生物发酵工程2（含答案解析）

生物发酵工程2

试卷副标题

考试范围：XXX；考试时间：100分钟：命题人：XXX

注意事项：

1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2.请将答案正确填写在答题卡上

第I卷（选择题）

请点击修改第I卷的文字说明

第II卷（非选择题）

请点击修改第II卷的文字说明

一、综合题

1.（2018•湖南衡阳市•）下图为某微生物发酵自动化装置示意图。请回答下列相关问题:

⑴培养做生物所用的培养基,常采用法进行灭菌。

（2）若利用该装置制备果醋，则“生物催化剂”指的是__________菌,若发酵液中无糖类，但

有乙醇，则该发酵菌发酵获得醋酸的途径是:乙醇一一醋酸。整个过程中需不间

断地通入除菌空气,原因是。

（3）在涂布平板时，滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是

（4）纯化菌种时，向试管内分装含琼脂的培养基，若试管口粘附有培养基，需要用酒精棉球

擦净的原因是o

【答案】高压蒸汽灭菌醋酸乙醛醋酸菌进行的是有氧发酵培养基表面

过多的菌悬液，导致菌体堆积，影响实验效果避免培养基污染棉塞（防止杂菌污染

菌种等）

【解析】

试题分析：实验室常用的消毒方法：煮沸消毒、化学药物消毒、紫外线消毒；实验室常

用的灭菌方法：灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。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；果酒制作的原理：在有氧条件下，反应式如下：

C6Hl2O6+6H2O+6O2T6co2+12比0+能量；在无氧条件下，反应式如下：

C6H2。6-2co2+2C2H50H+能量。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果糖分解成

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，

（1）微生物培养基常用高压蒸汽灭菌进行灭菌。

（2）果醋的制作利用的醋酸菌的有氧呼吸，即该装置中的“生物催化剂”指的是醋酸菌；

由于醋酸菌进行的是有氧发酵，因此整个过程中需不间断地通入除菌空气；若发酵液中

无糖类但有乙醇，则该发酵菌发酵获得醋酸的途径是：乙醇一乙醛一醋酸。

（3）培养基表面过多的菌悬液，导致菌体堆.积，会影响实验效果，所以在涂布平板时,

滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多。

（4）用棉球擦净试管口的培养基，目的是防止培养基污染棉塞，进而污染管内的培养

物。

2.（2021•宁波市北仑中学高二期中）回答下列（一）、（二）小题：

（一）回答与柑橘加工与再利用有关的问题：

（1）柑橘果实经挤压获得果汁后，需用果胶酶处理，主要目的是提高果汁的。

为确定果胶酶的处理效果，对分别加入不同浓度果胶酶的果汁样品，可采用3种方法进

行实验:①取各处理样品,添加相同体积的,沉淀生成量较少的处理效果好。

②对不同处理进行离心，用比色计对上清液进行测定，OD值_________的处理效果好。

③对不同处理进行，记录相同体积果汁通过的时间，时间较短的处理效果好。

（2）加工后的柑橘残渣含有抑菌作用的香精油及较多的果胶等。为筛选生长不被香精

油抑制且能高效利用果胶的细函，从腐烂残渣中分离得到若干菌株，分别用无菌水配制

成，再均匀涂布在LB固体培养基上。配制适宜浓度的香精油，浸润大小适

宜井已_________的圆形滤纸片若干，再贴在上述培养基上。培养一段时间后，测量滤

纸片周围抑制菌体生长形成的透明圈的直径大小。从直径__________的菌株中取菌接种

到含有适量果胶的液体培养基试管中培养，若有果胶酶产生，摇晃试管并观察，与接种

前相比，液体培养基的下降。

（二）回答与基因工程和植物克隆有关的问题：

（1）天然农杆菌的Ti质粒上存在着一段DNA片段（T・DNA）,该片段可转移并整合

到植物细胞染色体上。为便于转基因植物在组织培养阶段的筛选,设计重组Ti质粒时，

应考虑T.DNA中要有可表达的目的基因，还需要有可表达的o

（2）结合植物克隆技术进行转基因实验，为获得转基因植株，农杆菌侵染的宿主一般

要选用具有优良性状、较高的遗传稳定性、及易被农杆菌侵染等特点的植物

材料。若植物材料对农杆菌不敏感，则可用的转基因方法。

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（3）利用带侧芽的茎段获得丛状苗的过程与利用茎段诱导产生愈伤组织再获得丛状苗

的过程相比，前者总培养时间,且不经历_________过程，因而其遗传性状

稳定，是大多数植物快速繁殖的常用方法。

（4）与发芽培养基相比，配制转基因丛状苗生根培养基时，可根据实际情况适当添加

，促进丛状苗基部细胞分裂形成愈伤组织并进一步分化形成,最

终形成根。还可通过改变MS培养基促进生根，如（A.提高蔗糖浓度B.降低

培养基浓度C.提高大量元素浓度D.不添加琼脂）。

【答案】澄清度95%乙醇较小抽滤细菌悬液灭菌较小粘

性抗性基因全能性表达充分显微注射短脱分化生长素

根的分生组织B

【分析】

发芽培养基：3000mLMS培养基+含1.5mgBA的溶液+含0.02mgNAA的溶液+30g蔗糖

+40g琼脂，再加蒸镭水至4000mL,混合均匀加热至琼脂融化后，通过三角漏斗分装至

100mL,三角瓶中每瓶40mL,共100瓶三角瓶，加上封口膜后1kg压力下在灭菌锅内

灭菌20分钟。

生根培养基：lOOOmLMS培养基+含0.38mgNAA的溶液+30g蔗糖+20g琼脂，再加蒸储

水至2000mL,混合均匀加热至琼脂融化后，通过三角漏斗分装至100mL,三角瓶中每

瓶40mL,共50瓶三角瓶，加上封口膜后1kg压力下在灭菌锅内灭菌20分钟。

【详解】

（一）（1）由于植物细胞壁和植物细胞间果胶的存在时，果汁的澄清度受到一定的影响，

因此可以加入果胶能使果胶降解为可溶性的半乳糖醛酸，提高果汁的澄清度。判断果胶

酶的处理效果，可采用三种方法，①看果胶的剩余量，果胶不溶于乙醇，加入95%的乙

醇，沉淀量少的即果胶的剩余量少，处理效果好，②进行离心处理，取上清液测OD值，

OD值越小，说明降解越充分，果胶酶的处理效果越好，③对不同处理进行抽滤，记录

相同体积果汁的通过时间，固形物含量越少，时间越短，处理效果越好。

（2）为筛选不被香精油抑制且能高效利用果胶的细菌，需从腐烂残渣中分离菌株，用

无菌水配制成细菌悬液，再涂布在LB固体培养基上待筛选。由于目标是筛选不被香精

油抑制的细菌，因此还需准备香精油，并将其制作成滤纸片贴在培养基上，香精油需灭

菌处理。观察滤纸片周围的抑菌圈，直径越小说明该菌株越不易被香精油抑制，因而成

为初步待选的菌株。再进一步接种到含果胶的液体培养基中培养，果胶使植物细胞粘连,

若果胶被降解，则液体培养基的粘性下降。

（-）（1）设计重组质粒时，除了要含有可表达的目的基因，还需要有可表达的抗性基

因（如抗生素抗性基因），在添加抗生素的培养基上，含重组质粒的宿主细胞能够生长，

因而被筛选出来。

（2）转基因实验要求宿主细胞性状优良、遗传稳定性较高、全能性（细胞发育成个体

的潜能）较高及易被农杆菌侵染等特点。若植物材料对农杆菌不敏感，可采用显微注射

的方法。

（3）利用带侧芽的茎段获得丛状苗的过程，比利用茎段诱导产生愈伤组织获得丛状苗

的过程时间更短，因为不需要经历脱分化的过程，而且遗传性状稳定。植物器官的分化

需要一定的营养物质及适宜的激素配比，配制丛状苗生根培养基需根据实际情况添加生

长素，促进基部细胞形成愈伤组织，并进一步分化形成根的分生组织，最终形成根。比

较发芽培养基和生根培养基可知MS培养基的浓度下降，因此可降低培养基的浓度促进

生根。故选B。

【点睛】

本题主要考查果胶的降解、基因工程及植物克隆知识，要求学生熟悉教材，并能将理论

知识与实际应用相结合。

3.（2017•上海）回答下列关于遗传信息的传递与表达的问题

如图是利用基因工程方法生产人生长激素的示意图.

1.如图1方框内代表的基因工程过程是,构建重组质粒要用到的“化学浆糊”是

2.据图所示推断EcoRI酶识别的核甘酸序列是

A.AGGAATTCGTB.TCCAATTGCAC.GAATTCD.CTTAAG

3.图1中,质粒经EcoRI和Hindlll联合酶切后形成L0kb、0.8kb和3.2kb三个片段,

重组质粒经EcoRI酶单切后，形成l.Okb、4.8kb两个片段，目的基因的长度是

kb.（lkb=1000碱基）

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4.关于制备图1中大肠杆菌培养基的叙述，正确的是

A.制作固体培养基时可以加入琼脂

B.操作的顺序为计算、称量、溶化、灭菌、倒置培养

C.倒好培养基的培养皿，要立即将平板倒过来放置

D.制备待用的培养基可用紫外线照射进行灭菌

5.在目的基因增殖过程中，图2表示一个具有四个核甘酸对的DNA片段经硫酸二乙酯

（EMS）处理后，在正常溶液中经过2次复制后的产物之一.则说明EMS能将G改

变为，

A.胞畸咤B.腺喋吟C.胸腺嘴嘘D.鸟喋吟

图3为大肠杆菌的遗传信息传递和表达过程.

6.据图3下列说法正确的有.

①a、b过程所需的原料在细胞中有8种

②a、b过程发生的场所主要在细胞核

③b、c中均会发生碱基配对情况，但配对方式不完全相同

④在细胞增殖过程中，只会发生a过程，不会发生b和c过程.

【答案】获取目的基因DNA连接酶C0.8ABB①③

【分析】

试题分析：据图分析，基因工程的步骤包括获取目的基因（生长激素基因）、将目的基

因与质粒连接为重组质粒、将重组质粒导入大肠杆菌、目的基因的检测与表达。

【小题1】图1方框内表示通过人工方法合成目的基因的过程；构建重组质粒需要限制

酶和DNA连接酶的催化，其中DNA连接酶被形象的比喻为“化学浆糊”。

【小题2】图1虚线内显示，EcoRI酶识别的序列是GAATTC,并在G与A之间进行

切割。

【小题31目的基因的长度=L0+4.8-1.0-0.8-3.2=0.8kb。

【小题4】大肠杆菌培养基为固体培养基，需要加入琼脂作为凝固剂，A正确；操作的

顺序为计算、称量、溶化、灭菌、倒平板，B正确；灭菌后的培养基冷却至50℃左右时

进行倒平板，待平板冷却凝固约5-10min后将平板倒过来放置，C错误；制备待用的培

养基可用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，D错误。

【小题5】图2中第二对碱基由G//C变成了A/fT,说明EMS能将G改变为A（腺噂吟）。

【小题6】图3中a表示DNA的复制，需要4种脱氧,核甘酸，b表示转录，需要4种核

糖核甘酸，①正确；大肠杆菌是原核生物，没有细胞核，DNA主要存在于拟核，所以

DNA的玛制和转录也主要发生在拟核，②错误：DNA的复制和转录过程都遵循基因的

碱基互补配对原则，但是配对方式不完全相同，③正确；在细胞增殖过程中，既要进行

DNA的复制，还要进行蛋白质的合成，即abc过程都会发生，④错误。

【点睛】

本题考查基因工程、微生物的分离和培养、遗传信息传递和表达的相关知识点，意在考

查考生的识图能力和能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；能运用所

学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出

合理的判断或得出正确的结论。

4.（2015・上海长宁区•高三一模）下表中甲、乙分别是分离两种土壤中微生物的培养基

的配方。

KH2P041.4g纤维素粉5.0g

Na2HPO42.1gNaNO31.0g

MgSO^7H2O0.2gNa2HPO412g

葡萄糖10.0gKH2PO40.9g

尿素

1.0gMgSO4*7H2O0.5g

琼脂15.0gKCI0.5g

酵母膏0.5g

水解酪素0.5g

将上述物质溶解后，用蒸福水定容将上述物质溶解后，用蒸储水定容

到100mL到1000mL

甲乙

（注：水解酪素即水解酪蛋白，由酪蛋白水解得到）

1.配置培养基必须经过灭菌过程，即将培养基置于条件下维持15・30分

钟，目的是为了杀死培养基中的o

2.从培养基功能上看，甲培养基属于,其中能提供氮源的物质是

3.为了判断甲培养基是否具有筛选作用，还应在牛肉膏蛋白陈培养基上接种

土壤稀释液，并在相同且适宜条件下培养。如果,则证明该培养

基具有筛选作用。

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4.如果将乙配制成固体培养基，则在培养基上长出的菌落（是/否）都能分解

纤维素，理由是O

5.为得到单个菌落，常采用的两种接种方法是o

【答案】1.05kg/cm212rC细菌芽抱选择培养基层素等量的、相应浓

度的该培养基上长出的菌落数量明显少于牛肉膏蛋白腺培养基上的菌落否

因培养基中还有水解酪素等能提供碳源，纤维素被分解后产生的糖类等也可为其它微生

物生长提供碳源涂布法划线法

【分析】

【小题I】将培养基置于1.05kg/cm2、⑵。C条件下维持15-30分钟，可杀死培养基中的

菌体及细菌芽抱。

【小题2】甲、乙分别是分离两种土壤中微生物的培养基，其中甲培养基中尿素是作为

唯一氮源，能生长的菌落说明能利用尿素中的氮源，所以甲从用途上属于选择培养基。

其中含氮物质是尿素，以尿素为唯一氮源且含酚红的培养基可以选择和鉴别尿素分解菌。

【小题3】牛肉膏蛋白陈培养基属于基础培养基，在牛肉膏蛋白陈培养基上接种等量的、

相应浓度的土壤稀释液，如果培养基上长出的菌落数量明显少于牛肉育蛋白陈培养基上

的菌落，说明有的微生物适合在牛肉膏蛋白陈培养基上生长，不适合在甲培养基上生长，

所以证明该培养基具有筛选作用。

【小题4】因培养基中还有水解酪素等能提供碳源，纤维素被分解后产生的糖类等也可

为其它微生物生长提供碳源，在乙配制的固体培养基上生长的菌落不一定都能分解纤维

素，有可能利用水解酪素等能提供碳源，也有可能纤维素被分解后产生的糖类等也可为

其它微生物生长提供碳源等。

【小题5】用稀粹涂布法和平板划线法进行接种，可得到单个菌落。

5.（2019•全国高三专题练习）我国水果生产发展迅速，每年上市的新鲜水果品种多，

数量大。随着水果加工技术的发展，可满足人们不同层次的需求。水果的加工包括制作

果汁、果酒、果醋、果干等。请回答下列问题

⑴日常生活中可直接用法生产苹果汁，加入能够提高水果的出汁率

并使果汁变得澄清。

⑵新鲜的苹果汁可发酵制成苹果酒，酵母菌常用于苹果酒的制作，其异化作用类型为

一,其产生CO2的场所是o

⑶若想对酵母菌进行计数，则应用—法在培养基上进行接种。平板划线法一般不用

于活菌计数的原因是o

（4）利用固定化细胞技术发酵葡萄糖溶液，与固定化酶技术相比，技术对酶活

性影响更小，原因是0

【答案】压榨果胶酶兼性厌氧型细胞质基质和线粒体基质稀释涂布平

板得到的菌落多数不是由单个细胞繁殖而来的菌落，菌落数远小于活菌数固定

化细胞技术固定化细胞由于保证了细胞的完整性，酶的环境改变小，所以对酶的活

性影响较小

【分析】

1、有氧呼吸分为三个阶段（各阶段均需酶催化）：

第一阶段：细胞质的基质，C6Hl2。6-2c3H4。3（丙酮酸）+4[H]+少量能量（2ATP）；

第二阶段：线粒体基质，2c3打。3（丙酮酸）+6H2O-20[H]+6CO2+少量能量（2ATP）；

第三阶段：线粒体的内膜，24[H]+6O2->12H20+大量能量（34ATP）。

2、微生物常用的接种方法有稀释涂布平板法和平板划线法。

【详解】

（1）日常生活中可直接用压榨法生产苹果汁，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，

果胶酶作用：a、瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁更容易；b、把果胶分解为可

溶性的半乳糖醛酸，使浑浊的果汁变得澄清，故加入果胶酶能够提高水果的出汁率并使

果汁变得澄清。

（2）新鲜的苹果汁可发酵制成苹果酒，酵母菌常用于苹果酒的制作，由于酵母菌既能

进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，故其异化作用类型为兼性厌氧型，当酵母菌进行无

氧呼吸时，产生C02的场所为细胞质基质，当其进行有氧呼吸时产生C02的场所为线

粒体基质，综上所述，其产生CCh的场所是细胞质基质和线粒体基质。

（3）若想对酵母菌进行计数，则应用稀释涂布平板法在培养基上进行接种。平板划线

法一般不用于活菌计数的原因是得到的菌落多数不是由单个细胞繁殖而来的菌落，菌落

数远小于活菌数。

（4）利用固定化细胞技术发酵葡萄糖溶液，与固定化酶技术相比，固定化细胞技术对

酶活性影响更小，原因是固定化细胞由于保证了细胞的完整性，酶的环境改变小，所以

对酶的活性影响较小。

【点睛】

易错点：酵母菌的新陈代谢类型为异养兼性厌氧型，根据题干信息准确判断其细胞呼吸

产生CO2的场所。

6.（2021•江苏）营养缺陷型菌株就是在人工诱变或自发突变后，微生物细胞代谢调节

机制中的某些酶被破坏，使代谢过程中的某些合成反应不能进行的菌株。这种菌株能积

累正常菌株不能积累的某些代谢中间产物，为工业生产提供大量的原料产物。以下是实

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验人员利用影印法初检氨基酸缺陷型菌株的过程。

灭菌的丝绒布

》揭起丝绒布

萨*

经诱变处待测丝绒布

理的菌液培养皿吸附菌体菌落B

28c

1

2T②

基本培养基

/^^28℃,

菌落A完全培养基

（1）微生物生长需要的营养物质有水、碳源、等。过程①的接种方法为

o图中基本培养基与完全培养基存在差异的成分是o根据用途分

类，图中基本培养基属于（填“选择”或“鉴别”）培养基。

（2）进行过程②培养时，应先将丝绒布转印至__________（填“基本”或“完全”）培养

基上，原因是0

（3）利用影印法培养的优点是不同培养基中同种菌株的接种位置相同，所以，挑取

（填“菌落A”或“菌落B”）即为所需的氨基酸缺陷型菌株。统计菌落

种类和数量时要每隔24h观察统计一次，直到各类菌落数目稳定，鉴定菌落种类的重

要依据是o常用的测定微生物数量的方法是

（4）赖氨酸在人体内属于必需氨基酸，在医药和食品业上有大量的需求，但是由图可

知，当_______________的积累过量时，会抑制天冬氨酸激酶的活性，则使细胞难以积

累过多的赖氨酸，这种现象在微生物代谢中属于调节，但赖氨酸单独过

量积累时却不会抑制上述酶活性。科学家对黄色短杆菌进行了诱变处理，选育了不能合

成酶的新菌种，使其代谢过程中能大量积累赖氨酸。

天冬家酸

I天冬氨酸激醐＜I

中间产物I

I

中间产物n

高丝氨酸\

脱氢能\

J高•丝\\

甲硫氨酸I床叫酸赢酸卜」

【答案】氨源和无机盐稀释涂布平板法氨基酸选择基本防止将特

定营养成分从完全培养基带入基本培养基菌落A菌落的大小、形状、颜色和表

面情况等稀释涂布平板法和显微镜直接计数法苏氨酸和赖氨酸负反馈

高丝氨酸脱氢

【分析】

分析题图：图中首先利用稀释涂布平板法分离细菌，然后运用"影印法''将菌种接种到两

种培养基中：基本培养基、完全培养基，在基本培养基中，氨基酸缺陷型菌株不能生长，

而在完全培养基中能够生长，据此可以选择出氨基酸缺陷型菌株。

【详解】

（1）微生物生长需要的营养物质有水、碳源、氮源和无机盐等,过程①的接种方法为

稀释涂布平板法。由于实验选择的是氨基酸缺陷型的菌株，所以图I中基本培养基与完

全培养基存在差异的成分是氨基酸。不能合成特定氨基酸的微生物将不能生存，因此根

据用途分类，图1中基本培养基属于选择培养基。

（2）由于完全培养基含有氨基酸等特定的营养物质，进行过程②培养时，应先将丝绒

布转印至基本养基上，原因是防止将特定营养成分从完全培养基带入基本培养基。

（3）在基本培养基中，氨基酸缺陷型菌株不能生长，而在完全培养基中能够生长，因

此图中菌落A（在基本培养基上不能生长，而在完全培养基上可以生长），因此应该为

氨基酸缺陷型菌株。统计菌落种类和数量时要每隔24h观察统计一次，直到各类菌落数

目稳定，鉴定菌落种类的重要依据是菌落的大小、形状、颜色和表面情况等。常用的测

定微生物数量的方法是稀释涂布平板法和显微镜直接计数法。

（4）由图可知，当苏氨酸和赖氨酸的积累过量时，会抑制天冬氨酸激酶的活性，则使

细胞难以积累过多的赖氨酸，这种现象在微生物代谢中属于负反馈调节，但赖氨酸单独

过量积累时却不会抑制上述酶活性。科学家对黄色短杆菌进行了诱变处理，选育了不能

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合成高丝氨酸脱氢酶的新菌种，则中间产物I［不能合成高丝氨酸，只能转化成赖氨酸,

从而使其代谢过程中能大量积累赖氨酸。

【点睛】

本题以图文结合的形式综合考查学生对微生物的实验室培养、微生物的分离与计数等相

关知识的识记和理解能力。解答本题需熟记并理解相应的基础知识并形成清晰的知识网

络。在此基础上，结合问题情境，从题图中提取有效信息进行相关问题的解答。

7.（2020•进贤县第一中学高二月考）截止2020年5月，新冠病毒（2019・nCoV）已在

全球210多个国家和地区蔓延传播，引发了全球性的“防疫大战，在防疫战中，尽早确

诊并及时隔离是防止新冠病毒过度传播的有效手段。在现有的检测新冠病毒的方法中,

最常用的是“荧光PCR法”。其基本原理是：将新冠病毒RNA逆转录为DNA,通过采

用多重荧光RT—PCR技术，以2019—nCOV的两个独立基因ORFlab基因和N基因

的保守区为靶位点设计特异性的引物和一定量的荧光标记的DNA探针，单管双检同时

测定新型冠状病毒两个独立基因，消除由于病毒变异带来的漏检风险。

请回答下列问题：

（1）“荧光PCR法”所用的试剂盒中通常都应该含有：、、引

物、四种脱氧核昔酸、缓冲体系。

（2）如果要成功将上述两个独立基因分别扩增出来，则在试剂盒中的引物应该有

种，下图为“基因ORFlab”对应的cDNA片段结构示意图，则与之对应的

引物结合的部位应该是图中的（用图中数学作答）。

I2_

34

（3）在检测过程中，随着PCR的进行，反应产物不断累积，“杂交双链”荧光信号的

强度也等比例增加。可通过荧光强度变化监测产物量的变化，从而得到一条荧光扩增曲

线图（如图）。

一

笑

理

去

E挑

H

①“平台期”出现的最可能原因是：o

②理论上，在检测过程中，有荧光标记的“杂交双链”出现，则说明检测结果呈

（填“阴”或“阳”）性，但为了保证检测结果的准确性，一般会设定“双链荧

光强度”的阈值（如图虚线），即达到或超过阈值时才确诊。现有甲、乙两个待检样本,

在检测过程中都出现了上述形态的曲线，但甲的a点比乙的a点明显左移。请给这种结

果做出科学合理的解释（试剂盒合格且正常，操作过程规范且准确）：

（4）某些“阴谋论者”认为新冠病毒是“生物武器”，但这显然是不攻自破的，因为任何

热爱和平的国家、组织和个人都不可能去研究这类“人类公敌”。早在1998年，中美两

国元首在关于《禁止生物武器公约》议定书的联合声明中，重申：

【答案】逆转录酶热稳定性DNA聚合酶（Taq酶）41和4试剂盒中

的原料和探针数量一定，超出一定的循环数后，荧光标记的“杂交双链''不再增加阳

甲样本中的新冠病毒含量更高，达到囤值所需的循环数更少在任何情况下不发展、

不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散

【分析】

PCR原理：在引物作用下，耐热DNA聚合酶从引物3,端开始延伸DNA链，即DNA的

合成方向是从子链的5,端自3,端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过

程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3,端延伸DNA链。PCR

反应过程是：变性一＞匆:性一延伸。

【详解】

（1）根据题目信息：“荧光PCR法”基本原理是：将新冠病毒RNA逆转录为DNA,通

过采用多重荧光RT-PCR技术，因此，“荧光PCR法”所用的试剂盒中通常都应该含

有；逆转录酶、热稳定性DNA聚合酶（Taq酶）、引物、四种脱氯核甘酸、缓冲体系。

（2）根据PCR技术的原理，在扩增DNA分子时，每一条链均需与相应的引物结合才

能进行扩增，因此如果要成功将上述两个独立基因分别扩增出来，则在试剂盒中的引物

应该有4种：在利用PCR技术才增DNA分子过程中，DNA聚合酶只能从引物的3，

端开始连接脱氧核甘酸，又由于DNA的两条链是反向平行的，所以引物与DNA分子

单链的3,端（-0H）相结合即图示中的1和4所示部位。

（3）①分析荧光扩增曲线图，图中曲线通过荧光强度变化反映产物量的变化，因此曲

线中“平台期”出现的最可能原因是：试剂盒中的原料和探针数量一定，超出一定的循环

数后，荧光标记的“杂交双链''不再增加。

②理论上，在检测过程中，有荧光标记的“杂交双链”出现，则说明检测结果呈阳性；为

了保证检测结果的准确性，一般会设定“双链荧光强度”的阈值，即达到或超过阈值时才

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确诊。现检测结果甲的a点比乙的a点明显左移，说明甲样本中的新冠病毒含量更高，

达到阈值所需的循环数更少。

（4）在1998年，中美两国元首在关于《禁止生物武器公约》议定书的联合声明中，重

申：在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备

的扩散。

【点睛】

本题考查了PCR技术的相关知识，对于RNA逆转录、PCR技术扩增DNA片段的理解

和操作流程，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。

8.（2019•全国高一课时练习）利用灭菌技术，将某种细苗接种到培养皿内.以不同的

方式处理培养皿并加盖（下图表内阴影部分表示有细菌，白色清晰区表示无细菌）

12345

图片纸浸在

抗生素P抗生素Q抗生素P+蒸储水

实验处理

©Ooo

温度37℃37-C37,C37coc

实验结果0Oo0

（1）描述图表中1和2结果的不同；描述图表中4和5结果的不同

（2）根据3的结果判断，抗生素P和Q同时用于治疗由这种细菌引起的疾病，疗效如

何?为什么?_________________________________________________________

（3）请结合生活实际及所学知识，说明滥用抗生素治疗细菌感染的危害性：

【答案】抗生素Q的杀菌能力比P强由于4的温度适宜，细菌能生长，而5处于

低温，细菌不能生长，全呈白色疗效大大降低、Q和P同时使用，会相互抑制，细

菌存活区扩大由于药物的选择作用，滥用抗生素会导致抗药性强的细菌出现，而使

原来的抗生素失去杀菌效果

【解析】

【分析】

据题干”下图表内阴影部分表示有细菌，白色清晰区表示无细菌“可知，阴影越大，抗生

素的杀菌能力越弱。

【详解】

(1)两者都能抑制细菌生长，但抗生素Q的杀菌能力比P强，故2内白色清晰区面积

较大；由于4的温度适宜，细菌能生长，而5处于低温状态，细菌不能生长，呈白色清

晰区。

(2)同时使用P和Q,疗效会显著降低。因为在3的P、Q重叠区为阴影部分，有细

菌存活，说明P和Q的相互作用使两者的杀菌能力都降低。

(3)由于药物的选择作用，滥用抗生素会导致抗药性强的细菌出现，而使原来的抗生

素失去杀菌效果。

【点睛】

识记微生物的分离和培养，抗生素的合理使用，依据题干情境准确作答。

9.(2015•北京)高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。研究者从热泉中筛

选了高效产生高温淀粉酶的嗜热菌，其筛选过程如下图所示。

(1)从用途上来说，I号培养基属于培养基，仅以淀粉作为

源；从物理状态上来说，II号培养基属于固体培养基，配制时一般加入

______________作为凝固剂。

(2)进行①过程的目的是;②过程所使用的接种方法是

法。

<3)I、II号培养基配制和灭菌时，灭菌与调节pH的先后顺序是

;一般对配制的培养基采用法灭菌。

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（4）部分嗜热菌在I号培养基上生长时可释放分解培养基中的淀粉，在

菌落周围形成透明圈；应挑出透明圈_____________的菌落，接种到n号培养基。

【答案】（1）选择（1分）（唯一）碳（1分）琼脂（1分）

（2）稀释稀释涂布平板

（3）先调节PH,后灭菌高压蒸汽灭菌

（4）淀粉酶大

【解析】

试题分析：（1）分析图示信息可知，I号培养基属于选择培养基，其目的是筛选出高效

产生高温淀粉酶的嗜热菌，所以仅以淀粉作为唯一的碳源。从物理状态分析，II号培养

基属于固体培养基，配置时常加入琼脂作为凝固剂。

（2）图中①过程是稀释嗜热菌培养液的过程，接种嗜热菌即②过程常用稀释涂布平板

法。

（3）培养基配制和灭菌过程中：应注意先调节pH,后灭菌，一般培养基灭菌常用高压

蒸汽灭菌法。

（4）部分嗜热菌在I培养基上生长时可产生淀粉酶，分解培养基中的淀粉后会在菌落

周围形成透明圈，透明圈越大，说明产生的淀粉酶越多，应挑选透明圈大的菌落接种在

n号培养基上继续培养。

考点：本题考查微生物选择、培养、利用等相关知识，意在考查学生从材料中获取相关

的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题的能力。

10.（2022•全国高三专题练习）沉香精油是由沉香木经过水蒸气蒸储法或萃取法提炼而

成的，是沉香的精华所在。请回答下列问题：

（1）用水蒸气蒸储法提取沉香精油比萃取法的出油率,原因可能是

O影响沉香精油萃取效率和质量的因素有很多，为了保证沉香精油

的质量，可以采取的做法是O

（2）树种、受伤、细菌等微生物都是沉香树结香的条件。有人想把影响结香的细菌分

离出来并鉴定，对配制的培养基采用高压蒸汽灭菌，目的是。纯化

菌株时划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌落，第二划

线区域的第一条线上无菌落，其它划线上有菌落。分析造成第二划线区域的第一条线无

菌落的可能原因是（答一点即可）。

（3）进行梯度稀释时的一般操作是将1mL菌液移入盛有9mL的无菌水中，常用稀释

涂布平板法进行细菌计数，其原理是;但统计的菌落数往往

（填哆于”或“少于”）稀释液中的活菌数，原因是：

【答案】低用水蒸气蒸镭法提取的沉香精油会失去部分挥发性小的成分（或萃取法

会溶解出分子结构比较复杂的植物蜡、树脂和色素等挥发性小的成分）事先精制有

机溶剂，除去杂质使培养基中所有微生物永远丧失生长繁殖能力（杀死培养基中所

有微生物，包括芽泡和狗子）接种环灼烧后未冷却划线（未从第一区域末端开始）

培养基表面的一个菌落来源于一个活菌少于有些活菌在培养过程中死亡（个别

菌落可能是由2个或多个细菌形成）

【分析】

本题综合考查学生对植物芳香油的提取、培养基的灭菌、微生物的纯化与分离以及稀释

涂布平板法等相关知识的识记和理解能力。熟记并理解相关的方法、原理、注意事项等

基础知识、形成清晰的知识网络，在此基础上结合题意作答。

【详解】

（1）用水蒸气蒸做法提取沉香精油会失去部分挥发性小的成分，萃取可以弥补该缺陷，

所以水蒸气蒸储法提取比萃取法的出油率低。影响沉香精油萃取效率和质量的因素有很

多，如萃取温度和时间等，为了保证沉香精油的质量，可以采取的做法是事先精制有机

溶剂，除去杂质。

（2）培养基采用高压蒸汽灭菌是使用强烈的理化因素进行灭菌，目的是杀死培养基中

所有微生物，包括芽抱和泡子。纯化菌株时，通常使用的划线工具是接种环，采用灼烧

方法对其进行灭菌，划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线二都不间断地长满了

菌落，第二划线区域所划的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落，造成划线无菌落可

能的原因是接种环灼烧后未冷却，或划线未从第一区域末端开始划线。

（3）稀释涂布平板法常用来进行微生物的计数，其原理是培养基表面的一个菌落来源

于稀释液中的一个活菌，由于菌落可能是由两个或多个细胞形成，以及有些活菌在培养

过程中死亡，所以统计的菌落数往往少于稀释液中的活菌数。

【点睛】

对植物芳香油的性质及其提取方法（水蒸气蒸溜法、压榨法和萃取法）的适用条件、实

验流程及微生物的纯化与分离和稀释涂布平板法原理等知识的识记和理解是答题的关

键。

11.（2020•北京西城•高三二模）为了应对干旱和强降雨等灾害性天气，很多城市增设了

雨水截流储存和利用的设施，如布设于道路周边或地势较低区域的生物滞留池。生物滞

留池内土壤、植物和微生物等构成了小型生态系统。某城市道路收臭到的雨水含有高浓

度污染物，其中的多环芳煌（PAHs）,会严重危害城市水环境。科研人员基于解决污染

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问题和维护生态安全两方面考虑，在从当地环境中筛选耐受菌的基础上，通过转基因技

术获得高效降解污染物的工程菌。

（1）经检测发现，生物滞留池内PAHs中的花含量相对较高。研究者尝试筛选能降解

花的菌种。

①筛选能降解花的菌种基本操作步骤如下。请将下列“方框”内字母后面内容补充完整

a

倒平板，用£________法接种

土埴浸出液；为避免污染，

操作应在超净工作台中的

d附近进行。

②从对照区域和生物滞留池中分别培养出占比较高的菌属，结果见图1、图2。在两个

区域中均能检测出的菌属有个，此结果能够说明滞留池土壤中_______出现了

明显的变化。

AaThaPseCtoEntCom

图1对照区域土壤占比较高的菌属帝留池中土壤占比较高的菌属

③在另一个筛选对花具有耐受性的菌株的实验中，分离得到四个菌属中的菌株，其生长

曲线见图3。研究人员欲从中选择一个构建工程菌。结合图1、图2所示结果，你认为

应选择,理由是。

0102030405060708090100

时间h

图3四种菌株的生长曲线

（2）研究者将能高效降解说的外源基因重组至所选受体菌的同时，还转入了含lac启

动子的核酸酶基因。在半乳糖昔分子的诱导下该启动子会被激活，表达的核酸酶会将自

身遗传物质降解进而发生菌体自毁。转入该基因在维护生态安全方面的意义是。

（3）试举一例说明人类在改造自然的过程中，可能会带来的生物安全隐患o

【答案】a花b培养基（培养皿、接种环等）c稀释涂布平板d酒精灯火焰

（外焰）e菌落3微生物种类及比例PsePse菌株在对照池和滞留

池中均占比较大且对比的耐受住较好防止转基因微生物逃逸到自然界，将实验带来

的生态风险降到最低将外来物种引入新的环境，可能会造成生物入侵问题；转基因

生物可能会影响原有生态系统中的生物多样性等

【分析】

1.生物多样性是指生物圈内的所有的植物、动物和微生物（物种多样性），它们所拥有

的全部基因（基因多样性，也称遗传多样性）以及各种各样的生态系统（生态系统多样

性），包括物种、基因（遗传）和生态系统三个层次。

2.不适当引种的危害：澳大利亚原来并没有仙人掌类植物，当地人从美洲引种一种仙

人掌作为篱笆，结果仙人掌过度繁殖，侵占大量的农田和耕地，给当地生态造成危害。

3.外来物种入侵的危害：外来物种入侵会严重破坏生物的多样性，并加速物种的灭绝；

外来物种入侵会严重破坏生态平衡；外来物种入侵会因其可能携带的病原微生物而对其

他生物的生存甚至对人类健康构成直接威胁。

4.基因污染指对原生物种基因库非预期或不受控制的基因流动，外源基因通过转基因作

物或家养动物扩散到其他栽培作物或自然野生物种并成为后者基因的一部分，基因污染

主要是由基因重组引起的。

【详解】

（1）①配制以花（a）为唯一碳源的培养基―为了获得纯净的培养物需要用高压蒸汽灭

菌法对培养基进行灭菌，同时对培养皿、接种环也要进行进行灭菌（b）-＞对灭菌完成

的培养基进行倒平板操作—然后用稀释涂布平板法对土壤浸出液进行接种（c）一接种

时，为避免杂菌污染，需要在酒精灯火焰（外焰）旁进行接种（d）T接种完成后需要

将平板放在恒温培养箱中进行培养T待菌落长出后，挑选颜色、大小等有差异的单个菌

落进行进一步的接种，进而对菌种进行分离的鉴定（e）o

②根据图1、图2的结果可知，在两个区域中均能检测出的菌属有3个分别为Tha、Pse、

Com,该实验结果说明滞留池土壤中微生物种类及比例发生了明显的变化。

③由图3的生长曲线可推测四种菌种对花的耐受性均表现较好，但结合图1、图2所示

结果，发现只有Pse菌株在对照池和滞留池中均占比较大且对弦的耐受性较好，因此研

究人员需要应选择Pse来构建工程菌。

（2）研究者将能高效降解沱的外源基因重组至所选受体菌的同时，还转入了含lac启动

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子的核酸酶基因。在半乳糖昔分子的诱导下该启动子会被激活，表达的核酸酶会将自身

遗传物质降解进而发生菌体自毁。据此可知转入该基因的意义在于能防止转基因微生物

逃逸到自然界，从而将实验带来的生态风险降到最低，避免引起生态危机。

（3）人类在改造自然的过程中，如将外来物种引入新的环境，可能会造成生物入侵问

题从而使入侵地的生物多样性锐减；转基因生物可能会引起基因污染，从而影响原有生

态系统中的生物多样性等。

【点睛】

解读题干中的信息并能进行分析综合是解答本题的关键！掌握微生物培养技术以及相关

的操作时解答本题的另一关键！

12.（2021•浙江宁波•高三月考）回答下列（一）、（二）小题

<-）某食品公司得到一种高效酿酒的酵母菌菌株，并设计方案获得发酵产物。

（1）对于酵母菌的培养，比较适合它的培养基为（A.马铃薯蔗糖培养基B.MS

培养基C・LB培养基D.牛肉汤培养基），除了要选择合适的培养基成分外，还要考虑

培养基中营养物质的。

（2）欲知道这种微生物的繁殖速度，可用涂布分离法或对酵母菌进行计数。对

培养到某一时期的培养液制备成10一的稀释液进行涂布分离，接种量0.1mL,三个培养

皿生长的菌落数依次为25个、32个、18个,则培养液中的酵母菌数量为个/ml。

（3）在乙醇发酵中，通常采用以下步骤获取菌种-菌种-扩大培养-接种一发

酵。不同微生物或同种微生物在不同环境条件下进行的代谢活动，所形成的代谢产物不

同，使发酵食品的风味也不同。有时会因为发酵液放置过久等原因，导致出现酸味，可

能发生了（用反应式表示）。

<4）对于发酵产物的获取，通常要经过,为了容易分离得到产物常对微生物

细胞进行o

（二）紫杉醇是红豆杉属植物产生的一种复杂的次生代谢产物，对多种癌症都有一定的

疗效。最初用于研究和临床试验的紫杉醇都是从红豆杉树皮中提取。从36株60年生大

树的树皮中才能提取到约1g紫杉醇，可治疗一个癌症患者。一些地方通过伐树生产紫

杉醇，使野生资源遭受到了极大的破坏，保护其野生资源和扩大药源已成为当前急需解

决的矛盾。

（1）科学家发现紫杉醇的抗癌机理是：紫杉醇能和微管蛋白聚合体相互作用，促进微

管聚合并使之稳定，阻碍纺锤体的形成，从而阻碍o

（2）利用植物组织培养，让______细胞产生紫杉醇是一条理想的途径。此培养方法的

原理是。

（3）由于植物细胞壁的存在，植物的有一定的难度，可用处理该细胞，

获得球形的原生质体，通过对原生质体的培养，获得能产生紫杉醇的o

（4）在获得原生质体的过程中，常常在______渗透压溶液中，目的是o

【答案】A浓度和比例血细胞计数板（或显微镜计数法）2.5X107活化

C2H5OH+O2酶CH3coOH+HQ分离或纯化（虹吸法取出也可）固定化（固

—>

定化细胞）肿瘤细胞的分裂愈伤组织细胞增殖组织培养和克隆纤

维素酶和果胶酷细胞系较高使细胞处于微弱的质壁分离状态，这样有利于

完整的原生质体的释放，防止原生质体被破坏（提到处于微弱的质壁分离状态即可）

【分析】

1、微生物培养，是指借助人工配制的培养基和人为创造的培养条件（如培养温度等）,

使某些（种）微生物快速生长繁殖，称为微生物培养。微生物培养可分为纯培养和混合

培养，前者是指对已纯化的单一菌种进行培养和利用；后者是指对混合菌种或自然样品

（如土壤）中的微生物进行培养，然后根据培养基上所生长微生物的种类和数量，可在

一定程度上估算土壤中微生物的多样性与数量。

2、植物的组织培养广义又叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织、器官或细

胞，原生质体等，通过无菌操作，在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的

培养基上进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。狭义

是指用植物各部分组织，如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培养获得再生植

株，也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再经过再分化形成再

生植物。

【详解】

一、（1）MS培养基是培养植物的培养基，LB培养基是培养大肠杆菌的培养基，牛肉

汤培养基培养细菌，马铃薯蔗糖培养基培养真菌，比较适合培养酵母菌。配置培养基除

了要选择合适的培养基成分外，还要考虑培养基中营养物质的浓度和比例。

（2）欲知道这种微生物的繁殖速度，需要对微生物进行计数，方法有稀释涂布平板法

和血细胞计数板法。稀释涂布平板法计数时公式为C/VxM=25X）.lx10=2.5x107。

（3）在乙醇发酵中，通常采用以下步骤获取菌种，然后活化菌种。有时会因为发酵液

放置过久等原因，导致出现酸味，可能发生了乙醇转变形成乙酸，反应式：C2H5OH+O2

陋CH<OOH+H2OO

—>

（4）对于发酵产物的获取，通常要经过分离或纯化（虹吸法取出也可），获得较为纯净

的产物，为了容易分离得到产物常对微生物细胞进行固定化。

试卷第20页，总187页

二、（1）癌细胞具有无限增殖的特点，紫杉醇的抗癌机理是：紫杉醇能和微管蛋白聚合

体相互作用，促进微管聚合并使之稳定，阻碍纺锤体的形成，从而阻碍癌细胞的增殖。

（2）紫杉醇时细胞代谢的产物，生产紫杉醇可以利于植物组织培养的方法，让愈伤组

织细胞产生紫杉醇，此方法利用细胞增殖产生大量细胞的的原理。

（3）植物细胞壁的成分时纤维素和果胶，培养植物细胞时，由于细胞彼得存在有一定

的难度，可以用纤维素酶和果胶酶处理细胞得到原生质体，培养这个原生质体就能获

得细胞系。

（4）在获得原生质体的过程中，常常在较高渗透压溶液中使细胞处于微弱的质壁分离

状态，这样有利于完整的原生质体的释放，防止原生质体被破坏。

【点睛】

本题考查微生物培养和植物组织培养的知识，意在考查考生的识记能力和理解所学知识

要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问

题的能力。

13.（2020•江苏扬州市•扬州中学）乳糖酶是一种生物酶制剂，主要月来治疗乳糖不耐受

症。研究人员利用基因工程技术，将人工优化的米曲霉乳糖酶基因（lacA）导入乳酸克

鲁维酵母细胞，获得了高效表达乳糖酶的重组菌株。下图1为载体pKLACl的限制酶切

图谱（总长度为9091bp,bp表示碱基对