生物技術(shù)專升本2025年重點(diǎn)題型專項(xiàng)訓(xùn)練試卷（含答案）考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.基因重組2.細(xì)胞工程3.發(fā)酵工程4.PCR技術(shù)5.生物信息學(xué)二、填空題（每空1分，共20分）1.生物大分子的基本組成單位分別是________、________、________和________。2.DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型由________和________于1953年提出。3.細(xì)胞膜的主要成分是________、________和________。4.細(xì)菌細(xì)胞中，DNA主要存在于________中，部分病毒則其遺傳物質(zhì)是________。5.酶促反應(yīng)的特點(diǎn)包括高效性、________、________和特異性。6.光合作用的光反應(yīng)階段發(fā)生在葉綠體的________上，主要產(chǎn)物是________和[H]。7.中心法則描述了遺傳信息在細(xì)胞內(nèi)傳遞的方向，主要包括DNA→RNA→________和RNA→DNA兩個(gè)過程。8.主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸?shù)母緟^(qū)別在于是否需要________的直接參與。9.微生物的培養(yǎng)通常需要提供適宜的________、________、pH值和________。10.植物組織培養(yǎng)技術(shù)主要包括________培養(yǎng)和________培養(yǎng)。三、簡答題（每小題5分，共30分）1.簡述酶的變性與復(fù)性的條件及關(guān)系。2.簡述真核細(xì)胞有絲分裂過程的主要階段及其特點(diǎn)。3.簡述基因工程的四個(gè)基本步驟。4.簡述細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型的主要內(nèi)容。5.簡述影響微生物生長的因素有哪些。6.簡述植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的主要步驟及難點(diǎn)。四、論述題（每小題10分，共20分）1.論述PCR技術(shù)的基本原理及其在生物技術(shù)中的應(yīng)用。2.論述發(fā)酵工程在生物制品生產(chǎn)中的重要作用，并簡述其基本流程。五、計(jì)算題（共15分）1.某酶的比活為200單位/毫克蛋白，取該酶液0.5毫升，加入反應(yīng)體系中，反應(yīng)體積為1升。若測得反應(yīng)速率為0.2微摩爾/分鐘，請計(jì)算該酶液的蛋白濃度（假設(shè)酶液和反應(yīng)體系中蛋白濃度相同，酶促反應(yīng)符合米氏方程，且Vmax足夠大，忽略副反應(yīng)）。已知該酶的米氏常數(shù)（Km）為0.1毫摩爾/升。六、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析題（共20分）1.設(shè)想一種利用基因工程方法提高植物抗鹽堿能力的策略，請簡述其基本設(shè)計(jì)思路，包括目的基因的選擇、載體構(gòu)建、轉(zhuǎn)化方法的選擇以及篩選抗性植株的方案。---試卷答案一、名詞解釋1.基因重組：指不同來源的DNA分子通過酶促反應(yīng)連接在一起，形成新的DNA分子的過程。2.細(xì)胞工程：指在細(xì)胞水平上，運(yùn)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的方法，通過離體培養(yǎng)、細(xì)胞融合、核移植等技術(shù)，改變細(xì)胞遺傳特性或獲取細(xì)胞產(chǎn)品的技術(shù)。3.發(fā)酵工程：指利用微生物（或動(dòng)植物細(xì)胞）的特定代謝功能，通過提供適宜條件，在可控的發(fā)酵罐等生物反應(yīng)器中，大規(guī)模生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物（如抗生素、酶、有機(jī)酸、酒精等）或獲得優(yōu)良細(xì)胞變異株的技術(shù)。4.PCR技術(shù)：聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PolymeraseChainReaction）的簡稱，是一種在體外快速、特異性地?cái)U(kuò)增特定DNA片段的技術(shù)。5.生物信息學(xué)：是一門交叉學(xué)科，運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，獲取、存儲(chǔ)、分析和管理生物信息（如基因組、蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)），以揭示生命活動(dòng)規(guī)律和解決生物學(xué)問題的學(xué)科。二、填空題1.氨基酸；核苷酸；核苷；糖2.赫爾希；查爾岡3.脂質(zhì)；蛋白質(zhì)；糖類4.擬核；DNA5.高效性；專一性；溫和性6.類囊體膜；ATP；[H]7.蛋白質(zhì)8.能量9.溫度；濕度；氧氣10.愈傷組織；懸浮三、簡答題1.酶變性是指酶在物理或化學(xué)因素（如高溫、強(qiáng)酸強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑等）作用下，其空間結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)致活性喪失的過程。變性的本質(zhì)是空間結(jié)構(gòu)改變，一級(jí)結(jié)構(gòu)（氨基酸序列）通常不變。酶復(fù)性是指在某些條件下（如降低溫度、改變?nèi)軇┉h(huán)境），變性酶的空間結(jié)構(gòu)部分或完全恢復(fù)到天然狀態(tài)，酶活性得以恢復(fù)的過程。變性與復(fù)性是可逆的，但并非所有變性的酶都能完全復(fù)性。2.真核細(xì)胞有絲分裂過程的主要階段及其特點(diǎn)：*間期：細(xì)胞進(jìn)行生長，DNA復(fù)制，為分裂做準(zhǔn)備。此期可細(xì)分為G1期（細(xì)胞生長、合成蛋白質(zhì)和RNA）、S期（DNA復(fù)制）、G2期（繼續(xù)生長、合成蛋白質(zhì)和準(zhǔn)備分裂所需物質(zhì)）。*前期：核膜、核仁逐漸解體消失，染色質(zhì)濃縮成可見的染色體，紡錘體開始形成。*中期：染色體排列在細(xì)胞中央的赤道板上，形態(tài)固定、數(shù)目清晰。紡錘絲與染色體著絲點(diǎn)連接。*后期：著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分開成為獨(dú)立的子染色體，在紡錘絲牽引下向細(xì)胞兩極移動(dòng)。*末期：染色體到達(dá)兩極，開始解螺旋變?yōu)槿旧|(zhì)，紡錘體消失，核膜、核仁重新形成，細(xì)胞質(zhì)分裂（動(dòng)物細(xì)胞為胞質(zhì)分裂，植物細(xì)胞為細(xì)胞板形成），形成兩個(gè)子細(xì)胞。3.基因工程的基本步驟：*目的基因的獲?。和ㄟ^PCR擴(kuò)增、化學(xué)合成或從基因文庫中獲取所需的基因片段。*載體的構(gòu)建：選擇合適的載體（如質(zhì)粒、噬菌體、病毒），將目的基因插入到載體中，同時(shí)可能加入篩選標(biāo)記基因，構(gòu)建成重組載體。*實(shí)施轉(zhuǎn)化/轉(zhuǎn)染：將重組載體導(dǎo)入宿主細(xì)胞（如細(xì)菌、酵母、動(dòng)植物細(xì)胞）中。*篩選和鑒定：通過抗生素抗性、顏色反應(yīng)等篩選標(biāo)記，選出成功導(dǎo)入了重組載體的轉(zhuǎn)化子細(xì)胞；進(jìn)一步通過分子生物學(xué)方法（如PCR、核酸雜交、測序）鑒定目的基因是否正確插入和表達(dá)。4.細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型的主要內(nèi)容：*細(xì)胞膜的基本骨架是磷脂雙分子層，具有流動(dòng)性。磷脂分子頭部親水，尾部疏水，排列成連續(xù)的雙層。*蛋白質(zhì)分子鑲嵌在磷脂雙分子層中，有的鑲嵌在磷脂雙分子層的表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層內(nèi)部，有的甚至貫穿整個(gè)雙層。蛋白質(zhì)的種類、數(shù)量和分布是不均勻的。*細(xì)胞膜的外表面通常有糖蛋白和糖脂，形成糖萼，與細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞粘著等功能有關(guān)。*整個(gè)模型強(qiáng)調(diào)了細(xì)胞膜的流動(dòng)性（脂質(zhì)和蛋白質(zhì)都能在一定范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)）和蛋白質(zhì)在膜結(jié)構(gòu)和功能中的關(guān)鍵作用。5.影響微生物生長的因素主要有：*無機(jī)營養(yǎng)鹽：如氮源、磷源、硫源、鉀源、鎂源、鐵源等。*有機(jī)營養(yǎng)物：如碳源、生長因子（維生素、氨基酸等）。*水分：是生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，影響物質(zhì)溶解和運(yùn)輸。*溫度：影響酶活性和代謝速率，有最適、最適下限和最適上限。*pH值：影響酶的構(gòu)象和活性，以及細(xì)胞膜的通透性。*氧氣：好氧微生物需要氧氣進(jìn)行有氧呼吸，厭氧微生物在有氧條件下受到抑制。*滲透壓：影響細(xì)胞內(nèi)外水分的流動(dòng)和細(xì)胞膨壓。*輻射：紫外線、X射線等可損傷DNA。*化學(xué)因子：如抗生素、重金屬鹽等。6.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的主要步驟及難點(diǎn)：*主要步驟：1.原生質(zhì)體制備：通過酶解（纖維素酶、果膠酶）或物理方法（研磨、滲透壓變化）去除植物細(xì)胞壁，獲得具有活力的原生質(zhì)體。2.原生質(zhì)體融合：采用電融合、聚乙二醇（PEG）誘導(dǎo)法、激光融合等方法使不同來源的原生質(zhì)體結(jié)合成雜種原生質(zhì)體。3.雜種細(xì)胞再生植株：將雜種原生質(zhì)體培養(yǎng)在合適的培養(yǎng)基上，誘導(dǎo)其分裂、再生細(xì)胞壁，最終形成雜種植株。*主要難點(diǎn)：*原生質(zhì)體分離困難：植物細(xì)胞壁堅(jiān)韌，分離原生質(zhì)體需要高效的酶解條件或能量投入。*原生質(zhì)體融合效率低：自然狀態(tài)下融合概率極低，需要優(yōu)化融合方法和條件。*雜種細(xì)胞存活率低：融合后形成的雜種原生質(zhì)體可能因遺傳不兼容、代謝失衡等原因難以存活和再生。*異種雜交不親和：不同物種間可能存在生殖隔離，導(dǎo)致雜交失敗或后代高度不育。*雜種后代的性狀分離和遺傳穩(wěn)定性問題。四、論述題1.PCR技術(shù)的基本原理是利用一對特異性引物，在DNA聚合酶的作用下，通過變性-退火-延伸的循環(huán)過程，選擇性擴(kuò)增目標(biāo)DNA片段。*基本原理：1.變性（Denaturation）：在高溫（通常95℃）條件下，DNA雙鏈氫鍵斷裂，解旋成兩條單鏈DNA。2.退火（Annealing）：降低溫度（通常50-65℃），引物與兩條單鏈DNA上互補(bǔ)的目標(biāo)序列結(jié)合（退火）。3.延伸（Extension）：在適宜溫度（通常72℃）和DNA聚合酶（如Taq酶）存在下，以單鏈DNA為模板，以引物為起始點(diǎn)，合成與模板互補(bǔ)的新DNA鏈。*循環(huán)進(jìn)行：上述三個(gè)步驟為一個(gè)循環(huán)。每完成一個(gè)循環(huán)，目標(biāo)DNA片段的數(shù)量大約增加一倍。經(jīng)過幾十個(gè)循環(huán)，目標(biāo)DNA片段的數(shù)量可以增加數(shù)百萬倍，達(dá)到可檢測的水平。*在生物技術(shù)中的應(yīng)用：*疾病診斷：快速檢測病原體（細(xì)菌、病毒、真菌）的核酸，進(jìn)行基因診斷（如遺傳病篩查、腫瘤標(biāo)志物檢測）。*法醫(yī)鑒定：通過分析DNA指紋進(jìn)行個(gè)體識(shí)別、親子鑒定。*基因測序：作為PCR-測序等技術(shù)的核心步驟，獲取DNA序列信息。*基因克?。河糜跀U(kuò)增目的基因片段，以便進(jìn)行后續(xù)的克隆和表達(dá)。*基因突變分析：檢測基因的點(diǎn)突變、插入、缺失等。*古生物學(xué)：擴(kuò)增古老樣本（如骨骼、毛發(fā)）中的DNA片段。*基因工程研究：用于基因擴(kuò)增、載體構(gòu)建等。2.發(fā)酵工程在生物制品生產(chǎn)中具有重要作用，其基本流程通常包括以下環(huán)節(jié)：*培養(yǎng)基的配制與滅菌：根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物和微生物（或細(xì)胞）的營養(yǎng)需求，設(shè)計(jì)并配制合適的培養(yǎng)基，包括碳源、氮源、無機(jī)鹽、生長因子等。然后對培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備進(jìn)行徹底滅菌，防止雜菌污染。*菌種選育與保藏：篩選或改良能夠高效生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物的微生物（或細(xì)胞）菌株，并進(jìn)行分離、純化和保藏。*發(fā)酵接種：將處于對數(shù)生長期的、優(yōu)良的菌種或細(xì)胞，按一定比例接種到已滅菌的培養(yǎng)基（發(fā)酵罐）中，開始發(fā)酵過程。*發(fā)酵過程控制：在發(fā)酵過程中，對溫度、pH值、溶氧、攪拌、通氣、補(bǔ)料等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和精確控制，為微生物（或細(xì)胞）提供最佳的生長和代謝條件，以最大化目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)量。*目標(biāo)產(chǎn)物分離與純化：發(fā)酵結(jié)束后，通過固液分離（如離心、過濾）、萃取、沉淀、層析、結(jié)晶等方法，將目標(biāo)產(chǎn)物從發(fā)酵液（或培養(yǎng)液）中分離出來，并去除雜質(zhì)，得到純度符合要求的最終產(chǎn)品。*產(chǎn)品后處理與包裝：對純化后的產(chǎn)品進(jìn)行濃縮、干燥、制劑（如制成片劑、注射劑）、檢驗(yàn)等后處理步驟，最后進(jìn)行包裝和儲(chǔ)存。*發(fā)酵工程的重要作用體現(xiàn)在：能夠?qū)崿F(xiàn)生物轉(zhuǎn)化過程的大規(guī)模、工業(yè)化、高效率生產(chǎn)，是生產(chǎn)抗生素、氨基酸、酶制劑、有機(jī)酸、疫苗、生物農(nóng)藥、生物能源（如乙醇）等多種重要生物制品的主要手段。它利用微生物或細(xì)胞的生物催化能力，代替或補(bǔ)充傳統(tǒng)的化學(xué)合成方法，具有環(huán)境友好、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。五、計(jì)算題1.解：已知酶的比活V_m/[E]_0=200單位/毫克蛋白。其中V_m為酶促反應(yīng)速率，[E]_0為酶的總蛋白濃度。反應(yīng)體系中酶液體積V_e=0.5毫升，反應(yīng)總體積V_t=1升=1000毫升。酶促反應(yīng)速率V=0.2微摩爾/分鐘=0.2x10^-6摩爾/分鐘=2x10^-7摩爾/分鐘=2x10^-4毫摩爾/分鐘。根據(jù)比活定義，V_m=200單位/毫克蛋白=200微摩爾/分鐘/毫克蛋白。酶液中的酶蛋白濃度[E]_0=V_m/(V_m/[E]_0)=200微摩爾/分鐘/