生物技术实践
1．（2022•山东）青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌青霉素杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产，关于该生产过程，下列说法错误的是（ ）
A．发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖
B．可用深层通气液体发酵技术提高产量
C．选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中
D．青霉素具有杀菌作用，因此发酵罐不需严格灭菌
1．D。
【解析】葡萄糖虽然能被青霉菌迅速利用，但不利于青霉菌合成青霉素，在青霉素的发酵时，一般选择乳糖作为碳源，A正确；可用深层通气液体发酵技术，能提高溶解氧的浓度，有利于青霉菌的发酵，从而提高产量，B正确；青霉素高产菌种是经诱变育种产生的，选育出的高产菌株经扩大培养后能增加其自身的浓度和纯度，接种到发酵罐后能提高发酵的效率，C正确；由于杂菌能分泌青霉素酶，从而分解青霉素，为防止杂菌生长，故发酵罐需要严格灭菌，D错误。
2．（2022•浙江）下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是（ ）
A．用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒
B．培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换
C．组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富
D．不带叶片的菊花茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株
2．D。
【解析】用自然生长的茎进行组培，先用体积分数为70%酒精消毒，用无菌水清洗后再用质量分数为5%的次氯酸钠溶液处理，最后用无菌水清洗，A错误；培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入，并可以让瓶内外的气体交换，B错误；组培苗生存能力较弱，需要进行锻炼，采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石保水透气，蛭石不含营养，C错误；不带叶片的菊花茎切段经过脱分化培养形成愈伤组织，继续进行再分化培养，可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株，D正确。
3．（2022•浙江）用果胶酶处理草莓，可以得到比较澄清的草莓汁；而利用稀盐酸处理草莓可以制得糊状的草莓酱。果胶酶和盐酸催化果胶水解的不同点在于（ ）
A．两者催化果胶水解得到的产物片段长度不同
B．两者催化果胶水解得到的单糖不同
C．两者催化果胶主链水解断裂的化学键不同
D．酶催化需要最适温度，盐酸水解果胶不需要最适温度
3．A。
【解析】果胶酶处理草莓使果胶变为单体，使果汁澄清，稀盐酸处理草莓可以制得糊状的草莓酱，说明没有使果胶变为单体，故两者催化果胶水解得到的产物片段长度不同，A正确；两者催化果胶水解得到的单糖都是葡萄糖，B错误；两者催化果胶主链水解断裂的化学键相同，C错误；酶的作用条件温和，催化需要最适温度，盐酸水解果胶也需要最适温度，D错误。
4．（2022•山东）关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是（ ）
A．过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解
B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀
C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色
D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质
4．B。
【解析】过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行可以使酶的活性降低，可以防止DNA降解，A正确；离心研磨液是为了加速细胞膜、细胞器、一些较大杂质等的沉淀，B错误；在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，C正确；粗提取的DNA中可能含有蛋白质，D正确。
5．（多选）（2022•山东）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
5．ACD。
【解析】赤霉素能促进种子的萌发，使用赤霉素处理大麦种子，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正确；焙烤是为了去除大麦种子中的水分，可以杀死大麦种子胚，但没有起到灭菌作用，B错误；糖浆经蒸煮、冷却后作为发酵基质，接种酵母菌进行发酵，C正确；利用转基因技术，可以改造酵母菌，减少发酵过程中啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期，这属于转基因技术在微生物领域的应用，D正确。
6．（2022•湖南）黄酒源于中国，与啤酒、葡萄酒并称世界三大发酵酒。发酵酒的酿造过程中除了产生乙醇外，也产生不利于人体健康的氨基甲酸乙酯（EC）。EC主要由尿素与乙醇反应形成，各国对酒中的EC含量有严格的限量标准。回答下列问题：
（1）某黄酒酿制工艺流程如图1所示，图中加入的菌种a是 ，工艺b是 （填“消毒”或“灭菌”），采用工艺b的目的是 。
（2）以尿素为唯一氮源的培养基中加入 指示剂，根据颜色变化，可以初步鉴定分解尿素的细菌。尿素分解菌产生的脲酶可用于降解黄酒中的尿素，脲酶固定化后稳定性和利用效率提高，固定化方法有 （答出两种即可）。
（3）研究人员利用脲酶基因构建基因工程菌L，在不同条件下分批发酵生产脲酶，结果如图2所示。推测 是决定工程菌L高脲酶活力的关键因素，理由是 。
（4）某公司开发了一种新的黄酒产品，发现EC含量超标。简要写出利用微生物降低该黄酒中EC含量的思路 。
6．（1）酵母菌 灭菌 防止杂菌污染产品
（2）酚红 包埋法、化学结合法、物理吸附法
（3）培养pH 当培养pH低于6.5且逐渐降低至4.3左右时，脲酶活力会随培养时间逐渐升高，达到1.6左右后保持稳定；当培养pH保持在6.5时，脲酶活力会随培养时间逐渐升高，能够达到5.0左右
（4）在发酵时除了接种酵母菌外，还接种适量基因工程菌L
【解析】（1）进行酒精发酵利用的是酵母菌的无氧呼吸，故加入的菌种a是酵母菌。工艺b是灭菌，防止杂菌污染产品，从而保证产品品质，并延长其保存期。（2）细菌合成的脲酶可以将尿素分解成氨和二氧化碳，会使培养基碱性增强，pH升高，在培养基中加入酚红指示剂可以鉴别尿素分解菌。固定化酶实质上是将相应酶固定在不溶于水的载体上，实现酶的反复利用，并提高酶稳定性，酶的各项特性依然保持。固定化酶的方法包括包埋法、化学结合法、物理吸附法等。（3）分析题中曲线，随培养时间延长，两图中脲酶活力均是先增加后保持相对稳定，变化趋势基本一致。根据左图，当pH从6.5逐渐降低至4.3左右时，脲酶活力会随培养时间逐渐升高，达到1.6左右后保持稳定；当培养pH保持在6.5时，脲酶活力会随培养时间逐渐升高，能够达到5.0左右，故培养pH是决定工程菌L高脲酶活力的关键因素。（4）分析题意可知，利用脲酶分解尿素可降低该黄酒中EC含量，故利用微生物降低该黄酒中EC含量的思路为：在发酵时除了接种酵母菌外，还接种适量基因工程菌L，使尿素被分解，EC不能形成，从而降低EC含量。
7．（2022•浙江）回答下列（一）、（二）小题：
（一）回答与产淀粉酶的枯草杆菌育种有关的问题：
（1）为快速分离产淀粉酶的枯草杆菌，可将土样用 制成悬液，再将含有悬液的三角瓶置于80℃的 中保温一段时间，其目的是 。
（2）为提高筛选效率，可将菌种的 过程与菌种的产酶性能测定一起进行：将上述悬液稀释后涂布于淀粉为唯一碳源的固体培养基上培养，采用 显色方法，根据透明圈与菌落直径比值的大小，可粗略估计出菌株是否产酶及产酶性能。
（3）为了获得高产淀粉酶的枯草杆菌，可利用现有菌种，通过 后再筛选获得，或利用转基因、 等技术获得。
（二）回答与植物转基因和植物克隆有关的问题：
（1）在用农杆菌侵染的方法进行植物转基因过程中，通常要使用抗生素，其目的一是抑制 生长，二是筛选转化细胞。当选择培养基中抗生素浓度 时，通常会出现较多假阳性植株，因此在转基因前需要对受体进行抗生素的 检测。
（2）为提高培育转基因植株的成功率，植物转基因受体需具有较强的 能力和遗传稳定性。对培养的受体细胞遗传稳定性的早期检测，可通过观察细胞内 形态是否改变进行判断，也可通过观察分裂期染色体的 ，分析染色体组型是否改变进行判断。
（3）植物转基因受体全能性表达程度的高低主要与受体的基因型、培养环境、继代次数和 长短等有关。同时也与受体的取材有关，其中受体为 时全能性表达能力最高。
7．（一）（1）无菌水 水浴 杀死不耐热微生物
（2）分离 KI﹣I2
（3）人工诱变 原生质体融合
（二）（1）农杆菌 过低 敏感性
（2）再生 细胞核 形态特征和数量
（3）培养时间 受精卵
【解析】（一）（1）产生淀粉酶的枯草杆菌的最适温度为50﹣75℃，要快速分离枯草杆菌，先将土样加入无菌水制成枯草杆菌悬液，再将含有悬液的三角瓶置于80℃的水浴中保温一段时间，杀死不耐热的微生物。（2）将菌种的分离过程与菌种的产酶性能测定同时进行可以提高筛选效率。用稀释涂布平板法可以分离枯草杆菌，在培养基中添加淀粉作为唯一碳源，并且在培养基中添加KI﹣I2，能合成淀粉酶的枯草杆菌因为能利用淀粉而存活，同时淀粉由于被分解在菌落周围会出现透明圈，比较透明圈与菌落直径比值的大小，比值大的说明该菌株产酶性能较高。（3）要获得高产淀粉酶的枯草杆菌，可利用诱变育种，由于变异的不定向性，人工诱变后还需要再筛选才能获得高产淀粉酶的枯草杆菌。也可以利用转基因、原生质体融合等技术，从其他生物那里获得与高产淀粉酶有关的基因，进而获得相应的高产性状。（二）（1）野生的农杆菌没有抗性基因，用于转化植物细胞的农杆菌一般在其T—DNA中插入一种抗生素抗性基因。抗生素的作用是抑制细菌生长，农杆菌属于细菌，在其侵染植物过程中，可以用另一种抗生素抑制农杆菌的生长，从而达到在后续实验中消除转化植物细胞中农杆菌的作用。具有T﹣DNA中抗性基因的细胞能在含有相应抗生素的培养基上存活。当培养基中抗生素浓度过低时，很多没有抗性的细胞也存活下来，因此出现假阳性，故在转基因前要对受体进行抗生素的敏感性检测。（2）转基因植株要经过植物组织培育，要提高培育转基因植株的成功率，应该选再生能力和遗传稳定性较强的受体，这种受体全能性较高，能保持生物的性状。对培养的受体细胞遗传稳定性的早期检测，可通过观察细胞核形态是否改变进行判断，也可以直接在光学显微镜下观察分裂期染色体的形态特征和数量，分析染色体组型是否改变。（3）植物转基因受体全能性表达程度高低除了与受体基因型、培养环境、继代次数有关外，还与培养时间长短和受体的取材有关，受精卵是没分化的细胞，分裂和分化能力都很强，故受体为受精卵时全能性表达能力最高。
8．（2022•广东）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”考察船对南中国海科考中，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。
回答下列问题：
（1）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，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。
（2）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）
（3）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。从生态系绘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物各种多糖降解酶，除具有酶的一般共性外，其特性可能还有 。
8．（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）培养基配制后通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。接种时，可以采用稀释涂布平板法或平板划线法，将菌种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。分析图中曲线可知，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）根据题意，深海冷泉中存在的某些微生物，只有利用冷泉中的特有物质才能生存，或着只能在深海冷泉的特定环境中才能存活，故在缺少深海冷泉特有物质或缺少特定环境的情况下，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，作为深海冷泉生态系统的分解者，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。
9．（2022•乙卷）化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业。用菌株C可生产S，S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见表。
|
碳源 |
细胞干重（g/L） |
S产量（g/L） |
|
葡萄糖 |
3.12 |
0.15 |
|
淀粉 |
0.01 |
0.00 |
|
制糖废液 |
2.30 |
0.18 |
回答下列问题。
（1）通常在实验室培养微生物时，需要对所用的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有 （答出2点即可）。
（2）由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是 ；用菌株C生产S的最适碳源是 。菌株C的生长除需要碳源外，还需要 （答出2点即可）等营养物质。
（3）由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是 。
（4）若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路： 。
（5）利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是 （答出1点即可）。
9．（1）干热灭菌、湿热灭菌（或高压蒸汽灭菌）
（2）葡萄糖 制糖废液 氮源、无机盐、生长因子
（3）缺少淀粉酶
（4）设计一系列不同浓度的制糖废液分别培养菌株C，测定不同浓度制糖废液中S产量，寻找S产量最大的碳源浓度，确定最适碳源浓度
（5）减少污染、节省原料、降低生产成本
【解析】（1）防止杂菌污染是获得纯净的微生物培养物的关键，对所需的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有干热灭菌、湿热灭菌、高压蒸汽灭菌（湿热灭菌中效果最好的方法）。（2）分析题干实验结果，以葡萄糖为碳源时，细胞干重最大，故菌株C生长的最适碳源是葡萄糖；以制糖废液为碳源时，S产量最高，故用菌株C生产S的最适碳源是制糖废液。微生物的生长需要水、无机盐、碳源、氮源以及特殊的营养物质，故菌株C的生长除需要碳源外，还需要氮源、无机盐、生长因子等营养物质。（3）由实验结果可知，菌株C可以利用葡萄糖，但在以淀粉为碳源时，菌株C不能生长，说明菌株C无法利用淀粉，分析其原因是菌株C不能合成淀粉酶，导致其无法利用淀粉。（4）以制糖废液作为碳源，进一步确定生产S的最适碳源浓度，可以以碳源浓度作为自变量，不同碳源浓度下S产量作为因变量，实验思路为：设计一系列不同浓度的制糖废液分别培养菌株C，测定不同浓度制糖废液中S产量，寻找S产量最大的碳源浓度，从而确定最适碳源浓度。（5）利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是减少污染、节省原料、降低生产成本等。
10．（2022•甲卷）某同学从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细菌，在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力，并分析两个菌株的其他生理功能。
实验所用的培养基成分如下。
培养基Ⅰ：K2HPO4，MgSO4，NH4NO3，石油。
培养基Ⅱ：K2HPO4，MgSO4，石油。
操作步骤：
①将A、B菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养，得到A、B菌液；
②液体培养基Ⅰ、Ⅱ中添加琼脂，分别制成平板Ⅰ、Ⅱ，并按图中所示在平板上打甲、乙两孔。
回答下列问题。
（1）实验所用培养基中作为碳源的成分是 。培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源，氮源在菌体内可以参与合成 （答出2种即可）等生物大分子。
（2）步骤①中，在资源和空间不受限制的阶段，若最初接种N0个A细菌，繁殖n代后细菌的数量是 。
（3）为了比较A、B降解石油的能力，某同学利用步骤②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ进行实验，结果如表所示（“ ”表示有透明圈，“ ”越多表示透明圈越大，“﹣”表示无透明圈），推测该同学的实验思路是 。
|
菌株 |
透明圈大小 | |
|
平板Ⅰ |
平板Ⅱ | |
|
A |
|
|
|
B |
|
﹣ |
（4）现有一贫氮且被石油污染的土壤，根据上表所示实验结果，治理石油污染应选用的菌株是 ，理由是 。
10．（1）石油 核酸和蛋白质
（2）N0×2n
（3）平板Ⅰ以石油作为唯一碳源，营养物质全面，可以比较菌株A和B分解石油的能力，平板Ⅱ缺少氮源，探究缺氮条件下A和B菌对石油的分解能力，从而推断出菌种在缺氮条件下的生存能力和繁殖能力
（4）A 平板Ⅰ中A的透明圈较大，得出A分解石油的能力强于B，平板Ⅱ中A的透明圈较大，说明A在缺氮条件下生存和繁殖能力强于B
【解析】（1）由题干可知，该实验的实验目的为比较A和B两株菌降解石油的能力，故培养基中应只有石油做唯一碳源。生物大分子包括核酸、蛋白质、多糖等，其中含有N的为核酸和蛋白质。（2）在资源和空间不受限制的阶段，种群数量呈现“J”型增长，n代后种群数量为Nt＝N0×λn＝N0×2n。（3）平板Ⅰ培养基以石油为唯一碳源，且含有氮源、无机盐等成分，菌株A、B均可在其上生存，可用来比较菌株A和B分解石油的能力，透明圈越大，说明分解石油的能力越强。平板Ⅱ培养基以石油为唯一碳源，但不含氮源，B菌无法在其上生存，可探究缺氮条件下，A、B两菌的生存能力及分解石油的能力。（4）通过平板Ⅰ中A的透明圈较大，得出A分解石油的能力强于B，平板Ⅱ中A的透明圈较大，说明A在缺氮条件下生存和繁殖能力强于B。所以在贫氮条件下，治理油污应选用A菌株。
11．（2022•浙江）回答下列（一）、（二）小题：
（一）红曲霉合成的红曲色素是可食用的天然色素，具有防腐、降脂等功能。研究者进行了红曲色素的提取及红色素的含量测定实验，流程如图：
（1）取红曲霉菌种斜面，加适量 洗下菌苔，制成菌悬液并培养，解除休眠获得 菌种。经液体发酵，收集红曲霉菌丝体，红曲霉菌丝体与70%乙醇溶液混合，经浸提、 ，获得的上清液即为红曲色素提取液。为了进一步提高红曲色素得率，可将红曲霉细胞进行 处理。
（2）红曲色素包括红色素、黄色素和橙黄色素等，红色素在390nm、420nm和505nm波长处均有较大吸收峰。用光电比色法测定红曲色素提取液中的红色素含量时，通常选用505nm波长测定的原因是 。测定时需用 作空白对照。
（3）生产上提取红曲色素后的残渣，经 处理后作为饲料添加剂或有机肥，这属于废弃物的无害化和 处理。
（二）我国在新冠疫情防控方面取得了显著的成绩，但全球疫情形势仍然非常严峻，尤其是病毒出现了新变异株——德尔塔、奥密克戎，更是威胁着全人类的生命健康。
（1）新冠病毒核酸定性检测原理是：以新冠病毒的单链RNA为模板，利用 酶合成DNA，经PCR扩增，然后在扩增产物中加入特异的 ，如果检测到特异的杂交分子则核酸检测为阳性。
（2）接种疫苗是遏制新冠疫情蔓延的重要手段。腺病毒疫苗的制备技术要点是：将腺病毒的复制基因敲除；以新冠病毒的 基因为模板合成的DNA插入腺病毒基因组，构建重组腺病毒。重组腺病毒在人体细胞内表达产生新冠病毒抗原，从而引发特异性免疫反应。在此过程中，腺病毒的作用是作为基因工程中目的基因的 。将腺病毒复制基因敲除的目的是 。
（3）单克隆抗体有望用于治疗新冠肺炎。单克隆抗体的制备原理是：取免疫阳性小鼠的 细胞与骨髓瘤细胞混合培养，使其融合，最后筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。与植物组织培养相比，杂交瘤细胞扩大培养需要特殊的成分，如胰岛素和 。
11．（一）（1）无菌水 活化 离心 破碎
（2）其他色素对该波长的光吸收相对较少，干扰相对较少 70%的乙醇溶液
（3）灭菌 资源化
（二）（1）逆转录 核酸探针
（2）抗原 载体 使腺病毒失去复制能力
（3）脾 动物血清
【解析】（一）（1）为避免杂菌污染，取红曲霉菌种斜面，加适量无菌水洗下菌苔，制成菌悬液并培养，以活化菌种。经液体发酵后，收集红曲霉菌丝体，红曲霉菌丝体与70%乙醇溶液混合，经浸提、离心，获得的上清液即为红曲色素提取液。为了进一步提高红曲色素得率，可将红曲霉细胞进行破碎处理。（2）根据题意可知，用光电比色法测定红曲色素提取液中的红色素含量时，红曲色素包括红色素、黄色素和橙黄色素等，红色素在390nm、420nm和505nm波长处均有较大吸收峰，所以用505nm波长测定的原因是其他色素对该波长的光吸收相对较少，干扰相对较少。为避免溶剂的干扰，测定时需用70%的乙醇溶液作空白对照。（3）为避免实验的残余物污染环境，生产上提取红曲色素后的残渣，经灭菌后作为饲料添加剂或有机肥，这属于废弃物的无害化和资源化处理。
（二）（1）RNA做模板合成DNA，利用逆转录酶；PCR扩增，然后在扩增产物中加入特异的核酸探针，检测新冠病毒核酸。如果检测到特异的杂交分子则核酸检测为阳性。
（2）腺病毒疫苗的制备技术要点是：将腺病毒的复制基因敲除；以新冠病毒的抗原基因为模板合成的DNA插入腺病毒基因组，构建重组腺病毒。重组腺病毒在人体细胞内表达产生新冠病毒抗原，从而引发特异性免疫反应。在此过程中，腺病毒的作用是作为基因工程中目的基因的载体。将腺病毒复制基因敲除的目的是使腺病毒失去复制能力。
（3）单克隆抗体的制备原理是：取免疫阳性小鼠的脾细胞与骨髓瘤细胞混合培养，使其融合，最后筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。与植物组织培养相比，杂交瘤细胞扩大培养需要特殊的成分，如胰岛素和动物血清。
现代生物科技
1．（2022•山东）如图所示，将由2种不同的抗原分别制备的单克隆抗体分子，在体外解偶联后重新偶联可制备双特异性抗体，简称双抗。下列说法错误的是（ ）
A．双抗可同时与2种抗原结合
B．利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞
C．筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原
D．同时注射2种抗原可刺激B细胞分化为产双抗的浆细胞
1．D。
【解析】根据题意，双抗具有双特异性，即可同时与2种抗原发生特异性结合，A正确；根据抗体与抗原特异性结合的原理，利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞，从而使药物作用于特定的靶细胞，B正确；双抗是由2种不同的抗原分别制备的单克隆抗体分子经过解偶联后重新偶联形成的，故而筛选时需要使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原来进行抗原—抗体检测，从而筛选出具有双特异性的抗体，C正确；同时注射2种抗原会刺激B细胞分化形成不同的浆细胞，进而产生两种抗体，一种浆细胞只能产生一种抗体，并不能产生双抗，D错误。
2．（2022•浙江）农作物秸秆的回收利用方式很多，其中之一是将秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质。碎化秸秆中纤维所起的作用，相当于植物组织培养中固体培养基的（ ）
A．琼脂 蔗糖 B．蔗糖 激素
C．激素 无机盐 D．无机盐 琼脂
2．A。
【解析】植物组织培养中固体培养基成分有无机营养成分、有机营养成分、激素、琼脂等。生产中将秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质，而碎化秸秆中纤维相当于植物组织培养中固体培养基的琼脂 蔗糖。
3．（2022•山东）某种类型的白血病由蛋白P引发，蛋白UBC可使P被蛋白酶识别并降解，药物A可通过影响这一过程对该病起到治疗作用。为探索药物A治疗该病的机理，需构建重组载体以获得融合蛋白FLAG﹣P和FLAG﹣P△。P△是缺失特定氨基酸序列的P，FLAG是一种短肽，连接在P或P△的氨基端，使融合蛋白能与含有FLAG抗体的介质结合，但不影响P或P△的功能。
（1）为构建重组载体，需先设计引物，通过PCR特异性扩增P基因。用于扩增P基因的引物需满足的条件是 。为使PCR产物能被限制酶切割，需在引物上添加相应的限制酶识别序列，该限制酶识别序列应添加在引物的 （填“3′端”或“5′端”）。
（2）PCR扩增得到的P基因经酶切连接插入载体后，与编码FLAG的序列形成一个融合基因，如图甲所示，其中“ATGTGCA”为P基因编码链起始序列。将该重组载体导入细胞后，融合基因转录出的mRNA序列正确，翻译出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正确，但P基因对应的氨基酸序列与P不同。据图甲分析，出现该问题的原因是 。修改扩增P基因时使用的带有EcoRⅠ识别序列的引物来解决该问题，具体修改方案是 。
（3）融合蛋白表达成功后，将FLAG﹣P、FLAG﹣P△、药物A和UBC按照图乙中的组合方式分成5组。各组样品混匀后分别流经含FLAG抗体的介质，分离出与介质结合的物质并用UBC抗体检测，检测结果如图丙所示。已知FLAG﹣P和FLAG﹣P△不能降解UBC，由①②③组结果的差异推测，药物A的作用是 ；由②④组或③⑤组的差异推测，P△中缺失的特定序列的作用是 。
（4）根据以上结果推测，药物A治疗该病的机理是 。
3．（1）两种引物分别与两条模板链3'端的碱基序列互补配对 5'端
（2）在转录得到的mRNA序列中，EcoRⅠ识别序列的后两个碱基与P基因对应的第一个碱基构成一个密码子，导致翻译时核糖体读取的密码子顺序发生改变，从而使翻译出的氨基酸序列改变 在EcoRⅠ识别序列前后增加碱基，使融合基因中FLAG基因的碱基数目加上P基因的碱基数为3的倍数，从而保证翻译时P基因转录出的mRNA也能被正确读取
（3）促进UBC与FLAG﹣P的结合 P△中缺失的特定序列是与UBC结合的关键序列
（4）药物A促进UBC与P的结合，从而促进蛋白P被蛋白酶识别并降解，达到治疗的目的
【解析】（1）引物是能够与DNA母链特定的碱基序列互补配对的单链核酸片段，由于扩增目的基因时有两条模板链，设计引物时，两种引物要分别与两条模板链3'端的碱基序列互补。DNA聚合酶延伸时，将脱氧核苷酸加到引物的3'端，为了不破坏目的基因，该限制酶识别序列应添加在引物的5'端。（2）根据题意，融合基因转录出的mRNA序列正确，翻译出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正确，但P基因对应的氨基酸序列与P不同，说明翻译P基因相应的序列时出错。由图甲分析可知，在转录得到的mRNA序列（与DNA编码链序列一致）中，EcoRⅠ识别序列的后两个碱基与P基因对应的第一个碱基构成一个密码子，导致翻译时核糖体读取的密码子顺序发生改变，从而使翻译出的氨基酸序列改变。要解决这个问题，可以在PCR扩增时在EcoRⅠ识别序列前后增加碱基，使融合基因中FLAG基因的碱基数目加上P基因的碱基数为3的倍数，从而保证翻译时P基因转录出的mRNA也能被正确读取。（3）根据图乙分析可知，①组仅添加UBC，用UBC抗体检测，不出现杂交带；②组添加UBC和FLAG﹣P，检测出现杂交带；③组添加UBC、药物A和FLAG﹣P，杂交带更加明显，说明药物A的作用是促进UBC与FLAG﹣P的结合。②④组未添加药物A，两组的差异在于添加FLAG﹣P或FLAG﹣P△；③⑤组添加了药物A，两组的差异也在于添加FLAG﹣P或FLAG﹣P△；结合图丙可知，②③组使用FLAG﹣P，出现杂交带；④⑤组使用FLAG﹣P△，不出现杂交带，据此推测P△中缺失的特定序列是与UBC结合的关键序列。（4）根据（3）的分析推测，药物A促进UBC与FLAG﹣P的结合，从而促进蛋白P被蛋白酶识别并降解，达到治疗的目的。
4．（2022•湖南）水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题：
（1）蛋白质工程流程如图所示，物质a是 ，物质b是 。在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是 。
（2）蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有 、 和利用 PCR 技术扩增。PCR 技术遵循的基本原理是 。
（3）将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结果如图所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的 （填“种类”或“含量”）有关，导致其活性不同的原因是 。
（4）若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，简要写出实验设计思路 。
4．（1）氨基酸序列多肽链 mRNA 密码子具有简并性，使不同mRNA翻译出来的氨基酸序列相同
（2）从基因文库中获取目的基因 通过DNA合成仪人工合成 DNA双链复制
（3）种类 对水蛭蛋白进行酶解时的酶的种类不同，导致水蛭蛋白水解产物的空间结构不同
（4）取3支试管，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素；取同一种动物（如家兔）血液，将等量的血液加入1、2、3号三支试管中，放在适宜条件下静置一段时间，观察统计三支试管中血液凝固情况
【解析】（1）根据蛋白质工程的基本流程，a是氨基酸序列多肽链，b是mRNA。在生产过程中，mRNA可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是密码子具有简并性，即一种氨基酸可能有几个对应的密码子，使不同mRNA翻译出来的氨基酸序列相同。（2）蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有从基因文库中获取、通过DNA合成仪进行人工合成和利用PCR技术扩增。PCR技术是体外扩增DNA的技术，遵循的基本原理是DNA双链复制。（3）分析曲线图可知，酶甲、酶乙处理，水解产物中的肽含量都随着酶解时间的延长而逐渐升高，且两种酶作用下差别不大；经酶甲处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先升高而后保持相对稳定；经酶乙处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升而后有所下降，且酶甲处理后的产物的抗凝血活性最终高于酶乙处理后的酶解产物的抗凝血活性。据此推测两种酶处理后水解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关，导致其活性不同的原因是对水蛭蛋白进行酶解时的酶的种类不同，导致水蛭蛋白水解产物的空间结构不同。（4）若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，可以以三种物质作为自变量，分别检测它们的抗凝血活性，故实验设计思路为：取3支试管，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素；取同一种动物（如家兔）血液，将等量的血液加入1、2、3号三支试管中，放在适宜条件下静置一段时间，观察统计三支试管中血液凝固情况。
5．（2022•广东）“绿水透迤去，青山相向开”大力发展低碳经济已成为全社会的共识。基于某些梭菌的特殊代谢能力，有研究者以某些工业废气（含CO2等一碳温室气体，多来自高污染排放企业）为原料，通过厌氧发酵生产丙酮，构建一种生产高附加值化工产品的新技术。
回答下列问题：
（1）研究者针对每个需要扩增的酶基因（如图）设计一对 ，利用PCR技术，在优化反应条件后扩增得到目标酶基因。
（2）研究者构建了一种表达载体pMTL80k，用于在梭菌中建立多基因组合表达库，经筛选后提高丙酮的合成量。该载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等，其中抗生素抗性基因的作用是 ，终止子的作用是 。
（3）培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，出现了生长迟缓的现象，推测其原因可能是 ，此外丙酮的积累会伤害细胞，需要进一步优化菌株和工艺才能扩大应用规模。
（4）这种生产高附加值化工产品的新技术，实现了 ，体现了循环经济特点。从“碳中和”的角度看，该技术的优势在于 ，具有广泛的应用前景和良好的社会效益。
5．（1）引物
（2）作为标记基因，筛选含有基因表达载体的受体细胞 使转录终止
（3）二氧化碳等气体用于大量合成丙酮，而不是用于重组梭菌的生长
（4）废物的资源化 不仅不排放二氧化碳，而且还可以消耗工业废气中的二氧化碳
【解析】（1）利用PCR技术扩增目的基因，首先需要根据目标酶基因两端的碱基序列设计一对引物，引物分别与两条模板链互补配对，而后Taq酶才能从引物的3’端延伸子链。（2）基因表达载体中，抗生素抗性基因作为标记基因，可用于筛选含有基因表达载体的受体细胞；终止子是转录的终点，可以使转录终止。（3）根据题图可知，重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，在这些酶蛋白的作用下，CO2和H2经过一系列反应生成丙酮，而后排出细胞，而不是用于重组梭菌的生长，所以会导致生长迟缓。（4）根据题意可知，这种新技术，以工业废气（含CO2等一碳温室气体）为原料，实现了废物的资源化，体现了循环经济特点。从“碳中和”的角度看，该技术生产丙酮的过程不仅不排放二氧化碳，而且还可以消耗工业废气中的二氧化碳，有利于减缓温室效应，并实现较高的经济效益，所以具有广泛的应用前景和良好的社会效益。
6．（2022•乙卷）新冠疫情出现后，病毒核酸检测和疫苗接种在疫情防控中发挥了重要作用。回答下列问题。
（1）新冠病毒是一种RNA病毒，检测新冠病毒RNA（核酸检测）可以采取RT﹣PCR法。这种方法的基本原理是先以病毒RNA为模板合成cDNA，这一过程需要的酶是 ，再通过PCR技术扩增相应的DNA片段。根据检测结果判断被检测者是否感染新冠病毒。
（2）为了确保新冠病毒核酸检测的准确性，在设计PCR引物时必须依据新冠病毒RNA中的 来进行。PCR过程每次循环分为3步，其中温度最低的一步是 。
（3）某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测（检测体内是否有新冠病毒抗体），若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明 （答出1种情况即可）；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明 。
（4）常见的病毒疫苗有灭活疫苗、蛋白疫苗和重组疫苗等。已知某种病毒的特异性蛋白S（具有抗原性）的编码序列（目的基因）。为了制备蛋白疫苗，可以通过基因工程技术获得大量蛋白S。基因工程的基本操作流程是 。
6．（1）逆转录酶（或反转录酶）
（2）特异性核苷酸序列 复性（或退火）
（3）曾感染新冠病毒，已康复 已感染新冠病毒，是患者
（4）获取目的基因→构建基因表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定
【解析】（1）以病毒RNA为模板合成cDNA是逆转录过程，这一过程需要的酶是逆转录酶（或反转录酶）。获得cDNA后可通过PCR技术扩增相应的DNA片段。根据检测结果判断被检测者是否感染新冠病毒。（2）为确保PCR扩增获得的是特异性序列，从而确保新冠病毒核酸检测的准确性，设计PCR引物时必须依据新冠病毒RNA中的特异性核苷酸序列来进行。PCR过程每次循环分为3步，即变性（94℃）→复性（55℃）→延伸（72℃），其中温度最低的一步是复性（或退火）。（3）某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测，若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明他体内没有新冠病毒，但曾感染新冠病毒，已经康复；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明他体内已感染新冠病毒，是患者。（4）基因工程的基本操作流程依次是获取目的基因→构建基因表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定。
7．（2022•甲卷）某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代，该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题。
（1）为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液，精液保存的方法是 。在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是 ；精子体外获能可采用化学诱导法，诱导精子获能的药物是 （答出1点即可）。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞，因为卵母细胞达到 时才具备与精子受精的能力。
（2）体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行，该培养液的成分除无机盐、激素、血清外，还含的营养成分有 （答出3点即可）等。将培养好的良种囊胚保存备用。
（3）请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是 。
7．（1）加入抗冻剂（甘油）冷冻保存 刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能受精 肝素或钙离子载体A23187 MⅡ中期
（2）维生素、氨基酸、核苷酸
（3）对受体母羊进行同期发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代
【解析】（1）精液可以加入抗冻剂（甘油）冷冻保存，使用前再将精液解冻离心分离。刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能受精，故在体外受精前要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能方法有培养法和化学诱导法，化学诱导法是将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能。卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期（MⅡ中期）才能具备与精子受精的能力。（2）进行早期胚胎培养的培养液中，除了无机盐、激素、血清外，还含有维生素、氨基酸、核苷酸等。（3）要利用保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料，获得具有该公羊优良性状的后代，主要是利用胚胎移植技术，即对受体母羊进行同期发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代。
本资料来转自“高中生物教与学”
,
