（9）生物技术与工程——2021-2022学年人教版（2019）生物高二下学期期末专项复习

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（9）生物技术与工程1.我国传统饮食文化源远流长，腐乳是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵制作的大豆食品。下列相关叙述不正确的是(   )A.豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸，易于被人体消化吸收B.制作腐乳的各种用具需要使用洗洁精、开水等进行清洁和消毒C.人工接种毛霉可提高发酵效率，故豆腐发酵是依靠单种微生物D.为提高腐乳品质和产量，可利用基因工程等改造和选育优良菌种2.中国酸菜历史悠久，早在北魏的《齐名要术》中就记载了用白菜等原料腌制酸菜的多种方法。酸菜不仅口感好，而且对人体有益。下列说法正确的是(   )A.酸菜制作过程中，主要起作用的微生物是乳酸菌B.真空包装的酸菜可能会因杂菌污染而发生“胀袋”C.腌制过程中，坛中水分会因蔬菜细胞失水而增多D.酸菜的腌制时间越长，口感越好，营养价值越高3.下列关于原生质体和细胞计数的叙述，错误的是(   )A.测定植物原生质体的密度时，可用血细胞计数板B.红墨水不能进入活细胞，可用于检测细胞的存活状态并计数C.稀释涂布平板法和平板划线法均能得到单菌落，都可用于细胞计数D.酵母菌在液体培养基中培养一段时间后，可用比浊法测定其密度4.科学家为了获得耐高温的DNA聚合酶，进行了嗜热菌的分离培养。下列叙述正确的是(   )A.配制培养基时需要添加营养成分琼脂B.培养基一般选择湿热灭菌法进行灭菌处理C.可通过配制特定成分的选择培养基分离出嗜热菌D.对微生物计数可用平板划线法5.研究人员从土壤中筛选得到纤维素酶髙产酵母菌，并对其降解纤维素的条件进行了硏究。据图分析正确的是(   )A.筛选该高产菌株需要在以纤维素为唯一碳源的培养基中培养B.探究最适温度时应尽可能将发酵液的pH控制在12左右C.该高产菌株产生纤维素酶的最适温度是35℃D.利用该高产菌株降解纤维素时需保持厌氧环境6.科学家成功地把外源的致病基因利用“基因敲除”技术整合到小鼠胚胎干细胞的DNA同源序列中，使正常基因被取代或破坏而失活，然后将得到的胚胎干细胞植入小鼠的早期胚胎中，培育出患病的嵌合体小鼠。下列有关叙述错误的是(   )A.在“基因敲除”中需要用到限制性内切核酸酶、DNA连接酶等B.通过上述“基因敲除”技术可以定向改变生物体的某一基因C.这种嵌合体小鼠长大后，体内存在外源基因，但不会遗传给后代D.“基因敲除”技术有利于人类对某些遗传因素引发的疾病进行研究7.人乳铁蛋白是乳汁中主要的铁结合蛋白，可提高人体吸收铁的能力，增强免疫力。研究者通过生物工程技术制备山羊乳腺反应器，过程如图。相关叙述错误的是(   )A.①过程构建的表达载体含有组织特异性启动子B.②过程通常在显微镜下进行去核、注入等操作C.该流程培养的山羊所有组织细胞均能分泌人乳铁蛋白D.该过程利用了转基因、核移植和胚胎移植等工程技术8.据报道，某科学实验室运用克隆技术，成功培育出克隆猪，其流程如图所示，下列有关叙述错误的是(   )A.过程①中培养的细胞会出现贴壁生长和接触抑制等现象B.过程②与过程③所用的培养液成分相似且一般都含有血清C.过程②的去核卵母细胞是初级卵母细胞D.过程④常用激素处理代孕猪，使其处于易接受外来胚胎的生理状态9.胚胎工程技术能充分发挥动物的繁殖潜力，为优良牲畜的大量繁殖提供了有效的办法。如图是育种工作者采用不同方法培育良种牛的过程（a~h为操作过程），下列相关叙述错误的是(   )A.为获得大量的卵母细胞，可用促性腺激素处理良种母牛B.采集的精子必须置于ATP溶液中进行获能处理C.若要生产高产奶牛，可取①处细胞做DNA分析鉴定性别D.转基因牛D的培育可以经过b→f→g过程10.动物细胞培养是动物细胞工程的基础。图中，a、b、c表示现代工程技术，①、②、③分别表示a、b、c的结果。下列说法正确的是(   )A.①②③中作为受体的动物品种是珍稀或存量少的雌性动物B.若a是胚胎分割技术，①中个体的基因型和表型一定相同C.若b是体外受精技术，②为试管动物，属于有性繁殖D.若c是核移植技术，③反映了动物细胞也具有全能性11.用XhoⅠ和SalⅠ两种限制性内切核酸酶分别处理同一DNA片段，酶切位点及酶切产物分离结果如图。下列叙述错误的是(   )A.电泳是指带电的分子在电场的作用下发生迁移的过程B.泳道①中是用XhoⅠ处理得到的酶切产物C.若用XhoⅠ和SalⅠ两种酶同时处理该DNA片段后电泳，其泳道可能只出现5条条带D.电泳技术可以用于人类亲子鉴定、生物间亲缘关系鉴定12.转基因技术可引发基因污染。下列有关基因污染的叙述，错误的是(   )A.转基因作物的外源基因可以通过花粉扩散到它的近亲作物上，从而污染生物基因库B.杂草、害虫从它的近亲中获得的抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性C.基因污染是一种不增殖、不扩散的污染，故不必过分担心D.基因污染的危害在于引起了遗传物质的改变，难以立即消除13.人体内一些正常或异常细胞脱落破碎后，其DNA会以游离的形式存在于血液中，称为cfDNA。近几年，结合PCR及电泳鉴定、DNA测序等技术，cfDNA在临床上得到了广泛应用。下列相关说法错误的是(   )A.PCR中设置不同的温度是为了使DNA聚合酶催化不同的反应B.在琼脂糖凝胶中，cfDNA的迁移速率与cfDNA分子的大小、构象等有关C.在进行电泳时，要预留一个加样孔，加入指示分子大小的标准参照物D.对cfDNA进行检测，可以用于肿瘤的早期筛查14.中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，以糖蜜（甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖）为原料，在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整体利用价值。工艺流程如图。回答下列问题：（1）为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液体培养基中将蔗糖作为______，并不断提高其浓度，经多次传代培养（指培养一段时间后，将部分培养物转入新配的培养基中继续培养）以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用______的方法进行菌落计数，评估菌株增殖状况。此外，选育优良菌株的方法还有_________________等。（答出两种方法即可）（2）基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统，其培养基盐浓度设为60 g/L，pH为10，菌株H可正常持续发酵60 d以上。该系统不需要灭菌的原因是_______________。（答出两点即可）（3）研究人员在工厂进行扩大培养，在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵，结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中_______________可能是高密度培养的限制因素。（4）菌株H还能通过分解餐厨垃圾（主要含蛋白质、淀粉、油脂等）来生产PHA，说明其能分泌_______________。15.人类γ基因启动子上游的调控序列中含有BCL11A蛋白结合位点，该位点结合BCL11A蛋白后，γ基因的表达被抑制。通过改变该结合位点的序列，解除对γ基因表达的抑制，可对某种地中海贫血症进行基因治疗。科研人员扩增了γ基因上游不同长度的片段，将这些片段分别插入表达载体中进行转化和荧光检测，以确定BCL11A蛋白结合位点的具体位置。相关信息如图所示。（1）为将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表达，需在引物末端添加限制酶识别序列。据图可知，在F1~F7末端添加的序列所对应的限制酶是_____，在R末端添加的序列所对应的限制酶是_____。本实验中，从产物扩增到载体构建完成的整个过程共需要_____种酶。（2）将构建的载体导入除去BCL11A基因的受体细胞，成功转化后，含F1~F6与R扩增产物的载体表达荧光蛋白，受体细胞有荧光，含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光。含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光的原因是_____。（3）向培养液中添加适量的雌激素，含F1~F4与R扩增产物的受体细胞不再有荧光，而含F5~F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光。若γ基因上游调控序列上与引物序列所对应的位置不含有BCL11A蛋白的结合位点序列，据此结果可推测，BCL11A蛋白结合位点位于_____，理由是_____。


     答案以及解析1.答案：C解析：豆腐中的蛋白质在相关酶的作用下被分解成小分子的肽和氨基酸，易于被人体消化吸收，A正确；制作腐乳的各种用具需要使用洗洁精、开水等进行清洁和消毒，避免杂菌污染，B正确；人工接种毛霉可提高发酵效率，但豆腐发酵依靠多种微生物，其中起主要作用的是毛霉，C错误；为提高腐乳品质和产量，可利用基因工程等改造和选育优良菌种用于腐乳的制作，D正确。2.答案：ABC解析：酸菜制作过程中，乳酸菌发酵产生大量乳酸，因此起主要作用的微生物是乳酸菌，A正确；真空包装的酸菜发生“胀袋”的原因可能是混入了其他微生物，这些杂菌通过呼吸作用释放CO2，从而发生“胀袋”，B正确；腌制过程中，外界溶液浓度高会使蔬菜细胞失水，导致坛中水分增多，C正确；酸菜的腌制时间过长，口感会变差，营养价值降低，D错误。3.答案：C解析：本题考查原生质体和细胞计数的相关知识。原生质体是指植物细胞去掉细胞壁的部分，可用血细胞计数板进行计数，A项正确；由于细胞膜的选择透过性，红墨水不能进入活细胞，可用于检测细胞是否存活，由于红墨水具有颜色，位于细胞壁和原生质层之间，因此可用于细胞计数，B项正确；划线分离法接种时，一些菌落往往由两个或多个活菌繁殖而成，还有一些不能形成菌落，而在计数时一个菌落对应着一个活菌，这样在划线所得的平板中，菌落数目低于活菌的实际数值，所以不能用划线分离法测定活菌的数量，C项错误。4.答案：B解析：分离嗜热菌所用的培养基为固体培养基，而在配制培养基时需要琼脂作为凝固剂，A错误；常采用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌，高压蒸汽灭菌法是湿热灭菌法的一种，B正确；筛选嗜热菌的条件是充足的营养和高温，不是通过配制特定成分的选择培养基来分离的，C错误；对微生物计数可用稀释涂布平板法接种，平板划线法不能用于计数，D错误。5.答案：A解析：筛选纤维素酶高产菌株应在以纤维素为唯一碳源的培养基中培养，A正确；探究该酶的最适温度时，pH为无关变量，应控制在最适pH，由题图知纤维素酶活性最高时，pH在9左右，故将发酵液的pH控制在9左右，B错误；由于图中随着温度的升高，纤维素酶活性逐渐增高，但35℃不一定是其最适温度，C错误；酵母菌属于兼性厌氧型生物，既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸，故利用该高产菌株降解纤维素时不需保持厌氧环境，D错误。6.答案：C解析：DNA重组技术需要用到限制性内切核酸酶、DNA连接酶等，A正确；通过“基因敲除”技术可以定向改变生物体的某一基因，以研究该基因的功能，B正确；这种嵌合体小鼠长大后，若原始生殖细胞存在外源基因，则可能会遗传给后代，C错误；利用“基因敲除”技术培育出的患病嵌合体小鼠，可用于人类对某些遗传因素引发的疾病的研究，D正确。7.答案：C解析：①过程构建的表达载体含有组织特异性启动子，即RNA聚合酶的结合部位，A正确；②过程为核移植过程，通常在显微镜下进行去核、注入等操作，B正确；题述流程培养的山羊只有乳腺细胞能分泌人乳铁蛋白，C错误；据图分析可知，该过程利用了转基因、核移植和胚胎移植等工程技术，D正确。8.答案：C解析：过程①培养猪的体细胞时，会出现贴壁生长和接触抑制的现象，A正确；过程②动物细胞培养与过程③早期胚胎培养所用的培养液成分相似且一般都含有血清，B正确；过程②的去核卵母细胞通常是处于MⅡ期的卵母细胞，属于次级卵母细胞，C错误；通常用激素处理代孕母猪和供体母猪，对它们进行同期发情处理，故过程④常用激素处理代孕猪，使其处于易接受外来胚胎的生理状态，D正确。9.答案：B解析：为获得大量的卵母细胞，需用促性腺激素处理良种母牛，促使其超数排卵，A正确。对于采集的牛、羊等家备的精子，要通过一定浓度的肝素溶液或者钙离子载体A23187溶液对精子进行获能处理，B错误。若要培育高产奶牛，需对胚胎的性别进行鉴定，可从被测的囊胚中取①处细胞做DNA分析鉴定性别，然后取雌性胚胎进行移植，C正确。培育转基因牛D时，可以将导入目的基因的受精卵，经过早期胚胎培养、胚胎移植进入受体母牛子宫内，进而发育成新个体，即经过b→f→g过程，D正确。10.答案：C解析：珍稀的或存量少的雌性动物属于保护动物，不能作为生物工程的受体，因此，①②③中作为受体的动物品种应该是本地中数量较多的同种雌性动物，A错误；胚胎分割技术是将一个囊胚或者桑葚胚分割成多份，以获得多个后代个体，获得的个体的基因型一般相同，但是表型是基因型和环境条件共同作用的结果，不一定相同，因此若a是胚胎分割技术，则①中个体的基因型一般相同，但表型不一定相同，B错误；若b是体外受精技术，②为试管动物，是通过体外受精和胚胎移植获得的，属于有性繁殖，C正确；动物细胞通过核移植技术获得动物个体只能证明动物细胞的细胞核具有全能性，若c是核移植技术，则③不能反映动物细胞也具有全能性，D错误。11.答案：B解析：电泳是指带电的分子在电场的作用下发生迁移的过程，A正确；由图1知，限制酶SalⅠ有三处切割位点，切割后产生4个DNA片段，泳道①中是用SalⅠ处理得到的酶切产物，B错误；限制酶SalⅠ有三处切割位点，切割后产生4个DNA片段，限制酶XhoⅠ有两处切割位点，切割后产生3个DNA片段，结合题图可知，若用XhoⅠ和SalⅠ两种酶同时处理该DNA片段后电泳，可能存在相同长度的DNA片段，其泳道可能只出现5条条带，C正确；不同生物的DNA切割后长度不同，切割后再进行电泳，可以用于人类亲子鉴定、生物间亲缘关系的鉴定，D正确。12.答案：C解析：转基因作物的外源基因可以通过花粉扩散到它的近亲作物上，从而污染生物基因库，这是造成基因污染的一种情况，A正确；杂草、害虫从它的近亲中获得抗性基因，从而大量增殖，影响其他生物的生存，可能破坏生态系统的稳定性，B正确；外源基因可以通过转基因作物或家养动物扩散到其他栽培作物或自然野生物种内并成为它们基因的一部分，所以基因污染是可以在自然界中的生物中增殖并扩散的，C错误；基因污染的危害在于引起了遗传物质的改变，它可以在种群中扩散开来，并通过繁殖传给后代，因此难以立即消除，D正确。13.答案：A解析：PCR中温度的周期性改变是为了变性、复性、延伸，A错误；DNA分子的大小、形态，凝胶的种类、密度，电泳的电压大小等都会影响DNA分子迁移速率，B正确；在进行电泳时，要预留一个加样孔，加入指示分子大小的标准参照物，C正确；cDNA是人体内一些正常或异常细胞脱落破碎后形成的游离DNA，所以可通过检测cfDNA中的相关基因，判断其来自正常或异常细胞，从而进行癌症的筛查，D正确。14.答案：（1）唯一碳源；稀释涂布平板；诱变育种、基因工程育种（或杂交育种）（2）高盐、强碱条件不利于杂菌生长，且该条件下菌株H可正常生长和发酵（3）氧气浓度（4）蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等解析：本题考查微生物的培养的相关知识。（1）蔗糖可作为微生物培养的唯一碳源，活细胞计数的方法主要采取稀释涂布平板法，通过统计平板中的菌落来计算样品中的菌落数。常见育种方法有杂交育种、透变育种、单倍体育种、多倍体育种、转基因食种，对于优良菌株的选育还能采取诱变育种、杂交育种和转基因育种的方法。（2）由题意可知，该发酵系统的环境为高浓度盐和高pH，在盐浓度为60 g/L的条件下，其他杂菌因失水过多而死亡；pH为10的条件下，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制，因此不需要灭菌。（3）根据题干中“产生少量乙醇”可知，发酵过程中氧气不充足，细胞进行了无氧呼吸产生乙醇。（4）菌株H可分解含有蛋白质、淀粉、油脂等餐厨的垃圾，因此可推测菌株H能分泌水解其相应的酶，即蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶。15.答案：（1）SalⅠ；EcoRⅠ；6（2）F7与R扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因不表达（3）引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上；根据有无荧光情况判断，F1~F4与R扩增产物上均有结合位点，因此结合位点位于F4所对应调控序列的下游（右侧）；F5~F6与R扩增产物上均无结合位点，可知结合位点位于F5所对应调控序列的上游（左侧），所以结合位点位于引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上解析：（1）据题意可知，需要将扩增后的产物定向插入并指导荧光蛋白基因的表达，则含有启动子P的扩增后的产物读取方向与荧光蛋白基因的读取方向一致，故扩增后的产物中的R端与荧光蛋白基因中限制酶MunⅠ识别序列端结合，才能保证扩增后的产物定向插入并指导荧光蛋白基因的表达。要做到定向插入，需要引物末端两端添加限制酶的识别序列，且被限制酶识别并切割后，两端的黏性末端不能相同而扩增后的产物中可能含有MunⅠ和XhoⅠ的识别位点，故在引物末端添加限制酶的识别序列不能被限制酶MunⅠ和XhoⅠ所识别，故应该选用添加限制酶EcoRⅠ和限制酶SalⅠ识别序列，据图中对限制酶的注释可知，限制酶MunⅠ识别并切割后的黏性末端与限制酶EcoRⅠ识别并切割后的黏性末端相同，故R末端添加的序列所对应的限制酶是EcoRⅠ，在F1~F7末端添加的序列所对应的限制酶是SalⅠ；荧光蛋白基因中含有限制酶EcoRⅠ的识别位点，故对载体使用限制酶MunⅠ和XhoⅠ切割。综上所述，对载体使用限制酶MunⅠ和XhoⅠ切割，对扩增后的产物用限制酶EcoRⅠ和限制萨SalⅠ识别序列，然后在DNA连接酶的催化作用下，连接形成重组载体；产物扩增中需要使用TaqDNA聚合酶催化，合成更多的产物，故从产物扩增到载体构建完成的整个过程共需要6种酶，分别是TaqDNA聚合酶、限制酶EcoRⅠ、限制酶SalⅠ限制酶MunⅠ、限制酶XhoⅠ、DNA连接酶。（2）受体细胞中已经除去BCL11A基因，故扩增产物中的BCL11A蛋日结合位点，不会抑制荧光蛋白基因的表达；基因的表达需要RNA聚合酶与启动子结合，才能完成荧光蛋白基因的转录过程；含F1~F6与R扩增产物的载体表达荧光蛋白，受体细胞有荧光，含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光，则可能是F7与R扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因不表达。（3）向培养液中添加适量的雌激素，此时重组载体上的BCL11A基因表达，产生BCL11A蛋白，BCL11A蛋白与BCL11A蛋白结合位点结合后，导致荧光蛋白基因被抑制；含F1~F4与R扩增产物的受体细胞不再有荧光，则说明BCL11A蛋白结合位点结合后在引物F4与引物R之间的序列上；含F5~F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光，则说明BCL11A蛋白结合位点结合后在引物F5的上游序列，故据此结果可推测，BCL11A蛋白结合位点位于引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上。