河北省沧州市运东四校联考2023-2024学年高二下学期4月期中考试生物试卷(Word版附解析)
展开考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版选择性必修3。
一、选择题:本题共13小题,每小题2分,共26分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 酥梨醋富含果胶、维生素以及多种矿物质等营养成分,具有开胃护肝、排毒养颜、减肥降脂等多种功效,是近年来的流行饮品。下列相关叙述正确的是( )
A. 当缺少糖源时,醋酸菌将酥梨汁中的糖分解成醋酸
B. 当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为醋酸
C. 在酥梨醋发酵液中,液面处的醋酸菌密度低于瓶底处的密度
D. 随发酵时间的延长,发酵液中pH先降低,后维持稳定
2. 诗句“也是人间玉,无非香不同。初闻封鼻孔,细品引馋虫。”描述的正是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵制作的大豆食品一腐乳。下列相关叙述错误的是( )
A. 微生物产生的脂肪酶能将豆腐中的脂肪分解为甘油和氨基酸
B. 腌制腐乳的卤汤中需加入适当浓度的酒精,能抑制杂菌的增殖
C. 温度过低,毛霉的菌丝会生长缓慢,不易进入豆腐块的深层
D. 腐乳的风味因豆腐含水量、发酵条件以及铺料的不同而不同
3. 如图为酵母菌纯培养的部分操作过程示意图,下列相关叙述正确的是( )
A. ①②③步骤的完成均需要在酒精灯火焰附近操作以防止杂菌污染
B. ②步骤中用接种环蘸取一环菌液后应立即将试管直接塞上棉塞
C. ③到④的过程中接种环共灼烧4次,而且1区和5区的划线不能相连
D. 将接种后的平板放入28℃左右的恒温培养箱中培养24~48h
4. 硝化细菌在观赏鱼类养殖中发挥着重要的作用,鱼类的排泄物和未吃完的食物会转变成氨和亚硝酸,而硝化细菌可以利用氧化氨和亚硝酸时释放的能量,将CO2和H2O转变为有机物。若要获得能高效氧化氨和亚硝酸的硝化细菌并进行计数。下列相关叙述错误的是( )
A. 可以从观赏鱼类生长良好的鱼缸中取样
B. 筛选硝化细菌的培养基中需要添加有机碳源
C. 培养基需灭菌处理并冷却到50℃左右进行倒平板
D. 计数时应选择培养基上的菌落数为30~300的平板统计
5. 微生物纯培养技术的建立以及密闭式发酵罐的设计成功,使人们能够严格控制环境条件从而大规模生产发酵产品。下列关于发酵工程的叙述,错误的是( )
A. 为防止杂菌污染,发酵罐和培养基均需要严格灭菌
B. 发酵条件既影响微生物的生长繁殖,也影响微生物的代谢途径
C. 可以通过向发酵罐输入冷却水来调节发酵过程的温度
D. 传统发酵技术的菌种来源于自然界筛选,发酵工程菌种只来源于诱变育种
6. 武夷山“大红袍”因其品质优良,被列入国家级非物质文化遗产名录的茶类中。利用离体的大红袍组织培养出新植株的过程,是实现武夷山岩茶大规模生产的途径。下列相关叙述错误的是( )
A. 接种离体组织的茎尖时,需将形态学上端插入培养基中
B. 在诱导离体组织转变为愈伤组织的过程中不需进行光照处理
C. 不能在同一培养基中诱导愈伤组织分化形成芽和根
D. 移栽诱导形成的幼苗前应先打开封口,让其在培养箱内生长几日
7. 马铃薯是一年生草本植物,开花后20天左右块茎增长速度最快。研究人员发现马铃薯脱毒苗的成苗率和脱毒率与外植体的大小有关,结果如图所示。下列关于植物繁殖及培育的叙述,错误的是( )
A. 植物的快速繁殖技术可以保持优良品种的遗传特性
B. 选择马铃薯植株茎尖的原因是茎尖病毒极少或无毒
C. 茎尖大小为0.60mm进行脱毒苗培育较合适
D. 可通过单倍体育种获得马铃薯的新植株
8. 细胞培养肉已经获准进入某些国家市场。在细胞水平上,培养肉的成分与动物肉基本相同。通过从幼年动物或受精卵中采集组织样本、分离细胞、在反应器中培养,可获得细胞培养肉。下列相关叙述错误的是( )
A. 在进行细胞培养时可以用胶原蛋白酶处理,使细胞分散开
B. 悬浮在培养液中生长的动物细胞都会出现细胞贴壁现象
C. 在反应器中培养细胞时,添加适量的CO2以维持培养液的pH
D. 细胞培养肉的优点是不需要对动物进行大规模饲养和屠宰
9. 成体干细胞是指存在于已分化组织中的未完全分化的细胞,其能自我更新且能特化形成所在组织中的一种或多种细胞。下列关于干细胞的叙述,错误的是( )
A. 骨髓中的造血干细胞具有细胞周期
B. 不同类型干细胞的分化程度相似,分化潜能相同
C. 成纤维细胞经诱导形成的iPS细胞不属于成体干细胞
D. 干细胞耗竭会导致组织再生功能下降,进而导致机体衰老
10. 青蒿素主要用于恶性疟疾的控制以及耐氯喹虫株的治疗。为了快速检测青蒿素,科研人员利用细胞工程技术制备了抗青蒿素的单克隆抗体,其基本操作过程如图。下列相关叙述正确的是( )
A. 应给A小鼠注射抗青蒿素蛋白,B淋巴细胞能够产生抗青蒿素抗体
B. 两两融合的细胞都可以在特定的选择培养基中正常生长
C. 经过两次筛选后的杂交瘤细胞能够识别抗原并与之特异性结合
D. 进行接种①时,每个孔中应尽量只接种一个杂交瘤细胞
11. 下列关于“DNA的粗提取和鉴定”实验的叙述,错误的是( )
A. 酒精预冷处理可防止DNA被降解,且DNA更易析出
B. 提取植物细胞中的DNA,幼嫩部位比衰老部位更易提取出DNA
C. 室温环境下,DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色,可以用于鉴定DNA
D. 粗提取得到的DNA白色丝状物可用玻璃棒沿一个方向缓慢搅拌卷起
12. 在谷类食物如高粱中赖氨酸含量很低。天冬氨酸激酶(AK)和二氢吡啶羧酸合酶(DHPS)是赖氨酸合成途径中两种重要的酶,并协同控制植物中游离赖氨酸的合成速率。科学家把外源AK基因和DHPS基因导入高粱,获得转基因高粱植株若干。利用转基因高粱植株获取cDNA,进行PCR扩增并对扩增产物进行凝胶电泳,结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 转基因植株3和6是实验所需的目的株
B. 转基因植株3中一定存在二氢吡啶羧酸合酶
C. 转基因植株5的游离赖氨酸含量可能显著增加
D. 通过基因工程获得转基因植株的原理是基因突变
13. 人们对转基因生物安全性的关注,随着转基因成果的不断涌现而与日俱增。下列相关叙述错误的是( )
A. 目基因的筛选与获取是培育转基因生物的核心工作
B. 转基因产品需要经过安全评估,符合标准才能上市
C. 无论是转基因食品还是转基因作物,都需要关注其安全性
D. 我国在对待转基因技术的研究上要坚持自主创新,在推广上要慎重对待
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项是符合题目要求的,全部选对得3分,选对但选不全得1分,有选错得0分。
14. 利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如图,下列相关叙述正确的是( )
A. 参与酱油酿造过程的黑曲霉菌、酵母菌和乳酸菌都属于真核生物
B. 黑曲霉发酵还可制得柠檬酸,用于调节食品酸度
C. 黑曲霉菌为好氧微生物,故发酵过程需向发酵罐通入无菌空气并搅拌
D. 在发酵池发酵阶段添加食盐是抑制发酵过程中杂菌污染的重要措施
15. 头孢菌素是一类高效、低毒的抗生素,可破坏细菌的细胞壁。为了解测试菌对四种不同浓度头孢菌素的敏感程度,某研究小组进行了相关药敏实验(图1为部分实验器材):将四个大小相同的含有不同浓度头孢菌素的纸片(I~Ⅳ)分别贴在长满测试菌的平板上,实验结果如图2所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 为获得长满测试菌的平板,需要使用图1中的④把菌液均匀地涂布在③表面
B. 图2抑菌圈Ⅳ中的菌落可能是在头孢菌素作用下产生的抗性突变株
C. 若图2培养基上没有长出菌落可能是涂布器灼烧后未冷却直接涂布导致
D. 图2中形成的抑菌圈面积越小,说明测试菌对该浓度的头孢菌素越敏感
16. 动物个体发育包括胚胎发育和胚后发育两个阶段。卵生(如鱼、鸟)动物的胚胎发育在母体外进行,而胎生动物(如人)的胚胎发育在体内进行。下图是人胚胎早期发育过程图。下列相关叙述正确的是( )
A. 卵生动物的出生率比胎生动物出生率高,是对环境的一种适应
B. 图中从D到E变化说明不同的细胞分裂速度有差异
C. 结构E中的1、3发育结果的不同是基因选择性表达的结果
D. 进行胚胎分割时可以选择结构E时期,并对2进行均等分割
17. 噬菌体展示技术是指将外源基因插入到噬菌体DNA上,然后让该噬菌体感染大肠杆菌.最终将表达的蛋白呈现至噬菌体表面建立噬菌体展示库。研究者以膀胱癌细胞特异性表达的UBC蛋白作为靶蛋白设计出多种基因片段,将其分别转入不同噬菌体DNA上,并在子代噬菌体表面呈现或展示出可与UBC特异性结合的多肽,再根据图1、2的操作进行筛选。为进一步检测噬菌体展示技术得到的蛋白S与UBC蛋白的结合力,研究人员做了相关实验,结果如图3所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 在对转基因噬菌体进行培养时,可直接将其接种到培养基上
B. 经过两次洗脱后能够筛选出可与UBC特异性结合的多肽
C. 图3中②表示经噬菌体展示技术获得的蛋白S
D. 噬菌体展示技术得到蛋白S与UBC蛋白的结合能力大于人体细胞合成的蛋白S
18. 蛋白质工程是研究蛋白质结构和功能的重要手段,下列关于蛋白质工程的叙述,错误的是( )
A. 蛋白质工程中可以不用构建基因表达载体
B. 通过蛋白质工程改造后获得的性状不能遗传给后代
C. 蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作
D. 蛋白质工程可以通过增加酶内部二硫键数目提高酶的热稳定性
三、非选择题:本题共5小题,共59分。
19. 泡菜在我国已有数千年历史,白萝卜、红萝卜、小黄瓜等均可作为泡菜的原料,经发酵后在口感上比新鲜蔬菜更爽脆,既好吃,又助消化。为提高泡菜品质,某兴趣小组选取了多个不同的乳酸菌菌种和萝卜切条分别进行发酵实验,实验结果绘制曲线如图。回答下列问题:
(1)小强同学第一次尝试做泡菜时将煮沸后还未放凉的泡菜盐水倒进已装好干净蔬菜的坛中,此举存在不当之处,原因是____,请你根据泡菜的发酵原理给小强提出简单有效的补救措施____。
(2)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内,泡菜液逐渐变酸,这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌数量变化分别是____,原因是____。若在适宜温度下,制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因是____。
(3)从实验结果分析,图中适合泡菜发酵的菌种为____,依据是____。
20. 地球上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨,只有40%~60%能被土壤中的纤维素分解菌分解利用,纤维素分解菌能产生纤维素酶,纤维素酶可以将纤维素分解成葡萄糖。刚果红是一种染料,它可以与纤维素这样的多糖形成红色复合物,当纤维素被分解后就不能发生这种反应,而是在培养基上出现透明圈。科研人员想从树林中多年落叶形成的腐殖土中分离出纤维素分解菌用于分解农作物秸秆,实验过程如下:
①取样→②选择培养→③梯度稀释→④将样品接种到鉴别纤维素分解菌的培养基上→⑤挑选菌落
(1)步骤②中的选择培养基该如何设置才能发挥筛选作用____。
(2)选择培养后若要进行计数,除了本实验的方法外还有____,该方法统计的菌数往往____(填“偏大”或“偏小”),原因是____。
(3)步骤③梯度稀释时,每个稀释梯度下要涂布至少3个平板,统计三个平板上菌落平均数,这样做的目的是____。为了确保实验结果的可靠性,每个梯度下还需要设置一个____在相同条件下培养做空白对照。
(4)与步骤②所用的选择培养基相比,步骤④的鉴别培养基中应额外加入的物质有____,步骤⑤应选择____的菌落即为纤维素分解菌。
21. 草莓芳香多汁,营养丰富,素有“水果皇后”的美称。某科研团队用含有不同植物生长调节剂配比的培养基诱导草莓茎尖形成不定芽,研究结果如下表(诱导率=出不定芽的外植体数/接种的外植体数×100%)。回答下列问题:
(1)草莓茎尖形成不定芽利用了植物细胞具有____________的原理,在进行实验前,需要对茎尖进行消毒处理,其具体过程为将冲洗后的外植体先用________________________,然后立即用无菌水清洗2~3次,再用________________________,立即用无菌水清洗2~3次。
(2)根据表中实验结果,在诱导草莓茎尖形成不定芽的过程中,应选择的植物生长调节剂是____________,且对不定芽诱导率的影响是________________________。推测6-BA属于______(填植物激素)类植物生长调节剂。
(3)若要根据上述实验过程设计实验探究6-BA与NAA两种植物生长调节剂配比对诱导草莓茎尖形成不定根的影响,其实验思路为:________________________。
22. 为了避免母牛B的某种不良性状遗传给下一代,科学家利用细胞工程获得了体外受精的小牛,具体过程如图所示。回答下列问题:
(1)为获得多个卵母细胞,需要对母牛施行_________处理。体外受精后还需将受精卵放入培养液中培养到一定阶段才能移植,培养液中通常需要加入一些天然成分,其目的是_________,培养时还需要加入适量的CO2,其作用是__________。
(2)去除母牛A细胞核的方法通常是_________,公牛C的精子需要进行_________处理才能用于体外受精,代孕母牛一般需要进行_________处理。
(3)控制母牛B不良性状的基因位于细胞的_________。
(4)若想要对移植前胚胎进行性别鉴定,应选择囊胚期的_________细胞。
23. 科研人员通过基因工程将Ipp20基因导入大肠杆菌体内并进行扩大培养。如图所示为部分过程,图2中为筛选出含有目的基因的大肠杆菌,通常采用影印法(使用无菌的毡布压在培养基A的菌落上,带出少许菌种,平移并压在培养基B上,结果如图所示)。回答下列问题:
(1)Ipp20基因终止子序列位于图1的_________(填“非编码区1”“编码区”或“非编码区2”),在构建基因表达载体的过程中,质粒载体的目的基因上游通常需要有__________碱基序列,是识别位点,能驱动_________。
(2)将构建好的目的基因导入大肠杆菌细胞时,通常需要用_________处理大肠杆菌,处理后的大肠杆菌能_________,从而有利于目的基因进入其体内。
(3)已知在构建载体时,目的基因插入到了庆大霉素抗性基因序列中,但未改变质粒上青霉素抗性基因序列,则培养基A、B分别添加了_________,以便于对大肠杆菌进行筛选,图中菌落_________中含有目的基因。组别
处理及结果
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
6-BA(mg·L-1)
1
NAA(mg·L-1)
0.05
0.1
0.2
0.3
0.5
—
—
—
—
—
2,4-D(mg·L-1)
—
—
—
—
—
0.05
0.1
0.2
0.3
0.5
不定芽诱导率(%)
68
75
77
69
59
81
92
83
70
61
2023~2024学年度第二学期高二年级期中考试试卷
生物学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版选择性必修3。
一、选择题:本题共13小题,每小题2分,共26分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 酥梨醋富含果胶、维生素以及多种矿物质等营养成分,具有开胃护肝、排毒养颜、减肥降脂等多种功效,是近年来的流行饮品。下列相关叙述正确的是( )
A. 当缺少糖源时,醋酸菌将酥梨汁中的糖分解成醋酸
B. 当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为醋酸
C. 在酥梨醋发酵液中,液面处的醋酸菌密度低于瓶底处的密度
D. 随发酵时间的延长,发酵液中pH先降低,后维持稳定
【答案】D
【解析】
【分析】果醋制作中起到主要作用的微生物是醋酸菌,醋酸菌是一种好氧细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动,其代谢类型属于异养需氧型。当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解为醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。
【详解】A、当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化成醋酸,A错误;
B、醋酸菌是一种好氧细菌,当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将酥梨汁中的糖分解成醋酸,B错误;
C、醋酸菌属于好氧菌,在酥梨醋发酵液中,液面处醋酸菌更易接触到充足氧气,因此其密度大于瓶底处的密度,C错误;
D、酥梨醋发酵过程中产生醋酸,使pH下降,发酵完成后pH维持稳定,D正确。
故选D。
2. 诗句“也是人间玉,无非香不同。初闻封鼻孔,细品引馋虫。”描述的正是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵制作的大豆食品一腐乳。下列相关叙述错误的是( )
A. 微生物产生的脂肪酶能将豆腐中的脂肪分解为甘油和氨基酸
B. 腌制腐乳的卤汤中需加入适当浓度的酒精,能抑制杂菌的增殖
C. 温度过低,毛霉的菌丝会生长缓慢,不易进入豆腐块的深层
D. 腐乳的风味因豆腐含水量、发酵条件以及铺料的不同而不同
【答案】A
【解析】
【分析】影响腐乳的风味和质量的因素是盐的用量,酒的用量,发酵温度,发酵时间等;盐的浓度过低,不足以抑制微生物生长,可能导致豆腐腐败变质;盐的浓度过高,会影响腐乳的口味。后期发酵主要是酶与微生物协同参与生化反应的过程。通过腌制并配入各种辅料(红曲、面曲、酒酿),使蛋白酶作用缓慢,促进其他生化反应,生成腐乳的香气。
【详解】A、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;脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸,A错误;
B、腐乳制作时,卤汤中加酒精可以抑制微生物的生长,B正确;
C、温度为15~18℃适合毛霉生长,温度过低,毛霉的菌丝生长缓慢,不易进入豆腐块的深层,C正确;
D、因豆腐的含水量、发酵条件及加辅料的不同,可制成不同风味的腐乳,D正确。
故选A。
3. 如图为酵母菌纯培养的部分操作过程示意图,下列相关叙述正确的是( )
A. ①②③步骤的完成均需要在酒精灯火焰附近操作以防止杂菌污染
B. ②步骤中用接种环蘸取一环菌液后应立即将试管直接塞上棉塞
C. ③到④的过程中接种环共灼烧4次,而且1区和5区的划线不能相连
D. 将接种后的平板放入28℃左右的恒温培养箱中培养24~48h
【答案】A
【解析】
【分析】由图可知,①是倒平板,②是用接种环沾取菌液,③④是进行平板划线。
【详解】A、①是倒平板,②是用接种环沾取菌液,③是进行平板划线,为防止杂菌污染,①②③步骤的完成均需要在酒精灯火焰附近操作,A正确;
B、打开含菌种的试管需通过火焰灭菌,取出菌种后还需通过火焰灭菌,再塞上棉塞,B错误;
C、接种环在每次接种前和接种结束后都要通过灼烧来灭菌,所以完成步骤④中5次划线操作前都要灼烧灭菌,接种结束后还需灼烧灭菌1次,防止造成污染,由此可见,③到④的过程中接种环共灼烧6次,C错误;
D、培养酵母菌时,将接种后的平板倒置放入28℃左右的培养箱内中培养24~48h,D错误。
故选A。
4. 硝化细菌在观赏鱼类养殖中发挥着重要的作用,鱼类的排泄物和未吃完的食物会转变成氨和亚硝酸,而硝化细菌可以利用氧化氨和亚硝酸时释放的能量,将CO2和H2O转变为有机物。若要获得能高效氧化氨和亚硝酸的硝化细菌并进行计数。下列相关叙述错误的是( )
A. 可以从观赏鱼类生长良好的鱼缸中取样
B. 筛选硝化细菌的培养基中需要添加有机碳源
C. 培养基需灭菌处理并冷却到50℃左右进行倒平板
D. 计数时应选择培养基上的菌落数为30~300的平板统计
【答案】B
【解析】
【分析】筛选目的菌株的思路是人为创造适合目的菌生活的环境,如配制选择培养基,目的菌能利用其中营养物质而正常生长繁殖,其他杂菌因不能利用培养基营养物质而死亡。
【详解】A、观赏鱼类生长良好的鱼缸中水质好,硝化细菌数量多,适合取样,A正确;
B、硝化细菌可以利用氧化氨和亚硝酸时释放的能量将CO2和H2O转变为有机物,所以筛选硝化细菌的培养基中不需要添加有机碳源,B错误;
C、培养基需灭菌处理并冷却到50℃左右进行倒平板,既不烫手,培养基也还未凝固,C正确;
D、使用稀释涂布平板法对微生物进行计数时,为了保证结果准确,一般选择菌落数为30〜300的平板进行计数,D正确。
故选B。
5. 微生物纯培养技术的建立以及密闭式发酵罐的设计成功,使人们能够严格控制环境条件从而大规模生产发酵产品。下列关于发酵工程的叙述,错误的是( )
A. 为防止杂菌污染,发酵罐和培养基均需要严格灭菌
B. 发酵条件既影响微生物的生长繁殖,也影响微生物的代谢途径
C. 可以通过向发酵罐输入冷却水来调节发酵过程的温度
D. 传统发酵技术的菌种来源于自然界筛选,发酵工程菌种只来源于诱变育种
【答案】D
【解析】
【分析】发酵工程,是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
【详解】A、为防止杂菌污染,发酵罐和培养基都需要严格灭菌,A正确;
B、发酵条件比如说温度、溶解氧等既影响微生物的生长繁殖,也影响微生物的代谢途径,B正确;
C、可以通过向发酵罐输入冷却水来调节发酵过程的温度,C正确;
D、传统发酵技术的菌种来源于自然界中筛选出来的菌株;发酵工程的菌种可以是自然界中筛选出来的菌株,也可以是通过诱变育种或基因工程育种获得的菌株,D错误。
故选D。
6. 武夷山“大红袍”因其品质优良,被列入国家级非物质文化遗产名录的茶类中。利用离体的大红袍组织培养出新植株的过程,是实现武夷山岩茶大规模生产的途径。下列相关叙述错误的是( )
A. 接种离体组织的茎尖时,需将形态学上端插入培养基中
B. 在诱导离体组织转变为愈伤组织的过程中不需进行光照处理
C. 不能在同一培养基中诱导愈伤组织分化形成芽和根
D. 移栽诱导形成的幼苗前应先打开封口,让其在培养箱内生长几日
【答案】A
【解析】
【分析】植物组织培养是指将离体的植 物器官、组织或细胞等,培养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,其原理为植物细胞的全能性。
【详解】A、接种离体组织的茎尖时,需将形态学下端插入培养基中,A错误;
B、诱导愈伤组织期间一般不需要光照, 在后续的培养过程中,每日需要给予适当时 间和强度的光照,B正确;
C、植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素, 它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向,不能在同一培养基中诱导愈伤组织分化形成芽和根,C正确;
D、移栽诱导形成的幼苗前先打开封口膜或瓶盖,让试管苗在培养箱内生长几日,以增强其对外界环境的适应能力,D正确。
故选A。
7. 马铃薯是一年生草本植物,开花后20天左右块茎增长速度最快。研究人员发现马铃薯脱毒苗成苗率和脱毒率与外植体的大小有关,结果如图所示。下列关于植物繁殖及培育的叙述,错误的是( )
A. 植物的快速繁殖技术可以保持优良品种的遗传特性
B. 选择马铃薯植株茎尖的原因是茎尖病毒极少或无毒
C. 茎尖大小为0.60mm进行脱毒苗培育较合适
D. 可通过单倍体育种获得马铃薯的新植株
【答案】C
【解析】
【分析】植物组织培养:
(1)过程:外植体→脱分化形成愈伤组织→再分化形成胚状体或丛芽→继续分裂和分化形成幼苗→移栽形成成熟的植株。
(2)原理:利用了植物细胞的全能性。
【详解】A、植物的快速繁殖技术为无性繁殖,可以保持优良品种的遗传特性,A正确;
B、茎尖组织含病毒极少,甚至无病毒,因此利用茎尖组织培养技术可以实现作物脱毒,能提高作物的产量和品质,B正确;
C、据图可知,茎尖越小,脱毒率越高,成苗率越低,培养脱毒苗茎尖的适宜大小为0.27mm,C错误;
D、单倍体育种可明显缩短育种年限,可通过单倍体育种获得马铃薯的新植株,D正确。
故选C。
8. 细胞培养肉已经获准进入某些国家市场。在细胞水平上,培养肉的成分与动物肉基本相同。通过从幼年动物或受精卵中采集组织样本、分离细胞、在反应器中培养,可获得细胞培养肉。下列相关叙述错误的是( )
A. 在进行细胞培养时可以用胶原蛋白酶处理,使细胞分散开
B. 悬浮在培养液中生长的动物细胞都会出现细胞贴壁现象
C. 在反应器中培养细胞时,添加适量的CO2以维持培养液的pH
D. 细胞培养肉优点是不需要对动物进行大规模饲养和屠宰
【答案】B
【解析】
【分析】动物细胞培养的条件:(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;(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(CO2的作用是维持培养液的pH)。
【详解】A、在进行细胞培养时可以用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,使细胞分散开,A正确;
B、悬浮在培养液中生长的动物细胞不都会出现细胞贴壁现象,如已经癌变的细胞,B错误;
C、在反应器中培养细胞时,添加适量CO2以维持培养液的pH,C正确;
D、细胞培养肉的优点是不需要对动物进行大规模饲养和屠宰,且生长快速、可控,D正确。
故选B。
9. 成体干细胞是指存在于已分化组织中的未完全分化的细胞,其能自我更新且能特化形成所在组织中的一种或多种细胞。下列关于干细胞的叙述,错误的是( )
A. 骨髓中的造血干细胞具有细胞周期
B. 不同类型干细胞的分化程度相似,分化潜能相同
C. 成纤维细胞经诱导形成的iPS细胞不属于成体干细胞
D. 干细胞耗竭会导致组织再生功能下降,进而导致机体衰老
【答案】B
【解析】
【分析】干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中,包括胚胎干细胞和成体干细胞等。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;成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞,包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等。一般认为,成体干细胞具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的能力。
【详解】A、骨髓中的造血干细胞属于成体干细胞,具有连续的有丝分裂能力,具有细胞周期,A正确;
B、不同类型干细胞分化程度不同,分化潜能也不相同,一般来说,胚胎干细胞的分化程度低于成体干细胞,分化潜能高于成体干细胞,B错误;
C、成纤维细胞经诱导形成的iPS细胞是类似胚胎干细胞的一种细胞,称为诱导多能干细胞,不属于成体干细胞,C正确;
D、干细胞可分化形成多种功能不同的细胞,干细胞耗竭会导致组织再生功能下降,进而导致机体衰老, D正确。
故选B。
10. 青蒿素主要用于恶性疟疾的控制以及耐氯喹虫株的治疗。为了快速检测青蒿素,科研人员利用细胞工程技术制备了抗青蒿素的单克隆抗体,其基本操作过程如图。下列相关叙述正确的是( )
A. 应给A小鼠注射抗青蒿素蛋白,B淋巴细胞能够产生抗青蒿素抗体
B. 两两融合的细胞都可以在特定的选择培养基中正常生长
C. 经过两次筛选后的杂交瘤细胞能够识别抗原并与之特异性结合
D. 进行接种①时,每个孔中应尽量只接种一个杂交瘤细胞
【答案】D
【解析】
【分析】制备了抗青蒿素的单克隆抗体流程为:给A小鼠注射青蒿素,以获得能分泌抗青蒿素抗体的B淋巴细胞;从A小鼠脾脏中获取多种B淋巴细胞,诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,常用灭活的病毒;使用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;使用抗体检测和克隆培养获得能分泌抗青蒿素抗体的杂交瘤细胞;将获得抗青蒿素抗体的杂交瘤细胞通过小鼠腹腔培养或体外动物细胞培养,提取抗青蒿素抗体。
【详解】A、应给A小鼠注射青蒿素作为抗原刺激小鼠产出免疫反应,获得能产生抗青蒿素抗体的已免疫的B淋巴细胞,A错误;
B、在选择培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长,B错误;
C、经过两次筛选后的杂交瘤细胞能够产生特异性识别抗原并与之特异性结合的抗体,C错误;
D、接种①为将经第一次筛选出来的杂交瘤细胞接种在用96孔板上,每一个孔 中尽量只接种一个杂交瘤细胞,尽量使每个小孔中增殖产生的细胞来源于同一个杂交瘤细胞,产生同一种抗体,D正确。
故选D。
11. 下列关于“DNA的粗提取和鉴定”实验的叙述,错误的是( )
A. 酒精预冷处理可防止DNA被降解,且DNA更易析出
B. 提取植物细胞中的DNA,幼嫩部位比衰老部位更易提取出DNA
C. 室温环境下,DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色,可以用于鉴定DNA
D. 粗提取得到的DNA白色丝状物可用玻璃棒沿一个方向缓慢搅拌卷起
【答案】C
【解析】
【分析】1、DNA粗提取与鉴定的实验原理是:①DNA的溶解性,DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同,利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出,从而达到分离的目的;②DNA不溶于酒精溶液,细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离;③DNA对于酶、高温和洗涤剂的耐受性,蛋白酶能水解蛋白质,但是不能水解DNA,蛋白质不能耐受较高温度,DNA能耐受较高温度洗涤剂能瓦解细胞膜,但是对DNA没有影响;④在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。
2、DNA粗提取与鉴定的实验中,不同操作步骤中加水的作用不同,破碎细胞获取含DNA的滤液时加蒸馏水的目的是使血细胞涨破;出去滤液中的杂质时,加蒸馏水的目的是降低NaCl溶液浓度使DNA析出。
【详解】A、酒精预冷处理的优点:抑制核酸水解酶的活性,防止DNA 降解;降低分子运动,易于形成沉淀析出;低温有利于增加DNA分子的柔韧性,减少断裂。酒精预冷处理可以使DNA更易析出,A正确;
B、提取植物细胞中的DNA需要先研磨破坏细胞结构,研磨过滤后从滤液中分离提取DNA,幼嫩细胞结构更易被破坏,B正确;
C、DNA遇二苯胺试剂在水浴加热的条件下会呈现蓝色,C错误;
D、粗提取得到的DNA白色丝状物可用玻璃棒沿一个方向缓慢搅拌卷起,防止DNA断裂,D正确。
故选C。
12. 在谷类食物如高粱中赖氨酸含量很低。天冬氨酸激酶(AK)和二氢吡啶羧酸合酶(DHPS)是赖氨酸合成途径中两种重要的酶,并协同控制植物中游离赖氨酸的合成速率。科学家把外源AK基因和DHPS基因导入高粱,获得转基因高粱植株若干。利用转基因高粱植株获取cDNA,进行PCR扩增并对扩增产物进行凝胶电泳,结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 转基因植株3和6是实验所需的目的株
B. 转基因植株3中一定存在二氢吡啶羧酸合酶
C. 转基因植株5的游离赖氨酸含量可能显著增加
D. 通过基因工程获得转基因植株的原理是基因突变
【答案】C
【解析】
【分析】基因工程需要四个步骤:目的基因的筛选与获取、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;构建基因表达载体就是要让基因在受体细胞中隐定存在,并且遗传给下一代;同时,使目的基因能够表达和发挥作用,这一步是基因工程的核心工作。
【详解】AC、转基因高粱植株3中不存在AK基因,存在DHPS基因,转基因高粱植株6中存在AK基因,不存在DHPS基因,而AK和DHPS协同控制植物中游离赖氨酸的合成速率,故转基因植株4,5,7是所需的目的株,且若相关基因能成功表达,则转基因植株4,5,7的游离赖氨酸含量显著增加,A错误、C正确;
B、当转基因植株3中的AK基因能成功表达时,才会存在二氢吡啶羧酸合酶,B错误;
D、通过基因工程获得转基因植株的原理是基因重组,D错误。
故选C。
13. 人们对转基因生物安全性的关注,随着转基因成果的不断涌现而与日俱增。下列相关叙述错误的是( )
A. 目的基因的筛选与获取是培育转基因生物的核心工作
B. 转基因产品需要经过安全评估,符合标准才能上市
C. 无论是转基因食品还是转基因作物,都需要关注其安全性
D. 我国在对待转基因技术的研究上要坚持自主创新,在推广上要慎重对待
【答案】A
【解析】
【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、基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建,A错误;
B、转基因作为一项技术本身是中性的,由该技术研发出来的产品需要经过一系列的安全性评价,符合相应标准后才能上市,B正确;
C、无论是转基因食品还是转基因作物,在多领域都取得实际应用成果,但也许关注它们的安全性,例如是否会产生基因污染,对人体是否有害等,C正确;
D、我国对转基因技术的方针是一贯的、 明确的,就是研究上要大胆,坚持自主创新;推广上要慎重,做到确保安全;管理上要严 格,坚持依法监管,D正确。
故选A。
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项是符合题目要求的,全部选对得3分,选对但选不全得1分,有选错得0分。
14. 利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如图,下列相关叙述正确的是( )
A. 参与酱油酿造过程的黑曲霉菌、酵母菌和乳酸菌都属于真核生物
B. 黑曲霉发酵还可制得柠檬酸,用于调节食品酸度
C. 黑曲霉菌为好氧微生物,故发酵过程需向发酵罐通入无菌空气并搅拌
D. 在发酵池发酵阶段添加食盐是抑制发酵过程中杂菌污染的重要措施
【答案】BCD
【解析】
【分析】酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。乳酸菌是原核生物,异样厌氧型生物,通过无氧呼吸可产生乳酸。题图分析,酿造酱油主要利用的是黑曲霉,能够产生蛋白酶和脂肪酶,将蛋白质和脂肪分别水解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸。
【详解】A、乳酸菌是原核生物,黑曲霉菌、酵母菌是真核生物,A错误;
B、柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂,它可以通过黑曲霉的发酵制得,B正确;
C、黑曲霉的代谢类型是异养需氧型,因此发酵过程需给发酵罐通入空气并搅拌,增加发酵液中的溶氧量,C正确;
D、食盐具有杀菌作用,发酵池发酵阶段,添加食盐是抑制发酵过程杂菌污染和繁殖重要措施,D正确。
故选BCD。
15. 头孢菌素是一类高效、低毒的抗生素,可破坏细菌的细胞壁。为了解测试菌对四种不同浓度头孢菌素的敏感程度,某研究小组进行了相关药敏实验(图1为部分实验器材):将四个大小相同的含有不同浓度头孢菌素的纸片(I~Ⅳ)分别贴在长满测试菌的平板上,实验结果如图2所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 为获得长满测试菌的平板,需要使用图1中的④把菌液均匀地涂布在③表面
B. 图2抑菌圈Ⅳ中的菌落可能是在头孢菌素作用下产生的抗性突变株
C. 若图2培养基上没有长出菌落可能是涂布器灼烧后未冷却直接涂布导致
D. 图2中形成的抑菌圈面积越小,说明测试菌对该浓度的头孢菌素越敏感
【答案】BD
【解析】
【分析】1、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。
2、分析题图:抑菌圈越大,对抗生素的抗性越强,则对抗生素Ⅳ的抗性最强,但其中出现了菌落,可能是发生了突变。
【详解】A、为获得长满测试菌的平板,可以采用稀释涂布平板法,用图1中④涂布器把菌液均匀地涂布在③培养基表面,A正确;
B、生物的变异具有不定向的,头孢菌素起到了定向选择的作用,其不能使菌落定向产生抗性突变,B错误;
C、涂布器涂布时灼烧未冷却,高温会将菌种杀死,会导致平板培养基表面未出现菌落,因此若图2培养基上没有长出菌落可能是涂布器灼烧后未冷却直接涂布导致,C正确;
D、图2中形成的抑菌圈面积越大说明测试菌对该浓度的头孢菌素越敏感,D错误。
故选BD。
16. 动物个体发育包括胚胎发育和胚后发育两个阶段。卵生(如鱼、鸟)动物的胚胎发育在母体外进行,而胎生动物(如人)的胚胎发育在体内进行。下图是人胚胎早期发育过程图。下列相关叙述正确的是( )
A. 卵生动物的出生率比胎生动物出生率高,是对环境的一种适应
B. 图中从D到E的变化说明不同的细胞分裂速度有差异
C. 结构E中的1、3发育结果的不同是基因选择性表达的结果
D. 进行胚胎分割时可以选择结构E时期,并对2进行均等分割
【答案】ABC
【解析】
【分析】胚胎分割是指采用机械方法将早期胚 胎切割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或 多胎的技术。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因 此胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。
【详解】A、胎生动物的胚胎发育是在母体内进行的,受外界环境的影响较小,胚胎发育成功率较高,但出生率相对较低;卵生动物由于胚的发育过程是在外界环境中进行,受外界环境影响比较大,胚胎发育成功率较低,但出生率相对较高,可见卵生动物的出生率比胎生动物出生率高,是对环境的一种适应,A正确;
B、卵裂的速度主要取决于受精卵中卵黄物质的含量和分布。一般情况下,卵黄含量低的一极 (动物极) 的卵裂速度高于卵黄含量高的一极 (植物极);题图中D表示桑椹胚,E表示囊胚;图中从D到E的变化说明不同的细胞分裂速度有差异,B正确;
C、题图结构E中的1表示内细胞团,3表示滋养层细胞,结构E中的1、3发育结果的不同是基因选择性表达的结果,C正确;
D、进行胚胎分割时可以选择结构E时期,并对1(内细胞团)进行均等分割,D错误。
故选ABC。
17. 噬菌体展示技术是指将外源基因插入到噬菌体DNA上,然后让该噬菌体感染大肠杆菌.最终将表达的蛋白呈现至噬菌体表面建立噬菌体展示库。研究者以膀胱癌细胞特异性表达的UBC蛋白作为靶蛋白设计出多种基因片段,将其分别转入不同噬菌体DNA上,并在子代噬菌体表面呈现或展示出可与UBC特异性结合的多肽,再根据图1、2的操作进行筛选。为进一步检测噬菌体展示技术得到的蛋白S与UBC蛋白的结合力,研究人员做了相关实验,结果如图3所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 在对转基因噬菌体进行培养时,可直接将其接种到培养基上
B. 经过两次洗脱后能够筛选出可与UBC特异性结合的多肽
C. 图3中②表示经噬菌体展示技术获得的蛋白S
D. 噬菌体展示技术得到的蛋白S与UBC蛋白的结合能力大于人体细胞合成的蛋白S
【答案】AD
【解析】
【分析】病毒属于非细胞生物,主要由核酸和蛋白质外壳构成,依赖活的宿主细胞才能完成生命活动。病毒的复制方式属于繁殖,自身只提供核酸作为模板,合成核酸和蛋白质的原料及酶等均有宿主细胞提供。
【详解】A、噬菌体为病毒,必须借助于活细胞才能代谢和繁殖,不能用培养基直接培养,A错误;
B、多种基因分别转入不同噬菌体DNA上,表达出多种不同的多肽,要检测哪个噬菌体能表达出与UBC特异性结合的多肽,需要将UBC与噬菌体混合,第一次洗脱掉的是不能特异性结合的,第二次是将与UBC单抗结合的洗脱下来,因此经过两次洗脱后能够筛选出可与UBC特异性结合的多肽,B正确;
CD、图3中②表示经噬菌体展示技术获得的蛋白S,结合图示结果可以看出,噬菌体展示技术得到的蛋白S比人体细胞合成的蛋白S与UBC蛋白结合的结合力小,原因最可能是大肠杆菌缺少内质网和高尔基体对蛋白质进行加工,C正确,D错误。
故选AD。
18. 蛋白质工程是研究蛋白质结构和功能的重要手段,下列关于蛋白质工程的叙述,错误的是( )
A. 蛋白质工程中可以不用构建基因表达载体
B. 通过蛋白质工程改造后获得的性状不能遗传给后代
C. 蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作
D. 蛋白质工程可以通过增加酶内部二硫键数目提高酶的热稳定性
【答案】ABC
【解析】
【分析】蛋白质工程的过程:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。蛋白质工程是通过修改基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达形状,合成新的蛋白质。蛋白质工程是对基因进行修饰改造或重新合成,然后进行表达,须构建基因表达载体;蛋白质工程获得的是自然界没有的蛋白质;蛋白质工程是在基因水平上改造基因。
【详解】A、蛋白质工程是基因工程的延伸,需要构建表达载体,A错误;
B、由于蛋白质工程是直接对基因进行修饰或合成基因,改造后的性状可以遗传给后代,B错误;
C、基因的结构决定蛋白质的结构,因此,要对蛋白质的结构进行设计改造,最终还必须通过改造基因来完成,而不是直接对蛋白质分子进行操作,C错误;
D、蛋白质工程可以通过增加二硫键数目来提高热稳定性,例如为了提高T4溶菌酶的耐热性,将3号位的异亮氨酸换成半胱氨酸,在3号和97号半胱氨酸之间形成一个二硫键,使得T4溶菌酶耐热性得到提高,D正确。
故选ABC。
三、非选择题:本题共5小题,共59分。
19. 泡菜在我国已有数千年历史,白萝卜、红萝卜、小黄瓜等均可作为泡菜的原料,经发酵后在口感上比新鲜蔬菜更爽脆,既好吃,又助消化。为提高泡菜品质,某兴趣小组选取了多个不同的乳酸菌菌种和萝卜切条分别进行发酵实验,实验结果绘制曲线如图。回答下列问题:
(1)小强同学第一次尝试做泡菜时将煮沸后还未放凉的泡菜盐水倒进已装好干净蔬菜的坛中,此举存在不当之处,原因是____,请你根据泡菜的发酵原理给小强提出简单有效的补救措施____。
(2)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内,泡菜液逐渐变酸,这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的数量变化分别是____,原因是____。若在适宜温度下,制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因是____。
(3)从实验结果分析,图中适合泡菜发酵的菌种为____,依据是____。
【答案】(1) ①. 高温会杀死蔬菜表面的乳酸菌 ②. 等泡菜水放凉后添加陈泡菜水(或乳酸菌)
(2) ①. 乳酸菌数量增加,杂菌数量减少 ②. 乳酸菌比杂菌更耐酸 ③. 盐过多,抑制了乳酸菌的发酵
(3) ①. 菌种2 ②. 与其他菌种及对照组相比,该菌种发酵过程中pH最低,说明产生的乳酸最多,另外亚硝酸盐含量最低
【解析】
【分析】制作泡菜的原理是:乳酸菌在无氧条件下,将葡萄糖分解为乳酸。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。泡菜在腌制过程中会有亚硝酸盐的产生,如果人体摄入亚硝酸盐过量,会发生中毒,甚至死亡。
【小问1详解】
与泡菜制作有关的微生物是乳酸菌。做泡菜时将煮沸后还未放凉的泡菜盐水倒进已装好干净蔬菜的坛中,由于盐水温度高,会杀死蔬菜表面的乳酸菌,所以此举存在不当之处。若要采取简单有效的补救措施,可以等泡菜水放凉后添加陈泡菜水,以提供乳酸菌菌种,也可以直接添加乳酸菌。
【小问2详解】
从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内,乳酸菌无氧呼吸产生的乳酸不断积累,泡菜液逐渐变酸,由于乳酸菌比杂菌更耐酸,所以这段时间内,泡菜坛中乳酸菌的数量增加,杂菌数量减少。制作泡菜,需要用清水与食盐配制盐水,若用的盐过多,会抑制乳酸菌的发酵,导致在适宜温度下,制作的泡菜“咸而不酸”。
【小问3详解】
分析题图可知:与其他菌种及对照组相比,使用菌种2的发酵过程中,pH最低,说明产生的乳酸最多,另外亚硝酸盐的含量也最低,说明图中适合泡菜发酵的菌种为菌种2。
20. 地球上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨,只有40%~60%能被土壤中的纤维素分解菌分解利用,纤维素分解菌能产生纤维素酶,纤维素酶可以将纤维素分解成葡萄糖。刚果红是一种染料,它可以与纤维素这样的多糖形成红色复合物,当纤维素被分解后就不能发生这种反应,而是在培养基上出现透明圈。科研人员想从树林中多年落叶形成的腐殖土中分离出纤维素分解菌用于分解农作物秸秆,实验过程如下:
①取样→②选择培养→③梯度稀释→④将样品接种到鉴别纤维素分解菌的培养基上→⑤挑选菌落
(1)步骤②中的选择培养基该如何设置才能发挥筛选作用____。
(2)选择培养后若要进行计数,除了本实验的方法外还有____,该方法统计的菌数往往____(填“偏大”或“偏小”),原因是____。
(3)步骤③梯度稀释时,每个稀释梯度下要涂布至少3个平板,统计三个平板上菌落平均数,这样做的目的是____。为了确保实验结果的可靠性,每个梯度下还需要设置一个____在相同条件下培养做空白对照。
(4)与步骤②所用的选择培养基相比,步骤④的鉴别培养基中应额外加入的物质有____,步骤⑤应选择____的菌落即为纤维素分解菌。
【答案】(1)设置以纤维素为唯一碳源的培养基
(2) ①. 显微镜直接计数法 ②. 偏大 ③. 在显微镜下观察统计的是活菌数和死菌数的总和
(3) ①. 遵循平行重复原则,避免偶然性,减少实验误差 ②. 已灭菌未接种的(空白)培养基
(4) ①. 琼脂和刚果红 ②. 周围出现透明圈
【解析】
【分析】1、选择培养基:人为提供有利于目的菌株生长的条件,同时抑制或阻止其他微生物生长的培养基。利用选择培养基,可使混合菌群中的目标菌种变成优势种群,从而提高该种微生物的筛选效率。例如,以尿素作为唯一氮源的培养基用于分离分解尿素的细菌。
2、分解纤维素的微生物分离实验原理:
①土壤中存在着大量纤维素分解菌,包括真菌、细菌和放线菌等,它们可以产生纤维素酶。故在用纤维素作为唯一碳源的培养基中,纤维素分解菌能够很好地生长,其他微生物则不能生长。
②在培养基中加入刚果红,可与培养基中的纤维素形成红色复合物,当纤维素被分解后,红色复合物不能形成培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈从而可筛选纤维素分解菌。
【小问1详解】
科研人员想从树林中多年落叶形成的腐殖土中分离出纤维素分解菌用于分解农作物秸秆,因此步骤②中的选择培养基应设置设置以纤维素为唯一碳源的培养基,用于筛选。
【小问2详解】
选择培养后若要进行计数,常用的计数方法有活菌计数法(稀释涂布平板法)和显微镜直接计数法,由于在显微镜下观察统计的是活菌数和死菌数的总和,因此显微镜直接计数法统计的菌数往往偏大。
【小问3详解】
梯度稀释时,每个稀释梯度下要涂布至少3个平板,统计三个平板上菌落平均数,遵循平行重复原则,可以避免偶然性,减少实验误差。为了确保实验结果的可靠性,每个梯度下还需要设置一个已灭菌未接种的(空白)培养基在相同条件下培养做空白对照。
【小问4详解】
④的鉴别培养基用于鉴别纤维素分解菌且后续需要挑取单菌落,因此该培养基还需要加入凝固剂琼脂,刚果红与纤维素可产生红色复合物,培养基中额外还需加入刚果红。步骤⑤挑取的单菌落,应具有分解纤维素的能力,纤维素水解之后的产物与刚果红不发生反应,因此周围出现透明圈的菌落即为纤维素分解菌。
21. 草莓芳香多汁,营养丰富,素有“水果皇后”的美称。某科研团队用含有不同植物生长调节剂配比的培养基诱导草莓茎尖形成不定芽,研究结果如下表(诱导率=出不定芽的外植体数/接种的外植体数×100%)。回答下列问题:
(1)草莓茎尖形成不定芽利用了植物细胞具有____________的原理,在进行实验前,需要对茎尖进行消毒处理,其具体过程为将冲洗后的外植体先用________________________,然后立即用无菌水清洗2~3次,再用________________________,立即用无菌水清洗2~3次。
(2)根据表中实验结果,在诱导草莓茎尖形成不定芽的过程中,应选择的植物生长调节剂是____________,且对不定芽诱导率的影响是________________________。推测6-BA属于______(填植物激素)类植物生长调节剂。
(3)若要根据上述实验过程设计实验探究6-BA与NAA两种植物生长调节剂配比对诱导草莓茎尖形成不定根的影响,其实验思路为:________________________。
【答案】(1) ①. 全能性 ②. (体积分数为70%的)酒精消毒30秒 ③. (质量分数为5%的)次氯酸钠溶液处理30分钟
(2) ①. 6-BA和2,4-D ②. 2,4-D/6-BA比例逐渐增大时,不定芽诱导率先上升后降低 ③. 细胞分裂素
(3)将实验分为5组,每组添加适量浓度为1mg·L-1的NAA,再分别在每组添加浓度为0.05mg·L-1、0.1mg·L-1、0.2mg·L-1、0.3mg·L-1、0.5mg·L-1的6-BA,一段时间后观察不定根的诱导率
【解析】
【分析】分析题表:自变量为不同植物生长调节剂配比,因变量为不定芽诱导率;培养基中NAA/6-BA比例逐渐增大时,不定芽诱导率先上升后降低,培养基中2,4-D/6-BA比例逐渐增大时,不定芽诱导率先上升后降低,相同的NAA/6-BA和2,4-D/6-BA的配比下,培养基中使用2,4-D/6-BA更有利于诱导形成不定芽。
【小问1详解】
取至草莓茎尖的外植体经植物组织培养发育为完整个体体现了植物细胞具有全能性;外植体的消毒过程为:将流水充分冲洗后的外植体(幼嫩的茎段)用酒精消毒30s,然后立即用无菌水清洗2〜3次;再用次氯酸钠溶液处理30 min后,立即用无菌水清洗2〜3次。
【小问2详解】
由题表可知,相同的NAA/6-BA和2,4-D/6-BA的配比下,培养基中使用2,4-D/6-BA更有利于诱导形成不定芽,因此应选择6-BA和2,4-D;在题表所给范围内,培养基中2,4-D/6-BA比例逐渐增大时,不定芽诱导率先上升后降低;植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向,表中NAA、2,4-D属于生长素类调节剂,推测6-BA属于细胞分裂素类植物生长调节剂。
【小问3详解】
本实验目的为探究6-BA与NAA两种植物生长调节剂配比对诱导草莓茎尖形成不定根的影响,自变量为6-BA与NAA两种植物生长调节剂配比,自变量设置方式为:每组添加适量浓度为1mg·L-1的NAA,再分别在每组添加浓度为0.05mg·L-1、0.1mg·L-1、0.2mg·L-1、0.3mg·L-1、0.5mg·L-1的6-BA;因变量为诱导草莓茎尖形成不定根的情况,则需要检测不定根的形成情况并计算不定根的诱导率。
22. 为了避免母牛B的某种不良性状遗传给下一代,科学家利用细胞工程获得了体外受精的小牛,具体过程如图所示。回答下列问题:
(1)为获得多个卵母细胞,需要对母牛施行_________处理。体外受精后还需将受精卵放入培养液中培养到一定阶段才能移植,培养液中通常需要加入一些天然成分,其目的是_________,培养时还需要加入适量的CO2,其作用是__________。
(2)去除母牛A细胞核的方法通常是_________,公牛C的精子需要进行_________处理才能用于体外受精,代孕母牛一般需要进行_________处理。
(3)控制母牛B不良性状的基因位于细胞的_________。
(4)若想要对移植前的胚胎进行性别鉴定,应选择囊胚期的_________细胞。
【答案】(1) ①. 超数排卵 ②. 为胚胎体外培养提供营养物质 ③. 调节维持培养液的PH
(2) ①. 显微操作去核 ②. 获能 ③. 同期发情
(3)细胞质 (4)滋养层
【解析】
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理(选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体。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(对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段);④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
【小问1详解】
获得多个卵母细胞,需要对母牛用促性腺激素处理,实现超数排卵。体外受精后还需将受精卵放入培养液中培养到一定阶段才能移植,培养液中通常需要加入一些天然成分,其目的是为胚胎体外培养提供营养物质,培养时还需要加入适量的CO2,其作用是调节维持培养液的pH。
【小问2详解】
去除母牛A细胞核的方法通常是显微操作去核,公牛C的精子需要进行获能处理才能用于体外受精,代孕母牛一般需要进行同期发情处理。
【小问3详解】
为了避免母牛B的某种不良性状遗传给下一代,取了母牛B的细胞核,移植到去核的母牛A的卵母细胞中,说明控制母牛B不良性状的基因位于细胞的细胞质中。
【小问4详解】
若想要对移植前的胚胎进行性别鉴定,应选择囊胚期的滋养层细胞,因为滋养层细胞分布在囊胚的外层,容易获取,且对胚胎发育影响小。
23. 科研人员通过基因工程将Ipp20基因导入大肠杆菌体内并进行扩大培养。如图所示为部分过程,图2中为筛选出含有目的基因的大肠杆菌,通常采用影印法(使用无菌的毡布压在培养基A的菌落上,带出少许菌种,平移并压在培养基B上,结果如图所示)。回答下列问题:
(1)Ipp20基因终止子序列位于图1的_________(填“非编码区1”“编码区”或“非编码区2”),在构建基因表达载体的过程中,质粒载体的目的基因上游通常需要有__________碱基序列,是识别位点,能驱动_________。
(2)将构建好的目的基因导入大肠杆菌细胞时,通常需要用_________处理大肠杆菌,处理后的大肠杆菌能_________,从而有利于目的基因进入其体内。
(3)已知在构建载体时,目的基因插入到了庆大霉素抗性基因序列中,但未改变质粒上青霉素抗性基因序列,则培养基A、B分别添加了_________,以便于对大肠杆菌进行筛选,图中菌落_________中含有目的基因。
【答案】(1) ①. 非编码区2 ②. 启动子 ③. 基因转录出mRNA
(2) ①. Ca2+ ②. 吸收周围环境中DNA 分子
(3) ①. 青霉素、庆大霉素 ②. 3、5
【解析】
【分析】1、基因工程中,为了使目的基因能在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代,基因表达载体上需要有复制原点,为了使目的基因在受体细胞中成功表达和发挥作用,基因表达载体上需要有启动子和终止子。
2、在基因工程操作中,常用原核生物作为受体细胞,其中以大肠杆菌应用最为广泛。研究人员一般先用Ca2+ 处理大肠杆菌细胞,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,然后再将重组的基因表达载体导入其中。
【小问1详解】
在真核细胞的基因结构中,包括编码区和非编码区,启动子和终止子都是一段特殊的DNA序列,分别起始和终止转录过程,属于基因的非编码区,分别位于编码区的上游和下游,所以终止子位于非编码区2,基因上游需要启动子碱基序列,紧挨转录的起始位点,它是RNA聚合酶识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终表达出人类需要的蛋白质。
【小问2详解】
在基因工程操作中,常用原核生物作为受体细胞,其中以大肠杆菌应用最为广泛。研究人员一般先用Ca2+ 处理大肠杆菌细胞,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,然后再将重组的基因表达载体导入其中。
【小问3详解】
为筛选出含有目的基因大肠杆菌(因为该大肠杆菌带有青霉素的抗性基因,庆大霉素的抗性基因丢失),故培养基A中添加青霉素,筛选出成功导入质粒或重组质粒的大肠杆菌,培养基B中添加庆大霉素,在经过培养基A筛选过后的基础上,从含有质粒或重组质粒的大肠杆菌中筛选出含有重组质粒的大肠杆菌;因构建基因表达载体时,构建成功的重组质粒破坏了庆大霉素抗性基因,因此含有目的基因的大肠杆菌具有抗青霉素抗性,不具有抗庆大霉素的抗性,B培养基添加了庆大霉素,在经过A培养基筛选后的基础上,不能在B培养基存活的菌落没有抗庆大霉素抗性,即菌落3和菌落5符合要求。
组别
处理及结果
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
6-BA(mg·L-1)
1
NAA(mg·L-1)
0.05
0.1
0.2
0.3
0.5
—
—
—
—
—
2,4-D(mg·L-1)
—
—
—
—
—
0.05
0.1
0.2
0.3
0.5
不定芽诱导率(%)
68
75
77
69
59
81
92
83
70
61
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