2026年高三高考生物二轮复习练习 专题12 生物技术与工程（非选择题）

这是一份2026年高三高考生物二轮复习练习 专题12 生物技术与工程（非选择题），共10页。
研究深海独特的生态环境对于开发海洋资源具有重要意义。近期在“科学号”考察船对中国南海科考中，中国科学家采集了某海域 1146 米深海冷泉附近沉积物样品，分离、鉴定得到新的微生物菌株并进一步研究了其生物学特性。
回答下列问题：
研究者先制备富集培养基，然后采用 法灭菌，冷却后再接入沉积物样品，28℃厌氧培养一段时间后，获得了含拟杆菌的混合培养物，为了获得纯种培养物，除了稀释涂布平板法，还可采用 法。据图分析，拟杆菌新菌株在以
为碳源时生长状况最好。
研究发现，将采集的样品置于各种培养基中培养，仍有很多微生物不能被分离筛选出来，推测其原因可能是。（答一点即可）
藻类细胞解体后的难降解多糖物质，通常会聚集形成碎屑沉降到深海底部。从生态系统组成成分的角度考虑，拟杆菌对深海生态系统碳循环的作用可能是。
深海冷泉环境特殊，推测此环境下生存的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶，除具有酶的一般共性外，其特性可能还有。
青梅果肉营养丰富，成熟的青梅果实易腐烂，不易运输保存。进行青梅果酒研究，既可提高青梅资源利用率，又可提高产品附加值。图 1 为制作青梅果酒的简易装置图；由于青梅果肉含糖量低，往往在青梅果浆中加入白砂糖后再进行酿制，图 2 为在青梅果浆中添加白砂糖对酒精度和果酒感官评分的影响（感官评分越高，果酒的品质越高）。请回答下列问题。
传统发酵是利用天然微生物的代谢活动制造或生产某些产品例如果酒、果醋、泡菜等，泡菜制作需要的主要微生物是，代谢类型是。
图 1 装置进行青梅酒发酵产生酒精时，应保证充气口（填“打开”或“关 闭”）。在发酵过程中，一般将温度控制在，发酵的（至少答出 2 点）条件会抑制杂菌的生长。若发酵时间过长，产酒率不再增加，但会增加被杂菌污染的风险，若被醋酸菌污染，（填“会”或“不会”）发酵产生醋酸。
家庭酿造青梅酒时不需要添加酵母菌菌种，菌种来源是。在酸性条件下，用检测有无酒精的产生。
从图 2 可看出，青梅果酒酿制时果浆中初始糖浓度为%时效果最佳，在此浓度之后，果酒酒精度随初始糖浓度的增加而下降，原因是。
Ⅰ.疫苗的研制和快速准确的检测技术是应对新冠病毒感染的有力措施。回答下列问题：
腺病毒是研制疫苗的常用载体，图 1 是构建含新型冠状病毒 S 蛋白（抗原）基因的重组腺病毒表达载体示意图。
①以病毒作为基因工程的载体，其优点是可以利用的特点，将目的基因导入受体细胞。图 1 中构建的腺病毒表达载体需含有 S 蛋白基因、标记基因、等组件。
②图 1 中四种限制酶的切割位点和识别序列如表所示，构建腺病毒表达载体时需使用限制酶
和切割腺病毒基因和新型冠状病毒的 S 蛋白基因，选用这两种限制酶切割的主要原因是（答出 1 点即可）。
临床上常采用 RT-PCR 技术，对受测者咽拭子取样后进行新型冠状病毒核酸检测。RT- PCR 是指以病毒的 RNA 为模板合成 cDNA，并对 cDNA 进行 PCR 扩增的过程。在此过程 中，需要用 TaqDNA 聚合酶和酶，其中 PCR 过程需要的原料是。
Ⅱ.为了定量测定样品中病毒核酸，常采用实时荧光 PCR 扩增技术，该技术扩增目的基因时，需额外添加荧光标记探针（每个目的基因结合 1 分子探针）。当探针完整时，不产生荧光，当探针被酶水解时，R 与 Q 分离，可检测到 R 发出的荧光，如图 2 所示。
若样本中含有目的基因，引物、探针与目的基因通过形成键特异性结合。据图 2
分析，探针的水解发生在 PCR 过程的阶段。
在实时荧光 PCR 技术中，Ct 值的含义是每个反应管内的荧光信号达到设定的阈值时所经历的循环数。据此分析，当样本中初始模板越多，Ct 值就。
若每分子探针水解释放的 R 基团荧光强度为 a，加入模板 DNA 数为 b，则反应体系中荧光信号强度（Rn）与扩增次数（n）之间的关系为 Rn=。
下图为筛选，制备单克隆抗体的示意图，①~⑤代表相关过程，a~g 代表相关细胞。请回答下列问题：
限制酶
NcⅠ
SphⅠ
NheⅠ
BamHⅠ
识别序列和切割位点
由图可看出，单克隆抗体制备过程运用的动物细胞工程技术有（写出 2 个）。过程①是给小鼠注射 S 蛋白，其日的是,过程②的促融方法有（写出一种）。
图中过程③④为两次筛选过程，过程③是指把 c 细胞群稀释放在培养基的多孔培养皿中培养，只有能够存活且增殖，因此，细胞集落为单个存活细胞的克隆。过程④是用方法经多次筛选得到能产生所需抗体的杂交瘤细胞群。
已知细胞合成 DNA 有 D 和 S 两条途径，其中 D 途径能被氨基蝶呤阻断。小鼠的 B 淋巴细胞中有这两种 DNA 的合成途径，但一般不分裂。小鼠的骨髓瘤细胞中尽管没有 S 途径， 但能不断分裂。若将小鼠的这两种细胞在含氨基蝶呤的试管中混合后促融，则试管中细胞的种类数和能增殖的细胞种类数分别是（不考虑三个及以上细胞融合）（填“3 和 1” “5 和 1”或“3 和 3”）
猪的内脏器官有众多优点，有望解决医学上人类供体器官不足的问题。然而心脏移植过程中会发生缺血再灌注损伤(1RI),可能导致心脏坏死。研究发现,IRI通过促进Caspase8等一系列凋亡基因的表达，导致细胞凋亡最终引起器官损伤。根据Caspase8基因的部分序列制成反义基因，可以抑制Caspase8基因的表达，有效抑制IRI所致的器官损伤。如图是利用转基因了技术制备转基因克隆猪心脏的过程。
(1)pCMV质粒作为基因工程载体的条件有(答出2点即可)，①过程中将Caspase8基因序列与pCMV质粒反向连接制成反义基因，该过程需要的工具有。
(2)构建基因表达载体时还需导入DNA序列A,推测该DNA序列A的作用可能是。 (3)③过程涉及将胚胎干细胞诱导分化为心脏,其中获取胚胎干细胞需要技术，此过程需要提供一定量的CO2，其作用是。
(4)根据题图过程制备的转基因克隆猪心脏在移植后仍有部分心脏坏死,假定构建的表达载体均成功，猪的受精卵也都正常转入外源基因，且转基因对猪心脏未产生任何有害影响，则可能的原因是。
随着生物科学技术的发展，动物的繁殖方式变得越来越多样化。如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，供体 1 是良种荷斯坦高产奶牛，供体 2 是健康的黄牛。请据图回答下列问题：
应用 1 中，细胞 B 的获取需对供体 2 注射；使用核移植技术获得重组细胞，最终获得良种小牛，该技术的原理是。
应用 2 中，将早期胚胎移入受体牛子宫内的技术叫，为使受体牛生理状况更适合完成该操作，要对受体牛进行处理，以提高成功率。
在应用 2、3、4 中，将收集的精子放在某种溶液中进行培养，使其获得受精能力，这一生理现象称为。从母体内获得的卵母细胞需要培养到（填时期）才能与精子
结合。
受精过程中防止多精入卵的生理反应包括反应和反应。
应用 3 可解决良种动物快速大量繁殖的问题：通过技术获得二分胚①和②，在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将均等分割。
应用 4 中，对细胞进行定向诱导，可分化形成各种组织和器官。在胚胎干细胞培养过程中，由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，因此在使用合成培养基时，通常需要加入等一些天然成分。培养过程中除需要适宜的温度、pH 和渗透压、无菌、无毒等环境条件以外，在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有
的混合气体的 CO2 培养箱中进行培养。
答案以及解析
答案：(1)高压蒸汽灭菌；平板划线；纤维素
某些微生物只有利用深海冷泉中的特有物质才能生存（或需要在深海冷泉的特定环境中才能存活）
拟杆菌作为分解者，将沉降到深海底部的难降解多糖物质分解为无机物，归还到无机环境中，有利于碳循环的顺利进行
耐低温
解析：（1）培养基通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。可以采用稀释涂布平板法或平板划线法，将单个微生物分散在固体培养基上，经过培养得到单菌落，从而获得纯净培养物。分析图 12 可知，在以纤维素为碳源的培养基中，细胞数量最多，可推知拟杆菌新菌株在以纤维素为碳源时生长状况最好。
深海冷泉中可能存在某些微生物，只有利用冷泉中的特有物质才能生存（或需要在深海冷泉的特定环境中才能存活），故将采集的样品置于各种培养基中培养，仍可能有很多微生物不能被分离筛选出来。
拟杆菌为异养生物，作为该生态系统的分解者，能将沉降到深海底部的难降解多糖物质分解为无机物，归还到无机环境中，有利于碳循环的顺利进行。
深海冷泉温度较低，故生活在其中的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶，应具有耐低温的特性，才能高效降解多糖，保证拟杆菌的正常生命活动所需。
答案：(1)乳酸菌；异养厌氧型
(2)关闭；18~30℃；无氧、呈酸性、含酒精；不会 (3)青梅细胞表面的酵母菌；重铬酸钾
(4)20%；糖浓度过高导致培养基的渗透压过高，使酵母菌因失水而数量减少
解析：(1)泡菜制作需要的主要微生物是乳酸菌，其是原核生物，代谢类型是异养厌氧型。
图 1 装置进行青梅酒发酵产生酒精时，需要无氧条件，故应保证充气口关闭。酒精发酵的温度应控制在 18~30°C，除此之外，发酵的无氧、呈酸性、含酒精等条件会抑制杂菌的生长。果酒发酵后期若被醋酸菌污染，仍不会经发酵产生醋酸，因为酒精发酵是无氧环境，而醋酸菌是需氧型生物，醋酸发酵需要氧气，且酒精发酵与醋酸发酵的温度不同，果酒制作过程中温度比果醋制作的温度低。
家庭酿造青梅酒时由于青梅表面含有酵母菌，故不需要额外添加酵母菌菌种，酒精能使酸
性重铬酸钾由橙色变为灰绿色，故可在酸性条件下，用重铬酸钾进行检测。
从图 2 曲线可看出，当初始糖浓度为 20%时，酒精度及果酒感官评分均最高，效果最佳。糖类是主要的能源物质，在果汁中加入糖可为酵母菌的生长繁殖提供能源物质，另外，糖是发酵的原料，加入的糖可作为酒精发酵的原料，所以在初始糖度低于 20%时果酒酒精度随初始糖度的增加而增加，但在此浓度之后，果酒酒精度随初始糖浓度的增加而下降，糖浓度过高导致培养基的渗透压过高，使酵母菌因失水而数量减少。
答案：（1）①病毒侵染活细胞；启动子、终止子；②NcⅠ；BamHⅠ防止目的基因自身环化及目的基因与载体反向连接
逆转录；四种脱氧核糖核苷酸
氢；延伸
越小（或越低）
（5）（2n-1）ab
解析：（1）①病毒只有寄生于活细胞中才能生活，具有侵染活细胞的特点，据此可将携带的目的基因导入受体细胞：基因表达载体包括S蛋白基因（目的基因）、标记基因、启动子、终止子等组件。
②据图1可知，S蛋白基因两端的部分序列中含有序列，故可选择BamHⅠ和NcⅠ两种限制酶进行切割：基因工程中双酶切的目的是防止目的基因自身环化及目的基因与载体反向连接。
分析题意可知，RT-PCR是指以病毒的RNA为模板合成cDNA，并对cDNA进行PCR扩增的过程。该过程从RNA到cDNA属于逆转录，需要逆转录酶，之后cDNA扩增需要TaqDNA聚合酶；PCR是一项体外扩增目的基因的技术，该过程所需的原料是四种脱氧核糖核苷酸。
引物、探针与目的基因之间可以通过形成氢键而结合。PCR技术包括变性、复性、延伸三个过程，据图2可知，探针的水解发生在DNA子链延伸的过程中。
Ct值的含义是在PCR扩增过程中，每个反应管内的荧光信号达到设定的荧光阈值时所经历的扩增循环数，故样本中初始模板越多时，达到设定的荧光阈值时所需经历的扩增循环数就越小，Ct值就越低。
每次扩增时都会有一半的模板链可以与探针结合，随后探针水解，发出荧光，则第n次扩增时有2n-1个探针水解，扩增n次的过程中共有（2 n-1）个探针水解。若每分子探针水解释放的R基团荧光强度为a，加入的模板DNA数为b，则反应体系中荧光信号强度（Rn）与扩增次
数（n）之间的关系为Rn=（2n-1）ab。
答案：（1）动物细胞融合、动物细胞培养；刺激小鼠产生能够分泌抗 S 蛋白抗体的 B 淋巴细胞；聚乙二醇融合法、电融合法、灭活病毒诱导法
（2）选择；（B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的）杂交瘤细胞；抗原—抗体杂交
（3）5 和 1
解析：（1）单克隆抗体制备过程中运用了动物细胞融合（B 细胞和骨髓瘤细胞的融合）、动物细胞培养技术（培养杂交瘤细胞）；过程①给小鼠注射 S 蛋白，目的是刺激小鼠产生能分泌抗 S 蛋白抗体的 B 淋巴细胞：过程②目的是促进 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，促融方法有聚乙二醇融合法、电融合法和灭活病毒诱导法。
过程③是指把 C 细胞群稀释，然后在选择培养基的多孔培养皿中培养（每孔中尽量只接种一个细胞），在该培养基中未融合的细胞和融合的具有同种核的细胞都死亡，只有杂交瘤细胞能存活且增殖：过程④是筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞，所用方法是抗原—抗体杂交法。
在筛选杂交瘤细胞时，试管中共有 5 种细胞，分别是未融合的 B 细胞、B 细胞自身融合的细胞、未融合的骨髓瘤细胞、骨髓瘤细胞自身融合的细胞、B 细胞和骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞。小鼠的淋巴细胞中有这两种 DNA 的合成途径，但一般不分裂，因此未融合的 B细胞、B 细胞自身融合的细胞不能在此培养基上增殖：小鼠的骨髓瘤细胞中尽管没有 S 途
径，但能不断分裂，说明其依靠 D 途径增殖，但在此试管中 D 途径能被氨基蝶呤阻断，因此在含氨基蝶呤的试管中未融合的骨髓瘤细胞、骨髓瘤细胞自身融合的细胞也不能增殖：只有 B 细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞可以依靠 S 途径增殖，故试管中细胞的种类数和能增殖的细胞种类数分别是 5 和 1。
答案：（1）至少具有 1 个限制酶切割位点；能在细胞中进行自我复制，或整合到受体 DNA 上随受体 DNA 同步复制；对受体细胞无害；限制酶和 DNA 连接酶
抑制抗原决定基因的表达（合理即可）
早期胚胎培养；维持培养液的 pH
部分外源基因未能成功表达
解析：（1）基因工程中作为载体至少具有 1 个限制酶切割位点；能在细胞中进行自我复制，或整合到受体 DNA 上随受体 DNA 同步复制；对受体细胞无害。①过程将 Caspase8 基因序列反向连接在载体中可制成反义基因，该过程需要限制酶和 DNA 连接酶。
猪心脏在人体内会发生免疫排斥反应，因此推测导入的 DNA 序列 A 可能抑制抗原决定
基因的表达。
由受精卵获得胚胎干细胞的过程需要早期胚胎培养技术，此过程中需要提供 95%的空气和 5%CO2，其中 CO2 的作用是维持培养液的 pH。
若构建基因表达载体成功，且成功将外源基因导入猪的受精卵，但并未取得预期效果，推测可能是外源基因在受体细胞中未能成功表达。
答案：（1）促性腺激素；动物细胞核的全能性
胚胎移植；同期发情
精子获能；减数第二次分裂中期（或 MⅡ期）；透明带；卵细胞膜
胚胎分割；内细胞团
血清；95%空气和 5%CO2
解析：（1）应用 1 中是将供体 1 的体细胞的细胞核移植到取自供体 2 的去核卵母细胞中，故为了获取更多供体 2 的卵母细胞，需对供体 2 注射促性腺激素以促进超数排卵。使用核移植技术获得重组细胞，最终获得的小牛为克隆牛，该技术所依据的原理是动物细胞核的全能 性。
应用 2 属于有性生殖，将早期胚胎移入受体牛子宫内的技术叫胚胎移植：移植前需对受体牛进行同期发情处理，使供体和受体处于相同的生理状态，为移植胚胎提供相同的生理环境，提高成功率。
在应用 2、3、4 中，将收集的精子放在获能液中进行培养，使其获得受精能力，这一生理现象称为精子获能。从母体内获得的卵母细胞不能立即用于受精，要在体外经人工培养至减数第二次分裂中期才具备受精能力，才能与精子结合。受精过程中防止多精入卵的两道屏障分别是透明带反应和卵细胞膜反应。
应用 3 可解决良种动物快速大量繁殖的问题。通过胚胎分割技术可获得二分胚，对囊胚阶段的胚胎进行分割时需要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
动物细胞培养液中，通常需要加入血清等天然成分。动物细胞培养需要在含 95%空气和 5%CO2 的恒温培养箱中进行，其中 CO2 的主要作用是维持培养液的 pH。