9生物技術(shù)與工程

例1.用DNA重組技術(shù)可以賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人類需要的生物產(chǎn)

品。在此過程中需要使用多種工具酶，其中4種限制性核酸內(nèi)切酶的切割位點如圖所示。

IIII

GAATTCCCCGGGCTGCAGGATATC

CTTAAGGGGCCCGACGTCCTATAG

限制J防：EcoRISmatlPstIEcotRV

回答下列問題：

（1）常用的DNA連接前有E.coliDNA連接酶和T4DNA連接前。上圖中酶切割

后的DNA片段可以用E.collDNA連接酶連接。上圖中酶切割后的DNA片段可

以用T4DNA連接酶連接。

（2）DNA連接酶催化目的基因片段與質(zhì)粒載體片段之間形成的化學(xué)鍵是。

（3）DNA重組技術(shù)中所用的質(zhì)粒載體具有一些特征，如質(zhì)粒DNA分子上有復(fù)制原點，可以

保證質(zhì)粒在受體細(xì)胞中能；質(zhì)粒DNA分子上有,便于外源DNA

插入；質(zhì)粒DNA分子上有標(biāo)記基因（如某種抗生素抗性基因），利用抗生素可篩選出含質(zhì)粒

載體的宿主細(xì)胞，方法是o

（4）表達載體含有啟動子，啟動子是指o

一、選擇題

1.在葡萄酒的自然發(fā)酵過程中，發(fā)酵容器的變化及對其的處理，正確的是（）

A.加葡萄汁入容器應(yīng)該加滿，有利于酵母進行酒精發(fā)酵

B.發(fā)酵過程有氣體產(chǎn)生，應(yīng)定期松蓋或者設(shè)置排氣口

C.發(fā)酵后期，發(fā)酵液pH下降，應(yīng)及時加入食用堿性物質(zhì)進行調(diào)整

D.發(fā)酵液逐漸變紅色，應(yīng)及時加熱殺死酵母菌，停止發(fā)酵

2.為了更好地解決油廢水的污染問題，我校生物創(chuàng)新實驗室同學(xué)從油脂廠附近采集樣品，

篩選分離得到一株產(chǎn)量高的產(chǎn)脂肪酶菌株。結(jié)合下圖，你認(rèn)為在此研究中他可能的操作是

（）

1

擴大培養(yǎng)

菌種鑒定

土填稀釋液接種在培養(yǎng)基上

A.將土壤稀釋液滅菌后接種在固體培養(yǎng)基中

B.在固體培養(yǎng)基中添加橄欖油，通過透明圈的大小初篩產(chǎn)量高的產(chǎn)脂肪酶菌株

C.劃線法接種土壤稀釋液于固體培養(yǎng)基中，并統(tǒng)計菌落數(shù)

D.利用固體培養(yǎng)基進一步擴大培養(yǎng)高產(chǎn)脂肪酶菌株

3.紫草寧是從紫草細(xì)胞中提取的一種色素，具有抗菌、消炎和抗腫瘤等活性?？蒲腥藛T利

用紫草外植體獲得愈傷組織，然后在液體培養(yǎng)基中進行懸浮培養(yǎng)，以獲得更多的紫草寧。

下列說法錯誤的是（）

A.需要在培養(yǎng)液中加入大量的蔗糖以提供植物細(xì)胞所需的能量

B.利用果膠酶將愈傷組織分散成單個細(xì)胞，然后進行懸浮培養(yǎng)

C.誘導(dǎo)形成愈傷組織需要利用生長素、細(xì)胞分裂素等進行調(diào)節(jié)

D.紫草寧是植物細(xì)胞次生代謝產(chǎn)物，其合成具有時間和組織特異性

4.動物細(xì)胞培養(yǎng)的基本過程如圖所示，下列敘述正確的是（）

甲乙丙

皮膚組織——-皮膚細(xì)胞——-細(xì)胞培養(yǎng)1——-細(xì)胞培養(yǎng)2

A.應(yīng)選擇成熟動物的皮膚組織進行動物細(xì)胞培養(yǎng)

B.甲過程需要用纖維素酶和果膠酶處理

C.乙過程是原代培養(yǎng)，一般不會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象

I）.丙過程是傳代培養(yǎng)，細(xì)胞貼壁生長

5.下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程的敘述，錯誤的是（）

A.蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程

B.蛋白質(zhì)工程的途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)開始，直接對氨基酸進行增減或替換

C.蛋白質(zhì)工程的最終目的是改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的需求

I）.T4溶菌酶中引入二硫鍵提高了它的熱穩(wěn)定性是蛋白質(zhì)工程應(yīng)用的體現(xiàn)

6.以下關(guān)于動物克隆和制備單克隆抗體的說法中，不正確的是（）

2

A.胚胎移植須在同一物種動物之間進行，是由于代孕母體對移植異種胚胎有免疫排斥

B.胚胎分割能提高胚胎利用率，分割的胚胎或細(xì)胞可以直接移植給受體

C.對雜交瘤細(xì)胞進行擴大培養(yǎng)生產(chǎn)單克隆抗體，通常用無血清培養(yǎng)基

D.用巨噬細(xì)胞作為滋養(yǎng)細(xì)胞有利于雜交瘤細(xì)胞克隆培養(yǎng)，還起到清除死亡細(xì)胞的作用

7.農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的T-DNA可以轉(zhuǎn)移并隨機插入到被侵染植物的染色體DNA中。研究者

將下圖中被侵染植物的DNA片段連接成環(huán)，并以此環(huán)為模板進行PCR,擴增出T-DNA插入

位置兩側(cè)的未知序列，以此可確定T-DNA插入的具體位置。下列相關(guān)敘述錯誤的是

（）

未知序列?引物①T-?NA引物②未知序列

＜，▼/'一一▼Q，

限制御切點引物③引物④限制酶切點

A.PCR技術(shù)依據(jù)的原理是DNA半保留復(fù)制

B.選擇圖中的引物②③組合可擴增出兩側(cè)的未知序列

C.若擴增n次，則共消耗2"'-2個引物

D.常采用瓊脂糖凝膠電泳來鑒定PCR的產(chǎn)物

8.（多選）轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對棉鈴蟲（棉花主要害蟲）有較好的防治作用。為了提高轉(zhuǎn)基因

抗蟲棉的持久性，在轉(zhuǎn)基因抗蟲棉田周圍種植一定面積的非轉(zhuǎn)基因棉，或?qū)⑥D(zhuǎn)基因抗蟲棉

與玉米、豌豆等其他棉鈴蟲寄主作物混作，均可為棉鈴蟲提供天然的庇護所。下列相關(guān)敘

述正確的是（）

A.轉(zhuǎn)基因抗蟲棉田周圍種植非轉(zhuǎn)基因棉，不能降低棉鈴蟲抗性基因的突變率

B.我國長江流域棉區(qū)全部棉鈴蟲的抗性基因構(gòu)成了該種群的基因庫

C.混作可提高轉(zhuǎn)基因棉的抗蟲持久性，體現(xiàn)了生物多樣性的重要價值

D.為棉鈴蟲提供庇護所，可使棉鈴蟲種群抗性基因頻率上升速率變緩

二、非選擇題

9.金黃色葡萄球菌是食源性致病菌，隨著抗生素的大量使用，金黃色葡萄球菌的耐藥性越

來越強，給臨床治療帶來了極大的困難。已知金黃色葡萄球菌的耐鹽性高，并能夠利用甘

露糖醇產(chǎn)酸，從而使澳麝香草酚藍(lán)溶液變黃。某興趣小組對生鮮肉中金黃色葡萄球菌進行

了分離、鑒定，過程如下圖所示。

3

生鮮肉

(1)培養(yǎng)基的營養(yǎng)物質(zhì)一般都含有等。高鹽平板2能夠鑒定金黃色葡萄球

菌，則該平板與高鹽平板1相比，還需添加一并選取____________色的菌株

進行保存或進一步實驗。

(2)高鹽平板2的接種方法是,用此方法計數(shù)時，所得的菌落數(shù)比活菌數(shù)目

偏少，原因是。

(3)抑菌圈是指利用待測藥物在瓊脂平板中的擴散，使其周圍的細(xì)菌生長受到抑制而形成

的透明圈。為檢測金黃色葡萄球菌的抗藥性，將浸有不同抗生素且大小相同的紙片分別貼

附在涂有金黃色葡萄球菌的平板上，培養(yǎng)一段時間后，結(jié)果如圖所示。

①頭抱理林力「②頭抱曲松

④氧氟沙星一L③諾氟沙星

由圖可知，該菌對抗生素(填序號)的抗性最強。如果隔一段時間后在抑菌圈

中又長出少許菌落，分析其原因可能有(至少寫出兩種)。

10.圖1表示利用基因工程制備某種病毒單克隆抗體的操作流程，過程①的mRNA序列為

5'-AUCUAUGCGCUCAUCAG...(中間省略3n個核甘酸序列).....CGCAGCAAUGAGUAGCG-3'?圖

2表示遺傳信息傳遞過程中發(fā)生堿基配對的部分片段示意圖。請回答下列問題：

■ULA

GC

■二

AT

二AT

GC二

二CG

?

(1)圖1中，過程①所用的mRNA只能從病毒感染者的細(xì)胞中提取。過程②需要

4

的酶是。在重組質(zhì)粒中，目的基因兩側(cè)必須具有的核甘酸序

列，以保證目的基因在受體細(xì)胞中成功表達。過程①?⑦中（不考慮③過程），需要依賴于

生物膜的結(jié)構(gòu)特點而完成的是。

（2）圖1中的mRNA堿基總數(shù)是（34+3n）,其中A+U占全部堿基的比例為40%,則以一

個目的基因為模板，經(jīng)PCR擴增三次循環(huán)，在此過程中消耗的胞喀咤脫氧核甘酸數(shù)目是

（請用計算式表達）。

（3）科研人員發(fā)現(xiàn)，某次制備獲得的單克隆抗體氨基酸數(shù)目比mRNA正常編碼的氨基酸數(shù)

少了2個。檢測發(fā)現(xiàn)，目的基因在復(fù)制過程中有一對堿基發(fā)生了替換，該對堿基對應(yīng)于

mRNA的上述已知序列中，則目的基因中發(fā)生了替換的堿基對是（請將轉(zhuǎn)錄模

板鏈堿基寫在前面，已知起始密碼子是AUG,終止密碼子是UAA、UAG、UGA）?

（4）圖2所示物質(zhì)徹底水解，可獲得種不同的小分子物質(zhì)。

5

答案與解析

例1.【答案】(1)I、PstIEcoRKPstKSmaIEcoRV

(2)磷酸二酯鍵

(3)自我復(fù)制一至多個限制酶切位點用含有該抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細(xì)胞，能

夠存活的即為含有質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞

(4)位于基因首端的一段特殊DNA序列，是RNA聚合酶識別及結(jié)合的部位，能驅(qū)動轉(zhuǎn)錄過

程

【解析】(1)限制酶EcoRI和尸stI切割形成的是黏性末端，限制酶SmaI和EcoRV切

割形成的是平末端，DNA連接酶來源于大腸桿菌，只能將雙鏈DNA片段互補的黏性

末端之間的磷酸二酯鍵連接起來，而"DNA連接酶來源于T4噬菌體，可用于連接黏性末端

和平末端，但連接效率較低。因此圖中EcoRI和PstI切割后的DNA片段(黏性末端)可

以用￡coliDNA連接酶連接，除了這兩種限制酶切割的DNA片段，限制酶SmaI和EcoR

V切割后的DNA片段(平末端)也可以用T4DNA連接酶連接。

(2)DNA連接酶將兩個DNA片段連接形成磷酸二酯鍵。

(3)質(zhì)粒是小型環(huán)狀的DNA分子，常作為基因表達的載體，質(zhì)粒上應(yīng)含有復(fù)制原點，以保

證質(zhì)粒能在受體細(xì)胞中自我復(fù)制。質(zhì)粒DNA分子上應(yīng)有一個至多個限制性核酸內(nèi)切醐的酶

切位點，便于目的基因的導(dǎo)入。質(zhì)粒上的標(biāo)記基因是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基

因，具體做法是用含有該抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細(xì)胞，能夠存活的即為含有質(zhì)粒載體的

宿主細(xì)胞。

(4)啟動子是一段具有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識別和結(jié)

合的部位，有了它才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,最終獲得需要的蛋白質(zhì)。

1.【答案】B

【解析】A.加葡萄汁入容器應(yīng)該留有1/3的空間，A錯誤；B.發(fā)酵過程有氣體產(chǎn)生，應(yīng)

定期松蓋或者設(shè)置排氣口，防止發(fā)酵容器爆裂，B正確；C.發(fā)酵后期，發(fā)酵液pH下降，

但不能加入食用堿性物質(zhì)進行調(diào)整，影響果酒品質(zhì)，C錯誤；D.發(fā)酵液逐漸變紅色，但不

能加熱，否則影響果酒品質(zhì)，D錯誤。故選B。

6

2.【答案】B

【解析】A.由題干信息可知，該實驗的目的是從土壤中篩選獲得產(chǎn)量高的產(chǎn)脂肪酶菌株，

故采集土壤樣品的器具需要滅菌，而土壤稀釋液不能滅菌，否則高溫會殺死目的菌株，A

錯誤；B.固體培養(yǎng)基中添加橄欖油，以橄欖油作為唯一碳源篩選出能產(chǎn)生出脂肪酶的菌

株，通過透明圈的大小初篩產(chǎn)量高的產(chǎn)脂肪酶菌株，透明圈大的，說明脂肪酶產(chǎn)量高，B

正確；C.劃線法接種土壤稀釋液于固體培養(yǎng)基中，可以分離菌株，但不能用于統(tǒng)計菌落

數(shù)，用于菌落計算的接種方法是稀釋涂布平板法，C錯誤：I）.利用液體培養(yǎng)基進一步擴大

培養(yǎng)高產(chǎn)脂肪酶菌株，固體培養(yǎng)基能夠起到篩選、分離的作用，D錯誤。故選B。

3.【答案】A

【解析】A.培養(yǎng)基中應(yīng)加入適量蔗糖，不能加入大量的蔗糖，否則會發(fā)生質(zhì)壁分離甚至導(dǎo)

致細(xì)胞死亡，A錯誤；B.植物細(xì)胞壁的主要成分為纖維素和果膠，所以懸浮培養(yǎng)時，可以

利用果膠酶（酶的專一性）處理將植物細(xì)胞分散開，B正確；C.誘導(dǎo)外植體脫分化獲得愈

傷組織的過程通常需要一定比例的生長素和細(xì)胞分裂素來調(diào)節(jié)，C正確；D.植物次生代謝

產(chǎn)物是由植物次生代謝產(chǎn)生的一類非必需的小分子有機化合物，其產(chǎn)生和分布通常有種

屬、器官、組織以及生長發(fā)育時期的特異性，D正確。故選A。

4.【答案】A

【解析】A.幼齡動物的皮膚組織中的細(xì)胞分化程度較低，分裂能力較強，因此應(yīng)選擇成熟

動物的皮膚組織進行動物細(xì)胞培養(yǎng)，A正確；B.動物細(xì)胞間質(zhì)的成分主要是蛋白質(zhì)，因此

甲過程需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，B錯誤；C.乙過程是原代培養(yǎng)，原代培養(yǎng)也會

出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象，C錯誤；D.貼滿瓶壁的細(xì)胞需要重新用胰蛋白酶等處理，然后分瓶繼

續(xù)培養(yǎng)，讓細(xì)胞繼續(xù)增殖，這樣的培養(yǎng)過程通常被稱為傳代培養(yǎng)，丙過程是傳代培養(yǎng)，細(xì)

胞不再貼壁生長，D錯誤。故選A。

5.【答案】B

【解析】A.蛋白質(zhì)工程是在分子水平上通過基因修飾或基因合成來完成的，是在基因工程

的基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程，A正確；B.蛋白質(zhì)工程的途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

開始，設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推測應(yīng)有的氨基酸序列，找到相對應(yīng)的脫氧核甘酸序列，

是在分子水平上通過基因修飾或基因合成來完成的，B錯誤；C.蛋白質(zhì)工程的最終目的是

改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的需求，C正確；D.蛋白質(zhì)工程可以通過

改造酶的結(jié)構(gòu)，有目的地提高酶的熱穩(wěn)定性，如在T4溶菌酶中引入二硫鍵提高了它的熱穩(wěn)

定性，D正確。故選B。

7

6.【答案】D

【解析】A.一般來說，同一物種的受體動物對于具有外來抗原性質(zhì)的胚胎并沒有免疫排斥

反應(yīng)，故胚胎移植須在同一物種動物之間進行，A正確；B.胚胎分割可成倍增加胚胎數(shù)

量，能提高胚胎利用率，分割的胚胎或細(xì)胞可以直接移植給受體，或在體外培養(yǎng)到囊胚階

段，B正確；C.雜交瘤細(xì)胞無血清培養(yǎng)基是化學(xué)成分明確、使用中不需添加血清的培養(yǎng)

基，用于雜交瘤細(xì)胞的培養(yǎng)，以獲取特定的單克隆抗體，使用雜交瘤細(xì)胞無血清培養(yǎng)基可

簡化后期蛋白純化的環(huán)節(jié)，獲得高表達量的單克隆抗體，C正確；I).巨噬細(xì)胞具有殺死和

清除腫瘤細(xì)胞的能力，因而不能用巨噬細(xì)胞作為滋養(yǎng)細(xì)胞培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞，D錯誤。故選

Do

7.【答案】B

【解析】A.PCR擴增技術(shù)依據(jù)的原理是DNA的半保留復(fù)制，A正確；B.DNA的兩條鏈反向

平行，子鏈從引物的3'端開始延伸，利用圖中的引物①④組合可擴增出兩側(cè)的未知序列，

B錯誤；C.若擴增n次，可得到20個DNA分子，有2田條鏈，除去初始的DNA兩條模板

鏈，則共消耗2"+i—2個引物，C正確；D.常采用瓊脂糖凝膠電泳來鑒定PCR的產(chǎn)物，D正

確。故選B。

8.【答案】ACD

【解析】A.基因突變頻率與環(huán)境并沒有直接關(guān)系，環(huán)境只是對基因突變的結(jié)果進行選擇，

因此在轉(zhuǎn)基因棉田周圍種植非抗蟲棉，不能降低棉鈴蟲抗性基因的突變率，A正確；B.基

因庫是指一個種群全部個體的所有基因，我國長江流域棉區(qū)全部棉鈴蟲的抗性基因不能構(gòu)

成該種群的基因庫，B錯誤；C.采用將轉(zhuǎn)基因抗蟲棉與高粱和玉米等其他棉鈴蟲寄主作物

混作的方式，可以使敏感型個體存活，同時具有抗毒蛋白的棉鈴蟲生存空間變小，提高了

抗蟲棉的抗蟲持久性，保護了環(huán)境，同時也具有經(jīng)濟價值，所以體現(xiàn)了物種多樣性的直接

和間接價值，C正確；D.混作使具有抗毒蛋白和敏感型個體都得以生存，由于二者之間存

在種內(nèi)斗爭，因此會使棉鈴蟲種群抗性基因頻率增速放緩，D正確。故選ACD。

9.【答案】(1)水、無機鹽、氮源、碳源甘露糖醇和澳麝香草酚藍(lán)溶液黃

(2)稀釋涂布平板法當(dāng)兩個或多個細(xì)胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落

(3)④該菌產(chǎn)生了抗性突變；落入了雜菌；抗生素失效

【解析】(1)培養(yǎng)基的營養(yǎng)物質(zhì)一般都含有水、無機鹽、氮源、碳源；結(jié)合題意“金黃色

葡萄球菌的耐鹽性高，并能夠利用甘露糖醇產(chǎn)酸，從而使濱麝香草酚藍(lán)溶液變黃”可知，

高鹽平板2能夠鑒定金黃色葡萄球菌，該平板屬于鑒定培養(yǎng)基，故應(yīng)添加甘露糖醇和濱糜

8

香草酚藍(lán)溶液；在該培養(yǎng)基上金黃色葡萄糖球菌可以利用甘露糖醇產(chǎn)酸從而使浪麝香草酚

藍(lán)溶液變黃，故應(yīng)選取黃色的菌株進行保存或進一步實驗。

(2)據(jù)圖可知，高鹽平板2上的菌落均勻分布，該接種方法是稀釋涂布平板法；稀釋涂布

平板法計數(shù)時，當(dāng)兩個或多個細(xì)胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落，故用此方

法計數(shù)時，所得的菌落數(shù)比活菌數(shù)目偏少。

(3)據(jù)圖可知，接種頭抱嘎林的培養(yǎng)基中的抑菌圈最大，即表明頭抱哇林對大腸桿菌的抑

菌效果最強，而④氧氟沙星的抑菌圈最小，說明該菌對其抗性最強；如果隔一段時間后在

抑菌圈中又長出少許菌落，則原因有該菌產(chǎn)生了抗性突變，落入了雜菌或抗生素失效。

10.【答案】(1)漿限制酶和DNA連接酶啟動子和終止子⑦

(2)4.2X(34+3n)

(3)G-C(或G/C)

(4)8

【解析】分析題圖，圖中①為逆