第13讲 发酵工程与细胞工程(专题微讲PPT)-【赢在微点·考前顶层设计】2026年高考生物大二轮专题复习（单选）

该高中生物学高考复习课件聚焦发酵工程与细胞工程核心考点，依据高考评价体系梳理传统发酵技术、微生物培养、植物组织培养、单克隆抗体等模块，分析近三年高考真题中实验设计、数据处理等高频题型占比，构建“考源整合-真题研析-命题趋势”复习框架，体现备考针对性。 课件亮点在于高考真题深度融入与核心素养培养，如结合2024年全国甲卷微生物计数题，解析显微镜直接计数与菌落计数差异，培养科学思维和探究实践能力。通过“考点微点提醒+易错警示”策略，如植物组织培养中激素配比调节分化等突破方法，帮助学生掌握答题逻辑，教师可据此精准规划复习，提升备考效率。

赢在微点 考前顶层设计 生物 大概念八 利用生物技术与工程生产对人类有用的产品 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 第13讲　发酵工程与细胞工程 考点1　发酵工程 1.传统发酵食品的制作技术 好氧 厌氧 乙醇 (酒精)和CO2 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 传统发酵技术的两点注意事项 ①果酒、果醋、泡菜制作过程中发酵液pH均呈下降趋势，但原因不同。 ②传统发酵过程中一般不需要严格灭菌，目标菌群的快速建立以及发酵形成的环境条件会抑制杂菌的生长繁殖。 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.微生物的培养与应用 (1)微生物培养中的无菌操作技术。 化学药物 培养基 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 ①生物消毒法是指利用生物或其代谢物除去环境中的部分微生物的方法。 ②消毒、灭菌后，要注意避免已处理的材料用具与周围物品接触而造成污染。 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)两种纯化细菌方法的比较。 接种环 涂布器 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (3)酵母菌的纯培养及微生物分离与计数的实例。 灭菌 灼烧灭菌 尿素 酚红 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 纤维素 红色复 合物 透明圈 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 检验培养基的灭菌是否合格的方法：随机取若干灭菌后的空白培养基在适宜条件下培养一段时间，观察培养基上是否有菌落生成。 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1.(2024·全国甲卷，T37)合理使用消毒液有助于减少传染病的传播。某同学比较了3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果，结果如图所示。回答下列问题： 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)该同学采用显微镜直接计数法和菌落计数法分别测定同一样品的细菌数量，发现测得的细菌数量前者大于后者，其原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)该同学从100 mL细菌原液中取1 mL加入无菌水中得到10 mL稀释菌液，再从稀释菌液中取200 μL涂布平板，菌落计数的结果为100，据此推算细菌原液中细菌浓度为____________个/mL。 用菌落计数法计数时，只有活菌被统计，且两个或多个细胞可能连在一起形成一个菌落；用显微镜直接计数法计数时，不能区分死菌和活菌，统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和 5×103 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (3)菌落计数过程中，涂布器应先在酒精灯上灼烧，冷却后再涂布。灼烧的目的是________________________，冷却的目的是_______________。 (4)据图可知杀菌效果最好的消毒液是_____，判断依据是__________ _________________________________(答出两点即可)。 (5)鉴别培养基可用于反映消毒液杀灭大肠杆菌的效果。大肠杆菌在伊红—亚甲蓝培养基上生长的菌落呈______色。 灭菌，以防止杂菌污染 避免杀死菌种 A 活细菌减少量最大且减少得最快 深紫 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 [关键能力]　(1)信息获取与加工、统计推理与论证。 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)建构数学模型。 由题意可知，菌液稀释倍数为10倍，故细菌原液中细菌浓度为100÷0.2×10=5×103(个/mL)。 (3)实验探究能力。 实验目的：比较3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果。 实验原理：3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果具有差异性，处理一段时间后，用菌落计数法测定不同处理组别样品中的活菌数量，具体方法一般用稀释涂布平板法。 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 实验分析：实验必须遵循单一变量原则，因此在使用数据时必须在相同处理时间的活细菌减少量或减少活细菌量最大时所用时间的条件下去比较。在同一计数条件下，经过相同处理时间，3款中活菌数减少量越大，说明消毒液杀灭细菌的效果越好，据曲线图可得出结论：3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果为A>B>C。 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.(2025·陕晋宁青卷，T3)我国是世界上最大的柠檬酸生产国。利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸，流程如图所示。下列叙述错误的是(　　)   A.淀粉水解糖为发酵提供碳源和能源 B.扩大培养可提供足量的黑曲霉菌种 C.培养基、发酵罐和空气的灭菌方法相同 D.通气、搅拌有利于溶解氧增加和柠檬酸积累 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 黑曲霉不能直接吸收淀粉，但可以吸收利用其水解产物葡萄糖，淀粉水解糖属于糖类，能为发酵提供碳源和能源，A项正确；扩大培养可以增加黑曲霉的数量，提供足量菌种用于发酵，B项正确；培养基、发酵罐的常用灭菌方法是高压蒸汽灭菌法，而空气常用过滤除菌，C项错误；通气、搅拌可以增加溶解氧，同时使菌种与营养物质充分接触，有利于黑曲霉代谢，促进柠檬酸积 累，D项正确。 解析 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考向　科学思维与社会责任 1.大豆发酵食品豆瓣酱是我国传统发酵美食，它能让麻婆豆腐热辣鲜香，也能让回锅肉滋味醇厚，豆瓣酱的制作流程如图所示，下列叙述错误的是(　　) 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.保温发酵过程中，酱豆中有机物的种类增加，有机物含量减少 B.米曲霉发酵时需不断翻酱，由此推测米曲霉属于需氧微生物 C.米曲霉发酵过程中，添加面粉主要是为米曲霉的生长提供氮源 D.后期发酵中乳酸菌产生乳酸，能抑制杂菌生长并赋予豆瓣酱独特酸味 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 在保温发酵过程中，米曲霉等微生物会分泌多种酶来分解有机 物，在分解过程中，复杂的有机物会被逐步分解成小分子有机 物，所以有机物的种类会增加，同时，微生物的呼吸作用会消耗有机物来获取能量，导致有机物含量减少，A项正确；米曲霉发酵时需不断翻酱的目的是让米曲霉接触到充足的氧气，由此推断米曲霉是需氧微生物，B项正确；在米曲霉发酵过程中，添加面粉主要是为米曲霉的生长提供碳源，而不是氮源，C项错误；后 解析 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 期发酵中乳酸菌会进行发酵产生乳酸，乳酸可以降低环境的pH，在酸性环境中杂菌的生长会受到抑制，同时乳酸也能赋予豆瓣酱独特的酸味，D项正确。 解析 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.辽宁省十分重视对环境污染的治理，随着生物技术的发展，利用微生物降解污染物成为环境治理的重要方法之一。工业污水中含有的多环芳烃类化合物会造成农田土壤污染。请围绕污染土壤修复的微生物筛选，回答下列问题： (1)为了获得能降解多环芳烃化合物的菌株，配制的培养基中_____________________是唯一碳源；培养基配制好后常用_____ _______________________法对培养基进行灭菌；在目标菌株分离纯化过程中必须使用固体培养基，原因是_________________________ ____________。 多环芳烃化合物 高压蒸汽灭菌/湿热灭菌 只有在固体培养基上才能形成单菌落 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)在分离纯化过程中，如果分离纯化菌株不是纯培养物，除平板划线法之外，还可以采用_________________法进一步分离纯化。该方法统计的菌落数往往比活菌的实际数________，这是因为_________________________________________________________。为进一步提高菌株降解多环芳烃的效率，可采用物理、化学(如紫外线、亚硝酸钠等)等诱变方法进行微生物育种，其原理是_________。 稀释涂布平板 少 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 基因突变 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (3)3位同学对农田同一土壤样品中的细菌数量进行了测定。在对应稀释倍数为1×106的培养基中，取0.2 mL稀释液涂布，得到以下统计结果：甲同学涂布了1个平板，统计的菌落数是266；乙同学涂布了3个平板，统计的菌落数是212、246和256，取平均值238；丙同学涂布了3个平板，统计的菌落数是24、212和259，取平均值165。在3位同学的统计中，_____同学的统计结果是相对准确可信的。按照该同学的结果，每毫升原液中的菌体数是____________。 乙 1.19×109 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (4)为了获得更高效的能降解多环芳烃化合物的菌株，我国某大学的科研人员从实验室保存的一株能高效降解多环芳烃的多食鞘氨醇杆菌SWH-2中克隆出环羟基化双加氧酶大亚基的编码基因(目的基因)，并进行测序。将获得的基因通过基因工程技术，完成对SWH-2的遗传改造，得到一株新菌株SWH-21。降解实验表明SWH-21对多环芳烃的降解能力高于SWH-2。该实验室采用PCR的方法对目的基因进行克隆，PCR依据的原理是____________________。PCR完成后，常采用_______________来鉴定PCR的产物。 DNA半保留复制 琼脂糖凝胶电泳 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)为了获得能降解多环芳烃化合物的菌株，配制的培养基中多环芳烃化合物是唯一碳源，培养基配制好后常用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌；在目标菌株分离纯化过程中必须使用固体培养基，原因是只有在固体培养基上才能形成单菌落。(2)在分离纯化过程中，如果分离纯化菌株不是纯培养物，除平板划线法之外，还可以采用稀释涂布平板法进一步分离纯化。由于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，所以采用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数偏少。为进一步提 解析 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 高菌株降解多环芳烃的效率，可采用物理、化学(如紫外线、亚 硝酸钠等)等诱变方法进行微生物育种，诱变育种的原理是基因突变。(3)3位同学对农田同一土壤样品中的细菌数量进行了测定。在对应稀释倍数为1×106的培养基中，取0.2 mL稀释液涂布，得到以下统计结果：甲同学涂布了1个平板，统计的菌落数是266；乙同学涂布了3个平板，统计的菌落数是212、246和256，取平均值238；丙同学涂布了3个平板，统计的菌落数是24、212和259， 解析 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 取平均值165，在3位同学的统计中，乙同学的统计结果是相对准确可信的，甲同学涂布一个平板，存在偶然性，说服力差，丙同学涂布的结果中有一个平板中的菌落数没有在30~300之间。按照乙同学的结果，每毫升原液中的菌体数是238÷0.2×106= 1.19×109个/毫升。(4)PCR技术依据的原理是DNA半保留复制。PCR完成后，通常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物。 解析 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 第13讲　发酵工程与细胞工程 考点2　通过细胞工程获得有用的 生物体或其产品 1.植物组织培养的过程 细胞分裂素 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 ①植物组织培养中添加蔗糖的目的是提供碳源营养和调节渗透压。 ②脱分化阶段不需光，再分化阶段需光。 ③生长素/细胞分裂素的比值大于1时，促进根的分化、抑制芽的形成；比值小于1时，促进芽的分化、抑制根的形成。 ④体内细胞未表现全能性的原因：在特定的时间和空间条件下，基因的表达具有选择性。 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.植物体细胞杂交技术 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.动物细胞培养 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 ①动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同：第一次：处理组织，使其分散成单个细胞。第二次：使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱落下来。 ②避免杂菌污染的措施：培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作，定期更换培养液。 ③区分原代培养和传代培养的关键为是否分瓶培养。 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.单克隆抗体的制备 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2次筛选目的不同：①第1次：获得杂交瘤细胞。②第2次：获得能分泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞。 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 5.动物体细胞核移植技术和克隆动物 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 6.胚胎工程的操作流程 超数排卵 囊胚 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 ①受精的标志是观察到两个极体或者雌、雄原核。 ②胚胎移植过程中两次使用激素： 第一次用于供体的超数排卵。 第二次是对供、受体进行同期发情处理。 ③胚胎移植或分割的两个最佳时期：桑葚胚和囊胚期(内细胞团具有全能性)。 ④分割囊胚时要注意将内细胞团均等分割，否则会影响胚胎的恢复和发育。 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 ⑤胚胎移植产生的后代是有性生殖还是无性生殖，取决于胚胎发育的起点。若后代是由受精卵形成的，则为有性生殖；若后代是由核移植技术形成的重构胚或胚胎分割形成的胚胎发育而成的，则为无性生殖。 ⑥用于移植的胚胎来源：体内正常受精的胚胎、核移植的胚胎和体外受精获得的胚胎、转基因获得的胚胎、胚胎分割获得的胚胎等。 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1.(2024·黑吉辽卷，T6)迷迭香酸具有多种药理活性。进行工厂化生产时，先诱导外植体形成愈伤组织，再进行细胞悬浮培养获得迷迭香酸，加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量。下列叙述错误的是 (　　) A.迷迭香顶端幼嫩的茎段适合用作外植体 B.诱导愈伤组织时需加入NAA和脱落酸 C.悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团 D.茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物的合成速率 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 迷迭香顶端幼嫩的茎段生长旺盛，分裂能力较强，适合用作外植体，A项正确；诱导愈伤组织时需加入NAA和细胞分裂素，不能加入脱落酸，B项错误；悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团，以便获得更多的营养物质和氧气，C项正 确；加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量，推测茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物(不是植物生长所必需的)的合成速率，D项正确。 解析 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.(2024·北京卷，T11)我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构(类囊胚)，为研究灵长类胚胎发育机制提供了实验体系(如图)。下列相关叙述错误的是(　　) A.实验证实食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能 B.实验过程中使用的培养基含有糖类 C.类囊胚的获得利用了核移植技术 D.可借助胚胎移植技术研究类囊胚的后续发育 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构(类囊胚)，证实了食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能，A项正确；实验过程中使用的培养基需含有糖类，糖类可为细胞培养提供能源物质，B项正确；类囊胚的获得利用了动物细胞培养技术，并没有进行核移植，C项错误；可借助胚胎移植技术将类囊胚移植到相应的雌性受体子宫内继续胚胎发育，从而研究类囊胚的后续发育，D项正确。 解析 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.(2024·湖北卷，T11)植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分蘖能力强、结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙，过程如图所示。下列叙述错误的是(　　) 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.过程①中酶处理的时间差异，原因可能是两种亲本的细胞壁结构有差异 B.过程②中常采用灭活的仙台病毒或PEG诱导原生质体融合 C.过程④和⑤的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素 D.可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 酶解是为了去除植物细胞的细胞壁，过程①中酶处理的时间不 同，说明两种亲本的细胞壁结构有差异，A项正确；过程②为原生质体的融合，常用PEG诱导原生质体融合，灭活的仙台病毒可诱导动物细胞融合，不能用于植物，B项错误；过程④(脱分化)和⑤(再分化)的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素，但在两个过程中比例不同，C项正确；植物丙是植物甲和植物乙体细胞杂交形成的个体，应具备两者的遗传物质，因此可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株，D项正确。 解析 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考向　科学思维与社会责任 1.(2025·广州模拟)珍稀中草药蛇足石杉的有效成分为石杉碱甲，但含量较低。研究人员发现共生真菌可与植物细胞共用酶系统，将蛇足石杉细胞与真菌进行共生培养可促进石杉碱甲的生成。如图甲、图乙分别表示共生培养过程中蛇足石杉细胞数量及石杉碱甲含量随时间的变化。下列叙述错误的是(　　) 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.利用植物细胞培养生产石杉碱甲需将外植体培育到愈伤组织阶段 B.将蛇足石杉细胞与真菌共生培养时需要适当添加植物激素 C.图甲实验结果可以确定第4天为传代培养和收集代谢物的最佳时间 D.图乙实验结果不足以证明共生真菌利用了蛇足石杉细胞的酶系统 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 石杉碱甲属于细胞的次生代谢物，利用植物细胞培养时，需将外植体培育到愈伤组织阶段，A项正确；蛇足石杉细胞与真菌共生培养时适当添加植物激素可促进共生关系、调节代谢、促进次生代谢物的合成等，B项正确；题图甲实验结果可以确定第4天为传代培养的最佳时间，仅通过题图甲不能确定收集代谢物的最佳时间，C项错误；题图乙表示一定时间范围内，随着时间的增加，石杉碱甲的含量先增加再下降，未体现出酶的作用，不足以证明共生真菌利用了蛇足石杉细胞的酶系统，D项正确。 解析 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.(2025·邯郸模拟)培育肉是利用动物体内分离的成肌细胞或全能干细胞，采用动物细胞培养技术培养出类似于动物肌肉的肉丝，同时添加了人体所需的元素如铁、钙等，使之营养更加丰富。下列相关叙述正确的是(　　) 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.用胃蛋白酶处理肌肉组织，可以获得分裂能力强的肌肉母细胞 B.生物反应器内应控制温度适宜，并充入一定量的O2，保证培养液pH相对稳定 C.培养液中的支架提供了更大的细胞附着面积，有利于细胞贴壁生长 D.人造牛肉的培养有利于牛肉的工厂化生产，培养液不需要更换 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理肌肉组织，可以获得分裂能力强的肌肉母细胞，胃蛋白酶的最适pH为2.0左右，而动物细胞培养的pH为7.2~7.4，此时胃蛋白酶失活，故不能用胃蛋白酶处理，A项错误；生物反应器内应控制温度适宜(36.5±0.5 ℃)，并充入一定量的CO2，以保证培养液pH相对稳定，B项错误；培养液中的支架为细胞提供了更大的附着面积，有利于细胞贴壁生长，C项正 确；理论上，仅来自一只动物的干细胞，可制成的肉品数量非常多,有利于牛肉的工厂化生产，培养液需要定期更换，D项错误。 解析 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.乳腺癌化疗的药物在杀伤肿瘤细胞的同时还会对健康细胞造成伤 害，为降低药物对患者的副作用，科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上，构建抗体—药物偶联物(ADC)，过程如图所示。下列相关说法正确的是(　　) 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.对过程①形成的融合细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可以获得能分泌所需抗体的细胞 B.ADC通常由抗体、接头和药物三部分组成，ADC起作用时会被细胞吞噬，并在溶酶体内被分解后释放药物 C.经步骤③筛选得到的杂交瘤细胞具有的特点是能准确识别抗原的细微差异并能大量制备 D.ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用，原因是药物能特异性地作用于乳腺癌细胞，避免其他细胞受损 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 经过程①形成的融合细胞有同种核两两融合和不同核融合细胞，需要经过特定的选择培养基筛选，A项错误；步骤③是抗体检 测，得到的杂交瘤细胞既能迅速大量增殖，又能产生抗体，杂交瘤细胞不能识别抗原，C项错误；ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用，原因是抗体能特异性地作用于乳腺癌(靶)细胞，避免其他细胞受损，D项错误。 解析 考前顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 本部分内容讲解结束 把握高考微点，实现素能提升，完成专题微练(十三) $