2025版高考生物二轮复习课件 限时练23 发酵工程与细胞工程

发酵工程与细胞工程限时练23

(时间：30分钟

分值：50分)重点1发酵工程生产对人类有用的产品1.(2024·九省联考广西卷，9)我国劳动人民很早就利用生物资源为生产和生活服务，如①公元前《书经》记载“若作酒醴，尔惟曲蘖”；②晋朝《南方草木状》记载，利用蚂蚁扑灭柑橘害虫；③北魏《齐民要术》记载“凡谷田，绿豆、小豆底为上”；④宋真宗时期，种人痘以防天花。上述应用与微生物有关的是(

) A.①②③ B.②③④

C.①②④ D.①③④D解析

“若作酒醴，尔惟曲蘖”提到酿酒必须要用酒曲，酒曲富含酵母菌和霉菌等多种微生物，①正确；蚂蚁扑灭柑橘害虫，利用了捕食关系，与微生物无关，②错误；由于豆科植物有固氮菌与之共生，所以种植豆科植物能够肥田，③正确；种人痘以防天花，天花是天花病毒，④正确，故选D。2.(2024·九省联考广西卷，10)渥堆是六堡茶生产的关键工艺，渥堆期间微生物分泌的多酚氧化酶可催化茶叶中的儿茶素(C15H14O6)形成黄红色的氧化聚合物。要从渥堆茶叶样品中筛选产多酚氧化酶的细菌，下表中培养基配方设计最合理的是(注：“－”表示不添加；“＋”表示添加。)(

)B解析甲培养基没有儿茶素，无法筛选，A不合理；乙培养基为固体培养基，且含有碳源、氮源、无机盐、水、儿茶素，B合理；丙培养基没有氮源，产多酚氧化酶的细菌无法生存，C不合理；丁未加入琼脂，液体培养基无法筛选，D不合理。3.(2024·江西卷，11)井冈霉素是我国科学家发现的一种氨基寡糖类抗生素，它由吸水链霉菌井冈变种(JGs，一种放线菌，菌体呈丝状生长)发酵而来，在水稻病害防治等领域中得到广泛应用。下列关于JGs发酵生产井冈霉素的叙述，正确的是(

)A.JGs可发酵生产井冈霉素，因为它含有能够编码井冈霉素的基因B.JGs接入发酵罐前需要扩大培养，该过程不影响井冈霉素的产量C.提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度，会提高井冈霉素的产量D.稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化D解析据题可知，井冈霉素是氨基寡糖类物质，并非蛋白质，因而其不是基因表达的直接产物，JGs体内没有编码井冈霉素的基因，基因通过控制相关酶的合成来控制代谢过程，进而控制JGs发酵生产井冈霉素，A错误；JGs接入发酵罐前需要扩大培养，该过程会影响JGs的数量，进而影响井冈霉素的产量，B错误；在一定范围内提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度，会提高井冈霉素的产量，但若浓度过大，反而会降低井冈霉素的产量，C错误；JGs是一种放线菌，菌体呈丝状生长，形成的菌落难以区分，因此稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化，D正确。重点2通过细胞工程获得有用的生物体或其产品4.(2024·九省联考黑、吉卷，7)《本草纲目》记载，樱桃具有利脾、止泻的功效。樱桃中的槲皮素等酚类化合物具有抗氧化活性。我国已经利用组织培养技术繁育樱桃优良品种，满足人们食用和药用需要。下列叙述错误的是(

)A.应用微型繁殖技术可获得大量樱桃脱毒苗B.可以选用樱桃幼嫩的芽原基和叶原基作外植体C.富含色氨酸的培养基有利于樱桃幼嫩的芽合成生长素D.应用樱桃细胞培养可工厂化生产初生代谢物槲皮素D解析应用微型繁殖技术，采用茎尖作为外植体可获得大量樱桃脱毒苗，A正确；由于芽原基和叶原基分裂能力旺盛，因而可以选用樱桃幼嫩的芽原基和叶原基作外植体，B正确；生长素是由色氨酸经过一系列反应转变产生的，因此，用富含色氨酸的培养基有利于樱桃幼嫩的芽合成生长素，C正确；应用樱桃细胞培养可工厂化生产次生代谢物槲皮素，D错误。5.(2024·九省联考江西卷，11)脂质体可作为运载工具，将药物分子运送到特定的细胞内发挥作用。为了提高药物运送的特异性，可在脂质体表面连接识别特定细胞的单克隆抗体，形成药物—脂质体—单克隆抗体复合物(见图)。下列叙述错误的是(

)AA.脂质体的作用是帮助复合物通过主动运输进入特定细胞内B.可将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内来获取大量的单克隆抗体C.复合物中的药物借助单克隆抗体和细胞表面抗原的相互作用来实现运送的特异性D.单克隆抗体的制备需使用特定的选择培养基来筛选杂交瘤细胞解析脂质体的作用是帮助复合物通过胞吞进入特定细胞内，A错误；可将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内来获取大量的单克隆抗体，也可在体外培养，B正确；单克隆抗体和细胞表面抗原可以特异性结合，运送药物到特定的细胞，药物起到杀伤作用，C正确；需使用特定的选择培养基选择出杂交瘤细胞，D正确。6.(2024·甘肃卷，15)兰州百合栽培过程中易受病毒侵染，造成品质退化。某研究小组尝试通过组织培养技术获得脱毒苗，操作流程如图。下列叙述正确的是(

)DA.①为脱分化过程，1号培养基中的愈伤组织是排列规则的薄壁组织团块B.②为再分化过程，愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组C.3号培养基用于诱导生根，其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值大于1D.百合分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，可以作为该研究中的外植体解析在脱分化过程中，1号培养基中的愈伤组织是排列不规则的薄壁组织团块，A错误；基因重组发生在减数分裂过程中，而愈伤组织细胞的分化过程是有丝分裂，所以愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变，但不会发生基因重组，B错误；3号培养基用于诱导生根，其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值应该小于1，C错误。7.(2024·贵州卷，21)研究者用以蔗糖为唯一碳源的液体培养基，培养真菌A的野生型(含NV基因)、突变体(NV基因突变)和转基因菌株(转入NV基因)，检测三种菌株NV酶的生成与培养液中的葡萄糖含量，结果如表所示(表中“＋”表示有，“－”表示无)。检测用菌株蔗糖NV酶葡萄糖(培养液中)野生型＋＋＋野生型－－－突变体＋－－转基因菌株＋＋＋回答下列问题：(1)据表可推测________诱导了NV基因表达。NV酶的作用是________________________________________________________________。检测NV酶活性时，需测定的指标是______________________________________________________________________________________(答出1点即可)。蔗糖催化蔗糖转化成葡萄糖

单位时间单位体积的培养液中葡萄糖的增加量(或者蔗糖的减少量)(2)表中突变体由T－DNA随机插入野生型菌株基因组DNA筛选获得。从野生型与突变体中分别提取基因组DNA作为模板，用与________(填“T－DNA”或“NV基因”)配对的引物进行PCR扩增。若突变体扩增片段长度________(填“>”“＝”或“<”)野生型扩增片段长度，则表明突变体构建成功，从基因序列分析其原因是__________________________________________________________________________________________________________________________。NV基因>

与野生型相比，突变体是由T－DNA插入NV基因中，使NV基因发生了碱基对的增添而引起的，因此突变体相应基因的序列更长(3)为进一步验证NV基因的功能，表中的转基因菌株是将NV基因导入________细胞获得的。在构建NV基因表达载体时，需要添加新的标记基因，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。突变体突变体的T－DNA上会存在相应的标记基因，干扰NV基因表达载体导入成功与否的检测解析

(1)据表中野生型菌株的两组结果对比分析可知，如果培养液中添加了蔗糖，NV基因就会表达形成NV酶，否则没有NV酶的形成，由此推测蔗糖诱导了NV基因表达。表中结果表明，当蔗糖和NV酶同时存在时，培养液中就会出现葡萄糖，由此说明NV酶的作用是催化蔗糖转化成葡萄糖。酶的活性可以用单位时间单位体积反应物的减少量或者生成物的增加量表示，因此NV酶的活性可以用单位时间单位体积的培养液中葡萄糖的增加量(或者蔗糖的减少量)表示。(2)根据题意，突变体是由T－DNA随机插入野生型菌株，使NV基因发生了突变产生的，说明T－DNA使NV基因发生了碱基对的增添，即突变体中NV基因突变后的序列比野生型的NV基因序列更长，所以用与NV基因配对的引物进行扩增，扩增的结果是突变体扩增片段的长度更长，则表明突变体构建成功。(3)为了进一步验证NV基因的功能，在突变体(NV基因突变)细胞中，转入NV基因，以便将转基因植株与突变体(NV基因突变)的结果进行对比。由于突变体的T－DNA上会存在原有的标记基因，干扰NV基因表达载体导入成功与否的检测，因此在构建NV基因表达载体时，需要添加新的标记基因。8.(2024·江西卷，17)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种聚酯塑料，会造成环境污染。磷脂酶可催化PET降解。为获得高产磷脂酶的微生物，研究人员试验了2种方法。回答下列问题： (1)方法1从土壤等环境样品中筛选高产磷脂酶的微生物。以磷脂酰乙醇胺(一种磷脂类物质)为唯一碳源制备________培养基，可提高该方法的筛选效率。除碳源外，该培养基中至少还应该有________、________、________等营养物质。 (2)方法2采用___________________________________________技术定向改造现有微生物，以获得高产磷脂酶的微生物。除了编码磷脂酶的基因外，该技术还需要________、______________、________等“分子工具”。选择氮源水无机盐转基因(或重组DNA或基因工程)限制酶DNA连接酶载体(3)除了上述2种方法之外，还可以通过________技术非定向改造现有微生物，筛选获得能够高产磷脂酶的微生物。(4)将以上获得的微生物接种到鉴别培养基(在牛肉膏蛋白胨液体培养基中添加2%的琼脂粉和适量的卵黄磷脂)平板上培养，可以通过观察卵黄磷脂水解圈的大小，初步判断微生物产磷脂酶的能力，但不能以水解圈大小作为判断微生物产磷脂酶能力的唯一依据。从平板制作的角度分析，其原因可能是___________________________________________________________________。诱变育种培养基的卵黄磷脂的含量、pH和灭菌是否彻底等都会影响水解圈的大小解析

(1)以磷脂酰乙醇胺为唯一碳源的培养基可筛选产磷脂酶的微生物，这样的培养基为选择培养基。微生物培养基所含的营养物质有碳源、氮源、水和无机盐等。(2)定向改造现有微生物的方法为转基因技术(或重组DNA技术或基因工程)，转基因操作使用的工具有限制酶、DNA连接酶和载体。(3)利用物理因素(如紫外线、X射线等)或化学因素(如亚硝酸盐等)处理生物，可使生物发生基因突变，创造出人类需要的新品种，由于基因突变具有不定向性，因此诱变育种技术为非定向改造生物的技术。(4)培养基的卵黄磷脂的含量、培养基pH的大小、培养基灭菌不彻底导致其他杂菌产生的代谢产物等均有可能影响水解圈的大小。9.(2024·广东卷，21)驹形杆菌可合成细菌纤维素(BC)并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性能优异的生物材料，BC膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶(可催化酪氨酸形成黑色素)的光控表达载体，将其转入驹形杆菌后构建出一株能合成BC膜并可实现光控染色的工程菌株，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路(图一)。图一回答下列问题：(1)研究者优化了培养基的____________________________(答两点)等营养条件，并控制环境条件，大规模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜(菌体和BC膜的复合物)。图一碳源、氮源(2)研究者利用T7噬菌体来源的RNA聚合酶(T7RNAP)及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体(光控原理见图二a，载体的部分结构见图二b)。构建载体时，选用了通用型启动子PBAD(被工程菌RNA聚合酶识别)和特异型启动子PT7(仅被T7RNAP识别)。为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为__________________，理由是___________________________________________________________________________________________________________。PT7、PBAD和PBAD

基因2和3正常表达无活性产物，被蓝光激活后再启动基因1表达注：基因1编码酪氨酸酶，基因2编码T7RNAPN端－nMag，基因3编码pMag－T7RNAPC端。

图二(3)光控表达载体携带大观霉素(抗生素)抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，其作用为______________________________________(答两点)。(4)根据预设的图案用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色，其原因是___________________________________________________________________。