内容正文:
能力提升
1. C 目前大量生产酶制剂主要是通过微生物发酵工程生产的,
并不是所有的酶制剂都是通过发酵工程生产的,A错误;筛选
出能高产谷氨酸的谷氨酸棒状杆菌菌种后还需要进一步扩大
化培养才能接种到发酵罐中进行发酵生产,B错误;啤酒发酵
的过程分为主发酵和后发酵两个阶段,酵母菌的繁殖、大部分
糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成,主发酵结束
后在低温、密闭环境下储存一段时间属于后发酵,C正确;β -
胡萝卜素在食品工业中常用来增加食品的色泽,是着色剂不
是防腐剂,D错误。故选C。
2. A 谷氨酸棒状杆菌为异养型生物,糖液中的糖为谷氨酸棒状
杆菌提供碳源,而尿素为谷氨酸棒状杆菌提供氮源,A错误;
玉米淀粉在淀粉酶的作用下,可以制备成糖液,因此利用玉米
淀粉制备糖液时,可采用酶解法,B正确;谷氨酸棒状杆菌在
发酵过程中要不断地通入无菌空气,因此谷氨酸棒状杆菌生
产谷氨酸,进行的是有氧发酵,C正确;糖液中的糖为发酵菌
提供碳源,尿素提供氮源,另外,还有水和无机盐,因此,维生
素B为发酵菌的生长提供特殊的营养物质,D正确。故选A。
3. C 高浓度盐分能通过提高培养液的渗透压使微生物失水死
亡,从而实现防腐抑菌,A正确;由表格内容可知,在发酵初期
提高盐浓度,对真菌及乳酸菌形成有效抑制,B正确;由表中
数据可知,低盐组、中盐组和高盐组的细菌数量随发酵时间推
移数量减少;而真菌和乳酸菌数量随着发酵时间的推移呈现
先增后减的趋势,C错误;发酵过程中,随时检测培养液中的
微生物数量,可以更好地了解发酵进程,D正确。故选C。
4. D 许多食品添加剂都能通过发酵工程生产,如柠檬酸可以通
过黑曲霉的发酵制得,A项正确;β -胡萝卜素、红曲黄色素等
在食品工业中常用来增加食品的色泽,B项正确;食品工业
中,用来延长食品保质期的乳酸链球菌素、溶菌酶可通过发酵
工程生产,C项正确;食品添加剂不仅可以增加食品的营养,
改善食品的口味、色泽和品质,有时还可以延长食品的保存
期,D项错误。
5. A 大麦芽产生的淀粉酶将大麦中的淀粉水解产生葡萄糖,酵
母菌利用产生的葡萄糖发酵获得啤酒,A错误;啤酒的生产过
程中,焙烤的目的是杀死大麦种子的胚,但不使淀粉酶失活,B
正确;酶活性的发挥需要适宜的温度,而蒸煮过程中淀粉酶活
性因高温丧失,因此蒸煮过程可以终止淀粉酶的进一步作用,
并对糖浆灭菌,C正确;为提高啤酒产量,选育出的高产啤酒
酵母需经扩大培养后才可接种到发酵罐中,D正确。故选A。
6. C 过程①筛选纤维素分解菌时用纤维素作为唯一碳源的选
择培养基,纤维素分解菌能够很好地生长,其他微生物则不能
生长,A正确;根据酶的专一性,纤维素酶水解纤维素,因此过
程②中的酶是纤维素酶,B正确;纤维素糖化是纤维素水解的
过程,应消耗水,C错误;酵母菌无氧呼吸产生酒精,微生物X
可能是酵母菌,D正确。故选C。
7. B 种子培养是在发酵前对菌种进行扩大培养,增加菌体的数
量,A正确;蒸煮的作用是终止酶的作用,并进一步对糖浆灭
菌,B错误;发酵产物为柠檬酸,呈酸性,故发酵液pH降低到
一定值后可进行过滤纯化,C正确;微生物含有丰富的蛋白
质,废渣中含有大量的发酵菌体,故利用废渣为原料可进一步
获得单细胞蛋白,D正确。故选B。
8.(1)碳源 碳酸钙
(2)稀释涂布平板 大 4 ℃
(3)抑制 更高
(4)诱变
(5)将J2菌株连续培养多代,将每一代菌株都接种到培养基
上 如果透明圈大小基本一致
解析:(1)试验中所用培养基均含有水、葡萄糖、酵母浸膏和酒
精,其中葡萄糖可为醋酸菌生长的碳源。配制分离培养基时,
除营养物质外,还需要添加2%的碳酸钙,以便观察醋酸与之
反应后菌落周围形成的透明圈,从而可以鉴定醋酸菌的产酸
能力。(2)分离醋酸菌时,需将富集的醋酸菌培养液进行梯度
稀释,采用稀释涂布平板法接种到分离平板上。透明圈越大,
说明产酸能力越强,因此30 ℃培养72 h后,挑取透明圈大的
单菌落进行划线分离。分离出的单菌落接种到斜面培养基
(含3%酒精)上并置于4 ℃条件下保藏。(3)取保藏的三个
菌株分别接种于发酵培养液(含5%酒精)中,30 ℃培养5d后
测产酸量,筛选出高产酸的醋酸杆菌J2 菌株。将J2 与
AS1. 41分别接种到含不同浓度酒精的培养液中,30 ℃培养24
h后测定活菌数量,结果如图2。根据图2结果可知,酒精可
抑制醋酸菌的生长。与AS1. 41相比,J2菌株菌体数量较高,
因而说明该菌株对酒精的耐受性更高。(4)要改良生物的性
状,可采用诱变育种的方法,因此获得J2菌株后,还可以采取
诱变的育种措施,进一步提高其酒精耐受性。(5)筛选出J2
菌株后,其高产酸特性的遗传是否稳定还需检测,由于醋酸菌
是原核生物,只能进行分裂增殖,因此检测的基本过程为:将
J2菌株连续培养多代,将每一代菌株都接种到培养基上,观察
并比较产生的透明圈大小,如果透明圈大小基本一致,说明其
高产酸特性能稳定遗传,如果透明圈大小不一致,说明其高产
酸特性不能稳定遗传。
练案[5]
基础题组
1. C 离体的植物组织、器官必须经过消毒才能接种到组织培养
基中,A错误;诱导愈伤组织过程中不需要进行光照,B错误;
诱导生根和生芽的培养基的主要区别在于生长素和细胞分裂
素的比例不同,诱导生根,生长素比例较大,诱导生芽,细胞分
裂素比例较大,C正确;菊花茎段在生根培养基中生根后,应
将试管苗移至草炭土或蛭石中培养锻炼(练苗),然后再转移
至土中定植,D错误。故选C。
2. D 植物组织培养的理论基础为植物细胞具有全能性,A正
确;植物组织培养的脱分化和去分化过程中所需关键激素是
细胞分裂素和生长素,但二者使用时的比例不同,B正确;由
于植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,
故使用茎尖进行组织培养可获得脱毒苗,C正确;培养基中添
加的蔗糖可提供营养物质和调节渗透压,D错误。故选D。
3. C 离体的已经分化的细胞失去其特有的结构和功能,转变为
未分化的细胞,进而形成愈伤组织的过程,属于脱分化,该过
程需要有关激素进行诱导,A、B、D正确;离体的植物组织在一
定的培养条件下分化出根和芽的过程,包括脱分化和再分化,
C错误。
4. B 愈伤组织分化后形成不同组织细胞中核基因都是相同的,
A错误;已高度分化的叶肉细胞、表皮细胞仍然具有全能性,
因为含有发育成本物种所需要的全部遗传物质,B正确;核糖
体蛋白基因是在所有细胞中都表达的基因,指导合成的蛋白
质是维持细胞基本生命活动所必需的,C错误;愈伤组织形成
叶肉细胞等组织细胞提高了生物体各种生理功能的效率,D
错误。故选B。
5. C 以根尖分生区为材料通过组织培养可以获得脱毒苗,但不
是抗毒新品种,A错误;单倍体育种包括花药离体培养和秋水
仙素加倍两个步骤,对于二倍体生物而言,经该方法得到的都
是纯合子,能明显缩短育种时间,B错误;在植物组织培养过
程中,愈伤组织的分裂能力强,处于分裂状态,因此它们容易
受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变,C正确;细胞产
物的工厂化生产,可以通过培养更多的细胞从而提高次生代
谢物的产量,但不可以提高单个细胞中次生代谢物的含量,
D
—187—
错误。故选C。
6. A 利用植物体细胞杂交技术培育“番茄—马铃薯”杂种植株
时,需要用酶解法去除番茄细胞和马铃薯细胞的细胞壁,获得
原生质体,然后用融合剂诱导原生质体融合,因此需要考虑使
用的酶浓度和作用时间,不需要考虑番茄和马铃薯植株之间
的生殖隔离,A符合题意,B不符合题意;原生质体融合并且
再生出细胞壁后,获得杂种细胞,运用植物组织培养技术获得
完整杂种植株,这是必须考虑的,C不符合题意;获得杂种植
株后,对培育植株进行细胞染色体数目和形态鉴定,以判断是
否培育成功,这是必须考虑的,D不符合题意。故选A。
7.(1)纤维素酶和果胶 原生质体 植物细胞的全能性 脱分
化和再分化
(2)打破生殖隔离,实现远缘杂交育种 生物体内基因的表达
不是孤立的,它们之间是相互调控、相互影响的
解析:(1)根据酶的专一性,去除细胞壁常用的酶是纤维素酶
和果胶酶,处理后获得原生质体,再诱导其融合并培养形成杂
合细胞。利用植物组织培养技术将杂合细胞培养成杂种植株
的原理是植物细胞的全能性,其具体过程中包含脱分化和再
分化两个关键步骤。(2)植物体细胞杂交技术在植物新品种
培育方面的优势是克服远缘杂交不亲和的障碍,打破了生殖
隔离,实现远缘杂交育种。由于生物体内基因的表达不是孤
立的,它们之间是相互调控、相互影响的,所以“番茄—马铃
薯”杂种植株并没有像科学家设想的那样地上结番茄、地下结
马铃薯。
能力提升
1. A 为充分利用培养条件,每个锥形瓶可接种6 ~ 8个外植体,
将封口膜重新扎好,A正确;将菊花茎段插入时应注意方向,
不应倒插,是为了生长素的极性运输,保证成活率,B错误;菊
花茎段经脱分化后形成愈伤组织,必须经再分化才能形成含
有根和芽的胚状体,C错误;在植物组织培养过程中需要在不
同时期,根据培养对象的需求添加或减少植物激素的比例,故
植物组织培养得到试管苗的过程中不止更换一次培养基,D
错误。故选A。
2. D 通常使用酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消毒处理,要
兼顾消毒效果和植物的耐受性,避免过度消毒对外植体造成
损伤,A正确;在培养基中分别添加DNA甲基化酶的抑制剂
Aza和组蛋白去甲基化酶的抑制剂GSK,检测发现Aza组、对
照组、GSK组形成的愈伤组织体积依次减小,即与对照组相
比,加入DNA甲基化酶的抑制剂后愈伤组织体积增大,而加
入组蛋白去甲基化酶的抑制剂后愈伤组织体积变小,说明
DNA甲基化和组蛋白去甲基化分别抑制、促进愈伤组织形
成,B正确;诱导愈伤组织形成过程需无菌、避光(利于愈伤组
织的形成)、植物激素(主要是生长素和细胞分裂素)诱导等
条件,C正确;表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的
表达却发生了可遗传的改变,基因控制蛋白质的合成,故表观
遗传可能不改变蛋白质的氨基酸序列,D错误。
3. B 原生质体没有细胞壁的保护,因此在制备原生质体时,应
在较高渗透压的甘露醇溶液中,维持细胞膜内外的渗透压平
衡,保持其形态和活力;融合的原生质体需再生出细胞壁,形成
的杂种细胞经植物组织培养获得杂种植物;已知普通烟草和奈索
菲拉烟草均为四倍体,因此培育出的普通烟草—奈索菲拉烟草具
有八个染色体组,在减数分裂过程中不会出现联会紊乱。
4. C 原生质体融合首先是细胞膜的融合,常用PEG融合法诱
导原生质体融合,此过程依赖于膜的流动性,A正确;植物细
胞壁的主要成分是纤维素和果胶,故可用纤维素酶和果胶酶
去除细胞壁获得原生质体,B正确;若原生质体均为两两融
合,则会形成3种细胞,即紫罗兰细胞自身融合的细胞、油菜
细胞自身融合的细胞、杂种细胞,所以融合后的细胞中染色体
数目为28条或76条或52条,C错误;植物体细胞杂交技术,
最大的优点是可以克服远缘杂交不亲和的障碍,故获得紫罗
兰—油菜杂种植株的方法克服了远缘杂交不亲和的障碍,D
正确。故选C。
5. A 在一定条件下,已经分化的细胞可以经过脱分化,即失去
其特有的结构和功能,转变成未分化的细胞,进而形成不定形
的薄壁组织团块,这称为愈伤组织。将胡萝卜根薄片在培养
基上培养成愈伤组织属于脱分化过程,A正确。
6. B 1902年,哈伯兰特提出了细胞全能性的理论,但相关的实
验尝试没有成功,A错误;1975年,米尔斯坦和科勒等创立了
单克隆抗体技术,C错误;克隆羊多莉在1996年诞生,D错误。
7.(1)无机盐 生长素
(2)植物细胞的全能性 有丝分裂 分化
(3)培养基 芽发育成叶,叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照
(4)选择性表达
解析:(1)植物组织培养过程需要一些小分子无机盐和有机物
等物质提供营养。另外需要细胞分裂素和生长素进行诱导细
胞分裂和细胞分化。(2)植物组织培养主要进行有丝分裂,再
分化的过程中伴随着细胞分化。(3)培养基需要进行灭菌处
理,外植体需要进行消毒处理。(4)B阶段为再分化过程,逐
渐生长出根、茎、叶等器官,光照是叶绿体色素形成的必要条
件。细胞分化的实质是基因的选择性表达。
练案[6]
基础题组
1. C 植物微型繁殖属于无性生殖,可以保持亲代的优良性状,
A正确,C错误;微型繁殖可以高效快速实现种苗的快速繁
殖,在生产上应用广泛,B正确;微型繁殖作为生物技术广泛
应用于社会生产,已经应用于观赏植物、经济林木等的繁育,D
正确。故选C。
2. A 在植物组织培养过程中需要在不同时期,根据培养对象的
需求添加或减少一些物质,尤其是植物激素的比例,故植物组
织培养得到试管苗的过程中需要更换培养基,A正确;用于植
物组织培养的接种材料可以是植物根、茎、叶的任何部位,也
可以是植物的花药,若所选外植体为(二倍体植物)花药,则
经花药离体培养获得人工种子长成的植株为单倍体,一般不
可育,B错误;该过程中所用培养基含有糖类等物质,除提供
植物生长发育所需的无机营养外,还需提供有机物质,C错
误;外植体脱分化形成愈伤组织过程中需要添加植物激素,如
生长素和细胞分裂素,D错误。故选A。
3. B 图中X可以是试管苗的茎尖,植物顶端分生区附近(如茎
尖)的病毒极少,甚至无病毒,切取一定大小的茎尖进行组织
培养,再生的植株就有可能不带病毒,从而获得脱毒苗,A正
确;茎尖等分裂旺盛部位无病毒感染,利用茎尖分生组织能培
养出无病毒且保持优良性状的幼苗,即脱毒苗,脱毒苗不等于
抗毒苗,脱毒苗不能使植株具备抗病毒的能力,B错误;植物
组织培养常用MS培养基,过程①、②所用的MS培养基需要
添加生长素、细胞分裂素等植物激素,C正确;热处理脱毒的
基本原理是利用病毒对热不稳定,在高于常温下,会钝化失
活,而植物基本不受伤害,D正确。故选B。
4. B 花药离体培养先进行脱分化形成愈伤组织,再通过再分化
形成各种组织和器官,最终形成完整植株,此为植物组织培养
技术,A正确;细胞产物的工厂化生产主要是利用植物细胞培
养技术,通过促进细胞增殖,以从细胞中获得次生代谢物,单
个细胞中次生代谢产物的含量并没有提高,B错误;植物顶端
分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,因此,可利用
茎尖分生组织进行组织培养来获得香蕉脱毒苗,C正确;植物
组织培养过程中,由愈伤组织重新分化为根和芽的再分化过程
,
—188—
练案[5] 第 2 章 细胞工程
第1节 第1课时 植物细胞工程的基本技术
基础题组
一、选择题
1.(2024·河南洛阳高二统考期中)下列关于菊
花组织培养的叙述,正确的是 (C )
A.离体的菊花茎段必须经过严格灭菌后才能
接种到培养基中
B.诱导愈伤组织阶段为了使细胞获得能量应
给与适当时间和强度的光照
C.诱导生根和生芽的培养基的主要区别在于
生长素和细胞分裂素的比例不同
D.利用菊花茎段培育形成的试管苗可直接移
栽入土进一步培养
2.(2024·河南省实验中学高二校考期中)下列
关于植物组织培养的叙述,错误的是(D )
A.原理是植物细胞一般具有全能性
B.所需关键激素是细胞分裂素和生长素
C.用茎尖进行组织培养可获得脱毒苗
D.培养基中添加蔗糖仅可提供营养物质
3.下列有关植物组织培养过程中的细胞脱分化
的说法,不正确的是 (C )
A.已经分化的细胞失去特有的结构和功能而
转变成未分化的细胞的过程
B.已经分化的细胞转变成为具有分生能力的
薄壁细胞的过程
C.离体的植物组织在一定的培养条件下分化
出根和芽的过程
D.离体的植物组织经脱分化形成愈伤组织的
过程中必须经过有关激素的诱导
4.(2023·湖南娄底统考模拟预测)如图是某植
物愈伤组织通过培养形成植株的过程中产生
的不同类型细胞的示意图。下列叙述正确的
是 (B )
A.愈伤组织分化形成的不同组织细胞中的核
基因不同
B.已高度分化的叶肉细胞、表皮细胞仍然具
有全能性
C.核糖体蛋白基因只在某类组织细胞中特异
性表达
D.愈伤组织形成叶肉细胞等降低了各种生理
功能的效率
5.(2024·河南洛阳高二统考期中)下列关于植
物细胞工程的应用,叙述正确的是 (C )
A.以根尖分生区为材料通过植物组织培养可
获得抗毒新品种
B.通过花药离体培养得到单倍体植株,可明
显缩短育种年限
C.愈伤组织的分裂能力强,更容易受到诱变
因素的影响而产生突变
D.细胞产物的工厂化生产可提高单个细胞内
的次生代谢产物的含量
6.(2024·江苏淮安高二校联考期中)利用植物
体细胞杂交技术培育“番茄—马铃薯”杂种植
株时,不必考虑 (A )
A.番茄和马铃薯植株之间的生殖隔离
B.获得原生质体时使用的酶浓度和作用时间
C.运用植物组织培养技术获得完整杂种植株
D.对培育植株进行细胞染色体数目和形态
鉴定
二、非选择题
7.(2024·河南洛阳高二统考期中)科学家利用
植物体细胞杂交技术成功获得了“番茄—马
铃薯”杂种植株,希望这种植物可以地上结番
茄,地下结马铃薯。请回答下列问题。
(1)通过植物体细胞杂交技术培育“番茄—马
铃薯”杂种植株,首先要利用 纤维素酶和果
胶 酶去除两种植物细胞的细胞壁,从而获
得 原生质体 ,再诱导其融合并培养形成
杂合细胞,进而利用植物组织培养技术将杂
合细胞培养成杂种植株。其中植物组织培养
技术的原理是 植物细胞的全能性 ,具体
过程中包含两个关键步骤是 脱分化和再分
化 。
(2)植物体细胞杂交技术在植物新品种培育
方面的优势是 打破生殖隔离,实现远缘杂
交育种 。但“番茄—马铃薯”杂种植株并没
有像科学家设想的那样地上结番茄、地下结
马铃薯,请从基因表达调控的角度分析可能
的原因 生物体内基因的表达不是孤立的,
它们之间是相互调控、相互影响的
。
—122—
能力提升
一、选择题
1.(2023·江苏省常州市教育学会高二期末)幼
嫩的菊花茎段经过植物组织培养可以获得完
整的菊花幼苗,相关叙述正确的是 (A )
A.为充分利用培养条件,每个锥形瓶可接种
6 ~ 8个外植体
B.将菊花茎段倒插在培养基中,可形成菊花
幼苗
C.菊花茎段经脱分化可直接形成含有根和芽
的胚状体
D.植物组织培养得到试管苗的过程中只需要
更换一次培养基
2.研究者利用胡萝卜韧皮部细胞诱导形成愈伤
组织,在培养基中分别添加DNA甲基化酶的
抑制剂Aza和组蛋白去甲基化酶的抑制剂
GSK,检测发现Aza组、对照组、GSK组形成的
愈伤组织体积依次减小。据此分析错误的是
( )
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. DNA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
3.我国科学家利用植物细胞工程技术培育出了
具有优良性状的普通烟草—奈索菲拉烟草,
这种烟草具有品质优良、兼抗多种病害等优
点。已知普通烟草和奈索菲拉烟草均为四倍
体。下列相关叙述正确的是 (B )
A.在较低浓度的甘露醇溶液中获得原生质体
的目的是保持其活力
B.杂交过程中的关键环节是原生质体间的融
合,诱导因素常用PEG
C.融合的原生质体可以直接经过植物组织培
养获得杂种植物
D.由于同源染色体联会紊乱,培育的普通烟
草—奈索菲拉烟草植株不育
4.(2024·河南省实验中学校考期中)紫罗兰
(2n = 14)花色丰富、抗虫性强,其种子富含亚
麻酸。为了让油菜(2n = 38)具有紫罗兰的诸
多优良性状,科研人员进行了下图所示的实
验。下列有关叙述错误的是 (C )
A. PEG融合法诱导原生质体融合依赖膜的流
动性
B.可用纤维素酶果胶酶去除细胞壁获得原生
质体
C.两两融合的细胞中染色体数目为52条
D.该方法克服了远缘杂交不亲和的障碍
5.下列现象属于植物细胞脱分化的是(A )
A.将胡萝卜根薄片放在培养基上培养成愈伤
组织
B.由愈伤组织形成植物芽、根的过程
C.受精卵形成种子中胚的过程
D.由种子发育成植株
6.下列关于细胞工程的发展历程叙述正确的是
(B )
A. 1902年,哈伯兰特提出了植物细胞全能性
概念,相关实验得到证实
B. 1958年,斯图尔德等使悬浮培养的胡萝卜
髓细胞形成了体细胞胚,并发育成完整植
株,该实验为细胞全能性理论提供了强有
力的支持
C. 1975年,米尔斯坦和科勒发现仙台病毒具
有触发动物细胞融合的效应
D. 1981年,Wilmut领导的小组用体细胞核克
隆出“多莉”羊,使哺乳动物的克隆成为
现实
二、非选择题
7.下图表示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作
接种到试管培养基上后,在一定的条件下形
成试管苗的培育过程。请回答下列问题:
(1)要促进细胞分裂生长,培养基中应含有营
养物质和激素。营养物质包括 无机盐 和
小分子有机物;激素包括细胞分裂素和 生
长素 两类植物激素。
(2)此过程依据的原理是 植物细胞的全能
性 。A和B阶段主要进行的分裂方式
是 有丝分裂 ,B阶段除了细胞分裂外,还
进行细胞 分化 等。
(3)此过程要无菌操作,主要是指对 培养基
进行灭菌处理。B阶段需要光照,原因是 芽
发育成叶,叶肉细胞中叶绿素的合成需要光
照 。
(4)试管苗的根细胞没有叶绿素,而叶的叶肉
细胞具有叶绿素,这是基因 选择性表达
的结果
。
—123—