重难点09选修部分-2021年高考生物【热点重点难点】专练(新高考)(解析版)

重难点09选修部分（新高考）【命题趋势】生物技术实践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。胡萝卜素的提取侧重考查胡萝卜素的萃取剂的选择等。现代生物科技对于基因工程的考查频度较高，侧重考查甚因工程的工具，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。【题型介绍】以非选择题的形式考查。生物技术实践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-些结论性语句等。植物有效成分的提取的考查也多以教材基础知识为主。现代生物科技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。【满分技巧】（1）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。（2）列表比较玫瑰精油、橘皮精油及胡萝卜素的提取方法、原理、实验步骤等异同。（3）限制酶、DNA连接酶和载体的作用及PCR技术。（4）动物的细胞培养与体细胞克隆。（5）单克隆抗体制备过程。（6）图解分析法理解胚胎发育的过程和胚胎移植的程序。【热点话题】科学前沿知识；教材经典实验；学生生活。【限时检测】（建议用时：40分钟）1.微生物合成的油脂是制备生物柴油的新型原料。如图为产油脂芽孢杆菌筛选的流程，其中B平板上的5个菌落是初筛得到的芽孢杆菌，C为B平板上菌落的原位影印，利用苏丹黑B可使脂类物质呈黑色的特性，对C进行染色，得到结果D。回答下列问题：初筛系列舜春。涂平板土壤菌液初筛系列舜春。涂平板土壤菌液（1）图中对土壤菌液进行系列梯度稀释的目的是。（2）若要使菌落能在A平板上生长，下列培养基组分中最合理的是（填“甲”“乙”或“丙”），原因是。表：培养基组分甲 葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨、NaCl、琼脂、水乙 葡萄糖、蔗糖、NaCl、琼脂、水丙 葡萄糖、牛肉膏、NaCl、蔗糖、水（3）培养基配制完成后需要立即进行灭菌，常用的灭菌方法为。（4）根据D的染色结果，可判断B平板中的（填图中数字）是产油脂芽孢杆菌的菌落。（5）将B平板中的产油脂芽孢杆菌的单菌落进一步纯化培养得到E。将E中的菌落接种到试管F的固体斜面培养基上，经培养后放入4c冰箱中临时保藏，以后每3-6个月需要转接一次。这种方法不适合长期保藏菌种的原因是。如需长期保存可采用的方法。【解答】解：（1）因土壤菌数量较多，菌液浓度较大，如直接接种，菌落密集，在固体培养基表面无法形成单个菌落，所以要对土壤菌液进行系列梯度稀释。（2）牛肉膏、蛋白胨提供的主要营养是氮源、维生素和生长因子。培养基甲含有碳源、氮源、水、无机盐这几类营养物质，且加入了琼脂作为凝固剂，可以达到实验效果；培养基乙不含蛋白胨（氮源），土壤菌无法在该培养基上生长；培养基丙不含凝固剂（琼脂），无法形成固体培养基，无法在培养基表面形成菌落。（3）培养基配制完成后需要立即进行灭菌，常用的灭菌方法为高压蒸汽灭菌法。（4）苏丹黑B将脂类染成黑色，而C又是B平板上菌落的原位影印，对照实验结果可知，平板B中的3是产油脂芽孢杆菌的菌落。（5）该种低温临时保藏菌种的方法，容易污染或产生变异，如需长期保存，可在温度为-20°C下采用甘油管藏的方法。故答案为：故答案为：故答案为：（1）土壤菌数量较多，菌液浓度较大，如直接接种，菌落密集，在固体培养基表面无法形成单个菌落（2）甲 培养基甲含有碳源、氮源、水、无机盐这几类营养物质，且加入了琼脂作为凝固剂，可以达到实验效果（3）高压蒸汽灭菌法（4）3（5）菌种容易污染或产生变异 甘油管藏Ag/TiO2作为一种常见的半导体光催化剂，在可见光照射下不仅可杀灭饮用水中的细菌等微生物，降解水中的有机化合物，还能循环利用，因此被广泛使用。某研究小组制备了Ag/TiO2空心微球，现欲探究不同载银量的Ag/TiO2空心微球的杀菌性能。（1）培养大肠杆菌：制备适宜大肠杆菌生长的培养基，将培养皿、培养基等置于中灭菌20min；在无菌环境中倒平板，待平板冷凝后，将平板倒置，是为了。将大肠杆菌制备成菌悬液，分离纯化。（2）杀菌性能检测：挑取菌落制成菌悬液，用（工具）接种于无菌平板表面，使其均匀生长，布满平板；用浸透了的小滤纸片（实验组）和浸透了的小滤纸片（空白对照），分别放在涂好菌的平板的不同位置；将平板置于恒温箱中培养一段时间，观察记录 。（3）测定饮用水所含的大肠杆菌数目，还有一种特别的方法：将已知体积的饮用水过滤后，将放在加入的培养基上（大肠杆菌菌落呈黑色），根据黑色菌落的数目，可计算出水样中大肠杆菌的数量。这种计数方法较实际值有误差的原因是 。【解答】解：（1）培养皿与培养基常置于高压蒸汽灭菌锅20min；倒平板时要待平板冷凝后，将平板倒置，其主要原因是防止培养皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染，还能促进培养基表面水分的挥发。（2）液体菌种进行稀释涂布平板法接种时需要用涂布器。为防止培养基污染，用浸透了不同载银量的Ag/TiO2空心微球悬浊液的小滤纸片作为实验组和浸透了蒸馏水的小滤纸片作为空白对照，分别放在涂好菌的平板的不同位置；将平板置于恒温箱中培养一段时间，观察记录滤纸片周围抑菌圈（透明圈）大小（直径）。（3）伊红美蓝指示剂是鉴别大肠杆菌的指示剂，在测定饮用水所含的大肠杆菌数目时，将已知体积的饮用水过滤后，将滤膜放在加入伊红美蓝的培养基上，大肠杆菌菌落的颜色为具有金属光泽的黑色。用稀释涂布平板法的迹象微生物计数时，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，所以此计数方法较实际值较低。(1)高压蒸汽灭菌锅防止皿盖上的冷凝水滴落，污染培养基(2)涂布器不同载银量的Ag/TiO2空心微球悬浊液无菌水 滤纸片周围抑菌圈(透明圈)大小(直径)(3)滤膜伊红美蓝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2,4-D是一类广泛应用于单子叶作物田间的除草剂，其大量施用导致土壤污染。某研究小组欲从2,4-D污染土壤样品中筛选2,4-D降解菌株，采集土样后进行如图操作:吸取0.1mL富集培养1组培养液成分：基础无机盐培养液吸取0.1mL富集培养1组培养液成分：基础无机盐培养液+葡萄糖+2,4-D徐布培养期线死化土城样品 富氟塔养富集培养2富集培养2组培养液成分：基础无机盐培养液+2,4-D基础无机盐培养液成分：MgSO4、(NH4)2so4、FeS4、KH2Po4,Na2HPO4回答下列问题。(1)微生物实验要严格防止杂菌污染，划线纯化时对接种环可采用灭菌。(2)在特定环境中只让一种来自同一祖先的微生物群体生存的技术叫作纯化。纯化接种的方法有和平板划线法。纯化培养时，需在基础无机盐培养液中添加以2,4-D为唯一碳源，还要添加。(3)富集培养目的是，富集培养(填“1”或“2”)组菌落数多，判断依据是。(4)欲检测所获得的不同菌株对2,4-D降解能力大小，可将目的菌分别接种在相同浓度的2,4-D培养液中，培养一段时间后，检测,评估其降解能力。【解答】解：(1)微生物实验要严格防止杂菌污染,划线纯化时每一次划线前后都要对接种环采用灼烧灭菌。(2)微生物接种的方法很多,常用的纯化接种的方法有平板划线法和稀释涂布平板法。纯化培养时一般使用固体选择培养基，除在基础无机盐培养液中添加以2,4-D为唯一碳源外，还要添加凝固剂琼脂。(3)富集培养目的是增加目的菌(2,4-D降解菌)的浓度，以确保能从样品中分离所需微生物。比较两组培养基成分可知,差异在于富集培养1组中含有葡萄糖而2组没有,因此1组中能利用葡萄糖和2,4-D作碳源的微生物均可繁殖，而2组只有能利用2,4-D作碳源的微生物可以繁殖，则富集培养1组菌落数较多。(4)欲检测所获得的不同菌株对2,4-D的降解能力大小，可将目的菌分别接种在相同浓度的2,4-D培养液中，培养一段时间后，检测培养液中的2,4-D的剩余量，剩余量最低的菌株降解能力最强。故答案为：(1)灼烧(2)稀释涂布平板法琼脂(3)增加目的菌(2,4-D降解菌)的浓度1 2组只有能利用2,4-D作碳源的微生物可以繁殖，而1组能利用葡萄糖和2,4-D作碳源的微生物均可繁殖(4)2,4-D剩余量(或2,4-D降解率、2,4-D的降解产物)4.聚乳酸(PLA)/聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)地膜在农业上有广泛的应用，但若不采取措施处理，容易造成地膜在土壤中大量累积，影响土壤生态环境。现欲从土壤中筛选出PLA/PBAT降解菌，使用的培养基如下：PLA/PBAT10.0g・L-1,KH2PO41.0g^L-1,Na2HPO41.5g・L-1,NH4cl2.0g・L-1,CaCl2・2H2O0.1g・L-1,KCl0.2g・L-1,MgSO4・7H2002g・L-1,pH7.2〜7.4.回答下列问题：(1)从功能上看，上述培养基属于。其中，PLA/PBAT可为微生物的生长提供,除此之外，微生物生长需要的营养物质还有生长因子、。(2)将土壤配制成菌悬液，取上清液接种于上述培养基中培养至培养基浑浊，该步骤的目的是。(3)若要制作无菌平板，上述培养基中还需加入，对培养基采取的灭菌方法是。接种培养后，在培养基上形成的全部菌落不一定是一个种群，其原因是。【解答】解：(1)从功能上看，上述培养基属于选择培养基。PLA/PBAT可为微生物的生长提供碳源，除此之外,微生物生长需要的营养物质还有生长因子、水、氮源、无机盐。(2)将土壤配制成菌悬液，取上清液接种于上述培养基中培养至培养基浑浊，可以增加PLA/PBAT降解菌的浓度,以确保能够从样品中分离出所需微生物。(3)若要制作无菌平板,上述培养基中还需加入琼脂,对培养基采取的灭菌方法是高压蒸气灭菌法。接种培养后，由于土壤中能够降解PLA/PBAT的微生物可能不止一种，或还有以PLA/PBAT降解产物为碳源的微生物,或自养型微生物,故在培养基上形成的全部菌落不一定是一个种群。故答案为：(1)选择培养基 碳源水、氮源、无机盐(2)增加PLA/PBAT降解菌的浓度，以确保能够从样品中分离出所需微生物(3)琼脂 高压蒸气灭菌法 土壤中能够降解PLA/PBAT的微生物可能不止一种(或还有以PLA/PBAT降解产物为碳源的微生物，或自养型微生物)5．将某植物叶片加水煮沸一段时间,过滤得到叶片浸出液。向浸出液中加入一定量蔗糖,用水定容后灭菌,得到M培养液。可用来培养酵母菌、醋酸菌和乳酸菌的混合物。回答下列问题：(1)酵母菌单独在M培养液中生长一段时间后，在培养液中还存在蔗糖的情况下，酵母菌的生长出现故答案为：故答案为：停滞，原因可能是。（答出两点即可）（2）将酵母菌、醋酸菌的混合物加入M培养液中，两类微生物一段时间的数目变化如图所示。发酵初期，酵母菌数增加更快，原因是。如果实验中添加蔗糖量少，一段时间后，在培养液中酵母菌生长所需碳源消耗殆尽的情况下。醋酸菌数仍能保持一定速度增加，原因是。（3）将酵母菌、醋酸菌和乳酸菌的混合物加入M培养液中培养，10余天后，培养液表面出现一层明显的菌膜，该菌膜主要是由（填“酵母菌”“醋酸菌”或“乳酸菌”）形成的。（4）将酵母菌、醋酸菌和乳酸菌的混合物加入M培养液中培养，发现乳酸菌始终不具生长优势。如在实验开始。就将菌液置于环境下培养，将有利于乳酸菌生长，而醋酸菌则很难生长。但这种环境下的早期，培养液中酒精的生成量也会多些，原因是。--«?2--«?2«・【解答】解：（1）影响酵母菌的生长因素可能为代谢产物的积累或营养物质被消耗，故酵母菌单独在M培养液中生长一段时间后，在培养液中还存在蔗糖的情况下，酵母菌的生长出现停滞，原因可能是产生的酒精达到一定浓度后抑制生长、氮源或其他营养物质被消耗，不能给酵母菌生长提供氮源或其他营养物质被消耗。（2）将酵母菌、醋酸菌的混合物加入M培养液中，两类微生物一段时间的数目变化如图所示。发酵初期，酵母菌数增加更快，原因是培养液中提供的营养、温度等条件更有利于酵母菌增殖。如果实验中添加蔗糖量少，一段时间后，在培养液中酵母菌生长所需碳源消耗殆尽的情况下。醋酸菌数仍能保持一定速度增加，原因是醋酸菌能够利用酵母菌的代谢产物酒精为碳源继续生长。（3）酵母菌为兼性厌氧细菌，醋酸菌为好氧细菌，乳酸菌为厌氧菌，从图中分析可知，10余天后醋酸菌为该培养液中的优势菌群，酵母菌菌数明显下降，同时乳酸菌为厌氧菌，不会大量存在于培养液表面，故培养液表面出现一层明显的菌膜主要由醋酸菌形成的。（4）将酵母菌、醋酸菌和乳酸菌的混合物加入M培养液中培养，发现乳酸菌始终不具生长优势。如在实验开始。就将菌液置于无氧环境下培养，将有利于乳酸菌生长，而醋酸菌则很难生长。但这种环境下的早期，培养液中酒精的生成量也会多些，原因是与有氧环境相比，酵母菌在无菌环境下能产生更多的酒精。（1）产生的酒精达到一定浓度后抑制生长、氮源或其他营养物质消耗（2）培养液中提供的营养、温度等条件更有利于酵母菌增殖醋酸菌能够利用酵母菌的代谢产物为碳源继续生长（3）醋酸菌（4）无氧与有氧环境相比，酵母菌在无菌环境下能产生更多的酒精6．凝乳酶是奶制品加工中经常用到的一种酶，其传统制备方法的产量远远不能满足生产需要。科学家研究利用基因工程技术生产凝乳酶，其部分环节如图所示。回答下列问题：（1）从刚出生5天的小牛皱胃组织中提取总RNA,经过程获得总cDNA。通过PCR技术可在总cDNA中专一性扩增出凝乳酶基因，原因是。（2）过程①所使用的工具酶有。凝乳酶基因和质粒上均有NdeI和Xhol两种酶的识别序列，分别是-CJATATG-，-CJTCGAG-。用以上两种酶分别切割目的基因和质粒，得到的黏性末端分别为。（3）大肠杆菌作为凝乳酶基因受体细胞的主要优点有：（答出两点）。（4）筛选出成功导入重组质粒的大肠杆菌，经多代培养后，仍能从大肠杆菌中提取出凝乳酶基因。据此判断，你认为凝乳酶基因是否已在大肠杆菌中成功转化？请说明你的观点及理由：。【解答】解：（1）以RNA做模板，通过逆转录过程得到cDNA，PCR技术中的引物是根据凝乳酶基因的一段已知序列设计合成的（或引物能与凝乳酶基因的cDNA特异性结合），故通过PCR技术可在总cDNA中专一性扩增出凝乳酶基因。（2）过程①是基因表达载体的构建，需要使用的工具酶有限制酶切割含目的基因的DNA和质粒，同时用DNA连接酶将重组的载体连接成一个整体。NdeI和XhoI两种酶的识别序列，分别是-C；ATATG-，—C ―t-C；TCGAG-，故用NdeI和XhoI两种酶切割的DNA产生的黏性末端分别是：：L|"1A一"二（3）选用大肠杆菌作为受体细胞是因为其具有繁殖快、易培养、产量高，且遗传物质相对较少等优点。大肠杆菌中检测到凝乳酶基因，说明目的基因已经成功导入大肠杆菌中，但不能说明凝乳酶基因已经成功转化，故筛选出成功导入重组质粒的大肠杆菌，经多代培养后，仍能从大肠杆菌中提取出凝乳酶

基因，不能说明凝乳酶基因已在大肠杆菌中成功转化。故答案为：（1）逆转录 PCR过程中使用的引物能与凝乳酶基因的cDNA特异性结合—C -C⑵限制酶、DNA连接酶 一GTATA-OAGCT（3）繁殖快，易培养，遗传物质较少等（4）不一定，转化是指目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和表达的过程，仅从大肠杆菌中提取到凝乳酶基因不能说明该基因是否有正常表达7．我国约在7000年前就开始种植水稻，现在水稻已经成为我国广泛种植的重要作物。提高水分利用效率对于旱作水稻的生产有重要意义。科学家从拟南芥中获取功能基因HARDY（HRD），并将其转入水稻中过量表达，提高了水稻的水分利用效率。回答下列问题：（1）科学家在获取拟南芥HRD基因过程中，采用了增强子作为筛选工具。增强子是一段能增强与其相连基因转录的DNA序列，将增强子插入到基因组中可得到若干个突变株系。增强子插入到基因外部，可获得基因突变株；增强子插入到基因内部，可获得基因突变株。（2）提取拟南芥总RNA，经过程获得总cDNA，利用PCR技术选择性扩增HRL基因的cDNA。以上过程依次需要用到和两种工具酶。（3）将HRD的cDNA插入到Ti质粒的上构建重组载体，利用农杆菌侵染水稻细胞并将HRD的cDNA整合到水稻细胞染色体上。为了便于转基因植物的筛选，重组Ti质粒中必需包括。（4）在干旱条件下，野生型（亚丁）和HRD增强表达的转基因水稻植株A、B（HRDA、HRDB）的根生物量（根系干重）及叶片蒸腾速率的测定结果如图所示。据图分析转基因水稻耐早能力增强的原因包括和。■--■■432■--■■432IC-0,A.立«.rMEPT.luTal生濯蠹心【解答】解：（1）增强子能增强与其相连的基因的转录，所以插入到外部（启动子的上游）可促进基因转录获得基因激活突变株。增强子属于调控序列，插入内部不起作用，甚至有可能破坏基因，获得基因失活突变株。RNA在逆转录酶的作用下，经过逆转录获得cDNA,PCR扩增要用到耐高温的Taq酶。(3)将HRD的cDNA插入到Ti质粒的T-DNA上构建重组载体，Ti质粒上的T-DNA可转移并整合到受体细胞的染色体DNA上，从而利用农杆菌侵染水稻细胞可将HRD的cDNA整合到水稻细胞染色体上。重组Ti质粒应包含标记基因，其作用是供重组DNA的鉴定与选择。(4)由图1可知，转基因水稻的根生物量多于非转基因水稻，吸水能力增强，同时由图2可知，转基因水稻蒸腾速率小于非转基因水稻，失水减少，从而使得转基因水稻抗旱能力增强。故答案为：(1)激活失活(2)逆转录 逆转录酶 T叫酶T-DNA 标记基因(4)根生物量增加，吸水能力增强蒸腾速率下降，失水减少8.p53基因是一种抑癌基因，在恶性肿瘤患者中突变率达50%以上。与人相比，大象体内含有多对p53基因，推测是其很少患肿瘤的主要原因。设计实验探究人p53基因在乳腺肿瘤细胞中的作用，回答下列问题：(1)利用PCR技术扩增p53基因。首先根据p53基因的核苷酸序列，设计并合成，其能与变性p53基因单链结合，在催化作用下延伸，如此循环多次。p53基因表达载体的构建。如图所示，表达载体上除了标注的DNA片段外，在p53基因上游还必须拥有的DNA片段(箭头所示)是，其作用机理是。外源p53基因插入载体中至少需要两种工具酶，包括准确切割DNA的限制性核酸内切酶和将双链DNA片段“缝合”起来的。(3)乳腺肿瘤细胞培养。完成伦理学审查和病人知情同意书签署后，将患者乳腺肿瘤组织块剪碎，制成细胞悬液在适宜的条件下培养。培养环境中所需的主要气体包括细胞代谢必需的和维持培养液pH值的。保持培养环境处于无菌无毒条件的操作包括(答出两点即可)。(4)检测p53基因表达对乳腺肿瘤细胞增殖的影响。分别将空载体和p53表达载体转入肿瘤细胞培养，采用特殊方法检测细胞增殖情况，并从培养的肿瘤细胞中提取蛋白质，用相应的进行杂交，检测p53基因翻译成蛋白质的情况，探索杂交带强度与细胞增殖率相关性。【解答】解：(1)用PCR技术扩增DNA所需的条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。因为DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从3,端延伸DNA链，因此首先要设计合成引物，使其和p53基因单链结合，再在耐高温的DNA聚合酶的催化下延伸。(2)基因表达需要启动子和终止子，因此在p53基因上游还必须拥有的DNA片段是启动子，其是RNA聚合酶识别、结合和开始转录的序列。构建基因表达载体时，首先需要限制性核酸内切酶将DNA切开，其次需要DNA连接酶将目的基因和载体连接起来。(3)动物细胞培养需要一定的气体条件，包括细胞代谢必需的02和维持培养液pH值的CO2。为了保存无菌无毒的环境，要对培养液和所有培养用具进行无菌处理，通常还要在细胞培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。(4)检测目的基因是否表达形成相应的蛋白质可采用抗原-抗体杂交法，因此检测p53基因翻译成蛋白质的情况时，可提取蛋白质用相应的抗体进行杂交，探索杂交带强度与细胞增殖率相关性。故答案为：(1)引物 耐高温的DNA聚合酶(2)启动子 RNA聚合酶识别、结合和开始转录的序列 DNA连接酶(3)O2 CO2 培养液灭菌、加抗生素抑制细菌生长(4)抗体9．如图表示细胞工程操作中的某些过程，请回答下列问题：(1)若A、B表示人与小鼠细胞，设计实验证明细胞膜具有一定的流动性，需要用荧光染料标记细胞表面的(填成分)，促使两种细胞融合可以使用的试剂或方法有(至少写出两点)。(2)若A、B分别表示白菜和甘蓝的原生质体，则获取原生质体的过程中需要使用酶，C细胞再生出细胞壁后需要采用技术获得杂种植株白菜-甘蓝，这一育种技术的优点是。(3)若该图表示抗丙肝病毒的单克隆抗体制备过程中的一个环节，B细胞表示小鼠骨髓瘤细胞，则A细胞表示,符合要求的C细胞的特点是,可将C细胞注射到小鼠的中使其增殖，再从中提取、纯化获得所需的单克隆抗体。【