2024年高考生物一轮复习讲义（学生）：第十单元生物技术与工程

第1课时传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用课标要求1.举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的。2.阐明发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能，工业化生产人类所需产品。3.举例说明发酵工程在医药、食品及其他工农业生产上有重要的应用价值。考点一传统发酵技术的应用1．发酵与传统发酵技术(1)发酵①概念：人们利用________，在适宜的条件下，将原料通过________________转化为人类所需要的产物的过程。②原理：不同的微生物具有产生____________的能力，利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。(2)传统发酵技术2．传统发酵食品的制作(1)腐乳制作①原理：蛋白质eq\o(→,\s\up7(蛋白酶))________________。脂肪eq\o(→,\s\up7(脂肪酶))________________。②腐乳制作过程中参与的微生物：毛霉是一种丝状________，其繁殖方式为______________，代谢类型是________________型。(2)泡菜的制作①菌种的种类和来源常见的有乳酸链球菌和____________________________________________________。菌种来源：______________________________________________________________。②乳酸菌发酵制作泡菜的原理：__________________________________________________________________________________________________________________________________。③制作泡菜的方法步骤(3)果酒和果醋的制作①原理和条件项目制作果酒制作果醋发酵菌种酵母菌醋酸菌代谢类型异养型异养型发酵过程有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖：___________________________________________；无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精：____________________________________________O2、糖源充足时：C6H12O6＋2O2eq\o(→,\s\up7(酶))2CH3COOH＋2CO2＋2H2O＋能量；O2充足、缺少糖源时：C2H5OH＋O2eq\o(→,\s\up7(酶))CH3COOH＋H2O＋能量对氧的需求前期，后期_________一直需氧产物检测闻气味、品尝、酸性条件下的重铬酸钾(橙色→灰绿色)酸碱指示剂(pH试纸)、闻气味、品尝②果酒和果醋的制作步骤及目的源于选择性必修3P8“练习与应用·拓展应用3”：果酒和果醋改进装置及其分析装置的使用：使用该装置制作果酒时，应该关闭充气口；制作果醋时，应将充气口连接充气泵，输入空气。1．传统发酵技术利用不同的微生物制作不同的产品，而微生物对氧气的需求各不相同，根据微生物在发酵过程中对氧气的要求，回答下列问题：(1)乳酸菌是厌氧细菌，发酵时需控制严格的无氧环境。尝试说出泡菜制作过程中制造无氧环境的措施。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)传统米酒制作中常在米坛中挖出一定空间，这样做的目的是什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．试从材料的选择处理及发酵条件的控制等方面分析传统发酵的相关问题：(1)腐乳与豆腐相比，所含有机物的种类和能量有哪些变化？为什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)制作泡菜时配制的盐水为什么要先煮沸，再冷却使用？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)制作葡萄酒的过程中，每隔12h左右拧松瓶盖，目的是什么？能否打开瓶盖？为什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(4)醋酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，都需要打开通气阀，请说明其原因。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．(2023·江苏泰州高三一模)米酒、酸奶、泡菜等都属于传统发酵制品，下列相关叙述正确的是()A．制作米酒时添加“酵头”的目的是接种酿酒酵母B．米酒发酵液中冒出的“气泡”都来源于酵母菌无氧呼吸C．酸奶和泡菜制作中均需要及时通氧，保证乳酸菌的有氧呼吸D．为降低杂菌污染，发酵前需要对器具、原料等进行灭菌2．(2021·浙江1月选考，10)用白萝卜制作泡菜的过程中，采用适当方法可缩短腌制时间。下列方法中错误的是()A．将白萝卜切成小块B．向容器中通入无菌空气C．添加已经腌制过的泡菜汁D．用沸水短时处理白萝卜块3．如图表示果酒和果醋生产过程中的物质变化情况，下列相关叙述正确的是()A．果酒发酵所需的最适温度高于果醋B．过程①②在酵母菌细胞中发生的场所相同C．过程⑤需要氧气而过程④不需要氧气D．进行果酒、果醋发酵的微生物均为真核生物归纳总结比较果酒与果醋制作的过程考点二发酵工程及其应用1．发酵工程的概念(1)基本概念：发酵工程是指利用________的特定功能，通过________________，规模化生产对人类有用的产品。(2)主要内容：发酵工程主要包括________________，______________________，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的________________等方面。2．发酵工程的基本环节选育菌种eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①从中筛选,②通过获得))↓扩大培养：增加菌种数量↓配制培养基：在菌种确定后选择原料，反复试验确定________________↓灭菌：________________都必须严格灭菌↓________：无菌操作↓eq\a\al(发酵罐内,发酵发酵,工程的中,心环节)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①了解发酵进程：随时检测培养液中的等,②及时添加必需的营养组分,③严格控制等发酵条件))↓eq\a(分离、提,纯产物)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①发酵产品是微生物细胞本身：在发酵结束之后，采用___________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、_______________,措施来获得产品))↓获得产品3．啤酒的工业化生产流程(1)啤酒发酵的工业化生产流程及操作目的(2)“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别4．发酵工程的特点5．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。②生产各种各样的________________。③生产________。(2)在医药工业上的应用①获得具有________________生产能力的微生物。②直接对________进行改造，再通过发酵技术大量生产所需要的产品。③利用基因工程，将病原体的______________基因转入适当的微生物细胞，获得的表达产物可以作为疫苗使用。(3)在农牧业上的应用：生产微生物________________________。(4)其他方面的应用①利用纤维废料发酵生产________________等能源物质。②极端微生物的应用：嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产________，嗜低温菌有助于提高________________的产量。源于选择性必修3P27“异想天开”：单细胞蛋白是以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得的大量的微生物________。其不仅含有丰富的________，还含有糖类、________和维生素等物质。1．观察分析教材第P24～25“啤酒的工业化生产流程”，思考回答：与传统的手工发酵相比，在啤酒的发酵生产过程中，哪些工程手段使啤酒的产量和质量明显提高？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．引起全球新冠感染大流行的元凶是新冠病毒，利用发酵工程相关知识，如何大量生产新冠病毒疫苗？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________4．啤酒生产的简要流程如图所示，制麦时用赤霉素溶液浸泡大麦种子，糖化主要将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子。下列说法错误的是()A．在整个发酵过程中，要始终保持严格的无菌、厌氧环境B．用赤霉素溶液浸泡大麦种子，目的是促进α­淀粉酶合成C．在接种酵母菌前进行冷却处理，是为了避免杀死酵母菌种D．包装后放置的啤酒变酸且产生表面菌膜，一般可从菌膜中分离得到醋酸菌5．(2023·江苏南京金陵中学高三调研)植物酵素是指以植物为主要原料，经微生物发酵制得的含有特定生物活性成分的产品。苹果酵素生物发酵的流程中，需将苹果去核、切块，加冰糖，并持续发酵90天。每隔15天测定总酸含量和乙醇含量，结果见下图。下列叙述正确的是()A．冰糖为微生物发酵提供养分，加入前可用紫外线照射杀灭其表面微生物B．第一个月的隔天通气的目的是抑制厌氧型和兼性厌氧型微生物的无氧呼吸C．第二个月总酸量增加的主要原因可能是乳酸菌等微生物呼吸产生了CO2D．第三个月总酸量和乙醇量发生的变化可能与醋酸菌的发酵作用密切相关1．(2022·山东，20改编)啤酒的工业化生产中，大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后，最终过滤、调节、分装。下列说法不正确的是()A．用赤霉素处理大麦，可使大麦种子无须发芽就能产生α­淀粉酶B．焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌C．糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵D．通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期2．(2021·山东，12)葡萄酒的制作离不开酵母菌。下列说法错误的是()A．无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖B．自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是野生型酵母菌C．葡萄酒的颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的D．制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量增加3．(2020·江苏，18)某同学在线提交了在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋的实验报告，他的做法错误的是()A．选择新鲜的葡萄略加冲洗，除去枝梗后榨汁B．将玻璃瓶用酒精消毒后，装满葡萄汁C．酒精发酵期间，根据发酵进程适时拧松瓶盖放气D．酒精发酵后去除瓶盖，盖一层纱布，再进行醋酸发酵4．(2022·江苏，16改编)在制作发酵食品的学生实践中，控制发酵条件至关重要。下列相关叙述正确的有()A．泡菜发酵后期，尽管乳酸菌占优势，但仍有产气菌繁殖，需开盖放气B．制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3，制作泡菜的盐水要淹没全部菜料C．葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可直接通入无菌空气制作葡萄醋D．果酒与果醋发酵时温度宜控制在18～30℃，泡菜发酵时温度宜控制在30～35℃5．(2019·江苏，9)下列关于传统发酵技术应用的叙述，正确的是()A．利用乳酸菌制作酸奶过程中，先通气培养，后密封发酵B．家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是纯种发酵C．果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低，果酒制作过程中情况相反D．毛霉主要通过产生脂肪酶、蛋白酶和纤维素酶参与腐乳发酵1．判断关于腐乳和泡菜的叙述(1)腐乳的制作需要多种微生物的参与，起主要作用的是曲霉()(2)豆腐中的蛋白质被蛋白酶全部分解成了氨基酸()(3)泡菜制作中选材装至半坛时，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装满()(4)泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件()2．判断关于果酒、果醋的叙述(1)酵母菌通过有氧呼吸可以大量繁殖，通过无氧呼吸可以产生酒精()(2)各种葡萄都可以酿制出红葡萄酒()(3)由于醋酸菌对氧气的含量相当敏感，所以在醋酸发酵过程中要始终通入氧气()(4)只有在糖源充足的情况下才能进行醋酸发酵()3．判断关于发酵工程的基本环节及应用的叙述(1)在青霉素生产过程中如果污染了杂菌，某些杂菌会分泌酶将青霉素分解掉()(2)谷氨酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酰胺；在酸性条件下则容易形成谷氨酸和N－乙酰谷氨酰胺()(3)以谷物或水果作原料，利用醋酸菌发酵生产各种酒类()(4)单细胞蛋白是通过发酵产生的大量微生物分泌蛋白()(5)发酵工程一般用半固体培养基()4．填空默写(1)(选择性必修3P5)发酵是指_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)(选择性必修3P7)醋酸菌是________________，当O2、糖源都________时能将糖分解成乙酸；当________________时则直接将________________________________________。(3)(选择性必修3P7)制作葡萄酒时，要将温度控制在18～30℃的原因是_______________。制作葡萄醋时，要将温度控制在30～35℃的原因是_________________________________________________________________________________________________________________。(4)(选择性必修3P7)在制作果酒的过程中，避免发酵液污染需要从发酵制作的过程全面考虑。例如，________________要清洗干净，装入葡萄汁后，________________；每次排气时只需________________，不要完全揭开瓶盖等。(5)(选择性必修3P27)单细胞蛋白是________________________________________________________________________________________________________________________________。

第2课时微生物的培养技术及应用课标要求1.获得纯净的微生物培养物是发酵工程的基础。2.阐明在发酵工程中灭菌是获得纯净的微生物培养物的基础。3.阐明无菌技术是在操作过程中，保持无菌物品和无菌区域不被微生物污染的技术。4.举例说明通过调整培养基的配方可有目的的培养某种微生物。5.概述平板划线法和稀释涂布平板法是实验室中进行微生物分离和纯化的常用方法。6.概述稀释涂布平板法和显微镜计数法是测定微生物数量的常用方法。考点一微生物的培养技术及应用1．培养基的配制(1)培养基的概念、用途和类型①概念：人们按照微生物对________________的不同需求，配制出的供其________________的营养基质。②用途：用以____________________________微生物或积累其________。③种类：按物理性质分eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(培养基,↓加入，如琼脂,培养基))(2)培养基的配方①主要营养物质：水、______、氮源、______。②其他条件：pH、________________和氧气。如下表：微生物乳酸杆菌霉菌细菌厌氧微生物特殊需求添加____________pH调至__________pH调至________2.无菌技术(1)目的：获得________的微生物培养物。(2)关键：防止________污染。(3)消毒与灭菌的比较项目消毒灭菌作用强度较为________的理化因素________的理化因素作用程度杀死物体表面或内部________微生物杀死物体内外的________微生物芽孢和孢子一般不能杀灭能杀灭适用对象实验操作的空间、操作者衣着和双手微生物培养器皿、接种用具和培养基等常用方法__________消毒法、__________消毒法等________灭菌法、________灭菌法、________灭菌法等(4)注意事项①实验操作时，应避免已经灭菌处理的材料用具与________________接触。②为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在超净工作台上并在__________________附近进行。3．微生物的纯培养(1)概念辨析(2)酵母菌纯培养的操作步骤(3)平板划线法操作步骤下图是平板划线操作的示意图，据图回答下列问题：(1)用图中字母和箭头表示平板划线操作的正确步骤：________________________________。(2)在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环吗？为什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)在第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(4)接种结束后，为什么要将一个未接种的培养基和一个已接种的培养基放在一起培养，未接种的培养基表面如果有菌落生长，说明了什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．(2023·河北邢台高三模拟)在实验室培养微生物，需要人为地为微生物提供适宜的营养和环境条件。下列关于培养基配制的说法正确的是()A．培养基中需要碳源、氮源、水和无机盐齐全B．培养基中必须添加琼脂C．培养基制备中均需调节pH至酸性D．无论哪种培养基均需要灭菌2．(2023·江苏无锡高三模拟)下列操作不能达到灭菌目的的是()A．使用高压锅处理器皿B．在火焰上灼烧接种环C．用干热灭菌箱处理金属用具D．防疫期间用石炭酸喷洒教室3．(2023·河南开封高三模拟)下图为微生物的实验室培养的有关操作，下列相关叙述错误的是()A．步骤①中，需将接种工具灼烧至变红，以杀灭杂菌B．步骤②中，将接种工具冷却时不宜距酒精灯火焰太远C．图中接种方法的目的是使菌种逐渐稀释，经培养后获得单个菌落D．接种后应将培养皿倒置培养，培养后可以根据结果进行微生物计数归纳总结(1)无菌技术的三个主要注意点①实验前应对操作空间、操作人员进行消毒，对所用器具和培养基进行灭菌。②实验进行时需在酒精灯火焰周围无菌区操作。③避免已杀菌处理的材料再次污染。(2)倒平板时的注意事项①琼脂是一种多糖，在98℃以上熔化，在44℃以下凝固。倒平板时高于50℃则会烫手，低于50℃时若不及时操作，琼脂会凝固。②可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时，就可以进行倒平板了。考点二微生物的选择培养和计数1．区分选择培养基与鉴别培养基种类特点用途举例选择培养基允许________________________________________，同时______________________________________从众多微生物中分离所需的微生物加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌鉴别培养基根据微生物的代谢特点在培养基中加入某种指示剂或化学药品，进而产生特定的颜色或其他变化鉴别不同种类的微生物用伊红—亚甲蓝培养基鉴别大肠杆菌提醒常见选择培养基举例：(1)缺少氮源的培养基可以筛选能利用大气中N2的微生物。(2)含青霉素的培养基可淘汰细菌，筛选出真菌。(3)无有机碳源的培养基可筛选出自养微生物。2．微生物的选择培养和数量测定(1)稀释涂布平板法步骤①系列稀释操作：该操作常用在将细胞接种到培养基之前，通过液体稀释的方法分散细胞，随着稀释程度的增大，单位体积中的微生物细胞数量减少，细胞得以分散。操作步骤：②涂布平板操作步骤(2)微生物的数量测定方法①显微镜直接计数法②间接计数法——活菌计数法(即稀释涂布平板法)原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。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。根据图示问答以下问题：a．为了保证结果准确，一般选择菌落数在________的平板进行计数。b．为什么用此种方法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目低？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________c．某同学在稀释倍数为106的培养基中测得平板上菌落数的平均值为234个(涂布平板时所用稀释液的体积为0.1mL)，那么稀释倍数为106的试管中细菌的浓度是________个/mL，稀释倍数为10的锥形瓶中细菌的浓度为_______个/mL，所以每克样品中的细菌数是_______个。3．土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的实验操作(1)实验原理(2)实验流程(3)实验结果分析与评价选择性必修3P19“探究·实践”：本活动初步筛选了能分解尿素的细菌，请进一步借助于生物化学的方法来鉴定所分离的菌种：分解尿素的细菌合成的__________可以将尿素分解成氨，氨会使培养基的________性增强，在培养基中加入________________培养细菌，若指示剂变________，可确定该细菌能够分解尿素。甲、乙两位同学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106的培养基中，得到以下两种统计结果。(1)甲同学在该浓度下涂布了一个平板，统计的菌落数为230，该同学的统计结果是否真实可靠？为什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)乙同学在该浓度下涂布了3个平板，统计的菌落数分别为21、212、256，该同学将21舍去，然后取平均值。该同学对实验结果的处理是否合理？为什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)在稀释涂布平板法中，为何需至少涂布3个平板？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(4)为什么要选取菌落数目稳定时的记录作为结果？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________4．下列有关培养基的叙述正确的是()A．筛选、培养硝化细菌的培养基中不能加入氮源B．固体培养基中的琼脂能为微生物生长提供碳源C．在进行微生物的富集培养时常选用液体培养基D．培养基中加入刚果红可用于尿素分解菌的鉴定5．(2021·江苏1月适应性考试，14)稀释涂布平板法是分离菌种常用的方法，下列相关叙述不恰当的是()A．固体培养基灭菌后，应冷却至50℃左右时倒平板B．倒好的平板需立即使用，以免表面干燥，影响菌的生长C．稀释涂布平板分离到的单菌落需进一步划线纯化D．稀释涂布平板法既可用于微生物的分离，也可用于微生物的计数归纳总结两种纯化方法的比较项目平板划线法稀释涂布平板法分离结果关键操作接种环在固体培养基表面连续划线①一系列的梯度稀释；②涂布平板操作接种用具接种环涂布器优点可以观察菌落特征，对混合菌进行分离可以计数，可以观察菌落特征缺点不能计数操作复杂，需要涂布多个平板共同点都要用到固体培养基；都需进行无菌操作；都会在培养基表面形成单个的菌落；都可用于观察菌落特征1．(2021·山东，14)解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲、乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色，乙菌菌落周围不变色，下列说法错误的是()A．甲菌属于解脂菌B．实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源C．可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比D．该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力2．(2021·北京，12)人体皮肤表面存在着多种微生物，某同学拟从中分离出葡萄球菌。下述操作不正确的是()A．对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌B．使用无菌棉拭子从皮肤表面取样C．用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布D．观察菌落的形态和颜色等进行初步判断3.(2020·江苏，19)为纯化菌种，在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌，培养结果如图所示。下列叙述正确的是()A．倒平板后需间歇晃动，以保证表面平整B．图中Ⅰ、Ⅱ区的细菌数量均太多，应从Ⅲ区挑取单菌落C．该实验结果因单菌落太多，不能达到菌种纯化的目的D．菌落周围的纤维素被降解后，可被刚果红染成红色4．(2020·江苏，31)产脂肪酶酵母可用于含油废水处理。为筛选产脂肪酶酵母菌株，科研人员开展了相关研究。请回答下列问题：(1)常规微生物实验中，下列物品及其灭菌方法错误的是________(填编号)。编号①②③④物品培养基接种环培养皿涂布器灭菌方法高压蒸汽火焰灼烧干热臭氧(2)称取1.0g某土壤样品，转入99mL无菌水中，制备成菌悬液，经__________后，获得细胞密度不同的菌悬液。分别取0.1mL菌悬液涂布在固体培养基上，其中10倍稀释的菌悬液培养后平均长出了46个酵母菌落，则该样本中每克土壤约含酵母菌________个。(3)为了进一步提高酵母菌产酶能力，对分离所得的菌株，采用射线辐照进行____________育种。将辐照处理后的酵母菌涂布在以________为唯一碳源的固体培养基上，培养一段时间后，按照菌落直径大小进行初筛，选择直径________的菌落，纯化后获得A、B两突变菌株。(4)在处理含油废水的同时，可获得单细胞蛋白，实现污染物资源化。为评价A、B两菌株的相关性能，进行了培养研究，结果如图。据图分析，应选择菌株________进行后续相关研究，理由是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。1．判断关于培养基的叙述(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物质()(2)培养霉菌时需将培养基的pH调至中性或弱碱性()(3)倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上()2．判断关于无菌技术的叙述(1)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()(2)为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落()(3)对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和灭菌()3．判断关于微生物的培养与计数的叙述(1)利用稀释涂布平板法统计菌落数目时，统计的菌落数就是活菌的实际数()(2)统计菌落数目时为保证结果准确，一般选择菌落数目最多的平板进行统计()(3)利用稀释涂布平板法和平板划线法均可实现细菌的分离和计数()4．填空默写(1)(选择性必修3P10)培养基的化学成分包括________________________等。(2)选择性必修3P10)获得纯净的微生物培养物的关键是________________________，无菌技术除了用来____________________________外，还能________________________________。(3)(选择性必修3P12)菌落是指____________________________________________________________________________________________________________________________________。采用______________法和____________________法能将单个微生物分散在固体培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。(4)(选择性必修3P16)选择培养基是指______________________________________________________________________________________________________________________________。(5)(选择性必修3P12)平板冷凝后，要将平板倒置的原因是_____________________________。(6)(选择性必修3P13)平板划线操作的第一步灼烧接种环是为了________________________；每次划线前灼烧接种环是为了___________________________________________________，从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐减少，以便得到单菌落。划线结束后灼烧接种环，能_________________________________________________________________。(7)(选择性必修3P13)在灼烧接种环之后，要等其冷却后再进行划线的原因是____________________________________________________________________________________________。(8)(选择性必修3P13)在第二次以及其后的划线操作时，总是从上一次划线的末端开始划线的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(9)(选择性必修3P18)当________________________________________________________，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。(10)(选择性必修3P19)检测培养物中是否有杂菌污染的方法是_________________________。判断选择培养基是否起到筛选作用的方法是________________________________________________________________________________________________________________________。

第3课时植物细胞工程课标要求1.阐明植物组织培养是在一定条件下，将离体植物器官、组织和细胞在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织，并重新分化，最终形成完整植株的过程。2.概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成杂合细胞，继而培育成新植物体的技术。3.举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率。考点一植物组织培养技术1．细胞工程的概念原理和方法细胞生物学、分子生物学和发育生物学操作水平________、细胞或________水平目的获得特定的________________________或其产品分类植物细胞工程和动物细胞工程2.植物细胞的全能性定义细胞经分裂和分化后，仍然具有或的潜能原因生物体的每个细胞中都含有发育成完整个体所需的________大小比较(1)受精卵>生殖细胞>体细胞；(2)分化程度低的细胞>分化程度高的细胞；(3)植物细胞>动物细胞体现利用植物的一片花瓣、一粒花粉，甚至一个细胞，都可以繁殖出新的植株未表现及原因eq\a(在生物的生长发,育过程中，并不是,所有的细胞都表,现出全能性)eq\o(→,\s\up7(原因))eq\a(在特定的时间和,空间条件下，细,胞中的基因会,____________)表现条件离体、营养物质、激素、适宜的温度和pH3.植物组织培养技术(1)概念：将离体的________________________等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成________________的技术。(2)理论基础：植物细胞的________。(3)基本过程eq\x(外植体离体培养的)eq\o(→,\s\up7(脱分化))eq\x()eq\o(→,\s\up7(再分化))eq\x(芽、根)→eq\x(完整植株)①脱分化：在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的__________，转变成________的细胞，进而形成愈伤组织的过程。②愈伤组织：脱分化产生的____________团块。③再分化：愈伤组织重新分化成________等器官的过程。(4)探究实践——菊花的组织培养源于选择性必修3P116“附录1”：(1)诱导菊花________________的培养基：在MS培养基中加入BA(苄基腺嘌呤)和NAA(萘乙酸)，质量浓度均为0.5mg/L。(2)诱导菊花________的培养基：在MS培养基中加入BA和NAA，质量浓度分别为2～3mg/L和0.02～0.3mg/L。(3)诱导菊花________的培养基：将上述MS培养基中NH4NO3、KNO3、KH2PO4、MgSO4·7H2O和CaCl2·2H2O的用量减半，并添加NAA或IAA(吲哚乙酸)，质量浓度均为0.1mg/L。观察菊花的组织培养流程图，探究以下问题：(1)选用菊花的外植体时，一般选用形成层细胞或组织块，其原因是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)为什么说从繁殖方式上看，植物组织培养的繁殖方式是无性繁殖？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)在植物组织培养的过程中，为什么要求无菌操作？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．下列关于细胞全能性的叙述，不正确的是()A．乳腺癌细胞易于进行离体培养，说明其全能性比较高B．细胞具有全能性是因为细胞内含有发育所需的全套遗传物质C．离体的植物体活细胞，需要借助某些因子的作用使其表达出全能性D．植物细胞具有全能性，而其他生物体细胞一般不具有全能性2.(2023·江苏南通高三期末)SOD是一种广泛分布于各种细胞中的抗氧化酶，它能催化超氧阴离子自由基形成H2O2，增强植物的抗逆性。下图为培育能够产生SOD农作物新品种的一种方式，有关叙述正确的是()植物细胞(二倍体)eq\o(→,\s\up7(SOD基因),\s\do5(①))新细胞eq\o(→,\s\up7(),\s\do5(②))愈伤组织eq\o(→,\s\up7(),\s\do5(③))胚状体→新品种A．①过程中最常用的方法是采用Ca2＋处理法将SOD基因导入植物细胞B．②需要进行照光培养，以诱导叶绿素的形成C．③表示再分化过程，无需严格的无菌操作D．该育种方式利用了细胞工程和基因工程，能体现细胞的全能性归纳总结植物组织培养过程中应注意的问题(1)接种时注意外植体的方向，应将外植体的形态学下端插入培养基，不能倒插。(2)培养一株完整的试管苗，必须先进行生芽培养，再进行生根培养。如果顺序颠倒，先诱导生根，就不好诱导生芽了。(3)菊花的组织培养中，愈伤组织的形成一般不需要光照，而在后续的培养过程中，需要一定量的光照。(4)试管苗一般在高湿、弱光、恒温等条件下培养生长，出瓶后一定要注意保温、保湿。(5)试管苗的光合作用能力弱，在移栽前应给予较强光照、闭瓶炼苗，以促进幼苗向自养苗转化。考点二植物体细胞杂交技术1．过程(1)过程①为去除________获得原生质体，用到的酶是________________和________。(2)过程②为________________的融合，人工诱导的物理法包括________________、________等，化学法包括________________、高Ca2＋—高pH融合法等。(3)过程③为融合的原生质体再生出________，这是原生质体融合成功的标志。(4)过程④为________，过程⑤为________。2．概念植物体细胞杂交是指将__________________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______________的技术。3．意义植物体细胞杂交技术在打破______________，实现________杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。4．实例：白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草、多种柑橘属不同种间的杂种植株。5．局限性：目前有许多理论和技术未解决，还不能让杂种植物按照人们的需要表现出双亲的性状。不同物种之间存在着天然的生殖隔离，利用传统的有性杂交的方法很难得到杂种后代。科学家采用体细胞杂交的方法得到了“番茄—马铃薯”杂种植株。以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AA和BB。1．植物体细胞杂交实现的基础和植物组织培养的理论基础分别是什么？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．将图中的甲和乙两种细胞去除细胞壁后诱导融合，若只考虑两两融合，可以形成哪几种融合细胞？符合要求的杂种细胞是哪种？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3．二倍体番茄和二倍体马铃薯细胞杂交得到的“番茄—马铃薯”有多少个染色体组，是几倍体？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________4．从结果上看杂种植株在遗传上有什么特点？从杂种植株的染色体组成上看属于哪种变异类型？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3．疣粒野生稻(2n＝24)对白叶枯病的抗性持久而且稳定，是理想的抗病育种材料。为了充分利用疣粒野生稻资源，通过采用疣粒野生稻和栽培稻(2n＝24)体细胞杂交的方法获得后代，从而实现疣粒野生稻遗传物质向栽培稻转移。下列相关叙述错误的是()A．疣粒野生稻和栽培稻之间存在生殖隔离，自然条件下不能进行基因交流B．两种水稻细胞经酶解去壁、诱导融合后可通过观察染色体数目筛选出杂种细胞C．杂种水稻的组织培养过程需要更换培养基，提高生长素的比例有利于根的分化D．经组织培养获得的杂种幼苗，一般需要经过由无菌到有菌的炼苗过程才能用于生产实践4．玉米(2n＝20)和水稻(2n＝24)均为二倍体植物，某实验小组拟用体细胞杂交技术培育富含β­胡萝卜素的“黄金大米”植株，过程设计如图所示。下列说法错误的是()A．过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞B．过程②中常用PEG诱导原生质体融合C．“黄金大米”植株染色体数目为22D．该技术体现了植物细胞具有全能性归纳总结植物体细胞杂交和有性杂交的辨析考点三植物细胞工程的应用1．植物繁殖的新途径2．作物新品种的培育项目单倍体育种突变体的利用原理染色体变异基因突变优点明显缩短育种年限产生新基因，大幅度改良某些性状过程3.细胞产物的工厂化生产(1)次生代谢物①概念：不是植物基本的生命活动所________的产物，是一类小分子有机化合物。②种类：酚类、萜类和含氮化合物等。(2)生产的技术手段：______________________技术。(3)优点：________________。(4)实例：人参、三七、紫草和红豆杉的细胞产物都已实现了工厂化生产。源于选择性必修3P41“相关信息”：初生代谢是生物生长和生存所________的代谢活动，因此在整个生命过程中它一直进行着；次生代谢________生物生长所必需的，一般在特定的组织和器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。植物组织培养技术除了在农业上的应用外，还广泛应用于细胞产物的工厂化生产。观察图示回答相关问题：(1)完善细胞产物工厂化生产的流程：(2)要提取细胞产物应培养到什么阶段？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________5．(2023·云南丽江高三模拟)植物组织培养技术可以实现优良品种的快速繁殖，下列有关叙述错误的是()A．用药剂对外植体消毒时，要兼顾消毒效果和植物的耐受性B．光照会抑制愈伤组织的形成，植物组织培养全过程均需避光进行C．植物组织培养使用的MS培养基中并不都需添加植物激素D．制备脱毒种苗时，脱毒苗比率与剥离的茎尖大小密切相关6．下图所示为利用体细胞诱变技术获得抗除草剂白三叶草新品种的过程。下列叙述错误的是()A．该育种过程所依据的原理有基因突变和植物细胞的全能性B．培养白三叶草组织细胞的培养基为固体培养基C．白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA和RNA种类相同D．过程③通常采用的筛选方法是向白三叶草幼苗喷洒适宜浓度的除草剂归纳总结植物体细胞杂交后的遗传物质分析(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。1．(2022·浙江6月选考，23改编)下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是()A．用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的酒精和次氯酸钠的混合液消毒B．培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换C．组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富D．再生植株需去除根部残留的培养基进行锻炼后才能移种大田2．(2021·江苏，5)植物组织培养技术常用于商业化生产，其过程一般为：无菌培养物的建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列相关叙述错误的是()A．为获得无菌培养物，外植体要消毒处理后才可接种培养B．组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构C．提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根D．用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异3．(2019·江苏，20)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图。下列叙述正确的是()A．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4．(2018·江苏，22改编)如图为细胞融合的示意图，下列叙述正确的是()A．若a细胞和b细胞是植物细胞，需先去分化再诱导融合B．a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现C．c细胞的形成与a、b细胞膜的选择透过性有关D．c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因1．判断关于细胞全能性和植物组织培养的叙述(1)一般情况下，分化程度越高的细胞其全能性越低()(2)无论脱分化还是再分化，过程中均需提供光照()(3)愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的()(4)常选用胡萝卜根的形成层进行组织培养()(5)植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素的比值始终不变()(6)植物组织培养过程中所用器械需要进行消毒处理()2．判断关于植物体细胞杂交的叙述(1)利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞诱导融合()(2)形成杂种细胞就完成了植物体细胞杂交过程()(3)细胞融合时不只形成杂种细胞，还形成同种细胞融合的细胞()(4)用纤维素酶和果胶酶酶解法获得的植物原生质体失去了细胞全能性()3．判断关于植物细胞工程应用的叙述(1)利用组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒的新物种()(2)二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株()(3)利用组织培养技术产生突变体，可直接培育出具有优良性状的新品种()(4)单倍体育种是通过培养花药或花粉获得植株的育种方法()(5)紫草宁是从紫草细胞中提取的一种药物和色素，具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性()4．填空默写(1)(选择性必修3P31)细胞工程：___________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)(选择性必修3P35)脱分化：_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)(选择性必修3P35)再分化：_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)(选择性必修3P34)在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出全能性，这是因为在__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)(选择性必修3P35)植物组织培养是_______________________________________________________________________________________________________________________________。(6)(选择性必修3P37)在进行植物体细胞杂交之前，必须先用__________________________去除细胞壁。(7)(选择性必修3P38)植物体细胞杂交技术在打破________________，实现______________育种，培育________________等方面展示出独特的优势。(8)(选择性必修3P41)植物细胞培养是指_____________________________________________________________________________________________________________________________。

第4课时动物细胞工程课标要求1.阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的培养条件下让细胞生长和增殖的过程。动物细胞培养是动物细胞工程的基础。2.阐明动物细胞核移植一般是将体细胞核移入一个去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程。3.阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。4.概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。5.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。考点一动物细胞培养1．动物细胞培养的概念：从动物体中取出相关的组织，将它分散成____________，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞__________的技术。2．动物细胞培养的条件3．动物细胞培养的过程概念辨析细胞贴壁和接触抑制细胞贴壁是指体外培养的细胞贴附在瓶壁生长的现象；接触抑制是指当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖的现象。4．干细胞培养及其应用种类胚胎干细胞成体干细胞诱导多能干细胞来源骨髓、脐带血和外周血体细胞(如成纤维细胞等)特点能分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的组织和器官甚至________分化成_____________________________能诱导分化成类似_____________的细胞应用分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等造血干细胞用于治疗白血病；神经干细胞用于治疗帕金森病、阿尔茨海默病等治疗小鼠的镰状细胞贫血、阿尔茨海默病、心血管疾病等1．胚胎干细胞为什么可以解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题？其应用有什么限制因素？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．为什么科学家认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3．科学家已尝试采用多种方法来制备iPS细胞，尝试说出几种获取iPS细胞的方法。_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．(2023·山西运城高三模拟)对某种动物的肝肿瘤细胞进行细胞培养，下列说法错误的是()A．在利用肝组织块制备细胞悬液时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理B．动物细胞培养应在含5%CO2的CO2培养箱中进行，CO2的作用维持培养液的pHC．为了防止动物细胞培养过程中受污染，可向培养液中加入适量的干扰素D．在合成培养基中，通常需加入血清等一些天然成分2．(2022·江苏南京高三模拟)某学术期刊发表论文称，利用人类多能干细胞培养的皮肤类器官在培养4～5个月后，形成了多层皮肤组织，包含毛囊、皮脂腺和神经元回路，是迄今最逼真的人皮肤类器官。下列相关叙述正确的是()A．多能干细胞形成多层皮肤组织的过程中，遗传物质通常会发生改变B．多能干细胞培养形成多层皮肤组织，说明动物的体细胞具有全能性C．给烧伤病人移植自身多能干细胞培养成的皮肤类器官可减弱免疫排斥反应D．该项研究结果表明多能干细胞可以分化成为人体内所需的各种组织和器官归纳总结动物细胞培养和植物组织培养的比较项目动物细胞培养植物组织培养理论基础细胞增殖植物细胞的全能性培养前处理无菌；用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，使组织分散成单个细胞无菌、离体取材动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织植物幼嫩的部位或花药等培养基性质液体固体培养基成分糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等水、矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和琼脂等结果产生大量细胞，不形成新个体可产生新个体应用人造皮肤的构建、动物分泌蛋白的规模化生产快速繁殖、作物脱毒、细胞产物的工厂化生产和单倍体育种等相同点①都需人工条件下的无菌操作；②都需要适宜的温度、pH等条件；③都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂考点二动物细胞融合技术与单克隆抗体1．动物细胞融合技术源于选择性必修3P48“相关信息”：灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。2．单克隆抗体的制备(1)传统抗体的获得①方法eq\x(抗原)eq\o(→,\s\up7(反复注射))eq\x(动物体内)eq\o(→,\s\up7(形成))eq\x(多种B淋巴细胞)eq\o(→,\s\up7(产生))eq\x(多种)→eq\x(从中分离抗体)②缺点：产量低、________低、________差。(2)单克隆抗体的制备及优点①制备过程②单克隆抗体的优点a．能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生________结合(特异性强、灵敏度高)。b．可以________制备。(3)单克隆抗体的应用①被广泛用作________试剂，在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。②运载________，形成抗体—药物偶联物，实现对肿瘤细胞的________杀伤。③用于________________。1．植物体细胞杂交技术，可以跨越植物种属间生殖隔离的屏障，培育出新的作物类型。科学家经过长期的探索，也实现了用不同种动物的体细胞进行杂交。参考图示，回答下列问题：(1)动物细胞融合的结构基础是什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)动物细胞完成融合的标志是什么？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)动物与人细胞之间诱导融合，产生的融合细胞有多少种(只考虑两两融合)?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．单克隆抗体的制备中需要给小鼠注射特定的抗原蛋白，其目的是什么？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3．单克隆抗体被广泛用作诊断试剂的原因是什么？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3．(2023·河北廊坊高三模拟)抗体—药物偶联物(ADC)通过采用特定技术将具有生物活性的小分子药物连接到能特异性识别肿瘤细胞的单克隆抗体上，实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC的结构及其发挥作用的机理如图所示，下列有关说法错误的是()A．单克隆抗体制备过程中通常将免疫后得到的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合B．用96孔板培养和多次筛选杂交瘤细胞后，在体外大规模培养可获得单克隆抗体C．ADC通过抗体与细胞膜上的受体特异性结合，以主动运输的方式进入肿瘤细胞D．ADC在肿瘤细胞里被溶酶体裂解，释放药物，使肿瘤细胞死亡4．人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA病毒，可诱发细胞癌变。抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV，从而及时监控宫颈癌的发生。以HPV衣壳蛋白为