生物技术与工程（原卷版）-2021年高考生物二轮复习讲义

专题十五生物技术与工程

考纲要求：1.果酒、果醋与泡菜的制作2.微生物的分离和培养3.培养基对微生

物的选择作用4.某种微生物数量的测定5.DNA的粗提取与鉴定6.基因工程

的诞生(I)7.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(11)8.基因工程的应用(II)

9.蛋白质工程(I)10.植物的组织培养(H)11.动物细胞培养与体细胞克隆(II)

12.细胞融合与单克隆抗体(II)13.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论

基础(I)14.胚胎干细胞的移植(I)15.胚胎工程的应用(II)16.转基因生物

的安全性(I)17.生物武器对人类的威胁(I)18.生物技术中的伦理问题(I)

A果酒制作所需微生物一群母菌

水、碳源、氮源、无机盐一

S的构^成n

果而制作所需微生.物一醋限苗

消毒和灭菌-无菌技术弋!资

食品的方法腐乳制作所需主要微牛.物不受

生----------------------►毛毒

计算~称地-溶化♦①型-一倒平板一接种-培养•培梵木

物泡躺怖所需微生物-⑥乳酸菌

技

选择培养术鲤丁探讨加酶洗衣粉的洗涤效果

丽工薛母细胞的固定化

基的制备联系实

与对照组践⑦水蒸气蒸储法

以②显塞作为唯一颔培养基植物有

设置分解尿素

效成分

源的选择培养基特点的细曲的橘皮精油提取方法1rMi

_—------>"小伴虫

［微生物］的提取

写出微生：联分离、计数

③蒯涂布平板法和计数SJ«卜索提取

物计数公：系一显微镜直接工血法IWHJ

方法和鉴定方法

式及内涵：「——•⑧萃取法提取、⑨纸层析法鉴定

富含④纤维索的选择培■培养基1如攀写々

养基-------特点解菌的分V；…糕j丽萌市冠运而短施泌函;

比较两种离、鉴定•原理

-我桑-一•■(⑤刚果红染色叫缔选

刚果红染血红能白的

方法•提取及分离过程

提取与分两

.纯度鉴定

植原璐

①限制K、②DNA连接薜、教体"邙］

常产L⑦细胞的全能性、细胞膜的流动性

目的基因的获取一)5——曜*植物组织培养、⑧植物体细施杂交

③星因表达载体的构建一回雪植物繁殖的新途秘、培育作物新品种、

操作程序

程细胞产物的工厂化生产

将目的基因导入受体细胞・一克

隆动物细胞培养产*⑨组&蚣

④目的基因的检测和鉴定一技

发

术一获得新细胞，不形成个体

展现动

转柳植物、转磁一应用

SW动物体细第核移植产⑩动物体细胞核的全能性

基因工程药物、基因治疗一物

操作对象细一强戈获得克隆动物个体

⑤型代

胞动物细胞融合胃⑪细胞膜的流动性

生

可产生⑥蝇逊的蛋白质」工

M-物理法、化学法、生物法

程

胚胎发育的场所物

⑪输卵管和子宫首要步舞•给小白鼠注射抗原

体内受精和H

胚胎工程的移植期单克隆抗

⑭桑根胚、囊胚期胚胎发育科型里里*已免疫的B淋巴细胞和卅面痛细胞

体的制备

精子的里迪邂丝能产生⑫曳二抗隹的杂交痛细胞

培养法和化学诱导法技

获能方法|体外受精和科

实钞㈣施.食品安全、生物安全、环境安全

“两盐”“两素”早期胚胎期胚胎培养

“两酸”，外加血清培养液成分专I?

黑伦理问题.克隆人、设计试管要儿、基因身份证

早期胚胎在空间位置上的转移国与胚胎

箫

充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能出扁生曳产致病菌、病毒、生化毒剂、经过基因重组的致病菌

题

徐力我国政府的观点•⑱完全禁止生产生物武器

发育良好、形态正常的选材生

⑮桑棋胚或囊胚".Uft分制态「概念

加快繁殖速度出L

工一原理:物种多样性原理、物质循环再生原理、

来源程⑲整体性原理、⑳协调与平衡原理、

早期胚胎或⑯原触典•

胚腑干细胞系统学和工程学原理

具有发育的⑰全蜓•「生态工程的实例和发展前景

教材回归

1.在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微

生物都因无法适应这一环境而受到抑制。

2.当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖

源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。

3.加盐可以析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，在后期的制作过程中不会

过早酥烂。同时，盐能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。

4.在寻找目的菌株时，要根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻

找。

5.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。

6.艾弗里等人通过不同类型肺炎双球菌的转化实验，不仅证明了生物的遗

传物质是DNA,还证明了DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体。

7.目的基因主要是指编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因

子。

8.在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因

此容易受到培养条件和外界压力（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。

9.2,4-D常用于植物愈伤组织的诱导和生长，但它趋向于抑制植物形态的

发生，所以在分化培养基中很少利用。

10.定期更换培养液，以便清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自

身造成危害。

11.通过显微操作去除卵母细胞中的核，由于MH期卵母细胞核的位置靠近

第一极体，用微型吸管可一并吸出细胞核与第一极体。

12.在选择性培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会

死亡，只有融合的杂种细胞才能生长。

13.胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。

14.ES细胞具有胚胎细胞的特性，在形态上，表现为体积小、细胞核大、

核仁明显；在功能上，具有发育的全能性。

15.由于ES细胞可分化为胚胎的内胚层、中胚层和外胚层中任何一类细胞,

于是可以将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色,

了解ES细胞的分化特点。

微生物的培养、分离与计数

1.微生物培养中的无菌操作技术

「煮沸消毒法

3种消

巴氏消毒法

一毒方法

无

L化学药剂消毒法

菌

操

作「灼烧灭菌一接种环、接种针等金属用具

一3种灭

干热灭菌一主要针对玻璃器皿等

菌方法

L高压蒸汽灭菌一主要针对培养基等

2.培养基制备与微生物纯化技术

/制备、过程

计算-称属一溶化♦灭菌+倒平板

用养基,

通过接种环在琼脂固体培养基表

平板面连续划线的操作，将聚集的菌

划线法种逐步稀释分散到培养基的表面

I不宜计数

纯化方法

培养r将菌液进行一系列的梯度稀释，

然后将其分别涂布到琼脂固体培

稀释涂布养基的表面，进行培养，聚集在

平板法一起的微生物将被分散成蚯组

胞，从而能在培养基表面形成单

〔个的菌落适宜计数

3.筛选目的微生物的原理与实例

⑴原理：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。因此，可以通过配制选择培养基、控制培养条

件等选择目的微生物。

(2)实例

［提醒］(1)图甲是利用平板划线法进行微生物接种，图乙是利用稀释涂布平板

法进行微生物接种。对这两种接种工具进行灭菌和消毒的方法依次是灼烧灭菌和

酒精消毒。

甲乙

（2）用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，这是因为当

两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。

（3）关注两种对照组与一种重复组

①将一未接种的选择培养基与接种的选择培养基一起培养——用于确认培

养基灭菌是否彻底（制备是否合格）。

②将一接种的普通培养基与接种的选择培养基一起培养——用于确认选择

培养基是否起到''筛选”作用。

③进行微生物计数时，每一稀释度下涂布三个平板，即设置重复组，是为了

求平均值，提高计数准确度。

新题素养训练

1.（2020・高考全国卷I）某种物质S（一种含有C、H、N的有机物）难以降解,

会对环境造成污染，只有某些细菌能降解S。研究人员按照下图所示流程从淤泥

中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基，甲的

组分为无机盐、水和S,乙的组分为无机盐、水、S和Y。

接种温朦…

A—ST

无菌水甲乙甲

回答下列问题：

（1）实验时，盛有水或培养基的摇瓶通常采用的方法

进行灭菌。乙培养基中的Y物质是o甲、乙培养基均属于培

养基。

（2）实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2X107个/mL,若要在每个平板

上涂布100RL稀释后的菌液，且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个，

则至少应将摇瓶M中的菌液稀释倍。

（3）在步骤⑤的筛选过程中，发现当培养基中的S超过某一浓度时，某菌株

对S的降解量反而下降，其原因可能是（答出1点即可）。

⑷若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数，请写出主要实验步骤:

(5)上述实验中，甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同，但都能为细菌

的生长提供4类营养物质，即____________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

2.(2019•高考全国卷I)已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解，

会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标

菌)。

I号培养基：在牛肉膏蛋白陈培养基中加入X(5g/L)。

II号培养基：氯化钠(5g/L),硝酸铁(3g/L),其他无机盐(适量)，X(15g/L)o

III号培养基：氯化钠(5g/L),硝酸铁(3g/L),其他无机盐(适量)，X(45g/L)o

回答下列问题。

(1)在I号培养基中，为微生物提供氮源的是oII、III号

培养基中为微生物提供碳源的有机物是o

(2)若将土壤悬浮液接种在H号液体培养基中，培养一段时间后，不能降解X

的细菌比例会___________________________，其原因是

(3)11号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基，若要以该固体培养基培养

目标菌并对菌落进行计数，接种时，应采用的方法是o

(4)假设从in号培养基中得到了能高效降解X的细菌，且该菌能将X代谢为

丙酮酸，则在有氧条件下，丙酮酸可为该菌的生长提供和

3.(2019•高考全国卷［I)物质W是一种含氮有机物，会污染土壤。W在培

养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解

W的细菌(目标菌)。回答下列问题。

(1)要从土壤中分离目标菌，所用选择培养基中的氮源应该是0

(2)在从土壤中分离目标菌的过程中，发现培养基上甲、乙两种细菌都能生

长并形成菌落(如右图所示)。如果要得到目标菌，应该选择菌落进一步

纯化，选择的依据是o

(3)土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进

一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，请简要写出实验思路、预期

结果和结论，即___________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(4)该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌，使大肠杆菌产生能降解W

的酶(酶E)。为了比较酶E与天然酶降解W能力的差异，该小组拟进行如下实验,

请完善相关内容。

①在含有一定浓度W的固体培养基上，A处滴加含有酶E的缓冲液，B处

滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液，C处滴加,三处滴加量相同。

②一段时间后，测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈，说明

;若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明

4.据图回答下列问题:

(1)生牛奶在饮用前一般要经过__________________(填具体方法)处理.，以保证

人体健康。

(2)培养微生物时必须进行无菌操作，实验前所需的各种器材如培养皿等常

用法灭菌。

(3)牛奶是微生物生长的良好培养基，为检测消毒前后牛奶中细菌含量的变

化情况，依图甲所示操作：用无菌吸管从锥形瓶中吸取1mL生牛奶稀释液移至

盛有9mL无菌水的试管中，混合均匀，如此再重复2次后，得到的溶液稀释度

为o

(4)配制的培养基在接种之前需进行无菌检测，具体做法是

(5)图乙中统计的菌落数比实际活菌数,

原因是o

(6)从培养基的作用来看，图丙所示的培养基称为，能起

到分离微生物作用的原因是_________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

新题长句训练

1.[2018•全国HT37(2)]牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法，

与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是o

2.[2014•全国HT39(2)]某小组采用平板划线法分离水样中的细菌，操作时，

接种环通过________灭菌。在第二次及以后的划线时，总是从上一次划线的末端

开始划线。这样做的目的是________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

3.[2015•江苏T31(2)]在涂布平板时，滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过

多的原因是_______________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

4.[2017•全国IT37(2)]为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应

选择(填“尿素”“NH4NO3”或“尿素+NH4NO3”)作为氮源，不选择

其他两组的原因是_________________________________________________________

5.[2018.全国UIT37(1)]分离培养酵母菌通常使用(填“牛

肉膏蛋白陈”“MS”或“麦芽汁琼脂”)培养基，该培养基应采用

灭菌法灭菌。若将酵母菌划线接种在平板上，培养一段时间后

可观察到菌落，菌落的含义是____________________________________________

6.[2014.全国IT39(3)]为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的

单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见下表):

酵母膏无机盐淀粉纤维素粉琼脂CR溶液水

培养基甲++++—++

培养基乙4-++—+++

注：“十”表示有，“一”表示无。

据表判断，培养基甲（填“能”或“不能”）用于分离和鉴别纤维素

分解菌，原因是___________________________________________________________

_____________________________________________________________________;

培养基乙________（填“能”或“不能”）用于分离和鉴别纤维素分解菌，原

因是_____________________________________________________________________

7.[2018•全国IT37（4）]甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样

品中微生物的数量，在同一稀释倍数下得到以下结果：

甲同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是110、140和149,取平均值

133；

乙同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是27、169和176,取平均值124。

有人认为这两位同学的结果中，乙同学的结果可信度低，其原因是

8.已知金黄色葡萄球菌的最适生长温度为37°C,并且有高度的耐盐性，可

以在10%〜15%NaCl肉汤培养基中生长，某同学想快速培养大量的金黄色葡萄

球菌，应该如何操作？o该同学分

离得到金黄色葡萄球菌后，将其接种到固体斜面培养基上进行临时保存，该保存

方法的缺点是o

9.采用下表配方配制的培养液分离果胶酶产生菌时，该表X处的成分应是

（填“葡萄糖”或“果胶”），不选另一种成分的原因是

K2HPO4MgSO4NaNO3FeSO4XH2O

0.1g0.5g3g0.01g2g加至1L

10.在实验中，研究者每隔24h统计一次菌落数目，并选取菌落数目稳定

时的记录作为结果，这样可以防止

11.对细菌计数时往往会产生实验误差，稀释涂布平板法计数的值比实际值

________，原因是_________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________;

显微计数法计数的结果比实际值________，原因是

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

12.把菌种接种到液体发酵培养基上，持续振荡培养链霉菌比静置培养时的

抗生素产量高，其原因是__________________________________________________

13.为研究发酵罐中酿酒酵母菌的生长情况，常要取样统计分析，并测定

pHo若某研究人员将样品的次序搞乱了，那么判断取样顺序的主要依据是

（填“酵母菌的数量”或“发酵液的pH”）。

14.我国的卫生标准是每1000mL饮用水中大肠杆菌不得超过3个，在培

养基上每1000mL合格饮用水形成的菌落数却大于了3个，原因是

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

15.某同学计划统计污水池中目的菌的总数，他选用104、105、1。6稀释液

进行平板划线，每种稀释液都设置了3个培养皿，从设计实验的角度看，还应设

置的一组对照实验是，此对照实验的目的是

__________________________________________________________________________________________________O

16.经多次规范操作、重复实验，血平板上均出现

的菌落，初步证明鲜牛奶中存在金黄色葡萄球菌，但鲜牛奶供应商仍认为此菌并

非鲜牛奶所携带，因此，要对本操作进行完善，完善的方案是

二传统发酵技术

1.果酒、果醋、腐乳和泡菜制作的比较

项目制作泡菜并检测亚

果酒和果醋的制作腐乳的制作

内容硝酸盐含量

果酒：酵母菌；果

作用菌种毛霉乳酸菌

醋：醋酸菌

(1)酵母菌在无氧

条件下将葡萄糖转

毛霉等微生物产生

化成乙醇；乳酸菌在无氧条件

的酶将豆腐中的蛋

原理(2)醋酸菌在有氧下，将葡萄糖分解

白质、脂肪分解成

条件下将乙醇变为成乳酸

小分子有机物

乙醛，再将乙醛变

为醋酸

新鲜葡萄(或苹果大白菜、花椰菜等

原料选择豆腐

等)新鲜干净的蔬菜

挑选葡萄