2023届高考生物二轮复习命题点专训14生物技术与工程(非选择题)含答案

命题点专训(十四)　生物技术与工程(非选择题)

(建议用时：20分钟)

1．甘蔗榨糖后，蔗汁经发酵可以酿造甘蔗酒、甘蔗醋，主要副产物废糖蜜可以作为生产工业酒精的原料。回答下列问题：

(1)由酒精发酵转为醋酸发酵时，需要对环境条件做出的调整是____________________、__________________。

(2)某研究小组进行了筛选适宜甘蔗果酒酿造的专用酵母菌的实验研究。取自然发酵的甘蔗汁适量，置于经________________法灭菌的培养基中振荡培养一段时间，此步骤是进行________(填“稀释”或“富集”)培养；取0.1 mL振荡培养液用涂布器涂布在选择培养基的表面，此时需要同步转动培养皿，主要目的是____________________________；培养后，根据菌落的____________________________等特征挑取单菌落获得若干酵母菌菌种。

(3)研究人员从糖蜜中筛选酒精耐性________(填“高”或“低”)的酵母菌菌株进行后续的实验，原因是酵母菌无氧呼吸产生酒精(乙醇)，________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

___________________________________________________________________。

[解析]　(1)进行醋酸发酵的醋酸菌是好氧菌，且果醋发酵的温度高于果酒发酵的温度，因此酒精发酵后转入醋酸发酵前，除改变温度外，还需调整的发酵条件是通入无菌空气。

(2)培养基的灭菌方式为高压蒸汽灭菌。取自然发酵的甘蔗汁适量，置于经高压蒸汽灭菌法灭菌的培养基中振荡培养一段时间，目的是获得更多的适宜甘蔗果酒酿造的专用酵母菌，因此进行的是富集培养。取0.1 mL振荡培养液用涂布器涂布在选择培养基的表面，此时需要同步转动培养皿，目的是使菌液分布均匀。菌落形态包括菌落的大小、形状、边缘、光泽、质地、颜色和透明程度等，每一种菌体在一定条件下形成固定的菌落特征。因此培养后，可根据菌落的大小、形状、光泽、隆起程度等特征挑取单菌落获得若干酵母菌菌种。

(3)由于酵母菌无氧呼吸会产生酒精，一定浓度的酒精会抑制酵母菌的活性，而酒精耐性高的酵母菌在发酵后期仍能很好的生存，并进行产酒精的发酵过程。

[答案]　(1)温度升高到30～35 ℃　通入无菌空气　(2)高压蒸汽灭菌　富集　使菌液分布均匀　形态、大小、隆起程度　(3)高　酒精积累会对酵母菌的活性产生抑制

2．(2022·全国乙卷)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。

回答下列问题。

(1)通常在实验室培养微生物时，需要对所需的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有______________________________(答出2点即可)。

(2)由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是________；用菌株C生产S的最适碳源是____________。菌株C的生长除需要碳源外，还需要__________________(答出2点即可)等营养物质。

(3)由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是______________。

(4)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：___________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

__________________________________________________________________。

(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是___________________

________________________________________________________________

__________________________________________________(答出1点即可)。

[解析]　(1)玻璃器皿常用的灭菌方法有干热灭菌、高压蒸汽灭菌等。

(2)由实验结果可知，与以制糖废液为碳源相比，以葡萄糖为碳源时菌株C的细胞干重最大，说明最适于菌株C生长的碳源是葡萄糖；而以制糖废液为碳源时，用菌株C生产S的产量高于以葡萄糖为碳源时的产量，说明最适于生产S的碳源是制糖废液。微生物的生长一般都需要水、碳源、氮源和无机盐等营养物质，还需要满足微生物生长对pH、氧气以及特殊营养物质的要求，故菌株C的生长除需要碳源外，还需要氮源、无机盐、水等营养物质。

(3)分析题表可以看出在以淀粉为碳源的培养基中，菌株C不能生长，原因可能是菌株C中缺少分解淀粉的酶，不能利用淀粉。

(4)要测定生产S的最适制糖废液为碳源的浓度，实验自变量为制糖废液的浓度，可分别配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株C，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定并比较不同浓度制糖废液中的S的产量，S的产量最高时所对应的制糖废液浓度，即为生产S的最适碳源浓度。

(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，既有利于减少污染、节省原料，又能降低生产成本。

[答案]　(1)高压蒸汽灭菌、干热灭菌　(2)葡萄糖　制糖废液　氮源、无机盐、水　(3)菌株C缺少能分解淀粉的淀粉酶　(4)分别配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株C，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定并比较不同浓度制糖废液中的S的产量，S的产量最高时所对应的制糖废液浓度即为生产S的最适碳源浓度　(5)减少污染、节省原料、降低生产成本

3．β­1，3葡聚糖酶可以水解许多病原真菌细胞壁外层的β­1，3葡聚糖和几丁质，降解真菌细胞壁，从而抑制真菌的生长与繁殖。研究人员在植物中克隆到β­1，3葡聚糖酶基因(BG2)并转入苹果主栽品种，以减少苹果真菌病害、实现无公害生产。

(1)BG2的克隆可利用________技术，这需要一小段能与该基因碱基序列互补配对的____________作为引物。在体外对目的基因进行大量复制，常采用________________来鉴定产物。

(2)下图为利用PATC940(经农杆菌Ti质粒改造获得)构建BG2抗病质粒的过程。图中右下角的酶为______________，人工设计的复合启动子的作用是__________________________________________。XbaⅠ酶切后的末端与SpeⅠ酶切后的末端能连接是因为___________________________________________。

(3)研究人员将转入BG2抗病质粒的农杆菌与苹果外植体共培养，以进行遗传转化。目的基因BG2将随着________转移到被侵染的细胞而进入细胞，并随其整合到该细胞的____________上。

[解析]　(1)β­1，3葡聚糖酶基因(BG2)在体外大量克隆，可利用PCR技术。PCR技术扩增目的基因时，需要一小段能与该基因(BG2)碱基序列互补配对的短单链核酸(RNA)作为引物。PCR产物鉴定常用的方法是琼脂糖凝胶电泳鉴定。

(2)右下角的酶能构建BG2抗病质粒，故该酶为DNA连接酶。人工设计的复合启动子的作用是驱动转录和提高(增强)转录活性，从而保证目的基因的高效表达。XbaⅠ酶切后的末端与SpeⅠ酶切后的末端能连接即黏性末端能发生碱基互补，其能连接是因为XbaⅠ与SpeⅠ酶切后的黏性末端相同。

(3)研究人员将转入BG2抗病质粒的农杆菌与苹果外植体共培养，外植体与农杆菌共培养的目的是利用农杆菌中的Ti质粒上的T­DNA转移到受体细胞中，并整合到受体细胞染色体DNA上。

[答案]　(1)PCR　短单链核酸　琼脂糖凝胶电泳  (2)DNA连接酶　驱动转录和提高(增强)转录活性　XbaⅠ与SpeⅠ酶切后的黏性末端相同　(3)T­DNA　染色体DNA

(教师用书独具)

(2022·广东深圳模拟预测)CD47是一种跨膜糖蛋白，肺癌、结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量明显高于正常细胞。研究发现，利用抗体抑制肿瘤细胞表面的CD47蛋白的活性，可促进巨噬细胞吞噬肿瘤细胞。为制备抗CD47的单克隆抗体，科学家按如下流程进行相关实验。请回答下列问题：

(1)在制备CD47蛋白的过程中，将mRNA逆转录为cDNA再进行PCR扩增被称为RT­PCR技术，RT­PCR过程需要的酶有____________________________。

(2)事实上，用上述方法生产的CD47与肿瘤细胞中的CD47具有相同的氨基酸排列顺序，两者的空间结构往往不同，请分析原因：__________________

_________________________________________________________________。

(3)在制备CD47的单克隆抗体过程中，注射特异性抗原后，从脾脏中分离出的细胞B与____________细胞融合后经筛选获得细胞C，但细胞C产生的抗体却不止一种，原因是____________________________________________________

___________________________________________________________________。

(4)单克隆抗体技术除了用于治疗疾病外，还有_____________________等作用。工厂化生产单克隆抗体时，需要优化生产工艺和控制培养条件，这些培养条件有______________________________________________________(答出两点即可)。

[解析]　(1)mRNA逆转录为cDNA属于逆转录过程，需要逆转录酶，PCR扩增时需要耐高温的DNA聚合酶，因此RT­PCR过程需要的酶有逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶。

(2)大肠杆菌为原核生物，其细胞中没有内质网和高尔基体，因此大肠杆菌分泌的CD47蛋白，其形成过程中没有经过内质网和高尔基体的加工；肿瘤细胞中有内质网和高尔基体，所以肿瘤细胞产生的CD47，其形成过程经过了内质网和高尔基体的加工。可见两者产生的CD47的氨基酸排列顺序相同，但两者的空间结构往往不同。

(3)在制备CD47的单克隆抗体过程中，要选用注射特异性抗原后，从脾脏中分离出的细胞B和骨髓瘤细胞进行融合，是因为它们融合后的杂交瘤细胞具有既能在体外大量繁殖，又能产生特异性抗体的特性。一个细胞B只能对一种抗原产生反应，最终产生相应的抗体，由于脾脏中有多种细胞B，因此细胞B和骨髓瘤细胞融合后的杂交瘤细胞产生的抗体不止一种。

(4)单克隆抗体的作用：①作为诊断试剂：(最广泛的用途)具有准确、高效、简易、快速的优点。②用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗癌症。杂交瘤细胞属于动物细胞，动物细胞培养需要在无菌无毒的环境中，添加适宜的营养、气体环境(95%空气＋5%CO2) 、适宜的温度和pH等条件下培养，因此生产单克隆抗体需要优化生产工艺和控制培养条件。

[答案]　(1)逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶　(2)大肠杆菌没有内质网和高尔基体，无法对产生的肽链进行加工　(3)骨髓瘤　脾脏中有多种细胞B　(4)作为诊断试剂，用于治疗疾病和运载药物　无菌无毒的环境、营养、气体环境、温度、pH等