新高考适用2023版高考生物二轮总复习非选择题规范练5生物技术与生物科技

非选择题规范练五生物技术与生物科技1．发酵制氢技术是我国为早日实现“碳中和”(CO2排放量与减少量相等)开发的新能源技术之一，主要技术流程如下图。某研究团队为优化制氢条件，探究了底物浓度、温度对某细菌消耗等质量原料后累计产氢量的影响，实验数据如下表：底物浓度g·L－1252525353535454545温度℃253035253035253035累计产氢量mL76.8157.652.4196.2198.518.598.496.883.2回答下列问题：(1)秸秆中富含的纤维素可以为产H2细菌提供碳源(选填“碳源”或“氮源”)。H2细菌在生态系统中的属于分解者。(2)由表可知，底物浓度为35g·L－1，温度为30℃(或25℃)条件下该细菌的累计产氢量最高。在该温度条件下，底物浓度偏高或偏低都会减少累计产氢量，推测原因是浓度过低时营养物质不足时，细菌缺乏产氢的原料，浓度过高时产生的有机酸过多，降低了发酵液的pH，影响了相关酶的活性。(3)传统农业中，水稻、小麦的秸秆常被农民焚烧，焚烧秸秆的弊端包括产生浓烟污染环境、增加CO2排放等(答出两点即可)。在上图装置中以秸秆为原料发酵制氢，既可以获得H2新能源，又可以将秸秆中的含碳有机物转化成有机酸等工业原料，减少了CO2的排放量，有利于早日实现碳中和。【解析】(1)纤维素可以为产H2细菌提供碳源。用包埋法固定化细菌，可以将细菌反复利用。H2细菌可以分解秸秆中的纤维素，在生态系统中属于分解者。(2)由表可知，底物浓度为35g·L－1，温度为30℃(或25℃)时该细菌的累计产氢量最高。在该温度条件下，底物浓度偏高或偏低都会减少累计产氢量，推测原因是浓度过低时营养物质不足时，细菌缺乏产氢的原料，浓度过高时产生的有机酸过多，降低了发酵液的pH，影响了相关酶的活性。(3)焚烧秸秆既产生浓烟污染环境，又增加CO2排放。在装置中以秸秆为原料发酵制氢，既可以获得H2新能源，又可以将秸秆中的含碳有机物转化成有机酸等工业原料，减少了CO2的排放量，有利于早日实现碳中和。2．阿特拉津是含氮的重要的除草剂，在自然环境中降解非常缓慢，因此对土壤和地下水中阿特拉津的去除需要筛选出高效降解菌，从而使其能够应用于污染土壤和水体的生物修复。(1)由于阿特拉津的选择作用，在污染的土壤中可能含有目的菌。(2)降解微生物的筛选(图1所示)：将采集的土壤10g分别接种于含阿特拉津(浓度为5mg/L)为唯一氮源和唯一碳源的培养液100mL中，室温下进行水浴振荡培养，振荡培养的目的是提高溶解氧的含量、使菌体和培养液充分接触(答两点)。当培养液浑浊后，取10mL接种入相应的新鲜富集培养液100mL中，以同样条件连续转移培养。将最后一次培养液按照同样比例接入含阿特拉津(提高浓度至20mg/L)的相应富集培养液中继续培养，这样操作的目的是增加目的菌的数目，筛选出高效降解菌。无机盐培养基作为对照实验，来证明含有阿特拉津的培养液的作用。(3)阿特拉津降解微生物的分离筛选(图1所示)：采用稀释涂布平板法进行分离，待平板长出单菌落后，选择生长较好的菌落通过平板划线进行纯化，并将获得的微生物纯化培养接种于固体斜面培养基中，4℃保存备用。(4)阿特拉津降解微生物的降解能力测定：将保存的菌种接入阿特拉津20mg/L为唯一碳源的液体培养基中培养，每24h采样一次，测定培养液中残留的阿特拉津浓度，计算降解率。如图2所示，随时间的延长，阿特拉津浓度不断下降，实测到培养液的OD值增加，说明该菌以阿特拉津作为菌体生长的碳源和能源。【解析】(1)阿特拉津是含氮的重要的除草剂，故对能分解氮元素的微生物具有选择作用，在污染的土壤中可能含有目的菌。(2)振荡培养的目的主要有两个：提高溶解氧的含量；使菌体和培养液充分接触。将最后一次培养液按照同样比例接入含阿特拉津(提高浓度至20mg/L)的相应富集培养液中继续培养，这样操作可以增加目的菌的数目，以便筛选出高效降解菌。无机盐培养基作为对照实验，通过菌落数量的对比可以证明含有阿特拉津的培养液的作用。(3)根据图中的菌落生长情况可知，采用的是稀释涂布平板法进行分离，待平板长出单菌落后，选择生长较好的菌落通过平板划线进行纯化。短期保藏菌种可以把菌种接种到固体斜面培养基上，温度为4℃。(4)进行阿特拉津降解微生物的降解能力测定时，可以把菌种接入阿特拉津为唯一碳源的液体培养基，每24h采样一次，测定培养液中残留的阿特拉津浓度，计算降解率。据图可知，随时间的延长，阿特拉津浓度不断下降，实测到培养液的OD值增加，说明该菌以阿特拉津作为菌体生长的碳源和能源，故导致阿特拉津浓度不断下降。3．(2022·成都市高新区质量检测)已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原。现利用该病毒通过基因工程和单克隆抗体制备技术来生产预防和诊断该疾病的疫苗和抗体。请回答下列问题：(1)由该RNA病毒获得A基因过程中发生的碱基互补配对方式为A—T、U—A、G—C、C—G、T—A。(2)制备A蛋白过程的核心是构建A基因表达载体，启动子和终止子也需要重新构建，以能被受体细胞的RNA聚合酶所识别，便于其催化转录过程。(3)将提取的A蛋白重复注射到小鼠皮下细胞，目的是获得更多的浆细胞(已免疫的B细胞)，而使获得杂交瘤细胞的几率大大增加，再通过扩大培养提取单克隆抗体。(4)对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用提取的A蛋白来制备疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可以用抗A蛋白的单克隆抗体与分离出的病毒进行特异性检测。【解析】(1)该病毒的遗传物质是RNA，其通过逆转录过程获得A基因，因此该过程中发生的碱基互补配对方式为A—T、U—A、G—C、C—G；A基因扩增过程中的碱基配对方式为A—T、G—C、C—G、T—A，因此由该病毒获得A基因过程中发生的碱基互补配对方式为A—T、U—A、G—C、C—G、T—A。(2)基因工程的核心步骤是构建基因表达载体，RNA聚合酶能识别和结合启动子，催化转录过程。(3)将提取的A蛋白重复注射到小鼠皮下细胞，目的是多次刺激B淋巴细胞，经增殖分化产生更多的浆细胞，从而使获得杂交瘤细胞的几率大大增加，再通过扩大培养提取单克隆抗体。(4)对健康人进行该传染病免疫预防时，根据抗体的特异性，可选用提取的A蛋白来制备疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可以用抗A蛋白的单克隆抗体与分离出的病毒进行特异性检测。4．(2022·海南文昌二模)凤梨草莓是一种外形酷似草莓，口感酷似凤梨的水果，被誉为“果中皇后”。如图表示利用现代生物技术改良野生草莓品系的过程。请回答下列问题：(1)将野生绿色草莓的叶片离体组织培养成四倍体试管苗的过程，应用了植物细胞工程中的植物组织培养技术，此技术的原理是植物细胞的全能性。(2)①过程中欲将目的基因导入四倍体草莓试管苗，获得抗虫草莓，通常要用到农杆菌，该过程中，首先要将目的基因插入农杆菌中Ti质粒的T-DNA上，这是因为农杆菌中Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞的染色体DNA上。除了该方法之外，将目的基因导入植物细胞的方法还有花粉管通道法。(3)要想通过上述过程获得具有凤梨口味的抗虫草莓新品种，不能(填“能”或“不能”)利用抗虫草莓和凤梨草莓进行杂交的方法获得可以稳定遗传的新品种，原因是抗虫草莓和凤梨草莓之间存在生殖隔离。从细胞工程技术角度考虑，可行的方法是先用花药离体培养分别获得单倍体幼苗，再利用植物体细胞杂交技术获得同时具有凤梨口味和抗虫特性的六倍体草莓。【解析】(1)将野生绿色草莓的叶片离体组织培养成四倍体试管苗的过程，应用了植物细胞工程中的植物组织培养技术。此技术的原理是植物细胞的全能性。(2)①过程中欲将目的基因导入四倍体草莓试管苗，获得抗虫草莓，通常要用到农杆菌，该过程中，首先要将目的基因插入农杆菌中Ti质粒的T-DNA上，这是因为农杆菌中Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体DNA上。除了该方法之外，将目的基因导入植物细胞的方法还有花粉管通道法。(3)要想通过②过程获得具有凤梨口味的抗虫草莓新品种。不能利用抗虫草莓和凤梨草莓进行杂交的方法获得可以稳定遗传的新品种，原因是抗虫草莓和凤梨草莓之间存在生殖隔离。从细胞工程技术角度考虑，可行的方法是先用花药离体培养分别获得单倍体，再利用植物体细胞杂交技术获得同时具有凤梨口味和抗虫特性的六倍体草莓。5．(2022·唐山市模拟)球姜酮是一种新型抗肿瘤药物。某研究小组以鼠肝癌细胞和正常肝细胞为材料进行了相关实验。回答下列问题：(1)与正常肝细胞相比，肝癌细胞的特点是在适宜的条件下，肝癌细胞能够无限增殖；肝癌细胞的形态结构发生显著变化；肝癌细胞的表面发生了变化(答出两点即可)。(2)进行实验前，常用胰蛋白酶处理肝组织块以获得分散的单个细胞，这说明细胞间的物质主要是蛋白质。该处理不能选用胃蛋白酶，请从动物细胞培养的条件角度进行解释多数细胞生存的适宜pH为7.2～7.4，而胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，胃蛋白酶在此环境中没有活性。实验所需肝组织一般取自幼龄小鼠的原因是幼龄动物的细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，易于培养(一般来说，幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞易于培养)。(3)在动物细胞培养时，细胞培养所需气体主要有O2和CO2，其中前者的作用是细胞代谢所必需的。(4)已知肝细胞中X基因的过量表达与肝癌的发生密切相关。若要检测球姜酮的抑癌效果，应该如何设计实验？请写出实验的主要思路将鼠肝癌细胞均分为甲、乙两组，甲组细胞培养液中加入一定量球姜酮，乙组细胞培养液中加入等量的无菌生理盐水，经适宜条件培养后，(从甲、乙两组收集等量细胞，)分别检测X基因在甲、乙两组细胞中表达的蛋白质水平的差异。【解析】(1)一般而言，癌细胞的特点有：在适宜的条件下，肝癌细胞能够无限增殖；肝癌细胞的形态结构发生显著变化；肝癌细胞的表面发生了变化，糖蛋白减少，易于扩散和转移等。(2)酶具有专一性，进行实验前，常用胰蛋白酶处理肝组织块以获得分散的单个细胞，这说明细胞间的物质主要是蛋白质。酶作用的发挥需要适宜的条件，胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，而多数细胞生存的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性，故动物细胞培养过程中不能选用胃蛋白酶。一般来说，幼龄动物的细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，老龄动物的细胞则相反，故实验所需肝组织一般取自幼龄小鼠。(3)动物细胞培养需要一定的气体环