第3部分專項提升練專項3非選擇題必須夯實的5大命題點5．生物技術與工程1．(2023·江西上饒一模)米酒是以糯米為主要原料，利用微生物發(fā)酵制作的民間傳統(tǒng)食品。在米酒發(fā)酵過程中起主要作用的是甜酒曲中的好氧霉菌、酵母菌和乳酸菌。米酒的生產(chǎn)流程如下：糯米的選擇→淘洗→浸泡→蒸飯→冷卻→拌甜酒曲→發(fā)酵→煮沸→保存。回答下列問題：(1)霉菌產(chǎn)生的淀粉酶等酶能將糯米中的淀粉分解為葡萄糖等，可為發(fā)酵過程中的微生物提供________；與使米酒產(chǎn)生酒味的酵母菌相比，讓米酒產(chǎn)生酸味的乳酸菌在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別是______________________。(2)拌入甜酒曲之前，需將蒸熟的糯米進行冷卻，目的是________________________。發(fā)酵前期應保證氧氣的供應，目的是____________________；后期應隔絕空氣，有利于____________________________的進行。(3)研究發(fā)現(xiàn)，通過控制發(fā)酵溫度可以調(diào)節(jié)米酒的口味，原因是溫度既影響微生物的生長繁殖也影響________。(4)要從發(fā)酵好的米酒中分離出乳酸菌，可用______________________________法進行接種；發(fā)酵好的米酒煮沸后，可轉(zhuǎn)移到滅菌玻璃瓶中密封保存，密封之前應對瓶口進行________滅菌，防止瓶口被污染。答案(1)碳源(和能源)無以核膜為界限的細胞核(2)防止高溫殺死甜酒曲中的微生物使霉菌和酵母菌大量繁殖酒精發(fā)酵和乳酸發(fā)酵(或“產(chǎn)生酒精和乳酸”)(3)酶的活性(4)平板劃線或稀釋涂布平板灼燒解析(1)微生物的營養(yǎng)主要是碳源、氮源、水和無機鹽，糖可為微生物提供碳源；酵母菌為真核生物，乳酸菌為原核生物，它們在結(jié)構(gòu)上的本質(zhì)區(qū)別是有無以核膜為界限的細胞核。(2)未冷卻的糯米溫度高，會殺死甜酒曲中的微生物，因此將蒸熟的糯米進行冷卻，目的是防止高溫殺死甜酒曲中的微生物；發(fā)酵前期供應的氧氣可促進好氧霉菌和酵母菌進行有氧呼吸，為自身的繁殖提供充足的能量；發(fā)酵后期隔絕空氣，可為酵母菌和乳酸菌的無氧呼吸產(chǎn)生代謝產(chǎn)物酒精和乳酸創(chuàng)造條件。(3)溫度的改變會通過影響酶的活性來影響代謝，進而影響代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生而影響口味。2．(2023·江西省八所重點中學高三3月聯(lián)考)中國科學家運用合成生物學方法構(gòu)建了一株嗜鹽單胞菌H，以糖蜜(甘蔗榨糖后的廢棄液，含較多蔗糖)為原料，在實驗室發(fā)酵生產(chǎn)PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整體利用價值。工藝流程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)在選種時，需要以蔗糖作為唯一碳源，并不斷提高其濃度進行多代培養(yǎng)選擇，其目的是______________________________。從功能上看，所用培養(yǎng)基為________。(2)基于菌株H嗜鹽、酸堿耐受能力強等特性，研究人員設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__________________________________________________________________________________________________。(3)培養(yǎng)過程中常采用稀釋涂布平板法對樣品中的活菌進行接種和計數(shù)，以評估菌株增殖狀況。采用該方法統(tǒng)計的菌落數(shù)目往往比活菌的實際數(shù)目要少，原因是__________________________________________________。(4)該生產(chǎn)技術的中心環(huán)節(jié)是________。該過程需要嚴格控制________等條件(答出兩點即可)。若發(fā)酵產(chǎn)品是單細胞本身，則往往采用________等方法將其分離和干燥即可獲得產(chǎn)品。答案(1)獲得對蔗糖的耐受能力和利用效率高的菌株選擇培養(yǎng)基(2)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(3)當兩個或多個細胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落(4)發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵溫度、pH、溶解氧過濾、沉淀3．如圖表示利用植物體細胞雜交技術獲得“胡蘿卜—羊角芹”雜種植株的技術流程。請回答下列問題：(1)過程①用到的酶是__________________。過程①需要在具有一定滲透壓的溶液中進行，其目的是____________________________________________。(2)用化學法誘導原生質(zhì)體融合時，常用________作為誘導劑。若用紅色熒光和綠色熒光分別標記胡蘿卜和羊角芹細胞膜上的蛋白質(zhì)，則判斷某原生質(zhì)體是由胡蘿卜細胞和羊角芹細胞融合而成的依據(jù)是________________________________________________。(3)過程③所用培養(yǎng)基中的生長素和細胞分裂素的比例要求合適，探究此過程中生長素和細胞分裂素合適比例的大致實驗思路是____________________________________________________________________。(4)過程④的實質(zhì)是__________________。與傳統(tǒng)的有性雜交方法相比，植物體細胞雜交技術具有的主要優(yōu)點是________________________________________________。答案(1)纖維素酶和果膠酶維持原生質(zhì)體內(nèi)外的滲透壓平衡，保證原生質(zhì)體正常的形態(tài)和活力(2)聚乙二醇(PEG)該原生質(zhì)體表面既有紅色熒光又有綠色熒光(3)用不同比例的生長素和細胞分裂素分別處理雜種細胞，比較各比例下的愈傷組織形成率(4)基因的選擇性表達能克服不同生物遠緣雜交不親和的障礙(能打破不同生物的生殖隔離)解析(1)植物細胞的細胞壁會阻礙細胞間的雜交，植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠。在進行植物體細胞雜交時，必須先用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，獲得具有活力的原生質(zhì)體。(2)誘導原生質(zhì)體間的融合常用物理法和化學法，其中化學法一般是用聚乙二醇(PEG)作為誘導劑來誘導細胞融合。用紅色熒光和綠色熒光分別標記胡蘿卜和羊角芹細胞膜上的蛋白質(zhì)后，未融合的胡蘿卜細胞表面以及胡蘿卜細胞與胡蘿卜細胞融合成的細胞表面只有紅色熒光，未融合的羊角芹細胞表面以及羊角芹細胞與羊角芹細胞融合成的細胞表面只有綠色熒光，而胡蘿卜細胞和羊角芹細胞所融合成的細胞表面既有紅色熒光又有綠色熒光。(3)在探究誘導愈傷組織形成時生長素和細胞分裂素合適比例的實驗中，需要用不同比例的生長素和細胞分裂素分別處理雜種細胞，通過比較不同組別的愈傷組織形成差異來確定合適比例。(4)過程④是再分化，細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達。利用植物體細胞雜交技術可以讓兩個不同種的植物細胞進行融合，從而培育成雜種植物，顯著優(yōu)點是能克服不同生物遠緣雜交不親和的障礙。4．科研人員利用多種途徑研制了抗新冠病毒的單克隆抗體，圖甲是抗新冠病毒單克隆抗體的制備示意圖。已知正常細胞(包括B細胞)內(nèi)DNA合成途徑包括正常途徑和補救途徑，甲氨蝶呤(A)能阻斷DNA的正常合成途徑；補救途徑則是利用從環(huán)境中獲取的次黃嘌呤(H)和胸腺嘧啶核苷(T)，經(jīng)激酶或轉(zhuǎn)化酶的催化合成DNA(如圖乙所示)。而骨髓瘤細胞缺失補救途徑的激酶或轉(zhuǎn)化酶。據(jù)此回答下列問題：(1)①過程需要用到________(化學物質(zhì))促進細胞融合。(2)若只考慮①過程中細胞的兩兩融合，②過程中需要進行細胞篩選(B細胞和B細胞融合的B—B細胞由于不能增殖，不用對其篩選；瘤細胞和瘤細胞融合的瘤—瘤細胞具有增殖能力需要淘汰)。根據(jù)DNA合成途徑制備雜交瘤細胞的選擇培養(yǎng)基，應該在普通動物細胞培養(yǎng)基中加入______________________________________，該培養(yǎng)基能起到選擇作用的機理是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)④和⑤過程分別需要__________________________酶。⑥過程需要用CaCl2處理大腸桿菌使之處于________，有利于將抗體合成基因?qū)氪竽c桿菌。將抗體合成基因?qū)氪竽c桿菌并使之穩(wěn)定表達的過程，稱之為________。(4)抗新冠病毒單抗與普通的抗新冠病毒抗體相比，優(yōu)點是__________________________________________。答案(1)PEG(聚乙二醇)(2)甲氨蝶呤(A)、次黃嘌呤(H)和胸腺嘧啶核苷(T)普通動物細胞培養(yǎng)基中加入甲氨蝶呤阻斷瘤—瘤細胞中的DNA合成途徑，使其無法增殖。而加入次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷能夠使雜交瘤細胞中DNA補救途徑發(fā)揮作用而存活(3)逆轉(zhuǎn)錄酶、限制酶和DNA連接感受態(tài)轉(zhuǎn)化(4)特異性強、靈敏度高，并可以大量制備5．(2023·安徽省示范高中皖北協(xié)作區(qū)高三下學期聯(lián)考)熒光定量PCR技術可定量檢測樣本中的DNA含量，其原理是：在PCR反應體系中加入與某條模板鏈互補的熒光探針，當TaqDNA聚合酶催化子鏈延伸至探針處時會水解探針，使熒光監(jiān)測系統(tǒng)接收到熒光信號，即每擴增一次，就有一個熒光分子生成，如圖1所示；在某次檢測過程中，得到一條熒光強度的變化曲線，如圖2所示，其中閾值是指反應過程中達到設定閾值時所經(jīng)歷的循環(huán)數(shù)?；卮鹣铝袉栴}：(1)PCR技術的原理是________________，子鏈延伸的方向是5′端→3′端，原因是____________________________________。(2)研究人員利用PCR技術特異性地擴增DNA的過程中，向PCR擴增儀中加入了MgCl2、脫氧核苷酸、引物和模板DNA等物質(zhì)，其中MgCl2的作用是________________，該過程需要加入耐高溫的DNA聚合酶，不需要加入解旋酶的原因是______________________________。在PCR擴增完成后，常使用__________________法來鑒定PCR的產(chǎn)物。(3)當PCR循環(huán)到一定次數(shù)時，會出現(xiàn)“平臺期”，即熒光強度不再增加，此時限制因素可能是__________________________(答出2點)。(4)為了讓哺乳動物能夠批量生產(chǎn)藥物，研究人員將利用PCR技術獲取的藥用蛋白基因與乳腺中特異性表達的基因的啟動子等調(diào)控元件重組在一起，通過________的方法導入哺乳動物的受精卵中，導入并培育