消滅易錯生物技術與生物工程的科學前沿易錯

題組一發酵工程

1.酵母菌是一種單細胞真菌，與人類生活息息相關。轉基因啤酒酵母用于生產乙肝疫苗。耐

高糖的面包酵母（從自然界酵母種群篩選獲得）能利用面團中的糖類等營養物質發酵產生C02,

使面包松軟可口；止匕外，面包酵母含有豐富的氨基酸、維生素和微量元素等，能夠增加食品的

營養價值。下列相關說法錯誤的是（）

A.酵母菌細胞呼吸產生C02的場所有細胞質基質和線粒體

B.通過選擇培養、基因工程育種可獲得優良性狀的酵母菌種

C.做面包、饅頭，釀酒等，都是利用酵母菌的無氧呼吸原理

D.酵母菌細胞富含蛋白質、維生素等，可以用作飼料添加劑

易錯分析：酵母菌是兼性厭氧單細胞真菌，在發酵工程中運用廣泛，做面包、饅頭等，是

利用酵母菌有氧呼吸產生大量二氧化碳，釀酒則是利用酵母菌的無氧呼吸原理。

【答案】C

【解析】A、酵母菌是兼性厭氧微生物，在無氧條件下進行無氧呼吸，產物是酒精和二氧

化碳，有氧條件下進行有氧呼吸，產物是二氧化碳和水，有氧呼吸過程中產生CO2的場所是

細胞質基質，有氧呼吸過程中產生二氧化碳的場所是線粒體，A正確；

B、基因工程育種能定向改造生物的性狀，因此，通過選擇培養、基因工程育種可獲得優

良性狀的酵母菌種，B正確；

C、做面包、饅頭等，是利用酵母菌有氧呼吸產生大量二氧化碳實現的，釀酒是利用酵母

菌的無氧呼吸原理實現的，C錯誤；

D、題意顯示，面包酵母含有豐富的氨基酸、維生素和微量元素等，能夠增加食品的營養

價值，因此，可以用作飼料添加劑，D正確。

故選D。

2.我國具有悠久的釀酒文化和歷史。《天工開物》中有“古來曲造酒，篥造醴”的記載，“曲”指

由谷物培養微生物所制成的發酵劑，“篥”指發芽的谷物，“醴”指甜酒。古人在冬季釀酒時，常

將谷物封存在陶器中并埋藏于地下進行保溫。下列敘述錯誤的是（）

A.釀酒過程中密封的主要目的是避免雜菌污染，從而提高酒的品質

B.“曲”中含有大量的酵母菌，溫度是影響酵母菌生長的重要因素

C.“造醴”時選擇“篥”的原因是發芽的谷物會釋放更多的淀粉酶

D.“篥造醴,，時大部分糖的分解和代謝物的生成都在發酵階段完成

【答案】A

【解析】A、釀酒過程中密封的主要目的是為酵母菌無氧呼吸創造無氧環境，從而提高酒

的品質，A錯誤；

B、“曲”中含有大量的酵母菌，溫度是影響酵母菌生長的重要因素，因此發酵過程中溫度

控制在25℃左右，B正確；

C、“造醴”時選擇“募”的原因是發芽的谷物會釋放更多的淀粉酶，有利于多糖的分解，C

正確；

D、“槃造醴”時大部分糖的分解和代謝物的生成都在發酵階段完成，此后需要在低溫、密

閉的條件下保存一段時間繼續進行后續發酵，D正確。

故選Ao

3.某研究小組采用濾膜法（如圖）對冰激凌中大腸桿菌數量是否超標進行檢測。已知飲用水標準

為1000mL自來水中大腸桿菌菌落數不能超過3個（37℃培養48h）。下列敘述不合理的是（）

無菌保子

濾膜

37℃培養

伊紅-亞甲

藍瓊脂平板

注：大腸桿菌在含有伊紅-亞甲藍的瓊脂培養基上

生長，菌落呈深紫色并有金屬光澤

A.該實驗不需要對冰激凌原液進行梯度稀釋

B.實驗方案應增設一組接種無菌水的組別作為對照

C.稀釋涂布平板法不可用于測定冰激凌中大腸桿菌數目

D.伊紅-亞甲藍瓊脂培養基屬于鑒別培養基

【答案】C

【解析】A、飲用水標準為1000mL自來水中大腸桿菌菌落數不能超過3個，自來水中大

腸桿菌的數量非常少，如果進行梯度稀釋涂布，最后培養出來的菌落數目可能不在計數范圍

內，因此該實驗不需要對冰激凌原液進行梯度稀釋，A正確；

B、實驗方案應增設一組接種無菌水的組別作為對照，來檢驗培養基是否滅菌合格，B正

確;

C、稀釋涂布平板法可以通過菌落數來判斷冰激凌中大腸桿菌的活菌數，c錯誤；

D、伊紅一亞甲藍瓊脂培養基可用來鑒別大腸桿菌，屬于鑒別培養基，D正確。

故選C。

4.農桿菌是植物基因工程中常用到的一種細菌，下表為用來培養農桿菌的LB培養基配方,

下圖是對培養的農桿菌進行菌落計數的過程。下列敘述錯誤的是()

bed

蛋白陳10.0g

酵母浸粉5.0g

NaCl10.0g

蒸儲水IL

配制完成后，將pH調至7.0

注：酵母浸粉以酵母為原料，經自溶、酶解、濃縮、干燥等工藝制成。

A.上述LB培養基為液體培養基，一般對細菌無選擇作用

B.圖中所用接種方法為稀釋涂布平板法

C.蛋白腺和酵母浸粉可以給農桿菌提供碳源和氮源

D.若b、c、d中菌落數分別為48、57、60,則a中農桿菌約為5.5xl()7個

【答案】D

【解析】A、培養基配方中無瓊脂，為液體培養基，含蛋白腺和酵母浸粉等成分，故不是

選擇培養基，一般對細菌無選擇作用，A正確；

B、圖示菌落計數接種所用方法為稀釋涂布平板法，B正確；

C、蛋白膝和酵母浸粉可以給農桿菌提供碳源和氮源，C正確；

D、根據計算公式N=C/VxM,a中農桿菌密度約為55/1x106=5.5x107個/mL,a中液體體

積為100mL,a中農桿菌總數約為5.5x109個，D錯誤。

故選D。

5.西鳳酒是中國四大名酒之一，其歷史悠久，品質上乘。據了解，西鳳酒是以土窖池為發酵

容器，而多年反復利用的窖池內壁的窖泥中含有多種與釀酒有關的微生物。下列敘述錯誤的是

()

A.西鳳酒的釀造是以釀酒酵母為主的多種微生物共同作用下完成的

B.窖池中的各種微生物會形成相對穩定的體系，從而不容易被雜菌污染

C.釀酒原料多以高粱、大麥等為主，經發酵形成的酒糟中可分離出產淀粉酶的微生物

D.若對分離出的釀酒酵母做擴大培養，則需在二氧化碳或氮氣環境中進行

易錯分析：擴大培養的目的是獲得更多酵母菌，與無氧呼吸相比，細胞有氧呼吸產生的能

量更多，更能滿足酵母菌大量繁殖時的需求，更需要有氧環境。

【答案】D

【解析】A、西鳳酒的釀造主要依靠釀酒酵母，由于窖泥中含有大量與釀酒相關的微生物，

故傳統白酒的釀造是在以釀酒酵母為主的多種微生物共同作用下完成的，A正確；

B、窖池內各種微生物形成了相對穩定的體系，且釀造過程產生的酒精也會抑制雜菌的生

長與繁殖，使釀造過程不易污染雜菌，B正確；

C、谷物原料如高粱、玉米、大米等富含淀粉，因此從谷物原料發酵形成的酒糟中可分離

出產淀粉酶的微生物，C正確；

D、酵母菌是兼性厭氧菌，與無氧呼吸相比，細胞有氧呼吸產生的能量更多，更能滿足酵

母菌大量繁殖時的需求，因此，對分離的釀酒酵母擴大培養時需要在有氧的條件下進行，D

錯誤。

故選D。

6.影印接種法是一種用于研究微生物抗藥性和篩選突變體的實驗技術。為檢測某種氨基酸缺

陷型菌株，實驗人員的實驗過程如圖所示，其中基本培養基中缺乏某種氨基酸，而完全培養基

中含有該種氨基酸。下列敘述正確的是()

滅菌的絲絨布

經誘變處待測絲絨布

理的菌液培養基吸附菌體

菌落完全培養基

A.影印接種法和稀釋涂布平板法相似，每個菌落都由單個菌體發育而來

B.過程②培養時絲絨布先轉印至完全培養基上再轉印到基本培養基上

C.應從完全培養基上挑選出氨基酸缺陷型菌株用于后續的培養和研究

D.實驗結束后對培養皿進行消毒處理后即可再次使用或者廢棄

【答案】C

【解析】A、影印接種法和稀釋涂布平板法都是微生物學實驗中常用的接種方法，用于分

離和純化微生物，菌落不都是由單個菌體發育而來，當兩個或多個細胞連在一起時，平板上

形成的可能是一個菌落，A錯誤；

B、進行②過程培養時，為了防止將完全培養基中特定營養成分帶入基本培養基，應先將

絲絨布先轉印至基本培養基上再“復印”至完全培養基上，B錯誤；

C、在基本培養基中氨基酸缺陷型菌株不能生長，而在完全培養基中能夠生長，比較基本

培養基和完全培養基中的菌落可知氨基酸缺陷型菌株應從基本培養基上沒有、完全培養基上

對應位置有的菌落中挑選，然后用于后續的培養和研究，C正確；

D、培養皿在使用后通常需要進行滅菌處理，而不是消毒處理。滅菌處理能夠更徹底地殺

死所有微生物，包括芽胞和抱子等難以殺死的微生物形態。而消毒處理可能只能殺死大部分

微生物，但無法確保完全無菌。因此，為了實驗的安全性和準確性，培養皿在使用后應該進

行滅菌處理，D錯誤。

故選C。

7.飲用被細菌污染的水后，細菌在消化道內會繁殖并產生毒素，引起急性腸胃炎。某同學利

用圖1所示方法，檢測飲用水的細菌含量，圖2為不同稀釋度下得到的平板。下列相關敘述不

正確的是（）

A.配制圖1所示固體培養基時，需要先調整到適宜的pH,再分裝、滅菌

B.圖1中①?③三個培養皿菌落數的平均值乘稀釋倍數即為樣品中細菌數

C.圖2是稀釋涂布平板法的結果，統計的菌落數比活菌的實際數目要少

D.圖2所示的平板中，a和c的計數結果不適合用于計算樣品中的細菌數

【答案】B

【解析】A、配制圖1所示固體培養基時，需要先調整到適宜的pH,再分裝、滅菌，A

正確；

B、圖1中①?③三個培養皿菌落數的平均值乘稀釋倍數再乘以10（各接種0.1mL）即為樣

品中細菌數，B錯誤；

C、圖2是稀釋涂布平板法的結果，統計的菌落數比活菌的實際數目要少，這是因為當兩

個或多個細胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落，C正確；

D、為了保證結果準確，在每個稀釋濃度內，至少要涂布3個平板，而且選擇菌落數在30?

300的平板進行記數。圖2所示的平板中，a中菌落數太多，c中菌落數太少，a和c的計數結

果不適合用于計算樣品中的細菌數，D正確。

故選B。

8.如圖表示從土壤中分離出能分解石油的微生物的實驗操作過程：在某地土壤中取樣后，經

過多次稀釋，將稀釋液接種到培養基上，經過一定條件培養后，在培養基上發現①②③④⑤五

個菌落及透明圈。下列敘述錯誤的是（）

99mL4.5mL4.5mL4.5mL

無菌水無菌水無菌水無菌水

A.實驗所用的土壤樣本應選自常被石油污染的土壤

B.通過稀釋涂布平板法接種的微生物已被稀釋1。4倍

C.該實驗所用培養基的營養成分中唯一碳源來自石油

D.圖示五個菌落中，菌落⑤產生的酶分解石油的能力最強

【答案】B

【解析】A、要篩選出分解石油的微生物，所選土壤應來自常被石油污染的土壤，A正確；

B、由圖可知，通過稀釋涂布平板法接種的微生物已被稀釋105倍，其中將土壤加入無菌

水中稀釋102倍，其后的三次處理又稀釋了103倍，B錯誤；

C、要篩選出分解石油的微生物，所用的培養基應以石油為唯一碳源，該培養基為選擇培

養基，C正確；

D、圖示五個菌落中，菌落⑤的透明圈最大，且菌落較小，說明該菌落產生的酶分解石油

的能力最強，D正確。

故選B。

9.生物興趣小組設計了一個利用作物秸稈生產燃料乙醇的小型實驗。其主要步驟是：先將粉

碎的作物秸稈堆放在底部有小孔的托盤中，噴水浸潤、接種菌T,培養一段時間后（清水淋洗

時菌T不會流失），在裝有淋洗液的瓶中接種酵母菌，進行乙醇發酵。下列說法正確的是（）

浸潤、接種菌T清水淋洗

A.菌T可產生分解纖維素的酶，其分解產物是酵母菌的碳源

B.為了不破壞淋洗液中的營養物質，對淋洗液進行巴氏消毒

C.為提高發酵的乙醇產量，需始終保持發酵瓶處于密閉狀態

D.發酵后，產生的乙醇使澳鹿香草酚藍溶液由藍變綠再變黃

【答案】A

【解析】A、酵母菌不能直接利用纖維素，但菌T能夠分泌纖維素酶，纖維素酶能將纖維

素最終分解為葡萄糖為酵母菌提供碳源，A正確；

B、淋洗液需要高壓蒸汽滅菌，B錯誤；

C、為提高發酵的乙醇產量，發酵瓶應先通氣后密閉，通氣時酵母菌大量繁殖，密閉時酵

母菌無氧發酵產生乙醇，c錯誤；

D、溟麝香草酚藍溶液能檢測CO2,但不能檢測酒精（乙醇），檢測酒精的是酸性重倍酸鉀，

D錯誤。

故選Ao

10.某研究小組為研究“使用公筷對餐后菜品細菌數量的影響”，進行了如下實驗：①配制培養

基并進行滅菌處理；②設置對照組和實驗組進行相關操作；③適宜條件培養一段時間，統計各

組平板上菌落的平均數。下列敘述正確的是（）

A.①過程所使用的培養基為選擇培養基

B.②過程中采用平板劃線法進行接種

C.在培養基上進行計數后所得菌落數少于實際活菌數

D.使用公筷可以防止傳染病的原理是切斷細菌的傳染源

【答案】C

【解析】A、選擇培養基是根據某種微生物的特殊營養要求或其對某化學、物理因素的抗

性而設計的培養基，使混合菌樣中的劣勢菌變成優勢菌，從而提高該菌的篩選效率。而這里

是為了統計菌落數，不需要選擇特定微生物，應該是普通的營養培養基，A錯誤；

B、平板劃線法一般用于分離菌種，而統計菌落數常用稀釋涂布平板法，B錯誤；

C、因為當兩個或多個細胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落，所以在培養基上

進行計數后所得菌落數少于實際活菌數，C正確；

D、使用公筷可以防止傳染病的原理是切斷傳播途徑，而不是切斷傳染源，D錯誤。

故選C。

n.谷氨酸是生產谷氨酸鈉（味精）的原料，運用發酵工程生產谷氨酸需要用到谷氨酸棒狀桿菌，

下圖1是利用玉米淀粉作為材料制備谷氨酸的流程圖。圖2是細菌的增長曲線圖，其中階段3

表示穩定期，是代謝產物（如谷氨酸）大量積累的時期。下列敘述錯誤的是（）

無機鹽凝種

窟汆嬴H發酵液H谷氨酸

-維T生素TB尿/素無x菌空氣

圖1

A.谷氨酸棒狀桿菌與醋酸菌的代謝類型相同

B.培養谷氨酸棒狀桿菌和其他所有微生物時均需要添加維生素B

C.發酵工程的中心環節是接種菌種之后的發酵過程

D.在穩定期添加營養物質、流出發酵液有助于提高谷氨酸產量

【答案】B

【解析】A、谷氨酸棒狀桿菌與醋酸菌的代謝類型相同都是異養需氧型細菌，A正確；

B、能合成維生素B的微生物，其培養基中不需要添加維生素B,B錯誤；

C、發酵工程的中心環節是接種菌種之后在發酵罐中的發酵過程，C正確；

D、在穩定期，菌體的生長速度與死亡速度達到平衡，此時及時補充營養物質可以保證菌

體的持續生長和代謝，流出發酵液可排出代謝廢棄物，從而提高谷氨酸的產量，D正確。

故選B。

12.某科研團隊在熱帶雨林土壤中分離獲得了高效分解纖維素的細菌，為探究影響其纖維素酶

活性的條件，設計了如表所示的實驗。下列敘述錯誤的是（）

試管底物和試劑實驗條件

1纖維素+2mL纖維素酶溶液30℃水浴；pH=7

2纖維素+2mL纖維素酶溶液①_____;pH=3

3纖維素+2mL纖維素酶溶液0。。水浴；pH=?______

A.若試管1和試管2形成對比實驗，則①為30℃水浴處理

B.實驗結束時，試管1中的纖維素含量可能最低

C.試管3中纖維素酶的空間結構在低溫條件下遭到破壞

D.可增加設置其他溫度和pH的試管以完善該實驗

【答案】C

【解析】A、若試管1和試管2形成對比實驗，溫度是無關變量，應保證相同且適宜，則

①為30℃水浴處理，A正確；

B、試管①條件最接近熱帶雨林的土壤，實驗結束時，試管①中的纖維素含量可能最低,

B正確；

C、酶絕大多數是蛋白質，少數是RNA,低溫不會破壞纖維素酶的空間結構，C錯誤；

D、本實驗溫度梯度和酸堿度梯度設置都比較大，所以可增加設置其他溫度和pH的試管

以完善該實驗，D正確。

故選C。

13.谷氨酰胺酶（PG酶）是一種催化L-B-谷氨酰胺水解成L-谷氨酸和氨的酶，能增大蛋白質的

溶解性，提高食品工業中蛋白質的利用率。研究人員利用谷氨酰胺-甘氨酸（谷氨酰胺-甘氨酸遇

熱易分解）為唯一氮源從土壤中篩選產PG酶的金黃桿菌，實驗過程如圖所示。下列敘述錯誤的

是（）

稀釋培養基I培養基II培養基Ill

A.該實驗不僅篩選出了產PG酶的金黃桿菌，并且還對其進行了計數

B.金黃桿菌在培養基I和ni中的生長速度高于在培養基n的生長速度

c.培養基i~in中的氮源相同，三種培養基都是選擇培養基

D.PG酶的活性可以用單位時間內催化L-B-谷氨酰胺水解生成氨的數量來表示

【答案】A

【解析】A、該實驗篩選出了產PG酶的金黃桿菌，但從圖中的操作看只做了一個平板,

所以并沒有對細菌進行計數，A錯誤；

B、培養基I和ni屬于液體培養基，培養基n屬于固體培養基，微生物在液體培養基中由

于和營養物質接觸充分，所以代謝和繁殖效率高，故金黃桿菌在培養基I和m中的生長速度高

于在培養基n的生長速度，B正確；

c、培養基i~ni中的氮源相同，三者都可以篩選產PG酶的金黃桿菌，所以都是選擇培

養基，C正確；

D、由于PG酶可以催化L-P-谷氨酰胺水解成L-谷氨酸和氨，所以PG酶的活性可以用單

位時間內催化L-0-谷氨酰胺水解生成氨的數量來表示，D正確。

故選Ao

14.柑橘酸腐病是由白地霉引起的柑橘貯藏期常見的病害之一。抗菌肽是一種抑菌活性強、無

環境污染的生物多肽，目前已用于多種農業病菌的防治。研究人員研究了抗菌肽對白地霉的抑

菌效果，并且對其作用機制進行了探究。回答下列問題：

利用基因工程合成抗菌肽時，基本流程為：克隆目的基因一導入枯草桿菌一篩選菌種一誘導抗

菌肽表達一分離純化一功能研究。

（1）白地霉從柑橘中獲得其生長繁殖所需的水、無機鹽、—和—等營養物質。

⑵為研究抗菌肽對白地霉的抑菌效果，現用無菌打孔器在果實相同部位打孔，每個打孔

處接種相同體積的處理液，比較15天后的病斑直徑。各組處理及結果見表。

組別12345

接種一定體抗菌肽溶液與病先加入抗菌肽溶抗菌肽溶液與病原

接種處理

積的病原菌原菌抱子懸浮液液，2h后接種病原X菌抱子懸浮液混合，

方式

抱子懸浮液混合后直接接種菌抱子懸浮液培養2h后接種

15天后

病斑直徑41.313.929.328.711.2

/mm

表中數據表明抗菌肽對白地霉有一定的抑菌效果，且抑菌效果與抗菌肽、病原菌抱子懸浮

液接種順序有關，表中X為o與第2組相比，第5組抑菌效果更好的可能原因

是o

(3)一般情況下，電導率和離子濃度呈正相關，通過測量溶液電導率可以反映出溶液中離

子濃度的大小。研究人員將白地霉抱子與抗菌肽在無菌水中混合，測定電導率，培養一段時間

后，再次測定電導率，結果發現電導率明顯升高，據此推測抗菌肽抑制白地霉抱子的作用機制

可能是。

【答案】(1)碳源氮源

(2)先接種病原菌抱子懸浮液，2h后再加入抗菌肽溶液相比第2組，第5組混

合后培養2h,使抗菌肽與病原菌抱子充分接觸，更有效發揮作用

(3)抗菌肽破壞病原菌抱子的細胞膜，細胞內容物釋放

【解析】⑴微生物生長一般都需要水、無機鹽、氮源、碳源等營養物質。

⑵根據表中接種處理方式可知，1組只接種病原菌，為對照組，2、3、5組均接種了等量

且適量的抗菌肽溶液與病原菌抱子懸浮液，但每組的接種順序不同，說明自變量為抗菌肽溶

液與病原菌抱子懸浮液的接種順序，2組與5組均為二者先混和，但2組混合后直接接種，5

組混合后先培養2h再接種，則結合第3組先加入抗菌肽2h后接種病原菌抱子可分析得出，4

組應與3組接種順序相反，即先接種病原菌胞子2h后再加入抗菌肽溶液；抗菌肽直接作用于

病原體，因此先混合培養2h可使二者充分接觸，使抗菌肽充分發揮抑菌作用，再接種后，病

原菌抱子數量大大減少，引起的病斑直徑下降。

⑶白地霉抱子與抗菌肽在無菌水中混合培養一段時間后，溶液電導率明顯上升，說明溶液

中離子濃度增大，增加的離子只能來源于白地霉胞子細胞中，因此推測推測抗菌肽抑制白地

霉抱子的作用機制可能是抗菌肽破壞病原菌抱子的細胞膜，使細胞內容物釋放，殺死細胞。

15.為調查某地人工湖的水質狀況，科研小組進行了該湖水樣中的細菌培養、分離及計數等工

作。回答下列問題：

(1)在細菌培養時，培養基中能同時提供碳源、氮源的成分是(填“蛋白膝”“葡萄糖”或

“NaNCh")。通常，制備培養基時要根據所培養細菌的不同來調節培養基的pH,其原因是o

(2)通常采用—法檢測水樣中細菌含量。在接種前應隨機取若干滅菌后的空白平板先行培

養一段時間，這樣做的目的是。

(3)在進行樣品稀釋時，取10g水樣，加稀釋得到IO1倍稀釋液，再從中吸取—(操

作過程)得到102倍稀釋液，依次類推獲得105倍稀釋液，在該稀釋液倍數下，取3個平板分別

接種樣品溶液0.1mL,培養一段時間后，平板上長出的菌落數分別是156、178、191,則每克

樣品中的細菌數量為個。

(4)科研人員將得到的菌株接種到液體培養基中并混勻，一部分進行靜置培養，另一部分

進行振蕩培養。結果發現，振蕩培養的細菌比靜置培養的細菌生長速度快。主要原因可能是一

(寫出2點即可)

【答案】(1)蛋白陳不同細菌生長繁殖所需的最適pH不同

(2)稀釋涂布平板檢查培養基平板滅菌是否合格

(3)901nL無菌水1mL注入9mL無菌水中1.75x108

(4)振蕩培養能提高培養液的溶解氧含量；振蕩培養可使菌體與培養液充分接觸，提高培

養液中營養成分的利用率

【解析】⑴葡萄糖只能為細菌提供碳源，硝酸鈉為細菌提供無機鹽，而蛋白陳既可以為

細菌碳源，也可以為細菌提供氮源；不同的細菌生長繁殖的最適宜pH是不同的，因此制備培

養基時要根據所培養的細菌的不同來調節培養基的pHo

⑵檢測水樣中細菌含量通常采用稀釋涂布平板法，但在接種前應隨機取若干滅菌后的未接

種平板先行培養一段時間，以檢查平板滅菌是否合格。

⑶檢測水樣微生物含量的方法為稀釋涂布平板法，稀釋的方法為，取10g水樣，加901nL

無菌水稀釋得到101倍稀釋液，再從中吸取1mL注入9mL無菌水中得到1()2倍稀釋液。以此

類推。已知稀釋倍數為105倍，取3個平板分別接種樣品溶液0.1mL,培養一段時間后，平板

上長出的菌落數分別是156、178、191,則每個平板中的平均菌落數為175個，則每克樣品中

的細菌數量為175x10x105=1.75x108個。

（4）蕩培養的細菌比靜置培養的細菌生長速度快，主要原因可能是：振蕩培養能提高培養液

的溶解氧含量；振蕩培養可使菌體與培養液充分接觸，提高培養液中營養成分的利用率。

題組二基因工程

1.下列關于“DNA片段的擴增及電泳鑒定”實驗敘述錯誤的是（）

A.PCR過程中模板DNA雙螺旋結構未發生改變

B.PCR擴增時需通過離心將各組分集中在微量離心管的底部

C.制備瓊脂糖凝膠時，需待凝膠溶液稍冷卻后加入適量的核酸染料混勻

D.可通過在紫外燈下觀察DNA條帶的分布及粗細程度來評價擴增的結果

易錯分析：PCR的原理：利用DNA半保留復制原理，因此新合成的兩個DNA分子中，一條

鏈是舊的而另外一條鏈是新的。

【答案】A

【解析】A、PCR過程中，模板DNA雙螺旋的兩條鏈并沒有被破壞，通過高溫解旋，分

成單獨的鏈，每一條舊鏈作為模板再合成一條新鏈，這樣在新合成的兩個DNA分子中，一條

鏈是舊的而另外一條鏈是新的，A錯誤；

B、PCR擴增時將各組分充分混合后進行短時離心，以使管壁上的液體全部離心至管底，

B正確；

C、瓊脂糖凝膠制備中加入的核酸染料能與DNA分子結合，因此制備瓊脂糖凝膠時，需

待凝膠溶液卻至常溫后（不能完全冷卻后加入，否則瓊脂糖凝膠呈固體狀態），后再加入適量的

核酸染料攪拌混勻，C正確；

D、凝膠中的DNA分子通過染色，可以在波長為300nm的紫外燈下被檢測出來，可以在

紫外燈下直接觀察到DNA條帶的分布及粗細程度來評價擴增的結果，D正確。

故選Ao

2.據研究，W基因在植物發育和逆境應答過程中發揮重要作用。研究人員將W基因的啟動

子（PW）與GUS基因相連，構建擬南芥PW-GUS融合植株（GUS為報告基因，其表達產物可催

化無色底物變藍），用無色底物處理擬南芥幼苗的根，探究W基因在擬南芥缺鐵脅迫中的表達

水平，下列敘述鐐退的是（）

A.擴增W基因啟動子需2種引物，并在引物3,端加入酶切位點

B.PW和GUS基因進行雙酶切后，可通過T4DNA連接酶連接

C.培養擬南芥無菌苗的MS固體培養基需要用高壓蒸汽滅菌法滅菌

D.通過觀察根藍色深淺確認W基因在擬南芥缺鐵脅迫中的表達水平

【答案】A

【解析】A、擴增W基因啟動子需2種引物，并在引物5,端加入酶切位點，因為子鏈的

延伸是在引物的3,開始的，A錯誤；

B、PW和GUS基因進行雙酶切后，可通過T4DNA連接酶連接，因為該連接酶可以連接

平末端，也可連接黏性末端，B正確；

C、為了避免雜菌污染,培養擬南芥無菌苗的MS固體培養基需要用高壓蒸汽滅菌法滅菌，

C正確；

D、題意顯示，GUS為報告基因，其表達產物可催化無色底物變藍，因而可通過觀察根

藍色深淺確認W基因在擬南芥缺鐵脅迫中的表達水平，D正確。

故選Ao

3.數字PCR技術被稱為第三代PCR,在核酸定量檢測中具有突出優勢。該技術通過將一個樣

本稀釋分成幾十至幾萬份，并分配到不同的反應單元，每個單元包含一個或多個拷貝的目標分

子（DNA模板），在每個反應單元中分別對目標分子進行PCR擴增，擴增結束后對各個反應單

元的熒光信號進行統計學分析，計算初始樣品中靶標分子的拷貝數。據此分析，下列說法正確

的是（）

A.數字PCR技術僅適用于樣本中目標分子含量較高的材料

B.數字PCR技術遵循的基本原理是DNA的邊解旋邊復制

C.每個單元中加入等量的4種核糖核昔酸溶液作為擴增原料

D.每個單元中目標分子的兩條子鏈合成都是從5,端向3,端延伸

【答案】D

【解析】A、數字PCR技術把檢測樣本稀釋后分配到不同的反應單元，在每個單元進行

一個或多個目標分子擴增，再對每個單元的擴增結果綜合分析，計算初始樣品中靶標分子的

拷貝數。該技術對高、中、低水平的目標分子含量的材料均可實現正確、精密的測定，A錯誤；

B、數字PCR技術遵循的基本原理是DNA半保留復制，B錯誤；

CD、每個反應單元中分別對目標分子進行PCR擴增，需要加入4種脫氧核昔酸的等量

混合液、與目標分子特異性結合的兩種引物和TaqDNA聚合酶等，兩條子鏈合成是從兩種引

物的3,端開始連接脫氧核昔酸，C錯誤、D正確。

故選D。

4.“篩選”是生物技術與工程中常用的技術手段。下列敘述錯誤的是（）

A.胚胎移植前，需對通過體外受精或其他方式得到的胚胎進行質量篩選

B.制備單克隆抗體時，需從分子水平篩選能產生多種抗體的雜交瘤細胞

C.培育轉基因抗蟲棉時，需從分子水平及個體水平進行篩選

D.發酵生產中，性狀優良的菌種可以從自然界中篩選

【答案】B

【解析】A、胚胎移植前，需對通過體外受精或其他方式得到的胚胎進行質量篩選，挑取

質量好，活性強的胚胎進行培養或保存，可以提高胚胎移植成功的概率，A正確；

B、制備單克隆抗體時，在篩選出雜交瘤細胞后，需要進行克隆化培養和抗體檢測，經多

次篩選就可獲得足夠數量的能分泌所需抗體的細胞。上述篩選過程中涉及的抗體檢測屬于分

子水平的篩選，因此，制備單克隆抗體時，需從分子水平篩選能產生所需抗體的雜交瘤細胞，

B錯誤；

C、培育轉基因抗蟲棉時，在將目的基因導入受體細胞后，需要從分子水平上鑒定目的基

因（Bt基因）是否成功導入、穩定存在和表達，還需要通過采摘抗蟲棉的葉片飼喂棉鈴蟲來從個

體水平上確定Bt基因是否賦予了棉花抗蟲特性和評估其抗性程度，從而篩選出有較好抗蟲特

性的轉基因抗蟲棉。所以，培育轉基因抗蟲棉時，需從分子水平及個體水平進行篩選，C正確；

D、用于發酵工程的性狀優良的菌種可以從自然界中篩選出來，也可以通過誘變育種或基

因工程育種獲得，D正確。

故選B。

5.蝦青素可由供胡蘿卜素在隹胡蘿卜素酮化酶（BKT）和供胡蘿卜素羥化酶（CRTR-B）的作用下

轉化而來，具有抗衰老、增強免疫等功能。杜氏鹽藻是單細胞浮游植物，生長快，易培養，能

大量合成供胡蘿卜素。科研人員利用“無縫克隆技術”（如圖1）構建含BKT基因和CRTR-B基因

的表達載體（如圖2,3）,導入杜氏鹽藻，以實現蝦青素的工廠化生產，回答下列問題。

-----③

一④與

①----?一⑤一⑦

上游同源序列2BKT基因CRTR-B基因下游同源序列2

⑴獲取目的基因：紅球藻是天然蝦青素的重要來源，提取紅球藻的總DNA為—，設計

特異性引物擴增BKT基因和CRTR-B基因，此過程需要—(至少寫兩種)。

⑵構建轉化載體：

①PCR獲取抗除草劑基因過程中，為確保基因兩端具有所需同源序列，需在引物的一端

添加對應的同源序列。若將來需要將抗除草劑基因能夠從重組質粒中切除，還需要在基因兩側

加入限制酶識別序列，則擴增抗除草劑基因時，設計的引物序列(5,-3,)為—o

A.抗除草劑基因部分序列+限制酶識別序列+同源序列

B.同源序列+抗除草劑基因部分序列+限制酶識別序列

C.同源序列+限制酶識別序列+抗除草劑基因部分序列

②科研人員利用“無縫克隆技術”同時將BKT基因和CRTR-B基因插入質粒，形成的重組

質粒對應部位如圖2所示，推測此過程擴增CRTR-B基因所用的引物為—o

③最終形成的重組質粒如圖3所示，其中atpA啟動子和psbA啟動子均為杜氏鹽藻葉綠體

啟動子，選用內源性啟動子的目的是—。

(3)準備受體細胞：選取初始杜氏鹽藻涂布到杜氏鹽藻固體培養基進行第一次培養，一段

時間后，挑取生長良好的單藻落到杜氏鹽藻液體培養基中繼續培養。期間可取藻液滴入血細胞

計數板，在顯微鏡下進行計數，第二次培養的目的是—。

(4)目的基因導入及相關檢測：采用基因槍法將重組質粒導入杜氏鹽藻葉綠體，一段時間

后，先用含—的培養基初篩已轉化的杜氏鹽藻，然后采用—技術檢測是否成功轉錄出隹胡

蘿卜素酮化酶和隹胡蘿卜素羥化酶的mRNAo

(5)葉綠體轉化是植物基因工程的新熱點，葉綠體的諸多特點為葉綠體轉化提供優勢，如

葉綠體基因組小，功能清晰，使基因操作方便；葉綠體具有自我復制功能，一個植物細胞可含

有多個葉綠體，每個葉綠體中含有多個基因組，可大大提高—；另外，葉綠體基因位于細胞

質中，可有效避免—。

【答案】(1)模板dNTP、耐高溫的DNA聚合酶、緩沖液等

(2)C⑥⑧③.確保目的基因正常表達

(3)擴大培養杜氏鹽藻

(4)除草劑PCR(分子雜交)

(5)目的基因的表達量基因污染

【解析】⑴因紅球藻是天然蝦青素的重要來源，是目的基因的來源，故可提取紅球藻的

總DNA為模板，設計特異性引物擴增其DNA中的BKT基因和CRTR-B基因進行PCR擴

增，此過程需要TaqDNA聚合酶(耐高溫DNA聚合酶)的催化，同時還需要dNTP、緩沖液等。

(2)①根據PCR擴增的原理，在PCR過程中，為確保基因兩端具有所需同源序列，需在

5,端添加對應的同源序列；根據題意，若要確保抗除草劑基因能夠從重組質粒中切除，則所

需引物(5,一3，)的序列應為“同源序列十限制酶識別序列十特異性擴增引物序列(抗除草劑基

因部分序列)”，C正確.

故選B。

②根據圖2所示，要通過“無縫克隆法”同時將BKT基因和CRTR-B基因插入質粒，則

要保證BKT基因一側有一致同源序列，另一側能帶上CRTR-B基因，因此擴增BKT基因

所用的引物為①③；同理，擴增CRTR-B基因所用的引物為⑥⑧。

③啟動子是轉錄的起始信號，選用內源性啟動子的目的是防止基因沉默，確保目的基因

能表達。

(3)選取初始杜氏鹽藻涂布到杜氏鹽藻固體培養基進行培養的目的是純化杜氏鹽藻，挑取生

長狀態良好的單藻落到杜氏鹽藻液體培養基中繼續培養的目的是擴大培養杜氏鹽藻。

(4)采用基因槍法將重組質粒導入杜氏鹽藻葉綠體，一段時間后，用含除草劑的選擇培養

基篩選已轉化的杜氏鹽藻；而后再通過抗原一抗體雜交實驗檢測是否成功表達0-胡蘿卜素酮

化酶和3胡蘿卜素羥化酶。

(5)因每個葉綠體中含有多個基因組，可大大提高目的基因的表達量；且葉綠體基因位于

細胞質中，一般不能穩定遺傳，因此可避免基因污染。

6.科研人員利用圖1所示材料構建重組質粒并導入大腸桿菌，以期獲得能監測生物組織或環

境中四環素水平的“報警器”。限制酶識別序列及切割位點如下表。TetR基因是一種轉錄調節基

因，GFp基因為綠色熒光蛋白基因，Ampr為氨葦青霉素抗性基因，ori為復制原點。請回答下

列問題:

DNA片段1

DNA片段2

限制酶EcoRIXbaISpeIBamHI

5'…GJAATTC…3'5'...T1CTAGA...3'5'…AJCTAGT…3'5'...GJGATCC…3'

識別序列及切割位點

3'...CTTATG…5'3'…AGATCTT…5'3'…TGATCTA..53'...CCIAGfG...5,

⑴使用工具酶拼接DNA片段1和2,拼接后的片段連接處部分序列為5'—3,（寫出6

個堿基），TetR基因和GFP基因轉錄的模板鏈—（“是”或“不是"）該拼接DNM的同一條鏈。

（2）構建重組質粒時，選擇—對質粒和拼接的DNA片段進行酶切，在DNA連接酶的作

用下恢復—鍵。再根據—的結果判斷重組質粒的大小是否符合預期。

⑶將重組質粒導入經—理的大腸桿菌后，在含—的固體培養基中篩選出工程菌。

（4）工程菌監測四環素的原理如圖2,當環境中含四環素時，該大腸桿菌工程菌—（能/不

能）發出熒光，其原因是

四環素

TetR蛋白

圖注：

-A促進

——I抑制

啟動子1TetR基因啟動子2

圖2

【答案】⑴TCTAGT或ACTAGA不是

⑵BamHI,EcoRI磷酸二酯鍵瓊脂糖凝膠電泳

(3)CaCl2氨葦青霉素

⑷能當環境中含四環素時，抑制TctR蛋白作用增強，解除TctR蛋白對啟動

子2的抑制作用，使GFP基因能表達出綠色熒光蛋白（GFP蛋白）而發光

【解析】⑴據圖1分析可知,DNA片段1兩端的限制酶識別序列分別是XbaI和EcoRI,

而DNA片段2兩端的限制酶識別序列是SpeI和BamHI,若要讓兩個DNA片段連接在一

起，需要經酶切后獲得相同的黏性末端。據表格分析，Xbal和Spel酶切能獲得相同的黏性

末端，因此DNA片段1用Xbal酶切，DNA片段2用Spel酶切，然后在用DNA連接酶將

兩個DNA片段連接在一起，由于無法得知DNA片段兩條鏈具體的方向，所以在特定工具酶

作用下能成功拼接的位點處堿基序列為5、TCTAGT-3,或5、ACTAGA-3，；DNA片段1和DNA

片段2連接后，兩個片段啟動子方向相反，故TetR基因和GFP基因轉錄的模板鏈不是該拼

接DNA的同一條鏈。

⑵據圖可知，重組質粒含有3種酶的酶切位點，且使用工具酶拼接DNA片段1和2后兩

端的酶是BamHI,EcoRL故構建重組質粒時，選擇BamHI,EcoRI對質粒和拼接的DNA

片段進行酶切；在DNA連接酶的作用下恢復磷酸二酯鍵；瓊脂糖凝膠電泳可以將不同大小的

DNA片段分離開，故根據瓊脂糖凝膠電泳的結果判斷重組質粒的大小是否符合預期。

⑶鈣離子能促進細菌攝取外源的DNA,科學家常使用CaCb溶液制備感受態細胞，使

其處于感受態；圖示重組質粒含有氨葦青霉素抗性基因，故將重組質粒導入經CaCb處理的大

腸桿菌后，在含氨葦青霉素的固體培養基中篩選出工程菌。

（4）分析題圖可知，當環境中含四環素時，抑制TetR蛋白作用增強，解除TetR蛋白對啟動

子2的抑制作用，使GFP基因能表達出綠色熒光蛋白（GFP蛋白）而發光，因此當環境中含四

環素時，該大腸桿菌工程菌能發出綠色熒光。

7.細菌中的蛋白激酶Y感受外界刺激后，利用ATP將特異性底物A蛋白磷酸化，改變A蛋

白的活性從而應答外界刺激，調控細菌的生長。研究者將Y基因（編碼蛋白激酶Y）與GFP基因

（編碼綠色熒光蛋白）拼接成Y-GFP融合基因（Y-GFP基因），導入載體，并表達出融合蛋白（Y-GFP

蛋白），以分析蛋白激酶Y的功能，實驗過程如圖所示。回答下列問題。

啟動子EcorI735bp

BamH1

XhoI丫基因茨

終止子EcorI

53'GFP基因

3

步

瞿一Y-GFP基因累二IIIIIIIIIIIIIL「3'

復制原廣5Z

I酶切，連接，轉化大腸桿菌

篩選菌株，純化Y-GFP蛋白

注：“+”表示有,Y-GFP蛋白與A蛋白等反應，檢測結果

“一”表示無

Y-GFP蛋白++

A蛋白-+

步-ATP+

建53.OkDaY-GFP蛋白

AS蚩白

25.OkDaA蛋白ATPADP

泳道①②③④

(1)Y基因含有735個堿基對(bp),其編碼的肽鏈含有個氨基酸。通過PCR分別擴

增Y基因與GFP基因，配制的兩個反應體系中不同的有(填標號)。

a.模板b.引物c.DNA聚合酶d.反應緩沖液

(2)構建Y基因與GFP基因的融合基因時，應將Y基因中編碼終止密碼子的序列刪除，理

由是0

(3)據圖步驟一分析，為確保Y-GFP基因插入載體后完整表達，在構建重組基因表達載體

時不能選擇EcoRI限制酶，理由是o

(4)為檢測Y-GFP蛋白的激酶活性，用Y-GFP蛋白、A蛋白和ATP組合實驗，四組實驗的

條件及電泳結果如圖步驟二所示。磷酸化的A蛋白可被磷酸化抗體特異性識別。若Y-GFP蛋

白有激酶活性，則后續實驗用磷酸化抗體檢測，能從電泳條帶檢測到信號的是泳道(從

泳道①-④中選填序號)，從Y-GFP蛋白功能角度分析，理由是,利用表達的具

有綠色熒光的Y-GFP蛋白還可開展的實驗有(答出1個即可)。

【答案】⑴244a、b

(2)核糖體移動到終止密碼子多肽鏈就斷開，蛋白GFP就不能翻譯出來

(3)Y基因結構內部含有EcoRI限制酶的酶切位點，Y基因結構會被EcoRI限制酶破壞

(4)④磷酸化的A蛋白可被磷酸化抗體特異性識別，A蛋白的磷酸化需要蛋白

激酶Y和ATP同時存在分析A蛋白被磷酸化的水平

【解析】⑴基因片段上的堿基數目與轉錄出的mRNA上的堿基與轉錄出的氨基酸數目比

例為6:3:1,考慮終止密碼子，則該蛋白質最多由735+3-1=244個氨基酸組成。PCR反應進行

的條件：引物、酶、dNTP、模板和緩沖液。進行PCR擴增目的基因時，配制的兩個反應體

系中不同的有模板（待擴增的DNA片段）、引物。

故選abo

⑵從構建好的重組質粒上看，GFP基因位于目的基因下游，若構建Y基因與GFP基因的

融合基因時設計Y基因中編碼終止密碼子,核糖體移動到終止密碼子多肽鏈就斷開，蛋白GFP

就不能被翻譯出來。

（3）據圖步驟一中的Y基因信息可知Y基因結構內部含有EcoRI限制酶的酶切位點，所以

在構建重組基因表達載體時不能選擇EcoRI限制酶，否則Y基因結構會被破壞。

⑷若Y-GFP蛋白有激酶活性，則A蛋白會被磷酸化，而磷酸化的A蛋白可被磷酸化抗體

特異性識別，所以可以用磷酸化抗體檢測是否存在磷酸化的A蛋白。根據電泳結果可知若后

續實驗用磷酸化抗體檢測，能從電泳條帶檢測到信號的是④泳道。Y-GFP蛋白具有使A蛋白

被磷酸化的功能，利用這一特性，還可用表達具有綠色熒光的Y-GFP蛋白來分析A蛋白被磷

酸化的水平。

8.石油進入土壤后，會破壞土結構，分散土粒，使土壤的透水性降低，而且石油中的有毒物

質能通過農作物進入食物鏈，最終危害人類。為解決石油污染問題，某科研小組從被石油污染

較嚴重的土壤中分離出了高效分解石油的細菌操作過程如圖1所示。欲將高效分解石油的目的

基因導入大腸桿菌中。目的基因（轉錄時以乙鏈為模板）和運載體質粒的結構如圖2所示，LacZ

基因編碼產生的酶可以催化無色的X-gal分解產生藍色物質，使菌落呈現藍色，否則菌落為白

色。不同限制酶的識別序列及切割位點如表所示。回答下列問題：

取樣測

定石油

石油污染接種的含量

過的土壤

④無機固體

①制成細②擴大③無機液體培養基+石油-

菌懸液培養羹爹費空油恒溫培養⑤無機液體培養基+

振蕩培養石油振蕩培養

圖1

甲鏈5,3；

乙鏈3'

KpnIw基因

注:/四/為氮葦青霉素抗性基因、ZacZ為夕-半乳糖甘酶基因。

圖2

限制酶BamHIEcoRIMfeIKpnIHindlll

識別序列和切割位點GJGATTCG；AATTCC；AATTGGGTACJCAJAGCTT

⑴圖1中過程②配制培養基時，向培養基中加入的唯一碳源是o

⑵將石油污染過的土壤樣品進行圖1中過程④的操作，目的是。

(3)根據題干提供的信息、，在構建重組質粒前，應選擇限制酶分別對質粒和目的基因

進行切割，依據是o

(4)若用EcoRI和MfeI對按上述要求構建好的一個重組質粒進行完全酶切，會切成

個片段。

(5)將重組質粒導入大腸桿菌后，接種到添加了等成分的培養基上，若呈現____色的

菌落，即為含有重組質粒的大腸桿菌菌落。

【答案】⑴石油

(2)分離出能分解石油的細菌

(3)MfeI、小小皿和EcoRI、Hindlll目的基因的右側只有HindlH的切割位

點，質粒上的其他酶切割不會與其產生