专题04 生物技术实践与现代生物科技专题——【备考2023】高考生物大题精练 （浙江专用）（原卷版+解析版）

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专题04   生物技术实践与现代生物科技专题 生物技术实践与现代生物科技专题一般作为浙江卷第25题，主要考查方式是固定的，即以特定的背景材料为依托来组织命题，在此背景下，寻找各种工程技术的应用落点。“起点高，落点低”是命题的主要特点，即考查的都是基本的概念、原理和基本的工程技术应用。重点考查对技术应用及分析，综合性强，但难度不大。 有文章称单位面积手机表面的细菌比马桶按钮上的多。某校甲、乙两研究性学习小组通过如图所示实验展示调查结果。（1）实验使用的培养基，含有营养物质和 　   　。制备培养基时，应将pH调至 　   　。图中继续实验中可能包含的实验操作有 　   　、　   　、　   　。（2）通过观察菌落的特征可知，手机屏幕和马桶按钮上都存在多种微生物。两研究性学习小组实验操作均正确且完全一致，但结果截然不同。你认为可能的原因是 　   　。（3）实验中，两研究性学习小组采用的接种方法是 　   　。按图示操作取样固定实验员欲测定某手机屏幕的细菌数量，将10mL细菌悬液进行梯度稀释，分别取0.1mL稀释倍数为102的样品液接种到三个培养基上培养一段时间后，统计菌落数分别为38、40、42，则该手机屏幕的细菌数为 　   　个/cm2。为推进“抗原筛查、核酸诊断”监测模式，在核酸检测基础上增加抗原检测，科学家设计出一种新冠抗原自检试剂盒，检测原理如图所示。注：胶体金：一种常用标记，可与蛋白质牢固结合，大量聚集时肉眼可见红色样品垫：滴加样品的位置结合垫：预留可移动的胶体金标记的新冠抗体1、胶体金标记的鼠IgGT线：固定了新冠抗体2C线：固定了抗鼠IgG抗体（1）将鼻咽拭子样品加入样品垫，然后加入液体介质，利用  　   　方法，溶有样品的液体沿试纸向吸水垫的方向扩散。T线可以通过抗体2结合   　   　，使胶体金聚集在T线，显示红色条带。（2）为获得T线上的抗体，需将  　   　注入小鼠体内，取免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，经选择后用96孔板培养和筛选，每个孔中接种  　   　个细胞，培养后经抗体检验，再克隆  　   　。为提高克隆形成率，可在培养基中加入  　   　细胞。（3）若检测结果为  　   　，则说明该样品中没有新冠病毒抗原。 1．（2022•浙江模拟）回答下列有关基因工程的问题：I．研究人员将某细菌的抗虫基因C转入棉花细胞内，成功获得了抗虫转基因棉花，在一定程度上减少了杀虫剂的使用，减少了环境污染，提高了作物的产量和质量。（1）提取某细菌总RNA，经逆转录形成互补的DNA（cDNA），再利用PCR技术选择性扩增C基因的cDNA，PCR过程中DNA先后经历高温变性→复性→延伸过程，故反应体系中需加入 　   　酶。（2）常用农杆菌与经 　   　后的外植体共培养一段时间完成转化，需先将C基因的cDNA插入到T质粒的T﹣DNA上并导入农杆菌，有利于 　   　。若要检测目的基因是否反向插入，　   　（填“能”或“不能”）根据带标记的目的基因单链作探针的核酸分子杂交结果判断。II．基因编辑技术（CRISPR/Cas9技术）是一种对靶向基因进行特定DNA修饰的技术，其原理是由一个向导RNA（sgRNA）分子引导Cas9蛋白到一个特定的基因位点进行切割（如图）。请据图回答：（3）从CRISPR/Cas9系统作用示意图看，能够行使特异性识别DNA序列并切割特定位点功能的分子是 　   　。一般来说，在使用基因编辑工具对不同DNA进行编辑时，应使用Cas9和 　   　（填“相同”或“不同”）的向导RNA进行基因的相关编辑。（4）CCR5基因是人体的正常基因，其编码的细胞膜通道蛋白CCR5是HIV入侵辅助性T淋巴细胞的主要辅助受体之一。科研人员依据 　   　的部分序列设计sgRNA序列，导入骨髓造血干细胞中，构建sgRNA﹣Cas9复合体，以实现对CCR5基因的定向切割，变异的CCR5蛋白无法装配到细胞膜上，即可有效阻止HIV侵染新分化生成的 　   　从而有效减缓病症。2．（2022•安吉模拟）植物的花色是最重要的观赏性状之一，许多花卉往往颜色单一或缺少某一种颜色，世界上第一例改变花色的转基因育种就是在矮牵牛中成功的，请回答下列有关问题：（1）科研人员获得转基因矮牵牛，常用 　   　的方法，将玉米的A1基因导入矮牵牛突变体，导入并成功表达后，使二氢堪非醇被还原形成花葵素，结果矮牵牛突变体的花的颜色由白色变为砖红色，这一过程的实现，需将玉米的A1基因连接到Ti质粒上控制质粒DNA转移的片段上，原因是 　   　。含有重组DNA的菌体感染植物细胞的过程中，受 　   　（答出两点即可）的影响。为了便于筛选转基因矮牵牛，Ti质粒上还应有可表达的 　   　。（2）由于细胞壁的存在，植物的组织培养有一定难度，可通过获得 　   　的方法，解决这一难题题。具体方法：将含 　   　酶的混合液在55℃水浴锅中活化，0.22μm微孔滤膜 　   　灭菌。取悬浮细胞，加入酶混合液等，置于摇床上进行液体悬浮培养。（3）科研人员通过 　   　，实现转基因矮牵牛中重要次生代谢产物的工业化生产。  1．(2023年1月浙江高考真题)甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应，乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究，基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定，最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题：（1）根据研究目标，在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前，应检验两种植物的原生质体是否具备 　   　的能力。为了便于观察细胞融合的状况，通常用不同颜色的原生质体进行融合，若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体，则乙植物可用幼苗的 　   　为外植体。（2）植物细胞壁的主要成分为 　   　和果胶，在获取原生质体时，常采用相应的酶进行去壁处理。在原生质体融合前，需对原生质体进行处理，分别使甲原生质体和乙原生质体的 　   　失活。对处理后的原生质体在显微镜下用 　   　计数，确定原生质体密度。两种原生质体1：1混合后，通过添加适宜浓度的PEG进行融合；一定时间后，加入过量的培养基进行稀释，稀释的目的是 　   　。（3）将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合，在凝固前倒入培养皿，融合原生质体分散固定在平板中，并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于 　   　。下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自于杂种细胞的理由是哪几项？　   　A．甲、乙原生质体经处理后失活，无法正常生长、分裂B．同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂C．培养基含有抑制物质，只有杂种细胞才能正常生长、分裂D．杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂（4）愈伤组织经 　   　可形成胚状体或芽。胚状体能长出 　   　，直接发育形成再生植株。（5）用PCR技术鉴定再生植株。已知甲植物细胞核具有特异性DNA序列a，乙植物细胞质具有特异性DNA序列b；M1、M2为序列a的特异性引物，N1、N2为序列b的特异性引物。完善实验思路：Ⅰ．提取纯化再生植株的总DNA，作为PCR扩增的 　   　。Ⅱ．将DNA提取物加入PCR反应体系，　   　为特异性引物，扩增序列a；用同样的方法扩增序列b。Ⅲ．得到的2个PCR扩增产物经 　   　后，若每个PCR扩增产物在凝胶中均出现了预期的 　   　个条带，则可初步确定再生植株来自于杂种细胞。2．(2022年6月浙江高考真题)回答下列（一）、（二）小题：（一）回答与产淀粉酶的枯草杆菌育种有关的问题：（1）为快速分离产淀粉酶的枯草杆菌，可将土样用 　   　制成悬液，再将含有悬液的三角瓶置于80℃的 　   　中保温一段时间，其目的是 　   　。（2）为提高筛选效率，可将菌种的 　   　过程与菌种的产酶性能测定一起进行：将上述悬液稀释后涂布于淀粉为唯一碳源的固体培养基上培养，采用 　   　显色方法，根据透明圈与菌落直径比值的大小，可粗略估计出菌株是否产酶及产酶性能。（3）为了获得高产淀粉酶的枯草杆菌，可利用现有菌种，通过 　   　后再筛选获得，或利用转基因、　   　等技术获得。（二）回答与植物转基因和植物克隆有关的问题：（1）在用农杆菌侵染的方法进行植物转基因过程中，通常要使用抗生素，其目的一是抑制 　   　生长，二是筛选转化细胞。当选择培养基中抗生素浓度 　   　时，通常会出现较多假阳性植株，因此在转基因前需要对受体进行抗生素的 　   　检测。（2）为提高培育转基因植株的成功率，植物转基因受体需具有较强的 　   　能力和遗传稳定性。对培养的受体细胞遗传稳定性的早期检测，可通过观察细胞内 　   　形态是否改变进行判断，也可通过观察分裂期染色体的 　   　，分析染色体组型是否改变进行判断。（3）植物转基因受体全能性表达程度的高低主要与受体的基因型、培养环境、继代次数和 　   　长短等有关。同时也与受体的取材有关，其中受体为 　   　时全能性表达能力最高。3．(2022年1月浙江高考真题)红曲霉合成的红曲色素是可食用的天然色素，具有防腐、降脂等功能。研究者进行了红曲色素的提取及红色素的含量测定实验，流程如图：（1）取红曲霉菌种斜面，加适量 　   　洗下菌苔，制成菌悬液并培养，解除休眠获得 　   　菌种。经液体发酵，收集红曲霉菌丝体，红曲霉菌丝体与70%乙醇溶液混合，经浸提、　   　，获得的上清液即为红曲色素提取液。为了进一步提高红曲色素得率，可将红曲霉细胞进行 　   　处理。（2）红曲色素包括红色素、黄色素和橙黄色素等，红色素在390nm、420nm和505nm波长处均有较大吸收峰。用光电比色法测定红曲色素提取液中的红色素含量时，通常选用505nm波长测定的原因是 　   　。测定时需用 　   　作空白对照。（3）生产上提取红曲色素后的残渣，经 　   　处理后作为饲料添加剂或有机肥，这属于废弃物的无害化和 　   　处理。4．(2022年1月浙江高考真题)我国在新冠疫情防控方面取得了显著的成绩，但全球疫情形势仍然非常严峻，尤其是病毒出现了新变异株——德尔塔、奥密克戎，更是威胁着全人类的生命健康。（1）新冠病毒核酸定性检测原理是：以新冠病毒的单链RNA为模板，利用 　   　酶合成 DNA，经PCR扩增，然后在扩增产物中加入特异的 　   　，如果检测到特异的杂交分子则核酸检测为阳性。（2）接种疫苗是遏制新冠疫情蔓延的重要手段。腺病毒疫苗的制备技术要点是：将腺病毒的复制基因敲除；以新冠病毒的 　   　基因为模板合成的DNA插入腺病毒基因组，构建重组腺病毒。重组腺病毒在人体细胞内表达产生新冠病毒抗原，从而引发特异性免疫反应。在此过程中，腺病毒的作用是作为基因工程中目的基因的 　   　。将腺病毒复制基因敲除的目的是 　   　。（3）单克隆抗体有望用于治疗新冠肺炎。单克隆抗体的制备原理是：取免疫阳性小鼠的 　   　细胞与骨髓瘤细胞混合培养，使其融合，最后筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。与植物组织培养相比，杂交瘤细胞扩大培养需要特殊的成分，如胰岛素和 　   　。5．(2021年6月浙江高考真题)回答与甘蔗醋制作有关的问题：（1）为了获得酿造甘蔗醋的高产菌株，以自然发酵的甘蔗渣为材料进行筛选。首先配制醋酸菌选择培养基：将适量的葡萄糖、KH2PO4、MgSO4溶解并定容，调节pH，再高压蒸汽灭菌，经 　   　后加入3%体积的无水乙醇。然后将10g自然发酵的甘蔗渣加入选择培养基，振荡培养24h。用 　   　将少量上述培养液涂布到含CaCO3的分离培养基上，在30℃培养48h。再挑取分离培养基上具有 　   　的单菌落若干，分别接种到与分离培养基成分相同的 　   　培养基上培养24h后，置于4℃冰箱中保存。（2）优良产酸菌种筛选。将冰箱保存的菌种分别接入选择培养基，培养一段时间后，取合适接种量的菌液在30℃、150r/min条件下振荡培养。持续培养至培养液中醋酸浓度不再上升，或者培养液中 　   　含量达到最低时，发酵结束。筛选得到的优良菌种除了产酸量高外，还应有 　   　（答出2点即可）等特点。（3）制醋过程中，可将甘蔗渣制作成固定化介质，经 　   　后用于发酵。其固定化方法为 　   　。6．(2021年6月浙江高考真题)斑马鱼是一种模式动物，体外受精发育，胚胎透明、便于观察，可用于水质监测、基因功能分析以及药物毒性与安全性评价等。（1）由于人类活动产生的生活污水日益增多，大量未经处理的污水直接排入河流、湖泊会引起水体　   　，导致藻类大量繁殖形成水华。取水样喂养斑马鱼，可用斑马鱼每周的体重和死亡率等指标监测水体污染程度。（2）为了研究某基因在斑马鱼血管发育过程中的分子调控机制，用DNA连接酶将该基因连接到质粒载体形成　   　，导入到大肠杆菌菌株DH5α中。为了能够连接上该目的基因、并有利于获得含该目的基因的DH5α阳性细胞克隆，质粒载体应含有　   　（答出2点即可）。提取质粒后，采用　   　法，将该基因导入到斑马鱼受精卵细胞中，培养并观察转基因斑马鱼胚胎血管的发育情况。（3）为了获取大量斑马鱼胚胎细胞用于药物筛选，可用　   　分散斑马鱼囊胚的内细胞团，取分散细胞作为初始材料进行　   　培养。培养瓶中添加成纤维细胞作为　   　，以提高斑马鱼胚胎细胞克隆的形成率。7．(2021年1月浙江高考真题)某环保公司从淤泥中分离到一种高效降解富营养化污水污染物的细菌菌株，制备了固定化菌株。（1）从淤泥中分离细菌时常用划线分离法或　   　法，两种方法均能在固体培养基上形成　   　。对分离的菌株进行诱变、　   　和鉴定，从而获得能高效降解富营养化污水污染物的菌株。该菌株只能在添加了特定成分X的培养基上繁殖。（2）固定化菌株的制备流程如下：①将菌株与该公司研制的特定介质结合；②用蒸馏水去除　   　；③检验固定化菌株的　   　。菌株与特定介质的结合不宜直接采用交联法和共价偶联法，可以采用的2种方法是　   　。（3）对外，只提供固定化菌株有利于保护该公司的知识产权，推测其原因是　   　。8．(2021年1月浙江高考真题)三叶青为蔓生的藤本植物，以根入药。由于野生三叶青对生长环境要求非常苛刻，以及生态环境的破坏和过度的采挖，目前我国野生三叶青已十分珍稀。（1）为保护三叶青的　   　多样性和保证药材的品质，科技工作者依据生态工程原理，利用　   　技术，实现了三叶青的林下种植。（2）依据基因工程原理，利用发根农杆菌侵染三叶青带伤口的叶片，叶片产生酚类化合物，诱导发根农杆菌质粒上vir系列基因表达形成　   　和限制性核酸内切酶等，进而从质粒上复制并切割出一段可转移的DNA片段（T﹣DNA）。T﹣DNA进入叶片细胞并整合到染色体上，T﹣DNA上rol系列基因表达，产生相应的植物激素，促使叶片细胞持续不断地分裂形成　   　，再分化形成毛状根。（3）剪取毛状根，转入含头孢类抗生素的固体培养基上进行多次　   　培养，培养基中添加抗生素的主要目的是　   　。最后取毛状根转入液体培养基、置于摇床上进行悬浮培养，通过控制摇床的　   　和温度，调节培养基成分中的　   　，获得大量毛状根，用于提取药用成分。