专题八 生物技术与工程（核心整合）（教师用书Word版）-【高考快车道】2026年高考生物大二轮专题复习与策略

核心点1　发酵工程 1．厘清“3”种传统食品的制作技术 2．微生物培养中的无菌操作技术 3．两种纯化细菌方法的比较 4．酵母菌的纯培养及微生物分离与计数的实例 5．发酵工程的基本环节 6．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 1．使用天然混合菌种发酵往往会造成传统发酵食品的品质不一。(2025·河南卷) (√) 2．食醋和黄酒发酵过程中，微生物繁殖越快发酵产物产率越高。(2025·河南卷) (×) 提示：黄酒发酵过程中，酵母菌繁殖在有氧条件下，产酒精要在无氧条件下，繁殖越快则发酵产物酒精产率越低。 3．醋酸菌属于好氧型原核生物，常用于食用醋的发酵。醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶。(2024·湖北卷) (√) 4．向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境。(2023·北京卷) (×) 提示：向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无氧环境，不能创造无菌环境。 5．检测泡菜中亚硝酸盐的含量，可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低。(2023·山东卷) (×) 提示：检测泡菜中亚硝酸盐的含量，腌制泡菜过程中亚硝酸盐的含量先增多后减少。 6．采集果园土壤进行微生物分离或计数。稀释涂布平板法和平板划线法都能用于尿素分解菌的分离和计数。(2025·湖南卷) (×) 提示：稀释涂布平板法可通过菌落数进行计数，而平板划线法仅用于分离纯化菌种，无法计数。 7．采集果园土壤进行微生物分离或计数。完成平板划线后，培养时需增加一个未接种的平板作为对照。(2025·湖南卷) (√) 8．将接种环烧红，迅速蘸取酵母菌液在培养基上划线培养，获得单菌落。(2024·河北卷) (×) 提示：为了避免高温杀死菌种，接种环烧红后需要在酒精灯火焰旁冷却，才能蘸取酵母菌液在培养基上划线培养，获得单菌落。 9．研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌。根据堆肥温度变化曲线(如图)和选择培养基筛选原理来判断，最可能筛选到目标菌的条件组合是c点时取样、角蛋白氮源培养基。(2023·广东卷) (√) 10．脲酶催化尿素水解，产生的氨可作为细菌的氮源。产脲酶细菌可在以NH4Cl为唯一氮源的培养基生长繁殖。(2024·浙江6月卷) (√) 11．选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中。(2022·山东卷) (√) 12．啤酒的工业化生产中，焙烤是为了利用高温杀死大麦种子的胚并进行灭菌。(2022·山东卷) (×) 提示：焙烤可以杀死大麦种子的胚，但不使淀粉酶失活，没有进行灭菌。 13．选择海藻和海泥作为样本筛选卡拉胶降解菌的原因是____________________ _____________________________________________________________________________________。将培养后的菌液混匀并充分________，再接种至微孔板中，经培养和筛选获得了CG(卡拉胶酶)活性最高的菌种。(2025·河南卷) 提示：在富含卡拉胶的环境中，存在能够分解卡拉胶的微生物的可能性较大　稀释 14．米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖，大量分泌制作酱油过程所需的酶类，这些酶中的________、________能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分，如将蛋白质分解为小分子的肽和________。(2021·全国乙卷) 提示：蛋白酶　脂肪酶　氨基酸 15．从土壤等环境样品中筛选高产磷脂酶的微生物。以磷脂酰乙醇酯(一种磷脂类物质)为唯一碳源制备________培养基，可提高该方法的筛选效率。除碳源外，该培养基中至少还应该有________、________、________等营养物质。(2024·江西卷) 提示：选择　水　无机盐　氮源 16．有些细菌具有溶菌特性，能够破坏其他细菌的结构使细胞内容物释出。科学家试图从某湖泊水样中分离出有溶菌特性的细菌。A菌通常被用作溶菌对象。研究者将含有一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上，凝固形成薄层。培养一段时间后，薄层变浑浊(如图)，表明________________________________。(2023·北京卷) 提示：A菌能在培养平板中生长繁殖 17．将获得的能够高产磷脂酶的微生物接种到鉴别培养基(在牛肉膏蛋白胨液体培养基中添加2%的琼脂粉和适量的卵黄磷脂)平板上培养，可以通过观察卵黄磷脂水解圈的大小，初步判断微生物产磷脂酶的能力，但不能以水解圈大小作为判断微生物产磷脂酶能力的唯一依据。从平板制作的角度分析，其原因可能是_____________________________________________________________________ ___________________________________________________。(2024·江西卷) 提示：同平板中培养基量的差异以及平板内和平板间培养基厚度不均匀 核心点2　细胞工程 1．植物组织培养技术——原理：植物细胞的全能性 (1)植物组织培养中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。 (2)脱分化阶段不需要光，再分化阶段需要光。 (3)生长素与细胞分裂素的比值高时，促进根的分化、抑制芽的形成；比值低时，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，细胞中的基因会选择性地表达。 2．植物体细胞杂交技术——原理：植物细胞的全能性、细胞膜的流动性 (1)图中过程①用纤维素酶和果胶酶处理去除细胞壁，得到的原生质体包括细胞膜、细胞质和细胞核三部分。 (2)酶解去壁前用较高渗透压溶液处理细胞：使细胞处于微弱的质壁分离状态，有利于完整的原生质体的释放，防止原生质体被破坏。 (3)图中过程②的诱导方法有电融合法、离心法、聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等。 (4)原生质体融合成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁。 3．动物细胞培养——原理：细胞增殖 (1)动物细胞培养过程 ①动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同：第一次：处理剪碎的组织，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区分原代培养和传代培养的关键是：是否分瓶培养。 (2)干细胞 4．单克隆抗体的制备 (1)3种细胞特点不同：①B淋巴细胞：能产生抗体，不能大量增殖。②骨髓瘤细胞：能迅速大量增殖，不能产生抗体。③杂交瘤细胞：既能产生抗体，又能迅速大量增殖。 (2)两次筛选目的不同：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。 5．动物体细胞核移植技术 提醒：核移植获得的克隆动物与提供细胞核的亲本性状可能不同的三个原因：①克隆动物遗传物质来自两个亲本。②发育过程中可能发生基因突变或染色体变异。③外界环境可能引起表型改变。 6．胚胎工程的操作流程 7．胚胎移植的生理学基础 8．胚胎分割 1．利用组织培养技术实现兰花的快速繁殖和优良性状的保持。(2025·河北卷) (√) 2．细胞分裂素和生长素的比例会影响愈伤组织的形成。(2025·黑吉辽蒙卷) (√) 3．芽原基细胞由于基因选择性表达，不能用作外植体。(2025·黑吉辽蒙卷) (×) 提示：芽原基细胞虽已分化，但在离体条件及激素调控下仍可脱分化形成愈伤组织，即可用作外植体。 4．佝偻病伴发的手足抽搐症状与人体内某种元素缺乏有关。该元素还可以用于诱导原生质体融合。(2025·陕晋青宁卷) (√) 5．大豆叶片细胞的细胞壁被酶解后，获得的原生质体失去全能性。(2024·北京卷) (×) 提示：分离出的原生质体具有全能性，可用于植物体细胞杂交，为杂种植株的获得提供了理论基础。 6．体细胞杂交获得的杂种植株细胞具有来自亲本的2个细胞核。(2024·山东卷) (×) 提示：体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的遗传物质，只有1个细胞核。 7．研究者通过体细胞杂交技术，探索利用条斑紫菜和拟线紫菜培育杂种紫菜。从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶，用于去除细胞壁。(2023·江苏卷) (×) 提示：紫菜细胞的细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，用蛋白酶无法去除细胞壁。 8．次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养。(2023·山东卷) (×) 提示：次生代谢物不是植物生长所必需的，其含量少，可以通过增加细胞的数量来增加次生代谢物的产量。 9．人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合，以提高人参皂苷的产率。高Ca2+—高pH溶液可促进细胞融合。(2023·广东卷) (√) 10．在没有CO2的有氧环境中进行胚胎干细胞培养。(2025·河北卷) (×) 提示：胚胎干细胞培养时，需要一定浓度的CO2，CO2的作用是维持培养液的pH，所以不能在没有CO2的环境中进行胚胎干细胞培养。 11．动物细胞培养基一般呈淡红色。某次实验时，调控pH的CO2耗尽，培养基转为黄色。由此推断使培养基呈淡红色的是酸碱指示剂。(2025·北京卷) (√) 12．大量悬浮培养产流感病毒的单克隆细胞，培养基pH不会影响单克隆细胞的病毒产量。(2023·辽宁卷) (×) 提示：细胞的正常生命活动需要适宜的pH，培养基pH会影响细胞代谢，进而影响单克隆细胞的病毒产量。 13．营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制。(2023·海南卷) (×) 提示：营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞也会发生接触抑制。 14．研究者制备单克隆抗体过程要筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞。(2023·北京卷) (×) 提示：由于一种B细胞经分化形成浆细胞后通常只能产生一种抗体，故筛选出的单个杂交瘤细胞无法分泌多种抗体。 15．甲状旁腺激素(PTH)水平是人类多种疾病的重要诊断指标。研究者制备单克隆抗体用于快速检测PTH，需要制备用PTH免疫的小鼠。(2023·北京卷) (√) 16．生产中常采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊，对提供精子的波尔公山羊无需筛选。(2024·湖北卷) (×) 提示：生产中需选择品质良好的波尔公山羊提供精子。 17．科学家采用体外受精技术获得藏羚羊胚胎，此过程涉及的操作可能包括超数排卵和精子获能处理。(2023·广东卷) (√) 18．在家畜优良品种培育过程中常涉及胚胎工程的相关技术，其中胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率。(2023·浙江1月卷) (×) 提示：胚胎分割可以获得多个胚胎，分割次数越多，分割后胚胎成活率越小。 19．科研人员通过对绵羊受精卵进行基因编辑和胚胎移植等操作，获得了羊毛长度显著长于对照组的优良品系。(2025·陕晋青宁卷) (1)为获取足够的卵子，需对供体绵羊注射促性腺激素进行超数排卵处理。 (√) (2)受精卵发育至桑葚胚阶段，细胞数量和胚胎总体积均增加。 (×) 提示：桑葚胚阶段的细胞通过卵裂增殖，细胞数量增加，但胚胎总体积不变，或略有减小。 20．研究显示，约70%的小鼠体细胞核移植胚胎未能成功发育至囊胚期，且仅有约2%的胚胎移植到代孕母鼠后可正常发育。(2025·黑吉辽蒙卷) (1)移植前胚胎发育率低，可能是植入的体细胞核不能完全恢复分化前的功能状态。 (√) (2)胚胎移植到代孕母鼠后成活率低，可能是早期胚胎未能及时从滋养层内孵化。 (×) 提示：孵化是胚胎从透明带中伸展出来(不是滋养层)。 21．与小鼠骨髓瘤细胞融合前，已免疫的脾细胞(含浆细胞)________(填“需要”或“不需要”)通过原代培养扩大细胞数量；添加脂溶性物质PEG可促进细胞融合，该过程中PEG对细胞膜的作用是____________________________________ _______________________________________________________。(2023·湖北卷) 提示：不需要　使细胞接触处的磷脂分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合 核心点3　基因工程 1．基因工程的基本工具 提醒：两种不同的限制酶切割不同的DNA片段，产生相同的黏性末端，这两种限制酶称为同尾酶。 2．限制酶的选择原则 (1)根据目的基因两端的限制酶切割位点确定限制酶的种类 ①应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶，以便将目的基因“切出”，如图可选择PstⅠ。 ②不能选择切割位点位于目的基因内部的限制酶，防止破坏目的基因，如图不能选择SmaⅠ。 ③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图也可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种限制酶的切割位点，而且这两种限制酶切割后仍有标记基因)。 (2)根据质粒的特点确定限制酶的种类 3．基因工程的基本操作程序 提醒：辨析农杆菌转化法中的“两次拼接与两次导入” ①两次拼接：第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的T-DNA中；第二次拼接指被插入目的基因的T-DNA被拼接到受体细胞的染色体DNA上。 ②两次导入：第一次导入是将含目的基因的Ti质粒导入农杆菌；第二次导入是指将含目的基因的T-DNA导入受体细胞。 4．蛋白质工程 5．DNA的粗提取与鉴定 6．PCR技术 7．DNA片段的电泳鉴定 提醒：DNA电泳鉴定中的“两液两剂” ①电泳缓冲液维持整个电泳体系的pH稳定，提供导电介质，影响物质的电泳迁移率。②凝胶载样缓冲液(内含指示剂)主要用于样品的稀释和保护，同时通过指示剂指示样品在凝胶中的位置，有助于判断电泳是否完成，以及何时停止电泳。③核酸染料是用来染色DNA分子的一种化学物质，以便在紫外灯下观察和检测核酸条带。 1．构建重组质粒需要使用DNA连接酶。属于DNA连接酶底物。(2023·湖北卷) (√) 2．关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，研磨液在4 ℃冰箱中放置几分钟后，应充分摇匀再倒入烧杯中。(2024·山东卷) (×) 提示：研磨液在4 ℃冰箱中放置几分钟后，DNA在上清液中，应取上清液倒入烧杯中。 3．关于“DNA 粗提取与鉴定”的实验，利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA。(2024·安徽卷) (√) 4．利用添加核酸染料的凝胶对PCR产物进行电泳后，在紫外灯下观察结果。(2024·河北卷) (√) 5．启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因翻译。(2023·全国乙卷) (×) 提示：启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录。 6．采用PCR方法进行目的基因监测，延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制。(2022·辽宁卷) (×) 提示：延伸过程需引物参与。 7．配制PCR反应体系时，加入等量的4种核糖核苷酸溶液作为扩增原料。(2024·河北卷) (×) 提示：配制PCR反应体系时，加入等量的4种脱氧核糖核苷酸溶液作为扩增原料。 8．琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA片段的大小。在同一电场作用下，DNA片段越长，向负极迁移速率越快。(2024·吉林卷) (×) 提示：在琼脂糖凝胶电泳中，当电场作用时，DNA片段实际上是向正极迁移的，而不是向负极迁移。同时，DNA片段的迁移速率与其大小成反比，即DNA片段越长，迁移速率越慢。 9．图示人体正常基因A突变为致病基因a及HindⅢ切割位点。AluⅠ限制酶识别序列及切割位点为。 (2025·江苏卷) (1)用两种限制酶分别酶切A基因后，形成的末端类型不同。 (√) (2)用两种限制酶分别酶切a基因后，产生的片段大小一致。 (×) 提示：a基因中有2个Hind Ⅲ切割位点，切割后产生3个片段，有3个AluⅠ切割位点，切割后产生4个片段，用两种限制酶分别酶切a基因后，产生的片段大小不一致。 10．要使基因ccdB(目的基因)在IR3C(受体细胞)中稳定遗传、表达并发挥作用，构建的基因表达载体除启动子外，还必须有________________________________。(2025·云南卷) 提示：标记基因、目的基因、终止子、复制原点 11．可采用________技术定向改造现有微生物，以获得高产磷脂酶的微生物。除了编码磷脂酶的基因外，该技术还需要__________、____________、__________等“分子工具”。(2024·江西卷) 提示：基因工程(或转基因)　限制酶　DNA连接酶　载体(或质粒) 12．质粒载体上有限制酶a、b、c的酶切位点，限制酶的切割位点如图所示。构建重组质粒时，与用酶a单酶切相比，用酶a和酶b双酶切的优点体现在_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ (答出两点即可)；使用酶c单酶切构建重组质粒时宜选用的连接酶是________________。(2024·全国甲卷) 提示：避免目的基因和质粒的任意连接、防止目的基因和质粒的自身环化　 T4 DNA连接酶 13．某同学利用PCR扩增目的基因。PCR的每次循环包括变性、复性、延伸3个阶段，其中DNA双链打开成为单链的阶段是________，引物与模板DNA链碱基之间的化学键是________。(2024·全国甲卷) 提示：变性　氢键 14．将重组质粒转入大肠杆菌前，通常先将受体细胞处理成感受态，感受态细胞的特点是____________________________________________________________；若要验证转化的大肠杆菌中含有重组质粒，简要的实验思路和预期结果是_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ __________________________________________________。(2024·全国甲卷) 提示：细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态　利用DNA分子杂交技术，将大肠杆菌的基因组DNA提取出来，在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等作标记，以此作为探针，使探针与基因组DNA杂交，如果显示出杂交带，表明大肠杆菌中含有重组质粒 15．我国研究人员尝试用三菌混菌体系建立生产维生素C的一步发酵法。在氧化葡糖杆菌(原始菌MCS)中利用基因工程技术导入大肠杆菌基因ccdB，得到工程菌IR3C。MCS和IR3C单菌培养时，活菌数变化曲线如图。(2025·云南卷) 绘制图需统计活菌数，常用方法是________________________。当活菌达到一定数量时，基因ccdB编码的蛋白质开始发挥作用，推测该蛋白质的作用是__________________，开始发挥作用的时间是__________，判断理由是_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 提示：稀释涂布平板法　能抑制细菌增殖　15 h　在15 h之前，IR3C数量不断增加，在15 h之后，IR3C数量不断减少 16．已知空间上邻近的两个半胱氨酸易形成二硫键，从而提升蛋白质的耐热性。为提高CG(卡拉胶酶)的耐热性，研究人员分析了五个氨基酸位点的空间距离和保守度(保守度值越大表明该位点对酶的功能越关键)，如图所示。根据分析结果，选择第________位的氨基酸替换成半胱氨酸最合适，原因是__________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________。(2025·河南卷) 提示：44　该位点的氨基酸空间上离半胱氨酸更近，容易形成二硫键，而且保守度低，替换后对酶功能的影响较小 17．锌转运蛋白在某种植物根部细胞特异性表达并定位于细胞质膜，具有吸收和转运环境中Zn2+的功能。为研究该植物2种锌转运蛋白M和N与吸收Zn2+相关的生物学功能，在克隆M、N基因基础上，转化锌吸收缺陷型酵母，并进行细胞学鉴定。转基因酵母功能鉴定：分别将转化了M、N基因的酵母菌株于液体培养基中培养至OD600为0.6。将菌液用________法逐级稀释至OD600为0.06、0.006和0.000 6，然后各取10 μL菌液用涂布器均匀涂布在固体培养基上，培养2天，菌落生长如图。该实验中阴性对照为________________________。由实验结果可初步推测：转运蛋白M和N中，转运Zn2+能力更强的是______________，依据是_______________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ___________________________________________________。(2024·浙江1月卷) 注：OD600为波长600 nm下的吸光值，该值越大，菌液浓度越高；空载体为未插入M或N基因的表达载体。 提示：梯度稀释　 锌吸收缺陷型酵母＋空载体　N　转入N基因的这组酵母菌数量多 1 / 87 学科网（北京）股份有限公司 $