资源描述
第十二单元 生物技术实践
阶段性检测
(时间：45分钟 总分值：90分)
1．(10分)(2022·江西新余第四中学模拟)科学家将人的生长激素基因与pBR322质粒进行重组，得到的重组质粒导入牛的受精卵，使其发育为转基因牛，再通过细胞工程培育为转基因克隆牛。pBR322质粒含有两个抗生素抗性基因和5个限制酶切点(如图2)。将重组质粒导入大肠杆菌，并成功地在大肠杆菌中得以表达。请据图答复以下问题：
(1)图1中显示的人的生长激素基因是通过人工合成的，图中①过程需要的酶是________。该过程所依据的碱基互补配对原那么是_________________________________。
(2)图1中的mRNA是从人体的________细胞中获取的。
(3)重组质粒形成与否需要鉴定和筛选，方法是将重组质粒的DNA分子导入大肠杆菌，通过含抗生素的培养基进行培养，观察大肠杆菌的生长、繁殖情况进行判断，如图3所示：
①如果受体菌在培养基A上能生长、繁殖形成菌落，而不能在培养基B上生长、繁殖，那么使用限制酶a的切点是图2中的________________________，即目的基因插入了________________________中。
②如果受体菌在培养基A上不能生长、繁殖形成菌落，而在培养基B上能生长、繁殖，那么使用限制酶a的切点是图2中的________，即目的基因插入了________________________________________________________________________中。
③如果受体菌在培养基A和培养基B上都能生长、繁殖形成菌落，那么使用限制酶a的切点是图2中的________。
解析：(1)根据图1分析，目的基因是通过mRNA逆转录形成的，需要逆转录酶的催化；RNA中的碱基是A、U、C、G，DNA中的碱基是A、T、C、G，所以碱基配对方式是A→T、U→A、G→C、C→G。(2)根据题意，生长激素基因是目的基因，该基因表达产物由垂体细胞分泌，所以需要从垂体细胞中提取mRNA。(3)①根据题意，受体菌能在含青霉素的培养基上生存，不能在含四环素的培养基上生存，所以限制酶切点位于四环素基因内部，由图可知，是切点3、4、5。②根据题意，受体菌不能在含青霉素的培养基上生存，能在含四环素的培养基上生存，所以限制酶切点位于抗氨苄青霉素基因内部，由图可知，是切点1。③根据题意，受体菌能在含青霉素的培养基上生存，也能在含四环素的培养基上生存，所以这两个基因都没有被破坏，由图可知，是切点2。
答案：(1)逆转录酶 A→T、U→A、G→C、C→G
(2)垂体
(3)①切点3或切点4或切点5 抗四环素基因
②切点1 抗氨苄青霉素基因 ③切点2
2．(8分)(2022·泰安一模)克隆良种猪成功率较低，该现象与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。Bcl2基因是细胞凋亡抑制基因，用PCR技术可检测出该基因的转录水平，进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如以下图，图中a、b、c、d分别代表流程中某过程。请答复以下问题：
(1)图中重组细胞的细胞核来自________细胞。a过程采用的技术手段称做________技术。
(2)b过程所用的培养液与植物组织的培养基从成分上主要区别是前者必须含有________；c过程表示________。
(3)d过程需要________酶的催化。从基因组数据库中查询Bcl2 mRNA的核苷酸序列，以便根据这一序列设计合成2种________________用于PCR扩增，除此以外在PCR反响体系中还应包含的主要成分有扩增缓冲液、水、4种脱氧核苷酸、模板DNA以及________________，PCR扩增过程第一轮循环的模板是________。
解析：(1)图中a过程表示动物体细胞核移植技术，卵母细胞是受体细胞，良种猪的体细胞是供体细胞提供细胞核，形成重组细胞。(2)b过程为动物细胞培养过程，其培养基与植物组织培养的培养基的主要区别是成分不同，其必须含有动物血清。c过程表示胚胎移植过程，将早期胚胎移植到受体子宫。(3)d过程表示逆转录过程，需要逆转录酶的催化。PCR技术中，需要两种不同的引物、4种脱氧核苷酸、模板DNA以及TaqDNA聚合酶；PCR扩增过程第一轮循环的模板是Bcl2 cDNA。
答案：(1)体 体细胞核移植
(2)动物(猪)血清 胚胎移植
(3)逆转录 引物 TaqDNA聚合酶(热稳定DNA聚合酶) Bcl2 cDNA
3．(8分)(2022·广东汕头模拟)青蒿素主要是从青蒿植株的地上局部提取而来，最有效的抗疟药之一，最新研究说明，青蒿素还可用于糖尿病的治疗。研究人员利用基因工程培育出高产的转基因青蒿。答复以下问题：
(1)青蒿的cDNA文库，是以青蒿细胞中提取的________为模板，通过________(方法)建立起来的。青蒿的cDNA文库含有青蒿基因组中的全部基因吗？________。
(2)研究人员从青蒿的cDNA文库中获取了合成青蒿素所需的两种关键酶的基因。在对这两个目的基因分别进行PCR时，向反响体系中参加的物质中，除了模板不同，________也肯定不同。
(3)构建表达载体时，应在两个目的基因的首端和尾端分别安插上________和终止子，使目的基因能够________。构建好的目的基因表达载体一般通过___________________________________法而导入到青蒿细胞中，最终获得转基因植株。
(4)有人另辟蹊径，成功培育出能生产青蒿素的转基因酵母菌。试指出利用转基因酵母菌生产青蒿素的两点优势： ________________________________________________。
解析：(1)cDNA文库是以mRNA为模板，通过反转录的方法建立起来的。cDNA文库属于局部基因文库，其只含有青蒿基因组中的局部基因。(2)采用PCR技术扩增目的基因的条件是：模板DNA、四种脱氧核苷酸、引物、热稳定DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)。因此，对这两个目的基因分别进行PCR时，向反响体系中参加的物质中，除了模板不同，引物也肯定不同。(3)基因表达载体的组成包括启动子、终止子、目的基因和标记基因等，因此构建表达载体时，应在两个目的基因的首端和尾端分别安插上启动子和终止子，使目的基因能够表达，将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法。(4)利用转基因酵母菌生产青蒿素的优势：酵母菌繁殖快、易培养、本钱低，可以工业化生产，生产不受季节、气候、地域限制。
答案：(1)mRNA 反转录 不含有
(2)引物 (3)启动子 转录(或表达) 农杆菌转化
(4)酵母菌繁殖快； 易培养；本钱低；可以工业化生产，生产不受季节、气候、地域限制
4．(9分)
研究说明，HER2/neu是一种原癌基因，它表达的H蛋白在多种恶性肿瘤特别是乳腺癌细胞中过量表达。抗H蛋白单克隆抗体能抑制过量表达H蛋白的乳腺癌细胞的生长，目前已成为有效的生物治疗手段。
(1)选择H蛋白作为单克隆抗体的作用靶点，是因为H蛋白在成年个体的正常组织中________(填“低表达〞或“高表达〞)。H蛋白是一个跨膜蛋白，结构如下图。制备免疫小鼠用的H蛋白(抗原)时，应构建________区基因，转入原核细胞表达并提纯。
(2)将H蛋白注射到小鼠体内，取该小鼠的脾脏细胞与________细胞进行融合，使用的化学诱导剂是________，细胞融合的原理是________________________。
(3)将融合细胞在________培养基中培养，一段时间后培养基中只有杂交瘤细胞生长。将杂交瘤细胞转到多孔培养板上培养，应用抗原抗体杂交技术进行________检测。经屡次筛选，就能得到产生单克隆抗体的杂交瘤细胞。
(4)治疗乳腺癌时，可单独使用抗H蛋白单克隆抗体，也可将该单克隆抗体与抗癌药物结合构建“生物导弹〞，杀死癌细胞。这充分表达了单克隆抗体________的特点。
解析：(1) H蛋白在多种恶性肿瘤中过量表达，在成年个体的正常组织中低表达，因此选择H蛋白作为单克隆抗体的作用靶点。H蛋白的胞外局部可被免疫系统识别，制备免疫小鼠用的H蛋白(抗原)时，应构建胞外区基因，转入原核细胞表达并提纯。
(2)将H蛋白注射到小鼠体内，取该小鼠的脾脏细胞与骨髓瘤细胞进行融合，使用PEG(或聚乙二醇)进行化学诱导融合，细胞融合依赖于细胞膜的流动性。
(3)将融合细胞在选择培养基中培养，可筛选出杂交瘤细胞。将杂交瘤细胞转到多孔培养板上培养，应用抗原抗体杂交技术进行抗体阳性检测。经屡次筛选，就能得到产生单克隆抗体的杂交瘤细胞。
(4)治疗乳腺癌时，使用抗H蛋白单克隆抗体与抗癌药物结合构建“生物导弹〞，定向杀死癌细胞，这充分表达了单克隆抗体特异性强(或识别抗原部位专一)的特点。
答案：(1)低表达 胞外
(2)骨髓瘤 PEG(或聚乙二醇) 细胞膜的流动性
(3)选择 抗体阳性
(4)特异性强(或识别抗原部位专一)
5．(10分)(2022·山东临沂调研)请据图分析答复以下问题：
(1)上图中的胚胎干细胞(ES细胞)可以从________或________中别离获取。
(2)过程Ⅰ是将胚胎干细胞置于经γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞构成的饲养层上，并参加动物血清、抗生素等物质培养，维持细胞不分化的状态。在此过程中，饲养层能提供胚胎干细胞增殖所需的____________________，参加抗生素是为了____________________。该过程对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。
(3)过程Ⅱ是将带有遗传标记的ES细胞注入囊胚的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有________________的特点。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是________。
(4)过程Ⅲ是培育转基因小鼠，将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需构建基因表达载体，目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是
________________________________________________________________________。
(5)过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤中全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时，必须去除小鼠的胸腺，使其存在免疫缺陷，其目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
该过程研究的意义在于解决_____________________________________________________
________________________________________________________________________问题。
(6)该研究中，包含的生物技术有________________________________(至少写出两种)。
解析：(1)胚胎干细胞可以从早期胚胎或原始性腺中别离获取。(2)饲养层细胞可为胚胎干细胞增殖提供所需的营养物质，而参加抗生素可防止杂菌的污染。(3)胚胎干细胞具有发育的全能性。哺乳动物的早期发育过程为受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚。(4)基因工程中最关键的步骤为构建基因表达载体，目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是显微注射法。(5)为解决临床上供体器官缺乏或器官移植后发生免疫排斥等问题，常用转基因动物作为器官移植的供体。为解决免疫排斥问题，在实验时，必须去除小鼠的胸腺，使其不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥。(6)该研究中，包含的生物技术有动物细胞培养、转基因技术、早期胚胎培养、胚胎移植等。
答案：(1)早期胚胎 原始性腺
(2)营养物质 防止杂菌污染
(3)发育的全能性 原肠胚
(4)使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用 显微注射法
(5)去除胸腺后不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥 临床上供体器官缺乏或器官移植后发生免疫排斥等
(6)动物细胞培养、转基因技术、早期胚胎培养、胚胎移植(至少答出两项)
6．(8分)在酿酒、酿醋、制作腐乳、制作酸奶过程中都要涉及各种微生物，请答复以下问题：
(1)酿酒利用的微生物是酵母菌，制作过程中，酵母菌先在有氧条件下大量繁殖，然后再进行酒精发酵。检测酒精的原理是：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反响，变成________色。
(2)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制为________。醋酸发酵时温度一般应控制为________。
(3)在臭豆腐的制备过程中，常用的微生物主要是________等，在此过程中，豆腐相当于微生物生长的________。
(4)民间制作腐乳时，豆腐块上生长微生物，在制作卤汤时一般要加盐、酒，假设参加的酒精浓度(含量)过低，会出现什么现象？_________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)在腌制泡菜的过程中，起主要作用的微生物是乳酸菌，用水封坛的作用是________________________________________________________________________，
欲检测泡菜在腌制过程中产生的亚硝酸盐含量，使用检测试剂后颜色变为________。
解析：(1)酿酒利用的微生物是酵母菌，制作过程中，酵母菌先在有氧条件下大量繁殖，然后再进行酒精发酵。检测酒精的原理是：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反响，变成灰绿色。(2)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制为18～25 ℃。醋酸发酵时温度一般应控制为30～35 ℃。(3)在臭豆腐的制备过程中，常用的微生物主要是毛霉等，在此过程中，豆腐相当于微生物生长的培养基。(4)民间制作腐乳时，豆腐块上生长微生物，在制作卤汤时一般要加盐、酒，假设参加的酒精浓度(含量)过低，缺乏以抑制微生物的生长，导致豆腐腐败变质。(5)在腌制泡菜的过程中，起主要作用的微生物是乳酸菌，用水封坛的作用是制造缺氧环境；欲检测泡菜在腌制过程中产生的亚硝酸盐含量，使用检测试剂后颜色的变化为出现玫瑰红色。
答案：(1)灰绿 (2)18～25 ℃ 30～35 ℃
(3)毛霉 培养基
(4)缺乏以抑制微生物的生长，导致豆腐腐败变质
(5)制造缺氧环境 玫瑰红色
7．(9分)(2022·武昌模拟)“每天喝一点，健康多一点〞，这是“宁夏红〞率先提出的消费理念，将积淀了千百年的枸杞药食文化和中国红文化完美结合起来，更增添了品牌的文化魅力和优势。下面为“宁夏红〞枸杞果酒生产工艺流程简图，据图答复以下问题：
(1)流程中“？〞处的内容依次应为________、________。
(2)制作果酒时，温度应该控制在________，果酒酿造过程中如果果汁灭菌不合格，含有醋酸菌，在酒精发酵旺盛时，醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？说明理由。________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)枸杞果酒制作过程中，接种完成后要先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气，目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)果酒制作是否成功，需发酵后用__________________来鉴定，在____________条件下，该物质与酒精反响呈现________色。
解析：(1)果酒生产的工艺流程为：选料→冲洗→粉碎→灭菌→接种→发酵→过滤→果酒。(2)醋酸菌的最适生长温度为30～35 ℃。如果果汁灭菌不合格，含有醋酸菌，由于果酒发酵旺盛时是无氧环境，且温度为18～25 ℃，不适合醋酸菌生存，故醋酸菌不能将果汁中的糖发酵为醋酸。(3)枸杞果酒制作过程中，接种完成后要先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气，在有氧条件下，使酵母菌迅速繁殖，增加数量，有利于后期发酵。(4)酸性条件下，重铬酸钾与酒精反响呈现灰绿色。
答案：(1)冲洗 过滤
(2)18～25 ℃ 不能。因醋酸菌是好氧型细菌，而果酒发酵是无氧环境(或因醋酸菌需要在有氧且温度是30～35 ℃条件下，才能将糖转化为醋酸，而此时发酵罐中的条件是无氧且温度是18～25 ℃)
(3)使酵母菌迅速繁殖，增加数量
(4)重铬酸钾溶液 酸性 灰绿
8．(9分)某研究小组的同学用所学的微生物的实验室培养的方法进行“变质牛奶中金黄色葡萄球菌的别离和计数实验〞，局部实验处理和结果如下图。(注：培养皿旁的数字代表菌落数目；实验条件适宜；实验操作标准等)请答复相关问题：
(1)在实验室培养微生物，一方面需要为培养的微生物提供适宜的________和________条件；另一方面需要确保无处不在的其他微生物无法混入。
(2)据图，研究小组采用的是________________法别离和计数金黄色葡萄球菌。由样品到4号试管的操作中，第一步，将分别盛有9 mL生理盐水的4支试管________，并编号1～4号；第二步，用移液管从样品中吸取1 mL牛奶，注入1号试管中，充分摇匀；第三步，重复第二步骤操作，以此类推。4号试管的稀释倍数是__________________________。
(3)资料显示，金黄色葡萄球菌有高度的耐盐性，可在10%～15%NaCl肉汤中生长。本实验可配制含10%氯化钠的培养基，使之成为________培养基，以利于金黄色葡萄球菌生长，抑制或阻止其他微生物的生长。
(4)在统计菌落数目时，需按照菌落计数的要求计数，以保证计数结果准确。据图可得出1 mL牛奶样品中金黄色葡萄球菌的活菌数为________。
解析：(1)实验室培养微生物，即要为微生物提供营养和适宜温度等环境条件，还要防止被其他微生物污染。(2)图示所用的别离方法是稀释涂布平板法；图示中每一次稀释都稀释了10倍，因此4号试管的稀释倍数为104倍。(3)含有较高浓度NaCl的培养基属于选择培养基。(4)图示中2号试管和4号试管稀释度下各有2个和1个培养皿，偶然性较大，应以3号试管稀释度的数据进行计算，即(32＋39＋37)÷3÷0.1×103＝3.6×105。
答案：(1)营养 环境
(2)稀释涂布平板 灭菌 104
(3)选择
(4)3.6×105
9．(9分)(2022·湖南衡阳模拟)青蒿素是无色针状晶体，易溶于有机溶剂，不易挥发；而玫瑰精油化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，易挥发。根据生物相关知识，答复以下问题：
(1)从黄花蒿中提取青蒿素时，应采用萃取法，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
并且通常在提取前将黄花蒿茎叶进行________和枯燥，以提高效率；枯燥过程应控制好________和时间，以防止青蒿素分解。
(2)提取过程中宜采用水浴加热以防止燃烧、爆炸；所得液体浓缩前需进行________。
(3)玫瑰精油化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，简便易行的提取方法是水蒸气蒸馏中的____________法，在提取过程中分别参加NaCl(目的是____________________)、Na2SO4；要提高玫瑰精油的产品质量，应采用的措施是________________________。
解析：(1)青蒿素为非挥发性物质，不能随水蒸气蒸馏出，但易溶于有机溶剂，所以从黄花蒿中提取青蒿素时，应采用萃取法；为提高效率，在用萃取法提取青蒿素前，通常将黄花蒿茎叶进行粉碎和枯燥处理；枯燥过程应控制好温度和时间，以防止青蒿素分解。(2)提取过程中所得的液体浓缩前需进行过滤。(3)玫瑰精油化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，常用水蒸气蒸馏中的水中蒸馏法提取；为增加水的比重，使油水分层，可在提取过程中参加NaCl；要提高玫瑰精油的产品质量，应严格控制蒸馏温度，延长蒸馏时间。
答案：(1)青蒿素为非挥发性物质，不能随水蒸气蒸馏出，但易溶于有机溶剂 粉碎 温度
(2)过滤
(3)水中蒸馏 增加水的比重，使油水分层 严格控制蒸馏温度，延长蒸馏时间
10．(10分)(2022·广东惠州模拟)日前微博传言 细菌比马桶多。如图，央视和北京卫视通过实验展示调查结果。答复以下相关问题：
(1)该实验需制备培养基，培养基一般都含有水、碳源、____________。
(2)据图，两电视台均采用________________法接种，该方法需要________(多项选择)。
A．接种环 B．酒精灯 C．移液管 D．涂布器
E．无菌水
(3)通过观察菌落的________，可知 屏幕和马桶按钮都存在多种微生物。两电视台实验操作均正确且完全一致，但报道结果截然不同，你认为原因是：____________________________________。
(4)按图操作取样面积，实验员测定某 屏幕的细菌数量，将10 mL菌悬液进行梯度稀释，分别取0.1 mL稀释倍数为102的样品液接种到三个培养基上，培养一段时间后，统计菌落数分别为48、50、52，那么该 屏幕的细菌数为______________个/平方厘米。该实验对照组该设置为___________________________________________________________。
解析：(1)微生物培养基的成分一般包括水、碳源、氮源和无机盐。(2)根据图形分析，该实验的接种方法为稀释涂布平板法，该方法用到的工具有酒精灯、移液管、涂布器、无菌水等。(3)不同的菌落形态、大小不同，图示两个电视台调查的 屏幕和马桶按钮都有多种形态的菌落，即存在多种微生物。两电视台实验操作均正确且完全一致，但报道结果截然不同，可能是因为 的取样和马桶的取样都不相同。(4)根据提供的数据进行计算，某 屏幕的细菌数＝(48＋50＋52)÷3×102÷0.1×10÷(5×5)＝2×104(个/平方厘米)。
答案：(1)氮源和无机盐
(2)稀释涂布平板 BCDE
(3)形态、大小 的取样和马桶的取样都不相同
(4)2×104 取培养基涂布0.1 mL无菌水进行培养
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
