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限时练25 发酵工程、细胞工程和胚胎工程
(选择题每小题3 分)
一、选择题
突破点1 微生物培养与发酵
1.(2025·山西晋中三模)制醋工艺通常包括“酒精发酵”和“乙酸发酵”两个阶段,现代
工业制醋采用连续发酵工艺:先密封培养一段时间,随后通入无菌空气并搅拌。下列相关
叙述正确的是( )
A.传统制醋“酒精发酵”阶段所用菌种来源于原材料表面附着的多种酵母菌
B.与现代工业制醋相比较,传统制醋工艺不需要考虑消毒、灭菌等繁琐的操作
C.密封阶段中,微生物无氧呼吸产生的酒精可作为底物促进醋酸菌快速繁殖
D.通入无菌空气进行“乙酸发酵”时,需要适当降低发酵罐中的温度
2.(2025·吉林模拟)科研人员通过改良发酵工艺“把玉米变成衣服”,即利用大肠杆菌将
玉米淀粉转化为戊二胺,再将戊二胺转化为尼龙布,流程如图所示。其中,戊二胺不能从
大肠杆菌体内排出,且对细胞有毒害作用。下列相关分析正确的是
( )
A.该工业生产中要使用纤维素酶、胶原蛋白酶、胰蛋白酶等酶制剂
B.发酵过程中,应将培养液置于有氧、中性或近中性的条件下培养
C.发酵时定期更换培养液,能降低戊二胺对大肠杆菌的毒害
D.发酵结束后,可采用离心、过滤和沉淀措施来获得戊二胺
3.(2025·湖南卷)采集果园土壤进行微生物分离或计数。下列叙述正确的是( )
A.稀释涂布平板法和平板划线法都能用于尿素分解菌的分离和计数
B.完成平板划线后,培养时需增加一个未接种的平板作为对照
C.土壤中分离得到的醋酸菌能在无氧条件下将葡萄糖分解成乙酸
D.用于筛选尿素分解菌的培养基含有蛋白胨、尿素和无机盐等营养物质
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4.(2025·河南郑州模拟)某些香蕉植株组织中存在的内生菌可防治香蕉枯萎病,其筛选流
程及抗性检测如图。下列叙述正确的是( )
A.在大量感染香蕉枯萎病的香蕉种植园内,从感病植株上采集样品
B.将采集的样品充分消毒后,用蒸馏水冲洗,收集冲洗液进行无菌检测
C.将无菌检测合格的样品研磨,经平板划线法分离得到内生菌的单菌落
D.判断内生菌的抗性效果需比较有无接种内生菌的平板上的病原菌菌斑大小
突破点2 细胞工程和胚胎工程
5.(2025·安徽淮南二模)科学家将人参和胡萝卜细胞的原生质体融合,经培养获得8 个杂
种愈伤组织,检测发现这8 个杂种愈伤组织均含有次生代谢物人参皂苷,其中大多数人参
皂苷含量明显高于人参愈伤组织。蛋白质电泳检测中发现一条只在8 个杂种愈伤组织
中出现的特异条带。下列相关叙述正确的是( )
A.可使用PEG 融合法和灭活病毒诱导法促进两种原生质体融合
B.愈伤组织形成杂种植株是人参和胡萝卜细胞融合完成的标志
C.进行上述杂种愈伤组织培养时用到的培养基中不含有机物
D.大多数杂种愈伤组织的人参皂苷含量较高,可能与特异条带的蛋白质有关
6.(2025·安徽卷)细胞工程技术已在生物制药和物种繁育等领域得到了广泛应用。下列
关于动物细胞工程的叙述,正确的是( )
A.从动物体内取出组织,用胰蛋白酶处理后直接培养的细胞称为传代细胞
B.将特定基因或特定蛋白导入已分化的T 细胞,可将其诱导形成iPS 细胞
C.将B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合,经诱导融合的细胞即为能分泌所需抗体的细胞
D.采用胚胎分割技术克隆动物常选用桑葚胚或囊胚,因这两个时期的细胞未发生分化
7.(2025·安徽模拟)我国某科研团队在细胞培养人造肉领域取得了重要成果。该团队成
功建立了稳定的猪胚胎干细胞分离培养技术体系,该细胞系可在体外长期稳定传代,维持
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多能性和基因组稳定性,已传代超过300 代。这一技术突破为细胞培养肉的规模化生产
提供了重要的种子细胞来源。下列相关叙述错误的是( )
A.培养猪胚胎干细胞时,需用到95%空气和5%CO2的混合气体培养箱
B.进行悬浮培养和贴壁培养时,细胞分裂受阻都可能与有害代谢物积累有关
C.使用猪胚胎干细胞培养人造肉时,优点有增殖能力强、传代次数多等
D.在培养人造肉时,培养液中需添加血清,目的是提供已知的营养成分
8.(2025·黑吉辽蒙卷)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M Ⅱ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
9.(2025·山西临汾三模)羊乳价格比牛乳价格高,为防范市场上以牛乳冒充羊乳销售的行
为,研究人员以羊乳酪蛋白为抗原,制备了单克隆抗体。下列相关叙述错误的是( )
A.可以利用动物细胞融合技术和动物细胞培养技术生产单克隆抗体
B.从小鼠脾中得到的B 细胞与骨髓瘤细胞融合后产生的杂交瘤细胞有多种
C.用抗羊乳酪蛋白的单克隆抗体可以检测羊乳中是否掺杂了牛乳
D.杂交瘤细胞在小鼠腹腔内增殖后,可以在小鼠腹水中获取单克隆抗体
二、非选择题
10.(10 分)(2025·云南卷)我国研究人员发明了生产维生素C 的两步发酵法,流程如图甲。
为了减少氧化葡糖杆菌竞争性消耗山梨糖,需要进行灭菌以结束第一步发酵。
甲
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在两步发酵法的基础上,我国研究人员进一步尝试用三菌混菌体系建立一步发酵法。在
氧化葡糖杆菌(原始菌MCS)中利用基因工程技术导入大肠杆菌基因ccdB,得到工程菌
IR3C。MCS 和IR3C 单菌培养时,活菌数变化曲线如图乙,MCS、IR3C 分别与普通生酮
基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌进行三菌混菌发酵时,产物含量变化曲线如图丙。
乙
丙
回答下列问题。
(1)要使基因ccdB 在IR3C 中稳定遗传、表达并发挥作用,构建的基因表达载体除启动子
外,还必须有
。
(2)绘制图乙需统计活菌数,常用方法是 。当活菌达到一定数量时,基因
ccdB 编码的蛋白质开始发挥作用,推测该蛋白质的作用是 ,开始发挥作用的时
间是 ,判断理由是
。
(3)基于图丙,利用IR3C 三菌混菌发酵的产量 (填“高于”或“低于”)MCS 三
菌混菌发酵的产量,其原因是
。
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参考答案
1.A 解析 传统制作过程中,所利用的菌种一般来自自然界的天然菌种,传统制醋“酒精
发酵”阶段所用菌种来源于原材料表面附着的多种酵母菌,A 项正确。传统工艺也需要
尽量避免杂菌污染,也有消毒和灭菌的操作,B 项错误。醋酸菌是好氧细菌,在有氧条件
下才能将酒精转化为乙酸,C 项错误。“酒精发酵”温度为18~30 ℃,“乙酸发酵”温度
为30~35 ℃,为了保证醋酸菌的活性,在进行“乙酸发酵”时,需要适当升高发酵罐中的
温度,D 项错误。
2.B 解析 该工业生产是利用玉米淀粉进行生产,需要的是淀粉酶、纤维素酶等,不需要
蛋白酶等,A 项错误。发酵过程中,应将培养液置于有氧、中性或近中性的条件下培养,
有利于生产戊二胺,B 项正确。根据题意,戊二胺因不能从大肠杆菌排出而对其有毒害作
用,所以可能需要通过基因工程改造大肠杆菌,使其能够耐受或排出戊二胺,仅定期更换
培养液不能解决戊二胺对大肠杆菌的毒害作用,C 项错误。发酵结束后,可采用提取、分
离和纯化措施来获得戊二胺,D 项错误。
3.B 解析 稀释涂布平板法可通过菌落数进行计数,而平板划线法仅用于分离纯化菌种,
无法进行计数,A 项错误。平板划线法操作后需设置未接种的平板作为空白对照,以验证
培养基灭菌是否彻底,B 项正确。醋酸菌为好氧细菌,其代谢需氧气,无氧条件下无法将
葡萄糖转化为乙酸,C 项错误。筛选尿素分解菌的培养基应以尿素为唯一氮源,若含蛋白
胨(含其他氮源)则无法筛选目标菌,D 项错误。
4.D 解析 由题干信息“某些香蕉植株组织中存在的内生菌可防治香蕉枯萎病”可知,
在大量感染香蕉枯萎病的香蕉种植园内,应从未感病植株上采集样品,A 项错误。获得纯
净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染;将采集的样品充分消毒后,用无菌水冲洗,收
集冲洗液进行无菌检测,B 项错误。由题图可知,样品研磨后进行了稀释涂布,可见将无
菌检测合格的样品研磨,经稀释涂布平板法分离得到内生菌的单菌落,而不是平板划线法,
C 项错误。由题图抗性检测可知,判断内生菌的抗性效果需设置对照组和实验组,对照组
不接种内生菌得到病原菌菌斑,实验组接种内生菌得到病原菌菌斑,然后比较对照组和实
验组的菌斑大小,实验组病原菌菌斑越小表明内生菌抗性效果越好,D 项正确。
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5.D 解析 可使用PEG 融合法促进两种原生质体融合,不能使用灭活病毒诱导,A 项错
误。再生细胞壁的形成是人参和胡萝卜细胞融合完成的标志,B 项错误。进行题述杂种
愈伤组织培养时用到的培养基中需要添加有机物,C 项错误。根据题干信息“蛋白质电
泳检测中发现一条只在8 个杂种愈伤组织中出现的特异条带”,推测大多数杂种愈伤组
织的人参皂苷含量较高,可能与特异条带的蛋白质有关,D 项正确。
6.B 解析 动物细胞培养包括原代培养和传代培养,通常将分瓶前的细胞培养称作原代
培养,即动物组织经胰蛋白酶处理后的培养,A 项错误。iPS 细胞即诱导多能干细胞,将特
定基因或特定蛋白导入已分化的T 细胞,可将其诱导形成iPS 细胞,B 项正确。在单克隆
抗体的培育过程中,诱导融合是随机和不完全的,可形成骨髓瘤与骨髓瘤融合细胞、B 细
胞与B 细胞融合细胞、杂交瘤细胞,杂交瘤细胞也不一定能分泌所需抗体,需要进行筛选,
C 项错误。采用胚胎分割技术克隆动物常选用发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。
由桑葚胚发育为囊胚的过程中,细胞开始分化,逐步发育为内细胞团和滋养层细胞,D 项
错误。
7.D 解析 培养动物细胞时,通常使用95%空气和5% CO2的混合气体培养箱。其中,空
气提供细胞代谢所需的O2,CO2用于维持培养液的pH,A 项正确。无论是悬浮培养还是
贴壁培养,随着细胞的生长和代谢,有害代谢物会逐渐积累,这些代谢物可能会对细胞产
生毒害作用,阻碍细胞分裂,B 项正确。胚胎干细胞具有增殖能力强、分化程度低、传代
次数多等优点,使用猪胚胎干细胞培养人造肉可以利用这些特性,实现细胞的大量扩增,C
项正确。在培养人造肉时,培养液中添加血清的主要目的是提供多种未知的营养成分、
生长因子、激素等,以满足细胞生长和增殖的需要,而不是提供已知的营养成分,D 项错
误。
8.C 解析 去核的M Ⅱ期卵母细胞存在的一些物质能够促进体细胞核去分化而恢复全
能性,进一步发育为完整胚胎,若植入的体细胞核不能完全恢复分化前的功能状态,会导
致核移植胚胎不能成功发育,A、B 两项正确。孵化是指囊胚进一步扩大,透明带破裂,胚
胎从其中伸展出来,C 项错误。动物胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易,因此,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,D 项正确。
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9.C 解析 单克隆抗体制备过程中需要利用动物细胞融合技术和动物细胞培养技术,A
项正确。从小鼠脾中得到的B 细胞不是单一的一种B 细胞,而是多种B 细胞,将B 细胞
与骨髓瘤细胞诱导融合会形成多种杂交瘤细胞,B 项正确。抗羊乳酪蛋白的单克隆抗体
是以羊乳酪蛋白为抗原制得的,不能检测羊乳中是否掺杂了牛乳,C 项错误。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,从细胞培养液
或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体,D 项正确。
10.答案 (1)标记基因、目的基因、终止子、复制原点
(2)稀释涂布平板法 抑制细菌增殖 15 h 在15 h 时,IR3C 数量下降,而MSC 数量上升
(3)高于 IR3C 转入了ccdB 基因,阻止细胞增殖,减少氧化葡糖杆菌竞争性消耗山梨糖,
从而使更多山梨糖被用于合成维生素C
解析 (1)基因工程中构建的基因表达载体,除启动子外,还要有标记基因、目的基因、终
止子、复制原点等。
(2)统计活菌数目常用稀释涂布平板法。从图乙看出,随着时间推移,活菌数不断增加,在
15 h 时,IR3C 数量下降,而MSC 数量上升,所以推测转入的基因ccdB 编码的蛋白质能抑
制细菌增殖或诱导细菌凋亡,发挥作用的时间大约在15 h。
(3)从图丙看出,IR3C 三菌混菌发酵产生的2-酮-L-古龙酸含量比MSC 三菌混菌发酵多,
因此可以推测,IR3C 三菌混菌发酵维生素C 产量更高,可能的原因是IR3C 转入了ccdB
基因,阻止细胞增殖,减少氧化葡糖杆菌竞争性消耗山梨糖,从而使更多山梨糖被用于合
成维生素C。
