专题10 发酵工程与细胞工程（北京专用）-【好题汇编】2025年高考生物二模试题分类汇编

专题10发酵工程与细胞工程 考点概览 考点01发酵工程 考点02植物细胞工程 考点03动物细胞工程 发酵工程考点01 1、（2025北京东城二模）米曲霉常用来生产酱油，在生产过程中原材料可能会被黄曲霉污染，导致酱油中含有黄曲霉素（Ⅰ类致癌物）。下列叙述错误的是（    ） A．两种霉菌在液体培养基上可以形成菌落，观察菌落特征可鉴定菌种 B．利用米曲霉进行发酵生产时，需要为微生物提供适宜的温度和pH C．利用米曲霉工业发酵生产出的酱油，可通过灭菌延长保质期 D．家庭自制酱油时，黄曲霉污染风险较大，应谨慎食用 【答案】A 【知识点】发酵工程的应用 【分析】发酵工程的应用： 在食品工业的应用：生产传统的发酵产品，生产各种各样的食品添加剂，生产酶制剂等。 在医药工业的应用：如生产抗生素、氨基酸、激素、免疫调节剂等。 在农牧业上的应用：生产微生物肥料、微生物农药、微生物饲料等。 【详解】A、菌落是在固体培养基上形成的，A错误； B、温度和pH影响微生物生长，进而影响发酵过程，所以利用米曲霉进行发酵生产时，需要为微生物提供适宜的温度和pH，B正确； C、利用米曲霉工业发酵生产出的酱油，通过灭菌减少杂菌污染，可以延长保质期，C正确； D、家庭自制酱油时，酱油中含有黄曲霉素，风险较大，应谨慎食用，D正确。 故选A。 2、（2025北京西城二模）啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，下列叙述正确的是（　　） A．酵母菌为兼性厌氧微生物 B．淀粉分解形成糖浆后无需灭菌 C．发酵时发酵罐中pH恒定不变 D．发酵后直接消毒分装获得产品 【答案】A 【知识点】果酒和果醋的制作原理、发酵工程的基本环节、发酵工程的应用 【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。发酵工程的内容包括菌种选育、培养基的配制、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯（生物分离工程）等方面。 【详解】A、酵母菌为兼性厌氧微生物，既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸，A正确； B、淀粉分解形成糖浆后需灭菌，B错误； C、发酵时产生CO2，会使发酵罐中pH下降，C错误； D、发酵后直接灭菌分装获得产品，D错误。 故选A。 3、（2025北京海淀二模）木霉菌可降解环境中的纤维素。为筛选纤维素酶高产菌株，用紫外线对木霉菌进行诱变处理。已知纤维素与刚果红结合形成红色复合物。下列叙述错误的是（　　） A．木霉菌属于生态系统中的分解者 B．筛选培养基中应添加纤维素和刚果红 C．用平板划线法将菌液接种于筛选培养基上 D．应筛选透明圈与菌落直径比值大的菌落 【答案】C 【知识点】分解纤维素的微生物的分离 【分析】刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。 【详解】A、木霉菌可降解环境中的纤维素，属于分解者，A正确； B、刚果红和纤维素反应生成红色，但不会和纤维素的分解产物发生反应，所以为筛选纤维素酶高产菌株，培养基中应添加纤维素和刚果红，挑选透明圈大的菌落，B正确； C、木霉菌数量较少，需要经过富集培养后，用涂布平板的方法涂布于筛选培养基上，C错误； D、应筛选透明圈与菌落直径比值大的菌落，比值越大，说明分解纤维素的能力越强，D正确。 故选C。 4、（2025北京顺义二模）大肠杆菌在伊红-亚甲蓝琼脂培养基（EMB）上会形成有金属光泽的深紫色菌落。利用EMB鉴定自制酸奶中的大肠杆菌，相关操作错误的是（    ） A．培养基经湿热灭菌后再倒平板 B．将酸奶样品稀释后涂抹在EMB表面 C．观察菌落颜色进行初步鉴定 D．将使用过的培养基直接丢弃 【答案】D 【知识点】微生物的培养与应用综合 【分析】在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基。虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源（提供碳元素的物质）、氮源（提供氮元素的物质）和无机盐。另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性，培养细菌时需将pH调至中性或微碱性，培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。 【详解】A、为防止杂菌污染，微生物培养基配制之后用湿热灭菌法进行灭菌再倒平板，冷却的平板需要倒置，防止对培养基造成污染，且可避免水分过快蒸发，A正确； B、大肠杆菌在伊红-亚甲蓝琼脂培养基（EMB）上会形成有金属光泽的深紫色菌落，将酸奶样品充分稀释后涂抹在EMB表面进行鉴定是否含有大肠杆菌，B正确； C、大肠杆菌在伊红-亚甲蓝琼脂培养基（EMB）上会形成有金属光泽的深紫色菌落，所以可以通过观察菌落的颜色对菌种进行初步鉴定，C正确； D、使用过的培养基应进行灭菌，不应直接丢弃，以免污染环境，D错误。 故选D。 5、（2025北京朝阳二模）应用传统发酵技术可制作多种食品。下表相关叙述中，错误的是（　　） 选项 食品名称 操作 目的 A 馒头 加入前一次发酵保存的面团 接种酵母菌 B 果醋 将发酵液置于30～35℃环境中 为醋酸菌提供适宜的生长温度 C 果酒 每隔12h左右将瓶盖拧松一次 为酵母菌的有氧呼吸提供氧气 D 泡菜 使用的盐水需煮沸处理过 减少杂菌污染 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【知识点】果酒和果醋的制作原理、泡菜的腌制 【分析】参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。 【详解】A、传统制作馒头时，加入前一次发酵的面团（老面）是为了接种酵母菌。酵母菌在发酵过程中产生CO₂，使面团膨胀松软，A正确； B、醋酸菌的最适生长温度为30～35℃，制作果醋时需保持此温度以促进其代谢活动，B正确； C、果酒发酵的主阶段需无氧环境（酵母菌无氧呼吸产酒精），每隔12小时拧松瓶盖的主要目的是排出CO₂（防止容器压力过大），而非提供氧气，C错误； D、泡菜制作中，煮沸盐水可杀菌并减少杂菌污染，同时高浓度盐水抑制多数微生物生长，而乳酸菌可在此环境中繁殖，D正确。 故选C。 6、（2025北京昌平二模）将两种突变型T4噬菌体混合后与大肠杆菌共同涂布到平板上培养，观察噬菌体感染细菌后在平板上形成的透明圆斑（噬菌斑），结果如图所示。下列叙述正确的是（　　）    A．任意两种突变型噬菌体混合均能恢复感染能力 B．该实验可推断出两种突变是否发生在同一个基因内 C．只有发生基因重组的突变体，混合后才能恢复感染能力 D．噬菌斑的形成取决于突变体是否混合，与突变位点无关 【答案】B 【知识点】基因突变 【分析】基因突变是基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或替换。基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期。基因突变的特点是低频性、普遍性、少利多害性、随机性、不定向性。 【详解】A、只有当两种突变型噬菌体的突变位点位于不同的基因上时，混合后通过互补作用才能恢复感染能力。如果突变发生在同一个基因内，混合后无法恢复感染能力，A错误； B、通过观察混合后噬菌体是否能够恢复感染能力，可以推断出两种突变是否发生在同一个基因内：如果混合后能够恢复感染能力，说明突变发生在不同的基因上；如果不能恢复，则说明突变发生在同一个基因内，B正确； C、结合题意及题图可知，恢复感染能力的关键在于互补作用，而不是基因重组。互补作用是指两种突变型噬菌体各自携带的突变位点位于不同的基因上，混合后通过互补作用恢复感染能力，C错误； D、噬菌斑的形成不仅取决于突变体是否混合，还取决于突变位点是否位于不同的基因上。只有当突变位点位于不同的基因上时，混合后才能恢复感染能力并形成噬菌斑，D错误。 故选B。 7、（2025北京东城二模）癌症是人类健康的重大威胁之一，传统治疗手段难以实现精准治疗。超声波具有非侵入、组织穿透性强、时空特异性等特点，科研人员拟开发“响应超声波的药物递送系统”细菌以实现癌症的精准治疗。 (1)用于培养药物递送细菌的液体培养基中包含水、酵母提取物、蛋白胨等成分，其中蛋白胨主要为细菌提供 和维生素。可利用 的方法快速直观地测定细菌数量，以便即时使用适量的细菌进行治疗。 (2)C蛋白有抗肿瘤作用，超声波可导致局部温度升高到42℃。科研人员制备了工程菌1，其中含有图1所示的基因表达载体。37℃培养的工程菌1接受超声波刺激后，可升温至42℃， 从而发挥抗肿瘤作用。 (3)T蛋白有T1、T2和T3三种亚型，具有相似的功能，制备分别含有这三种基因的工程菌1，并检测C蛋白表达量，结果如图2所示。科研人员最终选择T3基因进行后续研究，判断的依据是 。 (4)工程菌1只能在超声波刺激期间发挥作用，科研人员设计了含图3所示的基因表达载体的工程菌2，可以实现在短时间的超声波刺激后维持长时间的治疗。已知B基因编码的B酶可以作用于识别位点a和b，使a、b处的DNA发生断裂，最终导致a、b之间的DNA片段发生倒转。请根据以上信息，使用下列选项将表达载体补充完整。 ； ； ； ； 。 ①P1启动子    ②P3启动子（持续表达型启动子） ③T3基因    ④C基因    ⑤B基因 【答案】(1) 碳源、氮源 显微镜直接计数 (2)启动C基因的表达 (3)温度由37℃到42℃时，含有T3亚型的C蛋白表达量变化最大 (4) ①P1 启动子 ④C 基因 ②P3 启动子 ③T3 基因 ⑤B 基因 【知识点】微生物的培养与应用综合、基因工程的操作程序综合 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成；（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等，标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是钙离子处理法；（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）蛋白胨的作用：蛋白胨是由蛋白质水解得到的产物，含有多种氨基酸、多肽等，可为细菌生长提供碳源、氮源（合成蛋白质、核酸等的原料），同时也可提供部分碳源和维生素。 细菌计数方法：题目要求 “快速直观” 测定细菌数量，常用方法为显微镜直接计数法（如血球计数板法），通过显微镜直接观察并计数菌体，无需培养，适合即时检测。 （2）根据图 1，工程菌 1 的基因表达载体中，C 基因由 P1 启动子驱动，且 T 基因（编码 T 蛋白）由持续表达型启动子 P2 驱动。 37℃时，T 蛋白可能抑制 P1 启动子活性，导致 C 基因不表达；当超声波刺激升温至 42℃，温度变化可能使 T 蛋白的抑制作用解除（或 P1 启动子在高温下激活），从而启动 C 基因转录，产生具有抗肿瘤作用的 C 蛋白。 （3）图 2 纵坐标为 C 蛋白表达量，横坐标为温度。观察不同 T 蛋白亚型（T1、T2、T3）对应的曲线，T3 亚型在 37℃时表达量最低，42℃时表达量最高，即温度响应最显著（表达量变化幅度最大）。 选择 T3 基因的原因是：在超声波升温（37℃→42℃）后，其驱动的 C 基因表达量激增最明显，能更高效地发挥抗肿瘤作用。 （4）目标：工程菌 2 需在短时间超声波刺激后维持长时间治疗，即通过一次刺激启动持续表达。 B 酶的作用：B 酶可识别位点 a 和 b，使中间 DNA 片段倒转。倒转后，启动子方向需与转录方向一致。 载体设计逻辑： P1 启动子（受温度诱导）：需位于 a 和 b 之间，倒转前可能因方向错误无法启动转录，升温后 B 酶作用使片段倒转，P1 启动子方向正确，启动下游基因。 C 基因：需在 P1 启动子正确驱动下表达，P1倒转后被激活。 P2 启动子（持续表达型）：驱动 B 基因（编码 B 酶），需持续表达以确保倒转发生，故位于 a-b 区间外，由 P2启动子直接驱动。 T3 基因：结合（3）的结论，选择 T3 基因，需在倒转后被正确启动，可能与 P1 启动子方向一致。 B 基因：需持续表达，故由 P2启动子驱动，位于载体末端。 最终载体结构（按顺序）：P1 启动子（①）→ C 基因（④）（倒转前方向错误，刺激后倒转，启动子方向正确）。 a-b 区间外：P3 启动子（②）→ T3 基因（③）（持续表达相关调控蛋白）；P2 启动子→ B 基因（⑤）（持续表达 B 酶，介导倒转）。 8、（2025北京西城二模）金黄色葡萄球菌（SA）是一种可导致人化脓感染的细菌。随着抗生素剂量的不断增加，出现了超级耐药型金黄色葡萄球菌（MRSA），研究人员对其耐药机制进行探索。 (1)SA细胞包括细胞壁、细胞膜、细胞质和 。SA分裂时，细胞内的关键酶P1和P2催化肽聚糖合成并交联成同心环结构，构建新细胞壁。抗生素甲氧西林可结合P1、P2并抑制其活性，导致SA分裂产生的新壁出现孔洞，在低渗环境中细胞会因 而死亡。 (2)检测发现，MRSA含有外源A+基因和突变的B+基因，A+表达产物P2a与P2作用相同。只获得A+基因的SA表现出对低浓度甲氧西林耐受，据此推测低浓度甲氧西林对P1几乎无影响，且P2a对甲氧西林亲和力较 。在高浓度甲氧西林培养基中，只获得A+基因的SA新细胞壁孔洞明显，而MRSA能正常分裂，新壁出现孔径较小的致密网状结构。 (3)为研究B+基因的功能，将SA突变为P1基因缺陷型菌株（P1-），进行系列实验。 ①将特定基因导入P1-菌株，各菌株繁殖速率如图1所示，结果表明，P1-菌株的分裂能力可通过B+基因弥补，而A+基因无此作用，依据是 。    ②构建图2所示表达载体导入P1-菌株，观察不同条件下菌株分裂产生新细胞壁形态，结果如图3，说明在P1缺乏时，B 。      (4)研究人员推测MRSA的B+发挥作用需依赖于A+，请从①～⑥选择合适的菌株、基因与培养条件，进行转基因实验，验证推测。写出相应组合并预期实验结果 。 ①SA菌株  ②P1-P2-菌株  ③A+基因  ④B+基因  ⑤高浓度甲氧西林  ⑥不用甲氧西林 【答案】(1) 拟核 吸水涨破 (2)低 (3) 相对繁殖速率：甲与对照组无差异，乙远大于对照组；丙远大于甲，和乙差异不大 可促进肽聚糖交联成致密网状结构形成新细胞壁 (4)甲组：①③④⑤（或②③④⑥） 乙组：①④⑤（或②④⑥） 预期结果：甲组正常分裂并形成致密网状结构，乙组无法分裂 【知识点】真核细胞与原核细胞、基因突变、微生物的培养与应用综合 【分析】1、真核细胞和原核细胞的最重要区别在于有无核膜。 2、甲氧西林能阻断无耐药性金黄色葡萄球菌细胞壁的形成，进而杀灭细菌。如长期使用甲氧西林，则金黄色葡萄球菌种群中的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌甲氧西林金黄色葡萄球菌频率将不断增加。 【详解】（1）细菌为原核生物，细胞结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和 拟核原核生物无成形细胞核，拟核是遗传物质储存的主要区域）。P1、P2 抑制相关活性，新壁出现孔洞，低渗环境中细胞会因 吸水涨破（细胞内渗透压高于外界，水分大量进入细胞导致破裂）而死亡。 （2）检测发现 MRSA 有额外 A’基因，实验表明 P2 对甲氧西林 亲和力低（若亲和力高，含 A’基因的 SA 新壁不会出现对甲氧西林耐受的情况）。在高浓度甲氧西林培养基中，只有含 A’基因的 SA 新壁有 致密网状结构（A’基因使肽聚糖交联方式改变，形成抗甲氧西林的结构）。 （3）分析相对繁殖速率数据：甲（无 B*基因对照）与 P1-（有 B*基因缺陷）差异不显著，乙（有 B*基因）远大于甲和对照组，丙（有 A+基因）与乙差异不大。这说明 P1-菌株的分裂能力可被 B*基因弥补，而 A+基因无此作用，故依据相对繁殖速率 判断。图 3 显示，无 B*基因时无法形成正常新壁形态，证明 B*基因 可促进肽聚糖交联成致密网状结构以形成新细胞壁（B*基因表达产物参与肽聚糖交联过程）。 （4）研究人员推测MRSA的B*发挥作用需依赖于A+。则实验的自变量为是否有A+基因，因变量为细胞是否正常分裂，无关变量保持相同且适宜。本实验为验证实验，则含有A+基因，则细胞分裂，则实验设计和预期结果如下： 甲组：①③④⑤（或②③④⑥） 乙组：①④⑤（或②④⑥） 预期结果：甲组正常分裂并形成致密网状结构，乙组无法分裂。 植物细胞工程考点02 9、（2025北京东城二模）下列技术应用的原理不能体现细胞或细胞核的全能性的是（    ） A．植物组织培养 B．秋水仙素处理种子获得多倍体植株 C．动物体细胞核移植 D．培养植物的花药获得单倍体植株 【答案】B 【知识点】细胞的全能性 【分析】细胞或细胞核的全能性是指已经高度分化的细胞或经细胞核移植后的杂种细胞具有发育成为完整个体或分化为各种细胞的潜能。 【详解】A、植物组织培养是高度分化的细胞获得完整植株的过程，体现了植物细胞的全能性，A错误； B、经秋水仙素处理后培育出多倍体，属于多倍体育种，该过程没有体现细胞或细胞核的全能性，B正确； C、动物体细胞核移植获得的杂种细胞具有发育为完整个体的潜能，C错误； D、培养植物的花药获得单倍体植株，其中花药是高度分化的细胞，单倍体是完整植株，该过程体现了植物细胞的全能性，D错误。 故选B。 10、（2025北京海淀二模）高中生物实验中，下列利用酒精进行的实验操作与目的不符的是（　　） A．观察花生子叶脂肪颗粒——洗去多余的苏丹Ⅲ染液 B．观察洋葱根尖有丝分裂——用于配制解离液使组织细胞分离开来 C．DNA的粗提取与鉴定——用于溶解DNA以除去杂质 D．培养菊花茎段愈伤组织——避免愈伤组织受到杂菌污染 【答案】C 【知识点】检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质、有丝分裂实验、影响植物组织培养的因素、DNA的粗提取与鉴定的实验设计 【分析】酒精是生物实验常用试剂之一，如检测脂肪实验中需用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色；观察植物细胞有丝分裂实验和低温诱导染色体数目加倍实验中都需用体积分数为95%的酒精对材料进行解离；绿叶中色素的提取和分离实验中需用无水酒精来提取色素；由于酒精可将收集的土壤小动物及时固定，防止腐烂，进行土壤小动物类群丰富度的调查时，可用体积分数70%的酒精溶液对小动物进行固定和防腐；DNA的粗提取与鉴定实验中，酒精可使DNA沉淀析出，因此在冷却的95%的酒精溶液中DNA析出。 【详解】A、观察花生子叶脂肪颗粒，用50%的酒精洗去浮色，即洗去多余的苏丹Ⅲ染液，A正确； B、观察洋葱根尖有丝分裂，用95%的酒精和15%的盐酸制成解离液，使组织细胞分离开来，B正确； C、DNA的粗提取与鉴定，由于蛋白质溶于酒精而DNA不溶于酒精，所以酒精的作用是溶解蛋白质除去杂质，C错误； D、培养菊花茎段愈伤组织，用70%的酒精消毒，避免愈伤组织受到杂菌污染，D正确。 故选C。 11、（2025北京顺义二模）藻类产生的虾青素具有抗氧化等多种药理活性。研究人员诱导转基因水稻外植体形成愈伤组织，制备水稻胚乳悬浮细胞，对虾青素进行工厂化生产。下列操作不合理的是（    ） A．将虾青素基因与胚乳特异性启动子重组 B．在诱导愈伤组织的培养基中添加植物激素 C．悬浮培养前用胰蛋白酶分离胚乳细胞 D．对分离纯化的虾青素进行活性鉴定 【答案】C 【知识点】动物细胞培养技术、植物细胞工程的实际应用、植物组织培养技术综合 【分析】1、植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。 2、植物组织培养的条件：①细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等）；②一定的营养（无机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素）。 【详解】A、将虾青素基因与胚乳特异性启动子重组，这样可以使虾青素基因在水稻胚乳细胞中特异性表达，有利于在水稻胚乳悬浮细胞中生产虾青素，A正确； B、在诱导愈伤组织的培养基中添加植物激素，植物激素如生长素和细胞分裂素等可以调节植物细胞的脱分化和再分化过程，促进愈伤组织的形成，B正确； C、胰蛋白酶是用于处理动物细胞的，植物细胞有细胞壁，应用纤维素酶和果胶酶来分离植物细胞，所以用胰蛋白酶分离胚乳细胞操作不合理，C错误； D、对分离纯化的虾青素进行活性鉴定，能够确定所生产的虾青素是否具有预期的抗氧化等药理活性，D正确。 故选C。 12、（2025北京朝阳二模）我国科研人员改良棉花幼胚的体外培养技术，加快了幼胚发育至幼苗的速度（如图），缩短了棉花杂交育种所需的时间。相关叙述正确的是（　　） A．接种用的外植体幼胚需要消毒，培养基需要灭菌 B．幼胚经过脱分化和再分化发育为试管苗 C．图中不同幼胚的基因组成完全相同 D．该过程体现了高度分化的植物细胞具有全能性 【答案】A 【知识点】细胞的全能性、植物组织培养技术综合 【分析】植物组织培养的过程为：离体的植物组织，器官或细胞经过脱分化（避光）形成愈伤组织；愈伤组织经过再分化（需光）过程形成胚状体，进一步发育形成植株。 【详解】A、为了防止杂菌污染，要对外植体进行消毒处理，对培养基要进行高压蒸汽灭菌处理，A正确； B、幼胚就是新植物的幼体，不需要经过脱分化处理，经过正常的分裂、分化就可以发育成完整的植物体，B错误； C、不同的幼胚是不同的受精卵发育而来，基因型不一定相同，C错误； D、幼胚是由受精卵发育而来的，是新植物的幼体，由幼胚发育成新植株是自然的发育过程，未体现细胞高度分化的植物细胞具有全能性，D错误。 故选A。 13、（2025北京丰台二模）青蒿素是从黄花蒿中提取的代谢物。研究人员在对黄花蒿进行组织培养时，发现愈伤组织中不合成青蒿素，而再分化形成的芽和苗中均能检测到青蒿素。相关分析最合理的是（　　） A．青蒿素合成需要细胞分化形成特定结构 B．芽和苗通过光合作用产生ATP为青蒿素合成提供能量 C．生长素与细胞分裂素的比例不会影响青蒿素产量 D．培养基中添加高浓度蔗糖有利于提高青蒿素产量 【答案】A 【知识点】植物组织培养技术综合 【分析】植物组织培养技术的应用：植物繁殖的新途径（微型繁殖、作物脱毒、人工种子）、作物新品种的培育（单倍体育种、突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。 【详解】A、细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，愈伤组织中不合成青蒿素，青蒿素合成需要细胞分化形成特定结构，A正确； B、青蒿素合成所需的能量来自细胞呼吸，愈伤组织也可以进行细胞呼吸提供ATP，B错误； C、生长素与细胞分裂素的比例会影响细胞的分化，影响青蒿素产量，C错误； D、培养基中添加高浓度蔗糖会导致植物细胞失水，过高可能会导致死亡，不利于提高青蒿素产量，D错误。 故选A。 14、（2025北京西城二模）植物组织培养技术应用广泛，科研人员用拟南芥探索获得大量愈伤组织的途径。 (1)组培的理论基础是植物细胞具有 ，即细胞经过分裂分化后，仍具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的 。切取外植体时的损伤可促进内源生长素（IAA）合成并运输到受伤部位，诱导细胞分裂分化。因此，组培时常添加2，4-D、NAA等生长素类调节剂。 (2)含较高浓度2，4-D的培养基（2，4-D-CIM）可促进愈伤组织增殖，但在实践中发现，2，4-D-CIM中的外植体脱分化形成愈伤组织延退。为探究其原因，进行相关实验。 ①检测不同培养基中叶片外植体细胞中IAA合成酶基因（YUC）的表达量，由图1结果可知：较高浓度2，4-D IAA的合成。 ②研究者推测，一定量IAA有利于愈伤组织的形成。为此，在2，4-D-CIM的基础上，再分别添加IAA、NAA、检测接种后外植体细胞IAA响应基因W1的表达情况，结果如图2所示，同时还测量了各组 ，结果显示其与W1表达量正相关，证明推测成立。添加NAA组是为了进一步确认 。 (3)根据上述所有实验结果，在答题卡方框中填相关基因，括号中填“+”（表示促进）或“-”（表示抑制），完善在愈伤组织形成和增殖过程中相关物质的关系模式图 。 【答案】(1) 全能性 潜能 (2) 抑制 愈伤组织形成量 影响愈伤组织形成的是生长素类激素的种类而非含量 (3) 【知识点】生长素的生理作用以及实例分析、生长素类似物在农业生产中的应用、植物组织培养技术综合 【分析】植物体各部分的组织细胞，有着不同的结构和功能，当被接种在人工培养基上，受到植物激素等物质和外界条件的作用，一般先脱分化，成为一团没有特定结构和功能的分生状态的细胞（愈伤组织），然后在一定条件下再分化长出根和芽，形成完整植株。植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。 【详解】（1）植物组培的一般过程是剪接植物器官或组织→经过脱分化（也叫去分化）形成愈伤组织→再经过再分化形成组织或器官→经过培养发育成一颗完整的植株，植物组织培养的理论基础是植物细胞具有全能性，全能性是指细胞经过分裂分化后，仍具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能； （2）①观察图1，与对照组相比，在2，4-D-CIM组中IAA合成酶基因（YUC）的表达量明显降低，说明较高浓度2，4-D抑制IAA的合成； ②因为研究者推测一定量IAA有利于愈伤组织的形成，并且要证明IAA响应基因W1的表达情况与某一指标正相关来确认推测成立，所以同时还测量了各组愈伤组织的形成量；添加NAA组是为了进一步确认影响愈伤组织形成的是生长素类激素的种类而非含量； （3）根据实验结果可知，较高浓度2，4-D抑制IAA合成酶基因（YUC）的表达，从而抑制IAA合成，而IAA有利于愈伤组织形成，所以模式图为：。 15、（2025北京海淀二模）研究者对植物遭受机械损伤后的防御和再生机制开展了下列研究。 (1)番茄遭受机械损伤后会启动与防御相关的基因的表达，以避免病虫侵害；同时，伤口处细胞经脱分化形成 ，以完成组织修复与器官再生。 (2)野生型番茄（WT）的R基因编码R肽，突变型番茄（r）的R基因缺失。研究者分别检测茎切除后WT、r和外施R肽的r三者茎的再生能力，结果如图1。结合图1，若补充检测上述3种番茄植株茎切除后的细胞中 ，则可得出“R基因可以启动防御反应并促进再生”这一结论。 (3)跨膜蛋白P可催化胞内蛋白磷酸化过程，且能结合R肽。研究者开展如下实验，证实了P蛋白是R肽的受体。请完善下表实验方案，并预期相应结果（ⅰ、ⅱ处选填字母序号，ⅲ、ⅳ处填适合数量的“+”）。 组别 番茄 处理 再生能力 1 WT 蒸馏水 ++ 2 ⅰ． ++++ 3 ⅱ． 蒸馏水 ⅲ． 4 同i ⅳ． 注：“+”的多少代表再生能力的强弱。 A．WT  B．突变体r  C．P基因缺失突变体  D．蒸馏水  E．外源P蛋白  F．外源R肽 (4)受到机械损伤或外施R肽时，番茄相应部位的细胞中W基因的表达均显著增加。为确认W基因的作用，研究者分别检测茎切除后WT、W基因缺失突变体（w）、外施R肽的w三者的再生情况，如图2。进一步研究发现，W蛋白可以结合R基因的启动子；切除茎后，突变体w损伤处细胞中的R基因mRNA含量显著低于WT。 综上所述，研究者提出番茄受机械损伤后启动修复与再生的调控模型，如图3。请利用上述研究结果评述该模型，若认为正确，请基于上述研究提供支持①～④的证据；若认为错误，请指出错误序号并基于上述研究证据进行改正 。 【答案】(1)愈伤组织 (2)与防御相关的基因的表达量和细胞的再生能力 (3) C B + ++ (4)该模型正确。证据：①R肽结合P蛋白，因为P蛋白是R肽的受体；②R肽结合P蛋白后激活W基因，因为受到机械损伤或外施R肽时，番茄相应部位的细胞中W基因的表达均显著增加；③W蛋白结合R基因的启动子，促进R基因表达，因为切除茎后，突变体w损伤处细胞中的R基因mRNA含量显著低于WT；④R基因表达产生的R肽进一步激活相关过程，属于正反馈，从R基因可以启动防御反应并促进再生可推测存在正反馈调节 【知识点】基因突变、植物组织培养技术综合、基因的表达综合 【分析】愈伤是指植物体的局部受到创伤刺激后，在适宜环境条件下，在伤口表面新生的组织。它由活的薄壁细胞组成，可起源于植物体任何器官内各种组织的活细胞。 【详解】（1）伤口处细胞经脱分化形成愈伤组织，是一团未分化的细胞。 （2）图1中茎切除后WT、r和外施R肽的r三者茎的再生能力比较，WT与r+R相近，r最小，说明R基因与茎再生能力相关，若再检测WT、r和外施R肽的r中的与防御相关的基因的表达量和细胞的再生能力，可得出“R基因可以启动防御反应并促进再生”这一结论。 （3）①P蛋白是R肽的受体，R基因编码R肽可促进茎的再生，WT的两组，一组加蒸馏水处理，R蛋白与P蛋白结合，再生能力较弱，一组经P基因缺失突变体处理，R蛋白更多地促进茎的再生。②另两组为突变体r ，即无R肽的两组，一组加蒸馏水，一组经P基因缺失突变体处理。③加蒸馏水处理的R肽较少，且与P蛋白结合，故促进茎的再生能力比野生型（WT）的弱。④经P基因缺失突变体处理，R肽不需与P蛋白结合，更多的促进茎的再生。 （4）该模型正确。证据：①R肽结合P蛋白，因为P蛋白是R肽的受体；②R肽结合P蛋白后激活W基因，因为受到机械损伤或外施R肽时，番茄相应部位的细胞中W基因的表达均显著增加；③W蛋白结合R基因的启动子，促进R基因表达，因为切除茎后，突变体w损伤处细胞中的R基因mRNA含量显著低于WT；④R基因表达产生的R肽进一步激活相关过程，属于正反馈，从R基因可以启动防御反应并促进再生可推测存在正反馈调节 动物细胞工程考点03 16、（2025北京西城二模）病毒PEDV会使猪患流行性腹泻，在制备抗PEDV的单克隆抗体时加入不同浓度维生素C（VC），杂交瘤细胞增殖情况及抗体分泌情况如图和表格所示。叙述错误的是（　　）    VC/（ngmL-1） 抗体效价 0 1：4000 5 1：4000 10 1：8000 20 1：2000 A．可用灭活病毒诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合 B．培养杂交瘤细胞需在培养基中添加动物血清 C．10ngmL-1VC显著促进杂交瘤细胞增殖 D．20ngmL-1VC通过抑制细胞增殖降低抗体效价 【答案】D 【知识点】动物细胞融合与单克隆抗体的制备 【分析】柱状图展示了不同浓度维生素对杂交瘤细胞增殖情况的影响。横坐标为VC浓度，设置了0、5、10、20这几个浓度梯度。纵坐标代表杂交瘤细胞数量。当VC浓度为0ngmL-1时，杂交瘤细胞数量为一个特定值，此为对照组数据，是衡量其他浓度VC对细胞增殖影响的基准。 【详解】A、在制备单克隆抗体时，可用灭活病毒诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，这是常用的细胞融合方法之一，A正确； B、动物细胞培养需要适宜的营养条件，由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，因此在使用合成培养基时，通常需加入血清、血浆等一些天然成分，B正确； C、从图中可以看出，与不添加 VC（0ngmL-1VC）相比，添加10ngmL-1VC 时，杂交瘤细胞数量明显增加，故10ngmL-1VC显著促进杂交瘤细胞增殖，C正确；​ D、从图中可知，20ngmL-1VC时杂交瘤细胞数量与不添加 VC（0ngmL-1VC）相比，细胞数量增加，故并未抑制细胞增殖，D错误。 故选D。 17、（2025北京昌平二模）H18杂交瘤细胞能够产生抗人肝癌单克隆抗体，但该细胞在培养过程中的凋亡现象制约着其生产能力的提高。Bcl-XL是一种抗凋亡蛋白，利用Bcl-XL基因改造杂交瘤细胞，获得了稳定表达Bcl-XL的杂交瘤细胞。下列说法错误的是（　　） A．制备H18杂交瘤细胞利用了动物细胞融合技术 B．利用产生特定抗体的B细胞与瘤细胞制备H18杂交瘤细胞 C．将Bcl-XL基因直接注射至H18杂交瘤细胞可实现稳定表达 D．经筛选可获得既抗凋亡又能分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞 【答案】C 【知识点】基因表达载体的构建、动物细胞融合与单克隆抗体的制备 【分析】动物细胞融合技术就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。 【详解】AB、动物细胞融合技术可使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞，融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。利用产生抗人肝癌抗体的B细胞与瘤细胞融合，可制备H18杂交瘤细胞，A正确，B正确； C、将Bcl-XL基因直接注射至H18杂交瘤细胞可能出现Bcl-XL基因被降解、Bcl-XL基因无法正确并稳定表达等问题，故要将Bcl-XL基因与载体构成基因表达载体，再导入H18杂交瘤细胞进行稳定表达，C错误； D、通过基因改造后，如果H18杂交瘤细胞成功整合了Bcl-XL基因，则H18杂交瘤细胞能同时具备既抗凋亡又能分泌单克隆抗体两种特性，可筛选出这样的细胞，D正确。 故选C。 18、（2025北京顺义二模）生长因子可结合并激活癌细胞表面的EGFR受体，通过一系列信号传导最终促进ERK磷酸化，p-ERK进入细胞核调控促增殖基因的转录。用于结肠癌治疗的单抗X能与生长因子竞争受体，从上阻断胞内信号通路，但长期使用会产生耐药。 (1)获得单抗X需先通过注射特定抗原对小鼠进行 ，再从脾中获取B细胞，与骨髓瘤细胞融合，并用特定培养基筛选得到 细胞。 (2)M基因编码甲基转移酶M，酶M可使靶基因的mRNA发生甲基化，影响靶基因表达。研究表明耐药结肠癌细胞中M基因表达下调。科研人员给小鼠接种对单抗X敏感的两种结肠癌细胞，并进行单抗X治疗，实验处理及结果如下图。 ①上图结果显示 ，验证M基因表达下调导致结肠癌对单抗X产生耐药性。 ②科研人员用单抗X处理敏感癌细胞获得耐药癌细胞，从耐药组中挑选靶基因的候选基因，相比对照组，这些基因表达的程度、其对应mRNA的甲基化程度分别表现为 。 (3)进一步研究将靶基因锁定为F基因。科研人员完成以下实验，证明酶M通过甲基化修饰降低FmRNA的稳定性，请补充表中实验结果。 组别 实验处理 检测指标及数据处理 实验结果 1组:对照癌细胞 在培养基中加入转录抑制剂 处理0h、2h、4h、6h、8h后检测FmRNA剩余量，推算FmRNA半衰期。 三组细胞FmRNA的半衰期由大到小的顺序为 。 2组:M基因敲低癌细胞 3组:M基因过表达癌细胞 注:半衰期指某物质含量降低到初始浓度一半时所需的时间 (4)研究表明F蛋白含量与ERK磷酸化水平呈正相关。基于单抗X的作用机理，综合上述研究成果，概括结肠癌细胞对单抗X产生耐药性的本质 。 【答案】(1) 免疫 杂交瘤 (2) A组肿瘤体积的增长量大于B组 明显不同、低 (3)2组＞1组＞3组 (4)癌细胞激活EGFR通路下游信号ERK，绕过单抗X对上游靶点的抑制 【知识点】细胞癌变的原因及防治、基因表达的调控过程、动物细胞融合与单克隆抗体的制备、表观遗传 【分析】单克隆抗体是指由单个B淋巴细胞进行无性繁殖形成的细胞系所产生出的化学性质单一、特异性强的抗体。 【详解】（1）抗原能引起机体产生特异性免疫，因此获得单抗X需先通过注射特定抗原对小鼠进行免疫，再从脾中获取B细胞，与骨髓瘤细胞融合，并用特定培养基筛选得到能大量增殖并产生抗体的杂交瘤细胞。 （2）①据图可知，A组M基因敲低，B组M基因不敲低，单抗治疗后A组肿瘤的体积大于B组，因此可验证M基因表达下调导致结肠癌对单抗X产生耐药性。 ②由于M基因表达下调导致结肠癌对单抗X产生耐药性，而M基因编码甲基转移酶M，酶M可使靶基因的mRNA发生甲基化，影响靶基因表达，因此M基因表达下调会导致耐药组与对照组中的靶基因的甲基化程度不同，表达水平明显有差异，耐药组中M基因表达下调会使靶基因的甲基化水平降低。 （3）2组为M基因敲低癌细胞，M酶催化能力低于1组，3组为M基因过表达癌细胞，M酶催化能力大于1组，若酶M通过甲基化修饰降低FmRNA的稳定性，则FmRNA的稳定性2组＞1组＞3组，半衰期指某物质含量降低到初始浓度一半时所需的时间，稳定性越强，半衰期越长，因此实验结果为2组＞1组＞3组。 （4）上述研究结果可知，M基因敲低会使F基因表达增加，进而会导致癌细胞对单抗产生抗药性，研究表明F蛋白含量与ERK磷酸化水平呈正相关，且磷酸化的p-ERK进入细胞核调控促增殖基因的转录。因此可推测结肠癌细胞对单抗X产生耐药性的本质是癌细胞激活EGFR通路下游信号ERK，绕过单抗X对上游靶点的抑制。 19、（2025北京朝阳二模）哺乳动物的脂肪组织包含白色脂肪组织（WAT）和棕色脂肪组织（BAT）。研究者研究了BAT对癌细胞的影响。 (1)糖酵解是癌细胞获得能量的重要途径。糖酵解是有氧呼吸的第一阶段，该途径将葡萄糖分解为 ，同时产生H+，H+被转运到胞外，引起细胞外酸化。 (2)细胞外酸化速率（ECAR）反映细胞糖酵解能力。检测体外培养的乳腺癌细胞的ECAR，结果如图1。 ①加入寡霉素后，ECAR继续上升的原因是细胞有氧呼吸受抑制， ，糖酵解加快。 ②加入葡萄糖和寡霉素后，ECAR值的变化均来源于糖酵解的速率变化而非其它产H+途径的变化，证据是 。 (3)BAT在成年动物体内量很少。研究者向WAT中导入特定基因表达载体，使其转化为BAT，利用图2所示装置共培养BAT和乳腺癌细胞3天后，分离癌细胞，测定其数量和糖酵解能力。 ①与直接将两种细胞混合培养相比，图2装置可排除BAT细胞通过 影响癌细胞的可能。 ②该实验设两组对照，对照组1为癌细胞单独培养，对照组2为 。 (4)实验结果显示，两个对照组间无显著差异，而实验组与对照组差异显著，表明BAT对癌细胞的增殖和糖酵解能力有抑制作用。请在ECAR检测结果图中补充绘制实验组曲线。 【答案】(1)丙酮酸、[H] (2) 细胞依赖无氧呼吸产生ATP以保证能量供应 加入2-脱氧葡萄糖后，ECAR值降至初始水平 (3) 直接接触 癌细胞与导入空载体的WAT用图2装置共培养 (4) 【知识点】有氧呼吸过程、动物细胞培养技术 【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。 【详解】（1）有氧呼吸的第一阶段是将葡萄糖分解为丙酮酸、[H]，同时产生H+，H+被转运到胞外，引起细胞外酸化。 （2）①分析题意可知，寡霉素可抑制线粒体中ATP中合成酶的功能，而线粒体是有氧呼吸的主要场所内，故加入寡霉素后，能够抑制有氧呼吸，ECAR继续上升的原因是细胞有氧呼吸受抑制，细胞依赖无氧呼吸产生ATP以保证能量供应，糖酵解加快。 ②葡萄糖是糖酵解的直接底物，寡霉素抑制有氧呼吸后，细胞只能依赖糖酵解产生能量，因此，ECAR的变化直接反映了糖酵解速率的变化，排除了其他产H+途径的干扰，即加入2-脱氧葡萄糖后，ECAR值降至初始水平，说明ECAR值的变化均来源于糖酵解的速率变化而非其它产H+途径的变化。 （3）①图2所示的装置通过物理隔离的方式，使得BAT细胞和乳腺癌细胞无法直接接触，从而排除了BAT细胞通过直接接触影响癌细胞的可能性。 ②对照组1是癌细胞单独培养，用于观察癌细胞在无其他细胞影响下的生长和代谢情况，对照组2是癌细胞与导入空载体的WAT用图2装置共培养，用于观察WAT细胞对癌细胞的影响，从而与BAT细胞的影响进行对比。 （4）根据实验结果，BAT对癌细胞的增殖和糖酵解能力有抑制作用，因此在ECAR检测结果图中，实验组的曲线应低于对照组1和对照组2的曲线，表明BAT的存在降低了癌细胞的糖酵解速率，可绘制图形如下： 20、（2025北京丰台二模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 利用基因工程酵母菌发酵获得高产柚皮素 柚皮素是一种脂溶性物质，广泛存在于柑橘类水果中，具有抗炎、抗氧化和抗肿瘤等药理作用，传统方法主要是从橙皮中提取，效率低、成本高。某科研团队将柚皮素合成关键基因导入酿酒酵母中，获得了能利用葡萄糖生产柚皮素的酵母菌株E32，但产量较低。 ARO8基因和ARO9基因与柚皮素合成代谢过程相关。科研团队分别构建了酵母菌株H4（ARO8过表达）和H5（ARO9敲除），经扩大培养后，测得二者柚皮素浓度分别为160.4mg/L和196.3mg/L，均显著高于E32。团队不断探索，最终获得了将多个基因过表达并敲除ARO9的菌株H36，产生的柚皮素浓度为452．8mg/L。 后续该团队对另一种工程菌解脂耶氏酵母的柚皮素合成关键酶CHS进行改造，将其132位苏氨酸变为半胱氨酸，196位缬氨酸变为丙氨酸，发现改造后的菌株产柚皮素的量显著提高。分子模拟实验显示，改造后的酶CHS-2与底物结合更紧密，催化效率显著增加。随后团队利用相关技术，将CHS-2基因拷贝数增加至4个，采用补料分批发酵方式，最终柚皮素产量高达8.65g/L，刷新了在酵母菌中合成柚皮素的最高记录。 (1)基因工程酵母菌发酵过程中，扩大培养的目的是 。 (2)科研团队尝试使用新型基因编辑工具TIGR优化菌株E32的柚皮素合成代谢途径。TIGR是酶与向导RNA结合形成的复合体，能识别并切割目标DNA。与CRISPR-Cas9系统相比，TIGR的识别序列更长。以下叙述合理的有_______。 A．向导RNA通过碱基互补配对原则准确定位目标序列 B．TIGR的较长靶序列有利于降低脱靶风险 C．利用TIGR将ARO8基因插入E32基因组后即可表达 D．TIGR可精准敲除ARO9基因以提高柚皮素产量 E．TIGR编辑后的酵母菌株，新性状能稳定遗传给子代 (3)该团队改造柚皮素合成关键酶CHS为CHS-2的具体操作包括：获取CHS酶的基因→ →构建基因表达载体→ →CHS-2酶的检测与鉴定。 (4)利用人工合成的脂质体包裹柚皮素治疗肝肿瘤靶向性低。在此基础上，通过制备单克隆抗体来提高柚皮素的靶向性，技术路线如下图。 实验前给小鼠注射 ，从脾脏分离B淋巴细胞。图中筛选2含多次筛选，筛选依据的基本原理是 。制备的单克隆抗体需 ，制成抗体—药物偶联物，以提高治疗肝肿瘤的靶向性。 【答案】(1)获得大量菌种，以提取更多产物 (2)ABD (3) 将 132 位和 196 位氨基酸对应的碱基进行定点突变 导入解脂耶氏酵母细胞 (4) 肝肿瘤细胞 抗原与抗体的反应具有特异性 偶联在包裹着柚皮素的脂质体表面/连接柚皮素 【知识点】基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、动物细胞融合与单克隆抗体的制备、发酵工程的基本环节 【分析】基因工程：目的基因的筛选与获取、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）在基因工程酵母菌发酵过程中，扩大培养的主要目的是获得大量菌种，以提取更多产物 。这是因为酵母菌是发酵过程中的关键微生物，其数量直接影响到发酵效率和产物的产量。通过扩大培养，可以获得足够数量的酵母菌，以满足后续发酵过程的需求。 （2）A、据题干信息分析可知，TIGR是酶与向导RNA结合形成的复合体，能识别并切割目标DNA，故TIGR相当于限制酶，其中向导RNA通过与目标DNA序列进行碱基互补配对，从而引导编辑工具准确找到并切割目标DNA，A正确； B、脱靶是指基因编辑工具错误地切割了非目标DNA序列。与CRISPR-Cas9系统相比，TIGR的识别序列更长，这意味着它与目标DNA的匹配度更高，从而降低了脱靶的风险，B正确； C、仅仅将基因插入基因组并不足以保证该基因能够表达。基因的表达还受到许多其他因素的影响，如启动子的存在、转录因子的调控等。因此，不能简单地认为利用TIGR将ARO8基因插入E32基因组后该基因就能表达，C错误； D、由于TIGR能够准确识别并切割目标DNA序列，因此它可以用来精准地敲除与柚皮素合成代谢途径相关的基因（如ARO9基因），从而优化该途径并提高柚皮素的产量，D正确； E、通过TIGR编辑后的酵母菌株只含有一个该基因，故其为杂合子，杂合子的子代会出现性状分离，故新性状不能稳定遗传给子代，E错误。 故选ABD。 （3）据题干信息分析可知，该团队改造柚皮素合成关键酶CHS为CHS−2的具体操作包括：首先获取CHS酶的基因，这是基因工程的基础步骤；然后对CHS基因进行定点突变，即将CHS酶的132位苏氨酸变为半胱氨酸，196位缬氨酸变为丙氨酸；接着构建基因表达载体，将突变后的CHS基因导入到解脂耶氏酵母细胞中；再进行CHS−2酶的检测与鉴定，以确保改造后的酶具有预期的催化效率和底物结合能力。 （4）在实验前，需要给小鼠注射特定的抗原（如肝肿瘤细胞或相关抗原），以刺激小鼠产生针对该抗原的特异性免疫反应，从而从脾脏中分离出能够识别并结合该抗原的B淋巴细胞。图中筛选2含多次筛选，筛选依据的基本原理是抗原-抗体杂交，即利用抗原与抗体之间的特异性结合来筛选出能够产生特异性抗体的B淋巴细胞克隆。制备的单克隆抗体需要与偶联在包裹着柚皮素的脂质体表面（连接柚皮素），制成抗体-药物偶联物，以提高治疗肝肿瘤的靶向性。这样，抗体能够特异性地识别并结合到肝肿瘤细胞上，而柚皮素则能够发挥其药理作用，从而实现对肝肿瘤的有效治疗。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10发酵工程与细胞工程 考点概览 考点01发酵工程 考点02植物细胞工程 考点03动物细胞工程 发酵工程考点01 1、（2025北京东城二模）米曲霉常用来生产酱油，在生产过程中原材料可能会被黄曲霉污染，导致酱油中含有黄曲霉素（Ⅰ类致癌物）。下列叙述错误的是（    ） A．两种霉菌在液体培养基上可以形成菌落，观察菌落特征可鉴定菌种 B．利用米曲霉进行发酵生产时，需要为微生物提供适宜的温度和pH C．利用米曲霉工业发酵生产出的酱油，可通过灭菌延长保质期 D．家庭自制酱油时，黄曲霉污染风险较大，应谨慎食用 2、（2025北京西城二模）啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，下列叙述正确的是（　　） A．酵母菌为兼性厌氧微生物 B．淀粉分解形成糖浆后无需灭菌 C．发酵时发酵罐中pH恒定不变 D．发酵后直接消毒分装获得产品 3、（2025北京海淀二模）木霉菌可降解环境中的纤维素。为筛选纤维素酶高产菌株，用紫外线对木霉菌进行诱变处理。已知纤维素与刚果红结合形成红色复合物。下列叙述错误的是（　　） A．木霉菌属于生态系统中的分解者 B．筛选培养基中应添加纤维素和刚果红 C．用平板划线法将菌液接种于筛选培养基上 D．应筛选透明圈与菌落直径比值大的菌落 4、（2025北京顺义二模）大肠杆菌在伊红-亚甲蓝琼脂培养基（EMB）上会形成有金属光泽的深紫色菌落。利用EMB鉴定自制酸奶中的大肠杆菌，相关操作错误的是（    ） A．培养基经湿热灭菌后再倒平板 B．将酸奶样品稀释后涂抹在EMB表面 C．观察菌落颜色进行初步鉴定 D．将使用过的培养基直接丢弃 5、（2025北京朝阳二模）应用传统发酵技术可制作多种食品。下表相关叙述中，错误的是（　　） 选项 食品名称 操作 目的 A 馒头 加入前一次发酵保存的面团 接种酵母菌 B 果醋 将发酵液置于30～35℃环境中 为醋酸菌提供适宜的生长温度 C 果酒 每隔12h左右将瓶盖拧松一次 为酵母菌的有氧呼吸提供氧气 D 泡菜 使用的盐水需煮沸处理过 减少杂菌污染 A．A B．B C．C D．D 6、（2025北京昌平二模）将两种突变型T4噬菌体混合后与大肠杆菌共同涂布到平板上培养，观察噬菌体感染细菌后在平板上形成的透明圆斑（噬菌斑），结果如图所示。下列叙述正确的是（　　）    A．任意两种突变型噬菌体混合均能恢复感染能力 B．该实验可推断出两种突变是否发生在同一个基因内 C．只有发生基因重组的突变体，混合后才能恢复感染能力 D．噬菌斑的形成取决于突变体是否混合，与突变位点无关 7、（2025北京东城二模）癌症是人类健康的重大威胁之一，传统治疗手段难以实现精准治疗。超声波具有非侵入、组织穿透性强、时空特异性等特点，科研人员拟开发“响应超声波的药物递送系统”细菌以实现癌症的精准治疗。 (1)用于培养药物递送细菌的液体培养基中包含水、酵母提取物、蛋白胨等成分，其中蛋白胨主要为细菌提供 和维生素。可利用 的方法快速直观地测定细菌数量，以便即时使用适量的细菌进行治疗。 (2)C蛋白有抗肿瘤作用，超声波可导致局部温度升高到42℃。科研人员制备了工程菌1，其中含有图1所示的基因表达载体。37℃培养的工程菌1接受超声波刺激后，可升温至42℃， 从而发挥抗肿瘤作用。 (3)T蛋白有T1、T2和T3三种亚型，具有相似的功能，制备分别含有这三种基因的工程菌1，并检测C蛋白表达量，结果如图2所示。科研人员最终选择T3基因进行后续研究，判断的依据是 。 (4)工程菌1只能在超声波刺激期间发挥作用，科研人员设计了含图3所示的基因表达载体的工程菌2，可以实现在短时间的超声波刺激后维持长时间的治疗。已知B基因编码的B酶可以作用于识别位点a和b，使a、b处的DNA发生断裂，最终导致a、b之间的DNA片段发生倒转。请根据以上信息，使用下列选项将表达载体补充完整。 ； ； ； ； 。 ①P1启动子    ②P3启动子（持续表达型启动子） ③T3基因    ④C基因    ⑤B基因 8、（2025北京西城二模）金黄色葡萄球菌（SA）是一种可导致人化脓感染的细菌。随着抗生素剂量的不断增加，出现了超级耐药型金黄色葡萄球菌（MRSA），研究人员对其耐药机制进行探索。 (1)SA细胞包括细胞壁、细胞膜、细胞质和 。SA分裂时，细胞内的关键酶P1和P2催化肽聚糖合成并交联成同心环结构，构建新细胞壁。抗生素甲氧西林可结合P1、P2并抑制其活性，导致SA分裂产生的新壁出现孔洞，在低渗环境中细胞会因 而死亡。 (2)检测发现，MRSA含有外源A+基因和突变的B+基因，A+表达产物P2a与P2作用相同。只获得A+基因的SA表现出对低浓度甲氧西林耐受，据此推测低浓度甲氧西林对P1几乎无影响，且P2a对甲氧西林亲和力较 。在高浓度甲氧西林培养基中，只获得A+基因的SA新细胞壁孔洞明显，而MRSA能正常分裂，新壁出现孔径较小的致密网状结构。 (3)为研究B+基因的功能，将SA突变为P1基因缺陷型菌株（P1-），进行系列实验。 ①将特定基因导入P1-菌株，各菌株繁殖速率如图1所示，结果表明，P1-菌株的分裂能力可通过B+基因弥补，而A+基因无此作用，依据是 。    ②构建图2所示表达载体导入P1-菌株，观察不同条件下菌株分裂产生新细胞壁形态，结果如图3，说明在P1缺乏时，B 。      (4)研究人员推测MRSA的B+发挥作用需依赖于A+，请从①～⑥选择合适的菌株、基因与培养条件，进行转基因实验，验证推测。写出相应组合并预期实验结果 。 ①SA菌株  ②P1-P2-菌株  ③A+基因  ④B+基因  ⑤高浓度甲氧西林  ⑥不用甲氧西林 植物细胞工程考点02 9、（2025北京东城二模）下列技术应用的原理不能体现细胞或细胞核的全能性的是（    ） A．植物组织培养 B．秋水仙素处理种子获得多倍体植株 C．动物体细胞核移植 D．培养植物的花药获得单倍体植株 10、（2025北京海淀二模）高中生物实验中，下列利用酒精进行的实验操作与目的不符的是（　　） A．观察花生子叶脂肪颗粒——洗去多余的苏丹Ⅲ染液 B．观察洋葱根尖有丝分裂——用于配制解离液使组织细胞分离开来 C．DNA的粗提取与鉴定——用于溶解DNA以除去杂质 D．培养菊花茎段愈伤组织——避免愈伤组织受到杂菌污染 11、（2025北京顺义二模）藻类产生的虾青素具有抗氧化等多种药理活性。研究人员诱导转基因水稻外植体形成愈伤组织，制备水稻胚乳悬浮细胞，对虾青素进行工厂化生产。下列操作不合理的是（    ） A．将虾青素基因与胚乳特异性启动子重组 B．在诱导愈伤组织的培养基中添加植物激素 C．悬浮培养前用胰蛋白酶分离胚乳细胞 D．对分离纯化的虾青素进行活性鉴定 12、（2025北京朝阳二模）我国科研人员改良棉花幼胚的体外培养技术，加快了幼胚发育至幼苗的速度（如图），缩短了棉花杂交育种所需的时间。相关叙述正确的是（　　） A．接种用的外植体幼胚需要消毒，培养基需要灭菌 B．幼胚经过脱分化和再分化发育为试管苗 C．图中不同幼胚的基因组成完全相同 D．该过程体现了高度分化的植物细胞具有全能性 13、（2025北京丰台二模）青蒿素是从黄花蒿中提取的代谢物。研究人员在对黄花蒿进行组织培养时，发现愈伤组织中不合成青蒿素，而再分化形成的芽和苗中均能检测到青蒿素。相关分析最合理的是（　　） A．青蒿素合成需要细胞分化形成特定结构 B．芽和苗通过光合作用产生ATP为青蒿素合成提供能量 C．生长素与细胞分裂素的比例不会影响青蒿素产量 D．培养基中添加高浓度蔗糖有利于提高青蒿素产量 14、（2025北京西城二模）植物组织培养技术应用广泛，科研人员用拟南芥探索获得大量愈伤组织的途径。 (1)组培的理论基础是植物细胞具有 ，即细胞经过分裂分化后，仍具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的 。切取外植体时的损伤可促进内源生长素（IAA）合成并运输到受伤部位，诱导细胞分裂分化。因此，组培时常添加2，4-D、NAA等生长素类调节剂。 (2)含较高浓度2，4-D的培养基（2，4-D-CIM）可促进愈伤组织增殖，但在实践中发现，2，4-D-CIM中的外植体脱分化形成愈伤组织延退。为探究其原因，进行相关实验。 ①检测不同培养基中叶片外植体细胞中IAA合成酶基因（YUC）的表达量，由图1结果可知：较高浓度2，4-D IAA的合成。 ②研究者推测，一定量IAA有利于愈伤组织的形成。为此，在2，4-D-CIM的基础上，再分别添加IAA、NAA、检测接种后外植体细胞IAA响应基因W1的表达情况，结果如图2所示，同时还测量了各组 ，结果显示其与W1表达量正相关，证明推测成立。添加NAA组是为了进一步确认 。 (3)根据上述所有实验结果，在答题卡方框中填相关基因，括号中填“+”（表示促进）或“-”（表示抑制），完善在愈伤组织形成和增殖过程中相关物质的关系模式图 。 15、（2025北京海淀二模）研究者对植物遭受机械损伤后的防御和再生机制开展了下列研究。 (1)番茄遭受机械损伤后会启动与防御相关的基因的表达，以避免病虫侵害；同时，伤口处细胞经脱分化形成 ，以完成组织修复与器官再生。 (2)野生型番茄（WT）的R基因编码R肽，突变型番茄（r）的R基因缺失。研究者分别检测茎切除后WT、r和外施R肽的r三者茎的再生能力，结果如图1。结合图1，若补充检测上述3种番茄植株茎切除后的细胞中 ，则可得出“R基因可以启动防御反应并促进再生”这一结论。 (3)跨膜蛋白P可催化胞内蛋白磷酸化过程，且能结合R肽。研究者开展如下实验，证实了P蛋白是R肽的受体。请完善下表实验方案，并预期相应结果（ⅰ、ⅱ处选填字母序号，ⅲ、ⅳ处填适合数量的“+”）。 组别 番茄 处理 再生能力 1 WT 蒸馏水 ++ 2 ⅰ． ++++ 3 ⅱ． 蒸馏水 ⅲ． 4 同i ⅳ． 注：“+”的多少代表再生能力的强弱。 A．WT  B．突变体r  C．P基因缺失突变体  D．蒸馏水  E．外源P蛋白  F．外源R肽 (4)受到机械损伤或外施R肽时，番茄相应部位的细胞中W基因的表达均显著增加。为确认W基因的作用，研究者分别检测茎切除后WT、W基因缺失突变体（w）、外施R肽的w三者的再生情况，如图2。进一步研究发现，W蛋白可以结合R基因的启动子；切除茎后，突变体w损伤处细胞中的R基因mRNA含量显著低于WT。 综上所述，研究者提出番茄受机械损伤后启动修复与再生的调控模型，如图3。请利用上述研究结果评述该模型，若认为正确，请基于上述研究提供支持①～④的证据；若认为错误，请指出错误序号并基于上述研究证据进行改正 。 动物细胞工程考点03 16、（2025北京西城二模）病毒PEDV会使猪患流行性腹泻，在制备抗PEDV的单克隆抗体时加入不同浓度维生素C（VC），杂交瘤细胞增殖情况及抗体分泌情况如图和表格所示。叙述错误的是（　　）    VC/（ngmL-1） 抗体效价 0 1：4000 5 1：4000 10 1：8000 20 1：2000 A．可用灭活病毒诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合 B．培养杂交瘤细胞需在培养基中添加动物血清 C．10ngmL-1VC显著促进杂交瘤细胞增殖 D．20ngmL-1VC通过抑制细胞增殖降低抗体效价 17、（2025北京昌平二模）H18杂交瘤细胞能够产生抗人肝癌单克隆抗体，但该细胞在培养过程中的凋亡现象制约着其生产能力的提高。Bcl-XL是一种抗凋亡蛋白，利用Bcl-XL基因改造杂交瘤细胞，获得了稳定表达Bcl-XL的杂交瘤细胞。下列说法错误的是（　　） A．制备H18杂交瘤细胞利用了动物细胞融合技术 B．利用产生特定抗体的B细胞与瘤细胞制备H18杂交瘤细胞 C．将Bcl-XL基因直接注射至H18杂交瘤细胞可实现稳定表达 D．经筛选可获得既抗凋亡又能分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞 18、（2025北京顺义二模）生长因子可结合并激活癌细胞表面的EGFR受体，通过一系列信号传导最终促进ERK磷酸化，p-ERK进入细胞核调控促增殖基因的转录。用于结肠癌治疗的单抗X能与生长因子竞争受体，从上阻断胞内信号通路，但长期使用会产生耐药。 (1)获得单抗X需先通过注射特定抗原对小鼠进行 ，再从脾中获取B细胞，与骨髓瘤细胞融合，并用特定培养基筛选得到 细胞。 (2)M基因编码甲基转移酶M，酶M可使靶基因的mRNA发生甲基化，影响靶基因表达。研究表明耐药结肠癌细胞中M基因表达下调。科研人员给小鼠接种对单抗X敏感的两种结肠癌细胞，并进行单抗X治疗，实验处理及结果如下图。 ①上图结果显示 ，验证M基因表达下调导致结肠癌对单抗X产生耐药性。 ②科研人员用单抗X处理敏感癌细胞获得耐药癌细胞，从耐药组中挑选靶基因的候选基因，相比对照组，这些基因表达的程度、其对应mRNA的甲基化程度分别表现为 。 (3)进一步研究将靶基因锁定为F基因。科研人员完成以下实验，证明酶M通过甲基化修饰降低FmRNA的稳定性，请补充表中实验结果。 组别 实验处理 检测指标及数据处理 实验结果 1组:对照癌细胞 在培养基中加入转录抑制剂 处理0h、2h、4h、6h、8h后检测FmRNA剩余量，推算FmRNA半衰期。 三组细胞FmRNA的半衰期由大到小的顺序为 。 2组:M基因敲低癌细胞 3组:M基因过表达癌细胞 注:半衰期指某物质含量降低到初始浓度一半时所需的时间 (4)研究表明F蛋白含量与ERK磷酸化水平呈正相关。基于单抗X的作用机理，综合上述研究成果，概括结肠癌细胞对单抗X产生耐药性的本质 。 19、（2025北京朝阳二模）哺乳动物的脂肪组织包含白色脂肪组织（WAT）和棕色脂肪组织（BAT）。研究者研究了BAT对癌细胞的影响。 (1)糖酵解是癌细胞获得能量的重要途径。糖酵解是有氧呼吸的第一阶段，该途径将葡萄糖分解为 ，同时产生H+，H+被转运到胞外，引起细胞外酸化。 (2)细胞外酸化速率（ECAR）反映细胞糖酵解能力。检测体外培养的乳腺癌细胞的ECAR，结果如图1。 ①加入寡霉素后，ECAR继续上升的原因是细胞有氧呼吸受抑制， ，糖酵解加快。 ②加入葡萄糖和寡霉素后，ECAR值的变化均来源于糖酵解的速率变化而非其它产H+途径的变化，证据是 。 (3)BAT在成年动物体内量很少。研究者向WAT中导入特定基因表达载体，使其转化为BAT，利用图2所示装置共培养BAT和乳腺癌细胞3天后，分离癌细胞，测定其数量和糖酵解能力。 ①与直接将两种细胞混合培养相比，图2装置可排除BAT细胞通过 影响癌细胞的可能。 ②该实验设两组对照，对照组1为癌细胞单独培养，对照组2为 。 (4)实验结果显示，两个对照组间无显著差异，而实验组与对照组差异显著，表明BAT对癌细胞的增殖和糖酵解能力有抑制作用。请在ECAR检测结果图中补充绘制实验组曲线。 20、（2025北京丰台二模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 利用基因工程酵母菌发酵获得高产柚皮素 柚皮素是一种脂溶性物质，广泛存在于柑橘类水果中，具有抗炎、抗氧化和抗肿瘤等药理作用，传统方法主要是从橙皮中提取，效率低、成本高。某科研团队将柚皮素合成关键基因导入酿酒酵母中，获得了能利用葡萄糖生产柚皮素的酵母菌株E32，但产量较低。 ARO8基因和ARO9基因与柚皮素合成代谢过程相关。科研团队分别构建了酵母菌株H4（ARO8过表达）和H5（ARO9敲除），经扩大培养后，测得二者柚皮素浓度分别为160.4mg/L和196.3mg/L，均显著高于E32。团队不断探索，最终获得了将多个基因过表达并敲除ARO9的菌株H36，产生的柚皮素浓度为452．8mg/L。 后续该团队对另一种工程菌解脂耶氏酵母的柚皮素合成关键酶CHS进行改造，将其132位苏氨酸变为半胱氨酸，196位缬氨酸变为丙氨酸，发现改造后的菌株产柚皮素的量显著提高。分子模拟实验显示，改造后的酶CHS-2与底物结合更紧密，催化效率显著增加。随后团队利用相关技术，将CHS-2基因拷贝数增加至4个，采用补料分批发酵方式，最终柚皮素产量高达8.65g/L，刷新了在酵母菌中合成柚皮素的最高记录。 (1)基因工程酵母菌发酵过程中，扩大培养的目的是 。 (2)科研团队尝试使用新型基因编辑工具TIGR优化菌株E32的柚皮素合成代谢途径。TIGR是酶与向导RNA结合形成的复合体，能识别并切割目标DNA。与CRISPR-Cas9系统相比，TIGR的识别序列更长。以下叙述合理的有_______。 A．向导RNA通过碱基互补配对原则准确定位目标序列 B．TIGR的较长靶序列有利于降低脱靶风险 C．利用TIGR将ARO8基因插入E32基因组后即可表达 D．TIGR可精准敲除ARO9基因以提高柚皮素产量 E．TIGR编辑后的酵母菌株，新性状能稳定遗传给子代 (3)该团队改造柚皮素合成关键酶CHS为CHS-2的具体操作包括：获取CHS酶的基因→ →构建基因表达载体→ →CHS-2酶的检测与鉴定。 (4)利用人工合成的脂质体包裹柚皮素治疗肝肿瘤靶向性低。在此基础上，通过制备单克隆抗体来提高柚皮素的靶向性，技术路线如下图。 实验前给小鼠注射 ，从脾脏分离B淋巴细胞。图中筛选2含多次筛选，筛选依据的基本原理是 。制备的单克隆抗体需 ，制成抗体—药物偶联物，以提高治疗肝肿瘤的靶向性。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 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