大題沖關(guān)-練核“芯”4-生物技術(shù)與工程大題

核“芯”4生物技術(shù)與工程大題(時(shí)間：15分鐘)1.(2022·鎮(zhèn)海中學(xué)高三模擬)(一)天津獨(dú)流老醋歷史悠久、獨(dú)具風(fēng)味，其生產(chǎn)工藝流程如下圖：(1)糖化階段是在________和溫度較高的條件下進(jìn)行的，這一過程可由酒曲中的黑曲霉來完成，下列適于黑曲霉擴(kuò)大培養(yǎng)的培養(yǎng)基是________(A.LB培養(yǎng)基B.尿素固體培養(yǎng)基C.MS培養(yǎng)基D.添加蔗糖的豆芽汁培養(yǎng)基)。(2)酒精發(fā)酵時(shí)，進(jìn)行定期攪拌，其原因主要是____________________________________________________________________。發(fā)酵完畢后過濾除去濾渣，并用手?jǐn)D壓濾渣的目的是________________。(3)醋酸發(fā)酵時(shí)，發(fā)酵設(shè)備的控制系統(tǒng)需感應(yīng)________________(填兩個(gè))等理化性質(zhì)的變化，以監(jiān)測發(fā)酵進(jìn)程。與固定化酶相比，固定化醋桿菌需________(填兩個(gè))等條件。(4)發(fā)酵后的殘?jiān)枰獪缇蟛拍芊胖糜诶?，這屬于垃圾的________處理。(二)研究發(fā)現(xiàn)人溶菌酶(hLZ)是天然抗生素替代品?？茖W(xué)家培育出轉(zhuǎn)人溶菌酶基因山羊，以大規(guī)模生產(chǎn)人溶菌酶(從乳汁中提取)，過程如圖所示。其中編號①～⑨表示過程；質(zhì)粒S中的基因Leu通過控制相關(guān)酶的合成而控制亮氨酸的合成(亮氨酸是山羊細(xì)胞維持生命活動(dòng)必不可少的一種必需氨基酸)，基因GFP控制合成綠色熒光蛋白。四種限制性核酸內(nèi)切酶的識別序列及切割位點(diǎn)見下表。請回答下列問題：限制酶BamHⅠBglⅡHindⅢXbaⅠ識別序列和切割位點(diǎn)G↓GATCCA↓GATCTA↓AGCTTT↓CTAGA(1)過程②需要的限制酶是________。在③中，B與切割后的質(zhì)粒S用DNA連接酶連接，在兩個(gè)片段相鄰處形成________，獲得重組質(zhì)粒T。(2)為成功篩選出含重組質(zhì)粒T的成纖維細(xì)胞。質(zhì)粒S中用作標(biāo)記基因的是________。為達(dá)到篩選目的，培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分中特殊之處是________。若用PCR檢測目的基因是否成功導(dǎo)入受體細(xì)胞中，實(shí)驗(yàn)組以待測的樣本DNA為模板，使用目的基因的特異性引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增，同時(shí)將以目的基因片段為模板的組別作為陽性對照組，將以________為模板的組別作為陰性對照組。答案(一)(1)有氧D(2)讓酵母菌與原料充分接觸，提高原料利用率獲得盡可能多的酒(3)pH、溫度、滲透壓氧氣、營養(yǎng)物質(zhì)(4)無害化(二)(1)BamHⅠ、HindⅢ磷酸二酯鍵(2)基因Leu、基因GFP不含有亮氨酸非目的基因片段解析(一)(1)黑曲霉為需氧型真菌，淀粉在黑曲霉等的作用下糖化為葡萄糖，“細(xì)菌喜葷，霉菌喜素”，常用添加蔗糖的豆芽汁培養(yǎng)基進(jìn)行黑曲霉的擴(kuò)大培養(yǎng)。(2)酒精發(fā)酵時(shí)，進(jìn)行定期攪拌，可以讓酵母菌與原料充分接觸，以提高原料利用率。發(fā)酵完畢后過濾除去濾渣，并用手?jǐn)D壓濾渣，以獲得更多的酒。(3)醋酸發(fā)酵時(shí)，發(fā)酵設(shè)備的控制系統(tǒng)需感知pH、溫度、滲透壓等理化性質(zhì)的變化，以監(jiān)測發(fā)酵進(jìn)程。(4)發(fā)酵后的殘?jiān)枰獪缇蟛拍芊胖糜诶?，這屬于垃圾的無害化處理。(二)(1)過程②是利用限制酶切割目的基因，根據(jù)B兩側(cè)的堿基序列，可推知所用的限制酶為BamHⅠ和HindⅢ。在③中，DNA連接酶連接黏性末端形成磷酸二酯鍵，以構(gòu)建重組質(zhì)粒T。(2)質(zhì)粒S中用作標(biāo)記基因的是基因Leu、基因GFP。為成功篩選含重組質(zhì)粒T的成纖維細(xì)胞，培養(yǎng)基中應(yīng)不含亮氨酸，若用PCR檢測目的基因是否成功導(dǎo)入受體細(xì)胞中，實(shí)驗(yàn)組用以待測的樣本DNA為模板。使用目的基因的特異性引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增，同時(shí)將以目的基因片段為模板的組別作為陽性對照組，將以非目的基因片段為模板的組別作為陰性對照組。2.(2022·精誠聯(lián)盟適應(yīng)性)回答下列(一)、(二)小題：(一)下圖1是草莓酒制作的步驟，圖2是發(fā)酵罐?；卮鹣铝袉栴}：圖1圖2(1)步驟①的操作是________。步驟②的操作是加入菌種酵母菌液，為實(shí)現(xiàn)可反復(fù)使用，更經(jīng)濟(jì)、更利于工廠化生產(chǎn)，最好的做法是________。(2)圖2中進(jìn)氣口的作用是________。出氣口是排氣的，為防止雜菌和浮塵的污染，需要改進(jìn)的是________。(3)在酸性條件下，酒精可以與________反應(yīng)產(chǎn)生灰綠色物質(zhì)，以此可以通過一定的方法進(jìn)行不同發(fā)酵時(shí)期酒精濃度的測定。(二)干細(xì)胞研究在生物科學(xué)基礎(chǔ)研究中具有極為重要的作用，并且具有廣闊的應(yīng)用前景。為了研究S基因(控制減數(shù)分裂)、W物質(zhì)(激活S基因)在體外誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞(ESC)分化成精子的過程中是否起作用，研究人員用雄雞的ESC做了如下實(shí)驗(yàn)。請回答下列問題：eq\x(\a\al(抽取ESC,懸液提取,基因組DNA))eq\o(→,\s\up7(①))eq\x(\a\al(雄雞,ESC))eq\o(→,\s\up7(②))eq\x(\a\al(轉(zhuǎn)入S基,因的雄雞,ESC))eq\o(→,\s\up7(③))eq\x(檢測)(1)胚胎干細(xì)胞(ESC)具有的特點(diǎn)是________。ESC相當(dāng)于胚胎發(fā)育的________期細(xì)胞。(2)①過程主要是進(jìn)行________________________________________________。②過程構(gòu)建含有S基因的表達(dá)載體，用到的工具有________________________。將其導(dǎo)入受體細(xì)胞時(shí)常用________________法。(3)過程③是加入________的培養(yǎng)基培養(yǎng)，利用核酸分子雜交方法檢測是否有________。答案(一)(1)對草莓進(jìn)行清洗(消毒)加入固定化的酵母菌(2)在草莓酒制作前期通入氧氣，以便于酵母菌進(jìn)行需(有)氧呼吸大量繁殖出氣口玻璃管改為彎管(3)重鉻酸鉀(二)(1)未分化或具有發(fā)育的全能性或二倍體染色體組型(答一點(diǎn)即可)囊胚(2)性別鑒定限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶和載體顯微注射(3)W物質(zhì)S基因的mRNA解析(一)(1)草莓酒的制作是在無氧條件下，以酵母菌為主要菌種將有機(jī)物分解為酒精的過程。在這個(gè)過程中，酵母菌進(jìn)行厭(無)氧呼吸，將葡萄糖分解為酒精，并釋放二氧化碳。整個(gè)的操作過程主要是挑選草莓→沖洗→榨汁→裝瓶→加入酵母菌→發(fā)酵→放氣。步驟①是對草莓進(jìn)行清洗，步驟②為加入菌種酵母菌液，最好是加入固定化酵母菌，這樣做的好處是可以重復(fù)使用，且與產(chǎn)物易分離。(2)圖中進(jìn)氣口的作用是在草莓酒制作前期通入氧氣，以便于酵母菌進(jìn)行需(有)氧呼吸大量繁殖；出氣口是排氣的，為防止雜菌和浮塵的污染，常連接彎管。(3)酸性條件下，酒精能與重鉻酸鉀反應(yīng)產(chǎn)生灰綠色物質(zhì)。(二)(1)胚胎干細(xì)胞是一種未分化細(xì)胞，具有發(fā)育的全能性和二倍體染色體組型。(2)根據(jù)題干信息，S基因(控制減數(shù)分裂)、W物質(zhì)(激活S基因)可能在體外誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞(ESC)分化成精子的過程中起作用，故①過程主要是進(jìn)行性別鑒定，②過程構(gòu)建含有S基因的表達(dá)載體，用到的工具有限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶和載體。向動(dòng)物細(xì)胞中導(dǎo)入重組DNA分子常用顯微注射法。(3)過程③主要是通過培養(yǎng)看S基因是否有發(fā)生作用，需要加入W物質(zhì)的培養(yǎng)基培養(yǎng)，若是通過核酸分子雜交方法檢測，則可以檢測是否有S基因的mRNA。3.(2022·諸暨市高三適應(yīng)性考試)回答下列(一)、(二)小題。(一)早在幾千年前，人們就開始進(jìn)行酒、醋、泡菜等發(fā)酵制品的生產(chǎn)，并積累了許多關(guān)于發(fā)酵的經(jīng)驗(yàn)?；卮鹣铝信c發(fā)酵生產(chǎn)有關(guān)的問題：(1)用果汁制作果酒時(shí)，加入一定比例蔗糖的目的是________。但該過程又不能加入過多的蔗糖，主要原因是________________________。發(fā)酵開始時(shí)，微生物的需(有)氧呼吸會使發(fā)酵瓶內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓，原因可能是________________________。在發(fā)酵過程中，當(dāng)出現(xiàn)________的現(xiàn)象時(shí)，即表示發(fā)酵完畢。(2)某實(shí)驗(yàn)小組稱取10g發(fā)生脹袋的泡菜樣品，轉(zhuǎn)入90mL無菌水中，制備成樣品樣液，經(jīng)________操作后，獲得細(xì)胞密度不同的菌懸液。取0.1mL菌懸液涂布在培養(yǎng)基上，其中樣液經(jīng)100倍稀釋的菌懸液培養(yǎng)后平均長出了35個(gè)菌落，則每克樣品中約含微生物的數(shù)量是________個(gè)。(二)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)；電泳是將待測樣品放在光滑的凝膠薄膜上，并加上直流電場，利用分子帶電荷不同分離和分析氨基酸和多核苷酸片段等有機(jī)物的技術(shù)。請回答有關(guān)這兩項(xiàng)技術(shù)的原理及應(yīng)用問題。(1)PCR與體內(nèi)DNA復(fù)制相比，其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是復(fù)制次數(shù)不受________次數(shù)的限制，可在短時(shí)間里大量復(fù)制DNA。(2)電泳技術(shù)原理：在同一電場下，由于帶電粒子________以及本身________、形狀不同而產(chǎn)生不同的遷移方向或速度，從而實(shí)現(xiàn)樣品的分離。(3)下圖為應(yīng)用電泳方法和原理對核酸進(jìn)行分析示意圖：圖中結(jié)果顯示，核苷酸數(shù)量多的DNA片段，遷移速度________。如果選擇性斷開的位置是堿基T，那么在電泳帶上被分離的顯示位置應(yīng)有________處。(4)應(yīng)用上述原理分析了某種未知序列核酸的一條單鏈，結(jié)果如圖所示，此結(jié)果說明，該鏈含________個(gè)核苷酸，其中A∶T∶G∶C＝________。答案(一)(1)提高糖和酒精含量加入過多的蔗糖會使酵母菌失水死亡需(有)氧呼吸消耗O2產(chǎn)生的CO2部分溶于水停止產(chǎn)生氣泡(2)梯度(系列)稀釋3.5×105(二)(1)細(xì)胞分裂(2)所帶電荷大小(3)小5(4)175∶4∶5∶3解析(一)(1)蔗糖可水解成葡萄糖和果糖，用果汁制作果酒時(shí)，加入一定比例蔗糖的目的是提高糖和酒精含量，同時(shí)為了防止過多的蔗糖使溶液的濃度增大，造成酵母菌失水過多死亡，不能加入過多的蔗糖。發(fā)酵開始時(shí)，裝置中含有氧氣，微生物的需(有)氧呼吸消耗O2，產(chǎn)生的CO2部分溶于水，因此微生物的需(有)氧呼吸會使發(fā)酵瓶內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓。果酒發(fā)酵利用的是酵母菌進(jìn)行厭(無)氧呼吸產(chǎn)生酒精和氣體二氧化碳，當(dāng)出現(xiàn)停止產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象，即意味著酵母菌停止產(chǎn)生酒精，則表示發(fā)酵完畢。(2)稱取10g樣品，轉(zhuǎn)入90mL無菌水中，制備成菌懸液(該過程中已經(jīng)稀釋了10倍)，經(jīng)梯度(系列)稀釋后，獲得細(xì)胞密度不同的菌懸液。取0.1mL菌懸液涂布在培養(yǎng)基上，其中100倍稀釋的菌懸液培養(yǎng)后平均長出了35個(gè)酵母菌菌落，則該樣本中每克樣品中約含微生物數(shù)為35×100×10÷0.1＝3.5×105個(gè)。(二)(1)PCR是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)，與體內(nèi)DNA復(fù)制相比，其復(fù)制次數(shù)不受細(xì)胞分裂次數(shù)的限制，故可在短時(shí)間里大量復(fù)制DNA。(2)電泳是指在同一電場下，由于帶電粒子所帶電荷以及本身大小、形狀不同而產(chǎn)生不同的遷移方向或速度，從而實(shí)現(xiàn)樣品的分離。(3)結(jié)合DNA片段中的核苷酸數(shù)量(其中DNA片段④中的核苷酸數(shù)量最多)以及泳動(dòng)方向可知，核苷酸數(shù)量多的DNA片段，遷移速度小。由圖可知，被分析的材料屬于一條DNA單鏈，該DNA單鏈含有5個(gè)堿基T，則若選擇性斷開的位置是堿基T，那么隨機(jī)出現(xiàn)的被標(biāo)記片段應(yīng)有5種，由于5種片段的長度不同，則在電泳帶上被分離的顯示位置應(yīng)有5處。(4)根據(jù)電泳結(jié)果，可知該單鏈堿基有4T、5A、5G、3C，共17個(gè)堿基，即17個(gè)核苷酸，其中A∶T∶G∶C＝5∶4∶5∶3。4.(2022·東陽市高三模擬)回答(一)(二)有關(guān)問題：(一)回答下列與酵母菌及釀酒有關(guān)的問題：(1)為了獲取更多高產(chǎn)酒精酵母菌的單菌落，對分離或誘變后的酵母菌懸液利用________法進(jìn)行分離再用接種環(huán)挑取優(yōu)良菌種進(jìn)行________。(2)發(fā)酵過程可通過測定酵母菌數(shù)量、酒精濃度或________等監(jiān)控酒精發(fā)酵情況，其中酵母菌數(shù)量可用稀釋涂布平板法或________法進(jìn)行計(jì)數(shù)。(3)酒精發(fā)酵結(jié)束后，用細(xì)口瓶對果酒進(jìn)行后續(xù)貯藏，此時(shí)為了防止醋桿菌污染，加入瓶中“酒液”的量應(yīng)為________(A.注滿B.2/3C.1/3D.無特殊要求)，以保證果酒的品質(zhì)。(二)辣椒素作為一種生物堿廣泛用于食品保健、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域。辣椒素的獲得途徑如圖所示?；卮鹩嘘P(guān)問題：(1)培養(yǎng)前通常需用________對外植體進(jìn)行消毒。(2)要獲得脫毒苗，通常需要選取植物的________作為外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)。(3)為了獲取單細(xì)胞，可以將愈傷組織置于經(jīng)________處理的較高滲透壓的果膠酶液中使細(xì)胞分離開來，篩選出高產(chǎn)辣椒素的細(xì)胞。答案(一)(1)稀釋涂布平板(或平板劃線)擴(kuò)大培養(yǎng)(2)發(fā)酵液密度顯微鏡計(jì)數(shù)(3)A(二