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第十单元 生物技术与工程
时间：75 分钟 分值：100 分
一、选择题（每题2 分，共50 分）
1．人类利用微生物发酵制作食品已经有几千年的历史，不同发酵食品的制作依赖于特定微生物的代谢活
动。下列叙述正确的是（ ）
A．腐乳制作过程中，酵母菌、毛霉和曲霉协同发酵，形成具有独特风味的腐乳
B．家庭制作酸奶时，加入少量抗生素可抑制杂菌生长，提高发酵成功率
C．果醋发酵中，醋酸菌通过无氧呼吸将乙醇转化为乙酸
D．制作果酒时，定时拧松瓶盖可为酵母菌提供氧气
2．研究团队在某批次果汁样品中发现了高产胞外多糖的乳酸菌突变株，可以使果汁质地变得更绵密。为
优化发酵工艺，研究人员用平板划线法进行乳酸菌突变株的纯培养，纯培养过程的部分操作步骤如图甲所
示。图乙为三种不同的划线操作。下列叙述正确的是（ ）
A．操作前图甲中培养皿、培养基应进行干热灭菌，接种环进行灼烧灭菌
B．图甲中的步骤①倒平板后，应立即将培养皿倒置，以免冷凝水滴落污染培养基
C．图乙中划线操作正确的是图B，进行该划线操作一共要灼烧接种环5 次
D．接种后在进行培养时需通入无菌空气，为乳酸菌突变株有氧呼吸提供条件
3．植酸酶能水解饲料中的植酸磷，将其转化为可吸收的无机磷，显著提高畜禽对磷的利用率，降低饲料
成本。下图表示分离、纯化和保存产植酸酶菌株的过程，下列相关叙述正确的是（ ）
A．将培养基分装于培养皿中后灭菌，可降低培养基被污染的概率
B．筛选培养基中需要加入植酸酶的底物，通过菌落特征挑出产植酸酶的菌落
C．涂布平板上长出的菌落数须为30～300 时，才可以通过划线进一步纯化
D．斜面培养基中含有大量营养物，可在常温下长期保存菌株
4．微生物培养过程中所用的无菌技术，主要包括消毒和灭菌。下列有关叙述错误的是 （ ）
A．无菌技术可防止杂菌污染，还可有效避免操作者被感染
B．灭菌较消毒更为彻底，可杀死包括芽孢和孢子在内的所有微生物
C．强烈的理化方法处理某些物品会影响其活性或成分时，通常对这些物品进行消毒
D．灭菌的常用方法包括湿热灭菌、干热灭菌以及化学药物灭菌
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5．精氨酸依赖型谷氨酸棒状杆菌缺乏将鸟氨酸转化为精氨酸的酶，不能在缺少精氨酸的培养基上生长，
但可作为鸟氨酸发酵的优良菌种。下图为野生型谷氨酸棒状杆菌经诱变获得精氨酸依赖型菌并进行筛选的
示意图。过程①将紫外线照射处理过的菌液接种在培养基甲上，培养至菌落不再增加。过程②向培养基甲
中添加某种物质，继续培养。下列叙述错误的是（ ）
A．实验过程中用到的培养基和培养皿都可采用高压蒸汽灭菌法灭菌
B．培养基甲是一种选择培养基，过程②应向培养基甲中添加鸟氨酸
C．从培养基乙中挑选菌落，用平板划线法接种在培养基上可分离出单菌落
D．菌落B 包含诱变产生的精氨酸依赖型菌种，可用于进一步筛选目的菌种
6．随着能源和环境问题日益严峻，利用纤维素酶降解秸秆生产燃料乙醇，对缓解全球能源危机有着重大
意义。科研人员开展筛选、诱变及选育高产纤维素酶菌株的相关研究，过程如下图。下列说法正确的是（
）
A．诱变选育高产菌株时，通过向培养基加入刚果红染液，选择透明圈大的即为目的菌株
B．可使用紫外线进行诱变，无需筛选即可得到产纤维素酶高的菌种
C．能在以纤维素为唯一碳源培养基中生长的菌株一定是纤维素分解菌
D．富集培养应使用液体培养基，目的是能得到更多能产纤维素酶的菌株
7．柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂，食品工业生产柠檬酸时，以红薯粉为原料经黑曲霉发酵获
得，如图为黑曲霉发酵工程生产柠檬酸的简要流程图。下列说法正确的是（ ）
A．据图分析，黑曲霉的代谢类型是异养厌氧型
B．菌种的选育及培养基灭菌是发酵工程的中心环节
C．菌种由A 培养基转接至B 培养基的目的是扩大培养
D．发酵结束后，可以采用过滤、沉淀等方法得到产品
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8．两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一种细胞的染色体在融合前
由于某种原因断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合
到另一种细胞的染色体上，从而留存在杂种细胞中。依据该原理，某研究小组用野生耐盐的中间偃麦草与
高产小麦进行体细胞杂交，用于培育高产、耐盐的小麦新品种，在黄河三角洲广泛种植。下图是育种流程
的示意图。下列叙述正确的是（ ）
A．过程①在低渗溶液中用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B．过程②进行处理的目的是使中间偃麦草的染色体断裂
C．过程③常用PEG 或灭活病毒诱导法促进原生质体融合
D．过程④通常在黑暗中进行，需更换培养基诱导根和芽的形成
9．植株X 是我国珍稀木本药用植物，其产生的中性亲脂性成分对金黄色葡萄球菌和沙门氏菌具有明显的
抑制作用，但其种子萌发周期长且自然萌发率低。现通过植物组织培养技术来解决相关难题。下列有关叙
述正确的是（ ）
A．愈伤组织分化程度低，可直接用来制备人工种子解决自然萌发率低问题
B．应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上
C．植物组织培养技术提高了植株X 的繁殖速率和抑菌效果
D．将无根的幼苗转入无植物激素的培养基中，适宜条件培养一段时间后也会长根
10．植物体细胞融合后经过再生过程中染色体会发生比较多的变异，例如重排、缺失、双着丝
粒等，双着丝粒产生过程如下图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．植物体细胞融合的原理是细胞的全能性
B．可直接使用促融剂PEG 诱导植物细胞融合
C．双着丝粒染色体的产生只引起染色体数目变异
D．双着丝粒染色体可能是通过使其中一个着丝粒失去活性来完成有丝分裂过程
11．生物碱为铁皮石斛的次级代谢产物。下图是以铁皮石斛为材料，培养拟原球茎（简称PLBs, 类似愈伤
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组织）生产生物碱的实验流程。下列说法正确的是（ ）
A．生物碱是铁皮石斛生长非必需的物质，但整个生命活动过程中一直在合成
B．图中过程①为脱分化形成PLBs, 过程②为再分化生产生物碱
C．培养高产细胞系应选择细胞数量/生物碱产量值大的PLBs
D．该过程运用了植物细胞培养技术，原理是植物细胞增殖
12．狼爪瓦松是一种具有观赏价值的野生花卉且其细胞中的黄酮类化合物可入药。为满足狼爪
瓦松 市场化需求，某科研小组利用植物细胞工程等技术手段，进行狼爪瓦松的扩大培养，具体过程如图
所示（其中数字序号代表相应的处理过程）。下列有关分析正确的有（ ）
A．过程③为再分化，应先诱导生芽再诱导生根，根本原因是基因的选择性表达
B．乙、丙、丁的核基因与甲相同
C．过程④常用射线或化学物质处理即可获得大量所需的突变体植株丙
D．过程⑥利用愈伤组织分裂能力强、全能性高的特点可大量获得黄酮类化合物
13．在制备单克隆抗体的过程中HAT 选择培养基可以筛选出融合成功的杂交瘤细胞，一种杂交
瘤细胞只能产一种抗体。科学家通过动物细胞融合技术，将两株不同的杂交瘤细胞（A 和B）融合形成双
杂交瘤细胞AB。双杂交瘤细胞能够悬浮在培养基中生长繁殖，可以产生双特异性抗体AB。据图分析，下
列说法正确的是（ ）
A．杂交瘤细胞A、B 混合并诱导融合后，利用HAT 选择培养基筛选出双杂交瘤细胞AB
B．双杂交瘤细胞同时识别α、β 抗原后，才能产生双特异性抗体
C．对培养到一定密度的双杂交瘤细胞进行传代培养时，不需要使用蛋白酶使之分散
D．体外培养双克隆抗体需要定期更换培养液以创设无菌环境
14．妊娠与子宫内膜基质细胞的功能密切相关。某研究小组通过如图所示的实验流程获得了子
宫内膜基质细胞，以期用于妊娠相关疾病的研究，下列叙述错误的是（ ）
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A．可用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶对人皮肤组织进行处理
B．过程①诱导形成iPS 细胞的过程中可能发生了基因重组
C．过程②形成体腔上皮细胞的过程不能体现iPS 细胞的全能性
D．子宫内膜基质细胞在传代培养时直接用离心法收集
15．关于动物细胞工程和胚胎工程的说法，下列叙述正确的是（ ）
A．动物细胞培养所需气体中的
的作用和医用氧气中添加的
的作用一致
B．体外受精时，采集的初级卵母细胞直接与获能的精子结合形成受精卵
C．用特定抗原免疫小鼠后，可从其骨髓中分离出浆细胞，用于细胞融合
D．传代培养时，贴壁细胞会因接触抑制停止分裂，需用胰蛋白酶处理，再经离心收集
16．如图为核移植实验过程示意图，根据图示分析，下列叙述正确的是（ ）
A．胚胎和动物细胞的培养均需提供95%的O2和5%的CO2
B．核移植技术的基础是动物细胞核的全能性
C．受体动物超数排卵后为胚胎提供了相同的生理环境
D．成年动物细胞核移植成功率比胚胎细胞核移植成功率低
17．酶联免疫吸附试验(ELISA)是常用的测定抗体的技术，其基本原理如下图。相关叙述错误的
是（ ）
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A．酶标二抗和抗原由于结构相同，均能与待测抗体发生结合
B．酶标抗体有免疫学活性和酶活性，可催化底物反应产生有色产物
C．可通过测定单位时间有色产物生成量来推测待测抗体的相对含量
D．该方法可在单克隆抗体制备中筛选出分泌特定抗体的杂交瘤细胞
18．嵌合体是指在同一个体中，由基因型不同的细胞或组织相互接触且维持各自并存的混合状态的生物体。
科学家将大鼠（2n=42）胚胎干细胞注入小鼠（2N=40）囊胚腔后移植入代孕小鼠子宫内，获得嵌合体小鼠。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．嵌合体小鼠的每个体细胞中都同时存在大鼠和小鼠的基因
B．嵌合体小鼠与正常小鼠交配，产生的后代可能携带大鼠基因
C．胚胎干细胞在体外培养时需加入动物血清以维持其分化状态
D．该技术说明不同物种的动物细胞间能够实现细胞核的互相融合
19．科研人员敲除小鼠囊胚中部分内细胞团细胞中的Pdx1 基因，使其失去分化形成胰腺的能力，
然后移入多能干细胞，多能干细胞可以定向增殖分化为胰腺，该过程如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．内细胞团会发育为胎儿，滋养层细胞会发育为胎膜和胎盘
B．可通过基因编辑敲除小鼠囊胚中特定器官发育的关键基因
C．将嵌合胚胎培养至原肠胚阶段后向代孕母体进行胚胎移植
D．利用此技术有望在动物体内培育出由人体细胞构成的器官
20．单倍体胚胎干细胞是研究基因功能的理想细胞模型，它只含一个染色体组，但具有类似于胚胎干细胞
的分裂分化能力。研究人员利用小鼠细胞建立单倍体胚胎干细胞的操作流程如图所示。下列叙述正确的是
（ ）
A．体外受精前，卵母细胞和精子都需要在获能液中培养使其获能
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B．体外受精时，精子形成雄原核与卵子完成减数分裂Ⅰ同时进行
C．培养得到的单倍体胚胎干细胞，遗传物质来自精子和卵母细胞
D．单倍体胚胎干细胞不含等位基因，常用于研究隐性基因的功能
21．荒漠植物的 Z 基因与其抗旱性强有关。科学家利用 Z 基因和农杆菌的 Ti 质粒（如图，T-DNA 为
可转移的 DNA）构建表达载体，培育抗旱转基因小麦。下列说法错误的是（ ）
A．T-DNA 能整合到小麦细胞染色体上
B．可用限制酶 ClaⅠ和 SacⅠ处理 Z 基因
C．可用卡那霉素筛选含重组 Ti 质粒的农杆菌
D．可在个体水平检测小麦是否获得抗旱性状
22．天然酶在工业生产环境中催化效率往往较低，研究人员采用易错PCR 技术对天然酶进行改造。易错
PCR 是利用低保真度 Taq 酶（容易发生碱基错误配对的耐高温DNA 聚合酶）和改变PCR 的反应条件，
降低DNA 复制的准确性，从而使扩增产物出现较多突变位点的一种体外诱导DNA 序列变异的方法。改
造流程如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．该过程属于蛋白质工程，其基本思路是从预期的酶功能出发，人工设计并合成新的酶基因，获得
所需新的蛋白质
B．步骤②中易错PCR 可定向改变天然酶基因的序列，使酶的催化效率提高
C．若基因突变位点在启动子区域，可能引起成功导入重组质粒的受体菌不能表达出相应的突变酶
D．步骤⑥进行筛选时，需加入抗原以筛选成功表达高催化效率突变酶的受体菌
23．X 染色体上的B 基因异常会导致人体患病，在女性群体中的发病率为1/40000。某患病男孩的B 基因
异常由染色体结构变异引起。研究人员依据基因B 所在染色体的DNA 序列，设计了如图所示的引物，并
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对患病男孩及其正常双亲的体细胞提取DNA 并进行PCR 检测，结果如图所示。不考虑基因D 异常对人体
的影响，下列分析错误的是（ ）
注:“+”表示扩增得到条带，“-”表示扩增未得到条带。
A．该患病男孩的B 基因异常由倒位引起
B．母亲再生一名男孩，使用引物R2/R1扩增可判断男孩是否患病
C．母亲减数分裂时发生染色体畸变，产生异常B 基因遗传给男孩
D．人群中女性发病率低于男性，正常女性携带异常B 基因的概率为2/201
24．在高中生物学实验中，酒精因浓度不同而承担多种角色。下列实验中关于酒精作用的叙述，错误的是
（ ）
A．脂肪鉴定实验中，体积分数为 50%的酒精用于洗去浮色，避免干扰观察
B．观察根尖分生区细胞有丝分裂实验中，体积分数为 95%的酒精用于漂洗解离后的根尖
C．DNA 粗提取实验中，预冷的体积分数为 95%的酒精用于沉淀 DNA，去除蛋白质等杂质
D．微生物培养实验中，体积分数为 70%的酒精擦拭双手或工作台面，用于消毒
25．电影《731》反映了侵华日军第七三一部队进行活体实验的暴行，包括冻伤实验、细菌感染
实验、活体解剖等。这些实验违背伦理，漠视生命尊严。从生物学和伦理角度分析，下列哪一选项最能体
现科学研究者应遵循的核心价值观（ ）
A．科学进步可以不惜一切代价，包括牺牲少数人的利益以换取多数人的福祉
B．科学研究应严格遵守伦理规范，尊重生命尊严，禁止任何形式的非自愿人体实验
C．在战争等特殊时期，科学家可以暂时放宽伦理约束以服务国家利益
D．若实验成果能促进医学发展，某些非人道的实验手段可以被合理化和接受
二、非选择题（共5 小题，共50 分）
26．（8 分，除标明外，每空1 分）研究人员用甲基磺酸乙酯（EMS）处理大肠杆菌，使鸟嘌呤烷基化，
导致G—C→A—T，从而获得了无法合成赖氨酸的营养缺陷型菌株。如图是科研人员利用影印法（将丝绒
布轻轻按压在平板的菌落表面，粘附菌体。然后将粘有菌落的丝绒布按压到新的培养基上，使菌落“复
印”到新平板上）初检赖氨酸缺陷型菌株的过程。回答下列问题：
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(1)获得纯净的微生物培养物的关键是 。某次培养由于操作不当，培养基上存在多个
不同种类的微生物菌落，其中一个菌落由单一微生物繁殖形成且无杂菌污染，该菌落 （填“是”
或“不是”）纯培养物。
(2)平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，将平板倒置，既可以防止皿盖上的水珠落入培养基，又可以避免培养
基中的水分过快挥发。若水珠落入培养基可能会
（2 分）。
(3)为了保持菌落的相对位置不变，影印法接种时需要注意 （2 分）。
(4)进行图示②过程的顺序是先将丝绒布“复印”至 培养基上，再“复印”至另一培养基。赖氨
酸缺陷型菌株应在图中的菌落 中挑选。
27．（10 分，除标明外，每空1 分）土地盐碱化不但造成了资源的破坏，农业生产的巨大损失，而且还对
生态环境构成威胁。另外，盐碱化过程通常与荒漠化过程相伴生，甚至相互促进、相互转化。下图是培养
耐盐植株的实验流程图。请回答下列问题：
(1)在脱毒苗的培养过程中，一般选择分生区组织细胞作为外植体，原因是
。
(2)当培养基中细胞分裂素/生长素比例较高时，更有利于分化形成 。用射线处理愈伤组织而不直接处
理茎段的原因是 （2 分），处理2 中添加的物质X 为
（2 分）。
(3)利用植物体细胞杂交技术也能培育耐盐植株，该技术的原理是 （2
分）。
(4)无菌技术也是成功诱导出耐盐植株的重要因素，下列各项中用化学药剂进行消毒的是 （填
序号），采用灼烧方法进行灭菌的是 （填序号）。
①培养皿②培养基③实验操作者的双手④三角锥形瓶⑤接种环⑥茎段
28．（13 分，除标明外，每空1 分）白粉病是导致普通小麦（雌雄同株的两性花植物）减产的重要原因之
一。长穗偃麦草某条染色体上携带抗白粉病基因，与普通小麦亲缘关系较近。下图是科研小组利用普通小
麦和长穗偃麦草培育抗病新品种的育种方案，图中A、B、C、D 代表不同的染色体组，每组有7 条染色体。
请回答下列问题。
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(1)长穗偃麦草与普通小麦杂交得到的后代① （填“可育”或“不可育”）。
(2)获取杂交后代②时用热休克法（用略低于致死温度的高温处理正在分裂的细胞）也能得到类似秋水仙素
处理的结果，推测其机理是 （2 分）。
(3)杂交后代③的A 组染色体在减数分裂过程时易丢失，是因为减数分裂时这些染色体
（2 分）。杂交后代③与普通小麦杂交所得后代的体细胞中染色体数介于 （2 分）之间。
(4)γ 射线处理杂交后代④的花粉，使含抗白粉病基因的染色体片段连接到小麦染色体上，这种变异类型为
。用γ 射线直接照射普通小麦也可能获得抗白粉病品种，其育种原理是 。
(5)图中乙过程的具体操作包括 （2 分），与多代自交、筛选相比，该育
种方法的优势体现在 （2 分）。
29．（10 分，除标明外，每空1 分）细胞工程在治疗疾病和育种等领域应用十分广泛。阅读下列材料，回
答下列问题。为降低宫颈癌治疗药物的副作用，科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上，构建抗体药物
偶联物（ADC），以便精准治疗。过程如图1 所示。
(1)本实验中，小鼠注射的特定抗原应取自 ；体外培养细胞时，培养液需额外添加天然
成分 以及通入一定浓度CO2的目的是 。
(2)小鼠的骨髓瘤细胞在培养过程中通常 （选填“会”或“不会”）贴附在培养瓶的瓶壁上。
(3)过程①诱导细胞融合常用 方法（动物细胞融合所特有），过程③筛选的杂交瘤细胞
有什么特点？ （2 分）。
(4)研究发现，ADC 在患者体内的作用如图2 所示。
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ADC 能降低宫颈癌治疗药物的副作用，是因为单克隆抗体能精确地定位宫颈癌细胞，该过程的原理是
；单克隆抗体的特点有 （答出2 点，2 分）。
30．（9 分，除标明外，每空1 分）白介素-10（IL-10）是一种多功能的细胞因子，主要参与机体的免疫调
节和炎症反应，抑制肿瘤生长和转移。研究者欲将该基因导入大肠杆菌的质粒中保存。该质粒含有AmpR
基因（氨苄青霉素抗性基因）、TetR基因（四环素抗性基因）及一些酶切位点，其结构和目的基因IL-10 的
部分序列如图所示。回答下列问题：
(1)PCR 过程一般包括变性、 、 三个步骤，PCR 反应需要在一定的缓冲液中才能进
行，PCR 所需的缓冲溶液中一般要添加Mg2+，目的是 。
(2)利用PCR 进行扩增目的基因时，若只考虑得到目的基因，则设计靠近启动子一侧的引物序列
为5' 3'（写出8 个核苷酸）。
(3)将目的基因与基因表达载体重组后，可以利用将大肠杆菌放在含有 的培养基中不死亡，
但放在含有 的培养基中死亡的原理，将含有目的基因的大肠杆菌筛选出来。
(4)该研究员拟利用 CRISPR-Cas9 基因编辑技术定点敲除IL-10 的部分序列，CRISPR-Cas9 在单链向导
RNA 引导下，Cas9 蛋白切割DNA 双链以破坏 IL-10 基因，工作原理如图所示。若向导RNA 结合的DNA
靶序列为5'-GATCTA……CCATGG-3'，则设计的向导RNA 中相应的序列应为5'
3'（2 分）。CRISPR-Cas9 基因编辑技术中 Cas9 蛋白的作用是断开 键。
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