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(共41张PPT)
模块验收小卷（五）　生物技术与工程
(本栏目对应学生用书P439)
一、选择题：每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。
1.（2025年广东潮州阶段练习）为高效降解农业秸秆废弃物，研究人员从土壤中筛选纤维素分解菌并计数，部分操作流程如图。下列叙述正确的是 （　　）
①土壤取样时，应做到随机取样
②富集培养可采用液体培养基，可充分利用其中的营养物质
③选择培养的培养基应以纤维素为唯一碳源
④进行系列梯度稀释的目的是便于涂布平板后得到单菌落
⑤涂布平板时，将接种环从酒精中取出后，应放在火焰上灼烧防止污染
⑥菌落计数时，统计的菌落数往往比实际数目少
A.①②③④　　　　　B.①③④⑥
C.②③④⑥　　　　　D.②③④⑤
C
【解析】获取土壤中纤维素分解菌时需要选择富含纤维素的环境，如树林中堆积的落叶经长时间发酵分解形成的腐殖土，①错误；富集培养可采用液体培养基，可充分利用其中的营养物质，②正确；分析题意，本实验目的是从土壤中筛选纤维素分解菌并计数，选择培养的培养基应以纤维素为唯一碳源，③正确；进行系列梯度稀释的目的是便于涂布平板后得到单菌落，④正确；将涂布器从酒精中取出时，要让多余的酒精在烧杯中滴尽，然后放在火焰上灼烧，以免引燃酒精，⑤错误；菌落计数时，统计的菌落数往往比实际数目少，这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，⑥正确。综上所述，②③④⑥正确，故选C。
2.（2024年广东广州模拟预测）发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下，其中米曲霉为好氧微生物，可分泌一些酶类将大分子物质分解。下列叙述正确的是 （　　）
A.米曲霉分泌的蛋白酶和脂肪酶，能分解氨基酸、脂肪酸等物质
B.该发酵过程的菌种为米曲霉、乳酸菌、酵母菌等，所需氮源主要来自小麦
C.粮食为米曲霉发酵提供营养物质，此外还需向发酵罐内通入空气并进行搅拌
D.转至发酵池发酵的过程中，需要提供有氧条件，以抑制杂菌污染和繁殖
C
【解析】酶具有专一性，米曲霉分泌的蛋白酶和脂肪酶，能分解蛋白质和脂肪，A错误；该发酵过程的菌种为米曲霉、乳酸菌、酵母菌等，所需氮源主要来自大豆中的蛋白质，B错误；米曲霉代谢类型是异养需氧型，所以粮食为米曲霉发酵提供营养物质，此外还需向发酵罐内通入空气并进行搅拌以增加发酵罐内的氧气，C正确；发酵池内的发酵主要是无氧发酵，所以转至发酵池发酵的过程中，需要提供无氧条件，D错误。
3.（2024年广东深圳一模）三白草和鱼腥草二者因疗效相近且具有叠加效应常被中医用作“药对”，在我国全年可采收两次。研究者欲利用原生质体融合技术将复方的配伍（两种或两种以上药物配合使用）提前到个体生长或生产过程，并实现有效成分的工厂化生产，操作如下图。下列叙述正确的是 （　　）
A.①过程除了使用酶解法外，还可以利用盐酸和酒精1∶1混合配制的解离液来完成
B.②过程通常在等渗的培养液中，采用化学法或物理法诱导原生质体融合
C.④过程需要调节培养基中生长素和细胞分裂素的比例，诱导生芽和生根
D.图中所示的生产流程中体现了细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
B
【解析】植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此过程①三白草和鱼腥草体细胞杂交过程中要利用纤维素酶和果胶酶水解细胞壁获得原生质体，盐酸和酒精1∶1混合配制的解离液会杀死细胞，A错误；过程②通常在等渗培养液中，以维持原生质体的正常形态，可以采用化学法（聚乙二醇融合法）或物理法（离心、振动、电激等）诱导原生质体融合，B正确；④过程是从利用植物组织培养技术获得愈伤组织或细胞中直接提取次级代谢物，不需要诱导生芽和生根，C错误；图中过程②原生质体融合体现了细胞膜的流动性，③过程是利用植物组织培养技术获得愈伤组织或细胞，没有体现植物细胞的全能性，杂种细胞培育成一个完整的新的植物体的过程才体现了植物细胞的全能性，D错误。
4.（2025年广东珠海阶段练习）双抗体夹心法是常用的检测抗原含量的方法，流程如下图所示。其中固相抗体是由固相载体连接后的单克隆抗体。下列叙述正确的是 （　　）
A.将抗原A注射到小鼠体内，可从脾脏中获得相应单克隆抗体
B.检测过程中两种抗体的使用数量均应多于待测抗原的数量
C.采用该法进行检测，反应时间越长，所得的结果越准确
D.反应体系中光信号越强（颜色越深），则抗原A含量越低
B
【解析】将抗原A注射到小鼠体内，可从脾脏中获得相应抗体的B淋巴细胞，A错误；固相载体连接后的单克隆抗体具有特异性，故其使用种类（量）应明显多于待测抗原的数量才能识别并结合更多的抗原，B正确；实验组只要和对照组时间相同，就可以检测光信号，可以不给予足够长的时间，C错误；反应体系中光信号强度（颜色的深浅）可能与抗原A有一定的关系，但不能用它来具体判断抗原A含量的高低，D错误。
5.（2024年广东惠州模拟预测）水牛养殖是中国重要的农业产业之一。与传统繁殖方法相比，家畜胚胎工程技术可以挖掘动物的繁殖潜力，提升家畜种质资源质量。以下叙述错误的是 （　　）
A.取滋养层细胞进行DNA分析、选育优良品种，可以提升水牛种质资源
B.注射促性腺激素促超数排卵和体外受精可以增加水牛胚胎数量
C.胚胎移植使优良母畜免去了冗长的妊娠期，同时需要用免疫抑制剂处理代孕母畜
D.同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质，是动物无性繁殖或克隆的方法之一
C
【解析】从囊胚中取滋养层细胞进行DNA分析、选育优良品种，可以提升水牛种质资源，A正确；用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理，以获得大量卵母细胞，再通过体外受精可以增加水牛胚胎数量，B正确；受体母畜的子宫对于植入的具有抗原性质的胚胎，一般来说，在同一物种之内并不产生排斥现象，因此不需要使用免疫抑制剂处理代孕母畜，C错误；同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质，是动物无性繁殖或克隆的方法之一，D正确。
6.（2024年广东东莞开学考试）2017年我国科学家在国际上首次实现非人灵长类动物的体细胞克隆，如图为培育克隆猴“中中”的流程图。下列叙述正确的是 （　　）
A.重组细胞c的培养基中加入动物血清，可以激发成纤维细胞a的全能性
B.受体动物d要进行同期发情处理，可降低对胚胎的免疫排斥反应
C.克隆猴“中中”e的性状不受卵子b的遗传物质的影响
D.克隆猴用于人类疾病研究和诊治药物研发可以减少
个体差异对实验的干扰
D
【解析】在培养细胞时需在培养基中加入一定量的动物血清，其作用是模拟内环境和补充未知的缺少的营养物质，激发成纤维细胞核全能性的是卵细胞的细胞质中的物质，A错误；受体动物d要进行同期发情处理，目的是为胚胎移入受体提供相同的生理环境，B错误；克隆猴“中中”e的性状受卵子b的遗传物质的影响，C错误；克隆一批遗传背景相同的动物用于人类疾病研究和诊治药物研发可以减少个体差异对实验的干扰，D正确。
7.（2024年重庆九龙坡二模）中国科学家发展了一种可工作于活细胞环境的框架核酸状态智能机（如图），可以在活细胞中实现时序信号调控的CRISPR（基因编辑）系统的分级运输、基因组定位与基因编辑功能。下列说法正确的是 （　　）
A.核仁蛋白不能分布到细胞膜上，参与细胞的识别作用
B.有限状态机与向导RNA结合后，进入细胞的过程不需要消耗能量
C.Cas9（核酸编辑酶：一种蛋白质）/向导RNA复合物能通过核孔进入细胞核
D.向导RNA能够通过碱基互补配对定位到特定的基因位置并切断磷酸二酯键
C
【解析】据图可知，有限状态机与向导RNA结合后，与分布在细胞膜上的核仁蛋白接触，进而进入细胞内，进入细胞的过程是胞吞，胞吞需要消耗能量，A、B错误；核孔是大分子物质进出细胞核的通道，Cas9（核酸编辑酶：一种蛋白质）/向导RNA复合物能通过核孔进入细胞核，C正确；向导RNA能够通过碱基互补配对定位到特定的基因位置，但不能切割磷酸二酯键，D错误。
8.（2024年广东佛山三模）图1表示基因工程中用到的质粒，其中PstⅠ是目的基因插入位点，Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因。图2表示筛选出导入重组质粒的受体菌的方法（四环素和氨苄青霉素在高温下不稳定易失效）。下列说法正确的是 （　　）
A.构建重组DNA分子用到的工具酶有限制酶和质粒
B.图2所用培养基应加入抗生素并调好pH后再灭菌处理
C.图2中利用绒布接种的方法为稀释涂布平板法
D.原板上的甲、乙菌落中，甲菌落是成功导入重组质粒的受体菌
D
【解析】构建重组DNA分子用到的工具酶有限制酶和DNA连接酶，质粒为载体，A错误；由于四环素和氨苄青霉素在高温下不稳定易失效，因此应在灭菌后再加入抗生素，B错误；图2中利用绒布接种的方法为影印法，不改变菌落的位置，C错误；原板上的甲、乙菌落中，甲菌落在含四环素的培养基上能生存，在含氨苄青霉素的培养基上不能生存，说明甲菌落质粒中的氨苄青霉素抗性基因被破坏，由图1可知，重组质粒中的氨苄青霉素抗性基因被破坏，说明甲菌落是成功导入重组质粒的受体菌，D正确。
9.（2024年黑龙江哈尔滨期末）水稻是重要的粮食作物，培育转基因水稻，对创制高产优质新品种意义重大。为检测转基因水稻中的抗除草剂基因d是否会扩散到其他物种导致基因污染，令该转基因水稻与杂草A、B一起种植。取各种植物细胞的DNA经酶切、PCR后进行电泳，结果如图所示。下列有关说法错误的是 （　　）
注：A1、B1为对应植株的子一代。
A.由图可知，转基因水稻中的抗除草剂基因d通过基因交流转移到了杂草B1中
B.抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草，从而产生“超级杂草”
C.电泳时，点样孔位于乙侧，电泳条带迁移的速度与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象有关
D.为避免培育过程中的基因污染，可将外源a-淀粉酶基因与目的基因一起转入水稻中
C
【解析】结合图示可知，杂草A和B中不含有基因d，而B1细胞中出现基因d，所以基因d通过基因交流转移到了杂草B1中，A正确；抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草，使杂草成为用除草剂除不掉的“超级杂草”，B正确；小型的DNA移动速度要比大型DNA快，在电泳图上，小型的DNA距离电泳点样孔最远，因此点样孔位于甲侧，电泳条带迁移的速度与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象有关，C错误；将α-淀粉酶基因与抗除草剂基因导入细胞核的同一DNA分子后，α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，从而可以防止转基因花粉的传播。D正确。
二、非选择题：本题有3个小题。
10.（2024年青海海东二模）绥阳空心面、岐山挂面、中江挂面等是具有显著地方特色的发酵空心面。与普通生鲜面条相比，发酵空心面具有久煮不烂、细嫩滑爽、易于消化的特点，深受人们喜爱。空心面的制作工艺流程如图所示，回答下列问题：
（1）乳酸菌和酵母菌的新陈代谢类型　　 　（填“相同”或“不同”）。从上述流程分析，空心面在干燥过程中逐渐形成“空心”，这主要与　　　菌呼吸作用生成的　　 　有关。
（2）面团类似于实验室中培养微生物的　　　　 　，其包含了乳酸菌和酵母菌生长、繁殖所需的　　　　　　　 　　　　等基本营养物质。三次发酵的温度都保持在30 ℃，这样做的原因是________________________
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。
不同
酵母
CO2
培养基
碳源、氮源、水和无机盐
30 ℃条件下，乳酸菌和
酵母菌的发酵旺盛，有利于空心面的制作
（3）游离氨基酸可使空心面具有甜鲜味，提高面条的感官品质。与普通面条相比，空心面中游离氨基酸的总量较高，推测原因最可能是________
　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 　 。
（4）无须严格灭菌，但空心面制作过程中不会出现发霉、腐败等现象，这可能与乳酸菌和酵母菌发酵使面团形成　　　　　　　　　（答出2点）等环境条件有关。
乳酸菌或
酵母菌在发酵过程中分泌了蛋白酶（和肽酶）等水解酶催化蛋白质水解
低pH和低O2含量
【解析】（1）乳酸菌是厌氧生物，而酵母菌是兼性厌氧生物，两者的新陈代谢类型不同；从图中流程分析，空心面在干燥过程中逐渐形成“空心”，这主要与酵母菌呼吸作用产生CO2有关。（2）面团含有多种营养成分，类似于实验室中培养微生物的培养基；虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源（提供碳元素的物质）、氮源（提供氮元素的物质）和无机盐，故面团包含了乳酸菌和酵母菌生长、繁殖所需的碳源、氮源、水和无机盐；微生物发酵需要适宜的温度，三次发酵的温度都保持在30 ℃，这样做的原因是：30 ℃条件下，乳酸菌和酵母菌的发酵旺盛，有利于空心面的制作。
（3）与普通面条相比，空心面中游离氨基酸的总量较高，推测原因最可能是乳酸菌或酵母菌在发酵过程中分泌了蛋白酶（和肽酶）等水解酶催化蛋白质水解。（4）空心面制作过程中不会出现发霉、腐败等现象，这可能与乳酸菌和酵母菌发酵使面团形成低pH和低O2含量。
11.（2025年宁夏石嘴山开学考试）在农业生产中发现一种广泛使用的除草剂（含氮有机化合物）在土壤中不易降解，长期使用可污染土壤。为修复被该除草剂污染的土壤，可按下图程序选育能降解该除草剂的细菌（已知该除草剂在水中溶解度低，含一定量该除草剂的培养基不透明）。
（1）制备土壤浸出液时，为避免菌体浓度过高，需将浸出液进行稀释处理。现有1 L土壤浸出液，用无菌吸管吸取1 mL样液至盛有9 mL无菌水的试管中，依次稀释103稀释度。各取0.1 mL已稀释103倍的水样分别接种到三个培养基上培养，记录的菌落数分别为55、56、57，则每升原土壤浸出液中的菌株数为　　　　　　　　。
（2）接种技术的核心是　　　　　　　　 　　　　　　，________
　　 是研究和应用微生物的前提。只有很少菌落出现，大部分细菌在此培养基上不能生长的主要原因是____________________________
　　　 　或有氧条件抑制了这些细菌的生长。
5.6×108
防止杂菌污染，保证培养物的纯度
稀释获
得单个菌落
培养基中缺少这些细菌可利用
的氮源
（3）在培养基上形成的菌落中，无透明带菌落利用的氮源主要是　　　，有透明带菌落利用的氮源主要是　　　　　　， 据此可筛选出目的菌。实验结果如图显示的A~E五种菌株中，　　　　 是最理想菌株。
氮气
该除草剂
E
【解析】（1）图中稀释的倍数是103，三个菌落的平均数=（55+56+57）÷3=56，则每毫升原土壤浸出液中的菌株数=56÷0.1×103=5.6×105个，所以每升土壤浸出液中的菌株数=5.6×105×103=5.6×108个。（2）接种技术的核心是无菌操作，防止杂菌污染，保证培养物的纯度。在实验室培养微生物的，稀释获得单个菌落是研究和应用微生物的前提。在以该除草剂作为唯一氮源的培养基上，不能降解该除草剂的大部分细菌是不能生长的，因此大部分细菌在此培养基上不能生长的主要原因是培养基中缺少这些细菌可利用的氮源或有氧条件抑制了这些细菌的生长。
（3）由于含该除草剂的培养基不透明，被菌落分解后可产生透明圈，无透明圈说明除草剂未被分解，菌落利用的氮源就只能是空气中的氮气；而出现透明圈说明除草剂被分解，菌落是分解该除草剂的细菌繁殖产生的，氮源是该除草剂；E透明圈（或透明圈与菌落的比值）最大，说明其降解除草剂的能力最强，是最理想菌株。
12.（2025年广东梅州开学考试）半乳糖醇可作为新型甜味剂应用于糖果、面包等食品工业。酿酒酵母长期用于食品加工业，具有很强的食品安全性与大规模发酵能力。为构建酿酒酵母工程菌株生产半乳糖醇，回答下列问题：
（1）为将木糖还原酶基因（如图甲）准确连接至pRS313质粒（如图乙）内，需在引物1、2的5'端分别加上限制酶B、A的识别位点，经PCR扩增得到木糖还原酶基因。对目的基因和pRS313质粒进行限制酶B、A双酶切处理，目的是______________________________________________________
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。经酶切后的目的基因和质粒经DNA连接酶连接得到　　　　　　 　。
（注：氨苄青霉素作用于细菌的细胞壁，抑制细菌细胞壁的合成）
防止目的基因和质粒反向连接（或确保目的基因和质粒正向
连接），防止目的基因和质粒的自身环化
重组质粒（表达载体）
（2）将重组质粒导入　　　　 　（填“酿酒酵母”或“大肠杆菌”）中，采用　　　　 　法将菌液接种至含有氨苄青霉素的LB平板进行筛选。挑取单菌落进行DNA测序，测序验证正确后，利用质粒提取试剂盒提取重组质粒。
（3）将重组质粒导入酿酒酵母时，需利用醋酸锂-Tris-EDTA和缓冲液-PEG共同处理酿酒酵母，其中EDTA的作用是抑制DNA酶的活性，防止
　　　　　　　　　。
大肠杆菌
稀释涂布平板
导入细胞的重组质粒被破坏（被降解）
（4）取各重组菌株制成等浓度的菌液，等量接种到含等量D-半乳糖的培养基中，发酵12 h后立即离心并分离沉淀和上清液以终止发酵。测定上清液中半乳糖醇的含量，比较各重组菌株单位时间内半乳糖醇的产量，结果表明导入黑曲霉木糖还原酶基因anxr的pRS313-anxr工程菌株是优势菌株。这属于对　　　　　　　（填“基因”、“基因表达产物”或“个体性状”）的检测，检测时需以　　　　　　 　　　　　菌株作为阴性对照。
个体性状
非转基因的酿酒酵母
（5）pRS313-anxr工程菌株中D-半乳糖的代谢途径如图丙，为进一步提高D-半乳糖转化为半乳糖醇的效率；研究者对工程菌中的半乳糖激酶基因进行　　　 　，通过DNA测序筛选成功改造的菌株。据图分析，除木糖还原酶和半乳糖激酶外，限制半乳糖醇产量的因素还有________________
　　　　　　　　 　　 （答出2点即可）。
敲除（去除）
NADPH的含量，
D-半乳糖的转运（吸收）速率
【解析】（1）对目的基因和pRS313质粒进行限制酶B、A双酶切处理，目的是防止目的基因和质粒反向连接，防止目的基因和质粒的自身环化。经酶切后的目的基因和质粒经DNA连接酶连接得到重组质粒。（2）重组质粒导入大肠杆菌中进行扩增，采用稀释涂布平板法进行接种，筛选成功导入重组质粒的大肠杆菌。（3）EDTA可以抑制DNA酶的活性，防止导入细胞的重组质粒被破坏。（4）基因表达产物是木糖还原酶，该酶能将D-半乳糖转化为半乳糖醇，因此检测半乳糖醇的产量属于对个体性状的检测，需要以非转基因的酿酒酵母菌株作为阴性对照。（5）由图可知D-半乳糖在半乳糖激酶的催化下会转化为其他物质，降低半乳糖醇的产量，因此对工程菌的半乳糖激酶基因要进行敲除。由图可知，除了酶，限制半乳糖醇产量的因素有NADPH的含量，D-半乳糖的转运速率。

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