資源簡介

專題七 基因工程及其應用
——高二生物學蘇教版（2019）選擇性必修三速練100題
1.在重組DNA技術中,將外源基因導入受體細胞,通常是利用質粒作為載體。下列關于質粒的敘述,正確的是( )
A.質粒是一種只存在于原核細胞中的結構簡單的環狀DNA分子
B.質粒的復制和表達過程都遵循中心法則和堿基互補配對原則
C.外源基因只有通過質粒整合到受體細胞的DNA中才能表達
D.大多數天然質粒都不需要人工改造,可以直接作為載體使用
2.1970年,科學家在細菌中發現了第一個限制性內切核酸酶,獲得了開啟DNA寶藏的鑰匙,目前已發現的限制酶超過了四千種,極大地推動了對DNA分子的研究和操作。表中列出了幾種限制酶的識別序列和切割位點。下列敘述正確的是( )
限制酶 識別序列和切割位點
BamH I 5'-G↓GATCC-3'
Sau3A I 5'-↓GATC-3'
Acc65 I 5'-G↓GTACC-3'
Bgl Ⅱ 5'-A↓GATCT-3'
Kpn I 5'-GGTAC↓C-3'
A.表中的5種限制酶切割形成的末端中,既有黏性末端,又有平末端
B.BamH I和Sau3A I切割形成的末端相互連接后,不能再被Sau3A I切割
C.Acc65 I和Kpn I切割形成的末端相互連接后,可以重新被Acc65 I或Kpn I切割
D.分別用Sau3A I和Bgl Ⅱ切割隨機序列DNA,前者得到的片段長度可能明顯短于后者
3.基因工程中將外源基因送入細胞需要一定的載體,下列關于載體的敘述錯誤的是( )
A.具有1個至多個限制酶切割位點以供目的基因插入其中
B.具有特殊的標記基因以便于目的基因能準確定位并與之結合
C.能在受體細胞中穩定存在并復制以利于目的基因的存在和復制
D.基因工程中所用的載體除質粒外,還有噬菌體、動植物病毒等
4.數字PCR技術是一種核酸分子絕對定量技術，其原理如圖所示。下列有關敘述不正確的是( )
A.應根據目的基因的兩端已知序列設計兩種引物
B.PCR每一循環包括變性、復性和延伸三個過程
C.PCR結束后有靶分子的反應單位能檢測出熒光
D.每個反應單位中都需要加入解旋酶和耐高溫DNA聚合酶
5.人類Y基因啟動子上游的調控序列中含有BC111A蛋白結合位點，該位點結合BCL11A蛋白后，r基因的表達被抑制。通過改變該結合位點的序列，解除對基因表達的抑制，可對某種地中海貧血癥進行基因治療。科研人員擴增了r基因上游不同長度的片段（Fn與R），將這些片段分別插入表達載體中進行轉化和熒光檢測，以確定BCL11A蛋結合位點的具體位置。相關信息如圖所示。下列有關敘述錯誤的是( )
A.為將擴增后的產物定向插入載體，指導熒光蛋白基因表達，需用Mun I和Xho I處理載體
B.從產物擴增到載體構建完成的整個過程需構建7種載體
C.將構建的載體導入去除BCL11A基因的受細胞，可能出現含F1與R擴增產物的受體細胞無熒光，而含F2-F7與R擴增產物的受體細胞有熒光
D.向培養液中添加適量的雌激素，可導致部分受體細胞不再有熒光
6.圖1為某種質粒簡圖，圖2表示某外源DNA上的目的基因，小箭頭所指分別為限制性內切核酸酶EcoR I、BamH I、Hind Ⅲ的酶切位點。下列有關敘述錯誤的是( )
A.在基因工程中若只用一種限制酶完成對質粒和外源DNA的切割，則可選EcoR I
B.如果將一個外源DNA分子和一個質粒分別用EcoR I酶切后，再用DNA連接酶連接，形成一個含有目的基因的重組DNA，此重組DNA中EcoR I酶切點有1個
C.使用EcoR Ⅰ處理外源DNA分子時需消耗4分子H2O
D.一個圖1所示的質粒分子經EcoR I切割后，含有2個游離的磷酸基團
7.蜘蛛絲（絲蛋白）被稱為“生物鋼”，有著超強的抗張強度，下圖為蛛絲蛋白基因對應的DNA片段結構示意圖，其中1~4表示DNA上引物可能結合的位置，目前利用現代生物技術生產蜘蛛絲已取得成功。下列有關敘述正確的是( )
A.若從該DNA片段中直接獲取蛛絲蛋白基因，會破壞2個磷酸二酯鍵
B.在PCR儀中根據選定的引物至少需經過6次循環才可獲得32個符合要求的目的基因
C.若用PCR技術獲取蛛絲蛋白基因，則設計的引物應分別結合在1、4部位
D.若一個蛛絲蛋白基因擴增了4次，則共消耗引物32個
8.如圖是利用生物工程技術培育轉熒光蛋白基因克隆豬的過程。下列敘述正確的是( )
A.①②過程都屬于基因工程的范疇
B.③過程常用顯微注射技術，注射前需先用Ca2+處理重組細胞
C.④過程胚胎須發育到囊胚或原腸胚階段
D.⑤過程為胚胎移植技術，可充分發揮雌性優良個體的繁殖潛力
9.缺乏維生素A容易導致夜盲癥、營養不良，甚至能夠威脅到生命。而β-胡蘿卜素可以在人體內轉化成維生素A，科學家嘗試通過轉基因技術生產富含β-胡蘿卜素的大米。八氫番茄紅素合成酶（其基因用psy表示）和胡蘿卜素脫飽和酶（其基因用crtl表示）參與β-胡蘿卜素的合成。根據以上信息分析，下列說法正確的是( )
A.重組質粒中的目的基因含有psy基因和crtl基因
B.構建重組質粒需要限制酶、DNA連接酶和核酸酶
C.常通過Ca2+處理法將目的基因導入水稻受體細胞
D.PCR既可擴增特定基因也可檢測目的基因是否表達為相應蛋白質
10.血清白蛋白對于治療由肝炎引發的肝硬化和肝腹水等疾病具有顯著療效，之前只能從血液中提取。我國某生物科技公司利用農桿菌轉化法將血清白蛋白基因導入水稻胚乳細胞，一段時間后成功提取的植物源重組人血清白蛋白，已通過臨床前實驗。下列說法中錯誤的是( )
A.利用從血液中提取的血清白蛋白治療疾病，存在使人感染傳染病的隱患
B.添加糖類化合物有利于吸引農桿菌進入水稻胚乳受體細胞
C.構建植物源重組人血清白蛋白基因表達載體的目的是使農桿菌T-DNA中的目的基因轉入受體細胞并穩定表達
D.水稻胚乳細胞可以對植物源重組人血清白蛋白基因表達的初始翻譯產物進行加工
11.如圖表示一項重要生物技術的關鍵步驟，X是獲得了外源基因并能夠將其表達的細胞。下列有關敘述，錯誤的是( )
A.X是含有人胰島素原基因并能合成人胰島素原的細菌細胞
B.質粒是細胞核或擬核外能進行自主復制的小型環狀DNA
C.目的基因與質粒的結合體現的變異類型是基因突變
D.該技術又叫基因拼接技術，能定向改變生物性狀
12.EGFR是一種表皮生長因子受體，由信號肽區（可保證蛋白質在細胞中的定向運輸）、胞外區、跨膜區和胞內區組成。當表皮生長因子與其胞外區結合后，可引起一系列基因活化，進而導致腫瘤細胞增殖，但EGFR缺失胞內區后形成的DNEGFR雖也可與表皮生氏因子結合，卻不會引起相應的基因活化。圖1為EGFRcDNA結構及其對應的蛋白質的功能區,研究人員利用人結腸癌組織、pEGFP-N1質粒、大腸桿菌、cos-7細胞（-種常用的動物細胞系）等做了一系列實驗，以探究DNEGFR基因在細胞中的表達和定位情況,基本流程如圖2所示。
（1）研究人員從人結腸癌組織中提取總RNA,用______酶處理獲得cDNA。圖2中過程②應選擇圖1中的引物______（填數字）進行PCR。為確保過程③中pEGFP-N1質粒與DNEGFR基因的定向連接，常常需要在引物______端加入使用的限制酶的識別序列。
（2）圖2中的EGFP是綠色熒光蛋白基因，研究人員使用含有EGFP的質粒來構建重組質粒，以便根據綠色熒光蛋白的位置確定_______。結合EGFR基因指導合成的蛋白質的各部分的功能，推測EGFP序列需在DNEGFR序列的______（填“上游”或“下游”），原因是_______。
（3）過程④中，將Ca2+處理過的大腸桿菌和重組質?；靹蚝笈囵B在含有______（填抗生素）的培養基上，進行過程④和過程⑤的目的是______。
（4）過程⑥進行時需要提供的氣體環境為_______。若pEGFP-N1-DNEGFR轉染cos-7細胞成功，過程⑥檢測獲得的cos-7細胞時熒光應主要分布在______部位。
13.質膜內在蛋白ZmPIPl（以下簡稱Z1）是植物運輸水分和CO2等物質的主要通道。為了研究干旱脅迫下Z1基因在玉米中的表達和調控情況（圖1表示已知其中一條鏈的部分堿基序列），科研人員建構含有Z1基因的超表達載體（圖2表示該載體的T-DNA序列），培育出了Z1超表達植株。請同答下列問題：
（1）獲取玉米Z1基因時，需要先從玉米葉片細胞中提取______,再通過_________過程獲得CDNA,進而通過PCR擴增Z1基因。該PCR過程中，可選擇下列_________組合作為引物對。
A.5'-TAAGTTGTCT-3'和5'-CITGGATGAT-3'
B.5'-TCTGTTGAAT-3'和5'-CTTGGATGAT-3'
C.5'-GAACCTACTA-3'和5'-ATTCAACA-3'
D.5'-ATCATCCAAGT-3'和5'-ATfCAACAGA-3'
（2）根據基因表達載體的結構組成分析，圖2中的④是_________,其功能是_________。
（3）為檢測Z1基因是否導入玉米細胞,可采用PCR技術對轉基因玉米株系進行檢測，并對PCR產物用電泳技術進行鑒定。雙鏈DNA分子片段長度越大，在瓊脂糖凝膠電泳中移動速率越___________。由圖3電泳結果可知,_______號玉米株系含有目的基因。
（4）為探究Z1轉基因玉米的抗旱能力,對野生型玉米（WT）和Z1轉基因玉米（Oel、Oe2、Oe3株系）進行干旱處理后測定其地上部分的生物量，分別計算其相對于正常條件下生長的野生型植株的地上部分生物量，結果如圖4所示。圖示結果說明___________。
（5）為進一步探究Z1基因在分子及細胞水平的作用機制，研究人員將Z1基因與綠色熒光蛋白基因連接到同一載體上并導入玉米細胞，發現綠色熒光分布在細胞膜上；在圖2的④下游連接GUS基因（表達產物可水解底物呈藍色），發現藍色主要分布在葉肉細胞中。請結合Z1蛋白的表達，推測其作用機制是_________________________________________。
14.科研人員構建了可表達WRK10-MYC融合蛋白的重組農桿菌Ti質粒并成功轉化植物細胞得到轉基因植株，該質粒的部分結構如圖1所示，其中Kan為卡那霉素抗性基因，Hyg為潮霉素抗性基因,MYC標簽序列編碼標簽短肽MYC,WRK10蛋白為轉錄因子,可與圖2中PIF4基因啟動子某區段結合并激活該基因的轉錄。
(1)位于Ti質粒不同位置的卡那霉素抗性基因和潮霉素抗性基因的作用分別是______。圖中啟動子的方向與對應基因轉錄的方向一致,從編碼鏈的角度分析Pl和P2方向不同的原因是_____。
(2)已知利用LP和RP擴增結果為大帶，BP和RP擴增結果為小帶?？捎脠D中二引物進行兩次PCR的方法堅定轉基因植物后代中的純合轉基因植株。T-DNA插入植物染色體DNA分子后會抑制原插入位點兩側引物的擴增產物的出現，則純合轉基因植株PCR檢測結果為_____(填“大帶”“大帶和小帶”或“小帶”)。
(3)為了探究WRK10蛋白與PIF4基因啟動子結合的具體區段(如圖2所示)，科研工作者利用短肽MYC抗體處理了對應的基因表達產物，后經一系列過程,得到圖3所示的結果，由此推測轉基因植株體內WRK10蛋白在_________條件下能夠結合PIF4基因啟動子的_________區段從而激活該基因的表達。MYC標簽序列編碼的標簽短肽MYC的作用是_________。
答案以及解析
1.答案：B
解析：A、質粒存在于許多細菌以及酵母菌(真核細胞)中的有自主復制能力的小型環狀DNA分子,A錯誤;B、質粒的復制和表達都遵循中心法則,也遵循堿基互補配對原則,B正確;C、只需要將含有目的基因的質粒導入受體細胞,無需整合到受體細胞的DNA中也能表達,C錯誤;D、天然的質粒不能直接作為載體,基因工程中用到的質粒都是在天然質粒的基礎上進行過人工改造的,D錯誤。故選B。
2.答案：D
解析：表中的5種限制酶切割形成的末端均為黏性末端,A錯誤；BamH I和Sau3A I切割形成的末端,可以相互連接,連接形成的DNA序列中還存在Sau3AI的識別序列和切割位點,故能再被Sau3A I切割,B錯誤;Acc65 I和Kpn I切割形成的黏性末端序列無法配對,而且磷酸端(5'端)也不能與磷酸端(5'端)連接,羥基端(3'端)也不能與羥基端(3'端)連接,既然不能連接也就不存在重新切割,C錯誤;Sau3A I識別序列為4個核苷酸,而Bgl Ⅱ識別序列為6個核苷酸,且Bgl Ⅱ的識別序列Sau3A I也能識別,因此分別用Sau3A I和Bgl Ⅱ切割隨機序列DNA,前者得到的片段長度可能明顯短于后者,D正確。
3.答案：B
解析：基因工程中所用的載體包括質粒、噬菌體、動植物病毒。作為載體必須具備的條件:①具有1個至多個限制酶切割位點,以供目的基因插入其中；②具有特殊的標記基因,如抗生素抗性基因,以便于重組DNA分子的篩選;③能在受體細胞中穩定存在并復制；④對受體細胞安全無害,而且要易從供體細胞中分離出來。綜上可知A、C、D正確,B錯誤。
4.答案：D
解析：A、由于DNA聚合酶只能從3'端延伸DNA鏈，因此要用兩種引物才能確保DNA兩條鏈同時被擴增，A正確；B、PCR技術中的每個循環由變性退火（復性）、延伸三個基本反應步驟構成，B正確；C、熒光的出現是熒光探針水解導致的，熒光探針將首先與模板DNA的相應區段結合（靶分子），隨著DNA復制延伸至熒光探針部位，導致熒光探針的水解進而產生熒光，顯然每個反應單位有無熒光取決于是否含有靶分子，C正確；D、PCR技術通過高溫解旋，不需要解旋酶，所以每個反應單位中都需要加入耐高溫DNA聚合酶，D錯誤。故選D。
5.答案：C
解析：A、觀察載體的部分結構的圖示，熒光蛋白基因的左側為終止子，為了將擴增后的產物定向插入載體指導熒光蛋白基因表達，擴增后的產物的插入點應在熒光蛋白基因的右側，而熒光蛋白基因的右側有三個限制酶切點，分別是Mun I、EcoR I和Xho I限制酶的切點，但因為用EcoR I會破壞熒光蛋白基因，所以只能用Mun I和Xho I限制酶切割，A正確；B、據圖中對限制酶的注釋可知，限制酶Mun I識別并切割后的黏性末端與限制酶EcoR I識別并切割后的黏性末端相同，故R末端添加的序列所對應的限制酶是EcoR I，在F1～F7末端添加的序列所對應的限制酶是Sal I，從產物擴增到載體構建完成的整個過程需構建7種載體，即F1～F7與R的相關載體，B正確；C、據圖可知，F1與R的序列要長于F2-F7與R序列，故不可能出現含F1與R擴增產物的受體細胞無熒光，而含F2-F7與R擴增產物的受體細胞有熒光的現象，C錯誤；D、分析題意可知，P是在雌激素誘導下發揮作用的啟動子，向培養液中添加適量的雌激素，雌激素能誘導啟動子發揮作用，構建的載體含有BCL11A基因，導入構建載體的受體細胞能合成BCL11A蛋白，r基因的表達被抑制，故向培養液中添加適量的雌激素，可導致部分受體細胞不再有熒光，D正確。故選C。
6.答案：B
解析：A、目的基因兩側都有且質粒也有的限制酶是EcoR Ⅰ，所以在基因工程中若只用一種限制酶完成對質粒和外源DNA的切割，可選EcoR Ⅰ，A正確；B、若將一個外源DNA分子和一個質粒分別用EcoR Ⅰ酶切后再用DNA連接酶連接，則形成的重組DNA中，目的基因兩端應各含1個EcoR Ⅰ 酶切位點，即重組DNA中EcoR Ⅰ 酶切點有2個，B錯誤；C、使用EcoR Ⅰ 處理外源DNA分子時（兩個切口，斷裂4個磷酸二酯鍵）需消耗4分子H2O，C正確；D、環狀質粒無游離磷酸基團，一個圖1所示的質粒分子經EcoR I切割后，含有2個游離的磷酸基團（環狀質粒稱為鏈狀DNA分子），D正確。故選B。
7.答案：B
解析：若從該DNA片段中直接獲取蛛絲蛋白基因，DNA每條鏈上會破壞2個磷酸二酯鍵，共會破壞4個磷酸二酯鍵，A錯誤；如圖所示，
設X基因為目的基因。經過第一輪復制以親代DNA的兩條鏈做模板，可以得到①和②兩種DNA；經過第二輪復制可以得到①和③、②和④；經過第三輪復制可以得到①和③、③和⑤、②和④、④和⑤；第四輪復制得到16個DNA分子，即①和③、2個③和2個⑤、②和④、2個④和2個⑤、第三輪的2個⑤得到4個⑤（統計為①、②、3個③、3個④、8個⑤）；第五輪復制得到32個DNA分子，即①和③、②和④、3個③和3個⑤、3個④和3個⑤、第四輪的8個⑤得16個⑤（統計為①、②、4個③、4個④、22個⑤；⑤為目的基因即還未獲得32個目的基因），第六輪復制得64個DNA分子，即①和③、②和④、4個③和4個⑤、4個④和4個⑤、第五輪的22個⑤得44個⑤（統計為①、②、5個③、5個④、52個⑤；⑤為目的基因，即此時獲得32以上符合條件的目的基因），綜上所述，需要至少6次循環可獲得32個符合要求的目的基因，B正確；PCR是一項根據DNA半保留復制的原理體外合成DNA的技術，DNA復制延子鏈5′→3′進行，由于引物要延伸子鏈，子鏈和模板鏈反向平行，因此根據引物的延伸方向可知圖中與引物結合的部位是2、3，C錯誤；利用PCR擴增一個基因要加入2個引物，若一個蛛絲蛋白基因擴增了4次，則加入的引物數為24×2－2=30個，D錯誤。
8.答案：D
解析：本題主要考查基因工程及胚胎工程的過程和意義。分析題圖，該過程中利用基因工程、動物細胞培養、細胞核移植、早期胚胎培養和胚胎移植等技術，其中①過程屬于細胞工程的范疇，②過程屬于基因工程，A錯誤；③過程將基因表達載體導入動物細胞常用顯微注射技術，無需先用Ca2+處理重組細胞，B錯誤；④過程重組細胞經過早期胚胎培養到桑椹胚或囊胚期移植，C錯誤；⑤過程為胚胎移植技術，其優點是可充分發揮雌性優良個體的繁殖潛力，D正確。
9.答案：A
解析：本題考查基因工程。由題干可知β-胡蘿卜素的合成需要psy和crtl兩種基因，要獲得能合成β-胡蘿卜素的大米，目的基因中需含有psy基因和crtl基因，A正確；構建重組質粒需要限制酶、DNA連接酶，不需要核酸酶，B錯誤；將基因表達載體導入植物細胞的方法有基因槍法、農桿菌轉化法，而不用顯微注射法，C錯誤；PCR技術可用于擴增特定基因，但是不能用來檢測目的基因的表達，D錯誤。
10.答案：B
解析：由于血液中可能存在一些導致傳染病發生的病原體（如艾滋病毒），故利用從血液中提取的血清白蛋白治療疾病，存在使人感染傳染病的隱患，A正確；根據上述分析可知，添加酚類化合物有利于吸引農桿菌進入水稻胚乳受體細胞，B錯誤；構建植物源重組人血清白蛋白基因表達載體的目的是使農桿菌T-DNA中的目的基因轉入受體細胞并穩定表達，C正確；由于水稻為真核細胞，含有復雜的細胞器，所以水稻胚乳細胞可以對植物源重組人血清白蛋白基因表達的初始翻譯產物進行加工，D正確。
11.答案：C
解析：A、X是含有胰島素原基因的細菌細胞分裂形成的，含有胰島素原基因，因此能合成胰島素原，A正確；
B、質粒是細胞核或擬核外能進行自主復制的小型環狀DNA，通常有多個標記基因和多個限制酶切點，這樣便于目的基因的插入和篩選含有重組DNA的細胞，B正確；
C、目的基因與質粒的結合體現的變異類型是基因重組，C錯誤；
D、基因工程能定向改造生物的性狀，該細菌是采用基因工程技術培育形成的，因此其性狀已被定向改造，該技術為DNA重組技術，又稱之為基因拼接技術，D正確。
故選C。
12.答案：（1）逆轉錄；1和3；5'
（2）DNEGFR蛋白在細胞中的位置；下游；若EGFP序列位于DNEGFR序列上游，則信號肽無法發揮作用，不能根據綠色熒光蛋白的位置判斷DNEGFR的位置
（3）卡那霉素；獲得更多的重組質粒
（4）95%空氣和5%的CO2;細胞膜
解析：（1）通過RNA獲得cDNA，需用逆轉錄酶處理。圖2中過程②的目的是獲得只控制合成信號肽段、胞外區、跨膜區三個部分的DNEGFRcDNA，因此應選擇圖1中的引物1和引物3進行PCR。為確保過程③中pEGFP-N1質粒與DNEGFR基因的定向連接，常常需要在引物5'端加入使用的限制酶的識別序列。
（2）圖2中的EGFP是綠色熒光蛋白基因，研究人員使用含有EGFP的質粒來構建重組質粒，使得EGFP和DNEGFR同時表達，即以綠色熒光蛋白的位置來確定DNEGFR蛋白在細胞中的位置。若EGFP序列在DNEGFR序列的上游，則信號肽無法發揮作用，不能根據綠色熒光蛋白的位置判斷DNEGFR的位置。
（3）過程④中，將Ca2+處理過的大腸桿菌與重組質粒混勻，培養在含有卡那霉素的培養基上。由圖2可知，進行過程④和過程⑤的目的是獲得更多的重組質粒。
（4）過程⑥是對轉染后的動物細胞進行培養，此過程通常需要提供的氣體環境為95%空氣（滿足細胞代謝對氧氣的需求）和5%的CO2（維持培養液的pH）。若pEGFP-N1-DNEGFR轉染cos-7細胞成功，過程⑥檢測獲得的cos-7細胞時，熒光應主要分布在細胞膜部位。
13.答案：(1)mRNA;逆轉錄;B
(2)啟動子;RNA聚合酶識別和結合的位點,啟動轉錄過程下一個
(3)慢;1~4
(4)干旱處理會降低玉米地上部分生物量,而超表達Z1基因能夠增強玉米植株的抗旱能力,減少玉米地上部分生物量的降低程度
(5)Z1蛋白可被轉運至葉肉細胞的細胞膜,促進對水分和二氧化碳的運輸和利用,提高玉米植株的光合作用速率
解析：(1)cDNA特指在體外經過逆轉錄形成的與模板RNA互補的DNA鏈,獲得cDNA時,應從玉米葉片細胞中提取mRNA(或總RNA),再通過逆轉錄過程獲得cDNA，進而通過PCR擴增Z1基因。圖1所示堿基序列端為5'端,OH端為3'端,在進行PCR反應時,引物應和模板鏈的3'端通過堿基互補配對結合,故可選擇5'-TCTGTTGAAT-3'和5'-CTTGGATGAT-3'作為引物對,B正確。
(2)圖2中的④位于目的基因的上游,應是RNA聚合酶識別和結合的位點,即啟動子,可啟動轉錄過程。
(3)瓊脂糖凝膠電泳是一種常用的分離和純化DNA的技術,在瓊脂糖凝膠電泳中,DNA分子的遷移速率與其相對分子質量呈負相關,因此雙鏈DNA分子片段長度越大,在瓊脂糖凝膠電泳中移動速率越慢.由圖3電泳結果可知,1~4號玉米株系和含有目的基因的質粒經PCR后的電泳產物含有長度相同的片段,說明1~4號玉米株系含有目的基因。
(4)據圖4可知,在干旱條件下,轉基因玉米株系地上部分生物量降低較少,野生型降低較多,說明干旱處理會降低玉米地上部分生物量,而超表達Z1基因能夠增強玉米植株的抗旱能力,減少玉米地上部分生物量的降低程度。
(5)將Z1基因與綠色熒光蛋白基因連接到同一載體上并導入玉米細胞,發現綠色熒光分布在細胞膜上,說明Z1基因表達的蛋白分布在細胞膜上；在圖2的④下游連接GUS基因(表達產物可水解底物呈藍色),發現藍色主要分布在葉肉細胞中,說明Z1基因主要在葉肉細胞中表達.綜上分析可知,Z1蛋白可被轉運至葉肉細胞的細胞膜上,促進對水分和二氧化碳的運輸和利用,提高玉米植株的光合作用速率。
14.答案：（1）卡那霉素抗性基因可用于篩選成功轉化的農桿菌；潮霉素抗性基因可用于篩選成功轉化的植物細胞潮霉素抗性基因的編碼鏈是b鏈，WRK10基因的編碼鏈是a鏈
（2）小帶
（3）紅光；W12；與MYC抗體結合，便于對WRK10蛋白的表達進行檢測、示蹤
解析：（1）農桿菌轉化法培育轉基因植物的過程首先是構建可表達WRK10-MYC融合蛋白的重組Ti質粒，將其導入農桿菌細胞中，然后用含有重組Ti質粒的農桿菌去侵染植物細胞，篩選成功轉化的植物細胞并培育出轉基因植株。分析圖1，卡那霉素抗性基因Kan位于T-DNA外部，說明其位于重組Ti質粒上，卡那霉素加入培養基中用于篩選成功導入Ti質粒的農桿菌。然后用成功轉化的農桿菌去侵染植物細胞，將T-DNA整合到植物細胞染色體的DNA上，從圖中分析，潮霉素抗性基因Hyg位于T-DNA中，可以和目的基因一同整合到植物細胞的DNA上，因此培養基中加入潮霉素可用于篩選成功導入了目的基因的植物細胞?；蜣D錄的方向是5'→3'，而啟動子的方向與對應基因轉錄的方向一致，故P1和P2方向不同的原因是潮霉素抗性基因的編碼鏈是b鏈（或Hyg基因所對應的編碼鏈是b鏈），WRK10基因的編碼鏈是a鏈。
（2）分析圖1可知，BP位點在T-DNA片段上，又因T-DNA插入植物染色體DNA分子后會抑制原插入位點兩側引物的擴增產物的出現，故純合轉基因植株PCR檢測結果為BP和RP擴增的小帶。
（3）分析圖3，紅光處理下的W12區段中MYC抗體陽性組PIF4基因表達量最高，說明WRK10蛋白（轉錄因子）在紅光條件下與PIF4基因啟動子的W12區段結合，從而激活該基因的表達。MYC標簽序列編碼的標簽短肽MYC的作用是與MYC抗體結合，便于對WRK10蛋白的表達進行檢測、示蹤。專題八 蛋白質工程
——高二生物學蘇教版（2019）選擇性必修三速練100題
1.將富含賴氨酸的蛋白質編碼基因導入玉米細胞，可以提高玉米中的賴氨酸含量；更換賴氨酸形成過程中的兩種關鍵酶——天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶中的個別氨基酸，使兩種酶的活性提高，也可以提高玉米中的賴氨酸含量。以上兩種技術分別屬于( )
A.基因工程、基因工程 B.蛋白質工程、蛋白質工程
C.基因工程、蛋白質工程 D.蛋白質工程、基因工程
2.腈水合酶（N0）廣泛應用于環境保護和醫藥原料生產等領域，但不耐高溫。利用蛋白質工程技術在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽，可獲得熱穩定的融合型腈水合酶（N1）。下列有關敘述錯誤的是( )
A.N1與N0氨基酸序列的差異是影響其熱穩定性的原因之一
B.加入連接肽需要通過改造基因實現
C.獲得N1的過程需要進行轉錄和翻譯
D.檢測N1的活性時先將N1與底物充分混合，再置于高溫環境
3.下列關于基因工程和蛋白質工程的敘述錯誤的是( )
①科學家將腸乳糖酶基因導入奶?；蚪M，目的是降低轉基因奶牛分泌的乳汁中乳糖的含量
②人生長激素基因工程菌產生的生長激素屬于該工程菌的初生代謝物
③基因工程和蛋白質工程都需要在分子水平上對基因進行操作
④蛋白質工程最終要達到的目的是獲取編碼蛋白質的基因序列
A.一項 B.二項 C.三項 D.四項
4.基因工程與蛋白質工程的區別是( )
A.基因工程需對基因進行分子水平操作，蛋白質工程不對基因進行操作
B.基因工程合成的是天然存在的蛋白質，蛋白質工程合成的不一定是天然存在的蛋白質
C.基因工程是分子水平操作，蛋白質工程是細胞水平（或性狀水平）操作
D.基因工程完全不同于蛋白質工程
5.已知生物體內有一種轉運蛋白Y，如果將蛋白Y中某一個氨基酸替換，改變后的蛋白質Y1不但保留了蛋白Y原有的功能，而且具備了酶的催化功能。下列說法正確的是( )
A.蛋白質工程和基因工程的根本區別是操作對象的差異
B.可以通過對Y蛋白基因改造或人工合成獲得Y1蛋白基因
C.蛋白質工程操作過程中，不需要酶和載體
D.細胞內合成Y1蛋白與Y蛋白的過程中，遺傳信息的流向是相反的
6.（多選）水蛭素是一種蛋白質，可用于預防和治療血栓。研究發現，用賴氨酸替換水蛭素第47位的天冬酰胺可以提高它的抗凝血活性。下列敘述正確的是( )
A.水蛭素的改造屬于蛋白質工程，自然界中的酶也都可通過該工程進行改造
B.水蛭素療效提高的根本原因是水蛭素氨基酸的排列順序發生了改變
C.用基因定點突變技術進行堿基的替換可實現水蛭素第47位氨基酸的替換
D.蛋白質工程可通過合成新基因進而制造出自然界中不存在的蛋白質
7.人體內的t—PA蛋白能高效降解由血纖維蛋白凝聚而成的血栓，然而，為心?；颊咦⑸浯髣┝康幕蚬こ蘴—PA會誘發顱內出血，其原因是t—PA與血纖維蛋白結合的特異性不高。研究證實，通過某技術，將t—PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，可制造出性能優異的改良t—PA蛋白，進而顯著降低顱內出血。下列敘述錯誤的是( )
A.該技術的關鍵是了解t—PA蛋白基因的分子結構
B.該技術生產改良t—PA蛋白的過程遵循堿基互補配對原則
C.該技術是蛋白質工程
D.該技術的原理是從預期的蛋白質功能出發最終找到脫氧核苷酸序列的過程
8.螢火蟲的熒光素酶能催化ATP激活的熒光素氧化發光，這一現象在生物檢測和成像方面有重要的應用價值。為了解決天然熒光素酶不能高效催化人工合成的熒光素DTZ發光的問題，研究人員采用蛋白質工程（又稱為第二代基因工程）對它進行了改造。下列關于利用蛋白質工程改造天然熒光素酶的敘述，正確的是( )
A.利用化學誘變劑可定向改造天然熒光素酶基因的序列
B.改造天然熒光素酶所用的基因表達載體不需要啟動子和終止子
C.可用PCR技術檢測突變的熒光素酶基因是否翻譯成蛋白質
D.改造后的熒光素酶在一定條件下催化人工合成的熒光素DTZ發光是將化學能轉化為光能的過程
9.科學家將葡萄糖異構酶的第138位甘氨酸用脯氨酸替代，結果它的最適溫度提高了10~12℃。據分析，脯氨酸替代甘氨酸后，由于引入了一個吡咯環側鏈，剛好填充了第138位甘氨酸附近的空洞，使蛋白質空間結構更具剛性，從而提高了酶的熱穩定性。下列說法正確的是( )
A.蛋白質工程和基因工程的根本區別是操作對象的差異
B.對葡萄糖異構酶的改造需要以基因工程為基礎
C.蛋白質工程操作過程中，不需要酶和載體作為工具
D.經改造后的葡萄糖異構酶熱穩定性提高這一性狀不可遺傳
10.胰島素可以用于治療糖尿病，但是胰島素被注射到人體后，會堆積在皮下，要經過較長的時間才能進入血液，而進入血液的胰島素又容易分解，因此，治療效果受到影響。下圖是用蛋白質工程設計速效胰島素的生產過程，請據圖回答有關問題：
1.構建新的蛋白質模型是蛋白質工程的關鍵，圖中構建新的胰島素模型的主要依據是________________________。
2.通過DNA合成形成的新基因應與___________結合后轉移到_________中才能得到準確表達。
3.若要利用大腸桿菌生產速效胰島素，需用到的生物工程有______________、_____________和發酵工程。
4.圖解中從新的胰島素模型到新的胰島素基因的基本思路是什么？____________________________________
5.下列關于蛋白質工程的說法錯誤的是____。
A.蛋白質工程能定向改造蛋白質分子的結構，使之更加符合人類需要
B.蛋白質工程是在分子水平上對蛋白質分子直接進行操作，定向改變分子的結構
C.蛋白質工程能產生自然界中不曾存在的新型蛋白質分子
D.蛋白質工程與基因工程密不可分，又稱為第二代基因工程
答案以及解析
1.答案：C
解析：富含賴氨酸的蛋白質是自然界中已有的蛋白質，基因工程可以把該蛋白質編碼基因轉入玉米細胞，并使之合成該蛋白質；更換賴氨酸合成過程中的天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶的個別氨基酸，是對自然界中已有的蛋白質進行改造，屬于蛋白質工程。
2.答案：D
解析：在N0的和β亞基之間加入一段連接肽，可獲得熱穩定的融合型腈水合酶（N1），推測N1與N0氨基酸序列的差異是影響其熱穩定性的原因之一，A正確；
蛋白質工程的作用對象是基因，即加入連接肽需要通過改造基因實現，B正確；
N1為蛋白質，蛋白質的合成需要經過轉錄和翻譯兩個過程，C正確；
為保證實驗結果的準確性，檢測N1的活性時應先將其置于高溫環境，再與底物充分混合，D錯誤。
3.答案：B
解析：將腸乳糖酶基因導入奶牛基因組，腸乳糖酶基因的表達產物是腸乳糖酶，可分解乳糖，使乳糖含量降低，①正確；人生長激素基因工程菌產生的生長激素屬于該工程菌的次生代謝物，②錯誤；蛋白質工程本質上屬于基因工程的延伸，基因工程和蛋白質工程都需要在分子水平上對基因進行操作，③正確；蛋白質工程是在深入了解蛋白質分子的結構與功能關系的基礎上進行的，它最終要達到的目的是改造現有蛋白質或制造新的蛋白質，以滿足人類的需求，④錯誤。綜上所述，B符合題意。
4.答案：B
解析：基因工程和蛋白質工程均是對基因進行操作，都是分子水平上的操作，A、C錯誤。基因工程在原則上只能生產自然界已存在的蛋白質，蛋白質工程可以合成非天然存在的蛋白質，B正確?；蚬こ淌菍⒁环N生物的基因轉移到另一種生物體內，產生它本不能產生的蛋白質，進而表現出新的性狀，但原則上只能生產自然界已存在的蛋白質；蛋白質工程是以蛋白質分子的結構規律及其與生物功能的關系作為基礎，通過改造或合成基因，來改造現有蛋白質，或制造一種新的蛋白質，蛋白質工程不完全等同于基因工程，蛋白質工程是在基因工程的基礎上，延伸出來的第二代基因工程，D錯誤。
5.答案：B
解析：蛋白質工程和基因工程的根本區別是蛋白質工程可制造出自然界沒有的蛋白質，A錯誤；可以通過對Y蛋白基因改造或人工合成獲得Y1蛋白基因，B正確；蛋白質工程操作過程中，需要酶和載體作為工具，C錯誤；細胞內合成蛋白Y1與蛋白質Y的過程中，遺傳信息的流向是相同的，D錯誤。
6.答案：CD
解析：A、自然界中的酶不能通過蛋白質工程進行改造，A錯誤； B、水蛭素療效提高的根本原因是脫氧核苷酸的排列順序發生了改變，B錯誤； C、用基因定點突變技術進行堿基的替換，則可實現水蛭素第47位氨基酸的替換，C正確； D、蛋白質工程可通過合成新基因進而制造出自然界中不存在的蛋白質，D正確。
故選：CD。
7.答案：A
解析：由題意知該技術為蛋白質工程，其關鍵是了解t—PA蛋白質分子結構，A錯誤，C正確；該技術生產改良t—PA蛋白的過程遵循堿基互補配對原則，B正確；蛋白質工程的基本途徑：從預期的蛋白質功能出發，設計預期的蛋白質結構，推測應有的氨基酸序列，找到相對應的脫氧核苷酸序列，D正確。
8.答案：D
解析：利用化學誘變劑可以讓天然熒光素酶基因發生突變，但該突變是不定向的，A錯誤；改造天然熒光素酶所用的基因表達載體必須包含啟動子和終止子，其中啟動子是驅動基因轉錄的元件，而終止子是指示轉錄終止的DNA片段，B錯誤；PCR技術不能用來檢測突變的熒光素酶基因是否翻譯成蛋白質，檢測且的基因是香翻譯成蛋白質一般采用抗原一抗體雜交技術，C錯誤；由題干信息“螢火蟲的熒光素酶能催化ATP激活的熒光素氧化發光”推測，改造后的熒光素酶在一定條件下催化人工合成的熒光素DTZ發光是將化學能轉化為光能的過程，D正確。
9.答案：B
解析：蛋白質工程和基因工程都要對基因進行操作，其操作對象相同，A錯誤；對葡萄糖異構酶的改造屬于蛋白質工程，需要以基因工程為基礎，B正確；蛋白質工程要通過基因工程實施，需要酶和載體作為工具，C錯誤；蛋白質工程由于是對基因進行改造，遺傳物質發生改變，屬于可遺傳的變異，D錯誤。
10.答案：1.蛋白質的預期功能
2.載體；大腸桿菌等受體細胞
3.蛋白質工程；基因工程
4.根據新的胰島素中的氨基酸序列，推測出其基因中的脫氧核苷酸序列，然后利用DNA合成儀合成出新的胰島素基因
5.B
解析：1.蛋白質工程的目標是根據人們對蛋白質功能的特定需求，對蛋白質結構進行分子設計，因此，圖中構建新的胰島素模型的依據是預期胰島素的功能，即速效胰島素。
2.合成的目的基因應與載體結合構建成基因表達載體后導入受體細胞中，才能得以表達。
3.利用蛋白質工程生產速效胰島素，需對原有的胰島素進行改造，根據新的胰島素中氨基酸的序列推測出其基因中的脫氧核苷酸序列，人工合成新的胰島素基因，形成目的基因，改造好的目的基因需通過基因工程來生產基因產物，在生產過程中要借助工程菌,所以還需要進行發酵，因此該過程涉及蛋白質工程、基因工程和發酵工程。
4.由新的蛋白質模型到構建新的基因，其基本設計思路是根據新的蛋白質中的氨基酸序列，推測出基因中的脫氧核苷酸序列，然后用DNA合成儀直接合成出新的基因。
5.由于基因決定蛋由質，因此,要對蛋白質的結構進行改造，最終還必須通過改造基因來完成，而不是直接對蛋白質分子進行操作。專題五 動物細胞工程
——高二生物學蘇教版（2019）選擇性必修三速練100題
1.科研人員利用核移植技術成功地克隆了高產奶牛。下列關于核移植技術的敘述錯誤的是( )
A.從卵巢中采集的卵母細胞需體外培養至MⅡ才能用于核移植
B.獲取高產奶牛的體細胞后還需進行體外培養，以獲得較多體細胞
C.用乙醇處理重構胚的目的是使其完成細胞分裂和發育進程
D.上述克隆奶牛的培育依據的原理是動物細胞具有全能性
2.人的乳腺癌包含HER2（腫瘤細胞表面表達的一種受體，可作為治療靶點）高表達、低表達等類型。2024年8月，抗體藥物偶聯物T-DXd已經獲得相關認定,被用于治療乳腺癌。在臨床試驗中，科學家發現T-DXd對HER2表達水平不同的乳腺癌均表現出非常好的療效,將疾病進展風險降低了一半。有關說法正確的是( )
A.也可以選擇細胞呼吸酶作為抗原,來制作特異性識別腫瘤細胞的單克隆抗體
B.培養雜交瘤細胞時需要加入CO2,目的是調節氣體環境，刺激細胞呼吸
C.制備單克隆抗體時利用鑒別培養基可以獲得能產生特定抗體的雜交瘤細胞
D.T-DXd對HER2表達水平不同的乳腺癌均有療效說明單克隆抗體特異性強、靈敏度高
3.科學家利用供體生物DNA中的無限增殖調控基因制備單克隆抗體過程如下。下列敘述錯誤的是( )
A.Ⅰ是經特定抗原免疫過的B淋巴細胞
B.經限制酶處理后的目的基因與載體的黏性末端相同
C.經檢測和篩選后的Ⅱ，既能無限增殖又可分泌單克隆抗體
D.此種制備單克隆抗體的方法涉及轉基因技術、核移植技術和動物細胞融合技術
4.科學家通過體外誘導小鼠成纖維細胞，獲得了一種類似胚胎干細胞的細胞，將它稱為誘導多能干細胞（簡稱iPS細胞），iPS細胞增殖分化后可形成多種組織細胞，用于多種疾病的治療，流程如圖。下列有關說法錯誤的是( )
A.在體外培養小鼠成纖維細胞和iPS細胞時，定期更換培養液可以清除細胞的代謝產物
B.選取的小鼠成纖維組織需經胃蛋白酶或膠原蛋白酶處理成單個細胞后制成細胞懸液
C.圖中神經細胞、肝臟細胞和心肌細胞中的基因與iPS細胞中的相同，蛋白質不完全相同
D.若iPS細胞取自病人，經誘導并移植回病人體內后，理論上可以避免免疫排斥反應
5.CDR移植就是將鼠源單克隆抗體(簡稱鼠源性單抗)可變區中的互補決定區(CDR)序列取代人源抗體相應CDR序列,重組構成嵌合抗體。下列敘述錯誤的是( )
A.制備鼠源性單抗時使用的滅活病毒可保證細胞膜分子排布不發生改變
B.制備鼠源性單抗過程需進行兩次篩選,第二次篩選的原理是抗原—抗體雜交
C.CDR移植中構建基因表達載體的過程需要DNA連接酶和限制酶
D.嵌合抗體既有鼠源性單抗的特異性與親和力,又能最大限度地降低免疫原性
6.胎牛血清（FBS）是天然的培養基,能夠在多種動物卵母細胞的成熟過程中提供足夠的營養物質,起到非常好的促進效果。如表所示是在胚胎培養液中添加不同濃度的FBS后對牛核移植胚胎發育的影響情況，下列敘述錯誤的是( )
組別 培養液 卵裂率/% 囊胚率/%
對照組 胚胎培養液 59.17±1.4 13.53±2.04
實驗組1 胚胎培養液+10%FBS 62.14±1.78 13.78±2.77
實驗組2 胚胎培養液+20%FBS 68.95±4.15 26.09±2.20
實驗組3 胚胎培養液+30%FBS 62.02±8.64 8.78±3.20
A.囊胚外表的滋養層細胞將來發育成胎膜、胎盤
B.上表中促進核移植胚胎發育的適宜FBS濃度約為30%
C.從卵巢采集的卵母細胞需在體外培養成熟才能參與受精
D.添加不同濃度的FBS對核移植胚胎的發育均有促進作用
7.動物細胞培養的順序是( )
①原代培養②傳代培養③胰蛋白酶處理組織，形成分散的懸浮細胞
A．③①② B．①②③ C．②①③ D．①③②
8.治療乳腺癌“HER2”的抗體—藥物偶聯物（T-DM1）被納入2023年國家醫保藥品目錄。T-DM1由曲妥珠單抗和細胞毒性藥物DM1偶聯形成。T-DM1作用機制如圖，下列有關敘述錯誤的是( )
A.連接物在內環境中要保持穩定，在細胞內能被斷開
B.T-DM1中的抗體主要發揮治療效應，殺傷靶細胞
C.經選擇性培養基篩選出來的雜交瘤細胞不能直接生產單克隆抗體
D.利用同位素標記的曲妥珠單抗在乳腺組織成像中可定位診斷腫瘤的位置
9.實驗小鼠皮膚細胞培養的基本過程如圖所示。下列敘述錯誤的是( )
A.所需培養基是按細胞所需的營養物質種類和數量嚴格配制的
B.培養細胞1是原代培養，往往會因為細胞密度過大、有害物質積累而分裂受阻
C.傳代培養時，懸浮培養的細胞直接用離心法收集，無須再用酶處理
D.體外培養的細胞既能貼壁生長又能懸浮生長，都會發生接觸抑制現象
10.研究發現,免疫抑制受體TREM2(髓系細胞觸發受體2)在腫瘤免疫逃逸過程中發揮了重要作用,TREM2抗體有望提高腫瘤治療的效果。下圖為TREM2單克隆抗體的制備流程圖,下列有關敘述正確的是( )
A.SP2/0細胞能在體外大量增殖,步驟②中融合的細胞都有此特性
B.步驟②常用的方法有PEG融合法、電融合法、滅活病毒誘導融合法等
C.通過步驟③即可獲得所需的雜交瘤細胞,步驟⑤⑥是克隆化培養過程
D.制備的TREM2單克隆抗體特異性強,能精準殺死免疫逃逸的腫瘤細胞
11.現代社會壓力使人們的作息很難嚴格遵循體內的生物鐘。頻繁的加班、熬夜等導致人的生物鐘紊亂，最終出現失眠、日間過度嗜睡等問題。通過實驗，我國科研團隊成功獲得了5只BMAL1基因（與生物節律有關）敲除的克隆猴，極大地推動了生物鐘紊亂相關問題的研究。培育克隆猴的步驟如圖所示，回答下列問題：
(1)哺乳動物利用胚胎細胞核移植較體細胞核移植更易成功,原因是____。
(2)對卵母細胞去核所采用的普遍方法是____,克隆猴的性狀與____ (填“A”或“B”)猴的性狀相似度最高,與母體相比,克隆猴體細胞染色體數目____ (填“加倍”、“不變”或“減半”)。
(3)在體細胞的細胞核移植到受體卵母細胞中前,必須先去掉受體卵母細胞的細胞核,原因是____。
(4)為了研究這5只BMAL1基因敲除的克隆猴是否存在晝夜節律紊亂問題,科學家進行相關實驗,如表所示。
組別 實驗個體
對照組
實驗組 5只BMAL1基因敲除的克隆猴
①表中對照組的實驗個體是____。
②結果顯示,與對照組相比,實驗組猴的神經內分泌激素褪黑素分泌減少;與睡眠剝奪、抑郁癥以及衰老等相關的基因表達增強;不再按照24小時的周期活動,在夜間活動明顯增多,這說明了____。
答案以及解析
1.答案：D
解析：從卵巢中采集的卵母細胞需體外培養至MⅡ期才能用于核移植,A正確;為保證實驗成功,獲取高產奶牛的體細胞后還需進行體外培養,以獲得較多的體細胞進行實驗,B正確;用乙醇處理重構胚的目的是使其完成細胞分裂和發育進程,C正確；題述培育克隆奶牛依據的原理是動物細胞核具有全能性,D錯誤。
2.答案：D
解析：細胞呼吸酶是所有活細胞都具有的酶,不是腫瘤細胞特有的標志物,且細胞呼吸酶是胞內蛋白,因此,不可以選擇細胞呼吸酶作為抗原,來制作特異性識別腫瘤細胞的單克隆抗體,A錯誤;在細胞培養中,加入CO2的主要目的是維持培養液的H,B錯誤；制備單克隆抗體時利用選擇培養基可以篩選得到雜交瘤細胞,通過克隆化培養和抗體檢測可以獲得能產生特定抗體的雜交瘤細胞,C錯誤;T-DXd對HDR2表達水平不同的乳腺癌均有療效說明單克隆抗體特異性強、靈敏度高,D正確。
3.答案：D
解析：Ⅰ代表受體細胞，要具有分泌抗體的能力，則為已免疫的B淋巴細胞，A正確；在同一種限制性內切酶作用下，使無限增殖調控基因與質粒具有相同的黏性末端，B正確；Ⅱ是含有無限增殖調控基因的效應B細胞，既有無限增殖的能力，又能分泌特異性抗體，C正確；該過程涉及基因工程和動物細胞培養，但是沒有動物細胞融合技術，D錯誤。
4.答案：B
解析：在體外培養動物細胞時，需要定期更換培養液，以防止細胞代謝產物積累對細胞自身造成危害，A正確；選取的小鼠成纖維組織需用膠原蛋白酶或胰蛋白酶處理成單個細胞后制成細胞懸液，B錯誤；圖中神經細胞、肝臟細胞和心肌細胞都是由iPS細胞分化而來的，因此圖中神經細胞、肝臟細胞和心肌細胞中的基因與iPS細胞中的相同，神經細胞、肝臟細胞、心肌細胞的形態結構和功能與iPS細胞的不同，這是基因選擇性表達的結果，表達的基因有相同基因，如ATP合成酶基因，還有在各自細胞中特定表達的基因，因此神經細胞、肝臟細胞和心肌細胞中的蛋白質與iPS細胞中的不完全相同，C正確；取自病人的iPS細胞經誘導并移植回病人體內后，一般不會引起免疫排斥反應，D正確。
5.答案：A
解析：制備鼠源性單抗時使用的滅活病毒可使細胞膜分子排布發生改變,進而促進細胞融合,A錯誤;制備鼠源性單抗過程需進行兩次篩選,第一次篩選的原理是利用特定的選擇培養基篩選出雜交瘤細胞,第二次篩選的原理是抗原—抗體雜交,獲得足夠數量的能分泌所需抗體的細胞,B正確；CDR移植中構建基因表達載體的過程需要DNA連接酶和限制酶,其中限制酶可以識別特定的核苷酸序列,并在特定部位切割開,DNA連接酶可以將兩個DNA片段連接起來,C正確；嵌合抗體既有鼠源性單抗的特異性與親和力,又能最大限度地降低免疫原性,減弱免疫排斥,降低單抗的副作用,D正確。
6.答案：BD
解析：囊胚外表的滋養層細胞將來發育成胎膜和胎盤,A正確；根據表中數據可知,隨著胚胎培養液中添加的FBS濃度的增加,卵裂率和囊胚率均呈先上升后下降的趨勢,并且FBS濃度升高到一定程度會抑制胚胎發育成囊胚,因此促進核移植胚胎發育的適宜FBS濃度約為20%,B錯誤;由于從卵巢采集的卵母細胞未成熟,不具備受精能力,因此需在體外培養成熟才能參與受精,C正確；表格中數據顯示,30%FBS會抑制胚胎發育成囊胚,D錯誤。
7.答案：A
解析：動物細胞培養的順序為：③將組織塊分散成單個細胞，用培養液制成細胞懸液→①原代培養→②傳代培養。
故選A。
8.答案：B
解析：結合圖示可知,連接物在內環境中要保持穩定,在細胞內能被斷開,A正確；T-DM1由曲妥珠單抗與細胞毒性藥物DM1偶聯形成,曲妥珠單抗可以與細胞膜表面的HER2+特異性結合,將DM1準確帶至乳腺癌細胞,細胞毒性藥物才能殺傷靶細胞,其中的抗體只是起定位的作用,B錯誤；經選擇性培養基篩選出來的雜交瘤細胞有多種,不能直接生產單克隆抗體,還需要經過克隆化培養和抗體檢測,才能用于生產單克隆抗體,C正確；曲妥珠單抗可以與HER2+特異性結合,因此可以利用同位素標記的曲妥珠單抗定位診斷腫瘤的位置,D正確。
9.答案：D
解析：A、在配制動物細胞培養液時，除了需要添加一定的營養物質（如糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等）外，往往還需加入動物的血清和血漿等天然成分，同時所需培養基一般是按細胞所需的營養物質種類和量嚴格配制的，A正確；B、培養細胞1是原代培養，該過程是獲得組織細胞中進行的初次培養，往往會因為細胞密度過大、有害物質積累等分裂受阻，B正確；C、傳代培養時，懸浮培養的細胞沒有體現貼壁生長的現象，因而可以直接用離心法收集，無須再用酶處理，C正確；D、體外培養的細胞既能貼壁生長又能懸浮生長，前者會發生接觸抑制現象，后者不會，D錯誤。故選D。
10.答案：B
解析：從圖示可以看出SP2/0細胞是小鼠骨髓瘤細胞,具有在體外大量增殖的能力,步驟②中形成的兩個B淋巴細胞融合而來的細胞沒有大量增殖的特性,A項錯誤;步驟②是動物細胞融合過程,常用的技術有PEG融合法、電融合法、滅活病毒誘導融合法等,B項正確;步驟③是“第一次篩選”,得到的是多種類型的雜交瘤細胞,步驟④進行“第二次篩選”,得到能產生TREM2單克隆抗體的雜交瘤細胞,步驟⑤⑥是將雜交瘤細胞注入小鼠腹腔或者體外進行克隆化培養,C項錯誤;TREM2單克隆抗體具有強特異性,能與TREM2特異性結合,削弱腫瘤細胞的免疫逃逸能力,但不能直接殺死腫瘤細胞,D項錯誤。
11.答案：(1)動物胚胎細胞分化程度低,表現全能性相對容易
(2)顯微操作法;B;不變
(3)使克隆后代的核遺傳物質全部來自有重要利用價值的動物提供的體細胞
(4)①5只(與克隆猴生理狀態相同的)未敲除BMALl基因的猴個體
②克隆猴的生物鐘紊亂可能與BMAL1基因有關
解析：(1)與動物體細胞相比,動物胚胎細胞分化程度低,表現全能性相對容易。
(2)圖中克隆猴的細胞核來自B猴,細胞質來自A猴,因此克隆猴的性狀與B猴的性狀相似度最高,其染色體數目與母體相同。
(3)在體細胞的細胞核移植到受體卵母細胞中前，必須先去掉受體卵母細胞的細胞核使克隆后代的核遺傳物質全部來自有重要利用價值的動物提供的體細胞。
(4)從表中可知,對照組應該選擇數量相同(5只)的BMAL1基因未敲除的猴個體。實驗結果顯示,敲除BMAL1基因的克隆猴個體的生物鐘紊亂,說明克隆猴的生物鐘紊亂可能與BMAL1基因有關。專題二 傳統發酵技術和產品
——高二生物學蘇教版（2019）選擇性必修三速練100題
1.下圖為某同學設計的釀制蘋果醋的基本流程圖和發酵裝置示意圖。相關敘述錯誤的是( )
A.①過程要先清洗再切塊以減少雜菌的污染
B.②過程加入果膠酶可以提高蘋果的出汁率
C.③過程發酵所用的醋酸菌無具膜結構的細胞器
D.④過程需要將圖2發酵裝置中的充氣口開關打開
2.（多選）某醋廠和啤酒廠的工藝流程如圖所示。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌；醋醅含有醋酸菌；糖化即淀粉水解過程。下列相關敘述正確的有( )
A.糯米“蒸熟”與大米“蒸煮”的目的是利于糖化和滅菌
B.發酵原理是利用真菌的無氧呼吸與細菌的有氧呼吸
C.醋酸發酵過程中經常翻動發酵物，可控制發酵溫度和改善通氣狀況
D.啤酒釀造流程中適當增加溶解氧可縮短發酵時間
3.泡菜是我國的傳統美食，早在《詩經》中就有“中田有廬，疆場有瓜，是剝是菹，獻之皇祖”的詩句，其中“廬”和“瓜”是蔬菜，“剝”和“菹”是腌制加工的意思。關于泡菜，下列敘述錯誤的是( )
A.發酵后期，乳酸產生過多，會使乳酸菌受到抑制
B.用熱水短時間處理“廬”、“瓜”，可使泡菜口感更脆
C.若從泡菜汁中篩選耐鹽乳酸菌，培養基pH需偏堿性
D.泡菜壇邊水槽中應隨時加滿水，以防止外界空氣進入
4.古徽州有許多美食深受人們喜愛，如徽州毛豆腐、靈山酒釀、臭鱖魚、徽州臭豆腐等。制作臭豆腐時需要將豆腐浸入含有乳酸菌和芽孢桿菌等微生物的鹵汁中發酵，相關敘述正確的是( )
A.鹵汁中的乳酸菌和芽孢桿菌相互獨立，沒有種間關系
B.制作臭豆腐時，豆腐相當于微生物生長的培養基
C.微生物產生并分泌出單細胞蛋白，可以提取出來用作動物飼料
D.乳酸菌發酵產生了乳酸和二氧化碳，需定期排氣
5.（多選）醬豆是人們利用大豆制作的一道地方美食。具體做法：大豆煮熟→霉菌發酵→加入蔬菜→加鹽、加調味酒、加香辛料→乳酸發酵。下列敘述錯誤的是( )
A.霉菌產生的多種蛋白酶可以將蛋白質和脂肪分解成易吸收的小分子物質
B.霉菌發酵過程中，濕潤的環境不利于霉菌的生長與繁殖
C.制作醬豆的整個過程應在環境溫暖、氧氣充足的條件下進行
D.醬豆中有機物的種類增加，含量減少，營養價值增加
6.制作泡菜的過程實際上是應用了乳酸菌的呼吸作用原理。將原料放入泡菜壇后應當怎樣處理才能得到可口的泡菜( )
A.馬上密封，保持溫度30～40℃
B.一直通風，保持溫度30～40℃
C.先通風后密封，保持溫度30～40℃
D.馬上密封，保持溫度60℃以上
7.某興趣小組在泡菜腌制過程中檢測了乳酸菌數量和亞硝酸鹽含量隨時間的變化情況，結果如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A.制作泡菜需要將鹽水煮沸后冷卻待用
B.蔬菜需要清洗晾干后再置入壇中
C.亞硝酸鹽的含量變化與壇中的pH變化有關
D.第3天取0.1mL乳酸菌菌液涂布三個平板的平均菌落數為70，則樣品稀釋了107倍
8.下圖為釀制葡萄酒的兩個簡易裝置。下列說法錯誤的是( )
A.果酒的制作離不開酵母菌，酵母菌在有氧和無氧條件下都能生存，所以它屬于兼性厭氧微生物
B.制作果酒時，一般將溫度控制在18～30℃
C.與乙裝置相比，甲裝置的優點是既能及時吸收（發酵產生的）CO2，又能減少被雜菌污染的機會
D.葡萄汁裝入發酵瓶時，要留有大約1/2的空間，既能為酵母菌大量繁殖提供適量的O2，又能防止發酵旺盛時汁液溢出
9.有關泡菜中亞硝酸鹽含量的研究表明，亞硝酸鹽的含量高低和亞硝酸鹽含量峰值時間的早晚與食鹽的濃度有關（見下圖），下列有關敘述不正確的是( )
A.食鹽的濃度越高，亞硝酸鹽生成快，亞硝酸鹽含量峰值出現得早
B.在制作泡菜的過程中，有機物的干重減少，種類增加
C.制作泡菜“咸而不酸”的原因可能與食鹽濃度過高，溫度過低導致不能正常發酵有關
D.所用的食鹽水經煮沸后可除去水中的氧氣并殺滅雜菌
10.如圖表示果酒和果醋生產過程中的物質變化情況，相關敘述正確的是( )
A.果醋發酵階段，進行④過程時發酵液中糖類充足
B.制作果酒的主要發酵菌進行①②的場所相同
C.過程③⑤需要氧氣，而過程①②④不需要氧氣
D.進行果醋發酵的微生物，細胞內基因主要位于染色體上
11.豆瓣醬是以脫殼的蠶豆為主要原料，經制曲發酵，加鹽腌制而成的調味醬。豆瓣醬的生產主要利用蛋白酶等酶系，其中主要為米曲霉產生的中性蛋白酶。某實驗小組欲改進豆瓣醬的發酵模式，需對各發酵模式相關指標進行測定，結果如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：
注：濕度30→50℃指先低溫后高溫的發酵模式，溫度50→30℃指傳統的先高溫后低溫的發酵模式，溫度35℃指恒溫模式。氨基酸態氮是指以氨基酸形式存在的氮元素的含量。一般氨基酸態低舍量越多，產品的味道就越鮮美可口。
（1）我國豆瓣醬生產普遍采用傳統的自然制曲和發酵工藝。一般采用自然發酵曬露來促進醬醪的成熟。同時為保證曬醬過程中醬坯不發生變質，常加入大量的食鹽，這樣會使醬坯的發酵周期______。發酵過程中微生物的作用是______。
（2）酶活力可通過在一定溫度和pH條件下，1min內干酪素被水解產生lμg酪氨酸所需的______來進行計算。圖甲中三種溫度模式發酵，中性蛋白酶活力都下降，最后都為0，這與培養體系中______等因素有關。
（3）結合圖甲可知，傳統發酵忽略了酶______。發酵的后期，酯化反應等的進行，消耗氨基酸，使氨基酸態氮的含量下降。圖乙中，在溫度50→30℃的模式下進行發酵，氨基酸態氮起始時也一直處于一個較低的水平，結合圖甲分析其原因可能是______。
（4）比較三種溫度模式，______模式最有利于豆瓣醬的生產。
答案以及解析
1.答案：C
解析：A、過程②如果先切塊，則內部組織容易被雜菌污染，所以應先清洗后切塊，A正確；
B、由于細胞壁的成分主要是纖維素和果膠，所以為了使②過程得到更多的蘋果汁，可以在過程②過濾之前用纖維素酶和果膠酶處理蘋果泥，B正確；
C、③過程發酵所用的是酵母菌，屬于真核生物，其細胞中具有多種細胞器，含有具膜結構的細胞器，如內質網、線粒體等，C錯誤；
D、④過程為果醋發酵，是有氧發酵，需要打開發酵裝置的充氣口，D正確。
故選C。
2.答案：ACD
解析：A、糯米“蒸熟”與大米“蒸煮”的目的均有利于滅菌和糖化過程，A正確；B、圖中制酒用到了酒曲，酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌，霉菌屬于真菌，其為需氧型，該過程霉菌產生的淀粉酶有利于將糯米中的淀粉分解，其中的乳酸菌進行的是無氧呼吸，酵母菌主要進行無氧呼吸過程完成釀酒的過程，醋酸發酵過程中主要利用了醋酸桿菌的有氧呼吸進行醋酸發酵，B錯誤；C、醋酸發酵過程中利用了醋酸菌的有氧呼吸，在發酵過程中經常翻動發酵物，有利于散熱，可控制發酵溫度和改善通氣狀況，C正確；D、啤酒釀造流程中利用的原理是酵母菌的無氧呼吸產生酒精的過程，若適當增加溶解氧有利于酵母菌有氧呼吸產生更多的能量滿足酵母菌自身增殖的需要，因而可縮短發酵時間，D正確。故選ACD。
3.答案：C
解析：發酵后期，乳酸產生過多，pH降低，會使乳酸菌的繁殖受到抑制，A正確；用熱水短時間處理“廬”、“瓜”，高溫可破壞微生物產生果膠酶，保證植物細胞壁的結構，可使泡菜口感更脆，B正確；乳酸菌需要在pH偏酸的條件下培養，培養基不宜用偏堿性，C錯誤；乳酸菌為厭氧菌，泡菜壇邊水槽中應隨時加滿水，以防止外界空氣進入，保證無氧環境，D正確。
4.答案：B
解析：A、乳酸菌和芽孢桿菌生活在同一環境下會競爭營養物質和空間等，故鹵汁中的乳酸菌和芽孢桿菌存在競爭關系，A錯誤；B、制作臭豆腐時，豆腐相當于微生物生長的培養基，能夠給微生物提供其生長所需的營養，B正確；C、單細胞蛋白是微生物菌體，不是由微生物分泌的，C錯誤；D、乳酸菌發酵產物是乳酸，不會產生二氧化碳，D錯誤。故選B。
5.答案：ABC
解析：A、酶具有專一性，蛋白酶只能水解蛋白質，脂肪酶才能水解脂肪，A錯誤；B、霉菌發酵過程中，保持濕潤有利于霉菌的生長與繁殖，B錯誤；C、霉菌為需氧菌，但乳酸菌為厭氧菌，乳酸發酵應在無氧條件下進行，C錯誤；D、在微生物的作用下，大豆所含的蛋白質、脂肪等大分子物質被分解形成易于吸收的小分子物質，同時微生物的呼吸要消耗大豆中的營養物質，并形成多種中間產物，所以醬豆中有機物的種類增加，含量減少，營養價值增加，D正確。故選ABC。
6.答案：A
解析：乳酸菌是厭氧型生物，其發酵需要缺氧環境，因此菜壇要密封；乳酸菌生長的最適溫度為30～40℃，因此，制作泡菜時應該保持溫度30℃～40℃。綜上所述，A正確，BCD錯誤。故選A。
7.答案：D
解析：制作泡菜需要對鹽水進行煮沸以滅菌，然后冷卻處理防止殺死蔬菜表面天然的乳酸菌，A說法正確；蔬菜需要清洗晾干后再置入壇中，防止雜菌進入， B說法正確；乳酸菌分泌的乳酸會改變壇中的pH，酸性過強會抑制亞硝酸鹽的產生，因此亞硝酸鹽的含量變化與壇中的pH變化有關，C說法正確；據題圖分析，第3天的乳酸菌數目約為7×108個·mL-1，取0.1mL菌液涂布三個平板的平均菌落數為70，根據公式：待測菌種的數量=平均菌落數÷取菌液體積×稀釋倍數（M），可以得出70÷0.1×M=7×108，則樣品稀釋的倍數為M=106，D說法錯誤。
8.答案：D
解析：A、果酒的制作利用的微生物是酵母菌。酵母菌在無氧條件下可以產生酒精和二氧化碳，在有氧條件下可以產生二氧化碳和水，并大量增殖，因此酵母菌屬于兼性厭氧型微生物，A正確；B、果酒發酵需要適宜的溫度，制作果酒時，需要將溫度嚴格控制在18~30℃范圍內，B正確；C、甲裝置通過一根管與一個盛有氫氧化鈉的具塞試管相接，用于吸收二氧化碳。與乙裝置相比，甲裝置的優點是既能及時吸收發酵產生的和原有的二氧化碳，由于相比乙裝置而言與空氣接觸的機率更小，又可以減少被雜菌污染的機會，C正確；D、葡萄汁裝入發酵瓶時，要留有大約1/3的空間，這既為酵母菌大量繁殖提供適量的氧氣，又防止發酵旺盛時汁液溢出，此外還有效地利用了空間，D錯誤。故選D。
9.答案：A
解析：前五天微生物會將原料中的硝酸鹽還原形成亞硝酸鹽,因此在發酵初期亞硝酸鹽生成較快,A錯誤。
10.答案：B
解析：A、識圖分析可知，過程④是醋酸菌在缺少糖源時，將酒精變成乙醛，再將乙醛變成醋酸，過程⑤是醋酸菌在氧氣、糖源充足時，將葡萄糖轉變成醋酸，A錯誤；B、識圖分析，圖中①②過程為酒精發酵，過程①為細胞呼吸的第一階段，發生在細胞質基質中，過程②為無氧呼吸的第二階段，也發生在細胞質基質中，B正確；C、識圖分析，過程③為有氧呼吸的第二、三階段，其中第三階段需要氧氣的參與，圖中④⑤均為醋酸發酵，醋酸菌為好氧性細菌，因此④⑤均需要氧氣的參與，圖中①②過程為酒精發酵，不需要氧氣的參與，C錯誤；D、進行果醋發酵的微生物為醋酸菌，醋酸菌屬于原核生物，細胞內無染色體存在，D錯誤。故選B。
11.答案：（1）變長；產生中性蛋白酶，可把原料中的蛋白質分解成小分子肽及氨基酸
（2）酶量；食鹽濃度及蛋白酶的熱穩定性
（3）在此發酵模式下的耐熱性；豆瓣醬生產中起主要作用的中性蛋白酶在50℃下耐熱性差，很快失去活性，蛋白質分解為氨基酸不夠充分
（4）先低溫后高溫（或30→50℃）
解析：（1）為保證曬醬過程中醬坯不發生變質，常加入大量的食鹽，食鹽可抑制微生物的生長繁殖，從而使醬坯的發酵周期變長。發酵過程中微生物產生的中性蛋白酶可把原料中的蛋白質分解成小分子肽及氨基酸。
（2）酶活力可通過在一定溫度和pH條件下，用1min內干酪素被相應的酶水解產生1μg酪氨酸所需的酶量來進行計算。圖甲中有三種發酵溫度模式，最終隨著發酵時間的延長，中性蛋白酶活力都下降，最后都為0，這與培養體系中食鹽濃度及蛋白酶的熱穩定性等因素有關。食鹽濃度會影響中性蛋白酶的酶活性，同時，長時間高溫處理也會使蛋白酶的熱穩定性受影響。
（3）圖甲中，隨著發酵時間的延長，酶活力下降，溫度50→30℃發酵模式下降最快，由此說明，傳統發酵忽略了酶在此溫度下的耐熱性。發酵的后期，酯化反應等的進行消耗氨基酸，使氨基酸態氮的含量下降，而圖乙中，在溫度50→30℃的發酵模式下，從起始時，氨基酸態氮就一直處于一個較低的水平，可能是豆瓣醬生產中起主要作用的中性蛋白酶在50℃下耐熱性差，很快失去活性，蛋白質分解為氨基酸不夠充分，使得氨基酸態氮的含量處于低水平。
（4）比較三種溫度模式，在先低溫后高溫的模式下的氨基酸態氮含量最高，因此，此模式最有利于豆瓣醬的生產。專題四 植物細胞工程
——高二生物學蘇教版（2019）選擇性必修三速練100題
1.如圖為胡蘿卜的離體組織在一定條件下培育形成試管苗的過程示意圖。有關敘述錯誤的是( )
A.①過程發生細胞的增殖和分化 B.愈傷組織是分生狀態的細胞
C.①②過程所用培養基的激素比值不同 D.此過程獲得的試管苗可能是雜合體
2.下列有關植物組織培養的敘述錯誤的是( )
A.植物體內結構完整的活細胞和分裂能力強、分化程度低部位的細胞理論上都可以作為外植體
B.利用經酒精和次氯酸鈉消過毒的莖尖進行植物組織培養可以增強植物體對病毒的抵抗能力
C.培養基中要加入植物激素，植物激素的濃度、用量比例都會影響實驗結果
D.在植物組織培養過程中，細胞容易受到培養條件中誘變因素的影響而產生突變維
3.紫杉醇具有良好抗癌作用。科研人員用植物外植體獲得愈傷組織,然后在液體培養基中進行細胞懸浮培養,以獲得更多紫杉醇。下列敘述錯誤的是( )
A.誘導愈傷組織需要考慮外植體的取材部位、培養基組成和激素種類等
B.由愈傷組織得到懸浮細胞可以使用纖維素酶和果膠酶進行處理
C.使用液體培養基并振蕩有利于細胞獲取氧氣和營養物質,促進細胞生長
D.利用植物細胞培養技術獲得初生代謝產物紫杉醇能避免大量破壞野生紅豆杉種群
4.束頂病毒能夠引起香蕉的嚴重病害，科研人員用感病植株的莖尖作為外植體進行培養獲得脫毒苗，實驗結果如圖所示。下列有關敘述正確的是( )
A. 感病植株的莖尖需經滅菌處理后才能用于脫毒苗的培育
B. 培養過程中培養基常添加生長激素、細胞分裂素等激素
C. 超低溫保存感病植株莖尖可提高其脫毒率，降低成活率
D. 莖尖脫分化形成的愈傷組織是一團呈正方形的薄壁細胞
5.某研究小組為培育高產耐鹽堿再生植株，利用甲植物細胞（細胞核基因具有耐鹽堿效應）和乙植物細胞（細胞質基因具有高產效應）進行體細胞雜交，在原生質體融合前，對原生質體進行處理，分別使甲原生質體和乙原生質體的細胞質和細胞核失活，融合的原生質體分散固定在平板中，獨立生長、分裂形成愈傷組織。下列各項中能說明這些愈傷組織只能來自雜種細胞的理由是( )
①甲、乙原生質體經處理后失活，無法正常生長、分裂
②同種融合的原生質體因甲或乙原生質體失活而不能生長、分裂
③培養基含有抑制物質，只有雜種細胞才能正常生長、分裂
④雜種細胞由于結構和功能完整可以生長、分裂
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
6.植物組織培養技術通過與常規育種、轉基因技術等相結合，應用于植物生產的多個領域。在下列技術中，不涉及植物組織培養技術的是( )
A.利用花藥離體培養得到單倍體植株
B.利用基因工程培育抗棉鈴蟲的棉花植株
C.利用細胞工程培育“番茄—馬鈴薯”雜種植株
D.用秋水仙素處理植物幼苗，得到多倍體植株
7.青枯病是一種嚴重危害馬鈴薯的病害，茄子對青枯病具有一定抗性。研究者通過植物體細胞雜交技術培育抗青枯病的馬鈴薯新品種，在獲得的90個雜種植株中，有6個具有明顯的青枯病抗性。下列相關敘述錯誤的是( )
A.可以通過電融合法、高Ca2+—高pH融合法等誘導馬鈴薯與茄子的原生質體融合
B.雜種細胞中來自茄子的染色體隨機丟失可以用來解釋并非所有雜種植株均抗青枯病
C.植物體細胞雜交技術依賴細胞膜的流動性,沒有體現細胞的全能性
D.茄子和馬鈴薯之間存在生殖隔離，不能采用雜交育種的方法來培育抗青枯病馬鈴薯
8.甘草是中醫使用最多的藥材之一，其提取物中的黃酮具有抗衰老、抗炎等作用。如圖表示利用懸浮培養生產甘草黃酮的過程。下列敘述正確的是( )
A.可用次氯酸鈉和酒精對種子進行滅菌
B.圖中添加果膠酶的主要目的是獲得原生質體
C.對細胞懸液進行人工誘變，其變異率常高于對器官或個體進行誘變
D.圖示過程能體現植物細胞的全能性
9.科學家利用馬鈴薯和西紅柿葉片分離原生質體并進行細胞雜交，最終獲得了雜種植株，相關過程如下圖所示。有關分析正確的是( )
A.上述過程中包含了有絲分裂、細胞分化和減數分裂等過程
B.可根據是否發生質壁分離現象鑒別雜種細胞的細胞壁是否再生
C.過程①應將葉片上表皮向上，置于含纖維素酶和果膠酶的低滲溶液中
D.⑤進行脫分化和再分化過程，雜種植株一定具有馬鈴薯和西紅柿的優良性狀
10.同源四倍體的紫花苜蓿被譽為“牧草之王”，但易造成家畜鼓脹??；二倍體的百脈根因富含縮合單寧，飼喂時可防止家畜鼓脹病的發生。研究人員設計了下列技術路線，以期獲得抗鼓脹病的新型苜蓿。
（注：R-6G可阻止線粒體的呼吸作用，IOA可抑制植物細胞呼吸第一階段，二者有效抑制不同植物細胞正常代謝的臨界濃度不同）
（1）培育抗鼓脹病的新型苜蓿依據的生物學原理有____________。培養原生質體時，需要加入適宜濃度的甘露醇以保持一定的滲透壓，其作用是____________。
（2）在實驗前需通過預實驗來探究R-6G或IOA使原生質體失去再生愈傷組織能力的臨界濃度，設計思路是____________。
（3）步驟②到步驟③需要更換新的培養基，原因之一是培養基中____________是影響植物細胞分裂、脫分化和再分化的關鍵因素。
（4）科研人員研究了不同濃度的聚乙二醇（PEG）對紫花苜蓿和百脈根原生質體融合率的影響，實驗結果如下圖。異源融合率是指不同種的原生質體發生融合的概率，已知PEG濃度較高時對細胞具有毒害作用。
①誘導原生質體融合的方法除了使用聚乙二醇外，還可以利用的化學方法是____________。
②實驗結果表明誘導苜蓿與百脈根原生質體融合的最佳PEG濃度為____________，理由是____________。
11.華山參具有祛痰、止咳、平喘的功效，其主要化學成分有生物堿類，香豆素類,氨基酸、多糖類等，臨床應用較廣。由于對野生華山參的濫采濫挖造成其資源蘊藏量逐年下降,野生華山參已被列為國家二級保護植物?？蒲腥藛T利用植物組織培養技術建立華山參植株再生體系（如圖）。
（1）實驗中使用的培養基和所有的器械都要進行_____，接種操作必須在_____旁進行。
（2）A到B的過程為____,B到C的過程為____。B→C與C→D的發育方向不同，是因為這兩個過程中生長素和細胞分裂素的_____不同。
（3）分別單獨使用不同濃度的NAA、6-BA對華山參無菌苗進行不定芽誘導，每組接種數量均為30個，結果如下：
NAA濃度（mg/L） 誘導成芽數量（個） 6-BA濃度（mg/L） 誘導成芽數量（個）
0 24 0 18
0.1 18 0.5 216
0.5 12 1 279
1 21 2 84
根據結果分析,6-BA對華山參不定芽誘導的效果是_____，在生產實踐中,還需考慮試劑施用的_____（答出1點）等。
（4）煉苗是讓組培苗從一個嚴格無菌，溫度、濕度相對恒定的環境逐步適應外界環境的一個過程,本研究中還探究了全開蓋和半開蓋兩種開蓋方式對煉苗的影響，實驗結果發現與全開蓋方式相比，半開蓋方式更有利于組培苗適應外界環境，請推測可能的原因是____________________（答出1點）。
（5）若只考慮某些代謝物，可以通過植物細胞培養獲得，植物細胞培養是指______，其優點有______（答出1點）等。
答案以及解析
1.答案：A
解析：A、①為脫分化過程，此過程有細胞的脫分化過程即細胞由分化狀態變為未分化狀態，①過程只發生細胞的增殖，不發生細胞的分化，A錯誤；B、愈傷組織有很強的分裂增生能力，是分生狀態的細胞，B正確；C、①為脫分化過程，②為再分化過程，這兩個過程所用培養基的激素種類相同，但比值不同，C正確；D、此過程獲得的試管苗的基因型與親本相同，若親本為雜合子，則試管苗也為雜合子，因此此過程獲得的試管苗可能是雜合子，D正確。故選A。
2.答案：B
解析：植物體內結構完整的活細胞和分裂能力強、分化程度低的細胞均含有本物種全套遺傳信息,可以表達植物細胞的全能性,理論上都可以作為外植體,A正確。植物的莖尖病毒極少,甚至無病毒,利用經過酒精和次氯酸鈉消過毒的莖尖進行植物組織培養可以獲得脫毒苗,但并不能增強植物體對病毒的抵抗能力,B錯誤。植物組織培養的培養基中一般要加入植物激素；生長素和細胞分裂素。生長素與細胞分裂素濃度比值低的,有利于芽的分化;反之,則有利于根的形成。而當兩種激素濃度相當時,會促進愈傷組織的生長,C正確。在植物組織培養過程中,細胞分裂旺盛,細胞分裂間期進行DNA復制時,易受到培養條件中誘變因素的影響而產生突變,D正確。
3.答案：D
解析：A、誘導愈傷組織需要考慮外植體的取材部位、培養基組成和激素種類等,A正確;B、由愈傷組織得到懸浮細胞可以使用纖維素酶和果膠酶進行處理,去除細胞壁,B正確;C、使用液體培養基并振蕩可增大培養基溶氧量,使細胞與培養基充分接觸,有利于細胞獲取氧氣和營養物質,促進細胞生長,C正確;D、紫杉醇屬于次生代謝產物,D錯誤。故選D。
4.答案：C
解析：A、滅菌會將植株的莖尖殺死，所以需要對感病植株的莖尖消毒處理，A錯誤；
B、培養過程中加入生長素和細胞分裂素，B錯誤；
C、從圖中可以看出，經過超低溫處理后，感病植株的脫毒率增加，但成活率由93.75%下降至55%，C正確；
D、愈傷組織是無定形狀態，D錯誤。
故選C。
5.答案：B
解析：①未融合的原生質體因為細胞質或細胞核的失活，無法正常生長、分裂，因此甲、乙原生質體經處理后失活，無法正常生長、分裂能說明這些愈傷組織只能來自雜種細胞，①正確；
②同種融合的原生質體也因為甲原生質體細胞質或乙原生質體細胞核失活而不能生長、分裂，因此同種融合的原生質體因甲或乙原生質體失活而不能生長、分裂能說明這些愈傷組織只能來自雜種細胞，②正確；
③培養基不含有抑制物質，③錯誤；
④只有雜種細胞才具備活性的細胞質和細胞核，具備完整的結構和功能，可以生長、分裂，因此雜種細胞由于結構和功能完整可以生長、分裂能說明這些愈傷組織只能來自雜種細胞，④正確。
綜上所述，①②④正確。
故選B。
6.答案：D
解析：秋水仙素處理幼苗的過程未涉及植物組織培養,植物組織培養的對象是離體的植物細胞、組織或器官。
7.答案：C
解析：促進植物原生質體融合的方法有電融合法、高Ca2+—高pH融合法等，A正確；茄子對青枯病具有一定抗性，說明其細胞內含有抗該病的基因，但在獲得的90個雜種植株中，只有6個具有明顯的青枯病抗性，說明可能雜種細胞中來自茄子的染色體隨機丟失，導致并非所有雜種植株均抗青枯病，B正確；植物體細胞雜交首先要使原生質體融合形成雜種細胞，其次要利用植物組織培養技術把雜種細胞培育成雜種植株，原生質體融合的原理是細胞膜具有一定的流動性，植物組織培養的原理是植物細胞具有全能性，C錯誤；茄子和馬鈴薯屬于不同的物種，兩者之間存在生殖隔離，不采用雜交育種的方法培育抗青枯病馬鈴薯，D正確。
8.答案：C
解析：A、可用次氯酸鈉和酒精對種子進行消毒，A錯誤；B、圖示過程中添加果膠酶的主要目的瓦解植物的胞間層，更快獲得細胞懸液，B錯誤；C、愈傷組織細胞分裂旺盛，更易發生突變，C正確；D、題圖所示過程并未從已分化的植物細胞獲得完整植株，不能體現植物細胞的全能性，D錯誤。故選C。
9.答案：B
解析：A、該過程不涉及有性生殖，因此不包括減數分裂，A錯誤；B、融合后的雜種細胞再生出新的細胞壁是原生質體融合完成的標志，故可利用質壁分離現象鑒定細胞壁是否再生，B正確；C、應將葉片下表皮的一面朝下（能與溶液接觸），原生質體沒有細胞壁，為避免原生質體吸水漲破，將葉片置于等滲或略高滲溶液中，C錯誤；D、由于基因的選擇性表達，獲得的雜種植株不一定能夠表現親本的優良性狀，如番茄-馬鈴薯雜種植物，地上沒有接番茄，地下也沒有長馬鈴薯，D錯誤。故選B。
10.答案：（1）細胞膜的流動性和植物細胞的全能性；保持原生質體的完整性
（2）將獲取的原生質體分別放置在不同濃度的R-6G或IOA溶液中，培養一段時間后，觀察原生質體再生情況
（3）細胞分裂素和生長素的濃度和比例
（4）高Ca2+—高pH融合；35%；該濃度下異源融合率最高，同時PEG濃度相對較低對細胞的毒害作用較小
解析：（1）由圖可知，培育抗鼓脹病的新型苜蓿采用的是植物體細胞雜交技術，該生物技術的原理是細胞膜的流動性和植物細胞的全能性。將植物細胞的細胞壁去除即可獲得原生質體。培養原生質體時，為了防止原生質體吸水漲破，需要加入適宜濃度的甘露醇以保持一定的滲透壓，其作用是保持原生質體的完整性。
（2）在實驗前需通過預實驗來探究R-6G或IOA使原生質體失去再生愈傷組織能力的臨界濃度，由于需要獲得具體的濃度，因此需要將獲取的原生質體分別放置在不同濃度的R-6G或IOA溶液中，培養一段時間后，觀察原生質體再生情況，根據再生情況獲得各自的臨界值。
（3）步驟②是脫分化，步驟③是再分化。步驟②到步驟③需要更換新的培養基，原因之一是培養基中細胞分裂素和生長素的濃度和比例是影響植物細胞分裂、脫分化和再分化的關鍵因素。
（4）①誘導原生質體融合的化學法包括聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+—高pH融合法等。
②已知PEG濃度較高時對細胞具有毒害作用。分析柱形圖可知：當PEG濃度為35%時，異源融合率最高，同時PEG濃度相對較低，對細胞的毒害作用較小，因此誘導苜蓿與百脈根原生質體融合的最佳PEG濃度為35%。
11.答案：（1）滅菌；酒精燈火焰
（2）脫分化；再分化；濃度、比例
（3）6-BA有利于華山參不定芽的分化；毒性、殘留、價格（答出1點即可）
（4）半開蓋方式可以減少微生物污染、減少水分的散失（答出1點即可）
（5）在離體條件下對單個植物細胞或細胞團進行培養使其增殖不受季節和天氣的限制、不占用耕地（答出1點即可）
解析：（1）植物組織培養技術需保證無菌操作，實驗中使用的培養基和所有的器械都要進行滅菌，接種操作必須在酒精燈火焰旁進行。
（2）由圖可知，A到B的過程為脫分化，B到C的過程為再分化，生長素和細胞分裂素的濃度、比例等都會影響植物的發育方向。
（3）從表中數據分析，NAA單獨處理誘導成芽數量與對照組相比，無顯著差異，6-BA單獨處理誘導成芽數量與對照組相比，數量明顯增加，所以6-BA有利于華山參不定芽的分化。
（4）與全開蓋方式相比，半開蓋方式組培苗與外界環境接觸空間較小，可以減少微生物污染，同時也能減少水分的散失。
（5）植物細胞培養是指在離體條件下對單個植物細胞或細胞團進行培養使其增殖。其優點是不受季節和天氣的限制、不占用耕地等。專題九 生物技術安全與倫理問題
——高二生物學蘇教版（2019）選擇性必修三速練100題
1.基因工程技術在給我們帶來便利的同時,轉基因生物及其相關產品的安全性問題也引起了人們的重視。下列敘述正確的是( )
A.轉基因生物帶來的安全性問題主要包括食物、環境、生物等方面
B.若轉基因生物的外源基因來源于自然界,則不會存在安全性問題
C.我國要求在轉基因食品標簽上需警示性注明可能的危害
D.轉基因生物一定不會威脅生物多樣性,也一定不會影響生態系統的穩定性
2.有人認為“轉基因食品不安全,要嚴格控制”,下列敘述中支持此觀點的是( )
A.通過轉基因技術來減少啤酒酵母在發酵過程中雙乙酰的生成,可以改良啤酒的風味和口感
B.轉基因食品與非轉基因食品都是由脂肪、蛋白質和糖類等物質組成的
C.轉入了Bt毒蛋白基因的西紅柿的毒性分析表明,這種轉基因西紅柿對人體健康沒有影響
D.美國先鋒種子公司將巴西堅果的部分基因轉入大豆中,后經測試發現,對巴西堅果過敏的人同樣會對這種大豆過敏
3.下列關于轉基因植物的敘述,錯誤的是( )
A.轉入到油菜中的抗除草劑基因,可能通過花粉傳入環境中
B.轉抗蟲基因植物可能導致昆蟲群體的抗性基因頻率增加
C.轉基因植物可能會成為“入侵的外來物種”,威脅生態系統中其他生物的生存
D.動物的生長激素基因轉入植物后不能表達
4.下列關于生殖性克隆和治療性克隆的敘述,錯誤的是( )
A.治療性克隆屬于無性生殖,生殖性克隆屬于有性生殖
B.使用病人的細胞克隆產生胰島細胞以治療其糖尿病屬于治療性克隆
C.治療性克隆和生殖性克隆均涉及體細胞核移植技術
D.我國允許生殖性克隆動物,但禁止生殖性克隆人
5.20世紀90年代中期,有一名19歲的姑娘患了白血病,需要進行骨髓移植。然而,她親人的骨髓配型并不適合她,在骨髓庫中也找不到合適配型的骨髓。她的父母通過“設計試管嬰兒”生下了一個配型適合她的嬰兒。在嬰兒出生2個月后,醫生就抽取嬰兒骨髓中的造血干細胞移植給她,她得救了。下圖是培育“試管嬰兒”的主要過程。下列敘述錯誤的是( )
A.“設計試管嬰兒”與“試管嬰兒”不同的是需在③時進行遺傳學診斷
B.若該嬰兒能健康成長,她的造血干細胞也可能會挽救其他白血病患者
C.“試管嬰兒”與“設計試管嬰兒”技術的實施均需要遵守國家相關規定
D.“設計試管嬰兒”的技術不屬于“治療性克隆”,但也需要關注倫理問題
6.下列屬于從倫理角度反對生殖性克隆人的觀點的是( )
A.克隆技術尚不成熟,進行生殖性克隆人實驗很可能孕育出有嚴重生理缺陷的孩子
B.可以通過基因診斷和染色體檢查等方法彌補克隆技術的不足
C.生殖性克隆人沖擊了現有的婚姻、家庭和兩性關系等傳統的倫理道德觀念
D.不能遷就于人的道德觀念,道德觀念是可以改變的
7.關于生物武器及其使用的敘述，錯誤的是( )
A.生物武器傳播途徑包括空氣傳播、食物傳播、生活必需品傳播等
B.由轉基因微生物制成的生物武器具有目前人類難以預防和治療的特點
C.天花病毒能作為危害極強的生物武器是因為現在的年輕人對其無免疫能力
D.我國政府主張全面禁止和徹底銷毀生物武器等各類大規模殺傷性武器
8.2024年瑞士達沃斯世界經濟論壇上,一種被命名為“X”的未知病原體成為人們談論的焦點?！癤疾病”是世界衛生組織在2018年采用的一個術語,指由未知病原體引發,傳播方式和變異方向不確定,可能導致全球大流行的未知感染病。有研究者利用轉基因技術制造出了可能引發“X疾病”的新型致病菌,這種致病菌具有極大危害性,其原因不包括( )
A.人體不會對它們產生免疫反應
B.它們可能具有超強的傳染性和致病性
C.它們可能使具有某種易感基因的民族感染,而施放國的人不易感染
D.人類從未接觸過它們,這可能讓大批受感染者突然發病而又無藥可醫
9.下列關于生物武器的說法,錯誤的是( )
A.霍亂弧菌、鼠疫桿菌均可以用來制造生物武器
B.生物武器難以檢測,用其進行殺傷性襲擊時可能并不會被馬上察覺
C.生物武器具有強大的傳染性和致命性,因此無法對其進行防護
D.我國奉行不發展、不生產、不儲存生物武器的政策,并反對擴散生物武器
10.一對健康夫婦生下一男嬰，一歲時腦出血死亡，兩年后女方懷孕6個月時，經羊水及臍帶血診斷為男孩且患血友病，遂引產。于是夫婦倆到廣州中山大學附屬第一醫院做試管嬰兒。醫生培養了7個活體胚胎，抽取每個胚胎1~2個細胞檢查后，選兩個胚胎移植，最后一個移植成功，生出了一個健康女嬰，她是我國第三代試管嬰兒。請回答：
（1）試管嬰兒技術作為現代生物技術與母親正常懷孕生產的過程的相同之處是_____，不同點在于_____。
（2）如果B、b表示血友病基因或正?；颍瑒t該父、母親的基因型分別是_____、_____。如果該夫婦再生一個男孩，患血友病的概率是_____。
（3）醫生抽取活體胚胎的1~2個細胞后，可通過觀察_____判斷早期胚胎的性別，你認為醫生應選用_____性胚胎進行移植。應用現代生物技術，現在人們已能夠選取最理想的胚胎，其基因型應該是_____，自然狀態下，出現這樣的胚胎的概率是_____。該實例體現了現代科學技術應用于社會和人類生活的重要意義。
（4）供體器官的短缺和免疫排斥反應是制約器官移植的兩個重要問題，而治療性克隆能最終解決這兩個問題。下圖是治療性克隆的過程圖解：
Ⅰ.請在圖中橫線上填上適當的術語：①_____；②_____。
Ⅱ.圖中的③④表示的生理過程是_____。
Ⅲ.我國禁止生殖性克隆人，但不反對治療性克隆的研究，而美國國會反對治療性克隆。請你談談為什么要反對克隆人？_____。
答案以及解析
1.答案：A
解析：轉基因生物帶來的安全性問題主要包括食物安全、環境安全、生物安全等方面,A正確；安全性不僅僅取決于基因是否來源于自然界,還要考慮基因插入的位置基因與宿主基因組的相互作用等因素,B錯誤；我國要求轉基因食品標簽上標明原料來自轉基因生物,并未要求標明其危害,C錯誤；轉基因生物可能會對生物多樣性構成威脅,也可能會影響生態系統的穩定性,D錯誤。
2.答案：D
解析：通過轉基因技術來減少啤酒酵母在發酵過程中雙乙酰的生成,可以改良啤酒的風味和口感,說明轉基因技術能提高食品的品質,未體現出轉基因食品不安全,A不符合題意；轉基因食品與非轉基因食品都是由脂肪、蛋白質和糖類等物質組成的,一定程度上可以說明轉基因食品是安全的,B不符合題意;轉入了Bt毒蛋白基因的西紅柿的毒性分析表明,這種轉基因西紅柿對人體健康沒有影響,說明此種轉基因食品在一定程度上是安全的,C不符合題意;轉入巴西堅果部分基因的大豆會使對巴西堅果過敏的人過敏,說明轉基因食品存在不安全因素,D符合題意。
3.答案：D
解析：由于不同生物共用一套遺傳密碼,因此動物的生長激素基因通過合適的載體轉入植物細胞中是可以表達的, D錯誤。
4.答案：A
解析：治療性克隆和生殖性克隆均屬于無性生殖,A錯誤;將病人的細胞使用克隆技術在一定的條件下培養,產生胰島細胞以治療糖尿病,屬于治療性克隆,B正確;生殖性克隆是指通過克隆技術產生獨立生存的新個體,治療性克隆是指利用克隆技術產生特定的細胞、組織和器官,用它們來修復或替代受損的細胞、組織和器官,從而達到治療疾病的目的,兩者都要用到克隆技術,即均涉及體細胞核移植技術,C正確;我國允許生殖性克隆動物,但禁止生殖性克隆人,D正確。
5.答案：A
解析：“設計試管嬰兒”需在②胚胎移植前進行遺傳學診斷,A錯誤;若該嬰兒能健康成長,其若能和其他白血病患者配型成功,則其造血干細胞也可能會挽救其他白血病患者,B正確;“試管嬰兒”與“設計試管嬰兒”技術的實施均需要遵守國家相關規定,C正確;“設計試管嬰兒”與“試管嬰兒”一樣,也是利用體外受精和胚胎移植的方法培育新生命,均屬于有性生殖,“設計試管嬰兒”的技術不屬于“治療性克隆”,但也需要關注倫理問題,D正確。
6.答案：C
解析：生殖性克隆人沖擊了現有的婚姻、家庭和兩性關系等傳統的倫理道德觀念,是從倫理角度反對生殖性克隆人的觀點,C符合題意。
7.答案：C
解析：天花病毒能作為危害極強的生物武器是因為現在的年輕人從未接觸過該病毒，可以讓大批被感染者突然發病，引起嚴重后果，而不是對其無免疫能力，C錯誤。
8.答案：A
解析：新型致病菌對人體來說是抗原,人體可以對它們產生免疫反應,A符合題意;由于基因重組,新型致病菌可能具有超強的傳染性和致病性,從而具有更大的危害性,B不符合題意;由于可對致病菌進行基因修改,使其侵染的寄主有所改變,故它們可能使具有某種易感基因的民族感染,而施放國的人卻不易感染,C不符合題意；人類從未接觸過它們,體內沒有相應的記憶細胞和抗體,也沒有特效藥,加之它們可能具有超強的傳染性和致病性,這可能讓大批受感染者突然發病而又無藥可醫,D不符合題意。
9.答案：C
解析：生物武器在一定程度上可以進行防護,C錯誤。
10.答案：（1）雙親生殖細胞都融合為合子；試管嬰兒是體外受精、胚胎移植的產物
（2）XBY；XBXb；1/2
（3）性染色體形態；女；XBXB；1/4
（4）Ⅰ.①細胞核；②內細胞團細胞
Ⅱ.細胞分化
Ⅲ.①嚴重違背了人類的倫理道德；②沖擊了現有的婚姻、家庭和兩性關系等傳統的倫理道德觀念；③是在人為地制造心理上和社會地位上都不健全的人；④克隆技術尚不成熟，可能克隆出有嚴重生理缺陷的孩子。
解析：（1）試管嬰兒技術作為現代生物技術與母親正常懷孕生產的過程的相同之處是雙親生殖細胞都融合為合子，不同點在于試管嬰兒是體外受精、胚胎移植的產物。
（2）由題意可知雙親基因型為XBY、XBXb，如果該夫婦再生一個男孩，患血友病的概率是1/2。
（3）血友病是伴X染色體隱性遺傳病，應檢查性染色體的形態來判斷性別，雙親的基因型為XBY、XBXb，后代中女孩均正常，而男孩有一半的概率患血友病，因此應該選擇女性胚胎進行移植；最理想的胚胎應不攜帶致病基因，即基因型為XBXB，自然狀態下出現的概率為1/4。
（4）由題圖可知，①是細胞核，②是內細胞團細胞，③④表示細胞分化。專題六 胚胎工程及其應用
——高二生物學蘇教版（2019）選擇性必修三速練100題
1.被稱為“沙漠之舟”的駱駝只有單峰駱駝和雙峰駱駝兩種，其中單峰駱駝已經野外滅絕，在我國干燥、缺水的戈壁無人區發現了小規模野化單峰駱駝群,科學家欲通過胚胎移植等方法拯救野化單峰駱駝，進行了如圖所示的研究。下列敘述正確的是( )
A.圖中C后代體細胞中，核遺傳物質的一半來源于A野化單峰駱駝
B.移植重構胚前，需要給受體雌性駱駝注射免疫抑制劑以避免發生免疫排斥
C.對囊胚進行胚胎分割操作，操作過程中必須將滋養層細胞均等分割
D.圖示過程涉及動物體細胞核移植、早期胚胎培養和胚胎移植等技術
2.胚胎工程技術包含的內容很豐富，目前在生產上應用較多的技術是體外受精、胚胎移植和胚胎分割等，借助這些技術,可以進一步挖掘動物的繁殖潛力。下列說法錯誤的是( )
A.胚胎工程中進行性別鑒定時，要選擇囊胚的內細胞團細胞進行DNA分析
B.從動物卵巢中采集到的卵母細胞需要在體外培養到MII期才能用于受精
C.與體細胞相比，選擇胚胎細胞作為供體進行核移植可提高克隆動物的成功率
D.胚胎分割屬于無性繁殖，隨著胚胎的分割次數增多，胚胎成活率將會降低
3.2023年，我國某科研團隊發表了小鼠桑葚胚樣全潛能細胞體外培養的相關研究。該團隊通過提高小鼠胚胎干細胞pSTAT3基因的表達水平，體外制備出桑葚胚樣全潛能細胞（該細胞在分子水平及發育潛能上具有桑葚胚時期細胞的特性），并在體外成功模擬了小鼠胚胎發育至原腸胚階段的過程。下列有關敘述錯誤的是( )
注：pSTAT3是調控胚胎發育的關鍵基因
A.可誘導桑葚胚樣全潛能細胞發育至囊胚期
B.誘導桑葚胚樣全潛能細胞分化時，基因的堿基序列和表達情況都會發生改變
C.囊胚期細胞重置至桑葚胚樣全潛能細胞的過程類似于脫分化
D.桑葚胚發育成囊胚的過程中，pSTAT3基因的表達量下降
4.下圖表示研究人員利用胚胎工程培育優質奶牛的過程，下列相關說法正確的是( )
A.①代表體外受精，與體內受精不同的是體外受精精子需要獲能
B.②代表早期胚胎培養，該過程中細胞進行有絲分裂，無細胞分化
C.③代表胚胎分割，需均等分割桑葚胚的內細胞團，以免影響胚胎發育
D.⑤代表胚胎移植，受體應處于適合的生理狀態，可事先用激素對供體和受體進行同期發情處理
5.目前研究人員可通過體外受精和胚胎分割移植技術培育優質奶牛，下列有關敘述錯誤的是( )
A.在進行體外受精前要對精子進行獲能處理
B.進行胚胎分割時,應該選擇發育到原腸胚期的胚胎進行分割
C.受精后，體外培養受精卵時提供CO2的目的主要是維持培養液的pH
D.胚胎移植后，要對受體母牛進行是否妊娠檢查，以確保移植成功
6.多種方法獲得的早期胚胎，均需移植給受體才能獲得后代，如圖列舉了幾項技術成果。下列敘述正確的是( )
A.①過程中為獲得更多的卵母細胞，一般采用促性腺激素釋放激素處理
B.②過程需用電刺激、Ca2+載體和聚乙二醇等激活重構胚，使其完成細胞分裂和發育進程
C.囊胚開始出現含有液體的腔，胚胎移植前可取該時期細胞鑒定性別
D.可通過①②及胚胎分割技術對③過程獲得的生物擴大化生產
7.下圖表示研究人員利用胚胎工程培育優質奶牛的過程，下列相關說法正確的是( )
A.①代表體外受精，與體內受精不同的是體外受精獲取的精子能立即與卵細胞受精
B.②代表早期胚胎培養，該過程中細胞進行減數分裂，有細胞分化
C.③代表胚胎分割，需均等分割桑葚胚的內細胞團，以免影響胚胎恢復和發育
D.為選育出能泌乳的雌奶牛，移植前需從滋養層部位取樣，做染色體分析鑒定性別
8.為解決水牛傳統繁殖方法選種難度大、時間跨度長、效率低、不穩定等弊端，科研工作者利用生物工程技術對水牛進行克隆繁殖或改煲。下列敘述錯誤的是( )
A.將水牛的受精卵放置在適當的培養液中，提供合適的溫度、氣體和營養物質等條件，使其發育成個體
B.用一定濃度的促性腺激素處理母牛使其處于發情期，然后通過外科手術將胚胎移植到母牛的子宮內
C.選擇發育良好、形態正常的囊胚,用分割針將胚胎分割，有助于快速獲得大量遺傳性狀相同的水牛
D.胚胎移植前可取滋養層細胞做DNA分析，鑒定性別
9.（多選）原產于南非的杜泊羊具有生長快、瘦肉率高、肉質細嫩等優點。我國生物育種專家通過胚胎工程技術成功繁殖了杜泊羊，又進一步探究了使用超排藥物FSH重復超排處理對杜泊羊超數排卵效果的影響，結果如表所示。下列相關敘述錯誤的是( )
重復次數(次) 供體數(只) 回收胚胎數(枚) 平均回收胚胎數(枚/只) 可用胚胎數(枚) 平均可用胚胎數(枚/只) 可用胚胎所占比例(%)
首次超排 17 148 8.71±6.66 127 7.47±5.61 85.76±37.64
第2次超排 10 81 8.10±5.13 59 5.90±3.35 72.84±31.07
第3次超排 5 33 6.60±5.81 25 5.00±6.00 75.76±46.82
A.超數排卵一次性獲得的多個卵母細胞能直接與精子完成體外受精
B.為保證胚胎移植的成功,需要對受體母羊進行免疫排斥反應的檢測
C.為充分利用早期胚胎，可采用胚胎分割技術對囊胚進行均等分割
D.由表可知，杜泊羊對FSH的反應能力隨重復超排次數的增加而下降
10.下列有關胚胎早期發育的說法，不正確的是( )
A.胚胎從透明帶內伸展出來的過程稱為孵化
B.受精卵早期分裂時，胚胎中細胞數目和有機物總量在不斷增加
C.胚胎發育到囊胚期時出現囊胚腔
D.原腸胚時期，胚胎進一步發育產生三個胚層
11.體細胞克隆猴“中中”和“華華”登上了學術期刊《細胞》封面。我國研究人員在世界上率先利用去甲基化酶（Kdm4d）的mRNA，經體細胞核移植技術培育出第一批靈長類動物——食蟹猴。如圖為體細胞核移植技術培育食蟹猴的操作過程，回答下列問題：
（1）食蟹猴的體細胞核移植技術的難度明顯高于胚胎細胞核移植，原因是___________________。
（2）由圖可知，過程③是利用___________________法將成纖維細胞注入食蟹猴去核的成熟卵母細胞中。
（3）本實驗的突破之處是使用了Kdm4d的mRNA，在確定其作用時，研究人員做了兩組實驗，其中A組用培養液培養不含Kdm4d的mRNA的融合細胞，B組用培養液培養注入了Kdm4d的mRNA的融合細胞，實驗結果如圖所示。已知正常情況下融合細胞形成的胚胎會逐步發育成含內細胞團的囊胚，圖中X為融合細胞發育成的胚胎數、Y為囊胚數、Z為含有內細胞團的囊胚數。分析實驗數據可知，Kdm4d的mRNA的作用是________________________________________________。
答案以及解析
1.答案：D
解析：由C后代的形成過程可知,其為克隆動物,細胞核遺傳物質來源于A野化單峰駱駝,A錯誤;大量的研究已經證明,受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發生免疫排斥反應,故通常不需要使用免疫抑制劑對受體進行處理,B錯誤;囊胚內的內細胞團將來會發育為機體的組織和器官,因此進行胚胎分割應對囊胚的內細胞團進行均等分割,C錯誤圖示過程涉及動物體細胞核移植、早期胚胎培養和胚胎移植等技術,D正確。
2.答案：A
解析：進行胚胎性別鑒定時,要選擇囊胚的滋養層細胞進行DNA分析,A錯誤。采集到的卵母細胞需要進一步培養成熟,到MⅡ期時,才具備與精子受精的能力,B正確。與體細胞相比,動物胚胎細胞分化程度低,表現全能性相對容易,選擇胚胎細胞作為供體進行核移植可提高克隆動物的成功率,C正確。來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質,因此胚胎分割可以看作動物無性繁殖或克隆的方法之一。實踐證明,采用胚胎分割技術產生同卵多胚的可能性是有限的,分割次數越多,分割后胚胎成活的概率越小,D正確
3.答案：B
解析：A、胚胎發育的過程為受精卵→桑椹胚→囊胚→原腸胚→幼體，因此桑葚胚樣細胞可誘導發育至囊胚期，A正確；
B、誘導桑葚胚樣細胞時，基因的堿基序列并未發生改變，B錯誤；
C、胚胎發育至囊胚期即開始了細胞分化，因此囊胚期細胞重置至桑葚樣細胞的過程類似于脫分化，C正確；
D、具體分析通過提高小鼠胚胎干細胞pSTAT3基因的表達水平，體外制備出桑葚胚樣全潛能細胞，因此推斷桑葚胚發育成囊胚的過程中，pSTAT3的表達下降，D正確。
故選B。
4.答案：D
解析：A、①代表體外受精，體外受精前和體內受精前精子均需要獲能，A錯誤；
B、②代表早期胚胎培養，該過程中細胞進行有絲分裂，當胚胎發育至囊胚階段，會開始進行細胞分化，B錯誤；
C、③代表胚胎分割，在對囊胚階段的胚胎進行分割時，要注意將內細胞團均等分裂，以免影響分割后胚胎的恢復和進一步發育，而桑葚胚階段的胚胎還未形成內細胞團，C錯誤；
D、⑤代表胚胎移植，胚胎移植能否成功，與供體和受體的生理狀態有關，要對供、受體母牛進行同期發情處理，使供體和受體的生理狀態相同，D正確。
5.答案：B
解析：進行體外受精前，需要對精子進行獲能處理，從而保證能與培養成熟的卵子受精，A正確;進行胚胎分割時，應該選擇發育到囊胚期或桑葚胚期的胚胎進行分割，而非原腸胚期，B錯誤;體外培養受精卵時，通入一定濃度CO2的目的主要是維持培養液的pH,C正確；胚胎移植后，需要對受體母牛進行妊娠檢查，確保移植的胚胎能夠在受體子宮中正常發育，D正確。
6.答案：C
解析：A、①過程中為獲得更多的卵母細胞，一般采用促性腺激素處理，使其超數排卵，A錯誤；
B、重構胚是指人工重新構建的胚胎，具有發育成完整個體的能力。用物理或化學方法（如電刺激、鈣離子載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等）激活重構胚，使其完成細胞分裂和發育進程，聚乙二醇可用于促進動物細胞融合，B錯誤；
C、隨著胚胎的進一步發育，胚胎內部出現了含有液體的腔即囊胚腔，這時的胚胎叫做囊胚，胚胎移植前可取該時期滋養層細胞鑒定性別，C正確；
D、過程②克隆技術可得到大量同種個體，對過程③實現了擴大化生產，但①試管動物通常不能用于擴大化生產，D錯誤。
故選C。
7.答案：D
解析：A、①代表體外受精，體外受精和體內受精前精子都需要獲能，A錯誤；B、②代表早期胚胎培養，該過程中細胞進行有絲分裂和分化，B錯誤；C、③代表胚胎分割，需均等分割囊胚的內細胞團，以免影響胚胎發育，C錯誤；D、DNA分析鑒定性別須從胚胎的滋養層部位取樣，這樣既保證了遺傳信息一致，又不影響內細胞團進一步發育，D正確。故選D。
8.答案：A
解析：水牛的受精卵或早期胚胎需要在體外發育到一定階段，再移植到受體子宮內才能繼續發育為成熟個體，A錯誤。
9.答案：AB
解析：超數排卵獲得的卵母細胞需在體外培養至MⅡ期，才能與獲能的精子完成體外受精，A錯誤；受體母羊不會對外來植入胚胎發生免疫排斥反應，故不需要對受體母羊進行免疫排斥反應的檢測，B錯誤；為一次性獲得多個早期胚胎，可采用胚胎分割技術對處于桑葚胚或囊胚期的胚胎進行均等分割，C正確;由題表可知，重復超排處理后平均回收胚胎數和可用胚胎所占比例均低于首次超排，說明杜泊羊對FSH的反應能力隨重復超排次數的增加而下降D正確。
10.答案：B
解析：A、孵化是指胚胎從透明帶內伸展出來的過程，A正確；B、受精卵早期分裂時，胚胎中細胞數目增多，但是有機物總量在不斷減少，B錯誤；C、胚胎發育到囊胚期時，胚胎內部逐漸出現囊胚腔，C正確；D、原腸胚時期進一步分化產生三個胚層，包括外胚層、中胚層和內胚層，D正確。故選B。
11.答案：（1）體細胞分化程度高，表現全能性較難
（2）顯微注射
（3）提高融合細胞發育成囊胚的成功率和囊胚中內細胞團的形成率
解析：（1）食蟹猴的體細胞核移植技術難度明顯高于胚胎細胞核移植，原因是體細胞分化程度高，表現全能性較難。
（2）據圖分析，過程③是利用顯微注射法將成纖維細胞注入去核的成熟卵母細胞中。
（3）本實驗的突破之處是使用了去甲基化酶（Kdm4d）的mRNA,在確定其作用時，研究人員用培養液培養不含Kdm4d的mRNA的融合細胞得到A組實驗數據，用培養液培養注入去甲基化酶（Kdm4d）的mRNA的融合細胞得到B組實驗數據。圖中X為融合細胞發育成的胚胎數、Y為囊胚數、Z為含內細胞團的囊胚數。分析實驗數據可知，Kdm4d的mRNA既能提高融合細胞發育成囊胚的成功率，又能提高囊胚中內細胞團的形成率。專題一 發酵工程的培養基和無菌技術
——高二生物學蘇教版（2019）選擇性必修三速練100題
1.甲、乙、丙是三種微生物，下表I、Ⅱ、Ⅲ是用來培養微生物的三種培養基。甲、乙、丙都能在Ⅲ中正常生長繁殖；甲能在I中正常生長繁殖，而乙和丙都不能；乙能在Ⅱ中正常生長繁殖，甲、丙都不能。下列說法正確的是( )
粉狀硫 10g K2HPO4 4g FeSO4 0.5g 蔗糖 10g （NH4）2SO4 0.4g H2O 100ml MgSO4 9.25g CaCl2 0.5g
Ⅰ + + + + - + + +
Ⅱ + + + - + + + +
Ⅲ + + + + + + + +
A.甲、乙、丙都是異養微生物
B.甲、乙都是自養微生物、丙是異養微生物
C.甲是異養微生物、乙是固氮微生物、丙是自養微生物
D.甲是固氮微生物、乙是自養微生物、丙是異養微生物
2.某同學想通過選擇培養基分離以下生物，下列敘述錯誤的是( )
A.欲篩選硝化細菌，培養基中無需有C源，但必須有N源
B.欲篩選分解尿素的細菌，培養基中必須有N源，可以無C源
C.欲篩選固氮菌，培養基中必須有C源，可以無N源
D.欲篩選分解纖維素的細菌，培養基中必須有C源和N源
3.野生型菌株X能在基本培養基上生長，亮氨酸缺陷型突變株無法合成亮氨酸，只能在完全培養基上生長。如圖是運用影印培養法（一種類似“蓋章”的接種方法，使一系列培養皿的相同位置上能出現相同菌落）純化亮氨酸缺陷型突變株的部分流程圖，1～5為菌落。下列敘述不正確的是( )
A.培養基A是基本培養基，培養基B是完全培養基
B.在基本培養基中添加亮氨酸可制成完全培養基
C.可從培養基A中挑取菌落3、5進行純化培養
D.若要影印多個平板，要注意“蓋章”的方向不能改變
4.無菌操作在微生物培養、植物組織培養和動物細胞培養中都至關重要。下列敘述正確的是( )
A.生物技術實驗中所有器皿、培養基及生物材料，都需進行滅菌處理
B.易分解的活性物質過濾除菌后，在無菌條件下加入滅菌的培養基中
C.酒精能使細胞中的蛋白質變性，因此使用95%的酒精消毒效果最好
D.動物細胞培養基配制時，加入抗生素可達到無菌無毒的培養目的
5.土壤中95%以上的磷為植物很難利用的無效磷。解磷菌能夠將磷礦粉等無效磷轉化為植物易利用的速效磷。為研究解磷菌的解磷機理，科研人員將磷礦粉制成培養液，培養從土壤中分離出的2種解磷菌（M－3－01、B3－5－6），測定培養液的上清液pH及其中的速效磷含量，結果如圖，下列敘述錯誤的是( )
A.由圖可知，168h以內M－3－01解磷能力較強
B.2種解磷菌是用只含磷礦粉的培養基分離出來的
C.B3－5－6轉化無效磷的能力與培養溶液pH顯著相關
D.據圖推測B3－5－6可能借助分泌酸性物質溶解磷礦粉
6.抗生素可由微生物產生，具有抑菌作用，能在瓊脂培養基中擴散。在篩選產生抗生素的菌種時，先在瓊脂培養基平板上劃線接種一種從土壤中獲得的甲菌，在27℃下培養3天，形成菌落。然后接種乙、丙、丁三種致病菌（圖A），繼續在同樣條件下培養3天，結果如圖B。分析結果，得出的結論是( )
①甲菌產生了抗生素
②丁菌的生長被丙菌產生的抗生素抑制
③乙菌的生長被甲菌產生的抗生素抑制
④丙菌產生的抗生素抑制了乙菌生長
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
7.某生物興趣小組欲從城市污水處理廠的污泥中篩選雌二醇（E2,一種典型的內分泌干擾物）高效降解菌，將篩選得到的某菌株進一步純化時，得到了如圖所示的結果。下列敘述正確的是( )
A.篩選獲得的該菌株只能以雌二醇為碳源
B.圖1和圖2接種時都需要對菌液進行一定程度的稀釋
C.圖1在接種過程中對接種工具灼燒滅菌后應立即進行劃線操作
D.圖2現象可能是培養時未將平板倒置,水滴滴落在培養基上導致的
8.下列關于微生物培養的敘述，正確的是( )
A.氨能為某些細菌提供氮源和能源
B.尿素為尿素分解菌提供的只有碳源
C.配制培養基時應先滅菌再調pH
D.培養基中的KH2PO4只是起到提供無機鹽的作用
9.科研人員從土壤中篩選纖維素分解菌并對其計數的流程如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A.本實驗應在落葉較多的區域選取土樣
B.本實驗中樣本的稀釋倍數為106
C.本實驗篩選所用培養基應以纖維素為唯一碳源并加入剛果紅
D.利用圖中接種方法計數時，統計結果比實際數值大
10.炭疽桿菌能引起人畜患炭疽病，對炭疽病疑似患者，可通過如圖所示鑒定炭疽桿菌的實驗進行確診，其中實驗組中的噬菌體能特異性地侵染炭疽桿菌。表中所示是培養炭疽桿菌的血瓊脂平板培養基成分。請回答下列問題：
蛋白胨 牛肉膏（粉） 氯化鈉 脫纖維羊血（含多種生長因子） 瓊脂 蒸餾水
10g 3g 5g 50g 15g 1000g
（1）根據表格內容分析，從用途上進行分類，血瓊脂平板培養基屬于____________（填“通用培養基”或“選擇培養基”）。
（2）據圖分析，接種可疑菌后，經35℃培養24小時，液體培養基變渾濁，原因是____________。對照組試管中應加入____________，與實驗組同時培養6小時后，若實驗組液體培養基的渾濁度比對照組____________（填“高”或“低”），則可確診疑似患者被炭疽桿菌感染；反之則排除。此實驗依據的原理是____________________________________。
（3）對排除的疑似患者及易感人群，可采取的最有效的預防措施是________________________。
11.某種物質S（一種含有C、H、N的有機物）難以降解，會對環境造成污染，只有某些細菌能降解S。研究人員按照下圖所示流程從淤泥中分離得到能高效降解S的細菌菌株。實驗過程中需要甲、乙兩種培養基，甲的組分為無機鹽、水和S，乙的組分為無機鹽、水、S和Y。
回答下列問題：
（1）實驗時，盛有水或培養基的搖瓶通常采用_________的方法進行滅菌。乙培養基中的Y物質是_________。甲、乙培養基均屬于_________培養基。
（2）實驗中初步估測搖瓶M中細菌細胞數為2×107個/mL，若要在每個平板上涂布100μL稀釋后的菌液，且保證每個平板上長出的菌落數不超過200個，則至少應將搖瓶M中的菌液稀釋_________倍。
（3）在步驟⑤的篩選過程中，發現當培養基中的S超過某一濃度時，某菌株對S的降解量反而下降，其原因可能是_________（答出1點即可）。
（4）若要測定淤泥中能降解S的細菌細胞數，請寫出主要實驗步驟_________。
（5）上述實驗中，甲、乙兩種培養基所含有的組分雖然不同，但都能為細菌的生長提供4類營養物質，即_________。
答案以及解析
1.答案：D
解析：Ⅰ培養基缺少N源，而甲能在此培養基中生長，說明甲能固氮，屬于固氮微生物；Ⅱ培養基中缺少C源，而乙能在此培養基中生長，說明乙能合成有機物，屬于自養微生物；丙是不能在I、Ⅱ培養基生長，可以在Ⅲ培養基生長，因此是異養微生物。
故選D。
2.答案：B
解析：A、硝化細菌屬于自養生物，能自身合成有機物，欲篩選硝化細菌，培養基中無需有C源，但必須有N源，A正確；
B、分解尿素的細菌屬于異養生物，欲篩選分解尿素的細菌，培養基中必須以尿素為唯一N源，但也必須有C源，B錯誤；
C、固氮菌能自身固氮，欲篩選固氮菌，培養基中必須有C源，可以無N源，C正確；
D、欲篩選分解纖維素的細菌，培養基中必須以纖維素為唯一C源，同時要加入N源，D正確。
故選B。
3.答案：A
解析：A、由題干可知，亮氨酸缺陷型突變株無法在基本培養基上生長，但是可以在完全培養基上生長，與A相比，B中缺少了3、5兩個菌落，說明3、5菌落即是亮氨酸缺陷型突變株繁殖而來的，A為完全培養基，B為基本培養基，A錯誤；B、在基本培養基中添加亮氨酸，則亮氨酸缺陷型突變株即可生長繁殖形成菌落，即制成了有利于其生長的完全培養基，B正確；C、由圖可知，3和5菌落是亮氨酸缺陷型突變株生長繁殖形成的，因此從培養基A中挑取菌落3、5進行純化培養即可獲得亮氨酸缺陷型突變株，C正確；D、若要影印多個平板，要注意“蓋章”的方向不能改變，防止菌落位置不一致，無法進行比較，D正確。故選A。
4.答案：B
解析：A、要對所有培養基和培養皿滅菌處理，但是生物材料要根據實際情況來，比如說植物組織培養，外植體只能消毒，不能滅菌，不然植物細胞會死亡，A錯誤；
B、易分解的活性物質應該用過濾滅菌，無菌條件下加入無菌培養基，B正確；
C、一般消毒用的是70%的酒精，C錯誤；
D、動物細胞培養基配制時，加入抗生素在一定程度內避免雜菌生長，但不能達到無菌無毒的效果，D錯誤。
故選B。
5.答案：B
解析：A、據圖可知，168h以內M-3-01解磷菌的速效磷含量高于B3-5-6解磷菌，說明168h以內M-3-01解磷能力較強，A正確；
B、培養基的主要成分是水、碳源、氮源、無機鹽，只含磷礦粉的培養基無法滿足解磷菌對全部營養物質的需求，2種解磷菌是用只含磷礦粉為唯一磷源的培養基分離出來的，B錯誤；
C、在培養72h以后B3-5-6解磷菌中的pH下降，速效磷含量也迅速上升，則說明B3-5-6轉化無效磷的能力與培養溶液pH顯著相關，C正確；
D、當pH下降時B3-5-6培養液上清液中速效磷含量也迅速上升，當pH上升到7.0以上時，速效磷的含量不再上升，推測B3-5-6可能借助分泌酸性物質溶解磷礦粉，D正確。
故選B。
6.答案：A
解析：乙、丙、丁三種致病菌不會產生抗生素，否則靠近乙、丙、丁的甲菌落不能生長。從圖B來看，乙菌的生長被抑制，最可能的原因是甲菌產生了抗生素，此種抗生素只能抑制乙菌的生長，而對丙、丁兩種細菌沒有影響。綜上所述，①③正確，②④錯誤。
故選A。
7.答案：D
解析：篩選獲得的E2高效降解菌,不僅能以E2為碳源,也能以其他物質為碳源,A錯誤;圖1為平板劃線法,用該方法進行接種時一般不需要對菌液進行稀釋,B錯誤；圖1接種時的接種工具為接種環,接種環灼燒滅菌后須冷卻再進行劃線操作,C錯誤；微生物培養時平板沒有倒置,水滴滴落到培養基上,會污染培養基,D正確。
8.答案：A
解析：氨不僅能為硝化細菌提供氮源,還能為硝化細菌提供能源,A正確；尿素[CO(NH2)2]能為尿素分解菌提供碳源和氮源,B錯誤；配制培養基時應先調pH再滅菌,C錯誤;培養基中的KH2PO4的作用是提供無機鹽和維持培養基pH的相對穩定,D錯誤。
9.答案：D
解析：落葉中含有豐富的纖維素,落葉較多的區域含有較多的纖維素分解菌,因此應在落葉較多的區域選取土樣,A正確;1g土壤放入99g無菌水中,相當于稀釋102倍,而后又進行了4次10倍(104倍)稀釋,故本實驗中樣本的稀釋倍數為10,B正確;篩選纖維素分解菌應使用以纖維素為唯一碳源并含剛果紅的選擇培養基,依據是否出現透明圈篩選纖維素分解菌,C正確；圖中接種方法為稀釋涂布平板法,使用該方法統計菌落數時,當兩個或多個細菌連在一起時只能觀察到一個菌落,會導致統計結果偏小,D錯誤。
10.答案：（1）通用培養基
（2）可疑菌大量繁殖；與實驗組等量的生理鹽水；低；實驗組中的噬菌體能特異性地侵染炭疽桿菌，使細菌死亡，溶液變澄清
（3）接種（炭疽桿菌）疫苗
解析：（1）根據表格內容分析，該培養基含有牛肉膏、蛋白胨，是細菌的通用培養基。
（2）接種可疑菌后，經35℃培養24小時，可疑菌大量繁殖，使液體培養基變渾濁。實驗組加入生理鹽水配制的澄清噬菌體液，則對照組試管中應加入與實驗組等量的生理鹽水，與實驗組同時培養6小時，實驗組中的噬菌體能特異性地侵染炭疽桿菌，使細菌死亡，造成培養基的渾濁度比對照組低。
（3）對排除的疑似患者及易感人群，可接種炭疽桿菌疫苗，刺激機體產生相應抗體和記憶細胞。
11.答案：（1）高壓蒸汽滅菌；瓊脂；選擇
（2）104
（3）S的濃度超過某一值時會抑制菌株的生長
（4）取淤泥加入無菌水，涂布（或稀釋涂布）到乙培養基上，培養后計數
（5）水、碳源、氮源和無機鹽
解析：（1）常用高壓蒸汽滅菌法處理盛有水或培養基的搖瓶，乙為固體培養基，故需要加入Y瓊脂；甲和乙培養基可以用于篩選能降解S的菌株，故均屬于選擇培養基。
（2）若要在每個平板上涂布100μL稀釋液后的菌液，且每個平板上長出的菌落數不超過200個，則搖瓶M中的菌液稀釋的倍數至少為2×107÷1000×100÷200=1×104倍。
（3）當培養基中的S超過某一濃度后，可能會抑制菌株的生長，從而造成其對S的降解量下降。
（4）要測定淤泥中能降解S的細菌的細胞數，可以取淤泥加無菌水制成菌懸液，稀釋涂布到乙培養基上，培養后進行計數。
（5）甲和乙培養基均含有水、無機鹽、碳源、氮源。專題三 發酵工程及其應用
——高二生物學蘇教版（2019）選擇性必修三速練100題
1.我國勞動人民利用傳統發酵技術制作出大量美味食品，如醬油、腐乳、豆豉等，傳承和發揚了中華優秀傳統飲食文化。隨著科技的發展，現代發酵工程在食品領域的應用更加廣泛。下列關于發酵的敘述，錯誤的是( )
A.泡菜“咸而不酸”是因為鹽水濃度過高，抑制乳酸菌發酵所致
B.工業化生產啤酒時，酵母菌的繁殖主要在主發酵階段完成
C.水封泡菜壇的目的是隔絕空氣，確保壇內乳酸菌發酵處于無氧環境
D.腐乳和果醋都是在厭氧條件下發酵產生的傳統食品
2.微生物的發酵可以為人類提供豐富的食品和調味料,促進豐富多彩的飲食文化的形成。表中相關敘述錯誤的是( )
選項 應用 主要菌種 發酵說明
A 味精 谷氨酸棒狀桿菌 在酸性條件下會積累谷氨酸，經過一系列處理后可制成味精
B 醬油 黑曲霉 將原料中的蛋白質水解成多肽和氨基酸，經淋洗調制而成
C 醋 醋酸菌 缺少糖源時，醋酸菌先將酒精轉化為乙醛，再轉化為醋酸，反應簡式是C2H5OH+O2CH3CODH+H2O+能量
D 啤酒 酵母菌 在主發酵階段，酵母菌大量繁殖并將大部分糖分解成酒精
A.A B.B C.C D.D
3.某研究小組設計了一個利用秸稈中的纖維素生產乙醇的實驗，實驗流程如圖所示。下列敘述錯誤的是( )
A.菌A能分泌纖維素酶分解秸稈中的纖維素
B.淋洗液主要為酵母菌的生長繁殖提供碳源等
C.常采用干熱滅菌法對淋洗液進行滅菌
D.發酵結束后可采取適當的提取、分離和純化措施來獲得乙醇
4.有些單細胞藻類、酵母菌和細菌等微生物菌體干重中的蛋白質含量可達到40%～80%，這些通過發酵獲得的大量微生物菌體，即單細胞蛋白，將其添加到飼料中可提高飼料的蛋白質含量。下列敘述正確的是( )
A.在發酵之前需要對菌種進行擴大培養
B.培養基必須經過嚴格的滅菌，發酵設備則只需要消毒處理
C.發酵生產的廢棄液可直接排放到外界環境中
D.發酵結束之后，采取適當的提取、分離、純化等方法獲得單細胞蛋白
5.我國釀酒技術歷史悠久，《唐書》記載“葡萄酒，西域有之……及破高昌……京中始識其味”。下列敘述正確的是( )
A.酵母菌是真核、兼性厭氧型生物，而醋酸菌是原核、厭氧型生物
B.釀酒發酵初期通入氧氣可促進酵母菌進行有氧呼吸，大量增殖
C.在利用葡萄汁制作葡萄酒的過程中，發酵液的pH逐漸增大
D.當糖源充足時，醋酸菌即將乙醇變為乙醛，再將乙醛變為醋酸
6.啤酒的工業化生產過程如下：大麥經發芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、發酵、消毒等工序后，最終過濾、調節、分裝。下列說法錯誤的是( )
A.焙烤是為了利用高溫殺死大麥種子胚并進行滅菌
B.用赤霉素溶液浸泡大麥種子，可以促進α-淀粉酶合成
C.酒精主要是在主發酵階段由酵母菌的無氧呼吸產生
D.麥芽汁能為釀酒酵母的發酵過程提供碳源、氮源和無機鹽等
7.酸啤酒既有麥芽清香，又酸甜適口，制作流程為“粉碎→糖化→過濾→煮沸→冷卻→接種→乳酸菌發酵→煮沸→冷卻→再發酵→罐裝”。下列說法錯誤的是( )
A.兩次煮沸都有滅菌的目的
B.前期乳酸發酵須在無氧條件下進行
C.再發酵過程中選用的酵母菌種應具有較強的耐酸能力
D.若將乳酸菌換成醋酸菌也可制成酸啤酒，且流程和反應條件無需改變
8.青霉素是世界上首個應用于臨床的抗生素，目前主要利用發酵技術培養青霉菌生產青霉素，其工業化生產流程如圖所示。下列相關敘述錯誤的是( )
A.可通過基因工程育種獲得高產青霉素菌株
B.①過程的目的是快速獲得大量菌種
C.②過程是對培養基進行滅菌處理
D.④過程可采用過濾、沉淀等方法分離提純青霉素
9.魚茶的發酵由多種微生物共同參與，其中起主要作用的是乳酸菌。如圖是魚茶發酵過程中不同菌種數量及發酵液pH的變化曲線。下列有關敘述錯誤的是( )
A.醋酸菌、酵母菌、乳酸菌的發酵都能影響發酵液的pH
B.在發酵前6d,醋酸菌、酵母菌的數量均先增加后減少
C.在乳酸菌發酵階段發酵裝置的充氣口應關閉，以隔絕空氣
D.圖中醋酸菌和酵母菌消失的主要原因應該是相同的
10.谷氨酸棒狀桿菌的發酵過程中會生成大量的谷氨酸，谷氨酸經加工可制成味精，下圖是利用玉米淀粉作為材料制備谷氨酸的流程圖。下列敘述錯誤的是( )
A.谷氨酸棒狀桿菌與醋酸菌的代謝類型相同
B.培養谷氨酸棒狀桿菌和其他所有微生物時均需要添加維生素B
C.發酵罐內的發酵是發酵工程的中心環節
D.在發酵罐內發酵需要嚴格控制溶解氧、溫度和pH等條件
11.高鹽稀態醬油發酵時，以大豆和小麥等為原料，接入米曲霉（一種真菌）進行固態制曲，米曲霉可分泌蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶、葡萄糖苷酶等酶系，對曲料中的生物大分子物質進行水解。向成曲中加入（食）鹽水，進入鹽水發酵階段，此時霉菌的生長基本停止，耐鹽乳酸菌和耐鹽酵母菌等微生物逐漸占主導地位，以促進醬油中醇、醛、酸、酯、酚等更多風味物質的形成。某研究小組進行了酸性蛋白酶對高鹽稀態醬油發酵的影響實驗，部分實驗結果如圖所示?；卮鹣铝杏嘘P問題：
注：K組為對照組；S組為實驗組，加入了酸性蛋白酶。
（1）在題述發酵過程中，為米曲霉提供氮源的是_____，小麥中的淀粉為米曲霉提供_____源；上述幾種微生物中，含有細胞核的微生物是_____。
（2）鹽水發酵階段中，耐鹽酵母菌發酵的產物是_____；在該發酵階段，能抑制雜菌生長的物質主要是_____。
（3）在發酵初期，實驗組和對照組總酸含量的變化趨勢是_____，添加酸性蛋白酶對發酵液總酸含量的影響是_____。
（4）根據圖2曲線可知外源酸性蛋白酶使氨基酸態氮含量升高，產生此現象的原因是_____。
答案以及解析
1.答案：D
解析：A、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，抑制乳酸菌生長，制作的泡菜會“咸而不酸”，A正確；B、酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代謝物的生成都在主發酵階段完成，B正確；C、乳酸菌是厭氧菌，水封泡菜壇的目的是隔絕空氣，確保壇內乳酸菌發酵處于無氧環境，C正確；D、腐乳和果醋都是在有氧條件下發酵產生的傳統食品，D錯誤。故選D。
2.答案：A
解析：制取味精時，谷氨酸棒狀桿菌在中性或弱堿性條件下才會積累谷氨酸，A錯誤。
3.答案：C
解析：秸稈中有大量的纖維素，接種的菌A能夠分泌纖維素酶，從而將纖維素分解為葡萄糖，A正確;采用液體培養基培養酵母菌，可以用淋洗液為原料制備培養基，淋洗液主要為酵母菌的生長繁殖提供碳源等，B正確；對淋洗液采用的滅菌方法是高壓蒸汽滅菌法（濕熱滅菌法），C錯誤；發酵結束后，乙醇屬于代謝產物，可以采用適當的提取、分離和純化措施來獲得乙醇，D正確。
4.答案：A
解析：A、接入發酵罐中的菌種總體積需要幾立方米到幾十立方米，因此，在發酵之前還需要對菌種進行擴大培養，A正確；
B、發酵工程中一旦有雜菌污染，可能導致產量大大下降，因此，培養基和發酵設備都必須經過嚴格的滅菌，B錯誤；
C、發酵液經過分離，在獲得菌體的同時還會有廢棄物，可作為肥料利用，不能隨便排放到環境中，以防止污染環境，C錯誤；
D、發酵結束后，采用過濾、沉淀等方法將菌體分離和干燥，得到產品，D錯誤。
故選A。
5.答案：B
解析：A、酵母菌屬于真核、兼性厭氧型生物，醋酸菌屬于原核、需氧型生物，A錯誤；
B、釀酒發酵初期通入氧氣可促進酵母菌進行有氧呼吸，有利于酵母菌大量增殖，B正確；
C、在利用葡萄汁制作葡萄酒的過程中，發酵液中的二氧化碳越來越多，二氧化碳溶于水呈酸性，故發酵液的pH變化是先減小后穩定，C錯誤；
D、當氧氣、糖原都充足時，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸，當缺少糖原時，醋酸菌可將乙醇變為乙醛，再將乙醛變為醋酸，D錯誤。
故選B。
6.答案：A
解析：A、焙烤可以殺死大麥種子的胚，但不使淀粉酶失活，沒有進行滅菌，A錯誤；B、用赤霉素溶液浸泡大麥種子，可以促進α-淀粉酶合成，因為赤霉素能促進種子萌發，因而能促進細胞代謝，B正確；C、酒精主要是在主發酵階段由酵母菌的無氧呼吸產生，同時還會產生二氧化碳，C正確；D、麥芽汁能為釀酒酵母的發酵過程提供碳源、氮源、無機鹽和水等，D正確。故選A。
7.答案：D
解析：A、根據題意可知，發酵過程中兩次煮沸都有滅菌的目的，A正確；B、由于乳酸菌屬于厭氧菌，因此前期乳酸發酵須在無氧條件下進行，B正確；C、根據題干發酵流程可知，再發酵過程之前進行了乳酸菌發酵形成了酸性條件，因此再發酵過程中選用的酵母菌種應具有較強的耐酸能力，C正確；D、乳酸菌屬于厭氧菌，而醋酸菌屬于好氧菌，因此反應條件不同，D錯誤。故選D。
8.答案：D
解析：第一步，分析流程圖：
第二步，分析選項可通過誘變育種或基因工程育種獲得高產菌種，A正確。①過程為擴大培養，其目的是快速獲得大量菌種，B正確。發酵過程中用到的菌種大多數是單一菌種，故培養基和發酵設備均需經過嚴格滅菌，C正確。青霉素是青霉菌的代謝產物，可采用提取、分離和純化等方法獲得產品，D錯誤。
9.答案：D
解析：第一步：分析題圖
第二步：結合不同菌種的特點具體分析選項醋酸菌發酵產生醋酸，酵母菌發酵產生二氧化碳，乳酸菌發酵產生乳酸，它們均會導致發酵液的pH變小，A正確。由圖可知，發酵時間為0~6d時，醋酸菌、酵母菌的數量均先增加后減少，B正確。乳酸菌是厭氧細菌，在無氧的情況下能將葡萄糖分解成乳酸，在乳酸菌發酵階段發酵裝置的充氣口應關閉，以隔絕空氣，C正確。發酵6d后醋酸菌消失的主要原因可能是氧氣已耗盡，而酵母菌在無氧條件下可進行無氧呼吸，其在發酵8d后消失的主要原因可能是發酵液pH較低，D錯誤。
10.答案：B
解析：A、谷氨酸棒狀桿菌與醋酸菌的代謝類型相同，都是異養需氧型細菌，A正確；
B、能合成維生素B的微生物，其培養基中不需要添加維生素B，B錯誤；
C、發酵工程的中心環節是接種菌種之后在發酵罐中的發酵過程，C正確；
D、在發酵罐內發酵需要嚴格控制溶解氧、溫度和pH等條件，以利于發酵全過程處于最佳狀態，D正確。
故選B。
11.答案：（1）（大豆中的）蛋白質；碳；米曲霉、耐鹽酵母菌
（2）酒精和二氧化碳；酒精、乳酸、食鹽
（3）K組和S組的總酸含量都快速增加；使發酵液總酸含量升高
（4）外源酸性蛋白酶的加入，使發酵液中蛋白酶量增多，從而使蛋白質被分解得更徹底
解析：（1）米曲霉發酵過程中，大豆中的蛋白質可為米曲霉提供氮源，小麥中的淀粉可為米曲霉提供碳源。米曲霉、耐鹽乳酸菌和耐鹽酵母菌中，米曲霉和耐鹽酵母菌屬于真核細胞，有細胞核。
（2）鹽水發酵階段中，耐鹽乳酸菌和耐鹽酵母菌等微生物逐漸占主導地位，推測此時發酵環境為無氧環境，酵母菌在無氧條件下進行厭氧呼吸，產生酒精和二氧化碳；該階段微生物進行厭氧呼吸，產生的酒精、乳酸以及加入的食鹽都可抑制雜菌的生長。
（3）根據圖1信息可知，在發酵初期，K組和S組的總酸含量都快速增加，且添加酸性蛋白酶組增加更明顯。
（4）圖2曲線顯示外源酸性蛋白酶使氨基酸態氮含量升高，原因是外源酸性蛋白酶的加入使發酵液中蛋白酶量增多，從而使蛋白質水解更徹底，生成更多氨基酸。

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