2017高考生物考前冲刺复习：第1部分热点重难强化练5 生物技术实践与现代生物科技专题（含解析）

热点重难强化练5　生物技术实践与现代生物科技专题
(一)生物技术实践
1．(2016·安徽六安一中综练九)下表是某同学设计的三组培养基：
组别
培养基
a
矿质元素、蔗糖、维生素、甘氨酸、水、琼脂
21世纪教育网b
葡萄糖、氨基酸、维生素、无机盐、血清、水、琼脂
c
牛肉膏、蛋白胨、水、氯化钠、琼脂
(1)其中a组培养基可能用于培养__________________，但在分化阶段必须添加有关的________________。(2)用b组培养基可培养________，但不需要添加________。
(3)用c组培养基可检验硬币上是否有细菌，培养一段时间后，可在此固体平板培养基上形成很多不同的________，从中选择不同的类型分别接种到固体培养基的试管斜面上，可用于分离细菌。
(4)以上三种不同的培养基在用于培养之前都必须进行________操作，而且不同的培养基都必须有相应的适宜________。[解析]
(1)a组含有蔗糖、矿质元素等可以用来进行植物组织培养；在分化阶段需要加入生长素和细胞分裂素等植物激素，并控制好相互比例。
(2)b组含动物血清、葡萄糖等可以用来培养动物细胞；由于动物细胞培养时用的是液体培养基，不需要加入凝固剂——琼脂。
(3)细菌在固体培养基上培养时会繁殖形成很多不同的菌落。
(4)以上三种不同的培养基在用于培养之前都必须进行灭菌操作，而且不同的培养基都必须有相应的适宜pH，以适应不同生物细胞的生长需要。
[答案]
(1)植物离体组织　植物激素
(2)动物细胞　琼脂
(3)菌落
(4)灭菌　pH
2．(2016·陕西西安适应性考试六)请回答下列与发酵食品有关的问题：
(1)葡萄酒酿造前需要冲洗葡萄，其主要目的是________，葡萄酒呈现红色的原因是________。喝剩的葡萄酒放置一段时间后变酸的原因是________________________________________________________________________。(2)苹果醋生产过程中利用了________________菌的发酵作用，该过程需将温度控制在________________。
(3)制作酸奶需要的细菌的代谢类型是____________型，含有抗生素的牛奶能否作为酸奶发酵原料________(能/否)，原因是________________。
[解析]
(1)葡萄酒酿造前冲洗葡萄的目的主要是洗去浮尘；葡萄皮中含有色素，溶解在发酵液中，使葡萄酒呈现红色；葡萄酒中的乙醇在醋酸菌作用下会变酸。
(2)苹果醋生产过程中利用了醋酸菌发酵作用；醋酸菌生长最适温度为30～35
℃。
(3)制作酸奶利用了乳酸菌发酵作用，乳酸菌的代谢类型异养厌氧型；抗生素能杀死乳酸菌。
[答案]
(1)洗去浮尘　红色葡萄皮中的色素溶解在发酵液中　空气中的醋酸菌混入葡萄酒后发酵产生了醋酸
(2)醋酸　30～35
℃
(3)异养厌氧　否　抗生素可以杀死乳酸菌
3．(2016·安徽六安一中一模)将植物中的有效成分提取出来，可显著提高其利用价值。回答下列问题：
(1)许多植物芳香油的提取在原理和程序上具有相似性，某同学根据玫瑰精油的提取方法，设计提取茉莉油的实验流程如下：茉莉花＋水→A→油水混合物→B→加C→D→茉莉油。上述流程中的A表示________过程，B过程常需要用到的仪器是________，C物质是________，加C的目的是__________________。茉莉油的提取能否采用这一流程进行生产，应该考虑茉莉油是否像玫瑰油一样具有较强的________________，还应考虑茉莉花在水中蒸馏是否会出现__________________________等问题。
(2)辣椒素的提取与胡萝卜素的提取有类似之处，可采用萃取法进行提取。提取时若需要加热，应采用水浴加热的方法，原因是________________________；加热时，还要在瓶口安装冷凝回流装置，目的是________________________________。
[解析]
(1)茉莉油与玫瑰油的性质相似，在提取原理和程序上具有相似性，结合对玫瑰油的提取过程的分析，题干提取茉莉油的实验流程中的A表示水蒸气蒸馏过程，B过程为分离油层的过程，此过程常需要用到的仪器是分液漏斗。题干提取茉莉油的实验流程中的C物质是无水硫酸钠，加无水硫酸钠的目的是除去芳香油中的水分，提高芳香油的纯度；茉莉油的提取能否采用这一流程进行生产，应该考虑茉莉油是否像玫瑰油一样具有较强的挥发性，还应考虑茉莉花在水中蒸馏是否会出现原料焦糊和有效成分部分水解等问题。
(2)用萃取法提取辣椒素使用的有机溶剂都是易燃物，提取时若直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸，应采用水浴加热的方法；水浴加热时，还要在瓶口安装冷凝回流装置，可防止有机溶剂的挥发。
[答案]
(1)水蒸气蒸馏　分液漏斗　无水硫酸钠　除水　挥发性　原料焦糊和有效成分水解
(2)有机溶剂易燃，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸　防止有机溶剂的挥发4．烧伤病人容易感染绿脓杆菌，引起化脓性感染，比阿培南、美罗培南、头孢菌素和碳青霉烯类抗生素都是非常经典的抗绿脓杆菌的药物。临床使用抗生素前，有时需要做细菌耐药实验。实验时，从病人身上获取少量样本，按照一定的实验步骤操作，以确定该病人体内的绿脓杆菌对不同抗生素的敏感性。
(1)获取绿脓杆菌单菌落：配制适于绿脓杆菌生长的培养基，培养基中的营养成分一般含有________、________、水和无机盐，调节pH至7，灭菌处理，待培养基冷却至50
℃时，在________附近倒平板。经过选择培养、鉴别等步骤获得单菌落。
(2)检测绿脓杆菌对不同抗生素的敏感性：取该单菌落适当稀释，用________法接种于固体培养基表面，使其均匀生长，布满平板。将分别含等剂量的比阿培南、美罗培南、头孢菌素和碳青霉烯类抗生素的同大小的滤纸片均匀置于该平板上的不同位置，适宜条件培养一段时间，结果是含不同抗生素的滤纸片周围均出现透明圈，这说明绿脓杆菌对上述抗生素________；含头孢菌素的滤纸片周围的透明圈比含美罗培南的小，这说明________________________；含比阿培南、碳青霉烯类的滤纸片周围的透明圈也比含美罗培南的小，且比阿培南透明圈中出现了一个菌落，请推测此菌落产生的可能原因：一是________________________，二是________________________。
(3)根据上述实验结果，为达到抗绿脓杆菌的目的，对于该患者来说最好应选用抗生素________。
[解析]
(1)微生物的培养基中一般含有碳源、氮源、水和无机盐等；倒平板应在酒精灯火焰附近进行，这样可以达到火焰“封口”，防止杂菌污染的目的。(2)要使细菌在固体培养基表面均匀分布，应该用稀释涂布平板法接种；在含有抗生素的滤纸片周围出现透明圈，说明滤纸片上的抗生素能杀死细菌，即细菌对抗生素敏感，透明圈越大，说明细菌对抗生素越敏感；比阿培南透明圈中出现一个菌落的原因可能是由于杂菌污染(该杂菌对比阿培南不敏感)，也有可能是绿脓杆菌中某个菌体产生了抗药性变异。(3)在美罗培南周围的透明圈最大，说明绿脓杆菌对美罗培南最敏感。
[答案]
(1)碳源　氮源　酒精灯火焰　(2)稀释涂布平板　敏感　绿脓杆菌对头孢菌素的敏感性比对美罗培南弱(合理即可)　杂菌污染　抗比阿培南的绿脓杆菌(或绿脓杆菌产生耐药性突变)形成的菌落　(3)美罗培南
(二)现代生物科技专题
1．小鼠是动物实验的常用材料，请阅读下列相关材料并回答下列问题：
材料1：科学家将牛的生长激素基因导入小鼠的受体细胞，经培养得到了体型巨大的“超级小鼠”。
材料2：利用灭活的单纯疱疹病毒I型，反复多次注射到小鼠体内，待小鼠血清中抗体检测呈阳性时，再将在小鼠体内取得的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，最终得到单克隆抗体。
(1)材料1中常用小鼠的________做受体细胞；将重组细胞培养至____________(时期)时，可植入代孕母鼠的子宫内，重组胚胎在子宫内不会死亡的生理学基础是________________________________。(2)材料2中来自小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，常用的化学诱导剂是____________。若细胞两两融合，会产生________种融合细胞。
(3)经筛选得到的杂种细胞，还需经____________和________，才能得到数量足够且能产生专一抗体的杂交瘤细胞。
(4)杂交瘤细胞可在体外大规模培养，最后从________中获得单克隆抗体。这样获得的单克隆抗体具有________________________的优点。
[解析]
(1)培育转基因动物时，常用受精卵作为受体细胞，因为受精卵的全能性最高；胚胎移植时，应将重组细胞培养至桑椹胚或囊胚阶段才可植入代孕母鼠的子宫内；重组胚胎在子宫内不会死亡的生理学基础是受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。
(2)诱导细胞融合常用的化学试剂是聚乙二醇；诱导小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合时，若细胞两两融合，会产生3种融合细胞，即B淋巴细胞自身融合的细胞、骨髓瘤细胞自身融合的细胞、杂交瘤细胞。(3)经筛选得到的杂种细胞，还需经克隆化培养和抗体检测，才能得到数量足够且能产生专一抗体的杂交瘤细胞。
(4)杂交瘤细胞可在体外大规模培养，最后从培养液中获得单克隆抗体。这样获得的单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的优点。
[答案]
(1)受精卵　桑椹胚(囊胚)　受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应
(2)聚乙二醇(PEG)　3
(3)克隆化培养　抗体检测
(4)培养液　特异性强、灵敏度高
2．下面是一项“利用转基因番茄生产人胰岛素的方法”的专利摘要，请回答：
本发明利用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素。所用的人胰岛素基因是依据植物“偏爱”的密码子来设计所含的密码子，通过某方法合成若干DNA片段，拼接而成，重组DNA分子可通过农杆菌介导的方法转入番茄中，在番茄的果实中表达人胰岛素。
(1)本专利是采用________方法获得目的基因。获得的人胰岛素基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列不同，但两者所编码的蛋白质中氨基酸序列相同，原因是______________________________________。要想在体外获得大量该目的基因的片段，可以采用________技术。该技术中使用的关键酶是________________________________________；原料是四种脱氧核苷酸。
(2)根据上述摘要，转基因操作时所用的载体是________________，载体上的________可以转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。
(3)如果要检测在受体细胞中是否存在目的基因可采用________________技术，再经____________方法培养成个体。
[解析]
(1)根据题干信息“所用的人胰岛素基因是依据植物偏爱的密码子来设计所含的密码子，通过某方法合成若干DNA片段，拼接而成”可知，本专利是采用人工合成方法获得目的基因。由于密码子具有简并性，即使基因序列不同，但其控制合成的蛋白质可以相同，因此获得的人胰岛素基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列不同，但两者所编码的蛋白质中氨基酸序列相同。PCR技术可以在体外大量扩增目的基因片段，PCR技术是在较高温度环境中进行的，因此该技术中使用的关键酶是热稳定性DNA聚合酶(或Taq酶)。
(2)根据题干信息“通过农杆菌介导的方法”可知，转基因操作时所用的载体是农杆菌的Ti质粒，载体上的T DNA可以转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。
(3)要检测在受体细胞中是否存在目的基因，可采用DNA分子杂交技术；将转基因受体细胞培育成转基因植株，可采用植物组织培养技术。
[答案]
(1)人工合成　密码子具有简并性，基因序列不同，蛋白质可以相同　
PCR　
热稳定性DNA聚合酶(或Taq酶)
(2)农杆菌的Ti质粒　
T DNA
(3)DNA分子杂交　
组织培养
3．(2016·河南八市4月质检)马术用马应具有“跑得快、身躯庞大沉稳、安静”等特点。一马场从国外引进一匹雄性阿拉伯马(跑得快)和一匹雌性佩尔什马(身躯庞大沉稳、安静)，希望利用这两匹马和一群本地马来培育马术用马。请回答下列问题：
(1)利用这两匹进口马杂交，子代产生的变异来源主要是____________。
(2)从本地母马中选择__________________作为代孕马，将进口马配种后收集其胚胎，并培养到适宜阶段移植到代孕母马体内，从而快速获得更多杂交子代。胚胎细胞所需的营养物质尚未完全搞清楚，所以培养液需加入____________。培养得到的胚胎可以通过____________技术提高其利用率。
(3)欧洲各地有很多马术用马培育基地，可建议马场直接购买其__________，无须再购买种畜，以节省大量资金。
(4)研究者设想，取优良品种的耳细胞传代培养在______代以内，将培养得到的耳细胞注入到________期的去核卵母细胞内，构建并培养得到重组胚胎，移植到代孕母马体内，即得到大量优良品种。该设想涉及到的生物工程技术手段有____________________________________________(至少答出两点)。
[解析]
(1)杂交育种的原理是基因重组。
(2)代孕马的要求是健康、繁殖力强；早期胚胎发育过程中需要添加动物血清；胚胎分割能提高胚胎利用率。
(3)胚胎移植技术可以节约大量引种资金。
(4)传代培养10代以内细胞能保持正常二倍体核型；动物体细胞核移植时，一般将细胞核注入去核的MⅡ期次级卵母细胞中；该过程中利用的生物技术有动物细胞培养、体细胞核移植和胚胎移植技术等。
[答案]
(1)基因重组
(2)健康的、繁殖能力强的(答案合理即可)　动物血清(或血清，血浆)　胚胎分割
(3)(冷冻)胚胎
(4)10　MⅡ(减数第二次分裂)　动物细胞培养、体细胞核移植和胚胎移植技术
4．(2016·贵州黔南三校联考)根据所学知识回答问题：
(1)基因工程中基因表达载体除包括目的基因外，还必须有____________及标记基因等。
(2)若要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的__________中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的______________中。植物组织培养的主要原理是植物细胞具有________________，具体过程是在__________和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的条件，诱导其经过__________产生愈伤组织，最终形成完整的植株。
(3)在哺乳动物的核移植实验中，通过一定的措施将受体细胞激活，使其进行细胞分裂和发育，当胚胎发育到____________________阶段时，将胚胎移入受体(代孕)动物体内。
(4)生态工程是实现循环经济最重要的手段之一，请写出它遵循的基本原理(至少答两项)__________________。
[解析]
(1)在基因工程中，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等。
(2)农杆菌Ti质粒的T DNA能转移到受体细胞的染色体DNA上，因此通常将目的基因插入到T DNA中，进而插入到受体细胞的染色体DNA上。植物组织培养的原理是植物细胞的全能性；植物组织培养需要在无菌条件下；植物组织培养包括脱分化和再分化，脱分化后形成愈伤组织。
(3)胚胎移植时，需要选择囊胚或桑椹胚阶段的胚胎。
(4)生态工程的原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学与工程学原理。
[答案]
(1)启动子、终止子
(2)T DNA　染色体DNA　全能性　无菌　脱分化
(3)桑椹胚或囊胚
(4)物质循环再生原理、物种多样性原理、(协调与平衡原理、整体性原理、系统学与工程学原理)