新教材2024届高考生物考前冲刺刷题第3部分专项提升练专项3非选择题必须夯实的5大命题点-5.生物技术与工程

专项3非选择题必须夯实的5大命题点5．生物技术与工程1．(2023·江西上饶一模)米酒是以糯米为主要原料，利用微生物发酵制作的民间传统食品。在米酒发酵过程中起主要作用的是甜酒曲中的好氧霉菌、酵母菌和乳酸菌。米酒的生产流程如下：糯米的选择→淘洗→浸泡→蒸饭→冷却→拌甜酒曲→发酵→煮沸→保存。回答下列问题：(1)霉菌产生的淀粉酶等酶能将糯米中的淀粉分解为葡萄糖等，可为发酵过程中的微生物提供________；与使米酒产生酒味的酵母菌相比，让米酒产生酸味的乳酸菌在结构上的主要区别是______________________。(2)拌入甜酒曲之前，需将蒸熟的糯米进行冷却，目的是________________________。发酵前期应保证氧气的供应，目的是____________________；后期应隔绝空气，有利于____________________________的进行。(3)研究发现，通过控制发酵温度可以调节米酒的口味，原因是温度既影响微生物的生长繁殖也影响________。(4)要从发酵好的米酒中分离出乳酸菌，可用______________________________法进行接种；发酵好的米酒煮沸后，可转移到灭菌玻璃瓶中密封保存，密封之前应对瓶口进行________灭菌，防止瓶口被污染。答案(1)碳源(和能源)无以核膜为界限的细胞核(2)防止高温杀死甜酒曲中的微生物使霉菌和酵母菌大量繁殖酒精发酵和乳酸发酵(或“产生酒精和乳酸”)(3)酶的活性(4)平板划线或稀释涂布平板灼烧解析(1)微生物的营养主要是碳源、氮源、水和无机盐，糖可为微生物提供碳源；酵母菌为真核生物，乳酸菌为原核生物，它们在结构上的本质区别是有无以核膜为界限的细胞核。(2)未冷却的糯米温度高，会杀死甜酒曲中的微生物，因此将蒸熟的糯米进行冷却，目的是防止高温杀死甜酒曲中的微生物；发酵前期供应的氧气可促进好氧霉菌和酵母菌进行有氧呼吸，为自身的繁殖提供充足的能量；发酵后期隔绝空气，可为酵母菌和乳酸菌的无氧呼吸产生代谢产物酒精和乳酸创造条件。(3)温度的改变会通过影响酶的活性来影响代谢，进而影响代谢产物的产生而影响口味。2．(2023·江西省八所重点中学高三3月联考)中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖)为原料，在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整体利用价值。工艺流程如图所示。回答下列问题：(1)在选种时，需要以蔗糖作为唯一碳源，并不断提高其浓度进行多代培养选择，其目的是______________________________。从功能上看，所用培养基为________。(2)基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统，其培养基盐浓度设为60g/L、pH为10，菌株H可正常持续发酵60d以上。该系统不需要灭菌的原因是__________________________________________________________________________________________________。(3)培养过程中常采用稀释涂布平板法对样品中的活菌进行接种和计数，以评估菌株增殖状况。采用该方法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目要少，原因是__________________________________________________。(4)该生产技术的中心环节是________。该过程需要严格控制________等条件(答出两点即可)。若发酵产品是单细胞本身，则往往采用________等方法将其分离和干燥即可获得产品。答案(1)获得对蔗糖的耐受能力和利用效率高的菌株选择培养基(2)盐浓度为60g/L的条件下，其他杂菌因失水过多而死亡；pH为10的条件下，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制(3)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(4)发酵罐内发酵温度、pH、溶解氧过滤、沉淀3．如图表示利用植物体细胞杂交技术获得“胡萝卜—羊角芹”杂种植株的技术流程。请回答下列问题：(1)过程①用到的酶是__________________。过程①需要在具有一定渗透压的溶液中进行，其目的是____________________________________________。(2)用化学法诱导原生质体融合时，常用________作为诱导剂。若用红色荧光和绿色荧光分别标记胡萝卜和羊角芹细胞膜上的蛋白质，则判断某原生质体是由胡萝卜细胞和羊角芹细胞融合而成的依据是________________________________________________。(3)过程③所用培养基中的生长素和细胞分裂素的比例要求合适，探究此过程中生长素和细胞分裂素合适比例的大致实验思路是____________________________________________________________________。(4)过程④的实质是__________________。与传统的有性杂交方法相比，植物体细胞杂交技术具有的主要优点是________________________________________________。答案(1)纤维素酶和果胶酶维持原生质体内外的渗透压平衡，保证原生质体正常的形态和活力(2)聚乙二醇(PEG)该原生质体表面既有红色荧光又有绿色荧光(3)用不同比例的生长素和细胞分裂素分别处理杂种细胞，比较各比例下的愈伤组织形成率(4)基因的选择性表达能克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍(能打破不同生物的生殖隔离)解析(1)植物细胞的细胞壁会阻碍细胞间的杂交，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。在进行植物体细胞杂交时，必须先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。(2)诱导原生质体间的融合常用物理法和化学法，其中化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂来诱导细胞融合。用红色荧光和绿色荧光分别标记胡萝卜和羊角芹细胞膜上的蛋白质后，未融合的胡萝卜细胞表面以及胡萝卜细胞与胡萝卜细胞融合成的细胞表面只有红色荧光，未融合的羊角芹细胞表面以及羊角芹细胞与羊角芹细胞融合成的细胞表面只有绿色荧光，而胡萝卜细胞和羊角芹细胞所融合成的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光。(3)在探究诱导愈伤组织形成时生长素和细胞分裂素合适比例的实验中，需要用不同比例的生长素和细胞分裂素分别处理杂种细胞，通过比较不同组别的愈伤组织形成差异来确定合适比例。(4)过程④是再分化，细胞分化的实质是基因的选择性表达。利用植物体细胞杂交技术可以让两个不同种的植物细胞进行融合，从而培育成杂种植物，显著优点是能克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍。4．科研人员利用多种途径研制了抗新冠病毒的单克隆抗体，图甲是抗新冠病毒单克隆抗体的制备示意图。已知正常细胞(包括B细胞)内DNA合成途径包括正常途径和补救途径，甲氨蝶呤(A)能阻断DNA的正常合成途径；补救途径则是利用从环境中获取的次黄嘌呤(H)和胸腺嘧啶核苷(T)，经激酶或转化酶的催化合成DNA(如图乙所示)。而骨髓瘤细胞缺失补救途径的激酶或转化酶。据此回答下列问题：(1)①过程需要用到________(化学物质)促进细胞融合。(2)若只考虑①过程中细胞的两两融合，②过程中需要进行细胞筛选(B细胞和B细胞融合的B—B细胞由于不能增殖，不用对其筛选；瘤细胞和瘤细胞融合的瘤—瘤细胞具有增殖能力需要淘汰)。根据DNA合成途径制备杂交瘤细胞的选择培养基，应该在普通动物细胞培养基中加入______________________________________，该培养基能起到选择作用的机理是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)④和⑤过程分别需要__________________________酶。⑥过程需要用CaCl2处理大肠杆菌使之处于________，有利于将抗体合成基因导入大肠杆菌。将抗体合成基因导入大肠杆菌并使之稳定表达的过程，称之为________。(4)抗新冠病毒单抗与普通的抗新冠病毒抗体相比，优点是__________________________________________。答案(1)PEG(聚乙二醇)(2)甲氨蝶呤(A)、次黄嘌呤(H)和胸腺嘧啶核苷(T)普通动物细胞培养基中加入甲氨蝶呤阻断瘤—瘤细胞中的DNA合成途径，使其无法增殖。而加入次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷能够使杂交瘤细胞中DNA补救途径发挥作用而存活(3)逆转录酶、限制酶和DNA连接感受态转化(4)特异性强、灵敏度高，并可以大量制备5．(2023·安徽省示范高中皖北协作区高三下学期联考)荧光定量PCR技术可定量检测样本中的DNA含量，其原理是：在PCR反应体系中加入与某条模板链互补的荧光探针，当TaqDNA聚合酶催化子链延伸至探针处时会水解探针，使荧光监测系统接收到荧光信号，即每扩增一次，就有一个荧光分子生成，如图1所示；在某次检测过程中，得到一条荧光强度的变化曲线，如图2所示，其中阈值是指反应过程中达到设定阈值时所经历的循环数。回答下列问题：(1)PCR技术的原理是________________，子链延伸的方向是5′端→3′端，原因是____________________________________。(2)研究人员利用PCR技术特异性地扩增DNA的过程中，向PCR扩增仪中加入了MgCl2、脱氧核苷酸、引物和模板DNA等物质，其中MgCl2的作用是________________，该过程需要加入耐高温的DNA聚合酶，不需要加入解旋酶的原因是______________________________。在PCR扩增完成后，常使用__________________法来鉴定PCR的产物。(3)当PCR循环到一定次数时，会出现“平台期”，即荧光强度不再增加，此时限制因素可能是__________________________(答出2点)。(4)为了让哺乳动物能够批量生产药物，研究人员将利用PCR技术获取的药用蛋白基因与乳腺中特异性表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过________的方法导入哺乳动物的受精卵中，导入并培育成