ②. 从自然界中筛选;诱变育种;基因工程育种
【解析】
【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】
图中步骤①对牛奶的消毒的方法是巴氏消毒法,该方法既可以杀灭牛奶中的微生物,又可以使牛奶中的营养成分不会被破坏;蛋白胨来源于动物原料,含有糖、维生素和有机氮等营养物质,故蛋白胨的作用有提供碳源和氮源。
【小问2详解】
步骤③的接种方法是稀释涂布平板法,为防止杂菌污染,应在酒精灯火焰旁倒平板;倒置平板可以防止培养皿盖上的水珠落入培养基,以免造成污染;这种方法可以用来统计样品中活菌的数目,其原理是当样品稀释度足够高时,培养基表面的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。
【小问3详解】
兴趣小组通过步骤①~③接种了3个平板并将其和1个未接种的平板放入恒温培养箱,在适宜的温度条件下培养48h,然后统计出4个平板上的菌落数分别是57、53、55和9。由于空白对照组上长有菌落,说明该培养基灭菌不彻底,实验结果不可信,故不能判断该兴趣小组消毒后的牛奶细菌超标。
【小问4详解】
工业上酿制苹果醋通常有两条途径,一条途径是用醋酸菌直接发酵获得,由于醋酸菌是嗜氧菌,因此在发酵过程中需要经常向发酵液中通入无菌空气,其反应简式为C6H12O6 + 2O2 2CH3COOH(乙酸)+2H2O+2CO2+能量;另一条途径需经过先后两次发酵获得,即先接种酵母菌获得果酒,再在前一步产物中接种相关菌种发酵获得果醋。
【小问5详解】
向坛中注入盐水前,煮沸所用盐水的目的是杀灭水中的微生物及除去水中氧气。
【小问6详解】
发酵工程的过程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制,灭菌,接种,发酵,产品的分离、提纯等;选育性状优良的菌种的方法有:从自然界中筛选;诱变育种;基因工程育种。
19. 2019年7月21日代孕猫在胚胎移植66天后顺利分娩,我国首例完全自主培育的克隆猫“大蒜”诞生。“大蒜”是一只非常可爱的短毛猫,小猫现在健康状况良好。这次成功培育克隆猫是世界为数不多的成功案例之一,标志着我国在克隆领域又迈进了一大步。如图为克隆猫“大蒜”培育过程的示意图,请回答下列有关问题:
(1)从去世不久的“大蒜”本体取得表皮细胞进行动物细胞培养,在培养过程中会出现细胞贴壁和_____现象,因此在核移植前要用_____酶将培养的体细胞分散开来。
(2)动物组织经处理后的初次培养称为_____。动物细胞的体外培养需要满足营养物质的供应,适宜的温度、pH和渗透压、_____的环境以及气体环境。
(3)将进行培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中,一般要在卵母细胞培养至_____(时期)再进行,目前普遍使用的去核方法是_____。供体细胞与去核卵母细胞融合,说明了细胞膜的特性是_____。
(4)克隆猫“大蒜”与死亡的“大蒜”的性状表现不完全相同,从遗传物质的角度分析其原因:_____。
(5)“大蒜”克隆成功,说明了_____具有全能性。
【答案】(1) ①. 接触抑制 ②. 胰蛋白(或胶原蛋白)
(2) ①. 原代培养 ②. 无菌无毒
(3) ①. MⅡ(减数分裂Ⅱ中期) ②. 显微操作(法) ③. 具有流动性
(4)生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制(卵母细胞细胞质中的遗传物质也能影响克隆动物的性状)
(5)动物体细胞的细胞核
【解析】
【分析】1、生物体通过无性繁殖所生成的群体或个体称为克隆,由动物体内一个细胞经过无性生殖过程进而发育形成的动物个体为克隆动物。体细胞克隆即取出一个双倍体细胞核移入一个去核的卵细胞,并在一定条件下进行核卵重组,再植入代孕母体中发育成新个体的过程。供体细胞均来自高度分化的体细胞,其种类繁多、数量无限。
2、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。
【小问1详解】
从去世不久的“大蒜”本体取得表皮细胞进行动物细胞培养,在培养过程中会出现细胞贴壁和接触抑制现象,因此在核移植前要用胰蛋白(或胶原蛋白)酶将培养的体细胞分散开来。
【小问2详解】
动物组织经处理后的初次培养称为原代培养,分瓶后的培养称为传代培养。动物细胞的体外培养需要满足营养物质的供应,适宜的温度、pH和渗透压,无菌无毒的环境以及气体环境。
【小问3详解】
将进行培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中,一般要在卵母细胞培养至MⅡ(减数分裂Ⅱ中期)再进行,目前普遍使用的去核方法是显微操作(法)。供体细胞与去核卵母细胞融合,说明了细胞膜的特性是细胞膜具有流动性。
【小问4详解】
克隆猫“大蒜”与死亡的“大蒜”的性状表现不完全相同,其原因为生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制(卵母细胞细胞质中的遗传物质也能影响克隆动物的性状)。
【小问5详解】
“大蒜”克隆成功,说明了动物体细胞的细胞核具有全能性。
20. 野生稻(A)具有耐盐碱特性,栽培稻(B)具有产量高的优势。研究人员通过植物细胞工程技术培育兼具野生稻和栽培稻特性的优良植株,实验流程如图。回答下列问题:
(1)在进行“处理1”时,有时会使用到蜗牛消化道提取液,据图分析,蜗牛消化道提取液中可能含有的成分有___________。用化学方法诱导融合形成甲,除了图示方法还可以用___________进行融合,植物体细胞融合完成的标志是___________。
(2)流程图中的甲、乙分别是___________。“甲→乙”过程和“乙→试管苗”过程,需要更换培养基,原因是___________。其中“乙→试管苗”表示___________过程。
(3)“乙→试管苗”的培养过程中需要给予适宜光照,目的是___________。“乙→目的植株”的培养过程应该在一定浓度的高盐碱环境下进行,目的是___________。
(4)若用目的植株的花粉粒经组织培养后染色体加倍形成植株,这种育种方法称为___________,其优点是___________。
(5)该技术能获得目的植株的理论基础是___________。
【答案】(1) ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 聚乙二醇(PEG) ③. 再生出新的细胞壁
(2) ①. 杂种细胞、愈伤组织 ②. 两个过程需要的营养物质和植物激素的比例不同 ③. 再分化
(3) ①. 诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用 ②. 筛选出具有耐盐碱特性的植株
(4) ①. 单倍体育种 ②. 能明显缩短育种年限 (5)植物细胞的全能性
【解析】
【分析】分析题图:图示为利用植物体细胞杂交技术培育兼具野生稻和栽培稻特性的优良植株的过程,其中的处理1是用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁,甲是杂种细胞,乙是愈伤组织。
【小问1详解】
植物细胞去除细胞壁可获得原生质体,蜗牛消化道提取液用于处理植物细胞得到原生质体,所以可能含有纤维素酶和果胶酶,因为植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,纤维素酶和果胶酶可催化细胞壁的分解。用化学方法诱导原生质体融合,除了图示的Ca2+-高pH诱导外,还可以用聚乙二醇(PEG)进行融合。植物体细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁。
【小问2详解】
原生质体融合后形成杂种细胞甲,杂种细胞经过脱分化形成愈伤组织乙,所以甲是杂种细胞,乙是愈伤组织。“甲→乙”是脱分化过程,“乙→试管苗”是再分化过程,这两个过程需要的营养物质和植物激素的比例不同,所以需要更换培养基。“乙→试管苗”表示再分化过程,即愈伤组织在一定条件下分化形成试管苗。
小问3详解】
“乙→试管苗”的培养过程中给予适宜光照,目的是诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用。“乙→目的植株”的培养过程在一定浓度的高盐碱环境下进行,是为了筛选出具有耐盐碱特性的植株,因为野生稻具有耐盐碱特性,在高盐碱环境下可筛选出融合了野生稻耐盐碱基因的植株。
【小问4详解】
用目的植株的花粉粒经组织培养形成植株,这种育种方法称为单倍体育种。单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限,因为通过秋水仙素处理单倍体幼苗可迅速获得纯合子。
【小问5详解】
该技术能获得目的植株的理论基础是植物细胞的全能性,即已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。
21. 回答下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的问题。如图为该实验过程中的一些重要操作示意图。
(1)正确的操作顺序是________________(用字母和箭头表示)。
(2)上图C、E步骤都加入蒸馏水,但其目的不同,分别是________和________。
(3)上图A步骤中所用酒精必须是经过_______的才能使用,该步骤的目的是________________。
(4)A中所得到的丝状物为________________色,若要鉴定其主要成分为DNA,可将该丝状物溶于________________溶液(标注质量浓度)滴加二苯胺试剂,________________后,如果出现________________则证明该丝状物的主要成分为DNA。
【答案】(1)C→B→E→D→A
(2) ①. 加速细胞的破裂 ②. 降低NaCl溶液的浓度,使DNA析出
(3) ①. 充分预冷 ②. 提取含杂质较少(或较纯净)的DNA
(4) ①. 白 ②. 2ml/LNaCl ③. 沸水浴 ④. 蓝色
【解析】
【分析】1、DNA的溶解性:(1)DNA和蛋白质等其它成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同。(2) DNA不溶于酒精溶液,但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精。利用这一原理,可以将DNA和蛋白质进一步分离。
2、沸水浴下,DNA遇二苯胺被染成蓝色。
【小问1详解】
根据DNA的粗提取和鉴定步骤:加入蒸馏水,破碎细胞→过滤,获取含DNA的滤液→去除滤液中杂质→DNA的析出→鉴定。所以正确的操作顺序是C→B→E→D→A 。
【小问2详解】
C加蒸馏水是使血细胞吸水破裂,E加蒸馏水是使NaCl溶液的浓度降低,析出DNA。
【小问3详解】
DNA不溶于酒精,95%的冷酒精凝集效果最佳,所以A步骤中所用酒精必须经过充分预冷才能使用,以便除去溶于酒精的杂质,提取含杂质较少(或较纯净)的DNA。
【小问4详解】
A中所得到的丝状物主要成分为DNA,为白色。沸水浴下,DNA遇二苯胺被染成蓝色,所以为鉴定A中所得到的丝状物的主要成分为DNA,可滴加二苯胺试剂,沸水浴,如果出现蓝色,则该丝状物的主要成分为DNA。
限制酶
AluI
BamHI
SmaI
Sau3AI
识别序列
AG↓CT
TC↑GA
G↓GATCC
CCTAG↑G
CCC↓GGG
GGG↑CCC
↓GATC
CTAG↑
成分
蛋白胨
乳糖
蔗糖
K2HPO4
指示剂
琼脂
含量(g)
10.0
5.0
5.0
2.0
0.2
12.0
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到 1 000 mL
测试菌
抗菌肽浓度/(μg·mL-1)
55.20
27.60
13.80
6.90
3.45
1.73
0.86
金黄色葡萄球菌
-
-
-
-
-
+
+
枯草芽孢杆菌
-
-
-
-
-
+
+
禾谷镰孢菌
-
+
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+
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+
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假丝酵母
-
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限制酶
AluI
BamHI
SmaI
Sau3AI
识别序列
AG↓CT
TC↑GA
G↓GATCC
CCTAG↑G
CCC↓GGG
GGG↑CCC
↓GATC
CTAG↑
成分
蛋白胨
乳糖
蔗糖
K2HPO4
指示剂
琼脂
含量(g)
10.0
5.0
5.0
2.0
0.2
12.0
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到 1 000 mL
测试菌
抗菌肽浓度/(μg·mL-1)
55.20
27.60
13.80
6.90
3.45
1.73
0.86
金黄色葡萄球菌
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假丝酵母
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