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长句表达(六) 生物技术与工程的概念、原理分析与应用
1．(2021·河北，24)采矿污染和不当使用化肥导致重金属镉(Cd)在土壤中过量积累。利用植
物修复技术将土壤中的Cd富集到植物体内，进行后续处理(例如，收集植物组织器官异地妥
善储存)，可降低土壤中Cd的含量。为提高植物对Cd污染土壤的修复能力，研究者将酵母
液泡Cd转运蛋白(YCF1)基因导入受试植物，并检测了相关指标。
回答下列问题：
(1)进行前期研究时，将含有YCF1基因的重组载体导入受试双子叶植物印度芥菜，采用最多
的方法是________________。研究者进一步获得了转YCF1基因的不育杨树株系，采用不育
株系作为实验材料的目的是___________________________________________________。
(2)已知YCF1特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上。据此分析，转基因杨树比野生型能
更好地适应高Cd环境的原因是
_____________________________________________________。
相较于草本植物，采用杨树这种乔木作为 Cd 污染土壤修复植物的优势在于
_____________(写出两点即可)。
答案 (1)农杆菌转化法 避免目的基因在自然界中的扩散 (2)YCF1可通过主动运输将Cd
离子运到液泡中，提高了细胞液的浓度，有利于植株吸水 杨树具有发达的根系和高大的树
冠，更适应污染矿区等不良环境，同时可充分吸收土壤中的Cd，木材也方便运输、利用
2．(2021·湖南，22)M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将
外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得
M基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题：
(1)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换
培养液，目的是_________________________________________________________________。(2)与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原因是____________。
(3)鉴定转基因动物：以免疫小鼠的______淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，筛选融合杂种
细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活
的实验思路：
_____________________________________________________________________。
答案 (1)清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，同时给细胞提供足
够的营养 (2)动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，
恢复其全能性十分困难 (3)B 取动物A和克隆动物A的肝组织细胞，分别提取蛋白质进
行抗原—抗体杂交
此类题目围绕某一技术或工程进行考查，全面熟悉其原理是解决问题的基础，尤其是解决基
因工程问题时要带着分子生物学思维来分析作答。
1．(2021·广东，21)中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，以糖蜜(甘蔗
榨糖后的废弃液，含较多蔗糖)为原料，在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料，
期望提高甘蔗的整体利用价值。工艺流程如图。
回答下列问题：
基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统，
其培养基盐浓度设为60 g/L，pH为10，菌株H可正常持续发酵60 d以上。该系统不需要灭
菌 的 原 因 是
________________________________________________________________________
_______________________________________________________________。(答出两点即可)
答案 盐浓度为60 g/L的条件下，其他杂菌因失水过多而死亡；pH为10的条件下，其他杂
菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制
2．(2021·福建，21)微生物吸附是重金属废水的处理方法之一。金属硫蛋白(MT)是一类广泛
存在于动植物中的金属结合蛋白，具有吸附重金属的作用。科研人员将枣树的 MT基因导入
大肠杆菌构建工程菌。回答下列问题：
MT基因在工程菌的表达量如图所示。结果仍无法说明已经成功构建能较强吸附废水中重金属的MT工程菌，理由是_________________________________________________________。
答案 尚未在个体生物学水平上对MT工程菌吸附重金属的能力进行鉴定
3．(2020·北京，20)研究者以拟南芥根段作为组织培养材料，探讨了激素诱导愈伤组织分化
生芽的机制。
在愈伤组织生芽过程中，CK通过ARRs(A)基因和WUS(W)基因起作用。为探讨A基因与W
基因的关系，将A基因功能缺失突变体(突变体a)和野生型的愈伤组织分别置于CK与生长
素比例高的(高CK)培养基中诱导生芽，在此过程中测定W基因的表达量。下图中，野生型
的W基因表达量与高CK诱导时间的关系是________________________________________。
分析图示结果可得出的结论是：在高CK诱导下A基因促进W基因表达。得出结论的依据
为：与野生型相比，___________________________________________________________。
答案 随着高CK诱导时间的延长，野生型的W基因表达量显著升高 随着高CK诱导时间
的延长，突变体的W基因表达量低于野生型
4．(2020·海南，25)某课题组用生物技术制备转基因小鼠的过程，如图所示。
回答下列问题。
通常把目的基因转入雄原核而不是雌原核，从两者形态差异上分析，原因是____________。
答案 雄原核较大，更容易容纳外源DNA
5．(2020·江苏，31)产脂肪酶酵母可用于含油废水处理。为筛选产脂肪酶酵母菌株，科研人员开展了相关研究。请回答下列问题：
在处理含油废水的同时，可获得单细胞蛋白，实现污染物资源化。为评价A、B两菌株的相
关性能，进行了培养研究，结果如图。据图分析，应选择菌株________进行后续相关研究，
理由是________________________________________________________________________。
答案 B 该菌株增殖速度快，单细胞蛋白产量高；降解脂肪能力强，净化效果好
6．(2019·海南，31)人的T细胞可以产生某种具有临床价值的蛋白质(Y)，该蛋白质由一条多
肽链组成。目前可以利用现代生物技术生产Y。回答下列问题：
天然的Y通常需要在低温条件下保存。假设将Y的第6位氨基酸甲改变为氨基酸乙可提高
其热稳定性，若要根据蛋白质工程的原理对 Y进行改造以提高其热稳定性，具体思路是
______________________________________________________________________________。
答案 找到第6位氨基酸甲对应的碱基所在的基因位置，参照密码子表，将第6位氨基酸甲
对应的碱基替换为氨基酸乙的碱基
7．(2018·江苏，32节选)为生产具有特定性能的α-淀粉酶，研究人员从某种海洋细菌中克隆
了α-淀粉酶基因(1 656个碱基对)，利用基因工程大量制备α-淀粉酶，实验流程见下图。请
回答下列问题：
为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需在引物的________端加上限制性酶切位点，
且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点，主要目的是_____________________。
答案 5′ 使DNA片段能定向插入表达载体，减少自连
8．(2018·全国Ⅰ，37)将马铃薯去皮切块，加水煮沸一定时间，过滤得到马铃薯浸出液。在
马铃薯浸出液中加入一定量蔗糖和琼脂，用水定容后灭菌，得到M培养基。回答下列问题：(1)若在M培养基中用淀粉取代蔗糖，接种土壤滤液并培养，平板上长出菌落后可通过加入
显色剂筛选出能产淀粉酶的微生物。加入的显色剂是________，该方法能筛选出产淀粉酶微
生物的原理是__________________________________________________________________。
(2)甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量，在同一稀释倍数
下得到以下结果：
甲同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是110、140和149，取平均值133；
乙同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是27、169和176，取平均值124。
有人认为这两位同学的结果中，乙同学的结果可信度低，其原因是____________________。
答案 (1)碘液 淀粉遇碘液显蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解，形成透明圈 (2)乙
同学的结果中，1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果的重复性差
9．(2018·全国Ⅲ，37)回答下列与酵母菌有关的问题：
(1)分离培养酵母菌通常使用____________(填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼脂”)
培养基，该培养基应采用________灭菌法灭菌。若将酵母菌划线接种在平板上，培养一段时
间后可观察到菌落，菌落的含义是_________________________________________________。
(2)制作面包时，为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌，酵母菌引起面包松软
的原因是________________________________。
答案 (1)麦芽汁琼脂 高压蒸汽 由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体 (2)酵母
菌分解葡萄糖会产生CO，CO 使面包松软
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10．(2018·海南，30)葡萄酒是葡萄汁经酵母菌发酵而成的，酿制葡萄酒的两个简易装置如图
所示。回答下列问题：
(1)试管中的X溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定，与乙装置相比，用甲装置酿制
葡萄酒的优点是____________________________________________________(答出两点即可)。
(2)葡萄汁装入甲装置时，要留有约的空间，这种做法的目的是______________________(答
出两点即可)。
答案 (1)不需要开盖放气；避免了因开盖引起的杂菌污染 (2)为酵母菌大量繁殖提供适量
的氧气；防止发酵旺盛时汁液溢出
