生物發(fā)酵工程1（含答案解析）

生物發(fā)酵工程1

試卷副標(biāo)題

考試范圍：XXX；考試時(shí)間：100分鐘；命題人：XXX

注意事項(xiàng)：

1.答題前填寫好自己的姓名、班級(jí)、考號(hào)等信息

2.請(qǐng)將答案正確填寫在答題卡上

第I卷（選擇題）

請(qǐng)點(diǎn)擊修改第I卷的文字說(shuō)明

第H卷（非選擇題）

請(qǐng)點(diǎn)擊修改第II卷的文字說(shuō)明

一、綜合題

1.（2021?江蘇南通?）家畜胚胎的性別鑒定技術(shù)對(duì)畜牧業(yè)的發(fā)展具有重要意義。巢式PCR

擴(kuò)增反應(yīng)在兩次PCR反應(yīng)中使用兩組不同引物，先使用外引物對(duì)目標(biāo)區(qū)域DNA片段

進(jìn)行第一次PCR擴(kuò)增，產(chǎn)生中間產(chǎn)物，然后使用內(nèi)引物對(duì)中間產(chǎn)物進(jìn)行第二次PCR

擴(kuò)增，產(chǎn)生目標(biāo)產(chǎn)物。下圖是式PCR工作原理示意圖，請(qǐng)回答：

模板：

,］使用外引物詬示次PCR擴(kuò)增

中間產(chǎn)物

,便用內(nèi)引腦進(jìn)行［二次PCR擴(kuò)增

目標(biāo)產(chǎn)物-----；

‘巢式PCR工作原理示意圖’

（1）巢式PCR反應(yīng)體系中需要加入模板、、、引物、Mg2+、緩沖

液等。

（2）相比于常規(guī)PCR獲得的產(chǎn)物而言，巢式PCR獲得的產(chǎn)物特異性_______,原因

是如果利用外引物擴(kuò)增產(chǎn)生了錯(cuò)誤片段，再利用內(nèi)引物擴(kuò)增在錯(cuò)誤片段上進(jìn)行引物配對(duì)

并擴(kuò)增的概率o

（3）巢式PCR通常在一個(gè)試管中進(jìn)行第一階段反應(yīng)，然后將中間產(chǎn)物等轉(zhuǎn)移到第二

試管中進(jìn)行第二階段反應(yīng)，不在同一試管完成的主要原因是o

（4）科研人員利用多重巢式PCR技術(shù)同時(shí)擴(kuò)增Y染色體上雄性決定基因（SRY）和

常染色體上的酪蛋白基因（CSN1S1）,進(jìn)行早期胚胎的性別鑒定，并將鑒定后的胚胎

進(jìn)行移植。下表是主要實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)完成下表：

實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆椒ú襟E要點(diǎn)

胚胎樣品DNA提取選取囊胚的①_______細(xì)胞提取DNA

PCR引物的設(shè)計(jì)和合根據(jù)牛的SRY和CSN1S1基因序列設(shè)計(jì)合成②_____一對(duì)引

成物

PCR過(guò)程預(yù)變性->③.T退火T延伸

觀察擴(kuò)增結(jié)果電泳分析

受體牛④_______處理對(duì)受體牛注射前列腺素

胚胎移植將篩選出的胚胎移植到受體牛的子宮內(nèi)

（5）電泳結(jié)果如下圖所示,1~5號(hào)為取自不同胚胎的DNA樣品進(jìn)行巢式PCR的產(chǎn)物。

A和B條帶中代表CSN1S1的是?？梢源_定1-5號(hào)中號(hào)胚胎為雌性。

（6）牛胚胎性別的鑒定除了可以利用PCR夕卜，下列方法也可行的有o

①差速離心法

②核酸探針雜交法

③染色體核型分析法

④抗血清免疫學(xué)法（H?Y抗原編碼基因位于Y染色體上）

【答案】

（1）TaqDNA聚合酶dNTP

（2）更強(qiáng)升高

（3）防止引物配對(duì)特異性不強(qiáng)造成的非特異性擴(kuò)增的污染

（4）滋養(yǎng)層2變性同期發(fā)情

（5）A1,2,4

（6）②③@

【分析】

PCR全稱為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA的核酸合成技術(shù)，所利

用的原理為DNA分子的復(fù)制，因此PCR技術(shù)一般用于基因擴(kuò)增。PCR技術(shù)：①概念：

PCR全稱為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA的核酸合成技術(shù)；②原

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理：DNA復(fù)制；③條件：模板DNA、四種脫氧核甘酸、一對(duì)引物、熱穩(wěn)定DNA聚合

酶(Taq酶)；④方式：以指數(shù)的方式擴(kuò)增，即約2%⑤過(guò)程：高溫變性、低溫復(fù)性、

中溫延伸。

(1)

PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))反應(yīng)包括三個(gè)基本步驟，即：模板DNA的變性、模板DNA與引

物的退火復(fù)性、引物的延伸。PCR反應(yīng)體系包括5種基本成分，依次為：引物、DNA

聚合醐、dNTP(原料)、模板DNA、Mg2\

(2)

巢式PCR通過(guò)兩輪PCR反應(yīng)，使用兩套引物擴(kuò)增特異性的DNA片斷，第二對(duì)引物的

功能是特異性的擴(kuò)增位于首輪PCR產(chǎn)物內(nèi)的一段DNA片斷。第一輪擴(kuò)增中，外引物

用以產(chǎn)生擴(kuò)增產(chǎn)物,此產(chǎn)物在內(nèi)引物的存在下進(jìn)行第二輪擴(kuò)增，從而提高反應(yīng)的特異性，

獲得的產(chǎn)物特異性更強(qiáng)。利用內(nèi)引物擴(kuò)增在錯(cuò)誤片段上進(jìn)行引物配對(duì)并擴(kuò)增的概率提高。

(3)

巢式PCR兩次擴(kuò)增所用的引物是不同的，因此兩個(gè)階段反應(yīng)不在同一試管完成的主要

原因是防止引物配對(duì)特異性不強(qiáng)造成的非特異性擴(kuò)增的污染。

(4)

對(duì)胚胎進(jìn)行性別鑒定時(shí)，宜取囊胚期的滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行鑒定。本實(shí)驗(yàn)用巢式PCR技術(shù)，

用的是兩輪PCR,因此需要設(shè)計(jì)2對(duì)引物。PCR過(guò)程一般是預(yù)變性—變性-退火一延

伸。在胚胎移植前需要對(duì)受體牛進(jìn)行同期發(fā)情處理，便于移植。

(5)

題中利用多重巢式PCR技術(shù)同時(shí)擴(kuò)增Y染色體上雄性決定基因(SRY)和常染色體上

的酩蛋白基因(CSN1S1)進(jìn)行電泳，雌性個(gè)體沒(méi)有SRY,只有一條節(jié)，雄性有兩條帶，

因此I,2,4是雌性，3,5是雄性，雌性和雄性共有的是常染色體上的酪蛋白基因

(CSN1S1),因此A是CSN1SI,B是SRY。

(6)

①差速離心法是分離各種細(xì)胞器的方法，不能性別鑒定；②核酸探針雜交法，Y染色體

上雄性決定基因(SRY)制成探針可以鑒定性別；③染色體核型分圻法，XY染色體形

態(tài)不同，因此也可以進(jìn)行性別鑒定；④H-Y抗血清免疫學(xué)法(H-Y抗原編碼基因位于Y

染色體上)，也可以性別鑒定。困此可行的是②?④。

【點(diǎn)睛】

本題主要考查PCR技術(shù)、胚胎分割移植的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記PCR技術(shù)的條件；

識(shí)記胚胎分割的特點(diǎn)及注意事項(xiàng)，能結(jié)合圖中信息答題，屬于考綱識(shí)記和理解層次的考

查。

2.（2021?全國(guó)高三專題練習(xí)）葡萄糖異構(gòu)酶經(jīng)固定化后，可用于工業(yè)化生產(chǎn)高果糖漿。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題。

（1）篩選產(chǎn)乳糖酶的微生物時(shí)，宜用__________作為培養(yǎng)基中的唯一碳源。培養(yǎng)基中瓊

脂的作用是作為_(kāi)__________劑。從功能上講這種培養(yǎng)基屬于。培養(yǎng)產(chǎn)乳糖酶的

微生物前對(duì)培養(yǎng)皿進(jìn)行滅菌宜采用方法。

（2）戊二醛是一種化學(xué)交聯(lián)劑，能與葡萄糖異構(gòu)酶通過(guò)化學(xué)鍵交聯(lián)。將酶液、戊二醛溶

液先后加入到海藻酸鈉溶液中攪拌均勻，用注射器將混合液注入到溶液中

可得到凝膠珠粒，此過(guò)程所用的固化酶方法為o

（3）1個(gè)葡萄糖異構(gòu)酶活力單位常定義為每分鐘產(chǎn)生lnmol所需的酶量。下

圖是溫度對(duì)葡萄糖異構(gòu)酶的固化酶和游離酶活力的影響曲線，該曲線表明固化酶和游離

酶的最適溫度___________（從“相同”或“不同”選填）；低于或高于最適溫度時(shí)，固化酶

的酶活力（從“低于”、“等于”或“高于”選填）游離酶。

（4）在用葡萄糖異構(gòu)酶凝膠反應(yīng)柱生產(chǎn)高果糖漿時(shí)，若糖液在1次流經(jīng)反應(yīng)柱后果糖的

濃度低于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)此你提出的改進(jìn)方案是（答出2點(diǎn)）

【答案】乳糖凝固選擇培養(yǎng)基干熱滅菌CaCl2包埋法、化學(xué)結(jié)合

法果糖相同高于增加葡萄糖異構(gòu)酶凝膠的裝載量（或凝膠柱高）；降

低糖液流速；將流出液再次加入反應(yīng)柱；更換直徑較細(xì)的柱筒等

【分析】

1、固定化筋（固定化細(xì)胞）技術(shù)是指將酶或細(xì)胞固定于載體上，便于與反應(yīng)物分離，

并能可重復(fù)使用，提高生成物的質(zhì)量；

2、固定化酶一般采用化學(xué)結(jié)合法，固定化細(xì)胞多采用包埋法、物理吸附法（像用海藻

酸鈉進(jìn)行包埋）。

【詳解】

（1）產(chǎn)乳糖酶的微生物能夠水解乳糖為葡萄糖和半乳糖，為自身代謝提供能源，因此

要篩選產(chǎn)乳糖酶的微生物，應(yīng)使用乳糖為唯一的碳源。制作培養(yǎng)基時(shí)使用瓊脂作為凝固

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劑，制作液體培養(yǎng)基時(shí)不需要添加瓊脂。能夠篩選微生物細(xì)胞的培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基,

培養(yǎng)產(chǎn)乳糖酶的微生物前對(duì)培養(yǎng)皿進(jìn)行滅菌宜采用干熱滅菌。

(2)戊二醛是一種化學(xué)交聯(lián)劑，能與葡萄糖異構(gòu)酶通過(guò)化學(xué)鍵交聯(lián)。將酶液、戊二醛溶液

先后加入到海藻酸鈉溶液中攪攔均勻，用注射器將混合液注入到CaCL溶液中可得到凝

膠珠粒，此過(guò)程所用的固化酶方法為包埋法、化學(xué)結(jié)合法。

(3)高果糖漿生產(chǎn)需要的酶是葡萄糖異構(gòu)酹，1個(gè)葡萄糖異構(gòu)酶活力單位常定義為每

分鐘產(chǎn)生lMmol果糖所需的醐量。通過(guò)分析溫度對(duì)相對(duì)酶活力影響的曲線圖，固化酶和

游離酶的最適溫度相同，均對(duì)應(yīng)橫坐標(biāo)上同一點(diǎn)。低于或高于最適溫度時(shí)，固化酶的酶

活力高于游離酶。

(4)在用匍萄糖異構(gòu)酶凝膠反應(yīng)柱生產(chǎn)高果糖漿時(shí)，若糖液在1次流經(jīng)反應(yīng)柱后果糖

的濃度低于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)此改進(jìn)方案是增加葡萄糖異構(gòu)酶凝膠的裝載量(或凝膠柱高)；

降低糖液流速；將流出液再次加入反應(yīng)柱；更換直徑較細(xì)的柱筒等。

【點(diǎn)睛】

識(shí)記固定化技術(shù)，能正確判斷固定化酶或固定化細(xì)胞所采用的固定化技術(shù)，再根據(jù)題干

要求作出準(zhǔn)確的判斷。

3.(2017?江蘇全國(guó)?)下面是提取橘皮芳香油的裝置示意圖，請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：

(1)圖中表示用________法提取橘皮芳香油，采用此法的原理是o

⑵除了上述方法之外，還可以用________________法(舉兩例)。

⑶在加熱瓶口安裝冷凝管的作用是,出水口在進(jìn)水口上端的原因是

(4)用錐形瓶收集到的物質(zhì)是所需要的芳香油嗎？,原因是o

【答案】水蒸氣蒸儲(chǔ)橘皮中的芳香油有較強(qiáng)的揮發(fā)性，隨著水蒸氣蒸儲(chǔ)，而成分不

被破壞旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器法和壓榨起到冷凝的效果減小水和蒸氣之間的溫差，防

止冷凝管驟冷破裂不是是油水混合物，油輕水重，需要分離才能得到芳香油

【詳解】

試題分析：根據(jù)植物原料的特點(diǎn)，植物芳香油的提取方法有蒸儲(chǔ)、壓榨和萃取等；水蒸

氣蒸儲(chǔ)的原理是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的芳香油攜帶出來(lái)，形成油水混合物，冷卻后,

混合物又重新分出油層和水層，分為水上蒸儲(chǔ)、水中蒸鐳和水汽蒸儲(chǔ)；橘皮芳香油具有

揮發(fā)性，且沸點(diǎn)低于水的沸點(diǎn)，可用蒸慵法提取。

（1）圖中裝置表示用水蒸氣蒸血法提取橘皮芳香油，在加熱條件下，蒸氣將橘皮中的

芳香油攜帶出來(lái)，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會(huì)重新分為油層和水層。

（2）提取橘皮中的芳香油有三種方法：水蒸氣蒸儲(chǔ)法、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器法、壓榨法。

（3）冷凝管內(nèi)水的溫度較低，而蒸氣的溫度較高，當(dāng)蒸氣經(jīng)過(guò)時(shí)起到冷凝作用；出水

口在進(jìn)水口上端，水流速度較慢,可以減小水和蒸氣之間的溫差，防止冷凝管驟冷破裂。

（4）用錐形瓶收集到的物質(zhì)是油水混合物，油水的密度不同，靜置后油便浮于水的表

面，需要用分液漏斗分離，才能得到所需要的芳香油。

4.（2020?杭州新東方進(jìn)修學(xué)校高二月考）回答下列（一）（二）小題：

（一）回答與利用猿猴桃進(jìn)行食品發(fā)酵有關(guān)的問(wèn)題：

（1）制備舜猴桃汁。將狒猴桃清洗、消毒、破碎，制成勻漿。利月期猴桃直接制成的

領(lǐng)猴桃汁較為渾濁，加入__________之后，會(huì)出現(xiàn)絮狀物，說(shuō)明含有較多的果膠。為

獲得無(wú)色澄清的果汁，需要首先進(jìn)行脫色處理，然后再加入,將果膠分

解為半乳糖醛酸。

（2）制備狒猴桃酒。將獲得的稱猴桃汁置于90℃環(huán)境中處理15

分鐘，以減少其他雜菌干擾。制作出的果汁，加入活化的酵母懸液，再加入

發(fā)酵，可以用來(lái)制作酒精含量較高、含糖量也高的駢猴桃酒。由

于維生素C與2,4?二硝基苯脫作用可形成紅色產(chǎn)物，采用光電比色法測(cè)定貓猴桃酒中

維C的含量時(shí)，應(yīng)先制作以為橫坐標(biāo)、以為

縱坐標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

（3）制備舜猴桃醋。將獅猴桃酒用蒸儲(chǔ)水進(jìn)行稀釋，然后接種醋桿菌進(jìn)行發(fā)酵。稀釋

的原因是，果醋發(fā)酵與果酒發(fā)酵條件上的不同之處有

____________________?（答兩點(diǎn)）

（-）胚胎干細(xì)胞在轉(zhuǎn)基因動(dòng)物方面具有定向整合、易于篩選等優(yōu)點(diǎn)?；卮鹣铝信咛ジ?/p>

細(xì)胞培養(yǎng)及利用的相關(guān)問(wèn)題。

（1）將獲取的囊胚放在培養(yǎng)液中培養(yǎng)至內(nèi)細(xì)胞團(tuán)突出__________________外，剝離內(nèi)

細(xì)胞團(tuán)并用酶消化成單個(gè)細(xì)胞,繼續(xù)培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞至一定數(shù)量。

（2）將外源基因?qū)肱咛ジ杉?xì)胞，篩選得到含目的基因的細(xì)胞，借助于

_____________________儀和__________________法可完成胚胎于細(xì)胞核移植；同時(shí)，

核移植前對(duì)胚胎干細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)等這些措施都有利于重組細(xì)胞中基因表達(dá)分子開(kāi)關(guān)的

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啟動(dòng)。重組細(xì)胞經(jīng)、、胚胎移植等過(guò)程可獲得轉(zhuǎn)基因

克隆動(dòng)物。胚胎移植過(guò)程中，影響胚胎成活率的因素有（試舉2

例）

【答案》5%的乙醇果膠酶和果膠甲酯酶滅菌一定量蔗糖維生素C

的含量光密度值防止酒精殺死醋桿菌果醋發(fā)酵溫度較高，為需氧發(fā)酵，

果酒發(fā)酵溫度較低，為厭氧發(fā)醉飼養(yǎng)層膠原蛋白顯微操作細(xì)胞融合

胚激活胚胎培養(yǎng)胚胎移植時(shí)期、胚胎移植部位、胚胎移植環(huán)境溫度、代孕

母發(fā)情狀態(tài)等

【分析】

I、在利用酵母菌發(fā)酵時(shí)最好是先通入足夠的無(wú)菌空氣在有氧環(huán)境下一段時(shí)間使其繁殖,

再隔絕氧氣進(jìn)行發(fā)酵；酒精發(fā)醉的最佳溫度是在18℃?25C,pH最好是弱酸性。

2、醋酸菌好氧型細(xì)菌，當(dāng)缺少糖源時(shí)和有氧條件下，可將乙醇（酒精）氧化成醋酸；

當(dāng)氧氣、糖源都充足時(shí)，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸；醋酸菌生長(zhǎng)的最佳溫度是

在30℃?35℃。

3、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)及應(yīng)用（1）來(lái)源：囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。（2）培養(yǎng)：一般用胚胎成纖維細(xì)

胞作飼養(yǎng)層培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞，這樣可以促進(jìn)干細(xì)胞生長(zhǎng)的司時(shí)抑制干細(xì)胞的分化。（3）

獲?。喊雅咛ジ杉?xì)胞放到有飼養(yǎng)層的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，直到內(nèi)細(xì)胞團(tuán)突出飼養(yǎng)層外，用酶

消化或機(jī)械剝離內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，再把它用酶消化成單個(gè)細(xì)胞，置于新鮮培養(yǎng)液中培養(yǎng)。（4）

應(yīng)用：①胚胎干細(xì)胞核移植：將胚胎干細(xì)胞核移植到去核卵細(xì)胞中，經(jīng)過(guò)胚激活、胚胎

培養(yǎng)、胚胎移植后直接由受體完成克隆動(dòng)物的技術(shù)。②用干細(xì)胞克隆器官，為器官移植

提供器官。

【詳解】

（一）（1）利用舜猴桃直接制成的舜猴桃汁較為渾濁，加入95%的乙醇之后，會(huì)出現(xiàn)絮

狀物，說(shuō)明含有較多的果膠；果膠酶和果膠甲酯酶可以將果膠分解為半乳糖醛酸。

（2）將獲得的狒猴桃汁置于90c環(huán)境中滅菌處理15分鐘，以減少其他殺菌干擾；制

作出的果汁，加入活化的酵母懸液，再加入一定量蔗糖發(fā)酵，可以用來(lái)制作酒精含量較

高、含糖量也高的狒猴桃酒；由于維生素C與2,4?二硝基苯腫作用可形成紅色產(chǎn)物,

采用光電比色法測(cè)定舜猴桃酒中維C的含量時(shí)，應(yīng)先制作以維生素C的含量為橫坐標(biāo)、

以光密度值為縱坐標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

（3）為防止酒精殺死醋桿菌，因此將舜猴桃酒用蒸儲(chǔ)水進(jìn)行稀釋；果醋發(fā)酵與果酒發(fā)

酵條件上的不同之處有果醋發(fā)酵溫度較高，為需氧發(fā)酵，果酒發(fā)酵溫度較低，為厭氧發(fā)

酵。

（二）（1）將獲取的囊胚放在培養(yǎng)液中培養(yǎng)至內(nèi)細(xì)胞團(tuán)突出飼養(yǎng)層外；剝離內(nèi)細(xì)胞團(tuán)并

用膠原蛋白酶消化成單個(gè)細(xì)胞，繼續(xù)培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞至一定數(shù)量。

（2）將外源基因?qū)肱咛ジ杉?xì)抱，篩選得到含目的基因的細(xì)胞，借助于顯微操作儀和

細(xì)胞融合法可完成胚胎干細(xì)胞核移植；重組細(xì)胞經(jīng)胚激活、胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等過(guò)程

可獲得轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物；胚胎移植過(guò)程胚胎成活率的因素有胚胎移植時(shí)期、胚胎移植部

位、胚胎移植環(huán)境溫度、代孕母發(fā)情狀態(tài)等。

【點(diǎn)睛】

本題考查果酒和果醋制作及胚胎移植，要求考生識(shí)記參與果酒、果醋制作的微生物及其

代謝類型掌握胚胎移植的相關(guān)知識(shí)，能結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確答題。

5.（2020?北京西城?高三二模）為了應(yīng)對(duì)干旱和強(qiáng)降雨等災(zāi)害性天氣，很多城市增設(shè)了

雨水截流儲(chǔ)存和利用的設(shè)施，如布設(shè)于道路周邊或地勢(shì)較低區(qū)域的生物滯留池。生物滯

留池內(nèi)土壤、植物和微生物等構(gòu)成了小型生態(tài)系統(tǒng)。某城市道路收集到的雨水含有高濃

度污染物，其中的多環(huán)芳煌（PAHs）,會(huì)嚴(yán)重危害城市水環(huán)境?？蒲腥藛T基于解決污染

問(wèn)題和維護(hù)生態(tài)安全兩方面考慮，在從當(dāng)?shù)丨h(huán)境中篩選耐受菌的基礎(chǔ)上，通過(guò)轉(zhuǎn)基因技

術(shù)獲得高效降解污染物的工程窗。

<1）經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，生物滯留池內(nèi)PAHs中的花含量相對(duì)較高。研窕者嘗試篩選能降解

在的菌種。

①篩選能降解花的菌種基本操作步驟如下。請(qǐng)將下列“方框”內(nèi)字母后面內(nèi)容補(bǔ)充完整

倒平板，用￡_______法接種

土埴浸出液；為避免污染，

操作應(yīng)在超凈工作臺(tái)中的

d附近進(jìn)行。

②從對(duì)照區(qū)域和生物滯留池中分別培養(yǎng)出占比較高的菌屬，結(jié)果見(jiàn)圖1、圖2。在兩個(gè)

區(qū)域中均能檢測(cè)出的菌屬有_______個(gè)，此結(jié)果能夠說(shuō)明滯留池土壤中________出現(xiàn)了

明顯的變化。

試卷第8頁(yè)，總186頁(yè)

AaThaPseCtoEntComComNitStePlaPse

圖1對(duì)照區(qū)域土壤占比較高的菌屬帝留池中土壤占比較高的菌屬

③在另一個(gè)篩選對(duì)花具有耐受性的菌株的實(shí)驗(yàn)中，分離得到四個(gè)菌屬中的菌株，其生長(zhǎng)

曲線見(jiàn)圖3。研究人員欲從中選擇一個(gè)構(gòu)建工程菌。結(jié)合圖1、圖2所示結(jié)果，你認(rèn)為

應(yīng)選擇,理由是o

09[1...................................................一

0102030405060708090100

時(shí)間h

圖3四種菌株的生長(zhǎng)曲線

（2）研究者將能高效降解花的外源基因重組至所選受體菌的同時(shí)，還轉(zhuǎn)入了含lac啟

動(dòng)子的核酸酶基因。在半乳糖昔分子的誘導(dǎo)下該啟動(dòng)子會(huì)被激活，表達(dá)的核酸酶會(huì)將自

身遺傳物質(zhì)降解進(jìn)而發(fā)生菌體自毀。轉(zhuǎn)入該基因在維護(hù)生態(tài)安全方面的意義是。

（3）試舉一例說(shuō)明人類在改造自然的過(guò)程中，可能會(huì)帶來(lái)的生物安全隱患o(jì)

【答案】a花b培養(yǎng)基（培養(yǎng)皿、接種環(huán)等）c稀釋涂布平板d酒精燈火焰

（外焰）e菌落3微生物種類及比例PsePse菌株在對(duì)照池和滯留

池中均占比較大且對(duì)花的耐受性較好防止轉(zhuǎn)基因微生物逃逸到自然界，將實(shí)驗(yàn)帶來(lái)

的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)降到最低將外來(lái)物種引入新的環(huán)境，可能會(huì)造成生物入侵問(wèn)題；轉(zhuǎn)基因

生物可能會(huì)影響原有生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性等

【分析】

1.生物多樣性是指生物圈內(nèi)的所有的植物、動(dòng)物和微生物（物種多樣性），它們所擁有

的全部基因（基因多樣性，也稱遺傳多樣性）以及各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)（生態(tài)系統(tǒng)多樣

性），包括物種、基因（遺傳）和生態(tài)系統(tǒng)三個(gè)層次。

2.不適當(dāng)引種的危害：澳大利正原來(lái)并沒(méi)有仙人掌類植物，當(dāng)?shù)厝藦拿乐抟N一種仙

人掌作為籬笆，結(jié)果仙人掌過(guò)度繁殖，侵占大量的農(nóng)田和耕地，給當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)造成危害。

3.外來(lái)物種入侵的危害：外來(lái)物種入侵會(huì)嚴(yán)重破壞生物的多樣性，并加速物種的滅絕；

外來(lái)物種入侵會(huì)嚴(yán)重破壞生態(tài)平衡：外來(lái)物種入侵會(huì)因其可能攜帶的病原微生物而對(duì)其

他生物的生存甚至對(duì)人類健康構(gòu)成直接威脅。

4.基因污染指對(duì)原生物種基因庫(kù)非預(yù)期或不受控制的基因流動(dòng)，外源基因通過(guò)轉(zhuǎn)基因作

物或家養(yǎng)動(dòng)物擴(kuò)散到其他栽培作物或自然野生物種并成為后者基因的一部分，基因污染

主要是由基因重組引起的。

【詳解】

（1）①配制以花（a）為唯一碳源的培養(yǎng)基一為了獲得純凈的培養(yǎng)物需要用高壓蒸汽滅

菌法對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌，同時(shí)對(duì)培養(yǎng)皿、接種環(huán)也要進(jìn)行進(jìn)行滅菌（b）一對(duì)滅菌完成

的培養(yǎng)基進(jìn)行倒平板操作一然后用稀釋涂布平板法對(duì)土壤浸出液進(jìn)行接種（c）一接種

時(shí)，為避免雜菌污染，需要在酒精燈火焰（外焰）旁進(jìn)行接種（d）一接種完成后需要

將平板放在恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)一待菌落長(zhǎng)出后，挑選顏色、大小等有差異的單個(gè)菌

落進(jìn)行進(jìn)一步的接種，進(jìn)而對(duì)函種進(jìn)行分離的鑒定（e）.

②根據(jù)圖1、圖2的結(jié)果可知，在兩個(gè)區(qū)域中均能檢測(cè)出的菌屬有3個(gè)分別為Tha、Pse、

Com,該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明滯留池土壤中微生物種類及比例發(fā)生了明顯的變化。

③由圖3的生長(zhǎng)曲線可推測(cè)四種菌種對(duì)花的耐受性均表現(xiàn)較好，但結(jié)合圖1、圖2所示

結(jié)果，發(fā)現(xiàn)只有Pse菌株在對(duì)照池和滯留池中均占比較大且對(duì)花的耐受性較好，因此研

究人員需要應(yīng)選擇Pse來(lái)構(gòu)建工程菌。

（2）研究者將能高效降解他的外源基因重組至所選受體菌的同時(shí)，還轉(zhuǎn)入了含lac啟動(dòng)

子的核酸酶基因。在半乳糖苜分子的誘導(dǎo)下該啟動(dòng)子會(huì)被激活，表達(dá)的核酸酶會(huì)將自身

遺傳物質(zhì)降解進(jìn)而發(fā)生菌體自毀。據(jù)此可知轉(zhuǎn)入該基因的意義在于能防止轉(zhuǎn)基因微生物

逃逸到自然界，從而將實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)降到最低，避免引起生態(tài)危機(jī)。

（3）人類在改造自然的過(guò)程中，如將外來(lái)物種引入新的環(huán)境，可能會(huì)造成生物入侵問(wèn)

題從而使入侵地的生物多樣性銳減；轉(zhuǎn)基因生物可能會(huì)引起基因污染，從而影響原有生

態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性等。

【點(diǎn)睛】

解讀題干中的信息并能進(jìn)行分析綜合是解答本題的關(guān)鍵！掌握微生物培養(yǎng)技術(shù)以及相關(guān)

的操作時(shí)解答本題的另一關(guān)鍵！

6.（2021?浙江）回答下列（一）、（二）小題：

（-）實(shí)驗(yàn)表明，細(xì)菌中芽抱桿菌降解率最高，真菌中毛霉降解率最高，且兩者混合效

率更佳?；卮鹋c固定化混合菌對(duì)土壤中苯并花（BaP）降解效果有關(guān)的問(wèn)題：

（1）高效降解菌篩選試驗(yàn)：土壤過(guò)2mm篩后，分裝培養(yǎng)瓶中，每瓶30g,一C高壓

試卷第10頁(yè)，總186頁(yè)

蒸汽滅菌15min,冷卻后，在無(wú)菌條件下移入一定量的BaP丙酮溶液，放置過(guò)夜。再

按10%量接種菌懸液，通過(guò)滅菌棉塞控制通氣量，以不加菌液為衣照，隨時(shí)補(bǔ)加無(wú)菌

水，使土壤水分為30%,置25c恒溫箱中避光培養(yǎng)，分別在每隔7d取樣測(cè)定o

（2）實(shí)驗(yàn)中BaP的降解結(jié)果都有一個(gè)共同的趨勢(shì)：前28d降解轉(zhuǎn)化速度快，隨后則出

現(xiàn)緩慢的反應(yīng)趨勢(shì)，有兩方面的原因：其一，降低導(dǎo)致反應(yīng)速度減慢；其二，BaP

降解過(guò)程是逐步進(jìn)行的，中間產(chǎn)物與原加入的BaP的競(jìng)爭(zhēng)代謝也有降低反應(yīng)速度趨勢(shì)

的可能性。

（3）固定化混合菌的制備：將建石載體處理后，再接種游離的一，隨著混合菌的生

長(zhǎng)，部分微生物自然固定在載體上，培養(yǎng)結(jié)束后用_____洗滌固定化混合菌細(xì)胞數(shù)次，

便制得固定化混合菌，以為對(duì)照，通過(guò)兩者質(zhì)量差計(jì)算蛭石對(duì)微生物的o

（二）回答與轉(zhuǎn)基因雷公藤培育過(guò)程有關(guān)的問(wèn)題：

（1）將含酶的混合液在552水浴鍋中活化，0.22pm微孔濾膜滅菌。取雷

公藤懸浮細(xì)胞，加入酶混合液，黑暗條件下培養(yǎng)以分離原生質(zhì)體。

（2）原生質(zhì)體的活力檢測(cè)采用臺(tái)盼藍(lán)染色法（臺(tái)盼藍(lán)可穿透死細(xì)胞的細(xì)胞膜，使死細(xì)

胞中的DNA著色，但無(wú)法進(jìn)入活細(xì)胞內(nèi)），原生質(zhì)體活力的計(jì)算方法為：占該視

野下原生質(zhì)體總數(shù)的百分比。

（3）由于原生質(zhì)體來(lái)源于黑暗條件下培養(yǎng)的雷公藤懸浮細(xì)胞，因此其細(xì)胞中不含o

將原生質(zhì)體與含的植物表達(dá)載體質(zhì)?；旌?，在黑暗條件下完成轉(zhuǎn)化后，再用激光

作掃描光源的顯微鏡觀察，統(tǒng)計(jì)發(fā)出綠色熒光的原生質(zhì)體數(shù)占觀察到的所有原生質(zhì)體數(shù)

的百分比，以此確認(rèn)原生質(zhì)體的轉(zhuǎn)化效率。

（4）將轉(zhuǎn)化后的原生質(zhì)體進(jìn)行培養(yǎng)，重新長(zhǎng)出細(xì)胞壁，形成胚性細(xì)胞。此時(shí)，應(yīng)該

培養(yǎng)基中廿露醇濃度，以利于胚性細(xì)胞繼續(xù)培養(yǎng)形成細(xì)胞團(tuán)，然后形成再生植株。再生

植株需去除處理，并進(jìn)行鍛煉后才能移種大田。

【答案】121土壤中BaP的殘留量BaP質(zhì)量分?jǐn)?shù)芽泡桿菌和毛霉無(wú)菌

水不接種混合菌的空白蛭石吸附量纖維素酶和果膠過(guò)濾懸浮

未被臺(tái)盼藍(lán)染色的原生質(zhì)體

葉綠體

綠色熒光蛋白基因

降低

根部殘留的培養(yǎng)基

【分析】

1、培養(yǎng)基滅菌的方法：培養(yǎng)基采用高壓蒸汽滅菌，將滅菌物品放置在盛有適量水的高

壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)，為達(dá)到良好的滅菌效果，一般在壓力為lOOkPa,溫度為121℃的條件

下，維持15?30min。

2、固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)是利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的

技術(shù)，包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。一般來(lái)說(shuō)，酶更合適采用化學(xué)結(jié)合和物

理吸附法固定化，而細(xì)胞多采用包埋法固定化。這是因?yàn)榧?xì)胞體積大，而睡分子??；體

積大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，而體積小的前容易從包埋材料中漏出。

3、植物組織培養(yǎng)過(guò)程是：離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化形成愈傷組織，然后再

分化生成根、芽，最終形成植物體。植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性。

4、植物的體細(xì)胞雜交是將不同值物的細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞融合技術(shù)形成雜種細(xì)胞，進(jìn)而利用

植物的組織培養(yǎng)將雜種細(xì)胞培育成多倍體的雜種植株。植物體細(xì)胞雜交依據(jù)的原理是細(xì)

胞膜的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性。

【詳解】

（-）（1）高效降解菌篩選試驗(yàn)：土壤過(guò)2mm篩后，分裝培養(yǎng)瓶中，每瓶30g,用高

壓蒸汽滅菌法進(jìn)行滅菌，即121℃高壓蒸汽滅菌15min,冷卻后，在無(wú)菌條件下移入一

定量的BaP丙酮溶液，放置過(guò)夜。再按10%量接種菌懸液，通過(guò)滅菌棉塞控制通氣量，

以不加菌液為對(duì)照，隨時(shí)補(bǔ)加無(wú)菌水，使土壤水分為30%,置25c恒溫箱中避光培養(yǎng)，

分別在每隔7d取樣測(cè)定土壤中BaP的殘留量，通過(guò)殘留量的多少來(lái)判斷降解效果。

（2）實(shí)驗(yàn)中BaP的降解結(jié)果都有一個(gè)共同的趨勢(shì)：前28d降解轉(zhuǎn)化速度快，隨后則出

現(xiàn)緩慢的反應(yīng)趨勢(shì)，有兩方面的原因：其一，BaP質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低導(dǎo)致反應(yīng)速度減慢；其

二，BaP降解過(guò)程是逐步進(jìn)行的，中間產(chǎn)物與原加入的BaP的競(jìng)爭(zhēng)代謝也有降低反應(yīng)速

度趨勢(shì)的可能性。

（3）固定化混合菌的制備；將姓石載體處理后，再接種游離的混合菌（芽抱桿菌和毛

霉），隨著混合菌的生長(zhǎng)，部分微生物自然固定在載體上，培養(yǎng)結(jié)束后用無(wú)菌水洗滌固

定化混合菌細(xì)胞數(shù)次，便制得固定化混合菌，以不接種混合菌的空白蛭石為對(duì)照，通過(guò)

兩者質(zhì)量差計(jì)算蛭石對(duì)微生物的吸附量。

（二）（1）根據(jù)酶的專一性，將含纖維素睡和果膠酶的混合液在55c水浴鍋中活化，

0.22pm微孔濾膜過(guò)濾滅菌。取雷公藤懸浮細(xì)胞，加入酶混合液，黑暗條件下懸浮培養(yǎng)

以分離原生質(zhì)體。

（2）原生質(zhì)體的活力檢測(cè)采用臺(tái)盼藍(lán)染色法，未被臺(tái)盼藍(lán)染色的原生質(zhì)體為有活力的，

因此原生質(zhì)體活力的計(jì)算方法為：未被臺(tái)盼藍(lán)染色的原生質(zhì)體占該視野下原生質(zhì)體總數(shù)

的百分比。

（3）由于原生質(zhì)體來(lái)源于黑暗條件下培養(yǎng)的雷公藤懸浮細(xì)胞，黑暗條件下葉綠素?zé)o法

試卷第12頁(yè)，總186頁(yè)

合成，因此其細(xì)胞中不含葉綠體。將原生質(zhì)體與含綠色熒光蛋白基因的植物表達(dá)載體質(zhì)

?；旌?，在黑暗條件下完成轉(zhuǎn)化后，再用激光作掃描光源的顯微鏡觀察，統(tǒng)計(jì)發(fā)出綠色

熒光的原生質(zhì)體數(shù)占觀察到的所有原生質(zhì)體數(shù)的百分比，以此確認(rèn)原生質(zhì)體的轉(zhuǎn)化效率。

（4）將轉(zhuǎn)化后的原生質(zhì)體進(jìn)行培養(yǎng)，重新長(zhǎng)出細(xì)胞壁，形成胚性細(xì)胞。此時(shí)，應(yīng)該降

低培養(yǎng)基中甘露醇濃度，以利于胚性細(xì)胞繼續(xù)培養(yǎng)形成細(xì)胞團(tuán)，然后形成再生植株。再

生植株需去除根部殘留的培養(yǎng)基處理，并進(jìn)行鍛煉后才能移種大田。

【點(diǎn)睛】

本題主要考查微生物的分離與培養(yǎng)、固定化酶的應(yīng)用、植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交

等內(nèi)容，要求考生識(shí)記相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生識(shí)記所學(xué)知識(shí)要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在

聯(lián)系，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的能力，同時(shí)獲取題干信息準(zhǔn)確答題。

7.（2020?全國(guó)）請(qǐng)回答以下基因工程方面的有關(guān)問(wèn)題：

（1）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因，其原理與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制類似（如下圖所示）。

圖中引物為單鏈DNA片段，它是子鏈合成延伸的基礎(chǔ)。

iimiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiNii

B變性

。退火

第一輪循環(huán)＜

IIIINIIt

31物B

iiiiaiiMi引物A

Q延伸

iiiiiiiiiiiiiaiiiiiiaiiiiiiiiiiiniiiiiiiiiiii

iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiniiiiiiiiiii

。變性

①?gòu)睦碚撋贤茰y(cè)，第四輪循環(huán)產(chǎn)物中含有引物A的DNA片段所占的比例為

②在第輪循環(huán)產(chǎn)物中開(kāi)始出現(xiàn)兩條脫氧核昔酸鏈等長(zhǎng)的DNA片段。

（2）設(shè)計(jì)引物是PCR技術(shù)的關(guān)鍵步驟之一。某同學(xué)設(shè)計(jì)的兩組引物（只標(biāo)注了部分

堿基序列）都不合理（如下圖），請(qǐng)分別說(shuō)明理由。

第1組戶物I?IIIIII

引物1引物口.CAGGCT

1"I~I-1~I-I

AGCCTG

第2組［引物］'?1"I~I-I_II~I~?-I~r

引物1引物(?AACTGCAGTT

CGACTGATTA

①第］組：;②第2組：

(3)PCR反應(yīng)體系中含有熱稔定DNA聚合酶，下面的表達(dá)式不能正確反映DNA聚

合酶的功能，這是因?yàn)椤?/p>

【答案】15/16三引物I和引物H局部發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)而失效引物I'自

身折疊后會(huì)出現(xiàn)局部堿基互補(bǔ)配對(duì)而失效DNA聚合的只能將單個(gè)脫氧核甘酸連續(xù)

結(jié)合到雙鏈DNA片段的引物鏈上

【分析】

采用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA的過(guò)程為：變性、退火、延伸，能根據(jù)PCR過(guò)程的特點(diǎn)，繪

制PCR過(guò)程示意圖是解決本題的關(guān)鍵。

【詳解】

(1)①由圖可知，以原來(lái)的每條母鏈為模板合成的兩個(gè)新DNA分子中，只含有引物A

或引物B,而以新合成的子鏈為模板合成新DNA分子時(shí)，兩種引物都含有，故第四輪

循環(huán)共產(chǎn)生16個(gè)DNA分子，其中含有引物A的分子是15個(gè)，占15/16。②第一、二

輪循環(huán)合成的子鏈長(zhǎng)度均不同，根據(jù)半保留復(fù)制特點(diǎn)，前兩輪循環(huán)產(chǎn)生的4個(gè)DNA分

子的兩條鏈均不等長(zhǎng)，第三輪循環(huán)產(chǎn)生的DNA分子存在等長(zhǎng)的兩條核甘酸鏈。

試卷第14頁(yè)，總186頁(yè)

（2）引物是單鏈DNA時(shí)才能與DNA結(jié)合，而單鏈DNA的堿基互補(bǔ)配對(duì)部分容易形

成雙鏈結(jié)構(gòu)而失去其功能。從圖示可以看出，第1組引物I和引物H局部堿基互補(bǔ)配對(duì),

易形成雙鏈結(jié)構(gòu)而失效。第2組引物相互間不能發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)，但引物r自身

折疊后會(huì)出現(xiàn)局部堿基互補(bǔ)配對(duì)而失效。

（3）DNA聚合酶的作用是將單個(gè)脫氧核苜酸連續(xù)結(jié)合到雙鏈DNA片段的引物鏈上，

而不能直接將兩個(gè)脫氧核甘酸連在一起。

【點(diǎn)睛】

本題結(jié)合PCR過(guò)程示意圖，考查PCR技術(shù)、DNA分子復(fù)制、基因工程等知識(shí)，要求

考生識(shí)記PCR技術(shù)的過(guò)程及原理，能分析題圖提取有效信息答題：掌握DNA分子半保

留復(fù)制特點(diǎn)，能進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。

8.（2020?吉林長(zhǎng)春市?東北師大附中）科研人員嘗試?yán)媚撤N細(xì)菌限制藍(lán)藻的數(shù)量，相

關(guān)實(shí)驗(yàn)如下圖，圖中①~⑥表示實(shí)驗(yàn)步驟?；卮鹣铝袉?wèn)題：

藍(lán)藻溶藻細(xì)菌

①光照下，振蕩培養(yǎng)④振蕩培養(yǎng)

|②接種⑤實(shí)驗(yàn)組：取菌液滴加在培養(yǎng)皿

遏I

砧⑥光照培養(yǎng)3d..觀察結(jié)果

（1）從生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)上看，藍(lán)藻處于;藍(lán)藻的代謝類型是

（2）本實(shí)驗(yàn)涉及微生物接種技術(shù)，微生物的接種技術(shù)有平板劃線法、法、

斜面接種法和法，本實(shí)驗(yàn)步驟②和⑤采用的接種方法為

（3）實(shí)驗(yàn)步驟①和④均需振蕩培養(yǎng)，步驟①振蕩培養(yǎng)的目的是增加培養(yǎng)液中

的含量，以及增大藍(lán)藻與培養(yǎng)液的接觸面積，提高培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的

（4）本實(shí)驗(yàn)操作中需要配制固體培養(yǎng)基，即平板。倒平板冷凝后，將平板倒置，既可

以防止__________________________________________________________,又可以避免培

養(yǎng)基中的水分快速揮發(fā)。

（5）圖中⑤實(shí)驗(yàn)組在每個(gè)培養(yǎng)皿中，如果做三個(gè)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，可采取的做法是

o為完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，應(yīng)增設(shè)對(duì)照組，設(shè)計(jì)對(duì)照組的目的是

【答案】第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)自養(yǎng)需氧型稀釋涂布平板穿刺接種稀釋涂布平板

法溶解氧利用率培養(yǎng)皿蓋上的水珠滴入培養(yǎng)基在每個(gè)培養(yǎng)皿中，選擇

三個(gè)不同位置，各滴加等量菌液排除實(shí)驗(yàn)組中非測(cè)試因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，提高

實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度

【分析】

分析實(shí)驗(yàn)的示意圖看出，本實(shí)驗(yàn)探究了溶藻細(xì)菌對(duì)藍(lán)藻生長(zhǎng)的影響。

藍(lán)藻屬于原核生物中的一種，原核生物沒(méi)有由核膜包被的典型的細(xì)胞核，而藍(lán)藻比較特

殊，其細(xì)胞中含有葉綠素，因此可以進(jìn)行光合作用合成有機(jī)物。

【詳解】

（1）藍(lán)藻是原核生物，能進(jìn)行光合作用，是自養(yǎng)需氧型生物，在生態(tài)系統(tǒng)的成分中屬

生產(chǎn)者，在營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)中是處于第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。

（2）微生物的接種技術(shù)有平板劃線法、稀釋涂布平板法、斜面接種法、穿刺接種法等，

本實(shí)驗(yàn)步驟②和⑤采用的接種方法為稀釋涂布平板法。

（3）實(shí)驗(yàn)步驟①和④均需振蕩培養(yǎng)，步驟①振蕩培養(yǎng)的目的是增加培養(yǎng)液中溶解氧的

含量，以及增大藍(lán)藻與培養(yǎng)液的接觸面積，提高培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的的利用率，微生物

生長(zhǎng)速度加快。

（4）倒平板冷凝后，將平板倒置，既可以防止培養(yǎng)皿蓋上的水珠滴入培養(yǎng)基，又可以

避免培養(yǎng)基中的水分快速揮發(fā)。

（5）題干中已經(jīng)提示，“在每個(gè)培養(yǎng)皿中加做三個(gè)重復(fù)實(shí)驗(yàn)“，所以只能在一個(gè)培養(yǎng)皿

中選擇三個(gè)不同位置，且是重復(fù)實(shí)驗(yàn)，處理?xiàng)l件是完全相同的。設(shè)計(jì)對(duì)照組的目的是排

除實(shí)驗(yàn)組中非測(cè)試因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度。

【點(diǎn)睛】

本題考查了藍(lán)藻的生物分類、代謝類型、微生物的生長(zhǎng)和代謝以及相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的知識(shí),

具有一定的綜合性，要求考生具有一定的識(shí)記能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行完善和修訂的能力，屬

于中等難度題。

9.（2021?江蘇南通?高三一模）大麗輪枝菌（一種絲狀真菌）是引起棉花黃萎病的主要

病原菌。為觀察大麗輪枝菌對(duì)棉花根侵染路徑，研究人員利用綠色熒光蛋白基因（sGFP）

轉(zhuǎn)染大麗輪枝菌，培育出表達(dá)綠色熒光蛋白的轉(zhuǎn)基因菌株，主要過(guò)程如下（圖中a鏈和

試卷第16頁(yè)，總186頁(yè)

b鏈分別是相應(yīng)基因轉(zhuǎn)錄模板鏈)。分析回答:

限制的識(shí)別序列和切割

癡汨I：5GGATCCW

H/*Hl5AiAGCTT三

③農(nóng)桿菌介卑有球色

吳麗輪

(1)過(guò)程①中，PCR擴(kuò)增sGFP的原理是,該過(guò)程除需要根據(jù)設(shè)計(jì)特異

性引物序列外，為保證sGFP正確插入到質(zhì)粒中，還需要在引物的5,端添加限制酶識(shí)別

序列，圖中b鏈的黏性末端堿基序列為。

(2)過(guò)程①中，若1個(gè)sGFP片段連續(xù)擴(kuò)增4次，則會(huì)形成個(gè)兩條鏈等長(zhǎng)的sGFP

片段。

(3)過(guò)程②需要的工具酶是o研究中將sGFP插入到構(gòu)巢曲霉啟動(dòng)子和終止子

之間的目的是o

(4)過(guò)程③中需要配制細(xì)菌培養(yǎng)基，配制時(shí)要在培養(yǎng)基滅菌并冷卻到80C左右后，加

入用配制的適宜濃度的潮霉素溶液，潮霉素不能與培養(yǎng)基一同滅菌的原因是

(5)選擇過(guò)程③篩選培養(yǎng)得到的不同農(nóng)桿菌菌落，分別提取細(xì)菌質(zhì)粒DNA,并用

BamHI和HindlD完全酶切后電泳，請(qǐng)?jiān)诖痤}紙相應(yīng)位置畫出可能得到的電泳條帶。

(6)將導(dǎo)入重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌加入大麗輪枝菌的胞子細(xì)胞懸液中，在適宜條件完成轉(zhuǎn)

染后利用濾膜過(guò)濾得到抱子細(xì)胞，再在真菌培養(yǎng)基上培養(yǎng)獲得菌落，最終通過(guò)檢測(cè)

篩選出綠色熒光蛋白旺盛表達(dá)的大麗輪枝菌。

【答案】雙鏈DNA復(fù)制sGFP兩端(3,端)核苜酸(或堿基)序列AGCT8

DNA連接酶保證sGFP能在大麗輪枝菌細(xì)胞中表達(dá)無(wú)菌水潮霉素在滅菌

標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)粒重組質(zhì)粒

加樣處

40

HX)bp|

36

K)Obp二

2X0X)bp

時(shí)結(jié)構(gòu)被破壞KX)bp大麗輪枝菌菌絲細(xì)胞中綠色

1050bp

bp

700

50bp

500bp

2

1

熒光強(qiáng)度1

【分析】

1、基因工程技術(shù)的基本步驟：

（1）目的基因的獲?。悍椒ㄓ袕幕蛭膸?kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成；

（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟

動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等；

（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基

因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)雱?dòng)

物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法;

（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA

是否插入目的基因-DNA分子雜交技術(shù)；②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA一分子雜

交技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)-抗原?抗體雜交技術(shù)。個(gè)體水平上的鑒定：

抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

2、根據(jù)PCR過(guò)程的特點(diǎn)可繪制1個(gè)sGFP片段復(fù)制圖示如下：

起始第一輪第二輪第三輪

【詳解】

（1）PCR擴(kuò)增sGFP的原理是雙鏈DNA復(fù)制，由于DNA兩條鏈反向平行，且DNA

聚合酶只能使新合成的DNA子鏈從?向延伸，所以該過(guò)程需要根據(jù)sGFP兩端（3,

端）核甘酸（或堿基）序列設(shè)計(jì)特異性引物序列，為了保證sGFP正確插入到質(zhì)粒中,

試卷第18頁(yè)，總186頁(yè)

還需要在引物的5端添加限制酶識(shí)別序列，由于質(zhì)粒大片段是利用HindlH和BamHI共

同切割得到的質(zhì)粒的長(zhǎng)片段，所以B鏈5,是利用HindIH切割形成的黏性末端，根據(jù)

HindlH識(shí)別的堿基序列可知，圖中b鏈的黏性末端堿基序列(5,一3，)為AGCT。

(2)由分析圖示可知，第一、二輪循環(huán)合成的子鏈長(zhǎng)度均不同，第三輪循環(huán)產(chǎn)生的子

代DNA分子中，存在兩個(gè)含有等長(zhǎng)的兩條核甘酸鏈的DNA分子，即僅含引物之間的

序列，第三輪的DNA再進(jìn)行一次半保留復(fù)制，可形成8個(gè)兩條鏈等長(zhǎng)的sGFP片段。

(3)過(guò)程②為構(gòu)建重組DNA,需要的工具酶是DNA連接酶。啟動(dòng)子是RNA聚合酶

識(shí)別和結(jié)合的部位，而終止子是使轉(zhuǎn)錄終止的序列，而目的基因不攜帶啟動(dòng)子和終止子,

所以將sGFP插入到構(gòu)巢曲霉啟動(dòng)子和終止子之間的目的是保證sGFP能在大麗輪枝菌

細(xì)胞中表達(dá)。

(4)過(guò)程③中需要配制細(xì)菌培養(yǎng)基，配制時(shí)要在培養(yǎng)基滅菌并冷卻到80c左右后，加

入用無(wú)菌水配制的適宜濃度的潮霉素溶液，以防止雜菌污染。由于湖霉素在滅菌時(shí)結(jié)構(gòu)

被破壞，不能發(fā)揮選擇作用，所以潮霉素不能與培養(yǎng)基一同滅菌。

(5)根據(jù)質(zhì)粒中BamHI和HindlH的識(shí)別位點(diǎn)、以及用BamHI和HindlH酶切后得到

的質(zhì)粒大片段為3500bp,可知質(zhì)粒小片段應(yīng)為3750-3500=250bp,電泳應(yīng)出現(xiàn)3500bp

和250bp兩種片段。sGFP的基因長(zhǎng)度為720bp,質(zhì)粒大片段為3500bp,二者連接后的

長(zhǎng)度為3500+720=4220bp。用BamHI和HindlH完全酶切后電泳會(huì)形成3500bp和720bp

兩種片段。所以酶切后的電泳圖示為

標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)粒重組質(zhì)粒

加樣處"fcl

4000bp

3000bp

2000bp

lOOObp

750畝

500：

250bp

lOObp

(6)轉(zhuǎn)基因成功的標(biāo)志是形成目的基因的產(chǎn)物，所以最終可通過(guò)檢測(cè)大麗輪枝菌菌絲

細(xì)胞中綠色熒光I強(qiáng)度，以篩選出綠色熒光蛋白旺盛表達(dá)的大麗輪枝菌。

【點(diǎn)睛】

本題主要考查基因工程相關(guān)知識(shí)，要求考生掌握基因工程的操作步驟，能準(zhǔn)確識(shí)別圖示

的各個(gè)過(guò)程，理解基因表達(dá)載體的組成及其各組分的作用，理解PCR擴(kuò)增的原理和過(guò)

程。

10.（2021?山東濱州?高二期末）保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌是酸奶生產(chǎn)中的兩種常用

乳酸菌種,二者共生使牛乳快速發(fā)酵制成酸奶。研究者以一株保加利亞乳桿菌（記作A）

和一株嗜熱鏈球菌（記作B）為實(shí)驗(yàn)材料，對(duì)脫脂乳進(jìn)行發(fā)酵，研究?jī)烧吖采鷻C(jī)制以期

提高酸奶品質(zhì)。

（1）發(fā)酵前先將A和B菌種接種到M17培養(yǎng)基中培養(yǎng)進(jìn)行活化，M17培養(yǎng)基的配方

如下表所示，其中乳糖為菌種生長(zhǎng)提供的營(yíng)養(yǎng)成分是。從物理性質(zhì)上劃分,

該培養(yǎng)基屬于培養(yǎng)基，判斷依據(jù)是?；罨囵B(yǎng)過(guò)程應(yīng)控制的氧氣

條件是（填“無(wú)氧”或“有氧

表M17培養(yǎng)基的配方

組蛋白酵母提取牛肉乳抗壞血伊甘油磷酸二

MgSO4-7H2O

分陳物膏糖酸鈉

含10.05.0

2.5g5.0g0.5g0.2g5g

量gg

調(diào)節(jié)pH至7.0,定容至500mL

（2）取等量活化好的A和B菌種分別接種到250mL發(fā)酵培養(yǎng)基中開(kāi)始發(fā)酵，發(fā)酵培

養(yǎng)基的成分應(yīng)為。每隔2h取出發(fā)酵液，測(cè)定pH值和菌種數(shù)量，結(jié)果如圖

1、圖2所示。據(jù)圖可知，數(shù)量增長(zhǎng)更快的菌種為,發(fā)酵過(guò)程中具有持續(xù)產(chǎn)

酸能力的菌種是

日6.0

S1.0

旦

封5.0.8

包

電招

4.0.46

3.0?.『

。

甚

黝2.0

.2

S1.0S

246810121416182022244681012141618202224

時(shí)間（h）時(shí)間(h)

圖1A菌數(shù)列與發(fā)酎液pH值圖2B菌數(shù)列與發(fā)酬液pH值

（3）發(fā)酵過(guò)程中B代謝可產(chǎn)生大量丙酮酸、甲酸、葉酸等物質(zhì)，其中甲酸是喋吟合成

的前體物質(zhì)，葉酸是嚓吟和氨基酸合成的輔因子。將A和B菌種共同接種到250mL

發(fā)酵培養(yǎng)基中，測(cè)定pH值和A、B菌種總量，結(jié)果如圖3所示。進(jìn)一步檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，共

同培養(yǎng)初期A的增長(zhǎng)速度明顯高于單獨(dú)培養(yǎng),結(jié)合上述信息分析其原因是。

16小時(shí)后，共同培養(yǎng)的菌種數(shù)量開(kāi)始減少的主要