押山东卷第20题-生物技术与工程模块(山东专用)(解析版)

押山东卷第20题生物技术与工程模块3年考题考情分析发酵工程细胞工程基因工程2020年山东卷第20题2021年山东卷第20题2022年山东卷第20题发酵工程主要考查传统发酵食品制作的原理、过程、条件控制；以及微生物培养基的配制、消毒、灭菌、计数和分离等技术，尤其是培养和分离。基因工程几乎每年均有考查，多以基因工程的基本程序为背景，既可单独考查其中相关的生物学原理和注意事项，也可结合细胞工程进行综合考查。生物技术与工程因其科技前沿性，多以实验过程和结果分析的新情境呈现。新情境呈现方式多样,有坐标曲线,有图表,还有流程图及文字介绍,这些新情境类题目一般具有很高的“陌生度”，大量的专业术语和未知的新技术、新流程介绍,往往让学生不知所措。应对此类考题，首先需要从生物学视角获取关键信息,再有效整合头脑中已有的必备知识,对实验过程中出现的问题和结果进行分析和推理。生物技术与工程方面的考题，可以很好地考查考生在新情境下获取信息的理解能能力、解决问题能力、实验探究能力和创新能力。1.（2020年山东卷T20）野生型大肠杆菌可以在基本培养基上生长，发生基因突变产生的氨基酸依赖型菌株需要在基本培养基上补充相应氨基酸才能生长。将甲硫氨酸依赖型菌株M和苏氨酸依赖型菌株N单独接种在基本培养基上时，均不会产生菌落。某同学实验过程中发现，将M、N菌株混合培养一段时间，充分稀释后再涂布到基本培养基上，培养后出现许多由单个细菌形成的菌落，将这些菌落分别接种到基本培养基上，培养后均有菌落出现。该同学对这些菌落出现原因的分析，不合理的是A．操作过程中出现杂菌污染B．M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸C．混合培养过程中，菌株获得了对方的遗传物质D．混合培养过程中，菌株中已突变的基因再次发生突变【答案】B【解析】操作过程当中出现杂菌污染，基本培养基上生长的为杂菌，A合理；若M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸形成的菌落，需要MN混合在一起才能生存，而该菌落来自于单个细菌形成的菌落，单个细菌不可能混合培养的细菌，B项不合理；M、N菌株混合培养后在基本培养基上可以生存，推测可能是混合培养过程当中，菌株间发生了基因交流，获得了对方的遗传物质，C合理；基因突变是不定向的，在混合培养过程中，菌株当中已突变的基因也可能再次发生突变得到可在基本培养基上生存的野生型大肠杆菌，D合理。2.（2021年山东卷T20）含硫蛋白质在某些微生物的作用下产生硫化氢导致生活污水发臭，硫化氢可以与硫酸亚铁铵结合形成黑色沉淀。为探究发臭水体中甲、乙菌是否产生硫化氢及两种菌的运动能力，用穿刺接种的方法分别将两种菌接种在含有硫酸亚铁铵的培养基上进行培养，如图所示。若两种菌繁殖速度相等，下列说法错误的是A.乙菌的运动能力比甲菌强B.为不影响菌的运动需选用液体培养基C.该实验不能比较出两种菌产生硫化氢的量D.穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌的污染【答案】B【解析】A．两种菌的繁殖速度相等，在两种菌数量相等的前提下，由图可知，乙的运动能力比甲强。B．穿刺接种一般用固体或者半固体培养基，液体培养基中微生物是悬浮培养，由图可以判断出该培养基不是液体培养基。C．黑色沉淀区域面积大小反应微生物的运动能力强弱，但不能反映出硫化氢的量，C正确。D．防止杂菌污染是多种接种技术的关键和核心，D正确。3.（2022年山东卷T20）啤酒的工业化生产中，大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后，最终过滤、调节、分装。下列说法正确的是(

)A.用赤霉素处理大麦，可使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶B.焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌C.糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵D.通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期【答案】ACD【解析】本题考查发酵工程的有关知识及植物激素的作用、基因工程的应用等。赤霉素能促进种子萌发，故用赤霉素处理大麦，可诱导α-淀粉酶相关基因的表达，促进α-淀粉酶的合成，使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶，A项正确；焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并保持酶的活性，不是为了灭菌，B项错误；糖浆经蒸煮、冷却后再接种酵母菌进行发酵，防止高温杀死菌种，C项正确；双乙酰是啤酒发酵过程中酵母菌自身代谢出的副产物，是啤酒成熟的限制性指标，过高会导致啤酒变质，通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期，D项正确。1.(2022·山东济南高三三模)在降雨量少且分布不均匀的西北地区，苹果树腐烂病在各个苹果产区经常发生，已经成为苹果产量和安全种植的主要限制因素，筛选苹果腐烂病的拮抗放线菌对该病的防治具有重要意义。科研工作者利用PDA培养基培养放线菌和苹果树腐烂病菌。在PDA培养基平板上进行如图所示的操作，将培养皿置于28℃培养箱培养，待甲图培养皿的菌体长满培养皿时，测量乙图中放线菌周围抑菌圈的直径，进行筛选。下列分析正确的是()A．甲图的培养皿为对照组，乙图的培养皿为实验组B．应从发病的土壤取样，分离得到苹果树腐烂病菌和放线菌C．PDA培养基中含有两种微生物生长发育所需的水、碳源、氮源和无机盐等D．乙图中显示抑菌圈直径越小的放线菌，其拮抗苹果树腐烂病菌的能力越强【答案】ABC【解析】放线菌的抑菌圈直径越大，表明其拮抗苹果树腐烂病的能力越强，D错误。2.(2022·湖北黄石高三模拟)研究人员利用温泉中采集的泥样，进行嗜热纤维素分解菌的筛选。样品经差速离心后，将获得的沉淀物置于滤纸条培养基中静置培养，取滤纸溃烂的试管中的菌液涂布于筛选培养基上，在65℃条件下培养48小时后用0.1%的刚果红染色后，再用1mol/L的NaCl溶液处理。挑选周围有透明圈的菌落，测量透明圈的直径并进行筛选。下列相关叙述错误的是()A．涂布菌液过程中用到的培养基和培养皿必须采用高压蒸汽灭菌法灭菌B．相同条件下，在滤纸溃烂程度高的试管中嗜热分解菌分解纤维素的能力更强C．刚果红染色后，再用1mol/L的NaCl溶液处理培养基的目的是洗去浮色D．挑选透明圈直径最大的菌落，用平板划线法接种在培养基上可分离出单菌落【答案】A【解析】培养基的灭菌方法是高压蒸汽灭菌法，而培养皿通常用干热灭菌法，A错误；滤纸的主要成分为纤维素，相同条件下，滤纸溃烂程度高的试管中纤维素被分解较多，嗜热分解菌分解纤维素的能力更强，B正确；纤维素分解菌鉴定时，加入刚果红染色后需加入1mol/L的NaCl溶液洗去浮色，C正确；透明圈越大，说明微生物的分解作用越强，故挑选透明圈直径最大的菌落，用平板划线法接种在培养基上可分离出单菌落，D正确。3.亨廷顿舞蹈病是一种由于亨廷顿蛋白(HTT)基因突变所导致的疾病。我国科学家利用基因编辑技术(CRISPR/Cas9)，成功培育出世界首例亨廷顿舞蹈病的基因“敲入”猪模型，操作过程如图所示。下列说法正确的是()A．上述操作过程的原理有基因重组、动物细胞核全能性等B．过程②为动物细胞融合技术，通常采用灭活病毒诱导C．过程④为胚胎分割，该技术的关键是将内细胞团均等分割D．基因“敲入”猪模型所携带的人突变HTT基因可遗传给后代【答案】ACD【解析】上述操作中基因编辑技术的原理是基因重组，过程①、②是细胞核移植技术，体现的生物学原理是动物细胞核的全能性，A正确；过程②是将成纤维细胞的细胞核移入去核的卵细胞中，所利用的生物技术是细胞核移植技术，B错误；过程④为胚胎分割，该技术的关键是将内细胞团均等分割，否则影响分割后胚胎的恢复和进一步发育，C正确；基因“敲入”猪模型所携带的人突变HTT基因属于基因重组，可遗传给后代，D正确。4．现在有一个婴儿在出生后医院为他保留了脐带血，在他的以后生长发育过程中如果出现了某种难治疗的疾病，就可以通过血液中的干细胞来为其治病。下列关于这个实例的说法，正确的是()A．用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，需要激发细胞的所有全能性B．用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子所有的疾病C．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用到细胞培养技术D．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，则不需要给他使用免疫抑制药物【答案】CD【解析】用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，不需要激发细胞的所有全能性，只需诱导干细胞分化形成相应的组织器官即可，A错误；用脐带血中的干细胞不能治疗这个孩子所有的疾病，如传染性疾病等，B错误；如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用细胞培养技术让这些细胞生长和增殖，C正确；自体器官移植不会发生免疫排斥反应，所以自体移植后不需要使用免疫抑制药物，D正确。5.(2022·江苏高三模拟预测)精氨酸依赖型是指谷氨酸棒状杆菌缺乏将鸟氨酸转化为精氨酸的酶，不能在缺少精氨酸的培养基上正常生长，但可作为鸟氨酸发酵的优良菌种。如图为野生型谷氨酸棒状杆菌经诱变获得精氨酸依赖型菌并进行筛选的过程示意图，过程①将紫外线照射处理过的菌液接种在培养基甲上，培养至菌落不再增加时，平板上的菌落如图所示。过程②向培养基甲中添加某种物质，继续培养。下列相关叙述不正确的是()A．野生型菌液的培养皿中不会出现菌落B．培养基甲中缺少精氨酸，是一种选择培养基C．菌落A是采用平板划线法接种后培养得到的纯培养物D．菌落A是野生型菌种，菌落B为鸟氨酸发酵的优良菌种【答案】C【解析】液体培养基只是用作细菌的快速大量繁殖，如果需要形成菌落，那么应该接种在固体培养基上，因此野生型菌液的培养皿中不会出现菌落，A正确；分析题图可知，甲平板上只有菌落A(野生型菌落)，过程②向培养基甲中添加精氨酸后出现B菌落，说明培养基甲中缺少精氨酸，是一种选择培养基，B正确；菌落A是采用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果，C错误；菌落A是野生型菌种，菌落B为精氨酸依赖型菌株，可作为鸟氨酸发酵的优良菌种，D正确。6.(2022·辽宁鞍山高三模拟)三华李中含有丰富的矿质元素和维生素，有机酸含量和种类丰富。某同学按照“三华李果实→清洗破碎→酶解→过滤→硫处理→成分调整→接种→主发酵→倒灌过滤→后发酵→陈酿→澄清→配兑→灌装→杀菌→成品”的流程研究三华李果酒酿造工艺。下列叙述正确的是()A．在酶解环节，需要向果浆中添加果胶酶和纤维素酶并控制酶解温度B．在成分调整环节按比例添加蔗糖，可以提高果酒的酒精含量C．主发酵时进行通气，后发酵时需要密闭，应保持前后温度在28℃左右D．可通过研究发酵时间、接种量、初始糖度等因素优化三华李果酒的发酵工艺【答案】ABD【解析】在果浆中添加果胶酶和纤维素酶可以酶解细胞壁，增加细胞内容物的释放，酶活性受到温度的影响，所以在酶解环节需要控制酶解温度，A正确；酵母菌利用水果中的有机物进行氧化分解产生酒精，在成分调整环节按比例添加蔗糖，一方面可以为酵母菌提供碳源，促进接种后的酵母菌菌种繁殖，另一方面可以提高果酒的酒精含量，B正确；主发酵的前阶段进行通气，使酵母菌进行有氧呼吸，促进酵母菌大量繁殖，主发酵的后阶段需要密闭，使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，酿酒酵母菌的适宜生长温度为28℃左右，所以发酵时应保持前后温度在18～30℃，C错误；实验时可通过研究发酵时间、接种量、初始糖度等因素来确定最佳的发酵时间和酒精含量等，优化三华李果酒的发酵工艺，D正确。7．(2022·江苏高三月考)酸性土壤是pH小于7的土壤的总称。如图表示利用耐酸植株甲(4n)和高产植株乙(2n)培育高产耐酸杂种植株的过程(图中序号表示过程或处理手段)，下列相关叙述正确的是()A．图示过程中依据的原理主要有细胞膜的流动性、植物细胞的全能性等B．过程①可将甲、乙植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的等渗溶液中处理C．过程②可以用PEG诱导，过程③得到的杂种细胞中含有3个染色体组D．过程④、⑤使用的培养基需加入生长素和细胞分裂素，但加入的比例不同【答案】ABD【解析】图示过程为植物体细胞杂交技术，该过程中原生质体融合利用的原理是细胞膜的流动性，植物组织培养利用的原理是植物细胞的全能性，A正确；图中①表示酶解法去除细胞壁获得原生质体的过程，由于原生质体失去了细胞壁的保护会发生失水皱缩或吸水涨破的现象，因此该过程需要在含纤维素酶和果胶酶的等渗溶液中处理，B正确；图中②表示诱导原生质体融合的过程，可以用PEG诱导，产生的杂种细胞中的染色体组数是两种原生质体中染色体组数之和，因此杂种细胞中应该含有6个染色体组，C错误；过程④、⑤表示脱分化和再分化的过程，两个过程的培养基中都需要加入生长素和细胞分裂素，但是这两个过程中两种植物激素的比例不同，D正确。8．(2022·江苏泰州高三模拟)克隆技术可用于生殖性克隆和治疗性克隆，下列相关叙述正确的是()A．过程①选用的“未受精的卵”一般为MⅡ期次级卵母细胞B．过程②需要向发育培养液中加入抗生素和动物血清C．过程③需将胚胎移入经同期发情处理的受体母牛子宫内D．过程④是在特定条件下诱导内细胞团发生基因突变的结果【答案】【解析】在核移植过程中，一般选用MⅡ期次级卵母细胞，去核后作为体细胞核移植中细胞核的受体，A正确；过程②是动物细胞培养的过程，加入抗生素可以防止杂菌污染，加入动物血清可提供营养物质，B正确；过程④是进行治疗性克隆的过程，需要在特定条件下诱导内细胞团发生细胞分化形成各种组织或器官进行疾病的治疗，D错误。9．(2022·江苏高邮市第一中学高三模拟预测)甘草酸是中药甘草中的主要活性成分。为了快速检测甘草酸，科研人员利用细胞工程技术制备了抗甘草酸的单克隆抗体，其基本操作过程如图。下列相关叙述正确的是()A．细胞甲是浆细胞，需多次注射相应抗原后从小鼠血液中提取B．过程②诱导细胞融合，利用了细胞膜的选择透过性C．过程③筛选得到的细胞是能够产生抗甘草酸抗体的杂交瘤细胞D．过程③、④的筛选方法不同，细胞丙、丁核酸不一定相同【答案】D【解析】细胞甲是B淋巴细胞，需多次注射相应抗原后从小鼠血液中提取，A错误；诱导动物细胞融合利用了细胞膜的结构特点，即具有流动性，B错误；过程③筛选得到的细胞是杂交瘤细胞，但不一定能够产生抗甘草酸抗体，还需要经过克隆化培养和抗体检测，筛选后得到的细胞丁才能产生抗甘草酸抗体，C错误；过程③筛选杂交瘤细胞，过程④筛选能产生单一抗体的杂交瘤细胞，二者的方法不同，由于两者最终产生的蛋白质不一定相同，故细胞丙、丁核酸不一定相同，D正确。10．(2022·山东青岛高三模拟)发酵制氢技术是我国为早日实现“碳中和”开发的新能源技术之一。传统农业中，水稻、小麦的秸秆常被焚烧，既产生浓烟污染环境，又增加了CO2排放，研究团队将秸秆制成发酵液培养某种细菌，进行发酵制氢。下列说法正确的是()A．水稻、小麦的秸秆中富含纤维素，可为产氢细菌提供碳源和氮源B．鉴定该细菌是否为纤维素分解菌，可在培养基中加入刚果红试剂C．底物浓度、温度、pH等是影响发酵产氢量的重要因素D．与传统农业相比，发酵制氢技术既能减少CO2的排放量又能获得新能源【答案】BCD【解析】纤维素的组成元素为C、H、O，可以为产氢细菌提供碳源，但无法提供氮源，A错误；刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素分解菌降解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，因此鉴定该细菌是否为纤维素分解菌，可在培养基中加入刚果红试剂，B正确；温度、pH会影响酶活性，底物作为发酵的原料，因此底物浓度、温度、pH等是影响发酵产氢量的重要因素，C正确；与传统农业相比，发酵制氢技术通过将秸秆中的含碳有机物转换成有机酸等工业原料，减少了CO2的排放量，又获得了新能源，D正确。11．(2022·湖南高三模拟)如图是研究人员从红棕壤中筛选高效分解尿素的细菌的过程示意图，下列有关叙述错误的是()A．在配制步骤②、③的培养基时，都应添加琼脂作凝固剂B．步骤③纯化分解尿素的细菌的原理是将聚集的细菌分散，可以获得单细胞菌落C．步骤③采用稀释涂布平板法接种，并需向牛肉膏蛋白胨培养基中加入尿素D．步骤④挑取③中不同种的菌落分别接种，可通过溶液pH的变化大小来比较细菌分解尿素的能力【答案】AC【解析】步骤②的培养基是液体培养基，不需要添加琼脂，A错误；步骤③筛选分解尿素的细菌，培养基中应以尿素为唯一氮源，不能加入牛肉膏蛋白胨(含有氮源)，C错误；步骤④鉴定细菌分解尿素的能力时，挑取③中不同种的菌落分别接种，分解尿素能力高的会产生更多NH3，溶液pH更高，所以可通过溶液pH的变化大小来比较细菌分解尿素的能力，D正确。12．(2022·山东烟台高三模拟预测)安巴韦单抗/罗米司韦单抗注射液是我国首个全人源抗新冠病毒特效药，如图是一种制备抗新冠病毒全人源单克隆抗体的主要技术流程。下列相关叙述正确的是()eq\x(\a\vs4\al\co1(a培育转基因鼠：灭活鼠内源,体基因、导入人抗体基因))→eq\x(\a\vs4\al\co1(b制备杂交瘤细胞：获取免疫激活的,B淋巴胞，与骨髓瘤细胞融合))→eq\x(\a\vs4\al\co1(c工厂生产,人源单抗))A．过程a中，需要使用限制酶和DNA连接酶构建基因表达载体B．过程b中，常用鉴别培养基筛选杂交瘤细胞C．过程c中，需要提供葡萄糖等营养物质，O2和CO2等气体D．使用全人源单抗治疗新冠可以大大降低异源抗体对人体的副作用【答案】ACD【解析】过程a是基因工程的相关操作，构建表达载体时需要使用限制酶和DNA连接酶，A正确；过程b是制备杂交瘤细胞，要用特定的选择培养基进行筛选，B错误；过程c中，需要葡萄糖等物质提供营养、O2供细胞呼吸、CO2维持酸碱平衡，C正确；全人源单抗来源于人体，人体的免疫系统不会对此发生免疫反应，所以使用全人源单抗治疗新冠可以大大降低异源抗体对人体的副作用，D正确。13.(2022·山东高三模拟预测)微卫星分子标记，又被称为短串联重复序列或简单重复序列，是广泛分布于真核生物核基因组中的简单重复非编码序列，由2～6个核苷酸组成的串联重复片段构成，例如：DNA单链序列①“TTTAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCA…”DNA单链序列②“AAAGACTGACTGACTGACTGACTGACTGACT…”由于重复单位的重复次数在个体间呈高度变异性并且数量丰富，因此是普遍使用的DNA分子标记。下列叙述正确的是()A．DNA单链序列①②的重复序列分别为“AGCA”和“GACT”B．微卫星分子标记的基因不遵循孟德尔遗传定律C．微卫星分子标记可用于亲子鉴定和刑侦领域D．由于重复单位的重复次数不同，微卫星分子标记编码的蛋白质在不同个体之间差异很大【答案】C【解析】DNA单链序列①、②的重复序列分别为“AGC”和“GACT”，A错误；微卫星分子标记的基因位于细胞核中，遵循孟德尔遗传定律，B错误；由于重复单位的重复次数在个体间呈高度变异性并且数量丰富，因此微卫星分子标记可用于亲子鉴定和刑侦领域，C正确；微卫星分子标记，是广泛分布于真核生物核基因组中的简单重复非编码序列，蛋白质由编码序列决定，因此微卫星分子标记编码的蛋白质在不同个体之间不一定差异很大，D错误。14.(2022·江苏南通高三模拟)实时荧光定量PCR简称qPCR，灵敏度高、特异性好，是目前检测微小残留病变的常用方法。将荧光标记的Taqman探针与待测样本DNA混合，当探针完整时，不产生荧光。在PCR过程中，与目的基因结合的探针被TaqDNA聚合酶水解，R与Q分离后，