專題12生物技術與工程（非選擇題）——2025屆高考生物學模塊考前搶分練【新高考版】1.研究深海獨特的生態(tài)環(huán)境對于開發(fā)海洋資源具有重要意義。近期在“科學號”考察船對中國南?？瓶贾?，中國科學家采集了某海域1146米深海冷泉附近沉積物樣品，分離、鑒定得到新的微生物菌株并進一步研究了其生物學特性?；卮鹣铝袉栴}：(1)研究者先制備富集培養(yǎng)基，然后采用________________法滅菌，冷卻后再接入沉積物樣品，28℃厭氧培養(yǎng)一段時間后，獲得了含擬桿菌的混合培養(yǎng)物，為了獲得純種培養(yǎng)物，除了稀釋涂布平板法，還可采用________________法。據(jù)圖分析，擬桿菌新菌株在以________________為碳源時生長狀況最好。(2)研究發(fā)現(xiàn)，將采集的樣品置于各種培養(yǎng)基中培養(yǎng)，仍有很多微生物不能被分離篩選出來，推測其原因可能是________________。（答一點即可）(3)藻類細胞解體后的難降解多糖物質(zhì)，通常會聚集形成碎屑沉降到深海底部。從生態(tài)系統(tǒng)組成成分的角度考慮，擬桿菌對深海生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的作用可能是________________。(4)深海冷泉環(huán)境特殊，推測此環(huán)境下生存的擬桿菌所分泌的各種多糖降解酶，除具有酶的一般共性外，其特性可能還有________________。2.青梅果肉營養(yǎng)豐富，成熟的青梅果實易腐爛，不易運輸保存。進行青梅果酒研究，既可提高青梅資源利用率，又可提高產(chǎn)品附加值。圖1為制作青梅果酒的簡易裝置圖；由于青梅果肉含糖量低，往往在青梅果漿中加入白砂糖后再進行釀制，圖2為在青梅果漿中添加白砂糖對酒精度和果酒感官評分的影響（感官評分越高，果酒的品質(zhì)越高）。請回答下列問題。

(1)傳統(tǒng)發(fā)酵是利用天然微生物的代謝活動制造或生產(chǎn)某些產(chǎn)品例如果酒、果醋、泡菜等，泡菜制作需要的主要微生物是_______________，代謝類型是_______________。(2)圖1裝置進行青梅酒發(fā)酵產(chǎn)生酒精時，應保證充氣口_______________（填“打開”或“關閉”）。在發(fā)酵過程中，一般將溫度控制在_______________，發(fā)酵的_______________（至少答出2點）條件會抑制雜菌的生長。若發(fā)酵時間過長，產(chǎn)酒率不再增加，但會增加被雜菌污染的風險，若被醋酸菌污染，_______________（填“會”或“不會”）發(fā)酵產(chǎn)生醋酸。(3)家庭釀造青梅酒時不需要添加酵母菌菌種，菌種來源是_______________。在酸性條件下，用_______________檢測有無酒精的產(chǎn)生。(4)從圖2可看出，青梅果酒釀制時果漿中初始糖濃度為_______________%時效果最佳，在此濃度之后，果酒酒精度隨初始糖濃度的增加而下降，原因是______________。3.Ⅰ.疫苗的研制和快速準確的檢測技術是應對新冠病毒感染的有力措施?；卮鹣铝袉栴}：（1）腺病毒是研制疫苗的常用載體，圖1是構(gòu)建含新型冠狀病毒S蛋白（抗原）基因的重組腺病毒表達載體示意圖。①以病毒作為基因工程的載體，其優(yōu)點是可以利用______的特點，將目的基因?qū)胧荏w細胞。圖1中構(gòu)建的腺病毒表達載體需含有S蛋白基因、標記基因、______等組件。②圖1中四種限制酶的切割位點和識別序列如表所示，構(gòu)建腺病毒表達載體時需使用限制酶______和______切割腺病毒基因和新型冠狀病毒的S蛋白基因，選用這兩種限制酶切割的主要原因是_____（答出1點即可）。限制酶NcoⅠSphⅠNheⅠBamHⅠ識別序列和切割位點（2）臨床上常采用RT-PCR技術，對受測者咽拭子取樣后進行新型冠狀病毒核酸檢測。RT-PCR是指以病毒的RNA為模板合成cDNA，并對cDNA進行PCR擴增的過程。在此過程中，需要用TaqDNA聚合酶和_____酶，其中PCR過程需要的原料是_____。Ⅱ.為了定量測定樣品中病毒核酸，常采用實時熒光PCR擴增技術，該技術擴增目的基因時，需額外添加熒光標記探針（每個目的基因結(jié)合1分子探針）。當探針完整時，不產(chǎn)生熒光，當探針被酶水解時，R與Q分離，可檢測到R發(fā)出的熒光，如圖2所示。（3）若樣本中含有目的基因，引物、探針與目的基因通過形成______鍵特異性結(jié)合。據(jù)圖2分析，探針的水解發(fā)生在PCR過程的______階段。（4）在實時熒光PCR技術中，Ct值的含義是每個反應管內(nèi)的熒光信號達到設定的閾值時所經(jīng)歷的循環(huán)數(shù)。據(jù)此分析，當樣本中初始模板越多，Ct值就______。（5）若每分子探針水解釋放的R基團熒光強度為a，加入模板DNA數(shù)為b，則反應體系中熒光信號強度（Rn）與擴增次數(shù)（n）之間的關系為Rn=______。4.下圖為篩選，制備單克隆抗體的示意圖，①~⑤代表相關過程，a~g代表相關細胞。請回答下列問題：（1）由圖可看出，單克隆抗體制備過程運用的動物細胞工程技術有_____（寫出2個）。過程①是給小鼠注射S蛋白，其日的是_____,過程②的促融方法有_____（寫出一種）。（2）圖中過程③④為兩次篩選過程，過程③是指把c細胞群稀釋放在_____培養(yǎng)基的多孔培養(yǎng)皿中培養(yǎng)，只有_____能夠存活且增殖，因此，細胞集落為單個存活細胞的克隆。過程④是用_____方法經(jīng)多次篩選得到能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細胞群。（3）已知細胞合成DNA有D和S兩條途徑，其中D途徑能被氨基蝶呤阻斷。小鼠的B淋巴細胞中有這兩種DNA的合成途徑，但一般不分裂。小鼠的骨髓瘤細胞中盡管沒有S途徑，但能不斷分裂。若將小鼠的這兩種細胞在含氨基蝶呤的試管中混合后促融，則試管中細胞的種類數(shù)和能增殖的細胞種類數(shù)分別是（不考慮三個及以上細胞融合）_____（填“3和1”“5和1”或“3和3”）5.豬的內(nèi)臟器官有眾多優(yōu)點，有望解決醫(yī)學上人類供體器官不足的問題。然而心臟移植過程中會發(fā)生缺血再灌注損傷(1RI),可能導致心臟壞死。研究發(fā)現(xiàn),IRI通過促進Caspase8等一系列凋亡基因的表達，導致細胞凋亡最終引起器官損傷。根據(jù)Caspase8基因的部分序列制成反義基因，可以抑制Caspase8基因的表達，有效抑制IRI所致的器官損傷。如圖是利用轉(zhuǎn)基因了技術制備轉(zhuǎn)基因克隆豬心臟的過程。(1)pCMV質(zhì)粒作為基因工程載體的條件有_________(答出2點即可)，①過程中將Caspase8基因序列與pCMV質(zhì)粒反向連接制成反義基因，該過程需要的工具有_________。(2)構(gòu)建基因表達載體時還需導入DNA序列A,推測該DNA序列A的作用可能是_________。(3)③過程涉及將胚胎干細胞誘導分化為心臟,其中獲取胚胎干細胞需要_________技術，此過程需要提供一定量的CO2，其作用是_________。(4)根據(jù)題圖過程制備的轉(zhuǎn)基因克隆豬心臟在移植后仍有部分心臟壞死,假定構(gòu)建的表達載體均成功，豬的受精卵也都正常轉(zhuǎn)入外源基因，且轉(zhuǎn)基因?qū)ωi心臟未產(chǎn)生任何有害影響，則可能的原因是_____。6.隨著生物科學技術的發(fā)展，動物的繁殖方式變得越來越多樣化。如圖是胚胎工程技術研究及應用的相關情況，供體1是良種荷斯坦高產(chǎn)奶牛，供體2是健康的黃牛。請據(jù)圖回答下列問題：（1）應用1中，細胞B的獲取需對供體2注射_______；使用核移植技術獲得重組細胞，最終獲得良種小牛，該技術的原理是_______。（2）應用2中，將早期胚胎移入受體牛子宮內(nèi)的技術叫_______，為使受體牛生理狀況更適合完成該操作，要對受體牛進行_______處理，以提高成功率。（3）在應用2、3、4中，將收集的精子放在某種溶液中進行培養(yǎng)，使其獲得受精能力，這一生理現(xiàn)象稱為_______。從母體內(nèi)獲得的卵母細胞需要培養(yǎng)到_______（填時期）才能與精子結(jié)合。受精過程中防止多精入卵的生理反應包括_______反應和_______反應。（4）應用3可解決良種動物快速大量繁殖的問題：通過_______技術獲得二分胚①和②，在分割囊胚階段的胚胎時，要注意將_______均等分割。（5）應用4中，對細胞進行定向誘導，可分化形成各種組織和器官。在胚胎干細胞培養(yǎng)過程中，由于人們對細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)尚未全部研究清楚，因此在使用合成培養(yǎng)基時，通常需要加入_______等一些天然成分。培養(yǎng)過程中除需要適宜的溫度、pH和滲透壓、無菌、無毒等環(huán)境條件以外，在進行細胞培養(yǎng)時，通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶，并將它們置于含有_______的混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)。

答案以及解析1.答案：(1)高壓蒸汽滅菌；平板劃線；纖維素(2)某些微生物只有利用深海冷泉中的特有物質(zhì)才能生存（或需要在深海冷泉的特定環(huán)境中才能存活）(3)擬桿菌作為分解者，將沉降到深海底部的難降解多糖物質(zhì)分解為無機物，歸還到無機環(huán)境中，有利于碳循環(huán)的順利進行(4)耐低溫解析：（1）培養(yǎng)基通常采用高壓蒸汽滅菌法進行滅菌?？梢圆捎孟♂屚坎计桨宸ɑ蚱桨鍎澗€法，將單個微生物分散在固體培養(yǎng)基上，經(jīng)過培養(yǎng)得到單菌落，從而獲得純凈培養(yǎng)物。分析圖12可知，在以纖維素為碳源的培養(yǎng)基中，細胞數(shù)量最多，可推知擬桿菌新菌株在以纖維素為碳源時生長狀況最好。（2）深海冷泉中可能存在某些微生物，只有利用冷泉中的特有物質(zhì)才能生存（或需要在深海冷泉的特定環(huán)境中才能存活），故將采集的樣品置于各種培養(yǎng)基中培養(yǎng)，仍可能有很多微生物不能被分離篩選出來。（3）擬桿菌為異養(yǎng)生物，作為該生態(tài)系統(tǒng)的分解者，能將沉降到深海底部的難降解多糖物質(zhì)分解為無機物，歸還到無機環(huán)境中，有利于碳循環(huán)的順利進行。（4）深海冷泉溫度較低，故生活在其中的擬桿菌所分泌的各種多糖降解酶，應具有耐低溫的特性，才能高效降解多糖，保證擬桿菌的正常生命活動所需。2.答案：(1)乳酸菌；異養(yǎng)厭氧型(2)關閉；18~30℃；無氧、呈酸性、含酒精；不會(3)青梅細胞表面的酵母菌；重鉻酸鉀(4)20%；糖濃度過高導致培養(yǎng)基的滲透壓過高，使酵母菌因失水而數(shù)量減少解析：(1)泡菜制作需要的主要微生物是乳酸菌，其是原核生物，代謝類型是異養(yǎng)厭氧型。(2)圖1裝置進行青梅酒發(fā)酵產(chǎn)生酒精時，需要無氧條件，故應保證充氣口關閉。酒精發(fā)酵的溫度應控制在18~30°C，除此之外，發(fā)酵的無氧、呈酸性、含酒精等條件會抑制雜菌的生長。果酒發(fā)酵后期若被醋酸菌污染，仍不會經(jīng)發(fā)酵產(chǎn)生醋酸，因為酒精發(fā)酵是無氧環(huán)境，而醋酸菌是需氧型生物，醋酸發(fā)酵需要氧氣，且酒精發(fā)酵與醋酸發(fā)酵的溫度不同，果酒制作過程中溫度比果醋制作的溫度低。(3)家庭釀造青梅酒時由于青梅表面含有酵母菌，故不需要額外添加酵母菌菌種，酒精能使酸性重鉻酸鉀由橙色變?yōu)榛揖G色，故可在酸性條件下，用重鉻酸鉀進行檢測。(4)從圖2曲線可看出，當初始糖濃度為20%時，酒精度及果酒感官評分均最高，效果最佳。糖類是主要的能源物質(zhì)，在果汁中加入糖可為酵母菌的生長繁殖提供能源物質(zhì)，另外，糖是發(fā)酵的原料，加入的糖可作為酒精發(fā)酵的原料，所以在初始糖度低于20%時果酒酒精度隨初始糖度的增加而增加，但在此濃度之后，果酒酒精度隨初始糖濃度的增加而下降，糖濃度過高導致培養(yǎng)基的滲透壓過高，使酵母菌因失水而數(shù)量減少。3.答案：（1）①病毒侵染活細胞；啟動子、終止子；②NcoⅠ；BamHⅠ防止目的基因自身環(huán)化及目的基因與載體反向連接（2）逆轉(zhuǎn)錄；四種脫氧核糖核苷酸（3）氫；延伸（4）越?。ɑ蛟降停?）（2n-1）ab解析：（1）①病毒只有寄生于活細胞中才能生活，具有侵染活細胞的特點，據(jù)此可將攜帶的目的基因?qū)胧荏w細胞：基因表達載體包括S蛋白基因（目的基因）、標記基因、啟動子、終止子等組件。②據(jù)圖1可知，S蛋白基因兩端的部分序列中含有序列，故可選擇BamHⅠ和NcoⅠ兩種限制酶進行切割：基因工程中雙酶切的目的是防止目的基因自身環(huán)化及目的基因與載體反向連接。（2）分析題意可知，RT-PCR是指以病毒的RNA為模板合成cDNA，并對cDNA進行PCR擴增的過程。該過程從RNA到cDNA屬于逆轉(zhuǎn)錄，需要逆轉(zhuǎn)錄酶，之后cDNA擴增需要TaqDNA聚合酶；PCR是一項體外擴增目的基因的技術，該過程所需的原料是四種脫氧核糖核苷酸。（3）引物、探針與目的基因之間可以通過形成氫鍵而結(jié)合。PCR技術包括變性、復性、延伸三個過程，據(jù)圖2可知，探針的水解發(fā)生在DNA子鏈延伸的過程中。（4）Ct值的含義是在PCR擴增過程中，每個反應管內(nèi)的熒光信號達到設定的熒光閾值時所經(jīng)歷的擴增循環(huán)數(shù)，故樣本中初始模板越多時，達到設定的熒光閾值時所需經(jīng)歷的擴增循環(huán)數(shù)就越小，Ct值就越低。（5）每次擴增時都會有一半的模板鏈可以與探針結(jié)合，隨后探針水解，發(fā)出熒光，則第n次擴增時有2n-1個探針水解，擴增n次的過程中共有（2n-1）個探針水解。若每分子探針水解釋放的R基團熒光強度為a，加入的模板DNA數(shù)為b，則反應體系中熒光信號強度（Rn）與擴增次數(shù)（n）之間的關系為Rn=（2n-1）ab。4.答案：（1）動物細胞融合、動物細胞培養(yǎng)；刺激小鼠產(chǎn)生能夠分泌抗S蛋白抗體的B淋巴細胞；聚乙二醇融合法、電融合法、滅活病毒誘導法（2）選擇；（B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合形成的）雜交瘤細胞；抗原—抗體雜交（3）5和1解析：（1）單克隆抗體制備過程中運用了動物細胞融合（B細胞和骨髓瘤細胞的融合）、動物細胞培養(yǎng)技術（培養(yǎng)雜交瘤細胞）；過程①給小鼠注射S蛋白，目的是刺激小鼠產(chǎn)生能分泌抗S蛋白抗體的B淋巴細胞：過程②目的是促進B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合，促融方法有聚乙二醇融合法、電融合法和滅活病毒誘導法。（2）過程③是指把C細胞群稀釋，然后在選擇培養(yǎng)基的多孔培養(yǎng)皿中培養(yǎng)（每孔中盡量只接種一個細胞），在該培養(yǎng)基中未融合的細胞和融合的具有同種核的細胞都死亡，只有雜交瘤細胞能存活且增殖：過程④是篩選能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細胞，所用方法是抗原—抗體雜交法。（3）在篩選雜交瘤細胞時，試管中共有5種細胞，分別是未融合的B細胞、B細胞自身融合的細胞、未融合的骨髓瘤細胞、骨髓瘤細胞自身融合的細胞、B細胞和骨髓瘤細胞融合的雜交瘤細胞。小鼠的淋巴細胞中有這兩種DNA的合成途徑，但一般不分裂，因此未融合的B細胞、B細胞自身融合的細胞不能在此培養(yǎng)基上增殖：小鼠的骨髓瘤細胞中盡管沒有S途徑，但能不斷分裂，說明其依靠D途徑增殖，但在此試管中D途徑能被氨基蝶呤阻斷，因此在含氨基蝶呤的試管中未融合的骨髓瘤細胞、骨髓瘤細胞自身融合的細胞也不能增殖：只有B細胞和骨髓瘤細胞融合形成的雜交瘤細胞可以依靠S途徑增殖，故試管中細胞的種類數(shù)和能增殖的細胞種類數(shù)分別是5和1。5.答案：（1）至少具有1個限制酶切割位點；能在細胞中進行自我復制，或整合到受體DNA上隨受體DNA同步復制；對受體細胞無害；限制酶和DNA連接酶（2）抑制抗原決定基因的表達（合理即可）（3）早期胚胎培養(yǎng)；維持培養(yǎng)液的pH（4）部分外源基因未能成功表達解析：（1）基因工程中作為載體至少具有1個限制酶切割位點；能在細胞中進行自我復制，或整合到受體DNA上隨受體DNA同步復制；對受體細胞無害。①過程將Caspase8基因序列反向連接在載體中可制成反義基因，該過程需要限制酶和DNA連接酶。（2）豬心臟在人體內(nèi)會發(fā)生免疫排斥反應，因此推測導入的DNA序列A可能抑制抗原決定基因的表達。（3）由受精卵獲得胚胎干細胞的過程需要早期胚胎培養(yǎng)技術，此過程中需要提供95%