生物技術(shù)與工程（非選擇題）-2025屆高考生物學(xué)模塊分練【新高考版】（含解析）

專題12生物技術(shù)與工程（非選擇題）

——2025屆高考生物學(xué)模塊考前搶分練【新高考版】

1.研究深海獨特的生態(tài)環(huán)境對于開發(fā)海洋資源具有重要意義。近期在“科學(xué)號”考察船對中國

南?？瓶贾校袊茖W(xué)家采集了某海域1146米深海冷泉附近沉積物樣品，分離、鑒定得到新

的微生物菌株并進一步研究了其生物學(xué)特性。

-

W

O

-

薪

僵

罪

回答下列問題：

⑴研究者先制備富集培養(yǎng)基，然后采用法滅菌，冷卻后再接入沉積物樣

品，28℃厭氧培養(yǎng)一段時間后，獲得了含擬桿菌的混合培養(yǎng)物，為了獲得純種培養(yǎng)物，除了

稀釋涂布平板法，還可采用法。據(jù)圖分析，擬桿菌新菌株在以

為碳源時生長狀況最好。

⑵研究發(fā)現(xiàn)，將采集的樣品置于各種培養(yǎng)基中培養(yǎng)，仍有很多微生物不能被分離篩選出來，

推測其原因可能是。（答一點即可）

⑶藻類細(xì)胞解體后的難降解多糖物質(zhì)，通常會聚集形成碎屑沉降到深海底部。從生態(tài)系統(tǒng)組

成成分的角度考慮，擬桿菌對深海生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的作用可能是。

（4）深海冷泉環(huán)境特殊，推測此環(huán)境下生存的擬桿菌所分泌的各種多糖降解酶，除具有酶的一

般共性外，其特性可能還有。

2.青梅果肉營養(yǎng)豐富，成熟的青梅果實易腐爛，不易運輸保存。進行青梅果酒研究，既可提

高青梅資源利用率，又可提高產(chǎn)品附加值。圖1為制作青梅果酒的簡易裝置圖；由于青梅果

肉含糖量低，往往在青梅果漿中加入白砂糖后再進行釀制，圖2為在青梅果漿中添加白砂糖

對酒精度和果酒感官評分的影響（感官評分越高，果酒的品質(zhì)越高）。請回答下列問題。

L2

86

(HO

充氣口飛廣排氣口84％(

4828

9應(yīng)

金80

6

78聘

咕764

熱

742

{n逾n

出三三72

料w二立三70

18202224

初始糖濃度(%)

圖1

（1）傳統(tǒng)發(fā)酵是利用天然微生物的代謝活動制造或生產(chǎn)某些產(chǎn)品例如果酒、果醋、泡菜等，泡

菜制作需要的主要微生物是，代謝類型是。

（2）圖1裝置進行青梅酒發(fā)酵產(chǎn)生酒精時，應(yīng)保證充氣口（填“打開”或“關(guān)

閉”）。在發(fā)酵過程中，一般將溫度控制在______________,發(fā)酵的（至少

答出2點）條件會抑制雜菌的生長。若發(fā)酵時間過長，產(chǎn)酒率不再增加，但會增加被雜菌污

染的風(fēng)險，若被醋酸菌污染，（填"會”或“不會”）發(fā)酵產(chǎn)生醋酸。

（3）家庭釀造青梅酒時不需要添加酵母菌菌種，菌種來源是。在酸性條件

下，用檢測有無酒精的產(chǎn)生。

（4）從圖2可看出，青梅果酒釀制時果漿中初始糖濃度為%時效果最佳，在此

濃度之后，果酒酒精度隨初始糖濃度的增加而下降，原因是。

3.I.疫苗的研制和快速準(zhǔn)確的檢測技術(shù)是應(yīng)對新冠病毒感染的有力措施?；卮鹣铝袉栴}：

（1）腺病毒是研制疫苗的常用載體，圖1是構(gòu)建含新型冠狀病毒S蛋白（抗原）基因的重組

腺病毒表達(dá)載體示意圖。

NeoI

SphI

經(jīng)處.二J

腺病sNhel

腺病毒

BarnHI載體

GGATCCAT...CGCCATGG

CCTAGGTA...CCGGTACC

S蛋白基因兩端或分序列J

圖1

①以病毒作為基因工程的載體，其優(yōu)點是可以利用.的特點，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)

胞。圖1中構(gòu)建的腺病毒表達(dá)載體需含有s蛋白基因、標(biāo)記基因、等組件。

②圖1中四種限制酶的切割位點和識別序列如表所示，構(gòu)建腺病毒表達(dá)載體時需使用限制酶

和切割腺病毒基因和新型冠狀病毒的S蛋白基因，選用這兩種限制酶切割的主

要原因是（答出1點即可）。

限制酶NeoISphINheIBamHI

識別序列和切1

CCATGGCCATGC(fCTAGCWSATCC

GGTACC

割位點(X；TACGCCAT平CCTA畢

（2）臨床上常采用RT-PCR技術(shù)，對受測者咽拭子取樣后進行新型冠狀病毒核酸檢測。RT-

PCR是指以病毒的RNA為模板合成cDNA,并對cDNA進行PCR擴增的過程。在此過程

中，需要用KzqDNA聚合酶和酶，其中PCR過程需要的原料是

II.為了定量測定樣品中病毒核酸，常采用實時熒光PCR擴增技術(shù)，該技術(shù)擴增目的基因時,

需額外添加熒光標(biāo)記探針（每個目的基因結(jié)合1分子探針）。當(dāng)探針完整時，不產(chǎn)生熒光，

當(dāng)探針被酶水解時，R與Q分離，可檢測到R發(fā)出的熒光，如圖2所示。

y正向刊物針短?報告熒光基團

y

?淬滅熒光基團

ni模板DNA

熒光信號

5,--------------------------------3'

?..........................51

圖2

（3）若樣本中含有目的基因，引物、探針與目的基因通過形成鍵特異性結(jié)合。據(jù)圖2

分析，探針的水解發(fā)生在PCR過程的階段。

（4）在實時熒光PCR技術(shù)中，。值的含義是每個反應(yīng)管內(nèi)的熒光信號達(dá)到設(shè)定的閾值時所

經(jīng)歷的循環(huán)數(shù)。據(jù)此分析，當(dāng)樣本中初始模板越多，。值就o

（5）若每分子探針?biāo)忉尫诺腞基團熒光強度為a,加入模板DNA數(shù)為0,則反應(yīng)體系中

熒光信號強度（Rn）與擴增次數(shù)（〃）之間的關(guān)系為o

4.下圖為篩選，制備單克隆抗體的示意圖，①?⑤代表相關(guān)過程，a~g代表相關(guān)細(xì)胞。請回答

下列問題：

體內(nèi)培養(yǎng)（腹腔）

（1）由圖可看出，單克隆抗體制備過程運用的動物細(xì)胞工程技術(shù)有（寫出2個）。過

程①是給小鼠注射S蛋白，其日的是，過程②的促融方法有（寫出一種）。

（2）圖中過程③④為兩次篩選過程，過程③是指把c細(xì)胞群稀釋放在____培養(yǎng)基的多孔培

養(yǎng)皿中培養(yǎng)，只有能夠存活且增殖，因此，細(xì)胞集落為單個存活細(xì)胞的克隆。過程④是

用方法經(jīng)多次篩選得到能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞群。

（3）已知細(xì)胞合成DNA有D和S兩條途徑，其中D途徑能被氨基蝶吟阻斷。小鼠的B淋巴

細(xì)胞中有這兩種DNA的合成途徑，但一般不分裂。小鼠的骨髓瘤細(xì)胞中盡管沒有S途徑，

但能不斷分裂。若將小鼠的這兩種細(xì)胞在含氨基蝶吟的試管中混合后促融，則試管中細(xì)胞的

種類數(shù)和能增殖的細(xì)胞種類數(shù)分別是（不考慮三個及以上細(xì)胞融合）（填“3和1”“5

和1”或“3和3”）

5.豬的內(nèi)臟器官有眾多優(yōu)點，有望解決醫(yī)學(xué)上人類供體器官不足的問題。然而心臟移植過程

中會發(fā)生缺血再灌注損傷（1RI）,可能導(dǎo)致心臟壞死。研究發(fā)現(xiàn),IRI通過促進Caspase8等一系列

凋亡基因的表達(dá)，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡最終引起器官損傷。根據(jù)Caspase8基因的部分序列制成反義

基因，可以抑制Caspase8基因的表達(dá)，有效抑制IRI所致的器官損傷。如圖是利用轉(zhuǎn)基因了技

術(shù)制備轉(zhuǎn)基因克隆豬心臟的過程。

Caspase8基因序列

lllllllillllllllllllllllll、,

pCMV重組②豬的

f受精卵

llllllllllllllllllll質(zhì)粒H

DNA序列A③I

轉(zhuǎn)基因克隆豬心臟

(l)pCMV質(zhì)粒作為基因工程載體的條件有(答出2點即可)，①過程中將Caspase8基因

序列與pCMV質(zhì)粒反向連接制成反義基因，該過程需要的工具有。

⑵構(gòu)建基因表達(dá)載體時還需導(dǎo)入DNA序列A,推測該DNA序列A的作用可能是。

(3)③過程涉及將胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)分化為心臟，其中獲取胚胎干細(xì)胞需要技術(shù)，此過

程需要提供一定量的C02,其作用是。

(4)根據(jù)題圖過程制備的轉(zhuǎn)基因克隆豬心臟在移植后仍有部分心臟壞死，假定構(gòu)建的表達(dá)載體均

成功，豬的受精卵也都正常轉(zhuǎn)入外源基因，且轉(zhuǎn)基因?qū)ωi心臟未產(chǎn)生任何有害影響，則可能

的原因是o

6.隨著生物科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，動物的繁殖方式變得越來越多樣化。如圖是胚胎工程技術(shù)研究

及應(yīng)用的相關(guān)情況，供體1是良種荷斯坦高產(chǎn)奶牛，供體2是健康的黃牛。請據(jù)圖回答下列

問題：

供體細(xì)胞A細(xì)胞B^供體2

14.,ao*

優(yōu)良**

公牛

早期胚胎重僦

24卵

座里工卷囊胚、應(yīng)用2

、受體

胚胎干

細(xì)胞分

離培養(yǎng)

①②［分娩早期胚胎

組織和器官二分胚小牛

(1)應(yīng)用1中，細(xì)胞B的獲取需對供體2注射；使用核移植技術(shù)獲得重組細(xì)胞，最

終獲得良種小牛，該技術(shù)的原理是o

(2)應(yīng)用2中，將早期胚胎移入受體牛子宮內(nèi)的技術(shù)叫,為使受體牛生理狀況更適

合完成該操作，要對受體牛進行處理，以提高成功率。

(3)在應(yīng)用2、3、4中，將收集的精子放在某種溶液中進行培養(yǎng)，使其獲得受精能力，這一

生理現(xiàn)象稱為o從母體內(nèi)獲得的卵母細(xì)胞需要培養(yǎng)到(填時期)才能與精子

結(jié)合。

受精過程中防止多精入卵的生理反應(yīng)包括反應(yīng)和反應(yīng)。

（4）應(yīng)用3可解決良種動物快速大量繁殖的問題：通過______技術(shù)獲得二分胚①和②，在

分割囊胚階段的胚胎時，要注意將均等分割。

（5）應(yīng)用4中，對細(xì)胞進行定向誘導(dǎo)，可分化形成各種組織和器官。在胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)過程

中，由于人們對細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)尚未全部研究清楚，因此在使用合成培養(yǎng)基時，通常需

要加入等一些天然成分。培養(yǎng)過程中除需要適宜的溫度、pH和滲透壓、無菌、無毒

等環(huán)境條件以外，在進行細(xì)胞培養(yǎng)時，通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶，并將它們置于含有

的混合氣體的C02培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)。

答案以及解析

1.答案：（1）高壓蒸汽滅菌；平板劃線；纖維素

（2）某些微生物只有利用深海冷泉中的特有物質(zhì)才能生存（或需要在深海冷泉的特定環(huán)境中才

能存活）

（3）擬桿菌作為分解者，將沉降到深海底部的難降解多糖物質(zhì)分解為無機物，歸還到無機環(huán)境

中，有利于碳循環(huán)的順利進行

（4）耐低溫

解析：（1）培養(yǎng)基通常采用高壓蒸汽滅菌法進行滅菌。可以采用稀釋涂布平板法或平板劃線

法，將單個微生物分散在固體培養(yǎng)基上，經(jīng)過培養(yǎng)得到單菌落，從而獲得純凈培養(yǎng)物。分析

圖12可知，在以纖維素為碳源的培養(yǎng)基中，細(xì)胞數(shù)量最多，可推知擬桿菌新菌株在以纖維素

為碳源時生長狀況最好。

（2）深海冷泉中可能存在某些微生物，只有利用冷泉中的特有物質(zhì)才能生存（或需要在深海

冷泉的特定環(huán)境中才能存活），故將采集的樣品置于各種培養(yǎng)基中培養(yǎng)，仍可能有很多微生

物不能被分離篩選出來。

（3）擬桿菌為異養(yǎng)生物，作為該生態(tài)系統(tǒng)的分解者，能將沉降到深海底部的難降解多糖物質(zhì)

分解為無機物，歸還到無機環(huán)境中，有利于碳循環(huán)的順利進行。

（4）深海冷泉溫度較低，故生活在其中的擬桿菌所分泌的各種多糖降解酶，應(yīng)具有耐低溫的

特性，才能高效降解多糖，保證擬桿菌的正常生命活動所需。

2.答案：（1）乳酸菌；異養(yǎng)厭氧型

（2）關(guān)閉；18~30℃；無氧、呈酸性、含酒精；不會

（3）青梅細(xì)胞表面的酵母菌；重銘酸鉀

（4）20%；糖濃度過高導(dǎo)致培養(yǎng)基的滲透壓過高，使酵母菌因失水而數(shù)量減少

解析：（1）泡菜制作需要的主要微生物是乳酸菌，其是原核生物，代謝類型是異養(yǎng)厭氧型。

（2）圖1裝置進行青梅酒發(fā)酵產(chǎn)生酒精時，需要無氧條件，故應(yīng)保證充氣口關(guān)閉。酒精發(fā)酵的

溫度應(yīng)控制在18-30°C,除此之外，發(fā)酵的無氧、呈酸性、含酒精等條件會抑制雜菌的生

長。果酒發(fā)酵后期若被醋酸菌污染，仍不會經(jīng)發(fā)酵產(chǎn)生醋酸，因為酒精發(fā)酵是無氧環(huán)境，而

醋酸菌是需氧型生物，醋酸發(fā)酵需要氧氣，且酒精發(fā)酵與醋酸發(fā)酵的溫度不同，果酒制作過

程中溫度比果醋制作的溫度低。

（3）家庭釀造青梅酒時由于青梅表面含有酵母菌，故不需要額外添加酵母菌菌種，酒精能使酸

性重銘酸鉀由橙色變?yōu)榛揖G色，故可在酸性條件下，用重銘酸鉀進行檢測。

（4）從圖2曲線可看出，當(dāng)初始糖濃度為20%時，酒精度及果酒感官評分均最高，效果最佳。

糖類是主要的能源物質(zhì)，在果汁中加入糖可為酵母菌的生長繁殖提供能源物質(zhì)，另外，糖是

發(fā)酵的原料，加入的糖可作為酒精發(fā)酵的原料，所以在初始糖度低于20%時果酒酒精度隨初

始糖度的增加而增加，但在此濃度之后，果酒酒精度隨初始糖濃度的增加而下降，糖濃度過

高導(dǎo)致培養(yǎng)基的滲透壓過高，使酵母菌因失水而數(shù)量減少。

3.答案：（1）①病毒侵染活細(xì)胞；啟動子、終止子；②Ncol；BamHl防止目的基因自身環(huán)

化及目的基因與載體反向連接

（2）逆轉(zhuǎn)錄；四種脫氧核糖核昔酸

（3）氫；延伸

（4）越小（或越低）

（5）（2"-1）ab

解析：（1）①病毒只有寄生于活細(xì)胞中才能生活，具有侵染活細(xì)胞的特點，據(jù)此可將攜帶的

目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：基因表達(dá)載體包括S蛋白基因（目的基因）、標(biāo)記基因、啟動子、終

止子等組件。

—CCTAGG—知—GGTACC—

②據(jù)圖1可知，S蛋白基因兩端的部分序列中含有（，（；',「（：（：一用一CCATGG一序歹U,故可

選擇及加HI和Nc。I兩種限制酶進行切割：基因工程中雙酶切的目的是防止目的基因自身環(huán)

化及目的基因與載體反向連接。

（2）分析題意可知，RT-PCR是指以病毒的RNA為模板合成cDNA,并對cDNA進行PCR擴增

的過程。該過程從RNA到cDNA屬于逆轉(zhuǎn)錄，需要逆轉(zhuǎn)錄酶，之后cDNA擴增需要RqDNA聚

合酶；PCR是一項體外擴增目的基因的技術(shù)，該過程所需的原料是四種脫氧核糖核甘酸。

（3）引物、探針與目的基因之間可以通過形成氫鍵而結(jié)合。PCR技術(shù)包括變性、復(fù)性、延伸

三個過程，據(jù)圖2可知，探針的水解發(fā)生在DNA子鏈延伸的過程中。

（4）。值的含義是在PCR擴增過程中，每個反應(yīng)管內(nèi)的熒光信號達(dá)到設(shè)定的熒光閾值時所經(jīng)

歷的擴增循環(huán)數(shù)，故樣本中初始模板越多時，達(dá)到設(shè)定的熒光閾值時所需經(jīng)歷的擴增循環(huán)數(shù)

就越小，。值就越低。

（5）每次擴增時都會有一半的模板鏈可以與探針結(jié)合，隨后探針?biāo)?，發(fā)出熒光，則第冏次

擴增時有2,1個探針?biāo)猓瑪U增〃次的過程中共有（2〃1）個探針?biāo)?。若每分子探針?biāo)忉尫?/p>

的R基團熒光強度為。，加入的模板DNA數(shù)為。，則反應(yīng)體系中熒光信號強度（&）與擴增次

數(shù)（〃）之間的關(guān)系為（2n-l）abo

4.答案：（1）動物細(xì)胞融合、動物細(xì)胞培養(yǎng)；刺激小鼠產(chǎn)生能夠分泌抗S蛋白抗體的B淋巴

細(xì)胞；聚乙二醇融合法、電融合法、滅活病毒誘導(dǎo)法

（2）選擇；（B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合形成的）雜交瘤細(xì)胞；抗原一抗體雜交

（3）5和1

解析：（1）單克隆抗體制備過程中運用了動物細(xì)胞融合（B細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞的融合）、動

物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)（培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞）；過程①給小鼠注射S蛋白，目的是刺激小鼠產(chǎn)生能分

泌抗S蛋白抗體的B淋巴細(xì)胞：過程②目的是促進B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合，促融方法

有聚乙二醇融合法、電融合法和滅活病毒誘導(dǎo)法。

（2）過程③是指把C細(xì)胞群稀釋，然后在選擇培養(yǎng)基的多孔培養(yǎng)皿中培養(yǎng)（每孔中盡量只

接種一個細(xì)胞），在該培養(yǎng)基中未融合的細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞都死亡，只有雜交

瘤細(xì)胞能存活且增殖：過程④是篩選能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞，所用方法是抗原一抗體

雜交法。

（3）在篩選雜交瘤細(xì)胞時，試管中共有5種細(xì)胞，分別是未融合的B細(xì)胞、B細(xì)胞自身融合

的細(xì)胞、未融合的骨髓瘤細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞自身融合的細(xì)胞、B細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合的雜

交瘤細(xì)胞。小鼠的淋巴細(xì)胞中有這兩種DNA的合成途徑，但一般不分裂，因此未融合的B

細(xì)胞、B細(xì)胞自身融合的細(xì)胞不能在此培養(yǎng)基上增殖：小鼠的骨髓瘤細(xì)胞中盡管沒有S途

徑，但能不斷分裂，說明其依靠D途徑增殖，但在此試管中D途徑能被氨基蝶吟阻斷，因此

在含氨基蝶吟的試管中未融合的骨髓瘤細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞自身融合的細(xì)胞也不能增殖：只有

B細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合形成的雜交瘤細(xì)胞可以依靠S途徑增殖，故試管中細(xì)胞的種類數(shù)和

能增殖的細(xì)胞種類數(shù)分別是5和1。

5.答案：（1）至少具有1個限制酶切割位點；能在細(xì)胞中進行自我復(fù)制，或整合到受體

DNA上隨受體DNA同步復(fù)制；對受體細(xì)胞無害；限制酶和DNA連接酶