2025版高考生物二輪復(fù)習(xí)課件 限時(shí)練23 發(fā)酵工程與細(xì)胞工程

發(fā)酵工程與細(xì)胞工程限時(shí)練23

(時(shí)間：30分鐘

分值：50分)重點(diǎn)1發(fā)酵工程生產(chǎn)對(duì)人類有用的產(chǎn)品1.(2024·九省聯(lián)考廣西卷，9)我國(guó)勞動(dòng)人民很早就利用生物資源為生產(chǎn)和生活服務(wù)，如①公元前《書經(jīng)》記載“若作酒醴，爾惟曲蘗”；②晉朝《南方草木狀》記載，利用螞蟻撲滅柑橘害蟲；③北魏《齊民要術(shù)》記載“凡谷田，綠豆、小豆底為上”；④宋真宗時(shí)期，種人痘以防天花。上述應(yīng)用與微生物有關(guān)的是(

) A.①②③ B.②③④

C.①②④ D.①③④D解析

“若作酒醴，爾惟曲蘗”提到釀酒必須要用酒曲，酒曲富含酵母菌和霉菌等多種微生物，①正確；螞蟻撲滅柑橘害蟲，利用了捕食關(guān)系，與微生物無關(guān)，②錯(cuò)誤；由于豆科植物有固氮菌與之共生，所以種植豆科植物能夠肥田，③正確；種人痘以防天花，天花是天花病毒，④正確，故選D。2.(2024·九省聯(lián)考廣西卷，10)渥堆是六堡茶生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝，渥堆期間微生物分泌的多酚氧化酶可催化茶葉中的兒茶素(C15H14O6)形成黃紅色的氧化聚合物。要從渥堆茶葉樣品中篩選產(chǎn)多酚氧化酶的細(xì)菌，下表中培養(yǎng)基配方設(shè)計(jì)最合理的是(注：“－”表示不添加；“＋”表示添加。)(

)B解析甲培養(yǎng)基沒有兒茶素，無法篩選，A不合理；乙培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基，且含有碳源、氮源、無機(jī)鹽、水、兒茶素，B合理；丙培養(yǎng)基沒有氮源，產(chǎn)多酚氧化酶的細(xì)菌無法生存，C不合理；丁未加入瓊脂，液體培養(yǎng)基無法篩選，D不合理。3.(2024·江西卷，11)井岡霉素是我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的一種氨基寡糖類抗生素，它由吸水鏈霉菌井岡變種(JGs，一種放線菌，菌體呈絲狀生長(zhǎng))發(fā)酵而來，在水稻病害防治等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。下列關(guān)于JGs發(fā)酵生產(chǎn)井岡霉素的敘述，正確的是(

)A.JGs可發(fā)酵生產(chǎn)井岡霉素，因?yàn)樗心軌蚓幋a井岡霉素的基因B.JGs接入發(fā)酵罐前需要擴(kuò)大培養(yǎng)，該過程不影響井岡霉素的產(chǎn)量C.提高JGs發(fā)酵培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度，會(huì)提高井岡霉素的產(chǎn)量D.稀釋涂布平板法不宜用于監(jiān)控JGs發(fā)酵過程中活細(xì)胞數(shù)量的變化D解析據(jù)題可知，井岡霉素是氨基寡糖類物質(zhì)，并非蛋白質(zhì)，因而其不是基因表達(dá)的直接產(chǎn)物，JGs體內(nèi)沒有編碼井岡霉素的基因，基因通過控制相關(guān)酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制JGs發(fā)酵生產(chǎn)井岡霉素，A錯(cuò)誤；JGs接入發(fā)酵罐前需要擴(kuò)大培養(yǎng)，該過程會(huì)影響JGs的數(shù)量，進(jìn)而影響井岡霉素的產(chǎn)量，B錯(cuò)誤；在一定范圍內(nèi)提高JGs發(fā)酵培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度，會(huì)提高井岡霉素的產(chǎn)量，但若濃度過大，反而會(huì)降低井岡霉素的產(chǎn)量，C錯(cuò)誤；JGs是一種放線菌，菌體呈絲狀生長(zhǎng)，形成的菌落難以區(qū)分，因此稀釋涂布平板法不宜用于監(jiān)控JGs發(fā)酵過程中活細(xì)胞數(shù)量的變化，D正確。重點(diǎn)2通過細(xì)胞工程獲得有用的生物體或其產(chǎn)品4.(2024·九省聯(lián)考黑、吉卷，7)《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(guó)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(cuò)誤的是(

)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(zhǎng)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D解析應(yīng)用微型繁殖技術(shù)，采用莖尖作為外植體可獲得大量櫻桃脫毒苗，A正確；由于芽原基和葉原基分裂能力旺盛，因而可以選用櫻桃幼嫩的芽原基和葉原基作外植體，B正確；生長(zhǎng)素是由色氨酸經(jīng)過一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的，因此，用富含色氨酸的培養(yǎng)基有利于櫻桃幼嫩的芽合成生長(zhǎng)素，C正確；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，D錯(cuò)誤。5.(2024·九省聯(lián)考江西卷，11)脂質(zhì)體可作為運(yùn)載工具，將藥物分子運(yùn)送到特定的細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用。為了提高藥物運(yùn)送的特異性，可在脂質(zhì)體表面連接識(shí)別特定細(xì)胞的單克隆抗體，形成藥物—脂質(zhì)體—單克隆抗體復(fù)合物(見圖)。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)AA.脂質(zhì)體的作用是幫助復(fù)合物通過主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入特定細(xì)胞內(nèi)B.可將雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠腹腔內(nèi)來獲取大量的單克隆抗體C.復(fù)合物中的藥物借助單克隆抗體和細(xì)胞表面抗原的相互作用來實(shí)現(xiàn)運(yùn)送的特異性D.單克隆抗體的制備需使用特定的選擇培養(yǎng)基來篩選雜交瘤細(xì)胞解析脂質(zhì)體的作用是幫助復(fù)合物通過胞吞進(jìn)入特定細(xì)胞內(nèi)，A錯(cuò)誤；可將雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠腹腔內(nèi)來獲取大量的單克隆抗體，也可在體外培養(yǎng)，B正確；單克隆抗體和細(xì)胞表面抗原可以特異性結(jié)合，運(yùn)送藥物到特定的細(xì)胞，藥物起到殺傷作用，C正確；需使用特定的選擇培養(yǎng)基選擇出雜交瘤細(xì)胞，D正確。6.(2024·甘肅卷，15)蘭州百合栽培過程中易受病毒侵染，造成品質(zhì)退化。某研究小組嘗試通過組織培養(yǎng)技術(shù)獲得脫毒苗，操作流程如圖。下列敘述正確的是(

)DA.①為脫分化過程，1號(hào)培養(yǎng)基中的愈傷組織是排列規(guī)則的薄壁組織團(tuán)塊B.②為再分化過程，愈傷組織細(xì)胞分化時(shí)可能會(huì)發(fā)生基因突變或基因重組C.3號(hào)培養(yǎng)基用于誘導(dǎo)生根，其細(xì)胞分裂素濃度與生長(zhǎng)素濃度的比值大于1D.百合分生區(qū)附近的病毒極少，甚至無病毒，可以作為該研究中的外植體解析在脫分化過程中，1號(hào)培養(yǎng)基中的愈傷組織是排列不規(guī)則的薄壁組織團(tuán)塊，A錯(cuò)誤；基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，而愈傷組織細(xì)胞的分化過程是有絲分裂，所以愈傷組織細(xì)胞分化時(shí)可能會(huì)發(fā)生基因突變，但不會(huì)發(fā)生基因重組，B錯(cuò)誤；3號(hào)培養(yǎng)基用于誘導(dǎo)生根，其細(xì)胞分裂素濃度與生長(zhǎng)素濃度的比值應(yīng)該小于1，C錯(cuò)誤。7.(2024·貴州卷，21)研究者用以蔗糖為唯一碳源的液體培養(yǎng)基，培養(yǎng)真菌A的野生型(含NV基因)、突變體(NV基因突變)和轉(zhuǎn)基因菌株(轉(zhuǎn)入NV基因)，檢測(cè)三種菌株NV酶的生成與培養(yǎng)液中的葡萄糖含量，結(jié)果如表所示(表中“＋”表示有，“－”表示無)。檢測(cè)用菌株蔗糖NV酶葡萄糖(培養(yǎng)液中)野生型＋＋＋野生型－－－突變體＋－－轉(zhuǎn)基因菌株＋＋＋回答下列問題：(1)據(jù)表可推測(cè)________誘導(dǎo)了NV基因表達(dá)。NV酶的作用是________________________________________________________________。檢測(cè)NV酶活性時(shí)，需測(cè)定的指標(biāo)是______________________________________________________________________________________(答出1點(diǎn)即可)。蔗糖催化蔗糖轉(zhuǎn)化成葡萄糖

單位時(shí)間單位體積的培養(yǎng)液中葡萄糖的增加量(或者蔗糖的減少量)(2)表中突變體由T－DNA隨機(jī)插入野生型菌株基因組DNA篩選獲得。從野生型與突變體中分別提取基因組DNA作為模板，用與________(填“T－DNA”或“NV基因”)配對(duì)的引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增。若突變體擴(kuò)增片段長(zhǎng)度________(填“>”“＝”或“<”)野生型擴(kuò)增片段長(zhǎng)度，則表明突變體構(gòu)建成功，從基因序列分析其原因是__________________________________________________________________________________________________________________________。NV基因>

與野生型相比，突變體是由T－DNA插入NV基因中，使NV基因發(fā)生了堿基對(duì)的增添而引起的，因此突變體相應(yīng)基因的序列更長(zhǎng)(3)為進(jìn)一步驗(yàn)證NV基因的功能，表中的轉(zhuǎn)基因菌株是將NV基因?qū)隷_______細(xì)胞獲得的。在構(gòu)建NV基因表達(dá)載體時(shí)，需要添加新的標(biāo)記基因，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。突變體突變體的T－DNA上會(huì)存在相應(yīng)的標(biāo)記基因，干擾NV基因表達(dá)載體導(dǎo)入成功與否的檢測(cè)解析

(1)據(jù)表中野生型菌株的兩組結(jié)果對(duì)比分析可知，如果培養(yǎng)液中添加了蔗糖，NV基因就會(huì)表達(dá)形成NV酶，否則沒有NV酶的形成，由此推測(cè)蔗糖誘導(dǎo)了NV基因表達(dá)。表中結(jié)果表明，當(dāng)蔗糖和NV酶同時(shí)存在時(shí)，培養(yǎng)液中就會(huì)出現(xiàn)葡萄糖，由此說明NV酶的作用是催化蔗糖轉(zhuǎn)化成葡萄糖。酶的活性可以用單位時(shí)間單位體積反應(yīng)物的減少量或者生成物的增加量表示，因此NV酶的活性可以用單位時(shí)間單位體積的培養(yǎng)液中葡萄糖的增加量(或者蔗糖的減少量)表示。(2)根據(jù)題意，突變體是由T－DNA隨機(jī)插入野生型菌株，使NV基因發(fā)生了突變產(chǎn)生的，說明T－DNA使NV基因發(fā)生了堿基對(duì)的增添，即突變體中NV基因突變后的序列比野生型的NV基因序列更長(zhǎng)，所以用與NV基因配對(duì)的引物進(jìn)行擴(kuò)增，擴(kuò)增的結(jié)果是突變體擴(kuò)增片段的長(zhǎng)度更長(zhǎng)，則表明突變體構(gòu)建成功。(3)為了進(jìn)一步驗(yàn)證NV基因的功能，在突變體(NV基因突變)細(xì)胞中，轉(zhuǎn)入NV基因，以便將轉(zhuǎn)基因植株與突變體(NV基因突變)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。由于突變體的T－DNA上會(huì)存在原有的標(biāo)記基因，干擾NV基因表達(dá)載體導(dǎo)入成功與否的檢測(cè)，因此在構(gòu)建NV基因表達(dá)載體時(shí)，需要添加新的標(biāo)記基因。8.(2024·江西卷，17)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一種聚酯塑料，會(huì)造成環(huán)境污染。磷脂酶可催化PET降解。為獲得高產(chǎn)磷脂酶的微生物，研究人員試驗(yàn)了2種方法?；卮鹣铝袉栴}： (1)方法1從土壤等環(huán)境樣品中篩選高產(chǎn)磷脂酶的微生物。以磷脂酰乙醇胺(一種磷脂類物質(zhì))為唯一碳源制備________培養(yǎng)基，可提高該方法的篩選效率。除碳源外，該培養(yǎng)基中至少還應(yīng)該有________、________、________等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。 (2)方法2采用___________________________________________技術(shù)定向改造現(xiàn)有微生物，以獲得高產(chǎn)磷脂酶的微生物。除了編碼磷脂酶的基因外，該技術(shù)還需要________、______________、________等“分子工具”。選擇氮源水無機(jī)鹽轉(zhuǎn)基因(或重組DNA或基因工程)限制酶DNA連接酶載體(3)除了上述2種方法之外，還可以通過________技術(shù)非定向改造現(xiàn)有微生物，篩選獲得能夠高產(chǎn)磷脂酶的微生物。(4)將以上獲得的微生物接種到鑒別培養(yǎng)基(在牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基中添加2%的瓊脂粉和適量的卵黃磷脂)平板上培養(yǎng)，可以通過觀察卵黃磷脂水解圈的大小，初步判斷微生物產(chǎn)磷脂酶的能力，但不能以水解圈大小作為判斷微生物產(chǎn)磷脂酶能力的唯一依據(jù)。從平板制作的角度分析，其原因可能是___________________________________________________________________。誘變育種培養(yǎng)基的卵黃磷脂的含量、pH和滅菌是否徹底等都會(huì)影響水解圈的大小解析

(1)以磷脂酰乙醇胺為唯一碳源的培養(yǎng)基可篩選產(chǎn)磷脂酶的微生物，這樣的培養(yǎng)基為選擇培養(yǎng)基。微生物培養(yǎng)基所含的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有碳源、氮源、水和無機(jī)鹽等。(2)定向改造現(xiàn)有微生物的方法為轉(zhuǎn)基因技術(shù)(或重組DNA技術(shù)或基因工程)，轉(zhuǎn)基因操作使用的工具有限制酶、DNA連接酶和載體。(3)利用物理因素(如紫外線、X射線等)或化學(xué)因素(如亞硝酸鹽等)處理生物，可使生物發(fā)生基因突變，創(chuàng)造出人類需要的新品種，由于基因突變具有不定向性，因此誘變育種技術(shù)為非定向改造生物的技術(shù)。(4)培養(yǎng)基的卵黃磷脂的含量、培養(yǎng)基pH的大小、培養(yǎng)基滅菌不徹底導(dǎo)致其他雜菌產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物等均有可能影響水解圈的大小。9.(2024·廣東卷，21)駒形桿菌可合成細(xì)菌纖維素(BC)并將其分泌到胞外組裝成膜。作為一種性能優(yōu)異的生物材料，BC膜應(yīng)用廣泛。研究者設(shè)計(jì)了酪氨酸酶(可催化酪氨酸形成黑色素)的光控表達(dá)載體，將其轉(zhuǎn)入駒形桿菌后構(gòu)建出一株能合成BC膜并可實(shí)現(xiàn)光控染色的工程菌株，為新型紡織原料的綠色制造及印染工藝升級(jí)提供了新思路(圖一)。圖一回答下列問題：(1)研究者優(yōu)化了培養(yǎng)基的____________________________(答兩點(diǎn))等營(yíng)養(yǎng)條件，并控制環(huán)境條件，大規(guī)模培養(yǎng)工程菌株后可在氣液界面處獲得BC菌膜(菌體和BC膜的復(fù)合物)。圖一碳源、氮源(2)研究者利用T7噬菌體來源的RNA聚合酶(T7RNAP)及藍(lán)光光敏蛋白標(biāo)簽，構(gòu)建了一種可被藍(lán)光調(diào)控的基因表達(dá)載體(光控原理見圖二a，載體的部分結(jié)構(gòu)見圖二b)。構(gòu)建載體時(shí)，選用了通用型啟動(dòng)子PBAD(被工程菌RNA聚合酶識(shí)別)和特異型啟動(dòng)子PT7(僅被T7RNAP識(shí)別)。為實(shí)現(xiàn)藍(lán)光控制染色，啟動(dòng)子①②及③依次為__________________，理由是___________________________________________________________________________________________________________。PT7、PBAD和PBAD

基因2和3正常表達(dá)無活性產(chǎn)物，被藍(lán)光激活后再啟動(dòng)基因1表達(dá)注：基因1編碼酪氨酸酶，基因2編碼T7RNAPN端－nMag，基因3編碼pMag－T7RNAPC端。

圖二(3)光控表達(dá)載體攜帶大觀霉素(抗生素)抗性基因。長(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)時(shí)在培養(yǎng)液中加入大觀霉素，其作用為______________________________________(答兩點(diǎn))。(4)根據(jù)預(yù)設(shè)的圖案用藍(lán)光照射已長(zhǎng)出的BC菌膜并繼續(xù)培養(yǎng)一段時(shí)間，隨后將其轉(zhuǎn)至染色池處理，發(fā)現(xiàn)只有經(jīng)藍(lán)光照射的區(qū)域被染成黑色，其原因是___________________________________________________________________。