高考生物二輪復(fù)習(xí)（全國(guó)版） 第3篇 考前特訓(xùn) 專項(xiàng)三 (五)生物技術(shù)與工程

(五)生物技術(shù)與工程(1)配制CaCO3－MRS培養(yǎng)基。成分：蛋白胨、牛肉膏、酵母粉、磷酸氫二鉀、葡萄糖、瓊脂粉、碳酸鈣等。①根據(jù)物理性質(zhì)分類，該培養(yǎng)基屬于____________培養(yǎng)基，為乳酸菌種提供氮源的成分是____________________；②培養(yǎng)過(guò)程中，乳酸菌產(chǎn)生乳酸溶解碳酸鈣，形成溶鈣圈，便于__________________。(2)高產(chǎn)酸乳酸菌的培養(yǎng)與分離。其部分實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c具體操作如下所示，請(qǐng)完成下表。實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮?jiǎn)要操作過(guò)程梯度稀釋在無(wú)菌條件下取樣品中泡菜汁1mL，加入①________進(jìn)行10倍梯度稀釋，依次得到10－5、10－6、10－7的稀釋液接種培養(yǎng)取上述稀釋液1mL分別加入無(wú)菌培養(yǎng)皿中，然后將CaCO3－MRS培養(yǎng)基澆注混勻冷凝后，將培養(yǎng)皿②____________，并連續(xù)培養(yǎng)48h分離純化挑取③__________________________進(jìn)行平板劃線培養(yǎng)長(zhǎng)期保存將菌種加入30%的甘油中在－20℃保存(3)高產(chǎn)酸乳酸菌的鑒定。提取篩選乳酸菌的DNA，通常采用16SrDNA(編碼rRNA對(duì)應(yīng)的DNA序列)的通用引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增并測(cè)序鑒定。以16SrDNA作為細(xì)菌分類依據(jù)的原因是不同菌屬的16SrDNA具有________。(4)高產(chǎn)酸乳酸菌發(fā)酵效果檢測(cè)。研究人員研究了兩種高產(chǎn)酸乳酸菌(乳酸菌A50f7和A50b9)在發(fā)酵泡菜過(guò)程中pH的變化，結(jié)果如圖所示。據(jù)圖分析，該研究實(shí)驗(yàn)的自變量是________，可以看出，接種兩種乳酸菌效果相近，其相近之處表現(xiàn)為_(kāi)_____________________________。答案(1)①固體蛋白胨、牛肉膏、酵母粉②篩選高產(chǎn)酸乳酸菌(2)①9ml無(wú)菌水②倒置③有明顯溶鈣圈的菌落(3)差(特)異性(4)乳酸菌的種類和接種量(發(fā)酵時(shí)間)均能快速降低泡菜發(fā)酵過(guò)程中的pH，且接種量越大作用效果越明顯解析(1)瓊脂是凝固劑，根據(jù)物理性質(zhì)分類，該培養(yǎng)基屬于固體培養(yǎng)基；氮源是指提供氮元素的物質(zhì)，蛋白胨、牛肉膏、酵母粉含有氮元素，可為乳酸菌種提供氮源；培養(yǎng)基中含有碳酸鈣，乳酸菌產(chǎn)生乳酸會(huì)與碳酸鈣反應(yīng)形成溶鈣圈，便于篩選高產(chǎn)酸乳酸菌。(2)要分離和培養(yǎng)高產(chǎn)酸乳酸菌，首先對(duì)泡菜汁進(jìn)行梯度稀釋，稀釋時(shí)需要用無(wú)菌水，如1mL泡菜汁＋9mL無(wú)菌水，相當(dāng)于對(duì)泡菜汁稀釋了10倍，以此類推；培養(yǎng)時(shí)為了防止冷凝水滴落沖散菌落，應(yīng)將培養(yǎng)皿倒置培養(yǎng)；溶鈣圈明顯的菌落，產(chǎn)乳酸菌的能力強(qiáng)，應(yīng)挑取有明顯溶鈣圈的菌落進(jìn)行平板劃線培養(yǎng)。(3)不同菌屬的16SrDNA具有差(特)異性，PCR能鑒定不同的DNA，因此能采用16SrDNA(編碼rRNA對(duì)應(yīng)的DNA序列)的通用引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增并測(cè)序鑒定不同菌屬。(4)自變量是人為改變的量，據(jù)圖分析，該研究實(shí)驗(yàn)的自變量是乳酸菌的種類(乳酸菌A50f7和A50b9)和接種量(發(fā)酵時(shí)間)；結(jié)合圖示結(jié)果可知，兩種乳酸菌均能快速降低泡菜發(fā)酵過(guò)程中的pH，且接種量越大作用效果越明顯，效果相近。2．落葉是城市綠化廢棄物的主要組成部分，落葉中纖維素含量較高且難降解。某科研單位以本市常見(jiàn)落葉樹(shù)為原料，以農(nóng)家雞糞為菌劑來(lái)源對(duì)落葉進(jìn)行微生物降解，用剛果紅染色法分離獲得利于落葉堆肥化處理的纖維素高效降解菌種。其大致過(guò)程如圖1，圖2為兩種不同的接種方法。請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題：(1)落葉中的纖維素是__________________的主要成分。②操作所用培養(yǎng)基中通常不加入瓊脂等凝固劑，該培養(yǎng)基的主要作用是__________________________________________________。(2)③操作為_(kāi)_____________________；④操作時(shí)，為了避免降解色素的微生物造成假陽(yáng)性現(xiàn)象，可以采用的方法是____________________________。(3)若篩選獲得的菌株可產(chǎn)生纖維素酶，將這些酶進(jìn)行固定化，一般不采用包埋法，其原因是_______________________________________________________________________________。(4)若對(duì)篩選獲得的菌株進(jìn)行計(jì)數(shù)，應(yīng)選擇圖2中______圖對(duì)應(yīng)的操作方法，用此方法測(cè)定的原理是________________________________________________________________________。但是，用此方法統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)比接種活菌的實(shí)際數(shù)目要低，原因是_____________________________________________________________________________________________________。答案(1)植物細(xì)胞壁增加纖維素分解菌的濃度，確保能夠分離得到纖維素分解菌(2)梯度稀釋先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進(jìn)行染色(3)纖維素酶分子的體積小，容易從包埋材料中漏出(4)乙在稀釋度足夠高的菌液里，聚集在一起的微生物將被分散成單個(gè)細(xì)胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)的菌落當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí)，平板上觀察到的是一個(gè)菌落解析(1)纖維素是植物多糖，是構(gòu)成植物細(xì)胞壁的重要成分，故落葉中的纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分。②操作的目的是增加纖維素分解菌的濃度，確保能夠分離得到纖維素分解菌，通常采用液體培養(yǎng)基。(2)③操作是梯度稀釋，目的是盡量使樣品中的微生物細(xì)胞分散開(kāi)，常用的剛果紅染色法有兩種，一種是先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng)，另一種是在倒平板時(shí)就加入剛果紅，④操作時(shí)，為了避免降解色素的微生物造成假陽(yáng)性現(xiàn)象，可以采用的方法是先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進(jìn)行染色。3．(2022·河南鄭州高三檢測(cè))基因工程自20世紀(jì)70年代興起后，在農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生和食品工業(yè)等方面，展示出廣闊的前景。如圖是通過(guò)基因工程獲得轉(zhuǎn)基因生物或產(chǎn)品的流程圖，請(qǐng)結(jié)合相關(guān)知識(shí)回答下列問(wèn)題：(1)轉(zhuǎn)基因生物反應(yīng)器是指利用基因工程技術(shù)手段將外源基因轉(zhuǎn)化到受體中進(jìn)行高效表達(dá)，從而獲得具有重要應(yīng)用價(jià)值的表達(dá)產(chǎn)物的生命系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)基因動(dòng)物、轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因微生物。①若利用圖示流程構(gòu)建小鼠乳腺生物反應(yīng)器批量生產(chǎn)人抗利尿激素，應(yīng)先從人體________細(xì)胞中獲取總RNA，通過(guò)反轉(zhuǎn)錄獲得cDNA，再PCR后獲得抗利尿激素基因。一條單鏈cDNA在PCR儀中進(jìn)行n次循環(huán)，需要消耗________個(gè)引物。構(gòu)建的表達(dá)載體導(dǎo)入的受體細(xì)胞是______________________________________________________________________________。膀胱反應(yīng)器有著和乳腺反應(yīng)器一樣的優(yōu)點(diǎn)：收集產(chǎn)物蛋白比較容易，不會(huì)對(duì)動(dòng)物造成傷害。此外膀胱生物反應(yīng)器還具有的顯著優(yōu)勢(shì)在于不受轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的______________(答2點(diǎn)即可)的限制，而且從尿中提取蛋白質(zhì)比在乳汁中提取簡(jiǎn)便、高效。②若圖中的受體細(xì)胞是大腸桿菌，通常用Ca2＋處理大腸桿菌，其目的是使大腸桿菌處于________________________________的生理狀態(tài)。理論上制備能分泌抗利尿激素的“工程菌株”時(shí)，酵母菌比大腸桿菌更適合作為受體細(xì)胞，從細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的角度分析，原因是：_____________________________________________________________________________。(2)全球新冠疫情形勢(shì)依然非常嚴(yán)峻，新冠病毒疫苗的研制和新冠病毒的快速檢測(cè)的研究具有重要作用。①目前新冠疫苗有滅活疫苗、基因疫苗、蛋白疫苗等。利用圖示流程制備新冠病毒S蛋白疫苗。圖中質(zhì)粒A上m、n分別是啟動(dòng)子和終止子，箭頭處是限制酶的切點(diǎn)(NcoⅠ：5′—C↓CATGG—3′；NheⅠ：5′—G↓GATCC—3′)，根據(jù)S蛋白的RNA制備的目的基因S無(wú)法與載體A連接，需要在S基因兩側(cè)加接末端，若b鏈處加接末端5′—GATC，則在a鏈處加接末端5′—________。由圖推測(cè)，目的基因S轉(zhuǎn)錄的模板鏈?zhǔn)莀_______(填“a鏈”或“b鏈”)。②抗原檢測(cè)采用雙抗體夾心法，其原理如圖。結(jié)合墊處含有足量的、可移動(dòng)的、與膠體金結(jié)合的抗體1，T處固定有抗體2，抗體1和抗體2與新冠病毒表面同一抗原N蛋白的不同位點(diǎn)發(fā)生特異性結(jié)合，呈紅色。C處固定有抗體1的抗體，與抗體1結(jié)合也呈紅色。檢測(cè)過(guò)程中反復(fù)進(jìn)行了抗原—抗體的特異性結(jié)合，若檢測(cè)結(jié)果為陽(yáng)性，則過(guò)程中此特異性結(jié)合共發(fā)生________次。若待測(cè)樣本中不含新冠病毒，顯色結(jié)果為_(kāi)_________________，結(jié)果為陰性。③利用單克隆抗體制備技術(shù)制備試劑盒中的抗體1。先給小鼠注射純化的N抗原蛋白，一段時(shí)間后，從小鼠的________(免疫器官)中獲取已免疫的B淋巴細(xì)胞，將獲得的細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合，再經(jīng)過(guò)選擇培養(yǎng)基篩選、______________________，獲得產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞，再經(jīng)體外培養(yǎng)或注射到小鼠腹腔內(nèi)培養(yǎng)，最終獲得抗N抗原蛋白的單克隆抗體。答案(1)①下丘腦2n－1受精卵性別、年齡②能吸收周圍環(huán)境中DNA分子酵母菌是真核生物，具有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體，可對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行加工并分泌到細(xì)胞外，便于提取(2)①CATGb鏈②3只有C處出現(xiàn)紅色③脾臟克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè)解析(1)①要批量生產(chǎn)人抗利尿激素，人的抗利尿激素基因在下丘腦中表達(dá)，所以需要從下丘腦細(xì)胞中獲取總RNA，經(jīng)過(guò)逆轉(zhuǎn)錄形成cDNA；一條單鏈cDNA在PCR儀中進(jìn)行n次循環(huán)，共產(chǎn)生2n－1個(gè)DNA分子，所以共有2n條鏈，其中2n－1條鏈?zhǔn)切潞铣傻模枰?，所以需?n－1個(gè)引物。實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖且@得小鼠乳腺生物反應(yīng)器，所以需要將基因表達(dá)載體導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞的受精卵中；與乳腺生物反應(yīng)器相比，用膀胱生物反應(yīng)器生產(chǎn)抗利尿激素，可從動(dòng)物一出生就收集產(chǎn)物，不受動(dòng)物性別和年齡的限制。②用Ca2＋處理大腸桿菌，其目的是使大腸桿菌處于感受態(tài)，有利于吸收周圍環(huán)境中DNA分子；大腸桿菌是原核生物，沒(méi)有細(xì)胞器，而酵母菌是真核生物，具有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體，可對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行加工并分泌到細(xì)胞外，便于提取，所以制備能分泌抗利尿激素的“工程菌株”時(shí)，酵母菌比大腸桿菌更適合作為受體細(xì)胞。(2)①根據(jù)題干信息，質(zhì)粒用了NcoⅠ和NheⅠ進(jìn)行切割，分別產(chǎn)生了5′－CATG－3′和5′－GATC－3′的黏性末端，所以需要在S基因b鏈處加接末端5′－GATC和a鏈處加接末端5′－CATG的黏性末端，使其能夠互補(bǔ)配對(duì)；b鏈處加接末端5′－GATC，所以和質(zhì)粒的NheⅠ切割處相連，a鏈和質(zhì)粒上限制酶酶切位點(diǎn)NcoⅠ相連，轉(zhuǎn)錄方向?yàn)閙→n，且轉(zhuǎn)錄只能從模板鏈的3′端開(kāi)始，因此b鏈?zhǔn)悄０彐?。②若檢測(cè)結(jié)果為陽(yáng)性，則這種結(jié)合有3次，第一次是與結(jié)合墊上的抗體1結(jié)合，第二次與T處固定的抗體2結(jié)合，第三次是與C處墊上固定有抗體1的抗體結(jié)合。若待測(cè)樣本中不含新冠病毒，則不會(huì)與結(jié)合墊上的抗體1結(jié)合，也不會(huì)和T處抗體2結(jié)合，但由于抗體1是可移動(dòng)的，所以游離的抗體1移動(dòng)至C處，C處固定有抗體1的抗體，與抗體1結(jié)合也呈紅色，因此C處將變紅，所以如果只有C處出現(xiàn)紅色，則結(jié)果為陰性。③在制備抗體1的過(guò)程中，將從免疫(注射一種純化的抗原蛋白)小鼠的脾臟中獲取的B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合，再經(jīng)過(guò)選擇培養(yǎng)基篩選、克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè)，獲得產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。4．2017年11月，世界上首例體細(xì)胞克隆猴在我國(guó)誕生，分別叫“中中”和“華華”，這一成功轟動(dòng)了全世界，相比較克隆羊和克隆鼠，克隆猴對(duì)于研究人類疾病意義更大。如圖是克隆“中中”的相關(guān)示意圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)在采集卵母細(xì)胞之前，需要給卵母細(xì)胞供體注射適量的__________________，以增加排卵。選用去核卵母細(xì)胞作為核移植的受體細(xì)胞的原因有_______________________________________________________________________________________________________(答出2點(diǎn))。(2)從卵巢中吸取的卵母細(xì)胞，需在體外培養(yǎng)到__________________，再通過(guò)____________法去除細(xì)胞核，得到去核卵母細(xì)胞。(3)核移植形成的重組細(xì)胞需要用____________(物理方法)激活，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程。體外培養(yǎng)早期胚胎時(shí)，培養(yǎng)液的成分除了無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)鹽、激素和核苷酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，還需額外添加__