生物發(fā)酵工程1（含答案解析）

生物發(fā)酵工程1

試卷副標題

考試范圍：XXX；考試時間：100分鐘；命題人：XXX

注意事項：

1.答題前填寫好自己的姓名、班級、考號等信息

2.請將答案正確填寫在答題卡上

第I卷（選擇題）

請點擊修改第I卷的文字說明

第H卷（非選擇題）

請點擊修改第II卷的文字說明

一、綜合題

1.（2021?江蘇南通?）家畜胚胎的性別鑒定技術對畜牧業(yè)的發(fā)展具有重要意義。巢式PCR

擴增反應在兩次PCR反應中使用兩組不同引物，先使用外引物對目標區(qū)域DNA片段

進行第一次PCR擴增，產生中間產物，然后使用內引物對中間產物進行第二次PCR

擴增，產生目標產物。下圖是式PCR工作原理示意圖，請回答：

模板：

,］使用外引物詬示次PCR擴增

中間產物

,便用內引腦進行［二次PCR擴增

目標產物-----；

‘巢式PCR工作原理示意圖’

（1）巢式PCR反應體系中需要加入模板、、、引物、Mg2+、緩沖

液等。

（2）相比于常規(guī)PCR獲得的產物而言，巢式PCR獲得的產物特異性_______,原因

是如果利用外引物擴增產生了錯誤片段，再利用內引物擴增在錯誤片段上進行引物配對

并擴增的概率o

（3）巢式PCR通常在一個試管中進行第一階段反應，然后將中間產物等轉移到第二

試管中進行第二階段反應，不在同一試管完成的主要原因是o

（4）科研人員利用多重巢式PCR技術同時擴增Y染色體上雄性決定基因（SRY）和

常染色體上的酪蛋白基因（CSN1S1）,進行早期胚胎的性別鑒定，并將鑒定后的胚胎

進行移植。下表是主要實驗步驟，請完成下表：

實驗目的方法步驟要點

胚胎樣品DNA提取選取囊胚的①_______細胞提取DNA

PCR引物的設計和合根據牛的SRY和CSN1S1基因序列設計合成②_____一對引

成物

PCR過程預變性->③.T退火T延伸

觀察擴增結果電泳分析

受體牛④_______處理對受體牛注射前列腺素

胚胎移植將篩選出的胚胎移植到受體牛的子宮內

（5）電泳結果如下圖所示,1~5號為取自不同胚胎的DNA樣品進行巢式PCR的產物。

A和B條帶中代表CSN1S1的是?？梢源_定1-5號中號胚胎為雌性。

（6）牛胚胎性別的鑒定除了可以利用PCR夕卜，下列方法也可行的有o

①差速離心法

②核酸探針雜交法

③染色體核型分析法

④抗血清免疫學法（H?Y抗原編碼基因位于Y染色體上）

【答案】

（1）TaqDNA聚合酶dNTP

（2）更強升高

（3）防止引物配對特異性不強造成的非特異性擴增的污染

（4）滋養(yǎng)層2變性同期發(fā)情

（5）A1,2,4

（6）②③@

【分析】

PCR全稱為聚合酶鏈式反應，是一項在生物體外復制特定DNA的核酸合成技術，所利

用的原理為DNA分子的復制，因此PCR技術一般用于基因擴增。PCR技術：①概念：

PCR全稱為聚合酶鏈式反應，是一項在生物體外復制特定DNA的核酸合成技術；②原

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理：DNA復制；③條件：模板DNA、四種脫氧核甘酸、一對引物、熱穩(wěn)定DNA聚合

酶(Taq酶)；④方式：以指數(shù)的方式擴增，即約2%⑤過程：高溫變性、低溫復性、

中溫延伸。

(1)

PCR(聚合酶鏈式反應)反應包括三個基本步驟，即：模板DNA的變性、模板DNA與引

物的退火復性、引物的延伸。PCR反應體系包括5種基本成分，依次為：引物、DNA

聚合醐、dNTP(原料)、模板DNA、Mg2\

(2)

巢式PCR通過兩輪PCR反應，使用兩套引物擴增特異性的DNA片斷，第二對引物的

功能是特異性的擴增位于首輪PCR產物內的一段DNA片斷。第一輪擴增中，外引物

用以產生擴增產物,此產物在內引物的存在下進行第二輪擴增，從而提高反應的特異性，

獲得的產物特異性更強。利用內引物擴增在錯誤片段上進行引物配對并擴增的概率提高。

(3)

巢式PCR兩次擴增所用的引物是不同的，因此兩個階段反應不在同一試管完成的主要

原因是防止引物配對特異性不強造成的非特異性擴增的污染。

(4)

對胚胎進行性別鑒定時，宜取囊胚期的滋養(yǎng)層細胞進行鑒定。本實驗用巢式PCR技術，

用的是兩輪PCR,因此需要設計2對引物。PCR過程一般是預變性—變性-退火一延

伸。在胚胎移植前需要對受體牛進行同期發(fā)情處理，便于移植。

(5)

題中利用多重巢式PCR技術同時擴增Y染色體上雄性決定基因(SRY)和常染色體上

的酩蛋白基因(CSN1S1)進行電泳，雌性個體沒有SRY,只有一條節(jié)，雄性有兩條帶，

因此I,2,4是雌性，3,5是雄性，雌性和雄性共有的是常染色體上的酪蛋白基因

(CSN1S1),因此A是CSN1SI,B是SRY。

(6)

①差速離心法是分離各種細胞器的方法，不能性別鑒定；②核酸探針雜交法，Y染色體

上雄性決定基因(SRY)制成探針可以鑒定性別；③染色體核型分圻法，XY染色體形

態(tài)不同，因此也可以進行性別鑒定；④H-Y抗血清免疫學法(H-Y抗原編碼基因位于Y

染色體上)，也可以性別鑒定。困此可行的是②?④。

【點睛】

本題主要考查PCR技術、胚胎分割移植的相關知識，要求考生識記PCR技術的條件；

識記胚胎分割的特點及注意事項，能結合圖中信息答題，屬于考綱識記和理解層次的考

查。

2.（2021?全國高三專題練習）葡萄糖異構酶經固定化后，可用于工業(yè)化生產高果糖漿。

請回答下列問題。

（1）篩選產乳糖酶的微生物時，宜用__________作為培養(yǎng)基中的唯一碳源。培養(yǎng)基中瓊

脂的作用是作為___________劑。從功能上講這種培養(yǎng)基屬于。培養(yǎng)產乳糖酶的

微生物前對培養(yǎng)皿進行滅菌宜采用方法。

（2）戊二醛是一種化學交聯(lián)劑，能與葡萄糖異構酶通過化學鍵交聯(lián)。將酶液、戊二醛溶

液先后加入到海藻酸鈉溶液中攪拌均勻，用注射器將混合液注入到溶液中

可得到凝膠珠粒，此過程所用的固化酶方法為o

（3）1個葡萄糖異構酶活力單位常定義為每分鐘產生lnmol所需的酶量。下

圖是溫度對葡萄糖異構酶的固化酶和游離酶活力的影響曲線，該曲線表明固化酶和游離

酶的最適溫度___________（從“相同”或“不同”選填）；低于或高于最適溫度時，固化酶

的酶活力（從“低于”、“等于”或“高于”選填）游離酶。

（4）在用葡萄糖異構酶凝膠反應柱生產高果糖漿時，若糖液在1次流經反應柱后果糖的

濃度低于產品標準，對此你提出的改進方案是（答出2點）

【答案】乳糖凝固選擇培養(yǎng)基干熱滅菌CaCl2包埋法、化學結合

法果糖相同高于增加葡萄糖異構酶凝膠的裝載量（或凝膠柱高）；降

低糖液流速；將流出液再次加入反應柱；更換直徑較細的柱筒等

【分析】

1、固定化筋（固定化細胞）技術是指將酶或細胞固定于載體上，便于與反應物分離，

并能可重復使用，提高生成物的質量；

2、固定化酶一般采用化學結合法，固定化細胞多采用包埋法、物理吸附法（像用海藻

酸鈉進行包埋）。

【詳解】

（1）產乳糖酶的微生物能夠水解乳糖為葡萄糖和半乳糖，為自身代謝提供能源，因此

要篩選產乳糖酶的微生物，應使用乳糖為唯一的碳源。制作培養(yǎng)基時使用瓊脂作為凝固

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劑，制作液體培養(yǎng)基時不需要添加瓊脂。能夠篩選微生物細胞的培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基,

培養(yǎng)產乳糖酶的微生物前對培養(yǎng)皿進行滅菌宜采用干熱滅菌。

(2)戊二醛是一種化學交聯(lián)劑，能與葡萄糖異構酶通過化學鍵交聯(lián)。將酶液、戊二醛溶液

先后加入到海藻酸鈉溶液中攪攔均勻，用注射器將混合液注入到CaCL溶液中可得到凝

膠珠粒，此過程所用的固化酶方法為包埋法、化學結合法。

(3)高果糖漿生產需要的酶是葡萄糖異構酹，1個葡萄糖異構酶活力單位常定義為每

分鐘產生lMmol果糖所需的醐量。通過分析溫度對相對酶活力影響的曲線圖，固化酶和

游離酶的最適溫度相同，均對應橫坐標上同一點。低于或高于最適溫度時，固化酶的酶

活力高于游離酶。

(4)在用匍萄糖異構酶凝膠反應柱生產高果糖漿時，若糖液在1次流經反應柱后果糖

的濃度低于產品標準，對此改進方案是增加葡萄糖異構酶凝膠的裝載量(或凝膠柱高)；

降低糖液流速；將流出液再次加入反應柱；更換直徑較細的柱筒等。

【點睛】

識記固定化技術，能正確判斷固定化酶或固定化細胞所采用的固定化技術，再根據題干

要求作出準確的判斷。

3.(2017?江蘇全國?)下面是提取橘皮芳香油的裝置示意圖，請回答有關問題：

(1)圖中表示用________法提取橘皮芳香油，采用此法的原理是o

⑵除了上述方法之外，還可以用________________法(舉兩例)。

⑶在加熱瓶口安裝冷凝管的作用是,出水口在進水口上端的原因是

(4)用錐形瓶收集到的物質是所需要的芳香油嗎？,原因是o

【答案】水蒸氣蒸儲橘皮中的芳香油有較強的揮發(fā)性，隨著水蒸氣蒸儲，而成分不

被破壞旋轉蒸發(fā)器法和壓榨起到冷凝的效果減小水和蒸氣之間的溫差，防

止冷凝管驟冷破裂不是是油水混合物，油輕水重，需要分離才能得到芳香油

【詳解】

試題分析：根據植物原料的特點，植物芳香油的提取方法有蒸儲、壓榨和萃取等；水蒸

氣蒸儲的原理是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的芳香油攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后,

混合物又重新分出油層和水層，分為水上蒸儲、水中蒸鐳和水汽蒸儲；橘皮芳香油具有

揮發(fā)性，且沸點低于水的沸點，可用蒸慵法提取。

（1）圖中裝置表示用水蒸氣蒸血法提取橘皮芳香油，在加熱條件下，蒸氣將橘皮中的

芳香油攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會重新分為油層和水層。

（2）提取橘皮中的芳香油有三種方法：水蒸氣蒸儲法、旋轉蒸發(fā)器法、壓榨法。

（3）冷凝管內水的溫度較低，而蒸氣的溫度較高，當蒸氣經過時起到冷凝作用；出水

口在進水口上端，水流速度較慢,可以減小水和蒸氣之間的溫差，防止冷凝管驟冷破裂。

（4）用錐形瓶收集到的物質是油水混合物，油水的密度不同，靜置后油便浮于水的表

面，需要用分液漏斗分離，才能得到所需要的芳香油。

4.（2020?杭州新東方進修學校高二月考）回答下列（一）（二）小題：

（一）回答與利用猿猴桃進行食品發(fā)酵有關的問題：

（1）制備舜猴桃汁。將狒猴桃清洗、消毒、破碎，制成勻漿。利月期猴桃直接制成的

領猴桃汁較為渾濁，加入__________之后，會出現(xiàn)絮狀物，說明含有較多的果膠。為

獲得無色澄清的果汁，需要首先進行脫色處理，然后再加入,將果膠分

解為半乳糖醛酸。

（2）制備狒猴桃酒。將獲得的稱猴桃汁置于90℃環(huán)境中處理15

分鐘，以減少其他雜菌干擾。制作出的果汁，加入活化的酵母懸液，再加入

發(fā)酵，可以用來制作酒精含量較高、含糖量也高的駢猴桃酒。由

于維生素C與2,4?二硝基苯脫作用可形成紅色產物，采用光電比色法測定貓猴桃酒中

維C的含量時，應先制作以為橫坐標、以為

縱坐標的標準曲線。

（3）制備舜猴桃醋。將獅猴桃酒用蒸儲水進行稀釋，然后接種醋桿菌進行發(fā)酵。稀釋

的原因是，果醋發(fā)酵與果酒發(fā)酵條件上的不同之處有

____________________?（答兩點）

（-）胚胎干細胞在轉基因動物方面具有定向整合、易于篩選等優(yōu)點?；卮鹣铝信咛ジ?/p>

細胞培養(yǎng)及利用的相關問題。

（1）將獲取的囊胚放在培養(yǎng)液中培養(yǎng)至內細胞團突出__________________外，剝離內

細胞團并用酶消化成單個細胞,繼續(xù)培養(yǎng)胚胎干細胞至一定數(shù)量。

（2）將外源基因導入胚胎干細胞，篩選得到含目的基因的細胞，借助于

_____________________儀和__________________法可完成胚胎于細胞核移植；同時，

核移植前對胚胎干細胞進行培養(yǎng)等這些措施都有利于重組細胞中基因表達分子開關的

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啟動。重組細胞經、、胚胎移植等過程可獲得轉基因

克隆動物。胚胎移植過程中，影響胚胎成活率的因素有（試舉2

例）

【答案》5%的乙醇果膠酶和果膠甲酯酶滅菌一定量蔗糖維生素C

的含量光密度值防止酒精殺死醋桿菌果醋發(fā)酵溫度較高，為需氧發(fā)酵，

果酒發(fā)酵溫度較低，為厭氧發(fā)醉飼養(yǎng)層膠原蛋白顯微操作細胞融合

胚激活胚胎培養(yǎng)胚胎移植時期、胚胎移植部位、胚胎移植環(huán)境溫度、代孕

母發(fā)情狀態(tài)等

【分析】

I、在利用酵母菌發(fā)酵時最好是先通入足夠的無菌空氣在有氧環(huán)境下一段時間使其繁殖,

再隔絕氧氣進行發(fā)酵；酒精發(fā)醉的最佳溫度是在18℃?25C,pH最好是弱酸性。

2、醋酸菌好氧型細菌，當缺少糖源時和有氧條件下，可將乙醇（酒精）氧化成醋酸；

當氧氣、糖源都充足時，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸；醋酸菌生長的最佳溫度是

在30℃?35℃。

3、胚胎干細胞培養(yǎng)及應用（1）來源：囊胚內細胞團。（2）培養(yǎng)：一般用胚胎成纖維細

胞作飼養(yǎng)層培養(yǎng)胚胎干細胞，這樣可以促進干細胞生長的司時抑制干細胞的分化。（3）

獲?。喊雅咛ジ杉毎诺接酗曫B(yǎng)層的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，直到內細胞團突出飼養(yǎng)層外，用酶

消化或機械剝離內細胞團，再把它用酶消化成單個細胞，置于新鮮培養(yǎng)液中培養(yǎng)。（4）

應用：①胚胎干細胞核移植：將胚胎干細胞核移植到去核卵細胞中，經過胚激活、胚胎

培養(yǎng)、胚胎移植后直接由受體完成克隆動物的技術。②用干細胞克隆器官，為器官移植

提供器官。

【詳解】

（一）（1）利用舜猴桃直接制成的舜猴桃汁較為渾濁，加入95%的乙醇之后，會出現(xiàn)絮

狀物，說明含有較多的果膠；果膠酶和果膠甲酯酶可以將果膠分解為半乳糖醛酸。

（2）將獲得的狒猴桃汁置于90c環(huán)境中滅菌處理15分鐘，以減少其他殺菌干擾；制

作出的果汁，加入活化的酵母懸液，再加入一定量蔗糖發(fā)酵，可以用來制作酒精含量較

高、含糖量也高的狒猴桃酒；由于維生素C與2,4?二硝基苯腫作用可形成紅色產物,

采用光電比色法測定舜猴桃酒中維C的含量時，應先制作以維生素C的含量為橫坐標、

以光密度值為縱坐標的標準曲線。

（3）為防止酒精殺死醋桿菌，因此將舜猴桃酒用蒸儲水進行稀釋；果醋發(fā)酵與果酒發(fā)

酵條件上的不同之處有果醋發(fā)酵溫度較高，為需氧發(fā)酵，果酒發(fā)酵溫度較低，為厭氧發(fā)

酵。

（二）（1）將獲取的囊胚放在培養(yǎng)液中培養(yǎng)至內細胞團突出飼養(yǎng)層外；剝離內細胞團并

用膠原蛋白酶消化成單個細胞，繼續(xù)培養(yǎng)胚胎干細胞至一定數(shù)量。

（2）將外源基因導入胚胎干細抱，篩選得到含目的基因的細胞，借助于顯微操作儀和

細胞融合法可完成胚胎干細胞核移植；重組細胞經胚激活、胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等過程

可獲得轉基因克隆動物；胚胎移植過程胚胎成活率的因素有胚胎移植時期、胚胎移植部

位、胚胎移植環(huán)境溫度、代孕母發(fā)情狀態(tài)等。

【點睛】

本題考查果酒和果醋制作及胚胎移植，要求考生識記參與果酒、果醋制作的微生物及其

代謝類型掌握胚胎移植的相關知識，能結合所學的知識準確答題。

5.（2020?北京西城?高三二模）為了應對干旱和強降雨等災害性天氣，很多城市增設了

雨水截流儲存和利用的設施，如布設于道路周邊或地勢較低區(qū)域的生物滯留池。生物滯

留池內土壤、植物和微生物等構成了小型生態(tài)系統(tǒng)。某城市道路收集到的雨水含有高濃

度污染物，其中的多環(huán)芳煌（PAHs）,會嚴重危害城市水環(huán)境。科研人員基于解決污染

問題和維護生態(tài)安全兩方面考慮，在從當?shù)丨h(huán)境中篩選耐受菌的基礎上，通過轉基因技

術獲得高效降解污染物的工程窗。

<1）經檢測發(fā)現(xiàn)，生物滯留池內PAHs中的花含量相對較高。研窕者嘗試篩選能降解

在的菌種。

①篩選能降解花的菌種基本操作步驟如下。請將下列“方框”內字母后面內容補充完整

倒平板，用￡_______法接種

土埴浸出液；為避免污染，

操作應在超凈工作臺中的

d附近進行。

②從對照區(qū)域和生物滯留池中分別培養(yǎng)出占比較高的菌屬，結果見圖1、圖2。在兩個

區(qū)域中均能檢測出的菌屬有_______個，此結果能夠說明滯留池土壤中________出現(xiàn)了

明顯的變化。

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AaThaPseCtoEntComComNitStePlaPse

圖1對照區(qū)域土壤占比較高的菌屬帝留池中土壤占比較高的菌屬

③在另一個篩選對花具有耐受性的菌株的實驗中，分離得到四個菌屬中的菌株，其生長

曲線見圖3。研究人員欲從中選擇一個構建工程菌。結合圖1、圖2所示結果，你認為

應選擇,理由是o

09[1...................................................一

0102030405060708090100

時間h

圖3四種菌株的生長曲線

（2）研究者將能高效降解花的外源基因重組至所選受體菌的同時，還轉入了含lac啟

動子的核酸酶基因。在半乳糖昔分子的誘導下該啟動子會被激活，表達的核酸酶會將自

身遺傳物質降解進而發(fā)生菌體自毀。轉入該基因在維護生態(tài)安全方面的意義是。

（3）試舉一例說明人類在改造自然的過程中，可能會帶來的生物安全隱患o

【答案】a花b培養(yǎng)基（培養(yǎng)皿、接種環(huán)等）c稀釋涂布平板d酒精燈火焰

（外焰）e菌落3微生物種類及比例PsePse菌株在對照池和滯留

池中均占比較大且對花的耐受性較好防止轉基因微生物逃逸到自然界，將實驗帶來

的生態(tài)風險降到最低將外來物種引入新的環(huán)境，可能會造成生物入侵問題；轉基因

生物可能會影響原有生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性等

【分析】

1.生物多樣性是指生物圈內的所有的植物、動物和微生物（物種多樣性），它們所擁有

的全部基因（基因多樣性，也稱遺傳多樣性）以及各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)（生態(tài)系統(tǒng)多樣

性），包括物種、基因（遺傳）和生態(tài)系統(tǒng)三個層次。

2.不適當引種的危害：澳大利正原來并沒有仙人掌類植物，當?shù)厝藦拿乐抟N一種仙

人掌作為籬笆，結果仙人掌過度繁殖，侵占大量的農田和耕地，給當?shù)厣鷳B(tài)造成危害。

3.外來物種入侵的危害：外來物種入侵會嚴重破壞生物的多樣性，并加速物種的滅絕；

外來物種入侵會嚴重破壞生態(tài)平衡：外來物種入侵會因其可能攜帶的病原微生物而對其

他生物的生存甚至對人類健康構成直接威脅。

4.基因污染指對原生物種基因庫非預期或不受控制的基因流動，外源基因通過轉基因作

物或家養(yǎng)動物擴散到其他栽培作物或自然野生物種并成為后者基因的一部分，基因污染

主要是由基因重組引起的。

【詳解】

（1）①配制以花（a）為唯一碳源的培養(yǎng)基一為了獲得純凈的培養(yǎng)物需要用高壓蒸汽滅

菌法對培養(yǎng)基進行滅菌，同時對培養(yǎng)皿、接種環(huán)也要進行進行滅菌（b）一對滅菌完成

的培養(yǎng)基進行倒平板操作一然后用稀釋涂布平板法對土壤浸出液進行接種（c）一接種

時，為避免雜菌污染，需要在酒精燈火焰（外焰）旁進行接種（d）一接種完成后需要

將平板放在恒溫培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)一待菌落長出后，挑選顏色、大小等有差異的單個菌

落進行進一步的接種，進而對函種進行分離的鑒定（e）.

②根據圖1、圖2的結果可知，在兩個區(qū)域中均能檢測出的菌屬有3個分別為Tha、Pse、

Com,該實驗結果說明滯留池土壤中微生物種類及比例發(fā)生了明顯的變化。

③由圖3的生長曲線可推測四種菌種對花的耐受性均表現(xiàn)較好，但結合圖1、圖2所示

結果，發(fā)現(xiàn)只有Pse菌株在對照池和滯留池中均占比較大且對花的耐受性較好，因此研

究人員需要應選擇Pse來構建工程菌。

（2）研究者將能高效降解他的外源基因重組至所選受體菌的同時，還轉入了含lac啟動

子的核酸酶基因。在半乳糖苜分子的誘導下該啟動子會被激活，表達的核酸酶會將自身

遺傳物質降解進而發(fā)生菌體自毀。據此可知轉入該基因的意義在于能防止轉基因微生物

逃逸到自然界，從而將實驗帶來的生態(tài)風險降到最低，避免引起生態(tài)危機。

（3）人類在改造自然的過程中，如將外來物種引入新的環(huán)境，可能會造成生物入侵問

題從而使入侵地的生物多樣性銳減；轉基因生物可能會引起基因污染，從而影響原有生

態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性等。

【點睛】

解讀題干中的信息并能進行分析綜合是解答本題的關鍵！掌握微生物培養(yǎng)技術以及相關

的操作時解答本題的另一關鍵！

6.（2021?浙江）回答下列（一）、（二）小題：

（-）實驗表明，細菌中芽抱桿菌降解率最高，真菌中毛霉降解率最高，且兩者混合效

率更佳?；卮鹋c固定化混合菌對土壤中苯并花（BaP）降解效果有關的問題：

（1）高效降解菌篩選試驗：土壤過2mm篩后，分裝培養(yǎng)瓶中，每瓶30g,一C高壓

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蒸汽滅菌15min,冷卻后，在無菌條件下移入一定量的BaP丙酮溶液，放置過夜。再

按10%量接種菌懸液，通過滅菌棉塞控制通氣量，以不加菌液為衣照，隨時補加無菌

水，使土壤水分為30%,置25c恒溫箱中避光培養(yǎng)，分別在每隔7d取樣測定o

（2）實驗中BaP的降解結果都有一個共同的趨勢：前28d降解轉化速度快，隨后則出

現(xiàn)緩慢的反應趨勢，有兩方面的原因：其一，降低導致反應速度減慢；其二，BaP

降解過程是逐步進行的，中間產物與原加入的BaP的競爭代謝也有降低反應速度趨勢

的可能性。

（3）固定化混合菌的制備：將建石載體處理后，再接種游離的一，隨著混合菌的生

長，部分微生物自然固定在載體上，培養(yǎng)結束后用_____洗滌固定化混合菌細胞數(shù)次，

便制得固定化混合菌，以為對照，通過兩者質量差計算蛭石對微生物的o

（二）回答與轉基因雷公藤培育過程有關的問題：

（1）將含酶的混合液在552水浴鍋中活化，0.22pm微孔濾膜滅菌。取雷

公藤懸浮細胞，加入酶混合液，黑暗條件下培養(yǎng)以分離原生質體。

（2）原生質體的活力檢測采用臺盼藍染色法（臺盼藍可穿透死細胞的細胞膜，使死細

胞中的DNA著色，但無法進入活細胞內），原生質體活力的計算方法為：占該視

野下原生質體總數(shù)的百分比。

（3）由于原生質體來源于黑暗條件下培養(yǎng)的雷公藤懸浮細胞，因此其細胞中不含o

將原生質體與含的植物表達載體質粒混合，在黑暗條件下完成轉化后，再用激光

作掃描光源的顯微鏡觀察，統(tǒng)計發(fā)出綠色熒光的原生質體數(shù)占觀察到的所有原生質體數(shù)

的百分比，以此確認原生質體的轉化效率。

（4）將轉化后的原生質體進行培養(yǎng)，重新長出細胞壁，形成胚性細胞。此時，應該

培養(yǎng)基中廿露醇濃度，以利于胚性細胞繼續(xù)培養(yǎng)形成細胞團，然后形成再生植株。再生

植株需去除處理，并進行鍛煉后才能移種大田。

【答案】121土壤中BaP的殘留量BaP質量分數(shù)芽泡桿菌和毛霉無菌

水不接種混合菌的空白蛭石吸附量纖維素酶和果膠過濾懸浮

未被臺盼藍染色的原生質體

葉綠體

綠色熒光蛋白基因

降低

根部殘留的培養(yǎng)基

【分析】

1、培養(yǎng)基滅菌的方法：培養(yǎng)基采用高壓蒸汽滅菌，將滅菌物品放置在盛有適量水的高

壓蒸汽滅菌鍋內，為達到良好的滅菌效果，一般在壓力為lOOkPa,溫度為121℃的條件

下，維持15?30min。

2、固定化酶和固定化細胞技術是利用物理或化學方法將酶或細胞固定在一定空間內的

技術，包括包埋法、化學結合法和物理吸附法。一般來說，酶更合適采用化學結合和物

理吸附法固定化，而細胞多采用包埋法固定化。這是因為細胞體積大，而睡分子?。惑w

積大的細胞難以被吸附或結合，而體積小的前容易從包埋材料中漏出。

3、植物組織培養(yǎng)過程是：離體的植物器官、組織或細胞脫分化形成愈傷組織，然后再

分化生成根、芽，最終形成植物體。植物組織培養(yǎng)依據的原理是植物細胞的全能性。

4、植物的體細胞雜交是將不同值物的細胞通過細胞融合技術形成雜種細胞，進而利用

植物的組織培養(yǎng)將雜種細胞培育成多倍體的雜種植株。植物體細胞雜交依據的原理是細

胞膜的流動性和植物細胞的全能性。

【詳解】

（-）（1）高效降解菌篩選試驗：土壤過2mm篩后，分裝培養(yǎng)瓶中，每瓶30g,用高

壓蒸汽滅菌法進行滅菌，即121℃高壓蒸汽滅菌15min,冷卻后，在無菌條件下移入一

定量的BaP丙酮溶液，放置過夜。再按10%量接種菌懸液，通過滅菌棉塞控制通氣量，

以不加菌液為對照，隨時補加無菌水，使土壤水分為30%,置25c恒溫箱中避光培養(yǎng)，

分別在每隔7d取樣測定土壤中BaP的殘留量，通過殘留量的多少來判斷降解效果。

（2）實驗中BaP的降解結果都有一個共同的趨勢：前28d降解轉化速度快，隨后則出

現(xiàn)緩慢的反應趨勢，有兩方面的原因：其一，BaP質量分數(shù)降低導致反應速度減慢；其

二，BaP降解過程是逐步進行的，中間產物與原加入的BaP的競爭代謝也有降低反應速

度趨勢的可能性。

（3）固定化混合菌的制備；將姓石載體處理后，再接種游離的混合菌（芽抱桿菌和毛

霉），隨著混合菌的生長，部分微生物自然固定在載體上，培養(yǎng)結束后用無菌水洗滌固

定化混合菌細胞數(shù)次，便制得固定化混合菌，以不接種混合菌的空白蛭石為對照，通過

兩者質量差計算蛭石對微生物的吸附量。

（二）（1）根據酶的專一性，將含纖維素睡和果膠酶的混合液在55c水浴鍋中活化，

0.22pm微孔濾膜過濾滅菌。取雷公藤懸浮細胞，加入酶混合液，黑暗條件下懸浮培養(yǎng)

以分離原生質體。

（2）原生質體的活力檢測采用臺盼藍染色法，未被臺盼藍染色的原生質體為有活力的，

因此原生質體活力的計算方法為：未被臺盼藍染色的原生質體占該視野下原生質體總數(shù)

的百分比。

（3）由于原生質體來源于黑暗條件下培養(yǎng)的雷公藤懸浮細胞，黑暗條件下葉綠素無法

試卷第12頁，總186頁

合成，因此其細胞中不含葉綠體。將原生質體與含綠色熒光蛋白基因的植物表達載體質

粒混合，在黑暗條件下完成轉化后，再用激光作掃描光源的顯微鏡觀察，統(tǒng)計發(fā)出綠色

熒光的原生質體數(shù)占觀察到的所有原生質體數(shù)的百分比，以此確認原生質體的轉化效率。

（4）將轉化后的原生質體進行培養(yǎng)，重新長出細胞壁，形成胚性細胞。此時，應該降

低培養(yǎng)基中甘露醇濃度，以利于胚性細胞繼續(xù)培養(yǎng)形成細胞團，然后形成再生植株。再

生植株需去除根部殘留的培養(yǎng)基處理，并進行鍛煉后才能移種大田。

【點睛】

本題主要考查微生物的分離與培養(yǎng)、固定化酶的應用、植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交

等內容，要求考生識記相關知識，意在考查學生識記所學知識要點，把握知識間的內在

聯(lián)系，形成知識網絡的能力，同時獲取題干信息準確答題。

7.（2020?全國）請回答以下基因工程方面的有關問題：

（1）利用PCR技術擴增目的基因，其原理與細胞內DNA復制類似（如下圖所示）。

圖中引物為單鏈DNA片段，它是子鏈合成延伸的基礎。

iimiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiNii

B變性

。退火

第一輪循環(huán)＜

IIIINIIt

31物B

iiiiaiiMi引物A

Q延伸

iiiiiiiiiiiiiaiiiiiiaiiiiiiiiiiiniiiiiiiiiiii

iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiniiiiiiiiiii

。變性

①從理論上推測，第四輪循環(huán)產物中含有引物A的DNA片段所占的比例為

②在第輪循環(huán)產物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核昔酸鏈等長的DNA片段。

（2）設計引物是PCR技術的關鍵步驟之一。某同學設計的兩組引物（只標注了部分

堿基序列）都不合理（如下圖），請分別說明理由。

第1組戶物I?IIIIII

引物1引物口.CAGGCT

1"I~I-1~I-I

AGCCTG

第2組［引物］'?1"I~I-I_II~I~?-I~r

引物1引物(?AACTGCAGTT

CGACTGATTA

①第］組：;②第2組：

(3)PCR反應體系中含有熱稔定DNA聚合酶，下面的表達式不能正確反映DNA聚

合酶的功能，這是因為。

【答案】15/16三引物I和引物H局部發(fā)生堿基互補配對而失效引物I'自

身折疊后會出現(xiàn)局部堿基互補配對而失效DNA聚合的只能將單個脫氧核甘酸連續(xù)

結合到雙鏈DNA片段的引物鏈上

【分析】

采用PCR技術擴增DNA的過程為：變性、退火、延伸，能根據PCR過程的特點，繪

制PCR過程示意圖是解決本題的關鍵。

【詳解】

(1)①由圖可知，以原來的每條母鏈為模板合成的兩個新DNA分子中，只含有引物A

或引物B,而以新合成的子鏈為模板合成新DNA分子時，兩種引物都含有，故第四輪

循環(huán)共產生16個DNA分子，其中含有引物A的分子是15個，占15/16。②第一、二

輪循環(huán)合成的子鏈長度均不同，根據半保留復制特點，前兩輪循環(huán)產生的4個DNA分

子的兩條鏈均不等長，第三輪循環(huán)產生的DNA分子存在等長的兩條核甘酸鏈。

試卷第14頁，總186頁

（2）引物是單鏈DNA時才能與DNA結合，而單鏈DNA的堿基互補配對部分容易形

成雙鏈結構而失去其功能。從圖示可以看出，第1組引物I和引物H局部堿基互補配對,

易形成雙鏈結構而失效。第2組引物相互間不能發(fā)生堿基互補配對，但引物r自身

折疊后會出現(xiàn)局部堿基互補配對而失效。

（3）DNA聚合酶的作用是將單個脫氧核苜酸連續(xù)結合到雙鏈DNA片段的引物鏈上，

而不能直接將兩個脫氧核甘酸連在一起。

【點睛】

本題結合PCR過程示意圖，考查PCR技術、DNA分子復制、基因工程等知識，要求

考生識記PCR技術的過程及原理，能分析題圖提取有效信息答題：掌握DNA分子半保

留復制特點，能進行簡單的計算。

8.（2020?吉林長春市?東北師大附中）科研人員嘗試利用某種細菌限制藍藻的數(shù)量，相

關實驗如下圖，圖中①~⑥表示實驗步驟。回答下列問題：

藍藻溶藻細菌

①光照下，振蕩培養(yǎng)④振蕩培養(yǎng)

|②接種⑤實驗組：取菌液滴加在培養(yǎng)皿

遏I

砧⑥光照培養(yǎng)3d..觀察結果

（1）從生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構上看，藍藻處于;藍藻的代謝類型是

（2）本實驗涉及微生物接種技術，微生物的接種技術有平板劃線法、法、

斜面接種法和法，本實驗步驟②和⑤采用的接種方法為

（3）實驗步驟①和④均需振蕩培養(yǎng)，步驟①振蕩培養(yǎng)的目的是增加培養(yǎng)液中

的含量，以及增大藍藻與培養(yǎng)液的接觸面積，提高培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質的

（4）本實驗操作中需要配制固體培養(yǎng)基，即平板。倒平板冷凝后，將平板倒置，既可

以防止__________________________________________________________,又可以避免培

養(yǎng)基中的水分快速揮發(fā)。

（5）圖中⑤實驗組在每個培養(yǎng)皿中，如果做三個重復實驗，可采取的做法是

o為完善實驗設計方案，應增設對照組，設計對照組的目的是

【答案】第一營養(yǎng)級自養(yǎng)需氧型稀釋涂布平板穿刺接種稀釋涂布平板

法溶解氧利用率培養(yǎng)皿蓋上的水珠滴入培養(yǎng)基在每個培養(yǎng)皿中，選擇

三個不同位置，各滴加等量菌液排除實驗組中非測試因素對實驗結果的影響，提高

實驗結果的可信度

【分析】

分析實驗的示意圖看出，本實驗探究了溶藻細菌對藍藻生長的影響。

藍藻屬于原核生物中的一種，原核生物沒有由核膜包被的典型的細胞核，而藍藻比較特

殊，其細胞中含有葉綠素，因此可以進行光合作用合成有機物。

【詳解】

（1）藍藻是原核生物，能進行光合作用，是自養(yǎng)需氧型生物，在生態(tài)系統(tǒng)的成分中屬

生產者，在營養(yǎng)結構中是處于第一營養(yǎng)級。

（2）微生物的接種技術有平板劃線法、稀釋涂布平板法、斜面接種法、穿刺接種法等，

本實驗步驟②和⑤采用的接種方法為稀釋涂布平板法。

（3）實驗步驟①和④均需振蕩培養(yǎng)，步驟①振蕩培養(yǎng)的目的是增加培養(yǎng)液中溶解氧的

含量，以及增大藍藻與培養(yǎng)液的接觸面積，提高培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質的的利用率，微生物

生長速度加快。

（4）倒平板冷凝后，將平板倒置，既可以防止培養(yǎng)皿蓋上的水珠滴入培養(yǎng)基，又可以

避免培養(yǎng)基中的水分快速揮發(fā)。

（5）題干中已經提示，“在每個培養(yǎng)皿中加做三個重復實驗“，所以只能在一個培養(yǎng)皿

中選擇三個不同位置，且是重復實驗，處理條件是完全相同的。設計對照組的目的是排

除實驗組中非測試因素對實驗結果的影響，提高實驗結果的可信度。

【點睛】

本題考查了藍藻的生物分類、代謝類型、微生物的生長和代謝以及相關實驗設計的知識,

具有一定的綜合性，要求考生具有一定的識記能力和對實驗進行完善和修訂的能力，屬

于中等難度題。

9.（2021?江蘇南通?高三一模）大麗輪枝菌（一種絲狀真菌）是引起棉花黃萎病的主要

病原菌。為觀察大麗輪枝菌對棉花根侵染路徑，研究人員利用綠色熒光蛋白基因（sGFP）

轉染大麗輪枝菌，培育出表達綠色熒光蛋白的轉基因菌株，主要過程如下（圖中a鏈和

試卷第16頁，總186頁

b鏈分別是相應基因轉錄模板鏈)。分析回答:

限制的識別序列和切割

癡汨I：5GGATCCW

H/*Hl5AiAGCTT三

③農桿菌介卑有球色

吳麗輪

(1)過程①中，PCR擴增sGFP的原理是,該過程除需要根據設計特異

性引物序列外，為保證sGFP正確插入到質粒中，還需要在引物的5,端添加限制酶識別

序列，圖中b鏈的黏性末端堿基序列為。

(2)過程①中，若1個sGFP片段連續(xù)擴增4次，則會形成個兩條鏈等長的sGFP

片段。

(3)過程②需要的工具酶是o研究中將sGFP插入到構巢曲霉啟動子和終止子

之間的目的是o

(4)過程③中需要配制細菌培養(yǎng)基，配制時要在培養(yǎng)基滅菌并冷卻到80C左右后，加

入用配制的適宜濃度的潮霉素溶液，潮霉素不能與培養(yǎng)基一同滅菌的原因是

(5)選擇過程③篩選培養(yǎng)得到的不同農桿菌菌落，分別提取細菌質粒DNA,并用

BamHI和HindlD完全酶切后電泳，請在答題紙相應位置畫出可能得到的電泳條帶。

(6)將導入重組質粒的農桿菌加入大麗輪枝菌的胞子細胞懸液中，在適宜條件完成轉

染后利用濾膜過濾得到抱子細胞，再在真菌培養(yǎng)基上培養(yǎng)獲得菌落，最終通過檢測

篩選出綠色熒光蛋白旺盛表達的大麗輪枝菌。

【答案】雙鏈DNA復制sGFP兩端(3,端)核苜酸(或堿基)序列AGCT8

DNA連接酶保證sGFP能在大麗輪枝菌細胞中表達無菌水潮霉素在滅菌

標準質粒重組質粒

加樣處

40

HX)bp|

36

K)Obp二

2X0X)bp

時結構被破壞KX)bp大麗輪枝菌菌絲細胞中綠色

1050bp

bp

700

50bp

500bp

2

1

熒光強度1

【分析】

1、基因工程技術的基本步驟：

（1）目的基因的獲?。悍椒ㄓ袕幕蛭膸熘蝎@取、利用PCR技術擴增和人工合成；

（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟

動子、終止子和標記基因等；

（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣。將目的基

因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動

物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法;

（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA

是否插入目的基因-DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA一分子雜

交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質-抗原?抗體雜交技術。個體水平上的鑒定：

抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

2、根據PCR過程的特點可繪制1個sGFP片段復制圖示如下：

起始第一輪第二輪第三輪

【詳解】

（1）PCR擴增sGFP的原理是雙鏈DNA復制，由于DNA兩條鏈反向平行，且DNA

聚合酶只能使新合成的DNA子鏈從?向延伸，所以該過程需要根據sGFP兩端（3,

端）核甘酸（或堿基）序列設計特異性引物序列，為了保證sGFP正確插入到質粒中,

試卷第18頁，總186頁

還需要在引物的5端添加限制酶識別序列，由于質粒大片段是利用HindlH和BamHI共

同切割得到的質粒的長片段，所以B鏈5,是利用HindIH切割形成的黏性末端，根據

HindlH識別的堿基序列可知，圖中b鏈的黏性末端堿基序列(5,一3，)為AGCT。

(2)由分析圖示可知，第一、二輪循環(huán)合成的子鏈長度均不同，第三輪循環(huán)產生的子

代DNA分子中，存在兩個含有等長的兩條核甘酸鏈的DNA分子，即僅含引物之間的

序列，第三輪的DNA再進行一次半保留復制，可形成8個兩條鏈等長的sGFP片段。

(3)過程②為構建重組DNA,需要的工具酶是DNA連接酶。啟動子是RNA聚合酶

識別和結合的部位，而終止子是使轉錄終止的序列，而目的基因不攜帶啟動子和終止子,

所以將sGFP插入到構巢曲霉啟動子和終止子之間的目的是保證sGFP能在大麗輪枝菌

細胞中表達。

(4)過程③中需要配制細菌培養(yǎng)基，配制時要在培養(yǎng)基滅菌并冷卻到80c左右后，加

入用無菌水配制的適宜濃度的潮霉素溶液，以防止雜菌污染。由于湖霉素在滅菌時結構

被破壞，不能發(fā)揮選擇作用，所以潮霉素不能與培養(yǎng)基一同滅菌。

(5)根據質粒中BamHI和HindlH的識別位點、以及用BamHI和HindlH酶切后得到

的質粒大片段為3500bp,可知質粒小片段應為3750-3500=250bp,電泳應出現(xiàn)3500bp

和250bp兩種片段。sGFP的基因長度為720bp,質粒大片段為3500bp,二者連接后的

長度為3500+720=4220bp。用BamHI和HindlH完全酶切后電泳會形成3500bp和720bp

兩種片段。所以酶切后的電泳圖示為

標準質粒重組質粒

加樣處"fcl

4000bp

3000bp

2000bp

lOOObp

750畝

500：

250bp

lOObp

(6)轉基因成功的標志是形成目的基因的產物，所以最終可通過檢測大麗輪枝菌菌絲

細胞中綠色熒光I強度，以篩選出綠色熒光蛋白旺盛表達的大麗輪枝菌。

【點睛】

本題主要考查基因工程相關知識，要求考生掌握基因工程的操作步驟，能準確識別圖示

的各個過程，理解基因表達載體的組成及其各組分的作用，理解PCR擴增的原理和過

程。

10.（2021?山東濱州?高二期末）保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌是酸奶生產中的兩種常用

乳酸菌種,二者共生使牛乳快速發(fā)酵制成酸奶。研究者以一株保加利亞乳桿菌（記作A）

和一株嗜熱鏈球菌（記作B）為實驗材料，對脫脂乳進行發(fā)酵，研究兩者共生機制以期

提高酸奶品質。

（1）發(fā)酵前先將A和B菌種接種到M17培養(yǎng)基中培養(yǎng)進行活化，M17培養(yǎng)基的配方

如下表所示，其中乳糖為菌種生長提供的營養(yǎng)成分是。從物理性質上劃分,

該培養(yǎng)基屬于培養(yǎng)基，判斷依據是。活化培養(yǎng)過程應控制的氧氣

條件是（填“無氧”或“有氧

表M17培養(yǎng)基的配方

組蛋白酵母提取牛肉乳抗壞血伊甘油磷酸二

MgSO4-7H2O

分陳物膏糖酸鈉

含10.05.0

2.5g5.0g0.5g0.2g5g

量gg

調節(jié)pH至7.0,定容至500mL

（2）取等量活化好的A和B菌種分別接種到250mL發(fā)酵培養(yǎng)基中開始發(fā)酵，發(fā)酵培

養(yǎng)基的成分應為。每隔2h取出發(fā)酵液，測定pH值和菌種數(shù)量，結果如圖

1、圖2所示。據圖可知，數(shù)量增長更快的菌種為,發(fā)酵過程中具有持續(xù)產

酸能力的菌種是

日6.0

S1.0

旦

封5.0.8

包

電招

4.0.46

3.0?.『

。

甚

黝2.0

.2

S1.0S

246810121416182022244681012141618202224

時間（h）時間(h)

圖1A菌數(shù)列與發(fā)酎液pH值圖2B菌數(shù)列與發(fā)酬液pH值

（3）發(fā)酵過程中B代謝可產生大量丙酮酸、甲酸、葉酸等物質，其中甲酸是喋吟合成

的前體物質，葉酸是嚓吟和氨基酸合成的輔因子。將A和B菌種共同接種到250mL

發(fā)酵培養(yǎng)基中，測定pH值和A、B菌種總量，結果如圖3所示。進一步檢測發(fā)現(xiàn)，共

同培養(yǎng)初期A的增長速度明顯高于單獨培養(yǎng),結合上述信息分析其原因是。

16小時后，共同培養(yǎng)的菌種數(shù)量開始減少的主要