生物技术与工程（非选择题）-2025届高考生物学模块分练【新高考版】（含解析）

专题12生物技术与工程（非选择题）

——2025届高考生物学模块考前抢分练【新高考版】

1.研究深海独特的生态环境对于开发海洋资源具有重要意义。近期在“科学号”考察船对中国

南海科考中，中国科学家采集了某海域1146米深海冷泉附近沉积物样品，分离、鉴定得到新

的微生物菌株并进一步研究了其生物学特性。

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罪

回答下列问题：

⑴研究者先制备富集培养基，然后采用法灭菌，冷却后再接入沉积物样

品，28℃厌氧培养一段时间后，获得了含拟杆菌的混合培养物，为了获得纯种培养物，除了

稀释涂布平板法，还可采用法。据图分析，拟杆菌新菌株在以

为碳源时生长状况最好。

⑵研究发现，将采集的样品置于各种培养基中培养，仍有很多微生物不能被分离筛选出来，

推测其原因可能是。（答一点即可）

⑶藻类细胞解体后的难降解多糖物质，通常会聚集形成碎屑沉降到深海底部。从生态系统组

成成分的角度考虑，拟杆菌对深海生态系统碳循环的作用可能是。

（4）深海冷泉环境特殊，推测此环境下生存的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶，除具有酶的一

般共性外，其特性可能还有。

2.青梅果肉营养丰富，成熟的青梅果实易腐烂，不易运输保存。进行青梅果酒研究，既可提

高青梅资源利用率，又可提高产品附加值。图1为制作青梅果酒的简易装置图；由于青梅果

肉含糖量低，往往在青梅果浆中加入白砂糖后再进行酿制，图2为在青梅果浆中添加白砂糖

对酒精度和果酒感官评分的影响（感官评分越高，果酒的品质越高）。请回答下列问题。

L2

86

(HO

充气口飞广排气口84％(

4828

9应

金80

6

78聘

咕764

热

742

{n逾n

出三三72

料w二立三70

18202224

初始糖浓度(%)

图1

（1）传统发酵是利用天然微生物的代谢活动制造或生产某些产品例如果酒、果醋、泡菜等，泡

菜制作需要的主要微生物是，代谢类型是。

（2）图1装置进行青梅酒发酵产生酒精时，应保证充气口（填“打开”或“关

闭”）。在发酵过程中，一般将温度控制在______________,发酵的（至少

答出2点）条件会抑制杂菌的生长。若发酵时间过长，产酒率不再增加，但会增加被杂菌污

染的风险，若被醋酸菌污染，（填"会”或“不会”）发酵产生醋酸。

（3）家庭酿造青梅酒时不需要添加酵母菌菌种，菌种来源是。在酸性条件

下，用检测有无酒精的产生。

（4）从图2可看出，青梅果酒酿制时果浆中初始糖浓度为%时效果最佳，在此

浓度之后，果酒酒精度随初始糖浓度的增加而下降，原因是。

3.I.疫苗的研制和快速准确的检测技术是应对新冠病毒感染的有力措施。回答下列问题：

（1）腺病毒是研制疫苗的常用载体，图1是构建含新型冠状病毒S蛋白（抗原）基因的重组

腺病毒表达载体示意图。

NeoI

SphI

经处.二J

腺病sNhel

腺病毒

BarnHI载体

GGATCCAT...CGCCATGG

CCTAGGTA...CCGGTACC

S蛋白基因两端或分序列J

图1

①以病毒作为基因工程的载体，其优点是可以利用.的特点，将目的基因导入受体细

胞。图1中构建的腺病毒表达载体需含有s蛋白基因、标记基因、等组件。

②图1中四种限制酶的切割位点和识别序列如表所示，构建腺病毒表达载体时需使用限制酶

和切割腺病毒基因和新型冠状病毒的S蛋白基因，选用这两种限制酶切割的主

要原因是（答出1点即可）。

限制酶NeoISphINheIBamHI

识别序列和切1

CCATGGCCATGC(fCTAGCWSATCC

GGTACC

割位点(X；TACGCCAT平CCTA毕

（2）临床上常采用RT-PCR技术，对受测者咽拭子取样后进行新型冠状病毒核酸检测。RT-

PCR是指以病毒的RNA为模板合成cDNA,并对cDNA进行PCR扩增的过程。在此过程

中，需要用KzqDNA聚合酶和酶，其中PCR过程需要的原料是

II.为了定量测定样品中病毒核酸，常采用实时荧光PCR扩增技术，该技术扩增目的基因时,

需额外添加荧光标记探针（每个目的基因结合1分子探针）。当探针完整时，不产生荧光，

当探针被酶水解时，R与Q分离，可检测到R发出的荧光，如图2所示。

y正向刊物针短®报告荧光基团

y

©淬灭荧光基团

ni模板DNA

荧光信号

5,--------------------------------3'

«..........................51

图2

（3）若样本中含有目的基因，引物、探针与目的基因通过形成键特异性结合。据图2

分析，探针的水解发生在PCR过程的阶段。

（4）在实时荧光PCR技术中，。值的含义是每个反应管内的荧光信号达到设定的阈值时所

经历的循环数。据此分析，当样本中初始模板越多，。值就o

（5）若每分子探针水解释放的R基团荧光强度为a,加入模板DNA数为0,则反应体系中

荧光信号强度（Rn）与扩增次数（〃）之间的关系为o

4.下图为筛选，制备单克隆抗体的示意图，①〜⑤代表相关过程，a~g代表相关细胞。请回答

下列问题：

体内培养（腹腔）

（1）由图可看出，单克隆抗体制备过程运用的动物细胞工程技术有（写出2个）。过

程①是给小鼠注射S蛋白，其日的是，过程②的促融方法有（写出一种）。

（2）图中过程③④为两次筛选过程，过程③是指把c细胞群稀释放在____培养基的多孔培

养皿中培养，只有能够存活且增殖，因此，细胞集落为单个存活细胞的克隆。过程④是

用方法经多次筛选得到能产生所需抗体的杂交瘤细胞群。

（3）已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基蝶吟阻断。小鼠的B淋巴

细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂。小鼠的骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，

但能不断分裂。若将小鼠的这两种细胞在含氨基蝶吟的试管中混合后促融，则试管中细胞的

种类数和能增殖的细胞种类数分别是（不考虑三个及以上细胞融合）（填“3和1”“5

和1”或“3和3”）

5.猪的内脏器官有众多优点，有望解决医学上人类供体器官不足的问题。然而心脏移植过程

中会发生缺血再灌注损伤（1RI）,可能导致心脏坏死。研究发现,IRI通过促进Caspase8等一系列

凋亡基因的表达，导致细胞凋亡最终引起器官损伤。根据Caspase8基因的部分序列制成反义

基因，可以抑制Caspase8基因的表达，有效抑制IRI所致的器官损伤。如图是利用转基因了技

术制备转基因克隆猪心脏的过程。

Caspase8基因序列

lllllllillllllllllllllllll、,

pCMV重组②猪的

f受精卵

llllllllllllllllllll质粒H

DNA序列A③I

转基因克隆猪心脏

(l)pCMV质粒作为基因工程载体的条件有(答出2点即可)，①过程中将Caspase8基因

序列与pCMV质粒反向连接制成反义基因，该过程需要的工具有。

⑵构建基因表达载体时还需导入DNA序列A,推测该DNA序列A的作用可能是。

(3)③过程涉及将胚胎干细胞诱导分化为心脏，其中获取胚胎干细胞需要技术，此过

程需要提供一定量的C02,其作用是。

(4)根据题图过程制备的转基因克隆猪心脏在移植后仍有部分心脏坏死，假定构建的表达载体均

成功，猪的受精卵也都正常转入外源基因，且转基因对猪心脏未产生任何有害影响，则可能

的原因是o

6.随着生物科学技术的发展，动物的繁殖方式变得越来越多样化。如图是胚胎工程技术研究

及应用的相关情况，供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是健康的黄牛。请据图回答下列

问题：

供体细胞A细胞B^供体2

14.,ao*

优良**

公牛

早期胚胎重僦

24卵

座里工卷囊胚、应用2

、受体

胚胎干

细胞分

离培养

①②［分娩早期胚胎

组织和器官二分胚小牛

(1)应用1中，细胞B的获取需对供体2注射；使用核移植技术获得重组细胞，最

终获得良种小牛，该技术的原理是o

(2)应用2中，将早期胚胎移入受体牛子宫内的技术叫,为使受体牛生理状况更适

合完成该操作，要对受体牛进行处理，以提高成功率。

(3)在应用2、3、4中，将收集的精子放在某种溶液中进行培养，使其获得受精能力，这一

生理现象称为o从母体内获得的卵母细胞需要培养到(填时期)才能与精子

结合。

受精过程中防止多精入卵的生理反应包括反应和反应。

（4）应用3可解决良种动物快速大量繁殖的问题：通过______技术获得二分胚①和②，在

分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将均等分割。

（5）应用4中，对细胞进行定向诱导，可分化形成各种组织和器官。在胚胎干细胞培养过程

中，由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，因此在使用合成培养基时，通常需

要加入等一些天然成分。培养过程中除需要适宜的温度、pH和渗透压、无菌、无毒

等环境条件以外，在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有

的混合气体的C02培养箱中进行培养。

答案以及解析

1.答案：（1）高压蒸汽灭菌；平板划线；纤维素

（2）某些微生物只有利用深海冷泉中的特有物质才能生存（或需要在深海冷泉的特定环境中才

能存活）

（3）拟杆菌作为分解者，将沉降到深海底部的难降解多糖物质分解为无机物，归还到无机环境

中，有利于碳循环的顺利进行

（4）耐低温

解析：（1）培养基通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。可以采用稀释涂布平板法或平板划线

法，将单个微生物分散在固体培养基上，经过培养得到单菌落，从而获得纯净培养物。分析

图12可知，在以纤维素为碳源的培养基中，细胞数量最多，可推知拟杆菌新菌株在以纤维素

为碳源时生长状况最好。

（2）深海冷泉中可能存在某些微生物，只有利用冷泉中的特有物质才能生存（或需要在深海

冷泉的特定环境中才能存活），故将采集的样品置于各种培养基中培养，仍可能有很多微生

物不能被分离筛选出来。

（3）拟杆菌为异养生物，作为该生态系统的分解者，能将沉降到深海底部的难降解多糖物质

分解为无机物，归还到无机环境中，有利于碳循环的顺利进行。

（4）深海冷泉温度较低，故生活在其中的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶，应具有耐低温的

特性，才能高效降解多糖，保证拟杆菌的正常生命活动所需。

2.答案：（1）乳酸菌；异养厌氧型

（2）关闭；18~30℃；无氧、呈酸性、含酒精；不会

（3）青梅细胞表面的酵母菌；重铭酸钾

（4）20%；糖浓度过高导致培养基的渗透压过高，使酵母菌因失水而数量减少

解析：（1）泡菜制作需要的主要微生物是乳酸菌，其是原核生物，代谢类型是异养厌氧型。

（2）图1装置进行青梅酒发酵产生酒精时，需要无氧条件，故应保证充气口关闭。酒精发酵的

温度应控制在18-30°C,除此之外，发酵的无氧、呈酸性、含酒精等条件会抑制杂菌的生

长。果酒发酵后期若被醋酸菌污染，仍不会经发酵产生醋酸，因为酒精发酵是无氧环境，而

醋酸菌是需氧型生物，醋酸发酵需要氧气，且酒精发酵与醋酸发酵的温度不同，果酒制作过

程中温度比果醋制作的温度低。

（3）家庭酿造青梅酒时由于青梅表面含有酵母菌，故不需要额外添加酵母菌菌种，酒精能使酸

性重铭酸钾由橙色变为灰绿色，故可在酸性条件下，用重铭酸钾进行检测。

（4）从图2曲线可看出，当初始糖浓度为20%时，酒精度及果酒感官评分均最高，效果最佳。

糖类是主要的能源物质，在果汁中加入糖可为酵母菌的生长繁殖提供能源物质，另外，糖是

发酵的原料，加入的糖可作为酒精发酵的原料，所以在初始糖度低于20%时果酒酒精度随初

始糖度的增加而增加，但在此浓度之后，果酒酒精度随初始糖浓度的增加而下降，糖浓度过

高导致培养基的渗透压过高，使酵母菌因失水而数量减少。

3.答案：（1）①病毒侵染活细胞；启动子、终止子；②Ncol；BamHl防止目的基因自身环

化及目的基因与载体反向连接

（2）逆转录；四种脱氧核糖核昔酸

（3）氢；延伸

（4）越小（或越低）

（5）（2"-1）ab

解析：（1）①病毒只有寄生于活细胞中才能生活，具有侵染活细胞的特点，据此可将携带的

目的基因导入受体细胞：基因表达载体包括S蛋白基因（目的基因）、标记基因、启动子、终

止子等组件。

—CCTAGG—知—GGTACC—

②据图1可知，S蛋白基因两端的部分序列中含有（，（；',「（：（：一用一CCATGG一序歹U,故可

选择及加HI和Nc。I两种限制酶进行切割：基因工程中双酶切的目的是防止目的基因自身环

化及目的基因与载体反向连接。

（2）分析题意可知，RT-PCR是指以病毒的RNA为模板合成cDNA,并对cDNA进行PCR扩增

的过程。该过程从RNA到cDNA属于逆转录，需要逆转录酶，之后cDNA扩增需要RqDNA聚

合酶；PCR是一项体外扩增目的基因的技术，该过程所需的原料是四种脱氧核糖核甘酸。

（3）引物、探针与目的基因之间可以通过形成氢键而结合。PCR技术包括变性、复性、延伸

三个过程，据图2可知，探针的水解发生在DNA子链延伸的过程中。

（4）。值的含义是在PCR扩增过程中，每个反应管内的荧光信号达到设定的荧光阈值时所经

历的扩增循环数，故样本中初始模板越多时，达到设定的荧光阈值时所需经历的扩增循环数

就越小，。值就越低。

（5）每次扩增时都会有一半的模板链可以与探针结合，随后探针水解，发出荧光，则第冏次

扩增时有2,1个探针水解，扩增〃次的过程中共有（2〃1）个探针水解。若每分子探针水解释放

的R基团荧光强度为。，加入的模板DNA数为。，则反应体系中荧光信号强度（&）与扩增次

数（〃）之间的关系为（2n-l）abo

4.答案：（1）动物细胞融合、动物细胞培养；刺激小鼠产生能够分泌抗S蛋白抗体的B淋巴

细胞；聚乙二醇融合法、电融合法、灭活病毒诱导法

（2）选择；（B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的）杂交瘤细胞；抗原一抗体杂交

（3）5和1

解析：（1）单克隆抗体制备过程中运用了动物细胞融合（B细胞和骨髓瘤细胞的融合）、动

物细胞培养技术（培养杂交瘤细胞）；过程①给小鼠注射S蛋白，目的是刺激小鼠产生能分

泌抗S蛋白抗体的B淋巴细胞：过程②目的是促进B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，促融方法

有聚乙二醇融合法、电融合法和灭活病毒诱导法。

（2）过程③是指把C细胞群稀释，然后在选择培养基的多孔培养皿中培养（每孔中尽量只

接种一个细胞），在该培养基中未融合的细胞和融合的具有同种核的细胞都死亡，只有杂交

瘤细胞能存活且增殖：过程④是筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞，所用方法是抗原一抗体

杂交法。

（3）在筛选杂交瘤细胞时，试管中共有5种细胞，分别是未融合的B细胞、B细胞自身融合

的细胞、未融合的骨髓瘤细胞、骨髓瘤细胞自身融合的细胞、B细胞和骨髓瘤细胞融合的杂

交瘤细胞。小鼠的淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂，因此未融合的B

细胞、B细胞自身融合的细胞不能在此培养基上增殖：小鼠的骨髓瘤细胞中尽管没有S途

径，但能不断分裂，说明其依靠D途径增殖，但在此试管中D途径能被氨基蝶吟阻断，因此

在含氨基蝶吟的试管中未融合的骨髓瘤细胞、骨髓瘤细胞自身融合的细胞也不能增殖：只有

B细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞可以依靠S途径增殖，故试管中细胞的种类数和

能增殖的细胞种类数分别是5和1。

5.答案：（1）至少具有1个限制酶切割位点；能在细胞中进行自我复制，或整合到受体

DNA上随受体DNA同步复制；对受体细胞无害；限制酶和DNA连接酶