专题10生物技术与工程（原卷版）

第十单元生物技术与工程时间：75分钟分值：100分一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分。在每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．酸笋是一种以新鲜竹笋为原料，发酵腌制而成的具有独特发酵酸臭味的笋制品，是风味食品螺顿粉的重要配料。下图为利用乳酸菌，酵母菌、醋酸菌等微生物发酵制作酸笋的工艺流程图，下列有关叙述错误的是（）A．杀青、漂烫步骤是通过高温灭菌避免杂菌污染B．可以通过诱变育种、基因工程育种等方法进行菌种选择和优化C．醋酸菌能将酵母菌产生的乙醇氧化为醋酸，进一步丰富酸笋的酸味层次D．发酵过程中要随时检测培养液中微生物数量，可以利用显微镜进行计数2．研究人员对布氏田鼠盲肠中的纤维素分解菌进行分离、鉴定，过程如图。下列说法正确的是（

）A．①②③应在95%空气和5%氧气的气体环境中倒置培养B．①②③中的培养基是以纤维素为唯一碳源的选择培养基C．通过比较透明圈大小可知，甲、乙分解纤维素的能力相同D．若①②③菌落数分别为20、37、39，则内容物中纤维素分解菌密度为1.6×107个/mL3．发酵技术是指人们利用微生物的发酵作用，运用一些技术手段控制发酵过程，从而进行大规模生产发酵产品的技术。下列叙述错误的是（）A．制作果醋时需要向发酵液中通入无菌空气B．制作泡菜时加较多的盐会导致发酵时间延长C．腐乳发酵利用了毛霉产生的蛋白酶、脂肪酶等D．发酵工程的目的是获得微生物的各种代谢物4．植物组织培养技术常用于商业化生产，相关过程一般为无菌培养物的建立→培养物的增殖→生根培养→试管苗的移栽及鉴定。下列叙述正确的是（）A．使用的外植体要经灭菌处理后，才可用于接种培养B．植物组织培养的整个过程中要给予适宜强度的光照C．生长素和细胞分裂素的比值高有利于芽的形成D．用某植株的细胞经离体培养获得幼苗，其性状可能有差异5．黑胫病对甘蓝型油菜的危害十分严重，黑芥能抗黑胫病，两者不能直接杂交。为解决该问题，科研人员通过下图所示过程获得抗病品系。据图分析，下列相关叙述正确的是（

）A．过程①需使用纤维素酶、果胶酶处理后将原生质体放入清水中等待融合B．融合后的原生质体再生出细胞壁是植物体细胞杂交技术成功的标志C．采取该技术筛选后的抗病植株均具备亲本的所有优良性状D．黑芥与甘蓝型油菜在自然状态下不能进行基因交流6．人心肌细胞中的肌钙蛋白Ⅰ（cTnI）在血液中含量上升是心肌损伤的特异性指标。为制备抗cTnI的单克隆抗体，科研人员完成了如图过程。下列说法正确的是（）A．用cTnI重复注射小鼠是为了刺激小鼠机体产生更多的抗体B．诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶C．①过程筛选到的乙细胞都是能产生所需抗体的杂交瘤细胞D．②过程需要向克隆化培养的杂交瘤细胞培养液加入cTnI进行抗体检测7．自杀基因系统是指外源基因导入受体细胞后会表达相应的酶，该酶可催化无毒的药物前体转化为有毒物质，从而导致受体细胞被杀死。为探究外源基因TK与药物更昔洛韦能否组成自杀基因系统，以肝癌细胞为受体细胞进行实验，结果如图所示。下列说法正确的是（

）A．培养肝癌细胞的过程中需定期更换培养液以保持无菌、无毒的环境B．实验结果表明外源基因TK与更昔洛韦可组成自杀基因系统C．本实验的自变量为肝癌细胞是否导入TK基因，其他变量是无关变量D．肝癌细胞在细胞培养过程中没有接触抑制，因而无需进行传代培养8．嵌合体动物是指由两种或两种以上具有不同遗传特性的细胞组成的聚合胚发育而成的个体，下图表示采用注射法获得小鼠胚胎嵌合体（即黑白花仔鼠）的过程。下列说法正确的是（）A．黑白花仔鼠的任意一个细胞中同时含有黑鼠和白鼠的基因B．对胚胎进行性别鉴定时，通常取图中②细胞进行DNA分析C．乙过程的目的是让黑色小鼠和白色小鼠的囊胚细胞进行融合D．丁的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移9．科研人员利用两种限制酶（EcoRI和NotI）处理基因载体，进行电泳检测，结果如图所示。下列叙述错误的是（

）A．该基因载体最可能是环状DNA分子B．电泳图谱中DNA片段越大，距离起点越近C．该DNA分子上有2个EcoRI酶切位点D．EcoRI和NotI的切点之间最长相距约9kb10．蛛丝蛋白是一种特殊纤维蛋白，具有强度高、韧性大等特点，在人工肌腱等医学领域有着诱人的应用前景。下图为蛛丝蛋白基因对应的DNA片段结构示意图，其中1~4表示DNA上引物可能结合的位置，目前利用现代生物技术生产蜘蛛丝已取得成功。下列有关叙述正确的是（

）A．若用PCR技术获取蛛丝蛋白基因，则设计的引物应分别结合在2、3部位B．若从该DNA片段中直接获取蛛丝蛋白基因，会破坏2个磷酸二酯键C．若一个蛛丝蛋白基因扩增了4次，则共消耗引物32个D．若受体细胞为大肠杆菌，则蛛丝蛋白的加工需要细胞中内质网的参与11．白僵菌是一种真菌，能寄生到松毛虫等农业害虫体内致其死亡，但对环境和温血动物安全无害，被广泛用于害虫防治。由苏云金芽孢杆菌产生的Bt毒蛋白可以使多种害虫死亡。某研究小组尝试使用农杆菌转化法，将Bt基因转入白僵菌中以加强白僵菌对害虫的防治效果。实验使用的Bt基因与Ti质粒如下图。下列叙述正确的是（

）A．为构建基因表达载体应用BamHI和NheI切割Bt基因和Ti质粒B．采用转基因白僵菌防治农业害虫对环境的污染较小，属于化学防治C．培养含重组质粒的白僵菌时，培养基上发绿色荧光的菌落即为目的菌D．除了对转基因白僵菌进行分子水平的检测外，还应对其进行抗虫实验12．胰岛素用于治疗糖尿病，但胰岛素注射后易在皮下堆积，需较长时间才能进入血液，进入血液后又易被分解，因此治疗效果受到影响。科研人员研制了速效胰岛素，其生产过程如图所示。下列说法错误的是（

）A．速效胰岛素的生产需要用到蛋白质工程和发酵工程B．大肠杆菌能转录、翻译出新的胰岛素，该胰岛素能正常发挥作用C．除人工合成DNA外，还可以通过定点突变技术获得目的基因D．可以用Ca2+处理的方法将新的胰岛素基因表达载体导入大肠杆菌中13．生物技术是一把“双刃剑”，在生物安全层面，基因编辑工具的滥用可能导致不可逆的生态风险；在伦理维度，技术的越界挑战了人类对生命本质的认知。面对这些挑战，唯有将科学探索置于伦理与安全的共同基石之上，生物技术才能真正成为推动人类文明进步的可持续力量。下列叙述错误的是（

）A．将α淀粉酶基因与目的基因一同转入植物可防止基因污染B．我国对转基因技术的方针是研究上要大胆创新、推广要慎重C．彻底禁止和销毁生物武器是全世界爱好和平人民的共同期望D．生殖性克隆人与治疗性克隆研究所面临的伦理问题完全相同14．科学家利用基因编辑技术，定向删除猪胚胎中控制特定器官发育的关键基因，使胚胎无法自主形成该器官。然后选取患者的体细胞通过诱导形成iPS细胞，并将人类iPS细胞注入已处理的猪的囊胚中形成人——动物嵌合体胚胎。将该嵌合胚胎导入受体猪的子宫中，通过控制发育进程可获得相应的器官。该项技术可为器官移植提供潜在供体。下列叙述或推测正确的是（）A．嵌合胚胎的获得运用了核移植技术B．应该将iPS细胞注入猪囊胚的滋养层中C．通过该技术获得的器官可能含有人和猪的基因D．该技术没有冲击现有的伦理道德，可大力推广15．某同学利用洋葱为实验材料，进行DNA粗提取和鉴定实验。下列有关叙述正确的是（

）A．该同学也可选择猪血、香蕉为实验材料提取DNA，但方法可能有所不同B．将洋葱切碎加研磨液研磨、过滤后，滤液放置4℃冰箱中静置几分钟后，DNA存在于沉淀物中C．向含有DNA的粗提取液加入体积分数为95%的冷酒精后搅拌几分钟后过滤，DNA主要存在于滤液中D．鉴定DNA时，需先将DNA溶解在2mol/LNaCl溶液，再加入二苯胺试剂并沸水浴加热二、选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。在每个小题给出的四个选项中，有一项或多项是符合题目要求的。全部选对得3分，选对但不全得1分，选错得0分。16．噬菌体生物扩增法是一种检测样本中有害菌数量的方法，原理是噬菌体能感染宿主细胞，进入宿主细胞的噬菌体将不受杀病毒剂的灭活，在裂解宿主细胞后继续在平板上感染周围指示菌，从而形成噬菌斑。现以该方法估算某样本中有害菌的数量，操作步骤及结果如下。下列分析正确的是（）步骤实验组①将一定浓度的T2噬菌体悬液0.2mL与0.1mL待测水样混合，保温约5分钟；②向悬液中加入0.2mL杀病毒剂和1.5mL无菌培养液；③将②所得培养液全部接种到长满指示菌的平板上，培养约24小时；④观察并计数平板上出现的透明噬菌斑数量。统计平均噬菌斑数量为73个A．实验中的指示菌，应选择对噬菌体敏感度高的菌种B．若①操作过程中保温的时间过长，会导致统计结果偏小C．噬菌体悬液应被充分稀释，以保证所有噬菌体都能侵染有害菌D．待测受污染水样中的有害菌浓度约为730个/mL17．青蒿素是从黄花蒿中提取的次生代谢物。研究人员在对黄花蒿进行组织培养时，发现愈伤组织中没有青蒿素，而再分化形成的芽和苗中均能检测到青蒿素。某研究小组构建了黄花蒿细胞与BY2细胞（一种增殖能力很强的植物细胞）的杂种细胞，通过大规模培养大大提高了青蒿素的生产效率。下列叙述错误的是（

）A．愈伤组织再分化可以合成青蒿素，青蒿素是黄花蒿生长所必需的B．杂种细胞大规模培养的过程中体现了细胞的全能性C．再生出细胞壁的融合细胞需要筛选才可以用于大规模生产D．杂种细胞大规模培养与诱导形成愈伤组织使用的培养基成分相同18．科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得iPS细胞（多能干细胞），继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠，流程如图。下列叙述正确的是（

）A．小鼠体细胞诱导成iPS细胞的过程中形态结构和遗传物质发生了改变B．iPS细胞与内细胞团细胞均具有发育的全能性C．上述三种不同体色的鼠中，只有黑鼠可以是雄鼠D．克隆鼠X的体色为黑色，培育过程中运用了细胞核移植技术19．干扰素是动物细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白，可用于对抗病毒的感染和癌症，但体外保存相当困难。如图是利用蛋白质工程设计生产干扰素的部分过程，获得的基因DNA可导入大肠杆菌进行表达，字母表示相关物质，数字代表相关过程。下列叙述错误的是（

）A．a表示多肽链，b表示mRNA，步骤④需要用逆转录酶B．利用蛋白质工程获得的mRNA序列与动物细胞内干扰素mRNA序列不一定相同C．①②③表示中心法则中遗传信息流动的部分过程D．用蛋白质工程生产干扰素所用的基因表达载体不需要启动子和终止子20．治疗性克隆的一般流程是把患者（供体）体细胞移植到去核卵母细胞中形成重构胚，再把重构胚体外培养到囊胚，然后从中分离出ES细胞，并诱导ES细胞定向分化为所需的特定细胞类型用于移植。下列说法正确的是（）A．供体细胞注入去核卵母细胞后还需诱导融合B．ES细胞在核遗传上和供体细胞相同C．治疗性克隆不会面临伦理问题D．治疗性克隆可解决器官移植时的免疫排斥问题三、非选择题：本题共5小题，共55分。21．（11分，除标注外，每空2分）目前，我国正在普遍推行垃圾分类制度，易腐垃圾（以厨余垃圾和餐饮垃圾为主）是我国城乡生活垃圾的主要成分。从化学组成上看，厨余垃圾的主要成分包括纤维素、淀粉、脂肪和蛋白质等。在实施城乡生活垃圾分类后，可利用生物技术对易腐垃圾就近就地处理。回答下列问题：(1)为了筛选能同时降解厨余垃圾中四种主要成分的微生物，某兴趣小组提供了如下实验思路：首先将微生物样品接种在以为唯一碳源的培养基上，筛选出纤维素分解菌；再将筛选出的纤维素分解菌接种到以为唯一碳源的培养基上，筛选出能同时降解纤维素和淀粉的菌种；以此类推，最后筛选获得能同时降解四种成分的微生物（假设为菌种A）。(2)虽然上述各种培养基的具体配方有所不同，但都须含有水、无机盐、氮源等营养物质。培养过程中，单个细胞在平板上会形成菌落，研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种类的微生物，原因是。(3)进一步研究发现，经筛选获得的菌种A能同时降解四种成分，是因为菌种A能合成水解相应有机物的酶，因此厨余垃圾中的四种有机物经菌种A彻底水解后可产生的产物有。利用菌种A就近就地处理厨余垃圾，在确定处理厨余垃圾的方案时，通常需要考虑的因素有。22．（11分，除标注外，每空1分）和牛是世界公认的高档肉牛品种，其体形较小，肉质鲜嫩，营养丰富。我国科研人员利用胚胎移植技术，按如图所示流程操作，成功地批量培育了和牛这一优良品种。请回答下列问题：(1)用激素处理，可使供体母牛超数排卵，过程①中产生的精子需要进行处理后才具有与卵子受精的能力。(2)试管牛的培育需要的工程技术有和胚胎移植等。(3)题图中移植的胚胎处于期，移入的胚胎能在代孕雌牛子宫中存活的生理基础是；为培育子代雌性小牛，胚胎移植前要进行性别鉴定，宜取细胞进行DNA分析。(4)为提高胚胎利用效率，尽快获得数量较多的子代和牛，图中甲环节是对牛胚胎所做的处理，使用的技术称为，最终目的是；这一过程中，要特别注意将内细胞团分割，其原因是。23．（10分，除标注外，每空1分）某些癌细胞表面有大量膜蛋白PDL1，PDL1能与T细胞表面的PD1结合，抑制T细胞的活化，使癌细胞实现免疫逃逸。临床上可利用抗PD1的单克隆抗体进行癌症治疗。制备过程如下：(1)单克隆抗体制备过程运用了和的动物细胞工程技术手段。用特定的选择培养基进行筛选得到的杂交瘤细胞。(2)将（1）所得细胞接种到多孔培养板上，一段时间后进行抗体阳性检测，检测原理如图1。在检测时需要将PD1蛋白固定于固相载体表面制成固相抗原，并加入待测样本，样本取自多孔板培养槽中的（填“细胞”或“上清液”）。加入酶标抗体后一段时间，需要用洗涤剂将未与抗PD1抗体结合的酶标抗体洗去，原因是。(3)CD28是T细胞表面受体，PSMA为癌细胞表面的蛋白质，T细胞的有效激活依赖于CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集。科研人员在杂交瘤细胞的基础上，获得了双杂交瘤细胞以产生双特异性抗体PSMA×CD28，可诱导T细胞定向杀伤肿瘤细胞，如图2。①制备双杂交瘤细胞过程：先将分别注射到小鼠体内，分离出B淋巴细胞，诱导其与小鼠的骨髓瘤细胞融合，筛选得到两种杂交瘤细胞，再诱导两种细胞融合。成功融合的细胞称作双杂交瘤细胞。②双特异性抗体还可以携带抗肿瘤药物应用于肿瘤治疗，其优势是。24．（12分，每空2分）聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是一类在全球广泛使用的聚酯型塑料，常用于一次性包装及纺织品领域，它在极大地方便了人们的生产生活的同时，也产生了大量的固体垃圾，造成了塑料污染及资源浪费问题。已知磷脂酶可催化PET降解。为获得高产磷脂酶的微生物，研究人员试验了2种方法。回答下列问题：(1)方法1：从土壤等环境样品中筛选高产磷脂酶的微生物。以磷脂酰乙醇胺（一种磷脂类物质）为唯一碳源制备培养基，可提高该方法的筛选效率。除碳源外，该培养基中应该还有（至少写出2种）等营养物质。(2)方法2：采用技术定向改造现有微生物，以获得高产磷脂酶的微生物。除了编码磷脂酶的基因，该技术还需要（至少写出2种）等“分子工具”。(3)除了上述2种方法，还可以通过技术非定向改造现有微生物，筛选获得能够高产磷脂酶的微生物。(4)将以上获得的微生物接种到鉴别培养基（在牛肉膏蛋白胨液体培养基中添加2%的琼脂粉和适量的卵黄磷脂）平板上培养，可以通过观察卵黄磷脂水解圈的大小，初步判断微生物产磷脂酶的能力，但不能以水解圈大小作为判断微生物产磷脂酶能力的唯一依据。从平板制作的角度分析，其原因可能