文档内容
押辽宁卷不定项(黑龙江、吉林适用)
押第 19 题 生物技术与工程模块
押题探究:题号定位、考点押题,高效冲刺
解题秘籍:传统发酵食品的制作+微生物的利用+细胞工程+胚胎工程+基因工程
真题回顾:回顾历年真题,循规探秘,临考提升
押题冲关:临考必刷,高效抢分
核心考点 考情统计 押题预测 备考策略
1发酵技术及微生物培养。
2022·辽宁卷15
1.发酵技术、细胞工程、胚胎工程的 2.植物组织培养和植物体细
发酵工程
2024九省联考东三省
命题多以选择题呈现,基因工程的命 胞杂交技术。3.动物细胞工
18
题多以简答题呈现。 程。4.胚胎工程的理论基础
2.试题情境以下列几种居多:(1)以单 及应用。5.基因工程的基本
克隆抗体为情境考查细胞工程。 工具、操作程序及应用。
2023·辽宁卷19 (2)以胚胎移植为情境考查胚胎工程。 6.DNA的粗提取与鉴定。
生物工程
2021·辽宁卷17 (3)最新的文献资料为情境考查基因工 7.DNA片段的扩增及电泳鉴
程。 定。8.蛋白质工程。9.生物
技术的安全性与伦理问题。
1.传统发酵食品的制作
(1)果酒制作的三个方面
①菌种来源:酒精发酵的菌种来自附着在果皮上的野生酵母菌。②发酵原理:酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸并进行大量繁殖,在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精。
③酒精的检测:在酸性条件下,重铬酸钾可与酒精反应呈现灰绿色。
(2)果醋的制作原理:醋酸发酵是需氧发酵,需要不断通入无菌空气。
(3)泡菜制作
①菌种来源:制作泡菜的菌种主要来自植物体表面的天然的乳酸菌。
②发酵原理:乳酸菌在无氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸。
2.微生物的利用
(1)培养基
①培养基的概念:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质。
②培养基的营养成分:培养基可为微生物提供碳源、氮源、无机盐和水等主要营养物质。
(2)无菌技术
①措施:无菌技术的主要措施包括消毒和灭菌。
②常用方法:培养基灭菌常采用湿热灭菌(高压蒸汽灭菌)法,接种环灭菌常采用灼烧灭菌法。
(3)微生物的纯化与计数
①纯化微生物的方法:常用平板划线法和稀释涂布平板法。
②微生物的计数方法:常用显微镜直接计数法和稀释涂布平板法。
(4)微生物的筛选
①尿素分解菌的筛选:以尿素为唯一氮源的选择培养基可以筛选能分解尿素的细菌。
②尿素分解菌的鉴别:在以尿素为唯一氮源的选择培养基中添加酚红指示剂,可以鉴别分解尿素的细菌。
3.发酵工程的基本环节
选育菌种→扩大培养→配制培养基→灭菌→接种→发酵罐内发酵→分离、提纯产物→获得产品。
4.植物细胞工程——原理:植物细胞的全能性
(1)植物组织培养中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。
(2)脱分化阶段不需要光,再分化阶段需要光。
(3)生长素与细胞分裂素的比值高时,促进根的分化、抑制芽的形成;比值低时,促进芽的分化、抑制根
的形成。
(4)体内细胞未表现全能性的原因:在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因会选择性地表达。
5.植物体细胞杂交技术——原理:植物细胞的全能性、细胞膜的流动性
(1)原生质体融合成功的标志是再生出细胞壁。植物体细胞杂交完成的标志是培育出杂种植株。
(2)植物体细胞杂交的培养基中要添加蔗糖溶液且浓度略大于原生质体内的浓度,这样不仅能为原生质体
提供营养,还能维持一定的渗透压,使原生质体保持正常的形态。
6.动物细胞培养(以贴壁细胞为例)——原理:细胞增殖
(1)动物细胞培养过程
①保障无菌、无毒的措施:对培养液和培养用具进行灭菌处理以及在无菌条件下进行操作,定期更换
培养液。
②动物细胞培养所需气体主要有O 和CO。O 是细胞代谢所必需的,CO 的主要作用是维持培养液的pH。在
2 2 2 2
进行细胞培养时,通常采用培养皿或松盖培养瓶,并将它们置于含有95%空气和5%CO 的混合气体的CO 培
2 2
养箱中进行培养。
③动物细胞培养过程中两次使用胰蛋白酶的作用不同。第一次:处理剪碎的组织,使其分散成单个细胞;第二次:使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱落下来分散成单个细胞。
④区分原代培养和传代培养的关键:是否分瓶培养。
(2)干细胞
诱导多能干细胞(iPS细
比较项目 胚胎干细胞(ES细胞) 成体干细胞
胞)
由高度分化的组织细胞诱
来源 早期胚胎 成体组织或器官内
导形成
具有分化为成年动物体
具有组织特异性,只能 类似胚胎干细胞;诱导过
内的任何一种类型的细
分化成特定的细胞或组 程无须破坏胚胎,理论上
特点 胞,并进一步形成机体
织,不具有发育成完整 可以避免免疫排斥反应,
的所有组织和器官甚至
个体的能力 应用前景更广泛
个体的潜能
7.卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律
(1)有机物:胚胎没有和母体建立联系,不能从母体获取有机物,而呼吸消耗一直进行,因此有机物总量
减少。
(2)细胞数目和体积:胚胎总体积不增加,但细胞数目增多,每个细胞体积减小。
(3)细胞中DNA含量:伴随细胞分裂,细胞数目增多,总DNA含量增多,但每个细胞中核DNA含量保持相对
稳定。
8.胚胎移植中的四个注意点
第一次:用孕激素对受、供体进行同期发情处理;
两次激素使用
第二次:用促性腺激素处理使供体超数排卵
第一次:对收集的胚胎进行检查;
两次检查
第二次:对受体母畜是否妊娠进行检查
牛、羊要培养到桑葚胚或囊胚阶段;
移植时间不同 小鼠、家兔培养到桑葚胚前;
几乎所有动物都不能培养到原肠胚阶段再移植
胚胎由受精卵形成,属于有性繁殖;
繁殖方式
胚胎由核移植或胚胎分割形成,属于无性繁殖
9.PCR
(1)原理:DNA半保留复制。
(2)条件:DNA模板、2种引物、耐高温的DNA聚合酶和4种脱氧核苷酸。
(3)扩增过程
过程 说明 图解
变性 温度超过90 ℃时,双链DNA解聚为单链温度下降到50 ℃左右时,两种引物通过
复性
碱基互补配对与两条单链DNA结合
温度上升到72 ℃左右时,溶液中的4种
脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作
延伸
用下,根据碱基互补配对原则合成新的
DNA链
(4)PCR过程的两点提醒
①复性不一定均为引物与DNA模板结合。复性时,引物与DNA模板的结合是随机的,也存在DNA解开的两
条链的结合。
②PCR反应的结果不都是所需的DNA片段。因为第一次循环得到的DNA片段只有一种引物,比所需的DNA
片段要长,从第二次循环才出现所需的DNA片段,这样的片段存在两种引物。
10.蛋白质工程
(1)目标:根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质的结构进行设计改造。
(2)操作手段:改造或合成基因。
(3)设计流程:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变
相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。
11.DNA的粗提取与鉴定的注意事项
(1)加入酒精和用玻璃棒搅拌时,动作要轻缓,以免加剧DNA分子的断裂,导致DNA分子不能形成丝状沉淀。
(2)本实验不能用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料,原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核(无DNA)。
可选用鸡血细胞作为材料。
(3)鉴定DNA时,一支试管为对照组,另一支试管为实验组。两支试管中都先加入物质的量浓度为 2 mol/L
的NaCl溶液;在实验组试管中加入DNA丝状物,对照组不加;加入二苯胺试剂后沸水浴加热。结果可以看
到加入DNA丝状物的试管呈现蓝色,对照组无色。如果实验组蓝色较浅,说明提取出的DNA量太少。
12.DNA片段的扩增及电泳鉴定的注意事项
(1)为避免外源DNA等因素的污染,PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压
灭菌处理。
(2)该实验所需材料可以直接从公司购买,缓冲液和酶应分装成小份,并在-20 ℃储存。使用前,将所需
试剂从冰箱拿出,放在冰块上缓慢融化。
(3)在向微量离心管中添加反应组分时,每吸取一种试剂后,移液器上的枪头都必须更换,避免试剂的污
染。
(4)在进行操作时,一定要戴好一次性手套。
(5)观察DNA带的分布及粗细程度来评价扩增的效果。
1. (2023·辽宁卷19) 基质金属蛋白酶M MP2和M MP9是癌细胞转移的关键酶。M MP2和M MP9可以降解明胶,明胶可被某染液染成蓝色,因此可以利用含有明胶的凝胶电泳检测这两种酶在不同条
件下的活性。据下图分析,下列叙述正确的是( )
A.SDS可以提高M MP2和M MP9活性
B.10∘C保温降低了M MP2和M MP9活性
C.缓冲液用于维持M MP2和M MP9活性
D.M MP2和M MP9降解明胶不具有专一性
2.(2022·辽宁卷15)为避免航天器在执行载人航天任务时出现微生物污染风险,需要对航天器及洁净的
组装车间进行环境微生物检测。下列叙述错误的是( )
A.航天器上存在适应营养物质匮乏等环境的极端微生物
B.细菌形成菌膜粘附于航天器设备表面产生生物腐蚀
C.在组装车间地面和设备表面采集环境微生物样品
D.采用平板划线法等分离培养微生物,观察菌落特征
3. (2021·辽宁卷17)脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。下图为10−23型脱氧核
酶与靶 RNA结合并进行定点切割的示意图。切割位点在一个未配对的嘌呤核苷酸(图中R所示)和
一个配对的嘧啶核苷酸(图中Y所示)之间,图中字母均代表由相应碱基构成的核苷酸。下列有关叙
述错误的是( )
A.脱氧核酶的作用过程受温度的影响
B.图中Y与两个R之间通过氢键相连
C.脱氧核酶与靶RNA之间的碱基配对方式有两种
D.利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的转录过程4.(2024九省联考东三省18)为保障粮食安全,我国科研人员以富含纤维素的农业残渣(秸秆)为原料,
利用基因工程改造面包酵母使其表面携带相关酶,可同时高效生产人工淀粉和单细胞蛋白。部分生产
工艺如下图,下列叙述正确的是( )
注:酵母增殖的适宜温度为28~32∘C,适宜pH为4.0~5.0;酵母发酵的适宜温度为24~35∘C,适
宜pH为5.0~5.8
A.面包酵母的增殖能促进纤维二糖水解及淀粉合成
B.生产单细胞蛋白时选择26∘C、pH5.5的条件为宜
C.本生产过程最宜在不加通气和搅拌的啤酒发酵罐中进行
D.生产前培养基高压蒸汽灭菌的条件可为121∘C、20min
1.在制作发酵食品的学生实践中,控制发酵条件至关重要。下列相关叙述错误的有 ( )
A.泡菜发酵后期,尽管乳酸菌占优势,但仍有产气菌繁殖,需开盖放气
B.制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3,制作泡菜的盐水要淹没全部菜料
C.葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌,制作好葡萄酒后,可直接通入无菌空气制作葡萄醋
D.果酒与果醋发酵时温度宜控制在18~25 ℃,泡菜发酵时温度宜控制在30~35 ℃
2.如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.改变通入气体种类,可以研究呼吸作用类型对发酵的影响
B.果酒发酵中期通入氮气,酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸
C.果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关D.气体入口与气体出口可以交换使用
3.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
4.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.糖浆经蒸煮后趁热接种酵母菌有利于发酵快速进行
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.如图是研究人员从红棕壤中筛选高效分解尿素细菌的过程示意图,有关叙述错误的是(多选) (
)
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
6.根据食品安全国家标准(GB19645-2010)规定,每毫升合格的牛奶中细菌总数不超过50 000个。某兴趣小
组利用恒温水浴锅对新鲜牛奶进行消毒后,进行细菌总数测定,主要步骤如图所示。相关叙述正确的是(多
选)( )A.步骤①中用巴氏消毒法对新鲜牛奶进行消毒,可以减少营养物质的损失
B.步骤②对牛奶进行梯度稀释可以使聚集的微生物分散,便于在培养基表面形成单菌落
C.步骤③中牛肉膏蛋白胨培养基要先高压蒸汽灭菌再调pH,以防止高温影响pH的稳定
D.实验结束时培养基上的菌落可能不止一种,若平均菌落总数少于50个,则表明灭菌合格
7.抗生素是某些微生物产生的能杀死或抑制其他微生物生长的化学物质。如图表示从土壤中筛选某种抗生
素产生菌的过程,相关叙述正确的是(多选) ( )
A.菌株的透明圈越大,其产生的抗生素抑菌效果越好
B.没有透明圈产生的菌株一定不能产生抗生素
C.接种测试菌3时,接种环可能在灼烧后未冷却
D.测试菌2、5对该菌产生的抗生素具有一定的抗性
8.如图表示利用细胞融合技术进行基因定位的过程,在人—鼠杂种细胞中人的染色体会以随机方式丢失,通
过分析基因产物进行基因定位。现检测细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中人的4种酶活性,只有Ⅱ具有芳烃羟化酶活性,只
有Ⅲ具有胸苷激酶活性,Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性。下列相关叙述
正确的有 ( )
A.加入灭活仙台病毒的作用是促进细胞融合B.细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为人—人、人—鼠、鼠—鼠融合细胞
C.芳烃羟化酶基因位于2号染色体上,乳酸脱氢酶基因位于11号染色体上
D.胸苷激酶基因位于17号染色体上,磷酸甘油酸激酶基因位于X染色体上
9.小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞,制备流程如图所示。下列叙述错误的是(多选)( )
A.为获得更多的囊胚,采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子
B.细胞a和细胞b内含有的核基因不同,所以全能性高低不同
C.用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞
D.胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO 培养箱中进行培养
2
10.如图为细胞融合的示意图,下列叙述正确的是(多选)( )
A.若a细胞和b细胞是植物细胞,需先去分化再诱导融合
B.a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现
C.c细胞的形成与a、b细胞膜的流动性都有关
D.c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因
11.SOD是一种广泛分布于各种细胞中的抗氧化酶,它能催化超氧阴离子自由基形成HO,增强植物的抗逆性。
2 2
如图为培育能够产生SOD的农作物新品种的一种方式,有关叙述错误的是(多选) (
)
A.①过程中最常用的方法是采用感受态细胞法将SOD基因导入植物细胞
B.②需要进行照光培养,以诱导叶绿素的形成
C.③表示再分化过程,无需严格的无菌操作
D.该育种方式利用了细胞工程和基因工程,能体现植物细胞的全能性
12.下列关于胚胎工程的叙述,错误的是(多选)( )
A.进行胚胎移植前需要对供体和受体进行免疫检查B.胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点
C.早期胚胎需要移植到经同期发情处理的同种雌性动物体内发育
D.胚胎分割时可以分离内细胞团细胞进行DNA分析,鉴定性别
13.如图是体细胞核移植的流程图,下列说法正确的是(多选)( )
A.操作过程中需要将卵母细胞培养到减数第二次分裂中期,用显微操作仪将卵母细胞去核
B.利用体细胞核移植技术,可以加速家畜遗传改良进程,促进优良畜种繁育
C.重新组合的细胞需用物理或化学方法激活,目的是使其完成细胞分裂和发育进程
D.受体母牛需要用促性腺激素进行同期发情处理
14.原产地为美国的白蛾、南美洲普拉塔河流域的福寿螺、北美的草地贪夜蛾、加拿大的一枝黄花等 30余
种外来物种给我国工、农业生产带来了极大的灾难。下列有关外来物种的叙述正确的是 (
)
A.外来物种入侵或引种不当可使侵入地食物链遭到严重破坏
B.外来物种大量繁殖主要是侵入地缺少天敌,其种群数量在一段时间内呈“J”形增长
C.科学家赋予了转基因生物的某些特殊功能,增强了其生存能力,转基因植物有可能像“入侵的外来物种”
D.可利用外来物种的捕食者、竞争者或寄生物控制其危害
15.新冠肺炎轻型病例在连续两次病毒核酸检测(采样时间至少间隔24小时)N基因和ORF基因的Ct值均
≥35时,即可解除隔离管理。将某目的基因与过量的荧光素混合后放入PCR反应体系中,随PCR产物的积累,
荧光信号逐渐增强,将荧光信号达到设定阈值时所经历的循环次数称为Ct值。下列说法错误的是 (
)
A.利用荧光定量PCR方法测N基因和ORF基因的Ct值时,需要用到逆转录酶、解旋酶、耐高温的DNA聚合
酶
B.采样标本中的N基因和ORF基因数量与Ct值呈负相关
C.PCR过程中每次循环都要经历各不相同的一次升温和一次降温
D.PCR过程中添加的镁离子可以提高Taq DNA聚合酶的活性16.热启动PCR可提高扩增效率,其基本方法是进行反应之前将热稳定的DNA聚合酶、dNTP和引物等先不要
加入样品管内,而是将样品加热,待温度升到70 ℃以上时,再将上述试剂加入,开始PCR扩增。下列叙述正
确的有(多选) ( )
A.热稳定的DNA聚合酶最适催化温度范围为50~60 ℃
B.与常规PCR相比,热启动PCR可减少反应起始时引物错配形成的产物
C.两条子链合成一定都是从5'端向3'端延伸
D.PCR产物DNA碱基序列的特异性体现了热稳定的DNA聚合酶的特异性
17.B基因存在于水稻基因组中,其仅在体细胞(2n)和精子(n)中正常表达,但在卵细胞中不转录。为研究B
基因表达对卵细胞的影响,设计了如图实验(Luc基因表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光,融合基因表达
的蛋白质能保留两种蛋白质各自的功能)。相关叙述正确的是(多选)( )
A.由于DNA聚合酶不能合成使B基因在水稻卵细胞中不能转录
B.T-DNA以单链形式整合到受体细胞的染色体DNA上
C.过程②转化筛选水稻愈伤组织时,需在培养基中加入潮霉素
D.可通过检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光鉴定B基因是否表达
18.重叠延伸PCR技术是一种通过寡聚核苷酸链之间重叠的部分互相搭桥、互为模板,经过多次PCR扩增,获
得目的基因的方法。该技术在扩增较长片段的DNA、不同来源的DNA片段拼接、基因的定点诱变等方面具
有广泛的应用前景,如图表示利用重叠延伸PCR技术扩增某目的基因的过程。下列叙述正确的是 (
)A.引物中G+C的含量越高,引物与模板DNA结合的稳定性越高
B.在第一阶段由于引物2和引物3发生碱基互补配对,因此两者置于不同反应系统中
C.引物1、2组成的反应系统和引物3、4组成的反应系统中均进行一次复制后,共产生4种双链DNA分子
D.在引物1、2组成的反应系统中,经第一阶段要形成图示双链DNA,至少要经过3次复制