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专题18 传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用
考点一 传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用
【题型1】传统发酵技术的应用
【题型2】发酵工程及其应用
考点二 微生物的培养技术与应用
【题型1】微生物的基本培养技术
【题型2】微生物的选择培养和技术
考点三 植物细胞工程
【题型1】植物组织培养技术
【题型2】植物体细胞杂交技术
【题型3】植物细胞工程的应用
考点四 动物细胞工程
【题型1】动物细胞培养
【题型2】动物细胞融合
【题型3】动物体细胞核移植技术和克隆动物
考点五 胚胎工程
【题型1】胚胎工程的理论基础
【题型2】胚胎工程技术及其应用
考点一 传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用
01 传统发酵技术的应用
【例1】镇江香醋是一种通过固态发酵工艺制作的小曲醋，酿造的工业流程如下图所示。下列相关叙述错
误的是（ ）
A．麸皮、糠在加入时没有经过蒸煮，可能引入杂菌污染，影响酿醋的品质
B．从酒精发酵到醋酸发酵过程，应适当降低温度
C．酒曲中的菌种与醋酸菌的代谢类型不同
D．成品醋不易变质是因为pH 较低抑制了杂菌生长
【变式1-1】钙果又名欧李，果实中含有多种对人体有益的矿质元素，其钙元素的含量比一般水果都高。
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钙果用途广泛，叶可做茶花、仁，根能制作中药，果实可加工成果汁、果酒、果醋等产品。下列叙述正确
的是（ ）
A．利用酵母菌进行钙果果醋发酵过程中温度应控制在18~30℃
B．在钙果果酒发酵期间，为保持无氧条件，不能拧松发酵瓶盖子
C．制作钙果果酒、果醋时，应将原料钙果果汁进行湿热灭菌
D．钙果果酒的颜色是钙果果皮和果肉中的色素进入发酵液形成的
【变式1-2】腐乳是我国劳动人民创造出的一种主要由毛霉发酵制作的大豆食品。下列有关腐乳发酵工艺
的叙述错误的是（ ）
A．传统腐乳发酵是单一菌种发酵生产的食品
B．腌制前对豆腐块加热能减少杂菌污染
C．影响腐乳风味的因素包括菌株类型、原料品质、温度等
D．接种前一般会对毛霉菌株进行扩大培养
02 发酵工程及其应用
【例2】与传统发酵技术相比，发酵工程的产品种类更加丰富，产量和质量明显提高。下列叙述正确的是
（ ）
A．传统发酵以单一菌种为主，发酵工程多是混合菌种
B．发酵条件变化仅影响菌体生长繁殖，不影响其代谢途径
C．发酵工程产品仅有微生物代谢产物、酶，不包括菌体本身
D．发酵工程产品单细胞蛋白不仅富含蛋白质，还含糖类、脂质等
【变式2-1】发酵工程以其生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一等特点，在食品工业、医
药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用。下列叙述正确的是（ ）
A．分离、提纯产物是发酵工程的中心环节
B．发酵工程使用的菌种大多是单一菌种
C．单细胞蛋白指通过发酵获得的分泌蛋白
D．工业化生产青霉素一般用过滤、沉淀获得产物
【变式2-2】普洱茶经过杀青→揉捻→发酵→干燥等工序制成。杀青一般通过高温破坏茶叶中部分酶活性，
揉捻会破坏细胞结构，发酵中翻堆是将料堆拆开并重新建堆，发酵后酒香浓郁，口感丰富。下列叙述正确
的是（ ）
A．杀青使酶因肽键断裂而失活
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B．杀青过程中不需要进行灭菌处理
C．发酵过程中翻堆的目的是为了升高温度
D．干燥处理有利于发酵而使茶发生香变
考点二 微生物的培养技术与应用
01 微生物的基本培养技术
【例1】急性肠胃炎是由细菌通过消化道进入人体导致的，因此检验饮用水的细菌含量是有效预防疾病发
生的必要措施，如图表示检验微生物的简要步骤。下列相关叙述正确的是（ ）
A．根据图1 的微生物接种方法，可得到图2 所示的四种菌落分布图
B．为保证统计的菌落数目更加准确，同一稀释度下需要至少设置三个平板
C．培养基的配制需考虑微生物的适宜pH，应在灭菌后进行pH 调整
D．可用平板划线法和稀释涂布平板法对大肠杆菌进行鉴定和计数
【变式1-1】某生物活动小组为探究当地农田土壤中分解尿素的细菌的数量，进行了取样、系列梯度稀释、
涂布平板、培养、计数等步骤，实验操作过程如下，下列说法不正确的是（ ）
A．图中接种的培养基是以尿素为唯一氮源的固体培养基，能生长的微生物可能不能合成脲酶
B．若每支试管稀释10 倍，则图中a 的数值应为2.7，5 号试管共稀释了 106倍
C．图中左上角培养基菌落连成一片，可能是涂布不均匀造成的
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D．若仅以4 号试管接种培养基计数，5g 该土壤中含分解尿素菌的估算数目是1.4×108个
【变式1-2】灭菌、消毒是生物学实验中常见的无菌操作操作。下列叙述正确的是（ ）
A．动、植物细胞DNA 的提取必须在无菌条件下进行
B．微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染
C．制作果酒的发酵瓶在清洗干净后还需用70%的酒精消毒处理
D．牛肉膏蛋白胨培养基灭菌后蛋白质变性失活不利于培养微生物
02 微生物的选择培养和技术
【例2】．塑料污染是当今世界面临的最紧迫的环境问题之一。中国科学院海洋研究所首次发现能有效降
解聚乙烯塑料的海洋真菌及其分泌的有降解聚乙烯效果的酶。某研究学习小组欲从环境中分离高效降解聚
乙烯的真菌。下列叙述错误的是（ ）
A．应在富含聚乙烯的环境中采集样本
B．可采用高压蒸汽灭菌法对实验所用培养基进行灭菌
C．选择培养时应以聚乙烯为唯一碳源
D．利用稀释涂布法接种时，稀释倍数越高，越容易得到目标单菌落
【变式2-1】某小组用以尿素为唯一氮源的培养基，做了“土壤中尿素分解菌的分离和计数”实验，实验
流程及结果如下图。下列说法错误的是（ ）
A．根据实验结果计算，10 克土样中尿素分解菌约为1.1×109个
B．涂布后的培养皿要倒置，以防培养污染和促进水分蒸发
C．在该培养基上长出的菌落不一定是尿素分解菌
D．若要证明该培养基的选择作用，需涂布牛肉膏蛋白胨培养基作为对照
【变式2-2】下列关于纤维素分解菌的筛选的有关叙述中，正确的是（ ）
A．土壤取样时应选取深层的土壤作为样品
B．选择培养的目的是增加纤维素分解菌的浓度
C．经选择培养后将样品直接涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上
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D．培养基中加入刚果红，纤维素分解菌菌落周围会出现红色的透明圈
考点三 植物细胞工程
01 植物组织培养技术
【例1】兰州百合栽培过程中易受病毒侵染，造成品质退化。某研究小组尝试通过组织培养技术获得脱毒
苗，操作流程如下图。下列叙述正确的是（ ）
A．①为脱分化过程，1 号培养基中的愈伤组织是排列规则的薄壁组织团块
B．②为再分化过程，愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组
C．3 号培养基用于诱导生根，其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值大于1
D．百合分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，可以作为该研究中的外植体
【变式1-1】藿香是重要的经济作物，传统的扦插繁殖方式会引起植株生长缓慢且病虫害发生率高、抗逆
性弱。科研人员对藿香进行植物组织培养，过程如图所示。相关叙述错误的是（ ）
A．过程①一般选择植物茎尖细胞作为外植体以获得符合要求的组培苗
B．过程③④所用的培养基中添加的植物激素种类、浓度和比例均不同
C．组培苗移栽前驯化需注意控制光照强度，以免光线太强灼伤叶片
D．若组培苗根系长、根毛多，会因培养基不易清洗而影响移栽成活率
【变式1-2】兰花种子通常发育不全，在自然条件下萌发率极低，利用植物细胞工程可以使其快速繁殖，
下图是利用兰花的茎尖细胞培养形成兰花植株的示意图，以下叙述正确的是（ ）
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A．试管植物和提供茎尖的兰花植株的核基因一致，细胞质基因不一致
B．取兰花茎尖培养的原因是新生的茎尖细胞代谢旺盛、分裂快、全能性高等
C．③④过程的培养基成分相同，③过程要在遮光条件下进行，④过程在光下进行
D．③④⑤过程发生的细胞分裂方式为有丝分裂，⑥过程发生的是减数分裂
02 植物体细胞杂交技术
【例2】科研人员为了培育出在口感、甜度、水分等方面兼备荔枝A 和荔枝B 的优点的三倍体荔枝，进行
了如图所示的实验流程。下列关于该流程的叙述，错误的是（ ）
A．获得单倍体需用到植物组织培养技术
B．获得原生质体需用到纤维素酶和果胶酶
C．获得杂种细胞需用到灭活的病毒
D．获得三倍体荔枝需经历脱分化和再分化
【变式2-1】非对称细胞融合技术的大概流程为对某原生质体（细胞质中含有优良基因）进行去核或破坏
染色体处理，对另一个原生质体（细胞核中含有优良基因）进行细胞质失活处理，然后将两个原生质体进
行融合。下列相关说法错误的是（ ）
A．可采用紫外线照射或化学物质处理等方法实现原生质体去核
B．病毒表面的糖蛋白和酶能使细胞膜上的蛋白质和脂质重新排布，使原生质体发生融合
C．该技术可以实现两个原生质体核、质基因的优化组合
D．将融合细胞诱导形成愈伤组织时，一般不需要给予适当时间和强度的光照
【变式2-2】科研人员为了培育出猕猴桃新品种，利用毛花猕猴桃和软枣猕猴桃为实验材料，进行了植物
体细胞杂交实验，部分实验流程如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
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A．过程Ⅰ使用的酶能将各种生物的细胞壁降解
B．过程Ⅲ表示原生质体融合后再生出细胞壁
C．过程Ⅳ与过程Ⅴ所用培养基的成分没有差异
D．将试管苗移出直接栽种在室外，存活率较高
03 植物细胞工程的应用
【例3】紫杉醇是一种抗癌药物，主要从红豆杉树皮中分离提取。目前采用物理或化学方法将红豆杉愈伤
组织固定在一定空间内，实现紫杉醇的规模化生产是提高紫杉醇产量、保护稀缺资源红豆杉、解决紫杉醇
药源紧缺的一种有效方法。下列相关叙述正确的是（ ）
A．诱导红豆杉再分化形成愈伤组织时，需生长素和细胞分裂素配合使用
B．采用植物细胞工程技术大规模生产紫杉醇时，应选用以糖类作碳源的液体培养基
C．大规模培养红豆杉愈伤组织时需要以牛肉膏、蛋白胨等含氮有机物充当氮源
D．用液体培养基培养固定的愈伤组织生产紫杉醇时，不需要通入无菌空气
【变式3-1】下列关于植物细胞工程的应用，叙述正确的是（ ）
A．微型繁殖为无性繁殖，能改良植物原有的遗传特性
B．利用植物体细胞杂交获得番茄—马铃薯，其变异类型为基因重组
C．单倍体是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料
D．次生代谢物是一类小分子有机化合物，是植物生长生存所必需的
【变式3-2】甘薯由于具有增强免疫功能、防癌抗癌、抗衰老、防止动脉硬化等作用，故越来越被人们喜
爱。下列相关操作正确的是（ ）
A．培育甘薯脱毒苗的过程中，需要适时调整激素的比例
B．利用茎尖分生组织培养脱毒苗使植株具备抗病毒的能力，产品质量得到提高
C．若进行植物体细胞杂交，则获得原生质体时需在无菌水中进行去壁操作
D．次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养
考点四 动物细胞工程
01 动物细胞培养
【例1】下图为幼鼠肾脏上皮细胞培养过程示意图，已知肾脏上皮细胞属于需要贴附于某些基质表面才能
生长增殖的细胞。下列叙述不正确的是（ ）
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A．甲→乙过程需要用机械的方法或特定的酶处理
B．丙过程会出现细胞贴壁生长和接触抑制的现象
C．丙在CO2培养箱中培养以维持培养液pH 相对稳定
D．丁过程为传代培养，利用了动物细胞全能性的原理
【变式1-1】马克·波斯特被誉为“细胞培养肉”之父，他从牛的身上提取出一种被称为“肌卫星细胞”的
干细胞，将其置于培养基中，让其自行繁殖、生长，直至形成一条细薄的粉红色肌肉条。下列叙述正确的
是（ ）
A．肌卫星细胞是高度分化的细胞，培养时需用胰蛋白酶进行脱分化处理
B．培养过程需定期更换培养液，防止细胞代谢产物积累对细胞造成危害
C．培养过程需在无菌无毒环境，添加5%的CO2目的是为了刺激细胞呼吸
D．若用人的肌细胞培育人造肉可能会带来伦理问题，该技术需严格禁止
【变式1-2】下某研究小组为测定某种药物对体外培养细胞的毒性，准备对某种动物的肝肿瘤细胞（甲）
和正常肝细胞（乙）进行动物细胞培养。下列叙述正确的是（ ）
A．取出动物组织后，用胃蛋白酶处理组织块可分散成单个细胞
B．乙细胞可能需要贴附于某些基质表面才能生长增殖
C．甲的培养过程一定会出现接触抑制，随后细胞停止增殖
D．若甲、乙来源于同一生物个体，则其基因组成相同
02 动物细胞融合
【例2】研究人员以某病毒的外壳蛋白A 为抗原制备单克隆抗体，以期快速检测该病毒，其主要技术路线
如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A．限制酶主要来源于原核生物，因为原核生物中含有限制酶的识别序列
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B．可用抗原—抗体杂交法检测转基因工程菌是否成功翻译出蛋白A
C．将纯化的蛋白A 多次注射到小鼠体内，是为了促进小鼠产生更多的抗体
D．杂交瘤细胞筛选和单克隆抗体筛选的目的和原理均相同
【变式2-1】PSMA 是一种跨膜蛋白，在正常细胞中表达量很少，但在前列腺癌细胞中表达量较多，且随
着癌细胞的转移而增加。科研人员尝试生产抗PSMA 的单克隆抗体，其过程如下图所示。下列叙述错误的
是（ ）
A．①过程可用一定浓度的聚乙二醇进行诱导
B．②过程用特定的选择培养基筛选获得的杂交瘤细胞即为目标细胞
C．③过程需进行克隆化培养
D．将某标记物偶联在单克隆抗体上可用于检测癌细胞是否转移
【变式2-2】如图所示，将由两种不同的抗原分别制备的单克隆抗体分子，在体外解偶联后重新偶联可 制
备双特异性抗体，简称双抗。下列说法错误的是（ ）
A．双抗可以同时与两种不同的抗原进行结合
B．利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞
C．筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的两种抗原
D．同时注射两种抗原可刺激 B 细胞分化为产双抗的浆细胞
03 动物体细胞核移植技术和克隆动物
【例3】2018 年1 月25 日，我国研究人员在世界上率先利用去甲基化酶（Kd4d）的mRNA 结合体细胞核
移植技术，培育出第一批灵长类动物——食蟹猴，流程如图所示：①～⑥表示相应过程或生物工程技术，
该动物可作为研究癌症等人类疾病的动物模型。下列叙述错误的是（ ）
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A．过程①的培养中通常加入抗生素并定期更换培养液
B．过程②是模拟体内环境，使MⅡ中期卵母细胞与获能的精子完成受精作用
C．过程③采用显微注射技术，使成纤维细胞与去核的MⅡ中期卵母细胞融合
D．过程⑥中Kd4d 的mRNA 的表达产物可以调节胚胎发育，提高胚胎成型率
【变式3-1】核移植是动物细胞工程技术的常用技术手段。科研人员利用蛙的肠上皮细胞通过核移植方法
获得了克隆蛙。下列相关叙述错误的是（ ）
A．对卵母细胞去核常用显微操作法
B．克隆蛙与肠上皮细胞供体蛙的遗传物质相似，但有所差异
C．核移植时，提供细胞核和去核卵母细胞的动物性别应相同
D．制备克隆蛙时，将肠上皮细胞换成胚胎细胞，核移植难度明显降低
【变式3-2】下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是（ ）
A．过程①需要提供95%的氧气和5%的二氧化碳的混合气体
B．过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理
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C．为避免代孕丙牛对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂
D．克隆优质奶牛过程的基础是动物细胞培养
考点五 胚胎工程
01 胚胎工程的理论基础
【例1】下列有关受精过程的说法，正确的是（ ）
A．精子在雌性动物的输卵管中获能后才能参与受精
B．精子的细胞膜和卵细胞膜相互融合依赖于生物膜的流动性
C．精子在接触卵细胞膜的瞬间发生卵细胞膜反应
D．精子入卵后，保留原有的核膜，细胞核体积增大称为雄原核
【变式1-1】科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得多能干细胞，继而利用多能干细胞培育出与黑鼠遗传
特性相同的克隆鼠，流程如下图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．对克隆鼠 X 进行性别鉴定时应从滋养层处取样
B．将克隆鼠的肝脏移植给灰鼠一定可避免免疫排斥反应
C．黑鼠和白鼠不需要进行同期发情处理
D．胚胎早期发育时，桑葚（椹）胚内部开始出现含液体的腔
【变式1-2】胚胎发育的早期有一段时间是在透明带中进行的，这一时期称为卵裂期。其特点是（
）
A．桑葚胚的细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化
B．每个细胞体积不变，细胞的数量增加
C．胚胎有机物总量增加，细胞DNA 总量不断减少
D．所有细胞的相对表面积减小，核物质（质量）与质物质比值增大
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02 胚胎工程技术及其应用
【例2】甘加藏羊是甘肃高寒牧区的优良品种，是季节性发情动物，每年产羔一次，每胎一羔，繁殖率较
低。为促进畜牧业发展，研究人员通过体外受精、胚胎移植等胚胎工程技术提高藏羊的繁殖率，流程如下
图。下列叙述错误的是（ ）
A．藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵
B．藏羊乙的获能精子能与刚采集到的藏羊甲的卵母细胞受精
C．受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理
D．后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙
【变式2-1】体细胞核移植技术具有广泛的应用前景，流程如下图。下列叙述正确的是（ ）
A． ①②③④⑤产生的子代只含一个亲本的遗传物质
B．④胚胎移植前，需对受体注射促性腺激素促进排卵
C．⑥取囊胚滋养层细胞进行检测，可减少对胚胎的损伤
D．①②③⑦⑧为生殖性克隆，可获得所需组织、细胞
【变式2-2】如图为通过体外受精、胚胎分割和胚胎移植培育高产奶牛的过程，用该方法培育高产奶牛时
需要进行性别鉴定。目前最有效的鉴定方法是SRY-PCR 法，该方法利用位于Y 染色体非同源区段上的性
别决定基因（SRY 基因）制作探针，对从滋养层细胞中提取出的DNA 扩增产物进行检测，若检测呈阳性
则表明该胚胎细胞中含有SRY 基因。下列分析错误的是（ ）
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A．体外受精前要对精子进行获能处理，图中的A 细胞要培养到MⅡ期
B．若SRY-PCR 法的检测结果为阳性，则将该胚胎移植到受体母牛中
C．在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意要将内细胞团均等分割
D．胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
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