2024届高考生物考前冲刺第1篇专题素能提升专题综合限时练6生物技术与工程

专题综合限时练(六)一、选择题1.(2023·广东梅州二模)“筛选”是生物工程中常用的技术手段,下列关于筛选的叙述错误的是(D)A.单克隆抗体制备过程中,在完成细胞融合后,第一次筛选出的是杂交瘤细胞B.基因工程中通过标记基因筛选出的细胞不一定含有重组质粒C.植物体细胞杂交过程中,原生质体融合后获得的细胞需要进行筛选D.用选择培养基对微生物进行筛选时,实验组接种微生物,对照组不接种微生物解析:单克隆抗体制备过程中,在完成细胞融合后,第一次筛选出的是杂交瘤细胞,第二次筛选出的是能产生特定抗体的杂交瘤细胞;基因工程中通过标记基因筛选出的细胞不一定含重组质粒,如只含有普通质粒;植物体细胞杂交过程中,原生质体融合后获得的细胞需要进行筛选,选出杂种细胞;用选择培养基对微生物进行筛选时,对照组和实验组培养基不同,但均需接种相同的微生物(样品),若实验组菌落数少于对照组,说明选择培养基具有筛选作用。2.(2023·山东潍坊二模)《礼记·月令》中记载:“[仲冬之月]乃命大酋,秫稻必齐,曲蘖必时,湛炽(清洁煮沸)必絜,水泉必香,陶器必良,火齐必得。兼用六物,大酋监之,毋有差贷。”这是一套比较完整的酿酒工艺流程,对于酿酒时节、原料选择等都有严格规定,更对我国酿酒技术的发展有着深远的影响。下列说法正确的是(C)A.“秫稻必齐”可为酿酒提供丰富的糖,随着发酵的进行糖含量会升高B.为防止二次污染,应在“湛炽”后立即接种酿酒的酒曲C.“陶器必良”可以确保酵母菌产生酒精的同时避免乙酸的产生D.在适宜的温度下发酵,发酵液的温度并不会随发酵的进行而改变解析:酿酒过程中,酵母菌进行无氧呼吸分解糖类产生酒精和二氧化碳,糖含量下降;在“湛炽”后立即接种酿酒的酒曲,会杀死酵母菌,应在冷却后加入酒曲;“陶器必良”是为了有良好的容器从而控制好发酵过程气体条件(无氧条件),可以确保酵母菌产生酒精的同时避免乙酸的产生;在发酵的过程中,酵母菌进行呼吸作用,产生的热能会使发酵液的温度升高。3.(2023·山东菏泽二模)液体深层培养是指以获得大量发酵产物为目的的发酵罐大容量液体培养,可通过调节培养液的pH和温度、营养条件以及气体环境促使微生物迅速生长,产生大量代谢物,是发酵工业生产的基本培养方法。下列相关叙述错误的是(C)A.在进行液体深层培养前需要对发酵罐中的培养基进行严格灭菌B.在培养厌氧微生物时,前期密封保持无氧,后期可根据产物不同决定是否放气C.若发酵产品是微生物代谢物,发酵结束后,可通过过滤、沉淀等方法获得D.液体深层培养过程中要密切关注培养液的pH、温度以及营养物质的消耗情况解析:为了防止微生物的污染,在进行液体深层培养前需要对发酵罐中的培养基进行严格灭菌;在培养厌氧微生物时,前期密封保持无氧,后期可根据产物是否含有气体决定是否放气;发酵产品不同,分离、提纯的方法不同,如果发酵产品是微生物细胞本身,可采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,如果产品是代谢物,可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取;营养物质、pH、温度等条件会影响微生物的代谢,所以液体深层培养过程中要密切关注培养液的pH、温度以及营养物质的消耗情况。4.利用微生物分解纤维素对废弃物污染的减轻和作物秸秆再利用具有重要意义。某兴趣小组从富含纤维素的土壤中取样,加入选择培养基中进行振荡培养,之后接种于鉴别培养基上进行培养,筛选出能够分解纤维素的微生物。下列叙述错误的是(C)A.选择培养的目的是促进纤维素分解菌的生长,抑制其他微生物的生长B.振荡培养可以增加溶解氧量,有利于微生物对营养物质的充分接触和利用C.鉴别培养基上涂布接种时,将0.1mL菌液滴到培养基表面再用接种环涂布均匀D.加入刚果红的培养基上所出现的有透明圈的菌落,可能是细菌或真菌繁殖而成解析:选择培养的原理是人为提供有利于目的菌生长的条件,同时抑制或阻止其他微生物的生长,因此选择培养的目的是促进纤维素分解菌的生长,抑制其他微生物的生长;振荡培养可以增加溶解氧量,有利于微生物对营养物质的充分接触和利用;鉴别培养基上涂布接种时,将0.1mL菌液滴到培养基表面再用涂布器涂布均匀;加入刚果红的培养基上所出现的有透明圈的菌落是由能够分解纤维素的微生物形成的,能够分解纤维素的微生物既有真菌也有细菌。5.(2023·山东泰安二模)野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长,氨基酸营养缺陷型突变株无法合成某种氨基酸,只能在完全培养基上生长。如图为得到和纯化某氨基酸营养缺陷型突变株的部分流程图,①②③④代表培养基,A、B、C表示操作步骤,D、E为菌落。下列说法正确的是(D)A.步骤B的操作是用涂布器把1mL菌液均匀地涂布在②表面B.步骤C操作时应先将无菌绒布转运至④培养基上C.图中①②④为基本培养基,③为完全培养基D.经C过程原位影印及培养后,应从培养基④中挑取D进行纯化培养解析:步骤B操作是将0.1mL菌液滴加到培养基表面,再用涂布器将菌液均匀地涂布在②表面;步骤C操作时应先将无菌绒布转运到③基本培养基上,再转运到④培养基上,这样可以保证③培养基中营养成分不被④影响;题图中①②④中所有大肠杆菌都能生存,为完全培养基,③中突变的大肠杆菌不能生存,为基本培养基;从图中可看出,D在基本培养基中无法生长,在完全培养基中可生长,说明D是某氨基酸营养缺陷型菌落,故经C过程影印及培养后,可从④培养基中挑取D菌落进行纯化培养。6.(2023·湖南娄底二模)2021年6月,我国首个原创性抗体—药物偶联物(ADC)获批上市。该药采用人源化抗HER2抗体,通过可切割的接头与高效毒性分子MMAE偶联。ADC被肿瘤细胞内吞后,载荷MMAE被释放到细胞质中后,可抑制细胞中微管蛋白聚合,进而影响纺锤体的形成。下列叙述错误的是(D)A.传统鼠源性单抗可能会引起人体产生相应抗体进而影响ADC的效果B.ADC中接头稳定性偏低会导致药物分子脱落而对正常细胞造成损伤C.连接抗体和MMAE的接头可能在肿瘤细胞溶酶体中被蛋白酶破坏D.MMAE可能抑制肿瘤细胞内着丝粒分裂从而使其停滞在分裂中期解析:传统鼠源性单抗对人体来说是抗原,可能会引起人体产生相应抗体,使得单抗药物疗效减弱,进而影响ADC的效果;抗体—药物偶联物(ADC)是采用人源化抗HER2抗体,通过可切割的接头与高效毒性分子MMAE偶联,因此ADC中接头稳定性偏低会导致药物分子脱落而对正常细胞造成损伤,造成“脱靶毒性”;连接抗体和MMAE的接头本质是蛋白质,因此可能在肿瘤细胞溶酶体中被蛋白酶破坏;据题意可知,ADC被肿瘤细胞内吞后,可抑制细胞中微管蛋白聚合,进而影响纺锤体的形成,导致纺锤丝无法牵拉染色体移向两极,但不影响着丝粒的分裂。7.精子载体法是以精子作为载体携带外源基因进入卵细胞的方法,利用该方法制备转基因鼠的基本流程如图。下列叙述正确的是(C)A.导入外源基因的精子需放入ATP溶液中进行获能处理才具备受精能力B.导入外源基因的精子和卵细胞经过②过程后即转化完成C.过程③需将受精卵体外培养至桑葚胚或囊胚期才可进行胚胎移植D.过程④进行同期发情处理以降低代孕母体对外来胚胎的免疫排斥反应解析:导入外源基因的精子需放入人工配制的获能溶液中来模仿雌性生殖道内的获能环境,来达到获能状态;目的基因进入受体细胞内,并在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为转化,导入外源基因的精子和卵细胞经过②过程后并不意味着转化完成;通过体外受精技术获得的胚胎,需在体外培养到桑葚胚或囊胚阶段才可移植;④是胚胎移植过程,需要对供体和受体用相关激素进行同期发情处理,保证胚胎移入相同的生理环境,受体(代孕母体)对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应。8.(2023·湖南株洲一模)科研人员用电融合的方法诱导母羊的乳腺上皮细胞与另一只羊的去核卵细胞融合,然后将重构胚移植到代孕母羊的体内,最终培育出了克隆羊多莉,下表是科学家获得的部分实验数据,下列叙述错误的是(D)实验组序号①②核供体细胞6岁母羊的乳腺上皮细胞发育到第9天的早期胚胎细胞融合成功细胞数277385早期发育成功胚胎数2990移植后成功怀孕母羊数/代孕母羊数1/1314/27出生并成活羔羊数1(多莉)4A.两组羔羊的性状基本与核供体相同B.本实验涉及细胞培养、核移植和胚胎移植技术C.②组比①组成功率高,可能因为胚胎细胞分化程度低D.①移植成功率较低可能是代孕母羊对胚胎产生了免疫排斥反应解析:由于遗传物质主要在细胞核中,所以两组羔羊性状主要与核供体相同;本实验涉及细胞培养、核移植和胚胎移植技术;②组比①组成功率高,可能因为胚胎细胞分化程度低,全能性高;代孕母羊一般不会对移植来的胚胎产生免疫排斥反应。9.(2023·山东济宁二模)为了解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞的染色体丢失的问题,研究者除了用抗原刺激之外,还用EBV(一种病毒颗粒)感染动物B淋巴细胞,并使之成为“染色体核型稳定”的细胞株。上述细胞株能够在HAT培养基中存活,但对乌苯苷(Oua)敏感,图示为该实验操作示意图。下列叙述合理的是(A)A.杂交瘤细胞产生的抗体能针对相应抗原而不针对EBVB.导致EBV转化细胞和骨髓瘤细胞死亡的原因完全相同C.HAT培养基和Oua筛选去除的均是未融合的EBV转化细胞D.灭活病毒诱导细胞融合的原理是促进骨髓瘤细胞和B淋巴细胞核融合解析:分析题意可知,本实验中EBV的作用是使B淋巴细胞染色体核型更稳定,而不是刺激B淋巴细胞分化成浆细胞产生抗体,所以该杂交瘤细胞产生的抗体能针对相应抗原而不针对EBV;EBV转化细胞由于对乌苯苷敏感而死亡,骨髓瘤细胞由于无法在HAT培养基上繁殖而死亡,二者死亡原因不同;HAT培养基去除的是未融合的骨髓瘤细胞和瘤—瘤融合细胞,乌苯苷(Oua)去除的是未融合的EBV转化细胞和同种EBV转化细胞融合的细胞;灭活病毒诱导细胞融合的原理是促进骨髓瘤细胞和B淋巴细胞膜融合。10.(2023·山东日照一模)研究人员利用植物体细胞杂交技术,将培育的野生猕猴桃的单倍体的细胞与栽培二倍体猕猴桃细胞的原生质体融合,获得了三倍体植株,为其种质改良开辟了新途径。下列说法错误的是(D)A.原生质体获得后需要在等渗培养液中进行培养B.原生质体融合时可采用高Ca2+—高pH法进行诱导C.三倍体植株的形成需经过脱分化和再分化等培养过程D.单倍体与二倍体能进行基因交流,二者属于同一物种解析:因为原生质体没有细胞壁的保护,所以需要在等渗培养液中进行培养,防止细胞失水和吸水;诱导原生质体融合的化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等;杂种细胞形成杂种植株需要利用植物组织培养技术,涉及脱分化和再分化等培养过程;单倍体与二倍体不能进行基因交流,二者不属于同一物种。11.(2023·重庆万州模拟)某实验小组利用菜花进行DNA的提取及电泳鉴定,并对菜花非常保守的叶绿体基因trnL进行PCR扩增。下列相关叙述错误的是(C)A.将预冷的酒精溶液加入菜花研磨滤液离心获得的上清液中,静置可见丝状物B.用二苯胺鉴定DNA时,试管中溶液无蓝色出现可能是DNA提取量过少或无C.PCR反应体系中必须含有trnL基因的引物、Ca2+、4种脱氧核糖核苷酸等成分D.将混合液注入凝胶的加样孔时,需留一个加样孔加入指示分子大小的标准参照物解析:DNA不溶于冷却的酒精溶液,所以将预冷的酒精溶液加入菜花研磨滤液离心获得的上清液中,静置可见丝状物;正常情况下二苯胺与DNA在沸水浴条件下反应呈蓝色,试管中溶液无蓝色出现,可能是DNA的提取量过少或未提取到DNA;利用PCR扩增trnL基因,则反应体系中应含有trnL基因的引物、耐高温的DNA聚合酶、模板、Mg2+、4种脱氧核糖核苷酸等成分,DNA聚合酶需要Mg2+激活,Ca2+不是必须加入的成分。12.注射胰岛素是治疗1型糖尿病的主要手段。如图是利用基因工程生产人胰岛素的操作示意图,下列叙述错误的是(B)A.通过过程⑤的重复进行,可以短时间内获得大量的胰岛素基因B.以细胞1中提取的mRNA为模板,也可扩增出胰高血糖素的基因C.过程⑦将目的基因与基因载体相连,这是基因工程的核心步骤D.丙中往往含标记基因,便于筛选含胰岛素基因的受体细胞解析:⑤为PCR过程,表示目的基因的扩增过程,通过过程⑤的重复进行,可以短时间内获得大量的胰岛素基因;细胞1中含胰岛素mRNA,可知细胞1是胰岛B细胞,由于基因的选择性表达,细胞1中不含胰高血糖素mRNA,不能扩增出胰高血糖素的基因;⑦为基因表达载体的构建,这是基因工程的核心步骤;丙重组质粒中往往含标记基因,便于筛选含胰岛素基因的受体细胞。13.(2023·福建莆田二模)乙肝病毒表面主蛋白是由H基因控制合成。下图是将H基因导入某酵母菌生产乙肝疫苗的过程。5′A和3′TT分别是该酵母菌中某基因的启动子和终止子,此启动子还能使外源基因在酵母菌中高效表达,3′A是该基因下游的序列。科学家将改造过的P质粒与H基因连接形成重组质粒,再在重组质粒特定部位酶切,形成的重组DNA片段可以整合到酵母菌染色体上,最终实现H基因的表达。下列叙述错误的是(D)A.构建重组质粒时,可在H基因两侧分别接上SnaBⅠ和AvrⅡ的识别序列B.步骤1中,将重组质粒先导入大肠杆菌的目的是复制出大量重组质粒C.步骤3中,用BglⅡ对重组质粒进行酶切可以获得图示的重组DNA片段D.用含有氨苄青霉素的培养基可以筛选出含有H基因的酵母菌解析:为实现H基因和P质粒重组,可在H基因两侧接上限制酶SnaBⅠ和AvrⅡ的识别序列,然后用两种限制酶分别切割质粒和H基因,这样设计的优点是确保定向连接(避免质粒和目的基因自身环化及反向连接);将重组质粒导入大肠杆菌,其目的是为了让质粒在大肠杆菌扩增,来获取大量重组质粒;步骤3中,重组DNA片段首尾分别是5′A和3′A,只有用BglⅡ对重组质粒进行酶切才可以获得图示的重组DNA片段;重组DNA片段只含卡那霉素抗性基因,所以用含卡那霉素的培养基可以筛选出含有H基因的酵母菌。二、非选择题14.一部手机上携带的细菌种类繁多,包括沙门氏菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌、变形杆菌等,这已成为致病细菌传播的重要途径之一。为验证该观点,A、B两地大学分别组织一组科研人员进行实验调查。如图是A组和B组的实验流程和实验结果。下表是2种可供选择的培养基配方。培养基名称配方培养基甲牛肉膏5g,蛋白胨10g,NaCl5g,蒸馏水1000mL,琼脂20g培养基乙葡萄糖15g,KH2PO41g,MgSO4·7H2O0.5g,KCl0.5g,FeSO4·7H2O0.01g,蒸馏水1000mL,琼脂20g(1)经发现,手机上存在着大量的微生物,如酵母菌和绿脓杆菌等,这两种微生物的主要区别是。(2)从物理性质上看,题述两种培养基属于培养基,为达到实验目的,应选择上表中的培养基,理由是

。(3)为防止外来杂菌的入侵,对实验使用的培养基应使用湿热灭菌,下列所示的操作步骤的正确顺序是()①让压力表的压力降为零②加热灭菌锅,打开排气阀,排除锅内冷空气③打开排气阀,排除锅内热蒸汽④关闭排气阀,让锅内温度上升⑤向灭菌锅内放入待灭菌物品⑥到达所需压力时,控制热源,维持压力A.⑤①②④⑥③ B.⑤②④⑥①③C.⑤②④⑥③① D.⑤②⑥①④③(4)如图所示,A、B两地的科研人员均完成了实验,但实验结果却完全不同。科研人员推测可能A组的培养基被污染了,如何证明A组培养基是否被杂菌污染?

。(5)取样面积如图所示,由于手机上存在各种微生物,为了准确计数平板上的细菌数量,依据不同微生物具有不同的菌落特征如(写出两点即可)等方面加以区分。科研人员将上述菌悬液进行梯度稀释,取0.1mL稀释倍数为102的样品接种到4个平板上,经培养计数,4个平板的细菌菌落数分别是108、10、105、102,则该取样区域细菌密度约为个/cm2。解析:(1)酵母菌属于真核生物,绿脓杆菌属于原核生物,两者最主要的区别在于酵母菌具有以核膜为界限的细胞核,而绿脓杆菌没有以核膜为界限的细胞核(或是否有以核膜为界限的细胞核)。(2)由于培养基配方中有琼脂,所以从物理性质上看,题述两种培养基属于固体培养基。由于培养基甲可满足多种微生物的营养需要,而培养基乙缺乏氮源,不能满足多种微生物的营养需要,所以应选择培养基甲进行培养,收集菌落。(3)湿热灭菌的步骤:向灭菌锅内放入待灭菌物品;加热灭菌锅,打开排气阀,排除锅内冷空气;关闭排气阀,让锅内温度上升;到达所需压力时,控制热源,维持压力;让压力表的压力降为零;打开排气阀,排除锅内热蒸汽,即操作顺序应为⑤②④⑥①③。(4)证明A组培养基是否被杂菌污染的操作如下,将未接种的A组培养基在相同的条件下进行培养,如果未接种的培养基在培养过程中没有菌落生长,说明培养基没有被杂菌污染,反之则说明培养基被杂菌污染。(5)可根据菌落的形状、大小、颜色、隆起程度、边缘等菌落特征区分菌落;根据题干数据,取30～300个菌落的平板进行计数,则该取样区域细菌密度为(108+105+102)÷3÷0.1×10×102÷(7×15)=1×104(个/cm2)。答案:(1)酵母菌具有以核膜为界限的细胞核,而绿脓杆菌没有以核膜为界限的细胞核(或是否有以核膜为界限的细胞核)(2)固体甲培养基甲具有微生物生长所需要的各种营养物质,培养基乙缺乏氮源,不能满足多种微生物的营养需要(3)B(4)将未接种的A组培养基在相同的条件下进行培养,如果未接种的培养基在培养过程中没有菌落生长,说明培养基没有被杂菌污染,反之则说明培养基被杂菌污染(5)菌落的形状、大小、隆起程度和颜色1×10415.(2023·湖南怀化二模)H18杂交瘤细胞产生的抗人肝癌细胞单克隆抗体HAb18对人体肝癌的靶向治疗具有重要的意义,但H18杂交瘤细胞在培养过程中的凋亡现象制约着细胞的高密度培养以及生产能力的提高。研究人员利用PCR获得bclXL基因(抗凋亡基因),构建bclXL基因的真核表达载体,通过脂质体法导入H18杂交瘤细胞,筛选出稳定表达bclXL的H18.D4杂交瘤细胞,从而提高了大规模高密度培养下单克隆抗体HAb18的产量,流程如图1。回答下列问题。(1)在无菌、无毒等适宜环境中进行人肝癌细胞的原代和传代培养时,需要定期更换培养液,目的是

。图1中步骤②向小鼠体内注射人肝癌细胞悬液,间隔注射3次,其目的是

。(2)利用PCR获取bclXL基因,实验结果显示除bclXL基因条带(引物与模板完全配对),还有2条非特异条带(引物和模板不完全配对)。为了减少反应中非特异条带的产生,可采取的措施。(3)构建bclXL基因的真核表达载体,研究人员选择了pEF质粒作为载体,因为其具有能被真核细胞识别的启动子,作用是

。用脂质体将真核表达载体导入H18杂交瘤细胞,质粒被包在脂质体(填“双分子层中”或“两层磷脂分子之间”)。

(4)正丁酸钠(NaBu)能诱导杂交瘤细胞凋亡。研究人员利用0.4mmol/L的NaBu溶液分别诱导H18、H18.D4杂交瘤细胞凋亡,检测细胞凋亡比例及抗体分泌量,结果如图2。根据以上实验结果可得到的结论是

。解析:(1)细胞培养过程中可产生代谢物,培养液中的营养也会被消耗,定期更换培养液可以清除代谢物,防止代谢物积累对细胞自身造成危害,同时给细胞提供足够的营养;培育对肝癌细胞免疫的小鼠需在一定时间内间隔注射3次人肝癌细胞悬液,其目的是增强免疫,刺激小鼠产生更多的能分泌抗人肝癌细胞抗体的B淋巴细胞。(2)非特异性产物增加的原因可能是复性温度过低造成引物与模板的结合位点增加,故可通过适当提高复性的温度来减少非特异条带的产生。(3)启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,用于驱动基因的转录过程;重组质粒导入细胞需要依赖膜融合,故质粒被包在脂质体双分子层中。(4)由图分析,在0.4mmol/L的NaBu溶液中,相比于H18杂交瘤细胞,H18.D4杂交瘤细胞凋亡数量明显少得多,且抗体分泌量较多。答案:(1)清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害;补充营养物质刺激小鼠产生更多能分泌抗人肝癌细胞抗体的B淋巴细胞(2)适当提高复性温度(3)可被RNA聚合酶识别并结合,驱动基因的转录双分子层中(4)在0.4m