資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
高考生物二輪復習專題突破
專題十 生物技術與工程
明考點·析考情·談趨勢
考點 1.微生物的培養及應用。2.植物組織培養和植物體細胞雜交技術。3.動物細胞工程。4.胚胎工程的理論基礎及應用。5.基因工程的基本工具、操作程序及應用。6.DNA的粗提取與鑒定。7.DNA片段的擴增及電泳鑒定。8.蛋白質工程。9.生物技術的安全性與倫理問題。
考情 1.考查題型：發酵工程、細胞工程多以選擇題呈現，基因工程多以簡答題呈現。 2.命題趨勢：發酵工程主要考察傳統發酵食品制作的原理、過程、條件控制；以及微生物培養基的配制、消毒、滅菌、計數和分離等技術，尤其是培養和分離。基因工程幾乎每年均有考查，多以基因工程的基本程序為背景，既可單獨考查其中相關的生物學原理和注意事項，也可結合細胞工程進行綜合考查。
1.(選擇性必修3 P5正文)乳酸菌是__________細菌，在無氧的情況下能將葡萄糖分解成乳酸。常見的乳酸菌有乳酸鏈球菌和___________________________________________________。
2．(選擇性必修3 P6正文)________是影響酵母菌生長的重要因素，釀酒酵母的最適生長溫度約為____℃。
3．(選擇性必修3 P7正文)醋酸菌是__________細菌，當____________都充足時能通過復雜的化學反應將糖分解成乙酸；當缺少________時則直接將乙醇轉化為________，再將乙醛變為乙酸。
4．(選擇性必修3 P7探究·實踐)制作果酒和果醋時，先用清水沖洗葡萄1～2次，再去除________和腐爛的籽粒。
5．(選擇性必修3 P10正文)在培養乳酸桿菌時，需要在培養基中添加________；在培養霉菌時，一般需要將培養基調至________；在培養細菌時，一般需要將培養基調至______________；在培養厭氧微生物時，需要提供無氧的條件。
6．(選擇性必修3 P10正文)獲得純凈的微生物培養物的關鍵是________________。
7．(選擇性必修3 P12探究·實踐)采用____________和________________能將單個微生物分散在固體培養基上。
8．(選擇性必修3 P13探究·實踐)通過接種環在固體培養基表面____________的操作，將聚集的菌種____________分散到培養基的表面。
9．(選擇性必修3 P16思考·討論)尿素分解菌之所以能分解尿素，是因為它們能合成______，脲酶催化尿素分解產生NH3，NH3可作為細菌生長的________。
10．(選擇性必修3 P18正文)利用稀釋涂布平板法計數，統計的菌落數往往比活菌的實際數目少，這是因為__________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
11．(選擇性必修3 P27正文)以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業的廢液等為原料，通過發酵獲得了大量的____________，即單細胞蛋白。
12．(選擇性必修3 P40正文)由于大多數單倍體植株的細胞中只有____________，染色體加倍后得到的植株的____________容易顯現，因此它也是進行體細胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料。
13．(選擇性必修3 P48～49正文)單克隆抗體制備過程中涉及兩次篩選，第一次是利用特定的____________，篩選出雜交瘤細胞；第二次是進行________________________，目的是篩選出足夠數量的能分泌所需抗體的細胞。
14．(選擇性必修3 P54相關信息)目前動物細胞核移植技術中普遍使用的去核方法是____________。也可采用____________、紫外線短時間照射和化學物質處理等方法。這些方法是在沒有穿透卵母細胞透明帶的情況下去核或使其中的________。
15．(選擇性必修3 P58相關信息)在實際胚胎工程操作中，常以觀察到____________或者____________作為受精的標志。
16．(選擇性必修3 P62思考·討論)胚胎移植實質上是___________________________________
_____________________________________________________________________________。
17．(選擇性必修3 P74探究·實踐)在一定溫度下，DNA遇________試劑會呈現藍色。
18．(選擇性必修3 P81資料卡)農桿菌細胞內含有Ti質粒，當它侵染植物細胞后，能將Ti質粒上的____________(可轉移的DNA)轉移到被侵染的細胞，并且將其整合到該細胞的__________________上。
19．(選擇性必修3 P84探究·實踐)在凝膠中DNA分子的遷移速率與_____________________
________________________________________________________________________等有關。
20．(選擇性必修3 P90正文)構建乳腺生物反應器時需要將藥用蛋白基因與_______________
________________________的啟動子等調控元件重組在一起。
21．(選擇性必修3 P109思考·討論)設計試管嬰兒在植入前需要對胚胎進行____________。
考點一　發酵工程
1．理清“3”種傳統食品的制作技術
2．培養基制備與微生物純化技術
特別提醒　(1)為了確定培養基的滅菌是否合格，微生物實驗一般會設置空白對照：隨機取若干滅菌后的空白平板培養基在適宜條件下培養一段時間，觀察培養基上是否有菌落生成。
(2)觀察菌落需用固體培養基，因此培養基要添加凝固劑，如瓊脂。
(3)倒平板的溫度一般在50 ℃左右較為適宜，溫度過高會燙手，溫度過低培養基又會凝固。
3．微生物分離與計數的實例
1．(2021·江蘇，14)某同學選用新鮮成熟的葡萄制作果酒和果醋，下列相關敘述正確的是(　　)
A．果酒發酵時，每日放氣需迅速，避免空氣回流入發酵容器
B．果酒發酵時，用斐林試劑檢測葡萄汁中還原糖含量變化，磚紅色沉淀逐日增多
C．果醋發酵時，發酵液產生的氣泡量明顯少于果酒發酵時
D．果醋發酵時，用重鉻酸鉀測定醋酸含量變化時，溶液灰綠色逐日加深
2．(2022·山東，20改編)啤酒的工業化生產中，大麥經發芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、發酵、消毒等工序后，最終過濾、調節、分裝。下列說法不正確的是(　　)
A．用赤霉素處理大麥，可使大麥種子無須發芽就能產生α-淀粉酶
B．焙烤是為了利用高溫殺死大麥種子胚并進行滅菌
C．糖漿經蒸煮、冷卻后需接種酵母菌進行發酵
D．通過轉基因技術可減少啤酒酵母雙乙酰的生成，縮短啤酒的發酵周期
思維延伸——判斷與填充
(1)某同學在家用帶蓋玻璃瓶制作果酒和果醋時，將玻璃瓶用酒精消毒后，裝滿葡萄汁，待酒精發酵后去除瓶蓋，蓋一層紗布，再進行醋酸發酵(2020·江蘇，18)(　　)
(2)利用乳酸菌制作酸奶過程中，先通氣培養，后密封發酵(2019·江蘇，9)(　　)
(3)果醋制作過程中發酵液pH逐漸降低，果酒制作過程中情況相反(2019·江蘇，9)(　　)
(4)利用發酵罐進行葡萄酒主發酵過程中可以通過監測發酵過程中殘余糖的濃度來決定何時終止發酵(2018·江蘇，16)(　　)
(5)(2020·全國Ⅲ，37節選)制作果酒需要________，這一過程中也需要O2，O2的作用是________________________________。
(6)(2018·全國Ⅲ，37節選)制作面包時，為使面包松軟通常要在面粉中添加一定量的酵母菌，酵母菌引起面包松軟的原因是________________________________________________。
(7)(2021·重慶，25節選)先釀制果酒再生產果醋的優勢有________(填編號)。
①先釀制果酒，發酵液能抑制雜菌的生長，有利于提高果醋的產率
②釀制果酒時形成的醋酸菌膜，有利于提高果醋的產率
③果酒有利于溶出水果中的風味物質并保留在果醋中
3．(2020·江蘇，31)產脂肪酶酵母可用于含油廢水處理。為篩選產脂肪酶酵母菌株，科研人員開展了相關研究。請回答下列問題：
(1)常規微生物實驗中，下列物品及其滅菌方法錯誤的是________(填編號)。
編號 ① ② ③ ④
物品 培養基 接種環 培養皿 涂布器
滅菌方法 高壓蒸汽 火焰灼燒 干熱 臭氧
(2)稱取1.0 g某土壤樣品，轉入99 mL無菌水中，制備成菌懸液，經__________后，獲得細胞密度不同的菌懸液。分別取0.1 mL菌懸液涂布在固體培養基上，其中10倍稀釋的菌懸液培養后平均長出了46個酵母菌落，則該樣本中每克土壤約含酵母菌________個。
(3)為了進一步提高酵母菌產酶能力，對分離所得的菌株，采用射線輻照進行______________育種。將輻照處理后的酵母菌涂布在以__________為唯一碳源的固體培養基上，培養一段時間后，按照菌落直徑大小進行初篩，選擇直徑___________的菌落，純化后獲得A、B兩突變菌株。
(4)在處理含油廢水的同時，可獲得單細胞蛋白，實現污染物資源化。為評價A、B兩菌株的相關性能，進行了培養研究，結果如圖。據圖分析，應選擇菌株________進行后續相關研究，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．(2022·全國甲，37)某同學從被石油污染的土壤中分離得到A和B兩株可以降解石油的細菌，在此基礎上采用平板培養法比較二者降解石油的能力，并分析兩個菌株的其他生理功能。
實驗所用的培養基成分如下：
培養基Ⅰ：K2HPO4、MgSO4、NH4NO3、石油。
培養基Ⅱ：K2HPO4、MgSO4、石油。
操作步驟：
①將A、B菌株分別接種在兩瓶液體培養基Ⅰ中培養，得到A、B菌液；
②液體培養基Ⅰ、Ⅱ中添加瓊脂，分別制成平板Ⅰ、Ⅱ，并按圖中所示在平板上打甲、乙兩孔。
回答下列問題：
(1)實驗所用培養基中作為碳源的成分是________。
培養基中NH4NO3的作用是為菌株的生長提供氮源，氮源在菌體內可以參與合成____________________(答出2種即可)等生物大分子。
(2)步驟①中，在資源和空間不受限制的階段，若最初接種N0個A細菌，繁殖n代后細菌的數量是__________。
(3)為了比較A、B降解石油的能力，某同學利用步驟②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ進行實驗，結果如表所示(“＋”表示有透明圈，“＋”越多表示透明圈越大，“－”表示無透明圈)，推測該同學的實驗思路是_____________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
菌株 透明圈大小
平板 Ⅰ 平板 Ⅱ
A ＋＋＋ ＋＋
B ＋＋ －
(4)現有一貧氮且被石油污染的土壤，根據上表所示實驗結果，治理石油污染應選用的菌株是__________，理由是______________________________________________________
________________________________________________________________________。
思維延伸——判斷與填充
(1)配制培養基時應根據微生物的種類調整培養基的pH(2020·浙江7月選考，19)(　　)
(2)可使用平板劃線法統計活細菌總數(2020·天津，19)(　　)
(3)為純化菌種，在鑒別培養基上劃線接種纖維素降解細菌，培養結果如圖所示。圖中Ⅰ、Ⅱ區的細菌數量均太多，應從Ⅲ區挑取單菌落(2020·江蘇，19)(　　)
(4)接種后的培養皿要倒置，以防培養基污染(2019·江蘇，12) (　　)
(5)為提高一株石油降解菌的凈化能力，將菌涂布于石油為唯一碳源的固體培養基上，以致死率為90%的輻照劑量誘變處理，涂布用的菌濃度應控制在30～300個/mL(2021·江蘇，18)(　　)
(6)人體皮膚表面存在著多種微生物，某同學擬從中分離出葡萄球菌，用取樣后的棉拭子在固體培養基上涂布(2021·北京，12)(　　)
(7)解脂菌能利用分泌的脂肪酶將脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸會使醇溶青瓊脂平板變為深藍色。將不能直接吸收脂肪的甲、乙兩種菌分別等量接種在醇溶青瓊脂平板上培養。甲菌菌落周圍呈現深藍色，乙菌菌落周圍不變色，實驗中所用培養基以脂肪為唯一碳源(2021·山東，14)(　　)
(8)(2019·全國Ⅰ,37節選)將土壤懸浮液接種在培養基[氯化鈉(5 g/L)，硝酸銨(3 g/L)，其他無機鹽(適量)，X(15 g/L)]上，篩選土壤中能高效降解X的細菌(僅含有C、H兩種元素)。培養一段時間后，不能降解X的細菌比例會________，其原因是___________________________
_______________________________________________________________________________。
題組一　傳統發酵技術的應用
1．(2022·江蘇高三二模)下列關于泡菜、面包、酸奶等發酵食品的敘述，正確的是(　　 )
A．泡菜壇內的白色菌膜與果酒表面的菌膜中所含菌種相同
B．制作面包和饅頭都用到酵母菌，酵母菌產生的酒精與食品松軟有關
C．若出現泡菜發酸、面包長霉、酸奶脹袋等情況，則都不能再食用
D．若制作的泡菜咸而不酸，可能的原因是加入食鹽過多，抑制了乳酸菌發酵
2．米酒、酸奶、泡菜等都屬于傳統發酵制品，下列相關敘述正確的是(　　 )
A．制作米酒時添加“酵頭”的目的是接種釀酒酵母
B．米酒發酵液中冒出的“氣泡”都來源于酵母菌無氧呼吸
C．酸奶和泡菜制作中均需要及時通氧，保證乳酸菌的有氧呼吸
D．為降低雜菌污染，發酵前需要對器具、原料等進行滅菌
題組二　微生物的培養、分離與計數
3．(2022·江蘇如皋中學高三二模)為了檢測冰淇淋中的大腸桿菌含量是否超標。下列有關做法正確的是(　　 )
A．配制培養基，高壓蒸汽滅菌后，調節pH到弱堿性
B．將冰淇淋溶化后，進行梯度稀釋，再用平板劃線法進行接種
C．置于37 ℃恒溫箱中培養12 h，統計培養基中長出來的菌落數
D．該實驗應設置未接種樣品的空白對照，以檢測培養基是否被污染
4．為了解病原微生物對四種抗生素的敏感程度，某研究小組進行了相關藥敏實驗，圖1為部分實驗器材。將四個大小相同的分別含有相同濃度抗生素Ⅰ～Ⅳ的紙片分別貼在長滿測試菌的平板上，實驗結果如圖2。下列相關敘述正確的是(　　)
A．為獲得長滿測試菌的平板，需要使用圖1中的器材①②③
B．圖2中Ⅱ形成的抑菌圈較小，可能是病原微生物對藥物較敏感
C．圖2抑菌圈中的菌落可能是在抗生素Ⅳ作用下產生了突變株
D．不同抗生素在平板上的擴散速度不同會影響實驗結果
5．一次性口罩的主要成分為聚丙烯纖維(PP)，某科研團隊準備從土壤中篩選出高效降解一次性口罩的細菌。下列操作正確的是(　　)
A．培養基中應以PP作為唯一碳源
B．挖取的土壤和裝土壤的紙袋都無需滅菌
C．只能使用平板劃線法進行接種
D．培養時恒溫箱的溫度控制在50 ℃
專題十　生物技術與工程
建網絡　抓主干　找聯系
①醋酸菌　②碳源、氮源、水、無機鹽等　③稀釋涂布平板法
④細胞的全能性　⑤細胞增殖　⑥膜的流動性　⑦細胞核的全能性　⑧獲能　⑨桑葚胚、囊胚　⑩將內細胞團均等分割　 DNA連接酶　 基因表達載體的構建　 基因
通教材　掃盲區　防遺漏
1．厭氧　乳酸桿菌　2.溫度　28
3．好氧　O2、糖源　糖源　乙醛　4.枝梗
5．維生素　酸性　中性或弱堿性
6．防止雜菌污染　7.平板劃線法　稀釋涂布平板法
8．連續劃線　逐步稀釋　9.脲酶　氮源
10．當兩個或多個細胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落　11.微生物菌體　
12.一套染色體　隱性性狀
13．選擇培養基　克隆化培養和抗體檢測
14．顯微操作法　梯度離心　DNA變性
15．兩個極體　雌、雄原核
16．早期胚胎在相同生理環境條件下空間位置的轉移
17．二苯胺　18.T－DNA　染色體DNA
19．凝膠的濃度、DNA分子的大小和構象
20．乳腺中特異表達的基因　21.遺傳學診斷
考點一　真題研究
1．C
2．B　[赤霉素能促進種子的萌發，據此可推測若用赤霉素處理大麥，可誘導α 淀粉酶相關基因的表達，促進α 淀粉酶的合成，進而使大麥種子無須發芽就能產生α 淀粉酶，A正確；焙烤可以殺死大麥種子的胚，但不使淀粉酶失活，沒有進行滅菌，B錯誤；糖漿經蒸煮(產生風味組分、終止酶的進一步作用，并對糖漿滅菌)、冷卻后再接種酵母菌進行發酵，防止高溫殺死菌種，C正確；轉基因技術已被用來減少啤酒酵母雙乙酰的生成，縮短啤酒的發酵周期，屬于轉基因技術在微生物領域的應用，D正確。]
思維延伸
(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)酵母菌　促進有氧呼吸，使酵母菌大量繁殖　(6)酵母菌分解葡萄糖會產生CO2，CO2使面包松軟　(7)①③
3．(1)④　(2)梯度稀釋　4.6×105(或460 000)　(3)誘變　脂肪　較大　(4)B　該菌株增殖速度快，單細胞蛋白產量高；降解脂肪能力強，凈化效果好
解析　(2)利用稀釋涂布平板法統計活菌數目時，需要將制備的菌懸液進行梯度稀釋，以獲得細胞密度不同的菌懸液，一般來說，菌落數在30～300個的平板最適于計數。0.1 mL菌懸液中含有46個酵母菌落，則1 mL菌懸液中含有460個酵母菌落；1.0 g土壤樣品首先稀釋100倍，然后稀釋10倍，共稀釋了1 000倍，因此樣本中每克土壤約含酵母菌460×1 000＝4.6×105(個)。(3)采用射線輻照引起酵母菌基因突變，此種方法屬于誘變育種。檢查誘變酵母菌產脂肪酶的能力，需要把酵母菌接種到以脂肪為唯一碳源的培養基上，按照產生菌落直徑大小進行初步篩選，直徑大的說明產酶能力強，利用的脂肪(碳源)多，直徑小的說明產酶能力弱，利用的脂肪(碳源)少。(4)通過分析題圖可知，相同時間內，菌株B細胞密度大，說明該菌株增殖速度快，單細胞蛋白產量高；相同時間內，菌株B利用的脂肪多，脂肪剩余量少，說明該菌株降解脂肪的能力強，凈化效果好。
4．(1)石油　DNA、RNA、蛋白質　(2)N0·2n　(3)在無菌條件下，將等量等濃度的A菌液和B菌液分別接種到平板Ⅰ的甲和乙兩孔處，平板Ⅱ也進行同樣的操作，在相同且適宜條件下培養一段時間，比較兩個平板的兩孔處的透明圈大小并作記錄，根據透明圈大降解能力強，透明圈小降解能力弱，進而比較A、B降解石油的能力　(4)A　A菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在沒有添加氮源的培養基中也能生長
解析　(1)培養基的成分有碳源、氮源、無機鹽和水等，從組成培養基的物質所含化學元素可知，作為碳源的成分是石油。生物大分子DNA、RNA、蛋白質都含有氮元素，故氮源在菌體內可以參與合成這些物質。(2)由題意“資源和空間不受限制”可知，細菌呈“J”形曲線增長，由于DNA的半保留復制，細菌每繁殖一代就是上一代的2倍，根據公式Nt＝N0·λt，λ＝2，繁殖n代后細菌的數量是N0·2n。(3)分析表格數據可知，實驗結果：在平板Ⅰ上，A菌株降解石油的能力高于B菌株；在平板Ⅱ上，A菌株仍然能降解石油，而B菌株不能降解。根據實驗的單一變量和對照原則，推測該同學的思路：在無菌條件下，將等量等濃度的A菌液和B菌液分別接種到平板Ⅰ的甲和乙兩孔處，平板Ⅱ也進行同樣的操作，在相同且適宜條件下培養一段時間，比較兩個平板的兩孔處的透明圈大小并作記錄，根據透明圈大降解能力強，透明圈小降解能力弱，進而比較A、B降解石油的能力。(4)由表格數據可知，在平板 Ⅱ(無氮源的培養基)上，A菌株仍然能降解石油，而B菌株不能降解，所以要治理貧氮且被石油污染的土壤，應該選用A菌株，因為A菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在沒有添加氮源的培養基中也能生長。
思維延伸
(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×　(7)×　(8)下降　不能降解X的細菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的細菌能夠增殖
題組集訓
1．D　[泡菜壇內的白色菌膜是酵母菌繁殖所致，果酒表面的菌膜是醋酸菌繁殖所致，A錯誤；制作面包和饅頭都用到酵母菌，酵母菌產生的二氧化碳與食品松軟有關，B錯誤；泡菜發酸屬于正常現象，是乳酸菌產生的乳酸過多所致，能正常食用，C錯誤；若制作的泡菜咸而不酸，最可能的原因是大量的食鹽抑制了乳酸菌的發酵過程，乳酸產生量減少，D正確。]
2．A　[利用酵母菌的無氧呼吸可制作米酒，制作米酒時添加“酵頭”的目的是接種釀酒酵母，A正確；米酒發酵液中冒出的“氣泡”既來源于酵母菌的無氧呼吸，也來源于酵母菌的有氧呼吸，B錯誤；酸奶和泡菜的制作利用的微生物是乳酸菌，而乳酸菌是厭氧細菌，因此酸奶和泡菜制作中不需要通氧，要保證乳酸菌的無氧呼吸，C錯誤；發酵前不能對原料進行滅菌，否則會殺死原料中的發酵菌種，D錯誤。]
3．D　[配制培養基時，應該先調節pH后滅菌，A錯誤；要檢測冰淇淋中大腸桿菌含量是否超標，應該用稀釋涂布平板法接種，B錯誤；應將培養基置于37 ℃恒溫箱中培養24 h，C錯誤。]
4．D
5．A　[實驗目的是獲得高效降解一次性口罩的細菌，而一次性口罩的主要成分為聚丙烯纖維(PP)，故應用以PP作為唯一碳源的選擇培養基，這樣其他微生物便無法生存，A正確；為了防止雜菌污染，挖取土壤的鐵鏟和裝土壤的紙袋都需滅菌，土壤不用滅菌，B錯誤；可以用稀釋涂布平板法和平板劃線法進行接種，C錯誤；培養時恒溫箱的溫度控制在30～37 ℃，可以每隔24 h統計一次菌落數目，選取菌落數目穩定時的記錄作為結果，D錯誤。]

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