新高考生物一轮复习单元滚动检测第十三单元 细胞工程( 新题基础练)(含解析)
展开第十三单元 细胞工程
A卷 新题基础练
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B
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B
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D
D
C
D
A
BC
BCD
ABC
BC
AC
一、单项选择题:本题共15个小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列关于胚胎工程的叙述,正确的是( )
A.卵裂时卵裂球及其细胞的体积均变小
B.分割的胚胎或细胞可直接移植给受体
C.可采用饲喂激素的方法促进良种母畜超数排卵
D.克隆蛙可经核移植、胚胎体外培养和胚胎移植获得
【答案】B
【解析】解:A、随着卵裂的进行,卵裂球细胞的体积变小,卵裂球的体积有可能不变,有机物总量减少,A不符合题意;B、胚胎分割后的胚胎或细胞可直接移植给受体,B符合题意;C、超数排卵需要用到的激素为促性腺激素,促性腺激素的化学本质为蛋白质,不能饲喂,C不符合题意;D、蛙是体外发育,不需要胚胎移植技术,D不符合题意。 故答案选:B。
2.在细胞工程的操作过程中,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.外植体一般取自成熟组织或器官,容易诱导形成愈伤组织
B.选择幼龄动物的组织进行动物细胞培养,有利于获得大量细胞
C.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
D.选择茎尖、根尖等组织培养得到的脱毒苗可提高产量和品质
【答案】A
【解析】A、外植体一般取自分裂能力强的分生组织,容易诱导形成愈伤组织,A错误;B、幼龄动物细胞分化程度低,分裂旺盛,利于培养以获得大量细胞,B正确;C、胚胎细胞分化程度低,全能性高,用它做核供体进行核移植,可提高克隆动物的成功率,C正确;D、植物的根尖、茎尖、芽尖部位几乎不含病毒,因此采用茎尖、根尖等组织培养得到的脱毒植物可提高产量和品质,D正确。故答案为:A。
3.科研人员通过人参细胞的悬浮培养来获取人参皂苷,其培养过程及结果如下图(图中2,4-D为生长素类似物,KT为细胞分裂素类似物)。下列说法错误的是( )
A.人参根切块后需用乙醇和次氯酸钠溶液消毒
B.继代培养时人参细胞只分裂不分化
C.人参皂苷是人参细胞的初生代谢物
D.悬浮培养第20天时人参皂苷的产量最高
【答案】C
【解析】A、外植体需要用体积分数为70%的酒精、质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液进行消毒,A正确;B、继代培养基中含有2,4-D、KT,人参细胞在激素的作用下只分裂不分化,B正确;C、人参皂苷是人参细胞的次生代谢物,C错误;D、从图中可以看出,悬浮培养第20天时人参皂苷的产量最高,D正确。故答案为:C。
4.农作物秸秆的回收利用方式很多,其中之一是将秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质。碎化秸秆中纤维所起的作用,相当于植物组织培养中固体培养基的( )
A.琼脂+蔗糖 B.蔗糖+激素 C.激素+无机盐 D.无机盐+琼脂
【答案】A
【解析】秸秆是食用菌栽培的主要基质,其中的纤维素和木质素在食用菌菌丝生长过程中大量降解,秸秆栽培食用菌是秸秆利用的最佳途径。‘秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质”,秸秆中的纤维素在食用菌菌丝生长过程中大量降解,提供碳源和能源,这相当于植物组织培养基中添加的蔗糖;秸秆中的纤维素是固体,可以作为培养基的支持物,使培养基呈固体状态,这相当于植物组织培养基中添加的琼脂,A正确,B、C、D错误。故答案为:A。
5.下列关于免疫的说法错误的是( )
A.巨噬细胞可以吞噬病毒、细菌等抗原
B.流感病毒感染人体后,浆细胞会增殖分化
C.从免疫小鼠内获取的特定B淋巴细胞可被用于制备单克隆抗体
D.疫苗的有效性在很大程度上依赖于病原微生物抗原的稳定性
【答案】B
【解析】A、巨噬细胞具有吞噬多种病原体的能力,可以吞噬病毒、细菌等抗原,A正确;B、浆细胞属于高度分化的细胞,不会继续增殖分化,B错误;C、从已免疫的小鼠内获取的特定B淋巴细胞可以产生特异性抗体,可被用于制备单克隆抗体,C正确;D、疫苗是灭活或减毒的病原体,疫苗的有效性在很大程度上依赖于病原微生物抗原的稳定性,D正确。故答案为:B。
6.下列关于小鼠成纤维细胞的培养过程及原理的叙述正确的是( )
A.用胰酶将组织细胞的膜蛋白消化可获得单个的细胞
B.在培养基中添加胰岛素可促进细胞对葡萄糖的摄取
C.培养到一定时期的细胞停止增殖的主要原因是营养枯竭
D.培养过程中二倍体细胞可能会经脱分化形成癌细胞
【答案】B
【解析】A、 胰蛋白酶可以将动物组织细胞之间相连的蛋白质水解掉,细胞彼此分离,就形成一个个的单个细胞,A错误;B、胰岛素具有加速组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖作用,在培养基中添加胰岛素可促进细胞对葡萄糖的摄取,B正确;C、培养到一定时期的细胞停止增殖的主要原因是接触抑制,C错误;D、培养过程中二倍体细胞可能会发生突变,形成癌细胞,D错误。故答案为:B。
7.下列有关细胞全能性的叙述正确的是( )
A.植物组织培养繁育花卉的原理是植物细胞具有全能性
B.动物克隆技术说明动物体细胞具有全能性
C.用植物的种子繁殖后代说明植物细胞具有全能性
D.细胞分化程度越高,全能性越高,分裂能力越强
【答案】A
【解析】A、细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能,所以组织培养繁育花卉所利用的原理就是植物细胞具有全能性,A正确;B、动物克隆技术说明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性,B错误;C、种子是器官,用种子繁殖后代不能说明植物细胞具有全能性,C错误;D、细胞分化程度越高,全能性越低,分裂能力越弱,D错误。故答案为:A。
8.下图为用取自基因型为AaBb的胡萝卜韧皮部细胞培育出胡萝卜小苗的过程,下列叙述中不正确的是( )
A.a→b过程是通过细胞有丝分裂完成的
B.b→c→d过程发生了细胞分化
C.a→b过程中所需的营养来自培养基
D.通过图示过程获得的许多小苗长成的植株,其基因型、表现型肯定相同
【答案】D
【解析】A、a→b过程是脱分化过程,是通过有丝分裂完成的,A正确;B、b→c→d过程发生了细胞分化,是再分化形成根或芽等器官的过程,B正确;C、a→b过程是脱分化过程,细胞不能进行光合作用,所需的营养来自培养基,C正确;D、植物组织培养为无性繁殖过程,产生的植株基因型与亲本相同,但表现型由基因型和环境共同决定的,环境不同表现型就可能不同,D错误。 故答案为:D。
9.在动物细胞培养的过程中,贴壁的细胞不一定都能增殖并形成克隆(单个细胞繁殖形成的细胞群体),而形成克隆的细胞必为贴壁和有增殖活力的细胞,这一特点可用于测定动物细胞的增殖能力。大致流程如图,相关叙述正确的是( )
A.出现接触抑制后,细胞克隆停止增殖
B.克隆细胞与接种的细胞的遗传信息一定相同
C.需采用固体培养基培养才能形成细胞克隆
D.胰蛋白酶可使细胞分散成单层利于计数
【答案】A
【解析】A、在动物细胞培养的过程中,当出现接触抑制后,细胞克隆停止增殖,A正确;B、克隆细胞与接种的细胞的遗传信息不一定相同,B错误;C、需采用液体培养基培养才能形成细胞克隆,C错误;D、胰蛋白酶可使细胞分散成单个,从而利于计数,D错误。故答案为:A。
10.生物工程技术应用的组合错误的是( )
A.转基因动物培育:基因工程+早期胚胎培养+胚胎移植
B.核移植(克隆)动物培养:动物细胞培养+核移植+早期胚胎培养+胚胎移植
C.植物体细胞杂交:酶工程(酶降解)+体细胞融合+植物组织培养
D.试管婴儿:动物细胞培养+胚胎移植
【答案】D
【解析】A、转基因动物培育:先用基因工程构建含有转基因的细胞,在通过早期胚胎培养到一定阶段的胚胎,之后胚胎移植到受体,A正确;B、核移植(克隆)动物培养主要包括动物细胞培养、核移植、早期胚胎培养、胚胎移植技术,B正确;C、植物体细胞杂交:酶工程(酶降解)获得原生质体,再用融合技术使体细胞融合,获得杂交细胞,经过植物组织培养成植株,C正确;D、试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术,D错误。故答案为:D。
11.下列高中生物学实验或实践活动中,无法达成目的的是( )
A.新鲜的葡萄汁中接种一定量的干酵母菌,发酵制作果酒
B.消毒后的转基因植物叶片接种到无菌培养基上,培养获得愈伤组织
C.煮沸冷却的盐水与预处理的蔬菜混合后装坛,用水封住坛口进行发酵
D.在含DNA的滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液,去除杂质并析出DNA
【答案】D
【解析】解:A、果酒的制作的原理是利用酵母菌进行无氧呼吸将葡萄汁分解成酒精,A正确;B、消毒后的转基因植物叶片接种到无菌培养基上,在添加一定植物激素的基础上,可以生成愈伤组织,B正确;C、泡菜的制作是在无氧条件下,乳酸菌将营养物质发酵生成乳酸,C正确;D、DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度最大,不能析出DNA,D错误。故答案为:D。
12.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半富
D.不带叶片的菊花劲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
【解析】A、植物组织培养中外植体的消毒是先用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可防止外界杂菌侵入并不影响瓶内外的气体交换,B错误;C、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,所以组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质,C错误;D、不带叶片的菊花劲茎切段可以通过脱分化和再分化等器官发生的途径形成完整的菊花植株,D正确。故答案为:D。
13.利用现代生物技术可进行动,植物的胚胎培养。下列叙述错误的是( )
A.在愈伤组织的基础上可以培养得到植物的体细胞胚
B.绵羊“多莉"克隆过程中8细胞胚的基因表达顺序开始重排
C.植物体外受精过程中的精卵识别过程依赖于细胞壁
D.早期囊胚不能利用酶解法进行胚胎分割
【答案】C
【解析】A、在愈伤组织的基础上可以通过脱分化过程通过培养基中激素含量的调整培养得到植物的体细胞胚,A正确;B、绵羊“多莉"克隆过程中8细胞胚中的每个细胞均具有发育的全能性,尽管都是尚未分化的细胞,但其中基因表达顺序开始重排,B正确;C、精子和卵细胞均没有细胞壁,植物体外受精过程中的精卵识别过程依赖于细胞膜的直接接触,C错误;D、囊胚期的内细胞团细胞之间的连接非常紧密,胰蛋白酶很难将它们分离开,若用酶解法获得单细胞,此时的单个细胞不能发育成完成胚胎,只能采用胚胎分割技术获得多个胚胎,即早期囊胚不能利用酶解法进行胚胎分割,D正确。故答案为:C。
14.治疗大面积烧伤,常常从患者身上获取少量皮肤样本,并将皮肤细胞在体外培养,逐渐形成的“皮肤”组织用于移植,覆盖在伤口上,实现愈合。下列叙述错误的是( )
A.从患者身上获取皮肤样本的优点是移植后不会产生排斥反应
B.往CO2恒温培养箱中通入5%的CO2是为了调节pH相对稳定
C.为了防止污染,实现无菌培养,可以在培养基中加入抗生素
D.培养过程往往在固体培养基上进行,以便于分离出“皮肤”组织
【答案】D
【解析】A、从患者身上获取皮肤样本,再体外脱分化形成愈伤组织,再诱导其分化形成新的“皮肤”,不会发生排斥反应,A正确;B、动物培养常用液体培养基,为了调节pH相对稳定,常往CO2恒温培养箱中通入5%的CO2,B正确;C、抗生素能抑制细菌生长,可以防止动物培养液被污染,C正确;D、培养过程往往在液体培养基上进行,D错误。故选D。
15.原生质体的分离与培养在研究植物性状及其遗传特性的过程中起到了重要作用。下列叙述正确的是( )
A.通过观察胞质环流可检测原生质体是否具有活性
B.原生质体由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质组成
C.原生质体仍有细胞全能性,且形态与正常的植物细胞一致
D.原生质体可在较高渗透压的聚乙二醇溶液中用纤维素酶和果胶酶制取
【答案】A
【解析】A、高等植物原生质体制备需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,通过观察胞质环流可检测原生质体是否具有活性,如果可以看到胞质环流,说明原生质体具有活性,A正确;B、原生质层是由细胞膜、液泡膜及两之间的细胞质组成,而原生质体是植物细胞去除细胞壁的剩余部分,包括细胞膜、细胞质和细胞核,B错误;C、原生质体的制备主要是在高渗压溶液中加入细胞壁分解酶,将细胞壁剥离,结果剩下由原生质膜包住的类似球状的原生质体,形态和正常的植物细胞不同,原生质体有本物种全套遗传物质,所以具有全能性,可经组织培养得到植株,C错误;D、原生质体的制备主要是在高渗压溶液中加入细胞壁分解酶,将细胞壁剥离,结果剩下由原生质膜包住的类似球状的原生质体,不用聚乙二醇溶液,D错误。故答案为:A。
二、多选题,每个小题3分,共15分。少选得1分,多选、错选0分。
16.下列有关愈伤组织的叙述,正确的是( )
A.是植物细胞再分化后形成的
B.愈伤组织的代谢类型是异养需氧型
C.每个细胞仍然具有全能性
D.形成愈伤组织的过程遗传物质发生了改变
【答案】BC
【解析】A、愈伤组织是植物细胞脱分化后形成的,A错误;B、愈伤组织细胞不含叶绿体,不能进行光合作用,其代谢类型是异养需氧型,B正确;C、愈伤组织的每个细胞都具有该生物全部的遗传物质,因此仍然具有全能性,且全能性较高,C正确;D、脱分化过程没有改变遗传物质,D错误。故答案为:BC。
17.为探究提高“日照蓝莓”品质和产量的新途径,某生物兴趣小组的同学以“日照蓝莓”的主要品种——兔眼蓝莓为实验材料进行脱毒处理,其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述正确的是( )
A.取材时可选用兔眼蓝莓的成熟叶片细胞作为外植体
B.用体积分数为70%的酒精和质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液对外植体消毒时,要控制好时间,以避免造成伤害
C.接种时注意外植体的方向,不要倒插
D.脱毒后的兔眼蓝莓果实体积更大,产量更高,品质更好
【答案】BCD
【解析】A、芽尖等分生组织分裂旺盛,且含病毒少,取材时常选用其作为外植体,所以不能用兔眼蓝莓的成熟叶片细胞作为外植体,A错误;B、消毒时间不宜过长,容易对外植体造成伤害,所以用体积分数为70%的酒精和质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液对外植体消毒时,要控制好时间,以避免造成伤害,B正确;C、接种外植体时要注意方向,应使其形态学下端接触培养基,所以接种时注意外植体的方向,不要倒插,C正确;D、脱毒后的兔眼蓝莓果实体积更大,产量更高,后代个体含病毒少,品质更好,D正确。故答案为:BCD。
18.某研究人员从人的皮肤细胞中提取出细胞核,然后将其植入去核的牛卵母细胞中,从而培育出混合胚胎。该胚胎发育到一定阶段时,可从中提取胚胎干细胞供医学研究使用。下列有关该过程相关叙述,正确的是( )
A.运用的现代生物技术有核移植、胚胎体外培养等
B.卵母细胞的细胞质发挥了调控细胞核发育的作用
C.培育出的混合胚胎的遗传物质主要来自人的细胞核
D.该胚胎发育到囊胚期时,其中的每个细胞都已经分化
【答案】ABC
【解析】 A、根据已知信息,该过程运用细胞核移植技术获得重组细胞,再通过胚胎体外培养技术培育出早期胚胎,A正确; B、在细胞核移植过程中,卵母细胞的细胞质发挥了调控细胞核发育的作用,即激发了细胞核全能性,B正确; C、该过程培育出的混合胚胎的遗传物质主要来自人的细胞核,C正确; D、发育到囊胚期的胚胎中,内细胞团的细胞是胚胎干细胞,是一种未分化的细胞,D错误。 故答案为:ABC。
19.体细胞融合(杂交)和转基因技术为生物新品种培育提供了新的途径,地上长番茄地下结马铃薯的“番茄马铃薯”、晒太阳就可以生长的“绿色奶牛”都成为了人们想象的对象。但技术的发展是逐渐成熟的,基于目前的技术条件,下列相关描述正确的是( )
A.动物体细胞融合后可以在体外培育成一个完整的个体
B.诱导植物原生质体融合的方法都可用于动物细胞融合
C.转基因技术可以按照人们的需求培育作物新品种
D.动物体细胞可以直接与植物体细胞相融合
【答案】BC
【解析】A、植物体细胞融合后可以在体外培育成一个完整的个体,动物体细胞一般不能也不需要培育成一个完整的个体,A错误;B、植物原生质体的融合的两种方法物理方法(电融合)和化学方法(使用聚乙二醇(PEG)促进融合),都可用于动物细胞融合,B正确;C、转基因技术可以按照人们的需求转入所需基因,从而培育作物新品种,C正确;D、动物体细胞可以与去掉细胞壁的植物体细胞(原生质体)相融合,不能直接与植物体细胞相融合,D错误。故答案为:BC。
20.我国研究人员创造出一种新型干细胞——异种杂合二倍体胚胎干细胞,具体研究过程如下图所示,下列叙述正确的是( )
A.单倍体囊胚1最可能是由卵子发育而来的,单倍体ES应取自囊胚的内细胞团
B.培养液中除了需要加入血清等营养物质,还需要加入抗生素等消灭病毒
C.体外培养条件下ES细胞可以增殖而不发生分化
D.ES细胞在形态上表现为体积大、细胞核小、核仁明显
【答案】AC
【解析】A、图中的单倍体囊胚1最可能是由小鼠的卵子(卵细胞)发育而来,所采用的技术应为 早期胚胎培养技术,图中的单倍体ES应取自囊胚的内细胞团细胞,该部位的细胞具有发育的全能性,A正确;B、培养过程中使用的培养液除含有一些无机盐和有机盐外,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及血清等物质,为避免杂菌污染,需要加入抗生素,B错误;CD、ES在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显,且在体外培养时可以维持只增殖不分化的状态,C正确、D错误。故答案为:AC。
三、非选择题,4个大题,共40分。
21.(10分)回答下列(1)、(2)小题:
(1)回答与产淀粉酶的枯草杆菌育种有关的问题:
Ⅰ.为快速分离产淀粉酶的枯草杆菌,可将土样用 制成悬液,再将含有悬液的三角瓶置于80℃的 中保温一段时间,其目的是 。
Ⅱ.为提高筛选效率,可将菌种的 过程与菌种的产酶性能测定一起进行:将上述悬液稀释后涂布于淀粉为唯一碳源的固体培养基上培养,采用 显色方法,根据透明圈与菌落直径比值的大小,可粗略估计出菌株是否产酶及产酶性能。
Ⅲ.为了获得高产淀粉酶的枯草杆菌,可利用现有菌种,通过 后再筛选获得,或利用转基因、 等技术获得。
(2)回答与植物转基因和植物克隆有关的问题:
Ⅳ.在用农杆菌侵染的方法进行植物转基因过程中,通常要使用抗生素,其目的一是抑制 生长,二是筛选转化细胞。当选择培养基中抗生素浓度 时,通常会出现较多假阳性植株,因此在转基因前需要对受体进行抗生素的 检测。
Ⅴ.为提高培育转基因植株的成功率,植物转基因受体需具有较强的 能力和遗传稳定性。对培养的受体细胞遗传稳定性的早期检测,可通过观察细胞内 形态是否改变进行判断,也可通过观察分裂期染色体的 ,分析染色体组型是否改变进行判断。
Ⅵ.植物转基因受体全能性表达程度的高低主要与受体的基因型、培养环境、继代次数和 长短等有关。同时也与受体的取材有关,其中受体为 时全能性表达能力最高。
【答案】(1)无菌水;水浴;杀死不耐热微生物;分离;KI-I2;人工诱变;原生质体融合
(2)农杆菌;过低;敏感性;再生;细胞核;形态特征和数量;培养时间;受精卵
【解析】(1)Ⅰ.枯草杆菌分泌淀粉酶的最适温度为50-75℃,为快速分离产淀粉酶的枯草杆菌,可将土样用无菌水制成悬液,再将含有悬液的三角瓶置于80℃的水浴中保温一段时间,来杀死不耐热的微生物。
Ⅱ.为提高筛选效率,可将菌种筛选程与菌种的产酶性能测定一起进行:利用淀粉遇碘液变蓝的原理,用稀释涂布平板法可以分离枯草杆菌,将上述悬液稀释后涂布于淀粉为唯一碳源的固体培养基上培养,并且在培养基中添加KI-12,枯草杆菌合成的淀粉酶能利用淀粉,由于淀粉被分解在菌落周围会出现透明圈,比较透明圈与菌落直径比值的大小,比值大的说明该菌株产酶性能较高。
Ⅲ.为了获得高产淀粉酶的枯草杆菌,可利用现有菌种,通过诱变育种、基因工程育种或者细胞工程的方法进行菌种选育。
故答案为:无菌水;水浴;杀死不耐热微生物;分离;KI-I2;人工诱变;原生质体融合。
(2)Ⅳ.基因工程中,利用农杆菌转化法将目的基因导入到受体细胞中,植物组织培养时通常使用抗生素,抗生素可以抑制其他杂菌的生长,并且农杆菌Ti质粒上含有抗生素的抗性基因,可以对受体细胞进行筛选。但是农杆菌使用过程中需要注意当培养基中抗生素浓度过低时,没有抗性的细胞也可能存活下来,而出现假阳性,所以在进行转化之前要对抗生素的敏感性检测。
Ⅴ.转基因植物需要经过组织培养之后形成植株,组织培养过程需要经过脱分化和再分化过程,所以受体细胞需要具有较强的再生能力和和遗传稳定性。对培养的受体细胞遗传稳定性的早期检测,可通过观察细胞核形态是否改变进行判断,也可以直接在光学显微镜下观察分裂期染色体的形态特征和数量,分析染色体组型是否改变。
Ⅵ.基因工程中受体细胞的全能性越高,越易成功。植物转基因受体全能性表达程度的高低主要与受体的基因型、培养环境、继代次数和培养时间长短等有关。全能性越高,越易成功,在植物细胞中受精卵的全能性最高。
故答案为:农杆菌;过低;敏感性;再生;细胞核;形态特征和数量;培养时间;受精卵。
22.(10分)回答下列第(1)(2)小题。
(1)牛奶是制作冰淇淋的原料,乳糖在温度较低时易结晶,影响产品口感。克鲁维酵母的乳糖酶适用于催化牛奶中的乳糖水解。Ⅰ.乳糖存在于哺乳动物的乳汁中,1分子乳糖可被乳糖酶彻底水解为2分子 。乳糖酶是克鲁维酵母的胞内酶,乳糖酶基因的表达需要葡萄糖不足且有乳糖的培养环境。在大规模发酵生产乳糖酶时,为节省成本先用培养液A对菌种进行扩大培养,再在培养液B中进行产酶发酵。培养液A与培养液B在成分上的主要区别是 。提取酶时应先对细胞进行 处理,提取过程中还要防止乳糖酶被 酶破坏。
Ⅱ.用固定化乳糖酶处理牛奶,可避免牛奶中混入乳糖酶,还可提高乳糖酶的 和利用率。在工业化生产中,调整牛奶通过固定化酶柱速率的依据有:①牛奶中 的浓度;②固定化乳糖酶在特定温度、pH条件下的 。
(2)回答下列关于转基因技术生产白细胞介素-21的问题:Ⅲ.将无菌大豆子叶与已成功导入 的农杆菌共培养一段时间后,转入添加适宜配比生长调节剂和抗生素的MS培养基中培养。添加抗生素的目的是 。为减轻抗生素对植物组织生长的毒副作用,需注意控制抗生素的种类、浓度和 。
Ⅳ.为进一步确定目的基因是否成功导入,在试管苗阶段,从组织中提取 DNA,并通过 技术进行鉴定。经筛选、炼苗后的幼苗移栽到实验室外前需要洗苗,目的是洗掉根部的琼脂,以免烂根,洗苗时通常用 (A.清水B.无菌水C.蒸馏水D.生理盐水)。
Ⅴ.除利用完整大豆植株生产白细胞介素-21外,也可通过液体悬浮培养,获得特定细胞系以实现产物的工业化生产,该过程中影响细胞生长速度和目的基因表达的环境因素包括光照、温度、pH、培养基成分、 等影响。
Ⅵ.除植物外,哺乳动物细胞也常用于生产白细胞介素-21,在动物细胞培养过程中,当细胞发生 现象时,加入 可使其脱壁分散。
【答案】(1)单糖;培养液A中不添加乳糖,培养液B中添加乳糖而不添加葡萄糖;破碎;蛋白;稳定性;乳糖;活性
(2)目的基因(白细胞介素-21基因);抑制农杆菌的生长;处理时间;PCR;A;震荡速度、气体浓度、渗透压;接触抑制;胰蛋白酶
【解析】Ⅰ.乳糖属于二糖,1分子乳糖可被乳糖酶彻底水解为2分子单糖。培养液A对菌种进行扩大培养,培养液B中进行产酶发酵,结合题干“乳糖酶基因的表达需要葡萄糖不足且有乳糖的培养环境”可知,培养液A中不添加乳糖,培养液B中添加乳糖而不添加葡萄糖。因为乳糖酶是胞内酶,因此提取酶时应先对细胞进行破碎处理。因为乳糖酶的化学本质是蛋白质,蛋白酶会水解蛋白质,因此提取过程中还要防止乳糖酶被蛋白酶破坏。
Ⅱ.固定化酶技术可实现酶的反复利用,并提高酶的稳定性,因此用固定化乳糖酶处理牛奶,可避免牛奶中混入乳糖酶,还可提高乳糖酶的稳定性和和利用率。底物浓度、酶活性和酶数量等会影响反应速率,因此调整牛奶通过固定化酶柱速率的依据有:①牛奶中乳糖的浓度;②固定化乳糖酶在特定温度、pH条件下的活性。
Ⅲ.培育转基因植物的方法一般为农杆菌转化法,具体的方法是:先将目的基因整合到Ti质粒的T-DNA上,形成重组质粒,并将重组Ti质粒导入农杆菌,最后将无菌大豆子叶与已成功导入目的基因(白细胞介素-21基因)的农杆菌共同培养一段时间,然后转入添加适宜配比生长调节剂和抗生素的MS培养基中培养。抗生素具有抗菌的作用,添加抗生素的目的是抑制农杆菌的生长,但该过程对农杆菌生长起抑制作用的同时,对植物组织生长也产生抑制作用,为了减轻或消除这种毒副作用,需注意控制抗生素的种类、浓度和处理时间。
Ⅳ.为进一步确定目的基因是否成功导入,在试管苗阶段,从组织中提取 DNA,并通过核酸分子杂交或PCR技术进行鉴定。经筛选、炼苗后的幼苗移栽到实验室外前需要洗苗,此时试管苗出瓶后需要一定时间来对外界环境进行适应,故洗苗时通常用清水。
Ⅴ.光照、温度、pH、培养基成分、震荡速度、气体浓度、渗透压等环境因素都会影响细胞生长速度和目的基因表达。
Ⅵ.在动物细胞培养过程中,当细胞发生接触抑制现象时,可加入胰蛋白酶使其脱壁分散成单个细胞,处理一段时间后,再添加血清以传代培养,生产更多的白细胞介素-21。
23.(10分)回答下列(1)、(2)小题:
(1)甘蔗是重要的糖料作物,利用甘蔗生产食糖的过程中会产生副产品——糖蜜,糖蜜中含有大量的蔗糖,可用于发酵生产酒精。请回答:Ⅰ.利用糖蜜生产酒精时需要进行稀释,其主要目的是为了 。
Ⅱ.利用糖蜜稀释液发酵生产酒精时,发酵罐装入糖蜜稀释液和酵母菌后需 ,然后密闭,以利于酵母菌快速增殖发酵。生物碱等次生代谢产物通常可在发酵 (填“前期”或“后期”)分离获得。
Ⅲ.在酒精密闭发酵早期,发酵罐内出现短时负压的原因是 ;发酵中期,可通过 (填“减压”或“增压”)措施,使易挥发的酒精从发酵液中分离出来。
Ⅳ.工业生产中可以用固定化酵母细胞进行发酵生产酒精,与游离酵母进行发酵相比,固定化酵母细胞进行发酵的优点是 (答出2点)。
Ⅴ.利用糖蜜发酵生产酒精有时出现变酸的现象,分析其原因可能是生产过程中某个环节灭菌不严或者 发酵产生了酸味物质所致。
(2)甜叶菊是一种菊科植物,植株中所含的甜菊糖甜度极高而热量却很低,是食品行业的优质糖源。甜叶菊的种子少,发芽率低,种子繁殖遗传性状不稳定,易患叶斑病。研究人员欲利用现代生物技术提高甜叶菊的繁殖效率。请回答:Ⅵ.为解决甜叶菊种子少,发芽率低的问题,可利用植物组织培养技术得到 或不定芽制成无毒人工种子,然后置于适宜条件下培养促使其萌发长成幼苗。制备时,通常取甜叶菊 作为外植体,组培过程中还需不断调整 ,以控制其器官发生顺序。
Ⅶ.甜叶菊组织培养过程中细胞一直处于不断分裂的状态,容易受到环境和培养条件的影响而发生 ,可对其进行 得到抗叶斑病突变体,进而培育成为抗病甜叶菊新品种。另外,育种专家也常用 作为目的基因载体,将抗叶斑病基因导入受体细胞,培育抗病甜叶菊新品种。
Ⅷ.研究发现,甜菊糖的合成受细胞质基因控制,欲获得能合成甜菊糖的玉米,可将甜叶菊愈伤组织经 培养获得分散均一的细胞,利用射线和酶处理获得 被破坏的原生质体,然后与玉米体细胞原生质体融合,经培养获得能合成甜菊糖的玉米植株。
【答案】(1)防止糖蜜溶液浓度过高导致酵母细胞失水,抑制其生长繁殖;通入无菌空气;后期;消耗O2,产生的CO2大量溶解于发酵液中;减压;可重复利用酵母细胞 ;便于与发酵液(酒精)的分离;提高产量;发酵罐密闭不严
(2)胚状体;根尖(芽尖);植物激素配比;变异或突变;筛选;Ti质粒;液体悬浮;细胞核
【解析】Ⅰ.如果不对蜜糖进行稀释,浓度过大会导致酵母细胞失水,因此利用糖蜜生产酒精时需要进行稀释,其主要目的是为了防止糖蜜溶液浓度过高导致酵母细胞失水,抑制其生长繁殖。
Ⅱ.发酵罐装入糖蜜稀释液和酵母菌后需通入无菌空气,让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,然后密闭,以利于酵母菌进行无氧呼吸快速增殖发酵。次生代谢产物通常可在发酵后期分离获得。
Ⅲ.在酒精密闭发酵早期,微生物消耗O2,产生的CO2大量溶解于发酵液中,出现短时负压的现象。发酵中期,可通过减压措施,降低酒精的沸点,使易挥发的酒精从发酵液中分离出来。
Ⅳ.与游离酵母进行发酵相比,固定化酵母细胞进行发酵的优点是酵母细胞可以重复利用,降低成本;便于与发酵液(酒精)的分离,能提高产品品质和质量等。
Ⅴ.在糖蜜发酵制酒阶段有时出现酒变酸的现象,其原因可能是某个环节灭菌不严,导致发酵液中混有乳酸菌,乳酸菌发酵产生了乳酸;也可能是发酵装置密闭不严,环境中的醋酸菌将糖蜜中的糖分解成醋酸。
Ⅵ.为解决种子发芽率低的问题,可以利用植物组织培养先得到胚状体或不定芽,进而制成人工种子。因为根尖或芽尖含毒较少,因此制备时,通常取甜叶菊根尖(芽尖)作为外植体,组培过程中还需不断调整植物激素(生长素和细胞分裂素)配比,以控制其器官发生顺序,当生长素用量比细胞分裂素用量的比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成,比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成。
Ⅶ.细胞处于分裂状态时,容易受到培养条件和外界压力的影响而发生变异(突变),然后对其进行筛选可得到具有抗叶斑病的突变体,进而培育成为新品种。常用的目的基因载体是Ti质粒。
Ⅷ.愈伤组织经液体悬浮培养获得分散均一的细胞。因为甜菊糖的合成受细胞质基因控制,因此要利用射线和酶处理获得细胞核被破坏的原生质体,以去除细胞核基因,获得能合成甜菊糖的细胞质基因。
24.(10分)回答下列(1)、(2)小题:
(1)月季原产中国,被誉为“花中皇后”。其花色明艳,花香悠远,还有一种坚韧不屈的精神,常作为奥运场馆、重大会所的花卉。为控制月季的花期,可进行月季的花药离体培养,流程如下图。
回答下列问题。
Ⅰ.花粉粒培养后能发育成单倍体植株,说明生殖细胞和体细胞一样,在离体条件下也具有 的潜能。为避免每次配制培养基时都要称量几十种成分,可以将各种成分按比例配制成浓缩液,即培养基 ,使用时根据浓缩比例计算用量,加水稀释。
Ⅱ.对外植体进行表面消毒时,既要考虑药剂的消毒效果,又要考虑 。选择合适的花蕾,在 条件下除去花瓣,并立即将花药接种到培养基上。
Ⅲ.在花药培养中,常常会出现染色体倍性的变化,因此还需要对培养出来的植株作进一步的 。当植株长到一定程度,可用有机溶剂提取叶子中的叶绿素,然后用 (仪器)测定叶绿素的光密度值,推测月季的光合作用能力。
Ⅳ.月季花泡酒有活血调经、消肿解毒的作用。当月季栽培成孰开花后,将花蕾晒干放在洁净的玻璃瓶中,让白酒完全浸泡住花蕾,密封并放在低温避光的地方储存一个月后即可食用。如果密封不严则会发酸,原因是 。
(2)镰刀型细胞贫血症是一种严重的遗传病,患者的红细胞在缺氧时变为镰刀状,容易堵塞血管,导致内脏及组织缺氧。科学家利用基因工程的原理设计了一套治疗方案,如图所示,回答下列问题:
Ⅴ.基因治疗是指将外源正常基因导入靶细胞,为细胞补上 的基因或改变病变的基因、以达到治疗 的目的。
Ⅵ.腺病毒载体是目前基因治疗最为常用的病毒载体之一。从人体细胞中获得正常基因后,可通过 技术进行扩增,再利用 把载体基因和正常基因连接起来,构建重组腺病毒载体,再让该病毒载体感染靶细胞。
Ⅶ.靶细胞应该是在体内能保持相当长的寿命或者具有 能力的细胞,这样才能使被转入的基因能长期有效地发挥治疗作用。因此病人的 是理想的转基因治疗靶细胞。
Ⅷ.经过基因工程改造的靶细胞可提取其DNA,根据 原则,通过核酸分子杂交技术进行检测。再将成功导入正常基因的靶细胞进行 培养,使之繁衍成一个新的细胞群体,然后回输到病人的骨髓中,以产生正常的血细胞。
【答案】(1)发育成完整植株;母液;植物的耐受能力;无菌;鉴定和筛选;比色计(分光光度计);醋化醋杆菌等好氧性微生物产生了酸性代谢产物
(2)丢失(缺陷);遗传性疾病;PCR;限制性核酸内切酶和DNA连接酶;分裂(增殖);造血干细胞;碱基互补配对;克隆
【解析】Ⅰ.花粉粒培养后能发育成单倍体植株,说明生殖细胞具有全能性(发育成完整植株的潜能);在实际生产中,可以把需要生产的药物的浓缩物即母液先生产出,以便于储存和节约空间,再将高效高浓度的药剂用几倍或少量的水兑成浓度较高的药液,最后通过进一步的稀释得到我们最终所需要的产品。
Ⅱ.消毒是希望去除外植体表面的微生物,但同时也要考虑到植物的耐受能力;取外植体花蕾,然后在无菌条件下除去花瓣并进行接种。
Ⅲ.对培养出来的植株作进一步的鉴定和筛选,筛选染色体数目和性状符合的植株;比色计(分光光度计)可以测定叶绿素的光密度值。
Ⅳ.醋化醋杆菌等好氧性微生物产生了酸性代谢产物,因此密封不严则会发酸。
Ⅴ.基因治疗是通过改变基因,对患者进行治疗,可为患者补上丢失(缺陷)或改变病变的基因;基因治疗可以从基因的角度治疗遗传性疾病。
Ⅵ.PCR技术可以在体外扩增基因;限制性核酸内切酶(分别对载体和目的基因进行切割,得到相同的粘性末端)和DNA连接酶(将载体和目的基因相连)。
Ⅶ.靶细胞即受体细胞应该在体内能保持相当长的寿命或者具有分裂(增殖)能力;造血干细胞分裂能力旺盛,是理想的转基因治疗靶细胞。
Ⅷ.经过基因工程改造的靶细胞可提取其DNA,将其裂解成两条链,加入特定的探针,根据碱基互补配对原则,看是否能形成杂交片段;对细胞进行克隆,使之繁衍成一个新的细胞群体。
新高考生物一轮复习单元滚动检测第一单元 组成细胞的分子和结构梳理( 新题基础练)(含解析): 这是一份新高考生物一轮复习单元滚动检测第一单元 组成细胞的分子和结构梳理( 新题基础练)(含解析),共17页。试卷主要包含了单项选择题,多选题,每个小题3分,共15分,非选择题,4个大题,共40分等内容,欢迎下载使用。
新高考生物一轮复习单元滚动检测第五单元 遗传规律及其拓展( 新题基础练)(含解析): 这是一份新高考生物一轮复习单元滚动检测第五单元 遗传规律及其拓展( 新题基础练)(含解析),共17页。试卷主要包含了单项选择题,多选题,每个小题3分,共15分,非选择题,4个大题,共40分等内容,欢迎下载使用。
新高考生物一轮复习单元滚动检测第十一单元 实验探究与设计精编( 新题基础练)(含解析): 这是一份新高考生物一轮复习单元滚动检测第十一单元 实验探究与设计精编( 新题基础练)(含解析),共18页。试卷主要包含了单项选择题,多选题,每个小题3分,共15分,非选择题,4个大题,共40分等内容,欢迎下载使用。