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大概念八　利用生物技术与工程生产对人类有用的产品
【思维导图】
课时1　发酵工程利用目标微生物生产有用的产品、通过动、植物细胞工程获得目标产物
重点1　发酵工程利用微生物的特定功能规模化生产对人类有用的产品
【知识盘查】
1.比较传统发酵技术中三种常用菌种
菌种 酵母菌 醋酸菌 乳酸菌
分类 真核生物 原核生物 原核生物
代谢类型 _______________ 异养好氧型 ____________
发酵条件 _______________ 需氧 ____________
发酵适宜温度 ________ ℃ 30～35 ℃ 室温
主要反应式 ①酒精发酵__________________________________________________②醋酸发酵当O2、糖源充足时： ___________________________当缺少糖源时： _________________________________③乳酸发酵_______________________________________________
生产应用 酿酒、发面 酿醋 制作酸奶、泡菜
2.比较两种常见的接种方法
3.酵母菌的纯培养及微生物分离与计数的两个实例
提醒　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。平板培养基储存或培养时要倒置。
4.图解发酵工程的基本环节
【曾经这样考】
1.(2024·湖北卷，1)制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌属于好氧型原核生物，常用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是(　　)
A.食用醋的酸味主要来源于乙酸
B.醋酸菌不适宜在无氧条件下生存
C.醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶
D.葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在线粒体内
2.(2024·湖南卷，6)微生物平板划线和培养的具体操作如图所示，下列操作正确的是(　　)
A.①②⑤⑥ B.③④⑥⑦
C.①②⑦⑧ D.①③④⑤
3.(2024·浙江6月选考，14)脲酶催化尿素水解，产生的氨可作为细菌的氮源。脲酶被去除镍后失去活性。下列叙述错误的是(　　)
A.镍是组成脲酶的重要元素
B.镍能提高尿素水解反应的活化能
C.产脲酶细菌可在以NH4Cl为唯一氮源的培养基生长繁殖
D.以尿素为唯一氮源的培养基可用于筛选产脲酶细菌
4.(2024·安徽卷，15)植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到应用。某兴趣小组尝试利用该技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素，设计了以下实验流程和培养装置(如图)，请同学们进行评议。下列评议不合理的是(　　)
A.实验流程中应该用果胶酶等处理愈伤组织，制备悬浮细胞
B.装置中的充气管应置于液面上方，该管可同时作为排气管
C.装置充气口需要增设无菌滤器，用于防止杂菌污染培养液
D.细胞培养需要适宜的温度，装置需增设温度监测和控制设备
5.(2024·全国甲卷，37)[生物——选修1：生物技术实践]
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。大肠杆菌在伊红美蓝(伊红－亚甲蓝)培养基上生长的菌落呈________色。
6.(真题重组)传统发酵技术是我国劳动人民的智慧结晶，泡菜、果酒、果醋是通过传统发酵技术生产的产品。判断关于传统发酵技术叙述的正误。
(1)某同学欲分离产脲酶菌，可在选择培养基中添加尿素作为唯一氮源。(2022·江苏卷，3B)(　　)
(2)“杏花村酒”的酿制，酵母菌只进行无氧呼吸。(2022·湖南卷，7D)(　　)
(3)葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可直接通入无菌空气制作葡萄醋。(2022·江苏卷，16C)(　　)
(4)葡萄糖转化为乙醇所需的酶既存在于细胞质基质，也存在于线粒体。(2022·湖北卷，11C)(　　)
(5)酸奶制作过程中，后期低温处理可产生大量乳酸杆菌。(2021·湖北卷，3D)(　　)
(6)果醋发酵时，用重铬酸钾测定乙酸含量变化时，溶液灰绿色逐日加深。(2021·江苏卷，14D改编)(　　)
(7)稀释涂布平板法和平板划线法均能得到单菌落，都可用于细菌计数。(2021·浙江6月选考，17C)(　　)
【还会这样考】
考向1　结合传统发酵技术的应用，考查实践能力
1.(2024·九省联考江西卷，10)我国劳动人民利用传统发酵技术制作出大量美味食品，如酱油、腐乳、豆豉等，传承和发扬了中华优秀传统饮食文化。随着科技的发展，现代发酵工程在食品领域的应用更加广泛。下列关于发酵的叙述，错误的是(　　)
A.工业化生产啤酒时，酵母菌的繁殖主要在主发酵阶段完成
B.腐乳和果醋都是在厌氧条件下发酵产生的传统食品
C.水封泡菜坛的目的是隔绝空气，确保坛内乳酸菌发酵处于无氧环境
D.泡菜“咸而不酸”是因为盐水浓度过高，抑制乳酸菌发酵所致
2.(2024·九省联考河南卷，6)黄豆酱是人们喜爱的传统美食，早在春秋时期就有制作方法的相关记载。它以黄豆为主要原料，经米曲霉(好氧菌)、酵母菌、乳酸菌等微生物发酵而成。劳动人民在制作过程中不断改进发酵技术，总结出以下经验。下列叙述错误的是(　　)
①选用具有高蛋白酶活性的米曲霉
②用蒸煮后的大豆与米曲霉混合堆积
③将初步发酵后含米曲霉等微生物的曲料摊薄，并适当通风
④在装坛时，添加适量食盐
⑤发酵过程中，需保持发酵坛密封
⑥发酵过程中，需定期搅拌
A.①和④对黄豆酱风味的形成起重要作用，利于提升品质
B.②和⑥可以促使微生物和物料充分混合，提高发酵效率
C.③有利于米曲霉和酵母菌进行有氧呼吸并快速大量增殖
D.⑤中乳酸菌主要集中于发酵坛上部而米曲霉集中于下部
考向2　结合微生物的培养、分离和计数，考查科学思维
3.(2024·江苏常州模拟)纸片扩散法是药敏试验中一种常用的方法。取少量大肠杆菌的培养液，均匀涂在培养皿内的培养基上，再放上4片含有链霉素(抗生素的一种)的圆形滤纸，然后在无菌适宜条件培养12～16 h，滤纸片周围出现抑制大肠杆菌生长的环圈(简称抑菌圈，见图)。下列相关叙述错误的是(　　)
A.图1中的培养基需冷却至50 ℃左右时再倒平板，该操作需要在酒精灯旁完成
B.图2所示培养基的放置方式，能防止水分过快蒸发和冷凝水珠冲散菌落
C.图3培养皿上大肠杆菌的接种方式为稀释涂布平板法，Ⅳ号纸片上抗生素浓度最高
D.图3所示的抑菌圈内出现大肠杆菌菌落的原因是链霉素使其发生了基因突变
4.(2024·甘肃卷，21)源于细菌的纤维素酶是一种复合酶，能降解纤维素。为了提高纤维素酶的降解效率，某课题组通过筛选高产纤维素酶菌株，克隆表达降解纤维素的三种酶(如图)，研究了三种酶混合的协同降解作用，以提高生物质资源的利用效率。回答下列问题。
(1)过程①②采用以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的培养基筛选菌株X，能起到筛选作用的原因是_____________________________________________________
_________________________________________________________________。
高产纤维素酶菌株筛选时，刚果红培养基上的菌落周围透明圈大小反映了
_________________________________________________________________。
(2)过程④扩增不同目的基因片段需要的关键酶是________。
(3)过程⑤在基因工程中称为________________，该过程需要的主要酶有_________________________________________________________________。
(4)过程⑥大肠杆菌作为受体细胞的优点有
________________________________________________________________。
该过程用Ca2＋处理细胞，使其处于一种____________________________的生理状态。
(5)课题组用三种酶及酶混合物对不同生物质原料进行降解处理，结果如下表。表中协同系数存在差异的原因是________________________________________
_______________________________________________________(答出两点)。
生物质原料 降解率(%) 协同系数
酶A 酶B 酶C 混1 混2 混1 混2
小麦秸秆 7.08 6.03 8.19 8.61 26.98 74.33 114.64
玉米秸秆 2.62 1.48 3.76 3.92 9.88 24.98 77.02
玉米芯 0.62 0.48 0.86 0.98 6.79 1.82 11.34
注：混1和混2表示三种酶的混合物。
重点2　通过细胞工程获得有用的生物体或其产品
【知识盘查】
1.植物组织培养的过程
提醒　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/细胞分裂素的比值高时，促进根的分化、抑制芽的形成；比值低时，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
提醒　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
提醒　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→无性繁殖
6.熟知胚胎工程的操作流程
提醒　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，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。
【曾经这样考】
1.(2024·贵州卷，13)生物学实验中合理选择材料和研究方法是顺利完成实验的前提条件。下列叙述错误的是(　　)
A.稀释涂布平板法既可分离菌株又可用于计数
B.进行胚胎分割时通常是在原肠胚期进行分割
C.获取马铃薯脱毒苗常选取茎尖进行组织培养
D.使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端
2.(2024·黑吉辽卷，6)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
3.(2024·北京卷，11)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)。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
4.(2024·湖北卷，11)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，过程如下图所示。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
5.(真题重组)判断有关细胞工程说法的正误。
(1)宜选用成熟叶片为材料制备外植体。(2022·辽宁卷，14D)(　　)
(2)进行动物细胞培养时，血清应经过高温处理后加入培养基。(2022·湖北卷，7C)(　　)
(3)培养心肌细胞的时候既需要氧气也需要二氧化碳。(2022·江苏卷，14B)(　　)
(4)植物组织培养时，外植体须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒。(2022·浙江6月选考，23A)(　　)
(5)提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根。(2021·江苏卷，5C)(　　)
(6)常用灭活的病毒诱导植物原生质体融合。(2020·山东卷，13C)(　　)
(7)将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合，经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞。(2021·江苏卷，11D)(　　)
(8)单克隆抗体制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合。(2021·山东卷，15B改编)(　　)
(9)胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植。(2020·山东卷，14C)(　　)
【还会这样考】
考向1　结合细胞工程，考查科学思维
1.(2024·九省联考贵州卷，15)植物体细胞杂交技术可克服种间生殖隔离。应用该技术获得“番茄—马铃薯”杂种植株，拓展了植物的种质资源。下列叙述正确的是(　　)
A.植物细胞壁的水解需要纤维素酶和几丁质酶
B.愈伤组织是由已分化的细胞所构成的细胞团
C.杂种细胞的染色体数一定是原细胞染色体数的2倍
D.“番茄—马铃薯”杂种植株未表现出亲本的所有性状
2.(2024·九省联考安徽卷，15)单克隆抗体在疾病诊断治疗和病原体鉴定中发挥重要作用。下列叙述正确的是(　　)
A.将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后就获得了产生单克隆抗体的杂交瘤细胞系
B.单克隆抗体是由杂交瘤细胞系所产生的不同于天然抗体的人工合成生物分子
C.将细胞毒素与单克隆抗体结合可以实现特异性识别肿瘤抗原并杀伤肿瘤细胞
D.将一种灭活病原体作为疫苗接种人体后会产生针对抗原的特异性单克隆抗体
考向2　结合胚胎工程，考查方案实施的能力
3.(2024·九省联考黑、吉卷，10)胚胎工程等生物技术促进了具有优良性状和经济价值的动物快速繁育与应用。下列叙述错误的是(　　)
A.克隆珍稀野生动物，可使用体细胞核移植结合胚胎工程技术
B.胚胎分割技术可增加移植胚胎数目，还可产生遗传性状相同的后代
C.为提高体外受精成功率，新采集的精子应直接用于体外受精
D.动物胚胎移植前，控制胚胎性别比例可降低后代的伴性遗传病发病率
4.(2024·九省联考贵州卷，16)利用动物体细胞核移植技术可培育高产奶牛，流程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.犊牛W有母牛X细胞中的线粒体DNA
B.犊牛W的遗传性状与母牛X相似度更高
C.重构胚的形成可采用电融合的方法
D.细胞培养时需添加氨基酸等营养物质
思维导图
①醋酸菌　②碳源、氮源、水、无机盐等　③稀释涂布平板法　④细胞的全能性　⑤细胞增殖　⑥细胞膜具有流动性　⑦所需抗体的　⑧动物细胞核　⑨早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移　⑩桑葚胚或囊胚　 DNA连接酶　
基因表达载体的构建　 基因
课时1　发酵工程利用目标微生物生产有用的产品、通过动、植物细胞工程获得目标产物
重点1
知识盘查
1.异养兼性厌氧型　异养厌氧型　前期需氧，后期无氧　无氧　18～30　C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量　C6H12O6＋2O22CH3COOH(乙酸)＋2H2O＋2CO2＋能量　C2H5OH＋O2CH3COOH(乙酸)＋H2O＋能量　C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋能量
2.平板划线法　稀释涂布平板法　连续划线　梯度稀释
3.灭菌　灼烧灭菌　尿素　酚红　纤维素　红色复合物　透明圈
4.诱变育种　培养基　微生物数量　营养成分　过滤、沉淀　产物性质
曾经这样考
1.D　[食用醋的酸味主要来自醋酸，醋酸学名乙酸，A正确；醋酸菌是好氧型细菌，不适宜在无氧的条件下生存，B正确；在制醋时，缺少葡萄糖的情况下，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为乙酸，因此醋酸菌体内含有催化乙醇氧化成乙酸的酶，C正确；醋酸菌是细菌，属于原核生物，没有核膜包被的细胞核和众多细胞器，因此没有线粒体，D错误。]
2.D　[由图可知，②中拔出棉塞后应握住棉塞上部；⑥中划线时不能将培养皿的皿盖完全拿开，应只打开一条缝隙；⑦中划线时第5次的划线不能与第1次的划线相连；⑧中平板应倒置培养，D正确。]
3.B　[根据题意，脲酶被去除镍后失去活性，说明镍是组成脲酶的重要元素，A正确；脲酶催化尿素水解的机理为降低化学反应所需的活化能，镍作为脲酶的重要组成元素，应该与降低尿素水解反应的活化能有关，B错误；产脲酶细菌可利用NH4Cl里的氮源进行代谢活动，因此产脲酶细菌可在以NH4Cl为唯一氮源的培养基生长繁殖，C正确；产脲酶细菌能利用脲酶催化尿素分解产生NH3，NH3可作为细菌生长的氮源，不能产脲酶的细菌则无法分解尿素获得氮源，因此以尿素为唯一氮源的培养基可用于筛选产脲酶细菌，D正确。]
4.B　[植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，若要将愈伤组织分散成单个细胞来制备悬浮细胞，常采用纤维素酶和果胶酶处理，A合理；细胞培养装置中细胞悬浮在培养液中生长，为使细胞获得充足的O2并及时排出多余气体，装置中的充气管要置于溶液中，排气管要置于液面上方，B不合理；培养细胞时要营造无菌环境，可在充气口增设无菌滤器，以防止杂菌污染，C合理；细胞培养必须有适宜的温度，所以该装置需增设温度监测和控制设备，D合理。]
5.(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)黑
解析　(1)用菌落计数法计数时，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，故活菌统计值比实际值小；用显微镜直接计数法计数时，不能区分死菌和活菌，故测定的细菌数量往往大于实际的活菌数，因此使用显微镜直接计数法计数的结果比菌落计数法计数的结果大。(2)100个菌落代表100个活菌，其来自200 μL(0.2 mL)稀释液，推出1 mL稀释液中大约有500个活菌，稀释液由细菌原液稀释10倍获得，进而推出细菌原液中细菌浓度为5×103个/mL。(3)将涂布器放在火焰上灼烧的目的是灭菌，以防止杂菌污染；涂布器冷却后再进行涂布的目的是避免高温杀死菌种。(4)由曲线图可以直接看出，用消毒液A处理后活细菌减少量最大且活细菌减少得最快，说明消毒液A的杀菌效果最好。(5)在伊红美蓝(伊红－亚甲蓝)培养基上培养大肠杆菌，大肠杆菌菌落呈黑色。
6.(1)√
(2)×　提示　酿酒初期酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，然后酵母菌通过无氧呼吸产生酒精。
(3)×　提示　制作好葡萄酒后，打开瓶盖，盖上一层纱布，空气中的醋酸菌会进入发酵液中大量繁殖，进行葡萄醋的发酵。
(4)×　提示　酵母菌酒精发酵的场所是细胞质基质。
(5)×　提示　在酸奶制作过程中，后期低温处理的目的是抑制微生物的生长，延长保质期。
(6)×　提示　酸性重铬酸钾能检验酒精，不能检验乙酸含量变化。
(7)×　提示　平板划线法只能用于细菌分离，不能用于细菌计数。
还会这样考
1.B　[酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成，A正确；腐乳和果醋都是在有氧条件下发酵产生的传统食品，B错误；乳酸菌是厌氧菌，水封泡菜坛的目的是隔绝空气，确保坛内乳酸菌发酵处于无氧环境，C正确；制作泡菜时，如果盐水浓度过高，乳酸菌会通过渗透作用失水，抑制乳酸菌发酵，制作的泡菜会“咸而不酸”，D正确。]
2.D　[米曲霉分泌蛋白酶能够将黄豆中的蛋白质分解，而食盐一方面可以抑制杂菌生长，一方面可以调味，故①和④对黄豆酱风味的形成起重要作用，利于提升品质，A正确；米曲霉是好氧菌，且能够分泌蛋白酶将黄豆中的蛋白质分解，故②和⑥可以促使微生物和物料充分混合，提高发酵效率，B正确；米曲霉是好氧菌，酵母菌也可以进行有氧呼吸，故③有利于米曲霉和酵母菌进行有氧呼吸并快速大量增殖，C正确；乳酸菌属于厌氧菌，米曲霉是好氧菌，故⑤中米曲霉主要集中于发酵坛上部而乳酸菌集中于下部，D错误。]
3.D　[Ⅳ的抑菌圈中出现了少数几个菌落说明这几个菌落出现了抗药性，抗药性的获得是由于这些大肠杆菌发生了基因突变，抗生素只是将具有抗药性突变的大肠杆菌从中筛选出来，D错误。]
4.(1)只有能利用羧甲基纤维素钠的微生物才能生长繁殖　菌落产生的纤维素酶的活性和量
(2)耐高温的DNA聚合酶
(3)基因表达载体的构建　限制酶和DNA连接酶
(4)繁殖能力强、生理结构和遗传物质简单、对环境因素敏感、容易进行遗传操作等　易于吸收周围环境中DNA分子
(5)降解时的温度不同、降解时的pH不同
解析　(1)选择培养基是指允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。在以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的选择培养基中，只有能利用羧甲基纤维素钠的微生物才能生长、繁殖。刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物，使得含有纤维素的培养基呈现红色。当纤维素被纤维素酶分解时，刚果红与纤维素的复合物无法形成，培养基中就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。这个透明圈的大小直接反映了高产纤维素酶菌株分解纤维素的能力。透明圈越大，说明高产纤维素酶菌株分解纤维素的能力越强，即该菌产生的纤维素酶的活性强、量多。(2)扩增目的基因片段在PCR仪中进行，因此需要耐高温的DNA聚合酶。(3)根据图示中酶基因与质粒载体经过过程⑤构成重组质粒，推导出过程⑤为基因表达载体的构建，该过程需要限制酶和DNA连接酶。(4)大肠杆菌作为受体细胞的优点有繁殖能力强、生理结构和遗传物质简单、对环境因素敏感、容易进行遗传操作等。过程⑥用Ca2＋ 处理细胞，使其处于一种易于吸收周围环境中DNA分子的生理状态。(5)不同酶的最适温度、最适pH不同，当温度和pH改变时，酶促反应速率也会受到影响，故表中协同系数存在差异的原因是降解时的温度不同、降解时的pH不同。
重点2
知识盘查
1.细胞分裂素
6.超数排卵　囊胚
曾经这样考
1.B　[稀释涂布平板法除可以用于分离微生物外也常用来统计样品中活菌的数目，A正确；胚胎分割应选择桑葚胚或囊胚，B错误；植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒，可以作为脱毒苗的培养材料，C正确；某些限制酶虽然识别位点不同，但切出的DNA片段具有相同的黏性末端，因此使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端，D正确。]
2.B　[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正确。]
3.C　[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正确。]
4.B　[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正确。]
5.(1)×　提示　一般选择植物幼嫩的组织作为植物组织培养的外植体。
(2)×　提示　高温会使血清中含有的促进细胞生长和增殖所需要的营养物质失活，从而使培养的动物细胞生长缓慢等。
(3)√
(4)×　提示　外植体的消毒步骤为流水冲洗→70%酒精消毒30 s→无菌水清洗2～3次→次氯酸钠溶液处理30 min→无菌水清洗2～3次。
(5)√
(6)×　提示　灭活病毒诱导法常用于诱导动物细胞融合。
(7)×　提示　两两融合的细胞有三种：瘤—瘤、B—B、瘤—B细胞融合，还要经过筛选才能获得杂交瘤细胞。
(8)×　提示　单克隆抗体制备过程中通常是免疫后将脾破碎，将脾细胞(包含各种产生或不产生抗体的B淋巴细胞)与骨髓瘤细胞融合，而不能直接分离出浆细胞。
(9)×　提示　可在囊胚阶段移植，不能在原肠胚阶段移植。
还会这样考
1.D　[植物细胞有细胞壁，细胞壁阻碍细胞的杂交，由于植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，根据酶的专一性，在进行体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体，A错误；愈伤组织是由已分化的细胞经过脱分化，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，B错误；杂种细胞的染色体数不一定是原细胞染色体数的2倍，C错误；生物体中基因的作用是相互的，且基因控制相关性状，“番茄—马铃薯”杂种植株未表现出亲本的所有性状，D正确。]
2.C　[将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后就获得了产生抗体的杂交瘤细胞系，但不是一种抗体，A错误；单克隆抗体是由杂交瘤细胞系所产生的与天然抗体相同生物分子，B错误；将一种灭活病原体作为疫苗接种人体后会产生针对抗原的特异性抗体，但不是单克隆抗体，单克隆抗体是由杂交瘤细胞产生的，D错误。]
3.C　[克隆珍稀野生动物，可使用体细胞核移植结合胚胎工程技术，该过程实现了濒危动物的保护，A正确；胚胎分割技术属于无性繁殖技术，因而可产生遗传性状相同的后代，B正确；为提高体外受精成功率，新采集的精子应经过获能处理才能用于体外受精，C错误；伴性遗传往往表现与性别有关，因此可根据患病动物的特征，在动物胚胎移植前，控制胚胎性别比例可降低后代的伴性遗传病发病率，D正确。]
4.B　[母牛X提供细胞质，因此犊牛W有母牛X细胞中的线粒体DNA，A正确；母牛Y提供细胞核，细胞核是遗传信息库，因此犊牛W的遗传性状与母牛Y相似度更高，B错误；可以采用电融合法促使两个细胞融合形成重构胚，C正确；细胞培养时需添加氨基酸、糖类等营养物质供给细胞正常生命活动需要，D正确。](共75张PPT)
发酵工程利用目标微生物生产有用的产品、通过动、植物细胞工程获得目标产物
课 时 1
目 录
重点1
发酵工程利用微生物的特定功能规模化生产对人类有用的产品
通过细胞工程获得有用的生物体或其产品
重点2
知识盘查
曾经这样考
重点1　发酵工程利用微生物的特定功能规模化生产对人类有用的产品
还会这样考
1.比较传统发酵技术中三种常用菌种
菌种 酵母菌 醋酸菌 乳酸菌
分类 真核生物 原核生物 原核生物
代谢类型 ________________ 异养好氧型 ____________
发酵条件 ____________________ 需氧 ______
发酵适宜温度 ____________℃ 30～35 ℃ 室温
异养兼性厌氧型
异养厌氧型
前期需氧，后期无氧
无氧
18～30
生产应用 酿酒、发面 酿醋 制作酸奶、泡菜
2.比较两种常见的接种方法
平板划线法
稀释涂布平板法
连
续划线
梯
度稀释
3.酵母菌的纯培养及微生物分离与计数的两个实例
提醒　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。平板培养基储存或培养时要倒置。
灭菌
灼烧灭菌
尿素
酚红
纤维素
红色复
合物
透
明圈
4.图解发酵工程的基本环节
诱变育种
培养基
微生物数量
营养成分
过滤、沉淀
产物性质
D
1.(2024·湖北卷，1)制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌属于好氧型原核生物，常用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是(　　)
A.食用醋的酸味主要来源于乙酸
B.醋酸菌不适宜在无氧条件下生存
C.醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶
D.葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在线粒体内
解析　食用醋的酸味主要来自醋酸，醋酸学名乙酸，A正确；醋酸菌是好氧型细菌，不适宜在无氧的条件下生存，B正确；在制醋时，缺少葡萄糖的情况下，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为乙酸，因此醋酸菌体内含有催化乙醇氧化成乙酸的酶，C正确；醋酸菌是细菌，属于原核生物，没有核膜包被的细胞核和众多细胞器，因此没有线粒体，D错误。
D
2.(2024·湖南卷，6)微生物平板划线和培养的具体操作如图所示，下列操作正确的是(　　)
A.①②⑤⑥ B.③④⑥⑦ C.①②⑦⑧ D.①③④⑤
解析　由图可知，②中拔出棉塞后应握住棉塞上部；⑥中划线时不能将培养皿的皿盖完全拿开，应只打开一条缝隙；⑦中划线时第5次的划线不能与第1次的划线相连；⑧中平板应倒置培养，D正确。
B
3.(2024·浙江6月选考，14)脲酶催化尿素水解，产生的氨可作为细菌的氮源。脲酶被去除镍后失去活性。下列叙述错误的是(　　)
A.镍是组成脲酶的重要元素
B.镍能提高尿素水解反应的活化能
C.产脲酶细菌可在以NH4Cl为唯一氮源的培养基生长繁殖
D.以尿素为唯一氮源的培养基可用于筛选产脲酶细菌
解析　根据题意，脲酶被去除镍后失去活性，说明镍是组成脲酶的重要元素，A正确；脲酶催化尿素水解的机理为降低化学反应所需的活化能，镍作为脲酶的重要组成元素，应该与降低尿素水解反应的活化能有关，B错误；产脲酶细菌可利用NH4Cl里的氮源进行代谢活动，因此产脲酶细菌可在以NH4Cl为唯一氮源的培养基生长繁殖，C正确；产脲酶细菌能利用脲酶催化尿素分解产生NH3，NH3可作为细菌生长的氮源，不能产脲酶的细菌则无法分解尿素获得氮源，因此以尿素为唯一氮源的培养基可用于筛选产脲酶细菌，D正确。
B
4.(2024·安徽卷，15)植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到应用。某兴趣小组尝试利用该技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素，设计了以下实验流程和培养装置(如图)，请同学们进行评议。下列评议不合理的是(　　)
A.实验流程中应该用果胶酶等处理愈伤组织，制备悬浮细胞
B.装置中的充气管应置于液面上方，该管可同时作为排气管
C.装置充气口需要增设无菌滤器，用于防止杂菌污染培养液
D.细胞培养需要适宜的温度，装置需增设温度监测和控制设备
解析　植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，若要将愈伤组织分散成单个细胞来制备悬浮细胞，常采用纤维素酶和果胶酶处理，A合理；细胞培养装置中细胞悬浮在培养液中生长，为使细胞获得充足的O2并及时排出多余气体，装置中的充气管要置于溶液中，排气管要置于液面上方，B不合理；培养细胞时要营造无菌环境，可在充气口增设无菌滤器，以防止杂菌污染，C合理；细胞培养必须有适宜的温度，所以该装置需增设温度监测和控制设备，D合理。
5.(2024·全国甲卷，37)[生物——选修1：生物技术实践]
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____________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
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)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________________________________。
5×103
灭菌，以防止杂菌污染
避免杀死菌种
(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。大肠杆菌在伊红美蓝(伊红－亚甲蓝)培养基上生长的菌落呈________色。
A
活细菌减少量最大且减少得最快
黑
解析　(1)用菌落计数法计数时，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，故活菌统计值比实际值小；用显微镜直接计数法计数时，不能区分死菌和活菌，故测定的细菌数量往往大于实际的活菌数，因此使用显微镜直接计数法计数的结果比菌落计数法计数的结果大。(2)100个菌落代表100个活菌，其来自200 μL(0.2 mL)稀释液，推出1 mL稀释液中大约有500个活菌，稀释液由细菌原液稀释10倍获得，进而推出细菌原液中细菌浓度为5×103个/mL。
(3)将涂布器放在火焰上灼烧的目的是灭菌，以防止杂菌污染；涂布器冷却后再进行涂布的目的是避免高温杀死菌种。(4)由曲线图可以直接看出，用消毒液A处理后活细菌减少量最大且活细菌减少得最快，说明消毒液A的杀菌效果最好。(5)在伊红美蓝(伊红－亚甲蓝)培养基上培养大肠杆菌，大肠杆菌菌落呈黑色。
6.(真题重组)传统发酵技术是我国劳动人民的智慧结晶，泡菜、果酒、果醋是通过传统发酵技术生产的产品。判断关于传统发酵技术叙述的正误。
(1)某同学欲分离产脲酶菌，可在选择培养基中添加尿素作为唯一氮源。(2022·江苏卷，3B)( )
(2)“杏花村酒”的酿制，酵母菌只进行无氧呼吸。(2022·湖南卷，7D)( )
提示　酿酒初期酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，然后酵母菌通过无氧呼吸产生酒精。
(3)葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可直接通入无菌空气制作葡萄醋。(2022·江苏卷，16C)( )
提示　制作好葡萄酒后，打开瓶盖，盖上一层纱布，空气中的醋酸菌会进入发酵液中大量繁殖，进行葡萄醋的发酵。
√
×
×
(4)葡萄糖转化为乙醇所需的酶既存在于细胞质基质，也存在于线粒体。(2022·湖北卷，11C)( )
提示　酵母菌酒精发酵的场所是细胞质基质。
(5)酸奶制作过程中，后期低温处理可产生大量乳酸杆菌。(2021·湖北卷，3D)( )
提示　在酸奶制作过程中，后期低温处理的目的是抑制微生物的生长，延长保质期。
×
×
(6)果醋发酵时，用重铬酸钾测定乙酸含量变化时，溶液灰绿色逐日加深。(2021·江苏卷，14D改编)( )
提示　酸性重铬酸钾能检验酒精，不能检验乙酸含量变化。
(7)稀释涂布平板法和平板划线法均能得到单菌落，都可用于细菌计数。(2021·浙江6月选考，17C)( )
提示　平板划线法只能用于细菌分离，不能用于细菌计数。
×
×
B
考向1　结合传统发酵技术的应用，考查实践能力
1.(2024·九省联考江西卷，10)我国劳动人民利用传统发酵技术制作出大量美味食品，如酱油、腐乳、豆豉等，传承和发扬了中华优秀传统饮食文化。随着科技的发展，现代发酵工程在食品领域的应用更加广泛。下列关于发酵的叙述，错误的是(　　)
A.工业化生产啤酒时，酵母菌的繁殖主要在主发酵阶段完成
B.腐乳和果醋都是在厌氧条件下发酵产生的传统食品
C.水封泡菜坛的目的是隔绝空气，确保坛内乳酸菌发酵处于无氧环境
D.泡菜“咸而不酸”是因为盐水浓度过高，抑制乳酸菌发酵所致
解析　酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成，A正确；腐乳和果醋都是在有氧条件下发酵产生的传统食品，B错误；乳酸菌是厌氧菌，水封泡菜坛的目的是隔绝空气，确保坛内乳酸菌发酵处于无氧环境，C正确；制作泡菜时，如果盐水浓度过高，乳酸菌会通过渗透作用失水，抑制乳酸菌发酵，制作的泡菜会“咸而不酸”，D正确。
D
2.(2024·九省联考河南卷，6)黄豆酱是人们喜爱的传统美食，早在春秋时期就有制作方法的相关记载。它以黄豆为主要原料，经米曲霉(好氧菌)、酵母菌、乳酸菌等微生物发酵而成。劳动人民在制作过程中不断改进发酵技术，总结出以下经验。下列叙述错误的是(　　)
①选用具有高蛋白酶活性的米曲霉
②用蒸煮后的大豆与米曲霉混合堆积
③将初步发酵后含米曲霉等微生物的曲料摊薄，并适当通风
④在装坛时，添加适量食盐
⑤发酵过程中，需保持发酵坛密封
⑥发酵过程中，需定期搅拌
A.①和④对黄豆酱风味的形成起重要作用，利于提升品质
B.②和⑥可以促使微生物和物料充分混合，提高发酵效率
C.③有利于米曲霉和酵母菌进行有氧呼吸并快速大量增殖
D.⑤中乳酸菌主要集中于发酵坛上部而米曲霉集中于下部
解析　米曲霉分泌蛋白酶能够将黄豆中的蛋白质分解，而食盐一方面可以抑制杂菌生长，一方面可以调味，故①和④对黄豆酱风味的形成起重要作用，利于提升品质，A正确；米曲霉是好氧菌，且能够分泌蛋白酶将黄豆中的蛋白质分解，故②和⑥可以促使微生物和物料充分混合，提高发酵效率，B正确；米曲霉是好氧菌，酵母菌也可以进行有氧呼吸，故③有利于米曲霉和酵母菌进行有氧呼吸并快速大量增殖，C正确；乳酸菌属于厌氧菌，米曲霉是好氧菌，故⑤中米曲霉主要集中于发酵坛上部而乳酸菌集中于下部，D错误。
D
考向2　结合微生物的培养、分离和计数，考查科学思维
3.(2024·江苏常州模拟)纸片扩散法是药敏试验中一种常用的方法。取少量大肠杆菌的培养液，均匀涂在培养皿内的培养基上，再放上4片含有链霉素(抗生素的一种)的圆形滤纸，然后在无菌适宜条件培养12～16 h，滤纸片周围出现抑制大肠杆菌生长的环圈(简称抑菌圈，见图)。下列相关叙述错误的是(　　)
A.图1中的培养基需冷却至50 ℃左右时再倒平板，该操作需要在酒精灯旁完成
B.图2所示培养基的放置方式，能防止水分过快蒸发和冷凝水珠冲散菌落
C.图3培养皿上大肠杆菌的接种方式为稀释涂布平板法，Ⅳ号纸片上抗生素浓度最高
D.图3所示的抑菌圈内出现大肠杆菌菌落的原因是链霉素使其发生了基因突变
解析　Ⅳ的抑菌圈中出现了少数几个菌落说明这几个菌落出现了抗药性，抗药性的获得是由于这些大肠杆菌发生了基因突变，抗生素只是将具有抗药性突变的大肠杆菌从中筛选出来，D错误。
4.(2024·甘肃卷，21)源于细菌的纤维素酶是一种复合酶，能降解纤维素。为了提高纤维素酶的降解效率，某课题组通过筛选高产纤维素酶菌株，克隆表达降解纤维素的三种酶(如图)，研究了三种酶混合的协同降解作用，以提高生物质资源的利用效率。回答下列问题。
(1)过程①②采用以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的培养基筛选菌株X，能起到筛选作用的原因是______________________________________________________。
高产纤维素酶菌株筛选时，刚果红培养基上的菌落周围透明圈大小反映了__________________________________________________________________。
只有能利用羧甲基纤维素钠的微生物才能生长繁殖
菌落产生的纤维素酶的活性和量
(2)过程④扩增不同目的基因片段需要的关键酶是____________________。
(3)过程⑤在基因工程中称为____________________，该过程需要的主要酶有__________________________。
耐高温的DNA聚合酶
基因表达载体的构建
限制酶和DNA连接酶
(4)过程⑥大肠杆菌作为受体细胞的优点有________________________________
__________________________________________________________________。
该过程用Ca2＋处理细胞，使其处于一种____________________________的生理状态。
繁殖能力强、生理结构和遗传物质简单、对环境因素敏感、容易进行遗传操作等
易于吸收周围环境中DNA分子
(5)课题组用三种酶及酶混合物对不同生物质原料进行降解处理，结果如下表。表中协同系数存在差异的原因是______________________________________
(答出两点)。
注：混1和混2表示三种酶的混合物。
降解时的温度不同、降解时的pH不同
解析　(1)选择培养基是指允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。在以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的选择培养基中，只有能利用羧甲基纤维素钠的微生物才能生长、繁殖。刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物，使得含有纤维素的培养基呈现红色。当纤维素被纤维素酶分解时，刚果红与纤维素的复合物无法形成，培养基中就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。这个透明圈的大小直接反映了高产纤维素酶菌株分解纤维素的能力。透明圈越大，说明高产纤维素酶菌株分解纤维素的能力越强，即该菌产生的纤维素酶的活性强、量多。
(2)扩增目的基因片段在PCR仪中进行，因此需要耐高温的DNA聚合酶。(3)根据图示中酶基因与质粒载体经过过程⑤构成重组质粒，推导出过程⑤为基因表达载体的构建，该过程需要限制酶和DNA连接酶。
(4)大肠杆菌作为受体细胞的优点有繁殖能力强、生理结构和遗传物质简单、对环境因素敏感、容易进行遗传操作等。过程⑥用Ca2＋ 处理细胞，使其处于一种易于吸收周围环境中DNA分子的生理状态。(5)不同酶的最适温度、最适pH不同，当温度和pH改变时，酶促反应速率也会受到影响，故表中协同系数存在差异的原因是降解时的温度不同、降解时的pH不同。
重点2　通过细胞工程获得有用的生物体或其产品
知识盘查
曾经这样考
还会这样考
1.植物组织培养的过程
细胞分裂素
提醒　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/细胞分裂素的比值高时，促进根的分化、抑制芽的形成；比值低时，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
提醒　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
提醒　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→无性繁殖
6.熟知胚胎工程的操作流程
超数排卵
囊胚
提醒　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，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。
B
1.(2024·贵州卷，13)生物学实验中合理选择材料和研究方法是顺利完成实验的前提条件。下列叙述错误的是(　　)
A.稀释涂布平板法既可分离菌株又可用于计数
B.进行胚胎分割时通常是在原肠胚期进行分割
C.获取马铃薯脱毒苗常选取茎尖进行组织培养
D.使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端
解析　稀释涂布平板法除可以用于分离微生物外也常用来统计样品中活菌的数目，A正确；胚胎分割应选择桑葚胚或囊胚，B错误；植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒，可以作为脱毒苗的培养材料，C正确；某些限制酶虽然识别位点不同，但切出的DNA片段具有相同的黏性末端，因此使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端，D正确。
B
2.(2024·黑吉辽卷，6)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
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正确。
C
3.(2024·北京卷，11)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)。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
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正确。
B
4.(2024·湖北卷，11)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，过程如下图所示。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
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正确。
5.(真题重组)判断有关细胞工程说法的正误。
(1)宜选用成熟叶片为材料制备外植体。(2022·辽宁卷，14D)( )
提示　一般选择植物幼嫩的组织作为植物组织培养的外植体。
(2)进行动物细胞培养时，血清应经过高温处理后加入培养基。(2022·湖北卷，7C)( )
提示　高温会使血清中含有的促进细胞生长和增殖所需要的营养物质失活，从而使培养的动物细胞生长缓慢等。
(3)培养心肌细胞的时候既需要氧气也需要二氧化碳。(2022·江苏卷，14B)( )
×
×
√
(4)植物组织培养时，外植体须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒。(2022·浙江6月选考，23A)( )
提示　外植体的消毒步骤为流水冲洗→70%酒精消毒30 s→无菌水清洗2～3次→次氯酸钠溶液处理30 min→无菌水清洗2～3次。
(5)提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根。(2021·江苏卷，5C)( )
(6)常用灭活的病毒诱导植物原生质体融合。(2020·山东卷，13C)( )
提示　灭活病毒诱导法常用于诱导动物细胞融合。
×
√
×
(7)将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合，经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞。(2021·江苏卷，11D)( )
提示　两两融合的细胞有三种：瘤—瘤、B—B、瘤—B细胞融合，还要经过筛选才能获得杂交瘤细胞。
(8)单克隆抗体制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合。(2021·山东卷，15B改编)( )
提示　单克隆抗体制备过程中通常是免疫后将脾破碎，将脾细胞(包含各种产生或不产生抗体的B淋巴细胞)与骨髓瘤细胞融合，而不能直接分离出浆细胞。
×
×
(9)胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植。(2020·山东卷，14C)( )
提示　可在囊胚阶段移植，不能在原肠胚阶段移植。
×
D
考向1　结合细胞工程，考查科学思维
1.(2024·九省联考贵州卷，15)植物体细胞杂交技术可克服种间生殖隔离。应用该技术获得“番茄—马铃薯”杂种植株，拓展了植物的种质资源。下列叙述正确的是(　　)
A.植物细胞壁的水解需要纤维素酶和几丁质酶
B.愈伤组织是由已分化的细胞所构成的细胞团
C.杂种细胞的染色体数一定是原细胞染色体数的2倍
D.“番茄—马铃薯”杂种植株未表现出亲本的所有性状
解析　植物细胞有细胞壁，细胞壁阻碍细胞的杂交，由于植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，根据酶的专一性，在进行体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体，A错误；愈伤组织是由已分化的细胞经过脱分化，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，B错误；杂种细胞的染色体数不一定是原细胞染色体数的2倍，C错误；生物体中基因的作用是相互的，且基因控制相关性状，“番茄—马铃薯”杂种植株未表现出亲本的所有性状，D正确。
C
2.(2024·九省联考安徽卷，15)单克隆抗体在疾病诊断治疗和病原体鉴定中发挥重要作用。下列叙述正确的是(　　)
A.将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后就获得了产生单克隆抗体的杂交瘤细胞系
B.单克隆抗体是由杂交瘤细胞系所产生的不同于天然抗体的人工合成生物分子
C.将细胞毒素与单克隆抗体结合可以实现特异性识别肿瘤抗原并杀伤肿瘤细胞
D.将一种灭活病原体作为疫苗接种人体后会产生针对抗原的特异性单克隆抗体
解析　将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后就获得了产生抗体的杂交瘤细胞系，但不是一种抗体，A错误；单克隆抗体是由杂交瘤细胞系所产生的与天然抗体相同生物分子，B错误；将一种灭活病原体作为疫苗接种人体后会产生针对抗原的特异性抗体，但不是单克隆抗体，单克隆抗体是由杂交瘤细胞产生的，D错误。
C
考向2　结合胚胎工程，考查方案实施的能力
3.(2024·九省联考黑、吉卷，10)胚胎工程等生物技术促进了具有优良性状和经济价值的动物快速繁育与应用。下列叙述错误的是(　　)
A.克隆珍稀野生动物，可使用体细胞核移植结合胚胎工程技术
B.胚胎分割技术可增加移植胚胎数目，还可产生遗传性状相同的后代
C.为提高体外受精成功率，新采集的精子应直接用于体外受精
D.动物胚胎移植前，控制胚胎性别比例可降低后代的伴性遗传病发病率
解析　克隆珍稀野生动物，可使用体细胞核移植结合胚胎工程技术，该过程实现了濒危动物的保护，A正确；胚胎分割技术属于无性繁殖技术，因而可产生遗传性状相同的后代，B正确；为提高体外受精成功率，新采集的精子应经过获能处理才能用于体外受精，C错误；伴性遗传往往表现与性别有关，因此可根据患病动物的特征，在动物胚胎移植前，控制胚胎性别比例可降低后代的伴性遗传病发病率，D正确。
B
4.(2024·九省联考贵州卷，16)利用动物体细胞核移植技术可培育高产奶牛，流程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.犊牛W有母牛X细胞中的线粒体DNA
B.犊牛W的遗传性状与母牛X相似度更高
C.重构胚的形成可采用电融合的方法
D.细胞培养时需添加氨基酸等营养物质
解析　母牛X提供细胞质，因此犊牛W有母牛X细胞中的线粒体DNA，A正确；母牛Y提供细胞核，细胞核是遗传信息库，因此犊牛W的遗传性状与母牛Y相似度更高，B错误；可以采用电融合法促使两个细胞融合形成重构胚，C正确；细胞培养时需添加氨基酸、糖类等营养物质供给细胞正常生命活动需要，D正确。限时练23 发酵工程与细胞工程
(时间：30分钟　分值：50分)
选择题：第1～6题，每小题4分，共24分。
【精准强化】
重点1　发酵工程生产对人类有用的产品
1.(2024·九省联考广西卷，9)我国劳动人民很早就利用生物资源为生产和生活服务，如①公元前《书经》记载“若作酒醴，尔惟曲蘖”；②晋朝《南方草木状》记载，利用蚂蚁扑灭柑橘害虫；③北魏《齐民要术》记载“凡谷田，绿豆、小豆底为上”；④宋真宗时期，种人痘以防天花。上述应用与微生物有关的是(　　)
①②③ ②③④
①②④ ①③④
2.(2024·九省联考广西卷，10)渥堆是六堡茶生产的关键工艺，渥堆期间微生物分泌的多酚氧化酶可催化茶叶中的儿茶素(C15H14O6)形成黄红色的氧化聚合物。要从渥堆茶叶样品中筛选产多酚氧化酶的细菌，下表中培养基配方设计最合理的是(注：“－”表示不添加；“＋”表示添加。)(　　)
组分/(g·L－1) 名称 儿茶素 牛肉膏 葡萄糖 蛋白胨 KNO3 NaCl 琼脂
2 5 20 1 10 5 18
A 甲 － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
B 乙 ＋ ＋ － － ＋ ＋ ＋
C 丙 ＋ － ＋ － － ＋ ＋
D 丁 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － －
A B C D
3.(2024·江西卷，11)井冈霉素是我国科学家发现的一种氨基寡糖类抗生素，它由吸水链霉菌井冈变种(JGs，一种放线菌，菌体呈丝状生长)发酵而来，在水稻病害防治等领域中得到广泛应用。下列关于JGs发酵生产井冈霉素的叙述，正确的是(　　)
JGs可发酵生产井冈霉素，因为它含有能够编码井冈霉素的基因
JGs接入发酵罐前需要扩大培养，该过程不影响井冈霉素的产量
提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度，会提高井冈霉素的产量
稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化
重点2　通过细胞工程获得有用的生物体或其产品
4.(2024·九省联考黑、吉卷，7)《本草纲目》记载，樱桃具有利脾、止泻的功效。樱桃中的槲皮素等酚类化合物具有抗氧化活性。我国已经利用组织培养技术繁育樱桃优良品种，满足人们食用和药用需要。下列叙述错误的是(　　)
应用微型繁殖技术可获得大量樱桃脱毒苗
可以选用樱桃幼嫩的芽原基和叶原基作外植体
富含色氨酸的培养基有利于樱桃幼嫩的芽合成生长素
应用樱桃细胞培养可工厂化生产初生代谢物槲皮素
5.(2024·九省联考江西卷，11)脂质体可作为运载工具，将药物分子运送到特定的细胞内发挥作用。为了提高药物运送的特异性，可在脂质体表面连接识别特定细胞的单克隆抗体，形成药物—脂质体—单克隆抗体复合物(见图)。下列叙述错误的是(　　)
脂质体的作用是帮助复合物通过主动运输进入特定细胞内
可将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内来获取大量的单克隆抗体
复合物中的药物借助单克隆抗体和细胞表面抗原的相互作用来实现运送的特异性
单克隆抗体的制备需使用特定的选择培养基来筛选杂交瘤细胞
6.(2024·甘肃卷，15)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，操作流程如图。下列叙述正确的是(　　)
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
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
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
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
【综合提升】
7.(10分)(2024·贵州卷，21)研究者用以蔗糖为唯一碳源的液体培养基，培养真菌A的野生型(含NV基因)、突变体(NV基因突变)和转基因菌株(转入NV基因)，检测三种菌株NV酶的生成与培养液中的葡萄糖含量，结果如表所示(表中“＋”表示有，“－”表示无)。
检测用菌株 蔗糖 NV酶 葡萄糖(培养液中)
野生型 ＋ ＋ ＋
野生型 － － －
突变体 ＋ － －
转基因菌株 ＋ ＋ ＋
回答下列问题：
(1)(3分)据表可推测________诱导了NV基因表达。NV酶的作用是_______________________________________________________________。
检测NV酶活性时，需测定的指标是________________________________
________________________________________________(答出1点即可)。
(2)(3分)表中突变体由T－DNA随机插入野生型菌株基因组DNA筛选获得。从野生型与突变体中分别提取基因组DNA作为模板，用与________(填“T－DNA”或“NV基因”)配对的引物进行PCR扩增。若突变体扩增片段长度________(填“>”“＝”或“<”)野生型扩增片段长度，则表明突变体构建成功，从基因序列分析其原因是_________________________________________
______________________________________________________________。
(3)(4分)为进一步验证NV基因的功能，表中的转基因菌株是将NV基因导入________细胞获得的。在构建NV基因表达载体时，需要添加新的标记基因，原因是_______________________________________________________________
_________________________________________________________________。
8.(7分)(2024·江西卷，17)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种聚酯塑料，会造成环境污染。磷脂酶可催化PET降解。为获得高产磷脂酶的微生物，研究人员试验了2种方法。回答下列问题：
(1)(2分)方法1从土壤等环境样品中筛选高产磷脂酶的微生物。以磷脂酰乙醇胺(一种磷脂类物质)为唯一碳源制备____________培养基，可提高该方法的筛选效率。除碳源外，该培养基中至少还应该有________、________、________等营养物质。
(2)(2分)方法2采用________技术定向改造现有微生物，以获得高产磷脂酶的微生物。除了编码磷脂酶的基因外，该技术还需要________、________、________等“分子工具”。
(3)(1分)除了上述2种方法之外，还可以通过________技术非定向改造现有微生物，筛选获得能够高产磷脂酶的微生物。
(4)(2分)将以上获得的微生物接种到鉴别培养基(在牛肉膏蛋白胨液体培养基中添加2%的琼脂粉和适量的卵黄磷脂)平板上培养，可以通过观察卵黄磷脂水解圈的大小，初步判断微生物产磷脂酶的能力，但不能以水解圈大小作为判断微生物产磷脂酶能力的唯一依据。从平板制作的角度分析，其原因可能是_________________________________________________________________
_______________________________________________。
9.(9分)(2024·广东卷，21)驹形杆菌可合成细菌纤维素(BC)并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性能优异的生物材料，BC膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶(可催化酪氨酸形成黑色素)的光控表达载体，将其转入驹形杆菌后构建出一株能合成BC膜并可实现光控染色的工程菌株，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路(图一)。
图一
回答下列问题：
(1)(2分)研究者优化了培养基的____________________________(答两点)等营养条件，并控制环境条件，大规模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜(菌体和BC膜的复合物)。
(2)(2分)研究者利用T7噬菌体来源的RNA聚合酶(T7RNAP)及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体(光控原理见图二a，载体的部分结构见图二b)。构建载体时，选用了通用型启动子PBAD(被工程菌RNA聚合酶识别)和特异型启动子PT7(仅被T7RNAP识别)。为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为____________________，理由是____________________________
______________________________________________________________。
注：基因1编码酪氨酸酶，基因2编码T7RNAP N端－nMag，基因3编码pMag－T7RNAP C端。
图二
(3)(1分)光控表达载体携带大观霉素(抗生素)抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，其作用为_______________________________(答两点)。
(4)(2分)根据预设的图案用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色，其原因是
_________________________________________________。
(5)(2分)有企业希望生产其他颜色图案的BC膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思路：____________________________________________________
_______________________________________________________________。
限时练23　发酵工程与细胞工程
1.D　[“若作酒醴，尔惟曲蘖”提到酿酒必须要用酒曲，酒曲富含酵母菌和霉菌等多种微生物，①正确；蚂蚁扑灭柑橘害虫，利用了捕食关系，与微生物无关，②错误；由于豆科植物有固氮菌与之共生，所以种植豆科植物能够肥田，③正确；种人痘以防天花，天花是天花病毒，④正确，故选D。]
2.B　[甲培养基没有儿茶素，无法筛选，A不合理；乙培养基为固体培养基，且含有碳源、氮源、无机盐、水、儿茶素，B合理；丙培养基没有氮源，产多酚氧化酶的细菌无法生存，C不合理；丁未加入琼脂，液体培养基无法筛选，D不合理。]
3.D　[据题可知，井冈霉素是氨基寡糖类物质，并非蛋白质，因而其不是基因表达的直接产物，JGs体内没有编码井冈霉素的基因，基因通过控制相关酶的合成来控制代谢过程，进而控制JGs发酵生产井冈霉素，A错误；JGs接入发酵罐前需要扩大培养，该过程会影响JGs的数量，进而影响井冈霉素的产量，B错误；在一定范围内提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度，会提高井冈霉素的产量，但若浓度过大，反而会降低井冈霉素的产量，C错误；JGs是一种放线菌，菌体呈丝状生长，形成的菌落难以区分，因此稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化，D正确。]
4.D　[应用微型繁殖技术，采用茎尖作为外植体可获得大量樱桃脱毒苗，A正确；由于芽原基和叶原基分裂能力旺盛，因而可以选用樱桃幼嫩的芽原基和叶原基作外植体，B正确；生长素是由色氨酸经过一系列反应转变产生的，因此，用富含色氨酸的培养基有利于樱桃幼嫩的芽合成生长素，C正确；应用樱桃细胞培养可工厂化生产次生代谢物槲皮素，D错误。]
5.A　[脂质体的作用是帮助复合物通过胞吞进入特定细胞内，A错误；可将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内来获取大量的单克隆抗体，也可在体外培养，B正确；单克隆抗体和细胞表面抗原可以特异性结合，运送药物到特定的细胞，药物起到杀伤作用，C正确；需使用特定的选择培养基选择出杂交瘤细胞，D正确。]
6.D　[在脱分化过程中，1号培养基中的愈伤组织是排列不规则的薄壁组织团块，A错误；基因重组发生在减数分裂过程中，而愈伤组织细胞的分化过程是有丝分裂，所以愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变，但不会发生基因重组，B错误；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应该小于1，C错误。]
7.(1)蔗糖　催化蔗糖转化成葡萄糖　单位时间单位体积的培养液中葡萄糖的增加量(或者蔗糖的减少量)
(2)NV基因　>　与野生型相比，突变体是由T－DNA插入NV基因中，使NV基因发生了碱基对的增添而引起的，因此突变体相应基因的序列更长
(3)突变体　突变体的T－DNA上会存在相应的标记基因，干扰NV基因表达载体导入成功与否的检测
解析　(1)据表中野生型菌株的两组结果对比分析可知，如果培养液中添加了蔗糖，NV基因就会表达形成NV酶，否则没有NV酶的形成，由此推测蔗糖诱导了NV基因表达。表中结果表明，当蔗糖和NV酶同时存在时，培养液中就会出现葡萄糖，由此说明NV酶的作用是催化蔗糖转化成葡萄糖。酶的活性可以用单位时间单位体积反应物的减少量或者生成物的增加量表示，因此NV酶的活性可以用单位时间单位体积的培养液中葡萄糖的增加量(或者蔗糖的减少量)表示。(2)根据题意，突变体是由T－DNA随机插入野生型菌株，使NV基因发生了突变产生的，说明T－DNA使NV基因发生了碱基对的增添，即突变体中NV基因突变后的序列比野生型的NV基因序列更长，所以用与NV基因配对的引物进行扩增，扩增的结果是突变体扩增片段的长度更长，则表明突变体构建成功。(3)为了进一步验证NV基因的功能，在突变体(NV基因突变)细胞中，转入NV基因，以便将转基因植株与突变体(NV基因突变)的结果进行对比。由于突变体的T－DNA上会存在原有的标记基因，干扰NV基因表达载体导入成功与否的检测，因此在构建NV基因表达载体时，需要添加新的标记基因。
8.(1)选择　氮源　水　无机盐
(2)转基因(或重组DNA或基因工程)　限制酶　DNA连接酶　载体
(3)诱变育种
(4)培养基的卵黄磷脂的含量、pH和灭菌是否彻底等都会影响水解圈的大小
解析　(1)以磷脂酰乙醇胺为唯一碳源的培养基可筛选产磷脂酶的微生物，这样的培养基为选择培养基。微生物培养基所含的营养物质有碳源、氮源、水和无机盐等。(2)定向改造现有微生物的方法为转基因技术(或重组DNA技术或基因工程)，转基因操作使用的工具有限制酶、DNA连接酶和载体。(3)利用物理因素(如紫外线、X射线等)或化学因素(如亚硝酸盐等)处理生物，可使生物发生基因突变，创造出人类需要的新品种，由于基因突变具有不定向性，因此诱变育种技术为非定向改造生物的技术。(4)培养基的卵黄磷脂的含量、培养基pH的大小、培养基灭菌不彻底导致其他杂菌产生的代谢产物等均有可能影响水解圈的大小。
9.(1)碳源、氮源
(2)PT7、PBAD和PBAD　基因2和3正常表达无活性产物，被蓝光激活后再启动基因1表达
(3)抑制杂菌；去除丢失质粒的菌株
(4)该处细胞中T7RNAP激活，酪氨酸酶表达并合成黑色素
(5)将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白)
解析　(1)细菌培养基需要适宜的碳源、氮源等营养物质，用于生长、繁殖。(2)由题图二a分析可知，蓝光照射下导致无活性的T7RNAP变成有活性的T7RNAP，结合图一，蓝光处理后，RNA聚合酶(T7RNAP)识别启动子①使基因1表达获得酪氨酸酶，从而催化染色液中酪氨酸形成黑色素，可见基因2和基因3正常表达无活性产物，被蓝光激活后再启动基因1表达。综上可知启动子①②③依次为PT7、PBAD和PBAD。(3)将携带大观霉素抗性基因的光控表达载体导入驹形杆菌，会获得未成功导入的菌株和成功导入的工程菌株，长时间培养时也可能感染其他杂菌，在培养液中加入大观霉素(抗生素)可以筛选出工程菌株，同时也能抑制其他杂菌的生长，提高工程菌的生产效率。(5)为获得不同颜色图案的BC膜，可以利用题述光控基因表达载体，将酪氨酸酶基因换成控制合成其他色素酶的基因，催化产生不同的色素。

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