2025導(dǎo)與練生物高考一輪復(fù)習(xí)人教版第十單元　生物技術(shù)與工程含答案

2025導(dǎo)與練生物高考一輪復(fù)習(xí)(人教版）第十單元生物技術(shù)與工程第40講發(fā)酵工程基礎(chǔ)鞏固練1.(2024·山東聊城模擬)“煪(qiu)糜、糖化、發(fā)酵、壓榨、陳儲”是即墨老酒生產(chǎn)的五個環(huán)節(jié)。“煪糜”,將泡好的大黃米放入鍋中不斷添漿加溫熬煮、攪拌而制成紅棕色、錚亮、黏稠的粥;“糖化”,將煪好的糜降溫到適當(dāng)?shù)臏囟群蠹尤腙惙溓⒉粩鄶嚢?使其均勻地混合在一起;“發(fā)酵”,將糖化好的糜放上酵母發(fā)酵。下列說法錯誤的是(A)A.“煪糜”的主要目的是除去發(fā)酵產(chǎn)品中的雜菌,利于酵母菌繁殖B.“糖化”階段降溫的目的是防止殺死陳伏麥曲中的微生物C.發(fā)酵初期要適當(dāng)提供O2,發(fā)酵過程中需調(diào)節(jié)pH并保持適宜的溫度D.“陳儲”有利于老酒中醇與酸發(fā)生反應(yīng),使酒更加芳香解析:“煪糜”的目的是便于淀粉酶發(fā)揮作用,利于糖化過程;“煪糜”后,溫度較高,通常需要進(jìn)行冷卻,再加入陳伏麥曲,其目的是防止溫度過高殺死酒曲中的微生物;發(fā)酵初期要適當(dāng)提供O2,讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸,增加酵母菌的數(shù)量,有利于活化酵母,發(fā)酵過程中需調(diào)節(jié)pH并保持適宜的溫度,以免影響發(fā)酵;“陳儲”是將榨出的酒放入罐內(nèi)存放,有利于老酒中醇與酸發(fā)生酯化反應(yīng),使酒更加芳香。2.(2023·山東濰坊二模)《禮記·月令》中記載:“仲冬之月,乃命大酋,秫稻必齊,曲蘗必時,湛熾(清潔煮沸)必潔,水泉必香,陶器必良,火齊必得。兼用六物,大酋監(jiān)之,毋有差貸?！边@是一套比較完整的釀酒工藝流程,對于釀酒時節(jié)、原料選擇等都有嚴(yán)格規(guī)定,更對我國釀酒技術(shù)的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響。下列說法正確的是(C)A.“秫稻必齊”可為釀酒提供豐富的糖,隨著發(fā)酵的進(jìn)行糖含量會升高B.為防止二次污染,應(yīng)在“湛熾”后立即接種釀酒的酒曲C.“陶器必良”可以確保酵母菌產(chǎn)生酒精的同時避免醋酸的產(chǎn)生D.在適宜的溫度下發(fā)酵,發(fā)酵液的溫度并不會隨發(fā)酵的進(jìn)行而改變解析:釀酒過程中,酵母菌進(jìn)行無氧呼吸分解糖類產(chǎn)生酒精和二氧化碳,糖含量下降;在“湛熾”后立即接種釀酒的酒曲,會殺死酵母菌,應(yīng)在冷卻后加入酒曲;“陶器必良”是為了有良好的容器從而控制好發(fā)酵過程氣體條件(無氧條件),可以確保酵母菌產(chǎn)生酒精的同時避免醋酸的產(chǎn)生;在發(fā)酵的過程中,酵母菌進(jìn)行呼吸作用,產(chǎn)生的熱能會使發(fā)酵液的溫度升高。3.(2024·河南高考適應(yīng)性考試)黃豆醬是人們喜愛的傳統(tǒng)美食,它以黃豆為主要原料,經(jīng)米曲霉(好氧菌)、酵母菌、乳酸菌等微生物發(fā)酵而成。勞動人民在制作過程中不斷改進(jìn)發(fā)酵技術(shù),總結(jié)出以下經(jīng)驗(yàn)。①選用具有高蛋白酶活性的米曲霉②用蒸煮后的大豆與米曲霉混合堆積③將初步發(fā)酵后含米曲霉等微生物的曲料攤薄,并適當(dāng)通風(fēng)④在裝壇時,添加適量食鹽⑤發(fā)酵過程中,需保持發(fā)酵壇密封⑥發(fā)酵過程中,需定期攪拌下列敘述錯誤的是(D)A.①和④對黃豆醬風(fēng)味的形成起重要作用,利于提升品質(zhì)B.②和⑥可以促使微生物和物料充分混合,提高發(fā)酵效率C.③有利于米曲霉和酵母菌進(jìn)行有氧呼吸并快速大量增殖D.⑤中乳酸菌主要集中于發(fā)酵壇上部而米曲霉集中于下部解析:米曲霉分泌蛋白酶能夠?qū)ⅫS豆中的蛋白質(zhì)分解,而食鹽一方面可以抑制雜菌生長,一方面可以調(diào)味,故①和④對黃豆醬風(fēng)味的形成起重要作用,利于提升品質(zhì);米曲霉是好氧菌,且能夠分泌蛋白酶將黃豆中的蛋白質(zhì)分解,故②和⑥可以促使微生物和物料充分混合,提高發(fā)酵效率;米曲霉是好氧菌,而酵母菌也可以進(jìn)行有氧呼吸,故③有利于米曲霉和酵母菌進(jìn)行有氧呼吸并快速大量增殖;乳酸菌屬于厭氧菌,米曲霉是好氧菌,故⑤中米曲霉主要集中于發(fā)酵壇上部而乳酸菌集中于下部。4.(2023·重慶模擬)下圖1為谷氨酸發(fā)酵裝置示意圖,圖2為谷氨酸產(chǎn)生機(jī)理圖,谷氨酸發(fā)酵的培養(yǎng)基成分有豆餅水解液、玉米漿、尿素、磷酸氫二鉀、硫酸鎂、生物素等。下列對谷氨酸發(fā)酵的敘述,正確的是(D)A.菌體是異養(yǎng)厭氧型微生物B.培養(yǎng)基屬于化學(xué)成分已知的液體培養(yǎng)基C.谷氨酸的形成與攪拌速度無關(guān)D.提高產(chǎn)物產(chǎn)量的關(guān)鍵是改變菌體膜的通透性解析:發(fā)酵過程需通入無菌空氣,需提供有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì),故菌體是異養(yǎng)需氧型微生物;谷氨酸發(fā)酵的培養(yǎng)基成分有豆餅水解液、玉米漿、尿素、磷酸氫二鉀、硫酸鎂、生物素等,該培養(yǎng)基中包含多種天然物質(zhì),化學(xué)成分不確定;谷氨酸發(fā)酵的菌體為需氧型,攪拌可以增加溶氧量,故谷氨酸的形成與攪拌速度有關(guān);當(dāng)谷氨酸過量時,會抑制谷氨酸脫氫酶的活性,導(dǎo)致谷氨酸的合成量減少,若細(xì)胞膜的通透性好,有利于代謝產(chǎn)物分泌出來,避免了谷氨酸對谷氨酸脫氫酶活性的抑制,從而提高產(chǎn)物產(chǎn)量。5.(2024·吉林高考適應(yīng)性考試)雞蛋表面污染的細(xì)菌會逐漸侵入蛋內(nèi),縮短雞蛋保質(zhì)期。對某地不同季節(jié)及不同養(yǎng)殖模式下生產(chǎn)的雞蛋取樣,按每克雞蛋用1mL無菌生理鹽水清洗雞蛋表面,收集清洗液,培養(yǎng)計數(shù)結(jié)果如下表。下列敘述錯誤的是(A)季節(jié)菌落數(shù)/(個·g-1)半封閉式養(yǎng)殖模式全封閉式養(yǎng)殖模式夏季3.92×1047.24×103冬季7.60×1041.24×104A.表中數(shù)據(jù)是對清洗液稀釋1×102倍后涂板獲得的B.稀釋涂布平板法得到的雞蛋表面菌落數(shù)比實(shí)際數(shù)略少C.比較兩種養(yǎng)殖模式可知雞蛋表面的細(xì)菌主要來自環(huán)境D.冬季雞舍更需要消毒以減少雞蛋表面的細(xì)菌污染解析:假設(shè)表中數(shù)據(jù)是對清洗液稀釋1×102倍后涂板獲得的,設(shè)平板上統(tǒng)計的菌落數(shù)為X,夏季全封閉式養(yǎng)殖模式時,由X÷0.1×102=7.24×103,可得X=7.24,即統(tǒng)計的平板菌落數(shù)應(yīng)為7.24,此結(jié)果遠(yuǎn)偏離30～300的計數(shù)標(biāo)準(zhǔn),同理冬季全封閉式養(yǎng)殖模式時,計算可得平板菌落數(shù)為12.4,亦偏離30～300的計數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。6.(2024·山東淄博模擬)從土壤中分離某種微生物的培養(yǎng)基配方如圖,該培養(yǎng)基中,果膠被剛果紅染成紅色。將土壤稀釋液接種在該培養(yǎng)基上,培養(yǎng)一段時間后,平板上出現(xiàn)多個周圍有透明圈的菌落。下列分析錯誤的是(D)A.該培養(yǎng)基可用于分離產(chǎn)果膠酶的微生物B.培養(yǎng)基配方中的X應(yīng)為瓊脂C.KH2PO4和Na2HPO4能維持培養(yǎng)基的pHD.周圍出現(xiàn)透明圈的菌落全部為同一種微生物的克隆解析:該培養(yǎng)基的唯一碳源為果膠,能夠生長的細(xì)菌是能分解果膠的細(xì)菌,因此該培養(yǎng)基可用于分離產(chǎn)果膠酶的微生物;該平板培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基,瓊脂為凝固劑,因此培養(yǎng)基配方中的X應(yīng)為瓊脂;KH2PO4、Na2HPO4在提供無機(jī)鹽的同時還能維持培養(yǎng)基pH穩(wěn)定;能產(chǎn)生果膠酶的微生物不止一種,通常情況下,用此培養(yǎng)基篩選出來的微生物種類不一定相同。7.大腸桿菌是人和動物腸道寄生菌,在一定條件下會引起胃腸道等局部組織感染。檢驗(yàn)水樣中大腸桿菌數(shù)目是否符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),常用濾膜法測定,其操作流程如圖。伊紅—亞甲藍(lán)瓊脂培養(yǎng)基可用來鑒別大腸桿菌,生長在此培養(yǎng)基上的大腸桿菌菌落呈深紫色,并有金屬光澤。下列對實(shí)驗(yàn)操作的分析錯誤的是(D)A.測定前,濾杯和濾瓶可用干熱滅菌法滅菌處理B.過濾操作要在酒精燈火焰旁進(jìn)行,防止雜菌污染C.將過濾完的濾膜緊貼在伊紅—亞甲藍(lán)瓊脂培養(yǎng)基上,完成大腸桿菌的接種操作D.伊紅—亞甲藍(lán)瓊脂培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基,只有大腸桿菌能正常生長并形成深紫色菌落解析:伊紅—亞甲藍(lán)瓊脂培養(yǎng)基屬于鑒別培養(yǎng)基,沒有選擇作用。8.(2023·山東濟(jì)南模擬)噬菌斑是在固體培養(yǎng)基上由一個噬菌體增殖并裂解宿主菌后形成透明的溶菌空斑,不同噬菌體噬菌斑的形態(tài)大小不同。工作人員將0.1mL稀釋106倍的噬菌體樣品與敏感細(xì)菌混合后平鋪在平板上培養(yǎng)一段時間,得到如圖所示結(jié)果。下列敘述錯誤的是(B)A.噬菌體樣品應(yīng)有足夠的稀釋度,以保證初期一個細(xì)菌最多被一個噬菌體吸附B.根據(jù)培養(yǎng)基上噬菌斑的數(shù)量可以計算出敏感細(xì)菌和噬菌體的數(shù)量C.若平均每個平板的噬菌斑數(shù)量為150,則該樣品中實(shí)際噬菌體數(shù)可能高于1.5×109個/mLD.根據(jù)培養(yǎng)基上噬菌斑的形狀等特征可判斷是否需要進(jìn)一步純化噬菌體解析:由題意“噬菌斑是在固體培養(yǎng)基上由一個噬菌體增殖并裂解宿主菌后形成透明的溶菌空斑”可知,噬菌體樣品應(yīng)有足夠的稀釋度,以保證初期一個細(xì)菌最多被一個噬菌體吸附;分析題意可知,噬菌斑是噬菌體增殖并裂解宿主菌后形成的,不是細(xì)菌增殖造成的,所以不能計算出敏感細(xì)菌的數(shù)量;若平均每個平板的噬菌斑數(shù)量為150,則該樣品中計算出噬菌體數(shù)量為150÷0.1×106=1.5×109(個/mL),但實(shí)際過程中,可能有的噬菌體沒有吸附侵染到細(xì)菌內(nèi),所以該樣品中實(shí)際噬菌體數(shù)可能高于1.5×109個/mL;由題意“不同噬菌體噬菌斑的形態(tài)大小不同”可知,根據(jù)培養(yǎng)基上噬菌斑的形狀等特征可判斷是否需要進(jìn)一步純化噬菌體。9.(2023·遼寧鞍山二模)玉米芯殘渣含有大量的木質(zhì)纖維素(由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成),通常被焚燒處理,不但造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,還導(dǎo)致大量能量浪費(fèi)。某科研團(tuán)隊從樹林土壤中篩選得到野生的季也蒙畢赤酵母,并進(jìn)行多次篩選以期獲得優(yōu)良菌株。優(yōu)良菌株以玉米芯殘渣為原料可發(fā)酵生產(chǎn)潔凈燃料——乙醇。下圖1為篩選過程,請分析回答下列問題。(1)圖1中對土壤菌液進(jìn)行系列梯度稀釋的目的是。稀釋后將菌液接種到以作為唯一碳源的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。待長出菌落后,提取其基因組DNA進(jìn)行擴(kuò)增并測序,鑒定為季也蒙畢赤酵母。

(2)發(fā)酵生產(chǎn)時需先將玉米芯殘渣進(jìn)行預(yù)處理,該過程會產(chǎn)生許多抑制物。因此,研究人員在圖1②的液體培養(yǎng)基中加入抑制物,并在③多次篩選時不斷提高抑制物的濃度,目的是

。

培養(yǎng)過程中從②的液體培養(yǎng)基中定期取樣并用法進(jìn)行菌落計數(shù),評估菌株增殖狀況。此外,選育優(yōu)良菌株的育種方法還有。

A.雜交育種 B.誘變育種C.多倍體育種 D.基因工程育種(3)剛果紅是一種染料,它可以與像纖維素這樣的多糖物質(zhì)形成紅色復(fù)合物,但并不與水解后的葡萄糖等發(fā)生這種反應(yīng),從而在纖維素分解菌周圍出現(xiàn)透明圈。將經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)后所獲得的4種優(yōu)良菌株接種到含纖維素、剛果紅、高濃度抑制物的固體培養(yǎng)基中,結(jié)果如圖2?？蛇x擇菌株作為目標(biāo)菌株進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn),原因是

。

解析:(1)稀釋的目的是保證每個菌落都是由一個細(xì)胞發(fā)育而來,以保證計數(shù)的準(zhǔn)確性。季也蒙畢赤酵母以玉米芯殘渣為原料可發(fā)酵生產(chǎn)潔凈燃料,說明季也蒙畢赤酵母可以分解木質(zhì)纖維素,因此需將季也蒙畢赤酵母接種到以木質(zhì)纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。待長出菌落后,提取其基因組DNA進(jìn)行擴(kuò)增并測序,鑒定為季也蒙畢赤酵母。(2)發(fā)酵生產(chǎn)時需先將玉米芯殘渣進(jìn)行預(yù)處理,該過程會產(chǎn)生許多抑制物,為了篩選出對抑制物不敏感的優(yōu)良菌株,可在圖1②的液體培養(yǎng)基中加入抑制物,并在③多次篩選時不斷提高抑制物的濃度。對菌落進(jìn)行計數(shù),常用稀釋涂布平板法。誘變育種的原理是基因突變,基因工程能按照人們意愿獲得人們所需要的新的生物類型,所以還可以通過B誘變育種和D基因工程育種獲得優(yōu)良菌株。(3)由圖2可知,B的菌落最小,透明圈最大,說明其分解纖維素的能力最強(qiáng),所以可選擇菌株B作為目標(biāo)菌株進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn),原因是菌落直徑與透明圈直徑比值最小。答案:(1)(便于涂布平板后)得到單菌落木質(zhì)纖維素(2)篩選對抑制物不敏感的優(yōu)良菌株稀釋涂布平板BD(3)B菌落直徑與透明圈直徑比值最小綜合提升練10.(多選)(2023·河北秦皇島二模)泡菜的出現(xiàn)可謂歷史悠久,它在古代稱為菹,據(jù)東漢許慎《說文解字》解釋“菹菜者,酸菜也”。下列關(guān)于泡菜的敘述錯誤的是(BCD)A.制作泡菜應(yīng)選用新鮮蔬菜的原因是其亞硝酸鹽含量低B.發(fā)酵壇表面可能出現(xiàn)一層由乳酸菌繁殖形成的白膜C.隨著泡菜發(fā)酵的進(jìn)行,泡菜中亞硝酸鹽含量持續(xù)下降D.若制作的泡菜“咸而不酸”,可能與發(fā)酵溫度高有關(guān)解析:由于新鮮蔬菜亞硝酸鹽含量低,因此制作泡菜應(yīng)選用新鮮蔬菜;在泡菜制作過程中,泡菜發(fā)酵液的營養(yǎng)豐富,其表面往往含有適量的氧氣,適合酵母菌生長繁殖,產(chǎn)膜酵母生長繁殖會在泡菜壇液面形成一層白膜;隨著泡菜發(fā)酵的進(jìn)行,泡菜中亞硝酸鹽的含量先上升,后下降;若制作的泡菜“咸而不酸”,可能與食鹽濃度過高、發(fā)酵溫度過低有關(guān)。11.(多選)(2024·山東德州模擬)當(dāng)某單一營養(yǎng)缺陷型菌株所需的營養(yǎng)大類確定后,就要確定其生長所需的特殊營養(yǎng)物質(zhì)。首先對特殊營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行編組,如表是對15種特殊營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行的編組,編組完成后,將沾有組合特殊營養(yǎng)物質(zhì)的濾紙片放在涂有試驗(yàn)菌甲、乙、丙的培養(yǎng)基上,培養(yǎng)并觀察其生長情況,三種試驗(yàn)菌的生長譜如圖所示。據(jù)圖分析,下列敘述正確的是(ABD)組別組合特殊營養(yǎng)物質(zhì)A12345B26789C37101112D48111314E59121415A.實(shí)驗(yàn)中所用的培養(yǎng)基應(yīng)為不含特殊營養(yǎng)物質(zhì)的基本培養(yǎng)基B.試驗(yàn)菌甲、乙自身分別不能合成特殊營養(yǎng)物質(zhì)13、2C.若單缺的特殊營養(yǎng)物質(zhì)為10、11中的一種,則在培養(yǎng)基上均會出現(xiàn)兩個生長圈D.試驗(yàn)菌丙的生長譜結(jié)果可能是由于所加營養(yǎng)物質(zhì)濃度過高,產(chǎn)生了抑菌圈解析:本實(shí)驗(yàn)要確定某單一營養(yǎng)缺陷型菌株所需的特殊營養(yǎng)物質(zhì),該菌在不含特殊營養(yǎng)物質(zhì)的基本培養(yǎng)基上不能生存,加入特殊營養(yǎng)物質(zhì)才能生存;與其他組(A、B、C、E組)相比,組D含有特殊營養(yǎng)物質(zhì)13,試驗(yàn)菌甲在D上能生存,在其他組上不能生存,因此推測試驗(yàn)菌甲不能合成特殊營養(yǎng)物質(zhì)13;同理,A和B組共同含有的特殊營養(yǎng)物質(zhì)是2,試驗(yàn)菌乙在A和B上能生存,在其他組上不能生存,因此推測試驗(yàn)菌乙不能合成特殊營養(yǎng)物質(zhì)2;與其他組相比,組A含有特殊營養(yǎng)物質(zhì)1,據(jù)此推測試驗(yàn)菌丙不能合成特殊營養(yǎng)物質(zhì)1,這三種菌都能合成10和11,因此無論培養(yǎng)基中是否缺乏該營養(yǎng),都能生存,因此若單缺的特殊營養(yǎng)物質(zhì)為10、11中的一種,則在培養(yǎng)基上均會出現(xiàn)5個生長圈;試驗(yàn)菌丙的生長譜結(jié)果可能是由于所加營養(yǎng)物質(zhì)濃度過高,抑制了濾紙片周圍的菌種的生長,因此產(chǎn)生了抑菌圈。12.(多選)(2023·山東青島三模)如圖是研究人員從土壤中采集樣品,進(jìn)行纖維素分解菌的篩選過程示意圖,下列說法錯誤的是(BD)A.步驟②的培養(yǎng)過程可增加纖維素分解菌的濃度B.步驟③使用蔗糖培養(yǎng)基,其中應(yīng)添加瓊脂和纖維素C.可根據(jù)選擇培養(yǎng)基上菌落的大小、形狀和顏色等進(jìn)行初步篩選D.步驟④得到的纖維素分解菌可用顯微鏡直接計數(shù),活菌數(shù)量往往比計數(shù)結(jié)果高解析:步驟②是富集培養(yǎng),可增加纖維素分解菌的濃度;步驟③使用以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基,其中應(yīng)添加瓊脂作為凝固劑;不同的微生物形成的菌落特征一般不同,纖維素分解菌的初步篩選可以根據(jù)菌落的大小、形狀和顏色等進(jìn)行;篩選出的纖維素分解菌可用顯微鏡直接計數(shù),由于該方法不能區(qū)分死菌與活菌,因此活菌實(shí)際數(shù)量往往比統(tǒng)計結(jié)果低。13.(2023·湖南永州三模)乳酸菌是一類能利用可發(fā)酵的糖產(chǎn)生大量乳酸的細(xì)菌,在自然界中分布廣泛,相當(dāng)多的乳酸菌對人、畜的健康起著有益的作用。隨著人們對乳酸菌認(rèn)識的深入,它在食品加工、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域已顯示出其重要的應(yīng)用價值。某興趣小組嘗試探究泡菜腌制過程中乳酸菌數(shù)量和亞硝酸鹽含量的變化,結(jié)果如下圖?；卮鹣铝杏嘘P(guān)問題。(1)乳酸菌在傳統(tǒng)發(fā)酵食品制作中可用于、泡菜的腌制等。泡菜制作過程一般需要密封發(fā)酵,原因是

。

(2)某同學(xué)欲從新鮮的泡菜濾液中分離純化某種乳酸菌,首先需要用無菌水對泡菜濾液進(jìn)行梯度稀釋,原因是

。

(3)發(fā)酵3天后,亞硝酸鹽含量呈下降趨勢,原因是

。

除發(fā)酵時間外,影響泡菜中亞硝酸鹽含量的因素有(答出兩點(diǎn)即可)。

(4)若采用活菌計數(shù)法統(tǒng)計泡菜濾液中乳酸菌的數(shù)量,為保證每個平板上長出的菌落數(shù)在30～300個之間,則對發(fā)酵第4天的濾液樣品應(yīng)至少稀釋倍。(每次涂布時,均取0.1mL菌液,滴加到培養(yǎng)基表面)

解析:(1)乳酸菌在傳統(tǒng)發(fā)酵食品制作中可用于乳制品(或酸奶)的發(fā)酵、泡菜的腌制等。泡菜制作過程一般需要密封發(fā)酵,其目的是制造無氧環(huán)境,因?yàn)槿樗峋鸀閰捬跫?xì)菌,密封可為乳酸菌的正常呼吸過程創(chuàng)造條件。(2)某同學(xué)欲從新鮮的泡菜濾液中分離純化某種乳酸菌,由于新鮮的泡菜濾液中含有的乳酸菌較多,為了獲得單菌落,需要用無菌水對泡菜濾液進(jìn)行梯度稀釋,當(dāng)稀釋到足夠濃度時,可通過涂布平板法獲得單菌落。(3)發(fā)酵3天后,隨著發(fā)酵液中酸度增加,乳酸菌產(chǎn)生的乳酸越來越多,對其他雜菌的繁殖起到抑制作用,導(dǎo)致亞硝酸鹽的生成量小于降解量,進(jìn)而亞硝酸鹽含量呈下降趨勢。除發(fā)酵時間外,腌制方法、溫度高低、食鹽用量等都會影響泡菜中亞硝酸鹽的含量。(4)結(jié)合圖示可以看出濾液中乳酸菌的數(shù)量約為7.5×108個/mL,若要在每個平板上涂布0.1mL稀釋液后的菌液,且每個平板上長出的菌落數(shù)在30～300個之間,則菌液稀釋的倍數(shù)至少為7.5×108÷3000=2.5×105倍?？梢姙楸ＷC每個平板上長出的菌落數(shù)在30～300個之間,則對發(fā)酵第4天的濾液樣品應(yīng)至少稀釋106倍。答案:(1)乳制品(或酸奶)的發(fā)酵乳酸菌為厭氧細(xì)菌,密封可為乳酸菌發(fā)酵創(chuàng)造無氧環(huán)境(2)泡菜濾液中乳酸菌的濃度高,直接培養(yǎng)很難分離得到單菌落(3)隨著發(fā)酵液中酸度增加,其他雜菌的繁殖受到抑制,導(dǎo)致亞硝酸鹽的生成量小于降解量腌制方法、溫度高低、食鹽用量(4)106第41講植物細(xì)胞工程基礎(chǔ)鞏固練1.(2024·吉林高考適應(yīng)性考試)《本草綱目》記載,櫻桃具有利脾、止瀉的功效。櫻桃中的槲皮素等酚類化合物具有抗氧化活性。我國已經(jīng)利用組織培養(yǎng)技術(shù)繁育櫻桃優(yōu)良品種,滿足人們食用和藥用需要。下列敘述錯誤的是(D)A.應(yīng)用微型繁殖技術(shù)可獲得大量櫻桃脫毒苗B.可以選用櫻桃幼嫩的芽原基和葉原基作外植體C.富含色氨酸的培養(yǎng)基有利于櫻桃幼嫩的芽合成生長素D.應(yīng)用櫻桃細(xì)胞培養(yǎng)可工廠化生產(chǎn)初生代謝物槲皮素解析:植物微型繁殖技術(shù)具有高效、快速的特點(diǎn),因此可以利用該技術(shù)獲得大量櫻桃脫毒苗;植物微型繁殖技術(shù)中,可選用植物幼嫩的芽原基和葉原基作外植體;色氨酸是合成生長素的原料,因此富含色氨酸的培養(yǎng)基有利于櫻桃幼嫩的芽合成生長素;應(yīng)用櫻桃細(xì)胞培養(yǎng)可工廠化生產(chǎn)次生代謝物槲皮素。2.(2023·山東日照三模)長春新堿是存在于夾竹桃長春花屬植物體內(nèi)的一種次生代謝物,具有高抗腫瘤活性。利用植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)長春新堿的基本過程如下圖所示。下列敘述正確的是(C)A.為提高愈傷組織的誘導(dǎo)速率,誘導(dǎo)時應(yīng)給予適當(dāng)時間和強(qiáng)度的光照B.懸浮振蕩培養(yǎng)前,需用胰蛋白酶從愈傷組織中分離出具活性的單個細(xì)胞C.植物組織培養(yǎng)時易發(fā)生突變,需篩選出高產(chǎn)突變體才能用來制備生物反應(yīng)器D.工廠化生產(chǎn)中可以通過優(yōu)化pH、溫度等條件,提高單個細(xì)胞中長春新堿含量解析:光照不利于愈傷組織形成,因此形成愈傷組織的過程中不需要光照;在動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中,需用胰蛋白酶將組織分散成單個細(xì)胞,制成細(xì)胞懸液,防止接觸抑制,在植物組織培養(yǎng)時不用胰蛋白酶;在植物組織培養(yǎng)過程中,愈傷組織易受到培養(yǎng)條件和外界環(huán)境的影響而發(fā)生突變,突變進(jìn)而發(fā)育成為新品種,所以可通過從中篩選獲得高產(chǎn)的突變體制備生物反應(yīng)器;工廠化生產(chǎn)長春新堿,優(yōu)化生物反應(yīng)器的pH、溫度等條件,通過促進(jìn)細(xì)胞快速增殖來提高長春新堿的產(chǎn)量,不是提高單個細(xì)胞的長春新堿含量。3.(2024·山東日照月考)某雜種植株的獲取過程如圖所示。下列敘述正確的是(D)A.葉片消毒后,可用自來水沖洗以避免消毒時間過長產(chǎn)生毒害B.過程①中,應(yīng)將葉片置于含有纖維素酶和果膠酶的低滲溶液中C.過程③中,可使用聚乙二醇或滅活的病毒來誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合D.過程④中,脫分化過程中不需要光照而后續(xù)再分化中需要光照解析:葉片消毒后,可用無菌水沖洗以避免消毒時間過長產(chǎn)生毒害;過程①為酶解法去除細(xì)胞壁的過程,應(yīng)置于較高滲溶液中,防止原生質(zhì)體被破壞;過程③為促融過程,可使用聚乙二醇誘導(dǎo)融合,但滅活的病毒誘導(dǎo)是誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合特有的方法;過程④為植物組織培養(yǎng)過程,脫分化過程中不需要光照,而后續(xù)再分化中需要光照誘導(dǎo)合成葉綠素。4.柑橘類水果深受人們喜愛,但大多種類多籽。利用“默科特”橘橙二倍體葉肉原生質(zhì)體和“早金”甜橙單倍體愈傷組織培育三倍體柑橘。下列相關(guān)敘述錯誤的是(A)A.用鹽酸解離獲得“默科特”橘橙二倍體葉肉原生質(zhì)體B.常用花藥離體培養(yǎng)獲得“早金”甜橙單倍體愈傷組織C.用電融合法或PEG法均可誘導(dǎo)兩種原生質(zhì)體融合D.三倍體柑橘不能通過有性繁殖擴(kuò)大種植面積解析:制備植物原生質(zhì)體的方法是酶解法,即利用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁獲得,若用鹽酸處理會將細(xì)胞殺死,不能獲得原生質(zhì)體。5.(2024·遼寧沈陽模擬)科研人員利用野生型清水紫花苜蓿和里奧百脈根為材料培育抗動物鼓脹病的新型牧草,研究主要流程如圖。下列說法正確的是(D)注:IOA可抑制植物細(xì)胞呼吸第一階段,R6G可阻止線粒體的功能。A.用酶解法獲得原生質(zhì)體,需控制處理時間,以免酶破壞細(xì)胞膜B.②過程需要利用選擇培養(yǎng)基篩選出雜種愈傷組織C.③過程可利用高Ca2+—高pH、滅活的病毒或植物激素進(jìn)行誘導(dǎo)D.圖示技術(shù)打破了生殖隔離,再生植株發(fā)生了染色體變異解析:細(xì)胞壁成分是纖維素和果膠,用纖維素酶和果膠酶獲得原生質(zhì)體,細(xì)胞膜無纖維素和果膠,由于酶具有專一性,不會破壞細(xì)胞膜;②過程是脫分化形成愈傷組織,不需要選擇培養(yǎng)基篩選;植物愈傷組織形成再生植株不能使用高Ca2+—高pH和滅活的病毒誘導(dǎo);圖示技術(shù)是植物體細(xì)胞雜交技術(shù),該技術(shù)可克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,使遠(yuǎn)緣雜交成為可能,其原理是染色體變異。6.動物腸道中的雙歧桿菌含有的磷酸解酮酶有助于提高谷氨酸棒狀桿菌生產(chǎn)谷氨酸的量。如圖為新型谷氨酸棒狀桿菌的育種過程。下列相關(guān)敘述正確的是(B)A.①過程需要纖維素酶和果膠酶B.②過程可以利用聚乙二醇誘導(dǎo)完成C.新菌種同時具有雙歧桿菌和谷氨酸棒狀桿菌的染色體D.實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)出的新菌種可直接加入發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行發(fā)酵解析:細(xì)菌細(xì)胞壁的主要成分不是纖維素和果膠,去除細(xì)菌的細(xì)胞壁不能用纖維素酶和果膠酶;②過程表示原生質(zhì)體融合,聚乙二醇既可以誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合和動物原生質(zhì)體融合,也可以誘導(dǎo)細(xì)菌原生質(zhì)體融合;兩種生物均為原核生物,沒有染色體,因此融合后的新菌種也沒有染色體;發(fā)酵用微生物需擴(kuò)大培養(yǎng)后,再加入發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵。7.(2023·遼寧本溪模擬)束頂病毒是香蕉的嚴(yán)重病害之一,常用感病植株的莖尖作外植體以獲得脫毒苗?？蒲腥藛T進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如下表所示,下列相關(guān)敘述錯誤的是(D)莖尖預(yù)處理莖尖數(shù)量成活莖尖數(shù)脫毒莖尖數(shù)脫毒率/%未低溫保存3230826.67超低溫保存60332060.61A.獲得脫毒苗利用植物細(xì)胞具有全能性的原理B.培養(yǎng)基中常添加生長素、細(xì)胞分裂素等激素C.結(jié)果顯示超低溫保存莖尖可以提高脫毒率D.用光學(xué)顯微鏡觀察病毒顆粒檢測莖尖脫毒率解析:植物頂端分生區(qū)附近(如莖尖)的病毒極少,甚至無病毒,因此用莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)能夠獲得脫毒苗,獲得脫毒苗利用的是植物組織培養(yǎng)技術(shù),其原理是植物細(xì)胞具有全能性;培養(yǎng)基中需要添加生長素、細(xì)胞分裂素等激素,通過調(diào)控生長素和細(xì)胞分裂素的比例能促進(jìn)植物細(xì)胞的脫分化和再分化;由表可知,超低溫保存后脫毒率(60.61%)遠(yuǎn)高于未超低溫保存(26.67%);光學(xué)顯微鏡無法觀察到病毒,故不能用光學(xué)顯微鏡觀察病毒顆粒檢測莖尖脫毒率。8.(2023·山東泰安二模)草莓是無性繁殖的作物,它感染的病毒很容易傳播給后代。病毒在草莓體內(nèi)逐年積累,會導(dǎo)致產(chǎn)量降低,品質(zhì)變差。下圖是育種工作者選育高品質(zhì)草莓的流程圖。下列說法正確的是(D)A.通常采用70%的酒精和5%次氯酸鈉溶液對甲進(jìn)行滅菌處理B.Ⅱ過程常采用顯微注射法將SMYELVCP導(dǎo)入草莓細(xì)胞C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ過程都屬于細(xì)胞工程的操作,體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性D.判斷兩種選育方法的效果時,只有方法二需要通過病毒接種實(shí)驗(yàn)解析:植物組織培養(yǎng)過程中,需要用體積分?jǐn)?shù)為70%酒精和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%次氯酸鈉溶液對甲(外植體)進(jìn)行消毒,不是滅菌;Ⅱ過程表示將目的基因(SMYELVCP)導(dǎo)入植物細(xì)胞(草莓細(xì)胞),常采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,顯微注射法是將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞常用的方法;Ⅱ和Ⅲ過程表示通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得抗病毒草莓,屬于基因工程技術(shù)的操作;無病毒苗應(yīng)根據(jù)植株性狀檢測,不需要接種病毒,抗病毒苗需要通過病毒接種的方式來判斷選育的效果,因此只有方法二需要通過病毒接種實(shí)驗(yàn)。綜合提升練9.(多選)(2024·遼寧模擬)水竹是單子葉禾本科植物,易管理和培植,干凈而雅致。下圖為通過植物組織培養(yǎng)大量獲得水竹幼苗的過程。下列敘述正確的是(AB)A.①過程為脫分化,②過程為再分化,②過程的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)B.在水竹植物組織培養(yǎng)過程中,經(jīng)過篩選可能獲得有用的突變體C.愈傷組織是一團(tuán)排列疏松而無規(guī)則、高度液泡化、有一定形態(tài)和功能的薄壁細(xì)胞D.選擇水竹的葉和根尖分生區(qū)作為外植體誘導(dǎo)形成愈傷組織的難度相同解析:由高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程,稱為脫分化;脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng),又可以重新分化成根或芽等器官,這個過程叫作再分化,①過程為脫分化,②過程為再分化,②過程的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)。在水竹植物組織培養(yǎng)過程中,如果受到外界壓力和培養(yǎng)條件的影響而產(chǎn)生突變,從而可能獲得突變體,通過對突變體進(jìn)行篩選,便有可能獲得有用的突變體。愈傷組織的細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則,是一種高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。植物組織培養(yǎng)是利用細(xì)胞的全能性,細(xì)胞分化程度越低全能性越容易表達(dá),故選擇水竹的葉和根尖分生區(qū)作為外植體誘導(dǎo)形成愈傷組織的難度不同,根尖比葉更容易。10.(多選)(2023·遼寧沈陽模擬)利用山金柑愈傷組織細(xì)胞(2n)和早花檸檬葉肉細(xì)胞(2n)進(jìn)行體細(xì)胞雜交可以得到品質(zhì)高、抗逆性強(qiáng)的雜種植株。下圖是7組雜種植株核DNA和線粒體DNA來源鑒定的結(jié)果。下列分析正確的是(CD)A.獲得的融合原生質(zhì)體需放在無菌水中以防止雜菌污染B.用滅活病毒誘導(dǎo)兩種細(xì)胞原生質(zhì)體的融合依賴于細(xì)胞膜的流動性C.可通過觀察融合后細(xì)胞的顏色對雜種細(xì)胞進(jìn)行初步篩選解析:獲得的融合原生質(zhì)體不可放置在無菌水中,否則會導(dǎo)致吸水漲破;病毒可誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合,但不能誘導(dǎo)植物細(xì)胞原生質(zhì)體融合;由于愈傷組織細(xì)胞不含葉綠體,而葉肉細(xì)胞含有葉綠體,因此可通過觀察融合后細(xì)胞的顏色進(jìn)行初步篩選;由圖可知,雜種植株的線粒體DNA只來自山金柑,核DNA只來自早花檸檬,因此仍是二倍體。11.(多選)(2024·河北唐山模擬)紅豆杉為珍稀植物,能產(chǎn)生高抗癌活性物質(zhì)——紫杉醇,如圖表示紅豆杉的培育及生產(chǎn)紫杉醇的流程。下列相關(guān)敘述正確的是(BCD)A.紅豆杉莖尖需要消毒后倒插入脫分化培養(yǎng)基中B.生長素和細(xì)胞分裂素的相對含量決定愈傷組織的生長和發(fā)育C.用液體培養(yǎng)基擴(kuò)大培養(yǎng)愈傷組織生產(chǎn)紫杉醇需要利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)D.同一株植物不同部位的組織細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)培養(yǎng)獲得的植株基因型不一定相同解析:脫分化接種時,外植體的形態(tài)學(xué)上下端不能顛倒,具體操作是外植體的形態(tài)學(xué)下端插入脫分化培養(yǎng)基中,所以外植體不能倒插入培養(yǎng)基;生長素與細(xì)胞分裂素比值高時,有利于根的分化,比值低時,有利于芽的分化,比值適中時,促進(jìn)愈傷組織的形成,故在培養(yǎng)基中生長素和細(xì)胞分裂素的相對含量決定愈傷組織的生長和發(fā)育;離體培養(yǎng)單個細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)的技術(shù)就是植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù),擴(kuò)大培養(yǎng)愈傷組織常用液體培養(yǎng)基;同一植株不同部位的組織細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)培養(yǎng)獲得的植株基因型不一定相同,如花粉粒培養(yǎng)獲得的愈傷組織細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目是正常體細(xì)胞的一半。12.(2023·遼寧沈陽模擬)科學(xué)家利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)成功獲得了番茄—馬鈴薯雜種植株,其培育過程如圖所示:請據(jù)圖回答下列問題。(1)過程①有時會使用蝸牛消化道提取液來降解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁,其可能含有的成分是,此過程利用了酶的性;形成c常用化學(xué)試劑誘導(dǎo)。

(2)④⑤過程的技術(shù)原理是,該技術(shù)操作過程所需的培養(yǎng)基中除添加營養(yǎng)物質(zhì)外,還需要添加植物激素,其目的是誘導(dǎo)外植體;過程⑤需要照光培養(yǎng),其作用是

。

(3)植物細(xì)胞工程常用于細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn),與傳統(tǒng)的從植物體內(nèi)提取相比,其突出優(yōu)點(diǎn)是

。

解析:(1)過程①是制備原生質(zhì)體,由于細(xì)胞壁的成分主要是纖維素和果膠,根據(jù)酶的專一性可知,去除細(xì)胞壁常用的酶是纖維素酶和果膠酶,所以蝸牛消化道提取液含有的成分可能是纖維素酶和果膠酶,誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合時所用的化學(xué)促融劑是聚乙二醇(PEG)。(2)過程④是雜種細(xì)胞形成愈傷組織的過程,表示脫分化,⑤是愈傷組織形成植物體的過程,表示再分化,其原理為植物細(xì)胞具有全能性;植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用是調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂與分化,在脫分化和再分化過程中起關(guān)鍵作用;過程⑤要進(jìn)行照光培養(yǎng),照光的作用是誘導(dǎo)葉綠素的形成,使試管苗能夠進(jìn)行光合作用。(3)該技術(shù)具有快速高效、不占用耕地,而且?guī)缀醪皇芗竟?jié)、天氣等外部環(huán)境條件的限制等的優(yōu)點(diǎn)。答案:(1)纖維素酶和果膠酶專一PEG(聚乙二醇)(2)植物細(xì)胞具有全能性脫分化和再分化誘導(dǎo)葉綠素的形成,使試管苗能夠進(jìn)行光合作用(3)不占用耕地,幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制第42講動物細(xì)胞工程基礎(chǔ)鞏固練1.(2024·山東濰坊模擬)懸浮培養(yǎng)的動物細(xì)胞會因細(xì)胞密度過大、有害代謝產(chǎn)物積累等因素而分裂受阻。生產(chǎn)上常用灌流式培養(yǎng)避免這些現(xiàn)象出現(xiàn)。灌流式培養(yǎng)是在細(xì)胞培養(yǎng)管內(nèi),一邊不斷注入新鮮培養(yǎng)基,一邊將培養(yǎng)液的上清液不斷移出。下列相關(guān)敘述錯誤的是(A)A.灌流式培養(yǎng)的細(xì)胞會貼壁生長,但不會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象B.灌流是在細(xì)胞密度達(dá)到一定濃度或營養(yǎng)物質(zhì)低于一定濃度時進(jìn)行C.過高的灌流速率會導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)不能得到充分利用,造成培養(yǎng)基浪費(fèi)D.配制灌流式培養(yǎng)所需培養(yǎng)基時應(yīng)考慮細(xì)胞生存的液體環(huán)境的滲透壓解析:灌流式培養(yǎng)的動物細(xì)胞不出現(xiàn)貼壁生長現(xiàn)象,通常也無接觸抑制現(xiàn)象;懸浮培養(yǎng)的動物細(xì)胞會因細(xì)胞密度過大、有害代謝產(chǎn)物積累等因素而分裂受阻,而灌流是在細(xì)胞密度達(dá)到一定濃度或營養(yǎng)物質(zhì)低于一定濃度時進(jìn)行;過高的灌流速率使培養(yǎng)的細(xì)胞沒有及時利用營養(yǎng)物質(zhì),會導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)不能得到充分利用,造成培養(yǎng)基浪費(fèi);動物細(xì)胞的細(xì)胞外液的滲透壓是相對穩(wěn)定且適宜的,配制灌流式培養(yǎng)所需培養(yǎng)基時應(yīng)考慮細(xì)胞生存的液體環(huán)境的滲透壓。2.(2023·山東濟(jì)寧三模)我國科學(xué)家將體外培養(yǎng)的獼猴胎兒成纖維細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞中,誘導(dǎo)細(xì)胞融合,然后將激活形成的重組胚胎移植到受體猴體內(nèi),發(fā)育產(chǎn)生了克隆猴“中中”和“華華”?？茖W(xué)家在克隆猴的過程中注射了組蛋白去甲基化酶Kdm4d,并同時使用了此前科學(xué)家在其他哺乳動物中使用的組蛋白脫乙酰酶抑制劑TSA,大大優(yōu)化了克隆方法,最終獲得靈長類動物克隆的首次成功。下列敘述錯誤的是(D)A.融合細(xì)胞中的線粒體來自兩個不同親本B.去除染色體—紡錘體復(fù)合物可獲得去核卵母細(xì)胞C.表觀遺傳限制了獼猴成纖維細(xì)胞核全能性的表達(dá)D.克隆猴技術(shù)可用于發(fā)展生殖性克隆人解析:融合細(xì)胞是由成纖維細(xì)胞與去核卵母細(xì)胞誘導(dǎo)形成,則融合細(xì)胞中的線粒體來自兩個不同親本;將卵母細(xì)胞培養(yǎng)到中期Ⅱ后進(jìn)行去核操作,“去核”即去除卵母細(xì)胞中的紡錘體—染色體復(fù)合物;科學(xué)家在重組胚胎中注射了組蛋白去甲基化酶Kdm4d和組蛋白脫乙酰酶抑制劑TSA,抑制了表觀遺傳,從而獲得了克隆猴,由此可見,表觀遺傳限制了獼猴成纖維細(xì)胞核全能性的表達(dá);在克隆人的問題上,我國政府的態(tài)度是禁止生殖性克隆人,堅持四不原則(不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實(shí)驗(yàn))。3.(2023·山東煙臺模擬)在某靶向膜蛋白抗體藥物的研發(fā)過程中,利用脂質(zhì)體將含有膜蛋白胞外段基因的病毒顆粒導(dǎo)入宿主動物細(xì)胞進(jìn)行增殖,最終獲得膜蛋白胞外段,以此作為抗原對小鼠進(jìn)行免疫,進(jìn)而制備相應(yīng)的單克隆抗體。下列敘述錯誤的是(C)A.含膜蛋白胞外段基因的病毒顆粒需被包裹在脂質(zhì)體內(nèi)部B.對貼壁生長的動物細(xì)胞進(jìn)行傳代培養(yǎng)時,需使用胰蛋白酶處理C.經(jīng)特定抗原免疫過的B淋巴細(xì)胞在體外培養(yǎng)時可持續(xù)分泌單克隆抗體D.將抗膜蛋白單克隆抗體與藥物偶聯(lián),可以用來靶向治療某些疾病解析:含膜蛋白胞外段基因的病毒顆粒被包在脂質(zhì)體雙分子層中,即脂質(zhì)體內(nèi)部;動物細(xì)胞傳代培養(yǎng)時需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理貼壁生長的細(xì)胞,使之脫落;經(jīng)特定抗原免疫過的B淋巴細(xì)胞在體外無增殖能力,無持續(xù)分泌單克隆抗體能力;單克隆抗體本身不能殺傷腫瘤細(xì)胞,能利用其特異性將藥物作用于病變細(xì)胞,起到靶向治療的作用。4.(2023·山東煙臺一模)科學(xué)家通過兩個關(guān)鍵因子誘導(dǎo)DNA去甲基化,將人類多能干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為8細(xì)胞階段全能性胚胎樣細(xì)胞(8CL細(xì)胞),相比于誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞),它不僅能分化成胎盤組織,還有潛力發(fā)育成更成熟的器官。下列說法錯誤的是(D)A.DNA去甲基化未改變靶基因的堿基排序,利于基因的表達(dá)B.體外培養(yǎng)時,細(xì)胞密度、有害代謝物等可影響8CL細(xì)胞的增殖C.利用iPS細(xì)胞誘導(dǎo)產(chǎn)生的器官進(jìn)行移植,理論上可避免免疫排斥反應(yīng)D.制備8CL細(xì)胞的過程,細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能不發(fā)生改變解析:DNA去甲基化其堿基排序未改變,利于基因的表達(dá);體外培養(yǎng)時,8CL細(xì)胞的增殖受細(xì)胞密度、有害代謝物等的影響;iPS細(xì)胞來自自身,利用iPS細(xì)胞誘導(dǎo)產(chǎn)生的器官進(jìn)行移植,理論上可避免免疫排斥反應(yīng);制備8CL細(xì)胞的過程,細(xì)胞發(fā)生了分化,細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能均發(fā)生改變。5.我國培育出了首例攜帶賴氨酸基因的轉(zhuǎn)基因克隆奶牛,培育過程如圖。在轉(zhuǎn)基因克隆奶牛的乳汁中可獲得高賴氨酸含量蛋白,下列敘述錯誤的是(D)A.使用的供體牛胚胎成纖維細(xì)胞一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞B.MⅡ期的卵母細(xì)胞通過顯微操作去核C.去核卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)可使體細(xì)胞核的全能性得以表達(dá)D.賴氨酸基因僅存在于轉(zhuǎn)基因克隆牛乳腺細(xì)胞中并成功表達(dá)解析:由題圖可知,含有賴氨酸基因的重組細(xì)胞經(jīng)過有絲分裂和分化得到早期胚胎,進(jìn)而發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物,賴氨酸基因存在于轉(zhuǎn)基因克隆牛的所有細(xì)胞中。6.(2024·山東濟(jì)寧模擬)為了解決雜交瘤細(xì)胞在傳代培養(yǎng)中出現(xiàn)來自B淋巴細(xì)胞的染色體丟失的問題,研究者除了用抗原刺激之外,還用EBV(一種病毒顆粒)感染動物B淋巴細(xì)胞,并使之成為“染色體核型穩(wěn)定”的細(xì)胞株。上述細(xì)胞株能夠在HAT選擇培養(yǎng)基中存活,但對烏本苷(Oua)敏感,圖示為該實(shí)驗(yàn)操作示意圖。下列敘述合理的是(A)A.雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生的抗體能針對相應(yīng)抗原而不針對EBVB.導(dǎo)致EBV轉(zhuǎn)化細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞死亡的原因完全相同C.HAT培養(yǎng)基和Oua篩選去除的均是未融合的EBV轉(zhuǎn)化細(xì)胞D.滅活病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合的原理是促進(jìn)骨髓瘤細(xì)胞和B細(xì)胞的核融合解析:由題意可知,本實(shí)驗(yàn)中EBV的作用是使B細(xì)胞染色體核型更穩(wěn)定,而不是刺激B細(xì)胞分化成漿細(xì)胞產(chǎn)生抗體,所以該雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生的抗體能針對相應(yīng)抗原而不針對EBV;EBV轉(zhuǎn)化細(xì)胞由于不能增殖而死亡,骨髓瘤細(xì)胞由于對烏本苷(Oua)敏感而死亡,原因不同;HAT培養(yǎng)基篩選去除的是未融合和同種核融合的骨髓瘤細(xì)胞,烏本苷(Oua)對未融合的EBV轉(zhuǎn)化細(xì)胞起篩選作用;滅活的病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細(xì)胞膜上的糖蛋白發(fā)生作用,使細(xì)胞相互凝聚,細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布,細(xì)胞膜打開,細(xì)胞發(fā)生融合,即主要促進(jìn)骨髓瘤細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞膜的融合。7.一系列實(shí)驗(yàn)證明細(xì)胞膜具有流動性,熒光抗體免疫標(biāo)記實(shí)驗(yàn)就是其中的一個典型例子。下圖表示了人細(xì)胞、鼠細(xì)胞融合的過程,研究中分別將帶有綠色熒光、能與人體細(xì)胞膜上HLA抗原特異性結(jié)合的抗體和帶有紅色熒光、能與小鼠細(xì)胞膜上H2抗原特異性結(jié)合的抗體放入細(xì)胞培養(yǎng)液中,對人細(xì)胞、鼠細(xì)胞進(jìn)行標(biāo)記。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的敘述不正確的是(C)A.要使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,可以適當(dāng)提高細(xì)胞培養(yǎng)液的溫度B.選取不同生物細(xì)胞進(jìn)行融合是因?yàn)椴煌锛?xì)胞表面抗原差異較大C.實(shí)驗(yàn)表明不同種生物細(xì)胞可以雜交,而同種生物細(xì)胞不能進(jìn)行融合D.實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以直接證明細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子可以運(yùn)動解析:細(xì)胞膜的流動性與溫度有關(guān),可適當(dāng)提高溫度,使分子熱運(yùn)動加快,代謝也加快,細(xì)胞膜流動加速;因?yàn)椴捎昧嗣庖邿晒鈽?biāo)記法,而同類生物細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)相似程度很大,因而難以找到特異性蛋白,采用異種生物細(xì)胞可以達(dá)到這一目的;因?yàn)椴煌?xì)胞的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)基本相似,因而同種或不同種生物細(xì)胞可以相互融合;細(xì)胞膜融合實(shí)驗(yàn)表明了細(xì)胞膜的磷脂分子與蛋白質(zhì)分子均是可以運(yùn)動的。8.(2023·山東青島三模)6磷酸葡萄糖脫氫酶(G6PD)有F和S兩種類型,分別由一對等位基因XF和XS編碼?；蛐蜑閄FXS的女性體細(xì)胞中的兩個X染色體,會有一個隨機(jī)失活。將基因型為XFXS的女性皮膚組織用胰蛋白酶處理后先進(jìn)行細(xì)胞的原代培養(yǎng),再對不同的細(xì)胞分別進(jìn)行單克隆培養(yǎng)。分別對原代培養(yǎng)和單克隆培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)行G6PD蛋白電泳檢測,結(jié)果如圖所示。下列說法錯誤的是(D)A.該過程用到的主要細(xì)胞工程技術(shù)是動物細(xì)胞培養(yǎng)B.用胰蛋白酶處理皮膚組織可使其分散成單個細(xì)胞C.原代培養(yǎng)細(xì)胞電泳圖有2個條帶是因?yàn)橥瑫r檢測了多個細(xì)胞D.單克隆培養(yǎng)的細(xì)胞1、2、4、5、8、9與3、6、7所含基因不同解析:無論是原代培養(yǎng)還是單克隆培養(yǎng),用到的主要細(xì)胞工程技術(shù)是動物細(xì)胞培養(yǎng);動物細(xì)胞之間的蛋白質(zhì),被胰蛋白酶或膠原蛋白酶分解,分散成單個細(xì)胞;結(jié)合題干,基因型為XFXS的女性體細(xì)胞中的兩個X染色體,會有一個隨機(jī)失活,一個細(xì)胞中6磷酸葡萄糖脫氫酶電泳后只顯示一個條帶,原代培養(yǎng)的細(xì)胞電泳有2個條帶,故同時檢測了多個細(xì)胞;單克隆培養(yǎng)的細(xì)胞,是通過有絲分裂得到的增殖的細(xì)胞,故單克隆培養(yǎng)的細(xì)胞1、2、4、5、8、9與3、6、7所含基因相同,表達(dá)的基因不相同。9.如圖為體細(xì)胞核移植的操作過程,據(jù)圖回答下列問題。(1)經(jīng)體細(xì)胞核移植得到的克隆動物與提供體細(xì)胞核的動物的性狀(填“一定”或“不一定”)完全相同,理由是

。

(2)圖中克隆動物的產(chǎn)生過程涉及的現(xiàn)代生物工程技術(shù)有動物體細(xì)胞核移植、(答出兩個)。

(3)圖中克隆胚胎的將來發(fā)育成動物的胎盤和胎膜?？寺∨咛ツ茉诖心阁w內(nèi)存活,從免疫學(xué)的角度解釋,其原因是

。

(4)胚胎干細(xì)胞可來源于。胚胎干細(xì)胞具有很強(qiáng)的分裂和分化能力,分化的實(shí)質(zhì)是發(fā)生了。請你列舉一個胚胎干細(xì)胞的用途:

。

解析:(1)經(jīng)體細(xì)胞核移植得到的克隆動物與提供體細(xì)胞核的動物的性狀不一定完全相同,原因是去核卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中含有少量的遺傳物質(zhì),可能會影響性狀。(2)克隆動物的產(chǎn)生過程一般是先進(jìn)行體細(xì)胞及卵母細(xì)胞的培養(yǎng),當(dāng)卵母細(xì)胞培養(yǎng)到MⅡ期時進(jìn)行核移植,形成重構(gòu)胚,經(jīng)早期胚胎培養(yǎng)后,進(jìn)行胚胎移植,該過程中利用的生物工程技術(shù)有動物體細(xì)胞核移植、動物細(xì)胞培養(yǎng)、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等。(3)囊胚時期沿透明帶內(nèi)壁擴(kuò)展和排列的、個體較小的細(xì)胞稱為滋養(yǎng)層細(xì)胞,它們將來發(fā)育成胎盤和胎膜。受體對移入子宮的外來胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),這為克隆胚胎能在代孕母體內(nèi)存活提供了可能。(4)胚胎干細(xì)胞可來源于早期胚胎。分化是使細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程,本質(zhì)上是發(fā)生了基因的選擇性表達(dá)。通過誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞進(jìn)行定向分化從而進(jìn)行自體器官移植,可以解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題,胚胎干細(xì)胞還可用于對哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律的研究等。答案:(1)不一定去核卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中含有少量的遺傳物質(zhì),可能會影響性狀(合理即可)(2)動物細(xì)胞培養(yǎng)、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植(答出兩個即可)(3)滋養(yǎng)層細(xì)胞受體對移入子宮的外來胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)(4)早期胚胎基因的選擇性表達(dá)通過誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞進(jìn)行定向分化從而進(jìn)行自體器官移植,解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題;用于對哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律的研究(其他答案合理即可)綜合提升練10.(多選)(2023·河北衡水模擬)iPS細(xì)胞被稱為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞,可通過轉(zhuǎn)入相關(guān)因子來制備。iPS細(xì)胞最初是由成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化而來,后來發(fā)現(xiàn)已分化的T細(xì)胞、B細(xì)胞等也能被誘導(dǎo)成該類細(xì)胞。下列說法正確的是(AB)A.導(dǎo)入的物質(zhì)可以是DNA、蛋白質(zhì),還可用小分子物質(zhì)來誘導(dǎo)B.iPS細(xì)胞的體外培養(yǎng)需要在無菌的CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行C.T細(xì)胞、B細(xì)胞能被誘導(dǎo)為iPS細(xì)胞,說明體內(nèi)細(xì)胞的分化是可逆的D.與胚胎干細(xì)胞相比,iPS細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是分裂能力強(qiáng),分化程度低解析:目前科學(xué)家已嘗試采用多種方法來制備iPS細(xì)胞,包括借助載體將特定的基因?qū)爰?xì)胞中,直接將特定的蛋白導(dǎo)入細(xì)胞中或者用小分子化合物等來誘導(dǎo)形成iPS細(xì)胞;iPS細(xì)胞的體外培養(yǎng)是利用動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù),需要在無菌的CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng);T細(xì)胞、B細(xì)胞能被誘導(dǎo)為iPS細(xì)胞,說明離體的已分化的細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)可轉(zhuǎn)化為能分裂、分化的狀態(tài);胚胎干細(xì)胞和iPS細(xì)胞均具有分裂能力強(qiáng)、分化程度低的特點(diǎn)。11.(多選)(2023·河北邢臺期末)為了檢測藥物X、Y和Z的抗癌效果,在細(xì)胞培養(yǎng)板的每個孔中加入相同數(shù)量的肺癌細(xì)胞使其貼壁生長。實(shí)驗(yàn)組分別加入等體積相同濃度的溶于二甲基亞礬(溶劑)的藥物X、Y或Z,培養(yǎng)過程及結(jié)果如圖所示。下列敘述錯誤的是(BD)實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表:組別細(xì)胞數(shù)目/(個/孔)對照7.8×106藥物X6.7×104藥物Y5.3×105藥物Z8.0×106A.對照組中需加入等體積的二甲基亞礬溶劑即可B.細(xì)胞培養(yǎng)液中通常需要加入一定量的抗生素防止病毒污染C.計數(shù)時可用胰蛋白酶處理貼壁細(xì)胞,使肺癌細(xì)胞脫落下來D.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,三種藥物均具有抗癌效果,但藥物X的抗癌效果最好解析:加入等體積的二甲基亞礬溶劑作為空白對照,排除體積和溶劑等無關(guān)因素的影響;抗生素具有殺菌(不是殺病毒)作用,為防止培養(yǎng)液被污染,可在培養(yǎng)液中加入一定量的抗生素;要使貼壁細(xì)胞從瓶壁上分離下來,需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理;分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,加入藥物X的癌細(xì)胞個數(shù)是6.7×104,加入藥物Y的癌細(xì)胞個數(shù)是5.3×105,說明藥物X的抗癌效果比藥物Y好,加入藥物Z的癌細(xì)胞個數(shù)是8.0×106,與空白對照相比無抗癌作用。12.(多選)(2023·遼寧沈陽聯(lián)考)骨髓瘤細(xì)胞由于缺乏次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT-),在HAT培養(yǎng)液中會出現(xiàn)DNA合成障礙而無法生長。下圖為用于生產(chǎn)單克隆抗體的某雜交瘤細(xì)胞制備過程,下列敘述錯誤的是(ABD)A.圖中雜交瘤細(xì)胞無須再篩選,可直接生產(chǎn)單克隆抗體B.選擇免疫的B細(xì)胞制備雜交瘤細(xì)胞主要是因?yàn)樗稍贖AT培養(yǎng)液中生長增殖C.滅活的病毒可使細(xì)胞膜上部分分子重新排布而誘導(dǎo)細(xì)胞融合D.單克隆抗體可直接消滅靶細(xì)胞,因而可用于癌癥的治療解析:由于從免疫的動物體內(nèi)提取的B淋巴細(xì)胞有多種,因此形成的雜交瘤細(xì)胞不一定產(chǎn)生所需的抗體,故圖中雜交瘤細(xì)胞還需要進(jìn)行抗體陽性檢測,以進(jìn)一步篩選能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞;免疫的B細(xì)胞含有次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶,但其自身不增殖,選擇免疫的B細(xì)胞制備雜交瘤細(xì)胞主要是因?yàn)槠淠墚a(chǎn)生特異性抗體;滅活的病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細(xì)胞膜上的糖蛋白發(fā)生作用,使細(xì)胞互相凝聚,細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布,細(xì)胞膜打開,誘導(dǎo)B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合;單克隆抗體可與抗原發(fā)生特異性結(jié)合,從而使其攜帶的藥物靶向性殺死癌細(xì)胞,單克隆抗體不能直接消滅靶細(xì)胞。13.(2024·河北唐山模擬)S蛋白是某病毒早期檢測和監(jiān)控疾病進(jìn)程的重要指標(biāo)。研究人員按照下圖所示流程研制抗S蛋白的單克隆抗體。請回答下列有關(guān)問題。(1)免疫小鼠時,一般需要多次間隔注射S蛋白,目的是。(2)圖中細(xì)胞生存的適宜pH為7.2～7.4,維持pH相對穩(wěn)定的措施有

(寫出2種)。圖中細(xì)胞培養(yǎng)要使用液體培養(yǎng)基,理由是

。

(3)在篩選2中,需要將雜交瘤細(xì)胞適當(dāng)稀釋至約10個/mL,且每孔滴入0.1mL細(xì)胞稀釋液,其目的是

。

專家指出,即使有抗S蛋白單克隆抗體也不能替代該病毒疫苗接種,簡要說明理由:

。

(4)研究抗S蛋白單克隆抗體的靈敏度,結(jié)果如下表所示,請據(jù)表分析醫(yī)學(xué)檢測中出現(xiàn)“假陰性”結(jié)果的原因是

。

樣品檢測結(jié)果S蛋白標(biāo)準(zhǔn)品(10U/mL)+++蛋白標(biāo)準(zhǔn)品(5U/mL)+蛋白標(biāo)準(zhǔn)品(2.5U/mL)-該病毒培養(yǎng)物+++患者血清++患者血清稀釋100倍-正常人血清-注:“+”表示陽性,“-”表示陰性。解析:(1)由“多次間隔注射”,并聯(lián)系“二次免疫”,可知多次間隔注射S蛋白,目的是刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng),獲得更多的能產(chǎn)生抗S蛋白抗體的B淋巴細(xì)胞。(2)動物細(xì)胞生存的適宜pH為7.2～7.4,維持pH相對穩(wěn)定的措施有向培養(yǎng)基中加入pH緩沖液、放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)等。液體培養(yǎng)基與動物細(xì)胞生存的液體環(huán)境相近,有利于動物細(xì)胞直接與液體環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換(或有利于動物細(xì)胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)和排出代謝廢物),故細(xì)胞培養(yǎng)要使用液體培養(yǎng)基。(3)分析題中的數(shù)據(jù)“約10個/mL,且每孔滴入0.1mL細(xì)胞稀釋液”,得出每個孔只有1個細(xì)胞,達(dá)到單克隆培養(yǎng)的目的,從而獲得由單個細(xì)胞繁殖而來的細(xì)胞群,提高抗體的純度。該病毒疫苗主要針對健康人群,起免疫預(yù)防作用;抗S蛋白單克隆抗體主要針對已感染該病毒患者,起免疫治療作用,二者作用不同,不能互相替代。(4)分析題表數(shù)據(jù),對比不同濃度標(biāo)準(zhǔn)品、不同濃度患者血清的檢測結(jié)果,得出醫(yī)學(xué)檢測中出現(xiàn)“假陰性”結(jié)果的原因是該病毒數(shù)量較少,血清中S蛋白濃度過低,單克隆抗體無法將其檢驗(yàn)出來。答案:(1)獲得更多的能產(chǎn)生抗S蛋白抗體的B淋巴細(xì)胞(2)向培養(yǎng)基中加入pH緩沖液、放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)液體培養(yǎng)基與動物細(xì)胞生存的液體環(huán)境相近,有利于動物細(xì)胞直接與液體環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換(或有利于動物細(xì)胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)和排出代謝廢物)(3)使每個孔內(nèi)不多于一個細(xì)胞,以達(dá)到單克隆培養(yǎng)病毒疫苗主要針對健康人群,起免疫預(yù)防作用;抗S蛋白單克隆抗體主要針對已感染該病毒患者,起免疫治療作用,二者作用不同,不能互相替代(4)該病毒數(shù)量較少,血清中S蛋白濃度過低,單克隆抗體無法將其檢驗(yàn)出來第43講胚胎工程基礎(chǔ)鞏固練1.(2023·山東煙臺二模)科研人員利用類囊胚發(fā)現(xiàn)了胚胎早期發(fā)育的基本機(jī)制:外胚層細(xì)胞可分泌誘導(dǎo)因子,誘導(dǎo)滋養(yǎng)層細(xì)胞的自我更新和分化;滋養(yǎng)層細(xì)胞具有侵襲和浸潤的功能,可通過分泌的細(xì)胞因子、生長因子和激素等行使妊娠識別作用以及使胚胎侵入子宮內(nèi)膜的作用。下列說法錯誤的是(B)A.滋養(yǎng)層細(xì)胞具有增殖和分化的能力,將來發(fā)育成胎膜和胎盤B.滋養(yǎng)層細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子可能參與局部的免疫調(diào)節(jié),使受體不對外來異種生物胚胎產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)C.滋養(yǎng)層細(xì)胞具有侵襲和浸潤的功能,有利于胚胎的著床D.對囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行轉(zhuǎn)基因改造可獲得優(yōu)良轉(zhuǎn)基因動物解析:滋養(yǎng)層細(xì)胞具有增殖和分化的能力,將來發(fā)育成胎膜和胎盤,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)胚胎與母體之間的聯(lián)系;滋養(yǎng)層細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子可能參與局部的免疫調(diào)節(jié),使受體不對外來同種生物胚胎產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng);滋養(yǎng)層細(xì)胞具有侵襲和浸潤的功能,促使胚胎侵入子宮內(nèi)膜,進(jìn)而有利于胚胎的著床;內(nèi)細(xì)胞團(tuán)具有發(fā)育的全能性,因而對囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行轉(zhuǎn)基因改造可獲得優(yōu)良轉(zhuǎn)基因動物。2.(2024·河北邯鄲模擬)研究發(fā)現(xiàn),小鼠四倍體胚胎具有發(fā)育缺陷,只能發(fā)育成胎盤等胚胎以外的結(jié)構(gòu)。ES細(xì)胞能夠誘導(dǎo)分化成胎兒所有的細(xì)胞類型,但很難分化成胎盤。四倍體胚胎與ES細(xì)胞嵌合體會使二者發(fā)育潛能相互補(bǔ)償,可得到ES小鼠,其中四倍體胚胎只能發(fā)育成胚外組織。下列敘述正確的是(D)A.嵌合體中的ES細(xì)胞可誘導(dǎo)分化成各種類型的細(xì)胞B.由嵌合體得到的ES小鼠的遺傳物質(zhì)來自四倍體胚胎和ES細(xì)胞C.嵌合體胚胎移植時,可通過對受體注射免疫抑制劑來提高移植成功率D.不同生物進(jìn)行胚胎移植的時間不同,但都不晚于囊胚期解析:ES細(xì)胞能夠誘導(dǎo)分化成胎兒所有的細(xì)胞類型,但ES細(xì)胞很難分化成胎盤,可見嵌合體中的ES細(xì)胞不能誘導(dǎo)分化成各種類型的細(xì)胞;四倍體胚胎與ES細(xì)胞嵌合體會使二者發(fā)育潛能相互補(bǔ)償,可得到ES小鼠,其中四倍體胚胎只能發(fā)育成胚外組織,所以嵌合體發(fā)育成的ES小鼠基因型與供體細(xì)胞ES細(xì)胞的基因型相同,遺傳物質(zhì)來自ES細(xì)胞;嵌合體胚胎發(fā)育至桑葚胚或囊胚期再移入與之生理狀態(tài)相同的小鼠子宮內(nèi)就可繼續(xù)發(fā)育,外來胚胎移入子宮不會引起免疫排斥,因此無須對受體注射免疫抑制劑來提高移植成功率。3.(2023·湖南張家界二模)常見的輔助生殖技術(shù)有兩種:一種叫人工授精,即通過人工的方法,把精液或者精子送到雌性的生殖道,達(dá)到增加懷孕概率的目的;第二種輔助生殖技術(shù)是試管動物,主要涉及體外受精、胚胎體外培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)。下列敘述錯誤的是(A)A.人工授精后形成的早期胚胎立即與母體子宮建立聯(lián)系B.輔助生殖技術(shù)不一定會用到胚胎移植C.與克隆動物不同,試管動物的培育屬于有性生殖D.人工授精和試管動物技術(shù)都要注意受體的生殖周期解析:人工授精后形成的早期胚胎在一定時間內(nèi)并未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系;如果是人工授精的方式進(jìn)行輔助生殖技術(shù),就不需要胚胎移植;克隆技術(shù)屬于無性繁殖,試管動物的培育涉及精卵結(jié)合,屬于有性生殖;受體的生殖周期將影響人工授精和試管動物技術(shù)的成功率。4.(2024·山東淄博模擬)科研人員從小鼠的皮膚細(xì)胞中提取出干細(xì)胞,并將這些干細(xì)胞重新編程為原始態(tài)的胚胎干細(xì)胞(ESCs)。通過表達(dá)相關(guān)基因,將ESCs分化成為原始內(nèi)胚層細(xì)胞和滋養(yǎng)層干細(xì)胞,并混合胚胎干細(xì)胞,將這三種細(xì)胞按照一定比例置入培養(yǎng)基培育3天,構(gòu)建出胚胎模型,然后將其置于“人造機(jī)械子宮”中進(jìn)行培養(yǎng)。這個小鼠的“合成胚胎”與自然胚胎非常相似,擁有一顆跳動的“心臟”、胎盤、卵黃囊,以及形成中的血管組織等,最終這個“合成胚胎”在存活了8天后死亡。下列說法正確的是(C)A.ESCs分化成原始內(nèi)胚層細(xì)胞和滋養(yǎng)層干細(xì)胞的過程不受基因控制B.“合成胚胎”具有與自然胚胎相同的結(jié)構(gòu)和功能C.“人造機(jī)械子宮”應(yīng)為無菌、無毒并添加有血清的液體環(huán)境D.早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)為將來合成器官組織用于移植和治療疾病提供了新途徑解析:ESCs分化成原始內(nèi)胚層細(xì)胞和滋養(yǎng)層干細(xì)胞的過程是細(xì)胞的分化過程,受基因的控制;“合成胚胎”在存活了8天后死亡,與自然胚胎的結(jié)構(gòu)和功能不同;“人造機(jī)械子宮”應(yīng)為無菌、無毒的液體環(huán)境,動物細(xì)胞的培養(yǎng)還應(yīng)該添加血清;胚胎工程為將來合成器官組織用于移植和治療疾病提供了新途徑,但僅靠早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)。5.(2023·湖南長沙聯(lián)考)動物細(xì)胞培養(yǎng)是動物克隆的基礎(chǔ),如下圖所示,a、b、c表示現(xiàn)代生物工程技術(shù),①②③分別表示其結(jié)果。下列說法正確的是(B)A.a如果是核移植技術(shù),則①體現(xiàn)了動物細(xì)胞的全能性B.b如果是體外受精技術(shù),②的產(chǎn)生屬于有性生殖,該技術(shù)為良種家畜快速大量繁殖提供了可能C.c如果是胚胎分割技術(shù),③中個體的基因型和表型一定相同D.①②③中的受體(代孕母體)均需經(jīng)過一定的激素處理,以達(dá)到超數(shù)排卵和同期發(fā)情的目的解析:a如果是核移植技術(shù),則①體現(xiàn)了動物細(xì)胞核的全能性;b如果是體外受精技術(shù),②的產(chǎn)生屬于有性生殖,該過程可獲得大量的胚胎,因而可為良種家畜快速大量繁殖提供了可能;胚胎分割技術(shù)所得個體的基因型完全相同,但表型不一定完全相同,因?yàn)楸硇瓦€受環(huán)境的影響;①②③過程中均需要胚胎移植技術(shù),其中的受體均需注射相關(guān)激素,以達(dá)到同期發(fā)情的目的,但不需要對受體進(jìn)行超數(shù)排卵。6.(2023·山東濰坊模擬)我國研究人員首次進(jìn)行了大熊貓異種克隆的研究工作,利用兔得到克隆大熊貓幼崽,標(biāo)志著異種核質(zhì)相容的問題得到解決。下圖是該研究的流程圖。下列說法正確的是(B)A.誘導(dǎo)超數(shù)排卵時選用孕激素,可以特異性地作用于性腺B.步驟甲可以將大熊貓供體細(xì)胞注入兔去核的MⅡ期卵母細(xì)胞中C.核移植成功后培育得到的重組胚胎在囊胚和原腸胚時期移入兔子宮為宜D.利用胚胎分割將桑葚胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)層細(xì)胞均等分割,可以得到同卵多胎解析:誘導(dǎo)超數(shù)排卵時選用促性腺激素,由于性腺上有其受體,故可作用于性腺;步驟甲可以將大熊貓供體細(xì)胞通過顯微注射法注入兔去核的MⅡ期卵母細(xì)胞中;核移植成功后培育得到的重組胚胎在桑葚胚或囊胚時期移入兔子宮為宜;利用胚胎分割將囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞均等分割,可以得到同卵多胎。7.(2023·遼寧沈陽模擬)第三代試管嬰兒技術(shù)(PGD/PGS)是對早期胚胎細(xì)胞進(jìn)行基因診斷和染色體檢測后再進(jìn)行胚胎移植,流程如圖所示。圖中檢測包括PGD、PGS(PGD是指胚胎植入前的基因診斷,PGS是指胚胎植入前的染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)檢測)。下列敘述正確的是(A)A.采集的卵子需培養(yǎng)至MⅡ期才能與獲能的精子進(jìn)行受精B.PGD和PGS技術(shù)可分別用于篩選唐氏綜合征和紅綠色盲C.進(jìn)行胚胎移植前需要對夫妻雙方進(jìn)行免疫檢查D.取“理想胚胎”的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞進(jìn)行PGS檢測以確定嬰兒性別解析:體外受精時,需要將所采集到的卵母細(xì)胞在體外培養(yǎng)至MⅡ期,才可以與獲能的精子完成受精作用;PGD是指胚胎植入前的基因診斷,可用于篩選紅綠色盲,PGS是指胚胎植入前的染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)檢測,可用于篩選唐氏綜合征;受體子宮對外來胚胎幾乎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),因此進(jìn)行胚胎移植前不需要對夫妻雙方進(jìn)行免疫檢查;取“理想胚胎”的滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行PGS檢測可以確定嬰兒性別。8.原腸運(yùn)動是指囊胚細(xì)胞有規(guī)則地移動,使未來的內(nèi)胚層和中胚層細(xì)胞遷入胚胎內(nèi)部,而未來的外胚層細(xì)胞鋪展在胚胎的表面,從而形成原腸胚,是早期胚胎發(fā)育最特殊的階段,細(xì)胞會從幾百個增加到幾千、幾萬個。下列說法正確的是(B)A.卵裂期胚胎中細(xì)胞數(shù)量不斷增加,胚胎總體積不斷增大B.如果早期胚胎不能正常孵化,胚胎就無法繼續(xù)發(fā)育C.取原腸胚外胚層細(xì)胞做染色體分析鑒定胚胎的性別D.囊胚細(xì)胞在胚胎早期發(fā)育時的分化程度是最大的解析:卵裂期胚胎中細(xì)胞數(shù)量不斷增加,胚胎總體積并不增加;取滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行性別鑒定;原腸胚階段在胚胎早期發(fā)育時分化程度最大。9.(2023·湖北武漢模擬)我國在靈長類轉(zhuǎn)基因動物研究方面達(dá)到世界領(lǐng)先水平。如圖是轉(zhuǎn)基因獼猴培育過程示意圖,據(jù)圖回答下列問題。(1)過程②中常用法將目的基因?qū)胧芫选?/p>

(2)如果過程⑤在體外進(jìn)行,那么卵母細(xì)胞需要培養(yǎng)到期,精子需要獲能。受精過程中(填結(jié)構(gòu)名稱)發(fā)生的生理反應(yīng)阻止多精入卵。

(3)若要同時獲得多只與此轉(zhuǎn)基因獼猴相同的小猴,可采用胚胎分割技術(shù),在對囊胚階段的胚胎分割時,要注意。(4)⑤精子和卵子在體外受精后,需將受精卵培養(yǎng)到時期再進(jìn)行過程⑦。過程⑥中的卵裂期胚胎總體積的變化情況為。解析:(1)過程②表示將目的基因?qū)胧芫?常采用的方法為顯微注射法。(2)⑤過程表示體外受精,在體外進(jìn)行,需要將所采集到的卵母細(xì)胞在體外培養(yǎng)到MⅡ期,才可以與獲能精子完成受精作用。受精過程中透明帶和卵細(xì)胞膜發(fā)生的生理反應(yīng)阻止多精入卵。(3)若要同時獲得多只與此轉(zhuǎn)基因獼猴相同的小猴,可對早期胚胎進(jìn)行胚胎分割,對囊胚期的胚胎進(jìn)行分割時,需要對囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行均等分割,否則會影響分割后胚胎的進(jìn)一步發(fā)育。(4)⑤精子和卵子在體外受精后,需將受精卵培養(yǎng)到桑葚胚或囊胚時期再進(jìn)行過程⑦,過程⑦為胚胎移植,過程⑥表示早期胚胎培養(yǎng),卵裂期是在透明帶內(nèi)進(jìn)行的,細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂,細(xì)胞數(shù)量不斷增加,但胚胎總體積并不增加。答案:(1)顯微注射(2)MⅡ透明帶和卵細(xì)胞膜(3)將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割(4)囊胚或桑葚胚不增加綜合提升練10.(多選)(2023·河北石家莊聯(lián)考)胚胎工程理論的發(fā)展和技術(shù)的應(yīng)用提高了良種奶牛的繁育速度,保證了我國高品質(zhì)牛奶的充足供應(yīng)。如圖表示繁殖良種奶牛以及獲取胚胎干細(xì)胞的流程,下列敘述正確的是(BD)A.體外受精與體內(nèi)受精不同的是體外受精前精子需要獲能B.進(jìn)行①胚胎分割后獲得的2個健康胚胎的遺傳性狀相同C.可從早期囊胚(b)中的滋養(yǎng)層細(xì)胞獲得胚胎干細(xì)胞(e)D.進(jìn)行②胚胎移植時能否成功,與供體和受體的生理狀態(tài)有關(guān)解析:體內(nèi)受精時,精子在雌性動物的生殖道內(nèi)獲能,體外受精前精子需要在專門的獲能液中獲能;進(jìn)行①胚胎分割屬于無性生殖,故分割后獲得的2個健康胚胎的遺傳性狀相同;可從早期囊胚(b)中的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞獲得胚胎干細(xì)胞;進(jìn)行②胚胎移植時能否成功,與供體和受體的生理狀態(tài)有關(guān)。11.(多選)(2024·河北邯鄲模擬)科學(xué)家利用基因編輯與克隆技術(shù)培育了十余種基因編輯豬,用于異種器官移植研發(fā)?；蚓庉嬝i的培育流程如圖所示,下列敘述正確的是(AB)A.可對1號豬注射促性腺激素以收集更多的卵母細(xì)胞B.對2號豬的細(xì)胞進(jìn)行基因編輯時,可除去抗原決定基因C.為提高胚胎移植成功率,可對2號豬和3號豬進(jìn)行同期發(fā)情處理D.若不考慮變異,4號豬的性狀與2號豬完全相同解析:促性腺激素可促進(jìn)卵泡的發(fā)育和排卵,對1號豬注射促性腺激素促進(jìn)其超數(shù)排卵,可收集更多的卵母細(xì)胞;除去2號豬細(xì)胞的抗原決定基因,可減輕器官移植時的免疫排斥反應(yīng);為提高胚胎移植成功率,應(yīng)對1號豬和3號豬進(jìn)行同期發(fā)情處理;4號豬的細(xì)胞核遺傳物質(zhì)來自經(jīng)過基因編輯的2號豬的細(xì)胞核,細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來自1號豬,故4號豬的性狀與2號豬不完全相同。12.(多選)(2024·遼寧朝陽月考)某研究院使用單倍體胚胎干細(xì)胞和基因編輯技術(shù)創(chuàng)造出了一種特殊的“染色體融合”小鼠,他們利用3種不同染色體的整合方案人為編輯染色體,將實(shí)驗(yàn)小鼠標(biāo)準(zhǔn)的40條染色體改造為38條。圖中展示的是該操作的流程,其中1過程是進(jìn)行染色體整合,2過程是將一個細(xì)胞注入另一個細(xì)胞。下列相關(guān)敘述中錯誤的是(BCD)A.1過程中發(fā)生的變異為染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)量變異B.2過程利用的方法是顯微注射,隨機(jī)將3種不同染色體整合細(xì)胞進(jìn)行融合C.4是內(nèi)細(xì)胞團(tuán),將來發(fā)育為胎膜和胎盤D.在進(jìn)行5前需要對受體小鼠進(jìn)行免疫檢測,防止小鼠對移植胚胎的排斥解析:1過程中發(fā)生了染色體數(shù)量的變異,從20條變?yōu)?9條,且在融合的過程中,進(jìn)行“染色體融合”,存在染色體結(jié)構(gòu)的變異;2過程的目的是使染色體數(shù)量加倍,使用方法是顯微注射,需要對兩個相同的單倍體細(xì)胞進(jìn)行融合操作;4是滋養(yǎng)層細(xì)胞,將來發(fā)育為胎膜和胎盤;小鼠子宮對外來胚胎一般不發(fā)生免疫排斥,所以不需要進(jìn)行免疫檢測。13.(2023·湖南長沙模擬)荷斯坦奶牛的產(chǎn)奶量很高,某良種公司引進(jìn)了純種荷斯坦奶牛,欲利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)良品種的快速繁殖,其操作流程設(shè)計如下圖,請回答下列問題。(1)胚胎工程的理論基礎(chǔ)是

。

(2)為了充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力,通過途徑1繁育小牛時,可以對供體進(jìn)行處理,但畢竟供體母牛提供的卵子總量有限,因而可通過途徑2,對早期胚胎進(jìn)行以提高胚胎的利用率,相對于途徑1、2,途徑3在提供胚胎數(shù)量方面具有更大優(yōu)勢的理由是

。

(3)為了繁育更多的母牛,除了途徑3外,途徑1、2都需要對早期胚胎進(jìn)行性別鑒定。LAMP法是利用可特異性識別牛胚胎細(xì)胞中存在的雄性特異核酸序列的引物及可特異性識別雌雄共同核酸序列的引物進(jìn)行核酸的擴(kuò)增反應(yīng),根據(jù)擴(kuò)增產(chǎn)物的有無進(jìn)行性別鑒定的方法。表LAMP法胚胎性別鑒定結(jié)果判定類別反應(yīng)液Ⅰ管反應(yīng)液Ⅱ管結(jié)果判定樣品1++雄性樣品2-+雌性樣品3+-需重做樣品4--需重做注:“+”表示有擴(kuò)增產(chǎn)物,“-”表示無擴(kuò)增產(chǎn)物。根據(jù)LAMP法性別鑒定的原理,在反應(yīng)液Ⅰ管中加入的是的引物,反應(yīng)液Ⅱ管中加入的是

的引物,樣品3、4需要重做的原因是

。

解析:(1)胚胎工程的理論基礎(chǔ)是哺乳動物受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律。(2)為了充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力,可以對供體進(jìn)行超數(shù)排卵處理,使其產(chǎn)生更多的卵細(xì)胞。由于供體母牛提供的卵子總量有限,因而可通過途徑2,對早期胚胎進(jìn)行胚胎分割以提高胚胎的利用率。途徑3中供體1提供細(xì)胞核,供體2提供細(xì)胞質(zhì),經(jīng)過核移植技術(shù)形成重組細(xì)胞,并發(fā)育形成早期胚胎,再移植到受體子宮發(fā)育成小牛,與途徑1、2相比,途徑3中供體1可提供大量的體細(xì)胞,而卵母細(xì)胞可由體質(zhì)健康和繁殖能力強(qiáng)的本地牛提供,來源廣泛。(3)LAMP法是利用可特異性識別牛胚胎細(xì)胞中存在的雄性特異核酸序列的引物及可特異性識別雌雄共同核酸序列的引物進(jìn)行核酸的擴(kuò)增反應(yīng),即反應(yīng)液管中加入的是特異性識別雄性特異核酸序列的引物或者是可特異性識別雌雄共同核酸序列的引物,樣品1判定結(jié)果是雄性,樣品1的反應(yīng)液Ⅰ管和Ⅱ管都有擴(kuò)增產(chǎn)物;樣品2判定結(jié)果是雌性,樣品2的反應(yīng)液Ⅱ管有擴(kuò)增產(chǎn)物,Ⅰ管沒有,因此判斷反應(yīng)液Ⅰ管中加入的是特異性識別雄性特異核酸序列的引物,反應(yīng)液Ⅱ管中加入的是特異性識別雌雄共同核酸序列的引物。無論雌雄,反應(yīng)液Ⅱ管中加入的是特異性識別雌雄共同核酸序列的引物,肯定會有擴(kuò)增產(chǎn)物存在,但表格中沒有擴(kuò)增產(chǎn)物,因此樣品3、4需要重做。答案:(1)哺乳動物受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律(2)超數(shù)排卵胚胎分割途徑3中供體1可提供大量的體細(xì)胞,而卵母細(xì)胞可由體質(zhì)健康和繁殖能力強(qiáng)的本地牛提供,來源廣泛(3)特異性識別雄性特異核酸序列特異性識別雌雄共同核酸序列反應(yīng)液Ⅱ管中加入的是特異性識別雌雄共同核酸序列的引物,理論上無論雌雄,反應(yīng)液Ⅱ管都能擴(kuò)增出產(chǎn)物第44講基因工程的基本工具和基本操作程序基礎(chǔ)鞏固