高中生物 （新高考）2021届高考二轮精品专题十四 生物技术与工程 教师版

2017年高考“最后三十天”专题透析2017年高考“最后三十天”专题透析好教育云平台--教育因你我而变好教育云平台--教育因你我而变专题专题十四××生物技术与工程命题趋势命题趋势1．近五年的考题中，对微生物的分离和培养的考查尤为突出，侧重考查微生物的培养、分离、计数、无菌技术等基本知识，对传统发酵技术的发酵原理、制作流程等的考查频度也在不断提高。对于基因工程的考查频度较高，侧重考查基因工程的工具，操作程序与应用等。植物细胞工程的应用以及动物细胞工程技术中的核移植技术、单克隆抗体的制备也有所考查。胚胎移植的概念及移植胚胎的来源也会涉及。2．本专题以非选择题的形式考查。常借助某一特定的微生物的分离和培养考查微生物的营养、接种方法等；对于生物技术在食品加工中的应用，常借助发酵实例考查，填充内容多为教材中一些结论性语句等。植物组织培养技术、植物有效成分的提取的考查也多以教材基础知识为主。常借助简洁的文字材料或流程图、结构图等考查有关基因工程、动物细胞工程的原理、技术手段等，尤为注重对教材中一些关键词的填充及对结论性语句的准确表述等。3．2021年备考时应注意：(1)某种微生物数量的测定。(2)利用微生物进行发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用。(3)利用比较法归纳总结并掌握常见传统发酵技术的原理、流程及影响因素等。(4)限制酶、DNA连接酶和载体的作用及PCR技术。(5)动物的细胞培养与体细胞克隆。(6)单克隆抗体制备过程。(7)图解分析法理解胚胎发育的过程和胚胎移植的程序。考点清单考点清单考点1微生物的培养、分离与计数1．消毒和灭菌的比较2．平板划线法每次灼烧的目的3．纯化微生物的接种方法项目平板划线法稀释涂布平板法原理通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。在数次划线后培养，可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子胞群体，即菌落将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落优点可以观察菌落特征，对混合菌进行分离可以计数，可以观察菌落特征缺点不能计数吸收量较少，较麻烦，平板不干燥效果不好，容易蔓延4．选择培养基与鉴别培养基的比较考点2传统发酵技术的应用1．比较果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作项目内容果酒和果醋的制作腐乳的制作制作泡菜并检测亚硝酸盐含量作用菌种果酒:酵母菌果醋:醋酸菌毛霉乳酸菌原理(1)酵母菌在无氧条件下将葡萄糖氧化成乙醇(2)醋酸菌在有氧条件下将乙醇氧化为醋酸毛霉将蛋白质、脂肪分解成小分子有机物乳酸菌将糖转化为乳酸原料选择新鲜葡萄(或苹果)豆腐大白菜、花椰菜等新鲜干净的蔬菜发酵条件果酒:前期需氧，后期不需氧果醋:一直需氧一直需氧无氧发酵温度果酒:18~25℃果醋:30~35℃15~18℃常温实验流程挑选葡萄↓榨汁↓↘酒精发酵醋酸发酵↓↓果酒果醋让豆腐上长出毛霉↓加盐腌制↓加卤汤装瓶↓密封腌制制泡菜：选材配制盐水↓加调味料，装坛↓发酵↓成品测亚硝酸盐含量:配制溶液制备标准显色液→制备样品处理液→比色考点3基因工程1．几种获取目的基因方法的比较2．比较DNA复制和PCR技术3．与DNA有关的酶的归纳与比较4．将目的基因导入受体细胞的方法比较5．DNA的粗提取与鉴定的方法步骤考点4细胞工程1．植物组织培养的关键点(1)植物组织培养的关键①条件：离体、一定的营养物质、激素(生长素、细胞分裂素)等。②培养基状态：固体培养基(脱分化培养基、生根培养基及生芽培养基)。③体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有选择性。(2)植物激素的使用生长素/细胞分裂素的比值适中时，促进愈伤组织形成；比值高时，促进根分化、抑制芽形成；比值低时，促进芽分化、抑制根形成。(3)光照的使用脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素的形成。2．植物体细胞杂交的关键点(1)酶解法——用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。(2)促融剂——聚乙二醇。(3)杂种细胞的形成标志——新细胞壁的形成。(4)培养为杂种植株的技术——植物组织培养。(5)培养成功的原理——细胞全能性。3．动物细胞培养的特殊条件(1)胰蛋白酶的使用：首先用胰蛋白酶处理动物的器官或组织，以制备单细胞悬液；培养过程中发生接触抑制时，同样要用胰蛋白酶使细胞分散开。(2)避免杂菌污染的措施：培养液及培养用具灭菌处理，加入一定量的抗生素，定期更换培养液。(3)特殊的营养条件①液体培养基。②加入动物血清、血浆等。③通入氧气以满足代谢的需要。④通入二氧化碳以维持培养液的pH。4．克隆动物的技术手段动物细胞培养、核移植、早期胚胎培养和胚胎移植。5．突破体细胞克隆(1)在细胞核移植技术中，注入去核卵母细胞中的不是供体细胞的细胞核，而是整个细胞，同时伴随有两细胞融合现象，这体现了细胞膜的结构特点——具有一定的流动性。(2)该技术中形成的重组细胞最终发育成一个新个体，体现了动物细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。(3)克隆属于无性繁殖，产生的新个体的绝大多数性状与供核亲本相同。(4)利用核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同：①克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞的细胞核，但其细胞质中的DNA主要来自去核的卵母细胞。②性状是基因型与环境共同作用的结果，供核动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不完全相同，其性状可能和供核动物也不完全相同。③克隆动物在个体发育过程中有可能发生基因突变，产生供核动物没有的性状。考点5胚胎工程及生物技术的安全性与伦理问题1．胚胎工程的操作流程分析2．生物技术中的伦理问题(1)克隆人①分类a．生殖性克隆是指以繁殖个体为目的，即用于产生人类个体。b．治疗性克隆是指利用核移植技术获得克隆人胚胎，然后从胚胎中提取干细胞进行医学研究，是利用克隆技术产生特定细胞和组织(皮肤、神经或肌肉等)用于治疗性移植。②中国政府态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。(2)试管婴儿与设计试管婴儿①试管婴儿：运用体外受精和胚胎移植技术繁殖个体，目的是解决不孕夫妇的生育问题。②设计试管婴儿：体外受精获得的胚胎在移植前进行遗传学诊断，以便筛选出符合特定要求的胚胎。

精题集训精题集训（70分钟）经典训练题经典训练题1．（2020年山东卷·12）我国的酿酒技术历史悠久，古人在实际生产中积累了很多经验。《齐民要术》记载：将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发，如鱼眼汤，净淘米八斗，炊作饭，舒令极冷”。意思是将酒曲浸到活化，冒出鱼眼大小的气泡，把八斗米淘净，蒸熟，摊开冷透。下列说法错误的是（）A．“浸曲发”过程中酒曲中的微生物代谢加快B．“鱼眼汤”现象是微生物呼吸作用产生的CO2释放形成的C．“净淘米”是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施D．“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡【答案】C【解析】“浸曲发”是将酵母菌活化，可以使微生物代谢加快，A正确；“鱼眼汤”是指酵母菌在呼吸过程中产生CO2，使溶液中出现气泡，B正确；在做酒过程中，为消除杂菌的影响主要靠“炊作饭”，即蒸熟，C错误；“舒令极冷”是将米饭摊开冷透，防止温度过高导致微生物（酵母菌死亡），D正确。【点评】本题需要考生结合酵母菌的代谢类型进行分析，理解题干中的相关术语是解答本题的关键。2．（多选）（2020年江苏卷·23）小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞、制备流程如图所示。下列叙述错误的是（）A．为获得更多的囊胚，采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子B．细胞a和细胞b内含有的核基因不同，所以全能性高低不同C．用胰蛋白酶将细胞a的膜白消化后可获得分散的胚胎干细胞D．胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养【答案】ABC【解析】为了获得更多的囊胚，可以采用激素促进成熟雌性个体超数排卵，然后将卵细胞从母体内取出，在试管内与人工采集的精子进行体外受精，培育成胚胎，A错误；细胞a和细胞b是由同一个受精卵经过有丝分裂形成的，故核基因相同，B错误；运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞，首先必须用胰蛋白酶处理内细胞团，分解细胞间的胶原蛋白等，使之分散成单个细胞，C错误；动物细胞培养时需要在5%CO2的培养箱中进行培养，以维持培养液的pH，D正确。故选ABC。3．（2020年全国统一高考生物试卷（新课标Ⅰ）·37）某种物质S（一种含有C、H、N的有机物）难以降解，会对环境造成污染，只有某些细菌能降解S。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基，甲的组分为无机盐、水和S，乙的组分为无机盐、水、S和Y。回答下列问题：（1）实验时，盛有水或培养基的摇瓶通常采用_______________的方法进行灭菌。乙培养基中的Y物质是_______________。甲、乙培养基均属于______________培养基。（2）实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL，若要在每个平板上涂布100μL稀释后的菌液，且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个，则至少应将摇瓶M中的菌液稀释________________倍。（3）在步骤⑤的筛选过程中，发现当培养基中的S超过某一浓度时，某菌株对S的降解量反而下降，其原因可能是________________（答出1点即可）。（4）若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数，请写出主要实验步骤________________。（5）上述实验中，甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同，但都能为细菌的生长提供4类营养物质，即________________。【答案】（1）高压蒸汽灭菌琼脂选择（2）104（3）S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长（4）取淤泥加入无菌水，涂布（或稀释涂布）到乙培养基上，培养后计数（5）水、碳源、氮源和无机盐【解析】（1）常用高压蒸汽灭菌法处理盛有水或培养基的摇瓶，乙为固体培养基，故需要加入Y琼脂；甲和乙培养基可以用于筛选能降解S的菌株，故均属于选择培养基。（2）若要在每个平板上涂布100μL稀释液后的菌液，且每个平板上长出的菌落数不超过200个，则摇瓶M中的菌液稀释的倍数至少为2×107÷1000×100÷200=1×104倍。（3）当培养基中的S超过某一浓度后，可能会抑制菌株的生长，从而造成其对S的降解量下降。（4）要测定淤泥中能降解S的细菌的细胞数，可以取淤泥加无菌水制成菌悬液，稀释涂布到乙培养基上，培养后进行计数。（5）甲和乙培养基均含有水、无机盐、碳源、氮源。【点评】培养基常用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，接种工具应该进行灼烧灭菌，玻璃器皿等耐高温的、需要干燥的物品，常采用干热灭菌。4．（2020年全国统一高考生物试卷（新课标Ⅱ）·37）研究人员从海底微生物中分离到一种在低温下有催化活性的α-淀粉酶A3，并对其进行了研究。回答下列问题：（1）在以淀粉为底物测定A3酶活性时，既可检测淀粉的减少，检测应采用的试剂是_________，也可采用斐林试剂检测________的增加。（2）在A3的分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度，通常会在凝胶中添加SDS，SDS的作用是___________________和___________________。（3）本实验中，研究人员在确定A3的最适pH时使用了三种组分不同的缓冲系统，结果如图所示。某同学据图判断，缓冲系统的组分对酶活性有影响，其判断依据是______________。（4）在制备A3的固定化酶时，一般不宜采用包埋法，原因是___________________________（答出1点即可）。【答案】（1）碘液还原糖（或答：葡萄糖）（2）消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响使蛋白质发生变性（3）在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同（4）酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出【解析】（1）测定酶活性时，可以通过检测反应物的减少或生成物的增加来反映酶活性，所以可以用碘液检测淀粉的减少，也可用斐林试剂检测还原糖（或葡萄糖）的增加。（2）鉴定蛋白质纯度常用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法，凝胶中加入SDS可以消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响，并使蛋白质发生变性。（3）分析题中曲线可知，在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同，可推测缓冲系统的组分对酶活性有影响。（4）由于酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出，所以固定化酶时，一般不采用包埋法。【点评】本题比较基础，考查蛋白质的提取和分离、固定化酶技术等相关知识，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的试剂及试剂的作用、实验操作步骤等，考生在平时的学习过程中应注意积累。5．（2020新课标I卷．38）为研制抗病毒A的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。回答下列问题：（1）上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A，该处理的目的是_________________。（2）写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤：_________________。（3）为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于_________________，使用该培养基进行细胞培养的结果是_________________。图中筛选2含多次筛选，筛选所依据的基本原理是_________________。（4）若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可采用的方法有________________（答出2点即可）。【答案】（1）诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞（2）取小鼠甲脾脏剪碎，用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液（3）选择培养基只有杂交瘤细胞能够生存抗原与抗体的反应具有特异性（4）将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖；将杂交瘤细胞在体外培养【解析】（1）实验前给小鼠甲注射病毒A，是为了诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞。（2）取小鼠的脾脏，剪碎组织，用胰蛋白酶处理获得单个细胞，加入培养液可以制成单细胞悬液。（3）图中筛选1需要用到选择培养基，只有杂交瘤细胞可以存活。筛选2是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞，该过程要用到抗原抗体杂交，故筛选所依据的原理是抗原-抗体反应具有特异性。（4）获得能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞后，可以在体外培养液中进行培养，或在小鼠的腹腔中进行培养，使杂交瘤细胞大量增殖。【点评】制备单克隆抗体的过程中，需要用到动物细胞融合和动物细胞培养，需要用到两次筛选，第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞，第二次筛选的目的是获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞。6．（2020新课标III卷．38）W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图所示。（1）步骤①中需要使用的工具酶有________________。步骤②和③所代表的操作分别是________________和________________。步骤④称为________________。（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的______________（答出2点即可）的限制。（3）一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息________________（填相同或不同），原因是_________。（4）从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技术有_____________（答出2点即可）。【答案】(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶显微注射体外培养胚胎移植(2)性别、年龄(3)相同两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵(4)体外受精、胚胎移植【解析】（1）由分析可知，步骤①为构建基因表达载体，需使用同种限制酶切割目的基因和运载体，再由DNA连接酶连接粘性末端，形成重组表达载体；步骤②为显微注射；步骤③为体外培养；步骤④为胚胎移植。（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W，可从动物一出生就收集产物,不受动物的性别和年龄的限制。（3）在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞是由同一个受精卵有丝分裂产生的体细胞，其细胞核中染色体DNA所含的遗传信息相同。（4）由分析可知，步骤③为体外培养，步骤④为胚胎移植，均属于胚胎工程。【点评】本题考查基因工程和胚胎工程的相关知识，要求考生识记基因工程的基本工具和操作步骤，掌握胚胎工程各项技术的相关细节，能结合所学的知识准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查。高频易错题高频易错题1．下列有关果酒、果醋和腐乳制作的叙述，正确的是（）A．参与果酒发酵和果醋发酵的微生物都含有线粒体B．果酒制成后只需将装置转移至温度较高的环境中即可制成果醋C．在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与D．制作腐乳时加盐和白酒的作用主要是调节口感【答案】C【解析】参与果酒、果醋制作的微生物分别是酵母菌、醋酸(杆)菌，其中醋酸杆菌是原核生物，不含线粒体，A错误；果酒制成后除需转移到温度较高的环境外，还需醋酸杆菌且需在有氧环境中才可制成果醋，B错误；腐乳制作过程中发挥作用的微生物主要是毛霉，其分泌的蛋白酶能将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸，C正确；制作腐乳时加盐和白酒的作用主要是抑制微生物生长，D错误。2．下图装置可用于生物技术实践的相关实验，下列有关叙述错误的是（）A．两种装置都可用于果酒的制作B．利用乙装置制作葡萄酒时，葡萄汁装入发酵瓶大约2/3的空间C．乙装置的排气口通过一个长而弯曲的胶管，可防止杂菌污染D．用甲装置制作果酒时温度应控制在20℃左右，并不时地移开瓶盖以排出气体【答案】D【解析】两种装置都可用于果酒的制作，其中乙装置可以先通入空气后密封，A正确；利用乙装置制作果酒时，瓶中的果汁不能装满，防止发酵液溢出，B正确；乙装置的排气口通过一个长而弯曲的胶管，排出果酒制备时产生的二氧化碳，而且能防止空气中微生物的污染，C正确；用甲装置制作果酒时温度应控制在18~25℃，同时由于发酵时产生二氧化碳，故需要拧松瓶盖排气，不能拿开瓶盖，否则会造成杂菌污染，D错误。3．（多选）下列有关微生物培养的叙述，错误的是（）A．涂布接种时，需将涂布器沾酒精后在酒精灯外焰上引燃，冷却后再使用B．纯化培养时，培养皿应倒置放在恒温培养箱内的摇床上培养C．分离计数时，可用稀释涂布平板法对需计数的微生物进行分离D．观察菌落时，应将培养皿盖拿掉以利于看清菌落的形态特征【答案】BD【解析】涂布接种时，将涂布器末端浸在盛有酒精的烧杯中，取出时，要让多余的酒精在烧杯中滴尽，然后将沾有酒精的涂布器在火焰上引燃，A正确；纯化培养时，不能用摇床培养，B错误；可以用稀释涂布平板法对微生物进行分离计数，C正确；观察菌落时，不能拿掉培养皿盖，D错误。4．下列关于基因工程的基本操作程序的叙述，正确的是（）A．基因工程的第三步是目的基因与运载体的结合B．只要目的基因进入了受体细胞就能成功表达C．常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒D．DNA连接酶的作用是连接两个黏性末端的碱基【答案】C【解析】基因工程的第三步是将目的基因导入受体细胞，A错误；目的基因进入受体细胞中，由于操作失误和不可预测的干扰等，并不是所有受体细胞都能按照预先设计的方案进行重组和表达，真正能有效表达的只是一小部分，而且细胞中的基因也是选择性表达的，B错误；常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒，C正确；DNA连接酶的作用是使两个DNA分子末端的脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸基因间形成磷酸二酯键，D错误。5．土壤农杆菌侵染植物细胞时，Ti质粒上的T-DNA片段能转入植物的基因组，因此常利用农杆菌的Ti质粒作为运载体进行转基因操作。下列相关叙述正确的是（）A．目的基因应插入T-DNA片段外，以防止破坏T-DNAB．T-DNA片段有利于介导外源DNA整合到植物的染色体上C．Ti质粒是一种环状DNA分子，属于细菌的拟核DNAD．用Ca2+处理农杆菌，以利于其侵染植物细胞【答案】B【解析】在农杆菌转化法中，需要将目的基因插入T-DNA片段内，A错误；T-DNA片段有利于介导外源DNA整合到植物的染色体上，B正确；Ti质粒是一种环状DNA分子，是存在于细菌细胞质中的DNA，C错误；农杆菌转化法中不需要用Ca2+处理农杆菌，应直接利用土壤农杆菌感染植物细胞，D错误。6．（多选）为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图1)，拟将其与质粒(图2)重组，再借助农杆菌导入菊花中。下列操作与实验目的符合的是（）A．用限制性核酸内切酶EcoRⅠ和DNA连接酶构建重组质粒B．在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞C．用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞D．用分子杂交的方法检测C基因是否整合到菊花染色体上【答案】ACD【解析】据图分析可知，在目的基因的两端、启动子和终止子之间都有限制性核酸内切酶EcoRⅠ的切割位点，因此可以用限制性核酸内切酶EcoRⅠ切割目的基因和运载体，之后再用DNA连接酶连接形成基因表达载体，A正确；由图2可知，标记基因是潮霉素抗性基因，应该在培养基中添加潮霉素，筛选被转化的菊花细胞，B错误；将目的基因导入到植物细胞，常用农杆菌转化法，可以将目的基因C导入农杆菌的Ti质粒的T-DNA片段上，之后再用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入菊花细胞中染色体的DNA上，C正确；要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子杂交技术，D正确。7．胚胎移植是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。下图为牛胚胎移植示意图，据图分析，下列叙述正确的是（）A．同期发情处理与过程a使用的是同一种激素B．过程b的生理基础是供体与受体生理环境相同C．过程c有手术法和非手术法两种方法D．供体母牛、供体公牛和受体母牛均要求遗传性能优秀【答案】C【解析】使用促性腺激素对供体进行超数排卵处理，同期发情用孕激素进行处理，目的是使供体与受体处于相同或相近的生理状态，A错误；过程b是早期胚胎的培养，其生理基础是细胞的分裂和分化，B错误；过程c是胚胎移植，有手术法和非手术法两种方法，C正确；供体母牛和供体公牛要求遗传性能优秀即可，受体母牛要选择有健康的体质和正常繁殖能力的个体，D错误。8．下列哪项不是人工授精和体外受精的区别?（）A．人工授精能更有效地发挥公畜的优良特性B．体外受精能更有效地发挥母畜的繁殖潜能C．人工授精和体外受精的本质不同D．人工授精的精卵结合在母畜体内，而体外受精的这一过程在母畜体外【答案】C【解析】人工授精是用人工的方法，把公畜的精液注入母畜生殖道内，使精卵结合；体外受精是将人工获取的精子和卵子在体外完成受精。这两者的本质都是两性生殖细胞的结合，只不过前者是在体内完成的，后者是在体外完成的，C错误。9．（多选）CRISPR/Cas9基因编辑技术的原理是通过设计向导RNA中的识别序列，引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割(如图)。下列有关叙述正确的是（）A．向导RNA可在RNA聚合酶的催化下，以核糖核苷酸为原料合成B．向导RNA中的识别序列可与目标DNA单链特定区域进行碱基互补配对C．Cas9蛋白的作用是破坏DNA特定位点脱氧核苷酸之间的氢键D．该技术由于存在脱靶等风险，可能会带来一系列安全性及伦理问题【答案】ABD【解析】向导RNA可通过转录形成，该过程需要RNA聚合酶的催化，A正确；结合题意，分析图解可知，向导RNA中的识别序列可与目标DNA单链特定区域进行碱基互补配对，B正确；Cas9蛋白是一种核酸内切酶，作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，C错误；该技术由于存在脱靶等风险，可能会带来一系列安全性及伦理问题，D正确。精准预测题精准预测题1．某同学在线提交了在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋的实验报告，他的做法错误的是（）A．选择新鲜的葡萄略泇冲洗，除去枝梗后榨汁B．将玻璃瓶用酒精消毒后，装满葡萄汁C．酒精发酵期间，根据发酵进程适时拧松瓶盖放气D．酒精发酵后去除瓶盖，盖一层纱布，再进行醋酸发酵【答案】B【解析】选择新鲜的葡萄洗1到2次，除去枝梗后榨汁，A正确；葡萄汁不能装满，需装至玻璃瓶的2/3空间，B错误；酒精发酵期间会产生二氧化碳，故需适时拧松瓶盖，防止发酵瓶爆裂，C正确；醋酸菌是好氧菌，故醋酸发酵时应去除瓶盖，加一层纱布，D正确。2．植物组织培养过程中，无菌操作步骤至关重要。下列关于无菌操作的叙述，错误的是（）A．不耐高温的植物激素需过滤除菌后才能添加到已灭菌的培养基中B．超净工作台可用紫外线消毒，镊子、剪刀可灼烧灭菌C．植物材料用次氯酸钠消毒后接种到培养基中D．玻璃培养皿常采用干热灭菌法灭菌【答案】C【解析】对不耐高温的植物激素除菌时无法用高压蒸汽灭菌法，可以用滤膜过滤除菌，再添加到已灭菌的培养基中，A正确；接种室和超净工作台等表面消毒，可用紫外线进行消毒，镊子、剪刀等金属器具可灼烧灭菌，B正确；植物组织培养中的外植体用70%的酒精和氯化汞（或次氯酸钠）进行消毒，外植体取出后，在无菌水中漂洗了消毒液后才能接种到培养基中，C错误；玻璃培养皿常采用干热灭菌法灭菌，D正确。3．（多选）野生型大肠杆菌能够在基本培养基中生长，突变菌株A和突变菌株B由于不能自己合成某些营养素，而不能在基本培养基上生长。科学工作者利用菌株A和菌株B进行了如下两个实验。实验一：将菌株A和菌株B混合后，涂布于基本培养基上，结果如图1；实验二：将菌株A和菌株B分别置于U形管的两端，中间由过滤器隔开。加压力或吸力后，培养液可以自由流通，但细菌细胞不能通过。经几小时培养后，将菌液A、B分别涂布于基本培养基上，结果如图2。下列推测正确的是（）A．菌株之间可能发生类似有性杂交的现象B．不同菌株间接触后才可能交换遗传物质C．菌株A和菌株B含有相同的突变基因D．混合培养的菌株都能在基本培养基上生长【答案】AB【解析】据题意分析，推测菌株之间可能发生类似有性杂交的现象，A正确；不同菌株间接触后才可能交换遗传物质，导致变异，B正确；若菌株A和菌株B含有相同的突变基因，则两者不可能产生可在基本培养基上生长的菌株，C错误；据图可知，混合培养液中有可在基本培养基上生长的菌株，但不能说明混合培养的菌株都能在基本培养基上生长，D错误。4．中华鲟是地球上最古老的脊椎动物，被称为“活化石”。研究者试图通过蛋白质工程改造中华鲟体内的某些蛋白质，使其更加适应现在的水域环境。以下说法错误的是（）A．该工程可以定向改变蛋白质分子的结构B．改造蛋白质是通过改造基因结构来实现的C．改造后的中华鲟和现有中华鲟仍是同一物种D．改造后的中华鲟的后代不具有改造的蛋白质【答案】D【解析】蛋白质工程可以定向改造蛋白质分子的结构，A正确；改造蛋白质是通过改造基因结构来实现的，B正确；改造后的中华鲟具有新的性状，但其和现有中华鲟仍是同一物种，C正确；蛋白质工程改造的是基因，可以遗传给子代，因此改造后的中华鲟的后代也具有改造的蛋白质，D错误。5．下图为植物组织培养的流程图。据图分析，下列说法正确的是（）A．配制好的培养基在灭菌后要及时分装避免冷却凝固B．图中三种培养基的差异主要表现在植物激素的含量方面C．整个培养过程中需要适宜的温度和不间断的人工光照D．长出丛芽和生根的过程中细胞的遗传物质发生改变【答案】A【解析】配制好的培养基在灭菌后要及时分装避免冷却凝固，A正确；图中三种培养基的差异主要表现在植物激素的种类和含量方面，B错误；脱分化过程要避光处理，C错误；长出丛芽和生根的过程是细胞分裂和分化的过程，遗传物质不会发生改变，D错误。6．生物技术发展速度很快，已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一匹野马刚死亡，以下提供的“复生”野马个体的方法中能够成功的是（）A．将野马的体细胞取出，利用组织培养技术，经脱分化、再分化，培育成新个体B．将野马的体细胞两两融合，再经组织培养技术培育成新个体C．取出野马的体细胞核移植到母家马的去核卵细胞中，经孕育培养成新个体D．将野马基因导入家马的受精卵中，培育成新个体【答案】C【解析】动物细胞的全能性受到限制，因此直接用动物细胞培养不能培育出新个体，A错误；动物细胞融合技术还不能形成新的动物个体，而且细胞融合后会导致遗传物质加倍，B错误；取出野马的体细胞核移植到母家马的去核卵细胞中，经孕育培养成新个体，可以克隆形成野马，C正确；将野马的基因导入家马的受精卵中，属于基因工程，可培育出具有新性状的家马，D错误。7．（多选）下图是利用生物学技术制备抗体的两种途径，图中数字代表过程。则下列相关说法错误的是（）A．过程①可用灭活的病毒或聚乙二醇作诱导剂，诱导细胞融合B．过程②是指X细胞在选择培养基上培养获得杂交瘤细胞的过程C．图中获得V1基因的方法是从基因组文库中获取D．上图制备抗体过程中运用了动物细胞培养、动物细胞融合和转基因等技术【答案】C【解析】过程①为动物细胞融合，可用灭活的病毒或聚乙二醇诱导细胞融合，A正确；过程②是指X细胞在选择培养基上培养，获得杂交瘤细胞Y的过程，B正确；图中获得V1基因的方法是反转录法，C错误；图中制备抗体的过程中，运用了动物细胞培养、动物细胞融合和转基因等技术，D正确。8．生物技术的安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列相关叙述错误的是（）A．应严格选择转基因植物的目的基因，避免产生对人类有害的物质B．当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验，但不反对治疗性克隆C．反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿D．生物武器用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力【答案】D【解析】培育转基因植物时，要根据目的基因的产物是否对人类有害，来确定该目的基因能否用于转基因植物的培育，A正确；克隆人会给社会带来伦理上的问题，所以当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验，治疗性克隆对于一些重大疾病的治疗具有积极的意义，所以并不反对治疗性克隆，B正确；科学地设计试管婴儿对于治疗一些难治之症具有积极的意义，但有人却滥用此技术选择性设计婴儿，所以设计试管婴儿遭到反对，C正确；干扰素并不能用于制造生物武器，多用于治疗一些病毒性疾病，D错误。9．下图是利用二倍体小鼠所做的实验，下列有关分析不合理的是（）A．过程①需运用早期胚胎培养技术B．图中囊胚细胞的基因型不都相同C．代孕母鼠对植入的胚胎基本无免疫排斥D．嵌合体幼鼠是四倍体【答案】D【解析】过程①为动物细胞培养(早期胚胎培养)，A正确；图中囊胚细胞的基因来自两种小鼠，故有些细胞基因型不相同，B正确；受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应．这为胚胎在受体内的存活提供了可能，C正确；嵌合体幼鼠染色体并未加倍，故是二倍体，D错误。10．豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者置于适宜条件下进行发酵，并在32h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题：（1）该实验的自变量是_____、_____。（2）如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是_____。（3）如果在实验后，发现32h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是_____。（4）从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为_____，脂肪转变为_____。（5）泡菜的制作也涉及微生物的发酵，制作泡菜所用到的菌种是_____，与酿造果酒所需菌种相比，该菌种在细胞结构上的主要特点是_____。【答案】（1）菌种发酵时间（2）好氧菌（3）延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间（4）氨基酸和肽脂肪酸和甘油（5）乳酸菌没有以核膜为界限的细胞核【解析】（1）根据题干信息可知，该实验的自变量是不同的菌种和发酵时间。（2）发酵容器内上层为有氧环境，底层为无氧环境，若发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，则说明该发酵菌是好氧（需氧）微生物。（3）如果在实验后，发现32h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，可在原操作的基础上，继续延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳的发酵时间。（4）从大豆到豆豉的过程中，蛋白质被蛋白酶分解成小分子肽和氨基酸，脂肪被脂肪酶分解成甘油和脂肪酸。（5）制作泡菜所用的菌种是乳酸菌，酿酒所需的菌种是酵母菌，乳酸菌为原核生物，酵母菌为真核生物，因此乳酸菌在结构上的主要特点是无以核膜为界限的细胞核。【点评】本题以传统发酵技术为背景，考查考生获取信息和解决问题的能力。通过对比实验探究不同菌种的最佳发酵时间，一般情况下，随着发酵时间的延长，发酵效果会先升高，到达最高点之后随发酵时间延长发酵效果下降。11．产脂肪酶酵母可用于含油废水处理。为筛选产脂肪酶酵母菌株，科研人员开展了相关研究。请回答下列问题：（1）常规微生物实验中，下列物品及其灭菌方法错误的是__________（填编号）。编号①②③④物品培养基接种环培养皿涂布器灭菌方法高压蒸汽火焰灼烧干热臭氧（2）称取1.0g某土壤样品，转入99mL无菌水中，制备成菌悬液，经__________后，获得细胞密度不同的菌悬液。分别取0.1mL菌悬液涂布在固体培养基上，其中10倍稀释的菌悬液培养后平均长出了46个酵母菌落，则该样本中每克土壤约含酵母菌__________个。（3）为了进一步提高酵母菌产酶能力，对分离所得的菌株，采用射线辐照进行__________育种。将辐照处理后的酵母菌涂布在以__________为唯一碳源的固体培养基上，培养一段时间后，按照菌落直径大小进行初筛，选择直径__________的菌落，纯化后获得A、B两突变菌株。（4）在处理含油废水的同时，可获得单细胞蛋白，实现污染物资源化。为评价A、B两菌株的相关性能，进行了培养研究，结果如图。据图分析，应选择菌株__________进行后续相关研究，理由是__________。【答案】（1）④（2）梯度稀释4.6×105（或460000）（3）诱变脂肪（或油脂）较大（4）B该菌株增殖速度快，单细胞蛋白产量高；降解脂肪能力强，净化效果好【解析】（1）培养基一般进行高压蒸汽灭菌，接种环可用火焰灼烧灭菌，培养皿一般通过干热灭菌，涂布器应该用酒精引燃灭菌；故①②③正确，错误的是④。（2）稀释涂布平板法是将样品进行一系列梯度稀释后，获得细胞密度不同的菌悬液，然后涂布到平板上。根据题意，1.0g土壤样品转入99mL无菌水中，制备成菌悬液，经系列梯度稀释后，分别取0.1mL菌悬液涂布在固体培养基上，则稀释的倍数为1000倍，其中10倍稀释的菌悬液培养后长出了46个酵母菌落，则总的稀释倍数为10000倍，故每克土壤中含酵母菌数为46×10000=4.6×105个。（3）根据题意，欲提高酵母菌产酶能力，可对分离得到的产脂肪酶酵母菌菌株进行射线辐射，该育种方式为诱变育种。为了能筛选出符合要求的产脂肪酶酵母菌突变株，可配制以脂肪为唯一碳源的培养基，将辐射处理的酵母菌涂布在该固体培养基上，形成单菌落；产脂肪酶能力越强的酵母菌，分解利用脂肪的能力越强，菌落生长越好，一段时间后，按照菌落直径大小进行初筛，选取直径较大的菌落即可。（4）据题图分析可知，相同时间内，菌株B的细胞密度高于菌株A，而菌株B的脂肪剩余量低于菌株A的脂肪剩余量，故进行相关研究可选择菌株B，原因是菌株B增殖速度快，单细胞蛋白的产量也高，同时降解脂肪的能力强，净化效果更好。【点评】本题以微生物为背景，主要考查微生物的分离筛选、灭菌和计数等知识，意在强化考生对相关内容的识记与理解能力，重在考查基本原理等基础知识，难度不大。12．大米铁含量极低，科研人员通过基因工程、植物组织培养等现代生物技术，培育出了铁含量比普通大米高60％的转基因水稻，改良了稻米的营养品质。下图为培育转基因水稻过程示意图，其中①—⑥为过程，ECORⅠ、HindⅢ、BamHⅠ为限制酶。（1）该转基因水稻培育过程中选取的目的基因是_________________。PCR是获取大量目的基因的一种方法，PCR反应体系的成分中有两种引物，在复性时引物会结合到互补DNA链，对两种引物的设计要求之一是：两种引物之间不能碱基互补配对，试分析原因__________________________________；PCR反应体系的成分中能够决定复制特定DNA片段的是_____________（填“模板”、“引物”或“taq酶”）；从引物设计的角度考虑，如果目的基因两侧没有酶切位点，用PCR技术_____________（“可以”或“不可以”）为目的基因设置酶切位点。（2）完成图中①过程需选用___________________________限制酶处理Ti质粒和含目的基因的DNA。为了筛检成功导入重组质粒的农杆菌，1号培养基需要加入_______________。诱导组织细胞失去分化的是________________号培养基。（3）图中④⑤⑥过程，属于__________________技术，该技术依据的基本原理（理论基础）是________________________________。【答案】（1）铁合蛋白基因防止引物之间结合形成双链，降低引物与DNA模板链结合的效率引物可以（2）BamHⅠ和HindⅢ潮霉素2（3）植物组织培养植物细胞的全能性【解析】（1）据图分析，目的基因为铁合蛋白基因。两种引物之间若能碱基互补配对，会导致引物结合形成双链，降低引物与DNA模板链结合的效率。PCR过程中，根据一段已知目的基因的核苷酸序列来合成引物，所以决定复制特定DNA片段的是引物。获得目的基因后一般需要将目的基因连接到质粒载体上，在引物上加酶切位点可以使后续的连接过程简单、可控，因此如果目的基因两侧没有酶切位点，用PCR技术可以为目的基因设置酶切位点。（2）图中①过程为基因表达载体的构建。若选用ECORⅠ，会破坏目的基因；由于目的基因两侧的酶切位点被HindⅢ、BamHⅠ识别，且质粒中也存在同样的酶切位点，则