人教版（2019）高中生物新教材选择性必修3 生物技术与工程 核心知识点复习提纲版

人教版（2019）高中生物新教材选择性必修3生物技术

与工程核心知识点复习提纲精编版

第1章、发酵工程

传统发酵技术的应用

果酒和果醋的制作

项目果酒制作果醋制作

菌种酵母菌醋酸菌

类型真核生物原核生物

代谢类型异养兼性厌氧型异养需氧型

菌种来源附着在葡萄皮上的野生型酵母菌变酸的酒的表面的菌膜

实验流程挑选葡萄一冲洗一榨汁一酒精发酵一醋酸发酵

当氧气、糖源充足时:

在有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖:C6H1206+202―

2cH3COOH+2CO2+2H2O；

CHI0+60-^6C0+6HQ；在无氧条件下，酵母

发酵过程626222

当缺少糖源氧气充足时：

菌通过无氧呼吸产生酒精:C6Hl—g1迪士

2c。2

C2H50H+02-CH3C00H+H2。

温度一般酒精发酵18〜25℃,繁殖最适为地°C左右最适为30〜35℃

条件前期：雷氢，后期：空需要充足的氧气

时间[0〜]2天7~8天

1.红色葡萄酒呈现颜色的原因是：酒精发酵过程中，随着酒精度的提高,红色葡萄皮的色素进入发酵液,

使葡萄酒呈深红色。

2.在缺氧、酸性的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其它微生物都因无法适应这一环境而受到

抑制。

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3.葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约1/3的空间。

4.酒精的检验：试剂重铝酸钾反应:在酸性条件下,反应呈现灰绿色。

2腐乳的制作

2.1制作原理：经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸,脂肪被分解成甘油和脂

肪酸,因而更利于消化吸收；腐乳的发酵有多种微生物参与，如毛霉、青霉、曲霉、酵母等,其中起主要

作用的是毛霉。它是一种丝状真菌；现代的腐乳生产是在严格的无菌条件下,将优良毛霉菌种直接接种在

豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染，保证产品的质量。

2.2腐乳制作的实验流程：

让豆腐长出毛霉一加盐腌制f加卤汤装瓶f密封腌制。

3制作泡菜并检测亚硝酸盐含量

3.1乳酸菌代谢类型为异氧厌氧型，在无氧情况下,将葡萄糖分解为乳酸。常见的乳酸菌有乳酸链球菌和

乳酸杆菌两种,其中乳酸杆菌常用于生产酸奶。反应式：C6Hl-2c3H

3.2亚硝酸盐为白色粉末,易溶于水，在食品生产中用作食品添加剂。一般不会危害人体健康，但当人体摄

入硝酸盐总量达。3-0.5g时,会引起中毒；当摄入总量达到3g时，会引起死亡。在特定的条件下，如适

宜温度、PH和一定的微生物的作用下,会转变成致癌物质一一亚硝胺,亚硝胺对动物有致畸和致突变作用。

3.3泡菜制作大致流程：原料处理一配制盐水一装坛一封坛发酵一成品

①配制盐水：清水和盐的比例为纹』，盐水煮沸冷却后备用。

装坛：蔬菜装至半坛时加入香辛料,装至八成满时加盐水,盐水要没过全部菜料,盖好坛盖。坛盖边沿水

槽中注满水，保证坛内无氧环境。

②腌制过程种要注意控制腌制的眄、温度和食盐的用量。温度过高、食盐用量不足10%＞腌制时间过短,

容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。

微生物的培养与应用

1微生物的实验室培养

1.1根据培养基的物理性质可将培养基可以分为液体培养基和固体培养基。

1.2培养基一般都含有水、碳遮、氮遮、无机盐四类营养物质,另外还需要满足微生物生长对辿、特殊营

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养物质以及氧气的要求。

1.3获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的污染。

1.4消毒和灭菌

项目条件结果常用方法应用范围

煮沸消毒法日常用品

仅杀死物体表面或内部的部

较为温和的物巴氏消毒法不耐高温的液体

消毒分微生物(不包括芽抱和抱

理或化学方法

子)用酒精擦拭双手、用氯

化学药剂消毒法

气消毒水源、

灼烧灭菌法接种工具

强烈的理化因杀死物体内外所有的微生干热灭菌法玻璃器皿、金属用具

灭菌

素物，包括芽抱和抱子

高压蒸汽灭菌法培养基及容器的灭菌

1.5制备牛肉膏蛋白腺固体培养基的方法步骤是⑴吐篁，⑵称量,⑶溶化，⑷灭菌,(5)倒平板。

1.6微生物接种的方法中最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。

项目平板划线法稀释涂布平板法

分离结果O

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

(1)接种环的灼烧：①第一次划线前，避免接种

(1)在进行稀释操作时，每支试管及其中的9

环上可能存在的微生物污染培养基；②再次划

mL水、移液管均需灭菌；操作时，试管口和

注意事项线前，杀死上次划线结束后接种环上残留的菌

移液管应在离酒精灯火焰1〜2cm处。

种，使每次划线的菌种直接来源于上次划线的

(2)涂布平板时：①涂布器用体积分数为70%

末端；③划线结束后，杀死接种环上残留的菌

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种，避免细菌污染环境和感染操作者。的酒精消毒，取出时要让多余酒精在烧杯中

滴尽，然后将沾有少量酒精的涂布器在酒精

（2）接种环灼烧后，要冷却后才能接触菌液，以

灯火焰上引燃；②不要将过热的涂布器放在

免温度太高杀死菌种。

盛放酒精的烧杯中，以免引燃其中的酒精；

（3）划线时用力要大小适当，防止用力过大将培③酒精灯与培养皿距离要合适，移液管头不

养基划破要接触任何其他物体

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

操作较麻烦，平板不干燥效果不好，容易蔓

缺点不能计数

延

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

共同点

察菌落特征

1.7菌种的保藏:

主要方法临时保藏法甘油管藏法

保藏对象频繁使用的菌种长期保藏的菌种

先接种到试管的固体斜面培养基上培养,然后放入4℃的转入灭菌后的甘油中,混匀后放在一

方法步骤

冰箱中。以后每3—6个月，转移一次新的培养基20℃冷冻箱中保存

缺点保存时间（不长）较短,菌种容易被污染或产生变异。

2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

2.1尿素只有被酥酶分解成氨和CO?之后,才能被植物吸收利用。选择分解尿素细菌的培养基特点：以尿素

为惟一氮源，按物理性质归类为固便培养基。

2.2实验室中微生物的筛选应用的原理是：人为提供有利于目的菌株生长的条件（包括营养、温度、胆等），

同时抑制或阻止其他微生物生长。

2.3分离能分解尿素的微生物的培养基对微生物具有选择作用，是选择培养基,其选择机制是允许特定种

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。

2.4常用来统计样品中活菌数目的方法是稀释涂布平板法。即当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长

的一个菌落，来源于样品稀释液中的样品稀释液中一个活菌。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。为了保证结果准确，一般选择菌落数在30〜300的平板进行计数,计数公式是（平

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均菌落数+涂布的稀释液体积）X稀释倍数。利用稀释涂布平板法成功统计菌落数目的关键是恰当的稀释

雪。另外，显微镜直接计数也是测定微生物数量的常用方法。

2.5一般来说，统计的菌落数往往比活菌的实际数目,。这是因为当两个或多个细胞在一起时，平板上

观察到的只是一个菌落。因此，统计结果一般用菌落数而不是活菌数来表示。

2.6不同种类的微生物，往往需要不同的培养温度和培养时间。

2.7一般来说，在一定的培养条件下，同种微生物表现出稳定的菌落特征。这些特征包括菌落的理状、

小、隆起程度和颜色等方面

2.8在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的胭酸将尿素分解成了氨。氨会使培养基的碱性增强，pH升

高。因此，我们可以通过检测培养基出变化来判断该化学反应是否发生。在以尿素为唯一氮源的培养基中

加入酚红指示剂。培养某种细菌后，如果PH升高，指示剂将变红，说明该细菌能够分解尿素。

2.10细菌的数目还可以通过滤膜法来测定（如饮用水中大肠杆菌数目的测定）。将已知体积的水过滤后，将

滤膜放在伊红美蓝培养基上培养,在该培养基上，大肠杆菌的菌落呈现黑色。可以根据培养基上黑色菌落

的数目，计算出水样中大肠杆菌的数量。

发酵工程

选育高）扩大一1

电动机

产菌种培养培养物或包

发酵罐分离、提获得界物质的加、

f接种f

配制培内发酵纯产物产品观察孔

养基♦灭菌一

选育菌种

菌种来源关键点实例

从自然界中筛选若生产的是微生物直接合成的产物，如青霉素、谷筛选产酸量高的黑曲霉用来生

氨酸等，可从自然界中先分离出相应菌种，再用物产柠檬酸

诱变育种

理或化学方法诱变育种，从突变个体中筛选出符合

生产要求的优良菌种。

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基因工程育种若生产的是微生物不能合成的产品，可用基因工程、使用基因工程改造的啤酒酵

细胞工程的方法对菌种的遗传特性进行定向改造，母，加速发酵、缩短生产周期

以构建工程细胞或工程菌，从而达到生产相应产品

的目的。

发酵工程的应用

具体应用成果

生产传统的发酵产品酱油（霉菌）、酒类（酵母）

食品酸度调节剂：柠檬酸（黑曲霉）

食品添加剂

食品

增味剂：谷氨酸（谷氨酸棒状杆菌）

酶制剂淀粉酶、果胶酶、脂肪酶和氨基肽酶等

工程菌生长激素释放抑制激素

医药改造菌种青霉素

疫苗乙型肝炎疫苗

肥料根瘤菌肥、固氮菌肥（根瘤菌和固氮菌）

农牧多种农林虫害（苏云金杆菌）、玉米螟和松毛虫（白僵菌）、水稻

农药

业枯纹病（井冈霉素）

饲料淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液通过发酵获得微生物菌体

其他解决资源短缺和环境污染问题酒精、乙烯（纤维素废料）

对极端微生物的利用洗涤剂（嗜热菌、嗜盐菌）

方面

（1）在食品工业上的应用

①啤酒的工业化流程

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主发酵完成酵母菌的繁殖，大部分糖的分解和代谢物的生成。

发A►焙烤f碾磨-►糖化-►蒸煮今发酵-►消毒f终止

主发酵结束后.发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的

环境下储存一段时间进行后发酵,这样才能形成澄清、成

熟的啤酒。后发酵

小结：

1.啤酒的发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段；

2.主发酵阶段完成酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成；

3.后发酵的条件低温、密闭的环境下储存一段时间；

4.焙烤的目的：加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活；

5.蒸煮的目的：产生风味组分，终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌。

②用大豆来生产酱油产品、谷物或水果生产各种酒类

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第2章、细胞工程

植物细胞工程

植物细胞工程...................................................................................

细胞工程：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。在细胞水平或细胞器水平。根据

操作对象不同，分为植物细胞工程和动物细胞工程。

i.植物细胞工程

(1)植物细胞的全能性：生物的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个

体所必需的全部基因，具有发育成完整生物休的潜能。

(2)原因：细胞含有本物种全部的遗传信息。

(3)细胞全能性表达的条件：具有完整的细胞结构；处于离体状态；提供一定的营养、激素和其他适宜

的外界条件。

2.植物组织培养技术

(1)原理：植物细胞具有全能性。

(2)操作流程

(3)培养条件：营养物质，矿质元素(无机盐)、蔗糖、维生素、有机添加物(甘氨酸)。植物激素，细胞

分裂素、生长素等。固化剂，琼脂。其他条件，无菌、适宜的温度、合适的pH等。

⑷脱分化和再分化的比较。

比较内容脱分化再分化

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过程外植体一愈伤组织愈伤组织一幼苗

形成体特点排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞生根、发芽

需要条件a.离体；b.适宜的营养；c.生长a.离体；b.适宜的营养；c.生长素和细胞

素和细胞分裂素的比例适中分裂素的比例高或低分别诱导生根或生芽

3.植物体细胞杂交技术

(1)概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的

技术。

(2)原理①原生质体融合：利用了细胞膜的流动性。

②杂种细胞发育成杂种植株：利用了细胞的全能性。

(3)过程图解

体细胞融合植物组织培养

步骤做法

①原生质体的获得酶解法(纤维素酶、果胶酶)去除细胞壁，得到原生质体

通过一定的技术手段(物理法：离心、振动、电激等；化学法：

②杂种细胞的形成用聚乙二醇等作为诱导剂)进行人工诱导，实现原生质体的融

合

③杂种植株的产生对杂种细胞，用植物组织培养的方法进行培育

(4)意义：植物体细胞杂交克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍。

注意说明：

⑴进行融合的细胞，若只考虑两两融合会产生三种类型：AA型、BB型、AB型，符合要求的为AB型。

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(2)杂种细胞形成的标志：再生出细胞壁。

(3)杂种细胞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，变异类型属于染色体变

异。

4.植物细胞工程的实际应用

(1)植物繁殖的新途径

①微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。

特点：a.保持优良品种的遗传恶性；b.高效快速地实现种苗的大量繁殖

②作物脱毒技术：选取作物无毒组织(如茎尖)进行组织培养，获得脱毒苗的技术。常用于马铃薯、草

莓、甘蔗、香蕉等无性繁殖的植物。

③人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到

的种子。人工种皮要透水、透气、易降解，而且要在一定浓度的农药中浸泡。人工胚乳或子叶中除含有营

养物质外，也可以放入固氮菌。

(2)作物新品种的培育：单倍体育种；突变体的利用。

动物细胞工程

1.动物细胞培养

(1)概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些

细胞生长和增殖。

(2)原理：细胞的增殖。

(3)操作流程

动物胚胎或幼龄动剪碎、单个细胞加培养液,

物的器官或组织胰蛋白酶或胶原蛋镰W制成

细胞悬液一贴壁细胞生长到表面相互接触一*10代细胞一50代细胞

IfI_________fI____!

原代培养传代培养继续传代培养，

可能发生癌变

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①选用幼龄动物组织或胚胎进行细胞培养的原因：幼龄动物组织或胚胎的细胞分化程度低，增殖能力

很强，更易于培养。

②不选用胃蛋白酶分散细胞的原因：多数动物细胞培养的适宜pH为7.2〜7.4,此环境下胃蛋白酶(适宜

pH为1.5左右)没有活性，而胰蛋白酶(pH为7.2〜8.4)活性较高。

③正常细胞有接触抑制现象，癌变细胞会失去接触抑制现象。

④目前使用或冷冻保存的通常都是10代以内的细胞，目的是保持细胞正常的二倍体核型。

⑤无论是原代培养还是传代培养，培养瓶都要放在二氧化碳培养箱中，目的是调节pH。

(4)培养条件

①无菌、无毒的环境：培养液和培养用具进行无菌处理；培养液中添加一定量的抗生素；定期更换培

养液，以清除细胞代谢产物。

②营养：主要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。在使用含有上述成分的合成培养基

时，通常需加入血清、血浆等天然成分。

③温度和pH：培养哺乳动物细胞的温度多以36.5±0.5℃为宜，多数细胞生存的适宜pH为7.2〜7.4。

④气体环境：95%空气+5%C0z,Oz是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。

(5)动物细胞培养技术的应用

①生产病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。②为基因工程提供受体细胞。

③用于检测有毒物质，判断某种物质的毒性。④用于生理、病理、药理等方面的研究。

2.动物体细胞核移植技术和克隆动物

(1)概念：将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个

新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。

(2)原理：动物细胞核的全能性。

(3)分类：胚胎细胞核移植(容易)、体细胞核移植(困难，原因是动物体细胞分化程度高，全能性很难

恢复)。

(4)操作流程

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取供体动细胞体细胞

物细胞一培养

注人

使

激，

卵电

核的

作去

微操

次显

第二

减数

卵也

采集

,

融合

细胞

细胞

胞,母

吸出细

期

裂中

养分

胞培

母细

极体

核及

体遗

与供

生出

胎

组胚

蜓重

细胞

重组

一.

受体雌

胚胎.

本相

质基

传物

物

性弱

移植

体

同的个

植。

胎移

和胚

培养

胚胎

早期

合、

胞融

物细