新教材人教版高中生物选择性必修3生物技术与工程2022新高考生物一轮复习学案

选择性必修3复习学案TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第1课 传统发酵技术的应用 -1-\o"CurrentDocument"第2课 微生物的培养技术及应用 -13-\o"CurrentDocument"第3课 植物细胞工程 -29-\o"CurrentDocument"第4课 动物细胞工程 -39-\o"CurrentDocument"第5课 胚胎工程 -52-\o"CurrentDocument"第6课 基因工程 -62-\o"CurrentDocument"第7课 生物技术的安全性与伦理问题 -86-\o"CurrentDocument"教材基础类实验 -94-第1课传统发酵技术的应用!概念梳理」ー、发酵与传统发酵技术.发酵:人们利用微生物,在适宜的条件下,将團!通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。.传统发酵技术与发酵工程比较传统发酵技术发酵工程概念直接利用原材料中天然存在的微生物,或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品。涉及菌种的选直和培养、产物的分离和提纯等方面实例以渔食菌种的固体发酵及半固体发酵为主,通常是家庭式和作坊式的,如利用酵母、曲霉和毛霉（起主要作用）发酵制作腐乳啤酒、味精乃至胰岛素等药物的工业化生产二、尝试制作传统发酵食品1.泡菜、果酒和果醋制作菌种的比较菌种乳酸菌酵母菌醋酸菌代谢类型异养厌氧异养兼性厌氧异养好氧最适生长温度一约为四℃3〇〜35c菌种分布分布广泛,空气、上壤、植物体表、人或动物的肠道内分布广泛,大量附着在新鲜水果的果皮砌分布广泛应用泡菜制作、生产酸奶酿酒(果酒制作)、制作馒头和面包等果醋制作2.微生物发酵制作泡菜、果酒和果醋的原理(1)乳酸菌发酵制作泡菜的原理:C6Hl2O6-^^2C3H603(乳酸)+能量。(2)酵母菌发酵制作果酒的原理①有氧条件:C6H12。6+6H2。+6026c〇2+12氏0+能量。酶②无氧条件:C6Hl206-=-2C2H50H(酒精)+2CCh+能量。(3)醋酸菌发酵制作果醋的原理酶①02、糖源都充足时:C6Hl206+202一二”2cH3coOH(醋酸)+2H2O+2cCh+能量。酶②缺少糖源时:C2H5OH+O2——<H3coOH(醋酸)+十〇+能量。.制作传统发酵食品(1)制作泡菜的方法步骤①盐水配制:用清水和食盐配制质量百分比为绛迫%的盐水,煮沸冷却②菜3加工:将新鲜蔬菜洗净,切成块状或条状,混合均匀并晾干③装坛:将菜料装入泡菜坛内半坛时,放入蒜瓣、生姜

及其他香辛料,继续装至△成满④密封:将冷却好的盐水缓缓倒人坛中,使盐水没过金!部菜料,盖好坛盖⑤发酔:向坛盖边沿的水槽中注满水,并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水,根据室内温度控制发酵时间(2)制作果酒和果醋的方法步骤①发醉瓶、榨汁机等器具消毒:用洗洁精清洗干净,并用! 体积分数为・的酒精消毒.晾干②挑选、冲洗前菊:用清水冲洗I〜2次,再去除枝梗和腐! 烂的籽粒.沥干③榨汁、装瓶:用榨汁机榨取前萄汁.装入发醉瓶中（注|意:要留有大约里的空间）.盖好瓶盖④果酒发辞的控制:温度控制在18〜30■.毎隔12h左右拧松瓶盖一次（注意:不是打开瓶ー）.再拧紧瓶I盖。发酹时间为10-12d⑤监测发酔情况：从发酔瓶口取样监测发醉情况I⑥果醋发醉:果酒制作完成后.打开瓶盖.盖上一层纱也.温度控制在30-35t,时间为7〜8d.传统发酵食品品种不一的原因（1）制作过程中,没有接种菌种,而是利用天然存在的菌种,菌种差异,杂菌情况不明。（2）发酵过程的控制缺乏标准。「概念辨析」.制作传统泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵的TOC\o"1-5"\h\z（。制作泡菜时,盐水煮沸后可以立即使用。 （X）（2）泡菜坛的选择、发酵过程中坛沿要注满水都有利于泡菜的无氧发酵。（丿）（3）与人工接种的发酵相比,自然发酵获得的产品品质更好。 （X）（4）影响泡菜腌制的因素包括时间、温度和食盐的用量等。 （J）.果酒经醋酸菌的作用还可以进ー步发酵成果醋（1）在果酒自然发酵中,需人工添加酵母菌种。 （X）（2）在果酒发酵后期拧松瓶盖的间隔时间可延长。 （J）（3）利用葡萄发酵产生果酒的后期,加入醋酸菌即可产生醋酸。 （X）（4）醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸。 （X）（5）在制作果酒、果醋时，适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长(V)繁殖。(V)「概念构建」发酵匸程考点1泡菜的制作「核心归纳」.泡菜制作的注意事项（1）材料的选择及用量①蔬菜应新鲜,若放置时间过长,蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。②用清水和食盐配制质量百分比为5%〜20%的盐水,盐水要煮沸后冷却。煮沸有两大作用,ー是除去水中的氧气,二是杀灭盐水中的其他杂菌。（2）防止杂菌污染:每次取样用具要洗净,要迅速封口。（3）氧气需求①泡菜坛要选择透气性差的容器，以创造无氧环境，有利于乳酸菌发酵，防止蔬菜腐烂。②泡菜坛坛盖边沿的水槽内注满水,以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境,并注意在发酵过程中经常向水槽中补水。（4）控制适宜的温度:控制在室温即可,温度偏高有害菌活动能力强,温度偏低不利于乳酸发酵。.泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期少（有02,乳酸菌活动受抑制）少增加（硝酸盐还原菌的作用）发酵中期最多（乳酸抑制其他菌活动）积累、增多、pH下降下降（硝酸盐还原菌受抑制,部分亚硝酸盐被分解）发酵后期减少（乳酸继续积继续增多,pH下降至相对稳定（硝酸盐累,pH继续下降,抑制其活动）继续下降还原菌被完全抑制）变化曲线乳酸菌数量乳段含量/1亚硝酸盐含量ZX〇发醉时间〇发醉时向C发酔时间注意亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的「案例导引」考向!I泡菜制作的过程.（2020•江苏海安模拟）关于泡菜发酵的叙述,不正确的是（ ）A.泡菜发酵过程中产生亚硝酸盐,某些条件下转化为致癌物质亚硝胺B.煮沸泡菜盐水的目的是除去水中的氧气和杀灭盐水中的其他杂菌C,制作泡菜利用的菌种是乳酸菌,其代谢类型为异养厌氧型D.泡菜腌制时间过长,容易造成细菌大量滋生,亚硝酸盐含量增加D解析:泡菜发酵过程中产生的亚硝酸盐有可能转化为亚硝胺，亚硝胺具有致癌作用,A正确:煮沸泡菜盐水的目的是除去水中的氧气和杀灭盐水中的其他杂菌，B正确;制作泡菜利用的菌种是乳酸菌，其代谢类型为异养厌氧型，C正确；泡菜腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加，D错误。考向2|泡菜制作过程中亚硝酸盐含量的变化.乳酸菌能产生亚硝酸盐还原酶将亚硝酸盐分解，某兴趣小组从泡菜滤液中筛选出亚硝酸盐还原酶活力较高的乳酸菌,进行了相关实验。请回答下列问题:（1）为保证泡菜发酵过程中的无氧环境,在装坛后对泡菜坛进行处理,在腌制过程中,坛中会出现溶液量增多现象,主要原因是（2）将筛选出的乳酸菌,用于泡菜制作过程,进行食盐用量与亚硝酸盐含量的探索实验，结果如图腌制时间/d腌制时间/d(堂後E:田如報經盲境①泡菜制作过程中,pH呈下降趋势,原因是乳酸菌发酵在第阶段产生 。②据图可知,腌菜时食盐的浓度越低,亚硝酸盐含量的峰值出现得越早,且峰值较高,原因是。③实验结果说明，食盐用量和影响亚硝酸盐含量，亚硝酸盐含量达到峰值后下降,一方面是因为环境抑制杂菌生长,使亚硝酸盐的产生量降低;另一方面是因为〇解析:（1）为保证泡菜发酵过程中的无氧环境，在装坛发酵后对泡菜坛进行用水密封坛ロ处理,在腌制过程中,坛中会出现溶液量增多现象，主要原因是外界溶液浓度高，使蔬菜细胞渗透失水。（2）①泡菜制作的原理是乳酸菌的无氧呼吸，无氧呼吸第二阶段产生乳酸,导致pH呈下降趋势。②食盐用量过低,会造成细菌大量繁殖，因此图中腌菜时食盐的浓度越低，亚硝酸盐含量的峰值出现得越早，且峰值较高。③据题图分析可知，食盐用量和腌制时间都会影响亚硝酸盐含量，亚硝酸盐含量达到峰值后下降,是因为缺氧和酸性环境抑制杂菌生长，使亚硝酸盐的产生量降低，同时乳酸菌产生亚硝酸盐还原酶会将亚硝酸盐分解。答案:（1）用水密封坛口外界溶液浓度高,使蔬菜细胞渗透失水（2）①二乳酸②食盐用量过低,造成细菌大量繁殖③腌制时间缺氧和酸性乳酸菌产生亚硝酸盐还原酶将亚硝酸盐分解考点2果酒和果醋的制作I情境探究」山东省某校学生在科技节时模拟了啤酒酿制过程:在ー只盛有糖溶液的瓶中加入酵母菌,在适宜条件下培养30天。图甲表示制造啤酒的过程（蛇麻子是ー种植物，主要起调味作用,啤酒的苦味儿由它产生），30天内混合物的变化情况如图乙所示。

糖 蛇麻子 麦芽旨:-:沸腾的水ー::闫搅拌过滤装瓶(1)为什么要把原料放入沸水中混合?答案:为了除去原料中的杂菌(杀灭细菌)。(2)在混合物中加入糖的理由是什么?答案:糖是啤酒发酵的原料,是酵母菌的碳源。(3)①为什么要在混合物冷却后オ把酵母菌加进去?②假如冷却时不慎使温度骤降到0C,当温度逐渐回升到25c时,酵母菌是否还具有活性?答案：①防止高温杀死酵母菌并达到酶适宜的温度。②有。低温使酶的活性降低,但并没有变性失活,当逐渐回升到最适温度时,酵母菌生长繁殖恢复正常。(4)为什么要在发酵罐上加盖子?答案：酵母菌酒精发酵属于厌氧发酵,发酵罐加盖子以创造无氧环境。(5)①请根据酵母菌在酿酒过程中的异化代谢变化过程,简述图中糖曲线的变化原因:开始时氧气充足,酵母菌以有氧呼吸为主,大量分解糖,利用其中的能量快速增殖,因此糖曲线下降很快;后来氧气慢慢不足,酵母菌开始以无氧呼吸为主,分解糖产生酒精,虽产能效率较有氧呼吸低,但也分解较多的糖,因此开始时糖曲线下降也较快。后因生存斗争剧烈,酵母菌代谢慢，甚至大量死亡,耗糖减少。相关反应式如下:有氧呼吸:C6Hl2O6+6O2+6H2O-^6CO2+12H2O+能量;酶酒精发酵:C6Hl206=-2C2H5OH+2c02+能量。(含必要的方程式)②为什么酵母菌量停止增加下去?请说明两种理由。理由1：糖被逐渐消耗，缺少生命活动的原料;理由2：酒精和CO2积累,对细胞有毒害(或生存斗争加剧,死亡率上升等)。(6)啤酒的风味主要取决于所采用的酵母菌株。某酒厂的菌株产了30多年,繁殖三千余代,风味不减当年。其主要原因是什么?答案：酵母菌是无性生殖,能保留亲本的优良性状。「核心归纳」.制作果酒和果醋的发酵装置分析(1)各部位的作用①充气口:在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。②排气口:排出酒精发酵时产生的CO2。与瓶身相连的长而弯曲的胶管:防止空气中微生物的污染。③出料口：用来取样。(2)该装置的使用方法使用该装置制果酒时，应该关闭充气口;制果醋时，应将充气口连接充气泵进行充气。(3)葡萄汁装入发酵瓶时,要留有约1/3空间的目的①先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽02后再进行酒精发酵；②防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。.果酒和果醋制作成功的关键项目说明材料的选择与处理选择新鲜的葡萄,榨汁前先将葡萄冲洗,再除去枝梗,以防葡萄汁流失及污染防止发酵液被污染①榨汁机需清洗干净并晾干;②发酵瓶洗净,并用20%酒精消毒;③发酵瓶排气管用曲颈管而不用直管3.结果分析与评价比较果酒的制作果醋的制作相同嗅味、品尝等不同通过酸性重铝酸钾检验酒精通过pH试纸检测发酵前后发酵液的pH变化「案例导引」考向!|果酒、果醋的发酵原理（2020•广东梅州模拟）下列关于果酒、果醋制作的叙述,错误的是（ ）A.酵母菌细胞中既有有氧呼吸酶也有无氧呼吸酶B.果酒发酵装置中,排气口要和一个长而弯曲的胶管连接来防止杂菌污染C,醋酸菌能在有氧条件下将果酒变成果醋,也可以在无氧条件下将葡萄糖变成果醋D.果酒发酵时温度应控制在18〜30°C,果醋发酵时温度应控制在30〜35cC解析:参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型,酵母菌细胞中既有有氧呼吸酶也有无氧呼吸酶,A正确;果酒发酵装置的排气口要通过ー个长而弯曲的胶管与瓶身连接,并且胶管口向下放置,这样既可以排出二氧化碳，还可以防止杂菌污染,B正确;参与果醋制作的醋酸菌是好氧细菌，醋酸菌只能在有氧条件下将果酒变成果醋，或者将糖变成果醋,因此制作果醋时中断通氧可能会引起醋酸菌死亡，C错误;果酒发酵时温度应控制在18〜30°C,果醋发酵时温度稍高，应控制在30〜35℃,D正确。考向2|果酒、果醋的发酵装置（2020•山东济宁模拟）下图甲是果酒和果醋发酵的装置图,图乙是果酒和果醋制作过程中发生的物质变化。下列有关叙述中,正确的是（）

阀a 阀b充,厂T、「Tー、、排气イ「に「一气口為口葡萄汁甲甲A.甲装置可先用于果醋的制作,后用于果酒的制作B.用甲装置制作果酒时,要加入适量的酵母菌,且一直关紧阀bC.酵母菌是嗜温菌,所以果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵D.过程③和④都需要氧气的参与,但反应场所不同D解析:因为醋酸菌可利用酒精产生醋酸,但酵母菌不能利用醋酸产生酒精,故甲装置可先用于果酒的制作,后用于果醋的制作,A错误。甲装置中,阀b控制排气,阀a控制进气，制作果酒时应关闭阀a以创造无氧环境,适时打开阀b以排出酵母菌进行无氧呼吸产生的CO2,B错误。醋酸菌是嗜温菌,果醋发酵所需的最适温度高于果酒发酵，C错误。过程③表示有氧呼吸的第二和第三阶段，故过程③需要氧气的参与，反应场所是线粒体;过程④表示果醋发酵，由于醋酸菌是好氧细菌,因此该过程需要氧气的参与,但醋酸菌是原核生物,没有线粒体，该过程发生在细胞质基质中，故③和④过程的反应场所不同，D正确。考向3|制作果酒、果醋的流程.天津独流老醋历史悠久、独具风味,其生产エ艺流程如图所示。(1)在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度,这是因为(2)在酒精发酵阶段，需添加酵母菌。在操作过程中，发酵罐先通气,后密闭。通气能提高的数量,有利于密闭时获得更多的酒精产物。(3)在醋酸发酵阶段,独流老醋采用独特的分层固体发酵法,发酵30天。エ艺如下:

成熟酒酷 輪酷 酷酷毎天只翻动成熟酒酷 輪酷 酷酷毎天只翻动B后发解15天①发酵过程中,定期取样测定醋酸菌密度变化,趋势如下图。据图分析,与颠倒前相比,B层醋酸菌在颠倒后密度变化的特点是，由此推测,影响醋酸菌密度变化的主要环境因素是& イA层鹽051015202530时间/天②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。发酵过程中,发酵缸中层的醋醋有利于乳酸菌繁殖，积累乳酸。③成熟醋醋中乳酸菌的种类明显减少,主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的改变,加剧了不同种类乳酸菌的,淘汰了部分乳酸菌种类。解析:（1）因为酶在最适温度下的催化能力最强,所以发酵过程中需控制好反应温度。（2）酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下分解有机物释放能量多,繁殖快。（3）①曲线图显示,与翻动前相比,B层在翻动后醋酸菌密度先快速增加后趋于稳定,对比翻动前后B层醋酸菌所处环境条件可知，影响醋酸菌密度变化的主要环境因素有氧气浓度、pH及营养物质含量等。②乳酸菌是厌氧微生物,处于发酵缸下层的醋酷有利于乳酸菌发酵产生乳酸。③随着发酵时间的推移,环境中营养物质减少,代谢废物增多,微生物生存条件恶劣，不同种乳酸菌间的种间竞争加剧,部分菌种因不适应环境而被淘汰。答案:（1）酶在最适温度条件下催化能力最强（2）酵母菌（3）①先快速增长后趋于稳定氧气、营养物质、pH②颠倒前的B层和颠倒后的A（或下）③种间竞争生活实

践情境现在许多家庭仍然自己酿酒、制作酸奶和泡菜。酸奶是ー种对人体健康有益的发酵食品,内含丰富的蛋白质,还有钙以及多种维生素等;ー碟酸甜香脆的泡菜也会令人胃口大开。家庭酿酒的具体操作过程也很简单:先将米煮熟,待冷却至30℃时,加一定量的“酒药”（实际是酵母菌菌种）与米饭混匀后置于ー瓷坛内（其他容器也可以），在中间挖ー个洞,生活实

践情境加盖后置于适当的地方保温(28℃),12h即成。命题生长点1制作泡菜(1)制作泡菜宜选用新鲜蔬菜的原因是什么?答案:制作泡菜应选用新鲜蔬菜是因为新鲜蔬菜中亚硝酸盐含量低。(2)制作泡菜时配制的盐水需煮沸,其作用是什么?答案:盐水需煮沸是为了杀死盐水中的微生物,并且去除盐水中的氧气,营造无氧环境,因为乳酸菌是厌氧微生物。(3)为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜?不吃存放时间过长、变质的蔬菜?答案：有些蔬菜如小白菜和萝卜等含有丰富的硝酸盐,当这些蔬菜放置过久发生变质(发黄、腐烂)或者煮熟后存放太久时,蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐，危害人体健康。命题生长点2酒精发酵的过程(1)为什么要冷却到30C后,オ可以加入“酒药”？答案：加“酒药”就是接种。接种时培养基的温度不能太高,要使酵母菌保持活性,防止高温将其杀死,因此要等米饭冷却后才加入“酒药”。(2)酿酒过程中为什么总是先来水,后来酒?答案：酵母菌先进行有氧呼吸产生CO2和水，后进行无氧发酵产生酒精。命题生长点3制作酸奶自己制作酸奶时，可以不加入专门的菌种(发酵菌粉)，只需加入超市买来的适量的老酸奶即可提供发酵菌种。(。自己制作酸奶时,为什么可以加入超市买来的老酸奶代替菌种?答案：由于超市买来的老酸奶中含有乳酸菌等发酵菌种，所以自己制作酸奶时,可以通过加入超市买来的老酸奶代替菌种。(2)制作酸奶时常用的鲜奶原料不能含有抗生素,为什么?答案：因为抗生素会抑制接种细菌的生长,使发酵受到抑制,所以制作酸奶时常用的鲜奶原料不能含有抗生素。泡菜制作过程中杂菌的控制方法(1)泡菜坛的密闭性及灭菌。(2)蔬菜的清洗可以防止杂菌繁殖。(3)食盐的用量合适可以控制杂菌的繁殖。(4)调味料也具有抑菌的作用。(5)盐水的浸泡营造的无氧环境,为乳酸菌的繁殖提供条件,同时又能抑制好氧菌繁殖。关于传统发酵技术认识的两个误区(1)误认为泡菜制作过程中乳酸和亚硝酸盐的含量都是先增加后减小,泡菜制作过程中乳酸的含量是先增加后保持稳定。(2)误认为果酒、果醋制作过程中都需要无氧条件。果醋制作过程中,利用的是醋酸菌的有氧呼吸，因此需要有氧条件;果酒制作过程中,应先通氧，使酵母菌数量增加,然后再密封创造无氧条件。第2课微生物的培养技术及应用「概念梳理」ー、微生物的基本培养技术.培养基的配制(1)培养基:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质。(2)培养基的种类j液体培养基按物理性质划分|I添加凝固剂(如琼脂)〔固体培养基(3)培养基的组成成分①主要营养物质:水、碳遮、氮源和无机盐。②其他条件:pH、特殊营养物质(如维生素)和〇?。.无菌技术(1)目的:获得纯净的微生物培养物。(2)关键：防止杂菌污染。(3)两种无菌技术的比较

比较项目条件结果常用方法应用范围消毒较为温和的物理、化学方法仅杀死物体表面或内部一部分微生物煮沸消毒法日常用品巴氏消毒法不耐高温的液体化学药物消毒法操作空间、操作者的衣物和手等紫外线消毒法接种室、接种箱或超净工作台灭菌强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物,包括芽狗和狗子湿热灭菌法培养基、容器等干热灭菌法玻璃器皿、金属用具等灼烧灭菌法接种工具等(4)消毒和灭菌后的注意事项①避免已经灭菌处理的材堡I用具与周围的物品接触;②实验操作都应在超净工作台并在酒精灯火焰附近进行〇二、微生物的纯培养.相关概念(1)培养物:在微生物学中,接种于培养基内,在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体。(2)纯培养物:由单ー个体繁殖所获得的微生物群体。(3)纯培养：获得纯培养物的过程。(4)菌落:分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部繁殖形成的肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体。.酵母菌纯培养的实验步骤(1)制备培养基

①配制培养基:称取去皮的马铃薯200g、切块ー►加水1000mL、加热煮沸—纱布过滤1加20g葡萄糖一加15~2Og琼脂一用蒸禰水定容至1000mLra.培养基灭菌:将培养基移至锥形瓶ー加棉塞、包上牛皮纸,并用皮筋勒紧一放入髙压蒸汽灭菌锅ー压カlOOkPa、温度121セ、时间15〜30min②灭菌イh.培养皿灭菌:将5〜8套培条皿包成一包ー用几层牛皮纸包紧ー放入干热灭菌箱-＞温度16〇〜170セ、〔时间2h(a.条件:待培养基冷却至50セ左右时,在酒精灯火焰附近倒平板1，1，・操作步骤:マI.将灭过菌.的培养皿放在火焰旁的桌面上,右手拿装有培养基的锥形瓶,左手拔出棉塞。n.右手拿锥形瓶,将瓶口迅速通过火焰,in.用左手拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,右手将锥形瓶中的培养基(1〇〜20ml)倒入培养皿,左手立即盖上培养皿的皿盖。ゝM等培养基冷却凝固后,将培养皿倒过来放置。(2)接种和分离酵母菌操作步骤操作内容①接种环灭菌将接种环放在酒精灯火焰上灼烧直至烧红②取菌种a在酒精灯火焰旁冷却接种环,并打开盛有菌液的试管的棉塞b将试管口通过火焰,以防止试管口杂菌污染c将已也却的接种环伸入菌液中，蘸取ー环菌液d将试管口通过火焰，并塞上棉塞③平板划线a左手将皿盖打开一条缝隙,右手把接种环迅速伸入平板内,划三至五条平行线,盖上皿盖。注意不要划破培养基b灼烧接种环,冷却后从第一次划线的走端开始作第二次划线。重复上述操作,作第三、四、五次划线。注意不要将最后一次的划线与第一次的划线相连(3)培养酵母菌:待菌液被培养基吸收,将接种后的平板和一个未接种的平板倒置,放入28℃左右的恒温培养箱中培养24〜48h。三、微生物的选择培养和计数.选择培养基

(1)实验室中微生物的筛选原理:人为提供有利于目的菌生长的条件(包括直养、温度和pH等),同时抑制或阻止其他微生物的生长。(2)选择培养基的概念:在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。.微生物的选择培养(1)稀释涂布平板法的操作过程①系列稀释操作(如图)无菌水无菌水无菌水无菌水无菌水无菌水无菌水无菌水无菌水无菌水无菌水无菌水无菌水无菌水操作步骤操作内容a.取试管、编号取盛有9mL无菌水的试管7支,并编号为!X1O\1X102.1X103.IXIO\1X105、1X106、!X107b.系列稀释取』mL菌液,注入IX同倍稀释的试管中,使菌液与无菌水充分混匀从IX10U咅稀释的试管中吸取1mL稀释液,注入1X102倍稀释的试管中使之混匀。依次类推,直到完成最后一支试管的稀释a.取。.1mL菌液,滴 b.将涂布器浸在盛有a.取。.1mL菌液,滴 b.将涂布器浸在盛有加到培养基表面 酒W的烧杯中d.用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。涂布时可转动培养皿,使涂布均匀。.将沾有少量酒精的涂布器在火焰上灼烧.待酒精燃尽后,冷却涂布器(2)培养、观察:待涂布的菌液被培养基吸收后,将平板倒置;放入30〜37C的恒温培养箱中培养1〜2d。在涂布有合适浓度菌液的平板上观察分离的单菌落。.微生物的数量测定(1)计数方法:稀释涂布平板法(活菌计数法)。(2)计数要求：在同一稀释度下涂布3个(或3个以上)平板,并选择菌落数在3〇〜300的平板进行计数。.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数(1)实验原理①分解尿素的原理：土壤中的细菌之所以能分解尿素,是由于它们体内能合成脈酶,这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起到催化作用。②筛选菌株的原理：在选择培养基的配方中，把尿素作为培养基中的唯一氮源,原则上只有能够利用尿素的微生物才能够生长。(2)实验流程①土壤取样:从酸碱度接近中性的潮湿土壤中,铲去表] 层土,取距地表土選cm的土壤层②样品的稀释:通常选用一定稀释范围的样品液进行培养,以保证获得菌落数在3O~3OO的平板适于计数V ra.接种:用稀释涂布平板法接种③微生物的ノb.培养条件:30~37セ培养J2天培养与观察]c.观察:根据菌落的特征区分微生物1d.计数：统计壓的数目④计算:计算单位体积中的菌体数四、发酵工程及其应用.发酵工程:利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品。2.发酵工程的基本环节操作流程注意事项(1)选育菌种①从自然界中筛选;②通过诱变育种或基因工程育种获得(2)配制培养基在菌种确定后选择原料,反复试验确定培养基配方(3)灭菌培养基和发酵设备都必须严格灭菌(5)接种无菌操作(6)发酵罐内发酵(发酵工程的中心环节)①了解发酵进程：随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等;②及时添加必需的营养组分;③严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件(7)分离、提纯产物①发酵产品是微生物细胞:在发酵结束之后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥:②发酵产品是代谢物:根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品3.发酵工程＜的特点,’生产条件温和原料来源丰富且价格低廉产物专ー废弃物对环境的污染小、容易处理等ゝ(4)扩大培养在发酵之前进行4.发酵工程的应用(1)在食品工业上的应用①生产传统的发酵产品:酱油、各种酒类等。②生产各种各样的食品添加剂:柠檬酸、味精等。③生产酶制剂:aー淀粉酶、隹淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶和脂肪酶等。(2)在医药エ业上的应用应用基因工程、蛋白质工程生产生长激素释放抑制激素、乙型肝炎疫苗。(3)在农牧业上的应用①生产微生物肥料:根瘤菌肥、固氮菌肥;②生产微生物农药：利用微生物或其代谢产物来防治病虫害属于生物防治;③生产微生物饲料:单细胞蛋白。(4)其他方面的应用：利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。!概念辨析」1.防止杂菌污染,获得纯净的微生物培养物是研究和应用微生物的前提(1)培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐,有时还需要加入一些特殊的TOC\o"1-5"\h\z物质。 （ノ）（2）消毒的原则是既杀死材料表面的微生物,又减少消毒剂对细胞的伤害。（丿）（3）为了防止污染,接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落。 （X）.借助选择培养基可有目的地分离某种微生物（1）选择培养基可以鉴定某种微生物的种类。 （X）（2）对细菌进行计数只能采用稀释涂布平板法,而不能用平板划线法。（X）（3）筛选能分解尿素的细菌所利用的培养基中,尿素是唯一的氮源。（丿）（4）能分解尿素的细菌在分解尿素时,可以将尿素转化为氨,使得培养基的酸碱度降低。 （X）.发酵工程实现了发酵食品、药物等的工业化生产（1）应用于工业化生产的发酵罐内的培养基是固体培养基。 （义）（2）青霉素的发现和产业化生产推动发酵工程在医药领域的应用和发展。（丿）（3）发酵工程具有生产条件温和、原料丰富且价格低廉、产物专ー、废弃物对环境的污染小、容易处理等特点。 （丿）（4）发酵工程在食品エ业、医药エ业、农牧业上应用广泛。 （J）「概念构建」无菌技术「消毒 '―灭菌接种 平板划线法「稀释涂布平板法应用।—选择培养基—し鉴别培养基一分离—へ 实例土壤中分解尿素的细菌的分（微） 离与计数（―-i_^稀释涂布平板法（活菌计数法）<Z セ望Jし显微镜宜接计数法 （―基本环节f・工程!口应用微生物的基本培养技术「情境「情境探究」资料:下表为牛肉膏蛋白豚固体培养基配方:成分含量牛肉膏5g蛋白陈10gNaCl5g琼脂15~20g蒸储水定容至1000mL(1)该培养基中主要提供碳源和氮源的物质各是什么?答案:主要提供碳源的是牛肉膏;主要提供氮源的是蛋白陈。(2)培养基中的碳源和氮源均可分为有机物类和无机物类。(3)试从碳源和氮源的角度分析不同类型的微生物所需的培养基成分的特点。类型自养型微生物异养型微生物碳源CO2、NaHCCh等无机物糖类等有机物氮源NH3、硝酸盐等无机物尿素、蛋白质等有机物「核心归纳」1.微生物和动植物营养要素的比较项目碳源氮源能源无机盐、水动物糖类、脂肪等蛋白质或其降解物糖类、脂肪等都需要,种类及功能基本相同微生物异养型糖类、脂肪、醇、有机酸等蛋白质或其降解物、镂盐、硝酸盐、N2等糖类、脂肪、醇、有机酸等自养型CO2、碳酸土卜笺un*vrNH3、镂盐、硝酸盐等氧化无机物或利用光能绿色植物铉盐、硝酸盐光能2.平板划线法和稀释涂布平板法的区别项目平板划线法稀释涂布平板法关键接种环在固体培养基表面连续①一系列的梯度稀释;

操作划线②涂布平板操作注意事项每次划线前后均需灼烧接种环稀释度要足够高,为确保实验成功可以增加稀释度的范围菌体获取在具有显著菌落特征的区域挑取菌体从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌体优点可以根据菌落的特点获得某种微生物的单细胞菌落既可以获得单细胞菌落，又能对微生物计数缺点不能对微生物计数操作复杂,需要涂布多个平板3.平板划线操作的注意事项(1)灼烧接种环,待其冷却后才能伸入菌液,以免温度太高杀死菌种。(2)第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始,能使微生物的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落(3)划线时最后一区不要与第一区相连。(4)划线用カ大小要适当,防止用カ过大将培养基划破。(5)接种环三次灼烧的目的目的第一次操作杀死接种环上原有的微生物每次划线之前杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端,使每次划线菌种数目减少划线结束杀死接种环上残存的菌种，避免微生物污染环境和感染操作者「案例导引」考向1|培养基的配制1.下列关于微生物培养基的叙述,错误的是()A.制备固体培养基,一般需在液体培养基中加入琼脂B.微生物在固体培养基表面生长形成的菌落，可以用肉眼观察到C.根据微生物对碳源需要的差别,使用不同碳源的培养基D.培养基中的营养物质浓度越高，对微生物的增殖越有利D解析:制备固体培养基，一般需在液体培养基中加入适量的凝固剂——琼脂,A正确;菌落是由微生物在固体培养基表面生长形成的肉眼可见的具有一定形态结构的细胞群体,B正确:大多数微生物培养基都含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质,自养型微生物的培养基可以没有碳源，固氮微生物的培养基可以没有氮源,C正确;培养基中的营养物质浓度过高,微生物会通过渗透作用失水，对微生物的增殖不利,D错误。考向2|无菌技术.（2020•河南开封模拟）关于灭菌和消毒的理解，正确的是（ ）A.灭菌是指杀灭物体内外的一切微生物,但不包括芽砲和抱子B.消毒和灭菌实质上是相同的C,常用的灭菌法有灼烧灭菌、干热灭菌、酒精灭菌D.常用的消毒方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线消毒法、化学药物法D解析:灭菌是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有微生物,包括芽抱和抱子;消毒是指用较为温和的物理、化学等方法杀死物体表面或内部的部分微生物，它们的本质不同,A、B项错误。常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和湿热灭菌,C项错误。常用的消毒方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线消毒法或化学药物消毒法等，D项正确。考向3|微生物的纯培养.有关平板划线操作的说法,正确的是（）A.使用已灭菌的接种环、培养皿，操作过程中不再灭菌B.打开含菌种的试管需通过火焰灭菌,取出菌种后需马上塞上棉塞C,要将最后一区的划线与第一区的划线相连D.最后将平板倒置,放入培养箱中培养D解析:接种环在使用过程中需要多次灭菌,第一次灭菌是为了杀死接种环上原有的微生物，每次划线结束后需要灭菌是为了杀死上次残留的菌种，A错误。打开含菌种的试管需要通过火焰灭菌,取出菌种后还需要通过火焰灭菌再塞上棉塞,B错误。划线时最后一区的划线与第一区的划线不能相连,因为最后一区是细菌最稀少的,而第一区是细菌最致密的，如果连在ー起则有可能影响单个菌落的分离效果,C错误。最后将平板倒置,防止皿盖上的水滴落引起污染,D正确。微生物的选择培养和计数

「核心归纳」1.微生物的筛选与鉴别方法(1)微生物的筛选方法单菌落挑取法利用平板划线法或稀释涂布平板法接种到固体平板培养基表面,直接根据微生物菌落的特征利用单菌落挑取的方法获得目的微生物选择培养法利用选择培养基对微生物进行选择培养,直接获得目的微生物鉴别培养法利用鉴别培养基使目的微生物菌落呈现特有的特征，然后筛选目的微生物(2)微生物的鉴别方法菌落特征鉴别法根据微生物在固体培养基表面形成的菌落的形状、大小和颜色等特征进行鉴别指示剂鉴别法如以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养某种微生物后,培养基变红说明该种微生物能够分解尿素染色鉴别法如利用刚果红染色法,根据培养基中出现以纤维素分解菌为中心的透明圈来筛选分解纤维素的微生物2.选择培养基与鉴别培养基实例归纳(1)选择培养基①培养基中加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌;②培养基中加入高浓度的食盐用于分离得到金黄色葡萄球菌;③以尿素作为唯一氮源的培养基用于分离分解尿素的细菌;④不添加氮源的培养基用于分离固氮微生物;⑤石油是唯一碳源时,可以抑制不能利用石油的微生物的生长,使能够利用石油的微生物生存,达到分离能消除石油污染的微生物的目的；⑥培养基放在高温环境中培养只能得到耐高温的微生物。(2)鉴别培养基:伊红一亚甲蓝琼脂培养基可以鉴别大肠杆菌(菌落呈深紫色,并有金属光泽)3.两种微生物计数方法的比较项目间接计数法（稀释涂布平板法）直接计数法（显微镜计数法）原理当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的ー个菌落,来源于样品稀释液中的ー个活菌,通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定体积的样品中微生物的数量缺点当两个或多个细胞连在ー起时,平板上观察到的只是ー个菌落不能区分细胞死活结果比实际值偏小比实际值偏大「案例导引」考向11选择培养基.用来判断选择培养基是否起到了选择作用需要设置的对照是（）A.未接种的选择培养基B.未接种的牛肉膏蛋白陈培养基C.接种了的选择培养基D.接种了的牛肉膏蛋白膝培养基D解析:将菌液稀释相同的倍数,在牛肉膏蛋白陈培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目,因此,牛肉膏蛋白陈培养基作为对照。对照遵循的原则是单ー变量原则,所以与选择培养基一样接种、培养。考向2|微生物的选择培养.随着手机和网络的发展,外卖由于其便捷性,广受普通大众青睐。为检测外卖食品的质量状况，食品监管人员利用稀释涂布平板法对外卖食品中的微生物进行了调查。在稀释涂布平板法对微生物进行计数时的错误操作是（）A.将1mL样品稀释10倍,需加入10mL无菌水B.吸取菌液的移液管需要干热灭菌避免杂菌污染C.将沾有少量酒精的涂布器在酒精灯火焰上引燃D.每ー个稀释度涂布多个平板,计算各组平均值A解析:将1mL样品稀释10倍,需加入9mL无菌水,A错误;吸取菌液的移液管需要干热灭菌避免杂菌污染,B正确;涂布器灭菌时,将沾有少量酒精的涂布器在酒精灯火焰上引燃,待酒精燃尽、冷却后再用,C正确;每一个稀释度涂布多个平板,计算各组平均值,D正确。考向3|微生物的数量测定.用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数,在对应稀释倍数为1X106的培养基中,得到以下几种统计结果,正确的是()A.涂布了一个平板,统计的菌落数是230B.涂布了两个平板,统计的菌落数是215和260,取平均值238C,涂布了三个平板,统计的菌落数分别是21、212和256,取平均值163D,涂布了三个平板,统计的菌落数分别是210、240和250,取平均值233D解析:在设计实验时,一定要涂布至少3个平板作为重复组,才能增强实验结果的说服カ与准确性，A、B错误。C项虽涂布了3个平板,但是,其中1个平板的计数结果与另两个相差太远,说明在操作过程中可能出现了错误,因此,不能简单地将3个平板的计数值用来求平均值,C错误,D正确。考点3土壤中分解尿素的细菌的分离和计数「情境探究」尿素是ー种重要的农业氮肥，但是尿素不能被农作物直接吸收，只有被土壤中的细菌分解变成氨才能被利用。为了从土壤中获得尿素分解菌,首先要配制以尿素为唯一氮源的选择培养基。思考有关尿素数量测定的实验设计的问题:(1)分离不同的微生物要采用不同的稀释度,原因是土壤屮各种微生物的数量是不同的，为获得不同类型的微生物,就需要按不同的稀释度进行分离。(2)怎样根据结果判断样品稀释操作是否成功?答案:若得到了2个或2个以上菌落数目在30〜300的平板，则说明稀释操作比较成功,并能够进行菌落的计数。(3)本实验中应如何统计培养基上生长的菌落数?答案:每隔24h统计一次菌落数目,选取菌落数目稳定时的记录作为结果。「核心归纳」1.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数(1)设置对照和重复

比较项目对照重复目的排除非测试因素对实验结果的影响排除偶然因素对实验结果的影响方法空白对照:确定培养基制作是否合格;条件对照：用完全培养基与选择培养基对照，说明选择培养基具有选择作用同一稀释度涂布至少3个平板(2)分析结果与获得结论内容现象结论有无杂菌污染的判断对照的培养皿中无菌落生长未被杂菌污染培养物中菌落数偏高被杂菌污染菌落形态多样,菌落数偏高被杂菌污染选择培养基的筛选作用牛肉膏蛋白陈培养基上的菌落数目大于选择培养基上的数目选择培养基具有筛选作用样品的稀释操作得到2个或2个以上菌落数目在3〇〜300的平板操作成功重复组的结果若选取同一种土样，统计结果应接近2.用稀释涂布平板法计数微生物的注意事项(1)先进行梯度稀释:因为样品的稀释倍数将直接影响平板上生长的菌落数目,实际操作中,通常选用一定稀释范围的样品液进行培养,以保证获得菌落数符合计数要求的平板。(2)菌落计数①选择菌落数在30〜300的平板进行计数，然后取平均值。②只有重复实验的结果均在30〜300且无较大差异オ符合实验要求,而不是只要得到菌落数在30~300的平板即可。3.影响菌落数目的原因分析(1)菌种来源的影响:如土壤中分解尿素的细菌的分离实验中所选土样不同,实验结果就不同。(2)培养基制备是否合格:如果培养基被污染,实验结果菌落数将会偏多;如果培养基中缺少营养成分,实验结果菌落数将会偏少。（3）稀释涂布平板操作失误:如果没有严格无菌操作,实验结果菌落数将会偏多;如果灼烧的涂布器未经充分冷却即进行涂布平板操作，实验结果菌落数可能会偏少。（4）培养条件的影响:如果培养的环境条件不适宜,实验结果菌落数可能会偏少。「案例导引」分解尿素的微生物广泛存在于农田等土壤中，某生物实验小组尝试对分解尿素的微生物进行分离与计数。请回答下列问题:（。分解尿素的微生物含有的酶是,为筛选出能分解尿素的微生物,配制培养基时应以作为唯一氮源，因此该培养基属于培养基。（2）常用来统计样品中活菌数目的方法是。（3）该小组对分解尿素的微生物进行计数时,在接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先培养一段时间,这样做的目的是,然后将1mL样液稀释10000倍,在3个平板上用涂布法分别涂布0.1mL稀释液;经适当培养后,统计活菌数目,每隔ー个“时间间隔”统计一次菌落数目,最后选取作为结果；3个平板的菌落数分别为39、42和45。据此可得出每毫升样液中分解尿素的微生物活菌数为个。解析:（1）分解尿素的微生物含有腺酶;培养基的成分一般包括水、无机盐、碳源、氮源等，利用培养基对分解尿素的微生物进行筛选,应该用选择培养基,配制培养基时应以尿素作为唯一氮源等。（2）常用的微生物接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法,其中稀释涂布平板法可以用于活菌的计数。（3）为了检测培养基平板灭菌是否合格，应该在接种前随机取若干灭菌后的空白平板先培养一段时间。在用稀释涂布平板法计数时,应该选择菌落数目稳定时的记录作为结果;3个平板的菌落数的平均值为（39+42+45）/3=42（个），则每毫升样液中分解尿素的微生物活菌数为42+0.1X10000=4.2X1〇6（个）。答案:（1）脉酶尿素选择（2）稀释涂布平板法（3）检测培养基平板灭菌是否合格菌落数目稳定时的记录4.2X106【备选案例】（2020•山东聊城模拟）某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3,供植物吸收和利用。下列关于土壤中分解尿素的细菌的分离和计数的叙述,正确的是()A,分解尿素的细菌是以尿素的分解产物CO2为碳源的B.倒平板时应将打开的培养皿盖放到ー边,以免培养基溅到皿盖上C.培养基中KH2PO4等的作用之一是作为缓冲剂保持pH稳定D.若实验组菌落平均数为37个/平板,空白对照平板上有3个菌落,则本组菌落数的平均值为34个/平板C解析:分解尿素的细菌是异养型细菌，不能以CO2为碳源,A错误;倒平板时，正确的做法是用左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，右手将锥形瓶中的培养基(1〇〜20mL)倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖,B错误;无机盐可以作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH的稳定,所以培养基中KH2P〇4等的作用之一是作为缓冲剂保持pH稳定,C正确;在完全正确的操作情况下,空白对照组中不应出现菌落,若空白对照组出现菌落,说明操作过程中存在杂菌污染,属于实验失误，所有实验数据均不应采用,D错误。“互联网+餐饮”为大众生活带来了诸多改变,动动手指点外卖已经成为普通大众的生活方式。为检测外卖糕点中的微生物指标,食品监管人生活员通过无菌操作,将25g样品以及225mL磷酸盐缓冲液ー起置于均质器中实践以8000〜10000r/min的速度处理1min,获得均匀稀释液待用。盐缓冲液盐缓冲液 盐缓冲液 盐缓冲液命题生长点1微生物的培养与分离(1)配制牛肉膏蛋白陈培养基时,调节pH和灭菌两步骤的先后顺序是先调pH后灭菌,顺序不能颠倒的原因是什么?答案:避免调节pH过程中引入新的杂菌。(2)图中所示的接种方法是稀释涂布平板法。当培养基上的菌落数为30〜300个时,可对其进行菌落数统计。命题生长点2微生物的计数(1)若培养基上平均有40个菌落,则1g样品中大致的活菌数量是4X106个。该结果往往较实际值偏小,原因是少数菌落可能是由两个或多个细菌形成的。(2)有人认为,此处统计的菌落总数实际上仅为糕点样品中总细菌数的一部分,为什么?答案:每种细菌需求的营养物质和生长条件不同,培养时需满足其营养、温度、pH、需氧性等条件。选择培养基的设计方法(1)营养缺陷型选择培养基:通过控制培养基的营养成分，使营养缺陷型微生物不能正常生长。(2)添加抑菌物质的选择培养基:在完全培养基中加入某些化学物质,利用加入的化学物质对非目的微生物产生的抑制作用选择目的菌。(3)特殊培养条件的选择培养基：改变微生物的培养条件(如高温、特殊pH等)。关于“选择菌落数在30〜300的平板”的两个理解误区(1)只得到1个菌落数在30〜300的平板：不符合实验的重复原则，易受到偶然因素的影响。(2)得到3个或3个以上菌落数在30〜300的平板:也不一定正确，如得到3个平板,菌落数分别为230、34、240,虽然菌落数均在“3〇〜300”,但由于34与另外两个平板上的菌落数差异较大，应找出原因并重新实验。第3课植物细胞工程!概念梳理」ー、细胞工程1.概念原理、方法细胞生物学、分子生物学和发育生物学等操作水平细胞器、细胞或组织水平目的获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品2.分类:植物细胞工程和动物细胞工程。3.细胞的全能性:细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能

二、植物细胞工程1.植物细胞工程的基本技术(1)植物组织培养技术①概念理解a.培养对象:离体的植物器官、组织或细胞等b.条件:人工配制的培羨基和适宜的培养条件c.结果：最终形成完整植株①概念理解②植物组织培养的流程I成活I成活I(2)菊花的组织培养①原理：植物细胞的全能性。②方法步骤*十f双手和超净工作台台面:用酒精擦拭a.消毒.《 ,1外植体(幼嫩的茎段):流水充分冲洗T酒一消毒30a-►无菌水清洗2〜3次一＞次氯酸钠溶液处理30min—・无菌水清洗2〜3次b.切段!c.接种|脫分化:已分化的细胞失去其特有的结构和功能d.愈伤组织:未分化、不定形的薄壁组织团块［再分化:愈伤组织再新分化成芽或根等器官e.诱导形成试管苗I一f.移栽(3)植物体细胞杂交技术①概念：将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。②过程

植物细胞A、B纤维素平和果胶酶处理去掉细胞壁原生质体A、B「物理法:电融合法、离心法等诱导融合Tし化学法:聚乙二静(PEG)融合法、融ム的原生质体| 髙Ca”ー髙pH融合法等I再生出细胞壁.(融合完成的标志)怪种细胞悭”慢伤组织・当唐景酢迫(杂种植株I 芽、生根③意义:在打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种等方面具有独特优势。2.植物细胞工程的应用(1)植物繁殖的新途径①快速繁殖:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。②作物脱毒：选取植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒的组织培养,获得脱毒苗的技术。(2)作物新品种的培育,极大地缩短了育种年限,节约了大量的人力和物力。「过程:花药离体培养ー单倍体植株一人工诱今①单倍体

育种ハ 染色体加倍①单倍体

育种纯合子植株- L优点:后代一般是纯合子,能稳定遗传.极大地缩短了育种年限,节约了大量:的人力和物力「原理:基因突变诱变处理②突变体ーー过程:外植体」竺J愈伤组织的利用 ［诱导分化新品种受突变体培育ー优点:提髙愈伤组织的突变率,加快了育种进程(3)细胞产物的工厂化生产:利用植物细胞培养获得次生代谢物等目标产物。!概念辨析」.植物组织培养技术可使高度分化的植物组织的细胞表现出全能性(1)棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞的全能性。 (J)(2)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。 (X)(3)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中,不会发生细胞的增殖和分化。(X)TOC\o"1-5"\h\z(4)愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的。 (X).植物体细胞杂交技术可打破生殖隔离、实现远缘杂交育种,能培育植物新品种(1)利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞进行诱导融合。 (X)(2)用纤维素酶和果胶酶水解法获得的植物原生质体失去了全能性。(X)(3)再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志。 (ノ)(4)培养草莓脱毒苗所采用的主要技术是细胞杂交。 (X)「概念构建」植物繁殖新途径植物繁殖新途径培育作物新品种细胞产物的工厂化生产考点1植物组织培养「核心归纳」.植物组织培养的关键(1)条件:离体,一定营养物质,激素(生长素、细胞分裂素)等。(2)培养基状态:固体培养基(需再分化生根培养基及生芽培养基)。(3)体内细胞未表现全能性的原因:基因的表达具有选择性。(4)光照的应用：脱分化阶段不需要给予光照;再分化阶段需要给予光照,以利于叶绿素的形成。.植物激素在植物组织培养中的作用(1)按照不同的顺序使用这两类激素,会得到不同的实验结果使用顺序实验结果先使用生长素,后使用细胞分裂素有利于细胞分裂,但细胞不分化先使用细胞分裂素,后使用生长素细胞既分裂也分化同时使用分化频率提高简记为:先“生”分裂不分化,后“生”分裂又分化,同“使”分化频率髙（2）当同时使用这两类激素时,二者用量的比例影响植物细胞的发育方向生长素/细胞分裂素的比值作用效果比值高时促进根分化、抑制芽形成比值低时促进芽分化、抑制根形成比值适中促进愈伤组织形成「案例导引」考向1I细胞的全能性.（多选）胡萝卜根的韧皮部组织细胞放在合适的培养基上培养,最终分化成具有根、茎、叶的完整的植株,说明植物细胞具有全能性。下列有关细胞全能性的叙述正确的是（）A.植物体内某些体细胞没有表现出全能性,其原因是所含基因发生了改变B.紫色糯性玉米种子培育成植株,这反映了植物种子具有全能性C.将乳腺细胞核移植到去核卵母细胞中培育而成的克隆羊多莉,证明动物细胞核具有全能性D.骨髓中的造血干细胞能分化出各种血细胞，不能证明造血干细胞具有全能性CD解析:植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是基因的选择性表达,而不是所含基因发生了改变,A项错误。紫色糯性玉米种子培育成植株，这属于自然生长过程,不能反映全能性,B项错误。将乳腺细胞的细胞核移植到去核卵母细胞中培育而成的克隆羊多莉,证明动物细胞的细胞核具有全能性，C项正确。细胞全能性指细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或其他各种细胞的潜能。骨髓中的造血干细胞能分化出各种血细胞,不能证明造血干细胞具有全能性，D项正确。考向2|植物组织培养技术.（2019.江苏卷）为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力，某研究小组的实验过程如下图。下列叙述正确的是（）

嬪ユ日一室ー殯ユ血上£悬浮她质体 愈伤组织丛生芽0A.过程①获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中B.过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化C.过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生D.原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性D解析:原生质体在30%的蔗糖溶液中会失水皱缩,A错误;过程②诱导芽分化时,需要提高细胞分裂素的比例,B错误;过程③可以表示诱导根的分化形成幼苗，此时细胞壁已经形成，C错误;原生质体无细胞壁，但含有一整套的遗传物质,故具有全能性,D正确。考点2植物体细胞杂交技术及其应用!情境探究」科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄ー马铃薯杂种植株,为了便于杂种细胞的筛选和鉴定,科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质,其培育过程如图所示:釆拈细的一番茄红色荧光标汜杂种细胞

②(勺体杂种细胞

②(勺体御质

削“合一选

融筛马铃磐 马铃售绿色荧光标记’细胞①原生质体ー植物体」・愈伤组织」ユ(1)如何根据细胞膜表面荧光判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的?答案:融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光。(2)图中③④都需要光照吗?答案:③脱分化阶段不需要给予光照;④再分化阶段需要给予光照,以利于叶绿素的形成。(3)若番茄细胞内有〃?条染色体,马铃薯细胞内有〃条染色体,则“番茄ー马铃薯”细胞在有丝分裂后期含有多少条染色体?答案：2(〃?+〃)条。(4)若杂种细胞培育成的“番茄ー马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花

粉经离体培养得到的植株属于几倍体植株?答案:单倍体植株。「核心归纳」1.植物组织培养与植物体细胞杂交的区别与联系名称植物组织培养植物体细胞杂交原理细胞的全能性细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性过程离体的植物器官、组织或细胞1脱分化愈伤组织1再分化根、芽或胚状体1发育植物体植物细胞A|去壁原生质体A、人口先人融合的原生质体B， •原生质体［去壁 |再生壁植物细胞B 杂种鹽|脱分化杂种再分化愈伤植株, 组织选材选取根尖、茎尖、形成层部位最容易诱导脱分化不同种的植物体细胞融合后形成杂种细胞技术操作脱分化、再分化等除脱分化、再分化外,还要用酶解法去除细胞壁,用一定的方法诱导原生质体融合关系植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂2.杂种植株遗传物质变化的判断(1)遗传特性:杂种植株中含有两种植物的遗传物质,故杂种植株具备两种植物的遗传特性。(2)染色体组数①染色体组数=两种植物体细胞内染色体组数之和。②植物体细胞杂交形成的杂种植株,有几个染色体组就称为几倍体。③若一植物细胞含有2x条染色体,2个染色体组,基因型为Aabb,另一植物细胞含有2y条染色体,2个染色体组,基因型为ccDd,则新植株应为异源四倍体,其体细胞中染色体为（2x+2y）条,4个染色体组,基因型为AabbccDd。3.单倍体育种和突变体利用的不同点项目原理优点成果单倍体育种染色体变异明显缩短育种年限单育1号烟草品种,中花8号、11号水稻和京花1号小麦品种等突变体的利用基因突变产生新基因,大幅度改良某些性状抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草等「案例导引」考向1|植物体细胞杂交技术.（多选）下图是通过植物体细胞杂交技术获得“番茄一马铃薯”植株的技术流程图,下列说法正确的是（）TOC\o"1-5"\h\z（。也6、 同 g «a\o"CurrentDocument"旬一" ct y I x番茄细胞 e fA.图中过程②表示再分化的过程B.植物体细胞融合完成的标志是原生质体融合C,已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体,则“番茄ー马铃薯”属于异源六倍体D,该过程体现了植物细胞的全能性CD解析:分析题图可知，②表示人工诱导原生质体融合的过程，A错误;植物体细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁,B错误;由于番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体,因此植物体细胞杂交得到的“番茄ー马铃薯”属于异源六倍体，C正确;题图过程体现了植物细胞的全能性,D正确。考向2|植物细胞工程的应用.植物细胞工程在苗木生产、作物育种等方面得到普遍应用。请回答下列问题:（1）为了获得脱毒植株,外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织,其原因是=（2）在“番茄一马铃薯”杂种植株的培育过程中,运用的工程技术有:为获取杂种细胞,先除去细胞壁以获得,再用PEG诱导其融合;融合成功的标志是杂种细胞出现这项研究最大的突破是〇（3）科学家以成熟的水稻胚作为外植体,在基础培养基上研究人工合成的生长调节剂对诱导愈伤组织的影响,结果如表所示。培养基代号2,4-D/(mg-L1)6-BA/(mg-L')愈伤组织诱导率/%A1.0065.41B2.0068.76C3.0091.01D3.00.254.48E3.00.557.35F3.01.051.71注:愈伤组织诱导率（％）=（产生愈伤组织的数目/接种外植体数目）义!00%»从表中可以看出,在基础培养基中添加不利于愈伤组织的形成。解析:（1）因为花芽、叶芽等处的分生组织中病毒很少或几乎没有病毒,所以可利用其进行植物组织培养获得脱毒植株。（2）在“番茄ー马铃薯”杂种植株的培育过程中，运用的工程技术有植物体细胞杂交技术、植物组织培养技术;为获取杂种细胞,先除去细胞壁以获得原生质体,再用PEG诱导其融合;融合成功的标志是杂种细胞出现（新的）细胞壁。这项研究最大的突破是打破生殖隔离,实现远缘杂交育种。（3）2,4-D浓度为1.〇〜3.0mgLr时，随着2,4-D浓度的上升,愈伤组织诱导率逐渐增大,但是添加6-BA后愈伤组织诱导率明显下降,可见6-BA不利于愈伤组织的形成,2,4-D有利于愈伤组织的形成。答案：（1）这些部位病毒极少（或不含病毒）（2）植物体细胞杂交技术、植物组织培养技术原生质体新的细胞壁打破生殖隔离,实现远缘杂交育种（3）6-BA生活紫花苜蓿是全世界栽培历史最悠久、利用最广泛的豆科牧草,但易造实践成家畜鼓胀病。百脉根富含单宁,单宁可与植物蛋白质结合,不引起家畜情境采食后鼓胀。为培育抗鼓胀病的苜蓿新品种,科研人员利用野生型清水紫花苜蓿和里奥百脉根为材料进行了实验研究。研究主要流程如下图:(注:IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段,R-6G可阻止线粒体的呼吸作用,二者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同)清水紫花苜蓿川ド处せ‘原生质体及同源融合体不能再生愈伤组织原生质体二杂种细胞团 ズ・杂种愈伤组织」一再生植株|鵠嘴F,,1,L1原生质体及同源融合体不能再生愈伤组织原生康体J用1OA处理命题生长点1植物组织培养(1)图中②③过程属于植物组织培养。图中③过程愈伤组织经过蛋分化形成再生植株,这ー过程利用的原理是植物细胞具有全能性。(2)下列关于影响植物组织培养的因素,说法正确的是①)A,不同植物组织培养的难易程度不同,同一种植物组织培养的难易程度相同B.在菊花的组织培养中,培养基中必须添加植物激素C,植物激素中生长素和细胞分裂素的作用是互相独立的D.在植物组织培养的不同时期对光照的需要不同解析:不同植物组织和同一种植物不同组织培养的难易程度不同,A错误;在植物组织培养中，培养基中常常要添加植物激素，但不是都必须添加植物激素,如菊花茎段组织培养不需要添加植物激素，B错误;在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素相互作用，共同调节,C错误;诱导愈伤组织期间一般不需要光照，在后续的培养过程中,每日需要给予适当时间和强度的光照,D正确。命题生长点2植物体细胞杂交(1)本研究主要利用了哪种现代生物技术?请谈谈利用此项技术进行育种的优点。答案:本研究主要利用了植物体细胞杂交技术和植物组织培养技术。植物体细胞杂交技术的优点是打破生殖隔离，实现远缘杂交育种。(2)图中①过程常使用的诱导剂是什么?在融合后只有异源融合产物能够存活的原因是什么?答案:图中①表示人工诱导原生质体融合的过程,可使用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。在融合后可能是异源融合产物因代谢互补可恢复生长并获得再生能力,故只有异源融合产物能够存活。(3)在实验前需通过预实验来研究R-6G或IOA使原生质体失去再生愈伤组织能力的临界浓度,试阐述实验的设计思路。答案:将获取的原生质体分别放置在ー系列不同浓度的R-6G或1OA溶液中,培养一段时间后,观察原生质体再生情况,可获得R-6G或IOA使原生质体失去再生愈伤组织能力的临界浓度。具有全能性W体现(实现)全能性(1)具有全能性:理论上,具有细胞核的活细胞都具有全能性。(2)体现(实现)全能性:只有发育成完整生物体或能分化成其他各种细胞,才能说明体现(实现)细胞的全能性。有关植物体细胞杂交的3个易错点(1)植物体细胞杂交的结果不只是形成杂种细胞,最终要经过组织培养形成杂种植株。(2)植物体细胞杂交属于无性生殖,是因为体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合。(3)杂种植株的变异类型属于染色体变异,是因为杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和,属于异源多倍体。第4课动物细胞工程「概念梳理」ー、动物细胞培养.地位:动物细胞工程常用的技术包括动物细胞培养、动物细胞融合和动物细胞核移植等，其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础。.概念:从动物体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后在适宜的

培养条件下,让这些细胞生长和增殖的技术。3,培养条件1)营养条件:糖类、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、微量元素等营养物质,此外通常还需血清等ー些天然成分。(2)(2)无菌、无毒的环境在无菌环境下操作定期更换培养液,清除代谢物(3)温度、pH和渗透压:哺乳动物的细胞培养温度多以36.5±0.5℃为宜，多数动物细胞生存的适宜pH为7.2〜7.4。(4)气体195%的空气:其中02为细胞代谢所必需的环境 と%的CO2:维持培养液的pH.动物细胞培养的过程⑴过程取动物组织

!用机械的方法或用胰蛋臼陶、胺制成空胞悬液转入培养液中好0m ► ピキ--进行原代培养広芹5た 养箱中培养,厂, 1 ,贴满瓶壁的细胞用胰蛋白崎等处!［悬浮培y的和胞I理分散成单个细胞P——J离心法收集制成细胞悬液制成细胞悬液(2)相关概念①细胞贴壁:细胞悬液中分散的细胞贴附在瓶壁上。②细胞的接触抑制:当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞停止分裂增殖的现象。③原代培养:分瓶之前的细胞培养，即动物细胞经处理后的苞次培养。④传代培养:分瓶之后的细胞培养。.干细胞的培养及其应用(1)干细胞①概念:在一定条件下可以分化成其他类型细胞的细胞。②分布:早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。③种类种类胚胎干细胞成体干细胞特点具有分化为成年动物体内的任何ー种类型的细胞,并进ー步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能在成体组织或器官内,具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的能力分布分布于早期胚胎中骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等(2)干细胞在医学上的应用①造血干细胞移植,治疗白血病及造血系统、免疫系统功能障碍等疾病②神经干细胞,治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病。③诱导多能干细胞(iPS细胞)。二、动物细胞融合技术与单克隆抗体.动物细胞融合技术(1)概念：使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。(2)方法:PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。(3)结构基础:细胞膜的流动性。(4)结果：形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的杂交细胞。(5)意义①突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能。②成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段,为制备单克隆抗体开辟了新途径。.单克隆抗体及其应用(1)单克隆抗体的制备过程

骨髓瘤细胞注射特定的抗原蛋的骨髓瘤细胞B淋巴细胞0)杂交细胞——第1次筛选:筛选出杂交瘤细胞杂交瘤细胞筛选——第2次筛选:(ーーK 筛选出产生所需抗体JSI 的杂交瘤细胞体外培养/、せ内培养从小鼠腹水中提取中提取恰単克隆抗体(2)单克隆抗体的优点:能准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合,且可大量制备。(3)单克隆抗体的应用①作为诊断试剂:“早早孕诊断试剂盒”。②运载药物:抗体ー药物偶联物(ADC)。③用于治疗疾病：单克隆抗体药物。三、动物体细胞核移植技术和克隆动物.动物体细胞核移植技术的概念(1)供体:动物ー个细胞的细胞核。(2)受体:去核的MII期卵母细胞。(3)结果:重新组合的细胞发育形成重构胚,最终发育成动物个体。.动物体细胞核移植技术的类型类型特点胚胎细胞核移植动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易体细胞核移植动物体细胞分化程度高,表现全能性十分困难3.体细胞核移植的过程(以克隆高产奶牛为例)供体ー类型特点胚胎细胞核移植动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易体细胞核移植动物体细胞分化程度高,表现全能性十分困难3.体细胞核移植的过程(以克隆高产奶牛为例)供体ー动物细体细胞胞培养卵母ML去核细胞期-・供体细胞母细胞生出与供体遗传物质基本相同的个体4I融合法使一胞融合用方胚裂或活细育胎理激成发胚物法完和4.动物体细胞核移植技术的应用前景及存在问题「畜牧业(1(1)应用前景ド保护濒危物种

医药卫生领域I研究克隆动物(①体细胞核移植技术的成功率韭蜜低(2)存在问题イ②核移植的理论研究较为滞后【③大多数克隆动物存在健康问题「概念辨析」.动物细胞培养是动物细胞工程的基础TOC\o"1-5"\h\z(1)制备肝细胞悬液时可用胃蛋白酶处理。 (X)(2)肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸。(X)(3)在25℃的实验条件下可顺利完成大鼠神经细胞的培养。 (X)(4)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。 (X)2•在一定条件下,干细胞可以分化成其他类型的细胞(1)胚胎干细胞在体外培养条件下具有只增殖而不发生分化的特点。 (丿)(2)胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点。 (X)(3)胚胎干细胞在分化诱导因子的作用下可以向不同类型的组织细胞分化。(丿).动物细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术(1)植物原生质体融合与动物细胞融合原理是相同的。 (丿)(2)体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体。 (X)(3)杂交瘤细胞进行体内培养,是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎。(X)(4)B淋巴细胞和骨髄瘤细胞经细胞融合后有三种细胞类型(若仅考虑两两融合的情况)。 (V).动物体细胞核移植技术可以培育克隆动物(1)动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞。 (X)(2)克隆动物的性状与供体动物完全相同。 (X)(3)与“多莉”羊等克隆哺乳动物相关的技术有胚胎移植、细胞培养和核移植。

(V)(4)在核移植时,通常将整个体细胞而不是细胞核注入去核卵母细胞中。(丿)营养ー!无菌、无毒ー的环境温度、pH和渗透压ー气体环境ー原代培养」过程传代培养ー・营养ー!无菌、无毒ー的环境温度、pH和渗透压ー气体环境ー原代培养」过程传代培养ー・概念构建条件物胞养动细培动物细胞工程物胞合动细融「概念-［单克隆_「过程抗体工应用胚胎

干细胞成体

干细胞干细胞成就

培养ー物胞移在动