生物工程中相關(guān)原理、過程分析1．(原因分析與措施思路類)(2022·全國乙，37節(jié)選)化合物S被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和化工工業(yè)。用菌株C可生產(chǎn)S，S的產(chǎn)量與菌株C培養(yǎng)所利用的碳源關(guān)系密切。為此，某小組通過實驗比較不同碳源對菌體生長和S產(chǎn)量的影響，結(jié)果見表。碳源細胞干重(g/L)S產(chǎn)量(g/L)葡萄糖3.120.15淀粉0.010.00制糖廢液2.300.18回答下列問題：(1)由實驗結(jié)果可知，碳源為淀粉時菌株C不能生長，其原因是_________________。(2)若以制糖廢液作為碳源，為進一步確定生產(chǎn)S的最適碳源濃度，某同學(xué)進行了相關(guān)實驗。請簡要寫出實驗思路：____________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)缺少淀粉酶(2)設(shè)計一系列不同濃度的制糖廢液分別培養(yǎng)菌株C，測定不同濃度制糖廢液中S產(chǎn)量，尋找S產(chǎn)量最大的碳源濃度，確定最適碳源濃度2．(過程表述類)(2021·海南，25節(jié)選)CRISPR/Cas9是一種高效的基因編輯技術(shù)，Cas9基因表達的Cas9蛋白像一把“分子剪刀”，在單鏈向?qū)NA(sgRNA)引導(dǎo)下，切割DNA雙鏈以敲除目標基因或插入新的基因。CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)的工作原理如圖所示。某種蛋白酶可高效降解羽毛中的角蛋白?？蒲腥藛T將該蛋白酶基因插入到CRISPR/Cas9質(zhì)粒中獲得重組質(zhì)粒，隨后將其導(dǎo)入到大腸桿菌細胞，通過基因編輯把該蛋白酶基因插入到基因組DNA中，構(gòu)建得到能大量分泌該蛋白酶的工程菌。據(jù)圖簡述CRISPR/Cas9重組質(zhì)粒在受體細胞內(nèi)，將該蛋白酶基因插入到基因組DNA的編輯過程：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案CRISPR/Cas9重組質(zhì)粒在受體細胞內(nèi)進行轉(zhuǎn)錄和表達，轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物是sgRNA，表達的產(chǎn)物是Cas9蛋白，二者形成復(fù)合體，該復(fù)合體中的sgRNA可識別并與目標DNA序列特異性結(jié)合，從而插入到基因組DNA中3．(原因分析類)(2021·廣東，21節(jié)選)基于菌株H嗜鹽、酸堿耐受能力強等特性，研究人員設(shè)計了一種不需要滅菌的發(fā)酵系統(tǒng)，其培養(yǎng)基鹽濃度設(shè)為60g/L，pH為10，菌株H可正常持續(xù)發(fā)酵60d以上。該系統(tǒng)不需要滅菌的原因是______________________________________________________________________________________________________(答出兩點即可)。答案鹽濃度為60g/L的條件下，其他雜菌因失水過多而死亡；pH為10的條件下，其他雜菌的酶變性失活，生長繁殖受抑制4．(2020·全國Ⅰ，38節(jié)選)為研制抗病毒A的單克隆抗體，某同學(xué)以小鼠甲為實驗材料設(shè)計了以下實驗流程。(1)(原因分析類)上述實驗前必須給小鼠甲注射病毒A，該處理的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)(過程表述類)寫出以小鼠甲的脾臟為材料制備單細胞懸液的主要實驗步驟：____________________________________________________________________________。(3)(闡明原理類)圖中篩選2含多次篩選，篩選所依據(jù)的基本原理是_______________________________________________________________________________________。答案(1)對小鼠進行免疫，誘導(dǎo)小鼠甲產(chǎn)生能夠分泌抗病毒A抗體的B淋巴細胞(2)取小鼠甲脾臟組織剪碎，用胰蛋白酶處理使其分散成單個細胞，加入培養(yǎng)液制成單細胞懸液(3)抗原與抗體的反應(yīng)具有特異性闡明原理類方法突破闡明原理類常見的設(shè)問方式有“理由是……”“機理是……”“原理是……”，主要是根據(jù)課本中的基本知識解釋某種現(xiàn)象或過程進行的理論基礎(chǔ)，有的需要用因果橋的方式在條件(因)和結(jié)果(果)之間建立聯(lián)系(橋)。1．黃曲霉素是由黃曲霉產(chǎn)生的，具有極強的毒性和致癌性。研究人員利用黃曲霉素篩選出能高效降解黃曲霉素的菌株，部分實驗過程如圖所示。(1)研究人員常從霉變的花生、玉米中采樣，原因是____________________________________________________________________________________________________。(2)過程②為選擇培養(yǎng)，常將1號培養(yǎng)基置于搖床上震蕩，其目的是_____________________(答出一點即可)。(3)過程③接種后的培養(yǎng)基不能立即倒置培養(yǎng)的原因是_________________。答案(1)霉變的花生、玉米中含有黃曲霉素，在此環(huán)境下可能含有能降解黃曲霉素的菌株(2)有助于菌株與營養(yǎng)物質(zhì)充分接觸；增加溶氧量(3)防止培養(yǎng)液滴落2．為防止肺癌細胞培養(yǎng)過程中發(fā)生污染，需要加入抗生素；同時還要提供適宜的溫度、pH、O2和CO2等環(huán)境條件。此外，每48h更換一次培養(yǎng)液，目的是_________________________________________________________________________________________。答案提供營養(yǎng)物質(zhì)，清除代謝物，防止細胞代謝物積累對細胞自身造成危害3．從卵巢采集到的卵母細胞經(jīng)成熟培養(yǎng)后進行“去核”處理，去掉卵母細胞細胞核的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。一般利用未受精的去核卵母細胞作為受體細胞，而不用普通的體細胞，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案使克隆動物個體細胞核內(nèi)的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細胞①卵母細胞細胞質(zhì)中含有激發(fā)細胞核全能性表達的物質(zhì)和營養(yǎng)條件；②卵母細胞體積大，易操作4．構(gòu)建基因表達載體時，所用載體應(yīng)具備的條件有__________________________________(答出兩點即可)。若用家蠶作為某基因表達載體的受體細胞，在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中，不選用________________作為載體，其原因是____________________________。答案能自我復(fù)制，具有標記基因，具有一個或多個限制酶切割位點噬菌體噬菌體的宿主細胞是細菌，而不是家蠶5．在用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胫参锛毎倪^程中，一定要將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的________上，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________。答案T－DNA農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的T－DNA(可轉(zhuǎn)移的DNA)可轉(zhuǎn)移到被侵染的細胞，并整合到該細胞的染色體DNA上6．將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌時，一般先用______處理大腸桿菌，其目的是_______________________________________________________________________________。答案Ca2＋使大腸桿菌處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)7．增強子是可增強基因轉(zhuǎn)錄的一小段特殊DNA序列，將其插入胰島素基因的啟動子中可