陕西省西安市雁塔区第二中学2024-2025学年高二下学期第一次月考生物试题(原卷版+解析版)
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这是一份陕西省西安市雁塔区第二中学2024-2025学年高二下学期第一次月考生物试题(原卷版+解析版),共44页。试卷主要包含了单选题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
一、单选题(每题2分,共60分)
1. 安徽徽州毛豆腐是通过人工接种法,使豆腐表面生长出一层白色绒毛,其中主要的微生物是毛霉。豆腐经过发酵后所含的植物蛋白转化成多种氨基酸,经烹饪后味道鲜美。有关说法错误的是( )
A. 毛霉菌与乳酸菌的区别是前者有成形的细胞核
B. 豆腐可以看作给毛霉生长提供营养物质的培养基
C. 制作毛豆腐的过程必需密封容器因为氧气会抑制其繁殖
D. 毛霉产生的蛋白酶和肽酶可将蛋白质最终转化为氨基酸
2. 在古代新鲜蔬菜不易保存,人们将其制作泡菜,即改变口味又增加了储存时间。《中馈录》中记载:“泡盐菜法,定要覆水坛。此坛有一外沿如暖帽式,四周内可盛水;坛口厦一盖,浸于水中,…则所泡之菜不坏矣。泡菜之水,用花椒和盐素沸。加烧酒少许。……。坛沿外水须隔日一换。勿令其干。”下列说法不正确的是( )
A. “坛口覆一善,浸于水中”有利于保持坛内的无氧环境
B. “泡菜之水,用花椒和盐煮”的目的之一是消毒杀菌
C. 泡菜制作过程需要用到的乳酸菌属于厌氧菌,发酵会产生乳酸
D. “坛沿外水须隔日一换。勿令其干”以保证坛内适宜湿度
3. 利用卷心菜发酵制作泡菜过程中,乳酸菌、酵母菌细胞数量和pH的变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 制作泡菜时,乳酸菌繁殖会导致坛内长出一层菌膜
B. 前6天pH下降主要由乳酸菌代谢引起
C. 发酵中期酵母菌通过无氧呼吸获取能量
D. 亚硝酸盐含量在发酵过程中先上升后下降,最后趋于稳定
4. 下列关于微生物培养技术表述正确的是( )
A. 微生物的培养基中都必须加入碳源、氨源、无机盐、水及特殊营养物质
B. 无菌技术包括对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行灭菌
C. 微生物的生长除受营养因素影响外,还受pH、氧、渗透压的影响
D. 使用后的培养基丢弃前一定要进行消毒,以免污染环境
5. 在微生物的培养过程中,下列实验操作规范的是( )
A. 制作培养基的过程中先灭菌再调整pH
B. 微生物培养过程中可以使用平板划线法进行计数
C. 使用刚果红培养基选择性培养土壤中分解纤维素的微生物
D. 待培养基冷却至50℃左右时在酒精灯火焰附近倒平板制备培养基
6. 获得纯净微生物培养物的关键是防止杂菌污染,无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开。下列相关叙述错误的是( )
A. 耐高温的、需要保持干燥的物品可用干热灭菌法进行灭菌
B. 酒精能使细胞中的蛋白质变性,95%的酒精较75%的酒精消毒效果好
C. 为了避免周围环境中微生物的污染,微生物接种应在酒精灯火焰旁进行
D. 巴氏消毒可杀死绝大多数微生物同时不破坏物质的营养成分,可用于果酒消毒
7. 下列是一些关于微生物的培养和应用的基本理论和基础知识,其中都正确的一组是( )
①接种环、玻璃器皿(如培养皿等)煮沸消毒后即可使用
②人工配制的培养基常需要调 pH,其应在分装灭菌前进行
③超净工作台、接种室、空气可以通过紫外线消毒
④菌种的长期保存通常接种在试管的固体斜面培养基上,-20℃下进行
⑤用稀释涂布平板法统计菌落数的缺点是计数结果偏大
⑥实验室测定土壤中细菌的数量时,选取的稀释度的要求通常分别是:104、105、106
A. ②③⑤B. ①④⑤C. ②③⑥D. ②④⑥
8. 泡菜中含有大量乳酸菌,某同学欲利用新鲜的泡菜滤液为材料分离纯化乳酸菌。分离纯化所用的固体培养基中因含有碳酸钙而不透明,乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。下列相关叙述正确的是( )
A. 取少许泡菜滤液均匀涂布于固体培养基表面,培养一段时间后即可获得单菌落
B. 固体培养基中的碳酸钙既可以鉴别乳酸菌又可以中和乳酸菌代谢产生的乳酸
C. 对配制的培养基进行巴氏消毒处理能在达到实验目的的同时减少营养物质损失
D. 配制培养基时可加入少量链霉素以抑制杂菌的生长,进而提高分离纯化的效率
9. 有机物Y(不含N元素)是一种水体污染物。X菌是一种能够降解Y异养厌氧型微生物。科研人员从污水中筛选出了X菌,主要步骤如图所示,设置甲培养基的目的是获得更多的X菌。下列说法错误的是( )
A. 通常采用干热灭菌的方法对培养皿等玻璃器皿进行灭菌
B. 筛选该种微生物时,培养基以有机物Y为唯一碳源
C. 摇瓶M中振荡培养的目的是使X菌与氧气充分接触
D. 从培养基的组分分析,甲、乙培养基的不同在于乙中含有琼脂
10. 尿素分解菌会使培养基中的酚红指示剂变红。为了从土壤中分离出尿素分解菌,使用以尿素为唯一氮源的选择培养基进行筛选,实验的具体分组和操作如下表所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 对照组1与实验组1、2、3组对比以验证选择培养基是否被杂菌污染
B. 实验组4与实验组1、2、3组对比以验证选择培养基是否具有选择作用
C. 实验组1、2、3可分离得到尿素分解菌,实验组4菌落最多,理论上对照组无菌落
D. 选择培养基中菌落的红色环带直径与菌落直径比值越小,分解尿素的能力越强
11. 野生型菌株X能在基本培养基上生长,亮氨酸缺陷型突变株无法合成亮氨酸,只能在完全培养基上生长。下图是运用影印培养法(一种类似“盖章”的接种方法,使一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落)纯化亮氨酸缺陷型突变株的部分流程图,1~5为菌落。下列叙述不正确的是( )
A. 培养基A基本培养基,培养基B是完全培养基
B. 在基本培养基中添加亮氨酸可制成完全培养基
C. 可从培养基A中挑取菌落3、5进行纯化培养
D. 若要影印多个平板,要注意“盖章”的方向不能改变
12. 为研究细菌的耐药性变化,将含适量氨苄青霉素(Amp)和卡那霉素(Kan)圆形滤纸片,放置在均匀生长大肠杆菌的平板上,一段时间后测量抑菌圈直径,再从平板选取菌种传代,重复上述操作。I、Ⅱ、Ⅲ代筛选实验结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 传代培养时,应该在抑菌圈边缘位置选取菌种
B. I、Ⅱ、Ⅲ代筛选时,使用的滤纸片所含药物浓度应相等
C. 使用Amp 诱导细菌产生抗药性突变的效果,比Kan更显著
D. 传代时,采用交替使用两种药物,可以探究联合用药的效果
13. 下列有关土壤中尿素分解菌的分离和培养的叙述,正确的是( )
A. 培养基中加入尿素作为唯一碳源,该培养基是鉴别培养基
B. 测定土壤中分解尿素的细菌数量和测定土壤中放线菌的数量可采用相同的稀释度
C. 细菌合成脲酶能将尿素分解成氨,氨会使培养基的碱性增强,pH升高
D. 利用稀释涂布平板法可以直接完成土壤中分解尿素的细菌的分离计数和纯化鉴定
14. 研究人员发现一种广泛使用的除草剂在土壤中不易被降解,长期使用会导致土壤被污染。为修复被该除草剂污染的土壤,可按下图程序选育能降解该除草剂的细菌(已知该除草剂是一种含氮有机物,在水中溶解度低,含一定量该除草剂的培养基不透明)。下列相关叙述正确的是( )
A. 未使用该除草剂的农田中一定不存在能降解该除草剂的细菌
B. 图中操作Ⅰ用平板划线法接种时,接种环至少需要灼烧6次
C. 用自来水溶解采集的土样可明显降低引入杂菌的风险
D. 操作Ⅲ中透明圈越大的菌落降解该除草剂的能力越强
15. 厨余垃圾是指居民日常生活及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾。这些垃圾富含淀粉、蛋白质、脂肪等物质,易腐烂、变质,滋生病原微生物等。若处理不当,可能造成严重的污染。圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌组合可以将有机厨余垃圾迅速分解成水和二氧化碳,减轻环境污染。为制备分解有机厨余垃圾的微生物菌剂,某科研小组对两菌种进行了最佳接种量比例的探究实验,并得出如图所示的实验结果。下列叙述错误的是( )
A. 圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌生长过程中都需要氮源
B. 可根据菌落形态特征区分圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌
C. 将1mL 菌液稀释100倍,在3个平板上分别接种0.1mL 稀释液,经适当培养后,3个平板上的菌落数分别为42、39和36,据此可得出每升菌液中的活菌数为3.9×107个
D. 处理该类有机厨余垃圾,两菌种的最佳接种量比例肯定是1:1
16. 发酵工程的内容包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、灭菌,接种,发酵和产品的分离、提纯等方面。下列关于发酵工程的认识不科学的是( )
A. 发酵工程具有条件温和、产物专一、污染小等特点
B. 发酵工程的产品主要包括微生物的代谢产物、酶和菌体本身
C. 通常所指的发酵条件包括温度控制、溶解氧控制、pH控制等
D. 发酵工程与传统发酵技术最大的区别是前者可以用微生物进行发酵
17. 微生物的发酵可以为人类提供丰富的食品和食品添加剂,促进了丰富多彩的饮食文化的形成。下列相关叙述正确的是( )
A. 从自然界中筛选、通过诱变育种等获得优良菌种是发酵工程的中心环节
B. 发酵罐中微生物的生长繁殖速度、代谢物的形成速度都与搅拌速度有关
C. 通过发酵工程生产的苏云金杆菌可以制成微生物农药,这属于化学防治手段
D. 利用谷氨酸棒状杆菌生产味精时,需采用过滤等方法将菌体分离、干燥以获得产品
18. 啤酒生产的简要流程如图所示,制麦时用赤霉素溶液浸泡大麦种子,糖化主要将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子。下列说法不正确的是( )
A. 在整个发酵过程中,要始终保持严格的无菌、厌氧环境
B. 用赤霉素溶液浸泡大麦种子,目的是促进种子萌发产生淀粉酶
C. 在接种酵母菌前进行冷却处理,是为了避免杀死酵母菌菌种
D. 久置的啤酒变酸且产生表面菌膜,一般可从菌膜中分离得到醋酸菌
19. 下列关于植物组织培养的叙述中,不正确的是( )
A. 培养基中添加蔗糖可为植物细胞提供营养、调节渗透压
B. 离体的植物幼叶、芽尖、花药等可作为组织培养的外植体
C. 只有生长素比例明显高于细胞分裂素时才能获得胚状体
D. 脱分化阶段一般不需要光照,再分化阶段需要弱光照射
20. 菊花种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗,以保证该品种的品质。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的( )
A. 有丝分裂B. 分化C. 减数分裂D. 全能性
21. 某生物兴趣小组以西瓜5天龄幼苗子叶为外植体进行相关实验研究,得到如图所示的实验结果。下列相关叙述正确的是( )
A 实验开始前应对所用培养基和西瓜幼苗子叶进行灭菌处理
B. 图示结果表明,诱导形成愈伤组织的最适暗处理时间在1~3周内
C. 暗处理时间的长短对细胞脱分化率和再分化率的影响均不大
D. 西瓜幼苗子叶脱分化形成愈伤组织的过程中细胞发生了分化
22. 下图表示应用植物组织培养技术培育优质玉米的过程。对此过程的相关描述错误的是
A. B→E过程中细胞全能性的高低发生了改变
B. C试管中形成的是高度液泡化的薄壁细胞
C. A植株和F植株体细胞中的染色体组数相同
D. 培养出的F植株一般不能直接应用于扩大种植
23. 如图是植物体细胞杂交的流程示意图,下列叙述正确的是( )
A. 可用电激、聚乙二醇或灭活的病毒诱导原生质体A和B融合
B. 原生质体A和B融合形成杂种细胞D的标志是两细胞核融合
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
24. 鱼腥草中的次生代谢物萜类物质具有抗过敏作用,可用于治疗过敏性荨麻疹,实验人员通过植物细胞悬浮培养技术可大量获取鱼腥草细胞中的萜类化合物。下列说法错误的是( )
A. 鱼腥草中的萜类化合物是细胞代谢所必需的营养物质
B. 培养过程中,悬浮细胞的密度过大会限制悬浮细胞的增殖
C. 培养过程中所用的外植体一般取自鱼腥草的分生区细胞
D. 为了有利于外植体的脱分化,往往需要在培养基中加入植物激素
25. 病毒侵染导致马铃薯产量下降,培育脱毒的马铃薯品种可提高其产量。科研人员探究了茎尖外植体大小对马铃薯苗成活率和脱毒率的影响。下列叙述正确的是( )
A. 由图可知茎尖越小,脱毒率越低,成苗率越高
B. 由图可知马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.12mm
C. 脱毒苗的培育过程中,容易发生基因突变和基因重组,导致后代性状多样性
D. 为了给愈伤组织细胞提供营养和调节渗透压,需要在培养基中加入适量的蔗糖
26. 甘草是中医使用最多的药材之一,其提取物中的黄酮具有抗衰老、抗炎等作用。有同学提出利用现代生物技术生产黄酮的两条技术路径,如图所示。下列叙述正确的是( )
A. B代表愈伤组织,两条技术路径均证明了植物细胞具有全能性
B. 获得愈伤组织的过程应保持在无菌、无毒和环境条件下
C. ①②③的培养基中含有植物激素和多种无机盐,还需要添加蔗糖等能源物质
D. 路径二添加果胶酶的目的是获得原生质体,使用纤维素酶也可以达成该目的
27. 大豆属于一年生经济作物。图中甲、乙表示大豆两个品种,基因A/a、B/b位于两对同源染色体上。为培育基因型为AAbb的新品种,研究人员尝试了图中培育方案,①~⑥为不同育种过程。下列叙述正确的是( )
A. ①②表示杂交育种,第四年才能筛选出基因型为AAbb的植株
B. ③表示单倍体育种,可获得基因型为Ab、AB、aB、ab的植株
C. ④需要X射线等处理,可定向得到基因型为Aabb的新品种
D. ②和⑥需自交处理,⑤需用秋水仙素处理单倍体的种子或幼苗
28. 下列有关动物细胞培养的表述,正确的是( )
A. 培养液需要定期更换,以防杂菌污染
B. 细胞要经过脱分化形成愈伤组织
C. 培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清
D. 培养瓶中的细胞需定期用胰蛋白酶处理,分瓶后才能继续增殖
29. 在治疗大面积烧伤时,通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。下图为用患者的自体皮肤细胞培养供移植的皮肤过程示意图。下列叙述错误的是( )
A. 用机械法和酶解法处理皮肤组织均可得到单个细胞
B. 原代培养时应向合成培养基中加入血清等天然成分
C. 接触抑制是导致原代培养细胞分裂受阻的重要原因
D. 该过程中传代培养获得的细胞可直接用离心法收集
30. 科学家尝试采用多种方法制备诱导获得多能干细胞 (iPS细胞), 目前,iPS 细胞用于治疗人的镰状细胞贫血、骨关节炎等疾病,下列叙述错误的是( )
A. iPS 细胞可由成纤维细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞等诱导生成
B. 可借助载体将特定基因导入细胞或直接将特定蛋白导入细胞来诱导形成iPS细胞
C. iPS 细胞体外增殖方式为有丝分裂,体外分化过程与细胞内基因表达的调控有关
D. 将iPS 细胞分裂、分化形成的特定组织移植回患者后,患者需服用免疫抑制剂
二、非选择题
31. 夜郎无闲草,黔地好蓝莓,蓝莓酿美酒,美酒状元蓝,蓝莓酸甜宜人、细腻多汁、气味清香,口感脆爽,被誉作“水果皇后”,由蓝莓酿制的蓝莓酒和蓝莓醋被称为“液体黄金”和“口服化妆品”等。如下图是以鲜蓝莓为原料天然发酵制作蓝莓酒和蓝莓醋的过程简图。结合图形和相关知识回答下列问题:
(1)制作蓝莓酒的微生物来自_______,因此①不要过度冲洗,防止菌种被冲洗掉,该生物的代谢类型是_________型。
(2)在第④发酵阶段,发酵液虽然未经过严格的灭菌处理,但杂菌却不能正常生长繁殖,因为绝大多数微生物都无法适应________的环境而受到抑制。果汁发酵后是否有酒精产生,可以用_______来检验,其在酸性条件下可与酒精反应呈现______色。
(3)蓝莓醋可以在蓝莓酒的基础上进行发酵,此过程主要发挥作用的微生物是________,其与酵母菌在结构上的主要差异在______,它进行醋酸发酵须在_______条件下进行,此过程的化学反应________,此过程的适宜温度为________。
(4)蓝莓酒、蓝莓醋的发酵装置如图所示,排气口弯管设置的目的是________。
32. 牛和羊的瘤胃中生活着多种微生物,其中许多微生物能分解尿素。某研究小组欲从瘤胃内筛选出能高效降解尿素的细菌,设计了如下实验。请分析并回答下列问题:
实验步骤:
Ⅰ、取样:从刚宰杀的牛的瘤胃中取样,将样品装入事先灭过菌的锥形瓶中。
Ⅱ、培养基的配制和灭菌:
配制全营养LB固体培养基。配方:水、蛋白胨、酵母提取物、NaCl、琼脂糖(一种凝固剂)。配制尿素固体培养基。配方:水、葡萄糖、NaCl、K2HPO4、尿素、琼脂糖。
Ⅲ、制备瘤胃稀释液并接种,如下图1所示。
Ⅳ、在无氧条件下进行微生物的培养、观察与计数。
(1)全营养LB固体培养基和尿素固体培养基都含有微生物生长所需的基本营养物质,除水外还有______。(至少答两点)
(2)该小组采用______法对瘤胃中分解尿素的细菌进行分离和计数。在无菌条件下,利用该方法进行分离计数时,需要用到图2中的实验器材有______。
(3)为检测该培养基灭菌是否彻底,应采用的检测方法是______。为了判断尿素培养基是否具有选择作用,实验时还需要同时接种全营养平板,如果同一浓度梯度下,尿素培养基上的菌落数______(“大于”、“等于”或“小于”)全营养培养基上的菌落数,则说明尿素培养基具有选择作用。
(4)为了避免混淆,本实验中使用的平板需要在培养皿的______(“皿盖”或“皿底”)做好标记。然后在______(“18~25℃”或“25~30℃”或“30~37℃”)的恒温培养箱中需培养1-2d,每隔24h统计一次菌落数目,选择菌落数目稳定时的记录作为结果,其目的是______。
(5)若将最后一个试管中的稀释液分别涂布到3个尿素平板上培养,培养后平板上出现的菌落数如图1所示,则5mL瘤胃样品中含有目标活菌数约为______。该方法统计获得的菌落数比实际的活菌数______,原因是______。
33. 甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究,基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定,最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题:
(1)根据研究目标,在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前,应检验两种植物的原生质体是否具备______的能力。为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体,则乙植物可用幼苗的______为外植体。
(2)在获取原生质体时,常采用______酶进行去壁处理。在原生质体融合前,需对原生质体进行处理,分别使甲原生质体和乙原生质体的______失活。两种原生质体1:1混合后,通过添加适宜浓度的PEG进行融合;一定时间后,加入过量的培养基进行稀释,稀释的目的是______。
(3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合,在凝固前倒入培养皿,融合原生质体分散固定在平板中,并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于______。
(4)植物体细胞杂交技术的原理是______和植物细胞的全能性,该技术在______以及培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
34. 下图为利用某种低产耐酸植物甲(4N)和高产不耐酸植物乙(2N),培育高产耐酸植物丙的过程。请回答下列问题:
(1)过程①应将甲、乙两种植物细胞分别置于含有__________酶的________(选填“低渗”“等渗”或“高渗”)溶液中,以制备原生质体甲′和乙′。
(2)植物丙′的体细胞中有_______个染色体组,得到的杂种植株,理论上是否可育?__________,为筛选出耐酸的植物丙′,过程③所用的固体培养基需______。
(3)该育种技术涉及的生物学原理有__________(填标号)。
①细胞膜的流动性 ②细胞膜的选择透过性 ③植物细胞的全能性 ④细胞增殖
(4)利用单倍体育种技术,也可以利用上述低产耐酸植物甲(4N)和高产不耐酸植物乙(2N)培育出高产耐酸的新品种丁。下表是相关实验中的一些步骤,请根据题意完成以下表格。
西安市雁塔区第二中学2024-2025学年第二学期
高二年级第一阶段检测生物试题
一、单选题(每题2分,共60分)
1. 安徽徽州毛豆腐是通过人工接种法,使豆腐表面生长出一层白色绒毛,其中主要的微生物是毛霉。豆腐经过发酵后所含的植物蛋白转化成多种氨基酸,经烹饪后味道鲜美。有关说法错误的是( )
A. 毛霉菌与乳酸菌的区别是前者有成形的细胞核
B. 豆腐可以看作给毛霉生长提供营养物质的培养基
C. 制作毛豆腐的过程必需密封容器因为氧气会抑制其繁殖
D. 毛霉产生的蛋白酶和肽酶可将蛋白质最终转化为氨基酸
【答案】C
【解析】
【分析】腐乳的制作原理:
(1)腐乳的发酵在多种微生物的协同作用下进行,其中起主要作用的是毛霉,它是一种丝状真菌,新陈代谢类型是异养需氧型。
(2)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;脂肪酶可以将脂肪水解成甘油和脂肪酸。
【详解】A、毛霉菌是真菌,与原核生物乳酸菌区别是前者有成形的细胞核,A正确;
B、豆腐可以看作给毛霉生长提供营养物质的培养基,B正确;
C、毛霉代谢类型是异养需氧型,制作毛豆腐的过程需要提供氧气,C错误;
D、毛霉产生的蛋白酶和肽酶可将蛋白质最终转化为氨基酸,D正确。
故选C。
2. 在古代新鲜蔬菜不易保存,人们将其制作泡菜,即改变口味又增加了储存时间。《中馈录》中记载:“泡盐菜法,定要覆水坛。此坛有一外沿如暖帽式,四周内可盛水;坛口厦一盖,浸于水中,…则所泡之菜不坏矣。泡菜之水,用花椒和盐素沸。加烧酒少许。……。坛沿外水须隔日一换。勿令其干。”下列说法不正确的是( )
A. “坛口覆一善,浸于水中”有利于保持坛内的无氧环境
B. “泡菜之水,用花椒和盐煮”的目的之一是消毒杀菌
C. 泡菜制作过程需要用到的乳酸菌属于厌氧菌,发酵会产生乳酸
D. “坛沿外水须隔日一换。勿令其干”以保证坛内适宜湿度
【答案】D
【解析】
【分析】1、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。
2、泡菜的制作过程:将盐、水煮沸冷却。将经过预处理的新鲜蔬菜混合均匀,装入泡莱坛内,装至半坛时,放入蒜瓣、生姜及其他香辛料,继续装至八成满,再徐徐注入配制好的盐水,使盐水没过全部菜料,盖好坛盖。向坛盖边沿的水槽中注满水,以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。在发酵过程中要注意经常向水槽中补充水。发酵时间长短受室内温度的影响。
【详解】A、“坛口覆一盖,浸于水中”目的是阻止空气进入坛内,有利于保持坛内的无氧环境,A正确;
B、泡菜之水,用花椒和盐煮沸”的目的包括提升泡菜味道、减少水中的溶氧量和消毒杀菌防止杂菌污染,B正确;
C、泡菜的制作离不开乳酸菌,乳酸菌代谢类型是异养厌氧型,发酵过程酵母菌无氧呼吸会产生乳酸,C正确;
D、“坛沿外水须隔日一换,勿令其干”以保证坛内的无氧环境,D错误。
故选D。
3. 利用卷心菜发酵制作泡菜过程中,乳酸菌、酵母菌细胞数量和pH的变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 制作泡菜时,乳酸菌繁殖会导致坛内长出一层菌膜
B. 前6天pH下降主要由乳酸菌代谢引起
C. 发酵中期酵母菌通过无氧呼吸获取能量
D. 亚硝酸盐含量在发酵过程中先上升后下降,最后趋于稳定
【答案】A
【解析】
【分析】分析图解:在泡菜制作过程中,乳酸菌的数量呈先上升后下降的趋势;由于乳酸菌发酵过程中不断产生乳酸,故pH呈下降趋势;酵母菌的数量也呈先上升后下降的趋势。
【详解】A、泡菜坛里的菌膜通常是酵母菌繁殖导致的,不是乳酸菌繁殖导致,A错误;
B、结合曲线图分析,前6天,由于乳酸菌远多于酵母菌,其产生的乳酸会降低培养液的pH,B正确;
C、由于整个发酵过程都是在无氧环境条件下进行的,在发酵中期(22~26天),酵母菌只能通过无氧呼吸获取能量,C正确;
D、不同时期泡菜中的亚硝酸盐含量不同,泡菜中的亚硝酸含量随发酵天数增多呈现的变化趋势是先上升后下降,最后趋于稳定,D正确。
故选A。
4. 下列关于微生物培养技术表述正确的是( )
A. 微生物的培养基中都必须加入碳源、氨源、无机盐、水及特殊营养物质
B. 无菌技术包括对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行灭菌
C. 微生物的生长除受营养因素影响外,还受pH、氧、渗透压的影响
D. 使用后的培养基丢弃前一定要进行消毒,以免污染环境
【答案】C
【解析】
【分析】微生物的营养物质主要包括碳源、氮源、水和无机盐等,配置培养基时一般要考虑微生物的营养物质是否全面、各种营养物质的比例及pH等因素。
【详解】A、培养基不一定都含有碳源、氮源,如培养自养型微生物的培养基中不需加入碳源,分离自生固氮菌的培养基中,不需加入氮源,A错误;
B、操作者的衣着和手只能进行消毒,不能灭菌,要考虑物体的耐受程度,B错误;
C、对于微生物的生长来说,在营养物质供应充分的基础上,pH适宜、渗透压浓度适宜及适宜的氧气对于其生长繁殖都是有利的,C正确;
D、使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌,以免污染环境,D错误。
故选C。
5. 在微生物的培养过程中,下列实验操作规范的是( )
A. 制作培养基的过程中先灭菌再调整pH
B. 微生物培养过程中可以使用平板划线法进行计数
C. 使用刚果红培养基选择性培养土壤中分解纤维素的微生物
D. 待培养基冷却至50℃左右时在酒精灯火焰附近倒平板制备培养基
【答案】D
【解析】
【分析】平板划线法:把混杂在一起的微生物或同一微生物群体中的不同细胞,用接种环在平板表面上作多次由点到线的划线稀释而获得较多独立分布的单个细胞,并让其成长为单菌落的方法。
【详解】A、制作培养基时应先调整 pH,再进行灭菌。若先灭菌后调 pH,在调整 pH 过程中可能会引入杂菌,导致培养基被污染,A错误;
B、平板划线法的目的主要是分离纯化微生物,不能用于准确计数。稀释涂布平板法可用于微生物计数,B错误;
C、刚果红能与纤维素形成红色复合物,当纤维素被分解后,红色复合物无法形成,会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈,所以刚果红培养基可用于鉴别土壤中分解纤维素的微生物,而不是选择性培养,选择培养基是在培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物生长,促进所需要的微生物生长,C错误;
D、待培养基冷却至50℃右时在酒精灯火焰附近倒平板制备培养基,这样既可以防止培养基温度过高导致培养皿炸裂,又能在酒精灯火焰附近的无菌环境下操作,减少杂菌污染的机会,D正确。
故选D。
6. 获得纯净微生物培养物的关键是防止杂菌污染,无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开。下列相关叙述错误的是( )
A. 耐高温的、需要保持干燥的物品可用干热灭菌法进行灭菌
B. 酒精能使细胞中的蛋白质变性,95%的酒精较75%的酒精消毒效果好
C. 为了避免周围环境中微生物的污染,微生物接种应在酒精灯火焰旁进行
D. 巴氏消毒可杀死绝大多数微生物同时不破坏物质的营养成分,可用于果酒消毒
【答案】B
【解析】
【分析】无菌技术:(1 )关键:防止外来杂菌的入侵。(2 )具体操作:①对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。③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。④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。
【详解】A、耐高温的、需要保持干燥的物品可用干热灭菌法进行灭菌,A正确;
B、乙醇能使蛋白质变性,75%酒精浓度是临床消毒浓度,过高浓度的酒精能够使细菌表面的蛋白质凝固,形成一层膜,阻碍酒精分子进一步渗入细菌内部,导致杀菌效果不佳,B错误;
C、为了避免周围环境中微生物的污染,接种时应在酒精灯火焰旁进行,C正确;
D、巴氏消毒最大的优点是能杀死绝大多数微生物的同时基本不会破坏物质的营养成分,果酒可用巴氏消毒法进行消毒,D正确。
故选B。
7. 下列是一些关于微生物的培养和应用的基本理论和基础知识,其中都正确的一组是( )
①接种环、玻璃器皿(如培养皿等)煮沸消毒后即可使用
②人工配制的培养基常需要调 pH,其应在分装灭菌前进行
③超净工作台、接种室、空气可以通过紫外线消毒
④菌种的长期保存通常接种在试管的固体斜面培养基上,-20℃下进行
⑤用稀释涂布平板法统计菌落数的缺点是计数结果偏大
⑥实验室测定土壤中细菌的数量时,选取的稀释度的要求通常分别是:104、105、106
A. ②③⑤B. ①④⑤C. ②③⑥D. ②④⑥
【答案】C
【解析】
【分析】1、无菌技术的主要内容:
①对实验操作的空间、操作者的衣着和手,进行清洁和消毒;
②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌;
③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;
④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。
2、实验室常用的消毒方法:煮沸消毒、化学药物消毒、紫外线消毒。
3、实验室常用的灭菌方法:
①灼烧灭菌:将微生物的接种工具,如接种环、接种针或其他金属工具,直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧,可以迅速彻底地灭菌,此外,在接种过程中,试管口或瓶口等容易被污染的部位,也可以通过火焰燃烧来灭菌;
②干热灭菌:能耐高温的,需要保持干燥的物品,如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等,可以采用这种方法灭菌;
③高压蒸汽灭菌:将灭菌物品放置在盛有适量水的高压蒸汽灭菌锅内,为达到良好的灭菌效果,一般在压力为100kPa,温度为121℃的条件下,维持15~30min。
【详解】①接种环可以通过灼烧灭菌,玻璃器皿(如培养皿等)一般用干热灭菌,①错误;
②在培养基制备过程中,各种成分溶化后分装前,必须的操作是调节pH,②正确;
③接种室、超净工作台、空气等消毒,可用紫外线进行消毒,③正确;
④菌种临时保藏时需要将斜面菌种放入4℃的冰箱中临时保藏;若菌种需要长期保存,可以采用甘油管藏法在冷冻箱中保存,④错误;
⑤用稀释涂布平板法统计菌落数时,缺点是计数结果偏小,⑤错误;
⑥实验室测定土壤中细菌的数量时,选取的稀释度的要求通常分别是: 104、105、106倍,⑥正确。
综上,②③⑥正确,C正确,ABD错误。
故选C。
8. 泡菜中含有大量乳酸菌,某同学欲利用新鲜的泡菜滤液为材料分离纯化乳酸菌。分离纯化所用的固体培养基中因含有碳酸钙而不透明,乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。下列相关叙述正确的是( )
A. 取少许泡菜滤液均匀涂布于固体培养基表面,培养一段时间后即可获得单菌落
B. 固体培养基中的碳酸钙既可以鉴别乳酸菌又可以中和乳酸菌代谢产生的乳酸
C. 对配制的培养基进行巴氏消毒处理能在达到实验目的的同时减少营养物质损失
D. 配制培养基时可加入少量链霉素以抑制杂菌的生长,进而提高分离纯化的效率
【答案】B
【解析】
【分析】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。
【详解】A、泡菜滤液中乳酸菌的浓度过高,需要用无菌水稀释后再涂布,这样才容易获得单菌落,A错误;
B、根据题干信息可知,固体培养基中的碳酸钙既可以鉴别乳酸菌又可以中和乳酸菌代谢产生的乳酸,B正确;
C、对配制的培养基需要采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,C错误;
D、链霉素是一种抗生素,会对乳酸菌等细菌的生存产生抑制作用,培养基中加入链霉素会降低分离纯化的效率,D错误。
故选B。
9. 有机物Y(不含N元素)是一种水体污染物。X菌是一种能够降解Y的异养厌氧型微生物。科研人员从污水中筛选出了X菌,主要步骤如图所示,设置甲培养基的目的是获得更多的X菌。下列说法错误的是( )
A. 通常采用干热灭菌的方法对培养皿等玻璃器皿进行灭菌
B. 筛选该种微生物时,培养基以有机物Y为唯一碳源
C. 摇瓶M中振荡培养的目的是使X菌与氧气充分接触
D. 从培养基的组分分析,甲、乙培养基的不同在于乙中含有琼脂
【答案】C
【解析】
【分析】实验室常用的灭菌方法:
(1)灼烧灭菌:将微生物的接种工具,如接种环、接种针或其他金属工具,直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧,可以迅速彻底地灭菌,此外,在接种过程中,试管口或瓶口等容易被污染的部位,也可以通过火焰燃烧来灭菌。
(2)干热灭菌:能耐高温的,需要保持干燥的物品,如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等,可以采用这种方法灭菌。
(3)高压蒸汽灭菌:将灭菌物品放置在盛有适量水的高压蒸汽灭菌锅内,为达到良好的灭菌效果,一般在压力为100kPa,温度为121℃的条件下,维持15~30min。
【详解】A、通常采用湿热灭菌(或高压蒸汽灭菌)的方法对培养基进行灭菌,采用干热灭菌的方法对培养皿等玻璃器皿进行灭菌,A正确;
B、培养基以有机物Y为唯一碳源,这种培养基从功能上划分属于选择培养基,从而筛选能够降解Y的X菌,B正确;
C、X菌是一种异养厌氧型微生物,摇瓶M中震荡培养的目的是使X菌与培养液中营养物质充分接触,C错误;
D、设置甲培养基的目的是富集培养,确保获得更多的X菌,属于液体培养基,乙为固体培养基,因此从培养基的组分分析,甲、乙培养基的不同在于乙中含有琼脂,D正确。
故选C。
10. 尿素分解菌会使培养基中的酚红指示剂变红。为了从土壤中分离出尿素分解菌,使用以尿素为唯一氮源的选择培养基进行筛选,实验的具体分组和操作如下表所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 对照组1与实验组1、2、3组对比以验证选择培养基是否被杂菌污染
B. 实验组4与实验组1、2、3组对比以验证选择培养基是否具有选择作用
C. 实验组1、2、3可分离得到尿素分解菌,实验组4菌落最多,理论上对照组无菌落
D. 选择培养基中菌落的红色环带直径与菌落直径比值越小,分解尿素的能力越强
【答案】D
【解析】
【分析】1、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验中,需要使用以尿素为唯一氮源的选择培养基,计数的关键是经梯度稀释后的学生倍数要合适,计数时通常选择菌落数在30-300之间的实验组平板进行计数。
2、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。
【详解】A、对照组1是不涂布接种的选择培养基,实验组1、2、3是涂布接种的选择培养基。 如果选择培养基被杂菌污染,那么在未接种(对照组1)的情况下可能会出现菌落;而如果选择培养基没有被杂菌污染,未接种时应该无菌落。所以对照组1与实验组1、2、3组对比可以验证选择培养基是否被杂菌污染,A正确;
B、实验组4是涂布接种的牛肉膏蛋白胨培养基,牛肉膏蛋白胨培养基是通用培养基,能为多种微生物提供氮源等营养;实验组1、2、3是涂布接种的选择培养基,且是以尿素为唯一氮源的选择培养基。 只有能利用尿素作为氮源的微生物才能在选择培养基上生长,而通用培养基上各种微生物都能生长。所以实验组4与实验组1、2、3组对比可以验证选择培养基是否具有选择作用,B正确;
C、实验组4是牛肉膏蛋白胨培养基,能为多种微生物提供适宜营养,所以理论上接种后菌落最多。 实验组1、2、3是选择培养基,只有能分解尿素的尿素分解菌才能生长,其他不能利用尿素为氮源的杂菌被抑制,所以可以分离得到尿素分解菌。 由于对照组1验证了选择培养基未被杂菌污染,所以理论上对照组无菌落,C正确;
D、选择培养基中菌落的红色环带直径与菌落直径比值越大,分解尿素的能力越强,D错误。
故选D。
11. 野生型菌株X能在基本培养基上生长,亮氨酸缺陷型突变株无法合成亮氨酸,只能在完全培养基上生长。下图是运用影印培养法(一种类似“盖章”的接种方法,使一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落)纯化亮氨酸缺陷型突变株的部分流程图,1~5为菌落。下列叙述不正确的是( )
A. 培养基A是基本培养基,培养基B是完全培养基
B. 在基本培养基中添加亮氨酸可制成完全培养基
C. 可从培养基A中挑取菌落3、5进行纯化培养
D. 若要影印多个平板,要注意“盖章”的方向不能改变
【答案】A
【解析】
【分析】图中可以看出,培养基B中缺少了3、5两个菌落,说明培养基B中缺乏了亮氨酸导致3和5两个菌落微生物无法生长,因此B是基本培养基。
【详解】A、由题干可知,亮氨酸缺陷型突变株无法在基本培养基上生长,但是可以在完全培养基上生长,与A相比,B中缺少了3、5两个菌落,说明3、5菌落即是亮氨酸缺陷型突变株繁殖而来的,A为完全培养基,B为基本培养基,A错误;
B、在基本培养基中添加亮氨酸,则亮氨酸缺陷型突变株即可生长繁殖形成菌落,即制成了有利于其生长的完全培养基,B正确;
C、由图可知,3和5菌落是亮氨酸缺陷型突变株生长繁殖形成的,因此从培养基A中挑取菌落3、5进行纯化培养即可获得亮氨酸缺陷型突变株,C正确;
D、若要影印多个平板,要注意“盖章”的方向不能改变,防止菌落位置不一致,无法进行比较,D正确。
故选A。
12. 为研究细菌的耐药性变化,将含适量氨苄青霉素(Amp)和卡那霉素(Kan)圆形滤纸片,放置在均匀生长大肠杆菌的平板上,一段时间后测量抑菌圈直径,再从平板选取菌种传代,重复上述操作。I、Ⅱ、Ⅲ代筛选实验结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 传代培养时,应该在抑菌圈边缘位置选取菌种
B. I、Ⅱ、Ⅲ代筛选时,使用的滤纸片所含药物浓度应相等
C. 使用Amp 诱导细菌产生抗药性突变的效果,比Kan更显著
D. 传代时,采用交替使用两种药物,可以探究联合用药的效果
【答案】C
【解析】
【分析】细菌抗药性是由基因突变产生的,抗生素起到了选择作用。抑菌圈的直径越小,说明细菌对抗生素的抗性逐渐增强,抗生素的抑菌效果越差。
【详解】A、抑菌圈边缘位置的细菌是在抗生素存在的选择压力下存活下来的,意味着这些细菌可能具有一定的耐药性,所以每次传代时在抑菌圈边缘位置选取菌种,A正确;
B、在实验设计中,为了保证实验结果的科学性和可比性,遵循单一变量原则。除了研究的自变量(比如不同的传代次数、不同的抗生素种类等)外,其他可能影响实验结果的变量都应该保持一致。使用的滤纸片所含药物浓度是影响实验结果的重要因素之一,所以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代筛选时,使用的滤纸片所含药物浓度应相等,B正确;
C、细菌的抗药性突变是自发产生的,并不是由抗生素诱导产生的。抗生素只是对细菌的抗药性进行了选择,将具有抗药性的细菌筛选出来,C错误;
D、为探究联合用药效果,采用传代时交替使用两种药物的实验思路,这样可以观察细菌在不同药物交替作用下的耐药性变化情况,进而了解两种药物联合使用时对细菌耐药性的影响,D正确。
故选C。
13. 下列有关土壤中尿素分解菌的分离和培养的叙述,正确的是( )
A. 培养基中加入尿素作为唯一碳源,该培养基是鉴别培养基
B. 测定土壤中分解尿素的细菌数量和测定土壤中放线菌的数量可采用相同的稀释度
C. 细菌合成的脲酶能将尿素分解成氨,氨会使培养基的碱性增强,pH升高
D. 利用稀释涂布平板法可以直接完成土壤中分解尿素的细菌的分离计数和纯化鉴定
【答案】C
【解析】
【分析】土壤中尿素分解菌的分离和培养,需要使用以尿素为唯一氮源的选择培养基,计数的关键是经梯度稀释后的倍数要合适,计数时通常选择菌落数在30~300之间的实验组平板进行计数。
【详解】A、培养基中加入尿素作为唯一氮源,在该培养基中只有分解尿素的细菌才能生长,因此该培养基是选择培养基,A错误;
B、因为土壤中各类微生物的数量不同,故为获得不同类型的微生物,要按不同的稀释倍数进行分离,B错误;
C、在细菌分解尿素的化学反应中,细菌合成的脲酶能将尿素分解成氨,氨会使培养基的碱性增强,pH升高,C正确;
D、可以利用稀释涂布平板法对土壤中分解尿素的细菌进行分离计数,该方法计数的原理是:当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个单菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌,因此可以通过统计平板上的菌落数,推测出样品中大约含有多少活菌。可见,稀释涂布平板法并不是对土壤中分解尿素的细菌直接进行分离计数,D错误。
故选C。
14. 研究人员发现一种广泛使用的除草剂在土壤中不易被降解,长期使用会导致土壤被污染。为修复被该除草剂污染的土壤,可按下图程序选育能降解该除草剂的细菌(已知该除草剂是一种含氮有机物,在水中溶解度低,含一定量该除草剂的培养基不透明)。下列相关叙述正确的是( )
A. 未使用该除草剂的农田中一定不存在能降解该除草剂的细菌
B. 图中操作Ⅰ用平板划线法接种时,接种环至少需要灼烧6次
C. 用自来水溶解采集的土样可明显降低引入杂菌的风险
D. 操作Ⅲ中透明圈越大的菌落降解该除草剂的能力越强
【答案】B
【解析】
【分析】微生物常用的接种方法:
1、平板划线法:这是最常用的接种方法之一。通过在固体培养基表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线,使微生物在琼脂平板表面分散开来,形成单个菌落,从而达到分离纯种的目的;
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,可以对微生物进行数量统计。
【详解】A、生物的变异是不定向的,即使未使用该除草剂的农田中,也可能存在由于基因突变等原因而产生的能降解该除草剂的细菌,所以不能肯定未使用该除草剂的农田中一定不存在能降解该除草剂的细菌,A错误;
B、平板划线法接种时,每次划线前后都要灼烧接种环,图中操作Ⅰ进行5次划线操作,那么接种环需要灼烧6次(包括第一次划线前和最后一次划线后),B正确;
C、自来水中含有各种微生物等杂质,用自来水溶解采集的土样会增加引入杂菌的风险,应该用无菌水溶解采集的土样来降低引入杂菌的风险,C错误;
D、透明圈直径与菌落直径的比值越大,说明该微生物降解除草剂的能力越强,而不是透明圈越大的菌落降解该除草剂的能力越强,D错误。
故选B。
15. 厨余垃圾是指居民日常生活及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾。这些垃圾富含淀粉、蛋白质、脂肪等物质,易腐烂、变质,滋生病原微生物等。若处理不当,可能造成严重的污染。圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌组合可以将有机厨余垃圾迅速分解成水和二氧化碳,减轻环境污染。为制备分解有机厨余垃圾的微生物菌剂,某科研小组对两菌种进行了最佳接种量比例的探究实验,并得出如图所示的实验结果。下列叙述错误的是( )
A. 圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌生长过程中都需要氮源
B. 可根据菌落形态特征区分圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌
C. 将1mL 菌液稀释100倍,在3个平板上分别接种0.1mL 稀释液,经适当培养后,3个平板上的菌落数分别为42、39和36,据此可得出每升菌液中的活菌数为3.9×107个
D. 处理该类有机厨余垃圾,两菌种的最佳接种量比例肯定是1:1
【答案】D
【解析】
【分析】1、微生物接种的方法很多,最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。若要对微生物进行取样计数,接种方法只能是稀释涂布平板法。稀释涂布平板法则是将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。
2、固氮细菌可以利用空气中的氮气合成自身的含氮化合物,故不需要添加氮源,其他细菌需要添加氮源以供微生物合成自身所需的含氮化合物。
3、各种微生物在一定条件下形成的菌落特征,如大小、形状、边缘、表面、质地、颜色等,具有一定的稳定性,是衡量菌种纯度、辨认和鉴定菌种的重要依据。
【详解】A、微生物的生长需要碳源、氮源、无机盐等物质,只是有些固氮菌由于能利用氮气作为氮源,不需要在培养基中添加氮源,A正确;
B、各种微生物在一定条件下形成的菌落特征,如大小、形状、边缘、表面、质地、颜色等,具有一定的稳定性,是衡量菌种纯度、辨认和鉴定菌种的重要依据。可根据菌落形态特征区分圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌,B正确;
C、将1mL菌液稀释100倍,在3个平板上分别接0.1mL稀释液;经适当培养后,3个平板上的菌落数分别为42、39和36。据此可得出每升菌液中的活菌数为(42+39+36)÷3÷0.1×100×1000=3.9×107,C正确;
D、据图示可知,两菌种的接种量比为1:1时比两菌种的接种量比为2:1时效果好,但由于该实验设置的两菌种的接种量比例的组数过少,所以无法判断处理该类厨余垃圾废液的两菌种的最佳接种量比,D错误。
故选D。
16. 发酵工程的内容包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、灭菌,接种,发酵和产品的分离、提纯等方面。下列关于发酵工程的认识不科学的是( )
A. 发酵工程具有条件温和、产物专一、污染小等特点
B. 发酵工程的产品主要包括微生物的代谢产物、酶和菌体本身
C. 通常所指的发酵条件包括温度控制、溶解氧控制、pH控制等
D. 发酵工程与传统发酵技术最大的区别是前者可以用微生物进行发酵
【答案】D
【解析】
【分析】1、发酵工程生产的产品有两类:一类是代谢产物,另一类是菌体本身。
2、产品不同,分离提纯的方法一般不同。①如果产品是菌体,可采用过滤,沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来;②如果产品是代谢产物,可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。
3、发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。
4、发酵过程一般来说都是在常温常压下进行,条件温和、反应安全,原料简单、污染小,反应专一性强,因而可以得到较为专一的产物。
【详解】A、发酵工程具有条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物单一、废弃物对环境的污染小和容易处理的特点,A不符合题意;
B、发酵工程的产品包括微生物的代谢产物、酶和菌体本身,应用于食品工业、医药工业和农牧业等领域,B不符合题意;
C、通常所指的发酵条件包括温度控制、溶解氧控制、pH控制,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,C不符合题意;
D、传统发酵技术和现代发酵工程的相同之处都是利用各种微生物的代谢来实现相关产品的生产,但发酵工程是应用无菌技术获得纯净的微生物,利用的是单一菌种;而传统发酵技术利用的是天然的混合菌种,D符合题意。
故选D。
17. 微生物的发酵可以为人类提供丰富的食品和食品添加剂,促进了丰富多彩的饮食文化的形成。下列相关叙述正确的是( )
A. 从自然界中筛选、通过诱变育种等获得优良菌种是发酵工程的中心环节
B. 发酵罐中微生物的生长繁殖速度、代谢物的形成速度都与搅拌速度有关
C. 通过发酵工程生产的苏云金杆菌可以制成微生物农药,这属于化学防治手段
D. 利用谷氨酸棒状杆菌生产味精时,需采用过滤等方法将菌体分离、干燥以获得产品
【答案】B
【解析】
【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品,主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。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、产品的分离、提纯等方面。发酵过程一般来说都是在常温常压下进行,条件温和、反应安全,原料简单、污染小,反应专一性强,因而可以得到较为专一的产物。发酵工程在医药、食品、农业、冶金、环境保护等许多领域都得到广泛应用。
【详解】A、在发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,A错误;
B、搅拌可增加发酵液中的溶氧量,使菌体与发酵液中的营养物质充分接触,故发酵罐中微生物的生长繁殖速度、代谢物的形成速度都与搅拌速度有关,B正确;
C、通过发酵工程生产的苏云金杆菌可以制成微生物农药,用来防治多种农林虫害,这属于生物防治手段,C错误;
D、利用谷氨酸棒状杆菌生产味精时,发酵产品是谷氨酸棒状杆菌产生的谷氨酸,而不是微生物细胞本身,故可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品,D错误。
故选B。
18. 啤酒生产的简要流程如图所示,制麦时用赤霉素溶液浸泡大麦种子,糖化主要将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子。下列说法不正确的是( )
A. 在整个发酵过程中,要始终保持严格的无菌、厌氧环境
B. 用赤霉素溶液浸泡大麦种子,目的是促进种子萌发产生淀粉酶
C. 在接种酵母菌前进行冷却处理,是为了避免杀死酵母菌菌种
D. 久置的啤酒变酸且产生表面菌膜,一般可从菌膜中分离得到醋酸菌
【答案】A
【解析】
【分析】大麦种子萌发时,其贮存的大分子物质淀粉、蛋白质分解为小分子,为种子萌发提供物质和能量。赤霉素主要是由未成熟的种子、幼芽和幼根合成,能够促进细胞伸长、促进种子萌发和果实发育。在实际应用中可以促进植物茎秆伸长,解除种子和其他部位休眠,提早用来播种。
【详解】A、酵母菌是兼性厌氧微生物,在整个发酵过程中,要先通气使酵母菌大量繁殖,然后保持严格的无菌、厌氧环境,使其无氧呼吸进行发酵,A错误;
B、用赤霉素溶液浸泡大麦种子,可以让大麦种子无需发芽便能产生更多的α-淀粉酶,降低生产成本,B正确;
C、在接种酵母菌前进行冷却处理,为了避免杀死酵母菌种,C正确;
D、包装后放置的啤酒变酸且产生表面菌膜,一般可从菌膜中分离得到醋酸菌,醋酸菌可以利用酒精转化为乙酸,D正确。
故选A。
19. 下列关于植物组织培养的叙述中,不正确的是( )
A. 培养基中添加蔗糖可为植物细胞提供营养、调节渗透压
B. 离体的植物幼叶、芽尖、花药等可作为组织培养的外植体
C. 只有生长素比例明显高于细胞分裂素时才能获得胚状体
D. 脱分化阶段一般不需要光照,再分化阶段需要弱光照射
【答案】C
【解析】
【分析】植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下,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。
【详解】A、培养基中添加蔗糖的目的是为植物细胞提供营养,而且还可以调节渗透压,A正确;
B、离体的植物器官、组织和细胞均可以作为组织培养的外植体,因此离体的植物幼叶、芽尖、花药都是组织培养的外植体,B正确;
C、只有生长素比例明显高于细胞分裂素时才能促进愈伤组织生根,C错误;
D、脱分化阶段是细胞分裂成为愈伤组织的过程,该过程一般不需要光照,再分化阶段产生的胚状体需要长芽,因此需要弱光照射,D正确。
故选C。
20. 菊花种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗,以保证该品种的品质。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的( )
A. 有丝分裂B. 分化C. 减数分裂D. 全能性
【答案】C
【解析】
【分析】植物组织培养技术的过程:离体的植物组织,器官或细胞(外植体)→愈伤组织→胚状体→植株(新植体);该技术的原理是植物细胞的全能性。在脱分化过程和再分化过程中细胞都通过有丝分裂方式进行增殖。
【详解】A、脱分化过程和再分化过程中细胞都通过有丝分裂方式进行增殖,A不符合题意;
B、植物组织培养过程中主要涉及脱分化和再分化过程,故有分化的发生,B不符合题意;
C、分生组织离体培养获得种苗的过程中细胞通过有丝分裂方式增殖,不会发生减数分裂,C符合题意;
D、该过程采用了植物组织培养技术,其原理是植物细胞的全能性,D不符合题意。
故选C。
21. 某生物兴趣小组以西瓜5天龄幼苗子叶为外植体进行相关实验研究,得到如图所示的实验结果。下列相关叙述正确的是( )
A. 实验开始前应对所用培养基和西瓜幼苗子叶进行灭菌处理
B. 图示结果表明,诱导形成愈伤组织的最适暗处理时间在1~3周内
C. 暗处理时间的长短对细胞脱分化率和再分化率的影响均不大
D. 西瓜幼苗子叶脱分化形成愈伤组织的过程中细胞发生了分化
【答案】B
【解析】
【分析】在一定的激素和营养等条件的诱导下,已经分化的细胞可以经过脱分化,即失去其特有的结构和功能转变成未分化细胞,进而形成不定形的薄壁组织团块,这称为愈伤组织。将愈伤组织接种到含有特定激素的培养基上,就可以诱导其再分化成胚状体。
【详解】A、为了防止杂菌污染,实验开始前应对所用培养基进行灭菌处理,对西瓜幼苗子叶(该实验的外植体)进行消毒处理,A错误;
B、图示结果表明,在暗处理1~3周内,愈伤组织的诱导率均在90%以上,说明诱导形成愈伤组织的最适暗处理时间在1~3周内,B正确;
C、外植体经过脱分化形成愈伤组织,愈伤组织经过再分化形成胚状体,图示结果显示:在不同暗处理时间内,愈伤组织诱导率与胚状体诱导率的变化均较大,说明暗处理时间的长短对细胞脱分化率和再分化率的影响均较大,C错误;
D、西瓜幼苗子叶脱分化形成愈伤组织的过程中,子叶细胞失去其特有的结构和功能转变成未分化细胞,即细胞没有发生分化,D错误;
故选B。
22. 下图表示应用植物组织培养技术培育优质玉米的过程。对此过程的相关描述错误的是
A. B→E过程中细胞全能性的高低发生了改变
B. C试管中形成的是高度液泡化的薄壁细胞
C. A植株和F植株体细胞中染色体组数相同
D. 培养出的F植株一般不能直接应用于扩大种植
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A、B→E过程发生了脱分化和再分化,细胞分化程度发生了改变,因此细胞的全能性发生了改变,故A正确;
B、C试管中为愈伤组织,是排列疏松无规则、高度液泡化的薄壁细胞,故B正确;
C、A植株为正常植株,而F植株为单倍体植株,细胞中染色体组数不同,故C错误;
D、培养出的F植株为单倍体植株,一般比较弱小,高度不育,不能直接用于扩大种植,故D正确。
故选C
【点睛】
23. 如图是植物体细胞杂交的流程示意图,下列叙述正确的是( )
A. 可用电激、聚乙二醇或灭活的病毒诱导原生质体A和B融合
B. 原生质体A和B融合形成杂种细胞D的标志是两细胞核融合
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】C
【解析】
【分析】图示过程为植物体细胞杂交流程示意图,其中A和B是原生质体,C是原生质体融合过程,D是杂种细胞,E是愈伤组织。
【详解】A、可用电激、聚乙二醇诱导原生质体融合,不能用灭活的病毒诱导原生质体融合,A错误;
B、原生质体A和B融合形成杂种D细胞的标志是再生出细胞壁,B错误;
C、D为杂种细胞,再生出细胞壁后转移到培养基中培养,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C。
24. 鱼腥草中的次生代谢物萜类物质具有抗过敏作用,可用于治疗过敏性荨麻疹,实验人员通过植物细胞悬浮培养技术可大量获取鱼腥草细胞中的萜类化合物。下列说法错误的是( )
A. 鱼腥草中的萜类化合物是细胞代谢所必需的营养物质
B. 培养过程中,悬浮细胞的密度过大会限制悬浮细胞的增殖
C. 培养过程中所用的外植体一般取自鱼腥草的分生区细胞
D. 为了有利于外植体的脱分化,往往需要在培养基中加入植物激素
【答案】A
【解析】
【分析】1、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。
2、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、萜类化合物属于植物的次生代谢产物,它们不是细胞生长和维持基本生命活动所必需的营养物质,而是在特定条件下由植物产生的,具有多种生物活性,A错误;
B、在植物细胞悬浮培养中,如果细胞密度过大,会导致营养物质和氧气的供应不足,从而限制细胞的增殖,B正确;
C、在植物细胞培养中,通常会选择具有高分裂活性的分生组织作为外植体,因为这些细胞更容易在体外培养条件下增殖和分化,C正确;
D、在植物细胞培养中,植物激素如生长素和细胞分裂素常被添加到培养基中,以促进外植体的脱分化和再生,从而增加获得所需化合物的效率,D正确。
故选A。
25. 病毒侵染导致马铃薯产量下降,培育脱毒的马铃薯品种可提高其产量。科研人员探究了茎尖外植体大小对马铃薯苗成活率和脱毒率的影响。下列叙述正确的是( )
A. 由图可知茎尖越小,脱毒率越低,成苗率越高
B. 由图可知马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.12mm
C. 脱毒苗的培育过程中,容易发生基因突变和基因重组,导致后代性状多样性
D. 为了给愈伤组织细胞提供营养和调节渗透压,需要在培养基中加入适量的蔗糖
【答案】D
【解析】
【分析】题图分析,茎尖越大成苗率越高,脱毒率越低,在0.27mm时相对比较适宜。
【详解】A、由图可知茎尖越小,脱毒率越高,成苗率越低,A错误;
B、由图可知马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27mm,此时成苗率和脱毒率相对较高,B错误;
C、脱毒苗的培育过程中,容易发生基因突变和染色体结构变异,导致后代性状多样性,但脱毒苗培育过程中不发生减数分裂,因而不会发生基因重组,C错误;
D、为了给愈伤组织细胞提供营养和调节渗透压,需要在培养基中加入适量的蔗糖,起到调节渗透压和提供营养的目的,D正确。
故选D。
26. 甘草是中医使用最多的药材之一,其提取物中的黄酮具有抗衰老、抗炎等作用。有同学提出利用现代生物技术生产黄酮的两条技术路径,如图所示。下列叙述正确的是( )
A. B代表愈伤组织,两条技术路径均证明了植物细胞具有全能性
B. 获得愈伤组织的过程应保持在无菌、无毒和环境条件下
C. ①②③的培养基中含有植物激素和多种无机盐,还需要添加蔗糖等能源物质
D. 路径二添加果胶酶的目的是获得原生质体,使用纤维素酶也可以达成该目的
【答案】C
【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、途径二并未从已分化的植物细胞获得完整植株,不能体现植物细胞的全能性,A错误;
B、获得愈伤组织的过程是植物组织培养中的脱分化过程,此过程应保持无菌、无毒的环境。 而5%CO2环境是动物细胞培养时需要的条件,目的是维持培养液的pH,植物组织培养一般不需要5%CO2环境,B错误;
C、①②③的培养过程均为植物组织培养的相关过程。植物组织培养的培养基中除了含有植物激素(如生长素、细胞分裂素等)和多种无机盐外,还需要添加蔗糖等能源物质,蔗糖可以为植物细胞提供碳源和能量,C正确;
D、图示过程中添加果胶酶的主要目的瓦解植物的胞间层,更快获得细胞悬液,使用纤维素酶也可以达成该目的,D错误。
故选C。
27. 大豆属于一年生经济作物。图中甲、乙表示大豆两个品种,基因A/a、B/b位于两对同源染色体上。为培育基因型为AAbb的新品种,研究人员尝试了图中培育方案,①~⑥为不同育种过程。下列叙述正确的是( )
A. ①②表示杂交育种,第四年才能筛选出基因型为AAbb的植株
B. ③表示单倍体育种,可获得基因型为Ab、AB、aB、ab的植株
C. ④需要X射线等处理,可定向得到基因型为Aabb的新品种
D. ②和⑥需自交处理,⑤需用秋水仙素处理单倍体的种子或幼苗
【答案】A
【解析】
【分析】根据题意和图示分析可知:①②为杂交育种,①③⑤为单倍体育种,④⑥为诱变育种。
【详解】A、大豆属于一年生经济作物,①②表示杂交育种,第一年甲与乙杂交得到AaBb的种子,第二年将AaBb播种,自交得到基因型为A_B_、A_bb、aaB_、aabb的种子,第三年将第二年得到的种子种植,且单株自交,收集每颗植株上的种子,在第四年时分区播种每棵植株上的种子,植株表型与A_bb对应且分区种植时子代没有性状分离的区域中的植株基因型为AAbb,A正确;
B、①③⑤表示单倍体育种过程,③为花药离体培养过程,可获得基因型为Ab、AB、aB、ab的植株,B错误;
C、④⑥为诱变育种过程,④需要X射线、亚硝酸盐等处理,提高基因突变的频率,但由于基因突变的方向是不定向的,可从突变个体中筛选出基因型为Aabb的新品种,C错误;
D、②和⑥需要通过自交得到基因型为AAbb的纯合子,⑤用秋水仙素处理单倍体幼苗得到染色体正常的植株,单倍体高度不育,一般无种子,D错误。
故选A
28. 下列有关动物细胞培养的表述,正确的是( )
A. 培养液需要定期更换,以防杂菌污染
B. 细胞要经过脱分化形成愈伤组织
C. 培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清
D. 培养瓶中的细胞需定期用胰蛋白酶处理,分瓶后才能继续增殖
【答案】C
【解析】
【分析】动物细胞培养需要满足以下条件:无菌、无毒的环境:培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素,以防培养过程中的污染。此外,应定期更换培养液,防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。营养:合成培养基成分:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等天然成分。温度、pH和渗透压:适宜温度:哺乳动物多是36.5°C+0.5°C; pH: 7.2~7.4。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。
【详解】A、应定期更换培养液,防止代谢产物积累对细胞自身造成危害,A错误;
B、动物细胞培养不需要脱分化,植物细胞培养要经过脱分化形成愈伤组织,B错误;
C、培养夜中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等,C正确;
D、在进行传代培养时,悬浮培养的细胞直接用离心法收集;贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶处理,使之分散成单个细胞,再用离心法收集。之后将收集的细胞制成细胞悬液再分瓶培养,D错误。
故选C。
29. 在治疗大面积烧伤时,通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。下图为用患者的自体皮肤细胞培养供移植的皮肤过程示意图。下列叙述错误的是( )
A. 用机械法和酶解法处理皮肤组织均可得到单个细胞
B. 原代培养时应向合成培养基中加入血清等天然成分
C. 接触抑制是导致原代培养细胞分裂受阻的重要原因
D. 该过程中传代培养获得的细胞可直接用离心法收集
【答案】D
【解析】
【分析】动物细胞培养过程: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。
【详解】A、培养动物细胞时用机械法和酶解法处理组织分散成单个细胞,A正确;
B、动物细胞的培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素,除此以外还需要添加动物血清或血浆等天然成分,B正确;
C、细胞在贴壁生长的过程中会出现接触抑制的现象,即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖,C正确;
D、进行传代培养时,悬浮培养的细胞可直接用离心法收集后制成细胞悬液,然后分瓶培养,D错误。
故选D。
30. 科学家尝试采用多种方法制备诱导获得多能干细胞 (iPS细胞), 目前,iPS 细胞用于治疗人的镰状细胞贫血、骨关节炎等疾病,下列叙述错误的是( )
A. iPS 细胞可由成纤维细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞等诱导生成
B. 可借助载体将特定基因导入细胞或直接将特定蛋白导入细胞来诱导形成iPS细胞
C. iPS 细胞体外增殖方式为有丝分裂,体外分化过程与细胞内基因表达的调控有关
D. 将iPS 细胞分裂、分化形成的特定组织移植回患者后,患者需服用免疫抑制剂
【答案】D
【解析】
【分析】1、iPS细胞是诱导多能干细胞,具有产生多种类型细胞的能力,其功能类似胚胎干细胞。
2、细胞分化的实质是基因的选择性表达。
【详解】A、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,A正确;
B、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,B正确;
C、iPS 细胞体外增殖方式为有丝分裂,体外分化过程与细胞内基因表达的调控有关,细胞分化的实质是基因的选择性表达,C正确;
D、PS技术使用患者自己的体细胞通过体外诱导成iPS细胞,所以将iPS细胞增殖分化出的不同细胞移植回病人体内,理论上可以避免免疫排斥反应,患者不需要服用免疫抑制剂,D错误。
故选D。
二、非选择题
31. 夜郎无闲草,黔地好蓝莓,蓝莓酿美酒,美酒状元蓝,蓝莓酸甜宜人、细腻多汁、气味清香,口感脆爽,被誉作“水果皇后”,由蓝莓酿制的蓝莓酒和蓝莓醋被称为“液体黄金”和“口服化妆品”等。如下图是以鲜蓝莓为原料天然发酵制作蓝莓酒和蓝莓醋的过程简图。结合图形和相关知识回答下列问题:
(1)制作蓝莓酒的微生物来自_______,因此①不要过度冲洗,防止菌种被冲洗掉,该生物的代谢类型是_________型。
(2)在第④发酵阶段,发酵液虽然未经过严格的灭菌处理,但杂菌却不能正常生长繁殖,因为绝大多数微生物都无法适应________的环境而受到抑制。果汁发酵后是否有酒精产生,可以用_______来检验,其在酸性条件下可与酒精反应呈现______色。
(3)蓝莓醋可以在蓝莓酒的基础上进行发酵,此过程主要发挥作用的微生物是________,其与酵母菌在结构上的主要差异在______,它进行醋酸发酵须在_______条件下进行,此过程的化学反应________,此过程的适宜温度为________。
(4)蓝莓酒、蓝莓醋的发酵装置如图所示,排气口弯管设置的目的是________。
【答案】(1) ①. 附着在蓝莓皮上的野生酵母菌 ②. 异养兼性厌氧
(2) ①. 缺氧、呈酸性 ②. 重铬酸钾 ③. 灰绿
(3) ①. 醋酸菌 ②. 无核膜包围的细胞核 ③. 有氧 ④. ⑤. 30-35℃
(4)在酒精发酵时用来排出CO2,防止空气中微生物的污染
【解析】
【分析】当氧气、糖源都充足时,醋酸菌能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为乙酸。在酸性条件下,重铬酸钾溶液与酒精反应呈现灰绿色。
【小问1详解】
附着在蓝莓皮上的野生酵母菌进行无氧呼吸产生酒精,可用于制作蓝莓酒;酵母菌为异养兼性厌氧菌,需要利用现成有机物(异养),且既能进行有氧呼吸,也能进行无氧呼吸。
【小问2详解】
在第④发酵阶段,发酵液缺氧、呈酸性,绝大多数微生物都无法适应该环境,因此发酵液虽然未经过严格的灭菌处理,但杂菌却不能正常生长繁殖;重铬酸钾可以用来检测酒精的有无;若有酒精,则酸性重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。
【小问3详解】
醋酸菌可以以酒精为原料进行果醋发酵,蓝莓醋可以在蓝莓酒的基础上进行发酵,此过程主要发挥作用的微生物是醋酸菌。醋酸菌是原核生物,酵母菌是真核生物,醋酸菌与酵母菌在结构上的主要差异在没有核膜包围的细胞核。醋酸菌是好氧菌,进行醋酸发酵须在有氧气条件下进行,此过程的化学反应式为:;醋酸菌的适宜温度为30-35℃。
【小问4详解】
排气口弯管是用于在酒精发酵时排出CO2,防止空气中微生物的污染。
32. 牛和羊的瘤胃中生活着多种微生物,其中许多微生物能分解尿素。某研究小组欲从瘤胃内筛选出能高效降解尿素的细菌,设计了如下实验。请分析并回答下列问题:
实验步骤:
Ⅰ、取样:从刚宰杀的牛的瘤胃中取样,将样品装入事先灭过菌的锥形瓶中。
Ⅱ、培养基的配制和灭菌:
配制全营养LB固体培养基。配方:水、蛋白胨、酵母提取物、NaCl、琼脂糖(一种凝固剂)。配制尿素固体培养基。配方:水、葡萄糖、NaCl、K2HPO4、尿素、琼脂糖。
Ⅲ、制备瘤胃稀释液并接种,如下图1所示。
Ⅳ、在无氧条件下进行微生物的培养、观察与计数。
(1)全营养LB固体培养基和尿素固体培养基都含有微生物生长所需的基本营养物质,除水外还有______。(至少答两点)
(2)该小组采用______法对瘤胃中分解尿素的细菌进行分离和计数。在无菌条件下,利用该方法进行分离计数时,需要用到图2中的实验器材有______。
(3)为检测该培养基灭菌是否彻底,应采用的检测方法是______。为了判断尿素培养基是否具有选择作用,实验时还需要同时接种全营养平板,如果同一浓度梯度下,尿素培养基上的菌落数______(“大于”、“等于”或“小于”)全营养培养基上的菌落数,则说明尿素培养基具有选择作用。
(4)为了避免混淆,本实验中使用的平板需要在培养皿的______(“皿盖”或“皿底”)做好标记。然后在______(“18~25℃”或“25~30℃”或“30~37℃”)的恒温培养箱中需培养1-2d,每隔24h统计一次菌落数目,选择菌落数目稳定时的记录作为结果,其目的是______。
(5)若将最后一个试管中的稀释液分别涂布到3个尿素平板上培养,培养后平板上出现的菌落数如图1所示,则5mL瘤胃样品中含有目标活菌数约为______。该方法统计获得的菌落数比实际的活菌数______,原因是______。
【答案】(1)碳源、氮源、无机盐
(2) ①. (稀释)涂布平板 ②. ①③④
(3) ①. 将未接种的培养基放在恒温培养箱中培养,检验是否有菌落产生 ②. 小于
(4) ①. 皿底 ②. 30~37℃ ③. 为了防止培养时间不足导致菌落遗漏
(5) ①. 3.5×1010个 ②. 少 ③. 当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落
【解析】
【分析】 稀释涂布平板法:稀释涂布平板法除了可以用于分离微生物外,也常用来统计样品中活菌的数目。当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个单菌落,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,就能推测样品大约含有多少活菌。
【小问1详解】
虽然各种培养基的配方不同,但是一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等微生物生长所需的基本营养物质。
【小问2详解】
据图可知,接种后平板上培养出了菌落,且菌落可用于计数,故接种方法为稀释涂布平板法。稀释涂布平板法操作时需要在酒精灯火焰旁边操作,故需要用到①酒精灯(③培养皿)④涂布器。
【小问3详解】
将未接种的培养基(或空白培养基)放在恒温培养箱中保温1-2天,检验是否有菌落产生,用于检测该培养基灭菌是否彻底。若有菌落产生,说明灭菌不彻底,需要重新配置培养基。选择培养基允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长,故同一浓度梯度下,尿素培养基上的菌落数小于全营养培养基上的菌落数,则说明尿素培养基具有选择作用。
【小问4详解】
本实验使用的平板较多,为了避免混淆,最好使用前在培养皿上做好标记,由于培养基倒置培养,所以皿底上标记号组别、培养日期和平板上培养样品的稀释度等。为了防止培养时间不足导致菌落遗漏,在恒温培养箱中需培养1-2d,每隔24h统计一次菌落数目,选择菌落数目稳定时的记录作为结果。一般选择菌落数为30~300的平板进行计数。由于分离的菌是从牛的瘤胃中取样的,故培养箱的温度设定在30—37℃为宜。
【小问5详解】
5号试管的稀释倍数为107,5mL瘤胃样品中含有目标活菌数=(68+75+67)÷3÷0.1×107×5=3.5×1010(个)。当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,故使用稀释涂布平板法统计获得的菌落数比实际的活菌数偏少。
33. 甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞质基因具有高产效应某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究,基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定,最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题:
(1)根据研究目标,在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前,应检验两种植物的原生质体是否具备______的能力。为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体,则乙植物可用幼苗的______为外植体。
(2)在获取原生质体时,常采用______酶进行去壁处理。在原生质体融合前,需对原生质体进行处理,分别使甲原生质体和乙原生质体的______失活。两种原生质体1:1混合后,通过添加适宜浓度的PEG进行融合;一定时间后,加入过量的培养基进行稀释,稀释的目的是______。
(3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合,在凝固前倒入培养皿,融合原生质体分散固定在平板中,并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于______。
(4)植物体细胞杂交技术的原理是______和植物细胞的全能性,该技术在______以及培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
【答案】(1) ①. 再生植株 ②. 叶片
(2) ①. 纤维素酶和果胶 ②. 细胞质(甲)、细胞核(乙) ③. 终止原生质体融合 (3)一个融合原生质体
(4) ①. 细胞膜的流动性 ②. 打破生殖隔离,实现远缘杂交育种
【解析】
【分析】植物体细胞杂交技术:
(1)植物体细胞杂交技术:是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术;
(2)过程:①诱导融合的方法:物理法;化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂;②细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成;③植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结束;④杂种植株的特征:具备两种植物的遗传特征,原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质;
(3)意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。
【小问1详解】
在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前,应检验两种植物的原生质体是否具备再生的能力。为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,若甲植物原生质体采用幼苗的根(无色)为外植体,则乙植物可用幼苗的叶片(含有叶绿体,是绿色)为外植体。
【小问2详解】
植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,在获取原生质体时,常采用相应的酶进行去壁处理。为使获得的杂种细胞具有耐盐碱效应(甲植物的细胞核基因)和高产效应(乙植物的细胞质基因),在原生质体融合前要分别使甲原生质体的细胞质和乙原生质体的细胞核失活,融合后的原生质体具有甲植物的细胞核基因和乙植物的细胞质基因。用适宜浓度的PEG促进融合后,一定时间后,加入过量的培养基进行稀释,稀释的目的是降低PEG浓度,使其失去促融作用从而阻断原生质体继续融合,以终止原生质体融合。
【小问3详解】
同一块愈伤组织所有细胞源于一个融合原生质体。未融合的原生质体因为细胞质或细胞核的失活,无法正常生长、分裂;同种融合的原生质体也因为甲原生质体细胞质或乙原生质体细胞核失活而不能生长、分裂;只有杂种细胞才具备有活性的细胞质和细胞核,可以生长、分裂,因此这些愈伤组织只能来自于杂种细胞,同一个杂种原生质体,或者说同一个融合原生质体。
【小问4详解】
植物体细胞杂交技术,是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术,这里涉及到的技术是植物细胞融合技术和植物组织培养技术,利用原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性;植物体细胞杂交技术,在打破生殖隔离,实现远缘杂交育种以及培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
34. 下图为利用某种低产耐酸植物甲(4N)和高产不耐酸植物乙(2N),培育高产耐酸植物丙的过程。请回答下列问题:
(1)过程①应将甲、乙两种植物细胞分别置于含有__________酶的________(选填“低渗”“等渗”或“高渗”)溶液中,以制备原生质体甲′和乙′。
(2)植物丙′的体细胞中有_______个染色体组,得到的杂种植株,理论上是否可育?__________,为筛选出耐酸的植物丙′,过程③所用的固体培养基需______。
(3)该育种技术涉及的生物学原理有__________(填标号)。
①细胞膜的流动性 ②细胞膜的选择透过性 ③植物细胞的全能性 ④细胞增殖
(4)利用单倍体育种技术,也可以利用上述低产耐酸植物甲(4N)和高产不耐酸植物乙(2N)培育出高产耐酸的新品种丁。下表是相关实验中的一些步骤,请根据题意完成以下表格。
【答案】(1) ①. 纤维素酶和果胶 ②. 等渗
(2) ①. 6 ②. 可育 ③. 将pH调为酸性
(3)①③④ (4) ①. 植物体细胞杂交 ②. 植物组织培养 ③. 愈伤组织 ④. 生长素与细胞分裂素比例 ⑤. 秋水仙素
【解析】
【分析】利用细胞工程技术培养杂种植株时,首先利用纤维素酶和果胶酶(①)处理细胞去除其细胞壁;甲乙两细胞的原生质体经诱导产生“甲'+乙'”,即融合的原生质体,其再生新的细胞壁,形成杂种细胞,杂种细胞经过②脱分化过程形成愈伤组织,再经过再分化过程形成植株丙',该植株经过图中③过程的选择作用培养出高产耐酸植物丙。
【小问1详解】
由植物细胞变成原生质体,需要去掉细胞壁,细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,酶具有专一性,所以应用纤维素酶和果胶酶处理细胞壁。为保证原生质体正常的形态,含有纤维素酶和果胶酶的溶液浓度应与细胞内的溶液等渗;
【小问2详解】
植物丙'是甲和乙通过体细胞杂交形成的杂种植株,为异源多倍体,根据题意可知,某种耐酸植物甲(4N)有4个染色体组,高产植物乙(2N)有2个染色体组,因此丙'植株的体细胞中有6个染色体组,由于杂种植株细胞中含有成对的同源染色体,理论上是可育的。植物丙'有耐酸的特性,说明③过程为筛选耐酸的植株的过程,因此可知过程③所用的固体培养基需将pH值调整为酸性;
【小问3详解】
原生质体融合过程利用了细胞膜的流动性原理,将杂种细胞培养为杂种植株利用了细胞增殖和植物体细胞具有全能性的原理,因此①③④符合题意;
【小问4详解】
利用上述低产耐酸植物甲(4N)和高产不耐酸植物乙(2N)培育出高产耐酸的新品种丁,需要先将两种植物的优良基因集中到一个个体上,由于两种植物存在生殖隔离,因此不能杂交,故需要将品种甲和品种乙植物体细胞杂交后获得F1,收集F1的花粉;利用花药离体培养(植物组织培养)技术培养花粉,经过脱分化过程形成愈伤组织;由于不同阶段需要的生长素和细胞分裂素的比例不同,因此通过改变培养基中的生长素和细胞分裂素的浓度比例(激素比例),实现诱导分化;用一定浓度的秋水仙素(低温、温度骤变)处理单倍体幼苗,获得可育的品种,并通过筛选获得符合要求的植株。
组别
具体组别
具体操作
实验组
实验组1
涂布接种的选择培养基
实验组2
涂布接种的选择培养基
实验组3
涂布接种的选择培养基
实验组4
涂布接种的牛肉膏蛋白胨培养基
对照组
对照组1
不涂布接种的选择培养基
对照组2
不涂布接种的牛肉膏蛋白胨培养基
实验目
方法步骤要点
收集花粉
①将品种甲和品种乙____后获得F1,收集F1的花粉
获得可增殖分化的细胞
②利用_______技术中的脱分化过程,获得______
诱导单倍体幼苗的形成
③通过改变培养基中的________,实现诱导分化
获得染色体加倍的植株
④用______处理单倍体幼苗
获得新品种丁
筛选符合要求的植株,收获其所结种子
组别
具体组别
具体操作
实验组
实验组1
涂布接种的选择培养基
实验组2
涂布接种的选择培养基
实验组3
涂布接种的选择培养基
实验组4
涂布接种的牛肉膏蛋白胨培养基
对照组
对照组1
不涂布接种的选择培养基
对照组2
不涂布接种的牛肉膏蛋白胨培养基
实验目的
方法步骤要点
收集花粉
①将品种甲和品种乙____后获得F1,收集F1的花粉
获得可增殖分化的细胞
②利用_______技术中的脱分化过程,获得______
诱导单倍体幼苗的形成
③通过改变培养基中的________,实现诱导分化
获得染色体加倍的植株
④用______处理单倍体幼苗
获得新品种丁
筛选符合要求的植株,收获其所结种子
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