专练10 生物技术与工程(二)（教师用书word）-【步步高】2025年高考生物大一轮复习讲义（浙科版 浙江、桂（梧州））

专练10　生物技术与工程(二) 1．(2024·绍兴高三联考)扩展青霉是腐烂苹果中常见的微生物之一，其次级代谢产物棒曲霉素(Pat)是一种具有致突变作用的毒素。为研究腐烂苹果中Pat的分布，研究人员进行了如图1所示的实验，其中“病健交界处”为腐烂部位(病斑)与未腐烂部位的交界处。请据图分析，回答下列问题： (1)活化扩展青霉菌种使用的培养基成分如表所示，其中NaNO3的作用有________________________。接种至苹果前用该培养基培养的目的是________________________________。 蔗糖 NaNO3 MgSO4 KCl FeSO4 KH2PO4 蒸馏水 30 g 2 g 0.5 g 0.5 g 0.01 g 1 g 1 000 mL (2)取10 mL活化的菌液加入90 mL无菌水进行梯度稀释，取0.1 mL稀释液涂布于培养基上。104倍稀释对应的三个平板菌落数量分别为32、40和36，每毫升菌液中扩展青霉的数量为__________个，实验结果统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，其原因是________________________________________________________________________。 (3)研究人员测定病斑直径为1、2、3 cm的苹果中①～⑤号部位的Pat含量，结果如图2。 a．由图2可知，实验结论为_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 b．去除腐烂部位后的苹果是否建议食用？请结合图2中信息分析：________________________________________________________________________。 答案　(1)提供氮源和无机盐(维持培养液一定的渗透压)　增大扩展青霉的浓度(扩大培养)　(2)3.6×106　当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落　(3)a.不同病斑直径的苹果中，(①号部位的Pat含量最高)离腐烂部位越远的果肉中Pat含量越低　b．不建议食用，未腐烂部位仍含有一定量的Pat，食用仍存在健康风险 解析　(1)培养基的成分一般都有碳源、氮源、水和无机盐，图示培养基中NaNO3的作用有提供氮源，并维持培养液一定的渗透压；为增大扩展青霉的浓度，接种至苹果前用该培养基培养。(2)104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为32、40和36，则每毫升菌液中扩展青霉的数量为(32＋40＋36)÷3÷0.1×104＝3.6×106(个)。(3)a.据图2可知，不同病斑直径的苹果中，①号部位的Pat含量最高，离腐烂部位越远的果肉中Pat含量越低。b.据图2可知，腐烂苹果去除腐烂部位后不建议食用，这是因为Pat是一种具有致突变作用的毒素，将腐烂苹果的腐烂部位去除后，未腐烂部位仍含有一定量的Pat，食用仍存在健康风险。 2．月季原产于中国，被誉为“花中皇后”。其花色明艳，花香悠远，还有一种坚韧不屈的精神，常作为奥运场馆、重大会所的花卉。为控制月季的花期，可进行月季的花药离体培养，流程如图所示。 →→→→ 回答下列问题： (1)花粉粒培养后能发育成单倍体植株，说明生殖细胞和体细胞一样，在离体条件下也具有____________________的潜能。为避免每次配制培养基时都要称量几十种成分，可以将各种成分按比例配制成浓缩液，即培养基__________，使用时根据浓缩比例计算用量，加水稀释。 (2)对外植体进行表面消毒时，既要考虑药剂的消毒效果，又要考虑________________。选择合适的花蕾，在________条件下除去花瓣，并立即将花药接种到培养基上。 (3)在花药培养中，常常会出现染色体倍性的变化，因此还需要对培养出来的植株作进一步的________________。 (4)月季花泡酒有活血调经、消肿解毒的作用。当月季栽培成熟开花后，将花蕾晒干放在洁净的玻璃瓶中，让白酒完全浸泡住花蕾，密封并放在低温避光的地方储存一个月后即可食用。如果密封不严则会发酸，原因是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)发育成完整植株　母液　(2)植物的耐受能力　无菌　(3)鉴定和筛选　(4)醋酸菌等好氧微生物产生了酸性代谢产物(同时体现“好氧和产酸”两个要点) 解析　(2)消毒是去除外植体表面的微生物，但同时也要考虑到植物的耐受能力；取外植体花蕾，然后在无菌条件下除去花瓣并将花药进行接种。(3)对培养出来的植株作进一步的鉴定和筛选，筛选染色体数目和性状符合的植株。 3．(2024·衢州高三联考)某厂发酵使用的谷氨酸棒状杆菌已经出现了明显的“退化”，呈现长势差、发酵效率不高、质量不好等现象，研究人员利用保存的菌种，通过激光照射谷氨酸棒状杆菌原生质体选育出了高产、优质的谷氨酸棒状杆菌菌种。请回答下列问题： (1)制备谷氨酸棒状杆菌原生质体时，常用酶解法去壁。酶解后，用较高渗透压缓冲液经过多次洗涤离心获得原生质体，多次洗涤的目的是________________________________________。谷氨酸棒状杆菌原生质体经过激光照射后，接种于培养基上再生出细胞壁，用涂布器将______后的再生菌液涂布接种到高糖、高谷氨酸的固体培养基上，形成单菌落后再进行鉴定和扩大培养。 (2)选育出的高产优质菌种一般接种在斜面培养基上保存，在低温干燥等条件下通过减少菌种的________次数来减少菌种发生自发突变的概率，开展工业发酵时，将保存的菌种______后再扩大培养，最后接种于培养基中，初期调节培养基C/N为4∶1，有利于______________，后期调整C/N为3∶1，以获得大量谷氨酸产物。 (3)与利用糖蜜相比，用大米、小麦作为谷氨酸发酵的原料需要增加____________________的过程，从生产发酵罐底部通入高温蒸汽，一方面可以使淀粉等受热吸水从细胞壁中释放出来，另一方面也可以起到________的作用。 (4)生物素是脂肪酸合成的必需物质，发酵使用的谷氨酸棒状杆菌常为生物素缺陷型菌株，可以减少组成细胞膜的______分子的合成，有利于______________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________，从而降低谷氨酸合成的负反馈作用。 (5)谷氨酸棒状杆菌还被用于工业化生产丙酮酸，为了增加其代谢过程中丙酮酸的积累，研究人员利用同源重组的方法敲除了与丙酮酸分解代谢有关的A基因，获得了A基因缺失工程菌，实验过程包括： ①基因敲除打靶质粒的构建。利用PCR技术扩增出A基因的上、下游序列，融合成一个DNA片段，PCR反应体系中的原料是____________________；然后用两种__________________分别切割融合片段和质粒，再用DNA连接酶连接形成重组质粒。 ②重组质粒的导入。将野生型谷氨酸棒状杆菌放入低温、低浓度的CaCl2溶液中，使之成为________细胞，再利用电转化法转入重组质粒。一段时间后将菌液涂布于平板上获得单菌落。 ③目标菌的鉴定。选取单菌落，破壁后加入2 mol/L的NaCl溶液，离心后取上清液，然后加入________________，得到白色DNA，将DNA提取物加入PCR反应体系，利用A基因的特异性引物开展扩增，扩增产物经过电泳后，凝胶中出现______个条带，可以初步确定该菌落是目标菌。最后通过发酵检测丙酮酸产量作为基因敲除成功的直接证据。 答案　(1)为了洗去酶液，防止其对原生质体造成破坏　稀释　(2)传代　活化　菌体大量繁殖　(3)将淀粉分解成小分子糖　灭菌　(4)磷脂　增大细胞膜的通透性，使谷氨酸能及时排出胞外　(5)①四种dNTP(脱氧核苷三磷酸)　限制性内切核酸酶　②感受态　③95%的冷酒精　0 解析　(3)与利用糖蜜相比，用大米、小麦作为谷氨酸发酵的原料需要增加将淀粉分解成小分子糖的过程，这是因为谷氨酸棒状杆菌不能直接利用多糖，因而需要将淀粉分解成小分子糖类，便于提高产量。从生产发酵罐底部通入高温蒸汽，一方面可以使淀粉等受热吸水从细胞壁中释放出来，另一方面也利用了蒸汽灭菌的原理，这样可以避免杂菌污染。(4)生物素是脂肪酸合成的必需物质，发酵使用的谷氨酸棒状杆菌常为生物素缺陷型菌株，这样菌株脂质的合成减少，即可以减少组成细胞膜的磷脂分子的合成，这样可增大细胞膜的通透性，有利于谷氨酸及时排出胞外，从而降低谷氨酸合成的负反馈作用，增加了谷氨酸的产量。 4．(2024·宁波高三模拟)研究表明更年期女性患肺癌的概率较高，可能与雌激素含量改变有关。为探究雌激素与肺癌之间的关系，研究者进行了如下实验。 (1)将肺癌细胞株A549加入到含有少量血清的动物细胞培养液中，置于______培养箱中培养，细胞贴壁生长，观察到________现象后，用______________处理，分散成单个细胞后制成细胞悬液，再传代培养。 (2)将A549置于细胞培养板中进行单克隆培养，分别对细胞进行不同处理，培养48小时后，分别提取细胞中的______，利用PCR技术检测相关基因的表达量，结果如图所示(注：ER为雌激素受体，分为α和β型；E2为雌激素；EGFR为表皮生长因子受体，参与组成影响细胞增殖、凋亡和癌变的信号通路)。 ①siRNA通过干扰翻译过程来影响相关基因的表达。据图分析，siRNA__________相应雌激素受体和EGFR的表达。 ②根据不同浓度的雌激素组的实验结果推断，__________浓度雌激素增强其受体基因的表达，进而使EGFR的表达增强。 (3)雌激素与受体结合，调节细胞的增殖、凋亡和迁移。检测相关指标，数据(相对值)如表所示： 组别 增殖能力 凋亡细胞比例 迁移能力 对照组 1.5 5 1 ERα－siRNA 1 30 0.5 ERβ－siRNA 1 35 0.48 10 μM E2 1.6 3 1.2 50 μM E2 0.8 35 0.6 100 μM E2 1.1 10 1.05 由此推测更年期女性患肺癌的概率升高的原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)更年期女性服用雌激素能否降低肺癌发生率？请说明理由。________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)CO2　接触抑制　胰蛋白酶(或胶原蛋白酶、机械方法)　(2)mRNA(或RNA)　①抑制(或降低)　②低(或10 μM)　(3)更年期女性体内雌激素含量下降，低浓度雌激素增强其受体基因的表达，使EGFR信号通路的表达增强，从而使细胞增殖能力增强、凋亡减少、迁移和侵袭能力增强，增加患肺癌风险　(4)能；适宜浓度的雌激素可以抑制细胞增殖和迁移，促进细胞凋亡(或不能；高浓度雌激素促进细胞的增殖和迁移) 解析　(2)基因的表达包括转录和翻译过程，据题图可知，横坐标中有RNA，故应分别提取细胞中的RNA，利用PCR技术检测相关基因的表达量。①据题图可知，与对照组相比，siRNA组别的雌激素受体和EGFR减少，故siRNA抑制相应雌激素受体和EGFR的表达。 谢谢！ 学科网（北京）股份有限公司 $