[备考2023]简答题规范训练：(5)生物技术与工程（含解析）

人教生物简答题规范训练
(五)生物技术与工程
1．利用微生物制作发酵食品在我国有着悠久的历史，泡菜即是其中之一。下图为泡菜制作的方法：
请回答下列问题：
(1)制作泡菜利用的微生物主要是________。发酵初期，泡菜坛水槽内经常有气泡产生，其主要原因是发酵初期______________等生长旺盛，产生较多的__________所致。泡菜坛长时间放置，坛内有时会长出一层白膜，与白膜形成有关的主要微生物是____________。
(2)装坛时往往加入老泡菜水，这是为了增加________的量。调味料除了蒜瓣、生姜及其他香辛料外，还要加入少量白酒使泡菜更加脆爽、清香的同时还能起到__________________的作用。
(3)泡菜腌制的质量可以从______________、______________等方面来评价。
(4)泡菜制作过程中，泡菜表面杂菌产生的硝酸还原酶将硝酸盐还原成亚硝酸盐，在特定条件下能转变成有致癌作用的亚硝胺。下图是三种食盐浓度的泡菜中亚硝酸盐含量与发酵天数的关系。
①与食盐浓度为3%、7%相比，较食盐浓度为5%的泡菜中亚硝酸盐含量变化的特点是________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②发酵初期食盐浓度为7%的泡菜中亚硝酸盐含量较低的原因主要是_____________________
________________________________________________________________________。
③泡菜虽然美味却不宜过量食用。根据图中的相关数据，对泡菜腌制和食用的合理建议有
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)乳酸菌　大肠杆菌(酵母菌)　CO2　酵母菌　(2)乳酸菌　抑制杂菌生长　(3)色泽和风味　乳酸菌含量　(4)①亚硝酸盐含量变化最快，亚硝酸盐峰值最高，最低值最低　②高盐浓度有利于抑制杂菌的生长繁殖，产生的硝酸还原酶少，减缓了硝酸盐还原　③使用适宜浓度(或5%浓度)的食盐腌制泡菜；泡菜腌制到一定时间后(或9～11天后)才能食用
2．(2022·广东，22)“绿水逶迤去，青山相向开。”大力发展低碳经济已成为全社会的共识。基于某些梭菌的特殊代谢能力，有研究者以某些工业废气(含CO2等一碳温室气体，多来自高污染排放企业)为原料，通过厌氧发酵生产丙酮，构建一种生产高附加值化工产品的新技术。
回答下列问题：
(1)研究者针对每个需要扩增的酶基因(如图)设计一对__________，利用PCR技术，在优化反应条件后扩增得到目标酶基因。
(2)研究者构建了一种表达载体pMTL80k，用于在梭菌中建立多基因组合表达库，经筛选后提高丙酮的合成量。该载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等，其中抗生素抗性基因的作用是_________________________________________，终止子的作用是_____________
________________________________________________________________________。
(3)培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，出现了生长迟缓的现象，推测其原因可能是___________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
此外丙酮的积累会伤害细胞，需要进一步优化菌株和工艺才能扩大应用规模。
(4)这种生产高附加值化工产品的新技术，实现了__________________，体现了循环经济的特点。从“碳中和”的角度看，该技术的优势在于______________________________________
________________________________________________________________________，具有广泛的应用前景和良好的社会效益。
答案　(1)引物　(2)作为标记基因，筛选含有基因表达载体的受体细胞　终止转录，使转录在需要的地方停下来　(3)二氧化碳等气体用于大量合成丙酮，而不是用于重组梭菌的生长　(4)废物的资源化　不仅不排放二氧化碳，而且还可以消耗工业废气中的二氧化碳
解析　(1)利用PCR技术扩增目标酶基因，首先需要根据目标酶基因两端的碱基序列设计一对引物，引物与模板链结合后，耐高温的DNA聚合酶才能从引物的3′－端延伸子链。(3)重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，在这些酶蛋白的作用下，二氧化碳等气体大量用于合成丙酮，而不是用于重组梭菌的生长，所以会导致生长迟缓。(4)根据题意可知，这种生产高附加值化工产品的新技术，以高污染企业排放的二氧化碳等温室气体为原料，实现了废物的资源化，体现了循环经济的特点。从“碳中和”的角度看，该技术生产丙酮的过程不仅不排放二氧化碳，而且还可以消耗工业废气中的二氧化碳，有利于减缓温室效应，并实现较高的经济效益，所以具有广泛的应用前景和良好的社会效益。
3．回答下列(一)、(二)小题：
(一)如图为我国首例绿色荧光蛋白(GFP)转基因克隆猪的培育过程示意图，据图回答下列问题：
(1)绿色荧光蛋白基因在该实验中是____________基因。图中过程①②形成重组质粒时，需要用到的工具酶是__________________________________________________________。
(2)过程③将重组质粒导入猪胚胎成纤维细胞时，采用最多、最有效的技术是_______________
________________________________________________________________________。
(3)依据GFP的特性，该蛋白在生物工程中的应用价值是________(填字母)。
A．作为标记蛋白，研究细胞的转移
B．作为标记基因，研究基因的表达
C．注入肌肉细胞，繁殖发光小白鼠
D．标记噬菌体外壳，示踪DNA路径
(4)重组胚胎经过______________、胚胎培养和____________后直接由受体诞下转基因克隆猪。为了繁殖更多后代，可以通过________技术，产生同卵多胎。
(二)啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，其工业化生产的简易流程如下：
①大麦种子发芽，释放淀粉酶；②加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活；③将干燥的麦芽碾磨成麦芽粉；④糖化并过滤得麦汁；⑤麦汁蒸煮；⑥加入酵母菌，发酵；⑦过滤，77 ℃保温30分钟；⑧过滤、分装啤酒进行出售。
请回答下列问题：
(1)大麦种子萌发过程中，受细胞分裂素、________等激素的影响，后者可促进淀粉酶的形成，便于动员储藏的养分。
(2)流程④若利用一定量的麦芽本身所含的酶进行糖化，则影响糖化的主要因素除pH、温度等环境因素外，还有______________________(写出1点即可)。流程⑤麦汁蒸煮的目的除了杀菌外，还能________________________，从而稳定麦汁组分，保证最终产品的质量。流程⑥在加入酵母菌前为避免高温杀死菌种，需将麦汁进行________________________________。
(3)生产过程中需对啤酒酵母进行质量检测，包括出芽率、耐酒精度、细胞数等。检测不同发酵阶段的酵母细胞数可采用的方法有________________________________________________
________________。
答案　(一)(1)目的　限制酶和DNA连接酶
(2)显微注射技术　(3)A　(4)重组胚胎激活　胚胎移植　胚胎分割　(二)(1)赤霉素　(2)麦芽粉碎度、糖化时间等　破坏全部酶的活性(终止酶的进一步作用)　冷却　(3)血细胞计数板计数
解析　(一)(1)过程①、②形成重组质粒，需要限制酶切取目的基因、切割载体，然后需要用DNA连接酶连接切割好的目的基因和载体。(3)绿色荧光蛋白在紫外光的照射下会发出绿色荧光，可作为标记蛋白，用于研究细胞的转移，A正确；绿色荧光蛋白基因可作为标记基因，便于目的基因的鉴定和筛选，而基因的表达包括转录和翻译，B错误；蛋白质不是遗传物质，不携带遗传信息，即将其注入肌肉细胞不能繁殖出发光小白鼠，C错误；噬菌体的外壳由蛋白质组成，因此用绿色荧光蛋白标记噬菌体只能示踪蛋白质的转移途经，D错误。(二)(2)流程④若利用一定量的麦芽本身所含的酶进行糖化，则影响糖化的主要因素有pH、温度等环境因素，此外还有麦芽粉碎度(影响酶与底物的接触面积)、糖化时间等；流程⑤蒸煮的目的是终止酶的进一步作用，并对糖浆进行消毒(或灭菌)；流程⑥在加入酵母菌前，还应进行的操作为冷却，以防止高温杀死酵母菌(或保持酵母细胞的活性)。(3)检测不同发酵阶段的酵母细胞数可采用的方法有血细胞计数板计数。
4．(2022·河南三门峡高三质检)回答下列问题：
(1)克隆动物是________生殖的产物。若要鉴别XY型性别决定的动物胚胎性别可以获取囊胚的________细胞，并提取其DNA，用Y特异性的DNA探针检测。这种技术称为______________________。
(2)人类“治疗性克隆”属于生物工程中的____________技术。科学家为何要将患者的体细胞的细胞核植入去核的卵母细胞中，而不直接用体细胞进行细胞培养？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若将“治疗性克隆”技术用于白血病病人的骨髓移植，且患者是AB型血，提供卵母细胞的女性是A型血，则骨髓移植成功后患者的血型是________型。
(4)克隆动物与克隆器官的技术相比，通常还需运用____________和____________等胚胎工程技术。
答案　(1)无性　滋养层　DNA分子杂交技术　(2)细胞工程　体细胞核在体细胞中不能表达全能性，而卵母细胞的细胞质可以给它提供表达全能性的环境(或卵母细胞体积大，含养料多，并含有控制细胞核程序性表达的物质)　(3)AB　(4)胚胎分割　胚胎移植
解析　(1)克隆动物是无性生殖的产物。囊胚的滋养层细胞发育成胎膜和胎盘，而内细胞团发育成胎儿的各种组织，若要鉴别XY型性别决定的动物胚胎性别可以获取囊胚的滋养层细胞，并提取其DNA，用Y特异性的DNA探针检测，这种技术称为DNA分子杂交技术，原理是碱基互补配对。(3)“治疗性克隆”技术用于白血病病人的骨髓移植，提供细胞核的患者是AB型血，提供卵母细胞的女性是A型血，则骨髓移植成功后患者的血型是AB型。(4)克隆动物时，需要获得多个个体，常进行胚胎分割，最后需要将胚胎移植到母体中发育。
5．2020年3月30日，《自然》期刊报道了清华大学生命学院王新泉和医学院张林琦课题组关于新冠病毒的重要研究成果。该研究解析了新冠病毒表面S蛋白(抗原)与人受体蛋白ACE2的高分辨率晶体结构(新冠病毒主要通过S蛋白与受体ACE2结合侵染人体细胞)，揭示了受体ACE2特异性介导新冠病毒侵染细胞的结构基础，为治疗性抗体药物开发以及疫苗的设计奠定了坚实的基础。请回答下列问题：
(1)研究发现，新冠病毒主要侵染人体肺部细胞，对机体其他部位细胞侵染能力相对较弱，可能的原因是______________________________________________________________________
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(2)人们可利用胚胎干细胞具有发育全能性的特点，在培养液中添加____________________诱导其分化成肺泡样细胞，用来培养足量的新冠病毒以用于科学研究。
(3)若用小鼠来生产新冠病毒疫苗，可将____________________注入到小鼠体内，再从脾脏中分离出B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，并用______________________筛选出杂交瘤细胞。对上述筛选出的杂交瘤细胞，还需进行克隆化培养和抗体检测，该步骤的目的是____________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)培养杂交瘤细胞时，需要定期__________________，以便清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。与传统血清抗体相比，单克隆抗体主要的优点是____________
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答案　(1)ACE2蛋白基因主要在人体肺部细胞表达　(2)分化诱导因子　(3)新冠病毒(S蛋白)　(特定的)选择性培养基　筛选出足量的能分泌抗新冠病毒(S蛋白)抗体的杂交瘤细胞　(4)更换培养液　特异性强、灵敏度高、可大量制备