2025届高三生物一轮复习练习第十单元 生物技术与工程

第十单元 生物技术与工程 第37讲 发酵工程 练课后作业 一、选择题 基础练 1. [2023·重庆期中]《诗经》中“十月获稻，为此春酒，以介眉寿”记录了古人用新鲜稻米酿酒，以求延年益寿的习俗。米酒酿造主要包括蒸米、拌酒曲、发酵三步，酒曲中的微生物主要是霉菌和酵母菌，霉菌主要起到糖化（把米中的淀粉转化成葡萄糖）的作用。下列说法错误的是（ D ）。 A. 酿造米酒的过程中，酵母菌可进行有氧呼吸和无氧呼吸 B. 蒸米后通常需要进行冷却，再加入酒曲，其目的是防止温度过高杀死酒曲中的微生物 C. 米酒发酵初期，霉菌可以通过糖化作用，为酵母菌的呼吸作用提供底物 D. 腐乳发酵过程中，也是利用了毛霉等微生物的糖化作用 [解析]毛霉等多种微生物分泌的蛋白酶能将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸，使豆腐中的营养物质种类增多，且更易于消化和吸收，没有利用微生物的糖化作用，错误。 2. [2023·潍坊期中]制作泡菜利用的微生物主要是乳酸菌。在发酵初期，水槽内常有气泡产生；在泡菜坛内的液体表面有时会产生一层白膜。对上述现象分析最合理的是（ B ）。 A. 发酵初期乳酸菌进行有氧呼吸释放，导致了气泡的产生 B. 发酵初期活动旺盛的是酵母菌，其进行有氧呼吸释放导致了气泡的产生 C. 白膜是由乳酸菌发酵产生的乳酸在表面富集形成的 D. 乳酸菌在发酵过程中产生了热量，加速各种杂菌在表面生长而出现白膜 [解析]乳酸菌是厌氧细菌，其只能进行无氧呼吸，且其无氧呼吸只能产生乳酸，不会产生，错误；发酵初期活动旺盛的是酵母菌，其进行有氧呼吸释放 导致了气泡的产生，正确；白膜是由酵母菌形成的，、错误。 3. 下图表示培养和纯化大肠杆菌的部分操作步骤，下列相关叙述正确的是（ C ）。 A. 步骤①倒平板操作时，培养基从高压灭菌锅内取出后应立即进行倒平板操作 B. 步骤②接种环在火焰上灼烧后迅速蘸取菌液，划线 C. 步骤③多个方向划线，使接种物逐渐分散，培养后出现单个菌落 D. 步骤④平板在恒温培养箱内培养后可用来对大肠杆菌进行计数 [解析]步骤①倒平板操作时，培养基刚从高压灭菌锅内取出时由于温度过高不能立即进行倒平板操作，错误；灼烧后的接种环需在火焰旁冷却后再蘸取菌液进行平板划线，以免高温杀死菌种，错误；利用平板划线法进行接种培养后无法对大肠杆菌进行计数，如要对大肠杆菌进行计数，应用稀释涂布平板法，错误。 4. [2023·湖南名校联盟]袋装酸奶的包装上通常都会注明“胀袋勿食”字样。某同学选择一过期的胀袋密封酸奶，按图中的操作流程，研究其中的某微生物生长情况，下列有关叙述正确的是（ D ）。 A. 使用巴氏消毒法可以杀死牛奶中的微生物和芽孢，但不破坏其营养成分 B. 酸奶胀袋是由于其中的乳酸菌有氧呼吸产生了 C. 利用图示方法接种，接种前和接种后都要对接种环进行灼烧灭菌 D. 若3个平板的平均菌落数是180个，则酸奶中该微生物数量为个 [解析]无菌技术包括消毒和灭菌两个方面，其中消毒是指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包括芽孢和孢子），错误；乳酸菌属于厌氧细菌，不进行有氧呼吸，错误：利用图示实验方法应该使用涂布器进行接种，错误；利用公式，可以计算 酸奶中该微生物数量为 个，正确。 综合练 5. [2023·哈尔滨质检]下图表示某同学制作葡萄酒的操作流程。下列说法正确的是（ C ）。 A. 榨汁机和发酵瓶需洗净并用体积分数为的酒精消毒 B. 用清水清洗葡萄之前要去除葡萄的枝梗和腐烂的籽粒 C. 葡萄汁装入发酵瓶时不要装满，要注意留有的空间 D. 发酵时温度控制在，其间通过取样监测发酵情况 [解析]榨汁机和发酵瓶需洗净并用体积分数为 的酒精消毒，错误；清洗葡萄时，应先用清水冲洗 次，再去除葡萄的枝梗和腐烂的籽粒，错误；葡萄汁装入发酵瓶时不要装满，要留有大约 的空间，正确；酒精发酵温度要控制在，错误。 6. [2023·惠州调研]在传统发酵技术中，果醋的制作往往在果酒制作的基础上进行。下图甲表示乙酸发酵装置，图乙是培养液变化曲线图，下列叙述正确的是（ B ）。 A. 发酵初期不通气，溶液中没有气泡产生 B. 中期可以闻到酒香，说明进行了酒精发酵 C. 后期接种醋酸菌，适当通气并保持原有温度 D. 图乙中能正确表示变化的曲线是③ [解析]发酵初期不通气，酵母菌先利用发酵装置中的氧气进行有氧呼吸产生 和水，然后再进行酒精发酵产生酒精和，因此溶液中有气泡产生，错误；果酒制作需要无氧条件，且发酵温度一般为，而果醋制作需要氧气，且发酵温度一般为，所以后期接种醋酸菌，应适当通气并提高发酵温度，错误；果酒制作过程中，酵母菌进行细胞呼吸产生，会稍有下降，接种醋酸菌后产生乙酸，会下降得更快，因此图乙中能正确表示 变化的曲线是②，错误。 7. [2023·衡水模拟]三糖铁培养基含有牛肉膏、蛋白胨、蔗糖、乳糖、微量葡萄糖、硫酸亚铁、氯化钠、酚红、琼脂等成分，可根据观察单一细菌对三种糖的分解能力及是否产生硫化氢来鉴别细菌的种类。操作流程如下：使用笔直的接种针挑取待测菌落，将接种针平稳刺入三糖铁固体斜面培养基内，然后沿原穿刺途径慢慢抽出接种针，最后在斜面上进行“之”字划线，下培养，观察实验结果（酚红在酸性条件下显黄色，在碱性条件下显红色；硫化氢与铁盐反应生成黑色沉淀）。下列叙述错误的是（ D ）。 A. 先穿刺接种再进行“之”字划线，可以兼顾厌氧菌和好氧菌的培养与观察 B. 若底层穿刺线四周出现扩散生长现象，可推测细菌是可以运动的 C. 若培养基出现黑色沉淀，可推测该细菌能够分解牛肉膏、蛋白胨 D. 若细菌能分解乳糖而产酸、产，推测斜面为黄色、底层为红色且有气泡 [解析]先穿刺可以接种厌氧菌，再进行“之”字划线，可以接种好氧菌，正确；细菌有运动能力，可由穿刺线向四周扩散生长，正确；牛肉膏、蛋白胨中含有蛋白质，细菌产生的硫化氢与铁盐反应生成黑色沉淀，若培养基出现黑色沉淀，则可推测该细菌能够分解牛肉膏、蛋白胨，产生硫化氢，正确；细菌分解葡萄糖、乳糖产酸产，斜面与底层均呈黄色，错误。 8. [2023·长沙调研]研究人员将结核分枝杆菌分别接种在含有不同浓度抗生素A与B的培养基中（“”代表含抗生素，“”多少代表抗生素浓度，“-”代表不含抗生素），对两种抗生素进行药性分析。在环境下培养后，细菌生长情况如图。下列说法错误的是（ D ）。 A. 为排除杂菌的影响，倒平板前需对培养基进行高压蒸汽灭菌处理 B. 该实验使用稀释涂布平板法接种结核分枝杆菌，待菌液被吸收后方可倒置培养 C. 长期使用抗生素A可能会增加结核分枝杆菌的抗药性基因频率 D. 与单独使用抗生素A相比，联合使用抗生素B可显著增强对结核分枝杆菌的抑制作用 [解析]为排除杂菌的影响，应该用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌，待培养基冷却到 左右时倒平板，正确；由图可知，菌落分布均匀，是利用了稀释涂布平板法接种结核分枝杆菌，待菌液被吸收后方可倒置培养，正确；长期使用抗生素，在抗生素 的选择作用下，结核分枝杆菌的抗药性基因频率可能会增加，正确；由图中平板上菌落的分布可知，与单独使用抗生素 相比，联合使用抗生素 不能增强对结核分枝杆菌的抑制作用，错误。 情境练 9. [2023·威海期末]中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌，其以糖蜜（甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖）为原料，在实验室通过发酵生产出等新型高附加值可降解材料，从而提高了甘蔗的整体利用价值。具体的工艺流程如下图所示。下列说法正确的是（ D ）。 A. 为提高菌株对蔗糖的耐受能力和利用效率，应在液体培养基中添加包含蔗糖在内的多种有机物作为碳源，并不断提高蔗糖的浓度 B. 为统计培养液中菌的数目，可在培养过程中定期取样并采用平板划线法进行菌落计数 C. 若菌株具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，则发酵系统不需要进行灭菌处理 D. 若在适宜营养物浓度、温度和条件下发酵，菌株细胞增殖和产量均未达到预期且产生了少量的乙醇，则说明氧气可能是高密度培养的限制因素 [解析]为提高菌株 对蔗糖的耐受能力和利用效率，应在液体培养基中将蔗糖作为唯一碳源，并不断提高其浓度，错误；平板划线法只能分离菌种，不能进行计数，错误；在高盐、强酸、强碱条件下，也可能有杂菌生长，故该发酵系统仍需要灭菌，错误；若在适宜营养物浓度、温度和 条件下发酵，菌株 细胞增殖和 产量均未达到预期且产生了少量的乙醇，这说明发酵条件中氧气不足，使菌种进行无氧呼吸产生了乙醇，据此推测氧气（或溶解氧）可能是限制高密度培养的重要因素，正确。 10. [2022·临沂模拟]大肠杆菌是人和动物肠道寄生菌，在一定条件下会引起胃肠道等局部组织感染。检验水样中大肠杆菌数目是否符合生活饮用水卫生标准，常用滤膜法测定，其操作流程如下图所示。大肠杆菌的代谢产物能与伊红—亚甲蓝（培养基的指示剂）反应，菌落呈深紫色。下列对实验操作的分析，错误的是（ D ）。 A. 测定前，滤杯、镊子和滤瓶均可用干热灭菌法进行灭菌处理 B. 过滤操作要在酒精灯火焰旁进行，防止杂菌污染 C. 将过滤完的滤膜紧贴在培养基上，完成大肠杆菌的接种操作 D. 培养基属于选择培养基，只有大肠杆菌能正常生长并形成深紫色菌落 [解析] 培养基属于鉴别培养基，没有选择作用，错误。 11. [2023·盐城期中]某学者利用“影印培养法”研究大肠杆菌抗链霉素性状产生的原因，先将原始菌种涂布在1号培养基上，培养出菌落后，将灭菌绒布在1号上印模，绒布沾上菌落并进行转印，使绒布上的菌落按照原位接种到2号和3号培养基上。待3号上长出菌落后，在2号上找到对应的菌落，然后接种到不含链霉素的4号培养液中，培养后再涂布到5号培养基上，并重复以上步骤。实验过程如图所示。下列相关叙述错误的是（ B ）。 A. 大肠杆菌抗链霉素的性状是由基因突变引起的 B. 大肠杆菌的抗链霉素突变是由链霉素诱导产生的 C. 4号与8号培养液中，抗链霉素菌株的比例逐渐增大 D. 在一定时间内，4号培养液中大肠杆菌的数量逐渐增多 [解析]试管中的细菌都没有接触过链霉素，可见细菌对链霉素抗性的形成并非由链霉素引起，而是自发突变形成的，错误。3号与2号、7号与6号培养基中的菌落数的比值，是抗性菌落占全部菌落的比例，观察实验结果可知，4号与8号培养液中，抗链霉素菌株的比例在逐渐增大，正确。在接种大肠杆菌后，因4号培养液中的营养条件适宜，在接种后的一定时间内，大肠杆菌的数量呈“”形增长；当营养物质减少、有害代谢物积累后，其数量会下降，正确。 12. [2023·唐山一模]为对某样品中噬菌体计数，工作人员将稀释倍的噬菌体样品与敏感细菌混合后平铺在平板上培养一段时间，长满细菌的平板因部分细菌被噬菌体裂解而形成圆形透明斑，即噬菌斑（1个噬菌斑为1个），噬菌体效价可用每毫升样品中含有的数表示。下列叙述错误的是（ C ）。 A. 透明的平板培养一段时间后变为不透明状态，是由细菌大量繁殖造成的 B. 噬菌体样品应有足够的稀释度，以保证初期一个细菌最多被一个噬菌体吸附 C. 若平均每个平板的噬菌斑数量为150，则该样品的噬菌体效价为 D. 若有少数活噬菌体未能侵染细菌，则噬菌斑计数结果比样品中实际活噬菌体数低 [解析]细菌繁殖导致透明的平板培养一段时间后变为不透明状态，正确。噬菌体样品应有足够的稀释度，以保证初期一个细菌最多被一个噬菌体吸附；如果稀释度不够，会出现两个或多个噬菌体吸附同一个细菌的现象，从而导致噬菌斑数量减少，噬菌斑计数结果比样品中实际活噬菌体数低，正确。若平均每个平板的噬菌斑数量为150，则该样品的噬菌体效价为，错误。若有少数活噬菌体未能侵染细菌，则噬菌斑数量减少，从而导致噬菌斑计数结果比样品中实际活噬菌体数低，正确。 二、非选择题 13. [2023·惠州调研]图1所示装置既可用于生产果酒，又可用于生产果醋；图2为腐乳的制作流程图；图3为某兴趣小组为了制作泡菜而查阅资料得到的相关指标变化示意图。回答下列相关问题： （1） 制备果醋时，原料可以是葡萄糖，也可以是酵母菌产生的酒精；若用图1所示的装置制备果醋，则开关1的控制操作是打开，原因是醋酸菌属于好氧细菌，只能进行有氧呼吸，打开开关1可以向发酵瓶中供氧。 [解析]制备果醋时，原料可以是葡萄糖，也可以是酵母菌产生的酒精。醋酸菌是严格的好氧细菌，只能进行有氧呼吸，需要通入氧气，打开开关1可以向发酵瓶中供氧，剩余的空气需要通过开关2排出，因此开关1和开关2都需要打开。 （2） 图2中豆腐发酵的过程①主要长出毛霉，经过该微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被水解成小分子肽和氨基酸，所以腐乳味道鲜美并易于消化和吸收。 [解析]腐乳发酵的主要微生物是毛霉，因此图2中豆腐发酵的过程①主要长出毛霉。毛霉可以分泌蛋白酶，将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，使腐乳具有一定的风味且易于消化和吸收。 （3） 据图3可知，在制作泡菜的过程中，下降的主要原因是乳酸菌发酵过程中产生了乳酸；需要经常向泡菜坛的水槽补充水，目的是给泡菜坛内提供无氧的环境；腌制过程中要注意控制时间、温度和食盐用量（至少答2项），否则就会导致制作的泡菜中亚硝酸盐含量升高。 [解析]在制作泡菜的过程中，乳酸菌发酵过程中产生了乳酸，使 下降。泡菜发酵的主要微生物是乳酸菌，乳酸菌是厌氧菌，因此制作泡菜时，需要经常向泡菜坛的水槽补充水，目的是给泡菜坛内提供无氧的环境。腌制过程中要注意控制时间、温度和食盐用量，否则就会导致制作的泡菜中亚硝酸盐含量升高。 第38讲 植物细胞工程 练课后作业 一、选择题 基础练 1. [2023·东莞调研]利用马铃薯的块茎进行无性繁殖，种植多代后往往会因感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳方法是（ C ）。 A. 选择优良品种进行杂交 B. 进行远缘植物体细胞杂交 C. 利用芽尖进行组织培养 D. 人工诱导基因突变 [解析]由于植物芽尖或根尖病毒极少甚至无病毒，因此常切取一定大小的芽尖或根尖作为外植体，进行组织培养，再生的植株就可能不带病毒，可获得无病毒幼苗，符合题意。 2. [2023·重庆模拟]下列关于植物组织培养的叙述中，正确的是（ D ）。 A. 以一株植物的叶片或花药为外植体培育的植株基因型相同 B. 培养过程中应给予适当光照以促进愈伤组织的光合作用 C. 愈伤组织可作为植物体细胞诱变的材料是因为细胞全能性高 D. 适当提高培养基中细胞分裂素的比例有利于愈伤组织分化成芽 [解析]以一株植物的叶片或花药为外植体培育的植株基因型不同，以花药为外植体培育的植株是单倍体，错误；脱分化形成愈伤组织的过程中应该避光处理，愈伤组织是不定形的薄壁组织团块，不能进行光合作用，错误；愈伤组织可作为植物体细胞诱变的材料是因为愈伤组织细胞分裂能力强，容易发生突变，错误；适当提高培养基中细胞分裂素的比例有利于愈伤组织分化成芽，正确。 3. [2022·菏泽一模]植物细胞工程包括植物组织培养、植物体细胞杂交等技术，具有广泛的应用前景和实用价值。下列对植物细胞工程相关操作或应用的叙述，错误的是（ B ）。 A. 可用诱导植物原生质体融合，再生出细胞壁是融合成功的标志 B. 植物体细胞杂交去壁前，需对两种植物细胞进行灭菌处理，以防止杂菌污染 C. 植物培养基中常用的植物生长调节剂，一般可以分为生长素类和细胞分裂素类 D. 获取植物原生质体时，须在与细胞液浓度相当的缓冲液中进行 [解析]植物体细胞杂交去壁前，为了防止杂菌污染，需对甲、乙植物细胞进行消毒处理，错误。 综合练 4. [2023·南京调研]关于植物组织培养的再分化过程，下列说法错误的是（ C ）。 A. 再分化过程中，不同细胞内合成了功能不同的特异性蛋白质 B. 脱分化与再分化过程所使用的培养基主要是激素浓度及用量比例的不同 C. 再分化过程在实验室或植物组织培养车间进行，需要避光处理 D. 再分化过程中，核遗传物质没有发生改变，但有变化 [解析]再分化的本质就是细胞分化，分化的实质是细胞内基因的选择性表达，不同细胞内转录出不同的，合成功能不同的特异性蛋白质，、正确；决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的浓度和用量比例，正确；诱导愈伤组织期间一般不需要光照，但再分化过程将形成根和芽等营养器官，芽的形成需要一定的光照，同时叶绿素的形成过程也离不开光照，所以再分化过程需要光照，错误。 5. [2023·辽宁一模]以四倍体（基因型为）植株的花药为外植体经植物组织培养获得植株的过程如图所示，下列相关叙述正确的是（ D ）。 A. 此过程为单倍体育种，④获得的植株都是纯合子 B. 将花药换成植物的茎尖可获得能抗病毒的脱毒苗 C. 取愈伤组织进行细胞产物的工厂化生产，可提高单个细胞的次生代谢物的量 D. ②③过程培养基中的激素比例以及光照条件均不同 [解析]图中的操作是花药离体培养的过程，该植株的基因型为，则产生的花粉有3种，即、和，因此获得的单倍体植株的基因型有3种，其中 个体为杂合子，错误；植物的茎尖含病毒极少，甚至不含病毒，可以用来培养脱毒苗，但不具有抗病毒的特性，错误；取愈伤组织进行细胞产物的工厂化生产时，无法提高单个细胞的次生代谢物的量，但可以通过培养得到更多的细胞，从而提高次生代谢物的总量，错误；②过程是脱分化，一般不需要光照，生长素和细胞分裂素的含量比例适中，③过程是再分化，需要在光照条件下诱导芽的形成，此时生长素用量比细胞分裂素用量低，故②③过程培养基中的激素比例以及光照条件均不同，正确。 情境练 6. [2023·重庆检测]利用山金柑愈伤组织细胞和早花柠檬叶肉细胞进行体细胞杂交可以得到高品质、抗逆性强的杂种植株。下图表示7组杂种植株核和线粒体来源鉴定的结果。下列分析正确的是（ C ）。 A. 进行原生质体融合有多种手段，如电融合法、离心法、聚乙二醇诱导法、灭活病毒诱导法等 B. 细胞融合依赖膜的流动性，获得的融合原生质体需放在无菌水中以防杂菌污染 C. 可通过观察融合后细胞的颜色进行初步筛选 D. 杂种植株是四倍体，其核只来自早花柠檬，线粒体只来自山金柑 [解析]灭活病毒可诱导动物细胞融合，但不能诱导原生质体融合，错误；细胞融合依赖膜的流动性，获得的融合原生质体需放在等渗的无菌溶液中，不能放在无菌水中，否则原生质体会吸水涨破，错误；由于愈伤组织细胞不含叶绿体，而叶肉细胞含有叶绿体，因此可通过观察融合后细胞的颜色进行初步筛选，正确；由图可知，杂种植株的线粒体 只来自山金柑，核 只来自早花柠檬，因此杂种植株仍是二倍体，错误。 7. [2023·济宁模拟]研究者利用胡萝卜韧皮部细胞进行实验，诱导出愈伤组织，在培养基中分别添加甲基化酶的抑制剂和组蛋白去甲基化酶的抑制剂，检测发现组、对照组、组形成的愈伤组织体积依次减小。据此分析错误的是（ D ）。 A. 对外植体消毒时，要兼顾消毒的效果和外植体的耐受性 B. 甲基化和组蛋白去甲基化分别抑制、促进愈伤组织形成 C. 诱导愈伤组织形成过程需无菌、避光、植物激素诱导等条件 D. 表观遗传通过改变蛋白质的氨基酸序列进而影响愈伤组织的形成 [解析]表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，基因通过控制蛋白质的合成控制性状，但基因的碱基序列不变，故表观遗传不改变蛋白质的氨基酸序列，错误。 8. [2023·石家庄模拟]紫花苜蓿是常用的豆科牧草，但易使家畜患鼓胀病。百脉根富含物质，可与紫花苜蓿中特定蛋白结合，抑制鼓胀病的发生。为培育抗鼓胀病的苜蓿新品种，我国科学家利用紫花苜蓿和百脉根为材料进行了实验，主要流程如图所示。下列叙述正确的是（ B ）。 A. ①过程为使用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞形成A、B两种原生质层 B. 为确保最终得到的植株为新品种，可对②过程形成的C进行筛选和鉴定 C. ③过程中C的高尔基体活动性增强，D的形成是植物体细胞杂交完成的标志 D. 将细胞培养至阶段即可研究物质的作用，④过程需进行光照处理 [解析]①是制备原生质体的过程，错误；②形成的细胞类型可能有紫花苜蓿—紫花苜蓿型、百脉根—百脉根型、紫花苜蓿—百脉根型等，为确保最终得到的 植株为新品种，可对②过程形成的 进行初步的筛选和鉴定，正确；③过程中由于要形成新的细胞壁，故高尔基体的活动增强，植物体细胞杂交完成的标志是杂种细胞形成新的细胞壁，而非图中 的形成，错误；④过程是脱分化，该过程需要避光处理，错误。 二、非选择题 9. [2023·茂名调研]紫杉醇是从红豆杉树皮中提取的高效抗癌物质，细胞培养生产紫杉醇是扩大紫杉醇来源的重要途径。下图为三种红豆杉细胞培养过程中细胞数量与紫杉醇产量的数据图。 （1） 以南方红豆杉叶为原料获得生产紫杉醇的愈伤组织需要通过细胞的脱分化，愈伤组织细胞具有较强的分裂、分化能力。这一技术的成功实现了组织培养技术在一个重要领域的应用，即细胞产物的工厂化生产。 [解析]略。 （2） 对比分析两个曲线图可知，培养后期紫杉醇产量出现下降的原因可能是培养的细胞数量减少、某些代谢物积累等。 在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌，其目的是防止微生物污染，保证氧气供应充足，使细胞与培养液充分接触（答3点）。与传统方法获得紫杉醇相比，利用植物组织培养技术生产紫杉醇，具有产量高、节约资源、保护环境（答2点即可）等优点。 [解析]对比分析两个曲线图可知，培养后期，培养的细胞数量减少、某些代谢物积累等导致紫杉醇产量下降。植物细胞培养过程需要充足的氧气，因此，在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌，其目的是防止微生物污染，保证氧气供应充足，使细胞与培养液充分接触。与传统方法获得紫杉醇相比，利用植物组织培养技术生产紫杉醇，具有产量高、节约资源、保护环境等优点。 （3） 植物生长调节剂在组织培养中具有极其重要的作用，其中赤霉素类植物生长调节剂的主要作用是促进培养细胞的伸长。 [解析]赤霉素类植物生长调节剂的主要作用是促进培养细胞的伸长。 10. [2023·海南期中]白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞中的染色体数目分别为20、18。白菜—甘蓝是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强、易储存等优点，下图表示白菜—甘蓝的培育过程，请回答下列问题： （1） 为了得到原生质体，需先用纤维素酶、果胶酶处理白菜和甘蓝的细胞。 [解析]略。 （2） 诱导原生质体融合的方法有多种，常用的化学方法是聚乙二醇融合法、高  高  融合法 （写出2种即可），融合完成的标志是形成的杂种细胞再生出新的细胞壁。由杂种细胞得到白菜—甘蓝植株还需经过植物组织培养，其中不需要光照的培养过程为脱分化。 [解析]诱导原生质体融合的物理法包括电融合法、离心法等；化学法包括聚乙二醇融合法、高 高 融合法等。融合完成的标志是形成的杂种细胞再生出新的细胞壁。将杂种细胞培育成杂种植株还需要使用植物组织培养技术，包括脱分化和再分化两个阶段，其中脱分化过程一般不需要光照，再分化过程需要给予适当光照。 （3） 经花粉直接培育的白菜—甘蓝植株，体细胞的染色体数为19。这种植株通常不育，为使其可育，需进行人工诱导，通过对幼苗使用秋水仙素进行处理，这种变异属于染色体数目变异。 [解析]经花粉直接培育的白菜—甘蓝植株，体细胞的染色体数为，不含同源染色体，这种植株通常不育，为使其可育，可通过使用秋水仙素处理幼苗使其染色体加倍，这种变异属于染色体数目变异。 （4） 植物体细胞杂交技术和传统杂交技术相比的优点是能打破生殖隔离、克服远缘杂交不亲和的障碍，培育作物新品种。 [解析]植物体细胞杂交技术和传统杂交技术相比的优点是能打破生殖隔离、克服远缘杂交不亲和的障碍，培育作物新品种。 第39讲 动物细胞工程 练课后作业 一、选择题 基础练 1. [2022·辽阳一模]下列关于动物细胞培养的叙述，错误的是（ C ）。 A. 动物细胞培养所需的营养物质与植物细胞培养的不同 B. 传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞 C. 在培养瓶中培养的癌细胞会出现接触抑制现象 D. 动物细胞培养时可添加抗生素以防止杂菌污染 [解析]癌细胞膜表面的糖蛋白减少，在培养瓶中培养的癌细胞不会出现接触抑制现象，错误。 2. [2023·河南联考]某抗原上有四种抗原表位，用该抗原注射小鼠后，可从小鼠的血清中分离出四种抗体，这些抗体称为多克隆抗体。用抗原表位1注射小鼠，将从小鼠脾脏中分离出的B淋巴细胞与鼠瘤细胞融合，经培养基筛选得到杂交瘤细胞，再经抗体检测筛选出能产生的杂交瘤细胞，并将该细胞注入小鼠腹腔，可从小鼠腹水中获取抗体，利用上述方法可制备，每种抗体称为单克隆抗体。下列说法错误的是（ B ）。 A. 多克隆抗体分别由不同的浆细胞分泌产生 B. 杂交瘤细胞为鼠瘤细胞与浆细胞的融合细胞 C. 抗体检测筛选时所用抗原为抗原 D. 与多克隆抗体相比，单克隆抗体的纯度高、特异性强 [解析]一种浆细胞只能产生一种抗体，多克隆抗体 分别由不同的浆细胞分泌产生，正确；由题意知，杂交瘤细胞为鼠瘤细胞与 淋巴细胞的融合细胞，错误；抗体检测筛选所用的原理是抗原能与抗体特异性结合，此时所用抗原为抗原，正确；与多克隆抗体相比，单克隆抗体的优点是纯度高、特异性强、重复性好，正确。 综合练 3. [2023·重庆质检]磷酸葡萄糖脱氢酶有和两种类型，分别由一对等位基因和编码。基因型为的女性体细胞中的两条染色体会有一条随机失活。将基因型为的女性皮肤组织用胰蛋白酶处理后先进行细胞的原代培养，再对不同的细胞分别进行单克隆培养。分别对原代培养和单克隆培养的细胞进行蛋白电泳检测，结果如图所示。下列说法正确的是（ D ）。 A. 培养箱中加入的的主要目的是刺激动物细胞进行细胞呼吸 B. 用胃蛋白酶处理皮肤组织可使其分散成单个细胞 C. 单克隆培养的细胞1、2、4、5、8、9与3、6、7所含基因不同 D. 原代培养细胞电泳图有2个条带是因为同时检测了多个细胞 [解析]进行动物细胞培养时，培养箱中加入 的 的主要目的是维持培养液的，错误；用胰蛋白酶等处理皮肤组织可使其分散成单个细胞，错误；女性体细胞中的两条 染色体会有一条随机失活，单克隆培养的细胞都来自原代培养的细胞，其基因型都为，只是在细胞1、2、4、5、8、9中含 基因的染色体具有活性，可以表达出 型，而细胞3、6、7中含 基因的染色体具有活性，可以表达出 型，错误；由题干可知，原代培养细胞是基因型为 的女性皮肤组织用胰蛋白酶处理得到的，但是这些细胞中的两条 染色体会有一条随机失活，即只能表达出一种，只有检测多个原代培养的细胞时，才可以检测出两个条带（两种），正确。 4. [2023·武汉质检]骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶，在培养液中会出现合成障碍而无法生长。下图表示用于生产单克隆抗体的某杂交瘤细胞制备过程，下列叙述正确的是（ C ）。 A. 图中杂交瘤细胞无须再筛选，可直接生产单克隆抗体 B. 选择免疫B细胞制备杂交瘤细胞主要是因为它可在培养液中生长增殖 C. 灭活的病毒可使细胞膜上部分分子重新排布而诱导细胞融合 D. 单克隆抗体可直接消灭靶细胞，因而可用于癌症的治疗 [解析]从免疫的小鼠体内提取的 淋巴细胞有多种，因此形成的杂交瘤细胞不一定能产生所需的抗体，故图中杂交瘤细胞还需要进行克隆化培养和抗体阳性检测，以进一步筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞，错误；免疫 细胞含有，但其自身不增殖，选择免疫 细胞制备杂交瘤细胞主要是因为免疫 细胞能产生特异性抗体，错误；灭活的病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，诱导 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，正确；单克隆抗体可与抗原发生特异性结合，从而导致其携带的药物可靶向性杀死癌细胞，因此单克隆抗体不能直接消灭癌细胞，错误。 5. [2023·潍坊期末]吴茱萸是一种中药，其主要成分为吴茱萸碱。为研究对人胃癌细胞增殖的影响及作用机制，科研人员做了相关实验。研究发现，不仅能通过诱导胃癌细胞中P53蛋白的表达，使其细胞周期阻滞在期，还能通过影响细胞凋亡蛋白基因的表达，最终起到治疗胃癌的作用。下列说法正确的是（ C ）。 A. 培养胃癌细胞，需将含血清的弱酸性培养基置于恒温培养箱中 B. 正常处于细胞分裂期的人胃癌细胞中一定有46条染色体 C. P53蛋白可能是一种细胞周期抑制蛋白，能够抑制胃癌细胞的增殖 D. 患者服用后，胃癌细胞中基因的数目会增加 [解析]培养胃癌细胞，需将含血清的中性偏弱碱性培养基置于恒温培养箱中，错误；若胃癌细胞处于有丝分裂后期，则有92条染色体，错误；胃癌细胞中P53蛋白的表达，使其细胞周期阻滞在 期，所以P53蛋白可能是一种细胞周期抑制蛋白，同时可推知 能够抑制胃癌细胞的增殖，正确；能影响细胞凋亡蛋白基因 的表达，因此患者服用 后，胃癌细胞中 蛋白的含量会增加，但是其相关基因数目不会增加，错误。 情境练 6. [2023·北京模拟]悬浮培养的动物细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累等因素而分裂受阻。生产上常用灌流式培养避免这些现象出现。灌流式培养是在细胞培养管内，一边不断注入新鲜培养基，一边将培养液的上清液不断移出。下列相关叙述错误的是（ A ）。 A. 灌流式培养的细胞会贴壁生长，但不会出现接触抑制现象 B. 灌流在细胞密度达到一定浓度或者营养物质低于一定浓度时进行 C. 过高的灌流速率会导致营养物质不能得到充分利用，造成培养基浪费 D. 配制灌流式培养所需培养基时应考虑细胞生存的液体环境的渗透压 [解析]灌流式培养（悬浮培养）的动物细胞不会出现贴壁生长现象，错误。 7. [2023·衡阳一模]常用的核移植方法主要有细胞质内注射法和透明带下注射法两种。前者是用微型注射针将供体细胞的细胞核吸出再注入去核卵母细胞质内；后者是直接将供体细胞注入去核卵母细胞透明带内，然后促使两个细胞融合。我国科学家于2017年底培育出的体细胞克隆猴“中中”和“华华”采用的就是后一种方法。下列有关叙述正确的是（ C ）。 A. 供体细胞注入卵母细胞透明带内后，就可自行进入卵母细胞 B. “中中”和“华华”的性状由多个亲本共同决定，属于有性生殖 C. 相比之下，透明带下注射法对供体细胞核和卵母细胞的损伤更小 D. “中中”和“华华”的核均来自供体细胞，质均来自去核卵母细胞 [解析]供体细胞注入卵母细胞透明带内后，还需要通过电融合法诱导才能使供体细胞进入卵母细胞形成重构胚，错误；体细胞克隆猴“中中”和“华华”的形成属于无性繁殖，错误；“中中”和“华华”的形成采用的是透明带下注射法，核 均来自供体细胞，但质 来自去核卵母细胞和供体细胞，错误。 二、非选择题 8. [2023·重庆检测]现代生物科技不断发展，在治疗癌症等重大疾病方面发挥着越来越重要的作用。下图表示能同时识别抗原A、B的双特异性单克隆抗体的结构图解和部分制备过程，请回答下列问题： （1） 抗体的结构类似字形，由两条重链和两条轻链组成，字形结构的顶端为抗原结合部位（可变）。这些肽链在核糖体合成后，经内质网、高尔基体等细胞器加工、连接形成有活性的抗体。 [解析]内质网负责加工、折叠核糖体上合成的肽链，并通过“出芽”将初步加工的蛋白质运输到高尔基体，高尔基体对蛋白质进一步加工、分类和包装。 （2） 单克隆杂交瘤细胞能够迅速大量增殖，原因是单克隆杂交瘤细胞由已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合而成，骨髓瘤细胞具有无限增殖（体外大量增殖）的能力。 [解析]略。 （3） 图中的单克隆杂交瘤细胞与脾脏细胞的融合细胞需要经过多次的检测和筛选才能得到少量的能产生双特异性单克隆抗体的单克隆杂交—杂交瘤细胞。根据题中信息，简述可能的原因：部分融合细胞丢失了与抗体合成有关的染色体；不同的多肽链组合可以形成的抗体类型较多（答2种即可）。 [解析]单克隆杂交瘤细胞与脾脏细胞所含染色体不同，融合后的细胞增殖产生子代细胞的过程中，可能丢失了与抗体合成有关的染色体，也可能融合细胞内合成的肽链间组合形成了更多类型的抗体。 （4） 人体内细胞可以识别、杀伤癌细胞。以癌细胞细胞膜外表面的特异性蛋白为抗原A，细胞细胞膜外表面的受体蛋白（能激活其免疫能力）为抗原B，科学家设计了1种双特异性单克隆抗体。这种双特异性单克隆抗体治疗癌症的效果优于抗体1、2联合使用，原因是这种双特异性单克隆抗体能使  细胞更精准地接触到癌细胞。 [解析]分析题图可知，抗体1能特异性结合抗原，抗体2能特异性结合抗原。使用双特异性单克隆抗体，能精准地同时结合 细胞和癌细胞，提高了 细胞接触、裂解、杀伤癌细胞的概率，更有效地治疗癌症。 9. [2023·广东期中]2019年7月21日，我国首例完全自主培育的克隆猫“大蒜”诞生，标志着我国在克隆领域又迈进了一大步。“大蒜”是一只非常可爱的雄性短毛猫，为纪念死亡猫“大蒜”，给克隆猫也取名“大蒜”。下图为克隆猫“大蒜”培育过程的示意图，请回答下列有关问题： （1） 图中过程①和③需要为培养细胞提供无菌、无毒的环境，为达到此目的对培养液采取的具体操作有在培养液中添加一定量的抗生素；定期更换培养液（答2点）。 [解析]图中①为动物细胞培养，③为重组细胞的培养，进行动物细胞培养时，保证无菌无毒环境的具体操作有对培养皿和所有培养用具进行无菌处理；在培养液中添加一定量的抗生素；定期更换培养液。 （2） 图中过程①需用胰蛋白酶等处理，将组织分散成单个细胞，不能用胃蛋白酶的原因是胃蛋白酶的适宜  为，而多数动物细胞培养适宜  为，胃蛋白酶在此环境中无活性。 [解析]略。 （3） 核移植时卵母细胞应处于Ⅱ期，从卵巢中采集的卵母细胞需体外培养才能达到该期，目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法。 [解析]核移植时卵母细胞应处于Ⅱ期。目前动物细胞核移植技术中普遍采用显微操作去核法去核。 第40讲 胚胎工程 练课后作业 一、选择题 基础练 1. [2023·绥化检测]下图表示精子入卵后，发生（或引起）一系列变化形成受精卵的过程。下列叙述错误的是（ B ）。 A. 图中指卵细胞膜反应，指卵子的减数分裂Ⅱ B. 经图中过程只形成了雌原核 C. 精子入卵主要指精子头部外膜与卵细胞膜融合 D. 精子入卵后，精子的尾部留在外面，并在溶酶体的作用下自溶 [解析]受精阶段，精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带，形成阻止多精入卵的第一道屏障；精子入卵后，卵细胞膜也会立即发生生理反应，形成第二道屏障，精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核，故 过程既形成了雌原核，又形成了第二极体，正确，错误。精子入卵主要指精子头部外膜与卵细胞膜融合，正确。精子入卵后，精子的尾部脱离，并在溶酶体的作用下自溶，正确。 2. [2023·陕西检测]高等哺乳动物受精后不久，受精卵开始进行细胞分裂。经桑葚胚、囊胚、原肠胚和组织、器官的分化，最后发育成一个完整的幼体，完成胚胎发育。下列有关叙述错误的是（ D ）。 A. 上图是早期胚胎发育过程中的囊胚示意图，①②③依次为透明带、滋养层、内细胞团 B. 高等哺乳动物胚胎发育经历的阶段依次是受精卵 卵裂 桑葚胚 囊胚 原肠胚 幼体，其中出现胚层分化的是原肠胚 C. 进行胚胎分割时，应选择桑葚胚或囊胚 D. 组成囊胚和桑葚胚的细胞，都是全能细胞 [解析]囊胚的滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，不是全能细胞，错误。 3. [2023·西安检测]下图为牛胚胎性别鉴定及胚胎分割示意图，下列有关说法错误的是（ B ）。 A. A是囊胚腔，乙过程是胚胎移植 B. 进行胚胎分割时，要注意将滋养层细胞均等分割 C. 胚胎分割所需要的主要仪器设备为体视显微镜和显微操作仪 D. 一般从结构D中取样分离出胚胎干细胞 [解析]进行胚胎分割时，要注意将内细胞团均等分割，错误。 综合练 4. 梅花鹿属于单胎动物，季节性发情。育种工作者希望通过胚胎工程技术对梅花鹿的优良品种进行扩大繁殖。下列有关叙述正确的是（ B ）。 A. 在梅花鹿的饲料中添加一定量的促性腺激素能促使其超数排卵 B. 梅花鹿的胚胎在早期处于游离状态，为胚胎收集提供可能 C. 当受体数量有限时，可对早期胚胎进行无限次分割以获得更多的后代 D. 胚胎分割技术可取样桑葚胚时期的滋养层进行分析，鉴定性别 [解析]促性腺激素属于多肽类物质，不能口服，否则会被分解而不能发挥作用，因此不能添加在饲料中，错误；梅花鹿的胚胎形成后，早期处于游离状态，为胚胎收集提供可能，正确；当供体数量有限时，可采用胚胎分割技术以获得更多的后代，但不能无限次分割，错误；胚胎分割技术可取样囊胚时期的滋养层进行 分析，鉴定性别，错误。 5. [2023·南通期中] 基因是细胞凋亡抑制基因，可以利用 技术检测其转录水平，进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。下图表示克隆猪的培育及 基因转录水平检测流程，下列说法错误的是（ C ）。 A. 图中涉及的现代生物工程技术有动物体细胞核移植技术、胚胎移植等 B. 在过程中，的值反映基因的转录水平 C. 图中过程表示逆转录，获得的可用于克隆猪基因组的测序 D. 采用胚胎分割技术处理早期胚胎，产生同卵多胚的可能性是有限的 [解析]图中涉及的现代生物工程技术有动物体细胞核移植技术、胚胎移植等，正确；是由 逆转录获得的，在 过程中，可以通过检测出 中 的分子数，进而计算出总 中 的分子数，从而反映出 基因的转录水平，正确；由 获得 的过程为逆转录过程，由于该过程获得的 没有启动子、内含子等，因此不能用于克隆猪基因组的测序，错误；实践证明，采用胚胎分割技术处理早期胚胎，产生同卵多胚的可能性是有限的，分割的次数越多，成功的可能性越小，正确。 6. [2023·北京测试]制备敲除目标基因的小鼠需要将编辑过的基因（将某基因敲除）转入小鼠胚胎干细胞，移植至正常小鼠的早期胚胎中，植入代孕母鼠子宫。出生的小鼠发育成熟后互相交配，鉴定小鼠基因型，筛选得到纯合的基因敲除小鼠。下列相关说法不正确的是（ A ）。 A. 实验中小鼠体细胞中均含有敲除基因 B. 利用胚胎分割技术可以获得更多的子代个体 C. 早期胚胎的体外培养需要无菌、无毒的环境 D. 检测代孕小鼠激素水平的变化可确定胚胎移植是否成功 [解析]实验中 小鼠是通过将编辑过的基因（将某基因敲除）转入小鼠胚胎干细胞，移植至正常小鼠的早期胚胎中，植入代孕母鼠子宫，出生后发育成熟的，是一种嵌合体小鼠，此代小鼠体细胞有的含有敲除基因，有的不含有敲除基因，错误。 情境练 7. [2023·泰安一模]小鼠克隆胚胎着床后胎盘发育显著异常可能与克隆胚胎中印记基因过度表达有关，印记基因的敲除极大提高了体细胞克隆的成功率。印记基因敲除的实验组克隆小鼠的体重与受精卵来源的小鼠一致，而对照组克隆小鼠的体重显著高于受精卵来源的小鼠；实验组克隆小鼠的胎盘直径和重量也显著低于对照组克隆小鼠，而与受精卵来源的小鼠一致。下列相关分析错误的是（ C ）。 A. 克隆胚胎过大可能是克隆胚胎着床后成活率低的原因 B. 克隆胚胎过大的原因可能是克隆胚胎的胎盘过大 C. 印记基因过度表达抑制胎盘的发育 D. 印记基因的表达产物可能影响早期胚胎滋养层细胞的发育 [解析] 印记基因的敲除极大提高了克隆的成功率，印记基因敲除的实验组克隆小鼠的体重与受精卵来源的小鼠一致，显著低于对照组克隆小鼠的体重，说明克隆胚胎过大可能降低克隆胚胎着床后的成活率，正确；印记基因敲除的实验组克隆小鼠的胎盘直径和重量也显著低于对照组克隆小鼠，而与受精卵来源的小鼠一致，说明克隆胚胎过大的原因可能是克隆胚胎的胎盘过大，印记基因可促进胎盘的发育，正确，错误；印记基因可影响胎盘的发育，而胎盘是由滋养层细胞发育而来的，正确。 8. [2023·临沂检测]子宫内膜异位症患者常伴有不孕症状，患者腹腔液中含有较高浓度的白细胞介素。为探明腹腔液中存在的对小鼠生殖活动的影响，科研人员利用三种重组人白细胞介素 、、配制培养液，将获能处理后的精子与成熟的卵母细胞在培养液中混合培养，一段时间后观察受精情况，实验结果如图所示。下列说法正确的是（ B ）。 A. 给实验小鼠注射一定量的雌激素可使其超数排卵，获得多枚成熟卵子 B. 成熟的卵母细胞是指Ⅱ期卵母细胞，常用肝素、载体处理使精子获能 C. 精子入卵后，卵细胞膜随即发生生理反应，即标志已受精 D. 随 、、浓度的升高，三种对小鼠受精的抑制作用不断增强 [解析]在胚胎工程中，给实验小鼠注射一定量的促性腺激素可使其超数排卵，获得多枚成熟卵子，错误；成熟的卵母细胞是指Ⅱ期卵母细胞，此时的卵母细胞才具备受精能力，获能液常见的有效成分有肝素、载体等，正确；精子入卵后形成雄原核，同时次级卵母细胞完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后形成雌原核，此时在透明带和卵细胞膜之间可看到两个极体和雌、雄原核，即表明已受精，错误；实验结果显示，三种 能抑制小鼠受精，但 没有表现出明显的随浓度增加对小鼠受精的抑制作用增强的效果，错误。 9. [2023·四川月考]研究发现，小鼠四倍体胚胎具有发育缺陷，只能发育成胎盘等胚胎以外的结构。细胞能够诱导分化形成所有的细胞类型，但很难分化形成胎盘。四倍体胚胎与细胞的嵌合体则会使二者的发育潜能相互补偿，可得到小鼠，其中的四倍体胚胎只能发育成胚外组织。下列叙述正确的是（ A ）。 A. 可使用灭活病毒诱导法使细胞融合，通过筛选可得到含4个染色体组的胚胎细胞 B. 嵌合体中的细胞具有自我更新能力并只能分化为胎盘等胚外组织 C. 嵌合体胚胎发育至原肠胚时需移植入生理状态与之相同的小鼠子宫内才可以进一步发育 D. 嵌合体发育形成的小鼠基因型与供体细胞的基因型不同 [解析]正常小鼠是二倍体，所以用灭活病毒诱导法使两个 细胞融合，经过筛选可得到含4个染色体组的胚胎细胞，正确；嵌合体中的 细胞具有自我更新能力，很难分化形成胎盘，但可分化为除胎盘以外的所有细胞类型，错误；嵌合体胚胎发育至桑葚胚或囊胚期再移植入生理状态与之相同的小鼠子宫内才可以进一步发育，错误；四倍体胚胎与 细胞的嵌合体会使二者的发育潜能相互补偿，得到 小鼠，其中的四倍体胚胎只能发育成胚外组织，所以嵌合体发育形成的 小鼠基因型与供体 细胞的基因型相同，错误。 二、非选择题 10. [2023·重庆模拟]中国科学院的研究团队利用细胞工程和基因编辑技术，成功培育出世界上首例只有双母亲来源的孤雌小鼠和双父亲来源的孤雄小鼠，实现了哺乳动物的同性繁殖。实验流程如图所示，请回答下列问题： （1） 卵细胞转化成相当于植物组织培养中的脱分化过程，该过程存在（填“存在”或“不存在”）基因的选择性表达。 [解析]卵细胞是高度分化的细胞，转化为孤雌胚胎干细胞相当于植物组织培养中的脱分化阶段，这个过程也存在某些基因的表达和某些基因的关闭，所以存在基因的选择性表达。 （2） 要培育孤雄小鼠需要将精子和具卵细胞细胞核特点的同时注入去核的卵母细胞形成重构胚，在对卵母细胞进行去核时，除了显微操作外还可以采用梯度离心、紫外线短时间照射、化学物质处理 （至少答出2种）等方法处理，得到的重构胚通常需要发育到桑葚胚或囊胚阶段才能进行胚胎移植。 [解析]对卵母细胞进行去核时，可以采取显微操作、梯度离心、紫外线短时间照射、化学物质处理等方法，重构胚通常需要在体外培养到桑葚胚或囊胚期才能进行移植。 （3） 不考虑致死情况，得到的孤雄小鼠性染色体组成为  或  或  。利用胚胎分割的方法对乙进行处理得到了多只孤雄小鼠，利用这些孤雄小鼠作为实验材料进行医学研究的优点是遗传物质相同，可以基本排除由基因不同造成的个体差异。 [解析]不考虑致死，孤雄小鼠的染色体来源于两只雄鼠产生的精子，所以其性染色体可能是 或 或。通过胚胎分割得到的同一批小鼠遗传物质相同，因此利用这些孤雄小鼠作为实验材料可以排除由基因的差异造成的个体差异。 第41讲 基因工程及生物技术的安全性与伦理问题 练课后作业 一、选择题 基础练 1. [2023·浙江测试]下列有关基因工程的说法中，不正确的是（ B ）。 A. 基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿定向地改造生物，培育出新品种 B. 基因工程的操作步骤包括目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建和将目的基因导入受体细胞 C. 基因工程中的工具酶是限制酶和连接酶，常用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等 D. 对于基因工程或分子生物学实验室向外排放转基因细菌等行为必须严加管制 [解析]基因工程的操作步骤包括目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞以及目的基因的检测与鉴定四步，错误。 2. [2023·济宁二模]下列关于“的粗提取与鉴定”和“片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述，正确的是（ A ）。 A. 选用植物细胞提取时需研磨破碎细胞 B. 鉴定时，应将丝状物直接加入二苯胺试剂中进行沸水浴 C. 微量离心管、蒸馏水和移液器在使用前均需进行高压蒸汽灭菌处理 D. 向着与其所带电荷相同的电极移动，迁移速率与凝胶浓度、的大小和构象等有关 [解析]利用植物组织提取 时，需先加入研磨液，充分研磨破碎细胞，正确；鉴定 时，将丝状物溶于 的 溶液后加入二苯胺试剂混合均匀，在沸水浴条件下，遇二苯胺试剂会呈现蓝色，错误；实验中的微量离心管、枪头、蒸馏水在使用前都必须进行高压蒸汽灭菌处理，但移液器不需要，错误；在一定的 下，分子可带上正或负电荷，在电场作用下，向着与所带电荷相反的电极移动，迁移速率与凝胶浓度、的大小和构象等有关，错误。 3. [2023·泰安二模]琼脂糖凝胶电泳的分子筛效应是指作为支持介质的琼脂糖具有网格结构，使大分子物质在通过时受到较大阻力，借此分离不同大小的片段。下列说法错误的是（ B ）。 A. 琼脂糖凝胶电泳可用于分离、鉴定分子的混合物 B. 双链分子片段长度越大，在琼脂糖中的移动速率越大 C. 凝胶制备中加入的核酸染料能与分子结合，用于分离后的检测 D. 凝胶中的分子通过染色，可在波长为的紫外灯下被检测出来 [解析]凝胶中 分子的迁移速率与 分子的大小有关，双链 分子片段长度越大，在琼脂糖中的移动速率越小，错误。 4. [2023·江苏期中]利用乳腺生物反应器生产人白蛋白的转基因牛的相关叙述中，正确的是（ D ）。 A. “转基因动物”是指体细胞中出现了新基因的动物 B. 所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因 C. 人们只有在转基因牛的乳汁中才能获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中是纯合的，而在其他细胞中则是杂合的 D. 牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因，但因种种原因，不发生转录、翻译，故不能合成人白蛋白 [解析]“转基因动物”是指体细胞中导入了外源基因的动物，其所获得的目的基因可能是原来就存在于其他生物体内的正常基因，不一定是“新”基因，错误；所谓“提高基因表达水平”是指设法加快目的基因通过转录、翻译产生相应蛋白质的速度，使牛的乳腺细胞中合成更多的人白蛋白，错误；只在转基因牛的乳汁中才能获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在乳腺细胞中表达，而在其他细胞中不表达，错误，正确。 5. [2023·山东期中]下列关于生物技术的安全性及伦理问题的观点，正确的是（ A ）。 A. 反对“设计试管婴儿”的原因之一是有人滥用此技术设计婴儿性别 B. 若转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题 C. 中国政府不反对治疗性克隆，可以有限制地进行生殖性克隆研究 D. 基因编辑技术可改变人类进化的速度和方向，有利于人类的进化 [解析]转基因技术的安全性问题需要验证才能得到证实，若转基因植物的外源基因来源于自然界，也有可能存在安全性问题，错误；中国政府的态度是禁止生殖性克隆人，坚持四不原则（不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验），不反对治疗性克隆，错误；基因编辑技术只是对个别人的个别基因进行编辑，不一定会改变人类进化的速度和方向，错误。 综合练 6. [2023·山东期末]某质粒上有Ⅰ、Ⅲ、Ⅰ三种限制酶切割位点，同时还含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因，获得此质粒的农杆菌表现出对两种抗生素的抗性。利用此质粒获得转基因抗盐烟草的过程如下图所示。请据图分析，下列叙述错误的是（ B ）。 A. 在构建重组质粒时，选用Ⅲ和Ⅰ两种酶切割目的基因的两端及质粒可防止目的基因和质粒的自我环化 B. 用分别含有氨苄青霉素和四环素的培养基筛选农杆菌时，发现含有目的基因的农杆菌不能在含四环素的培养基上生长，说明抗四环素基因未起到标记基因的作用 C. 采用农杆菌转化法是因为农杆菌感染烟草细胞时，其内的重组质粒上的能将目的基因插入烟草细胞的染色体上 D. 利用植物组织培养技术培育转基因抗盐烟草植株，依据的原理是高度分化的植物细胞具有发育成完整植株的能力 [解析]题目中所给的限制酶在质粒上的切割位点都位于抗四环素基因的内部，如果目的基因插入质粒中，得到重组质粒，则含重组质粒的农杆菌只含有完整的抗氨苄青霉素基因，不含完整的抗四环素基因（被目的基因破坏），则含有目的基因的农杆菌不能在含四环素的培养基上生长，这不能说明抗四环素基因未起到标记基因的作用，错误。 7. [2023·天津二模]农杆菌质粒上的可以转移并随机插入被侵染植物的染色体中。研究者将下图中被侵染植物的片段连接成环，并以此环为模板进行，扩增出插入位置两侧的未知序列，以此可确定插入的具体位置。下列说法错误的是（ C ）。 注：子链从引物的端开始延伸 A. 扩增依据的是分子双链复制的原理 B. 进行扩增需要耐高温的聚合酶 C. 利用图中的引物②③组合可扩增出两侧的未知序列 D. 通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定的插入位置 [解析] 扩增依据的是 分子双链复制的原理，是体外扩增 的一种方式，正确；技术需要在高温条件下进行变性，故进行 扩增需要耐高温的 聚合酶，正确；由于 片段连接成环，且子链从引物的 端开始延伸，故利用图中的引物①④组合才能扩增出两侧的未知序列，错误；通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定 的插入位置，正确。 8. （原创）是一种由指导的，利用核酸酶对靶向基因进行编辑的技术。本质是基因组上的一段特殊序列，它广泛存在于原核生物基因组中，是细菌和古细菌为应对病毒不断攻击而演化来的获得性免疫防御机制，而则是相关核酸酶。该技术原理是一条单链向导引导核酸酶到一个特定的基因位点进行切割。具体过程是通过设计“向导”中20个碱基的识别序列，实现对目标上某个特定位置的切割或特定片段的添加，如下图所示。下列相关叙述正确的是（ D ）。 A. 相当于基因工程中的限制酶，具有识别特定脱氧核苷酸序列并使每一条链中特定部位断开的功能 B. 若用切开后添加特定的片段，需要聚合酶和连接酶 C. “向导”可在解旋酶和聚合酶的催化下合成 D. 能通过专一性破坏双链分子中的磷酸二酯键来切割分子 [解析] 相当于基因工程中的限制酶，但不具有识别特定脱氧核苷酸序列的功能，起识别定位作用的是“向导”序列，错误；若用 切开后添加特定的 片段，需要 连接酶，但不需要 聚合酶，错误；“向导”的合成不需要解旋酶，只需要 聚合酶，错误；能通过专一性破坏双链 分子中的磷酸二酯键来切割 分子，正确。 9. [2023·日照期中]胆汁盐水解酶对治疗小鼠糖尿病有明显的效果。天然大肠杆菌对外来的入侵具有一定的抵抗力。科研人员从实验小鼠的粪便样本中提取出一种遗传上易驯化（对入侵抵抗力弱）的大肠杆菌菌株，构建基因的表达载体（如下图）并导入菌株体内，再将菌株重新导入小鼠肠道。一段时间后，在小鼠的肠道中出现了能持续分泌的大肠杆菌，小鼠糖尿病症状得到缓解。下列叙述错误的是（ D ）。 A. 天然大肠杆菌对外来的入侵具有一定抵抗力，可能与细胞内的限制酶有关 B. 构建基因表达载体时，应该选用限制酶B和限制酶C切割质粒和目的基因 C. 转化前常用处理大肠杆菌，使其处于能吸收外源分子的状态 D. 将转基因菌株导入小鼠肠道后，基因在其肠道细胞中稳定复制并表达 [解析]根据题意“天然大肠杆菌对外来 的入侵具有一定的抵抗力”，推测可能是天然大肠杆菌的细胞内有能将外来 切割的限制酶，正确；由题图可知，使用酶 会将氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因这两个标记基因破坏，且酶 和酶 在目的基因和质粒上都有识别位点，故构建基因表达载体时，应该选用限制酶 和限制酶 切割质粒和目的基因，正确；转化前常用 处理大肠杆菌，目的是使其处于能吸收外源 分子的状态，以利于将重组质粒导入受体细胞中，正确；根据题意可知，转基因菌株 导入小鼠肠道后，小鼠的肠道中出现了能持续分泌 的大肠杆菌，说明 基因在大肠杆菌中稳定复制并表达，错误。 情境练 10. [2023·辽阳二模]红细胞生成素是人体内促进红细胞生成的一种糖蛋白，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。由于天然来源极为有限，某科研团队采用基因工程培育转基因羊作为乳腺生物反应器，使其能合成。下列有关叙述错误的是（ A ）。 A. 构建表达载体时需将基因插入乳腺蛋白基因启动子的上游 B. 一般情况下，该转基因羊中的基因只在羊的乳腺细胞中表达 C. 可用显微注射技术将含有基因的表达载体导入羊的受精卵中 D. 用扩增人基因，需要一段已知的基因核苷酸序列 [解析]启动子是一段有特殊序列结构的 片段，位于基因的上游，是 聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出，故构建表达载体时需将 基因（目的基因）插入乳腺蛋白基因的启动子的下游，错误；结合题干“某科研团队采用基因工程培育转基因羊作为乳腺生物反应器，使其能合成”可知，该转基因羊中的 基因只在羊的乳腺细胞中表达，到合适时期收集羊的乳汁进行相关产物的检测与鉴定，正确；将目的基因导入动物受精卵最常用的方法是显微注射技术，正确；用 扩增人 基因，前提是需要一段已知的 基因核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物，正确。 11. [2023·辽宁模拟]用农杆菌侵染水稻（二倍体）细胞，获得1条染色体上基因被插入的个体。插入基因的位置如图1所示。自交得，用P1、P2、P3为引物检测不同个体的基因组成情况，如图2所示。图1箭头方向为引物所在子链的延伸方向；基因被插入后，用P1、P2为引物无法完成。下列叙述错误的是（ C ）。 A. 该实验中所用的引物P1、P2、P3为短单链核酸 B. 基因被插入后导致基因被破坏，可能无法表达相应蛋白 C. 用P1、P2引物进行得到产物的个体均为基因纯合子 D. 若调查样本量足够大，、、个体的比例约为 [解析]引物一般为单链 分子，正确；插入 基因后，基因被破坏，因此无法表达相应蛋白，正确；基因未被 插入时，可用引物P1、P2进行 获得产物，因此 基因纯合子及杂合子用P1、P2进行 均能得到产物，错误；为杂合子，自交后代个体的比例理论上为，图中、、个体的比例不为，可能是因为调查的样本数量较小，误差较大，正确。 二、非选择题 12. [2023·山东期末]下图为A、B、C三种质粒和一个含目的基因D的片段示意图。图中为氨苄青霉素抗性基因，为四环素抗性基因，为蓝色显色基因，其表达产物可以将无色化合物转化成蓝色物质，使大肠杆菌的菌落呈蓝色，否则菌落为白色。Ⅰ、Ⅰ为两种限制酶，质粒上限制酶后的括号内的数字表示限制酶切割位点与复制原点的距离。请回答： （1） 利用技术对一个目的基因扩增次，需要  对引物，耐高温的聚合酶能从引物的  端开始连接脱氧核苷酸，从而获得大量目的基因D。 [解析]利用 技术对一个目的基因扩增 次，产生 个，其中模板 不需要引物，因此消耗 对引物。耐高温的 聚合酶只能从引物的 端开始连接脱氧核苷酸。 （2） 据图分析，质粒A、C不能作为目的基因D的载体，理由分别是质粒A缺少标记基因、质粒C复制原点会被限制酶切割。 将目的基因D与质粒B进行重组，应该选用限制酶Ⅰ和连接酶。 [解析]由题图可知，质粒 缺乏标记基因，质粒 复制原点会被限制酶切割，故不能选择质粒、作为目的基因的载体。目的基因的两端都有Ⅰ的切割位点，而Ⅰ会破坏目的基因，故要获取目的基因，应该选用限制酶Ⅰ，再用 连接酶将目的基因 与质粒 的黏性末端进行连接。 （3） 在基因工程的操作过程中，需要检查目的基因D是否重组到质粒中，使用Ⅰ处理重组质粒，完全酶切后，进行电泳检测。若电泳图谱中出现长度为和，或者0.6和4.1的片段，则可判断质粒B已与目的基因D重组成功。 [解析]目的基因和载体用一种酶进行切割，重组质粒（含2个Ⅰ酶切位点）会出现正向连接和反向连接两种类型，质粒 中Ⅰ酶切位点与Ⅰ酶切位点之间的距离为，重组质粒中2个Ⅰ酶切点之间的最短距离可能是 或，重组质粒长度为，，，故Ⅰ酶切后，电泳图谱中出现长度为 和 片段或 和 的片段，说明重组质粒构建成功。 （4） 利用自身不含基因且对抗生素敏感的大肠杆菌作为受体细胞，要在已转化的含重组质粒、已转化的含空质粒的受体细胞和未转化成功的细胞中，筛选出已转化的含重组质粒的受体细胞，方法是在含有氨苄青霉素和  的培养基上培养，形成白色菌落的为导入重组质粒的受体细胞。 [解析]由题意可知，重组质粒中的 基因会被破坏，但能保留氨苄青霉素抗性基因，故若选择自身不含 基因且对抗生素敏感的大肠杆菌作为受体细胞，在含有氨苄青霉素和 的培养基上培养经过导入处理的大肠杆菌，则未成功导入重组质粒的大肠杆菌无法存活，而成功导入重组质粒的可以存活，能形成白色菌落的即为导入重组质粒的大肠杆菌，已成功导入空质粒的大肠杆菌形成蓝色菌落。 13. [2023·河南模拟]番木瓜很容易感染番木瓜环斑病毒（英文缩写为），该病毒是生产番木瓜的限制因素。我国科研人员利用农杆菌转化法，将番木瓜环斑病毒株系的复制酶基因转入番木瓜，成功培育出转基因番木瓜“华农一号”。其大致流程如图所示。回答下列问题： （1） 过程①称为逆转录；选用质粒作为载体，是因为  质粒可将目的基因转移到受体细胞中，并将其整合到受体细胞的染色体  上。为让的复制酶基因定向插入质粒上，需在的复制酶基因两端分别添加限制酶Ⅲ和Ⅰ的酶切位点。 [解析]略。 （2） 过程③将重组质粒转入农杆菌之前，需先用  处理农杆菌，使其处于一种能吸收周围环境中分子的生理状态；为筛选出含重组质粒的农杆菌，应将转化的农杆菌培养在含卡那霉素的培养基上。过程⑤运用的生物技术利用的生物学原理是植物细胞的全能性。 [解析]为筛选出含重组质粒的农杆菌，应将转化的农杆菌培养在含卡那霉素的培养基上。过程⑤是植物组织培养过程，利用的生物学原理是植物细胞的全能性。 （3） 若要从个体生物学水平鉴定培育的转基因番木瓜植株是否具有抗番木瓜环斑病毒的特性，应进行的操作是对转基因番木瓜植株接种  。 [解析]若要从个体生物学水平鉴定培育的转基因番木瓜植株是否具有抗番木瓜环斑病毒的特性，应进行的操作是对转基因番木瓜植株接种，观察转基因番木瓜植株是否抗病毒。 （4） 番木瓜是直接供人们食用的转基因水果，一直以来也是转基因安全性争议的焦点之一。对于转基因食品的安全性，公众主要担心的是转基因植物可能会产生有毒物质和过敏原，对人体健康不利。 [解析]略。 磨尖课系列5 长句问答之生物技术 练课后作业 1. [2023·成都测试]某科研工作者为了将图1培养基中的真菌与细菌分离，新制了培养基（含马铃薯、葡萄糖、琼脂、蒸馏水），并加入青霉素（抑制细菌细胞壁的合成）。接种时用绒布轻按图1培养基表面，使绒布面沾上菌落，再将绒布轻按在新制培养基表面，培养结果如图2所示。回答下列问题： （1） 鉴定图1中微生物种类的依据有菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等（答2点）。 在本实验中，我们可以每隔24小时统计一次菌落的数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，这样做的优点是可以防止因培养时间不足而导致菌落数目的遗漏。 [解析]略。 （2） 比较图1、2可知，图1中菌落3、4（填编号）为细菌，判断的理由是细菌无法在含青霉素的培养基中生长。 [解析]细菌无法在含青霉素的培养基中生长，因此图1中的菌落3、4为细菌。 （3） 图2中出现菌落5的原因可能是绒布未灭菌、被抗青霉素细菌污染、培养基灭菌不彻底（写出3种）。 [解析]图2中出现菌落5的原因可能是绒布未灭菌、被抗青霉素细菌污染、培养基灭菌不彻底等。 2. [2023·西安测试]尿素是农业生产上常用的氮肥，是我国目前所使用的固体氮肥中含氮量最高的化学肥料，但尿素中的氮元素不能直接被农作物利用，需要经过土壤中微生物转化后才能发挥肥效。请回答下列问题： （1） 农业生产上施用尿素时，应比其他氮肥提前天，尤其是在温度较低的地区，原因是尿素不能被农作物直接吸收利用，需要经过土壤中微生物转化后才能发挥肥效，在温度低时，微生物代谢活动弱，产生的脲酶活性较低。 [解析]略 （2） 牛肉膏蛋白胨培养基的配方如下表所示，有人认为使用该培养基不能分离获得尿素分解菌，原因是牛肉膏蛋白胨培养基不具有选择作用，各种异养微生物都可以生存， 改进的方法是可将牛肉膏、蛋白胨改为尿素，同时加入碳源（如葡萄糖）。 牛肉膏 蛋白胨 琼脂 将上述物质溶解后，添加蒸馏水，定容至 [解析]略。 （3） 分离尿素分解菌时，可以用于计数的接种方法是稀释涂布平板法，但该方法计数的结果往往偏小（填“偏大”或“偏小”）。不用另一种接种方法计数的原因是平板划线法所用菌液的量未知；平板划线法对分解菌稀释的倍数未知（答出2点即可）。 [解析]分离尿素分解菌时，可以用于计数的接种方法是稀释涂布平板法。用稀释涂布平板法计数的结果往往偏小，这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。平板划线法所用菌液的量未知，对分解菌稀释的倍数未知，故不能用于微生物计数。 3. [2023·辽宁模拟]甲型流感病毒主要分为禽流感病毒和人流感病毒，二者都含有多种抗原蛋白，其中有部分抗原蛋白是相同的，如抗原。回答下列问题： （1） 甲型流感病毒是单链病毒，变异频率较高，其原因是单链  结构不稳定，易发生变异 （答出1点）。 [解析]略。 （2） 利用抗抗原的单克隆抗体进行禽流感病毒检测，有时会出现假阳性，原因是  抗原为禽流感病毒和人流感病毒共有的抗原，检测出现假阳性可能为人流感病毒。 [解析]抗原检测主要是利用抗原与抗体的特异性结合来识别病毒表面的抗体蛋白。利用抗 抗原的单克隆抗体进行禽流感病毒检测时，由于人流感病毒也含有 抗原，因此会出现假阳性。 （3） 研究人员筛选出禽流感病毒的特有抗原，制备其单克隆抗体，以便快速鉴定禽流感病毒的存在，降低禽流感的危害。 ① 制备单克隆抗体所使用的动物细胞工程技术包括动物细胞融合、动物细胞培养，该过程使用骨髓瘤细胞的原因是骨髓瘤细胞可在体外大量增殖。 [解析]制备单克隆抗体主要是要得到杂交瘤细胞，杂交瘤细胞是免疫的 淋巴细胞和骨髓瘤细胞杂交得到的，利用了动物细胞培养、动物细胞融合技术。骨髓瘤细胞是一种癌细胞，有无限增殖的能力。细胞和骨髓瘤细胞融合成的杂交瘤细胞既具有 细胞可以分泌抗体的功能，又可以无限增殖，通过体外培养或者小鼠腹腔注射，就可以产生大量的单克隆抗体。 ② 为鉴定所制备的单克隆抗体的效果，研究人员分别向五组样品中加入等量的该单克隆抗体，进行特异性检测，结果如下表。 组别 甲型流感病毒 其他常见的与甲型流感病毒有相似抗原的病毒 禽流感病毒 人流感病毒 新城疫病毒 传染性支气管炎病毒 传染性法氏囊病病毒 结果 阳性 阴性 阴性 阴性 阴性 研究人员认为此单克隆抗体可用于鉴定禽流感病毒，请说明理由：此单克隆抗体和禽流感病毒呈阳性反应，但和人流感病毒及其他常见的与甲型流感病毒有相似抗原的病毒均呈阴性反应。 [解析]略。 4. [2023·沈阳质量监测]氮浓度过高严重影响水生生物的正常生长，是水体富营养化的主要原因之一。为此，科研人员分离、纯化出三类细菌，通过这三类细菌的作用，水体中过量的铵盐、亚硝酸盐及硝酸盐会转化为氮气释放到大气中，从而减轻水体的富营养化，反应过程如下。回答下列相关问题： （1） 科研人员在配制筛选亚硝化细菌的培养基时以铵盐（或、）为唯一氮源，采用高压蒸汽灭菌（或湿热灭菌）法对培养基进行灭菌。 [解析]对于选择培养基，筛选亚硝化细菌的培养基时应以铵盐为唯一氮源，以筛选出能利用铵盐的细菌。高压蒸汽灭菌法不仅可杀死一般的细菌、真菌等微生物，对芽孢、孢子也有杀灭效果，可用来对培养基灭菌。 （2） 在培养亚硝化细菌过程中需进行振荡培养，目的是使目的菌与培养液中成分充分接触，增大培养液中  含量（或增加溶氧量，使微生物与培养液充分接触）。 培养若干天后，应选择培养瓶中亚硝酸盐含量显著升高（或高）的培养液，采用稀释涂布平板法将其接种于含有格里斯试剂的固体培养基上（注：格里斯试剂可与亚硝酸盐反应生成红色物质），得到分布均匀的单菌落，再选择周围出现红色较深的单菌落，经液体培养使亚硝化细菌的数量进一步扩增。在上述过程中选择周围出现红色较深的单菌落的原因是单菌落周围红色越深（或生成的红色物质越多），说明亚硝化细菌转化生成的亚硝酸盐含量越高（或转化效率越高）。 [解析]振荡培养可以使目的菌与培养液中成分充分接触，增大培养液中 含量。亚硝化细菌能将铵盐转变为亚硝酸盐，亚硝化细菌分解能力强，则亚硝酸盐含量显著升高，因此应选择培养瓶中亚硝酸盐含量显著升高的培养液。采用稀释涂布平板法可以将菌种转接至固体培养基，得到分布均匀的单菌落；单菌落周围红色越深，说明亚硝化细菌转化生成的亚硝酸盐量越高，因此选择周围出现红色较深的单菌落。 （3） 在上述研究的基础上，科研人员又筛选并纯化得到反硝化细菌12株，对其产气能力和培养液中硝酸盐含量（用总氮表示）的测定结果如下，据此分析，用于水体净化时最好选择  号菌株，原因是  号菌株的产气能力强（或  号菌株产气快）、降解硝酸盐能力最强（或培养液中总氮含量最低、培养液中硝酸盐含量最低），表明其反硝化作用最强。 培养时间/ 3 产气情况 产气 产气 产气 菌株 ，，， ，，， ，，， [解析] 号菌株的产气能力强，降低培养液中的总氮能力强，可有效减轻水体的富营养化，因此它是用于水体净化的最好选择。 5. 几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强植物抗真菌病的能力。回答下列问题： （1） 在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是嫩叶组织细胞易破碎。 提取时，提取液中需添加酶抑制剂，其目的是防止  降解。 [解析]略。 （2） 若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是目的基因无复制原点，无启动子（答出2点即可）。 [解析]该目的基因是经逆转录形成的，无启动子等非编码序列，也无 复制所需的复制原点，故其在受体细胞内不能稳定存在和表达，也不能遗传下去。 （3） 若获得的转基因植株（几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中）抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是目的基因的转录或翻译过程异常。 [解析]植物的基因组中含有几丁质酶基因，但其抗真菌病的能力并没有提高，可能是由于转录或翻译过程异常，几丁质酶基因未能正常表达。 6. [2023·惠州模拟]2017年，我国科学家首次培育了体细胞克隆猴。在培育过程中，我国科学家经过多年的反复试验，终于可以在之内对卵母细胞进行去核操作，在之内将体细胞注入去核的卵母细胞内。培育克隆猴的流程如下图所示，请结合图回答问题： 注：为组蛋白去甲基化酶；为组蛋白脱乙酰酶抑制剂 （1） 研究人员在将胎猴的体细胞注入去核卵母细胞前，用灭活的仙台病毒进行了短暂处理。在此过程中，灭活的仙台病毒所起的作用是诱导细胞融合。将体细胞注入去核卵母细胞比早期核移植中将核注入去核卵母细胞更有进步意义，原因是操作简便，对供体细胞核和卵母细胞损伤小。 [解析]略。 （2） 研究人员将的注入了重构胚，同时用处理。这两种物质都是通过改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达的，即组蛋白去甲基化酶的的作用是表达组蛋白去甲基化酶，降低组蛋白的甲基化水平；组蛋白脱乙酰酶抑制剂的作用是抑制组蛋白脱乙酰酶的作用，提高组蛋白的乙酰化水平，最终调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率。 [解析] 是组蛋白去甲基化酶，则 的 可以翻译出组蛋白去甲基化酶，降低组蛋白的甲基化水平。是组蛋白脱乙酰酶抑制剂，可以抑制组蛋白脱乙酰酶的作用，提高组蛋白的乙酰化水平，最终调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率。 （3） 该项技术的成功使短期培育大批具有相同遗传背景的克隆猴成为可能，有什么意义？对个体生长发育机制的研究、疾病致病机制的研究、疾病模式动物的获得、新药的研发等具有重要意义（答出1点即可）。 [解析]略。 7. [2023·陕西期末]科学家已经成功利用植物体细胞杂交技术培育出一些杂种植株，如白菜—甘蓝、“番茄—马铃薯”等。下图为培育“番茄—马铃薯”杂种植株的流程示意图，请分析回答下列问题： （1） “番茄—马铃薯”植株具有番茄和马铃薯的全部遗传信息，但并没有在地上结番茄、地下结马铃薯，原因可能是基因的表达不是孤立的，不同物种的基因表达时，可能相互干扰。 [解析]由于基因的表达不是孤立的，不同物种的基因表达时，可能相互干扰，因此“番茄—马铃薯”没有在地上结番茄，地下结马铃薯。 （2） 图中①过程使用的酶是纤维素酶和果胶酶，该过程所利用的原理是酶具有专一性。 [解析]植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，由于酶具有专一性，因此用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁。 （3） 图中④⑤过程利用的技术是植物组织培养，该技术的原理是植物细胞具有全能性。 [解析]图中④⑤过程利用的技术是植物组织培养，这项技术的原理是植物细胞具有全能性。 （4） 已知番茄为二倍体，马铃薯为四倍体，则理论上，最终获得的“番茄—马铃薯”植株应该是可育的。请从减数分裂的角度分析，作出上述推测的理由是经植物体细胞融合培育出的“番茄—马铃薯”植株为六倍体，其在减数分裂过程中，同源染色体联会正常，能产生可育配子，因此理论上是可育的。 [解析]略。 8. [2023·潍坊期中]癌症的免疫疗法是指重新激活抗肿瘤的免疫细胞，进而克服肿瘤的免疫逃逸，某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白，是细胞表面受体，细胞的有效激活依赖于在癌细胞与细胞结合部位的聚集。科研人员尝试构建双特异性抗体的生产流程，如图1所示；双特异性抗体的结构及作用机理如图2所示。 抗体都是由两条链和两条链组成的，4条肽链呈对称结构。据图2分析，杂交瘤细胞会产生多种抗体，原因是融合细胞会表达出两种  链和两种  链，而  链和  链又是随机组合的。 双特异性抗体能协助杀伤癌细胞的机理是双特异性抗体  既能结合，又能结合，使  在癌细胞与  细胞结合部位聚集，从而有效激活  细胞杀伤癌细胞。 [解析]融合细胞会表达出两种 链和两种 链，而 链和 链又是随机组合的，因此杂交瘤细胞 会产生多种抗体。双特异性抗体 能协助杀伤癌细胞的机理是双特异性抗体 既能结合，又能结合，使 在癌细胞与 细胞结合部位聚集，从而有效激活 细胞杀伤癌细胞。 9. [2023·德州三模]表观遗传调节异常是肿瘤发生、发展的重要因素之一，甲基腺苷是真核生物上最常见的一种修饰。研究发现，胃癌细胞中存在去甲基化酶过表达和（癌症相关基因）的修饰水平降低的异常现象。科研人员利用基因工程技术实现基因沉默和基因的过表达，以研究介导的甲基化修饰对胃癌细胞迁移的影响。 注：A、B、C、D为四种引物序列；Ⅰ、Ⅲ、Ⅰ为限制酶 （1） 为确保目的基因正确插入质粒，需要选择Ⅰ、Ⅰ限制酶切割质粒。将重组质粒导入大肠杆菌体内时，可利用潮霉素和卡那霉素筛选出导入重组质粒的大肠杆菌，试简要表述筛选思路：依次使用含卡那霉素的培养基和含潮霉素的培养基筛选，能够在含卡那霉素的培养基中生长，而不能在含潮霉素的培养基中生长的大肠杆菌即为成功导入重组质粒的大肠杆菌。 [解析]结合图1、图2可知，为了保证强启动子同目的基因（基因）一起接入质粒，需要用Ⅰ、Ⅰ切割质粒。质粒中含有卡那霉素抗性基因和潮霉素抗性基因，而重组质粒中只有卡那霉素抗性基因，因此依次使用含卡那霉素的培养基和含潮霉素的培养基筛选，能够在含卡那霉素培养基中生长，而不能在含潮霉素培养基中生长的大肠杆菌即为成功导入重组质粒的大肠杆菌。 （2） 研究人员分别用不同方式处理胃癌细胞，并测得胃癌细胞迁移标志蛋白含量如下： 根据结果推测基因影响胃癌迁移的机理是  基因过表达导致  基因表达的  去甲基化，进而导致  基因过表达而引起癌细胞迁移。 [解析]分析结果可知，基因沉默会减少癌细胞的迁移量，基因过表达会恢复癌细胞的迁移量，因此，推测 基因过表达导致 基因表达的 去甲基化，进而导致 基因过表达而引起癌细胞迁移。 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $$