2022-2023学年吉林省通化市梅河口市五中高二5月月考生物试题含解析
展开吉林省通化市梅河口市五中2022-2023学年高二5月月考生物试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.天津独流老醋历史悠久,独具风味,其生产工艺流程如图。下列叙述错误的是( )
A.酒精发酵阶段需要多次补充氧气利于酵母菌的繁殖
B.老醋生产工艺流程主要涉及酵母菌、醋酸菌两种微生物
C.糖化阶段添加酶制剂可促进淀粉水解产生葡萄糖
D.醋酸发酵阶段需要通气的主要原因是醋酸菌为好氧菌
【答案】A
【分析】1、果酒制作菌种是酵母菌,代谢类型是异养兼性厌氧型真菌,属于真核细胞,条件是18~25℃、前期需氧,后期不需氧;
2、果醋制作菌种是醋酸菌,属于原核细胞,适宜温度为30~35℃,需要持续通入氧气。
【详解】A、酒精发酵需要无氧环境,因此不能补充氧气,A错误;
B、老醋生产工艺流程主要涉及的微生物是酵母菌、醋酸杆菌,前者发酵产生酒精,后者发酵产生果醋,B正确;
C、糖化阶段添加酶制剂可促进淀粉水解产生葡萄糖,为酵母菌的酒精发酵做准备,C正确;
D、醋酸发酵阶段需要通气的原因是醋酸菌对氧气的含量特别敏感,因此需要不断通入氧气,D正确。
故选A。
2.如图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程,下列叙述正确的是
A.过程①和②都发生在细胞质基质,过程③和④都发生在线粒体中
B.果酒发酵是否产生乙醇,可用重铬酸钾来检验
C.过程③和④不都需要氧气的参与
D.过程①~④所需的最适温度基本相同
【答案】B
【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,反应式如下:C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量;(2)在无氧条件下,反应式如下:C6H12O62CO2+2C2H5OH+能量。
2、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。
3、分析题图:过程①是细胞呼吸的第一阶段,过程②是无氧呼吸的第二阶段,过程③是有氧呼吸的第二、三阶段,过程④是果醋制作。
【详解】过程①是细胞呼吸的第一阶段,过程②是无氧呼吸的第二阶段,细胞呼吸的第一阶段以及无氧呼吸均发生在细胞质基质中,过程③是有氧呼吸的第二、三阶段,发生在线粒体中,而过程④为果醋制作过程,醋酸菌为需氧型细菌,属于原核生物,没有线粒体,A错误;酸性的重铬酸钾可与酒精反应产生灰绿色,故果酒发酵是否产生乙醇,可用重铬酸钾来检验,B正确;过程③表示有氧呼吸的第二和第三阶段,其中第三阶段需要氧气的参与,过程④表示果醋发酵,由于醋酸菌是嗜氧菌,因此该过程也需要氧气的参与,C错误;过程①②③是酵母菌的呼吸作用,所需的最适温度基本相同(18~25℃),过程④是醋酸菌的酿醋过程,所需的最适温度在30~35℃,故过程①~④所需的最适温度不相同,D错误。
故选B。
【点睛】本题结合图解,考查果酒和果醋的制作,要求考生识记参与果酒和果醋制作的微生物及其代谢类型,掌握果酒和果醋制作的原理及条件,能准确判断图中各过程的含义、发生在场所及条件等知识,再结合所学的知识准确判断各选项。
3.下列有关多次连续平行划线操作的叙述,正确的是( )
A.使用灭菌的接种环、培养皿,操作过程中不再灭菌
B.打开含菌种的试管后需要将试管口通过火焰,蘸取菌种后需要马上直接塞上棉塞
C.培养皿盖打开后将蘸有菌液的接种环迅速伸入平板内,划三至五条平行线即可
D.接种环首次冷却后再伸入菌液中蘸取一环菌液
【答案】D
【分析】平板划线法:通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面。其操作步骤是:
①将接种环在酒精灯火焰上灼烧直至烧红。
②在酒精灯火焰旁冷却接种环,并打开大肠杆菌的菌种试管的棉塞。
③将菌种试管口通过火焰达到消灭试管口杂菌的目的。
④将冷却的接种环伸入到菌液中取出一环菌种。
⑤将菌种试管口再次通过火焰后塞上棉塞。
⑥将皿盖打开一条缝隙,把接种环伸入平板内划3~5条平行线,盖上皿盖,不要划破培养基。
⑦灼烧接种环,冷却后从第一区划线末端开始向第二区域内划线。重复上述过程,完成三、四、五区域内划线。注意不要将第五区的划线与第一区划线相连。
⑧将平板倒置放在培养箱中培养。
【详解】A、使用已灭菌的接种环、培养皿,操作过程中还需灭菌,因为接种环会沾有细菌,A错误;
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、将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内,划三至五条平行线,此后还需盖上培养皿盖,防止空气中杂菌混入,C错误;
D、待接种环冷却后再伸入菌液中沾取一环菌液,这样可避免高温杀死菌种,D正确。
故选D。
4.如图分别表示泡菜制作中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化。下列叙述正确的( )
A.据图1可知,泡菜制作过程中乳酸菌数量增长曲线为“S”形
B.图2中发酵初期乳酸产生量较少,可能与氧含量较高有关
C.据图3可知,发酵中期是取食泡菜的最佳时间
D.泡菜发酵过程中检测亚硝酸盐含量的目的是了解乳酸菌的生长状况
【答案】B
【分析】泡菜在腌制过程中,乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化:
①发酵初期:以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌的活动为主,同时还有一部分硝酸盐还原菌活动。该时期利用了氧气,产生了厌氧环境,乳酸菌才开始活动。此时乳酸菌和乳酸的量都比较少,而由于硝酸盐还原菌的活动,亚硝酸盐含量有所增加。
②发酵中期:由于乳酸菌产生了大量乳酸,其他细菌活动受到抑制,只有乳酸菌活动增强。此时期乳酸菌数量达到最高峰,乳酸的量继续积累。由于硝酸盐还原菌受抑制,同时形成的亚硝酸盐又被分解,因而亚硝酸盐含量下降。所以在整个发酵过程中,亚硝酸盐的含量表现为先增加后下降的趋势。
③发酵后期:由于乳酸的积累,酸度继续增长,乳酸菌活动也受到抑制。乳酸菌数量下降,而硝酸盐还原菌完全被抑制。
【详解】A、据图1可知泡菜制作中乳酸菌数量先上升后下降,不是“S”型增长,A错误;
B、图2中发酵初期乳酸产生量较少,与氧气含量有关,初期氧气浓度较高,抑制乳酸菌发酵产生乳酸,B正确;
C、据图3可知,发酵后期亚硝酸盐含量较少,是食用泡菜的最佳时间,C错误;
D、泡菜发酵过程中检测亚硝酸盐含量的目的是了把握取食泡菜的最佳时机,D错误。
故选B。
【点睛】
5.如图是倒平板的操作,下列相关叙述错误的是
A.正确的操作顺序应该是丙→乙→甲→丁
B.甲在酒精灯火焰附近进行可以避免杂菌污染
C.丁操作必须要等待平板冷却凝固后才能进行
D.培养基应冷却到50℃倒平板是由于该温度下不易受杂菌污染
【答案】D
【分析】图中所示操作分别为:甲→分装,乙→灼烧锥形瓶瓶口,丙→晃匀培养液,丁→倒置存放。平板冷凝后培养皿盖上会凝结水珠,凝固后的培养基表面湿度较高,倒置平板既便于培养及表面水分蒸发,又能防止培养皿盖上的水珠落入培养基造成污染。
【详解】倒平板的操作中,需要在无菌环境下操作,首先轻轻振荡灭菌后的锥形瓶,待冷却至50℃左右之后,然后再酒精灯附近灼烧锥形瓶瓶口灭菌,再在酒精灯附近进行倒平板操作,最后待培养基凝固后倒置存放,故正确的操作顺序为丙→乙→甲→丁,A选项正确;培养基分装时,需要使锥形瓶的瓶口通过火焰,防止瓶口的微生物污染培养基,B选项正确;倒置培养基需要待培养基凝固后再进行,C选项正确;培养皿应冷却到50℃倒平板是此温度下不烫手,便于后续的分装操作,D选项错误。故错误的选项选择D。
6.幽门螺杆菌(含有脲酶)感染是急慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液后,进行分离培养。实验基本步骤如图所示,图中 X 表示( )
配制培养基 → 灭菌、倒平板 → X → 培养 → 观察
A.调节 pH B.接种 C.加入酚红指示剂 D.将培养基倒置
【答案】B
【解析】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、微生物的营养物质有5类,分别是水、无机盐、碳源、氮源及生长因子。
3、由于细菌在分解尿素的过程中会合成脲酶,脲酶能将尿素分解成氨,使培养基碱性增强,pH升高,所以可以用检测pH的变化的方法来判断尿素是否被分解,即在培养基中加入酚红指示剂,尿素被分解后产生氨,pH升高,指示剂变红。
【详解】微生物的营养物质有5类,分别是水、无机盐、碳源、氮源及生长因子,培养基配制好后,经过高压蒸汽灭菌,倒平板后,然后在无菌条件下,进行接种,经过培养、观察,故X是接种,B正确,ACD错误。
故选B。
【点睛】
7.某生物兴趣小组做了如下实验,先在培养皿底部倒入以尿素为唯一氮源的基本培养基,待凝固。利用稀释涂布平板法接种菌液,培养一段时间后,基本培养基上生长出菌落。再向培养皿内轻轻倒上一薄层完全培养基,再次培养后实验结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐
B.再经培养后,会长出形态较小的新菌落,它们都是能分解尿素的菌株
C.若用基本培养基分离纤维素的分解菌,则配方中应该以纤维素作为唯一碳源
D.若用含特定生长因子的完全培养基作第二层,也可直接分离到相应的营养缺陷型菌株
【答案】B
【分析】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,称做选择培养基。虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐。另外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。
【详解】A、由于微生物对营养的需求有不同,因此虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐,A正确;
B、初次利用底层基本培养基培养的菌落时能分解尿素的菌株,再经培养后长出形态较小的新菌落,它们都是在完全培养基上生长的,未必都是能分解尿素的菌株,B错误;
C、若用基本培养基分离纤维素的分解菌,则配方中应该以纤维素作为唯一碳源,这样可以达到促进纤维素分解菌生长,而抑制其他微生物生长的目的,C正确;
D、底层不添加特定生长因子,营养缺陷型菌株不会生长,若用含特定生长因子的完全培养基作为第二层,这些菌株就会在其上生长,选出底层不生长,第二层生长的菌株就可直接分离得到相应的营养缺陷型菌株,D正确。
故选B。
8.啤酒的工业化生产中,大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后,最终过滤、调节、分装。下列说法不正确的是( )
A.用赤霉素处理大麦,可使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶
B.焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌
C.糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵
D.通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成,缩短啤酒的发酵周期
【答案】B
【分析】啤酒发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成。主发酵结束后,发酵液还不适合饮用,要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵,这样才能形成澄清、成熟的啤酒。
【详解】A、用赤霉素处理大麦,可诱导α-淀粉酶相关基因的表达,促进α-淀粉酶的合成,进而使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶,A正确;
B、焙烤可以杀死大麦种子的胚,但不使淀粉酶失活,没有进行灭菌,B错误;
C、糖浆经蒸煮(产生风味组分、终止酶的进一步作用,并对糖浆灭菌)、冷却后再接种酵母菌进行发酵,防止高温杀死菌种,C正确;
D、转基因技术已被用来减少啤酒酵母双乙酰的生成,缩短啤酒的发酵周期,属于转基因技术在微生物领域的应用,D正确。
故选B。
9.如图是抗HCG(人绒毛膜促性腺激素)单克隆抗体制备流程图,下列叙述错误的是( )
A.①过程中常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒和电激等
B.②过程中筛选出的杂交瘤细胞不一定能产生抗HCG抗体
C.③过程中利用了DNA分子杂交的原理
D.④过程培养液中所需气体主要有O2和CO2,其中CO2的主要作用是维持培养液的pH
【答案】C
【分析】单克隆抗体制备的基本步骤:对小鼠进行免疫→提取B淋巴细胞→将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合→通过筛选、克隆化培养和扩大化培养→最终注入小鼠体内→从腹腔腹水中提取单克隆抗体。
【详解】A、动物细胞的融合原理是细胞膜具有一定的流动性,诱导细胞融合的方法有三种:生物方法-病毒、化学方法-聚乙二醇(PEG)、物理方法-离心、震动、电刺激,据图可知,①过程表示B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒和电激等,A正确;
B、②过程中筛选出的杂交瘤细胞不一定都能产生抗HCG抗体,还需要进行抗体专一性检测,B正确;
C、③过程表示筛选出能够产生特异性抗体的细胞群,利用的时抗原-抗体杂交原理,C错误;
D、④过程表示体外大规模培养,培养液中所需气体主要有O2和CO2,其中CO2的主要作用是维持培养液的pH,O2是细胞代谢必需的,D正确。
故选C。
10.为了改善食品品质和色、香、味及防腐与加工工艺的需要,人们在食品中加入一些化学合成或天然物质,这类物质被称为食品添加剂,下列有关叙述错误的是( )
A.许多食品添加剂可以通过发酵工程生产,如柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得
B.食品工业中,常用的着色剂有胡萝卜素,红曲黄色素等
C.食品工业中,用来延长食品保质期的乳酸链球菌素、溶菌酶可通过发酵工程生产
D.食品添加剂不能增加食品的营养
【答案】D
【分析】分析题干中可知,食品添加剂能改善食品的色香味,有化学合成和天然两大类,可以通过加工(比如基因工程)的方式获得。
【详解】A、D、食品添加剂不仅可以增加食品的营养,改善食品的口味、色泽和品质,有时还可以延长食品的保存期。许多食品添加剂都能通过发酵工程生产,如柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得,A项正确,D项错误。
B、β-胡萝卜素、红曲黄色素等在食品工业中常用来增加食品的色泽,B项正确。
C、食品工业中,用来延长食品保质期的乳酸链球菌素、溶菌酶可通过发酵工程生产,C项正确。
故选D。
11.下列关于菊花组织培养的叙述,正确的是( )
A.用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒
B.培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换
C.组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富
D.不带叶片的菊花幼茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株
【答案】D
【分析】植物组织培养技术:1、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).2、原理:植物细胞的全能性.3、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、 自然生长茎段的消毒属于外植体消毒,先用70%酒精,再用无菌水清洗,再用5%次氯酸钠消毒处理,最后再用无菌水清洗,A错误;
B、培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染,并不影响气体交换,B错误;
C、组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石比较松软,持水性也较好,有利于幼苗的生根和叶片的生长,C错误;
D、不带叶片的菊花茎的切段可通过植物组织培养分化出芽和根这种器官发生的途径形成完整的菊花植株,D正确。
故选D。
12.萝卜和甘蓝是亲缘关系较近的两种植物,萝卜体细胞的染色体组成可表示为,甘蓝体细胞的染色体组成可表示为。科研人员利用萝卜和甘蓝培育作物新品种,将萝卜与甘蓝杂交,收获种子并培育成植株。下列相关叙述正确的是( )
A.可通过自交产生同时具有萝卜和甘蓝优良性状的后代
B.用一定浓度的秋水仙素处理的叶肉细胞可使染色体数目加倍
C.体细胞的染色体组成可表示为
D.萝卜与甘蓝可杂交产生,说明二者不存在生殖隔离
【答案】C
【分析】据题分析,萝卜和甘蓝都是二倍体生物,将萝卜(AA)与甘蓝(BB)杂交,收获种子并培育成(AB)植株(异源二倍体),该个体不含同源染色体,不可育。秋水仙素处理萌发的种子和幼苗可以使其染色体数目加倍,作用的原理是在分裂前期抑制纺锤体的形成。
【详解】A、(AB)无同源染色体,不能产生正常的配子,不能进行自交产生后代,A错误;
B、叶肉细胞高度分化,不分裂,用一定浓度的秋水仙素处理的叶肉细胞不会使染色体数目加倍,B错误;
C、是萝卜和甘蓝杂交形成的,萝卜的产生的配子(A)9条染色体,甘蓝的产生的配子(B)9条染色体,F1体细胞的染色体组成可表示为,,C正确;
D、萝卜与甘蓝可杂交产生,但因无同源染色体不能产生配子,说明二者仍存在生殖隔离,D错误。
故选C。
13.病毒感染蔬菜、花卉、果树后,会借助胞间连丝等结构扩散,导致其产量和品质退化。但是被感染的植株茎尖分生组织的细胞中通常不含病毒,可以利用这些部位的细胞进行组织培养,快速生产出脱毒苗。下列叙述中错误的是( )
A.植株茎尖分生组织的细胞中不含病毒的原因可能是该组织细胞间胞间连丝不发达
B.细胞壁具有全透性,在抵御病原体侵害方面不起作用
C.胞间连丝是细胞间物质运输和信息交流的通道
D.分生组织细胞经组织培养生产出脱毒苗过程的原理是细胞的全能性
【答案】B
【分析】细胞的全能性指已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。
【详解】A、由于病毒可以通过胞间连丝扩散,茎尖分生组织细胞胞间连丝不发达,故不含病毒,A正确;
B、茎尖分生区细胞几乎不含病毒,由此推测细胞壁可以抵御病原体侵害,B错误;
C、植物细胞可以通过胞间连丝进行物质运输和信息交流道,C正确;
D、由单个分生组织细胞,经过组织培养培育出脱毒苗即完整个体,体现了细胞的全能性,D正确。
故选B。
14.紫草素具有抗菌、消炎效果。在工业化生产中,取紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织,再转入紫草素形成培养基,然后再将细胞破碎后提取出紫草素。下列相关叙述中,不正确的是
A.工业化生产过程包括细胞的脱分化和再分化
B.在紫草素生产过程中,不必将愈伤组织培养出根、芽等器官
C.紫草的愈伤组织细胞在低渗溶液中不会涨破
D.紫草素在细胞内合成后被分泌到细胞外
【答案】D
【详解】【分析】依题意可知:本题考查的是植物组织培养技术的应用的一个方面,即细胞产物的工厂化生产。理清相关的基础知识,据此分析各选项。
【详解】由题意“取紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织,再转入紫草素形成培养基,然后再将细胞破碎后提取出紫草素”可知,工业化生产过程包括细胞的脱分化和再分化,在紫草素生产过程中,不必将愈伤组织培养出根、芽等器官,紫草素在细胞内合成后不能分泌到细胞外,A、B正确,D错误;紫草的愈伤组织细胞有细胞壁,在低渗溶液中不会涨破,C正确。
【点睛】解答此题的切入点是从题意中提取关键信息:取紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织,再转入紫草素形成培养基,然后再将细胞破碎后提取出紫草素,据此围绕植物组织培养的过程,进行知识迁移。
15.下列关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述,错误的是( )
A.动物细胞培养和植物组织培养所用的培养基不同
B.动物细胞培养和植物组织培养的理论基础不同
C.烟草叶片细胞离体培养能产生新个体,小鼠的ES细胞离体培养可分化成心肌细胞、神经元等细胞
D.动物细胞培养可用于快速繁殖,植物组织培养可用于检测有毒物质
【答案】D
【分析】1、植物组织培养技术的关键:(1)条件:离体,一定营养物质,激素等。(2)培养基状态:固体培养基,主要成分:无机营养成分、有机营养成分、激素、琼脂。(3)细胞学基础:细胞全能性。(4)光照的应用:脱分化阶段不需要光照,再分化阶段需要给予光照,以利于叶绿素的形成。
2、动物细胞培养的条件:(1)无菌、无毒的环境。(2)营养:合成培养基,通常再加入血浆、血清等天然成分。(3)温度和pH。(4)气体环境:氧气和二氧化碳。
【详解】A、动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同,动物细胞培养采用的是液体培养基,一般含有血清,糖类主要是葡萄糖等、植物组织培养采用的是固体培养基,一般含有植物激素,糖类主要是蔗糖等,A正确;
B、动物细胞培养理论基础是细胞增殖,但植物组织培养的理论基础是细胞全能性,B正确;
C、给予适宜的条件,烟草叶片细胞离体培养能产生新个体;动物细胞离体培养可增殖分化,小鼠的ES细胞离体培养可分化成心肌细胞、神经元等细胞,C正确;
D、动物细胞可以用于检测有毒物质、判断某种物质的毒性;由于植物分生区(如茎尖)细胞分裂旺盛,可用于快速繁殖,且病毒极少甚至无病毒,因此切取一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植株就有可能不带病毒,从而获得脱毒苗,D错误。
故选D。
16.下列有关植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较,叙述正确的是( )
A.两者应用的原理都完全相同
B.两者都可用电融合法或聚乙二醇(РEG)融合法诱导细胞融合
C.两者融合完成的标志都是形成融合细胞核
D.两者的目的都是用于大量生产分泌蛋白
【答案】B
【分析】植物体细胞杂交技术:就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,诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等,化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂等。
【详解】A、植物体细胞杂交应用的原理是细胞膜的流动性和高度分化的细胞具有全能性,动物细胞融合应用的原理是细胞膜的流动性,A错误;
B、植物体细胞杂交过程中的原生质体融合与动物细胞融合,都可用聚乙二醇(PEG)诱导,B正确;
C、植物体细胞杂交中细胞融合成功的标志是长出细胞壁,动物细胞融合成功的标志是形成杂交细胞,C错误;
D、植物体细胞杂交的最终目的是获得新的植物体,动物细胞融合最重要的用途是获得单克隆抗体(属于分泌蛋白),D错误。
故选B。
17.2017年底,“中中”和“华华”两只克隆猕猴在我国出生,是国际上首例利用体细胞克隆技术获得的非人灵长类动物。培育过程如图所示,相关叙述错误的是( )
A.“中中”和“华华”形成过程中利用的核心技术是核移植
B.“中中”和“华华”两只猕猴是由受精卵发育而成的
C.“中中”和“华华”的诞生有利于促进对人类疾病的研究
D.“中中”和“华华”细胞中的染色体数目与a猴相同
【答案】B
【分析】“克隆”的含义是无性繁殖,即由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系,该细胞系中每个细胞的基因彼此相同。 克隆猴是用体细胞作为供体细胞进行细胞核移植的,它利用了胚胎细胞进行核移植的传统方式,没有经过雌雄交配,不需要精子和卵子的结合,只需从动物身上提取一个单细胞,用人工的方法将其培养成胚胎,再将胚胎移植到雌性动物子宫内,就可孕育出新的个体,“中中”和“华华”的获得利用了克隆技术。
【详解】A、通过图示可知,“中中”和“华华”是由a猴体细胞的细胞核注入到b猴去核的卵细胞中最终形成的,形成过程中利用的核心技术是核移植,A正确;
B、 “中中”和“华华”是通过克隆技术获得,克隆是无性繁殖,不通过精卵结合,故不由受精卵发育而来,B错误;
C、猕猴与人亲缘关系较近,“中中”和“华华”的诞生有利于促进对人类疾病的研究,C正确;
D、“中中”和“华华”是由a猴体细胞核克隆而来,故“中中”和“华华”细胞中的染色体数目与a猴相同,D正确。
故选B。
18.下列关于哺乳动物早期胚胎发育过程的叙述,错误的是( )
A.卵裂期细胞数目增多,胚胎的总体积增加
B.卵裂期是在透明带内进行的,细胞分裂方式为有丝分裂
C.桑椹胚以前的细胞均未分化,都是全能干细胞
D.囊胚期细胞开始分化,其中的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织
【答案】A
【分析】胚胎发育过程:
(1)卵裂期:细胞进行有丝分裂,数量增加,胚胎总体积不增加;
(2)桑椹胚:32个细胞左右的胚胎[之前所有细胞都能发育成完整胚胎的潜能属全能细胞];
(3)囊胚:细胞开始分化,其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织;而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘;胚胎内部逐渐出现囊胚腔[注:囊胚的扩大会导致透明带的破裂,胚胎伸展出来,这一过程叫孵化];
(4)原肠胚:内细胞团表层形成外胚层,下方细胞形成内胚层,由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。[细胞分化在胚胎期达到最大限度]
【详解】A、卵裂期细胞数目增多,胚胎的总体积不变甚至略微减小,A错误;
B、卵裂期是在透明带内进行的,细胞分裂方式为有丝分裂,B正确;
C、桑椹胚以前的细胞均未分化,都是全能干细胞,C正确;
D、囊胚期细胞开始分化,其中的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,D正确。
故选A。
19.牛胚胎移植试验的主要流程如下,下列相关叙述正确的是
①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④________→⑤胚胎移植→⑥子代小牛
A.①过程需要注射有关激素,目的是获得更多的卵母细胞并完成减数分裂
B.③过程是以哺乳动物早期胚胎与子宫建立了组织上的联系为前提
C.④过程是“对胚胎进行质量检查”,可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚
D.⑤过程成功率的高低主要取决于供、受体生理状况是否一致
【答案】D
【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。
【详解】①过程需要注射促性腺激素,目的是获得更多的卵母细胞,但所获得的卵母细胞还未完成减数分裂,A错误;③过程是以哺乳动物早期胚胎处于游离状态为前提,B错误;④过程是“对胚胎进行质量检查”,可移植的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚,C错误;⑤过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况的一致性,D正确。
20.下列关于胚胎移植和胚胎分割的叙述,正确的是( )
A.胚胎移植时选用的胚胎都是由受精卵发育而来
B.受精卵发育到原肠胚阶段开始发生细胞分化
C.胚胎分割时可同时取滋养层细胞进行性别鉴定
D.胚胎移植前需对供体和受体进行配型以免发生免疫排斥
【答案】C
【分析】胚胎分割后,可取滋养层细胞做DNA分析进行性别鉴定;胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。
【详解】A、用于移植的早期胚胎不一定是由受精卵发育而来,也可以是细胞核移植后得到的,A错误;
B、受精卵发育到囊胚阶段开始发生细胞分化,出现了内细胞团和滋养层细胞,B错误;
C、滋养层细胞将来发育成胎膜胎盘,取样滋养层细胞对胎儿将来的发育几乎没有影响,因此胚胎分割时可同时取滋养层细胞进行性别鉴定,C正确;
D、受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。因此,在进行胚胎移植时没有必要对供体和受体进行配型,D错误。
故选C。
二、多选题
21.下列有关土壤中分解尿素的细菌的分离和计数的实验操作,正确的是( )
A.取土壤用的小铁铲和盛土样的信封在使用前都需要灭菌
B.测定土壤中细菌的数量一般选用102、103、104倍的稀释液进行平板培养
C.鉴定分解尿素细菌,利用了尿素分解菌能分解尿素成氨,从而使pH升高的原理
D.用牛肉膏蛋白胨培养基作对照,来验证选择培养基是否有选择性
【答案】ACD
【分析】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,缺乏氮源因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、为了防止杂菌污染,取土壤用的小铁铲和盛土样的信封在使用前都要灭菌,A正确;
B、土壤中细菌比真菌多,在测定土壤中细菌的数量时,一般选用104、105和106倍的稀释液进行平板培养,B错误;
C、鉴定分解尿素的细菌的原理是该细菌能产生脲酶,脲酶能将尿素分解成氨,从而使pH升高,使酚红变红色,C正确;
D、用牛肉膏蛋白胨培养基作对照,与选择培养基同时接种相同的土壤浸出液,放在相同的条件下培养,根据菌落数目的多少可验证选择培养基是否有选择性,D正确。
故选ACD。
三、单选题
22.下图所示为几项生物工程技术综合实验研究的流程图。下列相关叙述,不正确的是( )
A.整个流程运用的生物技术有动物细胞培养以及细胞融合等
B.过程①是诱导干细胞中基因选择性表达的结果
C.过程②得到的Z细胞还需要进行克隆化培养和抗体检测及多次筛选
D.②过程中需用纤维素酶处理
【答案】D
【分析】分析题图:该图为动物体细胞核移植过程,其中①过程类似于植物组织培养过程中的脱分化,②表示分化过程,③表示动物细胞融合,④表示动物细胞培养。动物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。在体外将采集到的卵母细胞培养到减数第二次分裂中期才成熟,可以通过显微操作技术去除卵母细胞的细胞核和第一极体,核移植时,对提供细胞核和细胞质的奶牛不需要进行同期发情处理,使用电脉冲等方法可以激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育。
【详解】A、①③涉及动物细胞培养,②涉及细胞融合,A正确;
B、过程①为诱导干细胞增殖分化为各类细胞,细胞分化的实质是基因的选择性表达,B正确;
C、X细胞相当于能无限增殖的骨髓瘤细胞,Y细胞是能产生抗H1N1病毒抗体的B淋巴细胞,则二者融合后的Z细胞相当于杂交瘤细胞,需要对其进行克隆化培养及多次筛选,C正确;
D、②过程中利用PEG融合法、电融合法或灭活的病毒诱导法来诱导细胞融合,D错误。
故选D。
四、多选题
23.一次性口罩的主要成分为聚丙烯纤维(PP),某科研团队准备从土壤中筛选出高效降解一次性口罩的细菌。图甲表示PP分解菌分离与计数的过程,6号试管涂布的三个。平板的菌落数为550、601、688;7号试管涂布的三个平板的菌落数为58、73、97;8号试管涂布的三个平板的菌落数为8、15、28。图乙表示在培养基中加入能与PP结合而显色的染色剂,使目的菌菌落周围出现透明圈的情况。下列说法正确的是( )
A.图甲、图乙所用接种方法分别为稀释涂布平板法和平板划线法,都需在酒精灯火焰旁进行
B.图甲、图乙所用培养基分别为选择培养基和鉴别培养基,都以PP作为唯一碳源
C.1g土壤样品中含有PP分解菌的估算数目是7.6×1010个,此数值一般偏小
D.可选择图乙培养基中d/D比值小的PP分解菌作为目的菌种推广使用
【答案】BCD
【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,均匀涂布在培养基表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、由图可知,图甲、图乙所用的接种方法都是稀释涂布平板法,需要在酒精灯火焰旁进行操作,A错误;
B、由题意可知,图甲所用培养基以PP为唯一碳源,属于选择培养基;图乙所用培养基中加入能与PP结合而显色的染色剂,属于鉴别培养基,都以PP作为唯一碳源,B正确;
C、为了计数结果准确,一般选择菌落数在30-300之间的进行计数,因此1g土壤样品中含有PP分解菌的估算数目是(58+73+97)÷3÷0.1÷10×109=7.6×1010个,由于两个或多个细胞连在一起时,在平板上只观察到一个菌落,因此此数值一般偏小,C正确;
D、由图乙分析可知,图乙中透明圈越大,说明分解菌的降解能力越强,即d/D比值越小,降解能力越高,故可选择图乙培养基中d/D比值小的PP分解菌作为目的菌种推广使用,D正确。
故选BCD。
24.两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂,形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理,将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种,过程如下图所示。下列说法正确的是( )
A.过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B.过程②的目的是使普通小麦细胞的染色体断裂
C.过程③中可用PEG诱导原生质体融合
D.耐盐小麦的染色体上一定整合了中间偃麦草和普通小麦的全部基因
【答案】ABC
【分析】从图中看出①是去掉植物细胞壁,②是用紫外线诱导染色体变异,③融合形成杂种细胞。
【详解】A、植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,过程①是获得植物细胞的原生质体,需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁分解,A正确;
B、根据题干信息“将其中一个细胞的染色体在融合前断裂,形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中,将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种,”故过程②通过紫外线照射是使中间偃麦草的染色体断裂,B正确;
C、诱导植物原生质体融合常用物理法、化学法(如PEG诱导),过程③中可用PEG诱导原生质体融合,C正确;
D、紫外线照射使中间偃麦草的染色体断裂,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中,实验最终将不抗盐的普通小麦和抗盐的中间偃麦草整合形成耐盐小麦,说明耐盐小麦染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段,D错误。
故选ABC。
25.植物的有性生殖过程中,一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。我国科学家最新研究发现,当卵细胞与精子融合后,植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2.这两种酶能降解一种吸引花粉管的信号分子,避免受精卵再度与精子融合。下列叙述错误的是( )
A.防止多精入卵能保持后代染色体数目稳定
B.多精入卵会产生更多的种子
C.未受精的情况下,卵细胞也分泌ECS1和ECS2
D.ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合
【答案】BC
【分析】受精时精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面。紧接着,在卵细胞细胞膜的外面出现一层特殊的膜,以阻止其他精子再进入。精子的头部进入卵细胞后不久,里面的细胞核就与卵细胞的细胞核相遇,使彼此的染色体会合在一起。
【详解】AB、多精入卵会导致子代有来自卵细胞和多个精细胞的染色体,不会形成更多的种子,破坏亲子代之间遗传信息的稳定性,因此一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。防止多精入卵可以保证子代遗传信息来自一个精子和一个卵细胞,能保持后代染色体数目稳定,A正确,B错误;
C、结合题意“当卵细胞与精子融合后,植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2”可知,未受精的情况下,卵细胞不分泌ECS1和ECS2,C错误;
D、据题意可知,ECS1和ECS2能降解一种吸引花粉管的信号分子,避免受精卵再度与精子融合,推测该过程是由于ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合,D正确。
故选BC。
五、综合题
26.大肠杆菌是寄生于人和动物肠道中的细菌,其代谢产物能与染料伊红美蓝反应,使菌落呈紫黑色。检测水样是否符合饮用水卫生标准时,常用滤膜法测定大肠杆菌的数目,流程如图所示: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培养基(EMB培养基)上培养→统计菌落数目。
(1)从功能上划分,EMB培养基属于_______培养基,为检测该培养基灭菌是否彻底的处理方法是________。
(2)为检测严重污染的水体中大肠杆菌数量,将水样适当稀释后,取样涂布在上述平板中,应选择颜色为__________的菌落进行计数。该方法能通过统计平板上的菌落数来推测样品中的活菌数,其原理是_______。
(3)该同学进一步思考,利用滤膜法也可以测定待测水样中其他微生物的数目。他取了两份水样,一份待测水样来自变酸的果酒、从中检测到两种微生物,它们在结构上的主要区别是______________。另一份来自湖泊,若要通过测量蓝细菌的数目来研究“水华”,则培养基配方中必须添加___________(从“水”“无机盐”“碳源”“氮源”中选填)。
【答案】(1) 鉴别 将未接种的培养基在恒温箱中培养一段时间,观察培养基上是否有菌落产生
(2) 紫黑色 当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的单个菌落来源于样品稀释液中的一个活菌
(3) 有无细胞核 水、无机盐、氮源
【分析】滤膜法是检测水样中大肠细菌群的方法,将一定量水样注入已灭菌的微孔薄膜的滤器中,经过抽滤,细菌被截留在滤膜上,将滤膜贴于伊红美蓝培养基上,经培养后计数和鉴定滤膜上生长的大肠菌群菌落,依据过滤水样计算每升或每100毫升水样中的大肠菌群数;该方法操作简单、快速,主要适用于杂质较少的水样。
【详解】(1)伊红美蓝培养基(EMB培养基)能显示菌落的颜色,从而进行鉴定,故从功能上划分,EMB培养基属于鉴别培养基;培养大肠杆菌时,在接种前通常需要检测培养基是否被污染,对于固体培养基应将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间,观察培养基上是否有菌落产生。
(2)根据题意可知,“大肠杆菌代谢产物能与染料伊红美蓝反应,使菌落呈紫黑色”,因此为检测严重污染水体中大肠杆菌数量,将水样适当稀释后,取样涂布在上述平板培养基中,应选择颜色为紫黑色的菌落进行计数。该方法是通过统计平板上的菌落数来推测样品中的活菌数,其原理是当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落来源于样品稀释液中的一个活菌。
(3)变酸的果酒中有两种微生物,分别是酵母菌和醋酸菌,两者分别属于真核生物和原核生物,它们在结构上的主要区别是有无(成形的)细胞核;蓝藻可以进行光合作用,属于自养型微生物,因此其培养基中必须添加的成分有水、无机盐、氮源。
27.根据发酵工程流程图及微生物相关知识,回答下列问题:
(1)根瘤菌之所以能进行固氮作用,是因为其体内具有高等植物不具有的固氨酶,固氮基因表达的途径是____________________。除根瘤菌外,人们应用最多的另一类固氮微生物是圆褐固氮菌。某同学在做微生物实验时,不小心将圆褐固氮菌和酵母菌混在一起,如果要把它们分开,所用的培养基从用途上划分属于_______培养基,依据的原理是圆褐固氮菌能够在________的培养条件下生长繁殖,而酵母菌则不能。
(2)在题图所示发酵工程的流程中,生产人胰岛素的工程菌是由①技术获得的,则①是_____技术;高产青霉素菌种是通过②获得的,则②技术是______;操作④表示______。发酵工程的产品有两类,若a代表菌体本身,则b代表的另一类是________。
【答案】(1)
选择 没有氮源
(2) 转基因/基因工程 诱变育种/人工诱变 灭菌 微生物代谢产物
【分析】发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配置、火菌,接种,发酵、产品的分离、提纯等方面。据图和题意分析:①表示转基因技术,②表示诱变育种,③表示接种,④表示灭菌;a代表菌体本身,b代表微生物代谢产物。
【详解】(1)基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,固氮基因表达的途径是。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,称作选择培养基,分离微生物所使用的培养基按功能分属于选择培养基,圆褐固氮菌属于自生固氮微生物,可以在没有氮源的培养条件下生长繁殖。
(2)利用工程菌生产人胰岛素过程为将人胰岛素的基因融合到表达载体上,然后转入到工程菌细胞中去,通过优化转基因工程菌的培养条件让其大量合成人胰岛素,此过程利用转基因技术,因此①是转基因技术。高产青霉素菌种是将青霉菌经X射线、紫外线照射等处理,然后经过筛选获得的,此过程属于诱变育种,因此②技术是诱变育种。为防止杂菌污染,培养基配制后需要灭菌处理,因此操作④表示灭菌。发酵工程生产的产品有两类:一类是代谢产物,比如味精的主要成分是谷氨酸、啤酒的主要成分酒精、人生长激素可通过发酵就能制得的;另一类是菌体本身,通过发酵获得的微生物体叫单细胞蛋白,因此b代表的另一类是微生物代谢产物。
28.红豆杉能产生抗癌药物紫杉醇,但红豆杉生长十分缓慢,数量有限且紫杉醇含量非常低。因此,研究人员尝试运用现代生物技术培育产生紫杉醇的柴胡,将红豆杉(2n=24)与柴胡(2n=12)进行了不对称体细胞杂交。
(1)科研人员剥离红豆杉种子的胚作为外植体接种于经过________处理的培养基上,诱导形成愈伤组织。
(2)将红豆杉愈伤组织和柴胡愈伤组织用_____酶分别处理,各自获得有活力的原生质体。用一定剂量的紫外线照射红豆杉原生质体,破坏部分染色体,与未经紫外线照射的柴胡原生质体用化学诱导剂_______诱导融合,得到融合细胞。
(3)诱导融合后,科研人员只统计了7组染色体数目不大于24条的细胞,如表所示。
材料
融合细胞组号
1
2
3
4
5
6
7
染色体 数/条
9~11
12
12~14
12~16
13
14
24
实验时,科研人员判断组号为_____________的细胞为杂交细胞。
(4)图中A、B、C所示的是不同的培养结果,该不同结果的出现主要是由于培养基中_____不同造成的。
(5)红豆杉和柴胡的_______较远,两种植物细胞的染色体间排斥较为明显;应在能够高效合成紫杉醇的杂交细胞中选择________的核基因含量较低的杂交细胞进行培养。
点
【答案】(1)灭菌
(2) 纤维素酶和果胶 PEG/聚乙二醇
(3)3、4、5、6
(4)两种激素用量的不同
(5) 亲缘关系 红豆杉
【分析】植物组织培养条件:①在无菌条件下进行人工操作。②保证水、无机盐、碳源(常用蔗糖)、氮源(含氮有机物)、生长因子(维生素)等营养物质的供应。③需要添加一些植物生长调节物质,主要是生长素和细胞分裂素。④愈伤组织再分化到一定阶段,形成叶绿体,能进行光合作用,故需光照。
【详解】(1)科研人员剥离红豆杉种子的胚作为外植体,为避免滋生杂菌,对培养基进行灭菌,而后将外植体接种于经过灭菌处理的培养基上,诱导形成愈伤组织。
(2)植物细胞壁的成分是纤维素和果胶,为了获得原生质体需要将红豆杉愈伤组织和柴胡愈伤组织用纤维素酶和果胶酶分别处理,各自获得有活力的原生质体;诱导植物原生质体融合所用的化学诱导剂是PEG(或聚乙二醇)。
(3)分析题意可知,柴胡细胞染色体数为12条,红豆杉染色体数目是24条,由于用一定剂量的紫外线照射红豆杉原生质体,破坏红豆杉的部分染色体,柴胡细胞未受影响,其染色体数为12条,多余的染色体是其他细胞融合参与进去的实验时,科研人员筛选的目标细胞不包括染色体数目大于24条的细胞,故科研人员判断组号为3、4、5、6的细胞为杂交细胞,因为这些细胞中的染色体数目在12~24之间。
(4)据图可知,图中A、B、C所示的是不同的培养结果,出现这种情况的主要原因是由于培养基中两种激素用量的不同造成的,这两种激素是生长素和细胞分裂素。
(5)红豆杉和柴胡的亲缘关系较远,有远缘杂交不亲和障碍,两种植物细胞的染色体间排斥较为明显;柴胡细胞是作为受体细胞,所以应在能够高效合成紫杉醇的杂交细胞中选择红豆杉的核基因含量较低的杂交细胞进行培养。
29.在治疗大面积烧伤病人时,通常是取患者自身细胞,在体外培养获得大量的自体健康皮肤,再移植给患者进行恢复性治疗。回答下列问题:
(1)通常要取皮肤的成纤维细胞或皮肤干细胞进行体外培养,推测其原因是_____________。
(2)一般可取患者腹部2~3cm2的皮肤,用_____________酶来处理组织,可使细胞分散成单个细胞,细胞分散成单个的好处是_______________________________________。
(3)培养细胞的过程中会出现接触抑制现象,该现象是指__________________________。
(4)在动物细胞的体外培养过程中,需要提供无菌、无毒环境,可通过添加一定量的抗生素来抑制细菌的生长。据研究发现,抗生素可抑制细菌细胞中基因控制蛋白质的合成过程,抗生素的作用机理可能有_____________________(写出1点即可)。
(5)在动物细胞的体外培养过程中,需要的气体主要有O2和CO2.O2的主要作用是_____________________,CO2的主要作用是______________________________。
【答案】 细胞分裂能力强,易于培养 胰蛋白 使细胞和培养液充分接触 当细胞分裂生长到表面互相接触时,细胞就会停止分裂增殖 干扰核糖体的形成(或阻止tRNA和mRNA的结合,或干扰RNA聚合酶与DNA的结合,或阻止核糖体与mRNA的结合) 维持细胞的有氧呼吸 维持培养液的pH
【分析】动物细胞培养过程
取动物胚胎或幼龄动物器官、组织。将材料剪碎,并用胰蛋白酶(或用胶原蛋白酶)处理(消化),形成分散的单个细胞,将处理后的细胞移入培养基中配成一定浓度的细胞悬浮液。悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。当贴壁细胞分裂生长到互相接触时,细胞就会停止分裂增殖,出现接触抑制。此时需要将出现接触抑制的细胞重新使用胰蛋白酶处理。再配成一定浓度的细胞悬浮液。另外,原代培养就是从机体取出后立即进行的细胞、组织培养。当细胞从动植物中生长迁移出来,形成生长晕并增大以后,科学家接着进行传代培养,即将原代培养细胞分成若干份,接种到若干份培养基中,使其继续生长、增殖。。
【详解】(1)皮肤的成纤维细胞或皮肤干细胞细胞具有较强的分裂能力,易于培养,因此在进行体外培养时,通常选择成纤维细胞或皮肤干细胞细胞进行培养。
(2)进行体外培养时可取患者腹部2~3cm2的皮肤,用胰蛋白酶处理使细胞分散成单个细胞,这样可使细胞和培养液充分接触,从而有利于细胞增殖。
(3)由分析可知,接触抑制是指细胞培养过程中表现的细胞表面因为互相接触而停止分裂增殖的现象。
(4)在动物细胞的体外培养过程中,需要提供无菌、无毒环境,因此需要添加一定量的抗生素来抑制细菌的生长。而抗生素可抑制细菌细胞中基因控制蛋白质的合成过程,基因控制蛋白质合成过程包括转录和翻译两个步骤,据此可推测抗生素的抑菌机理为干扰核糖体的形成(或阻止tRNA和mRNA的结合,或干扰RNA聚合酶与DNA的结合,或阻止核糖体与mRNA的结合)。
(5)在动物细胞的体外培养过程中,需要提供气体环境,即 5%的CO2和95%的空气,其中O2的作用是保证细胞的有氧呼吸所需,而CO2的具有维持培养液pH的作用。
【点睛】熟知动物细胞培养过程是解答本题的关键,掌握动物细胞培养过程中所需的条件及其作用是解答本题的另一关键。
30.如图表示哺乳动物克隆的几种方法的主要步骤,据图回答下列问题:
(1)方法2获得的小牛的遗传物质来源于________。方法1和方法2更容易获得克隆动物的是________。方法3获得的①②中的遗传物质是否相同_____(填“是”或“否”)。
(2)细胞C应取自供体3的_______细胞进行处理。
(3)胚胎移植是克隆动物的最后一道工序,受体能为供体的胚胎提供相同的生理环境,依据的生理学基础是_______。
(4)世界卫生组织解释克隆为“遗传上同一的机体或细胞系(株)的无性繁殖”。你认为在细胞工程、胚胎工程中哪些技术也属于克隆? _______(至少答出三个)。
【答案】(1) 1、2、3 方法2 是
(2)MII中期卵母
(3)发情排卵后,一段时间内,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的
(4)动物细胞培养、单克隆抗体的制备、植物组织培养、胚胎分割
【分析】由图可知,方法l表示对供体1进行核移植获得小牛;方法2表示供体1和供体2进行有性生殖获得的早期胚胎进行核移植获得小牛;方法3表示胚胎分割,细胞A是体细胞,供体3提供去核卵母细胞。
【详解】(1)方法2的小牛,由供体1和供体2经过受精作用形成的早期胚胎,与供体3的卵母细胞经过核移植形成,故该小牛含有供体1、2、3的遗传物质,其中核遗传物质来自供体1、2,质遗传物质主要来自供体3;方法1属于动物体细胞核移植,方法2是胚胎细胞核移植,后者胚胎细胞分化程度低,更容易获得克隆动物;方法3通过胚胎分割获得的①②中的遗传物质相同。
(2)供体3提供的是处于减数第二次分裂中期的卵母细胞,进行核移植处理获得重组细胞。
(3)胚胎移植需要对供体和受体进行同期发情处理,一段时间内,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的,受体能为供体的胚胎提供相同的生理环境。
(4)世界卫生组织解释克隆为“遗传上同一的机体或细胞系(株)的无性繁殖”,细胞培养、单克隆抗体制备技术、植物组织培养、胚胎分割技术等均属于克隆。
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