山东省临沂市第十九中学2023-2024学年高二下学期第二次月考生物试题(有解析)

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山东省临沂市第十九中学2023-2024学年高二下学期第二次月考生物试题(有解析)

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临沂第十九中学高二年级下学期第二次质量调研考试
生物试题
一、单项选择题
1. 聚羟基脂肪酸酯(PHA)是由嗜盐细菌合成的一种胞内聚酯,它具有类似于合成塑料的理化特性,废弃后易被生物降解,可用于制造无污染的“绿色塑料”。科学家从某咸水湖中寻找生产PHA的菌种,流程图如下。下列叙述正确的是()
A. 步骤②可用稀释涂布平板法接种到含合成塑料的选择培养基上
B. 步骤③所用的培养基中营养物质浓度越高,对嗜盐菌的生长越有利
C. 扩大培养所用的培养基应加入琼脂,放置摇床上培养,以便于挑取菌落获得纯化菌株
D. 挑取菌落时,应取多个菌落并分别测定嗜盐菌的PHA含量
2. 镇江陈醋具有“色、香、酸、醇、浓”之特色,其主要工艺流程如下图。相关叙述正确的是()
A. 作为工业生产,镇江陈醋的酿制过程需要做到严格无菌
B. “淋饭”有助于提高发酵原料的透气性,有助于霉菌的糖化等过程
C. 接种醋酸菌后的固态发酵需要“翻缸”,主要目的是抑制杂菌
D. 后发酵时间越长,醋体中风味物质的不断堆积导致醋品更佳
3. 科研人员从被石油污染的土壤中分离获得能降解石油成分“多环芳烃菲”的菌株 Q,步骤如 下图所示。下列叙述错误的是
A. 步骤①-③中,培养液中需加入多环芳烃菲作唯一碳源
B. 步骤①-③中,将锥形瓶放在摇床上充分振荡,使菌株与培养液充分接触
C. 步骤①-④是利用稀释涂布平板法分离目的菌株
D. 步骤④中每一区域划线前都要灼烧接种环,待其冷却后才可从上一区域末端划线
4. 关于土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验的叙述正确的是
A. 培养基应以尿素为唯一氮源,该细菌与硝化细菌所利用碳源物质是相同的
B. 选择菌落数在30~300间的所有平板进行计数,以平均数为实验结果
C. 对10mL土样稀释106倍后,取0.1 mL该溶液进行重复的涂布实验,测得的菌落数分别为18、234、276,则该10 mL土样中分解尿素的细菌数为2.55×108个
D. 应该设置对照以排除非测试因素对实验结果的干扰,提高可信度
5. 微生物需要从外界吸收营养物质来维持正常的生长和繁殖。下列关于微生物营养的叙述,正确的是( )
A. 尿素分解菌和纤维素分解菌的培养基中可能含有相同的无机盐
B. 筛选硝化细菌(自养型)的培养基中需加入适宜浓度的有机碳源
C. 只含有水和无机盐两类成分的培养基中不可能形成生物群落
D. 乳酸菌需要的特殊营养物质是指其自身不能合成的某些无机物
6. 细菌X合成的tcel蛋白和tcil蛋白使其在与其他细菌的竞争中占优势,其中tcel蛋白是一种有毒性的分泌蛋白。研究人员利用野生型细菌X及其不同突变体进行了如下实验:在固体培养基表面放置一张能隔离细菌的滤膜,将一种菌(下层菌)滴加在滤膜上后再放置第二张滤膜,滴加等量的另一种菌(上层菌),共同培养后,对上、下层菌计数得到的结果如图所示。下列叙述正确的是()
A. 实验中的培养皿、固体培养基和滤膜均需要进行消毒处理
B. 对上、下层菌计数可以将滤膜菌体稀释后采用血球计数板计数
C. 由甲、乙,丙三组结果可推测tcil蛋白能够中和tcel蛋白的毒性
D. 野生型细菌X在与tcel—tcil双突变体和tcel突变体的竞争中均占优势
7. 近年来由于栖息地丧失和人为捕猎,亚洲黑熊数量骤减,近日动物学家在某林地发现了少量野生亚洲黑熊。他们期望通过体内授精、胚胎移植等方法拯救亚洲黑熊,其过程如下图。以下说法正确的是(  )
A. 胚胎工程一般采用促性腺激素释放激素处理A使其超数排卵
B. A超数排卵排出的细胞必须生长到MII期才能与C的获能后的精子发生受精
C. D受体雌性必须和动物园亚洲黑熊♀A、野生亚洲黑熊♀B同期发情处理
D. E后代遗传性状与A和C一致,F后代遗传性状与B一致
8. 基因组印记(通过甲基化实现受精卵中来自双亲的两个等位基因一个表达另一个不表达)阻碍了哺乳动物孤雌生殖的实现。某研究团队利用甲基化酶、去甲基化酶和基因编辑技术,改变了小鼠生殖细胞的“基因组印记”,使其“变性”,然后将一个极体注入修饰后的次级卵母细胞(类似受精作用),最终创造出“孤雌生殖”的小鼠。实验过程如下图所示。下列相关叙述正确的是()
A. 体外培养卵母细胞时,为防止污染,需将培养皿置于二氧化碳培养箱中进行培养
B. 甲基化可能会关闭基因的活性,对某些基因进行去甲基化处理有利于其表达
C. “孤雌小鼠”的诞生过程没有精子参与,其基因型与提供卵母细胞的雌鼠相同
D. 移植后的囊胚进一步扩大,会导致滋养层破裂,胚胎从其中伸展出来
9. 澳大利亚科学家Michael Gabbett发现了一对“半同卵双胞”龙凤胎,他们来自母亲的基因完全一样,来自父亲的基因却只重合一部分。这次发现用事实告诉我们,“半同卵双胞”龙凤胎的基因相似度为89%。半同卵双胞胎的受精及胚胎发育过程如下图所示,图2细胞中包含3个原核,为1个雌原核和2个雄原核,一般情况下这种受精卵无法正常发育。但是,该受精卵在母体内恢复了分裂,形成了三极纺锤体(图3),并最终分裂成3个二倍体细胞(图4)。细胞A、B继续发育形成两个嵌合体胚胎,而细胞C发育失败。最终该母亲成功诞下两名婴儿。相关叙述正确的是(  )
A. 图1表示该异常胚胎的受精过程,此时卵子发育到减数第一次分裂后期
B. 图3细胞中细胞A、B、C染色体组都是由1个父系染色体组和1个母系染色体组组成
C. 最终该母亲成功诞下的两名婴儿的性别不一定相同
D. 图3细胞显示该细胞在该异常情况下,可以从三极发出纺锤丝形成三极纺锤体
10. 我国科学家利用体细胞诱导产生多能干细胞(iPS细胞),并将其注射到无法发育到成体阶段的四倍体囊胚中,最终获得克隆鼠,经鉴定证实克隆鼠确实从iPS细胞发育而来,并可繁殖后代。实验流程见图,下列分析错误的是(  )
A. 小鼠iPS细胞在特定条件下可恢复受精卵时期的功能
B. 四倍体囊胚可能因染色体数目变异而无法发育为成体
C. 本实验使用到体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术
D. 克隆鼠的肝脏移植给黑鼠可避免免疫排斥反应
11. “筛选”是生物技术与工程中常用的技术手段。下列叙述错误的是()
A. 单倍体育种时,需对F1的花药进行筛选后才可继续进行组织培养
B. 基因工程育种时,需要通过标记基因筛选出含有目的基因的受体细胞
C. 胚胎移植前,需对通过体外受精或其他方式得到的胚胎进行质量筛选
D. 制备单克隆抗体时,需从分子水平筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞
12. 2023年11月,中国科学院神经科学研究所的研究员在国际上首次成功构建了高比例胚胎干细胞贡献的出生存活嵌合猴。使用绿色荧光蛋白(GFP)标记的多能干细胞(ESCs)注入食蟹猴的桑葚胚获得嵌合胚泡,经妊娠后获得6只嵌合猴并检测身体和多种器官的绿色荧光情况,结果如下图。下列分析错误的是(  )
A. 桑葚胚细胞增殖分化形成内细胞团和滋养层细胞
B. 培育嵌合猴涉及核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术
C. ESCs在猴子体内具有分裂、分化生成多种组织的潜能
D. 该技术有助于揭示灵长类动物多能干细胞的发育潜力
13. 影印平板法是将长有若干个菌落的平板作为母平板,将其倒置于包有一层灭菌丝绒布的印章上,使印章均匀地沾满来自母平板的菌落,然后通过此印章将母平板上的菌落“忠实”地接种到不同选择培养基上的培养方法。通过比较影印平板与母平板上菌落的生长情况,可以筛选出所需要的菌种。已知地衣芽孢杆菌能产生耐高温的α-淀粉酶,野生型地衣芽孢杆菌对头孢菌素和庆大霉素均有抗性。利用诱变技术获得的某突变株对头孢菌素和庆大霉素同时具有敏感性,但其同时也成为了合成耐高温α-淀粉酶的高产菌株。请利用影印平板法筛选出此高产菌株。关于实验思路的叙述错误的是()
A. 将待测菌悬液用稀释涂布平板法接种到完全培养基平板培养,待菌落稳定后作为母平板
B. 将母平板上的菌落用印章影印接种到同时含有头孢菌素和庆大霉素的选择培养基平板(影印平板)上
C. 培养到长出稳定菌落,比较不同平板上相同位置菌落的生长情况
D. 在两种平板的相同位置上,在影印平板上不能生长而在母平板上能生长的菌落中含有高产菌落
14. 下列关于基因工程基本工具的叙述,正确的是()
A限制酶能特异性地识别6个核苷酸序列
B. 限制酶切割DNA分子一次可断开2个磷酸二酯键,产生2个游离的磷酸基团
C. 有些DNA连接酶既能连接双链DNA片段互补的黏性末端,又能连接双链DNA片段的平末端,从而恢复被限制酶切开的氢键
D. 用做分子运输车的质粒常有特殊的抗生素合成基因,便于重组DNA分子的筛选
15. 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)。如图是酶切后产生的几种末端。下列说法正确的是()
限制酶 Alu Ⅰ BamH Ⅰ Sma Ⅰ Sau3A Ⅰ
识别序列切割位点 AG↓CT TC↑GA G↓GATCC CCTAG↑G CCC↓GGG GGG↑CCC ↓GATC CTAG↑
A. BamHⅠ切割的是氢键,AluⅠ切割的是磷酸二酯键
B. Sau3AⅠ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Sau3AⅠ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
16. 下图分别表示某种质粒和含目的基因的DNA片段,利用相关工具酶将二者构建成基因表达载体并导入受体菌。几种可供使用的限制酶识别序列及其切割位点为EcoRⅠ:-G↓AATTC-;BamHⅠ:-G↓GATCC-;BclⅠ:-T↓GATCA-;Sau3AⅠ:-↓GATC-;SmaⅠ:-CCC↓GGG-。
注:TetR表示四环素抗性基因;AmpR表示氨苄青霉素抗性基因。
下列关于构建基因表达载体时限制酶的选择及其相关叙述,错误的是()
A. 若单独使用SmaI,则目的基因表达的产物可能不相同
B. 若单独使用SmaⅠ,则含有目的基因的受体菌不能在氨苄青霉素培养基中生长
C. 若选择BamHⅠ和SmaI,能在四环素培养基中生长的受体菌一定含有目的基因
D. 若用EcoRI和BclⅠ切割质粒,则需用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割含目基因的DNA
17. 下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是()
A. 可选用在液体培养基中培养的大肠杆菌作为实验材料
B. 向含DNA的滤液中加入2mol/L的NaCl溶液,有利于去除杂质
C. 将过滤液放入4℃冰箱或加入预冷的酒精都可抑制DNA酶的活性
D. 鉴定DNA时,将二苯胺试剂加入到含DNA的溶液中即可出现蓝色
18. 下列有关限制性内切核酸酶的叙述,正确的是()
A. 目的基因位于DNA分子中部,目的基因两侧具有某限制酶的酶切位点,用该限制酶切割DNA获得目的基因时,被水解的磷酸二酯键有2个
B. 限制性内切核酸酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的概率就越大
C. —CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制性内切核酸酶切出的黏性末端可用DNA连接酶连接
D. 只有用相同的限制性内切核酸酶处理含目的基因的片段和质粒,才能形成重组质粒
19. 紫花苜蓿(2n=32)是应用较为广泛的豆科牧草,但易造成家畜鼓胀病。百脉根(2n=12)富含单宁,单宁可与植物蛋白质结合,不会引起家畜采食后鼓胀。科研人员利用野生型清水紫花苜蓿和里奥百脉根为材料培育抗鼓胀病苜蓿新品种。研究流程如图(注:IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段,R-6G可阻止线粒体的呼吸作用),下列说法错误的是()
A. 将两种细胞分别置于较高渗透压环境下,有利于去除细胞壁获得两种植物的原生质体
B. ②过程需要利用选择培养基筛选出杂种愈伤组织
C. ③过程需要在有光照、植物激素的作用才能再分化形成完整植株
D. 只考虑两个细胞融合的情况下,②过程的细胞中染色体数目最多有88条,③过程产生的再生植株是可育的多倍体
20. 下图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径,研究发现经②过程获得的幼苗脱毒效果更好。下列叙述不正确的是( )
A. 带叶原基的芽与植物体其他组织中的病毒含量相同
B. ②过程的作用是使组织中的病毒在图中处理温度下部分或全部失活
C. 过程③、④所用培养基中生长素和细胞分裂素含量和比例不同
D. 上图中脱毒苗的培育过程体现了植物细胞的全能性
二、不定项选择题
21. 2017年,我国科学家利用图示方法和操作,成功培育出了体细胞克隆猴“中中”和“华华”,在全世界引起了轰动。据图分析,下列叙述正确的是()
注:Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,可以催化组蛋白脱去甲基化;TSA为组蛋白脱乙酰化酶抑制剂,可以干扰组蛋白脱去乙酰化。
A. “去核卵母细胞”是指去除了DNA—蛋白质复合物的处于MII期的卵母细胞
B. 注入Kdm4d的mRNA并进行TSA处理,可能改变了重构胚中某些基因的碱基序列
C. 与克隆小猴的细胞相比,图示体细胞的组蛋白甲基化水平较高、乙酰化水平较低
D. 除图示方法外,还可采用PEG融合法、电融合法诱导体细胞与去核卵母细胞融合
22. 研究发现,鼠伤寒沙门氏菌的组氨酸营养缺陷型菌株在基本培养基平板上不能生长,如果发生回复突变成原养型(其营养要求在表现型上与野生型相同)后则能生长。诱变剂A只有进入机体并在肝脏的解毒过程中才能形成有害的诱变物质。可以使用细菌营养缺陷型是否发生回复突变来检测食品样品中是否存在诱变剂A。将疑似含有诱变剂A的食品样品中加入新鲜鼠肝脏匀浆液,经一段时间保温后吸入小圆形滤纸片中,然后将圆形滤纸片贴在已接种了组氨酸营养缺陷型菌株且含有少量组氨酸的基本培养基上。经培养后,观察滤纸片周围菌落的生长情况。下列有关说法正确的是()
A. 若含有少量组氨酸的基本培养基上没有产生大量菌落,则说明食品样品中可能不含诱变剂A,不含有组氨酸的基本培养基上接种组氨酸营养缺陷型菌株出现少量菌落可能是自发突变的结果
B. 食品样品加入新鲜鼠肝脏匀浆液保温一段时间的目的是诱发肝脏突变产生能够合成组氨酸的相关酶
C. 若滤纸片周围出现了抑制圈,抑制圈外产生大量菌落,推测食品样品中可能含有高浓度诱变剂A
D. 组氨酸营养缺陷型菌株突变为原养型是在食品样品中诱变剂A的作用下等位基因发生回复突变的结果
23. 新型冠状病毒可通过表面的棘突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合,侵入人体,引起肺炎。图1为病毒侵入后,人体内发生的部分免疫反应示意图。单克隆抗体可阻断病毒的粘附或入侵,故抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。图2为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。请据图分析,下列相关叙述正确的是()
A. 图1中人体内抗原被吞噬细胞表面的特异性受体识别后,将病毒的抗原暴露在细胞表面
B. B细胞识别入侵的病毒后,在淋巴因子作用下,经过细胞的增殖、分化形成浆细胞和记忆细胞
C. 采集鼻咽拭子主要用于检测病毒的核酸,采集血液样本主要用于检测抗新型冠状病毒抗原
D. 给图2小鼠注射S蛋白,提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合,经HAT培养基筛选获得杂交瘤细胞
24. 通过植物细胞工程对光果甘草进行培养以获得药物甘草西定,过程如图所示。下列相关叙述错误的有()
A. 过程③通常先在生长素与细胞分裂素比例高的培养基中培养
B. 过程④常用射线或化学物质处理即可获得大量所需的突变体植株丙
C. 所得三种植株中乙和丙的遗传信息与甲相同,植株丁和甲是同一物种
D. 过程⑥中甘草西定可通过植物细胞培养获得,应将愈伤组织细胞悬浮培养
25. 传统食醋酿造过程中,发酵液表面产生的凝胶状膜主要为细菌纤维素。研究人员通过实验研究了细菌纤维素生产过程中各种指标的变化情况,获得的参数曲线如图。下列说法正确的有()
A. 食醋酿造过程中的主要菌种为醋酸菌,能将葡萄糖直接转化为醋酸
B. 菌体的密度检测用的是抽样检测的方法,可结合显微镜直接计数法使用
C. 结合图示,第6-9天发酵液残糖含量下降较快的主要原因是菌体大量繁殖
D. 影响细菌纤维素产量的因素只有菌体密度和残糖含量
三、非选择题
26. 有机磷农药使用不当有时会造成瓜果蔬菜等食品农药残留超标,危害人类健康。某生物兴趣小组同学提出:土壤中可能存在高效降解有机磷农药的微生物。请回答下列问题:
(1)在制备固体培养基时需加入的常用凝固剂是___________。若培养基需要调节pH,则应在灭菌之___________(填“前”或“后”)调节。为了获得能降解有机磷农药的微生物菌种,可在被有机磷农药污染的土壤中取样,并在培养基中添加适量的___________进行选择培养。
(2)该小组在接种前,随机取若干灭菌后的空白平板在适宜条件下先培养一段时间,这样做的目的是___________。
(3)如图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图解,图B接种方法是____________。利用图A的方法在5个平板上各接种稀释倍数为103的菌液样品(涂布体积为0.2mL),培养一段时间后,平板上的菌落数分别为96个、100个、108个、112个、430个,则每升原菌液样品中的细菌数为___________个,用这种方法测定菌体密度时,实际活菌数量要比测得的数量多,原因是___________。
(4)将获得的3种待选微生物菌种甲、乙、丙分别接种在1L含20mg有机磷农药的相同培养液中培养(培养液中其他营养物质充裕、条件适宜),观察从实验开始到微生物停止生长所用的时间,甲、乙、丙分别为32小时、45小时、16小时,则应选择微生物____________(填“甲”“乙”或“丙”)作为菌种进行后续培养。
27. 随着生物科学技术的发展,动物的生殖方式变得越来越多样化。如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况,供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是健康的黄牛,请据图分析并回答下列问题。
(1)图中产生小牛的几个途径中,属于有性繁殖途径的为应用____(填数字)。
(2)应用1中,为了大量获取细胞B,需对供体2注射____,使用____技术获得重组细胞,最终获得的良种小牛性别为____。
(3)____标志着受精过程的完结。应用2过程中得到的胚胎应该移植到____的雌性动物体内。
(4)应用3可解决良种动物快速大量繁殖的问题:对囊胚阶段的胚胎通过胚胎分割技术获得二分胚①和②,操作时需要注意____,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。若要进行性别鉴定,取____细胞。
(5)应用4中细胞进行定向诱导,可分化形成各种组织和器官。在胚胎干细胞培养过程中所用的培养基为____,因此通常需要加入____等天然的成分;动物细胞培养时需通入____的混合气体,其中CO2的主要作用是____。
28. 若下图表示细胞工程操作中的某些过程,请回答下列问题:
I.同源四倍体的紫花苜蓿是常用的豆科牧草,但易使家畜患鼓胀病;二倍体的百脉根富含物质X,X可与紫花苜蓿中特定蛋白结合,抑制鼓胀病的发生。如果上图为我国科学家利用紫花苜蓿和百脉根为材料,培育抗鼓胀病的苜蓿新品种进行的实验流程图,请回答以下问题:
(1)本研究主要利用____技术,C细胞再生出细胞壁后需要通过____技术才能发育成杂种植株。
(2)若A、B分别是紫花苜蓿和百脉根的原生质体,则①过程需使用的酶是____。其中过程②称为____,与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器为____,过程⑤涉及的细胞分裂方式为____。
Ⅱ.若该图表示抗丙肝病毒的单克隆抗体制备过程中的部分步骤,请回答以下问题:
(3)若B细胞是小鼠骨髓瘤细胞,则A细胞表示____细胞,本实验中,小鼠注射的特定抗原应取自____。②过程的常用方法与诱导植物原生质体融合相比,特有的诱导方法为____诱导法。
(4)③过程为第一次筛选,只有____细胞才能生长,然后经过④过程中的克隆化培养和抗体检测才能筛选得到符合要求的E 细胞,E细胞的特点是____。
29. β-葡萄糖苷酶(BglB)是工业生产中降解纤维素的关键酶,研究人员利用基因工程技术,将编码BglB的基因转移到了大肠杆菌的细胞中并使之表达。下图1~3分别表示Bgl Ⅱ、BamHI两种限制酶的识别序列和酶切位点,及其在质粒和含凝乳酶基因的外源DNA片段上的切割位点。其中,质粒含有leu2基因可用于合成亮氨酸,目的基因含有卡那霉素抗性基因KanR。bp为碱基对。回答下列问题:
(1)在基因工程中,质粒和目的基因构建重组质粒时必需的工具酶有______。
(2)根据图1分别写出Bgl Ⅱ与BamHⅠ酶切后形成的黏性末端为______、______。
(3)Bgl Ⅱ酶切后的质粒与BamHⅠ酶切后的目的基因能够连接的原因是______。
(4)将连接后的产物转入某种大肠杆菌,该细菌对卡那霉素敏感,且不能在缺乏亮氨酸的培养基中培养。若使用Bgl Ⅱ处理重组质粒(目的基因和质粒连接后形成的),可以得到长度为______的_____(填“线性”或“环状”)的DNA。若要筛选含有重组质粒的大肠杆菌,应选择______的培养基进行培养。
(5)大肠杆菌不能降解纤维素,但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力,这是因为______。临沂第十九中学高二年级下学期第二次质量调研考试
生物试题
一、单项选择题
1. 聚羟基脂肪酸酯(PHA)是由嗜盐细菌合成的一种胞内聚酯,它具有类似于合成塑料的理化特性,废弃后易被生物降解,可用于制造无污染的“绿色塑料”。科学家从某咸水湖中寻找生产PHA的菌种,流程图如下。下列叙述正确的是()
A. 步骤②可用稀释涂布平板法接种到含合成塑料的选择培养基上
B. 步骤③所用的培养基中营养物质浓度越高,对嗜盐菌的生长越有利
C. 扩大培养所用的培养基应加入琼脂,放置摇床上培养,以便于挑取菌落获得纯化菌株
D. 挑取菌落时,应取多个菌落并分别测定嗜盐菌的PHA含量
【答案】D
【解析】
【分析】培养基: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,是进行微生物培养的物质基础。微生物培养基需要为微生物繁殖提供碳源、氮源、水、无机盐等营养物质,此外还要满足微生物对特殊营养物质、pH和O2的需求。培养基按照其物理状态可以分为固体培养基、半固体培养基和液体培养基。液体培养基常应用于工业或生活生产。
A、PHA是由嗜盐细菌合成的一种胞内聚酯,要筛选嗜盐细菌,步骤②可用稀释涂布平板法接种到含盐量较高的选择培养基上,A错误;
B、步骤③培养基浓度过高,会导致菌体失水死亡,不利于嗜盐细菌的生长,B错误;
C、扩大培养应选用液体培养基,液体培养基中无需加入琼脂,C错误;
D、要挑选高产聚羟基脂肪酸酯(PHA)的嗜盐菌,挑取菌落时,应挑取多个菌落并分别测定嗜盐细菌的PHA含量,进行比较,D正确。
故选D。
2. 镇江陈醋具有“色、香、酸、醇、浓”之特色,其主要工艺流程如下图。相关叙述正确的是()
A. 作为工业生产,镇江陈醋的酿制过程需要做到严格无菌
B. “淋饭”有助于提高发酵原料的透气性,有助于霉菌的糖化等过程
C. 接种醋酸菌后的固态发酵需要“翻缸”,主要目的是抑制杂菌
D. 后发酵时间越长,醋体中风味物质的不断堆积导致醋品更佳
【答案】B
【解析】
【分析】参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
A、参与果醋制作的微生物是醋酸菌,传统发酵技术是通过控制某些条件抑制其他微生物的繁殖,做不到严格无菌,A错误;
B、“淋饭”有助于提高发酵原料的透气性,为霉菌的糖化等过程提供氧气,B正确;
C、醋酸发酵过程中利用的微生物是醋酸菌,发酵需要充足的氧气,所以“翻缸”目的是提供氧气,C错误;
D、后发酵时间不能太长,需要适宜,发酵时间越长,可能会产生其他有害的物质或者滋生其他杂菌,D错误。
故选B。
3. 科研人员从被石油污染的土壤中分离获得能降解石油成分“多环芳烃菲”的菌株 Q,步骤如 下图所示。下列叙述错误的是
A. 步骤①-③中,培养液中需加入多环芳烃菲作为唯一碳源
B. 步骤①-③中,将锥形瓶放在摇床上充分振荡,使菌株与培养液充分接触
C. 步骤①-④是利用稀释涂布平板法分离目的菌株
D. 步骤④中每一区域划线前都要灼烧接种环,待其冷却后才可从上一区域末端划线
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:图示表示科研人员从被石油污染的土壤中分离获得能降解多环芳烃菲菌株Q的主要步骤.其中步骤①→③的培养过程中,培养液中加入多环芳烃菲作为唯一碳源,目的是筛选出菌株Q;该过程还需将锥形瓶放在摇床上振荡,目的有两个,一方面使菌株与培养液充分接触,提高营养物质的利用率;另一方面能增加培养液中的溶氧量。步骤④表示用平板划线法纯化菌株Q的过程,接种环在每次接种前和接种结束后都要通过灼烧来灭菌。
步骤①~③中应为选择培养,分离获得能降解石油成分“多环芳烃菲”的菌株Q,因此培养液中需加入多环芳烃菲作为唯一碳源,A正确;步骤①~③中,将锥形瓶放在摇床上充分振荡,使菌株与培养液充分接触,B正确;步骤①-④是先稀释菌液,再用平板划线法分离目的菌株,C错误;步骤④是平板划线,其中为防止杂菌污染,每一区域划线前都要灼烧接种环,同时为了防止菌种被烫死,需待其冷却后才可从上一区域末端划线,D正确。
【点睛】注意:培养的锥形瓶进行在摇床上充分振荡的目的有两个,一方面使菌株与培养液充分接触,提高营养物质的利用率;另一方面能增加培养液中的溶氧量。
4. 关于土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验的叙述正确的是
A. 培养基应以尿素为唯一氮源,该细菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的
B. 选择菌落数在30~300间的所有平板进行计数,以平均数为实验结果
C. 对10mL土样稀释106倍后,取0.1 mL该溶液进行重复的涂布实验,测得的菌落数分别为18、234、276,则该10 mL土样中分解尿素的细菌数为2.55×108个
D. 应该设置对照以排除非测试因素对实验结果的干扰,提高可信度
【答案】D
【解析】
【分析】土壤中分解尿素的细菌的分离与计数,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稀释倍数要合适,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。
从土壤中分离分解尿素的细菌,培养基应以尿素为唯一氮源,尿素分解菌为异养型,利用的是有机碳源,硝化细菌是自养型,以二氧化碳为碳源,二氧化碳为无机物,A错误;用稀释涂布平板法测定同一样品中的细菌数时,为了保证结果准确,在每一个梯度浓度内,至少要涂布3个平板,确定对照组无菌后,应将菌落数明显最少和最大的平板舍弃,选择菌落数在30~300的平板进行记数,求其平均值,再通过计算得出土壤中的细菌总数,B错误;对10mL土样稀释106倍后,取0.1 mL该溶液进行重复的涂布实验,测得的菌落数分别为18、234、276,则该10 mL土样中分解尿素的细菌数为[(234+276)÷2]÷0.1×106×10=2.55×1010个,C错误;分离微生物时,需要设置不接种的培养基与实验组一起培养做空白对照,以排除实验组中非测试因素对实验结果的干扰,提高可信度,D正确。
5. 微生物需要从外界吸收营养物质来维持正常的生长和繁殖。下列关于微生物营养的叙述,正确的是( )
A. 尿素分解菌和纤维素分解菌的培养基中可能含有相同的无机盐
B. 筛选硝化细菌(自养型)的培养基中需加入适宜浓度的有机碳源
C. 只含有水和无机盐两类成分的培养基中不可能形成生物群落
D. 乳酸菌需要的特殊营养物质是指其自身不能合成的某些无机物
【答案】A
【解析】
【分析】培养基一般含有水、碳源、氮源、无机盐。培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。如培养乳酸杆菌时需添加维生素,培养霉菌时需将pH调至酸性,培养细菌时需将pH调至中性或微碱性。选择培养基是指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的培养基。
A、尿素分解菌的培养基中含有的无机盐是KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4,纤维素分解菌的培养基中含有的无机盐是NaNO3、KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4、KCl。A正确;
B、硝化细菌是自养生物,可以用空气中CO2作为碳源,用缺乏有机碳源的培养基可以筛选硝化细菌。B错误;
C、只含有水和无机盐两类成分的培养基,可以培养既能固氮又能以CO2作为碳源的微生物(如固氮蓝藻)。C错误;
D、乳酸菌需要的特殊营养物质是维生素,是有机物。D错误。
故选A。
6. 细菌X合成的tcel蛋白和tcil蛋白使其在与其他细菌的竞争中占优势,其中tcel蛋白是一种有毒性的分泌蛋白。研究人员利用野生型细菌X及其不同突变体进行了如下实验:在固体培养基表面放置一张能隔离细菌的滤膜,将一种菌(下层菌)滴加在滤膜上后再放置第二张滤膜,滴加等量的另一种菌(上层菌),共同培养后,对上、下层菌计数得到的结果如图所示。下列叙述正确的是()
A. 实验中的培养皿、固体培养基和滤膜均需要进行消毒处理
B. 对上、下层菌计数可以将滤膜菌体稀释后采用血球计数板计数
C. 由甲、乙,丙三组结果可推测tcil蛋白能够中和tcel蛋白的毒性
D. 野生型细菌X在与tcel—tcil双突变体和tcel突变体的竞争中均占优势
【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。
A、为避免杂菌的污染,实验中的滤膜、培养皿、固体培养基等均需灭菌处理,A错误;
B、对活菌进行计数的方法是稀释涂布平板法,具体方法是:先将菌体进行梯度稀释,再涂布到滤膜的表面,待菌落数稳定时进行计数,不能用显微镜直接计数的原因是显微镜直接计数不能区分死菌和活菌,B错误;
C、tcel蛋白是一种有毒性的分泌蛋白,乙组中野生型可产生tce1蛋白作用于tcel-tcil双突变体,后者无法产生tci1蛋白中和tcel蛋白的毒性,使野生菌在竞争中占据优势;而在丙组中,野生型可产生tce1蛋白作用于tcel突变体,后者可以产生tci1蛋白中和tcel蛋白的毒性,使野生型的生长受到抑制,由此推测, tcil蛋白能够中和tcel蛋白的毒性,C正确;
D、由甲组、乙组可知,野生型细菌X在与tcel-tcil双突变体的竞争中均占优势,由甲组、丙组可知,野生型细菌X在与tcel突变体的竞争中不占优势,D错误。
故选C。
7. 近年来由于栖息地丧失和人为捕猎,亚洲黑熊数量骤减,近日动物学家在某林地发现了少量野生亚洲黑熊。他们期望通过体内授精、胚胎移植等方法拯救亚洲黑熊,其过程如下图。以下说法正确的是(  )
A. 胚胎工程一般采用促性腺激素释放激素处理A使其超数排卵
B. A超数排卵排出的细胞必须生长到MII期才能与C的获能后的精子发生受精
C. D受体雌性必须和动物园亚洲黑熊♀A、野生亚洲黑熊♀B同期发情处理
D. E后代遗传性状与A和C一致,F后代遗传性状与B一致
【答案】B
【解析】
【分析】胚胎移植的基本程序:①对供、受体的选择和处理(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;④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
A、胚胎工程一般采用促性腺激素处理A使其超数排卵,A错误;
B、A超数排卵排出的细胞必须生长到MII期才具有受精能力,C的精子获能后才能发生受精,B正确;
C、D受体雌性接受来自动物园亚洲黑熊♀A体内的胚胎,所以必须和动物园亚洲黑熊♀A同期发情处理,目的是使体内的生理环境保持一致,提高胚胎的存活率,而野生亚洲黑熊♀B只需要提供体细胞,所以不需要同期发情处理,C错误;
D、E后代遗传物质来源于A和C,F后代遗传物质状来源于A和B,D错误。
故选B。
8. 基因组印记(通过甲基化实现受精卵中来自双亲的两个等位基因一个表达另一个不表达)阻碍了哺乳动物孤雌生殖的实现。某研究团队利用甲基化酶、去甲基化酶和基因编辑技术,改变了小鼠生殖细胞的“基因组印记”,使其“变性”,然后将一个极体注入修饰后的次级卵母细胞(类似受精作用),最终创造出“孤雌生殖”的小鼠。实验过程如下图所示。下列相关叙述正确的是()
A. 体外培养卵母细胞时,为防止污染,需将培养皿置于二氧化碳培养箱中进行培养
B. 甲基化可能会关闭基因的活性,对某些基因进行去甲基化处理有利于其表达
C. “孤雌小鼠”的诞生过程没有精子参与,其基因型与提供卵母细胞的雌鼠相同
D. 移植后的囊胚进一步扩大,会导致滋养层破裂,胚胎从其中伸展出来
【答案】B
【解析】
【分析】从卵泡中取出卵母细胞,再将经过甲基化处理的卵母细胞进行早期胚胎培养、胚胎移植等获得孤雌小鼠。
A、动物细胞培养时加入抗生素,防止培养过程中的污染,A错误;
B、由题干可知,基因组印记是通过甲基化使一个基因不表达,对某些基因进行去甲基化处理有利于其表达,然后促进了细胞的全能性的表现,获得孤雌小鼠,B正确;
C、“孤雌小鼠”是由两个生殖细胞(修饰后的次级卵细胞和另一个卵子的极体)结合后发育形成,同时由于配子在形成过程中会经历减数分裂的基因重组,或发生基因突变,将导致两个生殖细胞结合后的“孤雌小鼠”其基因型不一定与提供卵母细胞的雌鼠相同,C错误;
D、囊胚进一步扩大,会导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来,这一过程叫做孵化,D错误。
故选B。
9. 澳大利亚科学家Michael Gabbett发现了一对“半同卵双胞”龙凤胎,他们来自母亲的基因完全一样,来自父亲的基因却只重合一部分。这次发现用事实告诉我们,“半同卵双胞”龙凤胎的基因相似度为89%。半同卵双胞胎的受精及胚胎发育过程如下图所示,图2细胞中包含3个原核,为1个雌原核和2个雄原核,一般情况下这种受精卵无法正常发育。但是,该受精卵在母体内恢复了分裂,形成了三极纺锤体(图3),并最终分裂成3个二倍体细胞(图4)。细胞A、B继续发育形成两个嵌合体胚胎,而细胞C发育失败。最终该母亲成功诞下两名婴儿。相关叙述正确的是(  )
A. 图1表示该异常胚胎的受精过程,此时卵子发育到减数第一次分裂后期
B. 图3细胞中细胞A、B、C染色体组都是由1个父系染色体组和1个母系染色体组组成
C. 最终该母亲成功诞下的两名婴儿的性别不一定相同
D. 图3细胞显示该细胞在该异常情况下,可以从三极发出纺锤丝形成三极纺锤体
【答案】C
【解析】
【分析】受精作用是精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面,不久精子的细胞核就和卵细胞的细胞核融合,使受精卵中染色体的数目又恢复到提细胞的数目,其中有一半来自精子有一半来自卵细胞。
A、图1表示该异常胚胎的受精过程,此时卵子发育到减数第二次分裂中期,A错误;
BC、这个异常受精卵是由卵母细胞与2个精子受精,故图2细胞中的3个原核包括1个雌原核和2个雄原核,由图3分析可知,此时受精卵形成了3极纺锤体,并最终分裂成3个合子(图4),三个合子的组成可能是:1个合子由1个父系染色体组和1个母系染色体组组成,则另外2个合子的染色体组为1个父系染色体组和1个母系染色体组、2个父系染色体组,设母亲的染色体组成是XX,父亲的是XY,则最终该母亲成功诞下的两名婴儿可能都是XX,也可能是XX和XY,故最终该母亲成功诞下的两名婴儿的性别不一定相同,B错误,C正确;
D、图示为动物细胞的分裂过程,动物细胞分裂不形成纺锤丝而是通过星射线形成纺锤体,D错误。
故选C。
10. 我国科学家利用体细胞诱导产生多能干细胞(iPS细胞),并将其注射到无法发育到成体阶段的四倍体囊胚中,最终获得克隆鼠,经鉴定证实克隆鼠确实从iPS细胞发育而来,并可繁殖后代。实验流程见图,下列分析错误的是(  )
A. 小鼠iPS细胞在特定条件下可恢复受精卵时期的功能
B. 四倍体囊胚可能因染色体数目变异而无法发育为成体
C. 本实验使用到体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术
D. 克隆鼠的肝脏移植给黑鼠可避免免疫排斥反应
【答案】C
【解析】
【分析】多能干细胞是一类具有自我更新、自我复制能力的多潜能细胞,多能干细胞具有分化出多种细胞组织的潜能,但失去了发育成完整个体的能力,发育潜能受到一定的限制。人或者动物都是二倍体,可用电融合的方法使两个细胞融合为一个细胞,这样就获得了四倍体胚胎,四倍体胚胎是不能正常发育的,但是可以形成胎盘,如果将一种多能干细胞注入四倍体囊胚,可以获得一个完整的动物个体,那证明移进去的干细胞是全能的干细胞。
A、多能干细胞(iPS细胞)已被证明可以发育成个体,小鼠体细胞在诱导因子的作用下产生多能干细胞,表明其可恢复全能性,A正确;
B、四倍体囊胚是由两个二倍体细胞融合发育而来,发生染色体数目变异,无法正常发育成个体,B正确;
C、本实验应用了细胞融合、多能干细胞移植、体外胚胎培养、胚胎移植技术,并没有使用到体外受精和胚胎分割移植等技术, C错误;
D、多能干细胞具有分化出多种细胞组织的潜能,可以经过诱导发育成特定器官,用于器官移植,克隆鼠的肝脏移植给黑鼠可避免免疫排斥反应,D正确。
故选C。
11. “筛选”是生物技术与工程中常用的技术手段。下列叙述错误的是()
A. 单倍体育种时,需对F1的花药进行筛选后才可继续进行组织培养
B. 基因工程育种时,需要通过标记基因筛选出含有目的基因的受体细胞
C. 胚胎移植前,需对通过体外受精或其他方式得到的胚胎进行质量筛选
D. 制备单克隆抗体时,需从分子水平筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞
【答案】A
【解析】
【分析】1、单克隆抗体制备的两次筛选:①利用选择培养基筛选得到杂交瘤细胞(去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞) :②进行抗体检测,筛选出能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
2、胚胎移植前,需对通过体外受精或其他方式得到的胚胎进行质量筛选,此时胚胎应发育到桑葚胚或囊胚阶段。
A、单倍体育种时,F1的花药不需要筛选直接进行组织培养,之后用秋水仙素处理单倍体幼苗使染色体加倍后,再进行筛选,A错误;
B、基因工程育种时,需要通过标记基因,筛选出含有目的基因的受体细胞,B正确;
C、胚胎移植前,需对通过体外受精或其他方式得到的胚胎进行质量筛选,挑取质量好,活性强的胚胎进行培养或保存,可以提高胚胎移植成功的概率,C正确;
D、制备单克隆抗体时,在筛选出杂交瘤细胞后,需要进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。上述筛选过程中涉及的抗体检测属于分子水平的筛选,所以,制备单克隆抗体时,需从分子水平筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞,D正确。
故选A。
12. 2023年11月,中国科学院神经科学研究所的研究员在国际上首次成功构建了高比例胚胎干细胞贡献的出生存活嵌合猴。使用绿色荧光蛋白(GFP)标记的多能干细胞(ESCs)注入食蟹猴的桑葚胚获得嵌合胚泡,经妊娠后获得6只嵌合猴并检测身体和多种器官的绿色荧光情况,结果如下图。下列分析错误的是(  )
A. 桑葚胚细胞增殖分化形成内细胞团和滋养层细胞
B. 培育嵌合猴涉及核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术
C. ESCs在猴子体内具有分裂、分化生成多种组织的潜能
D. 该技术有助于揭示灵长类动物多能干细胞的发育潜力
【答案】A
【解析】
【分析】干细胞在形态上:体积小、细胞核大、核仁明显;在功能上,具有发育的全能性。干细胞按分化潜能可分为全能干细胞(如胚胎干细胞可以分化形成所有的成体组织细胞,甚至发育成为完整的个体)、多能干细胞(具有多向分化的潜能,可以分化形成除自身组织细胞外的其他组织细胞,如造血干细胞、神经干细胞、间充质干细胞、皮肤干细胞等)和专能干细胞(维持某一特定组织细胞的自我更新,如肠上皮干细胞)三种类型。
】A、囊胚细胞增殖分化形成内细胞团和滋养层细胞,A错误;
B、绿色荧光蛋白(GFP)标记的多能干细胞(ESCs)注入食蟹猴的桑葚胚获得嵌合胚泡,经妊娠后获得6只嵌合猴,涉及核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术,B正确;
C、多能干细胞(ESCs)具有分裂能力,同时多向分化的潜能,可以分化形成除自身组织细胞外的其他组织细胞,C正确;
D、6只嵌合猴多种器官和身体均有绿色荧光,该技术有助于揭示灵长类动物多能干细胞的发育潜力,D正确。
故选A。
13. 影印平板法是将长有若干个菌落的平板作为母平板,将其倒置于包有一层灭菌丝绒布的印章上,使印章均匀地沾满来自母平板的菌落,然后通过此印章将母平板上的菌落“忠实”地接种到不同选择培养基上的培养方法。通过比较影印平板与母平板上菌落的生长情况,可以筛选出所需要的菌种。已知地衣芽孢杆菌能产生耐高温的α-淀粉酶,野生型地衣芽孢杆菌对头孢菌素和庆大霉素均有抗性。利用诱变技术获得的某突变株对头孢菌素和庆大霉素同时具有敏感性,但其同时也成为了合成耐高温α-淀粉酶的高产菌株。请利用影印平板法筛选出此高产菌株。关于实验思路的叙述错误的是()
A. 将待测菌悬液用稀释涂布平板法接种到完全培养基平板培养,待菌落稳定后作为母平板
B. 将母平板上的菌落用印章影印接种到同时含有头孢菌素和庆大霉素的选择培养基平板(影印平板)上
C. 培养到长出稳定菌落,比较不同平板上相同位置菌落的生长情况
D. 在两种平板的相同位置上,在影印平板上不能生长而在母平板上能生长的菌落中含有高产菌落
【答案】B
【解析】
【分析】人为提供有利于目的菌生长的条件(包括营养、温度和pH等),同时抑制或阻止其他微生物的生长。在微生物学中,将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的培养基,称为选择培养基因。
A、将待测菌悬液用稀释涂布平板法接种到完全培养基平板上培养,待菌落稳定后作为母平板,A正确;
B、将母平板上的菌落诱变处理后用印章影印分别接种到不含有头孢菌素和庆大霉素的平板和同时含有头孢菌素和庆大霉素的平板(影印平板)上,在后者上面不能生长而在前者上面能生长的即为目的菌株,B错误;
C、观察菌落生长情况,一定要培养到长出稳定菌落,才能比较不同平板上相同位置菌落的生长情况,C正确;
D、在两种平板的相同位置上,在影印平板上不能生长而在母平板上能生长的菌落中含有高产菌落,D正确。
故选B
14. 下列关于基因工程基本工具的叙述,正确的是()
A. 限制酶能特异性地识别6个核苷酸序列
B. 限制酶切割DNA分子一次可断开2个磷酸二酯键,产生2个游离的磷酸基团
C. 有些DNA连接酶既能连接双链DNA片段互补的黏性末端,又能连接双链DNA片段的平末端,从而恢复被限制酶切开的氢键
D. 用做分子运输车的质粒常有特殊的抗生素合成基因,便于重组DNA分子的筛选
【答案】B
【解析】
【分析】基因工程常用的运载体常用的有质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒,其中质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
A、大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成,少数限制酶的识别序列由4个、8个或其他数量的核苷酸组成,A错误;
B、限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开,即一条链断1个磷酸二酯键,产生1个游离的磷酸基团,所以限制酶切割DNA分子一次可断开2个磷酸二酯键,产生2个游离的磷酸基团,B正确;
C、T4 DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端,又可以“缝合”双链DNA片段的平末端,恢复被限制酶切开的磷酸二酯键,而不是氢键,C错误;
D、作为载体的质粒通常采用抗性基因(四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因)作为标记基因,便于成功导入重组DNA分子的受体细胞的筛选,D错误。
故选B。
15. 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)。如图是酶切后产生的几种末端。下列说法正确的是()
限制酶 Alu Ⅰ BamH Ⅰ Sma Ⅰ Sau3A Ⅰ
识别序列切割位点 AG↓CT TC↑GA G↓GATCC CCTAG↑G CCC↓GGG GGG↑CCC ↓GATC CTAG↑
A. BamHⅠ切割的是氢键,AluⅠ切割的是磷酸二酯键
B. Sau3AⅠ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Sau3AⅠ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) 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。
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。
16. 下图分别表示某种质粒和含目基因的DNA片段,利用相关工具酶将二者构建成基因表达载体并导入受体菌。几种可供使用的限制酶识别序列及其切割位点为EcoRⅠ:-G↓AATTC-;BamHⅠ:-G↓GATCC-;BclⅠ:-T↓GATCA-;Sau3AⅠ:-↓GATC-;SmaⅠ:-CCC↓GGG-。
注:TetR表示四环素抗性基因;AmpR表示氨苄青霉素抗性基因。
下列关于构建基因表达载体时限制酶的选择及其相关叙述,错误的是()
A. 若单独使用SmaI,则目的基因表达的产物可能不相同
B. 若单独使用SmaⅠ,则含有目的基因的受体菌不能在氨苄青霉素培养基中生长
C. 若选择BamHⅠ和SmaI,能在四环素培养基中生长的受体菌一定含有目的基因
D. 若用EcoRI和BclⅠ切割质粒,则需用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割含目的基因的DNA
【答案】C
【解析】
【分析】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,形成黏性末端或平末端。
A、用同一种限制酶切割质粒和含目的基因的DNA片段后,目的基因可能会反向连接到质粒上,因此目的基因表达的产物可能不相同,A正确;
B、若单独使用SmaⅠ切割质粒和含目的基因的DNA片段,会破坏质粒上的氨苄青霉素抗性基因,使含有目的基因的受体菌不能在氨苄青霉素培养基中生长,B正确;
C、若选择BamHⅠ和SmaⅠ切割质粒和含目的基因的DNA片段,重组质粒上含有正常的四环素抗性基因:能在四环素培养基中生长的受体菌有可能获得了重组质粒,也有可能获得的是普通质粒,C错误;
D、含目的基因的DNA片段上没有BclⅠ的识别序列,不能使用BclⅠ切割含目的基因的DNA片段,但Sau3AⅠ切割DNA后产生的黏性末端与BclⅠ相同,故若用EcoRⅠ和BclⅠ切割质粒,则需用EcoRⅠ和Sau3AI切割含目的基因的DNA片段,D正确。
故选C。
17. 下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是()
A. 可选用在液体培养基中培养的大肠杆菌作为实验材料
B. 向含DNA的滤液中加入2mol/L的NaCl溶液,有利于去除杂质
C. 将过滤液放入4℃冰箱或加入预冷的酒精都可抑制DNA酶的活性
D. 鉴定DNA时,将二苯胺试剂加入到含DNA的溶液中即可出现蓝色
【答案】D
【解析】
【分析】DNA的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。
A、大肠杆菌是细菌,含有拟核和质粒,DNA含量也较多,适合提取DNA,故可选用在液体培养基中培养的大肠杆菌作为实验材料,A正确;
B、DNA在2mol/L的NaCl溶液中DNA的溶解度较高,搅拌过滤后,DNA存在于滤液中,有利于去除杂质,B正确;
C、酶活性的发挥需要适宜的温度等条件,将过滤液放入4℃冰箱或加入预冷的酒精的目的是抑制DNA酶的活性,避免DNA被水解,C正确;
D、向DNA溶液中加入二苯胺试剂后还需要沸水浴加热才可出现蓝色,D错误。
故选D。
18. 下列有关限制性内切核酸酶的叙述,正确的是()
A. 目的基因位于DNA分子中部,目的基因两侧具有某限制酶的酶切位点,用该限制酶切割DNA获得目的基因时,被水解的磷酸二酯键有2个
B. 限制性内切核酸酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的概率就越大
C. —CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制性内切核酸酶切出的黏性末端可用DNA连接酶连接
D. 只有用相同的限制性内切核酸酶处理含目的基因的片段和质粒,才能形成重组质粒
【答案】B
【解析】
【分析】限制酶的来源、作用及其结果:
(1) 主要从原核生物中分离纯化出来。
(2)作用(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;特别注意:用限制酶切割DNA时,每切开一个切口需要水解两个磷酸二酯键。
A、用限制性内切核酸酶切割一个DNA分子中部,获得一个目的基因时,需要切割目的基因的两侧,又因DNA为双链结构,因此要断裂4个磷酸二酯键,即被水解的磷酸二酯键有4个,A错误;
B、限制酶具有专一性,限制性内切核酸酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的概率就越大,B正确;
C、—CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制性内切核酸酶切出的黏性末端不同,分别为—CATG和GATC—,因此不能用DNA连接酶连接,C错误;
D、用不同的限制性内切核酸酶处理含目的基因的DNA片段和质粒,若产生的黏性末端相同,则也能形成重组质粒,D错误。
故选B。
19. 紫花苜蓿(2n=32)是应用较为广泛的豆科牧草,但易造成家畜鼓胀病。百脉根(2n=12)富含单宁,单宁可与植物蛋白质结合,不会引起家畜采食后鼓胀。科研人员利用野生型清水紫花苜蓿和里奥百脉根为材料培育抗鼓胀病苜蓿新品种。研究流程如图(注:IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段,R-6G可阻止线粒体的呼吸作用),下列说法错误的是()
A. 将两种细胞分别置于较高渗透压环境下,有利于去除细胞壁获得两种植物的原生质体
B. ②过程需要利用选择培养基筛选出杂种愈伤组织
C. ③过程需要在有光照、植物激素的作用才能再分化形成完整植株
D. 只考虑两个细胞融合的情况下,②过程的细胞中染色体数目最多有88条,③过程产生的再生植株是可育的多倍体
【答案】B
【解析】
【分析】植物体细胞杂交技术: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。
A、在制备两种植物原生质体时,需用酶解法去除植物细胞的细胞壁,去壁后的原生质体在较高渗透压环境下处于较稳定状态,不易破裂,从而有利于获得两种植物的原生质体,A正确;
B、由题意可知,使用IOA和R-6G处理后,原生质体和同源融合体不能再生愈伤组织,故②过程不需要使用选择培养基筛选杂种愈伤组织,B错误;
C、③过程分别表示再分化,脱分化所需的生长素/细胞分裂素比值为1,再分化时,提高该比值有利于根的分化,降低该比值有利于芽的分化,再分化过程需要光照,C正确;
D、紫花苜蓿染色体数目为32条,百脉染色体数目为12条,融合之后细胞内染色体数目为32+12=44条,②过程表示脱分化,进行的是有丝分裂,此时染色体数目最多有44×2=88条,紫花苜蓿是二倍体,百脉是二倍体,③过程产生的再生植株是可育的多倍体(四倍体),D正确。
故选B。
20. 下图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径,研究发现经②过程获得的幼苗脱毒效果更好。下列叙述不正确的是( )
A. 带叶原基的芽与植物体其他组织中的病毒含量相同
B. ②过程的作用是使组织中的病毒在图中处理温度下部分或全部失活
C. 过程③、④所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同
D. 上图中脱毒苗的培育过程体现了植物细胞的全能性
【答案】A
【解析】
植物的茎尖或根尖不带病毒或病毒极少,其他部位带的病毒很多,带叶原基的芽是茎尖,A项符合题意;②过程的作用是使组织中的病毒在图中处理温度下部分或全部失活,B项不符合题意;③是脱分化、④是再分化,两个过程所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同,C项不符合题意;细胞的全能性是已经分化的细胞发育成完整个体的潜能。图示过程是离体的带叶原基的芽脱分化形成愈伤组织,再分化形成幼苗,体现了植物细胞的全能性,D项不符合题意。
【名师点睛】解答本题的关键有:一是看懂图、二是能利用植物组织培养的原理和条件的有关知识解题。
二、不定项选择题
21. 2017年,我国科学家利用图示方法和操作,成功培育出了体细胞克隆猴“中中”和“华华”,在全世界引起了轰动。据图分析,下列叙述正确的是()
注:Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,可以催化组蛋白脱去甲基化;TSA为组蛋白脱乙酰化酶抑制剂,可以干扰组蛋白脱去乙酰化。
A. “去核卵母细胞”是指去除了DNA—蛋白质复合物的处于MII期的卵母细胞
B. 注入Kdm4d的mRNA并进行TSA处理,可能改变了重构胚中某些基因的碱基序列
C. 与克隆小猴的细胞相比,图示体细胞的组蛋白甲基化水平较高、乙酰化水平较低
D. 除图示方法外,还可采用PEG融合法、电融合法诱导体细胞与去核卵母细胞融合
【答案】CD
【解析】
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传,除了DNA甲基化,构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。
A、“去核卵母细胞”是指去除了纺锤体-染色体复合物的处于MII期的卵母细胞,A错误;
B、Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,其能降低组蛋白的甲基化水平,TSA为组蛋白脱乙酰化酶抑制剂,可以干扰组蛋白脱去乙酰化,提高组蛋白的乙酰化水平,最终调节相关基因的表达,B错误;
C、图中Kdm4d的mRNA注入重构胚,并进行TSA处理,而Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,可以催化组蛋白脱去甲基化,TSA为组蛋白脱乙酰化酶抑制剂,可以干扰组蛋白脱去乙酰化,所以与克隆小猴的细胞相比,图示体细胞的组蛋白甲基化水平较高、乙酰化水平较低,C正确;
D、动物细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法诱导法和灭活病毒诱导法,所以除图示方法外,还可采用PEG融合法、电融合法诱导体细胞与去核卵母细胞融合,D正确。
故选CD。
22. 研究发现,鼠伤寒沙门氏菌的组氨酸营养缺陷型菌株在基本培养基平板上不能生长,如果发生回复突变成原养型(其营养要求在表现型上与野生型相同)后则能生长。诱变剂A只有进入机体并在肝脏的解毒过程中才能形成有害的诱变物质。可以使用细菌营养缺陷型是否发生回复突变来检测食品样品中是否存在诱变剂A。将疑似含有诱变剂A的食品样品中加入新鲜鼠肝脏匀浆液,经一段时间保温后吸入小圆形滤纸片中,然后将圆形滤纸片贴在已接种了组氨酸营养缺陷型菌株且含有少量组氨酸的基本培养基上。经培养后,观察滤纸片周围菌落的生长情况。下列有关说法正确的是()
A. 若含有少量组氨酸的基本培养基上没有产生大量菌落,则说明食品样品中可能不含诱变剂A,不含有组氨酸的基本培养基上接种组氨酸营养缺陷型菌株出现少量菌落可能是自发突变的结果
B. 食品样品加入新鲜鼠肝脏匀浆液保温一段时间的目的是诱发肝脏突变产生能够合成组氨酸的相关酶
C. 若滤纸片周围出现了抑制圈,抑制圈外产生大量菌落,推测食品样品中可能含有高浓度诱变剂A
D. 组氨酸营养缺陷型菌株突变为原养型是在食品样品中诱变剂A的作用下等位基因发生回复突变的结果
【答案】AC
【解析】
【分析】营养缺陷型菌株:从自然界分离到的微生物在其发生突变前的原始菌株,称为野生型菌株。营养缺陷性菌株是野生型菌株经过人工诱变或自发突变失去合成某种成长因子的能力,只能在完全培养基或补充了相应的生长因子的基本培养基中才能正常生长的变异菌株。
A、由题干可知,组氨酸营养缺陷型菌株在基本培养基上不能生长,若含有少量组氨酸的基本培养基上没有产生大量菌落,说明组氨酸营养缺陷型菌株可能没有发生回复突变,故食品样品中可能不含诱变剂A;组氨酸营养缺陷型菌株在不含有组氨酸的基本培养基上无法生长,组氨酸营养缺陷型菌株可以自发突变为原养型,但是突变的频率很低,因此不含有组氨酸的基本培养基上接种组氨酸营养缺陷型菌株出现少量菌落,可能是自发突变的结果,A正确;
B、食品样品加入新鲜鼠肝脏匀浆液保温一段时间的目的是使诱变剂A形成有害的诱变物质,因为诱变剂A只有进入机体并在肝脏的解毒过程中才能形成有害的诱变物质,B错误;
C、滤纸片周围出现了抑制圈,应是有害的诱变物质所致,抑制圈外产生大量菌落,说明组氨酸营养缺陷型菌株发生了回复突变,因此可推测食品样品中可能含有高浓度诱变剂A,C正确;
D、组氨酸营养缺陷型菌株突变为原养型是在诱变剂A形成的诱变物质的作用下等位基因发生回复突变的结果,而不是食品样品中诱变剂A的作用,D错误。
故选AC。
23. 新型冠状病毒可通过表面的棘突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合,侵入人体,引起肺炎。图1为病毒侵入后,人体内发生的部分免疫反应示意图。单克隆抗体可阻断病毒的粘附或入侵,故抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。图2为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。请据图分析,下列相关叙述正确的是()
A. 图1中人体内抗原被吞噬细胞表面的特异性受体识别后,将病毒的抗原暴露在细胞表面
B. B细胞识别入侵的病毒后,在淋巴因子作用下,经过细胞的增殖、分化形成浆细胞和记忆细胞
C. 采集鼻咽拭子主要用于检测病毒的核酸,采集血液样本主要用于检测抗新型冠状病毒抗原
D. 给图2小鼠注射S蛋白,提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合,经HAT培养基筛选获得杂交瘤细胞
【答案】ABD
【解析】
【分析】HAT选择性培养基是根据次黄嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸生物合成途径设计的,其作用是筛选出含有次黄嘌呤bai-鸟嘌呤核苷磷酸核糖基转移酶(HGPRT)或胸腺嘧啶核苷激酶(TK)的细胞。缺失这两种酶之一的细胞,在HAT培养基中,应该不能生存,只有发生融合或者其他情况下,才能使细胞重新获得用旁路途径进行DNA合成能力。
制备单克隆抗体的具体过程:
1、用目的抗原免疫小鼠,使小鼠产生浆细胞。
2、将准备好的同系骨髓瘤细胞与小鼠B淋巴细胞按一定比例混合,并加入促融合剂聚乙二醇。在聚乙二醇作用下,B淋巴细胞可与骨髓痛细胞发生融合,形成杂交瘤细胞。
3、在HAT选择性培养基中,未融合的骨髓瘤细胞因缺乏次黄嘌呤-鸟嘌呤-磷酸核糖转移酶,不能利用补救途径合成DNA而死亡,未融合的淋巴细胞虽具有次黄嘌呤-鸟嘌呤-磷酸核糖转移酶,但其本身不能在体外长期存活也逐渐死亡。只有融合的杂交瘤细胞由于从脾细胞获得了次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶,并具有骨髓瘤细胞能无限增殖的特性,因此能在HAT培养基中存活和增殖。
4、在HAT培养基中生长的杂交瘤细胞,只有少数是分泌预定特异性单克隆抗体的细胞,因此,必须进行筛选和克隆化。筛选出能产生所需单克隆抗体的阳性杂交瘤细胞,并进行克隆扩增。
5、单克隆抗体的大量制备重要采用动物体内诱生法和体外培养法。
A、图1中人体内抗原递呈细胞吞噬病毒,并将病毒的抗原暴露在细胞表面,然后将抗原呈递给T细胞,A正确;
B、B细胞的激活需要两个信号,一是抗原的刺激,二是淋巴因子的作用;激活的B细胞增殖分化成浆细胞和记忆细胞,B正确;
C、采集鼻咽拭子主要用于检测病毒的核酸,采集血液样本主要用于检测抗新型冠状病毒抗体,C错误;
D、制备抗新型冠状病毒抗体时,向小鼠体内注射S蛋白,然后提取产生的浆细胞与骨髓瘤细胞融合获得杂交瘤细胞,经过HAT培养基筛选获得目的杂交瘤细胞,再扩大培养获得单克隆抗体,D正确。
故选ABD。
【点睛】
24. 通过植物细胞工程对光果甘草进行培养以获得药物甘草西定,过程如图所示。下列相关叙述错误的有()
A. 过程③通常先在生长素与细胞分裂素比例高的培养基中培养
B. 过程④常用射线或化学物质处理即可获得大量所需的突变体植株丙
C. 所得三种植株中乙和丙的遗传信息与甲相同,植株丁和甲是同一物种
D. 过程⑥中甘草西定可通过植物细胞培养获得,应将愈伤组织细胞悬浮培养
【答案】ABC
【解析】
【分析】根据图分析,过程①为接种外植体,②为诱导脱分化形成愈伤组织,③为诱导再分化,④为诱变育种,⑤为植物体细胞杂交。
A、生长素/细胞分裂素的值高时,利于生根,该值低时利于生芽,过程③需先生芽,再生根,所以需要先在生长素与细胞分裂素比例低的培养基中培养,A错误;
B、过程④常用射线或化学物质处理后经筛选,并进一步培养才能获得大量所需的突变体植株丙,B错误;
C、所得三种植株中乙和丙的遗传信息不一定与甲相同,因为植株丙是诱变育种得到的,遗传信息可能会发生改变,C错误;
D、过程⑥中甘草西定可通过植物细胞培养获得,应将愈伤组织细胞悬浮培养,即植物组织培养,D正确。
故选ABC。
25. 传统食醋酿造过程中,发酵液表面产生的凝胶状膜主要为细菌纤维素。研究人员通过实验研究了细菌纤维素生产过程中各种指标的变化情况,获得的参数曲线如图。下列说法正确的有()
A. 食醋酿造过程中的主要菌种为醋酸菌,能将葡萄糖直接转化为醋酸
B. 菌体的密度检测用的是抽样检测的方法,可结合显微镜直接计数法使用
C. 结合图示,第6-9天发酵液残糖含量下降较快的主要原因是菌体大量繁殖
D. 影响细菌纤维素产量的因素只有菌体密度和残糖含量
【答案】AB
【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℃。
A、食醋酿造过程中的主要菌种为醋酸杆菌,当氧气、糖源都充足时,醋酸杆菌能将葡萄糖转化为醋酸,A正确;
B、显微镜直接计数是测定细菌数量的常用方法,菌体的密度检测用的是抽样检测的方法,可结合显微镜直接计数法使用,B正确;
C、结合图示,第6-9天菌体密度增加并不多,而细菌纤维素产量增加量较多,推测是第6-9天发酵液残糖含量下降较快的主要原因是细菌纤维素产生过程所需的能量由糖类提供,C错误;
D、从图中可知,影响细菌纤维素产量的因素是菌体密度、培养时间、残糖等,D错误。
故选AB。
三、非选择题
26. 有机磷农药使用不当有时会造成瓜果蔬菜等食品农药残留超标,危害人类健康。某生物兴趣小组同学提出:土壤中可能存在高效降解有机磷农药的微生物。请回答下列问题:
(1)在制备固体培养基时需加入的常用凝固剂是___________。若培养基需要调节pH,则应在灭菌之___________(填“前”或“后”)调节。为了获得能降解有机磷农药的微生物菌种,可在被有机磷农药污染的土壤中取样,并在培养基中添加适量的___________进行选择培养。
(2)该小组在接种前,随机取若干灭菌后的空白平板在适宜条件下先培养一段时间,这样做的目的是___________。
(3)如图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图解,图B接种方法是____________。利用图A的方法在5个平板上各接种稀释倍数为103的菌液样品(涂布体积为0.2mL),培养一段时间后,平板上的菌落数分别为96个、100个、108个、112个、430个,则每升原菌液样品中的细菌数为___________个,用这种方法测定菌体密度时,实际活菌数量要比测得的数量多,原因是___________。
(4)将获得的3种待选微生物菌种甲、乙、丙分别接种在1L含20mg有机磷农药的相同培养液中培养(培养液中其他营养物质充裕、条件适宜),观察从实验开始到微生物停止生长所用的时间,甲、乙、丙分别为32小时、45小时、16小时,则应选择微生物____________(填“甲”“乙”或“丙”)作为菌种进行后续培养。
【答案】(1) ①. 琼脂 ②. 前 ③. 有机磷农药
(2)检测培养基平板灭菌是否合格(或观察培养一段时间后的未接种的空白平板是否有菌落形成)
(3) ①. 平板划线法 ②. 5.2× 108 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
(4)丙
【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】
在制备固体培养基时需加入的常用凝固剂是琼脂;制备培养基过程中,为了避免杂菌污染,应该先调节pH后灭菌; 因为要获得能降解有机磷农药的微生物菌种,所以要在添加了适量的有机磷农药的培养基上进行选择培养;
【小问2】
检测培养基平板灭菌是否合格的方法:将未接种的空白培养基在适宜条件下培养一段时间后观察,无菌落形成说明该培养基灭菌合格,有菌落形成就不合格;
【小问3】
图A菌落分布较均匀,说明接种方法是稀释涂布平板法,图B菌落集中呈线状,说明接种方法是平板划线法;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,根据题意可知,每升原菌液样品中细菌数为(96+100+108+112)÷4÷0.2×1000×103=5.2 × 108个;当样品的稀释度足够高时,培养基表面一个活菌就生长为一个菌落,故用这种方法测定菌体密度时,由于存在少数两个或多个活菌细胞连在一起的现象,而平板上观察到的只是一个菌落,所以实际活菌数量要比测得的数量多;
【小问4】
微生物停止生长,说明有机磷农药被分解完,丙分解等量有机磷所用时间比甲、乙少,说明丙分解有机磷农药的能力比甲、乙强,因此应选择微生物丙作为菌种进行后续培养。
27. 随着生物科学技术的发展,动物的生殖方式变得越来越多样化。如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况,供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是健康的黄牛,请据图分析并回答下列问题。
(1)图中产生小牛的几个途径中,属于有性繁殖途径的为应用____(填数字)。
(2)应用1中,为了大量获取细胞B,需对供体2注射____,使用____技术获得重组细胞,最终获得的良种小牛性别为____。
(3)____标志着受精过程的完结。应用2过程中得到的胚胎应该移植到____的雌性动物体内。
(4)应用3可解决良种动物快速大量繁殖的问题:对囊胚阶段的胚胎通过胚胎分割技术获得二分胚①和②,操作时需要注意____,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。若要进行性别鉴定,取____细胞。
(5)应用4中细胞进行定向诱导,可分化形成各种组织和器官。在胚胎干细胞培养过程中所用的培养基为____,因此通常需要加入____等天然的成分;动物细胞培养时需通入____的混合气体,其中CO2的主要作用是____。
【答案】(1)2(2) ①. 促性腺激素 ②. 动物体细胞核移植 ③. 雌性
(3) ①. 雌原核和雄原核相互融合 ②. 同种的、生理状态相同的
(4) ①. 将内细胞团均等分割 ②. 滋养层
(5) ①. 合成培养基 ②. (动物)血清 ③. 95%空气+5%CO2 ④. 维持培养液的pH
【解析】
【分析】应用1中:供体I提供细胞核,供体2提供细胞质,经过核移植技术形成重组细胞,并发育形成早期胚,再将胚胎移植到受体子宫发育成小牛,称为克隆牛;
应用2中:优良公牛和供体1配种形成受精卵,并发育成早期胚胎,再将胚胎移植到受体子宫发育成小牛,属于有性生殖;
应用3中:采用了胚胎分割移植技术;
应用4中:从早期胚胎和原始性腺中获取胚胎干细胞,并进行体外干细胞培养。
【小问1】
应用1采用了核移植技术,形成克隆动物,属于无性生殖;应用2采用体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术,形成的是试管动物,属于有性生殖;应用4表示从早期胚胎或原始性腺中提取胚胎干细胞;应用3采用了胚胎分割技术,属于无性生殖,故图中产生小牛的几个途径中,属于有性繁殖途径的为应用2。
【小问2】
应用1中,细胞B的获取需对供体2注射促性腺激素,进行超数排卵;使用细胞核移植技术获得重组细胞。应用1中获得的小牛为克隆牛,其细胞核遗传物质来源于供体1,细胞质遗传物质来源于供体2,因此其性别与提供细胞核的供体1相同,为雌性。
【小问3】
第二极体进入次级卵母细胞标志着受精过程的开始,当雌原核和雄原核相互融合时标志着受精过程的完结,应用2过程中得到的胚胎应该移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内。
【小问4】
对囊胚阶段的胚胎可通过胚胎分割技术获得二分胚胎,对囊胚阶段的胚胎进行分割时需要将内细胞团进行均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育,若要进行性别鉴定,取滋养层细胞进行。
【小问5】
在胚胎干细胞培养过程中所用的培养基为合成培养基,因此通常需要加入血清等天然的成分;动物细胞培养所需气体主要为95%空气+5%CO2,其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。
28. 若下图表示细胞工程操作中的某些过程,请回答下列问题:
I.同源四倍体的紫花苜蓿是常用的豆科牧草,但易使家畜患鼓胀病;二倍体的百脉根富含物质X,X可与紫花苜蓿中特定蛋白结合,抑制鼓胀病的发生。如果上图为我国科学家利用紫花苜蓿和百脉根为材料,培育抗鼓胀病的苜蓿新品种进行的实验流程图,请回答以下问题:
(1)本研究主要利用____技术,C细胞再生出细胞壁后需要通过____技术才能发育成杂种植株。
(2)若A、B分别是紫花苜蓿和百脉根的原生质体,则①过程需使用的酶是____。其中过程②称为____,与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器为____,过程⑤涉及的细胞分裂方式为____。
Ⅱ.若该图表示抗丙肝病毒的单克隆抗体制备过程中的部分步骤,请回答以下问题:
(3)若B细胞是小鼠骨髓瘤细胞,则A细胞表示____细胞,本实验中,小鼠注射的特定抗原应取自____。②过程的常用方法与诱导植物原生质体融合相比,特有的诱导方法为____诱导法。
(4)③过程为第一次筛选,只有____细胞才能生长,然后经过④过程中克隆化培养和抗体检测才能筛选得到符合要求的E 细胞,E细胞的特点是____。
【答案】(1) ①. 植物体细胞杂交 ②. 植物组织培养
(2) ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 原生质体融合 ③. 高尔基体 ④. 有丝分裂
(3) ①. B(淋巴) ②. 丙肝病毒 ③. 灭活病毒
(4) ①. (融合的)杂交瘤 ②. 既能迅速大量增殖,又能产生所需(抗丙肝病毒)抗体
【解析】
【分析】题图分析:①用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,②诱导原生质体融合,③再生出细胞壁,④脱分化,⑤再分化,AB为紫花苜蓿原生质体和百脉根原生质体,C为融合原生质体;D为杂种细胞;E为愈伤组织;F为杂种植株。
【小问1】
由图可知,本研究主要利用植物体细胞杂交技术。C细胞再生出细胞壁后需要通过植物组织培养技术才能发育成杂种植株;
【小问2】
①是制备原生质体的过程,由于植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,故过程①需要用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞;过程②诱导原生质体融合;过程③为再生出细胞壁,与此过程密切相关的具有单层膜结构的细胞器为高尔基体,因为高尔基体与细胞壁的形成有关;过程⑤为再分化,此过程中细胞分裂方式为有丝分裂;
【小问3】
若该图表示抗丙肝病毒的单克隆抗体制备过程中的部分步骤,若B细胞是小鼠骨髓瘤细胞,则A细胞表示B淋巴细胞,小鼠注射的特定抗原应取自丙肝病毒;②过程的常用方法与诱导植物原生质体融合相比,特有的诱导方法为灭活病毒诱导法;
【小问4】
单克隆抗体的制备至少需要两次筛选,③过程为第一次筛选,只有(融合的)杂交瘤细胞D才能生长,D细胞的特点是既能迅速大量增殖,又能产生抗体;④过程为第二次筛选(多次筛选),需要对D细胞进行克隆化培养和抗体检测,才能筛选得到符合要求的E细胞,E细胞的特点是既能迅速大量增殖,又能产生所需(抗丙肝病毒)抗体。
29. β-葡萄糖苷酶(BglB)是工业生产中降解纤维素的关键酶,研究人员利用基因工程技术,将编码BglB的基因转移到了大肠杆菌的细胞中并使之表达。下图1~3分别表示Bgl Ⅱ、BamHI两种限制酶的识别序列和酶切位点,及其在质粒和含凝乳酶基因的外源DNA片段上的切割位点。其中,质粒含有leu2基因可用于合成亮氨酸,目的基因含有卡那霉素抗性基因KanR。bp为碱基对。回答下列问题:
(1)在基因工程中,质粒和目的基因构建重组质粒时必需的工具酶有______。
(2)根据图1分别写出Bgl Ⅱ与BamHⅠ酶切后形成的黏性末端为______、______。
(3)Bgl Ⅱ酶切后的质粒与BamHⅠ酶切后的目的基因能够连接的原因是______。
(4)将连接后的产物转入某种大肠杆菌,该细菌对卡那霉素敏感,且不能在缺乏亮氨酸的培养基中培养。若使用Bgl Ⅱ处理重组质粒(目的基因和质粒连接后形成的),可以得到长度为______的_____(填“线性”或“环状”)的DNA。若要筛选含有重组质粒的大肠杆菌,应选择______的培养基进行培养。
(5)大肠杆菌不能降解纤维素,但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力,这是因为______。
【答案】(1)限制性内切核酸酶(限制酶)和DNA连接酶
(2) ①. ②.
(3)酶切后产生相同的黏性末端(并遵循碱基互补配对原则)
(4) ①. 3300bp ②. 环状 ③. 含卡那霉素但不含亮氨酸
(5)转基因的大肠杆菌能分泌出有活性的BglB(β-葡萄糖苷酶)
【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:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--PCR技术;②检测目的基因是否转录出了PCR技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。
个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【小问1】
在基因工程中,质粒和目的基因构建重组质粒时必需先用限制性核酸内切酶(限制酶)切割,将切割后的质粒和目的基因连接起来需要DNA连接酶;
【小问2】
分析图1可知,BgI Ⅱ切割AGATCT序列中A与G之间的磷酸二酯键,酶切后形成的末端序列为 ; BamHⅠ切割GGATCC序列G与G之间的磷酸二酯键,酶切后形成的末端序列为;
【小问3】
由于BgI Ⅱ酶切后的质粒与BamHⅠ酶切后产生相同的黏性末端并遵循碱基互补配对原则,因此BgI Ⅱ酶切后的质粒与BamHⅠ酶切后的目的基因能够连接;
【小问4】
将连接后的产物转入某种大肠杆菌,该细菌对卡那霉素敏感,且不能在缺乏亮氨酸的培养基中培养。质粒长度为2800bp,目的基因长度为500bp,重组后重组质粒上只有一个BgI Ⅱ的酶切位点,故使用BgI Ⅱ处理重组质粒,可以得到长度为2800+500=3300bp的环状DNA;将连接后的产物转入某种大肠杆菌,根据该细菌对卡那霉素敏感,且不能在缺乏亮氨酸的培养基中培养,若要筛选含有重组质粒的大肠杆菌,应选择含卡那霉素但不含亮氨酸的培养基进行培养;
【小问5】
大肠杆菌不能降解纤维素,但由于转基因的大肠杆菌能分泌出有活性的BglB酶,故转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力。

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