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语言表达(七) 生物工程中相关原理、过程分析
1．(原因分析类、措施思路类)(2022·全国乙，37节选)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)由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是____________。
(2)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：__________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案 (1)缺少淀粉酶 (2)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
2．(过程表述类)(2021·海南，25)CRISPR/Cas9是一种高效的基因编辑技术，Cas9基因表达
的Cas9蛋白像一把“分子剪刀”，在单链向导RNA(sgRNA)引导下，切割DNA双链以敲除
目标基因或插入新的基因。CRISPR/Cas9基因编辑技术的工作原理如图所示。
某种蛋白酶可高效降解羽毛中的角蛋白。科研人员将该蛋白酶基因插入到 CRISPR/Cas9质粒中获得重组质粒，随后将其导入到大肠杆菌细胞，通过基因编辑把该蛋白酶基因插入到基
因组DNA中，构建得到能大量分泌该蛋白酶的工程菌。据图简述CRISPR/Cas9重组质粒在
受 体 细 胞 内 ， 将 该 蛋 白 酶 基 因 插 入 到 基 因 组 DNA 的 编 辑 过 程 ：
___________________________
_______________________________________________________________________________
。
答案 CRISPR/Cas9重组质粒在受体细胞内进行转录和表达，转录的产物是 sgRNA，表达
的产物是Cas9蛋白，二者形成复合体，该复合体中的sgRNA可识别并与目标DNA序列特
异性结合，从而插入到基因组DNA中
3．(原因分析类)(2021·河北，24节选)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，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_____________________。
答案 农杆菌转化法 避免目的基因在自然界中的扩散
4．(原因分析类)(2017·全国 Ⅰ，37)能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO 作为碳源，
2
原因是_________________________________________________________________________。
答案 分解尿素的细菌是异养型生物，不能利用CO 来合成有机物
2
5．(2020·全国 Ⅰ，38节选)为研制抗病毒 A 的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验材料设
计了以下实验流程。
(1)(原因分析类)上述实验前必须给小鼠甲注射病毒 A，该处理的目的是________________
______________________________________________________________________________。
(2)(过程表述类)写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤：
____________________________________________________________________________。
(3)(阐明原理类)图中筛选 2 含多次筛选，筛选所依据的基本原理是____________________。
答案 (1)对小鼠进行免疫，诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒 A 抗体的 B 淋巴细胞 (2)取
小鼠甲脾脏组织剪碎，用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液
(3)抗原与抗体的反应具有特异性
阐明原理类方法突破
阐明原理类常见的设问方式有“理由是……”“机理是……”“原理是……”主要是
根据课本中的基本知识解释某种现象或过程进行的理论基础，有的需要用因果桥的方式在条
件(因)和结果(果)之间建立联系(桥)。1．以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试
管苗，其原理是________________________________________________________________。
答案 绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株
2．提取高产植株的全部DNA后，要想快速大量获得该突变基因可以采用 PCR技术，该技
术的原理是__________________。
答案 DNA半保留复制
3．植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培
养成一个完整植株的基本程序是______________________________________(用流程图表示)。
答案 含目的基因的细胞――→愈伤组织――→小植株
4．为防止肺癌细胞培养过程中发生污染，需要加入抗生素；同时还要提供适宜的温度、
pH 、 O 和 CO 等 环 境 条 件 。 此 外 ， 每 48 h 更 换 一 次 培 养 液 ， 目 的 是
2 2
___________________________
_______________________________________________________________________________
。
答案 提供营养物质，清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害
5．制备此单克隆抗体过程中，给小鼠注射一种纯化的 HSV－1蛋白相当于 ___________，
使小鼠体内发生体液免疫，产生分泌相应抗体的 B淋巴细胞。将该B淋巴细胞与小鼠的骨
髓瘤细胞融合，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有B淋巴细胞相
互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞，体系中出现多种类型细胞的原因是
_______________________________________________________________________________。
答案 抗原 细胞融合是随机的，且融合率达不到100%
6．将重组质粒导入大肠杆菌时，需用________处理大肠杆菌，其目的是_________________
_______________________________________________________________________________
。
答案 Ca2＋ 使大肠杆菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态
7．以RNA为模板，通过RT－PCR技术可获取P基因。进行RT—PCR时一般要加入4种脱
氧核糖核苷三磷酸(dNTP)而不是脱氧核苷酸，其原因是_______________________________
_______________________________________________________________________________
。
答案 dNTP 能为子链延伸过程提供能量和原料(或脱氧核苷酸只能作为原料而不能提供能
量)
8．黄曲霉素是由黄曲霉产生的，具有极强的毒性和致癌性。研究人员利用黄曲霉素筛选出
能高效降解黄曲霉素的菌株，部分实验过程如下图所示。研究人员常从霉变的花生、玉米中
采 样 ， 原 因 是
_____________________________________________________________________。过程②为选择培养，常将1号培养基置于摇床上震荡，其目的是_______________________。
过程③接种后的培养皿不能立即倒置培养的原因是_________________。
答案 霉变的花生、玉米中含有黄曲霉素，在此环境下可能含有能降解黄曲霉素的菌株 有
助于菌株与营养物质充分接触；增加溶氧量(答出一点即可) 防止培养液滴落
9．下列是利用生物学技术制备抗体的两个途径模式简图。抗体 2制备过程中将mRNA逆转
录为cDNA再进行PCR扩增被称为RT－PCR技术，RT－PCR过程需要的酶有逆转录酶、
热稳定DNA聚合酶。将V1基因与普通质粒经某种限制酶切割再连接并成功导入大肠杆菌
细 胞 后 ， 发 现 仍 有 部 分 细 胞 不 能 表 达 出 抗 体 2 ， 最 可 能 的 原 因 是
___________________________。为避免上述情况发生，最好用两种限制酶切割V1基因与
普通质粒。事实上，用上述方法生产的抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同，两者的空间
结 构 往 往 不 同 ， 请 分 析 原 因 ：
______________________________________________________________________________。
答案 目的基因与质粒载体反向拼接 抗体2形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工，
抗体1形成过程经过内质网和高尔基体的加工
10．增强子是可增强基因转录的一小段特殊DNA序列， 将其插入胰岛素基因的启动子中
可提高基因的表达量。但有人认为这样会引起基因突变，导致胰岛素基因表达的蛋白质氨基
酸序列改变，你是否认同这种观点？________(填“是”或“否”)。理由是
__________________
_______________________________________________________________________________
。
答案 否 插入位点在启动子， 启动子不编码mRNA, 所以不改变氨基酸序列
11．从分子水平可检测 CFTR基因在小鼠体内是否翻译得到蛋白质， 写出检测的方案
______________________________________________________________________________。
答案 从小鼠体内提取蛋白质，用相应抗体进行抗原抗体杂交，若有杂交带出现，则表明
CFTR基因翻译得到了CFTR蛋白
12．基因工程的核心步骤是________________，其目的是______________________________。
答案 基因表达载体的构建 使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可以遗传给下一代，使
目的基因能够表达和发挥作用
