2024年高考生物一輪練習（學生）：第十單元生物技術與工程

第十單元

解惑練4PCR技術拓展應用

應用I：反向PCR測定未知DNA區(qū)域

當DNA的某些序列已知，而需要擴增已知序列兩端的未知序列時，可采用反向PCR技

術。原理：用限制性內切核酸的切割該DNA,隨后使用DNA連接隨將獲得的酶切產物環(huán)化,

這樣就獲得了已知序列兩例J攜帶有未知序列的環(huán)狀DNA分子。以該已知序列為模板設計一

對相反方向的特異性引物，該引物對已知序列反向，但對未知序列卻是相向的，從而得以擴

增出未知序列。

應用2：PCR定點突變技術

該技術要使用四條引物。其中引物2和3的突起處代表與模板鏈不能互補的突變位點，

而這兩條引物有部分堿基（包括突變位點）是可以互補的。因此，分別利用引物1和2,引物3

和4進行PCR后，得到的DNA片段可以通過引物2和3互補的堿基雜交在一起，再在DNA

聚合酶的作用下延伸，就能成為一條完整的DNA片段。最后，用引物1和4進行擴增得到

含有突變位點的DNA片段。通過測序可以檢驗定點突變是否成功。

應用3：（實時）熒光定量PCR（RT-PCR）

先從樣本中提取RNA,RNA中可能有新冠病毒的RNA,同時也存在很多采樣患者的組

織和存在于采樣部位的微生物的RNA。通過逆轉錄酶將樣本的RNA逆轉錄為cDNA,并進

行PCR擴增，在PCR反應體系中，包含一對特異性引物以及一個Taqman探針，該探針為

段特異性寡核甘酸序列，兩端分別標記了報行熒光基團和淬滅熒光基團。探針完整時，報

告基團發(fā)射的熒光信號被淬滅基團吸收；若反應體系存在靶序列，PCR反應時探針與模板結

合，DNA聚合的沿模板利用酹的外切的活性將探針降解，報告基團與淬滅基團分離，發(fā)出熒

光。每擴增一條DNA鏈，就有一個熒光分子產生。熒光定量PCR儀能夠監(jiān)測出熒光到達預

先設定閾值的循環(huán)數(shù)（Ct值）與病毒核酸濃度有關，病毒核酸濃度越高，Ct值越?。ㄈ鐖D）。

探針

1.熱變性

引物淬滅熒

丁售r熒光基團光基團

2.弓|物復性/探針與模板的雜交

聚合酶◎探針雜交電

""Il_III_Fl

[1I][I]111I]1111

3.延伸反應

為4

1.如圖所示，在一段未知序列的突變體DNA片段中，插入了己知序列的T—DNA,要想對

T-DNA兩側的未知序列進行測序，下列做法正確的是（）

未知序列引物①T-,DNA引物②未知序列

11I

’限制前切點引物③引物④限制施切點

突變體DNA

A.用引物①和引物④直接進行PCR擴增之后再測序

B.用引物②和引物③直接進行PCR擴增之后再測序

C.用DNA連接酶連接成環(huán)狀后，再用引物①④PCR擴增后測序

D.用DNA連接酹連接成環(huán)狀后，再用引物②③PCR擴增后測序

2.重疊延伸PCR技術是采用具有互補末端的引物，使PCR產物形成重疊鏈，從而在隨后的

擴增反應中通過重疊鏈的延伸，獲得想要的FI的基因。某科研團隊運用重疊延伸PCR技術在

水蛭素基因的特定位點引入特定突變，以實現(xiàn)基因的定點突變，原理如圖。下列說法錯誤的

是（）

,擬突變位點

5'---------A----------3'

5'------------------3'

。A

3'------------------5，

突變后的基因

注：引物凸起處代表與模板鏈不能互補的突變位點。

A.過程②需要含M/+的緩沖液、DNA模板、引物、4種脫氧核昔酸、耐高溫的DNA聚合

酶等

B,若引物1、引物2組成的反應系統(tǒng)和引物3、引物4組成的反應系統(tǒng)中均進行一次DNA

分子的復制后，一共會產生2種DNA分子

C.經過程④獲得的雜交DNA有2種，其中只有?種可以經過程⑤獲得目的基因

D.過程⑤使用耐高溫的DNA聚合酶延伸，不需要引物

3.（2023?北京順義區(qū)高三檢測）基因定點突變是指按照特定的要求，使基因的特定序列發(fā)生插

入、刪除、置換、重排等變異。下圖甲是一種PCR介導的基因定點突變示意圖，圖乙是研究

人員利用基因Ml構建基因表達載體的過程。請回答下列問題：

一引物2

5'——基因用

3'--J

.，弓I物4

AB

_________________________基因MJ

注：1代表辭切位點；

：：：：：：代表兩端特定DNA序列。

甲

BamH1G*GATCC

“EdHIA*AGCTT

Pat1CTGCA*G

乙

⑴進行基因定點突變的PCR反應體系中，除加入引物和模板DNA外，一般還需要加入

;圖甲所示的基因定點突變技術需要次PCR：獲

得產物A需要的引物是o

(2)研究人員對PCR的中間產物A、B進行純化后，利用圖中相關酶對基因M和產物A、B

進行充分酶切后得到不同的片段，長度(kb)如下表，則圖中基因敲除片段的長度為

，基因的長度為o

項目基因MAB

長度3.24.2.8、0.15、0.132.8、0.093.24、0.05

(3)通過圖甲過程獲得的基因M/仍需要大量擴增，此時選擇的引物是,為了

與圖乙中的Ti質粒相連，還需要分別在它們的端引入限制酶的識別序列。

(4)構建基因表達載體時，Ml基因必需插入到Ti質粒的中，原因是

4.(2023?河北唐山一中高三模擬)”實時熒光定量qPCR”是新冠疫情防控的一把利刃，通常

在1?2h內即可得到檢測結果。Taqman探針是實時熒光定量RT—PCR技術中的一種常用探

針(如圖1),其5'端連接熒光基團(R),3'端連接淬滅劑(Q)。當探針完整時,R發(fā)出的熒光

信號被Q吸收而不發(fā)熒光，在PCR擴增過程中，當7?〃/DNA聚合酣遇到探針時會使探針水

解而釋放出游離的R和Q,R發(fā)出的熒光信號被相應儀器檢測到，熒光信號的累積與PCR產

物數(shù)量完全同步(如圖2)。請據(jù)圖回答卜.列問題：

病毒樣品RNA

雙鏈DNA

引物、探針與模板鏈結合?Taqman探針

引物1殿/aqman殊計

引蕩2

新璉延伸遇到探針

；TaqDNA；,"'、里點梅y-

Taqman探針

77四酹切割探針''、*合七，、一"

_網熒光上電耳以麗

TagDN&

環(huán)L

儀器檢測1]:TaqD嬴'[索下險1——

新鏈聚合完成''、黝抬|

基團即⑼淬滅劑

圖1圖2

(1)結合圖1和圖2分析，“熒光RT-PCR技術”所用的試劑盒中通常都應該含有,酶、

酶、Taqman探針、弓|物、dNTP、Mg2\緩沖劑等。這種分子層面

的熒光RT-PCR檢測具有特異性和靈敏性都很高的特點，主要與試劑盒中的、

_______________有關。

⑵根據(jù)Taqman探針功能分析，探針中堿基序列的設計應主要依據(jù)

。新冠病毒是冠狀病毒大家庭中新的一員，其堿基序列與引起

SARS的冠狀病毒堿基序列有79.5%的相似性，與流感病毒堿基相似度也較高，囚此在設計

Taqman探針時應篩選出該病毒特有的序列，以避免(填“假陰性”或“假陽

性”)的出現(xiàn)。

(3)根據(jù)圖1和圖2,TbqDNA聚合酶除了能催化DNA子鏈的延伸，還能。

(4)若每分子探針水解釋放的R基團熒光強度為定值a,則反應體系中某時刻熒光信號強度(Rn)

主要與、有關。在檢測過程中，隨著PCR的進行，反應產物

不斷累積，“雜交雙鏈”靈光信號的強度也等比例增加，增加了檢測結果的準確性，一般要

達到或超過閾值時才確診?？赏ㄟ^熒光強度的變化監(jiān)測產生量的變化從而得到一條熒光擴增

曲線圖(如圖3)?！捌脚_期”出現(xiàn)的最可能的原因是試劑盒中等有限，超出

一定的循環(huán)數(shù)后，熒光標記的“雜交雙鏈”不再增加。

(

留

醺

*

松

C

X

⑸雖然熒光RT—PCR是當前被廣泛認可的檢測手段之一，但是不斷有“假陰性”現(xiàn)象報道,

通過上述過程分析，“假陰性”的可能原因有（填字母）。

a.通過咽拭子取樣不規(guī)范或取樣所獲樣本量不足

b.在樣本運輸、檢測中出現(xiàn)了損壞和污染

c.病毒相應關鍵序列發(fā)生了基因突變

第十單元

解惑練5CRISPR/Cas9技術

1.CRISPR/Cas9技術敲除掉部分基因原理

(I)CRISPR/Cas9是細菌的一種后人免疫防御機制——CRISPR序列示意圖如下(其中，菱形框

表示高度可變的間隔序列，正方形表示相對保守的重復序列)，其中的“間隔序列”來源于病

毒或外源質粒的一小段DNA,是細菌對這些外來入侵者的“記錄”。

(2)病毒或外源質粒上存在“原間隔序列”，“間隔序列”正是與它們互相對應。“原間隔序

列”的選取并不是隨機的，這些原間隔序列的兩端向外廷伸的幾個堿基往往都很保守，我們

稱為PAM(原間隔序列臨近基序)。

釀噥鏈球曲

病有DNA

,,CRISPRIXSAMUW,創(chuàng)

2逡出一個

UCR1SPRRNA的r分W介.就像樣用

RSAiflttlJCRISPRRNA

制成更小的片段

WftDNA

(3)當病毒或外源質粒DNA首次入侵到細菌體內時，細菌會對外源DNA潛在的PAM序列進

行掃描識別，將臨近PAM的序列作為候選的“原間隔序列”，將其整合到細菌基因組上

CRISPR序列中的兩個“重復序列”之間。這就是“間隔序列”產生的過程。

(4)當外源質?；虿《驹俅稳肭炙拗骶鷷r，會誘導CRISPR序列的表達。同時，在CRISPR序

列附近還有一組保守的蛋白編碼基因，稱為Cas基因。CRISPR序列的轉錄產物CRISPRRNA

和C爾基因的表達產物等一起合作,通過對PAM序列的識別，以及“間隔序列”與外源DNA

的堿基互補配對，來找到外源DNA上的靶序列，并對其切割，降解外源DNA。這也就實現(xiàn)

了對病毒或外源質粒再次入侵的免疫應答。

2.CRISPR/Cas9技術的運用和發(fā)展

(1)具體運用如下圖所示，在待敲除基因的上下游各設計一條向導RNA(指導RNA),將其與

含有Cas9蛋白編碼基因的質粒一同轉入細胞中，向導RNA通過堿基互補配對可以靶向PAM

附近的目標序列，Cas9蛋白會使該基因上下游的DNA雙鏈斷裂。對于DNA雙鏈的斷裂這

一生物事件，生物體自身存在著DNA損傷修復的應答機制，會將斷裂上下游兩端的序列連

接起來，從而實現(xiàn)了細胞中目標基因的敲除。

研究人員能夠讓細如果研究人員想要插入、修

胞自身修復DNA中復或編輯某個基因，他們可

的切口。在大多數(shù)以特別為此設計一個小型DNA

情況下,這會讓基模板。當細胞修復基因組中

因功能被關閉的切口時，它會使用模板，基

因組中的編碼因此會改變

曲嚷修復模板

易出京的修復二二二二二I：：

插后JDNA

（2）CRISPR/Cas9基因魔剪：當研究人員要用基因魔剪來編輯?個基因組時，他們會人工構建

一個指導RNA,它與將要被切割的DNA代碼相匹配。魔剪蛋白Cas9與指導RNA形成復合

物，將魔剪帶到基因組中將要進行切割的地方。

（3）原始的CRISPR/Cas9會由于RNA定位偏差而出現(xiàn)脫靶效應，現(xiàn)在通過改進，可以大幅降

低脫靶效應。同時還發(fā)現(xiàn)了一些新的系統(tǒng)，除了最開始的Cas9,后面又找到了Casl2的一系

列酶，機理上有一定不同，但還是用以切割DNA；還有Casl3則用于切割RNA?；贑asl2

和Casl3的開發(fā)以及機制研究，又發(fā)展出了新的工具用7快速檢測病毒，效率可以達到幾分

鐘檢測一個樣品，并且用到了現(xiàn)在的新冠病毒檢測中。

【跟蹤訓練】

1.CRISPR/Cas9基因編輯技術源于細雨抵御噬菌體的機理研究。細菌被特定噬菌體感染后，

細菌Cas2會隨機切斷入侵的噬菌體DNA雙鏈，并將切下的?個DNA片段（原型間隔序列）

插入CRISPR位點（由間隔序列和重復序列交替排列組成的基因序列）的重復序列中，構成新

的間隔序列，形成“免疫記憶”。當同種噬菌體再次入侵時，由CRISPR位點的新的間隔序

列轉錄產生的crRNA便會將另?種蛋白質（如Cas9）準確帶入到入侵者的原間隔序列DNA處，

并將之切斷，即“免疫滅殺”。CRISPR/Cas9基因編輯技術中，sgRNA（單向導RNA）是根據(jù)

靶基因設計的引導RNA,準確引導Cas9切割與sgRNA配對的靶基因DNA序列,CRISPR/Cas9

系統(tǒng)進行基因編輯時，對DNA序列中的原型間隔序列相鄰基序具有較高的編輯效率，如圖

所示?；卮鹣铝袉栴}：

原型間隔序列

5'

3'

引導序列■nnO

sgRNA

(1)細菌Cas2基因表達Cas2的過程需要細菌提供等原料，Cas2和

Cas9在功能上都屬于酶，可催化鍵水解。

(2)CRISPR/Cas9系統(tǒng)中的sgRNA與細菌體內的功能相同，都可以與相應靶基

因序列發(fā)生堿基互補配對c細菌利用該防御機制可以有效抵抗噬菌體的二次入侵，但是仍然

會有部分噬菌體能夠繼續(xù)侵染已經獲得免疫能力的宿主茵，原因可能是

(3)CRISPR/Cas9基因編輯技術存在一定的脫靶效應：正常情況下，sgRNA通過20個核甘酸

長度的引導序列與目標DNA序列發(fā)生堿基互補配對準確識別需要編輯的位點，然而有時會

發(fā)生第18?20個堿基不匹配的情況，此時，Cas9可通過一個手指狀的結構緊緊抓住錯配區(qū)

穩(wěn)定住RNA-DNA雙鏈，從而為Cas9切割DNA鋪平道路，但這可能會導致Cas9在錯誤的

基因位點切割雙鏈DNA,從而引發(fā)潛在風險。清就如何降低脫靶效應，提出可能的思路：

2.(2023?河南安陽高三模擬)CRISPR/Cas9基因編輯技術可以按照人們的意愿精準剪切、改變

任意靶基因的遺傳信息，其原理是由一條單鏈向導RNA(sgRNA)引導Cas9蛋白到一個特定

的基因位點進行切割，從而達到基因定點敲除、敲入、突變的目的。通過設計向導RNA中

20個堿基的識別序列，可人為選擇DNA上的目標位點進行切割(如圖所示)。請據(jù)圖分析問

答卜列問題：

目標DNA

目標DNA

(1)CRISPR/Cas9基因編輯技術中，sgRNA是根據(jù)靶基因設計的向導RNA,準確引導Cas9切

割與sgRNA配對的靶基因DNA序列。Cas9借助向導RNA對目標DNA分子進行精準定位,

依賴于_____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________?

Cas9蛋白能對目標位點進行準確切割，是因為

____________________________________________________________________________________0

(2)在使用Cas9對不同目標DNA進行編輯時，應使用Cas9蛋白和(填“相同”或

“不同”)的向導RNA進行基因編輯。在設計向導RNA識別序列時，若目標DNA的。鏈切

點附近序列為…GAATCTCCA…，則向導RNA上識別序列為

____________________________________________________________________________________O

(3)已知玉米中賴氨酸含量較低，原因是與賴氨酸合成過程中的兩個關鍵酶一天冬氨酸激酶

和二氫毗咤二段酸合成酶的活性，受細胞內賴氨酸濃度影響較大。當賴氨酸濃度達到一定量

時就影響這兩種酶的活性，從而使賴氨酸含量很難提高，不能滿足需求?，F(xiàn)使用CRISPR/Cas9

基因編輯技術對天冬氨酸激酶和二氫毗咤二竣酸合成的基因進行改造，首先需要構建由啟動

子、(目的基因)、標記基因、終止子等組成的基因表

達載體，然后使用法導入玉米細胞，完成轉化后CRISPR/Cas9系統(tǒng)可在玉米體

細胞中特定的基因位點改寫遺傳信息，再經______________________技術培育成賴氨酸高產

的玉米植株。

第十單元

課時練1傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用、發(fā)醵工程及其應用

一、選擇題

I.（2023?河南安陽高三期末）山東醬豆的制作要經過兩次發(fā)酵。第一階段以大豆為主要原料，

利用毛霉、曲霉或細菌的作用，分解大豆蛋白質。第二階段以蔬菜與發(fā)酵過的大豆為主，進

行乳酸發(fā)酵。下列敘述正確的是（）

A.第一階段在空氣中發(fā)醉時保濕，有利于霉菌的菌絲生長

B.第二階段定期通入空華有利于乳酸菌活動

C.毛霉、曲霉產生的蛋白酶能促進大豆蛋白質、脂肪分解，可以豐富營養(yǎng)成分

D.乳酸發(fā)酵能促進蔬菜中纖維素水解，損失了營養(yǎng)

2.《本草綱目》中記載了限制燒酒的過程：以糯米或硬大等蒸熟，“釀甕中七日……入甑蒸

令汽上，用器承取滴露”，“凡酸壞之酒，皆可蒸燒”。下列說法正確的是（）

A.為使酵母菌進行酒精發(fā)酵，釀制時“甕”應裝滿后密封

B.“糯米或粳米”中所含物質只能為微生物提供碳源和氮源

C.在利用酵母菌發(fā)酵的“七日”中，水和酒精是同時產生的

D.發(fā)酵過程中密封不嚴，醋酸菌將酒精轉化為乙酸使酒“酸壞”

3.（2023?河北邯鄲高三模擬）黃酒是中國特產，為世界三大古酒之一。關于黃酒的釀造方法,

《古遺六法》中描述道：秫稻必齊，曲窠必時，湛熾必潔，水泉必香，陶器必良，火齊必得（注:

曲藤主要指酒曲，酒熾是指浸泡和蒸煮）。下列敘述錯誤的是（）

A.黃酒中的酒精是酵母菌利用“秫稻”在無氧條件下的代謝產物

B.曲孽必時，可能是受酵母菌的生長繁殖需要適宜的溫度等的影響

C.湛熾必潔，起到消毒的作用，一定程度上可避免雜筐對發(fā)酵的影響

D.黃酒釀造過程中發(fā)酵液出現(xiàn)的氣體都是在酵母菌細胞質基質中產生的

4.紅酸湯是凱里地區(qū)苗族人民的傳統(tǒng)食品，它顏色鮮紅、氣味清香、味道酸爽。以番茄和辣

椒為原料的紅酸湯制作流程如下。下列相關敘述中正確的是（）

選擇原料I-麗藕汩一陵至］7密封發(fā)酵I-械周

A.紅酸湯制作過程中用到的微生物主要是醋酸菌

B.裝壇時加入成品紅酸湯是為了增加發(fā)酵菌種的數(shù)量

C.裝壇時不裝滿的原因是促進微牛.物繁殖

D.紅酸湯的制作中發(fā)酵時間越長，口味越純正

5.（2023?廣東中山高三模擬）生活中我們經常會接觸到發(fā)酵食品，如果酒、果醋、泡菜等。下

列關于傳統(tǒng)發(fā)酵食品制作的敘述，正確的是（）

A.釀制果醋和制作果酒所利用的主要微生物的代謝類型不同

B.制作果醋時發(fā)醉液中的醋酸菌通過無絲分裂增殖，繁殖速度快

C.泡菜壇內的白色菌膜、變酸的果酒表面的菌膜所含速種完全相同

D.制成的果醋和泡菜都需要經高壓蒸汽滅菌，目的是延長產品保質期

6.（2023?天津靜海區(qū)高三期末）紅薯釀制的黃酒，酒精度約為9%,制作過程如下圖所示。下

列敘述錯誤的是（）

下列敘述錯誤的是（）

拌入麥芽一溫度降至

鮮紅薯加蔗糖后蒸熟、擠碎（含淀粉油;浸出液過濾、保存20匕左右’

加入酵母放置24h發(fā)酵10d后過濾殺菌封裝入酒罐，低溫保存

30T左右酒液

A.拌入蔗糖和麥芽均利于酵母菌獲得更多發(fā)酵底物

B.浸出液過濾后應保存于密閉容器中，并將容器裝滿

C.20C保持24h有利于提高發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量

D.在一定時間內，30°C下發(fā)酵時間越氏，紅薯黃酒的酒精度越高

7.有關泡菜中亞硝酸鹽含量的研究表明，亞硝酸鹽的含量高低和亞硝酸鹽含量峰值時間的早

晚與食鹽的濃度有關（見下圖）。下列有關敘述不正確的是（）

r

研

一

?

祖

概

)

、

曲

也

型

至

造

黑

A.食鹽的濃度越高，亞硝酸鹽生成越快，亞硝酸鹽含量峰值出現(xiàn)的越早

B.取食泡菜時，時間別太長，防止空氣進入

C.臭味的產生可能與取食過程中帶入壇內油脂類物質有關

D.所用的食鹽水經煮沸后可除去水中的氧氣并殺滅雜菌

8.很多生活實例中蘊含著生物學原理，下列實例和生物學原理對應不準確的是（）

A.長時間存放的剩菜一般不宜食用——剩菜中的硝酸鹽會被微生物還原成亞硝酸鹽，危害

人體健康

B.夏天開瓶后的紅酒容易變酸——醋酸菌將乙醇變成乙醛，再將乙醛變?yōu)橐宜?/p>

C.用巴氏消毒法對牛奶消毒一既殺死牛奶中的微生物，又不破壞牛奶中的營養(yǎng)成分

D.泡菜壇內有時會長一層白膜——大量乳酸菌聚集在發(fā)酵液表面形成一層自膜

9.腐乳是我國傳統(tǒng)發(fā)酵食品，具有很高的營養(yǎng)價值。某科研機構研究了腐乳生產過程中不同

濃度的食鹽對腐乳中氨基酸含量的影響。下列敘述正確的是（）

0.8L氨基酸含量（％）

().7

().6

0.5-3%NaCI

0.4o8%NaCl

0.3*ll%NaCI

0.2

()102()3()405()60時間(d

A.腐乳生產過程中發(fā)揮主要作用的微生物是酵母菌

B.時間和食鹽濃度均可影響腐乳中氨基酸的含量

C.經過發(fā)酵，豆腐中的蛋白質全部分解為小分子肽

D.食鹽濃度越高，對微生物抑制作用越強，對制作腐乳越有利

10.在傳統(tǒng)發(fā)酵技術中，果醋的制作往往在果酒制作基礎上進行。下圖甲是醋酸發(fā)酵裝置,

乙是培養(yǎng)液pH變化曲線圖，下列敘述正確的是（）

A.發(fā)酵初期不通氣，溶液中沒有氣泡產生

B.中期可以聞到酒香，說明進行了酒精發(fā)酵

C.后期接種醋酸菌，適當通氣并降低發(fā)酵溫度

D.圖乙中能正確表示pH變化的曲線是③

11.（2023?河北承德高三模擬）啤酒是以麥芽汁為原料，經釀酒酵母發(fā)酵制得。傳統(tǒng)啤酒釀造

過程中，發(fā)酵在敞開式發(fā)酵池中進行，麥芽汁中接入酵母后通入大量無菌空氣，之后會產牛.

大量氣體翻騰逸出，在麥芽汁表面形成25?30cm厚的氣泡層（泡蓋），然后停止通氣，進入

靜止發(fā)酵階段。一段時間后可得啤酒。下列說法錯誤的是（）

A.用赤霉素溶液浸泡大麥種子可以有效促進a-淀粉酶合成，增加麥芽汁中可發(fā)酵糖的含量

B.靜止發(fā)酵階段酵母菌主要進行無氧呼吸

C.泡蓋的形成是由于酵母菌有氧呼吸產生CO?,能將麥芽汁與空氣隔絕

D.麥芽汁僅能為釀酒酵母的發(fā)酵過程提供碳源和水

12.（2023?河北邯鄲高三調研）下列關于發(fā)酵工程應用的說法，正確的是（）

A.食品添加劑由于可以增加食品營養(yǎng)，改善食品的色、香、味，還可以延長保存期，使用

時應盡量多添加

B.加酶洗衣粉使用時用沸水洗滌效果最好

C.在青貯飼料中添加乳酸菌，可以提高飼料的品質，使飼料保鮮，動物食用后能提高免疫

力

D.與使用化學農藥相比，使用微生物農藥具有成本高、見效快、無污染的特點

二、非選擇題

13.某小組利用塑料飲水杯、充氧泵、空氣過濾器、回旋式單向閥、硅膠管等材料制作的一

種新型的果酒、果醋兩用發(fā)酵裝置，如下圖。請分析回答：

充氣硅膠管回旋式

單向閥

出料口(飲水口)

瓶蓋

空氣過渡器發(fā)

不銹鋼氣泡石

(I)制作果酒和果醋利用的微生物分別是、。

(2)圖中和不銹鋼氣泡石能為發(fā)酵罐中的培養(yǎng)液進行充氧操作，能為

通入的空氣進行無菌過濾，從而對發(fā)酵罐中的培養(yǎng)液實現(xiàn)無菌換氣。

(3)釀制果酒時一般將溫度控制在°C,圖示裝置一般要先通氣后緊閉軟管夾，通氣的

目的是。若要檢測果汁發(fā)酵后是否有酒精產生，可從出料口取2mL發(fā)

酵液加入試管，再滴加0.5mL溶液，觀察是否呈現(xiàn)________色。

(4)圖中排氣構件由回旋式單向閥通過硅膠塞連接于排氣11而成，使用前先在單向閥內裝入的

1/3體積冷卻的開水，這樣處理的主要好處有__________________________________________

_____________________________________________________________________(至少答出法點)。

14.谷氨酸鈉是味精的主要成分，工業(yè)生產中常用谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵生產谷氨酸。用15%

左右的葡萄糖溶液、適量的無機鹽和液氨配成發(fā)酵培養(yǎng)基，接種谷氨酸棒狀桿菌，給予適宜

的條件，進行發(fā)酵生產谷氨酸，再制成鈉鹽即為味精。請【可答下列問題：

(1)葡萄糖可為谷氨酸棒狀桿菌的生長提供。發(fā)酵培養(yǎng)基通常采用

法進行滅菌。生產谷氨酸的過程中，采用液體培養(yǎng)基的目的是

(2)在發(fā)酵過程中，當溶氧不足時，生成的代謝產物就會是乳酸或琥珀酸。根據(jù)以上信息，在

生產谷氨酸的過程中，應采取的措施是，

(3)若要監(jiān)測發(fā)酵液中谷氨酸棒狀桿菌的數(shù)目，可采用的計數(shù)方法是顯微鏡直接計數(shù)法，該方

法的計數(shù)過程是先將稀釋100倍的發(fā)酵液加入計數(shù)板(由25X16=400個小室組成，容綱液體

總體積為0.1mm］的計數(shù)室中，然后計數(shù)菌體數(shù)。若共統(tǒng)計到42個菌體，且1mL的原發(fā)酵

液中估計有菌體個。

第十單元

課時練2微生物的培養(yǎng)技術及應用

一、選擇題

1.（2023?江蘇無錫高三模擬）培養(yǎng)微生物需要提供適宜的培養(yǎng)基。下列關于培養(yǎng)微生物的培養(yǎng)

基的敘述，錯誤的是（）

A.培養(yǎng)基為目標微生物提供適宜的生長環(huán)境

B.培養(yǎng)基的成分需根據(jù)微生物的代謝特點而定

C.培養(yǎng)基需滿足各種微生物生長繁殖的需求

D.培養(yǎng)基通常需包含水、無機鹽、碳源、氮源等營養(yǎng)物質

2.下列有關傳統(tǒng)發(fā)醉技術和微生物培養(yǎng)技術中的操作，錯誤的是（）

A.制作果酒時，挑選新鮮葡萄，去除枝梗后用清水反復沖洗再榨汁

B.平板劃線時.，每次劃線前后都需將接種環(huán)放在酒精燈火焰上灼燒

C.制作泡菜時，加入蔬菜后注入煮沸冷卻的鹽水，使鹽水沒過全部菜料

D.為判斷選擇培養(yǎng)基是否起到了選擇作用，設置接種普通培養(yǎng)基作對照

3.（2023?江蘇泰州高三期又）稀釋涂布平板是常用的微生物培養(yǎng)方法，下列相關敘述正確的是

（）

A.滅菌鍋中取出的培養(yǎng)基應趁燙時倒平板，如此可對培養(yǎng)皿滅菌

B.稀釋涂布平板法不可用于微生物的分離，可用于微生物的計數(shù)

C.用此法估測的數(shù)值往往偏小，應以菌落數(shù)最多的平板計數(shù)為準

D.稀釋涂布平板法分離到的單菌落需進一步純化，可用平板劃線法

4.下列有關微生物培養(yǎng)的敘述，錯誤的是（）

A.涂布接種時，需將涂布器蘸酒精后用酒精燈外焰灼燒，冷卻后再使用

B.純化培養(yǎng)酵母菌時，培養(yǎng)皿應倒置放入28℃左右的培養(yǎng)箱內中培養(yǎng)24?48h

C.計數(shù)時，可用稀釋涂布平板法對需計數(shù)的微生物進行計數(shù)

D.觀察菌落時，應將培養(yǎng)皿皿蓋拿掉以利于看清菌落的形態(tài)特征

5.（2023?湖北襄陽高三模擬）為了解病原微生物對四種抗生素的敏感程度，呆研究小組進行了

相關藥敏實驗，圖11為部分實驗器材。將含有相同濃度的抗生素I?IV四個大小相同的紙片

分別貼在長滿測試菌的平板上，實驗結果如圖2。下列相關敘述正確的是（）

含抗生索

的紙片

抑菌圈中

的菌落

圖1圖2

A.為獲得長滿測試菌的平板，需要使用圖I中器材①?③

B.圖2中II形成的抑菌圈較小，可能是病原微生物對藥物較敏感

C.圖2抑菌圈中的菌落可能是在抗生素IV作用下產生了突變株

D.不同抗生素在平板上的擴散速度不同會影響實驗結果

6.下圖為實驗室培養(yǎng)和純化酵母菌過程中的部分操作步驟，下列說法不正確的是（）

①②③④

A.①步驟使用的培養(yǎng)基是已經滅菌的培養(yǎng)基

B.①②③步驟操作時需要在酒精燈火焰旁進行

C.③到④的過程中，接種環(huán)共灼燒了5次

D.④步驟操作時，不能招第1區(qū)和第5區(qū)的劃線相連

7.某同學將1mL土壤樣液稀釋100倍，在3個平板上用稀釋涂布平板法分別接入01mL

稀釋液，經適當培養(yǎng)后，3個平板上的菌落數(shù)分別為56、57和58。下列敘述錯誤的是（）

A.可得出土壤樣液中活菌數(shù)大約為5.7XIO?個/L

B.此方法統(tǒng)計的菌落數(shù)往往比實際的活菌數(shù)目低

C.一般選擇菌落數(shù)在30?300的平板進行計數(shù)

D.顯微鏡直接計數(shù)法統(tǒng)計的都是稀釋液中活菌數(shù)

8.下圖為分離以尿素為氮源的微生物的實驗結果，下列敘述正確的是（）

①稀釋②稀釋③稀釋④稀釋

度1（廣度1（尸度1（尸度1（尸

A.圖中采用平板劃線法接種

B.圖中①和②表示尿索培養(yǎng)基長出的菌落

C.圖中③④培養(yǎng)基中菌落生長代謝時，會釋放CO?

D.實驗結果表明，自然界中能合成服酶的微生物比例較高

9.聚羥基脂肪酸酯（PHA）是由嗜鹽細菌合成的一種胞內聚酯，它具有類似于合成塑料的理化

特性，且廢棄后易被生物降解，可用于制造無污染的“綠色塑料”。科學家從某咸水湖中尋

找生產PHA菌種的流程圖如下。下列說法正確的是（）

①.A⑤—?⑥

接種

培養(yǎng)

挑

取湖水取單檢測菌獲得目

培

在

菌

落并

的數(shù)目標菌株

基

養(yǎng)

分

別擴

和

上

大

培養(yǎng)PHA

的產量

A.步驟②可用稀釋涂布平板法接種到含合成塑料的選擇培養(yǎng)基上

B.擴大培養(yǎng)時，需要將接種后的培養(yǎng)基放入恒溫箱中倒置培養(yǎng)，以防雜菌污染

C.步驟④所用到的培養(yǎng)基應加入瓊脂，以便挑取單菌落獲得純化菌株

D.挑取菌落時，應挑取多個菌落并分別測定嗜鹽細菌的PHA含量

10.產脂肪酶細菌可用于含油廢水的處理?？蒲腥藛T采月射線照射從土壤中分離的菌株，反

復篩選后獲得產脂肪酶能力較高的菌株，具體流程如圖。下列相關敘述正確的是（）

①土壤樣品制備菌懸液

②接種至固體平板，

射線照,處理

人七較透明圈大小

③目的.株初篩

測定脂肪酶活性

④目的菌株復篩

A.步驟①取土壤樣品滅菌后溶于無菌水中制成菌懸液

B.步驟②的固體平板是以脂肪作為唯一碳源的培養(yǎng)基

C.步驟②射線照射可引赧細菌某因突變或染色體變異

D.步驟③透明圈越大的菌落，其脂肪酶活性一定越高

11.（2023?江蘇海門中學高三期末）野生型大腸桿菌菌株能在基本培養(yǎng)基上生長，氨基酸營養(yǎng)

缺陷型突變株無法合成某種氨基酸，只能在完全培養(yǎng)基上生長，卜.圖為純化某氨基酸營養(yǎng)缺

陷型突變株的部分流程圖，①②③④代表培養(yǎng)基，a、b、c表示操作步驟，d、e為菌落。下

列敘述不正確的是（）

A.圖中①②④為基本培養(yǎng)基，③為完全培養(yǎng)基

B.a操作的目的是提高突變率，增加突變株的數(shù)量

C.b的止確操作是用涂布器把菌液均勻地涂布在②表面

D.經c過程原位影印及培養(yǎng)后，可從④中挑取d菌落進行純化培養(yǎng)

12.某生物興趣小組完成了“土壤中分解尿素的細菌的分離和計數(shù)”的實驗，具體操作流程

如圖所示。下列相關敘述不正確的是（）

A.在泗精燈火焰附近稱取土壤并將具倒入錐形瓶中

B.等比稀釋時可用移液管或微量移液器進行操作

C.振蕩的目的是為了增加尿素分解菌的濃度

D.由圖示菌落計數(shù)結果可知，10克土樣中的菌株數(shù)約為1.6X107個

二、非選擇題

13.(2022?全國乙，37)化合物S被廣泛應用于醫(yī)藥、食品和化工工業(yè)。用菌株C可生產S,

S的產量與菌株C培養(yǎng)所利用的碳源關系密切。為此，英小組通過實驗比較不同碳源對菌體

生長和S產量的影響，結果見表。

碳源細胞干重(g/L)S產量(g/L)

葡萄糖3.120.15

淀粉().010.00

制糖廢液2.300.18

問答下列問題：

(1)通常在實驗室培養(yǎng)微生物時，需要對所用的玻璃器皿進行滅菌，滅菌的方法有

____________________________________________________________________________(答出2

點即可)。

(2)由實驗結果可知，菌株C生長的最適碳源是:用菌株C生產S的最適碳

源是0菌株C的生長除需要碳源外，還需要(答出2

點即可)等營養(yǎng)物質。

(3)由實驗結果可知，碳源為淀粉時菌株C不能生長，其原因是o

(4)若以制糖廢液作為碳源，為進?步確定生產S的最適碳源濃度，某同學進行了相關實驗。

請簡要寫出實驗思路：______________________________________________________________

(5)利用制糖廢液生產S可以實現(xiàn)廢物利用，其意義是。

14.菌落總數(shù)可作為判定食品被污染程度的標志，也可以用于觀察細菌在食品中繁殖的動態(tài),

以便對送檢樣品進行衛(wèi)生學評估提供證據(jù)。下圖是某樣品培養(yǎng)簡化流程圖，請分析回答下列

問題：

樣品樣品懸液等比稀釋涂布

(1)該營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基配制過程中，其基本步驟包括按照培養(yǎng)基配方準確計算、稱量、溶化、

調節(jié)pH、法滅菌等。然后將培養(yǎng)基放入47℃水浴鍋保溫，選擇此溫

度的理由是_________________________________________________________________________

(2)實驗過程中須將樣品剪碎并使用均質器lOOOOr.min」處理1min,其目的是。

從水浴鍋取出營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基倒平板適量，稍冷卻后移液0.2mL樣品于培養(yǎng)皿進行涂布，涂

布時可，使涂布更均勻。

(3)本實驗用菌落計數(shù)的原理是基于,運用這種方法統(tǒng)

計的結果往往較實際值偏。具體培養(yǎng)結果如下表。選取菌落數(shù)30?300的培養(yǎng)皿作

為菌落總數(shù)的測定標準。當只有一個稀釋濃度的平均菌落數(shù)符合此范圍，以該培養(yǎng)皿菌落數(shù)

X稀釋倍數(shù)報告。當有兩個濃度菌落值在30?300之間，報告結果由二者菌落數(shù)比值決定，

若比值不大于2,則取平均數(shù)，且菌落數(shù)大于10()取兩位有效數(shù)字，兩位之后的數(shù)值四舍五

入；若比值大于2,則報告稀釋度較低(稀釋次數(shù)越多，稀釋度越高)的培養(yǎng)皿菌落數(shù)。請?zhí)顚?/p>

例次3中“？”處的菌落總數(shù)為o

不同稀釋度平均菌落數(shù)

例次兩稀釋度菌落數(shù)之比菌落總數(shù)/lCFU/mL(g)|

10-1IO-

1136516420——16400

22760295461.638000

32890271602.29?

(4)利用鮮奶進行工業(yè)生產酸奶時，不能使用污染的鮮奶為原料，否則會使乳酸菌牛.

長受到限制：利用法可以除去鮮奶中的白細胞、雜菌和其他肉眼可見的異物，取其

上清液用于發(fā)酵制酸奶。

(5)密封良好的泡菜壇內有時會長一層白膜，這些白膜是(填“乳酸菌”或“酵母

菌”)繁殖產生的。在泡菜掩制過程中壇、蔬菜等均未進行嚴格滅菌，而在發(fā)酵過程中一般不

會出現(xiàn)其他雜菌大量繁殖，其原因是(填序號)。

①發(fā)酵的原料中缺乏雜菌生長需要的各種營養(yǎng)物質

②發(fā)酵過程的溫度不適合雜菌的生長

③乳酸菌產生較多乳酸，許多好氧菌被殺死

④在自然界中乳酸菌占優(yōu)勢

第十單元

課時練3植物細胞工程

一、選擇題

I.將蘭花細胞培養(yǎng)成幼苗的過程中，下列不屬于必需條件的是（）

A.外植體細胞處于未分化狀態(tài)

B.細胞處于離體狀態(tài)

C.細胞具有完整的細胞核

D.營養(yǎng)物質和植物激素

2.下列有關植物組織培養(yǎng)的敘述，正確的是（）

A.愈傷組織是一團有特定結構和功能的薄壁細胞

B.脫分化過程不需要植物激素，植物激素只在再分化過程中發(fā)揮作用

C.由于植物細胞都具有全能性，所以菊花的組織培養(yǎng)實驗中選材不會影響實驗的結果

D.生長素和細胞分裂素的使用順序和用量比例會影響植物組織培養(yǎng)的結果

3.植物體細胞雜交育種的一個重要應用是將栽培品種與相關的野生資源作為親本，經過原生

質體融合、選擇與再生，使栽培品種獲得野生型的抗性特征。下列說法錯誤的是（）

A.若雜種植株可育并能穩(wěn)定地遺傳，就有可能形成農業(yè)上有用的新物種

B.體細胞雜交可轉移核綣色體、細胞質DN