2024學年第一學期高三生物學第一次階段測試

時間：60分鐘

腐乳和臭豆腐的制作（24分）

1.腐乳是大眾喜愛的發酵食品，腐乳發酵時微生物通過分解蛋白質、脂肪產生的風味物質決定了腐乳的口感和品質。

人工接種純種毛霉生產的腐乳滋味平淡、香氣不佳，研究人員欲從自然發酵的傳統腐乳中篩選出新的毛霉菌株改良腐

乳風味。

（1）從自然發酵的腐乳中獲取菌株用于培養毛霉菌落，以下操作正確的是（）

A.培養皿用75%酒精消毒B.腐乳取樣后紫外燈照射滅菌

C.將培養基進行高壓蒸汽滅菌D.接種后適宜在室溫下培養

（2）酪素培養基的原理是在培養基中添加酪素，如果菌株能產生蛋白酶并分泌到胞外，則能將酪素降解形成透明圈

（如圖）。該培養基屬于=（編號選填）

①通用培養基②鑒別培養基③選擇培養基④液體培養整⑤固體培養基

（3）He值是透明圈直徑與菌落直徑比值，表為8種毛霉菌株分別接種到酪素培養基培養后測得的He值。據表初

步篩選出的三種具有高蛋白酶括力的菌株編號為。（編號選填）

菌

株

①②③④⑤⑥⑦⑧

編

號

He4

3.755.80.505.423.083.905.33

值33

將原人工接種發酵工藝所用的毛霉菌株編號為Ml,篩選所得的3種菌株分別編號M2、N3、M4,將Ml、M2、

M3、M4的毛霉抱子以1：1的比例兩兩混合，接種于豆腐小塊表面，分別以接種單一毛霉抱子的豆腐為對照，培養

后測定各豆腐毛坯蛋白酶活力和脂肪酶活力如圖所示（柱狀圖上的誤差線“I”代表數據的波動范圍）。

接種的菌種接種的菌種

(4)根據上圖數據，最優的毛霉菌株組合是,理由是：。根據以上研究，研究者想通過改造M4菌

株形成新的單菌株毛霉發酵工藝，圖1為M4菌株改造的基本思路，圖2為目的基因上的限制酶識別位點。

EcoRlHindIII

HindIIINdel

圖1圖2

(5)圖1中目的基因擴增時，所用酶區別于M4菌株內同種酶的特點是。

(6)NedLEcoRKFindlll三種限制酶的識別序列和酶切位點分別為CAJTATG、GJAATTC、AJACCTT。擴增圖2

中目的基因時，應選擇的一對引物是()

A.引物I：—GGGAATTC—；引物II：—CTCATATG—

B.引物I：—GAATTCCC—；引物H；—CATATGAG—

C.引物I：—GGAAGCTT—；引物H：—AAGCTTCC—

D.引物I：—CTCATATG—：引物II：—AAGCTTAAGCTT—

(7)關于圖1中M4菌株改造的基本思路，下列描述正確的是()

A.預期的A指活力更高的蛋白酶

B.獲得A的基本策略是定點突變

C.獲取目的基因時可采用PCR技術

D.預期產品一定具備預期蛋白質功能

H.長沙臭豆腐是湖南長沙傳統的特色小吃，其主要工藝是將豆腐坯浸入發酵鹵水一段時間，油炸后拌佐料供人們休

閑食用。其加工和風味來源關鍵在于發酵鹵水。科研工作者跟蹤鹵水發酵過程中揮發性成分、特征風味物質及其動態

變化情況，得到一系列結果。請據此回答以下問題：

(8)臭豆腐和豆腐乳是兩種不同的發酵食品，上圖中鹵水發酵的菌種可能來源于(填“A”或"B”)，原

因是O

(9)為了使取得的樣品更加具有代表性，每一次取樣之前都應該,從發酵罐中取出發酵6、15、30、45、60

天的發酵液樣品進行檢測。試指出該取樣方案的不足之處：,若要對樣品中的某一種菌計數，適宜采取的

方法是________

(10)下圖是發酵液不同發酵時間下的pH值以及氨基酸態氮含量變化，由圖中可知，鹵水發酵前期，pH值下

降，下降的原因可能是。

G

焉

)

、

蛹

您

畿

潮

蜥

發酵時間/d

(11)發酵液中氨基酸態氮含量先增加后下降，原因是。

植物細胞工程(21分)

2.下圖表示科學家通過植物細胞工程，培育“矮牽牛一粉藍煙草”雜種植株的過程。根據所學知識完成下列問題:

建牽引訐

甲原

肉細胞矮牽

生質體

X______X〔

（2214）雜牛一

機⑤

細粉藍

胞

一煙草

植株

__________/

（1）利用矮牽牛莖尖分生組織經過一系列實驗操作可得到新的矮牽牛植株的根本原因是O

（2）植物體細胞雜交依據的生物學原理主要有o人工誘導原生質體融合的方法基本可分為兩大類一物理

法和化學法，其中化學法包括、,植物體細胞融合完成的標志是O

（3）“矮牽牛-粉藍煙草”雜種植株的體細胞內含條染色體，屬于倍體植株。

II.銀杏的次生代謝產物，如銀杏黃酮（具有抑制癌細胞增殖，擴張冠脈血管、增加冠脈血液流量和解除痙攣的作

用）、銀杏內酯（具有促進腦血微循環、抑菌抗炎的作用）等，一般從葉片。中取得，但傳統載植方法周期長、成本

高、受環境影響大，無法很好滿足市場需求。因而利用組織培養技術，從愈傷組織中提取，具有一定的研究意義與

應用前景。請回答下列相關問題：

（4）研究表明，選擇銀杏葉片比選擇胚作為外植體材料成功率更低，原因可能是誘導葉片脫分化形成的難

度較大。因此，往往選擇細胞生長分裂旺盛的部位作為外植體，但外植體也不能太嫩，因為太嫩的組織細胞雖細胞分

裂較旺盛，但在—時次氯酸鈉等藥品滲透也較快，在后續用多次沖洗也不易清除，導致細胞易失活甚至

破裂。

（5）外植體膽遮一＞愈傷組織時”一試管苗婀大坦一植株

為獲得銀杏陽次生代謝產物，—（填A“需要”或B：“不需要”）走完如上述流程圖的全過程。有關做法是：

可以將—轉入到—培養基中，進一步擴大培養，以提取有益次生代謝物，在此過程中需要做到—操作。與固

體培養基培養愈傷組織相比，此做法的優點有哪兩項—

A.與培養基的結合更加充分B.受培養基中成分差異的影響較小

C.對環境不敏感D.對營養物質的吸收更容易

（6）此外，研究表明，用通氣較為不良的介質封口，如塑料膜或玻璃紙，可以提升黃酮和內酯的產量，可能原

因是脅迫細胞誘導產生次生代謝物。

（7）學習了植物組培技術后，同學們嘗試進行了以菊花枝條為外植體的組織培養，結果有同學在首次對菊花繼代

培養配制MS生根培養基時，忘記添加NAA（NAA：蔡乙酸，為塵長素類似物），結果與添加NAA的生根培養基

中的菊花幼苗相比，無添加NAA培養基中的菊花幼苗也育生根匚、其原因可能是o不過其生根數量較少且

根長較短，可能的原因是。

（8）請例舉植物組織培養技術的應用（至少兩項，上述中提到的除外）。

動物細胞工程（23分）

3.我國科興及北京生物兩款新冠滅活疫苗均使用Vero細胞（非洲綠猴腎細胞的傳代細胞系）進行病毒擴增培養（見

下圖）：

綠猿腎細胞

新冠陽性患者

分禺［病毒Ver

A］培養

?VeA細胞

0Bc］培余

爸◎◎◎病毒

滅活［純化

［疫苗接種

（1）動物細胞工程常用的技術手段有多種，其中.是其他動物細胞工程技術的基礎。Vero細胞的培養應在培

養箱中進行，箱內的氣體環境條件為

（2）Vero細胞的傳代培養過程中需要使用酶使細胞分散，并在合成培養基中加入等天然成分。此

外，在培養過程中，應定期更換培養液，目的是0

（3）將已對新冠病毒發生免疫的B淋巴細胞和Vero細胞系獲得雜交細胞，再經過篩”選、克隆化培養和

檢測，獲得產生特定抗體的,用以生產單克隆抗體。單克隆抗體的優點是：o

II.為研究多種血糖調節因子的作用，我國科學家開發出胰島素抵抗模型鼠。為擴增模型鼠數量，科學家通過誘導優

良模型鼠體細胞轉化獲得iPS細胞，繼而利用iPS細胞培育出與模型鼠遺傳特性相同的克隆鼠，具體步驟如圖所示。

胞胚失活的囊胚胞注入

（4）圖中黑鼠的體細胞在誘導因子的作用下轉化為iPS細胞的過程與植物組織培養中的過程類似。該過程

結束后，細胞的全能性（填A"提高”或B“降低”）。

（5）圖中灰鼠形成的受精卵，經過一次有絲分裂后可得到雙細胞胚。為獲得更多的雙細胞胚，可對灰鼠注射

激素，使其超數排卵。圖中的重構胚在胚胎移植前需要對供休和受休進行處理，胚胎移植的實質

是O

（6）進入代孕白鼠子宮內繼續發育，X鼠的體色為；上圖中可以是雄鼠的有（填圖中相關鼠的名

稱）。

（7）若以圖示方法進行人體醫學實驗，重構胚移植后孕育出一個新個體稱為（填個體“治療性”或“生殖

性”）克隆，我國政府堅持的“四不原則”態度是任何幼兒相關實驗。

構建甲醇工程菌（17分）

4.近年來隨著甲醇工業產能過剩的情況日益嚴重，研究人員通過構建甲醇工程菌來有效利用甲醇。RuMP途徑是目前

研究較多的甲醇同化途徑之一，其中MDH酶是同化甲醇的關鍵酶之一，現科學家利用下圖質粒構建表達載體，制備

可利用甲醇的大腸桿菌。

EcorRIGjAATTC

KpnIGGTAC|C

Acc65IG|GTACC

BginA|GATCT

Ampr氨葦青霉素抗性基因

（1）為了使目的基因能與圖示質粒高效正確構建表達載體，需在目的基因的兩端加上__________的堿基序列。（編號

選填）

①EcorRI②KpnI③Acc65I@BglII

（2）結合上述信息，以下敘述正確的是—o

A.受體細胞應選取氨革青霉素敏感型

B,可以使用Ca2+處理大腸桿菌，使重組質粒能夠被其吸收

C.培養受體細胞的培養基必須加入甲醇

D.目的基因成功表達的標志是受體細胞能在培養基上生長

（3）待培養12h后，挑取單菌落分離DNA進行PCR擴增，若擴增后的DNA樣品電泳結果顯示有968bp和1566bp

兩個片段，則下圖（深色部分為目的基因區段）中對應兩個片段的引物組合分別為和o（請用圖8

中編號選填）

②③⑦

一<-

5,

5'

<-

④⑤⑥

<60bp—?.....908bp..........??.......72bp..........

4--------------------------2402bp--------------------------?

（4）檢測上述構建的甲醇工程菌，其MDH的表達量遠高于一般大腸桿菌，但仍無法確定是否成功構建能同化甲醇能

力較強的工程菌。下列敘述中能支持該觀點的是。

A.尚未對工程菌合成的相關蛋白的活性進行測定

B.尚未對工程菌分解甲醇的能力進行鑒定

C.尚未在個體生物學水平進行抗原-抗體雜交

D.尚未對目的基因進行堿基序列的測定和比較

（5）利用DNA探針（單鏈DNA）能與待測樣本中mRNA互補結合形成雙鏈復合雜交體，從而可確定受體細胞中是

否含有目的基因。檢測發現部分受體細胞無目的蛋白卻有目的基因，原因可能是表達過程中的過程受阻；現

擬對原因做出進一步的精準判斷，請簡要寫出實驗思路和預期結果：o

鋁脅迫（15分）

5.鋁是地殼中含量最多的金屬元素，在酸性土壤中會有較多的離子態鋁形成鋁脅迫對植物生長發育造成影響，我國酸

性土壤約占全國總土地面積的22%o

已有研究表明，甜菜體內的甜菜紅素（一種紫紅色的水溶性色素）對植物抵抗鋁肋迫有一定的作用。現將與甜菜紅

素合成相關的基因BURY利用農桿菌特化到擬南芥中，經元件處理該基因可在擬南芥原本白色的根細胞中高效表達，

以提高擬南芥抵抗鋁脅迫的能力。表1和表2分別是實驗過程中某一步驟所需的反應物質和反應條件。

體積

組分

（30叱）

載體3p,L

緩沖液3|iL

限制性內切核酸

0.5|iL

酶

蒸儲水23.5gL

表1

反應溫反應時

度間

25-37℃2h

65℃20min

4℃59min

表2

（1）在表1、表2對應的步驟完成后，接下來的操作應是-

A.PCR獲取并擴增BURY基因B.構建含BURY基因的表達載體

C.將重組DNA分子導入擬南芥細胞D.篩選含BURY基因的擬南芥細胞

(2)表2反應程序中65°C處理20min的目的應是。

A.載體DNA分子變性所需B.載體DNA分子退火所需

C.使限制性內切核酸酶失活，結束反應D.維持載體DNA分子的穩定結構

(3)以下最能說明抗鋁脅迫的轉基因擬南芥培育成功的是0

A.BURY基因存在于根細胞B.BURY基因轉錄出對應的mRNA

C.根部呈現紫紅色D.鮮重與野生型擬南芥沒有顯著差異

農桿菌是植物基因工程中常用到的一種細菌，下表為用米培養農桿菌的LB培養基配方，下圖是對培養的農桿菌進

行菌落計數。

胰蛋白陳10.0g

酵母浸粉5.0g

NaCl100g

蒸儲水IL

配制完成后，將pH調至

7.0

1mL1mL1mL

bed

(4)LB培養基中給農桿菌提供碳源和氮源的主要是表3中的o

(5)圖中的a、b、c、d中加入的都是LB培養基，結合圖文信息判斷，b、c、d中的是(編號選填)培

養基，所采用的接種方法是(編號選填)。

①液體②固體③選擇④鑒定⑤平板劃線法⑥稀釋涂布平板法

(6)經接種培養后，b、c、d中農桿菌菌落數分別為48、57、60,則在a中農桿菌的密度約為個/mL。

農桿菌轉化是植物基因工程中常用的將重組DNA分子導入受體細胞的方法，一般植物的轉化如圖。但在轉化擬南芥

時可以使用隨花法：待擬南芥開花后將花序浸潤在農桿菌懸液中l-2min,或吸取農桿菌懸流滴加在花蕾上，定期

重復操作幾次，農桿菌會隨著萌發的花粉管進入胚囊，含目的基因的表達載體進入囊胚中的卵細胞，受精后待果實

成熟，即可獲得含有目的基因的擬南芥種子。

④

（7）圖的①-④過程中需要嚴格控制激素種類和比例的是（圖中編號選填），不同細胞中表選擇表達的基因

差異較大的過程有（圖中編號選填）。

（8）若圖中的植物細胞只有1個BURY基因導入并整合到了染色體上，那么在獲得的轉基因植物中，單個細胞內

最多可同時存在..個BURY基因。

（9）農桿菌蘸花法轉化擬南芥前，需將擬南芥植株已形成的果實和已經開放的花去掉，保留花序上的花蕾再進行

菌懸液浸潤花序，這樣做的主要目的是

A.能保證在同一時段收獲種子，便于管理

B.減少需要操作的花的數目，利于完全浸潤

保證浸潤后受精發育而來的種子有足夠營養供給

D.提高含BURY基因的種子所占比例

（10）根據以上圖文信息簡要分析，為獲得能合成甜菜紅素擬南芥，如圖所示方法和蘸花法轉化的差異（至少寫

出兩點）

2024學年第一學期高三生物學第一次階段測試

時間：60分鐘

腐乳和臭豆腐的制作（24分）

1.腐乳是大眾喜愛的發酵食品，腐乳發酵時微生物通過分解蛋白質、脂肪產生的風味物質決定了腐乳的口感和品質。

人工接種純種毛霉生產的腐乳滋味平淡、香氣不佳，研究人員欲從自然發酵的傳統腐乳中篩選出新的毛霉菌株改良腐

乳風味。

（1）從自然發酵的腐乳中獲取菌株用于培養毛霉菌落，以下操作正確的是（）

A.培養皿用75%酒精消毒B.腐乳取樣后紫外燈照射滅菌

C.將培養基進行高壓蒸汽滅菌D.接種后適宜在室溫下培養

（2）酪素培養基原理是在培養基中添加酪素，如果菌株能產生蛋白酶并分泌到胞外，則能將酪素降解形成透明圈

（如圖）。該培養基屬于o（編號選填）

①通用培養基②鑒別培養基③選擇培養基④液體培養整⑤固體培養基

（3）He值是透明圈直徑與菌落直徑的比值，表為8種毛霉菌株分別接種到酪素培養基培養后測得的He值。據表初

步篩選出的三種具有高蛋白酶括力的菌株編號為。（編號選填）

菌

株

①②③④⑤⑥⑦⑧

編

號

He

3.755.80.504.335.423.083.905.33

值

將原人工接種發酵工藝所用的毛霉菌株編號為Ml,篩選所得的3種菌株分別編號M2、N3、M4,將M1、M2、

M3、M4的毛霉抱子以1：1的比例兩兩混合，接種于豆腐小塊表面，分別以接種單一毛霉抱子的豆腐為對照，培養

后測定各豆腐毛坯蛋白酶活力和脂肪酶活力如圖所示（柱狀圖上的誤差線“I”代表數據的波動范圍）。

接種的菌種接種的菌種

(4)根據上圖數據，最優的毛霉菌株組合是,理由是：。根據以上研究，研究者想通過改造M4菌

株形成新的單菌株毛霉發酵工藝，圖1為M4菌株改造的基本思路，圖2為目的基因上的限制酶識別位點。

EcoRlHindIII

HindIIINdel

圖1圖2

(5)圖1中目的基因擴增時，所用酶區別于M4菌株內同種酶的特點是。

(6)NedLEcoRKFindlll三種限制酶的識別序列和酶切位點分別為CAJTATG、GJAATTC、AJACCTT。擴增圖2

中目的基因時，應選擇的一對引物是()

A.引物I：—GGGAATTC—；引物II：—CTCATATG—

B.引物I：—GAATTCCC—；引物H；—CATATGAG—

C.引物I：—GGAAGCTT—；引物H：—AAGCTTCC—

D.引物I：—CTCATATG—：引物II：—AAGCTTAAGCTT—

(7)關于圖1中M4菌株改造的基本思路，下列描述正確的是()

A.預期的A指活力更高的蛋白酶

B.獲得A的基本策略是定點突變

C.獲取目的基因時可采用PCR技術

D.預期產品一定具備預期的蛋白質功能

H.長沙臭豆腐是湖南長沙傳統的特色小吃，其主要工藝是將豆腐坯浸入發酵鹵水一段時間，油炸后拌佐料供人們休

閑食用。其加工和風味來源關鍵在于發酵鹵水。科研工作者跟蹤鹵水發酵過程中揮發性成分、特征風味物質及其動態

變化情況，得到一系列結果。請據此回答以下問題：

（8）臭豆腐和豆腐乳是兩種不同的發酵食品，上圖中鹵水發酵的菌種可能來源于（填“A”或"B”），原

因是O

（9）為了使取得的樣品更加具有代表性，每一次取樣之前都應該,從發酵罐中取出發酵6、15、30、45、60

天的發酵液樣品進行檢測。試指出該取樣方案的不足之處：,若要對樣品中的某一種菌計數，適宜采取的

方法是________

（10）下圖是發酵液不同發酵時間下的pH值以及氨基酸態氮含量變化，由圖中可知，鹵水發酵前期，pH值下

降，下降的原因可能是。

G

焉

)

、

蛹

您

畿

潮

蜥

發酵時間/d

（11）發酵液中氨基酸態氮含量先增加后下降，原因是O

【答案】（1）C（2）②⑤（3）②⑤⑧

（4）①.M2M3②.各菌株組合中，蛋白酶活力較高的組合是M1M2、M2M3,脂肪酶活力較高的組合是M2M3,

腐乳的風味口感由微生物分解蛋白質、脂肪產生的風味物質共同決定，因此選擇M2M3組合（5）耐高溫(6)

AB(7)BC

(8)①.B②.A經過高壓蒸煮滅菌，而B并未采取滅菌措施

(9)①.搖勻后再取樣②.應該還要取發酵0天的發酵液樣品進行檢測進行對照③.稀釋涂布平板法

(10)微生物例如乳酸菌發酵，產生乳酸，造成發酵液中pH值下降

(11)起初微生物產生蛋白酶和肽酶分解豆腐中的蛋白質，產生了大量氨基酸，發酵后期微生物利用氨基酸，造成發酵

液中氨基酸含量下降

【分析】毛霉屬于真核生物，在腐乳制作的原理主要是利用毛霉等微生物產生的蛋白酶、脂肪酶的催化作用，蛋白質

最終被水解為氨基酸，脂肪被水解為甘油和脂肪酸，再通過調味料的作用進而使腐乳具有獨特的風味。

【小問1詳解】

A、為了防止雜菌污染，培養皿用高壓蒸汽滅菌法滅菌，A錯誤；

B、紫外燈照射只是消毒，不是滅菌，B錯誤；

C、培養毛霉菌落需要的培養基通過高壓蒸汽滅菌，C正確；

D、接種后適需要在適宜的恒溫培養箱中培養，D錯誤。

故選C。

【小問2詳解】

酪素培養基的原理是在培養基中添加酪素，如果菌株能產生蛋白酶并分泌到胞外，則能將酪素降解形成透明圈(如

圖)，據此可將能夠降解酪素的微生物鑒別出來，因此該培養基屬于鑒別培養基，由于其上能長成菌落，因此從物理

狀態來看，該培養基屬于固體培養基，即②⑤正確。

【小問3詳解】

He值是透明圈直徑與菌落直徑的比值，該值越大說明毛霉降解蛋白質能力越強，據此初步篩選出的三種具有高蛋白

酶活力的菌株編號為②⑤⑧。

【小問4詳解】

表中數據顯示，各菌株組合中，蛋白酶活力較高的組合是M1M2、M2M3,脂肪酶活力較高的組合是M2M3,而腐乳

的風味口感由微生物分解蛋白質、脂肪產生的風味物質共同決定，因此選擇M2M3組合能生產成出高質量的腐乳。

【小問5詳解】

PCR擴增目的基因的過程是通過調節溫度實現的，且需要耐高溫的DNA聚合酶。據此推測，圖1中目的基因擴增

時，所用酶區別于M4菌株內同種酶的特點是耐高溫。

【小問6詳解】

ABCD、Nedl、EcoRI、Hindlll三種限制酶的識別序列和酶切位點分別為CAJTATG、GJAATTC、AJAGCTT。擴增

圖2中目的基因時，需要在目的基因的兩端添加相應的限制酶識別序列，結合圖示可知，應該添加的限制酶Nedl、

EcoRI的識別序列，前者位于目的基因的右側，后者位于目的基因的左側，因此應該選擇的一對引物是AB,因為這

兩個引物中分別包含所需要的引物識別序列，有利于后續目的基因的切割，AB正確，CD錯誤。

故選AB?

【小問7詳解】

A、預期的A指活力更高的蛋白酶或脂肪酶，A錯誤；

B、根據應有的氨基酸序列，推測基因的堿基序列，進而可通過定點突變獲取目的基因，B正確；

C、獲取目的基因時可采用PCR技術，該技術是體外擴增目的基因的技術，可實現短時間獲得大量目的基因，C正

確；

D、理論上預期產品應該具備預期的蛋白質功能，但在實際操作過程中可能存在技術上、或者其他方面的問題可能導

致獲得的蛋白質沒有相應的功能，D錯誤。

故選BCo

【小問8詳解】

從圖中可知A（冬筍等）經高壓蒸煮，即高壓滅菌，因此不存在菌種；而B（熱豆腐片等）沒有高壓滅菌，故可存在

微生物，因此后續混合發酵，其發酵的菌種來自B。

【小問9詳解】

為了使取得的樣品更加具有代表性，每一次取樣之前都應該搖勻后再取樣。從發酵罐中取出發酵6、15、30、45、60

天的發酵液樣品進行檢測，由于缺乏空白對照，即剛混合好的第。天的樣品分析，故從得到的數據分析出來的結論不

具說服力。對微生物進行計數的方法可以采用稀釋涂布平板法。

【小問10詳解】

結合圖中信息可知：發酵初期，發酵液中pH值降低，推測是微生物利用有機物進行無氧發酵，產生了諸如乳酸等酸

性物質，造成溶液的pH值降低。

【小問11詳解】

由于發酵原材料中有豆腐，豆腐中含量較多的有機物有蛋白質及肽類，微生物不能直接利用，因此微生物可以產生蛋

白酶等胞外酶對蛋白質進行水解，水解產物為氨基酸，發酵后期氨基酸被微生物吸收利用，故溶液體系中的氨基酸含

量先增后減。

植物細胞工程（21分）

2.下圖表示科學家通過植物細胞工程，培育“矮牽牛一粉藍煙草”雜種植株的過程。根據所學知識完成下列問題：

矮牽牛葉①

肉細胞

（）

X_2_N__=_14_Z

粉藍煙草

葉肉細胞

（2224）

（1）利用矮牽牛的莖尖分生組織經過一系列實驗操作可得到新的矮牽牛植株的根本原因是

（2）植物體細胞雜交依據的生物學原理主要有o人工誘導原生質體融合的方法基本可分為兩大類一物理

法和化學法，其中化學法包括、,植物體細胞融合完成的標志是。

（3）“矮牽牛-粉藍煙草”雜種植株的體細胞內含條染色體，屬于倍體植株。

II.銀杏的次生代謝產物，如銀杏黃酮（具有抑制癌細胞增殖，擴張冠脈血管、增加冠脈血液流量和解除痙攣的作

用）、銀杏內酯（具有促進腦血微循環、抑菌抗炎的作用）等，一般從葉片。中取得，但傳統載植方法周期長、成本

高、受環境影響大，無法很好滿足市場需求。因而利用組織培養技術，從愈傷組織中提取，具有一定的研究意義與

應用前景。請回答下列相關問題：

（4）研究表明，選擇銀杏葉片比選擇胚作為外植體材料成功率更低，原因可能是誘導葉片脫分化形成的難

度較大。因此，往往選擇細胞生長分裂旺盛的部位作為外植體，但外植體也不能太嫩，因為太嫩的組織細胞雖細胞分

裂較旺盛，但在一時次氯酸鈉等藥品滲透也較快，在后續用多次沖洗也不易清除，導致細胞易失活甚至

破裂。

（5）外植體脫分化>愈傷組織試管苗植株

為獲得銀杏陽次生代謝產物，—（填A“需要”或B：“不需要”）走完如上述流程圖的全過程。有關做法是：

可以將一轉入到—培養基中，進一步擴大培養，以提取有益次生代謝物，在此過程中需要做到—操作。與固

體培養基培養愈傷組織相比，此做法的優點有哪兩項―

A.與培養基的結合更加充分B.受培養基中成分差異的影響較小

C.對環境不敏感D.對營養物質的吸收更容易

（6）此外，研究表明，用通氣較為不良的介質封口，如塑料膜或玻璃紙，可以提升黃酮和內酯的產量，可能原

因是脅迫細胞誘導產生次生代謝物。

（7）學習了植物組培技術后，同學們嘗試進行了以菊花枝條為外植體的組織培養，結果有同學在首次對菊花繼代

培養配制MS生根培養基時，忘記添加NAA（NAA：蔡乙酸，為塵長素類似物），結果與添加NAA的生根培養基

中的菊花幼苗相比，無添加NAA培養基中的菊花幼苗也育生根匚、其原因可能是=不過其生根數量較少且

根長較短，可能的原因是o

（8）請例舉植物組織培養技術的應用（至少兩項，上述中提到的除外）。

【答案】（1）矮牽牛的莖尖分生組織含有矮牽牛的全部遺傳物質

（2）①.細胞膜的流動性②.PEG（或聚乙二醇）促融③.高Ca2+-高pH融合法④.雜種細胞再生出細

胞壁

（3）①.38②.四

（4）①.愈傷組織②.消毒③.無菌水

（5）①.B②.愈傷組織③.液體④.無菌⑤.AD（6）低氧

（7）①.植物體內可以產生內源生長素②.植物體內可以產生的內源生長素較少

（8）基因工程育種、單倍體育種等育種

【分析】1、植物組織培養就是在無菌和人工控制的條件下，將離體的植物器官、組織、細胞，培養在人工配制的培

養基上，給予適宜的培養條件，誘導其產生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。

2、植物組織培養的條件：①細胞離體和適宜的外界條件（如適宜溫度、適時的光照、pH和無菌環境等）；②一定的

營養（無機、有機成分）和植物激素（生長素和細胞分裂素）。

【小問1詳解】

由于矮牽牛的莖尖分生組織含有矮牽牛的全部遺傳物質，所以在特定條件下其可發育為完整的植株。

【小問2詳解】

植物體細胞雜交依據的原理是細胞膜的流動性，人工誘導原生質體融合的方法很多，基本可分為兩大類物理法和化學

法，其中化學法主要用PEG（或聚乙二醇）促融、高Ca2+-高pH融合法等，雜種細胞再生出細胞壁是植物體細胞融合完

成的標志。

【小問3詳解】

“矮牽牛-粉藍煙草”雜種植株的體細胞內含有的染色體數目是矮牽牛和粉藍煙草的體細胞中染色體數目之和，為

14+24=38,屬于四倍體植株。

小問4詳解】

選擇銀杏葉片比選擇胚作為外植體材料成功率更低，原因可能是誘導葉片脫分化形成愈傷組織的難度較大。外植體也

不能太嫩，因為太嫩的組織細胞雖細胞分裂較旺盛，但在消毒時次氯酸鈉等藥品滲透也較快，在后續用無菌水多次沖

洗也不易清除，導致細胞易失活甚至破裂。

【小問5詳解】

為獲得銀杏的次生代謝產物，A（不需要）走完如上述流程圖的全過程。可以將愈傷組織轉入到液體培養基中，進一

步擴大培養，以提取有益次生代謝物，在此過程中需要做到無菌操作。與固體培養基培養愈傷組織相比，液體培養基

培養愈傷組織的優點有：與培養基的結合更加充分、對營養物質的吸收更容易。

故選ADo

【小問6詳解】

研究表明，用通氣較為不良的介質封口，如塑料膜或玻璃紙，可以提升黃酮和內酯的產量，可能原因是低氧脅迫細胞

誘導產生次生代謝物。

【小問7詳解】

與添加NAA的生根培養基中的菊花幼苗相比，無添加NAA培養基中的菊花幼苗也有生根，其原因可能是植物體內

可以產生內源生長素。不過其生根數量較少且根長較短，可能的原因是內源生長素較少。

【小問8詳解】

植物組織培養技術的應用花卉和果樹的快速大量繁殖以及脫毒植株的獲取，還廣泛用于基因工程育種、單倍體育種等

育種過程中。

動物細胞工程（23分）

3.我國科興及北京生物兩款新冠滅活疫苗均使用Vero細胞（非洲綠猴腎細胞的傳代細胞系）進行病毒擴增培養（見

下圖）：

綠猿腎細胞

新冠陽性患者I狀耿

分督，染二避

等J、，小田胞

Bc［培養

鰭病毒

滅活［純化

［疫苗接種

（1）動物細胞工程常用的技術手段有多種，其中.是其他動物細胞工程技術的基礎。Vero細胞的培養應在培

養箱中進行，箱內的氣體環境條件為。

（2）Vero細胞的傳代培養過程中需要使用酶使細胞分散，并在合成培養基中加入等天然成分。此

外，在培養過程中，應定期更換培養液，目的是。

（3）將已對新冠病毒發生免疫的B淋巴細胞和Vero細胞系獲得雜交細胞，再經過篩“選、克隆化培養和

檢測，獲得產生特定抗體的,用以生產單克隆抗體。單克隆抗體的優點是：o

H.為研究多種血糖調節因子的作用，我國科學家開發出胰島素抵抗模型鼠。為擴增模型鼠數量，科學家通過誘導優

良模型鼠體細胞轉化獲得iPS細胞，繼而利用iPS細胞培育出與模型鼠遺傳特性相同的克隆鼠，具體步驟如圖所示。

請回答下列問題:

灰鼠雙細內細胞團iPS細

胞胚失活的囊胚胞注入

（4）圖中黑鼠的體細胞在誘導因子的作用下轉化為iPS細胞的過程與植物組織培養中的過程類似。該過程

結束后，細胞的全能性（填A"提高”或B“降低”）。

（5）圖中灰鼠形成的受精卵，經過一次有絲分裂后可得到雙細胞胚。為獲得更多的雙細胞胚，可對灰鼠注射

激素，使其超數排卵。圖中的重構胚在胚胎移植前需要對供休和受休進行處理，胚胎移植的實質

是O

（6）進入代孕白鼠子宮內繼續發育，X鼠的體色為；上圖中可以是雄鼠的有（填圖中相關鼠的名

稱）。

（7）若以圖示方法進行人體醫學實驗，重構胚移植后孕育出一個新個體稱為（填個體“治療性”或“生殖

性”）克隆，我國政府堅持的“四不原則”態度是任何幼兒相關實驗。

【答案】（1）①.動物細胞培養②.5%CC）2、95%空氣

（2）①.胰蛋白酶（或膠原蛋白酶）②.血清③.清除代謝廢物，防止細胞代謝產物積累對細胞自身造

成危害

（3）①.（特定的）選擇培養基②.專一抗體③.雜交瘤細胞④.能準確地識別抗原的細微差異，與

特定抗原發生特異性結合、并且可以大量制備

(4)①.脫分化②.提iWi

(5)①.促性腺②.同期發情③.早期胚胎在相同生理環境條件下空間位置的轉移

(6)①.黑色②.黑鼠和X鼠

(7)①.生殖性②.不贊成、不允許、不支持、不接受

【分析】1、動物細胞培養的條件營養：將細胞所需的營養物質按種類和所需量嚴格配置而成的培養基，稱為合成培

養基。（通常需要加入血清等一些天然成分）無菌、無毒的環境：添加抗生素溫度、pH和滲透壓：36.5±0.5℃7.2?7.4

氣體環境：Ch是細胞代謝所需的，CO2的主要作用是維持培養液的pH。置于含有95%空氣和5%CC>2混合氣體的CO2

培養箱進行培養。

2、題圖分析：分析圖中操作過程，內細胞團細胞被iPS細胞取代，最終形成的X鼠細胞核來源于黑鼠，其遺傳特性

與黑鼠相同。

【小問1詳解】

動物細胞工程常用的技術包括動物細胞培養、動物細胞融合和動物細胞核移植等，其中動物細胞培養是動物細胞工程

的基礎。Vero細胞的培養應置于含有95%空氣和5%CO2混合氣體的CO2培養箱進行培養。

【小問2詳解】

Vero細胞的傳代培養過程中需要使用胰蛋白酶、膠原蛋白酶使細胞分散。將細胞所需的營養物質按種類和所需量嚴格

配制而成的培養基，稱為合成培養基。由于人們對細胞所需的營養物質尚未全部研究清楚，因此在使用合成培養基

時，通常需要加入血清等一些天然成分。為了清除代謝廢物，防止細胞代謝產物積累對細胞自身造成危害，在培養過

程中，應定期更換培養液。

【小問3詳解】

將已對新冠病毒發生免疫的B淋巴細胞和Vero細胞系獲得雜交細胞，再經過選擇培養基篩選、篩選出雜交瘤細胞，

接著對選擇培養的雜交瘤細胞進行克隆化培養和專一抗體檢測，獲得產生特定抗體的雜交瘤細胞，用以生產單克隆抗

體。單克隆抗體能準確地識別抗原的細微差異，與特定抗原發生特異性結合、并且可以大量制備。

【小問4詳解】

黑鼠體細胞在誘導因子的作用下轉化為iPS細胞的過程與植物組織培養中的脫分化過程類似，是組織細胞恢復分裂分

化能力的過程。iPS細胞與小鼠內細胞團一樣，具有全能性，該過程結束后，細胞的全能性提高。

【小問5詳解】

超數排卵是指應用外源促性腺激素，誘導卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。圖中的重構胚在胚胎移植前需要對

供體和受體進行同期發情處理，胚胎移植的實質是早期胚胎在相同生理環境條件下空間位置的轉移。

【小問6詳解】

克隆屬于無性繁殖，iPS細胞來自黑鼠，所以X鼠的體色為黑色。圖中提供胚胎的灰鼠和代孕白鼠都是雌鼠，可以是

雄鼠的有黑鼠和X鼠。

【小問7詳解】

若以圖示方法進行人體醫學實驗，重構胚移植后孕育出一個新個體稱為生殖性克隆，我國政府堅持的“四不原則”態度

是不贊成、不允許、不支持、不接受任何相關實驗。

構建甲醇工程菌（17分）

4.近年來隨著甲醇工業產能過剩情況日益嚴重，研究人員通過構建甲醇工程菌來有效利用甲醇。RuMP途徑是目前

研究較多的甲醇同化途徑之一，其中MDH酶是同化甲醇的關鍵酶之一，現科學家利用下圖質粒構建表達載體，制備

可利用甲醇的大腸桿菌。

EcorRIGjAATTC

KpnIGGTACJC

Acc65IG|GTACC

BginA|GATCT

Ampr氨葦青霉素抗性基因