資源簡介

押第19題 生物技術(shù)與工程模塊
核心考點 考情統(tǒng)計 押題預(yù)測 備考策略
發(fā)酵工程 2022·遼寧卷15 2024九省聯(lián)考東三省18 1.發(fā)酵技術(shù)、細胞工程、胚胎工程的命題多以選擇題呈現(xiàn)，基因工程的命題多以簡答題呈現(xiàn)。 2.試題情境以下列幾種居多：(1)以單克隆抗體為情境考查細胞工程。 (2)以胚胎移植為情境考查胚胎工程。 (3)最新的文獻資料為情境考查基因工程。 1發(fā)酵技術(shù)及微生物培養(yǎng)。2.植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交技術(shù)。3.動物細胞工程。4.胚胎工程的理論基礎(chǔ)及應(yīng)用。5.基因工程的基本工具、操作程序及應(yīng)用。6.DNA的粗提取與鑒定。7.DNA片段的擴增及電泳鑒定。8.蛋白質(zhì)工程。9.生物技術(shù)的安全性與倫理問題。
生物工程 2023·遼寧卷19 2021·遼寧卷17
1．傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作
(1)果酒制作的三個方面
①菌種來源：酒精發(fā)酵的菌種來自附著在果皮上的野生酵母菌。
②發(fā)酵原理：酵母菌在有氧條件下進行有氧呼吸并進行大量繁殖，在無氧條件下進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精。
③酒精的檢測：在酸性條件下，重鉻酸鉀可與酒精反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色。
(2)果醋的制作原理：醋酸發(fā)酵是需氧發(fā)酵，需要不斷通入無菌空氣。
(3)泡菜制作
①菌種來源：制作泡菜的菌種主要來自植物體表面的天然的乳酸菌。
②發(fā)酵原理：乳酸菌在無氧條件下能將葡萄糖分解成乳酸。
2．微生物的利用
(1)培養(yǎng)基
①培養(yǎng)基的概念：人們按照微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配制出供其生長繁殖的營養(yǎng)基質(zhì)。
②培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分：培養(yǎng)基可為微生物提供碳源、氮源、無機鹽和水等主要營養(yǎng)物質(zhì)。
(2)無菌技術(shù)
①措施：無菌技術(shù)的主要措施包括消毒和滅菌。
②常用方法：培養(yǎng)基滅菌常采用濕熱滅菌(高壓蒸汽滅菌)法，接種環(huán)滅菌常采用灼燒滅菌法。
(3)微生物的純化與計數(shù)
①純化微生物的方法：常用平板劃線法和稀釋涂布平板法。
②微生物的計數(shù)方法：常用顯微鏡直接計數(shù)法和稀釋涂布平板法。
(4)微生物的篩選
①尿素分解菌的篩選：以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基可以篩選能分解尿素的細菌。
②尿素分解菌的鑒別：在以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基中添加酚紅指示劑，可以鑒別分解尿素的細菌。
3．發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)
選育菌種→擴大培養(yǎng)→配制培養(yǎng)基→滅菌→接種→發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵→分離、提純產(chǎn)物→獲得產(chǎn)品。
植物細胞工程——原理：植物細胞的全能性
(1)植物組織培養(yǎng)中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓。
(2)脫分化階段不需要光，再分化階段需要光。
(3)生長素與細胞分裂素的比值高時，促進根的分化、抑制芽的形成；比值低時，促進芽的分化、抑制根的形成。
(4)體內(nèi)細胞未表現(xiàn)全能性的原因：在特定的時間和空間條件下，細胞中的基因會選擇性地表達。
5．植物體細胞雜交技術(shù)——原理：植物細胞的全能性、細胞膜的流動性
(1)原生質(zhì)體融合成功的標志是再生出細胞壁。植物體細胞雜交完成的標志是培育出雜種植株。
(2)植物體細胞雜交的培養(yǎng)基中要添加蔗糖溶液且濃度略大于原生質(zhì)體內(nèi)的濃度，這樣不僅能為原生質(zhì)體提供營養(yǎng)，還能維持一定的滲透壓，使原生質(zhì)體保持正常的形態(tài)。
6．動物細胞培養(yǎng)(以貼壁細胞為例)——原理：細胞增殖
(1)動物細胞培養(yǎng)過程
①保障無菌、無毒的措施：對培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具進行滅菌處理以及在無菌條件下進行操作，定期更換培養(yǎng)液。
②動物細胞培養(yǎng)所需氣體主要有O2和CO2。O2是細胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。在進行細胞培養(yǎng)時，通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶，并將它們置于含有95%空氣和5%CO2的混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)。
③動物細胞培養(yǎng)過程中兩次使用胰蛋白酶的作用不同。第一次：處理剪碎的組織，使其分散成單個細胞；第二次：使貼壁生長的細胞從瓶壁上脫落下來分散成單個細胞。
④區(qū)分原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的關(guān)鍵：是否分瓶培養(yǎng)。
(2)干細胞
比較項目 胚胎干細胞(ES細胞) 成體干細胞 誘導(dǎo)多能干細胞(iPS細胞)
來源 早期胚胎 成體組織或器官內(nèi) 由高度分化的組織細胞誘導(dǎo)形成
特點 具有分化為成年動物體內(nèi)的任何一種類型的細胞，并進一步形成機體的所有組織和器官甚至個體的潛能 具有組織特異性，只能分化成特定的細胞或組織，不具有發(fā)育成完整個體的能力 類似胚胎干細胞；誘導(dǎo)過程無須破壞胚胎，理論上可以避免免疫排斥反應(yīng)，應(yīng)用前景更廣泛
7．卵裂期胚胎發(fā)育過程中物質(zhì)和體積變化的規(guī)律
(1)有機物：胚胎沒有和母體建立聯(lián)系，不能從母體獲取有機物，而呼吸消耗一直進行，因此有機物總量減少。
(2)細胞數(shù)目和體積：胚胎總體積不增加，但細胞數(shù)目增多，每個細胞體積減小。
(3)細胞中DNA含量：伴隨細胞分裂，細胞數(shù)目增多，總DNA含量增多，但每個細胞中核DNA含量保持相對穩(wěn)定。
8.胚胎移植中的四個注意點
兩次激素使用 第一次：用孕激素對受、供體進行同期發(fā)情處理； 第二次：用促性腺激素處理使供體超數(shù)排卵
兩次檢查 第一次：對收集的胚胎進行檢查； 第二次：對受體母畜是否妊娠進行檢查
移植時間不同 牛、羊要培養(yǎng)到桑葚胚或囊胚階段； 小鼠、家兔培養(yǎng)到桑葚胚前； 幾乎所有動物都不能培養(yǎng)到原腸胚階段再移植
繁殖方式 胚胎由受精卵形成，屬于有性繁殖； 胚胎由核移植或胚胎分割形成，屬于無性繁殖
9．PCR
(1)原理：DNA半保留復(fù)制。
(2)條件：DNA模板、2種引物、耐高溫的DNA聚合酶和4種脫氧核苷酸。
(3)擴增過程
過程 說明 圖解
變性 溫度超過90 ℃時，雙鏈DNA解聚為單鏈
復(fù)性 溫度下降到50 ℃左右時，兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結(jié)合
延伸 溫度上升到72 ℃左右時，溶液中的4種脫氧核苷酸在耐高溫的DNA聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補配對原則合成新的DNA鏈
(4)PCR過程的兩點提醒
①復(fù)性不一定均為引物與DNA模板結(jié)合。復(fù)性時，引物與DNA模板的結(jié)合是隨機的，也存在DNA解開的兩條鏈的結(jié)合。
②PCR反應(yīng)的結(jié)果不都是所需的DNA片段。因為第一次循環(huán)得到的DNA片段只有一種引物，比所需的DNA片段要長，從第二次循環(huán)才出現(xiàn)所需的DNA片段，這樣的片段存在兩種引物。
10．蛋白質(zhì)工程
(1)目標：根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計改造。
(2)操作手段：改造或合成基因。
(3)設(shè)計流程：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)。
11．DNA的粗提取與鑒定的注意事項
(1)加入酒精和用玻璃棒攪拌時，動作要輕緩，以免加劇DNA分子的斷裂，導(dǎo)致DNA分子不能形成絲狀沉淀。
(2)本實驗不能用哺乳動物成熟的紅細胞作為實驗材料，原因是哺乳動物成熟的紅細胞無細胞核(無DNA)。可選用雞血細胞作為材料。
(3)鑒定DNA時，一支試管為對照組，另一支試管為實驗組。兩支試管中都先加入物質(zhì)的量濃度為2 mol/L的NaCl溶液；在實驗組試管中加入DNA絲狀物，對照組不加；加入二苯胺試劑后沸水浴加熱。結(jié)果可以看到加入DNA絲狀物的試管呈現(xiàn)藍色，對照組無色。如果實驗組藍色較淺，說明提取出的DNA量太少。
12．DNA片段的擴增及電泳鑒定的注意事項
(1)為避免外源DNA等因素的污染，PCR實驗中使用的微量離心管、槍頭和蒸餾水等在使用前必須進行高壓滅菌處理。
(2)該實驗所需材料可以直接從公司購買，緩沖液和酶應(yīng)分裝成小份，并在－20 ℃儲存。使用前，將所需試劑從冰箱拿出，放在冰塊上緩慢融化。
(3)在向微量離心管中添加反應(yīng)組分時，每吸取一種試劑后，移液器上的槍頭都必須更換，避免試劑的污染。
(4)在進行操作時，一定要戴好一次性手套。
(5)觀察DNA帶的分布及粗細程度來評價擴增的效果。
1. （2023·遼寧卷19） 基質(zhì)金屬蛋白酶 和 是癌細胞轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵酶。 和 可以降解明膠，明膠可被某染液染成藍色，因此可以利用含有明膠的凝膠電泳檢測這兩種酶在不同條件下的活性。據(jù)下圖分析，下列敘述正確的是
A． 可以提高 和 活性
B． 保溫降低了 和 活性
C．緩沖液用于維持 和 活性
D． 和 降解明膠不具有專一性
【答案】BC
【解析】分析題干， 和 可以降解明膠，明膠可被某染液染成藍色， 和 活性越高，明膠被分解的越多，藍色顏色越淡或藍色消失。
、 保溫、加 、加緩沖液那組比 保溫、不加 、加緩沖液那組的 和 條帶周圍的透明帶面積更小，說明明膠被降解的更少，故 和 活性更低，因此， 可降低 和 活性， 錯誤；
、與 （不加 ）相比， （不加 ）， 和 條帶周圍的透明帶面積更小，說明明膠被降解的更少，故 和 活性更低，因此， 保溫降低了 和 活性， 正確；
、緩沖液可以維持 條件的穩(wěn)定，從而維持 和 活性， 正確；
、 和 都屬于酶，酶具有專一性， 錯誤。
故選： 。
2.（2022·遼寧卷15）為避免航天器在執(zhí)行載人航天任務(wù)時出現(xiàn)微生物污染風險，需要對航天器及潔凈的組裝車間進行環(huán)境微生物檢測。下列敘述錯誤的是
A．航天器上存在適應(yīng)營養(yǎng)物質(zhì)匱乏等環(huán)境的極端微生物
B．細菌形成菌膜粘附于航天器設(shè)備表面產(chǎn)生生物腐蝕
C．在組裝車間地面和設(shè)備表面采集環(huán)境微生物樣品
D．采用平板劃線法等分離培養(yǎng)微生物，觀察菌落特征
【答案】D
【解析】1、在微生物學(xué)中，將允許特定種類的微生物生長，同時抑制或阻止其他種類微生物生長的培養(yǎng)基，稱為選擇培養(yǎng)基。雖然各種培養(yǎng)基的具體配方不同，但一般都含有水、碳源（提供碳元素的物質(zhì)）、氮源（提供氮元素的物質(zhì)）和無機鹽；
2、微生物常見的接種的方法：
（1）平板劃線法：將已經(jīng)熔化的培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿制成平板，接種，劃線，在恒溫箱里培養(yǎng)。在線的開始部分，微生物往往連在一起生長，隨著線的延伸，菌數(shù)逐漸減少，最后可能形成單個菌落；
（2）稀釋涂布平板法：將待分離的菌液經(jīng)過大量稀釋后，均勻涂布在培養(yǎng)皿表面，經(jīng)培養(yǎng)后可形成單個菌落；
3、菌落是指由一個微生物細胞或一堆同種細胞在適宜固體培養(yǎng)基表面或內(nèi)部生長繁殖到一定程度，形成肉眼可見的子細胞群落。菌落形態(tài)包括菌落的大小、形狀、邊緣、光澤、質(zhì)地、顏色和透明程度等，每一種細菌在一定條件下形成固定的菌落特征。不同種或同種在不同的培養(yǎng)條件下，菌落特征是不同的。這些特征對菌種識別、鑒定有一定意義。
、航天器處于外太空等極端環(huán)境中，其上可能存在適應(yīng)營養(yǎng)物質(zhì)匱乏等環(huán)境的極端微生物， 正確；
、細菌形成菌膜可粘附于航天器設(shè)備表面產(chǎn)生生物腐蝕，故需要潔凈的組裝車間， 正確；
、在組裝車間地面和設(shè)備表面可采集環(huán)境微生物樣品， 正確；
、航天器及潔凈的組裝車間微生物很少，不需要用到平板劃線法分離微生物， 錯誤。
故選： 。
3. （2021·遼寧卷17）脫氧核酶是人工合成的具有催化活性的單鏈 分子。下圖為 型脫氧核酶與靶 結(jié)合并進行定點切割的示意圖。切割位點在一個未配對的嘌呤核苷酸（圖中 所示）和一個配對的嘧啶核苷酸（圖中 所示）之間，圖中字母均代表由相應(yīng)堿基構(gòu)成的核苷酸。下列有關(guān)敘述錯誤的是
A．脫氧核酶的作用過程受溫度的影響
B．圖中 與兩個 之間通過氫鍵相連
C．脫氧核酶與靶 之間的堿基配對方式有兩種
D．利用脫氧核酶切割 可以抑制基因的轉(zhuǎn)錄過程
【答案】BCD
【解析】 ．脫氧核酶的本質(zhì)是 ，溫度會影響脫氧核酶的結(jié)構(gòu)，從而影響脫氧核酶的作用， 正確；
．圖示可知，圖中 與兩個 之間通過磷酸二酯鍵相連， 錯誤；
．脫氧核酶本質(zhì)是 ，與靶 之間的堿基配對方式有 、 、 、 四種， 錯誤；
．利用脫氧核酶切割 可以抑制基因的翻譯過程， 錯誤。
故選： 。
4.（2024九省聯(lián)考東三省18）為保障糧食安全，我國科研人員以富含纖維素的農(nóng)業(yè)殘渣（秸稈）為原料，利用基因工程改造面包酵母使其表面攜帶相關(guān)酶，可同時高效生產(chǎn)人工淀粉和單細胞蛋白。部分生產(chǎn)工藝如下圖，下列敘述正確的是
注：酵母增殖的適宜溫度為 ，適宜 為 ；酵母發(fā)酵的適宜溫度為 ，適宜 為
A．面包酵母的增殖能促進纖維二糖水解及淀粉合成
B．生產(chǎn)單細胞蛋白時選擇 、 的條件為宜
C．本生產(chǎn)過程最宜在不加通氣和攪拌的啤酒發(fā)酵罐中進行
D．生產(chǎn)前培養(yǎng)基高壓蒸汽滅菌的條件可為 、
【答案】AD
【解析】分析圖中過程，可知改造的面包酵母表面攜帶幫助纖維二糖水解和淀粉合成的酶，通過其繁殖可以協(xié)助利用纖維素合成人工淀粉。
、面包酵母表面攜帶促進纖維二糖水解的酶和促進淀粉合成的酶，因此其增殖能促進纖維二糖水解及淀粉合成， 正確；
、生產(chǎn)單細胞蛋白需要令酵母菌增殖，適宜溫度為 ，適宜 為 ， 錯誤；
、本生產(chǎn)過程要使面包酵母增殖，應(yīng)當在有氧環(huán)境下進行， 錯誤；
、在 、 條件下處理 ，將培養(yǎng)基徹底滅菌，以避免培養(yǎng)基上的微生物影響實驗結(jié)果， 正確。
故選： 。
1.在制作發(fā)酵食品的學(xué)生實踐中,控制發(fā)酵條件至關(guān)重要。下列相關(guān)敘述錯誤的有 (　　)
A.泡菜發(fā)酵后期,盡管乳酸菌占優(yōu)勢,但仍有產(chǎn)氣菌繁殖,需開蓋放氣
B.制作果酒的葡萄汁不宜超過發(fā)酵瓶體積的2/3,制作泡菜的鹽水要淹沒全部菜料
C.葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌,制作好葡萄酒后,可直接通入無菌空氣制作葡萄醋
D.果酒與果醋發(fā)酵時溫度宜控制在18~25 ℃,泡菜發(fā)酵時溫度宜控制在30~35 ℃
答案　ACD　乳酸菌屬于厭氧細菌,開蓋放氣會抑制乳酸菌發(fā)酵,故泡菜發(fā)酵過程中一般不開蓋放氣,A錯誤。制作果酒的葡萄汁不宜超過發(fā)酵瓶體積的2/3,這是為了在發(fā)酵初期讓酵母菌通過有氧呼吸大量繁殖,也為了防止發(fā)酵過程中發(fā)酵液溢出;制作泡菜的鹽水要淹沒全部菜料,以保證乳酸菌進行無氧呼吸,B正確。制作好葡萄酒后,打開瓶蓋,蓋上一層紗布,空氣中的醋酸菌會進入發(fā)酵液中大量繁殖,進行葡萄醋的發(fā)酵,C錯誤。果酒發(fā)酵的適宜溫度是18~30 ℃,果醋發(fā)酵的適宜溫度是30~35 ℃,D錯誤。
2.如圖是探究果酒與果醋發(fā)酵的裝置示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A.改變通入氣體種類,可以研究呼吸作用類型對發(fā)酵的影響
B.果酒發(fā)酵中期通入氮氣,酵母菌將從有氧呼吸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o氧呼吸
C.果醋的發(fā)酵周期與實驗設(shè)定的溫度密切相關(guān)
D.氣體入口與氣體出口可以交換使用
答案　ABC　本題主要考查果酒和果醋制作的相關(guān)知識。果酒和果醋發(fā)酵所利用的菌種分別是酵母菌、醋酸菌,其中酵母菌屬于兼性厭氧菌,而醋酸菌為需氧菌,因此改變通入氣體種類,可研究呼吸作用類型對發(fā)酵的影響,A正確;果酒發(fā)酵中期通入氮氣后,酵母菌可從有氧呼吸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o氧呼吸,B正確;醋酸菌的最適生長溫度為30~35 ℃,溫度過低會抑制酶活性,從而抑制果醋的發(fā)酵周期,C正確;圖中的氣體入口與氣體出口不可以交換使用,因為與氣體入口相連的導(dǎo)管需要插入發(fā)酵瓶的底部,D錯誤。
易錯提醒　①果酒與果醋的制作利用的是微生物發(fā)酵,微生物需要一定的溫度才能正常生長。②氣體入口可為培養(yǎng)液中微生物提供氣體環(huán)境,故應(yīng)將與氣體入口相連的導(dǎo)管插入發(fā)酵瓶底部。
3.啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)中,大麥經(jīng)發(fā)芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、發(fā)酵、消毒等工序后,最終過濾、調(diào)節(jié)、分裝。下列說法正確的是 (　　)
A.用赤霉素處理大麥,可使大麥種子無須發(fā)芽就能產(chǎn)生α-淀粉酶
B.焙烤是為了利用高溫殺死大麥種子胚并進行滅菌
C.糖漿經(jīng)蒸煮、冷卻后需接種酵母菌進行發(fā)酵
D.通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可減少啤酒酵母雙乙酰的生成,縮短啤酒的發(fā)酵周期
答案　ACD　赤霉素可誘導(dǎo)大麥中與α-淀粉酶相關(guān)的基因的表達,促進α-淀粉酶的合成,使大麥種子無須發(fā)芽就能產(chǎn)生α-淀粉酶,A正確;焙烤的目的是殺死大麥種子胚,但不使α-淀粉酶失活,且沒有起到滅菌作用,B錯誤;蒸煮糖漿是為了終止酶的進一步作用并滅菌,為防止高溫殺死酵母菌,糖漿需經(jīng)冷卻后才可接種酵母菌進行發(fā)酵,C正確;利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改造酵母菌,可減少發(fā)酵過程中啤酒酵母雙乙酰的生成,縮短啤酒的發(fā)酵周期,D正確。
4.啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)中,大麥經(jīng)發(fā)芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、發(fā)酵、消毒等工序后,最終過濾、調(diào)節(jié)、分裝。下列說法正確的是(　　)
A.用赤霉素處理大麥,可使大麥種子無須發(fā)芽就能產(chǎn)生α-淀粉酶
B.焙烤是為了利用高溫殺死大麥種子胚并進行滅菌
C.糖漿經(jīng)蒸煮后趁熱接種酵母菌有利于發(fā)酵快速進行
D.通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可減少啤酒酵母雙乙酰的生成,縮短啤酒的發(fā)酵周期
答案　AD　大麥種子萌發(fā)會產(chǎn)生α-淀粉酶,赤霉素能促進種子的萌發(fā),用赤霉素處理大麥,可使大麥種子無須發(fā)芽就能產(chǎn)生α-淀粉酶,A正確;焙烤可以殺死大麥種子的胚但不使淀粉酶失活,沒有進行滅菌,B錯誤;糖漿經(jīng)蒸煮(產(chǎn)生風味組分,終止酶的進一步作用,并對糖漿滅菌)后要冷卻,再接種酵母菌進行發(fā)酵,防止高溫
殺死菌種,C錯誤;轉(zhuǎn)基因技術(shù)在微生物領(lǐng)域已被用來減少啤酒酵母雙乙酰的生成,縮短啤酒的發(fā)酵周期,D正確。
5.如圖是研究人員從紅棕壤中篩選高效分解尿素細菌的過程示意圖,有關(guān)敘述錯誤的是(多選) (　　)
A.在配制步驟②、③的培養(yǎng)基時,都應(yīng)添加瓊脂作凝固劑
B.步驟③純化分解尿素的細菌的原理是將聚集的細菌分散,可以獲得單細胞菌落
C.步驟③采用涂布平板法接種,并需向牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基中加入尿素
D.步驟④挑取③中不同種的菌落分別接種,可通過溶液pH的變化大小來比較細菌分解尿素的能力
答案　AC　步驟②的培養(yǎng)基是液體培養(yǎng)基,不需要添加瓊脂,A錯誤;步驟③純化分解尿素的細菌的原理是將聚集的細菌通過涂布平板法分散,獲得單細胞菌落,B正確;步驟③篩選、純化分解尿素的細菌,所選用的培養(yǎng)基應(yīng)以尿素為唯一氮源,不能加入牛肉膏、蛋白胨(含有氮源),C錯誤;步驟④鑒定細菌分解尿素的能力時,挑取③中不同種的菌落分別接種,分解尿素能力高的會產(chǎn)生更多NH3,使溶液pH更高,所以可通過溶液pH的變化大小來比較細菌分解尿素的能力,D正確。
6.根據(jù)食品安全國家標準(GB19645-2010)規(guī)定,每毫升合格的牛奶中細菌總數(shù)不超過50 000個。某興趣小組利用恒溫水浴鍋對新鮮牛奶進行消毒后,進行細菌總數(shù)測定,主要步驟如圖所示。相關(guān)敘述正確的是(多選)(　　)
A.步驟①中用巴氏消毒法對新鮮牛奶進行消毒,可以減少營養(yǎng)物質(zhì)的損失
B.步驟②對牛奶進行梯度稀釋可以使聚集的微生物分散,便于在培養(yǎng)基表面形成單菌落
C.步驟③中牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基要先高壓蒸汽滅菌再調(diào)pH,以防止高溫影響pH的穩(wěn)定
D.實驗結(jié)束時培養(yǎng)基上的菌落可能不止一種,若平均菌落總數(shù)少于50個,則表明滅菌合格
答案　ABD　分析題圖,采用65 ℃、30 min處理新鮮牛奶屬于巴氏消毒法,這種方法可以殺死牛奶中的絕大多數(shù)微生物,并且基本不會破壞牛奶的營養(yǎng)成分,A正確。步驟②將牛奶進行梯度稀釋的目的是使聚集在一起的
微生物分散,便于能在培養(yǎng)基表面形成單菌落,B正確。牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基配制時應(yīng)先調(diào)pH再滅菌,C錯誤。由于生牛奶中的微生物不止一種,而牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基屬于天然培養(yǎng)基,細菌、真菌等均可生長,因此實驗結(jié)束時,培養(yǎng)基上出現(xiàn)不止一種菌落;依據(jù)題圖中樣品液稀釋1 000倍,接種液體積為1 mL,可設(shè)培養(yǎng)基中的平均菌落數(shù)為X個,列計算式X÷1×1 000=50 000,得出X=50(個),由此可知若平均菌落總數(shù)少于50個,則表明滅菌合格,D正確。
7.抗生素是某些微生物產(chǎn)生的能殺死或抑制其他微生物生長的化學(xué)物質(zhì)。如圖表示從土壤中篩選某種抗生素產(chǎn)生菌的過程,相關(guān)敘述正確的是(多選) (　　)
A.菌株的透明圈越大,其產(chǎn)生的抗生素抑菌效果越好
B.沒有透明圈產(chǎn)生的菌株一定不能產(chǎn)生抗生素
C.接種測試菌3時,接種環(huán)可能在灼燒后未冷卻
D.測試菌2、5對該菌產(chǎn)生的抗生素具有一定的抗性
答案　AD　結(jié)合題干信息分析題圖,圖中產(chǎn)生透明圈說明抗生素能抑制指示菌S的生長,透明圈越大,抑菌效果越顯著,A正確;沒有透明圈產(chǎn)生的菌株不一定就不能產(chǎn)生抗生素,可能產(chǎn)生的量少,B錯誤;接種測試菌3,發(fā)現(xiàn)其離能產(chǎn)生透明圈菌株的距離較遠,說明可能是產(chǎn)生的抗生素抑制了測試菌3的生長,C錯誤;測試菌2和5距離能產(chǎn)生透明圈菌株的距離近,說明測試菌2、5對該菌產(chǎn)生的抗生素具有一定的抗性,D正確。
8.如圖表示利用細胞融合技術(shù)進行基因定位的過程,在人—鼠雜種細胞中人的染色體會以隨機方式丟失,通過分析基因產(chǎn)物進行基因定位。現(xiàn)檢測細胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中人的4種酶活性,只有Ⅱ具有芳烴羥化酶活性,只有Ⅲ具有胸苷激酶活性,Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脫氫酶活性。下列相關(guān)敘述正確的有 (　　)
A.加入滅活仙臺病毒的作用是促進細胞融合
B.細胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為人—人、人—鼠、鼠—鼠融合細胞
C.芳烴羥化酶基因位于2號染色體上,乳酸脫氫酶基因位于11號染色體上
D.胸苷激酶基因位于17號染色體上,磷酸甘油酸激酶基因位于X染色體上
答案　ACD　誘導(dǎo)動物細胞融合的方法有滅活病毒誘導(dǎo)法,故加入滅活仙臺病毒的作用是促進動物細胞融合,A正確;題述三種融合細胞為雜種細胞,都保留了人的部分染色體,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ細胞均為人—鼠融合細胞,B錯誤;根據(jù)題干和題圖可知,只有Ⅱ具有芳烴羥化酶活性,只有Ⅲ具有胸苷激酶活性,Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脫氫酶活性,由三種融合細胞所保留的人類染色體可知,Ⅱ中特有的染色體為2號染色體,Ⅲ中特有的染色體為17號染色體,Ⅰ、Ⅲ中共有而Ⅱ中沒有的染色體為X染色體,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中共有的染色體為11號染色體,因此芳烴羥化酶基因位于2號染色體上,胸苷激酶基因位于17號染色體上,磷酸甘油酸激酶基因位于X染色體上,乳酸脫氫酶基因位于11號染色體上,C、D正確。
9.小鼠胚胎干細胞經(jīng)定向誘導(dǎo)可獲得多種功能細胞,制備流程如圖所示。下列敘述錯誤的是(多選)(　　)
A.為獲得更多的囊胚,采用激素注射促進雄鼠產(chǎn)生更多的精子
B.細胞a和細胞b內(nèi)含有的核基因不同,所以全能性高低不同
C.用胰蛋白酶將細胞a的膜蛋白消化后可獲得分散的胚胎干細胞
D.胚胎干細胞和誘導(dǎo)出的各種細胞都需在CO2培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)
答案　ABC　哺乳動物雄性精液中精子數(shù)量很多,不需要額外注射激素促進精子的產(chǎn)生,為獲得更多的囊胚,應(yīng)采用激素注射促進雌鼠產(chǎn)生更多的卵細胞,A錯誤。細胞a、b都是由同一個受精卵經(jīng)有絲分裂而來的,遺
傳物質(zhì)相同,兩者全能性高低不同并不是由遺傳物質(zhì)不同導(dǎo)致的;細胞a為內(nèi)細胞團細胞,分化程度較低,細胞全能性較高,將來發(fā)育成胎兒的各種組織,細胞b為滋養(yǎng)層細胞,分化程度較高,細胞全能性較低,將來發(fā)育成胎膜和胎盤,B錯誤。胰蛋白酶可以催化細胞之間的蛋白質(zhì)分解,進而可獲得分散的胚胎干細胞,C錯誤。胚胎干細胞和誘導(dǎo)出的各種細胞需置于含95%空氣加5%CO2的混合氣體的培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng),O2是細胞代謝所必需的,CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH,D正確。
10.如圖為細胞融合的示意圖,下列敘述正確的是(多選)(　　)
A.若a細胞和b細胞是植物細胞,需先去分化再誘導(dǎo)融合
B.a細胞和b細胞之間的融合需要促融處理后才能實現(xiàn)
C.c細胞的形成與a、b細胞膜的流動性都有關(guān)
D.c細胞將同時表達a細胞和b細胞中的所有基因
答案　BC　植物細胞壁會阻礙細胞融合,故植物細胞融合前需先用酶解法除去細胞壁,A錯誤;細胞間的融合需在相應(yīng)的誘導(dǎo)處理下才能完成(如電激、聚乙二醇等,動物細胞還可用滅活病毒誘導(dǎo)融合),B正確;細胞融合過程出現(xiàn)了膜的變形,故細胞融合過程與細胞膜流動性有關(guān),C正確;c細胞中具有a、b細胞的全部基因,但這些基因不一定能全部表達,D錯誤。
11.SOD是一種廣泛分布于各種細胞中的抗氧化酶,它能催化超氧陰離子自由基形成H2O2,增強植物的抗逆性。如圖為培育能夠產(chǎn)生SOD的農(nóng)作物新品種的一種方式,有關(guān)敘述錯誤的是(多選) (　　)
A.①過程中最常用的方法是采用感受態(tài)細胞法將SOD基因?qū)胫参锛毎?br/>B.②需要進行照光培養(yǎng),以誘導(dǎo)葉綠素的形成
C.③表示再分化過程,無需嚴格的無菌操作
D.該育種方式利用了細胞工程和基因工程,能體現(xiàn)植物細胞的全能性
答案　ABC　分析題圖,SOD基因是目的基因,圖中①表示采用基因工程技術(shù)將目的基因?qū)胧荏w細胞的過程;②③表示植物組織培養(yǎng)過程,其原理是植物細胞具有全能性,其中②表示脫分化形成愈傷組織的過程;③表示再分化形成胚狀體的過程。①過程中最常用的方法是采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將SOD基因?qū)胫参锛毎?A錯誤;②表示脫分化形成愈傷組織的過程,不需要在光照條件下進行,B錯誤;③表示再分化過程,需要在嚴格的無菌
條件下完成,C錯誤;該育種方式利用了細胞工程和基因工程,從植物細胞培育成植物個體,能體現(xiàn)植物細胞的全能性,D正確。
12.下列關(guān)于胚胎工程的敘述,錯誤的是(多選)(　　)
A.進行胚胎移植前需要對供體和受體進行免疫檢查
B.胚胎干細胞具有細胞核大、核仁小和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點
C.早期胚胎需要移植到經(jīng)同期發(fā)情處理的同種雌性動物體內(nèi)發(fā)育
D.胚胎分割時可以分離內(nèi)細胞團細胞進行DNA分析,鑒定性別
答案　ABD　進行胚胎移植前不需要對供體和受體進行免疫檢查,A錯誤;胚胎干細胞具有體積小、細胞核大、核仁明顯和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點,B錯誤;胚胎分割時可以分離滋養(yǎng)層細胞進行DNA分析,鑒定性別,不可以分離內(nèi)細胞團的細胞,內(nèi)細胞團將來發(fā)育成胎兒的各種組織,D錯誤。
13.如圖是體細胞核移植的流程圖,下列說法正確的是(多選)(　　)
A.操作過程中需要將卵母細胞培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期,用顯微操作儀將卵母細胞去核
B.利用體細胞核移植技術(shù),可以加速家畜遺傳改良進程,促進優(yōu)良畜種繁育
C.重新組合的細胞需用物理或化學(xué)方法激活,目的是使其完成細胞分裂和發(fā)育進程
D.受體母牛需要用促性腺激素進行同期發(fā)情處理
答案　ABC　從動物卵巢中采集的卵母細胞,一般要在體外培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才能用于實驗,核移植是將體細胞的細胞核移植到去核卵母細胞中,可用顯微操作儀去除卵母細胞的核,A正確;體細胞核移植技術(shù)在畜牧生產(chǎn)方面主要可以加速家畜遺傳改良進程,促進優(yōu)良畜種繁育,B正確;重新組合的細胞需用物理或化學(xué)法激活,使其完成細胞分裂和發(fā)育進程,C正確;胚胎工程中,用促性腺激素對良種母牛(即供體母牛)進行超數(shù)排卵,在此之前,通常用孕激素對供體母牛和受體母牛進行同期發(fā)情處理,D錯誤。
14.原產(chǎn)地為美國的白蛾、南美洲普拉塔河流域的福壽螺、北美的草地貪夜蛾、加拿大的一枝黃花等30余種外來物種給我國工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了極大的災(zāi)難。下列有關(guān)外來物種的敘述正確的是 (　　)
A.外來物種入侵或引種不當可使侵入地食物鏈遭到嚴重破壞
B.外來物種大量繁殖主要是侵入地缺少天敵,其種群數(shù)量在一段時間內(nèi)呈“J”形增長
C.科學(xué)家賦予了轉(zhuǎn)基因生物的某些特殊功能,增強了其生存能力,轉(zhuǎn)基因植物有可能像“入侵的外來物種”
D.可利用外來物種的捕食者、競爭者或寄生物控制其危害
答案　ABCD　若外來物種入侵或引種到?jīng)]有天敵且環(huán)境條件良好、空間充足的環(huán)境,其種群數(shù)量在入侵初期會呈“J”形增長,外來物種數(shù)量增多后會影響侵入地物種的生存,導(dǎo)致侵入地的食物鏈遭到嚴重破壞,A、B正確;轉(zhuǎn)基因生物導(dǎo)入外源基因,生存能力增強,可能會威脅其他本地生物的生存,帶來像“入侵的外來物種”相似的危害,C正確;可利用外來物種的捕食者、競爭者或寄生物等限制外來物種的生存和繁殖,進而控制其危害,D正確。
15.新冠肺炎輕型病例在連續(xù)兩次病毒核酸檢測(采樣時間至少間隔24小時)N基因和ORF基因的Ct值均≥35時,即可解除隔離管理。將某目的基因與過量的熒光素混合后放入PCR反應(yīng)體系中,隨PCR產(chǎn)物的積累,熒光信號逐漸增強,將熒光信號達到設(shè)定閾值時所經(jīng)歷的循環(huán)次數(shù)稱為Ct值。下列說法錯誤的是 (　　)
A.利用熒光定量PCR方法測N基因和ORF基因的Ct值時,需要用到逆轉(zhuǎn)錄酶、解旋酶、耐高溫的DNA聚合酶
B.采樣標本中的N基因和ORF基因數(shù)量與Ct值呈負相關(guān)
C.PCR過程中每次循環(huán)都要經(jīng)歷各不相同的一次升溫和一次降溫
D.PCR過程中添加的鎂離子可以提高Taq DNA聚合酶的活性
答案　AC　PCR是體外擴增DNA的技術(shù),N基因和ORF基因是新冠病毒的基因,本質(zhì)是RNA片段,故利用熒光定量PCR方法測N基因和ORF基因的Ct值時,應(yīng)先通過逆轉(zhuǎn)錄得到N基因和ORF基因?qū)?yīng)的cDNA序列,此過程需要用到逆轉(zhuǎn)錄酶,再以cDNA為模板進行擴增,此過程需要耐高溫的DNA聚合酶,不需要解旋酶(高溫可使雙鏈DNA解旋),A錯誤;熒光信號達到設(shè)定閾值時所經(jīng)歷的循環(huán)次數(shù)稱為Ct值,樣本中N基因和ORF基因數(shù)量越多,熒光信號達到設(shè)定的閾值所經(jīng)歷的循環(huán)數(shù)就越小,Ct值就越低,B正確;PCR每次循環(huán)可分為變性、復(fù)性、延伸三步,包括兩次升溫和一次降溫,C錯誤;鎂離子可以激活Taq DNA聚合酶,D正確。
16.熱啟動PCR可提高擴增效率,其基本方法是進行反應(yīng)之前將熱穩(wěn)定的DNA聚合酶、dNTP和引物等先不要加入樣品管內(nèi),而是將樣品加熱,待溫度升到70 ℃以上時,再將上述試劑加入,開始PCR擴增。下列敘述正確的有(多選) (　　)
A.熱穩(wěn)定的DNA聚合酶最適催化溫度范圍為50~60 ℃
B.與常規(guī)PCR相比,熱啟動PCR可減少反應(yīng)起始時引物錯配形成的產(chǎn)物
C.兩條子鏈合成一定都是從5'端向3'端延伸
D.PCR產(chǎn)物DNA堿基序列的特異性體現(xiàn)了熱穩(wěn)定的DNA聚合酶的特異性
答案　BC　熱穩(wěn)定的DNA聚合酶的最適催化溫度為70 ℃左右,A錯誤;分析題意可知,熱啟動PCR進行反應(yīng)之前將熱穩(wěn)定的DNA聚合酶、dNTP和引物等先不要加入樣品管內(nèi),可減少反應(yīng)起始時引物錯配形成的產(chǎn)物,B正確;DNA分子兩條鏈反向平行,PCR擴增時引物加到模板鏈的3'端,復(fù)制時子鏈只能從5'端向3'端的方向延伸,C正確;PCR產(chǎn)物DNA堿基序列的特異性是堿基互補配對的結(jié)果,不能體現(xiàn)熱穩(wěn)定的DNA聚合酶的特異性,D錯誤。
17.B基因存在于水稻基因組中,其僅在體細胞(2n)和精子(n)中正常表達,但在卵細胞中不轉(zhuǎn)錄。為研究B基因表達對卵細胞的影響,設(shè)計了如圖實驗(Luc基因表達的熒光素酶能催化熒光素產(chǎn)生熒光,融合基因表達的蛋白質(zhì)能保留兩種蛋白質(zhì)各自的功能)。相關(guān)敘述正確的是(多選)(　　)
A.由于DNA聚合酶不能合成使B基因在水稻卵細胞中不能轉(zhuǎn)錄
B.T-DNA以單鏈形式整合到受體細胞的染色體DNA上
C.過程②轉(zhuǎn)化篩選水稻愈傷組織時,需在培養(yǎng)基中加入潮霉素
D.可通過檢測加入熒光素的卵細胞中是否發(fā)出熒光鑒定B基因是否表達
答案　CD　DNA聚合酶與DNA復(fù)制有關(guān),而轉(zhuǎn)錄需要的酶是RNA聚合酶,A錯誤;T-DNA以雙鏈形式整合到受體細胞的染色體DNA上,B錯誤;由于重組質(zhì)粒上含有潮霉素抗性基因且該基因位于T-DNA上,因此可以在培養(yǎng)基中加入潮霉素來篩選轉(zhuǎn)化成功的水稻細胞,C正確;Luc基因表達的熒光素酶能催化熒光素產(chǎn)生熒光,融合基因表達的蛋白質(zhì)能保留兩種蛋白質(zhì)各自的功能,B-Luc融合基因表達,會使加入熒光素的卵細胞發(fā)出熒光,D正確。
18.重疊延伸PCR技術(shù)是一種通過寡聚核苷酸鏈之間重疊的部分互相搭橋、互為模板,經(jīng)過多次PCR擴增,獲得目的基因的方法。該技術(shù)在擴增較長片段的DNA、不同來源的DNA片段拼接、基因的定點誘變等方面具有廣泛的應(yīng)用前景,如圖表示利用重疊延伸PCR技術(shù)擴增某目的基因的過程。下列敘述正確的是 (　　)
A.引物中G+C的含量越高,引物與模板DNA結(jié)合的穩(wěn)定性越高
B.在第一階段由于引物2和引物3發(fā)生堿基互補配對,因此兩者置于不同反應(yīng)系統(tǒng)中
C.引物1、2組成的反應(yīng)系統(tǒng)和引物3、4組成的反應(yīng)系統(tǒng)中均進行一次復(fù)制后,共產(chǎn)生4種雙鏈DNA分子
D.在引物1、2組成的反應(yīng)系統(tǒng)中,經(jīng)第一階段要形成圖示雙鏈DNA,至少要經(jīng)過3次復(fù)制
答案　AB　C與G之間有三個氫鍵,A與T之間有兩個氫鍵,因此引物中G+C的含量越高,引物與模板DNA結(jié)合的穩(wěn)定性越高,A正確;由題圖可知,引物2和引物3分別作用于同一段DNA的兩條鏈,二者會發(fā)生堿基互補配對,因此需將它們置于不同反應(yīng)系統(tǒng)中,B正確;引物1、2組成的反應(yīng)系統(tǒng)和引物3、4組成的反應(yīng)系統(tǒng)中均進行一次復(fù)制后,共產(chǎn)生2種雙鏈DNA分子,C錯誤;在引物1、2組成的反應(yīng)系統(tǒng)中,經(jīng)第一階段要形成題圖所示雙鏈DNA,至少要經(jīng)過2次復(fù)制,D錯誤。押第19題 生物技術(shù)與工程模塊
核心考點 考情統(tǒng)計 押題預(yù)測 備考策略
發(fā)酵工程 2022·遼寧卷15 2024九省聯(lián)考東三省18 1.發(fā)酵技術(shù)、細胞工程、胚胎工程的命題多以選擇題呈現(xiàn)，基因工程的命題多以簡答題呈現(xiàn)。 2.試題情境以下列幾種居多：(1)以單克隆抗體為情境考查細胞工程。 (2)以胚胎移植為情境考查胚胎工程。 (3)最新的文獻資料為情境考查基因工程。 1發(fā)酵技術(shù)及微生物培養(yǎng)。2.植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交技術(shù)。3.動物細胞工程。4.胚胎工程的理論基礎(chǔ)及應(yīng)用。5.基因工程的基本工具、操作程序及應(yīng)用。6.DNA的粗提取與鑒定。7.DNA片段的擴增及電泳鑒定。8.蛋白質(zhì)工程。9.生物技術(shù)的安全性與倫理問題。
生物工程 2023·遼寧卷19 2021·遼寧卷17
1．傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作
(1)果酒制作的三個方面
①菌種來源：酒精發(fā)酵的菌種來自附著在果皮上的野生酵母菌。
②發(fā)酵原理：酵母菌在有氧條件下進行有氧呼吸并進行大量繁殖，在無氧條件下進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精。
③酒精的檢測：在酸性條件下，重鉻酸鉀可與酒精反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色。
(2)果醋的制作原理：醋酸發(fā)酵是需氧發(fā)酵，需要不斷通入無菌空氣。
(3)泡菜制作
①菌種來源：制作泡菜的菌種主要來自植物體表面的天然的乳酸菌。
②發(fā)酵原理：乳酸菌在無氧條件下能將葡萄糖分解成乳酸。
2．微生物的利用
(1)培養(yǎng)基
①培養(yǎng)基的概念：人們按照微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配制出供其生長繁殖的營養(yǎng)基質(zhì)。
②培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分：培養(yǎng)基可為微生物提供碳源、氮源、無機鹽和水等主要營養(yǎng)物質(zhì)。
(2)無菌技術(shù)
①措施：無菌技術(shù)的主要措施包括消毒和滅菌。
②常用方法：培養(yǎng)基滅菌常采用濕熱滅菌(高壓蒸汽滅菌)法，接種環(huán)滅菌常采用灼燒滅菌法。
(3)微生物的純化與計數(shù)
①純化微生物的方法：常用平板劃線法和稀釋涂布平板法。
②微生物的計數(shù)方法：常用顯微鏡直接計數(shù)法和稀釋涂布平板法。
(4)微生物的篩選
①尿素分解菌的篩選：以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基可以篩選能分解尿素的細菌。
②尿素分解菌的鑒別：在以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基中添加酚紅指示劑，可以鑒別分解尿素的細菌。
3．發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)
選育菌種→擴大培養(yǎng)→配制培養(yǎng)基→滅菌→接種→發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵→分離、提純產(chǎn)物→獲得產(chǎn)品。
植物細胞工程——原理：植物細胞的全能性
(1)植物組織培養(yǎng)中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓。
(2)脫分化階段不需要光，再分化階段需要光。
(3)生長素與細胞分裂素的比值高時，促進根的分化、抑制芽的形成；比值低時，促進芽的分化、抑制根的形成。
(4)體內(nèi)細胞未表現(xiàn)全能性的原因：在特定的時間和空間條件下，細胞中的基因會選擇性地表達。
5．植物體細胞雜交技術(shù)——原理：植物細胞的全能性、細胞膜的流動性
(1)原生質(zhì)體融合成功的標志是再生出細胞壁。植物體細胞雜交完成的標志是培育出雜種植株。
(2)植物體細胞雜交的培養(yǎng)基中要添加蔗糖溶液且濃度略大于原生質(zhì)體內(nèi)的濃度，這樣不僅能為原生質(zhì)體提供營養(yǎng)，還能維持一定的滲透壓，使原生質(zhì)體保持正常的形態(tài)。
6．動物細胞培養(yǎng)(以貼壁細胞為例)——原理：細胞增殖
(1)動物細胞培養(yǎng)過程
①保障無菌、無毒的措施：對培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具進行滅菌處理以及在無菌條件下進行操作，定期更換培養(yǎng)
液。
②動物細胞培養(yǎng)所需氣體主要有O2和CO2。O2是細胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。在進行細胞培養(yǎng)時，通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶，并將它們置于含有95%空氣和5%CO2的混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)。
③動物細胞培養(yǎng)過程中兩次使用胰蛋白酶的作用不同。第一次：處理剪碎的組織，使其分散成單個細胞；第二次：使貼壁生長的細胞從瓶壁上脫落下來分散成單個細胞。
④區(qū)分原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的關(guān)鍵：是否分瓶培養(yǎng)。
(2)干細胞
比較項目 胚胎干細胞(ES細胞) 成體干細胞 誘導(dǎo)多能干細胞(iPS細胞)
來源 早期胚胎 成體組織或器官內(nèi) 由高度分化的組織細胞誘導(dǎo)形成
特點 具有分化為成年動物體內(nèi)的任何一種類型的細胞，并進一步形成機體的所有組織和器官甚至個體的潛能 具有組織特異性，只能分化成特定的細胞或組織，不具有發(fā)育成完整個體的能力 類似胚胎干細胞；誘導(dǎo)過程無須破壞胚胎，理論上可以避免免疫排斥反應(yīng)，應(yīng)用前景更廣泛
7．卵裂期胚胎發(fā)育過程中物質(zhì)和體積變化的規(guī)律
(1)有機物：胚胎沒有和母體建立聯(lián)系，不能從母體獲取有機物，而呼吸消耗一直進行，因此有機物總量減少。
(2)細胞數(shù)目和體積：胚胎總體積不增加，但細胞數(shù)目增多，每個細胞體積減小。
(3)細胞中DNA含量：伴隨細胞分裂，細胞數(shù)目增多，總DNA含量增多，但每個細胞中核DNA含量保持相對穩(wěn)定。
8.胚胎移植中的四個注意點
兩次激素使用 第一次：用孕激素對受、供體進行同期發(fā)情處理； 第二次：用促性腺激素處理使供體超數(shù)排卵
兩次檢查 第一次：對收集的胚胎進行檢查； 第二次：對受體母畜是否妊娠進行檢查
移植時間不同 牛、羊要培養(yǎng)到桑葚胚或囊胚階段； 小鼠、家兔培養(yǎng)到桑葚胚前； 幾乎所有動物都不能培養(yǎng)到原腸胚階段再移植
繁殖方式 胚胎由受精卵形成，屬于有性繁殖； 胚胎由核移植或胚胎分割形成，屬于無性繁殖
9．PCR
(1)原理：DNA半保留復(fù)制。
(2)條件：DNA模板、2種引物、耐高溫的DNA聚合酶和4種脫氧核苷酸。
(3)擴增過程
過程 說明 圖解
變性 溫度超過90 ℃時，雙鏈DNA解聚為單鏈
復(fù)性 溫度下降到50 ℃左右時，兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結(jié)合
延伸 溫度上升到72 ℃左右時，溶液中的4種脫氧核苷酸在耐高溫的DNA聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補配對原則合成新的DNA鏈
(4)PCR過程的兩點提醒
①復(fù)性不一定均為引物與DNA模板結(jié)合。復(fù)性時，引物與DNA模板的結(jié)合是隨機的，也存在DNA解開的兩條鏈的結(jié)合。
②PCR反應(yīng)的結(jié)果不都是所需的DNA片段。因為第一次循環(huán)得到的DNA片段只有一種引物，比所需的DNA片段要長，從第二次循環(huán)才出現(xiàn)所需的DNA片段，這樣的片段存在兩種引物。
10．蛋白質(zhì)工程
(1)目標：根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計改造。
(2)操作手段：改造或合成基因。
(3)設(shè)計流程：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)。
11．DNA的粗提取與鑒定的注意事項
(1)加入酒精和用玻璃棒攪拌時，動作要輕緩，以免加劇DNA分子的斷裂，導(dǎo)致DNA分子不能形成絲狀沉淀。
(2)本實驗不能用哺乳動物成熟的紅細胞作為實驗材料，原因是哺乳動物成熟的紅細胞無細胞核(無DNA)。可選用雞血細胞作為材料。
(3)鑒定DNA時，一支試管為對照組，另一支試管為實驗組。兩支試管中都先加入物質(zhì)的量濃度為2 mol/L的NaCl溶液；在實驗組試管中加入DNA絲狀物，對照組不加；加入二苯胺試劑后沸水浴加熱。結(jié)果可以看到加入DNA絲狀物的試管呈現(xiàn)藍色，對照組無色。如果實驗組藍色較淺，說明提取出的DNA量太少。
12．DNA片段的擴增及電泳鑒定的注意事項
(1)為避免外源DNA等因素的污染，PCR實驗中使用的微量離心管、槍頭和蒸餾水等在使用前必須進行高壓滅菌處理。
(2)該實驗所需材料可以直接從公司購買，緩沖液和酶應(yīng)分裝成小份，并在－20 ℃儲存。使用前，將所需試劑從冰箱拿出，放在冰塊上緩慢融化。
(3)在向微量離心管中添加反應(yīng)組分時，每吸取一種試劑后，移液器上的槍頭都必須更換，避免試劑的污染。
(4)在進行操作時，一定要戴好一次性手套。
(5)觀察DNA帶的分布及粗細程度來評價擴增的效果。
1. （2023·遼寧卷19） 基質(zhì)金屬蛋白酶 和 是癌細胞轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵酶。 和 可以降解明膠，明膠可被某染液染成藍色，因此可以利用含有明膠的凝膠電泳檢測這兩種酶在不同條件下的活性。據(jù)下圖分析，下列敘述正確的是
A． 可以提高 和 活性
B． 保溫降低了 和 活性
C．緩沖液用于維持 和 活性
D． 和 降解明膠不具有專一性
2.（2022·遼寧卷15）為避免航天器在執(zhí)行載人航天任務(wù)時出現(xiàn)微生物污染風險，需要對航天器及潔凈的組裝車間進行環(huán)境微生物檢測。下列敘述錯誤的是
A．航天器上存在適應(yīng)營養(yǎng)物質(zhì)匱乏等環(huán)境的極端微生物
B．細菌形成菌膜粘附于航天器設(shè)備表面產(chǎn)生生物腐蝕
C．在組裝車間地面和設(shè)備表面采集環(huán)境微生物樣品
D．采用平板劃線法等分離培養(yǎng)微生物，觀察菌落特征
3. （2021·遼寧卷17）脫氧核酶是人工合成的具有催化活性的單鏈 分子。下圖為 型脫氧核酶與
靶 結(jié)合并進行定點切割的示意圖。切割位點在一個未配對的嘌呤核苷酸（圖中 所示）和一個配對的嘧啶核苷酸（圖中 所示）之間，圖中字母均代表由相應(yīng)堿基構(gòu)成的核苷酸。下列有關(guān)敘述錯誤的是
A．脫氧核酶的作用過程受溫度的影響
B．圖中 與兩個 之間通過氫鍵相連
C．脫氧核酶與靶 之間的堿基配對方式有兩種
D．利用脫氧核酶切割 可以抑制基因的轉(zhuǎn)錄過程
4.（2024九省聯(lián)考東三省18）為保障糧食安全，我國科研人員以富含纖維素的農(nóng)業(yè)殘渣（秸稈）為原料，利用基因工程改造面包酵母使其表面攜帶相關(guān)酶，可同時高效生產(chǎn)人工淀粉和單細胞蛋白。部分生產(chǎn)工藝如下圖，下列敘述正確的是
注：酵母增殖的適宜溫度為 ，適宜 為 ；酵母發(fā)酵的適宜溫度為 ，適宜 為
A．面包酵母的增殖能促進纖維二糖水解及淀粉合成
B．生產(chǎn)單細胞蛋白時選擇 、 的條件為宜
C．本生產(chǎn)過程最宜在不加通氣和攪拌的啤酒發(fā)酵罐中進行
D．生產(chǎn)前培養(yǎng)基高壓蒸汽滅菌的條件可為 、
1.在制作發(fā)酵食品的學(xué)生實踐中,控制發(fā)酵條件至關(guān)重要。下列相關(guān)敘述錯誤的有 (　　)
A.泡菜發(fā)酵后期,盡管乳酸菌占優(yōu)勢,但仍有產(chǎn)氣菌繁殖,需開蓋放氣
B.制作果酒的葡萄汁不宜超過發(fā)酵瓶體積的2/3,制作泡菜的鹽水要淹沒全部菜料
C.葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌,制作好葡萄酒后,可直接通入無菌空氣制作葡萄醋
D.果酒與果醋發(fā)酵時溫度宜控制在18~25 ℃,泡菜發(fā)酵時溫度宜控制在30~35 ℃
2.如圖是探究果酒與果醋發(fā)酵的裝置示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A.改變通入氣體種類,可以研究呼吸作用類型對發(fā)酵的影響
B.果酒發(fā)酵中期通入氮氣,酵母菌將從有氧呼吸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o氧呼吸
C.果醋的發(fā)酵周期與實驗設(shè)定的溫度密切相關(guān)
D.氣體入口與氣體出口可以交換使用
3.啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)中,大麥經(jīng)發(fā)芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、發(fā)酵、消毒等工序后,最終過濾、調(diào)節(jié)、分裝。下列說法正確的是 (　　)
A.用赤霉素處理大麥,可使大麥種子無須發(fā)芽就能產(chǎn)生α-淀粉酶
B.焙烤是為了利用高溫殺死大麥種子胚并進行滅菌
C.糖漿經(jīng)蒸煮、冷卻后需接種酵母菌進行發(fā)酵
D.通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可減少啤酒酵母雙乙酰的生成,縮短啤酒的發(fā)酵周期
4.啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)中,大麥經(jīng)發(fā)芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、發(fā)酵、消毒等工序后,最終過濾、調(diào)節(jié)、分裝。下列說法正確的是(　　)
A.用赤霉素處理大麥,可使大麥種子無須發(fā)芽就能產(chǎn)生α-淀粉酶
B.焙烤是為了利用高溫殺死大麥種子胚并進行滅菌
C.糖漿經(jīng)蒸煮后趁熱接種酵母菌有利于發(fā)酵快速進行
D.通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可減少啤酒酵母雙乙酰的生成,縮短啤酒的發(fā)酵周期
5.如圖是研究人員從紅棕壤中篩選高效分解尿素細菌的過程示意圖,有關(guān)敘述錯誤的是(多選) (　　)
A.在配制步驟②、③的培養(yǎng)基時,都應(yīng)添加瓊脂作凝固劑
B.步驟③純化分解尿素的細菌的原理是將聚集的細菌分散,可以獲得單細胞菌落
C.步驟③采用涂布平板法接種,并需向牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基中加入尿素
D.步驟④挑取③中不同種的菌落分別接種,可通過溶液pH的變化大小來比較細菌分解尿素的能力
6.根據(jù)食品安全國家標準(GB19645-2010)規(guī)定,每毫升合格的牛奶中細菌總數(shù)不超過50 000個。某興趣小組利用恒溫水浴鍋對新鮮牛奶進行消毒后,進行細菌總數(shù)測定,主要步驟如圖所示。相關(guān)敘述正確的是(多選)(　　)
A.步驟①中用巴氏消毒法對新鮮牛奶進行消毒,可以減少營養(yǎng)物質(zhì)的損失
B.步驟②對牛奶進行梯度稀釋可以使聚集的微生物分散,便于在培養(yǎng)基表面形成單菌落
C.步驟③中牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基要先高壓蒸汽滅菌再調(diào)pH,以防止高溫影響pH的穩(wěn)定
D.實驗結(jié)束時培養(yǎng)基上的菌落可能不止一種,若平均菌落總數(shù)少于50個,則表明滅菌合格
7.抗生素是某些微生物產(chǎn)生的能殺死或抑制其他微生物生長的化學(xué)物質(zhì)。如圖表示從土壤中篩選某種抗生素產(chǎn)生菌的過程,相關(guān)敘述正確的是(多選) (　　)
A.菌株的透明圈越大,其產(chǎn)生的抗生素抑菌效果越好
B.沒有透明圈產(chǎn)生的菌株一定不能產(chǎn)生抗生素
C.接種測試菌3時,接種環(huán)可能在灼燒后未冷卻
D.測試菌2、5對該菌產(chǎn)生的抗生素具有一定的抗性
8.如圖表示利用細胞融合技術(shù)進行基因定位的過程,在人—鼠雜種細胞中人的染色體會以隨機方式丟失,通過分析基因產(chǎn)物進行基因定位。現(xiàn)檢測細胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中人的4種酶活性,只有Ⅱ具有芳烴羥化酶活性,只有Ⅲ具有胸苷激酶活性,Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脫氫酶活性。下列相關(guān)敘述正確的有 (　　)
A.加入滅活仙臺病毒的作用是促進細胞融合
B.細胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為人—人、人—鼠、鼠—鼠融合細胞
C.芳烴羥化酶基因位于2號染色體上,乳酸脫氫酶基因位于11號染色體上
D.胸苷激酶基因位于17號染色體上,磷酸甘油酸激酶基因位于X染色體上
9.小鼠胚胎干細胞經(jīng)定向誘導(dǎo)可獲得多種功能細胞,制備流程如圖所示。下列敘述錯誤的是(多選)(　　)
A.為獲得更多的囊胚,采用激素注射促進雄鼠產(chǎn)生更多的精子
B.細胞a和細胞b內(nèi)含有的核基因不同,所以全能性高低不同
C.用胰蛋白酶將細胞a的膜蛋白消化后可獲得分散的胚胎干細胞
D.胚胎干細胞和誘導(dǎo)出的各種細胞都需在CO2培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)
10.如圖為細胞融合的示意圖,下列敘述正確的是(多選)(　　)
A.若a細胞和b細胞是植物細胞,需先去分化再誘導(dǎo)融合
B.a細胞和b細胞之間的融合需要促融處理后才能實現(xiàn)
C.c細胞的形成與a、b細胞膜的流動性都有關(guān)
D.c細胞將同時表達a細胞和b細胞中的所有基因
11.SOD是一種廣泛分布于各種細胞中的抗氧化酶,它能催化超氧陰離子自由基形成H2O2,增強植物的抗逆性。如圖為培育能夠產(chǎn)生SOD的農(nóng)作物新品種的一種方式,有關(guān)敘述錯誤的是(多選) (　　)
A.①過程中最常用的方法是采用感受態(tài)細胞法將SOD基因?qū)胫参锛毎?br/>B.②需要進行照光培養(yǎng),以誘導(dǎo)葉綠素的形成
C.③表示再分化過程,無需嚴格的無菌操作
D.該育種方式利用了細胞工程和基因工程,能體現(xiàn)植物細胞的全能性
12.下列關(guān)于胚胎工程的敘述,錯誤的是(多選)(　　)
A.進行胚胎移植前需要對供體和受體進行免疫檢查
B.胚胎干細胞具有細胞核大、核仁小和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點
C.早期胚胎需要移植到經(jīng)同期發(fā)情處理的同種雌性動物體內(nèi)發(fā)育
D.胚胎分割時可以分離內(nèi)細胞團細胞進行DNA分析,鑒定性別
13.如圖是體細胞核移植的流程圖,下列說法正確的是(多選)(　　)
A.操作過程中需要將卵母細胞培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期,用顯微操作儀將卵母細胞去核
B.利用體細胞核移植技術(shù),可以加速家畜遺傳改良進程,促進優(yōu)良畜種繁育
C.重新組合的細胞需用物理或化學(xué)方法激活,目的是使其完成細胞分裂和發(fā)育進程
D.受體母牛需要用促性腺激素進行同期發(fā)情處理
14.原產(chǎn)地為美國的白蛾、南美洲普拉塔河流域的福壽螺、北美的草地貪夜蛾、加拿大的一枝黃花等30余種外來物種給我國工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了極大的災(zāi)難。下列有關(guān)外來物種的敘述正確的是 (　　)
A.外來物種入侵或引種不當可使侵入地食物鏈遭到嚴重破壞
B.外來物種大量繁殖主要是侵入地缺少天敵,其種群數(shù)量在一段時間內(nèi)呈“J”形增長
C.科學(xué)家賦予了轉(zhuǎn)基因生物的某些特殊功能,增強了其生存能力,轉(zhuǎn)基因植物有可能像“入侵的外來物種”
D.可利用外來物種的捕食者、競爭者或寄生物控制其危害
15.新冠肺炎輕型病例在連續(xù)兩次病毒核酸檢測(采樣時間至少間隔24小時)N基因和ORF基因的Ct值均≥35時,即可解除隔離管理。將某目的基因與過量的熒光素混合后放入PCR反應(yīng)體系中,隨PCR產(chǎn)物的積累,熒光信號逐漸增強,將熒光信號達到設(shè)定閾值時所經(jīng)歷的循環(huán)次數(shù)稱為Ct值。下列說法錯誤的是 (　　)
A.利用熒光定量PCR方法測N基因和ORF基因的Ct值時,需要用到逆轉(zhuǎn)錄酶、解旋酶、耐高溫的DNA聚合酶
B.采樣標本中的N基因和ORF基因數(shù)量與Ct值呈負相關(guān)
C.PCR過程中每次循環(huán)都要經(jīng)歷各不相同的一次升溫和一次降溫
D.PCR過程中添加的鎂離子可以提高Taq DNA聚合酶的活性
16.熱啟動PCR可提高擴增效率,其基本方法是進行反應(yīng)之前將熱穩(wěn)定的DNA聚合酶、dNTP和引物等先不要加入樣品管內(nèi),而是將樣品加熱,待溫度升到70 ℃以上時,再將上述試劑加入,開始PCR擴增。下列敘述正確的有(多選) (　　)
A.熱穩(wěn)定的DNA聚合酶最適催化溫度范圍為50~60 ℃
B.與常規(guī)PCR相比,熱啟動PCR可減少反應(yīng)起始時引物錯配形成的產(chǎn)物
C.兩條子鏈合成一定都是從5'端向3'端延伸
D.PCR產(chǎn)物DNA堿基序列的特異性體現(xiàn)了熱穩(wěn)定的DNA聚合酶的特異性
17.B基因存在于水稻基因組中,其僅在體細胞(2n)和精子(n)中正常表達,但在卵細胞中不轉(zhuǎn)錄。為研究B基因表達對卵細胞的影響,設(shè)計了如圖實驗(Luc基因表達的熒光素酶能催化熒光素產(chǎn)生熒光,融合基因表達的蛋白質(zhì)能保留兩種蛋白質(zhì)各自的功能)。相關(guān)敘述正確的是(多選)(　　)
A.由于DNA聚合酶不能合成使B基因在水稻卵細胞中不能轉(zhuǎn)錄
B.T-DNA以單鏈形式整合到受體細胞的染色體DNA上
C.過程②轉(zhuǎn)化篩選水稻愈傷組織時,需在培養(yǎng)基中加入潮霉素
D.可通過檢測加入熒光素的卵細胞中是否發(fā)出熒光鑒定B基因是否表達
18.重疊延伸PCR技術(shù)是一種通過寡聚核苷酸鏈之間重疊的部分互相搭橋、互為模板,經(jīng)過多次PCR擴增,獲得目的基因的方法。該技術(shù)在擴增較長片段的DNA、不同來源的DNA片段拼接、基因的定點誘變等方面具有廣泛的應(yīng)用前景,如圖表示利用重疊延伸PCR技術(shù)擴增某目的基因的過程。下列敘述正確的是 (　　)
A.引物中G+C的含量越高,引物與模板DNA結(jié)合的穩(wěn)定性越高
B.在第一階段由于引物2和引物3發(fā)生堿基互補配對,因此兩者置于不同反應(yīng)系統(tǒng)中
C.引物1、2組成的反應(yīng)系統(tǒng)和引物3、4組成的反應(yīng)系統(tǒng)中均進行一次復(fù)制后,共產(chǎn)生4種雙鏈DNA分子
D.在引物1、2組成的反應(yīng)系統(tǒng)中,經(jīng)第一階段要形成圖示雙鏈DNA,至少要經(jīng)過3次復(fù)制

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