广东省东莞市东莞市麻涌中学2023-2024学年高二下学期4月月考生物试题(原卷版+解析版)
展开考试时间:75分钟 满分:100分
一、单项选择题:本大题共16小题,共40分。第1-12题,每小题2分,共24分;第13-16题,每小题4分,共16分。在每小题的四个选项中,只有一项符合题意。
1. 生活中我们经常会接触到发酵食品,如果酒、果醋、泡菜等,下列关于传统发酵食品制作的叙述,正确的是( )
A. 酿制果醋和制作泡菜所利用的主要微生物的代谢类型不相同
B. 制作果醋时发酵液中的醋酸菌通过无丝分裂增殖,繁殖速度快
C. 泡菜坛内的白色菌膜、变酸的果酒表面的菌膜所含菌种完全相同
D. 制作酸奶和制作果醋利用的微生物是相同的
【答案】A
【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。果酒制作的原理: (1) 在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖;(2) 在无氧条件下,酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳。
2、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。
3、果醋制作过程中的菌种是醋酸菌,醋酸菌是好氧菌,在氧气、糖源充足时,醋酸菌能将糖分解成醋酸,糖源不足时可以将乙醇转化成乙醛再转化成醋酸,最适宜醋酸菌生长繁殖的温度是30~ 35℃。
【详解】A、酿制果醋的微生物是醋酸菌,其代谢类型是异养需氧型,制作泡菜的微生物是乳酸菌,其代谢类型是异养厌氧型,两者的代谢类型不相同,A正确;
B、醋酸菌属于原核生物,原核生物通过二分裂方式增殖,而无丝分裂是真核生物特有的增殖方式,B错误;
C、尽管制作泡菜的主要菌种为乳酸菌,但由于材料本身带有一些酵母菌等其他菌, 在泡菜的制作过程中会有酵母菌等菌的生长,尤其是泡菜坛密封不严,致使泡菜坛内出现白色菌膜(酵母菌密度增大以后可能会出现灰色菌膜),而变酸的果酒表面菌膜的主体为醋酸菌,故所含菌种不同, C错误;
D、制作酸奶的菌种是乳酸菌,制作果醋的菌种是醋酸菌,D错误。
故选A。
2. 腐乳是我国传统发酵食品,具有很高的营养价值。某科研机构研究了腐乳生产过程中不同浓度的食盐对腐乳中氨基酸含量的影响。下列叙述正确的是( )
A. 腐乳生产过程中发挥主要作用的微生物是酵母菌
B. 时间和食盐浓度均可影响腐乳中氨基酸的含量
C. 经过发酵,豆腐中的蛋白质全部分解为氨基酸
D. 食盐浓度越高,对微生物抑制作用越强,对制作腐乳越有利
【答案】B
【解析】
【分析】腐乳制作过程中多种微生物参与了发酵,其中起主要作用的是毛霉,毛霉等微生物产生蛋白酶能将豆腐中的蛋白质转化成小分子肽和氨基酸,脂肪酶将脂肪转化成甘油和脂肪酸。
【详解】A、生产腐乳发挥主要作用的微生物是毛霉,A错误;
B、本实验的自变量是时间和食盐浓度,从图中可以看到,在同一时间的不同食盐浓度,氨基酸含量不同;在同一食盐浓度的不同时间,氨基酸含量也不同,所以时间和食盐浓度均可影响腐乳中氨基酸的含量,B正确;
C、经过发酵,豆腐中的蛋白质被分解为小分子肽和氨基酸,C错误;
D、高浓度食盐能抑制微生物生长,但同样会影响腐乳的口感,D错误。
故选B。
3. 啤酒是以麦芽汁为原料,经酿酒酵母发酵制得。传统啤酒酿造过程中,发酵在敞开式发酵池中进行,麦芽汁中接入酵母后通入大量无菌空气,之后会产生大量气体翻腾逸出,在麦芽汁表面形成25~30cm厚的气泡层(泡盖),然后停止通气,进入静止发酵阶段。下列说法正确的是( )
A. 通入大量无菌空气主要是为了促进麦芽汁中的淀粉更多地分解为麦芽糖
B. 将麦芽制作成麦芽汁(糖浆)的过程中不需要消毒和灭菌以保留天然的酵母菌
C. 泡盖产生的主要原因是酿酒酵母无氧呼吸产生CO2,泡盖的形成可以促进酒精的产生
D. 发酵过程可以在敞开式发酵池中进行而不担心杂菌污染的原因是,在缺氧、酸性的条件下,绝大多数的微生物不能生存
【答案】D
【解析】
【分析】酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,在无氧条件下进行无氧呼吸,有氧时酵母菌能通过出芽生殖的方式大量繁殖,种群数量增加很快,无氧时能分解糖类产生酒精,释放出的能量,大部分储存在发酵产物中,极少数用于自身生长发育。
【详解】A、通入大量无菌空气主要是为了使酵母菌有氧呼吸进行大量繁殖,A错误;
B、将麦芽制作成麦芽汁(糖浆)过程中需要消毒和灭菌,防止杂菌污染,B错误;
C、泡盖的形成是由于酵母菌有氧呼吸产生CO2,有25~30cm厚,能将麦芽汁与空气隔绝,C错误;
D、在缺氧、酸性的条件下,绝大多数的微生物不能生存,发酵过程可以在敞开式发酵池中进行而不担心杂菌污染,D正确。
故选D。
4. 为纯化菌种,在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌,培养结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 应使用经过灼烧灭菌的涂布器进行接种
B. 该实验结果因单菌落太多,不能达到菌种纯化的目的
C. 图中Ⅰ、Ⅱ区的细菌数量均太多,应从Ⅲ区挑选单菌落
D. 菌落周围的纤维素被降解后,可被刚果红染成红色
【答案】C
【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。在划线的开始部分,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。
【详解】A、根据图示的结果可知,该平板所用的接种方法是平板划线法,应使用经过灼烧灭菌的接种环进行接种,A错误;
B、该实验结果中获得了的单菌落,能达到菌种纯化的目的,B错误;
C、图中Ⅰ、Ⅱ区没有出现单菌落,说明细菌数量太多,所以应该从Ⅲ区挑取单菌落,C正确;
D、刚果红染液可以与纤维素反应呈红色,纤维素分解菌能够将纤维素分解而出现无色的透明圈,所以菌落周围的纤维素被降解后,不会被刚果红染成红色,D错误。
故选C。
5. 在农业生产中,为了提高农作物的产量,人们会向农田中施用大量的化学肥料。化肥残留过多会影响土壤的理化性质。利用微生物分解残留化肥的效果较好,为了筛选并保存高效分解尿素的微生物,研究人员配制了两份培养基如下表所示。下列相关叙述不正确的是( )
A. 尿素分解菌可直接以尿素作为氮源
B. 可用平板划线法获得单菌落以及计算土壤样品中分解尿素的活菌数量
C. 可用稀释涂布平板法来统计土壤样品中分解尿素的活菌数量
D. 平板划线法时,灭菌后的接种环需每次在上次划线的末端划线
【答案】B
【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.在划线的开始部分,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。
【详解】A、尿素分解菌能分解尿素,因此可直接以尿素作为氮源,A正确;
B、平板划线法可获得单个菌落,但不能计数活菌数目,B错误;
C、可用稀释涂布平板法来统计土壤样品中分解尿素的活菌数量,C正确;
D、平板划线法时,灭菌后的接种环需每次在上次划线的末端划线,保证菌种来自每次划线的末端,D正确。
故选B。
6. 根据食品安全国家标准(GB19645-2010)规定,每毫升合格的牛奶中细菌总数不超过50000个。某生物小组利用恒温水浴锅对新鲜牛奶进行处理后,测定了细菌总数,主要步骤如图所示。下列说法错误的是( )
A. 步骤①中若用湿热灭菌法对新鲜牛奶进行消毒,会增大营养物质的损失
B. 步骤②进行梯度稀释的目的是培养后获得单菌落,从而获得纯培养物
C. 步骤③培养基中的牛肉膏和蛋白胨都能为细菌的生长提供碳源和氮源
D. 若实验结束时培养基上的平均菌落总数少于100个,则表明样品细菌数合格
【答案】D
【解析】
【分析】微生物常见的接种方法:①平板划线法:将已经融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。
【详解】A、步骤①中用若用湿热灭菌法对新鲜牛奶进行消毒,由于温度较高,会破坏营养成分,增大营养物质的损失,A正确;
B、步骤②是梯度稀释,其能使聚集在一起的微生物分散,便于能在培养基表面形成单个菌落,从而获得纯培养物,B正确;
C、牛肉膏和蛋白胨中均含有碳源和氮源,步骤③培养基中的牛肉膏和蛋白陈都能为细菌的生长提供碳源和氮源,C正确;
D、由于生牛奶中的微生物可能不止一种,而牛肉膏蛋白胨培养基属于基础培养基,细菌、真菌等均可生长,因此,在实验中,培养基上可能不止出现一种菌落;依据样品液稀释1000倍,接种液体积为0.1mL,若培养基上的平均菌落总数为X个,每毫升合格的牛奶中细菌总数不超过50000个,则50000=X÷0.1×1000,X=5,因此若实验结束时培养基上的平均菌落总数少于5个,则表明样品细菌数合格,D错误。
故选D。
7. 下图为植物组织培养的流程图。据图分析,下列说法正确的是( )
A. 将配制好的培养基在灭菌后要及时分装避免冷却凝固
B. 图中三种培养基配方的差异仅仅在于碳源的不同
C. 整个培养过程中需要适宜的温度和不间断的人工光照
D. 长出丛芽和生根的过程中细胞的遗传物质会发生改变
【答案】A
【解析】
【分析】1.植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性,其过程为:离体的植物组织,器官或细胞经过脱分化过程形成愈伤组织(高度液泡化,无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织),愈伤组织经过再分化过程形成胚状体,进一步发育成为植株。
题图分析,①表示脱分化,②表示再分化,③表示进一步发育成植株。
【详解】A、将配制好的培养基在灭菌后要及时分装,否则培养基会冷却凝固进而导致无法分装,A正确;
B、图中三种培养基的差异主要表现在植物激素的种类和含量,B错误;
C、脱分化过程要避光处理,整个培养过程中需要适宜的温度和湿度条件,C错误;
D、长出丛芽和生根的过程是细胞分裂和分化的过程,遗传物质不会发生改变,D错误。
故选A。
8. 1978 年,梅尔彻斯等首次利用植物体细胞杂交技术, 获得了马铃薯和番茄的属间体细胞杂种“马铃薯-番茄”植株。下列叙述错误的是( )
A. 成功培养马铃薯和番茄的原生质体是植物体细胞杂交技术的基础
B. “马铃薯-番茄”杂种细胞培育的植株都会长马铃薯块茎和番茄果实
C. “马铃薯-番茄”植株的成功培育体现了植物细胞的全能性
D. 通过植物体细胞杂交技术能克服远缘杂交的不亲和性
【答案】B
【解析】
【分析】植物体细胞杂交,又称原生质体融合,是指将植物不同种、属,甚至科间的原生质体通过人工方法诱导融合,然后进行离体培养,使其再生杂种植株的技术。
【详解】A、植物体细胞杂交技术是将不同植物原生质体融合,再将融合成功的原生质体培育为植株,所以成功培养马铃薯和番茄的原生质体是植物体细胞杂交技术的基础,A正确;
B、“马铃薯-番茄”杂种细胞培育的植株不一定都会长马铃薯块茎和番茄果实,B 错误;
C、融合成功的原生质体培育为植株,体现了植物细胞的全能性,C正确;
D、植物体细胞杂交技术打破了生殖隔离,实现了远缘杂交,通过植物体细胞杂交技术能克服远缘杂交的不亲和性,D正确。
故选B。
9. 实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 甲过程需要对实验小鼠进行消毒等无菌操作
B. 乙过程可用胰蛋白酶、胶原蛋白酶对皮肤组织进行处理
C. 丙过程为原代培养,原代培养的细胞只能悬浮在培养液中生长
D. 丁过程为传代培养,培养的皮肤细胞可能会出现接触抑制现象
【答案】C
【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、离体动物细胞培养需要无菌、无毒的环境,甲过程表示获取实验小鼠的组织细胞,因此要对实验小鼠进行消毒,A正确;
B、动物细胞培养前需用胰蛋白酶或者胶原蛋白酶处理皮肤组织使组细胞分散开,因此乙过程可用胰蛋白酶、胶原蛋白酶对皮肤组织进行处理,B正确;
C、悬浮培养是指某些不具有贴壁生长特性的细胞,只能在可流动的液体培养基里生长繁殖的过程,丙是原代培养过程,原代培养的细胞会出现接触抑制和贴壁生长的特点,因此不能悬浮在培养液中生长,C错误;
D、接触抑制指细胞在培养瓶中贴壁生长,长到相互接触时停止繁殖的现象,丁过程为传代培养,培养的皮肤细胞可能会出现接触抑制现象,此时需要分瓶培养,D正确。
故选C。
10. 如图为科学家在实验室中培养“人造牛肉”的简要过程,下列相关叙述正确的是( )
A. “人造牛肉”的培养有利于牛肉的工厂化生产,但环境污染严重
B. 用胃蛋白酶处理牛肌肉组织,获得分裂能力强的肌肉母细胞
C. 生物反应器内应控制适宜的温度,并充入纯氧保证细胞呼吸
D. 培养瓶中的肌肉母细胞需定期用胰蛋白酶处理,分瓶后才能继续增殖
【答案】D
【解析】
【分析】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。动物细胞培养过程中悬液中的细胞会很快贴附在瓶壁上。动物细胞培养的气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%CO2。“人造牛肉”的培养不仅产量高,并可以减少成本和降低环境污染。
【详解】A、理论上来说,仅来自1只动物的干细胞,可制成的肉品数量,比宰杀1头牛还多100万倍,可有利于牛肉的工厂化生产,同时也可减少对土地、饮用水和饲料的需求,且温室气体等其他环境污染物也会减少,A错误;
B、胰蛋白酶处理动物组织,可以使组织分散成单个细胞,利于动物细胞培养,B错误;
C、动物细胞培养的气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%CO2,C错误;
D、动物细胞培养过程中悬液中的细胞会很快贴附在瓶壁上,培养瓶中的肌肉母细胞需定期用胰蛋白酶处理,分瓶后才能继续增殖,D正确。
故选D。
11. 下图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程,下列相关说法正确的是( )
A. ③代表胚胎分割,需均等分割囊胚的滋养层,以免影响胚胎发育
B. ①代表体外受精,与体内受精不同的是体外受精前精子需要获能
C. ②代表早期胚胎培养,可移植的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段
D. ⑤代表胚胎移植,成功率的高低只取决于供、受体生理状况是否一致
【答案】C
【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、③代表胚胎分割,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,以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育,A错误;
B、①代表体外受精,体外受精和体内受精前精子均需要获能,B错误;
C、②代表早期胚胎培养,不同的动物胚胎移植的时间不同,例如,牛、羊一般要培养到16细胞阶段 (桑椹胚) 或囊胚阶段才能进行移植,小鼠和家兔等实验动物可在更早的阶段移植,人的体外受精胚胎即试管胚胎,可在4细胞阶段移植,故培育优质奶牛可移植的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚,C正确;
D、⑤代表胚胎移植,胚胎移植能否成功,与供体和受体的生理状态有关,要对供体、受体进行同期发情处理,使供体和受体的生理状态相同,D错误。
故选C。
12. 我国科研人员利用胚胎工程技术按如图所示流程成功培育出了“试管牛”。下列有关说法错误的是( )
A. 过程①为从供体母牛输卵管内获得卵母细胞
B. 过程②中透明带和卵细胞膜先后发生生理反应阻止多精入卵
C. 在进行过程③前需要给代孕母牛注射免疫抑制剂
D. 在进行过程③前需要对代孕母牛进行同期发情处理
【答案】C
【解析】
【分析】防止多精子入卵的两道屏障:①透明带反应:顶体酶可将透明带溶出孔道,精子穿入,在精子触及卵黄膜的瞬间阻止后来精子进入透明带的生理反应。2卵黄膜的封闭作用:精子外膜和卵黄膜融合,精子入卵后,卵黄膜会拒绝其他精子再进入卵内的过程。
【详解】A、过程①为从供体母牛输卵管内获得卵母细胞,处于减数第二次分裂中期,A正确;
B、过程②为受精作用,其中透明带和卵细胞膜先后发生生理反应阻止多精入卵,B正确;
C、代孕母牛的子宫对移植的胚胎无排斥反应,因此在进行过程③前不需要给代孕母牛注射免疫抑制剂,C错误;
D、在进行过程③前需要对代孕母牛进行同期发情处理,以使其达到适合胚胎发育的状态,D正确。
故选C。
13. 细胞工程中,选择合适的生物材料是成功的关键。下列选择不合理的是( )
A. 选择一定大小的植物茎尖进行组织培养,可获得抗病毒植株
B. 选择胚胎细胞作为核供体进行核移植,可提高克隆动物的成功率
C. 选择幼龄动物的细胞进行培养,有利于获得大量细胞
D. 选择植物的愈伤组织进行细胞培养,可实现细胞产物的工厂化生产
【答案】A
【解析】
【分析】1、动物细胞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,这个新的胚胎最终发育为克隆个体。2、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。3、植物组织培养技术的应用: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、茎尖等分生区组织几乎不含病毒,因此选择一定大小的植物茎尖进行组织培养可获得脱毒苗,不是抗毒植株,A错误;
B、胚胎细胞分化程度低,全能性高,用它做材料可提高克隆动物的成功率,B正确;
C、幼龄动物细胞分化程度低,分裂旺盛,利于培养大量细胞,C正确;
D、愈伤组织细胞分裂旺盛,工厂化生产细胞产品,通常培育到愈伤组织,D正确。
故选A。
14. 野生型青霉菌能在基本培养基上生长,但其氨基酸营养缺陷型突变株无法合成某种氨基酸,在基本培养基上不能生长,只能在完全培养基上生长。下图为纯化色氨酸营养缺陷型突变株的部分流程图,下列相关叙述错误的是( )
注:①②③④代表培养基,A、B、C表示操作步骤,D、E为菌落
A. 图中①②④为完全培养基,③为基本培养基,存在差异的成分是色氨酸
B. 将①置于摇床中,有利于菌体充分利用培养基中的营养物质
C. 经过C过程培养后,③中菌落自身不能合成色氨酸
D. 可从在④中挑取D菌落用平板划线法进一步纯化培养
【答案】C
【解析】
【分析】题图分析:图中首先利用稀释涂布平板法分离细菌,然后运用影印法将菌种接种到两种培养基中,分别是基本培养基、完全培养基;野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长,而氨基酸营养缺陷型菌株由于发生基因突变无法合成某种氨基酸只能在完全培养基上生长,所以利用培养基的不同种类,便可以选择出氨基酸突变株。
【详解】A、实验目的是纯化色氨酸营养缺陷型突变株,所以①②是完全培养基,才能获得色氨酸营养缺陷型突变株。培养基③④形成对照,其中③④比较,③在与④相对应的某些位置上没有菌落,这些位置在④对应位置是色氨酸营养缺陷型突变株的菌落,所以③为基本培养基,④为完全培养基,存在差异的成分是色氨酸,A正确;
B、将①置于摇床中,可以利用摇床摇动使菌体与其中营养物质充分接触,有利于菌体繁殖,B正确;
C、③为基本培养基,不含色氨酸,在其中能长出来的菌落自身可以合成色氨酸,C错误;
D、从图中可看出,D在基本培养基中无法生长,在完全培养基中可生长,说明D是氨基酸缺陷型菌落,故经C过程影印及培养后,可从④培养基中挑取D菌落进行纯化培养,接种方式可以是平板划线法,D正确。
故选C。
15. 如图是“生物导弹”的作用原理,阿霉素是一种抗肿瘤药物,可抑制DNA和RNA的合成,对正常细胞也有一定毒性。下列相关说法错误的是( )
A. 单克隆抗体是由杂交瘤细胞合成和分泌的,具有特异性强,灵敏度高等特点
B. 活化阿霉素能抑制细胞中的DNA转录和翻译过程
C. 单克隆抗体的定位导向作用将药物带到癌细胞所在的位置,在原位杀死癌细胞,进而治疗癌症
D. 单克隆抗体作用的特异性可减轻阿霉素对正常细胞的伤害
【答案】B
【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、单克隆抗体是由杂交瘤细胞合成和分泌的,具有特异性强,灵敏度高等特点,A正确;
B、阿霉素是一种抗肿瘤药,可抑制DNA和RNA的合成,因此活化阿霉素能抑制细胞中的DNA复制和转录过程,B错误;
C、单克隆抗体的定位导向作用将药物带到癌细胞所在的位置,在原位杀死癌细胞,进而治疗癌症,C正确;
D、阿霉素对正常细胞也有一定毒性,而单克隆抗体特异性强,从而减轻阿霉素对正常细胞的伤害,D正确。
故选B。
16. 单倍体胚胎干细胞是指只含一套染色体,但拥有类似于正常干细胞分裂分化能力的细胞群。利用小鼠建立单倍体胚胎干细胞的操作如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 体外受精前应将卵母细胞培养至减数分裂Ⅰ中期
B. 建立的单倍体胚胎干细胞中只含一条性染色体X或Y
C. 上述过程涉及动物细胞培养、体外受精和核移植等操作
D. 理论上可用物质激活卵母细胞完成MⅡ实现由①直接转变为④
【答案】C
【解析】
【分析】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、外受精前应将卵母细胞培养至减数分裂Ⅱ中期,A错误;
B、精子中含有的性染色体为X染色体或Y染色体,卵细胞中含有的性染色体为X染色体,由图可知,在建立单倍体胚胎干细胞过程中,是去除雄原核,所以获得的单倍体干细胞中含有的性染色体是X染色体,而不含Y染色体,B错误;
C、由图可知,在培养单倍体胚胎干细胞的过程中,首先发生体外受精,然后通过核移植去除雄原核,再对去除雄原核的细胞进行培养,C正确;
D、激活卵母细胞完成MⅡ得到的是卵细胞和极体,二者都不具备分裂能力,所以不能得到单倍体胚胎干细胞,D错误。
故选C。
二、非选择题:本大题共5小题,每小题12分,共60分。除特殊说明外每空2分。
17. 测定水样是否符合饮用水卫生标准,常用滤膜法测定大肠杆菌的数目。流程如图所示,滤膜法的大致流程:用滤膜过滤待测水样→水样中的细菌留在滤膜上→将滤膜转移到伊红美蓝的培养基(EMB培养基,伊红美蓝遇上大肠杆菌呈黑色)上培养→统计菌落数目。据图回答问题:
(1)过滤待测水样用到的滤杯、滤膜和滤瓶首先需要进行消毒灭菌处理,保证实验不受其它微生物干扰。与过滤有关的操作都要在____旁进行。
(2)将完成过滤之后的滤膜紧贴在EMB培养基上,这属于微生物培养中的____操作。从物理状态角度分析,EMB培养基属于____培养基,制备培养基时需要采用____法灭菌。为了检测该培养基灭菌是否彻底,对于该培养基应采用的检测方法是____。
(3)某生物兴趣小组某同学尝试按照上述方法进行测定,无菌操作下将10ml待测水样加入到90ml无菌水中,稀释后的100ml菌液通过滤膜法测得EMB培养基上的菌落数平均为124,黑色菌落数平均为31,则推测1升待测水样中的大肠杆菌数目为____个。
【答案】(1)酒精灯火焰
(2) ①. 接种 ②. 固体 ③. 高压蒸汽灭菌(或者湿热灭菌) ④. 将未接种的培养基在恒温箱中培养1~2d,观察是否有菌落产生
(3)3100
【解析】
【分析】培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质;根据物理性质分为固体培养基和液体培养基,培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐。在提供上述几种主要营养物质的基础上,培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质和氧气的要求。
【小问1详解】
与过滤有关的操作都要在酒精灯火焰旁进行,这是因为酒精灯火焰旁存在无菌区域,能够减少杂菌污染。
【小问2详解】
将完成过滤之后的滤膜紧贴在EMB培养基上,能将菌种接种于培养基上,即这属于微生物培养中的接种操作;从物理性质角度分析,EMB培养基能够让微生物在培养基上形成菌落,属于固体培养基;培养基通常采用高压蒸汽灭菌法灭菌,是湿热灭菌的一种;为检测该培养基灭菌是否彻底,一般常常使用将未接种的培养基在恒温箱中培养1~2d,观察是否有菌落产生:若有菌落产生,则证明灭菌不彻底。
【小问3详解】
某同学尝试按照上述方法进行测定,无菌操作下将10mL待测水样加入到90mL无菌水中,即稀释了10倍,稀释后的100ml菌液通过滤膜法测得EMB培养基上的菌落数平均为124,黑色菌落数平均为31,黑色菌落为大肠杆菌,则推测1升待测水样中的大肠杆菌数目为31÷100×10×1000=3100个。
18. 中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H,以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液含较多蔗糖)为原料,在实验室发酵生产PHA(聚羟基脂肪酸酯)等新型高附加值可降解材料,期望提高甘蔗的整体利用价值,工艺流程如图。回答下列问题:
(1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率,可在液体培养基中将蔗糖作为_________,并不断提高其浓度,经多次传代培养(指培养一段时间后,将部分培养物转入新配的培养基中继续培养)以获得目标菌株。此外,选育优良菌株的方法还有_________、_________等。
(2)研究人员在工厂进行扩大培养,在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵,结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期,并产生了少量乙醇等物质,说明发酵条件中_________可能是高密度培养的限制因素。发酵工程的中心环节是_________。
(3)菌株H还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)来生产PHA,说明其能分泌___________________________。
【答案】(1) ①. 唯一碳源 ②. 诱变育种 ③. 基因工程育种
(2) ①. 氧气(O2或溶解氧) ②. 发酵罐内发酵
(3)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等
【解析】
【分析】1、微生物培养基的基本成分包括水、无机盐、碳源、氮源及特殊生长因子。培养基按物理性质分为固体、半固体、液体培养基;按用途分为选择培养基和鉴别培养基。
2、选择培养基是在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质,抑制不需要的微生物的生长,有利于所需微生物的生长。
【小问1详解】
根据题意分析,该实验目的是提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率,结合微生物的代谢需求,其液体培养基应该以蔗糖作为唯一碳源 。经多次传代培养,此外,选育优良菌株的方法还有诱变育种、基因工程育种。
【小问2详解】
分析题意,扩大培养时,营养物浓度、温度、pH等条件下适宜,而发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期,并产生了少量乙醇等物质,说明发酵条件中氧气不足,使菌种进行无氧呼吸产生乙醇,即氧气(O2或溶解氧)是限制高密度培养的重要因素。发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵。
【小问3详解】
根据酶的专一性可知,菌株H之所以能通过分解主要含蛋白质、淀粉、油脂等的餐厨垃圾来生产PHA,说明其能分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。
【点睛】本题的知识点是微生物的选择培养、培养基的成分,主要考查运用所学知识解决实际问题的能力。
19. 现有甲、乙两种不同的二倍体植物(各含有一种不同的优良性状),为培育得到高产耐盐植株,科学家采用如图所示技术进行。请回答下列问题:
(1)图中愈伤组织B经过____发育成植株幼苗C,该过程体现的生物学原理是____,在此该过程起关键作用的两种激素分别是____和____。
(2)培育高产耐盐植株时,①过程常用____酶处理,用化学方法诱导甲、乙原生质体融合时,一般用②____作为诱导剂,C长成的幼苗还需要进行选择的原因是____。
【答案】(1) ①. 再分化 ②. 植物细胞的全能性 ③. 生长素 ④. 细胞分裂素
(2) ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 聚乙二醇##PEG ③. 可能出现甲与甲、乙与乙自身融合的细胞,不同时具备二者的优良性状
【解析】
【分析】据图分析,植物细胞壁的成分是纤维素和果胶,①去壁所用的是纤维素酶和果胶酶;②原生质体融合形成融合的原生质体A;再生细胞壁形成B杂种细胞;脱分化形成愈伤组织,用选择培养基选择C胚状体,再分化形成目的植株。
【小问1详解】
图中愈伤组织B发育成植株幼苗C的过程是再分化过程,该过程的原理是植物细胞的全能性;在此该过程起关键作用的两种激素分别是生长素和细胞分裂素,两者的使用顺序和比例能决定分化方向。
【小问2详解】
植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,根据酶的专一性,培育高产耐盐植株时,①过程常用纤维素酶和果胶酶处理;用化学方法诱导甲、乙原生质体融合时,一般用聚乙二醇作为诱导剂;诱导融合时,由于可能出现甲与甲、乙与乙自身融合的细胞,不同时具备二者的优良性状,故C长成的幼苗还需要进行选择。
20. 人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白。如图是制备抗HCG单克隆抗体流程示意图,回答下列问题:
(1)制备单克隆抗体过程中,给小鼠注射的HCG相当于____,一般需要HCG多次免疫小鼠,这样做的目的是____。
(2)步骤③需对选择培养的杂交瘤细胞进行____和____,筛选后符合要求的杂交瘤细胞应具有____的特点
(3)通过筛选的杂交瘤细胞可通过____或在体外条件下大规模培养,从而不断产生单克隆抗体。
【答案】(1) ①. 抗原 ②. 刺激小鼠产生相应的免疫过的B淋巴细胞
(2) ①. 克隆化培养 ②. 抗体检测 ③. 既能大量增殖又能产生抗HCG抗体
(3)注射到小鼠腹腔内增殖
【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。
【小问1详解】
制备单克隆抗体过程中,给小鼠注射的HCG相当于抗原,能刺激机体产生特异性免疫过程,进而产生特定的B细胞;一般需要HCG多次免疫小鼠,这样做的目的是刺激小鼠产生相应的免疫过的B淋巴细胞。
【小问2详解】
步骤③需对选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测(专一抗体检验阳性);筛选后符合要求的杂交瘤细胞应具有既能大量增殖又能产生抗HCG抗体的特点。
【小问3详解】
通过筛选的杂交瘤细胞可进行体内培养或体外培养,即通过注射到小鼠腹腔内增殖或在体外条件下大规模培养,从而不断产生单克隆抗体。
21. 2016年4月在墨西哥诞生了世界首个“三亲”婴儿,该“三亲”婴儿的主要培育过程如图所示。请根据所学内容,回答下列问题:
(1)“三亲”婴儿方案主要是为了避免来自____(填“甲”、“乙”或“丙”)细胞____(填细胞结构名称)内的致病基因传递给婴儿。
(2)过程①通过____技术,获得重组卵母细胞,过程②将其培养至____(时期)以便与获能的精子受精。
(3)过程④的早期在细胞培养箱内需通入5%的CO2,其作用是____。
(4)对“三亲”婴儿的早期胚胎进行性别鉴定时,可以取囊胚期的____(填组织名称)细胞进行DNA分析。
【答案】(1) ①. 甲 ②. 线粒体(或细胞质)
(2) ①. 核移植 ②. 减Ⅱ中期/减数第二次分裂中期
(3)维持培养液pH值稳定
(4)滋养层
【解析】
【分析】图中过程①表示将两个卵母细胞进行细胞核移植,过程②表示将重组卵母细胞培养到减数第二次分裂中期,过程③表示体外受精,④表示早期胚胎培养。
【小问1详解】
在“三亲”婴儿方案中捐献者提供了去核的卵细胞,母亲提供卵母细胞的细胞核,两者融合后成为一个完整的卵母细胞;该方案可以避免来自母亲线粒体中的致病基因传给孩子,孩子的线粒体基因完全来自正常的捐献者。
【小问2详解】
过程①是通过核移植技术,获得重组卵母细胞,体外环境下应将其培养至减Ⅱ中期(减数第二次分裂中期)后方可进行受精作用。
【小问3详解】
动物细胞培养过程中通入5%的CO2能维持培养液pH值稳定。
【小问4详解】
对早期胚胎进行性别鉴定时,可取用囊胚期的滋养层细胞进行相关遗传物质的检测。编号
成分
甲
KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4、葡萄糖、尿素、琼脂和蒸馏水
乙
牛肉膏、蛋白胨、NaCl、琼脂、蒸馏水
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