2025版高考生物二輪復習 課時1 發(fā)酵工程利用目標微生物生產(chǎn)有用的產(chǎn)品、通過動、植物細胞工程獲得目標產(chǎn)物

大概念八利用生物技術(shù)與工程生產(chǎn)對人類有用的產(chǎn)品【思維導圖】

課時1發(fā)酵工程利用目標微生物生產(chǎn)有用的產(chǎn)品、通過動、植物細胞工程獲得目標產(chǎn)物重點1發(fā)酵工程利用微生物的特定功能規(guī)?；a(chǎn)對人類有用的產(chǎn)品【知識盤查】1.比較傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)中三種常用菌種菌種酵母菌醋酸菌乳酸菌分類真核生物原核生物原核生物代謝類型異養(yǎng)兼性厭氧型異養(yǎng)好氧型異養(yǎng)厭氧型發(fā)酵條件前期需氧，后期無氧需氧無氧發(fā)酵適宜溫度18～30℃30～35℃室溫主要反應式①酒精發(fā)酵C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量②醋酸發(fā)酵當O2、糖源充足時：C6H12O6＋2O2eq\o(→,\s\up7(酶))2CH3COOH(乙酸)＋2H2O＋2CO2＋能量當缺少糖源時：C2H5OH＋O2eq\o(→,\s\up7(酶))CH3COOH(乙酸)＋H2O＋能量③乳酸發(fā)酵C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)＋能量生產(chǎn)應用釀酒、發(fā)面釀醋制作酸奶、泡菜2.比較兩種常見的接種方法3.酵母菌的純培養(yǎng)及微生物分離與計數(shù)的兩個實例提醒檢驗培養(yǎng)基的滅菌是否合格的方法：隨機取若干滅菌后的空白培養(yǎng)基在適宜條件下培養(yǎng)一段時間，觀察培養(yǎng)基上是否有菌落生成。平板培養(yǎng)基儲存或培養(yǎng)時要倒置。4.圖解發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)【曾經(jīng)這樣考】1.(2024·湖北卷，1)制醋、制飴、制酒是我國傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)。醋酸菌屬于好氧型原核生物，常用于食用醋的發(fā)酵。下列敘述錯誤的是()A.食用醋的酸味主要來源于乙酸B.醋酸菌不適宜在無氧條件下生存C.醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶D.葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解發(fā)生在線粒體內(nèi)答案D解析食用醋的酸味主要來自醋酸，醋酸學名乙酸，A正確；醋酸菌是好氧型細菌，不適宜在無氧的條件下生存，B正確；在制醋時，缺少葡萄糖的情況下，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)橐宜?，因此醋酸菌體內(nèi)含有催化乙醇氧化成乙酸的酶，C正確；醋酸菌是細菌，屬于原核生物，沒有核膜包被的細胞核和眾多細胞器，因此沒有線粒體，D錯誤。2.(2024·湖南卷，6)微生物平板劃線和培養(yǎng)的具體操作如圖所示，下列操作正確的是()A.①②⑤⑥ B.③④⑥⑦C.①②⑦⑧ D.①③④⑤答案D解析由圖可知，②中拔出棉塞后應握住棉塞上部；⑥中劃線時不能將培養(yǎng)皿的皿蓋完全拿開，應只打開一條縫隙；⑦中劃線時第5次的劃線不能與第1次的劃線相連；⑧中平板應倒置培養(yǎng)，D正確。3.(2024·浙江6月選考，14)脲酶催化尿素水解，產(chǎn)生的氨可作為細菌的氮源。脲酶被去除鎳后失去活性。下列敘述錯誤的是()A.鎳是組成脲酶的重要元素B.鎳能提高尿素水解反應的活化能C.產(chǎn)脲酶細菌可在以NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)基生長繁殖D.以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基可用于篩選產(chǎn)脲酶細菌答案B解析根據(jù)題意，脲酶被去除鎳后失去活性，說明鎳是組成脲酶的重要元素，A正確；脲酶催化尿素水解的機理為降低化學反應所需的活化能，鎳作為脲酶的重要組成元素，應該與降低尿素水解反應的活化能有關(guān)，B錯誤；產(chǎn)脲酶細菌可利用NH4Cl里的氮源進行代謝活動，因此產(chǎn)脲酶細菌可在以NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)基生長繁殖，C正確；產(chǎn)脲酶細菌能利用脲酶催化尿素分解產(chǎn)生NH3，NH3可作為細菌生長的氮源，不能產(chǎn)脲酶的細菌則無法分解尿素獲得氮源，因此以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基可用于篩選產(chǎn)脲酶細菌，D正確。4.(2024·安徽卷，15)植物細胞懸浮培養(yǎng)技術(shù)在生產(chǎn)中已得到應用。某興趣小組嘗試利用該技術(shù)培養(yǎng)胡蘿卜細胞并獲取番茄紅素，設計了以下實驗流程和培養(yǎng)裝置(如圖)，請同學們進行評議。下列評議不合理的是()A.實驗流程中應該用果膠酶等處理愈傷組織，制備懸浮細胞B.裝置中的充氣管應置于液面上方，該管可同時作為排氣管C.裝置充氣口需要增設無菌濾器，用于防止雜菌污染培養(yǎng)液D.細胞培養(yǎng)需要適宜的溫度，裝置需增設溫度監(jiān)測和控制設備答案B解析植物細胞細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，若要將愈傷組織分散成單個細胞來制備懸浮細胞，常采用纖維素酶和果膠酶處理，A合理；細胞培養(yǎng)裝置中細胞懸浮在培養(yǎng)液中生長，為使細胞獲得充足的O2并及時排出多余氣體，裝置中的充氣管要置于溶液中，排氣管要置于液面上方，B不合理；培養(yǎng)細胞時要營造無菌環(huán)境，可在充氣口增設無菌濾器，以防止雜菌污染，C合理；細胞培養(yǎng)必須有適宜的溫度，所以該裝置需增設溫度監(jiān)測和控制設備，D合理。5.(2024·全國甲卷，37)[生物——選修1：生物技術(shù)實踐]合理使用消毒液有助于減少傳染病的傳播。某同學比較了3款消毒液A、B、C殺滅細菌的效果，結(jié)果如圖所示。回答下列問題。(1)該同學采用顯微鏡直接計數(shù)法和菌落計數(shù)法分別測定同一樣品的細菌數(shù)量，發(fā)現(xiàn)測得的細菌數(shù)量前者大于后者，其原因是______________________________________________________________________________________________。(2)該同學從100mL細菌原液中取1mL加入無菌水中得到10mL稀釋菌液，再從稀釋菌液中取200μL涂布平板，菌落計數(shù)的結(jié)果為100，據(jù)此推算細菌原液中細菌濃度為________個/mL。(3)菌落計數(shù)過程中，涂布器應先在酒精燈上灼燒，冷卻后再涂布。灼燒的目的是______________________________________________________________________________________________________________________________________，冷卻的目的是_______________________________________________。(4)據(jù)圖可知殺菌效果最好的消毒液是________，判斷依據(jù)是______________________________________________________________________________________________________________________(答出兩點即可)。(5)鑒別培養(yǎng)基可用于反映消毒液殺滅大腸桿菌的效果。大腸桿菌在伊紅美藍(伊紅－亞甲藍)培養(yǎng)基上生長的菌落呈________色。答案(1)用菌落計數(shù)法計數(shù)時，只有活菌被統(tǒng)計，且兩個或多個細胞可能連在一起形成一個菌落；用顯微鏡直接計數(shù)法計數(shù)時，不能區(qū)分死菌和活菌，統(tǒng)計的結(jié)果一般是活菌數(shù)和死菌數(shù)的總和(2)5×103(3)滅菌，以防止雜菌污染避免殺死菌種(4)A活細菌減少量最大且減少得最快(5)黑解析(1)用菌落計數(shù)法計數(shù)時，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，故活菌統(tǒng)計值比實際值?。挥蔑@微鏡直接計數(shù)法計數(shù)時，不能區(qū)分死菌和活菌，故測定的細菌數(shù)量往往大于實際的活菌數(shù)，因此使用顯微鏡直接計數(shù)法計數(shù)的結(jié)果比菌落計數(shù)法計數(shù)的結(jié)果大。(2)100個菌落代表100個活菌，其來自200μL(0.2mL)稀釋液，推出1mL稀釋液中大約有500個活菌，稀釋液由細菌原液稀釋10倍獲得，進而推出細菌原液中細菌濃度為5×103個/mL。(3)將涂布器放在火焰上灼燒的目的是滅菌，以防止雜菌污染；涂布器冷卻后再進行涂布的目的是避免高溫殺死菌種。(4)由曲線圖可以直接看出，用消毒液A處理后活細菌減少量最大且活細菌減少得最快，說明消毒液A的殺菌效果最好。(5)在伊紅美藍(伊紅－亞甲藍)培養(yǎng)基上培養(yǎng)大腸桿菌，大腸桿菌菌落呈黑色。6.(真題重組)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)是我國勞動人民的智慧結(jié)晶，泡菜、果酒、果醋是通過傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品。判斷關(guān)于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)敘述的正誤。(1)某同學欲分離產(chǎn)脲酶菌，可在選擇培養(yǎng)基中添加尿素作為唯一氮源。(2022·江蘇卷，3B)(√)(2)“杏花村酒”的釀制，酵母菌只進行無氧呼吸。(2022·湖南卷，7D)(×)提示釀酒初期酵母菌進行有氧呼吸，大量繁殖，然后酵母菌通過無氧呼吸產(chǎn)生酒精。(3)葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可直接通入無菌空氣制作葡萄醋。(2022·江蘇卷，16C)(×)提示制作好葡萄酒后，打開瓶蓋，蓋上一層紗布，空氣中的醋酸菌會進入發(fā)酵液中大量繁殖，進行葡萄醋的發(fā)酵。(4)葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇所需的酶既存在于細胞質(zhì)基質(zhì)，也存在于線粒體。(2022·湖北卷，11C)(×)提示酵母菌酒精發(fā)酵的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)。(5)酸奶制作過程中，后期低溫處理可產(chǎn)生大量乳酸桿菌。(2021·湖北卷，3D)(×)提示在酸奶制作過程中，后期低溫處理的目的是抑制微生物的生長，延長保質(zhì)期。(6)果醋發(fā)酵時，用重鉻酸鉀測定乙酸含量變化時，溶液灰綠色逐日加深。(2021·江蘇卷，14D改編)(×)提示酸性重鉻酸鉀能檢驗酒精，不能檢驗乙酸含量變化。(7)稀釋涂布平板法和平板劃線法均能得到單菌落，都可用于細菌計數(shù)。(2021·浙江6月選考，17C)(×)提示平板劃線法只能用于細菌分離，不能用于細菌計數(shù)?！具€會這樣考】考向1結(jié)合傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應用，考查實踐能力1.(2024·九省聯(lián)考江西卷，10)我國勞動人民利用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)制作出大量美味食品，如醬油、腐乳、豆豉等，傳承和發(fā)揚了中華優(yōu)秀傳統(tǒng)飲食文化。隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代發(fā)酵工程在食品領(lǐng)域的應用更加廣泛。下列關(guān)于發(fā)酵的敘述，錯誤的是()A.工業(yè)化生產(chǎn)啤酒時，酵母菌的繁殖主要在主發(fā)酵階段完成B.腐乳和果醋都是在厭氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生的傳統(tǒng)食品C.水封泡菜壇的目的是隔絕空氣，確保壇內(nèi)乳酸菌發(fā)酵處于無氧環(huán)境D.泡菜“咸而不酸”是因為鹽水濃度過高，抑制乳酸菌發(fā)酵所致答案B解析酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代謝物的生成都在主發(fā)酵階段完成，A正確；腐乳和果醋都是在有氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生的傳統(tǒng)食品，B錯誤；乳酸菌是厭氧菌，水封泡菜壇的目的是隔絕空氣，確保壇內(nèi)乳酸菌發(fā)酵處于無氧環(huán)境，C正確；制作泡菜時，如果鹽水濃度過高，乳酸菌會通過滲透作用失水，抑制乳酸菌發(fā)酵，制作的泡菜會“咸而不酸”，D正確。2.(2024·九省聯(lián)考河南卷，6)黃豆醬是人們喜愛的傳統(tǒng)美食，早在春秋時期就有制作方法的相關(guān)記載。它以黃豆為主要原料，經(jīng)米曲霉(好氧菌)、酵母菌、乳酸菌等微生物發(fā)酵而成。勞動人民在制作過程中不斷改進發(fā)酵技術(shù)，總結(jié)出以下經(jīng)驗。下列敘述錯誤的是()①選用具有高蛋白酶活性的米曲霉②用蒸煮后的大豆與米曲霉混合堆積③將初步發(fā)酵后含米曲霉等微生物的曲料攤薄，并適當通風④在裝壇時，添加適量食鹽⑤發(fā)酵過程中，需保持發(fā)酵壇密封⑥發(fā)酵過程中，需定期攪拌A.①和④對黃豆醬風味的形成起重要作用，利于提升品質(zhì)B.②和⑥可以促使微生物和物料充分混合，提高發(fā)酵效率C.③有利于米曲霉和酵母菌進行有氧呼吸并快速大量增殖D.⑤中乳酸菌主要集中于發(fā)酵壇上部而米曲霉集中于下部答案D解析米曲霉分泌蛋白酶能夠?qū)ⅫS豆中的蛋白質(zhì)分解，而食鹽一方面可以抑制雜菌生長，一方面可以調(diào)味，故①和④對黃豆醬風味的形成起重要作用，利于提升品質(zhì)，A正確；米曲霉是好氧菌，且能夠分泌蛋白酶將黃豆中的蛋白質(zhì)分解，故②和⑥可以促使微生物和物料充分混合，提高發(fā)酵效率，B正確；米曲霉是好氧菌，酵母菌也可以進行有氧呼吸，故③有利于米曲霉和酵母菌進行有氧呼吸并快速大量增殖，C正確；乳酸菌屬于厭氧菌，米曲霉是好氧菌，故⑤中米曲霉主要集中于發(fā)酵壇上部而乳酸菌集中于下部，D錯誤。考向2結(jié)合微生物的培養(yǎng)、分離和計數(shù)，考查科學思維3.(2024·江蘇常州模擬)紙片擴散法是藥敏試驗中一種常用的方法。取少量大腸桿菌的培養(yǎng)液，均勻涂在培養(yǎng)皿內(nèi)的培養(yǎng)基上，再放上4片含有鏈霉素(抗生素的一種)的圓形濾紙，然后在無菌適宜條件培養(yǎng)12～16h，濾紙片周圍出現(xiàn)抑制大腸桿菌生長的環(huán)圈(簡稱抑菌圈，見圖)。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.圖1中的培養(yǎng)基需冷卻至50℃左右時再倒平板，該操作需要在酒精燈旁完成B.圖2所示培養(yǎng)基的放置方式，能防止水分過快蒸發(fā)和冷凝水珠沖散菌落C.圖3培養(yǎng)皿上大腸桿菌的接種方式為稀釋涂布平板法，Ⅳ號紙片上抗生素濃度最高D.圖3所示的抑菌圈內(nèi)出現(xiàn)大腸桿菌菌落的原因是鏈霉素使其發(fā)生了基因突變答案D解析Ⅳ的抑菌圈中出現(xiàn)了少數(shù)幾個菌落說明這幾個菌落出現(xiàn)了抗藥性，抗藥性的獲得是由于這些大腸桿菌發(fā)生了基因突變，抗生素只是將具有抗藥性突變的大腸桿菌從中篩選出來，D錯誤。4.(2024·甘肅卷，21)源于細菌的纖維素酶是一種復合酶，能降解纖維素。為了提高纖維素酶的降解效率，某課題組通過篩選高產(chǎn)纖維素酶菌株，克隆表達降解纖維素的三種酶(如圖)，研究了三種酶混合的協(xié)同降解作用，以提高生物質(zhì)資源的利用效率?；卮鹣铝袉栴}。(1)過程①②采用以羧甲基纖維素鈉為唯一碳源的培養(yǎng)基篩選菌株X，能起到篩選作用的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________。高產(chǎn)纖維素酶菌株篩選時，剛果紅培養(yǎng)基上的菌落周圍透明圈大小反映了__________________________________________________________________。(2)過程④擴增不同目的基因片段需要的關(guān)鍵酶是________。(3)過程⑤在基因工程中稱為________，該過程需要的主要酶有________。(4)過程⑥大腸桿菌作為受體細胞的優(yōu)點有__________________________________________________________________。該過程用Ca2＋處理細胞，使其處于一種____________________________的生理狀態(tài)。(5)課題組用三種酶及酶混合物對不同生物質(zhì)原料進行降解處理，結(jié)果如下表。表中協(xié)同系數(shù)存在差異的原因是___________________________________________________________________________________________(答出兩點)。生物質(zhì)原料降解率(%)協(xié)同系數(shù)酶A酶B酶C混1混2混1混2小麥秸稈7.086.038.198.6126.9874.33114.64玉米秸稈2.621.483.763.929.8824.9877.02玉米芯0.620.480.860.986.791.8211.34注：混1和混2表示三種酶的混合物。答案(1)只有能利用羧甲基纖維素鈉的微生物才能生長繁殖菌落產(chǎn)生的纖維素酶的活性和量(2)耐高溫的DNA聚合酶(3)基因表達載體的構(gòu)建限制酶和DNA連接酶(4)繁殖能力強、生理結(jié)構(gòu)和遺傳物質(zhì)簡單、對環(huán)境因素敏感、容易進行遺傳操作等易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子(5)降解時的溫度不同、降解時的pH不同解析(1)選擇培養(yǎng)基是指允許特定種類的微生物生長，同時抑制或阻止其他種類微生物生長的培養(yǎng)基。在以羧甲基纖維素鈉為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基中，只有能利用羧甲基纖維素鈉的微生物才能生長、繁殖。剛果紅能與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復合物，使得含有纖維素的培養(yǎng)基呈現(xiàn)紅色。當纖維素被纖維素酶分解時，剛果紅與纖維素的復合物無法形成，培養(yǎng)基中就會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。這個透明圈的大小直接反映了高產(chǎn)纖維素酶菌株分解纖維素的能力。透明圈越大，說明高產(chǎn)纖維素酶菌株分解纖維素的能力越強，即該菌產(chǎn)生的纖維素酶的活性強、量多。(2)擴增目的基因片段在PCR儀中進行，因此需要耐高溫的DNA聚合酶。(3)根據(jù)圖示中酶基因與質(zhì)粒載體經(jīng)過過程⑤構(gòu)成重組質(zhì)粒，推導出過程⑤為基因表達載體的構(gòu)建，該過程需要限制酶和DNA連接酶。(4)大腸桿菌作為受體細胞的優(yōu)點有繁殖能力強、生理結(jié)構(gòu)和遺傳物質(zhì)簡單、對環(huán)境因素敏感、容易進行遺傳操作等。過程⑥用Ca2＋處理細胞，使其處于一種易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)。(5)不同酶的最適溫度、最適pH不同，當溫度和pH改變時，酶促反應速率也會受到影響，故表中協(xié)同系數(shù)存在差異的原因是降解時的溫度不同、降解時的pH不同。重點2通過細胞工程獲得有用的生物體或其產(chǎn)品【知識盤查】1.植物組織培養(yǎng)的過程提醒①植物組織培養(yǎng)中添加蔗糖的目的是提供碳源營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓。②脫分化階段不需光，再分化階段需光。③生長素/細胞分裂素的比值高時，促進根的分化、抑制芽的形成；比值低時，促進芽的分化、抑制根的形成。④體內(nèi)細胞未表現(xiàn)全能性的原因：在特定的時間和空間條件下，基因的表達具有選擇性。2.植物體細胞雜交技術(shù)3.動物細胞培養(yǎng)提醒①動物細胞培養(yǎng)中兩次使用胰蛋白酶的作用不同：第一次：處理組織，使其分散成單個細胞。第二次：使貼壁生長的細胞從瓶壁上脫落下來。②避免雜菌污染的措施：培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具滅菌處理以及在無菌環(huán)境下進行操作，定期更換培養(yǎng)液。③區(qū)分原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的關(guān)鍵為是否分瓶培養(yǎng)。4.單克隆抗體的制備提醒2次篩選目的不同：①第1次：獲得雜交瘤細胞。②第2次：獲得能分泌所需特異性抗體的雜交瘤細胞。5.動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物→無性繁殖6.熟知胚胎工程的操作流程提醒①受精的標志是觀察到兩個極體或者雌、雄原核。②胚胎移植過程中兩次使用激素：第一次用于供體的超數(shù)排卵。第二次是對供、受體進行同期發(fā)情處理。③胚胎移植或分割的兩個最佳時期：桑葚胚和囊胚期(內(nèi)細胞團具有全能性)。④分割囊胚時要注意將內(nèi)細胞團均等分割，否則會影響胚胎的恢復和發(fā)育。⑤胚胎移植產(chǎn)生的后代是有性生殖還是無性生殖，取決于胚胎發(fā)育的起點。若后代是由受精卵形成的，則為有性生殖；若后代是由核移植技術(shù)形成的重構(gòu)胚或胚胎分割形成的胚胎發(fā)育而成，則為無性生殖。⑥用于移植的胚胎來源：體內(nèi)正常受精的胚胎、核移植的胚胎和體外受精獲得的胚胎、轉(zhuǎn)基因獲得的胚胎、胚胎分割獲得的胚胎等?！驹?jīng)這樣考】1.(2024·貴州卷，13)生物學實驗中合理選擇材料和研究方法是順利完成實驗的前提條件。下列敘述錯誤的是()A.稀釋涂布平板法既可分離菌株又可用于計數(shù)B.進行胚胎分割時通常是在原腸胚期進行分割C.獲取馬鈴薯脫毒苗常選取莖尖進行組織培養(yǎng)D.使用不同的限制酶也能產(chǎn)生相同的黏性末端答案B解析稀釋涂布平板法除可以用于分離微生物外也常用來統(tǒng)計樣品中活菌的數(shù)目，A正確；胚胎分割應選擇桑葚胚或囊胚，B錯誤；植物頂端分生區(qū)附近(如莖尖)的病毒極少，甚至無病毒，可以作為脫毒苗的培養(yǎng)材料，C正確；某些限制酶雖然識別位點不同，但切出的DNA片段具有相同的黏性末端，因此使用不同的限制酶也能產(chǎn)生相同的黏性末端，D正確。2.(2024·黑吉遼卷，6)迷迭香酸具有多種藥理活性。進行工廠化生產(chǎn)時，先誘導外植體形成愈傷組織，再進行細胞懸浮培養(yǎng)獲得迷迭香酸，加入誘導劑茉莉酸甲酯可大幅提高產(chǎn)量。下列敘述錯誤的是()A.迷迭香頂端幼嫩的莖段適合用作外植體B.誘導愈傷組織時需加入NAA和脫落酸C.懸浮培養(yǎng)時需將愈傷組織打散成單個細胞或較小的細胞團D.茉莉酸甲酯改變了迷迭香次生代謝產(chǎn)物的合成速率答案B解析迷迭香頂端幼嫩的莖段生長旺盛，分裂能力較強，適合用作外植體，A正確；誘導愈傷組織時需加入NAA和細胞分裂素，不能加入脫落酸，B錯誤；懸浮培養(yǎng)時需將愈傷組織打散成單個細胞或較小的細胞團，以便獲得更多的營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣，C正確；加入誘導劑茉莉酸甲酯可大幅提高產(chǎn)量，推測茉莉酸甲酯改變了迷迭香次生代謝產(chǎn)物(不是植物生長所必需的)的合成速率，D正確。3.(2024·北京卷，11)我國科學家體外誘導食蟹猴胚胎干細胞，形成了類似囊胚的結(jié)構(gòu)(類囊胚)，為研究靈長類胚胎發(fā)育機制提供了實驗體系(如圖)。相關(guān)敘述錯誤的是()A.實驗證實食蟹猴胚胎干細胞具有分化潛能B.實驗過程中使用的培養(yǎng)基含有糖類C.類囊胚的獲得利用了核移植技術(shù)D.可借助胚胎移植技術(shù)研究類囊胚的后續(xù)發(fā)育答案C解析體外誘導食蟹猴胚胎干細胞，形成了類似囊胚的結(jié)構(gòu)(類囊胚)，證實了食蟹猴胚胎干細胞具有分化潛能，A正確；實驗過程中使用的培養(yǎng)基需含有糖類，糖類可為細胞培養(yǎng)提供能源物質(zhì)，B正確；類囊胚的獲得利用了動物細胞培養(yǎng)技術(shù)，并沒有進行核移植，C錯誤；可借助胚胎移植技術(shù)將類囊胚移植到相應的雌性受體子宮內(nèi)繼續(xù)胚胎發(fā)育，從而研究類囊胚的后續(xù)發(fā)育，D正確。4.(2024·湖北卷，11)植物甲抗旱、抗病性強，植物乙分蘗能力強、結(jié)實性好?？蒲腥藛T通過植物體細胞雜交技術(shù)培育出兼有甲、乙優(yōu)良性狀的植物丙，過程如下圖所示。下列敘述錯誤的是()A.過程①中酶處理的時間差異，原因可能是兩種親本的細胞壁結(jié)構(gòu)有差異B.過程②中常采用滅活的仙臺病毒或PEG誘導原生質(zhì)體融合C.過程④和⑤的培養(yǎng)基中均需要添加生長素和細胞分裂素D.可通過分析植物丙的染色體，來鑒定其是否為雜種植株答案B解析酶解是為了去除植物細胞的細胞壁，過程①中酶處理的時間不同，說明兩種親本的細胞壁結(jié)構(gòu)有差異，A正確；過程②為原生質(zhì)體的融合，常用PEG誘導原生質(zhì)體融合，滅活的仙臺病毒可誘導動物細胞融合，不能用于植物，B錯誤；過程④(脫分化)和⑤(再分化)的培養(yǎng)基中均需要添加生長素和細胞分裂素，但在兩個過程中比例不同，C正確；植物丙是植物甲和植物乙體細胞雜交形成的個體，應具備兩者的遺傳物質(zhì)，因此可通過分析植物丙的染色體，來鑒定其是否為雜種植株，D正確。5.(真題重組)判斷有關(guān)細胞工程說法的正誤。(1)宜選用成熟葉片為材料制備外植體。(2022·遼寧卷，14D)(×)提示一般選擇植物幼嫩的組織作為植物組織培養(yǎng)的外植體。(2)進行動物細胞培養(yǎng)時，血清應經(jīng)過高溫處理后加入培養(yǎng)基。(2022·湖北卷，7C)(×)提示高溫會使血清中含有的促進細胞生長和增殖所需要的營養(yǎng)物質(zhì)失活，從而使培養(yǎng)的動物細胞生長緩慢等。(3)培養(yǎng)心肌細胞的時候既需要氧氣也需要二氧化碳。(2022·江蘇卷，14B)(√)(4)植物組織培養(yǎng)時，外植體須用適宜濃度的乙醇和次氯酸鈉的混合液消毒。(2022·浙江6月選考，23A)(×)提示外植體的消毒步驟為流水沖洗→70%酒精消毒30s→無菌水清洗2～3次→次氯酸鈉溶液處理30min→無菌水清洗2～3次。(5)提高培養(yǎng)基中生長素和細胞分裂素的比值，有利于誘導生根。(2021·江蘇卷，5C)(√)(6)常用滅活的病毒誘導植物原生質(zhì)體融合。(2020·山東卷，13C)(×)提示滅活病毒誘導法常用于誘導動物細胞融合。(7)將骨髓瘤細胞和B淋巴細胞混合，經(jīng)誘導后融合的細胞即為雜交瘤細胞。(2021·江蘇卷，11D)(×)提示兩兩融合的細胞有三種：瘤—瘤、B—B、瘤—B細胞融合，還要經(jīng)過篩選才能獲得雜交瘤細胞。(8)單克隆抗體制備過程中通常將分離出的漿細胞與骨髓瘤細胞融合。(2021·山東卷，15B改編)(×)提示單克隆抗體制備過程中通常是免疫后將脾破碎，將脾細胞(包含各種產(chǎn)生或不產(chǎn)生抗體的B淋巴細胞)與骨髓瘤細胞融合，而不能直接分離出漿細胞。(9)胚胎移植前要檢查胚胎質(zhì)量并在囊胚或原腸胚階段移植。(2020·山東卷，14C)(×)提示可在囊胚階段移植，不能在原腸胚階段移植?！具€會這樣考】考向1結(jié)合細胞工程，考查科學思維1.(2024·九省聯(lián)考貴州卷，15)植物體細胞雜交技術(shù)可克服種間生殖隔離。應用該技術(shù)獲得“番茄—馬鈴薯”雜種植株，拓展了植物的種質(zhì)資源。下列敘述正確的是()A.植物細胞壁的水解需要纖維素酶和幾丁質(zhì)酶B.愈傷組織是由已分化的細胞所構(gòu)成的細胞團C.雜種細胞的染色體數(shù)一定是原細胞染色體數(shù)的2倍D.“番茄—馬鈴薯”雜種植株未表現(xiàn)出親本的所有性狀答案D解析植物細胞有細胞壁，細胞壁阻礙細胞的雜交，由于植物細胞壁的成分主要是纖維素和果膠，根據(jù)酶的專一性，在進行體細胞雜交之前，必須先利用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，獲得具有活力的原生質(zhì)體，A錯誤；愈傷組織是由已分化的細胞經(jīng)過脫分化，轉(zhuǎn)變成未分化的細胞，進而形成不定形的薄壁組織團塊，B錯誤；雜種細胞的染色體數(shù)不一定是原細胞染色體數(shù)的2倍，C錯誤；生物體中基因的作用是相互的，且基因控制相關(guān)性狀，“番茄—馬鈴薯”雜種植株未表現(xiàn)出親本的所有性狀，D正確。2.(2024·九省聯(lián)考安徽卷，15)單克隆抗體在疾病診斷治療和病原體鑒定中發(fā)揮重要作用。下列敘述正確的是()A.將B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合后就獲得了產(chǎn)生單克隆抗體的雜交瘤細胞系B.單克隆抗體是由雜交瘤細胞系所產(chǎn)生的不同于天然抗體的人工合成生物分子C.將細胞毒素與單克隆抗體結(jié)合可以實現(xiàn)特異性識別腫瘤抗原并殺傷腫瘤細胞D.將一種滅活病原體作為疫苗接種人體后會產(chǎn)生針對抗原的特異性單克隆抗體答案C解析將B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合后就獲得了產(chǎn)生抗體的雜交瘤細胞系，但不是一種抗體，A錯誤；單克隆抗體是由雜交瘤細胞系所產(chǎn)生的與天然抗體相同生物分子，B錯誤；將一種滅活病原體作為疫苗接種人體后會產(chǎn)生針對抗原的特異性抗體，但不是單克隆抗體，單克隆抗體是由雜交瘤細胞產(chǎn)生的，D錯誤?？枷?結(jié)合胚胎工程，考查方案實施的能力3.(2024·九省聯(lián)考黑、吉卷，10)胚胎工程等生物技術(shù)促進了具有優(yōu)良性狀和經(jīng)濟價值的動物快速繁育與應用。下列敘述錯誤的是()A.克隆珍稀野生動物，可使用體細胞核移植結(jié)合胚胎工程技術(shù)B.胚胎分割技術(shù)可增加移植胚胎數(shù)目，還可產(chǎn)生遺傳性狀相同的后代C.為提高體外受精成功率，新采集的精子應直接用于體外受精D.動物胚胎移植前，控制胚胎性別比例可降低后代的伴性遺傳病發(fā)病率答案C解析克隆珍稀野生動物，可使用體細胞核移植結(jié)合胚胎工程技術(shù)，該過程實現(xiàn)了瀕危動物的保護，A正確；胚胎分割技術(shù)屬于無性繁殖技術(shù)，因而可產(chǎn)生遺傳性狀相同的后代，B正確；為提高體外受精成功率，新采集的精子應經(jīng)過獲能處理才能用于體外受精，C錯誤；伴性遺傳往往表現(xiàn)與性別有關(guān)，因此可根據(jù)患病動物的特征，在動物胚胎移植前，控制胚胎性別比例可降低后代的伴性遺傳病發(fā)病率，D正確。4.(2024·九省聯(lián)考貴州卷，16)利用動物體細胞核移植技術(shù)可培育高產(chǎn)奶牛，流程如圖所示。下列敘述錯誤的是()A.犢牛W有母牛X細胞中的線粒體DNAB.犢牛W的遺傳性狀與母牛X相似度更高C.重構(gòu)胚的形成可采用電融合的方法D.細胞培養(yǎng)時需添加氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)答案B解析母牛X提供細胞質(zhì)，因此犢牛W有母牛X細胞中的線粒體DNA，A正確；母牛Y提供細胞核，細胞核是遺傳信息庫，因此犢牛W的遺傳性狀與母牛Y相似度更高，B錯誤；可以采用電融合法促使兩個細胞融合形成重構(gòu)胚，C正確；細胞培養(yǎng)時需添加氨基酸、糖類等營養(yǎng)物質(zhì)供給細胞正常生命活動需要，D正確。限時練23發(fā)酵工程與細胞工程(時間：30分鐘分值：50分)【精準強化】重點1發(fā)酵工程生產(chǎn)對人類有用的產(chǎn)品1.(2024·九省聯(lián)考廣西卷，9)我國勞動人民很早就利用生物資源為生產(chǎn)和生活服務，如①公元前《書經(jīng)》記載“若作酒醴，爾惟曲蘗”；②晉朝《南方草木狀》記載，利用螞蟻撲滅柑橘害蟲；③北魏《齊民要術(shù)》記載“凡谷田，綠豆、小豆底為上”；④宋真宗時期，種人痘以防天花。上述應用與微生物有關(guān)的是()A.①②③ B.②③④C.①②④ D.①③④答案D解析“若作酒醴，爾惟曲蘗”提到釀酒必須要用酒曲，酒曲富含酵母菌和霉菌等多種微生物，①正確；螞蟻撲滅柑橘害蟲，利用了捕食關(guān)系，與微生物無關(guān)，②錯誤；由于豆科植物有固氮菌與之共生，所以種植豆科植物能夠肥田，③正確；種人痘以防天花，天花是天花病毒，④正確，故選D。2.(2024·九省聯(lián)考廣西卷，10)渥堆是六堡茶生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝，渥堆期間微生物分泌的多酚氧化酶可催化茶葉中的兒茶素(C15H14O6)形成黃紅色的氧化聚合物。要從渥堆茶葉樣品中篩選產(chǎn)多酚氧化酶的細菌，下表中培養(yǎng)基配方設計最合理的是(注：“－”表示不添加；“＋”表示添加。)()組分/(g·L－1)名稱兒茶素牛肉膏葡萄糖蛋白胨KNO3NaCl瓊脂2520110518A甲－－＋＋＋＋＋B乙＋＋－－＋＋＋C丙＋－＋－－＋＋D?。鸢窧解析甲培養(yǎng)基沒有兒茶素，無法篩選，A不合理；乙培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基，且含有碳源、氮源、無機鹽、水、兒茶素，B合理；丙培養(yǎng)基沒有氮源，產(chǎn)多酚氧化酶的細菌無法生存，C不合理；丁未加入瓊脂，液體培養(yǎng)基無法篩選，D不合理。3.(2024·江西卷，11)井岡霉素是我國科學家發(fā)現(xiàn)的一種氨基寡糖類抗生素，它由吸水鏈霉菌井岡變種(JGs，一種放線菌，菌體呈絲狀生長)發(fā)酵而來，在水稻病害防治等領(lǐng)域中得到廣泛應用。下列關(guān)于JGs發(fā)酵生產(chǎn)井岡霉素的敘述，正確的是()A.JGs可發(fā)酵生產(chǎn)井岡霉素，因為它含有能夠編碼井岡霉素的基因B.JGs接入發(fā)酵罐前需要擴大培養(yǎng)，該過程不影響井岡霉素的產(chǎn)量C.提高JGs發(fā)酵培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的濃度，會提高井岡霉素的產(chǎn)量D.稀釋涂布平板法不宜用于監(jiān)控JGs發(fā)酵過程中活細胞數(shù)量的變化答案D解析據(jù)題可知，井岡霉素是氨基寡糖類物質(zhì)，并非蛋白質(zhì)，因而其不是基因表達的直接產(chǎn)物，JGs體內(nèi)沒有編碼井岡霉素的基因，基因通過控制相關(guān)酶的合成來控制代謝過程，進而控制JGs發(fā)酵生產(chǎn)井岡霉素，A錯誤；JGs接入發(fā)酵罐前需要擴大培養(yǎng)，該過程會影響JGs的數(shù)量，進而影響井岡霉素的產(chǎn)量，B錯誤；在一定范圍內(nèi)提高JGs發(fā)酵培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的濃度，會提高井岡霉素的產(chǎn)量，但若濃度過大，反而會降低井岡霉素的產(chǎn)量，C錯誤；JGs是一種放線菌，菌體呈絲狀生長，形成的菌落難以區(qū)分，因此稀釋涂布平板法不宜用于監(jiān)控JGs發(fā)酵過程中活細胞數(shù)量的變化，D正確。重點2通過細胞工程獲得有用的生物體或其產(chǎn)品4.(2024·九省聯(lián)考黑、吉卷，7)《本草綱目》記載，櫻桃具有利脾、止瀉的功效。櫻桃中的槲皮素等酚類化合物具有抗氧化活性。我國已經(jīng)利用組織培養(yǎng)技術(shù)繁育櫻桃優(yōu)良品種，滿足人們食用和藥用需要。下列敘述錯誤的是()A.應用微型繁殖技術(shù)可獲得大量櫻桃脫毒苗B.可以選用櫻桃幼嫩的芽原基和葉原基作外植體C.富含色氨酸的培養(yǎng)基有利于櫻桃幼嫩的芽合成生長素D.應用櫻桃細胞培養(yǎng)可工廠化生產(chǎn)初生代謝物槲皮素答案D解析應用微型繁殖技術(shù)，采用莖尖作為外植體可獲得大量櫻桃脫毒苗，A正確；由于芽原基和葉原基分裂能力旺盛，因而可以選用櫻桃幼嫩的芽原基和葉原基作外植體，B正確；生長素是由色氨酸經(jīng)過一系列反應轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的，因此，用富含色氨酸的培養(yǎng)基有利于櫻桃幼嫩的芽合成生長素，C正確；應用櫻桃細胞培養(yǎng)可工廠化生產(chǎn)次生代謝物槲皮素，D錯誤。5.(2024·九省聯(lián)考江西卷，11)脂質(zhì)體可作為運載工具，將藥物分子運送到特定的細胞內(nèi)發(fā)揮作用。為了提高藥物運送的特異性，可在脂質(zhì)體表面連接識別特定細胞的單克隆抗體，形成藥物—脂質(zhì)體—單克隆抗體復合物(見圖)。下列敘述錯誤的是()A.脂質(zhì)體的作用是幫助復合物通過主動運輸進入特定細胞內(nèi)B.可將雜交瘤細胞注射到小鼠腹腔內(nèi)來獲取大量的單克隆抗體C.復合物中的藥物借助單克隆抗體和細胞表面抗原的相互作用來實現(xiàn)運送的特異性D.單克隆抗體的制備需使用特定的選擇培養(yǎng)基來篩選雜交瘤細胞答案A解析脂質(zhì)體的作用是幫助復合物通過胞吞進入特定細胞內(nèi)，A錯誤；可將雜交瘤細胞注射到小鼠腹腔內(nèi)來獲取大量的單克隆抗體，也可在體外培養(yǎng)，B正確；單克隆抗體和細胞表面抗原可以特異性結(jié)合，運送藥物到特定的細胞，藥物起到殺傷作用，C正確；需使用特定的選擇培養(yǎng)基選擇出雜交瘤細胞，D正確。6.(2024·甘肅卷，15)蘭州百合栽培過程中易受病毒侵染，造成品質(zhì)退化。某研究小組嘗試通過組織培養(yǎng)技術(shù)獲得脫毒苗，操作流程如圖。下列敘述正確的是()A.①為脫分化過程，1號培養(yǎng)基中的愈傷組織是排列規(guī)則的薄壁組織團塊B.②為再分化過程，愈傷組織細胞分化時可能會發(fā)生基因突變或基因重組C.3號培養(yǎng)基用于誘導生根，其細胞分裂素濃度與生長素濃度的比值大于1D.百合分生區(qū)附近的病毒極少，甚至無病毒，可以作為該研究中的外植體答案D解析在脫分化過程中，1號培養(yǎng)基中的愈傷組織是排列不規(guī)則的薄壁組織團塊，A錯誤；基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，而愈傷組織細胞的分化過程是有絲分裂，所以愈傷組織細胞分化時可能會發(fā)生基因突變，但不會發(fā)生基因重組，B錯誤；3號培養(yǎng)基用于誘導生根，其細胞分裂素濃度與生長素濃度的比值應該小于1，C錯誤?！揪C合提升】7.(2024·貴州卷，21)研究者用以蔗糖為唯一碳源的液體培養(yǎng)基，培養(yǎng)真菌A的野生型(含NV基因)、突變體(NV基因突變)和轉(zhuǎn)基因菌株(轉(zhuǎn)入NV基因)，檢測三種菌株NV酶的生成與培養(yǎng)液中的葡萄糖含量，結(jié)果如表所示(表中“＋”表示有，“－”表示無)。檢測用菌株蔗糖NV酶葡萄糖(培養(yǎng)液中)野生型＋＋＋野生型－－－突變體＋－－轉(zhuǎn)基因菌株＋＋＋回答下列問題：(1)據(jù)表可推測________誘導了NV基因表達。NV酶的作用是________________________________________________________________。檢測NV酶活性時，需測定的指標是______________________________________________________________________________________(答出1點即可)。(2)表中突變體由T－DNA隨機插入野生型菌株基因組DNA篩選獲得。從野生型與突變體中分別提取基因組DNA作為模板，用與________(填“T－DNA”或“NV基因”)配對的引物進行PCR擴增。若突變體擴增片段長度________(填“>”“＝”或“<”)野生型擴增片段長度，則表明突變體構(gòu)建成功，從基因序列分析其原因是__________________________________________________________________________________________________________________________。(3)為進一步驗證NV基因的功能，表中的轉(zhuǎn)基因菌株是將NV基因?qū)隷_______細胞獲得的。在構(gòu)建NV基因表達載體時，需要添加新的標記基因，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)蔗糖催化蔗糖轉(zhuǎn)化成葡萄糖單位時間單位體積的培養(yǎng)液中葡萄糖的增加量(或者蔗糖的減少量)(2)NV基因>與野生型相比，突變體是由T－DNA插入NV基因中，使NV基因發(fā)生了堿基對的增添而引起的，因此突變體相應基因的序列更長(3)突變體突變體的T－DNA上會存在相應的標記基因，干擾NV基因表達載體導入成功與否的檢測解析(1)據(jù)表中野生型菌株的兩組結(jié)果對比分析可知，如果培養(yǎng)液中添加了蔗糖，NV基因就會表達形成NV酶，否則沒有NV酶的形成，由此推測蔗糖誘導了NV基因表達。表中結(jié)果表明，當蔗糖和NV酶同時存在時，培養(yǎng)液中就會出現(xiàn)葡萄糖，由此說明NV酶的作用是催化蔗糖轉(zhuǎn)化成葡萄糖。酶的活性可以用單位時間單位體積反應物的減少量或者生成物的增加量表示，因此NV酶的活性可以用單位時間單位體積的培養(yǎng)液中葡萄糖的增加量(或者蔗糖的減少量)表示。(2)根據(jù)題意，突變體是由T－DNA隨機插入野生型菌株，使NV基因發(fā)生了突變產(chǎn)生的，說明T－DNA使NV基因發(fā)生了堿基對的增添，即突變體中NV基因突變后的序列比野生型的NV基因序列更長，所以用與NV基因配對的引物進行擴增，擴增的結(jié)果是突變體擴增片段的長度更長，則表明突變體構(gòu)建成功。(3)為了進一步驗證NV基因的功能，在突變體(NV基因突變)細胞中，轉(zhuǎn)入NV基因，以便將轉(zhuǎn)基因植株與突變體(NV基因突變)的結(jié)果進行對比。由于突變體的T－DNA上會存在原有的標記基因，干擾NV基因表達載體導入成功與否的檢測，因此在構(gòu)建NV基因表達載體時，需要添加新的標記基因。8.(2024·江西卷，17)聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一種聚酯塑料，會造成環(huán)境污染。磷脂酶可催化PET降解。為獲得高產(chǎn)磷脂酶的微生物，研究人員試驗了2種方法?；卮鹣铝袉栴}：(1)方法1從土壤等環(huán)境樣品中篩選高產(chǎn)磷脂酶的微生物。以磷脂酰乙醇胺(一種磷脂類物質(zhì))為唯一碳源制備________培養(yǎng)基，可提高該方法的篩選效率。除碳源外，該培養(yǎng)基中至少還應該有________、________、________等營養(yǎng)物質(zhì)。(2)方法2采用________技術(shù)定向改造現(xiàn)有微生物，以獲得高產(chǎn)磷脂酶的微生物。除了編碼磷脂酶的基因外，該技術(shù)還需要________、________、________等“分子工具”。(3)除了上述2種方法之外，還可以通過________技術(shù)非定向改造現(xiàn)有微生物，篩選獲得能夠高產(chǎn)磷脂酶的微生物。(4)將以上獲得的微生物接種到鑒別培養(yǎng)基(在牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基中添加2%的瓊脂粉和適量的卵黃磷脂)平板上培養(yǎng)，可以通過觀察卵黃磷脂水解圈的大小，初步判斷微生物產(chǎn)磷脂酶的能力，但不能以水解圈大小作為判斷微生物產(chǎn)磷脂酶能力的唯一依據(jù)。從平板制作的角度分析，其原因可能是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)選擇氮源水無機鹽(2)轉(zhuǎn)基因(或重組DNA或基因工程)限制酶DNA連接酶載體(3)誘變育種(4)培養(yǎng)基的卵黃磷脂的含量、pH和滅菌是否徹底等都會影響水解圈的大小解析(1)以磷脂酰乙醇胺為唯一碳源的培養(yǎng)基可篩選產(chǎn)磷脂酶的微生物，這樣的培養(yǎng)基為選擇培養(yǎng)基。微生物培養(yǎng)基所含的營養(yǎng)物質(zhì)有碳源、氮源、水和無機鹽等。(2)定向改造現(xiàn)有微生物的方法為轉(zhuǎn)基因技術(shù)(或重組DNA技術(shù)或基因工程)，轉(zhuǎn)基因操作使用的工具有限制酶、DNA連接酶和載