高三生物二轮专题复习专题11生物技术与工程综合

专题11生物技术与工程综合知识网络热点题型一结合实例考查微生物的选择培养和计数典例1（2023·浙江省·历年真题）某同学想从泡菜汁中筛选耐高盐乳酸菌，进行了如下实验：取泡菜汁样品，划线接种于一定NaCl浓度梯度的培养基，经培养得到了单菌落。下列叙述正确的是（）A．培养基pH需偏碱性 B．泡菜汁需多次稀释后才能划线接种

C．需在无氧条件下培养 D．分离得到的微生物均为乳酸菌【答案】C

【解析】因为乳酸菌经过无氧呼吸产生乳酸，故其生活的环境是酸性，培养基pH需偏酸性，A错误；平板划线接种时不需要稀释，B错误；乳酸菌是厌氧型微生物，所以需在无氧条件下培养，C正确；参与泡菜发酵的微生物有植物乳杆菌、短乳杆菌和明串珠菌等，所以分离得到的微生物除了乳酸菌，还会有其他耐高盐的微生物，D错误。故选：C。典例2（2022·广东省·模拟题）反刍动物，如牛和山羊，具有特殊的器官瘤胃。在瘤胃中生活着多种微生物，其中许多微生物能以尿素作唯一氮源。某小组计划按图示操作流程从牛瘤胃中分离出该类微生物，并统计每毫升样品中究竟含有多少个这样的细菌。据图回答下列有关问题：（1）在该图示操作流程步骤3是______，步骤6的接种方法是_______________。（2）在该培养基的配方中，为微生物的生长提供碳源的物质是______，提供氮源的物质是______。配制培养基的过程中，可在倒平板时加入______（填写指示剂名称），培养某种微生物后，如果pH升高，指示剂将变红，我们就可以初步鉴定该种细菌能够分解尿素。

（3）反刍动物瘤胃内栖息的微生物能分解尿素是因为它们能合成__________。

（4）在5个细菌培养基平板上，均接种稀释倍数为105的胃部样液0.1mL，培养一段时间后，平板上长出的细菌菌落数分别为190、17、325、173和180。则每毫升样品中含有细菌数量为______×108个。与血细胞计数法相比，此计数方法测得的细菌数较______（填“多”或“少”）。【答案】（1）倒平板

稀释涂布平板法

（2）葡萄糖

尿素

酚红指示剂

（3）脲酶

（4）1.81

少

【解析】（1）据图分析可知，图示操作流程步骤3是倒平板，6是稀释涂布平板法接种。

（2）根据图示培养基配方可知，葡萄糖是碳源、尿素是氮源，在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养细菌后，如果pH升高，指示剂将变红，可以初步鉴定该种细菌能分解尿素。

（3）反刍动物瘤胃内栖息的微生物能分解尿素是因为它们能合成脲酶。

（4）根据题意可知，低于30个高于300个的菌落数的平板计数时应该舍弃，则每毫升样品中含有细菌数量为（190+173+180）÷3÷0.1×105=1.81×108个。与血细胞计数法相比，此计数方法测得的细菌数只有活菌形成的菌落，且可能两个或多个细胞形成一个菌落，所以结果会偏较少。题型一攻略1．筛选微生物的通用思路类型自然界中目的菌株的筛选实验室中目的菌株的筛选原理根据目的菌株对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找人为提供有利于目的菌株生长的条件（包括营养、温度、pH等），同时抑制或阻止其他微生物生长实例从热泉中筛选出能产生耐高温的DNA聚合酶的水生栖热菌从土壤中筛选能分解尿素的细菌2．列表辨析微生物的计数方法项目间接计数法（稀释涂布平板法）直接计数法（显微计数法）公式每克样品中的菌株数=（C÷V）×M，其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积（mL），M代表稀释倍数每毫升原液中所含微生物数=每小格平均微生物数×400×104×稀释倍数缺点当两个或多个菌体连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落不能区分死菌和活菌结果与实际值相比偏小与实际值相比偏大热点题型二结合实例考查植物细胞工程的应用典例1（2022·山东省·历年真题）利用植物组织培养技术不仅能保持母本优良的遗传性状，实现苗木的快速繁殖，还可以进行品种改良。如图表示利用棉花叶肉细胞，进行诱变育种的过程，据图分析错误的是（）A．③过程需要一定的光照

B．①过程需在浓度略大的环境中进行

C．④过程需定期观察和记录愈伤组织的生长情况

D．②过程能使原生质体发生基因突变和染色体变异【答案】A

【解析】据图分析，①表示用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，②表示人工诱变过程，③表示脱分化，④表示再分化。植物组织培养脱分化主要是培养出愈伤组织，一旦被光照以后会促进组织分化，无法达到实验目的，所以脱分化避光；再分化过程芽发育成叶，叶肉细胞中的叶绿素的合成需要光照，A错误；①表示去除细胞壁过程，需在适宜条件下用浓度略大的纤维素酶和果胶酶的混合物处理，防止原生质体吸水涨破，B正确；再分化过程中，需要定期观察和记录愈伤组织的生长状况，C正确；②表示人工诱变过程，原理是基因突变或染色体变异，D正确。故选：A。典例2（2022·辽宁省·模拟题）猕猴桃的果实营养丰富、味美而鲜嫩。我国科学家运用细胞工程技术培育出了品质更优良的猕猴桃新品种，过程如图所示。回答下列问题：（1）图示培育过程应用的技术是_____________________，其中过程②、过程③用到的物质分别是___________、___________。

（2）图中，G表示______组织，F具有______，因而能培养成幼苗。

（3）实际上经过过程③得到的细胞主要有5种，即两种未融合的细胞和三种融合细胞，因此需要进行筛选。已知用X射线处理会使染色体受影响而导致细胞失去分裂能力；用碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长。在过程①中，用X射线处理中华猕猴桃，用碘乙酰胺处理美味猕猴桃。上述5种细胞中，能在培养基上分裂生长的是______，原因是__________________。【答案】（1）植物体细胞杂交、植物组织培养技术

纤维素酶和果胶酶

聚乙二醇（PEG）

（2）愈伤组织

全能性

（3）杂种植株H

自身融合和未融合的细胞无法生长

【解析】图示为植物体细胞杂交过程示意图，其中①表示离体细胞；②表示去壁获取原生质体的过程；③表示人工诱导原生质体融合；④表示再生出新细胞壁的过程；⑤表示脱分化过程；⑥表示再分化过程。（1）“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”是两个不同种，它们之间存在生殖隔离，通过①～⑥培育优良品种H杂种植株的过程所应用的技术是植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术。②过程去除了植物细胞壁需使用纤维素酶和果胶酶。过程③为让两个不同种的原生质体进行融合，其中化学方法为聚乙二醇（PEG）融合法。

（2）据图分析，G是培养得到的愈伤组织，F杂种细胞形成杂种植株，体现植物细胞具有全能性。

（3）实际上经过过程③得到的细胞主要有5种，即两种未融合的细胞和三种融合细胞。射线处理会使细胞失去分裂能力，碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长，用X射线处理中华猕猴桃，用碘乙酰胺处理美味猕猴桃，它们自身融合和未融合的细胞无法生长，只有当两个不同种的原生质体融合才能生长，筛选到杂种细胞F以便最终能获得优良杂种植株H。

题型二攻略1．植物组织培养的过程分析注意：明确植物激素对植物组织培养的影响（1）生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。（2）使用顺序不同，实验结果不同：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。（3）两种激素用量比例不同，结果不同：适当提高生长素与细胞分裂素用的比值，有利于根的分化、抑制芽的形成；适当提高细胞分裂素与生长素用量的比值，有利于芽的分化、抑制根的形成；两者用的比值适中，诱导产生愈伤组织。2．解读植物体细胞杂交技术的过程3．植物细胞工程的应用（1）快速繁殖实际上是一种无性繁殖。在繁殖过程中，细胞的分裂方式是有丝分裂，一般情况下亲、子代细胞内DNA相同，所以能够保证子代遗传特性不变。（2）用脱毒苗进行繁殖，种植的作物产量和品质明显优于未脱毒作物。（3）单倍体育种的目的不是获得单倍体植株，单倍体植株一般是高度不育的，在生产上没有推广应用的价值。（4）利用植物组织培养技术生产细胞产物时，并不需要获得相应个体，只需将外植体培养到愈伤组织阶段，从愈伤组织中提取细胞产物。热点题型三动物细胞融合和单克隆抗体的制备和应用分析典例1（2022·福建省·模拟题）霉变的食物中含有20余种黄曲霉毒素，具有很强的致癌性。为检测食物中黄曲霉毒素的含量，科研人员以黄曲霉毒素为抗原制备出单克隆抗体，对食物进行检测。下列叙述正确的是（）A．将20余种毒素共同免疫小鼠，可制备出一种与所有毒素结合的单克隆抗体

B．可用PEG法、电融合法或者灭活的动物病毒诱导T细胞和骨髓瘤细胞的融合

C．细胞融合体现了细胞膜的流动性，杂交瘤细胞体外增殖体现了细胞的全能性

D．单克隆抗体能检测出浓度很低的黄曲霉毒素体现了单克隆抗体灵敏度高的特点【答案】D

【解析】抗体具有特异性，所以将20余种毒素共同免疫小鼠，不可制备出一种与所有毒素结合的单克隆抗体，A错误；诱导动物细胞融合的方法有电融合法、PEG融合法和灭活的病毒共三种，生产单抗不用T细胞，B错误；动、植物细胞融合都能体现细胞膜的流动性，杂交瘤细胞体外增殖并没有形成新个体，不能体现细胞的全能性，C错误；单克隆抗体能检测出浓度很低的黄曲霉毒素体现了单克隆抗体灵敏度高的特点，D正确。故选：D。典例2（2022·辽宁省·模拟题）单克隆抗体因其靶向性强、特异性好等显著优点，在实践中应用广泛，我国首个自主知识产权的抗新冠特效药：安巴韦单抗和罗米司韦单抗获批，标志着中国全自主研发的抗新冠特效药问世。

（1）单克隆抗体的制备过程一般是利用已免疫小鼠的B细胞和骨髓瘤细胞融合获得的杂交瘤细胞来制备的，常用的融合方法有______（写出两种）。

（2）鼠源单克隆抗体进入人体后，会使人体产生特异性免疫反应，导致该抗体失效。目前有多种技术可以解决抗体失效问题，如从杂交瘤细胞中提取编码鼠源单克隆抗体_______（填“5区”或“6区”，抗体的结构如图所示）序列的基因，与从人体中获得的编码抗体_____（填“5区”或“6区”）的基因进行拼接，然后导入骨髓瘤细胞中，进行培养获得新的抗体。（3）还可以采用相关技术破坏小鼠内源免疫球蛋白（Ig）基因，利用人免疫球蛋白（Ig）基因构建表达载体导入鼠受精卵，再将筛选后的受体细胞进行体外胚胎培养。为了提高胚胎的利用率，一般会对囊胚阶段的胚胎进行______处理，要注意将______。处理后的胚胎需要移植到同种、______的代孕母鼠体内，移植的胚胎能够在受体子宫内存活的生理学基础是______。受体经分娩后培育、筛选获得能产生______的转基因小鼠，然后利用该小鼠进行单克隆抗体制备。【答案】（1）PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法

（2）5区

6区

（3）（胚胎）分割

内细胞团均等分割

生理状态相同（同期发情）

受体不会对外来胚胎发生免疫排斥反应

人免疫球蛋白

【解析】（1）诱导动物细胞融合方法有PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法。

（2）分析题图可知，5区是抗原抗体结合区，6区是引起人体免疫反应区，故需要从杂交瘤细胞中提取编码鼠源单克隆抗体5区序列的基因，与从人体中获得的编码抗体6区的基因进行拼接，然后导入骨髓瘤细胞中，进行培养获得新的抗体，以解决抗体失效问题。

（3）为了提高胚胎的利用率，一般会对囊胚阶段的胚胎进行分割处理，分割时需要对内细胞团均等分割。处理后的胚胎需要移植到同种、生理状态相同（同期发情）的代孕母鼠体内，移植的胚胎能够在受体子宫内存活的生理学基础是受体不会对外来胚胎发生免疫排斥反应。受体经分娩后培育、筛选获得能产生人免疫球蛋白的转基因小鼠，然后利用该小鼠进行单克隆抗体制备。题型三攻略1．单克隆抗体制备过程中，第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞；第二次筛选的目的是获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞。2．单克降抗体的特点：能准确识别抗原的细微差别，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备。热点题型四结合实例考查胚胎工程的应用典例1（2022·湖北省·模拟题）梅花鹿属于单胎动物，季节性发情，育种工作者希望通过胚胎工程技术对优良品种进行扩大繁殖。下列有关叙述正确的是（）A．在梅花鹿的饲料中添加一定量的促性腺激素能促使其超数排卵

B．梅花鹿的胚胎在早期处于游离状态，为胚胎收集提供可能

C．当受体数量有限时，可对早期胚胎进行无限次分割以获得更多的后代

D．胚胎分割技术可取样桑葚胚时期的滋养层进行DNA分析，鉴定性别【答案】B

【解析】促性腺激素属于多肽类物质，口服会被分解而不能发挥作用，所以不能添加在饲料中，A错误；梅花鹿的胚胎形成后，早期处于游离状态，为胚胎收集提供可能，B正确；当供体数量有限时，可采用胚胎分割技术以获得更多的后代，但不能无限次分割，C错误；胚胎分割技术可取样囊胚时期的滋养层进行DNA分析，鉴定性别，D错误。故选：B。

典例2（2022·山东省·模拟题）不孕不育症是人类面临的全球性问题，男性的无精症占不孕不育病例中的10%15%。科研人员利用下图所示的流程，将小鼠多能干细胞（PSC）诱导成为精子，并成功与卵细胞受精，得到正常后代。下列叙述正确的是（

）A．PSC诱导形成精子的过程中，不会发生细胞染色体数目的变化

B．步骤①只能加入一个分化出的精子，以避免多个精子和卵细胞融合

C．上述流程中利用了动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术

D．通过上述流程，可避免生下患有白化病、红绿色盲等遗传病的后代【答案】C

【解析】小鼠多能干细胞（PSC）诱导成为精子，并成功与卵细胞受精，得到正常后代（染色体数目与体细胞相同），说明诱导形成精子的过程中，会发生细胞染色体数目的减半，A错误；为保证受精的成功，步骤①可加入多个分化出的精子，因为卵细胞受精后会发生相应的变化避免多精入卵，B错误；上述流程中包含的技术手段有动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术，C正确；上述流程，不能避免生下患有白化病、红绿色盲等遗传病的后代，因为白化病和红绿色盲均是单基因遗传病，上述流程中没有对胚胎进行基因检测，因而无法避免，D错误。故选C。题型四攻略1．胚胎移植过程中的三个注意点两次激素使用第一次：用孕激素对受、供体进行同期发情处理；第二次：用促性腺激素处理使供体超数排卵两次检查第一次：对收集的胚胎进行检查；第二次：对受体母畜是否妊娠进行检查繁殖方式胚胎由受精卵形成，属于有性生殖；胚胎由核移植或胚胎分割形成，属于无性生殖2．试管婴儿与设计试管婴儿的比较试管婴儿设计试管婴儿技术手段胚胎移植前，不需要进行遗传学诊断胚胎移植前需要进行遗传学诊断应用主要解决不孕夫妇的生育问题用于白血病等的治疗相同点体外受精，进行体外早期胚胎培养；胚胎移植；有性生殖热点题型五结合实例考查基因工程的应用典例1（2022·湖北省·模拟题）为了获得抗蚜虫棉花新品种，研究人员将雪花莲凝集素基因（GNA）和尾穗苋凝集素基因（ACA）与载体（pBI121）结合，然后导入棉花细胞。下列叙述错误的是（）A．用限制酶BsaBⅠ和DNA连接酶处理两种基因可获得GNAACA融合基因

B．与只用KpnⅠ相比，KpnⅠ和XhoⅠ处理融合基因和载体可保证基因转录方向正确

C．在含卡那霉素的培养基上能存活的植物细胞即为成功转入目的基因的细胞

D．用PCR技术可检测GNA和ACA基因是否导入棉花细胞中【答案】C

【解析】由图可知，GNA、ACA都含有限制酶BsaBI的酶切位点，故用限制酶BsaBI和DNA连接酶处理两种基因可获得GNAACA融合基因，A正确；图中质粒与ACAGNA上都含有KpnI和XhoI的酶切位点，与只用KpnI相比，KpnI和XhoI处理融合基因和载体可保证基因转录方向正确，避免反向连接，B正确；由于重组质粒和普通质粒上都含有卡那霉素的抗性基因，故将棉花细胞接种在含卡那霉素的培养基上不一定能筛选出转化成功的受体细胞，C错误；PCR技术可用于基因探针的制备，可用来检测目的基因是否导入受体细胞，即用PCR技术可检测GNA和ACA基因是否导入棉花细胞中，D正确。故选：C。典例2（2023·浙江省·模拟题）普通酵母菌利用淀粉的效率较低。研究人员将某海洋细菌中α淀粉酶分子（B）基因转入酵母菌中，经筛选得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌种。请回答下列问题：（1）采用PCR技术扩增B基因。下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框内标出另一条引物的位置及扩增方向。为使PCR产物能被限制酶切割，需在引物上添加相应的限制酶识别序列，该限制酶识别序列应添加在引物的________（3'端/5'端）。（2）通常需提取大肠杆菌的质粒用来构建B基因的表达载体。提取的主要步骤是培养大肠杆菌→裂解菌体→质粒DNA的复性→离心提取→鉴定。在裂解菌体时需添加溶液Ⅱ（主要成分为EDTA）、溶液I（主要成分为SDS），添加顺序是先加________，5min后再加________。在所提取的质粒上还需添加________（海洋细菌/大肠杆菌/酵母菌）的启动子、终止子等。（3）在将B基因导入酵母细胞前，需先将酵母菌置于含醋酸锂的培养液中培养一段时间，从而提高转化效率。由此推测，醋酸锂的培养液可用于制备________________________。（4）用B抗体检测该工程菌的培养物时，培养液无抗原抗体反应，菌体有抗原抗体反应。这为分离、纯化B蛋白提供的启示是________________________。以淀粉为原料，用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的适宜条件下密闭发酵，接种了工程酵母菌的发酵罐需要率先排气，其原因是________________________________。（5）如果将B的丝氨酸变成亮氨酸，改变后的α淀粉酶分子（B）不但保留B的功能，而且具更高的催化活性。以B基因序列为基础，获得B1基因的途径有修饰_______基因或合成______