題型07實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類（生物技術(shù)與工程）（原卷版）

題型07實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類（生物技術(shù)與工程）對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性和嚴(yán)謹(jǐn)性進(jìn)行評價(jià)，是綜合反映學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的重要策略。生物實(shí)驗(yàn)評價(jià)和改進(jìn)類試題，不僅考查考生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的獨(dú)立操作能力，也考查考生分析、推理等科學(xué)思維能力。試題具有一定的開放性，涉及實(shí)驗(yàn)材料的選擇、實(shí)驗(yàn)相關(guān)操作技能理解、及實(shí)驗(yàn)思路和實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。試題一般包括以下層次。1.理解實(shí)驗(yàn)與探究的目的、原理，實(shí)驗(yàn)與探究的方法和操作步驟，掌握相關(guān)的操作技能，并將所涉及的方法和技能進(jìn)行運(yùn)用。2.對實(shí)驗(yàn)或探究現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行分析、解釋，并對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。3.運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)與調(diào)查、假說演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學(xué)研究方法。4.對一些簡單的實(shí)驗(yàn)與探究方案做出恰當(dāng)?shù)脑u價(jià)和修訂。自2000年江蘇、浙江、山西、吉林四省使用的高考理科綜合能力測試卷第一次出現(xiàn)該類型的題目，之后的理科綜合試卷和生物單科試卷不斷出現(xiàn)，逐漸成為高考生物實(shí)驗(yàn)?zāi)芰y試的一種重要題型。近幾年，這類題目的特點(diǎn)是題目提供部分實(shí)驗(yàn)步驟，讓考生補(bǔ)充完善余下的實(shí)驗(yàn)步驟；題目給出實(shí)驗(yàn)的部分結(jié)果，讓考生補(bǔ)充其他可能得結(jié)果；題目不直接呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，要求考生通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測及推理判斷得出相關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。這類題目涉及知識點(diǎn)多、涉及情景面寬，涉及立意點(diǎn)多，知識點(diǎn)瑣碎，是各地高考試題的難點(diǎn)之一。這類題目一般具有一定的開放性。由于受高考閱卷的限制，題目編制在選材方面往往收到一定的限制，題量和設(shè)問角度也受到較大影響。命題的材料和情境設(shè)置一般源于實(shí)驗(yàn)和探究實(shí)踐、源于一些科研項(xiàng)目，貼近生活、貼近實(shí)踐，與考生的經(jīng)驗(yàn)有一定差距，導(dǎo)致這類題目對考生要求高，試題難度大。這類試題的另一個(gè)特點(diǎn)是：為與中學(xué)實(shí)驗(yàn)保持一致性，個(gè)別實(shí)驗(yàn)題目的素材往往與教材和課程標(biāo)準(zhǔn)具有高度相關(guān)性。實(shí)驗(yàn)評價(jià)和改進(jìn)類實(shí)驗(yàn)試題是實(shí)驗(yàn)試題中要求較高的一類題型。要求考生具有較強(qiáng)的綜合判斷能力、獲取信息、及理解能力。通式能夠準(zhǔn)確選擇實(shí)驗(yàn)材料、熟練運(yùn)用實(shí)驗(yàn)或探究方案設(shè)計(jì)的基本原則獨(dú)立思考解決問題，能夠通過分析、綜合等思維手段科學(xué)準(zhǔn)確地得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過歸納、概括、演繹思維科學(xué)、準(zhǔn)確預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。1.課程標(biāo)準(zhǔn)和教材規(guī)定的實(shí)驗(yàn)分析：以課標(biāo)要求的實(shí)驗(yàn)為切入點(diǎn)，考查實(shí)驗(yàn)與探究材料的選擇、試劑的選擇、關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)操作技能。如酶促反應(yīng)、影響細(xì)胞分裂的機(jī)制、某種生物遺傳物質(zhì)的探究、特殊遺傳分離比、某種特定形狀表現(xiàn)的生物育種、藥物做的機(jī)制、環(huán)境因素對植物生命活動的調(diào)節(jié)、生物生態(tài)位的變化、某種特定微生物的分離、限制酶在基因工程中的應(yīng)用等。2.生命科學(xué)科學(xué)史情境分析：結(jié)合生命科學(xué)發(fā)展史中科學(xué)家的探究歷程、科研方法等考查實(shí)驗(yàn)分析能力、實(shí)驗(yàn)探究能力。如光合作用過程中元素的轉(zhuǎn)移途徑，細(xì)胞周期中關(guān)鍵蛋白質(zhì)的作用和調(diào)控，某種物質(zhì)在基因表達(dá)中的作用、反射弧環(huán)節(jié)的探究、生物形狀表現(xiàn)是基因型和環(huán)境共同作用的結(jié)果、影響某種發(fā)酵產(chǎn)品的因素、生長素和細(xì)胞分裂素比例對植物組織培養(yǎng)的影響等。2.實(shí)驗(yàn)情境分析：以社會熱點(diǎn)、科研進(jìn)展、諾貝爾獎(jiǎng)等為試題情境，考查實(shí)驗(yàn)材料的選擇、實(shí)驗(yàn)器具的選擇，對照實(shí)驗(yàn)設(shè)置及改進(jìn)方案，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理，實(shí)驗(yàn)結(jié)論藐視是否科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)取Ｅc分析類實(shí)驗(yàn)類似，評價(jià)、改進(jìn)型實(shí)驗(yàn)題命題角度眾多。但解答試題都有相對固定的程序，這個(gè)程序是解答評價(jià)、改進(jìn)型分析類實(shí)驗(yàn)題的“牛鼻子”。抓住這個(gè)“牛鼻子”就把握了實(shí)驗(yàn)題的整體和大局，在備考復(fù)習(xí)時(shí)，熟練掌握解答評價(jià)、改進(jìn)類實(shí)驗(yàn)題的解答程序，解答試題時(shí)從程序入手，解答試題就能夠做到“事半功倍”，大大提升解題的速度和準(zhǔn)確率。這類試題一般直接或從材料信息給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，題目正文會給出實(shí)驗(yàn)步驟、操作、結(jié)果、結(jié)論，因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)不嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)驗(yàn)材料或?qū)嶒?yàn)方法選擇不當(dāng)，會使實(shí)驗(yàn)結(jié)論失去可信度，需要指出其中的不當(dāng)指出，并進(jìn)行改進(jìn)。一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)——果酒和果醋改進(jìn)裝置及其分析1.溫度是影響酵母菌和醋酸菌生長和發(fā)酵的重要因素。釀酒酵母的最適生長溫度約為28℃。因此需要將溫度控制在18～30℃。而醋酸菌是嗜溫菌，最適生長溫度為30～35℃，因此要將溫度控制在30～35℃。2.制作果酒的過程中，除酵母菌之外，還會有其他雜菌生長，它們會在酒精發(fā)酵中污染發(fā)酵液，而避免發(fā)酵液污染需要從發(fā)酵制作的過程全面考慮。例如，榨汁機(jī)、發(fā)酵瓶要清洗干凈，裝入葡萄汁后，封閉充氣口；每次排氣時(shí)只需擰松瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋等。3.在家庭制作葡萄酒的過程中，不需要嚴(yán)格的消毒過程也能完成發(fā)酵，原因是在缺氧、呈酸性的發(fā)酵液中，酵母菌可以生長繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物都因無法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制。4.醋酸菌醋酸發(fā)酵時(shí)，無論是利用糖源還是酒精，都需要打開通氣閥，原因是醋酸菌是一種好氧細(xì)菌，在發(fā)酵過程中始終需要氧氣，如果氧氣中斷則會引起醋酸菌的死亡。二、微生物的培養(yǎng)技術(shù)和應(yīng)用1.碳源：自養(yǎng)型微生物與異養(yǎng)型微生物的劃分主要依據(jù)是能否以CO2作為碳源。需根據(jù)微生物的代謝特點(diǎn)去選擇相應(yīng)的培養(yǎng)基。如自養(yǎng)型微生物可以利用空氣中的CO2,缺碳培養(yǎng)基可以培養(yǎng)自養(yǎng)型微生物。自養(yǎng)型微生物所需的碳源來自含碳的無機(jī)物,而異養(yǎng)型微生物需要的碳源來自有機(jī)物,因此可根據(jù)培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)判斷微生物的代謝類型。含氮無機(jī)物不但能給自養(yǎng)型微生物提供氮源,也能作為能源物質(zhì)提供能量,如NH3既為硝化細(xì)菌提供氮源,也可作為能源物質(zhì)。2.平板劃線法的操作：第一次劃線的目的前灼燒的目的是避免接種環(huán)上可能存在的微生物污染培養(yǎng)物；第二次及之后每次劃線前灼燒的目的是殺死上次劃線結(jié)束后殘留在接種環(huán)上的菌種，使下次劃線的菌種均來自上次劃線的末端；劃線結(jié)束后灼燒的目的是殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避免微生物污染環(huán)境和感染操作者。3.微生物的選擇培養(yǎng)的步驟：土壤取樣→等比稀釋→涂布平板（滴加菌液→涂布器消毒→涂布器滅菌→涂布平板）→培養(yǎng)觀察（待涂布菌液被培養(yǎng)基吸收后將平板倒置，放入30～37℃恒溫箱培養(yǎng)1～2天→觀察分離單個(gè)菌落）。4.稀釋涂布平板法：當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面生長的一個(gè)菌落來自一個(gè)活菌，通過統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)，可大致推測出樣品中的活菌數(shù)量；一般選擇菌落數(shù)為30～300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)，至少選擇3個(gè)平板求平均數(shù)；統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)不是活菌數(shù)，往往比活菌數(shù)少。5.每克土壤樣品中微生物數(shù)目計(jì)算：每克土壤樣品中微生物數(shù)=（C÷V）×M=（某稀釋度下平板上生長的平均菌落數(shù)÷涂布平板時(shí)所用稀釋液體積（mL））×稀釋的倍數(shù)6.顯微鏡直接計(jì)數(shù)法：7.微生物的篩選8.微生物的鑒別9.土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)分解尿素的細(xì)菌合成的脲酶可以將尿素分解成氨，氨會使培養(yǎng)基的堿性增強(qiáng)，在培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑培養(yǎng)細(xì)菌，若指示劑變紅，可確定該細(xì)菌能夠分解尿素。三、植物細(xì)胞工程1.培養(yǎng)基：①物組織培養(yǎng)中培養(yǎng)基中需添加適宜濃度的蔗糖溶液目的：①提供營養(yǎng)物質(zhì)。②維持細(xì)胞滲透壓。碳源（蔗糖）、氨基酸、維生素和植物激素（生長素和細(xì)胞分裂素）等。②誘導(dǎo)菊花愈傷組織的培養(yǎng)基：在MS培養(yǎng)基中加入BA(芐基腺嘌呤)和NAA(萘乙酸)，質(zhì)量濃度均為0.5mg/L。③誘導(dǎo)菊花生芽的培養(yǎng)基：在MS培養(yǎng)基中加入BA和NAA，質(zhì)量濃度分別為2～3mg/L和0.02～0.3mg/L。④誘導(dǎo)菊花生根的培養(yǎng)基：將上述MS培養(yǎng)基中NH4NO3、KNO3、KH2PO4、MgSO4·7H2O和CaCl2·2H2O的用量減半，并添加NAA或IAA(吲哚乙酸)，質(zhì)量濃度均為0.1mg/L。2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)外植體一般要進(jìn)行消毒處理，而培養(yǎng)基及其他的操作器具一般要進(jìn)行滅菌處理。無菌操作的目的可能有：防止污染的微生物與培養(yǎng)物競爭營養(yǎng)物質(zhì)。微生物生長過程中會產(chǎn)生有害的物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)物死亡。生長素、細(xì)胞分裂素對植物組織培養(yǎng)的影響3.生長素、細(xì)胞分裂素對植物組織培養(yǎng)的關(guān)系①生長素和細(xì)胞分裂素使用順序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果的影響②生長素、細(xì)胞分裂素比例對植物細(xì)胞的發(fā)育方向的影響四、動物細(xì)胞工程1.動物細(xì)胞培養(yǎng)（1）動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件①培養(yǎng)液中營含有糖類、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素、促生長因子、微量元素等營養(yǎng)物質(zhì)，通常還需要加入血清等天然成分。②需要對培養(yǎng)用具和培養(yǎng)液進(jìn)行滅菌處理，需要在無菌環(huán)境進(jìn)行操作，要定期更換培養(yǎng)液、清除代謝廢物。③培養(yǎng)溫度多需控制在36.5±0.5℃，適宜的pH一般維持在7.2～7.4.④通入的氣體應(yīng)含有5%的CO2。其中的O2是保證細(xì)胞代謝，CO2為維持培養(yǎng)液pH。（2）動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程①在培養(yǎng)基中加入一定量的抗生素，從培養(yǎng)基功能的角度分類屬于選擇培養(yǎng)基，用于動物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基中沒有加入凝固劑（如瓊脂），從物理性質(zhì)分類屬于液體培養(yǎng)基，從化學(xué)成分分類屬于合成培養(yǎng)基②選材：動物胚胎或幼齡動物的組織、器官；原因是細(xì)胞分化程度低，分裂能力強(qiáng)，容易培養(yǎng)。③使用胰蛋白酶分散細(xì)胞說明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)。用胰蛋白酶處理會（會/不會）把所培養(yǎng)的細(xì)胞消化掉？原因是蛋白質(zhì)是細(xì)胞膜的主要成分之一；故必須控制好胰蛋白酶的用量和處理時(shí)間。④培養(yǎng)前要將組織細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞的目的是：利于營養(yǎng)物質(zhì)吸收及便于代謝廢物排出，利于細(xì)胞生長和繁殖。⑤細(xì)胞貼壁和接觸抑制A.細(xì)胞貼壁是指體外培養(yǎng)的細(xì)胞貼附在瓶壁生長的現(xiàn)象；接觸抑制是指當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞通常會停止分裂增殖的現(xiàn)象。B.細(xì)胞貼壁生長對培養(yǎng)瓶的要求：培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿的內(nèi)表面光滑、無毒、易于貼附。C.打破接觸抑制現(xiàn)象的方法是將貼滿瓶壁的細(xì)胞重新用胰蛋白酶等處理，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，讓細(xì)胞繼續(xù)增殖。D.將癌細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)不會（會/不會）出現(xiàn)細(xì)胞的接觸抑制現(xiàn)象.（3）動物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)培養(yǎng)基性質(zhì)固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基培養(yǎng)基成分水、礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、生長素、細(xì)胞分裂素、瓊脂葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素、動物血清培養(yǎng)前處理離體使組織分散形成細(xì)胞懸液材料植物體幼嫩部位或花藥動物胚胎或幼齡動物的器官或組織結(jié)果細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生大量細(xì)胞產(chǎn)生新個(gè)體應(yīng)用人造皮膚、動物分泌蛋白的規(guī)?；a(chǎn)快速繁殖、作物脫毒、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)，單倍體育種相同點(diǎn)人工條件下的無菌操作；②需要適宜的溫度、pH；③只進(jìn)行有絲分裂（3）動物細(xì)胞融合技術(shù)①PGE促融、電刺激融合、滅活病毒誘導(dǎo)融合②結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：細(xì)胞膜的流動性③結(jié)果：形成具有兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞遺傳信息的雜交細(xì)胞④意義：突破有性雜交的限制，使遠(yuǎn)源雜交成為可能；研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤的手段，培育生物新品種；制造單克隆抗體。動物細(xì)胞融合技術(shù)（4）植物體細(xì)胞雜交、動物細(xì)胞融合的比較項(xiàng)目植物體細(xì)胞雜交動物細(xì)胞融合原理細(xì)胞膜的流動性，植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜流動性融合前處理用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理獲得單個(gè)細(xì)胞誘導(dǎo)融合的方法物理方法：離心振動、電刺激，化學(xué)方法：PEG、高Ca+—高pH融合法物理方法：離心振動、電刺激，化學(xué)方法：PEG生物方法：滅活病毒結(jié)果獲得雜種植物獲得雜種細(xì)胞應(yīng)用培育植物新品種研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫和腫瘤段，制造單克隆抗體意義突破遠(yuǎn)緣雜交不親和限制，打破生殖隔離制造單克隆抗體相似點(diǎn)原理和誘導(dǎo)融合方法相似（5）單克隆抗體①制備原理A.B淋巴細(xì)胞特點(diǎn)：一種B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。B.骨髓瘤細(xì)胞特點(diǎn)：能在體外大量增殖。C.雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)：既能大量增殖，又能產(chǎn)生足夠數(shù)量的特定抗體。②制備過程A.給小鼠注射特定的抗原蛋白的目的是刺激機(jī)體發(fā)生免疫應(yīng)答，從而產(chǎn)生特定的B淋巴細(xì)胞。B.若僅考慮細(xì)胞的兩兩融合，在獲取雜交瘤細(xì)胞的過程中，有未融合的細(xì)胞和同種細(xì)胞融合后形成的細(xì)胞(B－B融合細(xì)胞、瘤－瘤融合細(xì)胞)兩種類型。出現(xiàn)不同類型是因?yàn)榧?xì)胞融合不是100%的，且是隨機(jī)的。③單克隆抗體制備過程中兩次篩選的方法及目的項(xiàng)目第一次篩選第二次篩選篩選原因誘導(dǎo)融合后會得到多種融合細(xì)胞，和未融合的細(xì)胞融合的雜交瘤細(xì)胞有的不能產(chǎn)生抗體，有些可能產(chǎn)生其他抗體篩選方法、原理篩選方法：使用選擇培養(yǎng)基篩選。未融合細(xì)胞及同種細(xì)胞融合的細(xì)胞（BB細(xì)胞、瘤瘤細(xì)胞）不能存活，只有雜交瘤細(xì)胞能生存、生長篩選方法：多空培養(yǎng)皿培養(yǎng)篩選。在每個(gè)孔只有一個(gè)雜交瘤細(xì)胞的情況下進(jìn)行可控化培養(yǎng)和抗體檢測，篩選出產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)胞群。篩選的目的篩選出雜交瘤細(xì)胞篩選出分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞第一次篩選獲得雜交瘤細(xì)胞的方法：A.細(xì)胞合成DNA有D和S兩條途徑，其中D途徑能被氨基嘌呤阻斷。B.人淋巴細(xì)胞中有這兩種DNA的合成途徑，但不能分裂增殖。C.鼠骨髓瘤細(xì)胞中只有D途徑，沒有S途徑，但能不斷分裂增殖。在培養(yǎng)基中加入氨基嘌呤，B淋巴細(xì)胞及同型融合細(xì)胞不能增殖，骨髓瘤細(xì)胞及同型融合細(xì)胞(氨基嘌呤阻斷)不能增殖，只有雜交瘤細(xì)胞能無限增殖。⑤單克隆抗體的應(yīng)用A.作為診斷試劑：在多種疾病的診斷和病原體鑒定中發(fā)揮重要的作用。B.疾病治療：C.運(yùn)載藥物：抗體—藥物偶聯(lián)物(ADC)通過將細(xì)胞毒素與能特異性識別腫瘤抗原的單克隆抗體結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對腫瘤細(xì)胞的選擇性殺傷。ADC通常由抗體、接頭和藥物(如細(xì)胞毒素)三部分組成。⑥抗體—藥物偶聯(lián)物（ADC）A.抗體—藥物偶聯(lián)物(ADC)通過將細(xì)胞毒素與能特異性識別腫瘤抗原的單克隆抗體結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了對腫瘤細(xì)胞的選擇性殺傷。ADC通常由抗體、接頭和藥物(如細(xì)胞毒素)三部分組成。B.抗體—藥物偶聯(lián)物（ADC）作用機(jī)理：ADC進(jìn)入機(jī)體→ADC被靶細(xì)胞特異性受體識別→ADC被靶細(xì)胞內(nèi)吞進(jìn)入靶細(xì)胞→ADC在溶酶體被裂解→藥物釋放→靶細(xì)胞凋亡C．ADC中抗體的作用是導(dǎo)向（把藥物引導(dǎo)到特定的細(xì)胞），藥物的作用是治療。D.可以作為ADC偶聯(lián)的藥物包括細(xì)胞毒素、放射性同位素和化學(xué)藥物等。E.ADC在臨床應(yīng)用上的作用機(jī)理是其作用機(jī)理是通過單克隆抗體的靶向作用特異性地識別腫瘤細(xì)胞表面抗原，然后利用細(xì)胞本身具備的內(nèi)吞作用使化學(xué)藥物進(jìn)入腫瘤細(xì)胞體內(nèi)發(fā)生藥力，從而達(dá)到殺死腫瘤細(xì)胞的目的。（6）動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物①目前動物細(xì)胞核移植技術(shù)中普遍使用的去核方法是顯微操作法。也有人采用梯度離心、紫外線短時(shí)間照射和化學(xué)物質(zhì)處理等方法。這些方法是在沒有穿透卵母細(xì)胞透明帶的情況下去核或使其中的DNA變性。②通過顯微操作去除卵母細(xì)胞的核，再用微型吸管可一并吸出細(xì)胞核和第一極體。③可用物理或化學(xué)方法（如電脈沖、鈣離子載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等）激活受體細(xì)胞，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育的過程④克隆動物的應(yīng)用及存在的問題應(yīng)用前景畜牧業(yè)加快家畜優(yōu)良遺傳性狀的改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良家畜的繁育醫(yī)藥衛(wèi)生A.作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥用蛋白；B.作為疾病模型動物用于理論研究和藥物研發(fā)；C.培育轉(zhuǎn)基因克隆動物，提供異種移植器官、組織和細(xì)胞。瀕危動物保護(hù)增加瀕危動物存活的數(shù)量存在問題成功率低，絕大多數(shù)克隆動物存在健康問題，有些克隆動物表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷。五、胚胎工程1.受精作用的主要生理過程及生理反應(yīng)步驟主要過程生理反應(yīng)精子獲能在雌性動物生殖道內(nèi)精子獲得受精“能力”。精子獲得受精能力排卵卵子從卵泡中排出,而不是卵泡從卵巢中排出。卵子從卵泡排出卵子準(zhǔn)備在輸卵管內(nèi)排出卵泡的卵子（初級卵母細(xì)胞或次級卵母細(xì)胞）在輸卵管進(jìn)一步成熟。發(fā)育到MⅡ期，具備與精子結(jié)合的受精能力透明帶反應(yīng)精子釋放多種酶溶解卵細(xì)胞膜外的結(jié)構(gòu)，接觸卵細(xì)胞膜透明帶反應(yīng)，阻止多精入卵精子入卵精子頭部進(jìn)入卵細(xì)胞，尾部脫落卵細(xì)胞膜反應(yīng)，阻止其他精子進(jìn)入卵細(xì)胞卵細(xì)胞完成減數(shù)第二次分裂精子核膜破裂形成精核，卵細(xì)胞被激活進(jìn)行減數(shù)第二次分裂，排出第二極體形成雄原核和雌原核，是受精的標(biāo)志雌雄原核融合，完成受精雌雄原核充分發(fā)育，彼此靠近，核膜消失形成受精卵，開始個(gè)體發(fā)育2.人工受精時(shí)直接利用雌性動物的生殖道使精子獲能；體外受精時(shí)，將精子培養(yǎng)在人工配制的獲能液中使其獲能等。獲能液的成分因動物種類不同而有所差異，常見的有效成分有肝素、Ca2＋載體等。3.初期胚胎培養(yǎng)：對體外受精的受精卵進(jìn)行體外培養(yǎng)至桑椹胚或囊胚時(shí)期。4.胚胎移植①排卵和沖卵：排卵指卵子從卵泡中排出，指卵子由卵巢排出到輸卵管；沖卵把供體子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來。②超數(shù)排卵：超數(shù)排卵指誘發(fā)卵巢排出比自然狀況下更多的成熟卵子的操作，常用的方法是給供體母畜注射促性腺激素。③同期發(fā)情：同期發(fā)情是指使受體母畜和供體母畜的生理?xiàng)l件達(dá)到同步或一致，使供體胚胎進(jìn)入受體母畜后不被排斥，并且具有和供體相似的生理環(huán)境。注射的激素是孕激素。在牛的胚胎移植過程中有兩次使用激素、兩次檢查，其目的分別是什么？第一次用孕激素對受、供體進(jìn)行同期發(fā)情處理，第二次用促性腺激素處理使供體超數(shù)排卵。第一次是對收集的胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查，第二次是對受體母畜是否妊娠進(jìn)行檢查。胚胎移植：胚胎移植是胚胎工程的最后一道“工序”，胚胎移植的方法有非手術(shù)法和手術(shù)法。胚胎分割是指采用機(jī)械方法將早期胚胎分割成2等份、4等份或8等份，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)，胚胎分割的次數(shù)不宜過多;但一次給受體動物植入多個(gè)胚胎，可增加雙胞胎和多胞胎的比例。發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚。若分割囊胚階段的胚胎時(shí)，要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。七、基因工程1.一種生物基因能在另一種生物細(xì)胞成功表達(dá)的理論基礎(chǔ)①供體生物和受體細(xì)胞的遺傳物質(zhì)都是DNA；②不同生物的DNA分子能夠拼接在一起，原因是基因的組成、空間結(jié)構(gòu)和堿基互補(bǔ)配對方式相同；③同一種基因在不同生物體內(nèi)表達(dá)出來的蛋白質(zhì)相同，因?yàn)樗猩锕灿靡徽走z傳密碼；④遺傳信息的傳遞都遵循中心法則；⑤為什么一種生物的基因可以在另一種生物細(xì)胞內(nèi)表達(dá)？基因是控制生物性狀的獨(dú)立遺傳單位②遺傳信息的傳遞都遵循中心法則③生物界共同一套遺傳密碼2.用限制酶切割時(shí)需注意的事項(xiàng)①獲取目的基因和切割載體時(shí),通常使用同種限制酶,目的是為了產(chǎn)生相同的黏性末端，便于連接。但是使用該法缺點(diǎn)是容易發(fā)生目的基因、質(zhì)粒的自身環(huán)化以及目的基因與質(zhì)粒反向連接，為了避免上述情況發(fā)生，可采取的措施是分別使用兩種限制酶去切割目的基因和運(yùn)載體。②獲取一個(gè)目的基因需限制酶切割兩次,共產(chǎn)生4個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。③選擇限制酶切割位點(diǎn)的基本原則：A.不破壞目的基因原則：切割目的基因時(shí)：能切下目的基因且不破壞目的基因。B.保留標(biāo)記基因、啟動子、終止子、復(fù)制原點(diǎn)原則：切割載體時(shí)：作為載體必須具備標(biāo)記基因，所以所選擇的限制酶盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu)；至少保留一個(gè)完整的標(biāo)記基因，便于篩選。C．確保出現(xiàn)相同黏性末端原則：通常選擇與切割目的基因相同的限制酶；為避免目的基因和質(zhì)粒自身環(huán)化和隨意連接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和載體。3.DNA連接酶：DNA連接酶的作用是將限制酶切割是的DNA片段拼接成新的DNA分子，其作用是恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。DNA連接酶主要有兩類：一類是是從大腸桿菌分離得到的DNA連接酶，只能連接具有互補(bǔ)粘性末端的DNA片段，不能連接具有平末端的DNA片段；另一類是從T4噬菌體分離出來的DNA連接酶，可以連接具有互補(bǔ)黏性末端的DNA片段，也能夠連接雙鏈DNA的平末端。4載體：載體是具有自我復(fù)制能力的雙鏈DNA分子，最常用的載體是質(zhì)粒，λ噬菌體的衍生物、動植物病毒液可作為重組DNA的載體。載體DNA分子能夠隨受體DNA復(fù)制，一般有一個(gè)活多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，時(shí)外源DNA片段插入其中，常有特殊的標(biāo)記基因，便于重組DNA分子的篩選。①質(zhì)粒的來源：來源于許多細(xì)菌和酵母菌等生物，它是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子（化學(xué)本質(zhì)），故質(zhì)粒有0個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。在進(jìn)行基因工程操作中，真正被用作載體的質(zhì)粒，都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過人工改造的。②λ噬菌體的衍生物或某些動植物病毒作為運(yùn)載體利用的原理是利用病毒對宿主細(xì)胞的侵染性.病毒對宿主細(xì)胞的侵染具有一定的物種（組織）特異性。③若用家蠶作為某基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞，在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中，不選用噬菌體作為載體，其原因是噬菌體的宿主細(xì)胞是細(xì)菌，而不是家蠶。④氨芐青霉素抗性基因在質(zhì)粒DNA上稱為標(biāo)記基因，還有如：卡那霉素抗性基因、四環(huán)素抗性基因等；其作用是用于鑒別和篩選含有目的基因的受體細(xì)胞。復(fù)制原點(diǎn)：DNA分子復(fù)制的起點(diǎn)。5.細(xì)胞膜上的載體蛋白與基因工程中的載體的區(qū)別①化學(xué)本質(zhì)不同：細(xì)胞膜上的載體：蛋白質(zhì)。基因工程中的載體可能是物質(zhì)，如質(zhì)粒；也可是生物，如動植物病毒；也可是λ噬菌體的衍生物。②功能不同：細(xì)胞膜上的載體功能是協(xié)助細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞;基因工程中的載體是一種“分子運(yùn)輸車”,把目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。6.DNA連接酶和DNA聚合酶不是一回事。原因是：①DNA連接酶連接的是兩個(gè)DNA片段，而DNA聚合酶是把單個(gè)的脫氧核苷酸連接到已有的DNA片段上。②DNA聚合酶起作用時(shí)需要以一條DNA鏈為模板，而DNA連接酶不需要模板。7.DNA的粗提取與鑒定(2)實(shí)驗(yàn)步驟8.基因操作基本操作程序（1）目的基因的獲?、俸Y選合適的目的基因A.目的基因:在基因工程的設(shè)計(jì)和操作中,用于改變受體細(xì)胞性狀或獲得預(yù)期表達(dá)產(chǎn)物等的基因。主要是指編碼蛋白質(zhì)的基因。

B.篩選目的基因的方法:從相關(guān)的已知結(jié)構(gòu)和功能清晰的基因中進(jìn)行篩選是較為有效的方法之一。

(2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因①概念：PCR全稱為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一項(xiàng)在生物體外（體內(nèi)/體外）復(fù)制特定DNA片段核酸合成技術(shù)。②原理：DNA雙鏈復(fù)制。③前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物。④引物的化學(xué)本質(zhì)：是一小段DNA或RNA單鏈；它是以DNA單鏈為模板，在引物酶的作用下合成的。兩種引物與模板鏈如何配對？引物的5′端與模板鏈3′端互補(bǔ)配對。延伸時(shí)需要加入兩種引物，原因是DNA是反向平行的雙鏈，DNA聚合酶只能從引物3′端延伸DNA鏈，用兩種引物才能確保DNA兩條鏈同時(shí)被擴(kuò)增。兩種引物的要求：A.引物自身不能環(huán)化B.兩種引物之間不能互補(bǔ)配對C．引物長度不宜過短，防止引物隨機(jī)結(jié)合。⑧PCR反應(yīng)的基本步驟：變性、復(fù)性、延伸。PCR技術(shù)和DNA復(fù)制的比較⑩Bt抗蟲蛋白基因產(chǎn)生的Bt抗蟲蛋白只在某類昆蟲腸道的堿性環(huán)境中才能表現(xiàn)出毒性，而人和牲畜的胃液呈酸性，腸道細(xì)胞也無特異性受體，因此，Bt抗蟲蛋白不會對人畜產(chǎn)生危害。（3）基因表達(dá)載體的構(gòu)建—基因工程的核心：①構(gòu)建目的：A.使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳給下一代。；B.使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。②構(gòu)建過程：若只考慮兩兩連接，質(zhì)粒和目的基因至少可以連接3種；即目的基因目的基因、質(zhì)粒質(zhì)粒、目的基因質(zhì)粒。如果使用兩種限制酶同時(shí)切割目的基因和質(zhì)粒，可防止目的基因和質(zhì)粒自身環(huán)化以及目的基因與運(yùn)載體的反向連接。③基因表達(dá)載體的組成及作用：A.目的基因：能控制表達(dá)所需要的特殊性狀。B.啟動子作用是RNA聚合酶識別和結(jié)合位點(diǎn)，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。啟動子具有物種和組織特異性。即只有使用受體生物自身基因的啟動子才能比較有利于基因的表達(dá)。如：構(gòu)建在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的表達(dá)載體需要選擇的啟動子是水稻胚乳細(xì)胞啟動子。C.終止子：使轉(zhuǎn)錄終止的特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段。D.標(biāo)記基因：種類：四環(huán)素抗性基因，卡那霉素抗性基因，氨芐青霉素抗性基因等抗生素抗性基因。作用：用于鑒別和篩選含有目的基因的受體細(xì)胞。E.復(fù)制原點(diǎn)：DNA分子復(fù)制的起點(diǎn)。④作為基因工程表達(dá)載體，只含有目的基因不可以完成任務(wù)嗎。因?yàn)槟康幕蛟诒磉_(dá)載體中得到表達(dá)并發(fā)揮作用，還需要有其他控制元件，如啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。A.生物之間進(jìn)行基因交流，只有使用受體生物自身基因的啟動子才能比較有利于基因的表達(dá)；B.通過cDNA文庫獲得的目的基因沒有啟動子，只將編碼序列導(dǎo)入受體生物中無法轉(zhuǎn)錄；C.目的基因是否導(dǎo)入受體生物中需要有篩選標(biāo)記；D.為了增強(qiáng)目的基因的表達(dá)水平，往往還要增加一些其他調(diào)控元件，如增強(qiáng)子等；E.如何篩選出插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的單菌落？在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，產(chǎn)生一些菌落，然后將這些菌落按照原來的位置轉(zhuǎn)移到含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，一段時(shí)間后，某些菌落將會出現(xiàn)停止增殖的現(xiàn)象，這些菌落的位置在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基中對應(yīng)的位置的菌落即為插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的單菌落。（4）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：①轉(zhuǎn)化：指目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。②常用的受體細(xì)胞：A.原核生物：腸桿菌枯草桿菌土壤農(nóng)桿菌等。B.真核生物：酵母菌和動植物細(xì)胞等。③將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的原理：借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的途徑。常用的方法有：植物細(xì)胞：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。動物細(xì)胞：顯微注射法。微生物細(xì)胞：感受體細(xì)胞法。A.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法：特點(diǎn)：易感染雙子葉植物和裸子植物，對大多數(shù)單子葉植物沒有感染能力。原理：Ti質(zhì)粒上的TDNA可以轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上。農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法易錯(cuò)積累a.農(nóng)桿菌的作用是感染植物細(xì)胞，把目的基因插入到植物細(xì)胞的染色體的DNA上。b.用農(nóng)桿菌感染時(shí)，優(yōu)先選擇受傷的（受傷的/完好的）葉片與重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌培養(yǎng)，選用該葉片的理由是葉片傷口處的細(xì)胞可釋放大量的酚類物質(zhì)，可吸引農(nóng)桿菌。c.若要利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化單子葉植物細(xì)胞，可采取添加酚類物質(zhì)，其目的是吸引農(nóng)桿菌移向受體細(xì)胞，有利于目的基因成功轉(zhuǎn)化。d.利用Ti質(zhì)粒構(gòu)建重組質(zhì)粒的目的是：將目的基因插入到Ti質(zhì)粒上的TDNA上，利用其將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞染色體DNA上，使目的基因的遺傳特性穩(wěn)定維持和表達(dá)。B.將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞方法:顯微注射技術(shù)。受體細(xì)胞：受精卵。為什么受體細(xì)胞選受精卵而不是正常體細(xì)胞？受精卵具有全能性且體積大,易操作；而動物體細(xì)胞的全能性受限C．將目的記憶導(dǎo)入動物細(xì)胞的過程：D.將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞常用法:Ca2+處理法(感受態(tài)細(xì)胞法).常用菌：大腸桿菌。微生物作為受體細(xì)胞的原因是繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對少。過程：受體細(xì)胞用Ca2+處理的目的是使其變?yōu)楦惺軕B(tài)細(xì)胞，容易吸收周圍環(huán)境中的DNA分子。用Ca2+處理受體細(xì)胞是通過改變細(xì)胞壁的通透性來完成（5）目的基因的檢測與鑒定：①DNA分子探針：放射性同位素標(biāo)記的含有目的基因的DNA片段。②檢測和鑒定A.檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因，它是目的基因能否在個(gè)體內(nèi)穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵，采用的技術(shù)是DNA分子雜交技術(shù)。B.檢測目的基因是否成功轉(zhuǎn)錄出mRNA是檢測目的基因是否發(fā)揮功能作用的第一步，該過程采用的技術(shù)是分子雜交技術(shù)。C.檢測目的基因是否成功翻譯出蛋白質(zhì)分子水平檢測：抗原抗體雜交;個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定D.檢測生物是否具有該蛋白質(zhì)賦予的某種特性以及具有該特性的程度。如：抗蟲：做抗蟲接種實(shí)驗(yàn)，觀察害蟲（害蟲/生物）的生存狀況抗病：做病原體接種實(shí)驗(yàn)，觀察生物（病原體/生物）的生存狀況抗鹽：將轉(zhuǎn)基因植物移栽到鹽堿地?？购簩⑥D(zhuǎn)基因植物移栽到低溫（寒冷）環(huán)境中，觀察其生長狀況活性比較實(shí)驗(yàn):將基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的功能進(jìn)行活性比較，以確定功能活性是否相同。（6）基因工程的應(yīng)用①基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用：農(nóng)業(yè)：抗蟲、抗病、抗除草劑植物，及改良植物優(yōu)良性狀（三抗一改良）；畜牧業(yè)：生長速率、畜產(chǎn)品品質(zhì)（速率、品質(zhì)）。②基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生方面的應(yīng)用：乳房、膀胱反應(yīng)器，器官移植供體。③基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用（7）蛋白質(zhì)工程（8）蛋白質(zhì)工程和基因工程的區(qū)別和聯(lián)系1.（2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題，多選）某醋廠和啤酒廠的工藝流程如圖所示。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌；醋醅含有醋酸菌；糖化即淀粉水解過程。下列相關(guān)敘述正確的有（）A．糯米“蒸熟”與大米“蒸煮”的目的是利于糖化和滅菌B．發(fā)酵原理是利用真菌的無氧呼吸與細(xì)菌的有氧呼吸C．醋酸發(fā)酵過程中經(jīng)常翻動發(fā)酵物，可控制發(fā)酵溫度和改善通氣狀況D．啤酒釀造流程中適當(dāng)增加溶解氧可縮短發(fā)酵時(shí)間【試題分析】果酒的制作離不開酵母菌，酵母菌是兼性厭氧型生物，在有氧條件下，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，大量繁殖，在無氧條件下，酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵。溫度是酵母菌生長和發(fā)酵的重要條件，20℃左右，酒精發(fā)酵時(shí)，一般將溫度控制在18~30℃，在葡萄酒自然發(fā)酵過程當(dāng)中，其主要作用的是附著在葡萄皮上的野生酵母菌。醋酸菌是一種好氧細(xì)菌，只有當(dāng)氧氣充足時(shí)，才能進(jìn)行旺盛的生理活動。醋酸菌對氧氣的含量特別敏感，當(dāng)進(jìn)行深層發(fā)酵時(shí)，即使只是短時(shí)間中斷通入氧氣，也會引起醋酸菌死亡。當(dāng)氧氣、糖源都充足時(shí)，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸；當(dāng)缺少糖源時(shí)，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿?。醋酸菌的最適生長溫度為30～35℃。【答案】AD【解析】糯米“蒸熟”與大米“蒸煮”的目的均有利于滅菌和糖化過程，A正確；圖中制酒用到了酒曲，酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌，霉菌屬于真菌，其為需氧型，該過程霉菌產(chǎn)生的淀粉酶有利于將糯米中的淀粉分解，其中的乳酸菌進(jìn)行的是無氧呼吸，酵母菌主要進(jìn)行無氧呼吸過程完成釀酒的過程，醋酸發(fā)酵過程中主要利用了醋酸桿菌的有氧呼吸進(jìn)行醋酸發(fā)酵，B錯(cuò)誤；醋酸發(fā)酵過程中利用了醋酸菌的有氧呼吸，在發(fā)酵過程中經(jīng)常翻動發(fā)酵物，有利于散熱，但不能控制發(fā)酵溫度，C錯(cuò)誤；啤酒釀造流程中利用的原理是酵母菌的無氧呼吸產(chǎn)生酒精的過程，若適當(dāng)增加溶解氧有利于酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生更多的能量滿足酵母菌自身增殖的需要，因而可縮短發(fā)酵時(shí)間，D正確。2．（2022·江蘇·統(tǒng)考高考真題）下列是某同學(xué)分離高產(chǎn)脲酶菌的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，不合理的是（

）A．選擇農(nóng)田或公園土壤作為樣品分離目的菌株B．在選擇培養(yǎng)基中需添加尿素作為唯一氮源C．適當(dāng)稀釋樣品是為了在平板上形成單菌落D．可分解酚紅指示劑使其褪色的菌株是產(chǎn)脲酶菌【試題分析】為了篩選可分解尿素的細(xì)菌，配制的培養(yǎng)基應(yīng)選擇尿素作為唯一氮源，含脲酶的微生物在該培養(yǎng)基上能生長，其它微生物在該培養(yǎng)基上因缺乏氮源而不能生長，可用于分離含脲酶的微生物?！敬鸢浮緿【解析】農(nóng)田或公園土壤中含有較多的含脲酶的微生物，A正確；為了篩選可分解尿素的細(xì)菌，配制的培養(yǎng)基應(yīng)選擇尿素作為唯一氮源，含脲酶的微生物在該培養(yǎng)基上能生長，B正確；當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面生長的一個(gè)菌落，來源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌，C正確；在細(xì)菌分解尿素的化學(xué)反應(yīng)中，細(xì)菌合成的脲酶將尿素分解成氨，氨會使培養(yǎng)基的pH升高，酚紅指示劑將變紅，因此在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑，能對分離的菌種做進(jìn)一步鑒定，D錯(cuò)誤。3.（2022·山東·高考真題）如圖所示，將由2種不同的抗原分別制備的單克隆抗體分子，在體外解偶聯(lián)后重新偶聯(lián)可制備雙特異性抗體，簡稱雙抗。下列說法錯(cuò)誤的是（

）A．雙抗可同時(shí)與2種抗原結(jié)合B．利用雙抗可以將蛋白類藥物運(yùn)送至靶細(xì)胞C．篩選雙抗時(shí)需使用制備單克隆抗體時(shí)所使用的2種抗原D．同時(shí)注射2種抗原可刺激B細(xì)胞分化為產(chǎn)雙抗的漿細(xì)胞【試題分析】單克隆抗體的制備過程：先給小鼠注射特定抗原使之發(fā)生免疫反應(yīng)，之后從小鼠脾臟中獲取已經(jīng)免疫的B淋巴細(xì)胞；誘導(dǎo)B細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合，利用選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞；進(jìn)行抗體檢測，篩選出能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞；進(jìn)行克隆化培養(yǎng)，即用培養(yǎng)基培養(yǎng)和注入小鼠腹腔中培養(yǎng)；最后從培養(yǎng)液或小鼠腹水中獲取單克隆抗體?！敬鸢浮緿【解析】根據(jù)抗原和抗體發(fā)生特異性結(jié)合的原理推測，雙抗可同時(shí)與2種抗原結(jié)合，A正確；根據(jù)抗原與抗體能夠發(fā)生特異性結(jié)合的特性，利用雙抗可以將蛋白類藥物運(yùn)送至靶細(xì)胞，從而使藥物發(fā)揮相應(yīng)的作用，B正確；在兩種不同的抗原刺激下，B細(xì)胞增殖、分化產(chǎn)生不同的漿細(xì)胞分泌形成兩種抗體，因此，篩選雙抗時(shí)需使用制備單克隆抗體時(shí)所使用的2種抗原來進(jìn)行抗原抗體檢測，從而實(shí)現(xiàn)對雙抗的篩選，C正確；同時(shí)注射2種抗原可刺激B細(xì)胞分化形成不同的漿細(xì)胞，而不是分化成產(chǎn)雙抗的漿細(xì)胞，D錯(cuò)誤。4.中醫(yī)治療疾病多用復(fù)方，三白草和魚腥草是同科不同屬的兩種常見藥用植物，二者因療效相近且具有疊加效應(yīng)常被用作“藥對”，在我國全年可采收兩次。研究者欲利用原生質(zhì)體融合技術(shù)將復(fù)方的配伍（兩種或兩種以上藥物配合使用）提前到個(gè)體生長或生產(chǎn)過程，并實(shí)現(xiàn)有效成分的工廠化生產(chǎn)，具體操作如圖1。(1)取魚腥草和三白草充分展開的嫩葉片，用用70%乙醇和2%的次氯酸鈉對其（填填“消毒”或“滅菌”），每次處理后用（填“蒸餾水”或“無菌水”）沖洗葉片5次，去除殘留于葉片上的藥劑，處理后的葉片撕去表皮，切成1mm薄片備用。(2)過程①通過酶解法去除獲取原生質(zhì)體，并向三白草和魚腥草細(xì)胞酶解液中分別加入紅、綠熒光色素（帶熒光色素的原生質(zhì)體仍能融合和再生）。過程②利用化學(xué)誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)融合，隨后在熒光顯微鏡下選擇帶的雜種原生質(zhì)體。(3)科研人員研究不同的原生質(zhì)體密度對三白草和魚腥草原生質(zhì)體融合率的影響，結(jié)果如圖2。注：雙核異核融合體指具有兩個(gè)不同來源細(xì)胞核的細(xì)胞由圖2可知促進(jìn)三白草和魚腥草原生質(zhì)體融合的最適密度為，高于此密度不利于形成雙核異核融合體的原因是。此外，影響原生質(zhì)體融合的因素還應(yīng)包括等。(4)通常情況下，能增加免疫器官的重量表明該物質(zhì)具有一定的增強(qiáng)免疫力的作用。為判斷融合體對動物免疫力的影響，科研人員取同種小鼠30只，雌雄各半，隨機(jī)均分為三組，實(shí)驗(yàn)處理如下表。組別A組B組C組（空白對照組）實(shí)驗(yàn)處理三白草和魚腥草雜種愈傷組織的蒸餾水提取物三白草和魚腥草直接混合后的蒸餾水提取物每天一次等量灌胃，連續(xù)一周，檢測各組小鼠的胸腺重量在表格中將C組的實(shí)驗(yàn)處理補(bǔ)充完整。②若實(shí)驗(yàn)結(jié)果為，則支持利用原生質(zhì)體融合技術(shù)將復(fù)方的配伍提前并實(shí)現(xiàn)有效成分的工廠化生產(chǎn)?！敬鸢浮?1)消毒無菌水(2)細(xì)胞壁PEG/聚乙二醇紅、綠熒光色素(3)1×106個(gè)/mL密度過高，原生質(zhì)體的相互黏連、聚集作用過強(qiáng)，PEG的誘導(dǎo)作用受到抑制PEG的濃度(4)等量的蒸餾水A、B兩組的胸腺重量相同且都大于C組【解析】（1）為防止微生物污染，應(yīng)取魚腥草和三白草充分展開的嫩葉片，用70%乙醇和2%的次氯酸鈉對其消毒；為防止雜菌污染，每次處理后用無菌水沖洗葉片5次，去除殘留于葉片上的藥劑。（2）據(jù)圖示可知，過程①通過酶解法去除細(xì)胞壁獲取原生質(zhì)體，需要用纖維素酶、果膠酶處理破壞細(xì)胞壁；過程②誘導(dǎo)植物細(xì)胞融合的方法有利用化學(xué)誘導(dǎo)劑PEG（（聚乙二醇））誘導(dǎo)融合；由于三百草細(xì)胞酶解液中加入了紅熒光色素，魚腥草細(xì)胞酶解液中加入了綠熒光色素，所以雜種原生質(zhì)體應(yīng)該帶紅、綠熒光色素。（3）由圖2柱形圖可知，在密度為1×106個(gè)/mL時(shí)，雙核異核融合體比例最高，說明促進(jìn)三白草和魚腥草原生質(zhì)體融合的最適密度為1×106個(gè)/mL；高于此密度不利于形成雙核異核融合體，因?yàn)槊芏冗^高，原生質(zhì)體的相互黏連、聚集作用過強(qiáng)，PEG的誘導(dǎo)作用受到抑制；此外，影響原生質(zhì)體融合的因素還應(yīng)包括PEG的濃度、培養(yǎng)液的滲透壓等。（4）①本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖桥袛嗳诤象w對動物免疫力的影響，因?yàn)镃組為對照組，因此根據(jù)對A、B兩組的處理，C組應(yīng)用等量的蒸餾水每天一次等量灌胃，連續(xù)一周。②若實(shí)驗(yàn)結(jié)果為A、B兩組的胸腺重量相同且都大于C組，則支持利用原生質(zhì)體融合技術(shù)將復(fù)方的配伍提前并實(shí)現(xiàn)有效成分的工廠化生產(chǎn)。5.（2024·西藏拉薩一模）北京冬奧會食堂讓各國運(yùn)動健兒愛上中國味道，其餐余垃圾在垃圾集中點(diǎn)采用“生化+霧化+膜過濾”技術(shù)處理后，可以達(dá)到無二次污染的標(biāo)準(zhǔn)。為篩選對抗生素有抗性、能高效降解淀粉的微生物，提高生化處理效率，研究人員將餐余垃圾機(jī)械化處理后加入裝有無菌水的錐形瓶中制備餐余垃圾浸出液，然后進(jìn)行如圖所示的操作?；卮鹣铝袉栴}。(1)X培養(yǎng)基的化學(xué)成分方面具有的特點(diǎn)是，培養(yǎng)一段時(shí)間后滴加碘液，有的菌落周圍出現(xiàn)透明圈的原因是。(2)向X培養(yǎng)基上接種細(xì)菌的方法是，該接種方法也可以用于對細(xì)菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，但需要將浸出液做足夠的稀釋，原因是。(3)Y培養(yǎng)基與X培養(yǎng)基的主要區(qū)別是，在該培養(yǎng)基中微生物增殖速度更快，原因是?！驹囶}分析】微生物常見的接種的方法:①平板劃線法∶將已經(jīng)熔化的培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿制成平板，接種，劃線，在恒溫箱里培養(yǎng)。在線的開始部分，微生物往往連在一起生長，隨著線的延伸，菌數(shù)逐漸減少，最后可能形成單個(gè)菌落。②稀釋涂布平板法:將待分離的菌液經(jīng)過大量稀釋后，均勻涂布在培養(yǎng)皿表面，經(jīng)培養(yǎng)后可形成單個(gè)菌落?！敬鸢浮?1)含抗生素且以淀粉為唯一的碳源能分解淀粉的細(xì)菌將菌落周圍的淀粉分解，加入碘液后不再顯示藍(lán)色(2)稀釋涂布平板法如果稀釋倍數(shù)不夠高，則一個(gè)菌落可能是由多個(gè)細(xì)菌共同繁殖而成，統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)就會低于實(shí)際數(shù)值(3)Y培養(yǎng)基是液體培養(yǎng)基，而X培養(yǎng)基是固體培養(yǎng)基微生物在液體培養(yǎng)基中與營養(yǎng)物質(zhì)接觸更充分，物質(zhì)交換效率高【解析】（1）根據(jù)篩選的目的菌既可以抵抗抗生素又能分解淀粉可知，培養(yǎng)基X中加入了抗生素及淀粉是唯一的碳源。由于能分解淀粉的菌落周圍的淀粉被水解，所以加入碘液后菌落周圍不再顯示藍(lán)色，于是形成透明圈，從圖中的平板中可以看出，菌落⑤周圍的透明圈最大，所以該菌落分解淀粉的能力最強(qiáng)。（2）從X培養(yǎng)基中形成的菌落分布可以看出，向X培養(yǎng)基中接種細(xì)菌的方法是稀釋涂布平板法，該方法可以用于對細(xì)菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，但稀釋倍數(shù)要足夠高，如果稀釋倍數(shù)不夠高，則一個(gè)菌落可能是由多個(gè)細(xì)菌共同繁殖而成，統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)就會低于實(shí)際數(shù)值。（3）Y培養(yǎng)基是液體培養(yǎng)基，而X培養(yǎng)基是固體培養(yǎng)基，對細(xì)菌進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)適合采用Y培養(yǎng)基，因?yàn)樵谝后w培養(yǎng)基中細(xì)菌與營養(yǎng)物質(zhì)接觸更充分，細(xì)菌與環(huán)境的物質(zhì)交換效率較高。注意事項(xiàng)：1.本訓(xùn)練時(shí)間60分鐘，滿分100分。2．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號等填寫在答題卡和試卷指定位置。3．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑如需改動、用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。一、選擇題：本題共10小題，每小題3分，共30分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。1．刺梨具有防癌抗癌、抗衰老的作用，刺梨汁口感酸酸的，貴州的刺梨以品質(zhì)優(yōu)而得到大家的青睞，在我省脫貧增收中發(fā)揮重要作用，下列有關(guān)刺梨酒制作的敘述，錯(cuò)誤的是（

）A．在發(fā)酵初期向發(fā)酵裝置通入氧氣用于增加菌種數(shù)量加快發(fā)酵速度B．在發(fā)酵過程中隨著發(fā)酵產(chǎn)物的增加會進(jìn)一步促進(jìn)發(fā)酵菌的活性C．隨著發(fā)酵的進(jìn)行，發(fā)酵液的pH會呈中性或弱酸性D．發(fā)酵后期的主要產(chǎn)物能與酸性重鉻酸鉀反應(yīng)是灰綠色2.人們在研究、利用微生物時(shí)，需用無菌技術(shù)獲取純凈微生物，并對其進(jìn)行計(jì)數(shù)或保存。下列相關(guān)敘述正確的是（）A．接種、分離后使用過的器皿須先洗滌再徹底滅菌B．可用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板在顯微鏡下對酵母細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)C．用稀釋涂布平板法接種前，需對培養(yǎng)基進(jìn)行系列濃度梯度稀釋D．獲得單菌落后，利用稀釋涂布平板法將其接種至斜面培養(yǎng)基中保存3.黑啤因其營養(yǎng)成分豐富、口感純正，備受人們青睞，享有“黑牛奶”的美譽(yù)。黑啤的釀造工藝流程如下圖。相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A．不同品種的啤酒特性與酵母菌的品種密切相關(guān)B．麥汁煮沸的主要目的是殺菌和終止相關(guān)酶的作用C．發(fā)酵過程中發(fā)酵液的密度有所減小、pH有所降低D．罐裝前通常采用巴氏消毒法殺死啤酒中全部微生物4.味精的主要成分是谷氨酸鈉，一般是用玉米、小麥等糧食作物通過微生物發(fā)酵后再提取、精制而成，如圖是以小麥為原料生產(chǎn)味精的工藝流程圖，下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．人們利用好氧或厭氧微生物的代謝將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的過程都稱為發(fā)酵B．用蛋白質(zhì)工程改造的菌種，可以獲得自然界中本不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)C．發(fā)酵前將菌種接種到搖瓶培養(yǎng)是為了進(jìn)一步選育和純化菌種D．發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵液的酸堿度會改變菌種發(fā)酵產(chǎn)物的種類5.蕪菁、黑芥和花椰菜是三種二倍體品種，通過相互雜交和誘導(dǎo)處理可形成不同的四倍體新品種，如圖所示，圖中A、B、C分別代表不同的染色體組，數(shù)字代表體細(xì)胞中的染色體數(shù)。下列說法錯(cuò)誤的是（

）A．一定濃度的秋水仙素和驟然低溫處理都能夠誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍B．芥菜與花椰菜雜交產(chǎn)生的子代為三倍體，子代體細(xì)胞含有同源染色體C．利用蕪菁和黑芥形成芥菜的過程中發(fā)生了基因重組和染色體變異D．將蕪菁和花椰菜進(jìn)行植物體細(xì)胞雜交處理，也可培育出AACC油菜品種6.不對稱PCR的基本原理是采用不等量的引物，產(chǎn)生大量的單鏈目標(biāo)DNA。這兩種引物分別稱為限制性引物與非限制性引物；其最佳比例一般為1：50~1：100。在PCR反應(yīng)的早期循環(huán)（約20次）中，擴(kuò)增產(chǎn)物主要是雙鏈DNA，當(dāng)后期數(shù)量較少的限制性引物耗盡后，數(shù)量較多的非限制性引物將引導(dǎo)合成大量目標(biāo)DNA，過程如圖所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（

）A．PCR反應(yīng)緩沖液中一般需添加Mg2+，以激活DNA聚合酶B．復(fù)性時(shí)引物與模板鏈3'端的堿基序列通過互補(bǔ)配對結(jié)合C．PCR進(jìn)行最初20次循環(huán)的目的是增加模板DNA的量D．不對稱PCR產(chǎn)生的大量單鏈DNA是由限制性引物延伸而來7.我國科研人員運(yùn)用單細(xì)胞標(biāo)記和示蹤技術(shù)，構(gòu)建了斑馬魚原始前腸內(nèi)胚層的全細(xì)胞命運(yùn)圖譜，揭示了細(xì)胞從原始胚層到組織器官發(fā)育成熟的過程。科研人員對斑馬魚原始前腸內(nèi)胚層中的任意單個(gè)前體細(xì)胞進(jìn)行標(biāo)記，被標(biāo)記細(xì)胞的子細(xì)胞仍有標(biāo)記，并會發(fā)出紅色熒光。研究人員通過可視化“追蹤”，可確定被標(biāo)記前體細(xì)胞在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的所有子細(xì)胞的位置和數(shù)量。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（

）A．斑馬魚前體細(xì)胞產(chǎn)生子細(xì)胞的過程中存在中心粒的復(fù)制和分離B．原始前腸內(nèi)胚層細(xì)胞形成組織器官是基因進(jìn)行選擇性表達(dá)的結(jié)果C．與組織器官細(xì)胞相比，原始前腸內(nèi)胚層細(xì)胞的分化程度高，全能性低D．單細(xì)胞標(biāo)記和示蹤技術(shù)有助于進(jìn)一步了解細(xì)胞發(fā)展的方向及分化機(jī)制8.垃圾實(shí)際上是放錯(cuò)了地方的資源，垃圾分類處理具有社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)三方面的效益。目前中國生活垃圾一般可分為四大類：可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。某科研所想分離和培養(yǎng)幾種微生物用于對廚余垃圾進(jìn)行分解處理。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A．廚余垃圾中的蔬菜廢料、果皮等可用纖維素分解菌進(jìn)行分解處理B．廚余垃圾浸出液可作為選擇培養(yǎng)基中的成分來分離所需要的微生物C．若用廚余垃圾培養(yǎng)某種微生物，加入之前需對其進(jìn)行高壓蒸汽滅菌D．培養(yǎng)分解廚余垃圾的微生物要用液體培養(yǎng)基，培養(yǎng)過程中不斷攪拌的目的是提高培養(yǎng)液的溫度9.L天冬酰胺酶由細(xì)菌和真菌合成，可分解天冬酰胺釋放出氨，然后與奈斯勒試劑反應(yīng)呈棕色。為篩選獲得L天冬酰胺酶高產(chǎn)菌株，設(shè)計(jì)了如下固體培養(yǎng)基。固體培養(yǎng)基：主要成分有牛肉膏、蛋白胨、水、NaCl、瓊脂、奈斯勒試劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，接種時(shí)采用的是稀釋涂布平板法B．應(yīng)選擇菌落C作為高產(chǎn)L天冬酰胺酶菌株進(jìn)行大量培養(yǎng)C．該培養(yǎng)基從功能來看屬于選擇培養(yǎng)基，其中充當(dāng)?shù)吹某煞质桥Ｈ飧郉．無菌技術(shù)還可以避免操作者被有害微生物感染，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的培養(yǎng)基不能直接丟棄10.下列能成功篩選出含重組質(zhì)粒T的成纖維細(xì)胞的必備過程是（）A．培養(yǎng)基中不加入亮氨酸，培養(yǎng)一段時(shí)間后觀察，細(xì)胞顯示出綠色熒光B．培養(yǎng)基中不加入亮氨酸，培養(yǎng)一段時(shí)間后觀察，細(xì)胞不顯示出綠色熒光C．培養(yǎng)基中加亮氨酸，培養(yǎng)一段時(shí)間后觀察，細(xì)胞不顯示出綠色熒光D．培養(yǎng)基中加亮氨酸，培養(yǎng)一段時(shí)間后觀察，細(xì)胞顯示出綠色熒光二、選擇題：本題共3小題，每小題5分，共15分。每小題有一個(gè)或多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對得5分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。11.Rag基因缺失小鼠不能產(chǎn)生成熟的淋巴細(xì)胞?？蒲腥藛T通過誘導(dǎo)Rag基因缺失小鼠的體細(xì)胞獲得誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞），然后將Rag基因?qū)雐PS細(xì)胞并誘導(dǎo)使其分化為造血干細(xì)胞，再移植到Rag基因缺失小鼠體內(nèi)進(jìn)行治療。下列分析正確的是（）。A．誘導(dǎo)獲得iPS細(xì)胞時(shí)需要在體細(xì)胞中表達(dá)一些關(guān)鍵基因B．培養(yǎng)iPS細(xì)胞時(shí)需提供95%空氣和5%CO的混合氣體環(huán)境C．利用顯微注射技術(shù)可以將Rag基因直接注入到iPS細(xì)胞D．利用iPS細(xì)胞進(jìn)行治療存在導(dǎo)致小鼠發(fā)生腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)12.下圖是研究人員從石油污染的土壤中篩選高效降解石油的細(xì)菌（目的菌）流程圖。下列敘述正確的是（

）A．培養(yǎng)皿等用具在使用前后均需在160℃~170℃熱空氣中消毒B．應(yīng)選擇②中培養(yǎng)瓶內(nèi)“石油含量”顯著降低的培養(yǎng)液繼續(xù)③操作C．④中可采用平板劃線法對篩選得到的目的菌進(jìn)行分離純化D．若要研究目的菌生長規(guī)律，可用培養(yǎng)液培養(yǎng)目的菌并用細(xì)菌計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)13.某興趣小組的同學(xué)們按如圖所示的過程對某人喝剩的5mL酸奶進(jìn)行細(xì)菌檢測，若3個(gè)計(jì)數(shù)的培養(yǎng)基中的菌落數(shù)目分別為210個(gè)、160個(gè)、230個(gè)。下列說法正確的是（

）A．為了使1號試管稀釋倍數(shù)為100倍，錐形瓶中應(yīng)加入45mL無菌水B．除了培養(yǎng)涂布的3個(gè)培養(yǎng)皿外，還需要培養(yǎng)未涂布菌落的培養(yǎng)基作為對照C．為了計(jì)數(shù)準(zhǔn)確需要用接種環(huán)連續(xù)劃線，并且每次劃線前需要灼燒滅菌D．利用該方法可估算酸奶中細(xì)菌含量為2.0×107個(gè)/mL，此值比實(shí)際活菌數(shù)少三、非選擇題：本題共3小題，共55分。14（20分）.工業(yè)上所說的發(fā)酵是指微生物在有氧或無氧條件下通過分解與合成代謝將某些原料物質(zhì)轉(zhuǎn)化為特定產(chǎn)品的過程。利用微生物發(fā)酵制作醬油在我國具有悠久的歷史。某企業(yè)通過發(fā)酵制作醬油的流程示意圖如下。回答下列問題：（1）米曲霉發(fā)酵過程中，加入大豆、小麥和麥麩可以為米曲霉的生長提供營養(yǎng)物質(zhì)，大豆中的可為米曲霉的生長提供氮源，小麥中的淀粉可為米曲霉的生長提供。（2）米曲霉發(fā)酵過程的主要目的是使米曲霉充分生長繁殖，大量分泌制作醬油過程所需的酶類，這些酶中的、能分別將發(fā)酵池中的蛋白質(zhì)和脂肪分解成易于吸收、風(fēng)味獨(dú)特的成分，如將蛋白質(zhì)分解為小分子的肽和。米曲霉發(fā)酵過程需要提供營養(yǎng)物質(zhì)、通入空氣并攪拌，由此可以判斷米曲霉屬于（填“自養(yǎng)厭氧”“異養(yǎng)厭氧”或“異養(yǎng)好氧”