第13讲 发酵工程与细胞工程
考点1 发酵工程
1.传统发酵食品的制作技术
传统发酵技术的两点注意事项
①果酒、果醋、泡菜制作过程中发酵液pH均呈下降趋势,但原因不同。
②传统发酵过程中一般不需要严格灭菌,目标菌群的快速建立以及发酵形成的环境条件会抑制杂菌的生长繁殖。
2.微生物的培养与应用
(1)微生物培养中的无菌操作技术。
①生物消毒法是指利用生物或其代谢物除去环境中的部分微生物的方法。
②消毒、灭菌后,要注意避免已处理的材料用具与周围物品接触而造成污染。
(2)两种纯化细菌方法的比较。
(3)酵母菌的纯培养及微生物分离与计数的实例。
检验培养基的灭菌是否合格的方法:随机取若干灭菌后的空白培养基在适宜条件下培养一段时间,观察培养基上是否有菌落生成。
1.(2024·全国甲卷,T37)合理使用消毒液有助于减少传染病的传播。某同学比较了3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果,结果如图所示。回答下列问题:
(1)该同学采用显微镜直接计数法和菌落计数法分别测定同一样品的细菌数量,发现测得的细菌数量前者大于后者,其原因是__________________________________。
(2)该同学从100 mL细菌原液中取1 mL加入无菌水中得到10 mL稀释菌液,再从稀释菌液中取200 μL涂布平板,菌落计数的结果为100,据此推算细菌原液中细菌浓度为____________个/mL。
(3)菌落计数过程中,涂布器应先在酒精灯上灼烧,冷却后再涂布。灼烧的目的是________________________,冷却的目的是________________________。
(4)据图可知杀菌效果最好的消毒液是____________,判断依据是________________________(答出两点即可)。
(5)鉴别培养基可用于反映消毒液杀灭大肠杆菌的效果。大肠杆菌在伊红—亚甲蓝培养基上生长的菌落呈____________色。
[关键能力] (1)信息获取与加工、统计推理与论证。
(2)建构数学模型。
由题意可知,菌液稀释倍数为10倍,故细菌原液中细菌浓度为100÷0.2×10=5×103(个/mL)。
(3)实验探究能力。
实验目的:比较3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果。
实验原理:3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果具有差异性,处理一段时间后,用菌落计数法测定不同处理组别样品中的活菌数量,具体方法一般用稀释涂布平板法。
实验分析:实验必须遵循单一变量原则,因此在使用数据时必须在相同处理时间的活细菌减少量或减少活细菌量最大时所用时间的条件下去比较。在同一计数条件下,经过相同处理时间,3款中活菌数减少量越大,说明消毒液杀灭细菌的效果越好,据曲线图可得出结论:3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果为A>B>C。
2.(2025·陕晋宁青卷,T3)我国是世界上最大的柠檬酸生产国。利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸,流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.淀粉水解糖为发酵提供碳源和能源
B.扩大培养可提供足量的黑曲霉菌种
C.培养基、发酵罐和空气的灭菌方法相同
D.通气、搅拌有利于溶解氧增加和柠檬酸积累
考向 科学思维与社会责任
1.大豆发酵食品豆瓣酱是我国传统发酵美食,它能让麻婆豆腐热辣鲜香,也能让回锅肉滋味醇厚,豆瓣酱的制作流程如图所示,下列叙述错误的是( )
A.保温发酵过程中,酱豆中有机物的种类增加,有机物含量减少
B.米曲霉发酵时需不断翻酱,由此推测米曲霉属于需氧微生物
C.米曲霉发酵过程中,添加面粉主要是为米曲霉的生长提供氮源
D.后期发酵中乳酸菌产生乳酸,能抑制杂菌生长并赋予豆瓣酱独特酸味
2.辽宁省十分重视对环境污染的治理,随着生物技术的发展,利用微生物降解污染物成为环境治理的重要方法之一。工业污水中含有的多环芳烃类化合物会造成农田土壤污染。请围绕污染土壤修复的微生物筛选,回答下列问题:
(1)为了获得能降解多环芳烃化合物的菌株,配制的培养基中_____________________是唯一碳源;培养基配制好后常用________________________法对培养基进行灭菌;在目标菌株分离纯化过程中必须使用固体培养基,原因是_________________________。
(2)在分离纯化过程中,如果分离纯化菌株不是纯培养物,除平板划线法之外,还可以采用_________法进一步分离纯化。该方法统计的菌落数往往比活菌的实际数____________,这是因为_________________________。为进一步提高菌株降解多环芳烃的效率,可采用物理、化学(如紫外线、亚硝酸钠等)等诱变方法进行微生物育种,其原理是___________。
(3)3位同学对农田同一土壤样品中的细菌数量进行了测定。在对应稀释倍数为1×106的培养基中,取0.2 mL稀释液涂布,得到以下统计结果:甲同学涂布了1个平板,统计的菌落数是266;乙同学涂布了3个平板,统计的菌落数是212、246和256,取平均值238;丙同学涂布了3个平板,统计的菌落数是24、212和259,取平均值165。在3位同学的统计中,____________同学的统计结果是相对准确可信的。按照该同学的结果,每毫升原液中的菌体数是____________。
(4)为了获得更高效的能降解多环芳烃化合物的菌株,我国某大学的科研人员从实验室保存的一株能高效降解多环芳烃的多食鞘氨醇杆菌SWH-2中克隆出环羟基化双加氧酶大亚基的编码基因(目的基因),并进行测序。将获得的基因通过基因工程技术,完成对SWH-2的遗传改造,得到一株新菌株SWH-21。降解实验表明SWH-21对多环芳烃的降解能力高于SWH-2。该实验室采用PCR的方法对目的基因进行克隆,PCR依据的原理是_______________。PCR完成后,常采用_______________来鉴定PCR的产物。
考点2 通过细胞工程获得有用的生物体或其产品
1.植物组织培养的过程
①植物组织培养中添加蔗糖的目的是提供碳源营养和调节渗透压。
②脱分化阶段不需光,再分化阶段需光。
③生长素/细胞分裂素的比值大于1时,促进根的分化、抑制芽的形成;比值小于1时,促进芽的分化、抑制根的形成。
④体内细胞未表现全能性的原因:在特定的时间和空间条件下,基因的表达具有选择性。
2.植物体细胞杂交技术
3.动物细胞培养
①动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同:第一次:处理组织,使其分散成单个细胞。第二次:使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱落下来。
②避免杂菌污染的措施:培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作,定期更换培养液。
③区分原代培养和传代培养的关键为是否分瓶培养。
4.单克隆抗体的制备
2次筛选目的不同:①第1次:获得杂交瘤细胞。②第2次:获得能分泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞。
5.动物体细胞核移植技术和克隆动物
6.胚胎工程的操作流程
①受精的标志是观察到两个极体或者雌、雄原核。
②胚胎移植过程中两次使用激素:
第一次用于供体的超数排卵。
第二次是对供、受体进行同期发情处理。
③胚胎移植或分割的两个最佳时期:桑葚胚和囊胚期(内细胞团具有全能性)。
④分割囊胚时要注意将内细胞团均等分割,否则会影响胚胎的恢复和发育。
⑤胚胎移植产生的后代是有性生殖还是无性生殖,取决于胚胎发育的起点。若后代是由受精卵形成的,则为有性生殖;若后代是由核移植技术形成的重构胚或胚胎分割形成的胚胎发育而成的,则为无性生殖。
⑥用于移植的胚胎来源:体内正常受精的胚胎、核移植的胚胎和体外受精获得的胚胎、转基因获得的胚胎、胚胎分割获得的胚胎等。
1.(2024·黑吉辽卷,T6)迷迭香酸具有多种药理活性。进行工厂化生产时,先诱导外植体形成愈伤组织,再进行细胞悬浮培养获得迷迭香酸,加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量。下列叙述错误的是( )
A.迷迭香顶端幼嫩的茎段适合用作外植体
B.诱导愈伤组织时需加入NAA和脱落酸
C.悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团
D.茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物的合成速率
2.(2024·北京卷,T11)我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞,形成了类似囊胚的结构(类囊胚),为研究灵长类胚胎发育机制提供了实验体系(如图)。下列相关叙述错误的是( )
A.实验证实食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能
B.实验过程中使用的培养基含有糖类
C.类囊胚的获得利用了核移植技术
D.可借助胚胎移植技术研究类囊胚的后续发育
3.(2024·湖北卷,T11)植物甲抗旱、抗病性强,植物乙分蘖能力强、结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙,过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.过程①中酶处理的时间差异,原因可能是两种亲本的细胞壁结构有差异
B.过程②中常采用灭活的仙台病毒或PEG诱导原生质体融合
C.过程④和⑤的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素
D.可通过分析植物丙的染色体,来鉴定其是否为杂种植株
考向 科学思维与社会责任
1.(2025·广州模拟)珍稀中草药蛇足石杉的有效成分为石杉碱甲,但含量较低。研究人员发现共生真菌可与植物细胞共用酶系统,将蛇足石杉细胞与真菌进行共生培养可促进石杉碱甲的生成。如图甲、图乙分别表示共生培养过程中蛇足石杉细胞数量及石杉碱甲含量随时间的变化。下列叙述错误的是( )
A.利用植物细胞培养生产石杉碱甲需将外植体培育到愈伤组织阶段
B.将蛇足石杉细胞与真菌共生培养时需要适当添加植物激素
C.图甲实验结果可以确定第4天为传代培养和收集代谢物的最佳时间
D.图乙实验结果不足以证明共生真菌利用了蛇足石杉细胞的酶系统
2.(2025·邯郸模拟)培育肉是利用动物体内分离的成肌细胞或全能干细胞,采用动物细胞培养技术培养出类似于动物肌肉的肉丝,同时添加了人体所需的元素如铁、钙等,使之营养更加丰富。下列相关叙述正确的是( )
A.用胃蛋白酶处理肌肉组织,可以获得分裂能力强的肌肉母细胞
B.生物反应器内应控制温度适宜,并充入一定量的O2,保证培养液pH相对稳定
C.培养液中的支架提供了更大的细胞附着面积,有利于细胞贴壁生长
D.人造牛肉的培养有利于牛肉的工厂化生产,培养液不需要更换
3.乳腺癌化疗的药物在杀伤肿瘤细胞的同时还会对健康细胞造成伤害,为降低药物对患者的副作用,科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上,构建抗体—药物偶联物(ADC),过程如图所示。下列相关说法正确的是( )
A.对过程①形成的融合细胞进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,就可以获得能分泌所需抗体的细胞
B.ADC通常由抗体、接头和药物三部分组成,ADC起作用时会被细胞吞噬,并在溶酶体内被分解后释放药物
C.经步骤③筛选得到的杂交瘤细胞具有的特点是能准确识别抗原的细微差异并能大量制备
D.ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用,原因是药物能特异性地作用于乳腺癌细胞,避免其他细胞受损
第13讲 发酵工程与细胞工程
考点1 发酵工程
考源·核心整合
1.好氧 厌氧 乙醇(酒精)和CO2
2.(1)化学药物 培养基 (2)接种环 涂布器 (3)灭菌 灼烧灭菌 尿素 酚红 纤维素 红色复合物 透明圈
考题·经典再研
1.答案 (1)用菌落计数法计数时,只有活菌被统计,且两个或多个细胞可能连在一起形成一个菌落;用显微镜直接计数法计数时,不能区分死菌和活菌,统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和
(2)5×103 (3)灭菌,以防止杂菌污染 避免杀死菌种
(4)A 活细菌减少量最大且减少得最快 (5)深紫
2.C 解析 黑曲霉不能直接吸收淀粉,但可以吸收利用其水解产物葡萄糖,淀粉水解糖属于糖类,能为发酵提供碳源和能源,A项正确;扩大培养可以增加黑曲霉的数量,提供足量菌种用于发酵,B项正确;培养基、发酵罐的常用灭菌方法是高压蒸汽灭菌法,而空气常用过滤除菌,C项错误;通气、搅拌可以增加溶解氧,同时使菌种与营养物质充分接触,有利于黑曲霉代谢,促进柠檬酸积累,D项正确。
考向·命题趋势
1.C 解析 在保温发酵过程中,米曲霉等微生物会分泌多种酶来分解有机物,在分解过程中,复杂的有机物会被逐步分解成小分子有机物,所以有机物的种类会增加,同时,微生物的呼吸作用会消耗有机物来获取能量,导致有机物含量减少,A项正确;米曲霉发酵时需不断翻酱的目的是让米曲霉接触到充足的氧气,由此推断米曲霉是需氧微生物,B项正确;在米曲霉发酵过程中,添加面粉主要是为米曲霉的生长提供碳源,而不是氮源,C项错误;后期发酵中乳酸菌会进行发酵产生乳酸,乳酸可以降低环境的pH,在酸性环境中杂菌的生长会受到抑制,同时乳酸也能赋予豆瓣酱独特的酸味,D项正确。
2.答案 (1)多环芳烃化合物 高压蒸汽灭菌/湿热灭菌 只有在固体培养基上才能形成单菌落 (2)稀释涂布平板 少 当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落 基因突变 (3)乙 1.19×109 (4)DNA半保留复制 琼脂糖凝胶电泳
解析 (1)为了获得能降解多环芳烃化合物的菌株,配制的培养基中多环芳烃化合物是唯一碳源,培养基配制好后常用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌;在目标菌株分离纯化过程中必须使用固体培养基,原因是只有在固体培养基上才能形成单菌落。(2)在分离纯化过程中,如果分离纯化菌株不是纯培养物,除平板划线法之外,还可以采用稀释涂布平板法进一步分离纯化。由于当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,所以采用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数偏少。为进一步提高菌株降解多环芳烃的效率,可采用物理、化学(如紫外线、亚硝酸钠等)等诱变方法进行微生物育种,诱变育种的原理是基因突变。(3)3位同学对农田同一土壤样品中的细菌数量进行了测定。在对应稀释倍数为1×106的培养基中,取0.2 mL稀释液涂布,得到以下统计结果:甲同学涂布了1个平板,统计的菌落数是266;乙同学涂布了3个平板,统计的菌落数是212、246和256,取平均值238;丙同学涂布了3个平板,统计的菌落数是24、212和259,取平均值165,在3位同学的统计中,乙同学的统计结果是相对准确可信的,甲同学涂布一个平板,存在偶然性,说服力差,丙同学涂布的结果中有一个平板中的菌落数没有在30~300之间。按照乙同学的结果,每毫升原液中的菌体数是238÷0.2×106=1.19×109个/毫升。(4)PCR技术依据的原理是DNA半保留复制。PCR完成后,通常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物。
考点2 通过细胞工程获得有用的生物体或其产品
考源·核心整合
1.细胞分裂素 6.超数排卵 囊胚
考题·经典再研
1.B 解析 迷迭香顶端幼嫩的茎段生长旺盛,分裂能力较强,适合用作外植体,A项正确;诱导愈伤组织时需加入NAA和细胞分裂素,不能加入脱落酸,B项错误;悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团,以便获得更多的营养物质和氧气,C项正确;加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量,推测茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物(不是植物生长所必需的)的合成速率,D项正确。
2.C 解析 体外诱导食蟹猴胚胎干细胞,形成了类似囊胚的结构(类囊胚),证实了食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能,A项正确;实验过程中使用的培养基需含有糖类,糖类可为细胞培养提供能源物质,B项正确;类囊胚的获得利用了动物细胞培养技术,并没有进行核移植,C项错误;可借助胚胎移植技术将类囊胚移植到相应的雌性受体子宫内继续胚胎发育,从而研究类囊胚的后续发育,D项正确。
3.B 解析 酶解是为了去除植物细胞的细胞壁,过程①中酶处理的时间不同,说明两种亲本的细胞壁结构有差异,A项正确;过程②为原生质体的融合,常用PEG诱导原生质体融合,灭活的仙台病毒可诱导动物细胞融合,不能用于植物,B项错误;过程④(脱分化)和⑤(再分化)的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素,但在两个过程中比例不同,C项正确;植物丙是植物甲和植物乙体细胞杂交形成的个体,应具备两者的遗传物质,因此可通过分析植物丙的染色体,来鉴定其是否为杂种植株,D项正确。
考向·命题趋势
1.C 解析 石杉碱甲属于细胞的次生代谢物,利用植物细胞培养时,需将外植体培育到愈伤组织阶段,A项正确;蛇足石杉细胞与真菌共生培养时适当添加植物激素可促进共生关系、调节代谢、促进次生代谢物的合成等,B项正确;题图甲实验结果可以确定第4天为传代培养的最佳时间,仅通过题图甲不能确定收集代谢物的最佳时间,C项错误;题图乙表示一定时间范围内,随着时间的增加,石杉碱甲的含量先增加再下降,未体现出酶的作用,不足以证明共生真菌利用了蛇足石杉细胞的酶系统,D项正确。
2.C 解析 用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理肌肉组织,可以获得分裂能力强的肌肉母细胞,胃蛋白酶的最适pH为2.0左右,而动物细胞培养的pH为7.2~7.4,此时胃蛋白酶失活,故不能用胃蛋白酶处理,A项错误;生物反应器内应控制温度适宜(36.5±0.5 ℃),并充入一定量的CO2,以保证培养液pH相对稳定,B项错误;培养液中的支架为细胞提供了更大的附着面积,有利于细胞贴壁生长,C项正确;理论上,仅来自一只动物的干细胞,可制成的肉品数量非常多,有利于牛肉的工厂化生产,培养液需要定期更换,D项错误。
3.B 解析 经过程①形成的融合细胞有同种核两两融合和不同核融合细胞,需要经过特定的选择培养基筛选,A项错误;步骤③是抗体检测,得到的杂交瘤细胞既能迅速大量增殖,又能产生抗体,杂交瘤细胞不能识别抗原,C项错误;ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用,原因是抗体能特异性地作用于乳腺癌(靶)细胞,避免其他细胞受损,D项错误。(共57张PPT)
第13讲 发酵工程与细胞工程
考点1 发酵工程
1.传统发酵食品的制作技术
好氧
厌氧
乙醇
(酒精)和CO2
传统发酵技术的两点注意事项
①果酒、果醋、泡菜制作过程中发酵液pH均呈下降趋势，但原因不同。
②传统发酵过程中一般不需要严格灭菌，目标菌群的快速建立以及发酵形成的环境条件会抑制杂菌的生长繁殖。
2.微生物的培养与应用
(1)微生物培养中的无菌操作技术。
化学药物
培养基
①生物消毒法是指利用生物或其代谢物除去环境中的部分微生物的方法。
②消毒、灭菌后，要注意避免已处理的材料用具与周围物品接触而造成污染。
(2)两种纯化细菌方法的比较。
接种环
涂布器
(3)酵母菌的纯培养及微生物分离与计数的实例。
灭菌
灼烧灭菌
尿素
酚红
纤维素
红色复
合物
透明圈
检验培养基的灭菌是否合格的方法：随机取若干灭菌后的空白培养基在适宜条件下培养一段时间，观察培养基上是否有菌落生成。
1.(2024·全国甲卷，T37)合理使用消毒液有助于减少传染病的传播。某同学比较了3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果，结果如图所示。回答下列问题：
(1)该同学采用显微镜直接计数法和菌落计数法分别测定同一样品的细菌数量，发现测得的细菌数量前者大于后者，其原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)该同学从100 mL细菌原液中取1 mL加入无菌水中得到10 mL稀释菌液，再从稀释菌液中取200 μL涂布平板，菌落计数的结果为100，据此推算细菌原液中细菌浓度为____________个/mL。
用菌落计数法计数时，只有活菌被统计，且两个或多个细胞可能连在一起形成一个菌落；用显微镜直接计数法计数时，不能区分死菌和活菌，统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和
5×103
(3)菌落计数过程中，涂布器应先在酒精灯上灼烧，冷却后再涂布。灼烧的目的是________________________，冷却的目的是_______________。
(4)据图可知杀菌效果最好的消毒液是_____，判断依据是__________ _________________________________(答出两点即可)。
(5)鉴别培养基可用于反映消毒液杀灭大肠杆菌的效果。大肠杆菌在伊红—亚甲蓝培养基上生长的菌落呈______色。
灭菌，以防止杂菌污染
避免杀死菌种
A
活细菌减少量最大且减少得最快
深紫
[关键能力] (1)信息获取与加工、统计推理与论证。
(2)建构数学模型。
由题意可知，菌液稀释倍数为10倍，故细菌原液中细菌浓度为100÷0.2×10=5×103(个/mL)。
(3)实验探究能力。
实验目的：比较3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果。
实验原理：3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果具有差异性，处理一段时间后，用菌落计数法测定不同处理组别样品中的活菌数量，具体方法一般用稀释涂布平板法。
实验分析：实验必须遵循单一变量原则，因此在使用数据时必须在相同处理时间的活细菌减少量或减少活细菌量最大时所用时间的条件下去比较。在同一计数条件下，经过相同处理时间，3款中活菌数减少量越大，说明消毒液杀灭细菌的效果越好，据曲线图可得出结论：3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果为A>B>C。
2.(2025·陕晋宁青卷，T3)我国是世界上最大的柠檬酸生产国。利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸，流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.淀粉水解糖为发酵提供碳源和能源
B.扩大培养可提供足量的黑曲霉菌种
C.培养基、发酵罐和空气的灭菌方法相同
D.通气、搅拌有利于溶解氧增加和柠檬酸积累
黑曲霉不能直接吸收淀粉，但可以吸收利用其水解产物葡萄糖，淀粉水解糖属于糖类，能为发酵提供碳源和能源，A项正确；扩大培养可以增加黑曲霉的数量，提供足量菌种用于发酵，B项正确；培养基、发酵罐的常用灭菌方法是高压蒸汽灭菌法，而空气常用过滤除菌，C项错误；通气、搅拌可以增加溶解氧，同时使菌种与营养物质充分接触，有利于黑曲霉代谢，促进柠檬酸积 累，D项正确。
解析
考向 科学思维与社会责任
1.大豆发酵食品豆瓣酱是我国传统发酵美食，它能让麻婆豆腐热辣鲜香，也能让回锅肉滋味醇厚，豆瓣酱的制作流程如图所示，下列叙述错误的是( )
A.保温发酵过程中，酱豆中有机物的种类增加，有机物含量减少
B.米曲霉发酵时需不断翻酱，由此推测米曲霉属于需氧微生物
C.米曲霉发酵过程中，添加面粉主要是为米曲霉的生长提供氮源
D.后期发酵中乳酸菌产生乳酸，能抑制杂菌生长并赋予豆瓣酱独特酸味
在保温发酵过程中，米曲霉等微生物会分泌多种酶来分解有机 物，在分解过程中，复杂的有机物会被逐步分解成小分子有机 物，所以有机物的种类会增加，同时，微生物的呼吸作用会消耗有机物来获取能量，导致有机物含量减少，A项正确；米曲霉发酵时需不断翻酱的目的是让米曲霉接触到充足的氧气，由此推断米曲霉是需氧微生物，B项正确；在米曲霉发酵过程中，添加面粉主要是为米曲霉的生长提供碳源，而不是氮源，C项错误；后
解析
期发酵中乳酸菌会进行发酵产生乳酸，乳酸可以降低环境的pH，在酸性环境中杂菌的生长会受到抑制，同时乳酸也能赋予豆瓣酱独特的酸味，D项正确。
解析
2.辽宁省十分重视对环境污染的治理，随着生物技术的发展，利用微生物降解污染物成为环境治理的重要方法之一。工业污水中含有的多环芳烃类化合物会造成农田土壤污染。请围绕污染土壤修复的微生物筛选，回答下列问题：
(1)为了获得能降解多环芳烃化合物的菌株，配制的培养基中_____________________是唯一碳源；培养基配制好后常用_____ _______________________法对培养基进行灭菌；在目标菌株分离纯化过程中必须使用固体培养基，原因是_________________________
____________。
多环芳烃化合物
高压蒸汽灭菌/湿热灭菌
只有在固体培养基上才能形成单菌落
(2)在分离纯化过程中，如果分离纯化菌株不是纯培养物，除平板划线法之外，还可以采用_________________法进一步分离纯化。该方法统计的菌落数往往比活菌的实际数________，这是因为_________________________________________________________。为进一步提高菌株降解多环芳烃的效率，可采用物理、化学(如紫外线、亚硝酸钠等)等诱变方法进行微生物育种，其原理是_________。
稀释涂布平板
少
当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落
基因突变
(3)3位同学对农田同一土壤样品中的细菌数量进行了测定。在对应稀释倍数为1×106的培养基中，取0.2 mL稀释液涂布，得到以下统计结果：甲同学涂布了1个平板，统计的菌落数是266；乙同学涂布了3个平板，统计的菌落数是212、246和256，取平均值238；丙同学涂布了3个平板，统计的菌落数是24、212和259，取平均值165。在3位同学的统计中，_____同学的统计结果是相对准确可信的。按照该同学的结果，每毫升原液中的菌体数是____________。
乙
1.19×109
(4)为了获得更高效的能降解多环芳烃化合物的菌株，我国某大学的科研人员从实验室保存的一株能高效降解多环芳烃的多食鞘氨醇杆菌SWH-2中克隆出环羟基化双加氧酶大亚基的编码基因(目的基因)，并进行测序。将获得的基因通过基因工程技术，完成对SWH-2的遗传改造，得到一株新菌株SWH-21。降解实验表明SWH-21对多环芳烃的降解能力高于SWH-2。该实验室采用PCR的方法对目的基因进行克隆，PCR依据的原理是____________________。PCR完成后，常采用_______________来鉴定PCR的产物。
DNA半保留复制
琼脂糖凝胶电泳
(1)为了获得能降解多环芳烃化合物的菌株，配制的培养基中多环芳烃化合物是唯一碳源，培养基配制好后常用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌；在目标菌株分离纯化过程中必须使用固体培养基，原因是只有在固体培养基上才能形成单菌落。(2)在分离纯化过程中，如果分离纯化菌株不是纯培养物，除平板划线法之外，还可以采用稀释涂布平板法进一步分离纯化。由于当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，所以采用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数偏少。为进一步提
解析
高菌株降解多环芳烃的效率，可采用物理、化学(如紫外线、亚 硝酸钠等)等诱变方法进行微生物育种，诱变育种的原理是基因突变。(3)3位同学对农田同一土壤样品中的细菌数量进行了测定。在对应稀释倍数为1×106的培养基中，取0.2 mL稀释液涂布，得到以下统计结果：甲同学涂布了1个平板，统计的菌落数是266；乙同学涂布了3个平板，统计的菌落数是212、246和256，取平均值238；丙同学涂布了3个平板，统计的菌落数是24、212和259，
解析
取平均值165，在3位同学的统计中，乙同学的统计结果是相对准确可信的，甲同学涂布一个平板，存在偶然性，说服力差，丙同学涂布的结果中有一个平板中的菌落数没有在30~300之间。按照乙同学的结果，每毫升原液中的菌体数是238÷0.2×106= 1.19×109个/毫升。(4)PCR技术依据的原理是DNA半保留复制。PCR完成后，通常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物。
解析
第13讲 发酵工程与细胞工程
考点2 通过细胞工程获得有用的
生物体或其产品
1.植物组织培养的过程
细胞分裂素
①植物组织培养中添加蔗糖的目的是提供碳源营养和调节渗透压。
②脱分化阶段不需光，再分化阶段需光。
③生长素/细胞分裂素的比值大于1时，促进根的分化、抑制芽的形成；比值小于1时，促进芽的分化、抑制根的形成。
④体内细胞未表现全能性的原因：在特定的时间和空间条件下，基因的表达具有选择性。
2.植物体细胞杂交技术
3.动物细胞培养
①动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同：第一次：处理组织，使其分散成单个细胞。第二次：使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱落下来。
②避免杂菌污染的措施：培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作，定期更换培养液。
③区分原代培养和传代培养的关键为是否分瓶培养。
4.单克隆抗体的制备
2次筛选目的不同：①第1次：获得杂交瘤细胞。②第2次：获得能分泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞。
5.动物体细胞核移植技术和克隆动物
6.胚胎工程的操作流程
超数排卵
囊胚
①受精的标志是观察到两个极体或者雌、雄原核。
②胚胎移植过程中两次使用激素：
第一次用于供体的超数排卵。
第二次是对供、受体进行同期发情处理。
③胚胎移植或分割的两个最佳时期：桑葚胚和囊胚期(内细胞团具有全能性)。
④分割囊胚时要注意将内细胞团均等分割，否则会影响胚胎的恢复和发育。
⑤胚胎移植产生的后代是有性生殖还是无性生殖，取决于胚胎发育的起点。若后代是由受精卵形成的，则为有性生殖；若后代是由核移植技术形成的重构胚或胚胎分割形成的胚胎发育而成的，则为无性生殖。
⑥用于移植的胚胎来源：体内正常受精的胚胎、核移植的胚胎和体外受精获得的胚胎、转基因获得的胚胎、胚胎分割获得的胚胎等。
1.(2024·黑吉辽卷，T6)迷迭香酸具有多种药理活性。进行工厂化生产时，先诱导外植体形成愈伤组织，再进行细胞悬浮培养获得迷迭香酸，加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量。下列叙述错误的是
( )
A.迷迭香顶端幼嫩的茎段适合用作外植体
B.诱导愈伤组织时需加入NAA和脱落酸
C.悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团
D.茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物的合成速率
迷迭香顶端幼嫩的茎段生长旺盛，分裂能力较强，适合用作外植体，A项正确；诱导愈伤组织时需加入NAA和细胞分裂素，不能加入脱落酸，B项错误；悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团，以便获得更多的营养物质和氧气，C项正 确；加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量，推测茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物(不是植物生长所必需的)的合成速率，D项正确。
解析
2.(2024·北京卷，T11)我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构(类囊胚)，为研究灵长类胚胎发育机制提供了实验体系(如图)。下列相关叙述错误的是( )
A.实验证实食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能
B.实验过程中使用的培养基含有糖类
C.类囊胚的获得利用了核移植技术
D.可借助胚胎移植技术研究类囊胚的后续发育
体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构(类囊胚)，证实了食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能，A项正确；实验过程中使用的培养基需含有糖类，糖类可为细胞培养提供能源物质，B项正确；类囊胚的获得利用了动物细胞培养技术，并没有进行核移植，C项错误；可借助胚胎移植技术将类囊胚移植到相应的雌性受体子宫内继续胚胎发育，从而研究类囊胚的后续发育，D项正确。
解析
3.(2024·湖北卷，T11)植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分蘖能力强、结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙，过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.过程①中酶处理的时间差异，原因可能是两种亲本的细胞壁结构有差异
B.过程②中常采用灭活的仙台病毒或PEG诱导原生质体融合
C.过程④和⑤的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素
D.可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株
酶解是为了去除植物细胞的细胞壁，过程①中酶处理的时间不 同，说明两种亲本的细胞壁结构有差异，A项正确；过程②为原生质体的融合，常用PEG诱导原生质体融合，灭活的仙台病毒可诱导动物细胞融合，不能用于植物，B项错误；过程④(脱分化)和⑤(再分化)的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素，但在两个过程中比例不同，C项正确；植物丙是植物甲和植物乙体细胞杂交形成的个体，应具备两者的遗传物质，因此可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株，D项正确。
解析
考向 科学思维与社会责任
1.(2025·广州模拟)珍稀中草药蛇足石杉的有效成分为石杉碱甲，但含量较低。研究人员发现共生真菌可与植物细胞共用酶系统，将蛇足石杉细胞与真菌进行共生培养可促进石杉碱甲的生成。如图甲、图乙分别表示共生培养过程中蛇足石杉细胞数量及石杉碱甲含量随时间的变化。下列叙述错误的是( )
A.利用植物细胞培养生产石杉碱甲需将外植体培育到愈伤组织阶段
B.将蛇足石杉细胞与真菌共生培养时需要适当添加植物激素
C.图甲实验结果可以确定第4天为传代培养和收集代谢物的最佳时间
D.图乙实验结果不足以证明共生真菌利用了蛇足石杉细胞的酶系统
石杉碱甲属于细胞的次生代谢物，利用植物细胞培养时，需将外植体培育到愈伤组织阶段，A项正确；蛇足石杉细胞与真菌共生培养时适当添加植物激素可促进共生关系、调节代谢、促进次生代谢物的合成等，B项正确；题图甲实验结果可以确定第4天为传代培养的最佳时间，仅通过题图甲不能确定收集代谢物的最佳时间，C项错误；题图乙表示一定时间范围内，随着时间的增加，石杉碱甲的含量先增加再下降，未体现出酶的作用，不足以证明共生真菌利用了蛇足石杉细胞的酶系统，D项正确。
解析
2.(2025·邯郸模拟)培育肉是利用动物体内分离的成肌细胞或全能干细胞，采用动物细胞培养技术培养出类似于动物肌肉的肉丝，同时添加了人体所需的元素如铁、钙等，使之营养更加丰富。下列相关叙述正确的是( )
A.用胃蛋白酶处理肌肉组织，可以获得分裂能力强的肌肉母细胞
B.生物反应器内应控制温度适宜，并充入一定量的O2，保证培养液pH相对稳定
C.培养液中的支架提供了更大的细胞附着面积，有利于细胞贴壁生长
D.人造牛肉的培养有利于牛肉的工厂化生产，培养液不需要更换
用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理肌肉组织，可以获得分裂能力强的肌肉母细胞，胃蛋白酶的最适pH为2.0左右，而动物细胞培养的pH为7.2~7.4，此时胃蛋白酶失活，故不能用胃蛋白酶处理，A项错误；生物反应器内应控制温度适宜(36.5±0.5 ℃)，并充入一定量的CO2，以保证培养液pH相对稳定，B项错误；培养液中的支架为细胞提供了更大的附着面积，有利于细胞贴壁生长，C项正 确；理论上，仅来自一只动物的干细胞，可制成的肉品数量非常多,有利于牛肉的工厂化生产，培养液需要定期更换，D项错误。
解析
3.乳腺癌化疗的药物在杀伤肿瘤细胞的同时还会对健康细胞造成伤 害，为降低药物对患者的副作用，科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上，构建抗体—药物偶联物(ADC)，过程如图所示。下列相关说法正确的是( )
A.对过程①形成的融合细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可以获得能分泌所需抗体的细胞
B.ADC通常由抗体、接头和药物三部分组成，ADC起作用时会被细胞吞噬，并在溶酶体内被分解后释放药物
C.经步骤③筛选得到的杂交瘤细胞具有的特点是能准确识别抗原的细微差异并能大量制备
D.ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用，原因是药物能特异性地作用于乳腺癌细胞，避免其他细胞受损
经过程①形成的融合细胞有同种核两两融合和不同核融合细胞，需要经过特定的选择培养基筛选，A项错误；步骤③是抗体检 测，得到的杂交瘤细胞既能迅速大量增殖，又能产生抗体，杂交瘤细胞不能识别抗原，C项错误；ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用，原因是抗体能特异性地作用于乳腺癌(靶)细胞，避免其他细胞受损，D项错误。
解析专题微练(十三) 发酵工程与细胞工程
一、选择题
1.(2025·黑吉辽蒙卷,T4)科研人员通过稀释涂布平板法筛选出高耐受且降解金霉素(C22H23ClN2O8)能力强的菌株,旨在解决金霉素过量使用所导致的环境污染问题。下列叙述错误的是( )
A.以金霉素为唯一碳源可制备选择培养基
B.逐步提高培养基中金霉素的浓度有助于获得高耐受的菌株
C.配制选择培养基时,需确保pH满足实验要求
D.用接种环将菌液均匀地涂布在培养基表面
2.(2025·南通模拟)“红菌豆渣”是粤东地区特有的一种传统名肴,其生产过程是焙烤新鲜豆腐渣→将豆腐渣捏成团放入铺有荷叶的筛子、压平、冷却→在渣面上撒上菌种→发酵一天,渣面长出红毛即得到成品。下列相关叙述错误的是( )
A.焙烤可降低豆腐渣含水量,利于后期发酵
B.渣面上长出的红毛是酵母菌繁殖形成的
C.豆腐渣中的蛋白质被分解,可增加成品的营养和风味
D.适当增加菌种量、控制发酵温度,可提高发酵效率
3.(2025·山东模拟)为提高作物产量,种植业往往使用大量的氮肥,既增加了生产成本,又易造成环境污染。固氮菌能固定氮气,为植物生长提供充足的氮元素,常见的固氮菌有根瘤菌和圆褐固氮菌等。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究,部分实验流程如图。下列叙述正确的是( )
A.根瘤菌与豆科植物共生后才能固氮,其合成固氮酶所需的核糖体和氨基酸均来源于植物细胞
B.圆褐固氮菌能在不加氮源的培养基中生长,说明圆褐固氮菌为自养型生物
C.将土壤悬液用无菌水梯度稀释后涂布到含青霉素的选择培养基上,以抑制所有微生物的生长
D.若④统计的菌落数分别是132、136、128,则每克土壤中含有的固氮菌为1.32×107个
4.(2025·本溪模拟)某兴趣小组为研究“使用公筷对餐后菜品细菌数量的影响”,将每道菜分为3盘,一盘取样冷藏,一盘使用公筷,一盘不用公筷,实验过程如图所示。下列相关操作或叙述正确的是( )
A.固体培养基X对菜品中的细菌有选择性,属于选择培养基
B.“冷藏”的目的是防止取样后细菌快速增殖
C.在固体培养基X上可用平板划线法或涂布法接种细菌
D.根据菌落的特征可准确判断细菌的种类
5.(2025·江苏卷,T4)图示一种植物组织培养周期,①~③表示相应过程。下列相关叙述错误的是( )
A.过程①发生了细胞的脱分化和有丝分裂
B.过程②经细胞的再分化形成不同种类的细胞
C.过程②③所用培养基的成分、浓度相同
D.培养基中糖类既能作为碳源,又与维持渗透压有关
6.(2025·衡水模拟)悬浮培养的动物细胞会因细胞密度过大、有害代谢产物积累等因素而分裂受阻。生产上常用灌流式培养避免这些现象出现。灌流式培养是在细胞培养管内,一边不断注入新鲜培养基,一边将培养液的上清液不断移出。下列相关叙述正确的是( )
A.灌流式培养的细胞会贴壁生长、接触抑制,进行传代培养时可用胰蛋白酶处理后离心法收集细胞
B.灌流式培养可以及时排除有害代谢废物,同时灌流速率越高,营养物质利用越充分
C.灌流是在细胞密度达到一定浓度或者营养物质低于一定浓度时进行的
D.培养管通常放置在95%的O2和5%CO2的环境中
7.(2025·衡水模拟)家庭制作馒头时可以利用前一次发酵保存下来的“面团”,制作泡菜时可以向泡菜坛中加入一些“陈泡菜水”,而工业上大规模生产馒头或泡菜时往往需要添加单一菌种。下列叙述正确的是( )
A.家庭制作馒头用老面发酵,属于传统发酵技术,传统发酵以混合菌种的液体及半固体发酵为主
B.添加“面团”和“陈泡菜水”可分别为发酵提供乳酸菌和酵母菌等菌种
C.馒头和泡菜的制作都需要创造无氧环境
D.传统发酵存在杂菌情况不明、过程控制缺乏标准等问题
8.科研人员分离出微塑料降解菌并对其降解能力进行了测定。将等量各菌株分别接种到含有等量聚乙烯微塑料的培养基中,30天后检测,结果见表。下列叙述正确的是( )
菌株编号 I Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
微塑料剩余量与微塑料添加量的比值/% 98.4 92.3 98.7 99.0 98.2
A.用平板划线法接种菌液可统计每毫升样品中的活菌数
B.菌株Ⅳ降解微塑料的能力最强,相关酶活性最高
C.能在该培养基中生长、繁殖的微生物都能分解聚乙烯微塑料
D.还需设置一组培养条件相同、加入等量聚乙烯微塑料但不接种菌液的实验
9.(2025·晋中模拟)腺病毒(HAdV)是一种常见的呼吸道病毒,目前已知可感染人体的腺病毒有50多种。腺病毒感染人体后,可导致发热性的呼吸系统感染、咽结膜热、角膜结膜炎、泌尿系统感染及胃肠炎症等。我国科研人员在HAdV-55单克隆抗体研究方面取得了新进展,如图为HAdV-55单克隆抗体的制备过程示意图。下列叙述错误的是( )
A.步骤①向小鼠反复注射HAdV的表层蛋白的目的是获得相应的特异性抗体
B.图中X细胞是骨髓瘤细胞,该细胞在体外适宜培养条件下能无限增殖
C.步骤③采用特定的选择培养基,筛选去除未融合的细胞以及融合的具有同种核的细胞
D.步骤⑤中向小鼠注射的是抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞来进行体内培养
10.(2025·黑吉辽蒙卷,T9)研究显示,约70%的小鼠体细胞核移植胚胎未能成功发育至囊胚期,且仅有约2%的胚胎移植到代孕母鼠后可正常发育。下列叙述错误的是( )
A.体细胞核进入去核的MⅡ期卵母细胞形成重构胚
B.移植前胚胎发育率低,可能是植入的体细胞核不能完全恢复分化前的功能状态
C.胚胎移植到代孕母鼠后成活率低,可能是早期胚胎未能及时从滋养层内孵化
D.为提高胚胎成活率,可用胚胎细胞核移植代替体细胞核移植
二、非选择题
11.(2025·临汾模拟)H1N1病毒是甲型流感病毒的一种,也是人类最常感染的流感病毒之一,该病毒危害性很大,可利用细胞工程生产H1N1病毒抗体用于检测和治疗,生产流程图如图1所示。请回答下列问题:
(1)图中X细胞和Y细胞分别代表_____________________________和_____________________________。
(2)经过①②过程获得的肝细胞与神经细胞的核基因___________(填“相同”或“不相同”),mRNA________(填“相同”或“不相同”)。
(3)③过程先用选择培养基对融合后的细胞进行筛选,获得杂交瘤细胞,再将其接种到96孔板上进行培养和_______________检测,经过多次筛选后选择出_____________________________。在96孔板的每个孔中尽量只接种1个细胞,原因是_____________________________。
(4)已知H1N1病毒表面同一抗原的不同位点可分别与抗体1和抗体2发生特异性结合。现将制备好的H1N1抗体1和H1N1抗体2用于检测患者是否感染H1N1,原理如图2所示,其中待测液体加到A处样本垫,B处含有过量游离的结合胶体金的抗体1,C处的垫子上固定有抗体2,D处垫子上固定有与抗体1特异性结合的抗体。将待测液体加到A处,一段时间后,若_______________(填图中字母)处会变为红色,则说明受检个体感染H1N1。
注:胶体金与抗体1结合后可显红色,胶体金和抗原与抗体1的结合位点不同,且不固定在垫子上。
12.(科学探究)(2025·郑州模拟)某污水处理厂欲处理一批含砷元素和硝酸盐浓度较高的污水,研究人员通过对肠道微生物的分离与筛选,得到了耐砷的反硝化细菌,它在厌氧条件下能够将硝酸盐还原为N2O和N2。分离耐砷的反硝化细菌具体步骤如下:
采集健康人体的新鲜粪便样本。
(1)配制培养基以筛选耐砷的反硝化细菌:该培养基中含有适宜浓度的_________,从而有利于该菌的生长,抑制其他微生物的生长。此种培养基属于_______________培养基。
接种:取采集的人体新鲜粪便样品0.3 g,接种至该培养基上。
(2)耐砷反硝化细菌的分离与纯化:取200~300 μL上述培养液,均匀地涂布在已经添加了5 mmol/L As3+和10 mmol/L N的细菌固体培养基上。在涂布接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间,这样做的目的是_____________________________;涂布完成后,将平板置于温度为_______________的恒温培养箱中培养24 h。挑取长势比较良好、形态大小不同的菌落利用平板划线法进行分离纯化,用该种方法进行接种时,接种工具是_______________,该接种工具的灭菌方法是_____________________________。操作时,在第二次及其以后的划线时,总是从上一次划线的_______________开始划线,目的是____________________________________________,最后对分离纯化后的菌株进行鉴定。
(3)测定菌株在不同砷浓度下的生长、繁殖能力:挑取单菌落加入液体培养基中进行培养,吸取1 mL菌液离心收集菌体后,分别接种到含有0 mmol/L、1 mmol/L、2 mmol/L、5 mmol/L、10 mmol/L、20 mmol/L As3+和10 mmol/L 的液体培养基中,测定其OD值(OD值越大,表明菌体数量越多),并绘制曲线如图。结合曲线可以得出结论:_______________________________________。
专题微练(十三) 发酵工程与细胞工程
1.D 解析 在以金霉素为唯一碳源的培养基中,只有能降解金霉素的微生物能生存,因此以金霉素为唯一碳源可制备选择培养基,A项正确;在逐步提高金霉素浓度的培养基中能生存的菌株具有对金霉素的高耐受性,B项正确;配制选择培养基时,要确保培养基的pH等条件适宜,C项正确;应用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面,D项错误。
2.B 解析 焙烤可以降低豆腐渣的含水量,同时可以杀死部分微生物,有利于后期发酵,A项正确;渣面上长出的红毛是霉菌的菌丝,酵母菌为单细胞生物,无法产生菌丝,B项错误;豆腐中的蛋白质可以被分解成小分子的肽和氨基酸,味道鲜美,易于消化吸收,可增加成品的营养和风味,C项正确;适当增加菌种量可加快发酵速度,缩短发酵时间,适宜温度能优化微生物代谢活性,有利于菌种生长,提高发酵效率,D项正确。
3.D 解析 固氮酶是根瘤菌自身合成的,植物为根瘤菌提供有机物和能量,固氮酶合成所需的核糖体和氨基酸来源于根瘤菌自身,A项错误;圆褐固氮菌是自生固氮菌,可以在无氮培养基中生长,因为它能固定空气中的氮气,自养型生物是指能利用无机碳源(如CO2)合成有机物的生物,而异养型生物需要现成的有机物,圆褐固氮菌的碳源是现成的有机物(如葡萄糖),说明圆褐固氮菌为异养型生物,B项错误;青霉素是一种抗生素,可以抑制大多数细菌(尤其是革兰氏阳性菌)的生长,圆褐固氮菌属于革兰氏阴性菌,对青霉素不敏感,将土壤悬液用无菌水梯度稀释后涂布到含青霉素的选择培养基上,可以抑制部分微生物的生长,但是不能抑制所有微生物的生长,C项错误;若④统计的菌落数分别是132、136、128,根据计算公式(C÷V×M),④的稀释倍数为104,则每克土壤中含氮菌约为(132+136+128)÷3÷0.1×104=1.32×107个,D项正确。
4.B 解析 固体培养基X只是用于培养细菌并计数,并没有对某类细菌起到筛选作用,不具有选择性,不属于选择培养基,A项错误;“冷藏”可以降低温度,抑制细菌的代谢活动,从而防止取样后细菌因温度适宜等条件快速增殖,保证实验结果的准确性,B项正确;在固体培养基上接种细菌常用的方法有平板划线法和稀释涂布平板法,在本实验中,为了对细菌进行计数,应采用稀释涂布平板法,而不是平板划线法,因为平板划线法不能用于计数,C项错误;虽然不同种类的细菌形成的菌落特征可能不同,但仅根据菌落的特征只能大致区分细菌的种类,不能准确判断细菌的种类,还需要结合其他的鉴定方法,D项错误。
5.C 解析 过程①是由组织块形成愈伤组织,属于脱分化过程,脱分化过程中细胞通过有丝分裂增殖,A项正确;过程②是愈伤组织形成胚状体,属于再分化过程,再分化会形成不同种类的细胞,进而发育成不同组织、器官,B项正确;过程②(再分化形成胚状体)和过程③(胚状体发育成试管苗)所用培养基成分、浓度不完全相同,如细胞分裂素和生长素的比例不同,C项错误;培养基中糖类可作为碳源,为植物细胞提供碳元素用于合成有机物等,同时糖类能影响培养基渗透压,维持细胞正常形态,D项正确。
6.C 解析 灌流式培养的动物细胞处于悬浮培养状态,不出现贴壁生长现象,A项错误;过高的灌流速率,会导致培养的细胞没有及时利用营养物质,而使营养物质不能得到充分利用,B项错误;悬浮培养的动物细胞会因细胞密度过大、有害代谢产物积累等因素而分裂受阻,而灌流是在细胞密度达到一定浓度或者营养物质低于一定浓度时进行的,C项正确;进行动物细胞培养时通常置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中培养,D项错误。
7.D 解析 老面中留有酵母菌,家庭制作馒头时采用老面发酵,属于传统发酵技术,传统发酵以混合菌种的固体及半固体发酵为主,A项错误;“面团”中有酵母菌,“陈泡菜水”中有乳酸菌,添加“面团”和“陈泡菜水”可分别为发酵提供酵母菌和乳酸菌等菌种,B项错误;泡菜的制作需要创造无氧环境,有利于乳酸菌繁殖和发酵,馒头的制作中需要先创造有氧环境,C项错误;传统发酵依赖自然环境中的微生物,菌种复杂且杂菌较多,过程控制缺乏标准化,D项正确。
8.D 解析 平板划线法的主要目的是分离单菌落,而不是用于统计每毫升样品中的活菌数,统计活菌数常用稀释涂布平板法,A项错误;从题表数据来看,微塑料剩余量与微塑料添加量的比值越小,说明该菌株降解微塑料的能力越强,在这些菌株中,菌株Ⅱ的该比值最小,即菌株Ⅱ降解微塑料的能力最强,B项错误;虽然这些菌株能在含有聚乙烯微塑料的培养基中生长、繁殖,但不能就此推断所有能在该培养基中生长、繁殖的微生物都能分解聚乙烯微塑料,有可能存在利用培养基中其他营养物质生长的其他微生物,C项错误;设置一组培养条件相同、加入等量聚乙烯微塑料但不接种菌液的实验,作为空白对照,可以排除非生物因素(如环境因素等)对聚乙烯微塑料含量变化的影响,从而更准确地判断菌株对微塑料的降解作用,D项正确。
9.A 解析 步骤①中向小鼠注射的物质是HAdV的表层蛋白,其目的是激活小鼠的免疫系统,获得能产生特定抗体的B淋巴细胞,A项错误;题图中X细胞是骨髓瘤细胞,该细胞在适宜培养条件下,能在体外无限增殖,B项正确;步骤③为杂交瘤细胞筛选过程,该过程用特定的选择培养基进行筛选,在该培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长,C项正确;将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖,从培养液或小鼠腹水中获取大量的HAdV-55单克隆抗体,D项正确。
10.C 解析 动物体细胞核移植的基本过程是将体细胞核移植到去核的MⅡ期卵母细胞中,形成重构胚,A项正确;移植前胚胎发育率低,可能是体细胞核在去核卵母细胞中无法恢复到分化前的功能状态,从而影响胚胎的正常发育,B项正确;胚胎移植后成活率低可能与孵化失败有关,但孵化是指透明带破裂,胚胎从其中伸展出来的过程,滋养层是沿透明带内壁扩展和排列的细胞结构,C项错误;与体细胞相比,胚胎细胞分化程度低,因此胚胎细胞核移植的成功率通常高于体细胞核移植的,D项正确。
11.答案 (1)骨髓瘤细胞 (已免疫的)B淋巴细胞 (2)相同 不相同 (3)抗体 能分泌抗H1N1病毒抗体的杂交瘤细胞 确保每个孔中的子细胞都来源于同一个亲本细胞,便于筛选出能分泌抗H1N1病毒抗体的杂交瘤细胞 (4)C和D
解析 (1)题图中X细胞为骨髓瘤细胞,Y细胞为已免疫的B淋巴细胞,因此Z细胞为能产生特定抗体的杂交瘤细胞,对该细胞进行体外或体内培养可获得大量的抗体。(2)经过①②过程获得的肝细胞与神经细胞的核基因相同,因为它们都是由诱导干细胞经过有丝分裂、分化形成的,但由于基因的选择性表达,因此两种细胞中mRNA不相同。(3)③过程先用选择培养基对融合后的细胞进行筛选,获得杂交瘤细胞,再将其接种到96孔板上进行培养和抗体检测,经过多次筛选后选择出能分泌抗H1N1病毒抗体的杂交瘤细胞,该操作过程中用到了抗原—抗体特异性结合的原理实现。在96孔板的每个孔中尽量只接种1个细胞,这样可以确保每个孔中的子细胞都来源于同一个亲本细胞,便于筛选出能分泌抗H1N1病毒抗体的杂交瘤细胞,进而获得由单一杂交瘤细胞克隆出的细胞群分泌的抗体。(4)已知H1N1病毒表面同一抗原的不同位点可分别与抗体1和抗体2发生特异性结合。现将制备好的H1N1抗体1和H1N1抗体2用于检测患者是否感染H1N1,原理如题图,其中待测液体加到A处样本垫,B处含有过量游离的结合胶体金的抗体1,C处的垫子上固定有抗体2,D处垫子上固定有与抗体1特异性结合的抗体。将待测液体加到A处,若待测液体中含有H1N1,则其带有的抗原会与B处的游离的结合胶体金的抗体1结合,并向左移动,由于C处有抗体2,因而病毒抗原在该处会与抗体2结合并显色,多余的抗体1继续向左移动,会与固定在D处的抗体1特异性结合的抗体结合进而显色,据此可推测,若C处和D处会变为红色,则说明受检个体感染H1N1。
12.答案 (1)As3+和硝酸盐 选择 (2)检测培养基平板灭菌是否合格 37 ℃ 接种环 灼烧灭菌 末端 将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落 (3)当砷浓度低时,该菌能生长;过高浓度的砷使该菌株的生长繁殖受到抑制
解析 (1)配制选择培养基的目的是筛选目的菌株,本题中是筛选耐砷的反硝化细菌,故该选择培养基中应含有适宜浓度的As3+和硝酸盐,从而有利于耐砷的反硝化细菌的生长,抑制其他微生物的生长。此种培养基属于选择培养基。(2)在耐砷反硝化细菌的分离与纯化过程中,为检测培养基平板灭菌是否合格,需要在涂布接种前随机取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间;由于是从人体新鲜粪便中取样,故涂布完成后,将平板置于温度为37 ℃的恒温培养箱中培养24 h;挑取长势比较良好、形态大小不同的菌落,利用接种环进行平板划线法进行分离纯化,接种环在使用时需要进行灼烧灭菌;操作时,在第二次及其以后的划线时,为将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落,总是从上一次划线的末端开始划线。(3)分析题意可知,OD值越大,表明菌体数量越多,题图显示,在0 mmol/L As3+和10 mmol/L N的液体培养基中,OD值最大,说明菌体数量最多;在1 mmol/L As3+和10 mmol/L N的液体培养基中,OD值比0 mmol/L As3+和10 mmol/L N的液体培养基中的OD值明显降低,说明菌体数量减少;2 mmol/L As3+和10 mmol/L N的液体培养基、5 mmol/L As3+和10 mmol/L N的液体培养基中,OD值相似,比1 mmol/L As3+和10 mmol/L N的液体培养基中的OD值明显降低,说明菌体数量继续减少;而10 mmol/L As3+和10 mmol/L N的液体培养基、20 mmol/L As3+和10 mmol/L N的液体培养基中,OD值更低,说明菌体生长繁殖受到明显的抑制作用,故可以得出结论:当砷浓度低时,该菌能生长;过高浓度的砷使该菌株的生长繁殖受到抑制。
方法微点拨 平板划线操作的注意事项
(1)灼烧接种环,待其冷却后才能伸入菌液,以免温度太高杀死菌种。
(2)第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始,能使微生物的数目随着划线次数的增加而逐渐减少,最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。
(3)划线时最后一次划线不要与第一次划线相连。
(4)划线时用力大小要适当,避免用力过大将培养基划破。
(5)操作第一步即取菌种之前以及每次划线之前都需要将接种环进行火焰灼烧灭菌,划线操作结束时,仍需灼烧接种环,每次灼烧的目的不同:(共42张PPT)
专题微练(十三) 发酵工程与细胞工程
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一、选择题
1.(2025·黑吉辽蒙卷，T4)科研人员通过稀释涂布平板法筛选出高耐受且降解金霉素(C22H23ClN2O8)能力强的菌株，旨在解决金霉素过量使用所导致的环境污染问题。下列叙述错误的是( )
A.以金霉素为唯一碳源可制备选择培养基
B.逐步提高培养基中金霉素的浓度有助于获得高耐受的菌株
C.配制选择培养基时，需确保pH满足实验要求
D.用接种环将菌液均匀地涂布在培养基表面
在以金霉素为唯一碳源的培养基中，只有能降解金霉素的微生物能生存，因此以金霉素为唯一碳源可制备选择培养基，A项正确；在逐步提高金霉素浓度的培养基中能生存的菌株具有对金霉素的高耐受性，B项正确；配制选择培养基时，要确保培养基的pH等条件适宜，C项正确；应用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面，D项错误。
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2.(2025·南通模拟)“红菌豆渣”是粤东地区特有的一种传统名肴，其生产过程是焙烤新鲜豆腐渣→将豆腐渣捏成团放入铺有荷叶的筛 子、压平、冷却→在渣面上撒上菌种→发酵一天，渣面长出红毛即得到成品。下列相关叙述错误的是( )
A.焙烤可降低豆腐渣含水量，利于后期发酵
B.渣面上长出的红毛是酵母菌繁殖形成的
C.豆腐渣中的蛋白质被分解，可增加成品的营养和风味
D.适当增加菌种量、控制发酵温度，可提高发酵效率
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焙烤可以降低豆腐渣的含水量，同时可以杀死部分微生物，有利于后期发酵，A项正确；渣面上长出的红毛是霉菌的菌丝，酵母菌为单细胞生物，无法产生菌丝，B项错误；豆腐中的蛋白质可以被分解成小分子的肽和氨基酸，味道鲜美，易于消化吸收，可增加成品的营养和风味，C项正确；适当增加菌种量可加快发酵速度，缩短发酵时间，适宜温度能优化微生物代谢活性，有利于菌种生长，提高发酵效率，D项正确。
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3.(2025·山东模拟)为提高作物产量，种植业往往使用大量的氮肥，既增加了生产成本，又易造成环境污染。固氮菌能固定氮气，为植物生长提供充足的氮元素，常见的固氮菌有根瘤菌和圆褐固氮菌 等。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究，部分实验流程如图。下列叙述正确的是( )
A.根瘤菌与豆科植物共生后才能固氮，其合成固氮酶所需的核糖体和氨基酸均来源于植物细胞
B.圆褐固氮菌能在不加氮源的培养基中生长，说明圆褐固氮菌为自养型生物
C.将土壤悬液用无菌水梯度稀释后涂布到含青霉素的选择培养基 上，以抑制所有微生物的生长
D.若④统计的菌落数分别是132、136、128，则每克土壤中含有的固氮菌为1.32×107个
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固氮酶是根瘤菌自身合成的，植物为根瘤菌提供有机物和能量，固氮酶合成所需的核糖体和氨基酸来源于根瘤菌自身，A项错误；圆褐固氮菌是自生固氮菌，可以在无氮培养基中生长，因为它能固定空气中的氮气，自养型生物是指能利用无机碳源(如CO2)合成有机物的生物，而异养型生物需要现成的有机物，圆褐固氮菌的碳源是现成的有机物(如葡萄糖)，说明圆褐固氮菌为异养型生 物，B项错误；青霉素是一种抗生素，可以抑制大多数细菌(尤其
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是革兰氏阳性菌)的生长，圆褐固氮菌属于革兰氏阴性菌，对青霉素不敏感，将土壤悬液用无菌水梯度稀释后涂布到含青霉素的选择培养基上，可以抑制部分微生物的生长，但是不能抑制所有微生物的生长，C项错误；若④统计的菌落数分别是132、136、128，根据计算公式(C÷V×M)，④的稀释倍数为104，则每克土壤中含氮菌约为(132+136+128)÷3÷0.1×104=1.32×107个，D项正确。
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4.(2025·本溪模拟)某兴趣小组为研究“使用公筷对餐后菜品细菌数量的影响”，将每道菜分为3盘，一盘取样冷藏，一盘使用公筷，一盘不用公筷，实验过程如图所示。下列相关操作或叙述正确的是( )
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A.固体培养基X对菜品中的细菌有选择性，属于选择培养基
B.“冷藏”的目的是防止取样后细菌快速增殖
C.在固体培养基X上可用平板划线法或涂布法接种细菌
D.根据菌落的特征可准确判断细菌的种类
固体培养基X只是用于培养细菌并计数，并没有对某类细菌起到筛选作用，不具有选择性，不属于选择培养基，A项错误；“冷藏” 可以降低温度，抑制细菌的代谢活动，从而防止取样后细菌因温
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度适宜等条件快速增殖，保证实验结果的准确性，B项正确；在固体培养基上接种细菌常用的方法有平板划线法和稀释涂布平板法，在本实验中，为了对细菌进行计数，应采用稀释涂布平板 法，而不是平板划线法，因为平板划线法不能用于计数，C项错误；虽然不同种类的细菌形成的菌落特征可能不同，但仅根据菌落的特征只能大致区分细菌的种类，不能准确判断细菌的种类，还需要结合其他的鉴定方法，D项错误。
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5.(2025·江苏卷，T4)图示一种植物组织培养周期，①~③表示相应过程。下列相关叙述错误的是( )
A.过程①发生了细胞的脱分化和有丝分裂
B.过程②经细胞的再分化形成不同种类的细胞
C.过程②③所用培养基的成分、浓度相同
D.培养基中糖类既能作为碳源，又与维持渗透
压有关
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过程①是由组织块形成愈伤组织，属于脱分化过程，脱分化过程中细胞通过有丝分裂增殖，A项正确；过程②是愈伤组织形成胚状体，属于再分化过程，再分化会形成不同种类的细胞，进而发育成不同组织、器官，B项正确；过程②(再分化形成胚状体)和过程③(胚状体发育成试管苗)所用培养基成分、浓度不完全相同，如细胞分裂素和生长素的比例不同，C项错误；培养基中糖类可作为碳源，为植物细胞提供碳元素用于合成有机物等，同时糖类能影响培养基渗透压，维持细胞正常形态，D项正确。
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6.(2025·衡水模拟)悬浮培养的动物细胞会因细胞密度过大、有害代谢产物积累等因素而分裂受阻。生产上常用灌流式培养避免这些现象出现。灌流式培养是在细胞培养管内，一边不断注入新鲜培养基，一边将培养液的上清液不断移出。下列相关叙述正确的是( )
A.灌流式培养的细胞会贴壁生长、接触抑制，进行传代培养时可用胰蛋白酶处理后离心法收集细胞
B.灌流式培养可以及时排除有害代谢废物，同时灌流速率越高，营养物质利用越充分
C.灌流是在细胞密度达到一定浓度或者营养物质低于一定浓度时进行的
D.培养管通常放置在95%的O2和5%CO2的环境中
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灌流式培养的动物细胞处于悬浮培养状态，不出现贴壁生长现 象，A项错误；过高的灌流速率，会导致培养的细胞没有及时利用营养物质，而使营养物质不能得到充分利用，B项错误；悬浮培养的动物细胞会因细胞密度过大、有害代谢产物积累等因素而分裂受阻，而灌流是在细胞密度达到一定浓度或者营养物质低于一定浓度时进行的，C项正确；进行动物细胞培养时通常置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中培养，D项错误。
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7.(2025·衡水模拟)家庭制作馒头时可以利用前一次发酵保存下来的“面团”，制作泡菜时可以向泡菜坛中加入一些“陈泡菜水”，而工业上大规模生产馒头或泡菜时往往需要添加单一菌种。下列叙述正确的是( )
A.家庭制作馒头用老面发酵，属于传统发酵技术，传统发酵以混合菌种的液体及半固体发酵为主
B.添加“面团”和“陈泡菜水”可分别为发酵提供乳酸菌和酵母菌等菌种
C.馒头和泡菜的制作都需要创造无氧环境
D.传统发酵存在杂菌情况不明、过程控制缺乏标准等问题
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老面中留有酵母菌，家庭制作馒头时采用老面发酵，属于传统发酵技术，传统发酵以混合菌种的固体及半固体发酵为主，A项错误；“面团”中有酵母菌，“陈泡菜水”中有乳酸菌，添加“面团”和 “陈泡菜水”可分别为发酵提供酵母菌和乳酸菌等菌种，B项错误；泡菜的制作需要创造无氧环境，有利于乳酸菌繁殖和发酵，馒头的制作中需要先创造有氧环境，C项错误；传统发酵依赖自然环境中的微生物，菌种复杂且杂菌较多，过程控制缺乏标准化，D项正确。
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8.科研人员分离出微塑料降解菌并对其降解能力进行了测定。将等量各菌株分别接种到含有等量聚乙烯微塑料的培养基中，30天后检测，结果见表。下列叙述正确的是( )
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菌株编号 I Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
微塑料剩余量与微塑料添加量的比值/% 98.4 92.3 98.7 99.0 98.2
A.用平板划线法接种菌液可统计每毫升样品中的活菌数
B.菌株Ⅳ降解微塑料的能力最强，相关酶活性最高
C.能在该培养基中生长、繁殖的微生物都能分解聚乙烯微塑料
D.还需设置一组培养条件相同、加入等量聚乙烯微塑料但不接种菌液的实验
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平板划线法的主要目的是分离单菌落，而不是用于统计每毫升样品中的活菌数，统计活菌数常用稀释涂布平板法，A项错误；从题表数据来看，微塑料剩余量与微塑料添加量的比值越小，说明该菌株降解微塑料的能力越强，在这些菌株中，菌株Ⅱ的该比值最小，即菌株Ⅱ降解微塑料的能力最强，B项错误；虽然这些菌株能在含有聚乙烯微塑料的培养基中生长、繁殖，但不能就此推断所有能在该培养基中生长、繁殖的微生物都能分解聚乙烯微塑
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料，有可能存在利用培养基中其他营养物质生长的其他微生物，C项错误；设置一组培养条件相同、加入等量聚乙烯微塑料但不接种菌液的实验，作为空白对照，可以排除非生物因素(如环境因素等)对聚乙烯微塑料含量变化的影响，从而更准确地判断菌株对微塑料的降解作用，D项正确。
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9.(2025·晋中模拟)腺病毒(HAdV)是一种常见的呼吸道病毒，目前已知可感染人体的腺病毒有50多种。腺病毒感染人体后，可导致发热性的呼吸系统感染、咽结膜热、
角膜结膜炎、泌尿系统感染及
胃肠炎症等。我国科研人员在
HAdV-55单克隆抗体研究方面
取得了新进展，如图为HAdV-55
单克隆抗体的制备过程示意图。
下列叙述错误的是( )
A.步骤①向小鼠反复注射HAdV的表层蛋白的目的是获得相应的特异性抗体
B.图中X细胞是骨髓瘤细胞，该细胞在体外适宜培养条件下能无限增殖
C.步骤③采用特定的选择培养基，筛选去除未融合的细胞以及融合的具有同种核的细胞
D.步骤⑤中向小鼠注射的是抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞来进行体内培养
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步骤①中向小鼠注射的物质是HAdV的表层蛋白，其目的是激活小鼠的免疫系统，获得能产生特定抗体的B淋巴细胞，A项错误；题图中X细胞是骨髓瘤细胞，该细胞在适宜培养条件下，能在体外无限增殖，B项正确；步骤③为杂交瘤细胞筛选过程，该过程用特定的选择培养基进行筛选，在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长，C项正确；将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖，从培养液或小鼠腹水中获取大量的HAdV-55单克隆抗体，D项正确。
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10.(2025·黑吉辽蒙卷，T9)研究显示，约70%的小鼠体细胞核移植胚胎未能成功发育至囊胚期，且仅有约2%的胚胎移植到代孕母鼠后可正常发育。下列叙述错误的是( )
A.体细胞核进入去核的MⅡ期卵母细胞形成重构胚
B.移植前胚胎发育率低，可能是植入的体细胞核不能完全恢复分化前的功能状态
C.胚胎移植到代孕母鼠后成活率低，可能是早期胚胎未能及时从滋养层内孵化
D.为提高胚胎成活率，可用胚胎细胞核移植代替体细胞核移植
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动物体细胞核移植的基本过程是将体细胞核移植到去核的MⅡ期卵母细胞中，形成重构胚，A项正确；移植前胚胎发育率低，可能是体细胞核在去核卵母细胞中无法恢复到分化前的功能状态，从而影响胚胎的正常发育，B项正确；胚胎移植后成活率低可能与孵化失败有关，但孵化是指透明带破裂，胚胎从其中伸展出来的过程，滋养层是沿透明带内壁扩展和排列的细胞结构，C项错误；与体细胞相比，胚胎细胞分化程度低，因此胚胎细胞核移植的成功率通常高于体细胞核移植的，D项正确。
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二、非选择题
11.(2025·临汾模拟)H1N1病毒是甲型流感病毒的一种，也是人类最常感染的流感病毒之一，该病毒危害性很大，可利用细胞工程生产H1N1病毒抗体用于检测和治疗，生产流程图如图1所示。请回答下列问题：
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(1)图中X细胞和Y细胞分别代表___________和__________________。
(2)经过①②过程获得的肝细胞与神经细胞的核基因______(填“相同”或“不相同”)，mRNA_________ (填“相同”或“不相同”)。
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骨髓瘤细胞
(已免疫的)B淋巴细胞
相同
不相同
(3)③过程先用选择培养基对融合后的细胞进行筛选，获得杂交瘤细胞，再将其接种到96孔板上进行培养和_______检测，经过多次筛选后选择出___________________________________。在96孔板的每个孔中尽量只接种1个细胞，原因是______________________________
_________________________________________________________。
抗体
能分泌抗H1N1病毒抗体的杂交瘤细胞
确保每个孔中的子细胞都来源于同一个亲本细胞，便于筛选出能分泌抗H1N1病毒抗体的杂交瘤细胞
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(4)已知H1N1病毒表面同一抗原的不同位点可分别与抗体1和抗体2发生特异性结合。现将制备好的H1N1抗体1和H1N1抗体2用于检测患者
是否感染H1N1，原理如图2所示，其中待测液体加到A处样本垫，B处含有过量游离的结合胶体金的抗体1，C处的垫子上固定有抗体2，D处垫子上固定有与抗体1特异性结合的抗体。将待测液体加到A处，一段时间后，若________ (填图中字母)处会变为红色，则说明受检个体感染H1N1。
注：胶体金与抗体1结合后可显红
色，胶体金和抗原与抗体1的结合
位点不同，且不固定在垫子上。
C和D
(1)题图中X细胞为骨髓瘤细胞，Y细胞为已免疫的B淋巴细胞，因此Z细胞为能产生特定抗体的杂交瘤细胞，对该细胞进行体外或体内培养可获得大量的抗体。(2)经过①②过程获得的肝细胞与神经细胞的核基因相同，因为它们都是由诱导干细胞经过有丝分裂、分化形成的，但由于基因的选择性表达，因此两种细胞中mRNA不相同。(3)③过程先用选择培养基对融合后的细胞进行筛选，获得杂交瘤细胞，再将其接种到96孔板上进行培养和抗体检测，经
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过多次筛选后选择出能分泌抗H1N1病毒抗体的杂交瘤细胞，该操作过程中用到了抗原—抗体特异性结合的原理实现。在96孔板的每个孔中尽量只接种1个细胞，这样可以确保每个孔中的子细胞都来源于同一个亲本细胞，便于筛选出能分泌抗H1N1病毒抗体的杂交瘤细胞，进而获得由单一杂交瘤细胞克隆出的细胞群分泌的抗体。(4)已知H1N1病毒表面同一抗原的不同位点可分别与抗体1和抗体2发生特异性结合。现将制备好的H1N1抗体1和H1N1抗体2用于检测患者是否感染H1N1，原理如题图，其中待测液体加到A处
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样本垫，B处含有过量游离的结合胶体金的抗体1，C处的垫子上固定有抗体2，D处垫子上固定有与抗体1特异性结合的抗体。将待测液体加到A处，若待测液体中含有H1N1，则其带有的抗原会与B处的游离的结合胶体金的抗体1结合，并向左移动，由于C处有抗体2，因而病毒抗原在该处会与抗体2结合并显色，多余的抗体1继续向左移动，会与固定在D处的抗体1特异性结合的抗体结合进而显色，据此可推测，若C处和D处会变为红色，则说明受检个体感染H1N1。
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12.(科学探究)(2025·郑州模拟)某污水处理厂欲处理一批含砷元素和硝酸盐浓度较高的污水，研究人员通过对肠道微生物的分离与筛 选，得到了耐砷的反硝化细菌，它在厌氧条件下能够将硝酸盐还原为N2O和N2。分离耐砷的反硝化细菌具体步骤如下：
采集健康人体的新鲜粪便样本。
(1)配制培养基以筛选耐砷的反硝化细菌：该培养基中含有适宜浓度的______________，从而有利于该菌的生长，抑制其他微生物的生长。此种培养基属于______培养基。
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As3+和硝酸盐
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接种：取采集的人体新鲜粪便样品0.3 g，接种至该培养基上。
(2)耐砷反硝化细菌的分离与纯化：取200~300 μL上述培养液，均匀地涂布在已经添加了5 mmol/L As3+和10 mmol/L N的细菌固体培养基上。在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间，这样做的目的是_____________________________；涂布完成后，将平板置于温度为_______的恒温培养箱中培养24 h。挑取长势比较良好、形态大小不同的菌落利用平板划线法进行分离纯化，
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检测培养基平板灭菌是否合格
37 ℃
用该种方法进行接种时，接种工具是_______，该接种工具的灭菌方法是__________。操作时，在第二次及其以后的划线时，总是从上一次划线的_____开始划线，目的是___________________________
_________________，最后对分离纯化后的菌株进行鉴定。
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接种环
灼烧灭菌
末端
将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落
(3)测定菌株在不同砷浓度下的生长、繁殖能力：挑取单菌落加入液体培养基中进行培养，吸取1 mL菌液离心收集菌体后，分别接种到含有0 mmol/L、1 mmol/L、2 mmol/L、
5 mmol/L、10 mmol/L、20 mmol/L As3+
和10 mmol/L 的液体培养基中，
测定其OD值(OD值越大，表明菌体数
量越多)，并绘制曲线如图。
结合曲线可以得出结论：____________
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______________________。
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当砷浓度低时，该菌能生长；过高浓度的砷使该菌株的生长繁殖受到抑制
(1)配制选择培养基的目的是筛选目的菌株，本题中是筛选耐砷的反硝化细菌，故该选择培养基中应含有适宜浓度的As3+和硝酸盐，从而有利于耐砷的反硝化细菌的生长，抑制其他微生物的生长。此种培养基属于选择培养基。(2)在耐砷反硝化细菌的分离与纯化过程中，为检测培养基平板灭菌是否合格，需要在涂布接种前随机取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间；由于是从人体新鲜粪便中取样，故涂布完成后，将平板置于温度为37 ℃的恒温培养箱中培养24 h；挑取长势比较良好、形态大小不同的菌落，利
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用接种环进行平板划线法进行分离纯化，接种环在使用时需要进行灼烧灭菌；操作时，在第二次及其以后的划线时，为将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落，总是从上一次划线的末端开始划线。(3)分析题意可知，OD值越大，表明菌体数量越多，题图显示，在0 mmol/L As3+和10 mmol/L N的液体培养基中，OD值最大，说明菌体数量最多；在1 mmol/L As3+和10 mmol/L N的液体培养基中，OD值比0 mmol/L As3+和10 mmol/L N的液体培养基中的OD值明显降低，说明菌体数量减少；2 mmol/L As3+和10 mmol/L
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N的液体培养基、5 mmol/L As3+和10 mmol/L N的液体培养基中，OD值相似，比1 mmol/L As3+和10 mmol/L N的液体培养基中的OD值明显降低，说明菌体数量继续减少；而10 mmol/L As3+和10 mmol/L N的液体培养基、20 mmol/L As3+和10 mmol/L N的液体培养基中，OD值更低，说明菌体生长繁殖受到明显的抑制作用，故可以得出结论：当砷浓度低时，该菌能生长；过高浓度的砷使该菌株的生长繁殖受到抑制。
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平板划线操作的注意事项
方法微点拨
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(1)灼烧接种环，待其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。
(2)第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始，能使微生物的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。
(3)划线时最后一次划线不要与第一次划线相连。
(4)划线时用力大小要适当，避免用力过大将培养基划破。
(5)操作第一步即取菌种之前以及每次划线之前都需要将接种环进行火焰灼烧灭菌，划线操作结束时，仍需灼烧接种环，每次灼烧的目的不同：
方法微点拨
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