【題目】某生物興趣小組用無菌水將葡萄皮上的微生物沖洗到無菌的錐形瓶中,然后按甲所示過程進行醋酸菌的純化培養。
回答下列問題:
(1)在菌種培養過程中,需將平板倒置,其主要目的是_________________________。在操作B后,可根據菌落特征對醋酸菌進行篩選,原理是________________________。
(2)圖甲中液體培養的目的是_________________________。
(3)圖甲中C過程采用的微生物計數方法是_________________________。經培養后菌落在平板上的分布如圖乙所示,推測接種時的操作失誤是_________________________。
(4)若測得稀釋倍數為106的培養基中的平板上,菌落數的平均值為254,則每毫升樣品中的菌株數是(涂布平板時所用稀釋液的體積為0.1mL)_____________。用該方法統計的醋酸菌數目會比活菌的實際值________(填“小”或“大”),原因是_________________________________。
【答案】防止培養皿蓋上的水珠落入培養基,避免培養基中的水分過快地揮發 一定的培養條件下,同種微生物表現出穩定的菌落特征 增加醋酸菌的濃度 活菌計數法(稀釋涂布平板法) 涂布不均勻 2.54×109 小 當兩個或多個細胞連在一起時,平板上觀察到的只是一個菌落
【解析】
1、微生物常見的接種的方法
①平板劃線法:將已經熔化的培養基倒入培養皿制成平板,接種,劃線,在恒溫箱里培養。在線的開始部分,微生物往往連在一起生長,隨著線的延伸,菌數逐漸減少,最后可能形成單個菌落。
②稀釋涂布平板法:將待分離的菌液經過大量稀釋后,均勻涂布在培養皿表面,經培養后可形成單個菌落。
2、平板劃線的操作的基本步驟是:
(一)、右手持接種環,經火焰滅菌,待涼后,在火焰旁打開盛有菌液的試管棉塞,并將試管口過火焰,將以冷卻的接種環伸入菌液,沾取一環菌液,將試管口過火焰丙塞上棉塞。
(二)、左手斜持瓊脂平板,皿蓋打開一條縫,右手于火焰近處將接種環迅速伸入平板內,劃三至五條平行線,蓋上皿蓋,接種環不應劃破培養基表面。
(三)、燒灼接種環,殺滅環上殘留菌液,待冷卻(是否冷卻,可先在培養基邊緣處試觸,若瓊脂溶化,表示未涼,稍等再試),從第一區域劃線的末端開始往第二區內劃線,重復以上操作,在第三四五區內劃線,注意不要將最后一區的劃線與第一區相連。
(四)、將平板倒置,放入培養箱中培養。
3、果酒和果醋制作過程中的相關實驗操作:
(1)材料的選擇與處理:選擇新鮮的葡萄,榨汁前先將葡萄進行沖洗,除去枝梗。
(2)滅菌:①榨汁機要清洗干凈,并晾干。②發酵裝置要清洗干凈,并用70%的酒精消毒。
(3)榨汁:將沖洗除枝梗的葡萄放入榨汁機榨取葡萄汁。
(4)發酵:①將葡萄汁裝人發酵瓶,要留要大約的空間,并封閉充氣口。②制葡萄酒的過程中,將溫度嚴格控制在18℃~25℃,時間控制在10~12d左右,可通過出料口對發酵的情況進行。及時的監測。
③制葡萄醋的過程中,將溫度嚴格控制在30℃~35℃,時間控制在前7~8d左右,并注意適時通過充氣口充氣。
(1)在菌種培養過程中,為了防止培養皿上凝結的水珠落入培養基上造成污染,避免培養基中的水分過快地揮發,一般是等待平板冷卻凝固后將平板倒置進行培養。一定的培養條件下,同種微生物表現出穩定的菌落特征,故可根據菌落特征對醋酸菌進行篩選。
(2)圖甲中液體進行擴大培養的目的是增加醋酸菌的濃度。
(3)圖甲中C過程采用的微生物計數方法是活菌計數法(稀釋涂布平板法)。經培養后菌落在平板上的分布不均勻,推測是接種時涂布不均勻造成的。
(4)若測得稀釋倍數為106的培養基中的平板上,菌落數的平均值為254,則每毫升樣品中的菌株數是254×106/0.1=2.54×109。當兩個或多個細胞連在一起時,平板上觀察到的只是一個菌落,故用該方法統計的醋酸菌數目會比活菌的實際值小。
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【題目】世界各國領導人確立了2020年“快速通道”目標,旨在加快艾滋病病毒應對,并到2030年終結艾滋病。如圖1是HIV侵入機體后的部分免疫反應示意圖。請回答下列問題:
(1)圖1中沒有識別抗原能力的免疫細胞是__________(填序號)。
(2)Ⅵ受抗原刺激后,能發生的遺傳信息傳遞過程有______________________________。圖中缺少與體液免疫有關的某個過程,該過程是_________________________。(用圖中序號及文字敘述)
(3)艾滋病患者常常死于感冒等普通疾病引起的并發癥,試分析其原因:___。
(4)艾滋病在吸毒人群中為高發病。某用于治療冰毒成癮的藥物A結構和冰毒類似,圖2是研究人員將不同試劑加入被HIV感染的細胞培養液中,定期檢測HIV的數量。由圖2分析,藥物A______(填“促進”“抑制”或“不影響”)HIV的增殖,藥物A能________(填“促進”或“阻礙”)冰毒對HIV增殖的影響。
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【題目】科學家對某人工魚塘生態系統的能量流動進行了定量分析,得出了下圖數據(數值代表能量值,單位為:J/cm2·a)。下列相關分析正確的是( )
A.該生態系統營養結構簡單,只有一條食物鏈
B.植食魚類與肉食魚類之間的能量傳遞效率約為14.3%
C.肉食魚類通過側線感知水流完成取食說明化學信息能調節種間關系以維持生態系統的穩定
D.人類活動不利于維持該系統內部結構與功能的協調
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【題目】多發性骨軟骨瘤是一種罕見的骨骼異常疾病,可導致一系列的并發癥如疼痛、畸形、局部血管、神經等壓迫、骨折、惡變等,嚴重影響患者的生活質量。
(1)科研人員發現該病發生主要與Ext1基因有關,圖1為某患病家族的系譜圖,構建該系譜圖需要研究者調查______________等數據。如果Ⅱ-6不攜帶致病基因,該病為顯性遺傳病,Ⅲ-3和Ⅲ-4生一個正常孩子的概率是________。從基因型上分析Ⅲ-4為________。
(2)為揭示該病的治病機理,科研人員對該家庭成員進行DNA、RNA提取,設計EXT1基因特異引物,PCR特異性擴增、測序,結果發現EXT1基因第4外顯子存在缺失突變,導致患者只能合成402個氨基酸組成的截短型蛋白,而正常人EXT1編碼全長746氨基酸多肽,據此我們可以推斷該家庭患病的原因________________。Ⅲ-4體內EXT1基因有________種序列。
(3)為生育健康的孩子,Ⅲ-3和Ⅲ-4接受了胚胎移植前的________。大致過程:體外受精獲得受精卵,受精卵經______________發育成囊胚,以囊胚細胞的DNA為模板,PCR特異性擴增測序進行篩查。
(4)PCR過程中可能會因堿基對的________而發生基因突變,導致檢測結果與胚胎實際基因組成不符。SNP是由單個堿基變異所引起的DNA序列多樣性位點,在人類基因組中廣泛存在?蒲腥藛T在對該家庭成員檢測致病基因的同時,檢測到一些SNP位點在患者和正常家庭成員不同,患者的SNP序列非常一致,說明減數分裂這些SNP位點和EXT1________________到配子。下圖為III-3和II-4減數分裂產生配子形成胚胎的過程。
注:表示染色體,A、G表示同一SNP位點上的不同堿基組成
請參照該圖,畫出胚胎2中SNP位點的堿基組成________,由上圖推測____________不能用于后續的胚胎移植。
(5)為確保獲得健康胚胎可以選取更多與致病基因___________分子標記位點進行檢測分析。
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【題目】某研究人員偶然發現一株短根白化突變體水稻 A,欲研究該突變體的光合作用的調控機制,進行了相關實驗。
(1)在適宜條件下,研究人員測定了長勢一致且良好的突變體水稻 A 和野生型水稻 B 植株光合作用的相關指標,結果見下表。
水稻品種 | 表觀光合速率 (molm-2s-1) | 氣孔導度 (molm-2s-1) | 胞間 CO2 濃度 (molm-1) |
A(突變體) | 3.61 | 0.18 | 424.52 |
B(野生型) | 11.77 | 0.30 | 298.44 |
據上表數據分析,突變體 A 表觀光合速率的顯著降低_______(填“是”或“不是”)由于氣孔導度下降引起的。與野生型 B 相比,突變體 A 的光反應與碳反應速率的變化情況分別是 ________ 。
(2)利用兩種水稻的葉片為材料進行光合色素的提取和分離實驗,結果如圖 1 所示,則突變體 A 葉片中缺少的色素為____________,從而導致其對可見光中____________光的吸收率收明顯下降。由此推測葉綠體內___________ (結構)發育不良。
(3)過氧化氫酶(CAT)能催化水稻細胞內超氧自由基的分解,超氧自由基有助于膜脂過氧 化物(MDA)的生成,而 MDA 的增多會加劇膜的損傷。圖 2 為兩種水稻中上述兩種物質相對含量的測定結果,據數據分析,突變體 A 中_____________ 的含量比野生型 B 低,會使 _____________ ,從而導致突變體 A 表觀光合速率下降。由此可見,突變體 A 白化的根本原因是 _____________ 。
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【題目】自閉癥是神經發育障礙性疾病,主要特征為社交障礙、語言交流障礙等。研究者研究了羅伊氏乳桿菌對自閉癥模型小鼠社交行為的影響,為自閉癥的治療提供新思路。
(1)羅伊氏乳桿菌是哺乳動物腸道中的一種微生物,其代謝類型為________,因其具有助消化、保護腸粘膜等作用,從而和宿主形成了________關系。
(2)研究發現,自閉癥小鼠腸道中羅伊氏乳桿菌的數量顯著低于野生型小鼠。研究者給自閉癥小鼠喂食一定劑量的羅伊氏乳桿菌后,用圖1裝置檢測其社交行為(將被檢測的小鼠置于空籠子和不能移動的同伴鼠之間,一段時間內分別記錄檢測鼠與同伴鼠、空籠子的相處時間),結果如圖2。
野生型小鼠社交行為正常,據結果可知表現為檢測鼠與同伴鼠相處時間比與空籠子的長,結果說明______________。
(3)研究者通過如下實驗證實:羅伊氏乳桿菌通過迷走神經(支配內臟感覺和運動的腦神經)影響小鼠社交行為。請補充實驗方案和相應的結果______________。
組別 | 1組 | 2組 | 3組 | 4組 | |
實驗材料 | 野生型小鼠 | ________ | 自閉癥小鼠 | 自閉癥小鼠 | |
實驗處理 | 喂食羅伊氏乳桿菌 | - | - | ________ | ________ |
切斷迷走神經中的傳入(感覺)神經 | - | - | - | + | |
結果 | 小鼠社交行為 | 正常 | 異常 | 恢復 | ________ |
注:“+”表示施加處理,“-”表示未施加處理
(4)研究表明,小鼠的社交行為受催產素的影響。催產素是下丘腦合成的一種肽類激素,會刺激腦干中的“獎賞中心”神經元。研究者做了如下實驗:
①用羅伊氏乳桿菌喂食自閉癥小鼠,檢測其下丘腦相關區域表達催產素的神經元的數量,結果如圖3。據圖3可知______________。
②對切斷迷走神經的自閉癥小鼠施加催產素,檢測其社交行為,結果如圖4。圖4結果說明催產素________。
(5)綜合上述研究,羅伊氏乳桿菌發揮作用的過程與自閉癥小鼠的________調節有關,請用文字和“→”簡述羅伊氏乳桿菌對自閉癥小鼠社交行為的作用路徑:________________________________。
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【題目】下列有關果酒果醋制作的說法中正確的是( )
A.在接種酵母菌的新鮮葡萄汁中始終通入無菌空氣制作果酒
B.發酵過程中所有材料都需要進行嚴格的滅菌處理,以免雜菌污染
C.將果酒流經發酵瓶制成果醋,則發酵瓶中 CO2 的產生量是幾乎為零
D.在用果汁制果酒的過程中,發酵瓶溶液中 pH 的變化是先減小后增大
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【題目】隨著社會的發展,器官移植日漸普遍。大多數移植器官都來自意外事故中失去生命的人體,由于每年適合移植的器官太少,科學家開始尋找新的“人體配件”,比如說從動物身上獲取。
(1)當患者獲得他人或動物器官時,其__________會很快斷定異物進入身體,而現在還沒有特效藥來阻止免疫排斥反應的發生,還沒有任何藥物能讓人體把豬心當做人類心臟對待。
(2)研究工作在不斷繼續,借助基因技術,科學家已改變了豬的幾種遺傳物質,使它們的心臟和人類心臟更加接近。α-1,3半乳糖苷轉移酶是豬細胞表面存在而人體內沒有的抗原,利用基因打靶技術對豬細胞α-l,3半乳糖苷轉移酶基因進行改造,去除α-l,3半乳糖苷轉移酶引起的免疫排斥,主要過程如圖。
①構建打靶載體需要_____________________(填酶的名稱)。打靶載體構建后,“靶基因”即α-l,3半乳糖苷轉移酶基因________(填“能”或“不能”)表達,原因是____________。
②利用克隆技術,使突變ES細胞增殖、分化,培育出不合成α-1,3半乳糖苷轉移酶的豬器官,但還不能將此器官直接移植入人體,原因是____________________________。
(3)利用人體細胞克隆組織或器官,和本身的組織或器官具有__________________,這樣不僅可能消除人體器官移植中的排異反應,而且可以解決可供移植的人體器官嚴重缺乏的難題。比如說,能用心臟病患者的一個細胞克隆出一個新的心臟,然后移植到患者體內,患者不需要通過藥物來避免排異反應,因為克隆出的心臟所用的原材料就來自他本人。
(4)我國“全面二胎”政策給一些高齡夫婦帶來了福音,他們借助試管嬰兒技術實現了自己的二胎愿望。試管嬰兒技術_______(填“屬于”或“不屬于”)克隆技術,其技術手段有體外受精、_________和胚胎移植。
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【題目】CAR-T 是一種免疫細胞療法,通過改造人體自身的免疫 T 細胞,實現對癌細胞精確化、個體化的治療。下圖是該療法的原理示意圖。請結合圖示,回答下列問題:
(1)該療法的第一步需要從患者機體采血,分離出 T 細胞,放入_____________ (儀器)中保溫培養。在培養過程中除了添加糖、氨基酸等必要的營養成分外,往往還添加動物血清,原因是 _________。
(2)然后,在體外利用一種樹突狀細胞(可以呈遞癌細胞抗原的一種吞噬細胞),將 T 細胞激活,使其增殖并分化為________ 。
(3)理論上,構建的基因組文庫中含有生物的 ______基因。在體外利用 DNA 重組技術,將編碼癌細胞抗原受體(AR)的基因插入到某種病毒的 DNA 中,使病毒作為 AR 的____________,在感染激活的 T 細胞時,將 AR 基因整合到 T 細胞的_____ 中。
(4)T 細胞表面嵌合了 AR,就成為 CAR-T 細胞,通常采用 ______________________ 技術檢測AR 基因是否在 T 細胞中轉錄成功。CAR-T 再經過必要的質量檢測,回輸至患者體內,該方法采用的是自身 T 細胞,而不用異體 T 細胞,其原因是______。
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