資源簡介

第３節　基因工程的應用
(２)實例:乳汁中　　　　　　　　大大降
低的轉基因奶牛.
二、基因工程在醫藥衛生領域的應用
一、基因工程在農牧業方面的應用 (１)技術方法:
１．轉基因抗蟲植物 ①對微生物或動植物的細胞進行　　　　
(１)技術方法:從某些生物中分離出具有 　　　　,使它們能夠生產藥物.
　　　　的基因,將它導入作物中培育出具有抗 ②利用乳腺生物反應器生產藥物:將　　　
蟲性的作物. 　　　基因與乳腺中特異表達的基因的　　　
(２)實例:　　　　　　　　　　　　等. 　　　等調控元件重組在一起,通過　　　　　
２．轉基因抗病植物 導入哺乳動物的受精卵中,培育出的轉基因動物
(１)技術方法:將來源于某些 　 通過　　　　　　　　　　　　生產所需要的
的抗病基因導入植物中,培育出轉基因抗 病 藥物.
植物. ③培育移植器官:在器官供體的基因組中導
(２)實例:　　　　　　　　　　　　等. 入某種　　　　抑制　　　　基因的表達或設
３．轉基因抗除草劑植物 法除去　　　　基因,然后再結合　　　　技
(１)技術方法:將　　　　　　　　　　的 術,培育出不會引起　　　　反應的轉基因克隆
基因導入作物,可培育抗除草劑的作物品種. 器官.
(２)實例:　　　　　　　　　　　　等. (２)實例: 　
４．改良植物的品質 　等.
(１)技術方法:將 　 三、基因工程在食品工業方面的應用
編碼基因導入植物中,可以提高這種氨基酸的 (１)技術方法:利用基因工程菌生產食品工
含量. 業用　　　　、　　　　和　　　　等.例如將
(２)實例:轉基因玉米中　　　　　　　　 編碼牛凝乳酶的基因導入大腸桿菌、黑曲霉或酵
　　　　比對照高３０％. 母菌的基因組中,再通過　　　　生產凝乳酶.
５．提高動物的生長速率 (２)實例:　　　　　　　　　　　　等.
(１)技術方法:將　　　　　　　　基因導
入動物體內,提高動物的生長速率.
(２)實例:轉基因鯉魚.
６．改善畜產品的品質 【典例１】　采用基因工程的方法培育抗蟲
(１)技術方法:將　　　　　　　　　　　 棉,下列導入目的基因的做法正確的是 (　　)
基因導入奶牛基因組. ①將毒素蛋白注射到棉受精卵中　②將編
７２
碼毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中　③ 變式２　科學家通過基因工程方法,將蘇云
將編碼毒素蛋白的DNA序列與質粒重組,導入 金芽孢桿菌的Bt毒蛋白基因轉入普通棉株細胞
農桿菌,用該細菌感染棉的體細胞,再進行組織 內,并成功實現了表達,從而培育出了能抗棉鈴
培養　④將編碼毒素蛋白的DNA序列與細菌質 蟲的棉花植株———抗蟲棉.其過程大致如下圖
粒重組,借助花粉管通道進入受精卵 所示.根據題意,回答下列問題:
A　．　①②　　B　．　②③　　C　．　③④　　D．①④
變式１　下列有關乳腺生物反應器的敘述錯
誤的是 (　　)
A．乳腺生物反應器是將目的基因轉入哺乳
動物受精卵獲得的
B．乳腺生物反應器生產的藥物是自然界沒
有的
C．可從具有目的基因的轉基因雌性動物乳 (１)基因工程的操作程序主要包括的四個
汁中提取藥物 步驟是:　　　　　　　　、　　　　　　　　、
D．乳腺生物反應器是轉基因技術在畜牧業 　　　　　　　　　、　　　　　　　　.
中的應用 (２)上述過程中,將目的基因導入棉花細胞
【典例２】　基因工程中,受體細胞的不同,導 內使用了　　　　法.Ti質粒是農桿菌中的一
入目的基因的方法也不同.請回答下列問題: 種質粒,其上有TＧDNA,把目的基因插入Ti質粒
(１)農桿菌轉化法常用來將外源基因轉入 的TＧDNA中是利用T DNA　　　　　　　　
　　　　細胞,具體操作時,先要將目的基因插 　　　　的特點.
入農桿菌　　　　質粒的T DNA中,然后用 (３)Bt毒蛋白基因轉入普通棉株細胞內并
該農桿菌感染植物細胞.農桿菌在自然條件下, 成功實現表達的過程,在基因工程中稱為　　
不容易感染　　　　植物.農桿菌侵染植物,能 　　.
夠將目的基因插入植物細胞的　　　　上. (４)將目的基因導入受體細胞的方法有很多
(２)將重組質粒導入動物細胞,常采用　　 種,該題中涉及的是　　　　　　　　.
　　的方法.若用重組質粒轉化大腸桿菌,一般 (５)目的基因能否在棉株體內穩定維持和表
情況下,不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體 達,其遺傳特性的關鍵是　　　　　　　　　　
細胞,原因是未處理的大腸桿菌吸收質粒(外源 　　　　,這需要通過檢測才能知道,檢測采用
DNA)的能力極弱.所以,用表達載體轉化大腸 的方法是　　　　　　　　.
桿菌時,常先用　　　　處理大腸桿菌,使較多
的細胞成為　　　　細胞以利于表達載體的
進入.
(３)目的基因導入受體細胞引起生物性狀的 １．基因工程在診斷遺傳病上發展尤為迅速,
改變,屬于可遺傳變異中的　　　　(變異類 目前可以對幾十種遺傳病進行快速診斷,所采用
型). 的方法是 (　　)
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A．基因工程生產藥物 ５．(多選)我國轉基因技術發展態勢良好,農
B．導入正常基因 業部依法批準發放了轉植酸酶基因玉米、轉基因
C．利用DNA探針診斷 抗蟲水稻的生產應用安全證書.下列關于轉基
D．用“工程菌”治療疾病 因玉米和轉基因水稻的敘述不正確的是 (　　)
２．下列有關目的基因的操作能夠改善產品 A．轉植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶
品質的是 (　　) 基因
A．將草魚的生長激素基因導入鯉魚體內 B．轉植酸酶基因玉米的自交后代也能合成
B．將腸乳糖酶的基因導入奶牛的基因組 植酸酶
C．將人血清白蛋白的基因改造后在山羊的 C．可用顯微注射法將抗蟲基因導入水稻細
乳腺中表達 胞中
D．將Bt毒蛋白基因整合到煙草或棉花的 D．轉基因抗蟲水稻減少了化學農藥的使
基因組并實現表達 用,減輕了對環境的污染
３．第三代疫苗———DNA疫苗是指將編碼保 ６．農桿菌是一種在土壤中生活的微生物,能
護性抗原蛋白的基因插入適宜的質粒中得到的 在自然條件下感染植物,因而在植物基因工程中
重組DNA分子,將其導入人體內,在人體細胞內 得到了廣泛的運用.下圖為農桿菌轉化法的示
表達的產物可直接誘導機體免疫反應,且可持續 意圖,請回答下列問題:
一段時間.下列有關DNA疫苗的敘述,正確的是
(　　)
A．表達產物不是抗原
B．DNA疫苗生產過程不需要DNA連接酶
和限制酶
C．抗原基因在體內表達時不需要RNA聚
合酶 (１)一 般 情 況 下 農 桿 菌 不 能 感 染 的 植 物
D．DNA 疫 苗 的 特 異 性 與 堿 基 排 列 順 序 是　　　　,利用農桿菌自然條件下感染植物的
有關 特點,能實現　　　　　　　　　　　　　　　
４．下列關于基因工程的敘述中,正確的是 的目的.具體原理是在農桿菌的Ti質粒上存在
(　　) T DNA片段,它具有可轉移至受體細胞并整合
A．目的基因和受體細胞均可來自動物、植 到受體細胞　　　　　　　　上的特點,因此只
物或微生物 要將攜帶外源基因的DNA片段插入到　　　　
B．限制性內切核酸酶、DNA連接酶及載體 (部位)即可.
是基因工程中常用的工具酶 (２)根據 T DNA這一轉移特點,推測該
C．檢測培育的抗蟲棉花是否成功,可用相 DNA片段上可能含有控制　　　　　　　　
應的病毒侵染棉花植株 (酶的種類)合成的基因.
D．載體上的抗性基因有利于檢測目的基因 (３)圖中c過程中,能促進農桿菌向植物細
是否插入受體細胞的染色體上 胞轉移的物質是　　　　類化合物.
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(４)植物基因工程中除了農桿菌轉化法之 ６．近年來基因工程的發展非常迅速,科學家
外,還可采取　　　　　　　　　　　　　　　 可以用DNA探針和外源基因導入的方法進行遺
　　　　　(至少寫出兩種). 傳病的診斷和治療,下列做法不正確的是(　　)
A．用DNA探針檢測鐮狀細胞貧血
B．用DNA探針檢測病毒性肝炎
C．用導入外源基因的方法治療半乳糖血癥
基礎訓練 D．用基因替換的方法治療２１三體綜合征
１．提高農作物抗鹽堿和抗干旱能力的目的 ７．應用生物工程技術可獲得人們需要的生
基因是 (　　) 物新品種或新產品.請據圖回答下列問題:
A．抗除草劑基因
B．調節細胞滲透壓的基因
C．抗凍蛋白基因
D．Bt毒蛋白基因
２．下列哪項不是植物基因工程技術的主要
應用 (　　)
A．提高農作物的抗逆性 (１)要獲得抗蟲基因,可采用　　　　　　
B．生產某些天然藥物 　　　　等方法,基因工程的核心是　　　　　
C．改良農作物的品質 　　　.
D．作器官移植的供體 (２)如果要獲得一只含目的基因的小鼠,則
３．能夠使植物體表達動物蛋白的育種方法是 選擇的受體細胞通常是　　　　,原因是　　　
(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.
A．單倍體育種 B．雜交育種 若用大腸桿菌儲存目的基因,則需先將其處理為
C．基因工程育種 D．多倍體育種 　　　　細胞.
４．面對轉基因技術的利弊,正確的做法是 (３)在培育轉入生長激素基因牛的過程中,
(　　) ①過程需要的工具酶是　　　　,②過程常用的
A．堅決抵制轉基因生物 方法是　　　　.
B．不加區分,全盤接受 (４)轉入生長激素基因牛可通過分泌的乳汁
C．應停止有關的實驗 來生產人生長激素,在基因表達載體中,人生長
D．趨利避害,不能因噎廢食 激素基因的首端必須含有　　　　.
５．治療白化病、苯丙酮尿癥等人類遺傳病的 拓展提升
根本途徑是 (　　) １．目前人類利用基因工程的方法成功培育
A．口服化學藥物 出轉基因抗蟲棉,以下說法正確的是 (　　)
B．注射化學藥物 A．蘇云金芽孢桿菌的毒蛋白基因與質粒結
C．采取基因治療法 合后直接進入棉花的葉肉細胞表達
D．利用輻射或藥物誘發使致病基因突變 B．抗蟲基因導入棉花葉肉細胞后,可通過傳
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粉、受精的方法,使抗蟲性狀遺傳下去 稻.下列說法正確的是 (　　)
C．標記基因的作用是鑒別受體細胞中是否 A．從高粱的基因組中分離出ppc基因需要
含有目的基因 限制性內切核酸酶、DNA連接酶等工具酶
D．轉基因抗蟲棉經過種植,棉鈴蟲不會產 B．獲得的該轉基因水稻都是雜合子
生抗性,這樣可以有效消滅棉鈴蟲 C．該批轉基因水稻都能產生磷酸烯醇式丙
２．基因工程產物可能存在著一些安全性問 酮酸羧化酶
題,但不必擔心的是 (　　) D．獲得的轉基因水稻每個體細胞都有ppc
A．四倍體轉基因鯉魚與正常鯉魚的雜交, 基因,且都能產生磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶
導致自然種群被淘汰 ５．為培育出含β 胡蘿卜素的“黃金大米”,
B．載體的標記基因(如抗生素抗性基因)可 科研人員提出以下兩套培育方案.請分析回答
能指導合成有利于抗性進化的產物 下列問題:
C．目的基因(如殺蟲基因)本身編碼的產物
可能會對人體產生毒性
D．目的基因通過花粉的散布轉移到其他植
物體內,從而可能打破生態平衡
３．腺苷酸脫氨酶(ADA)基因缺陷癥是一種
免疫缺陷病,對患者采用基因治療的方法是:取 (１)甲方案中,β 胡蘿卜素基因能在玉米和
出患者的淋巴細胞,進行體外培養時轉入正常 水稻體內出現相同表達結果的原因是 　
ADA基因,再將這些淋巴細胞注射入患者體內, 　.
使其免疫功能增強,能正常生活.下列有關敘述 ①若β 胡蘿卜素基因序列小且已知,可采
中,不正確的是 (　　) 用　　　　的方法獲得β 胡蘿卜素基因.②過
A．正常ADA基因替換了患者的缺陷基因 程中可用　　　　技術檢測水稻體細胞DNA上
B．正常ADA基因通過控制ADA的合成來 是否插入了β 胡蘿卜素基因.
影響免疫功能 (２)乙 方 案 中 所 采 用 的 技 術 依 據 的 原 理
C．淋巴細胞需在體外擴增后再注射入患者 是　　　　　　　　　　　　.通過⑤獲得“黃
體內 金大米”幼苗需要經過　　　　　　　　兩個
D．腺苷酸脫氨酶(ADA)基因缺陷癥屬于先 過程.
天性免疫缺陷病 (３)過程⑤開辟了植物繁育的新途徑,該技
４．高粱由于含有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶, 術通常可用于微型繁殖、　　　　和制備人工
在強光、高溫的條件下,其利用CO２的能力遠遠 種子.
高于水稻.從高粱的基因組中分離出磷酸烯醇 (４)與傳統育種方法相比,甲、乙兩套方案共
式丙酮酸羧化酶基因(ppc基因),將其轉入水稻 同的優點是 　.
體內,培育出了一批光合效率較高的轉基因水
７６ 參考答案
第1章 發酵工程 氣充足時,醋酸菌將乙醇變為乙醛,再將乙醛變為乙酸 解析:(1)制作果
酒和果醋分別用到酵母菌和醋酸菌,前者是真核生物,后者是原核生物,它
第1節 傳統發酵技術的應用 們的主要區別是有無以核膜為界限的細胞核。但二者都不能利用無機物
【知識梳理】 制造有機物,所以都屬于異養生物。(2)裝置中的膠管彎曲可以避免外界
一、1.(1)谷物 水果 含酒精的飲料 酒精發酵是由活的酵母菌引起的 空氣中的雜菌進入瓶中。(3)發酵溫度適宜可以盡快完成發酵過程,但如
(2)微生物 微生物的代謝 人類所需要的產物 2.(1)①酵母、曲霉和 果溫度不適宜會延長發酵時間。可以根據發酵液中酒精的產生量來確定
毛霉 毛霉 ②小分子的肽和氨基酸 (2)原材料中天然存在的 前一次 發酵情況(用重鉻酸鉀進行檢測),因為酒精是酵母菌無氧呼吸第二階段的
發酵保存下來的發酵物中 (3)①混合 固體 半固體 ②醬油、醋、泡菜 產物,也是果酒制作中所要獲得的物質。(4)在缺乏糖源而氧氣充足的前
和豆豉 提下,醋酸菌可以利用乙醇產生乙酸。
酶
二、1.(1)①厭氧 乳酸 C6H12O6 →2C3H6O3(乳酸)+能量 (2)①真 拓展提升
酶 1.D 2.A 3.C 4.C 5.BC
兼性厭氧 酒精發酵 C6H12O6 →2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量 6.(1)有 酒精 通氣 (2)④ (3)不同 不同 (4)沖洗 過濾
酶
28℃ (3)①好氧 O2、糖源都充足 C6H12O6+2O2 →2CH3COOH 解析:(1)果醋發酵過程中,發酵初期不通氣,酵母菌無氧呼吸仍能產生二
酶 氧化碳,溶液中有氣泡產生。中期由于無氧條件下酵母菌進行無氧呼吸產
(乙 酸)+2H2O+2CO2+ 能 量 缺 少 糖 源 C2H5OH+O2 →
生酒精,故能聞到酒香。后期接種醋酸菌后,由于醋酸菌屬于好氧菌,進行
CH3COOH(乙酸)+H2O+能量 30~35℃ 2.(2)5%~20% 煮沸
有氧呼吸,所以應適當通氣并將溫度保持在30~35℃。(2)果醋發酵過程
蒜瓣、生姜及其他香辛料 八 注滿水 補充水 溫度 3.(1)野生酵母
中產生的乙酸使 下降,圖乙中能正確表示 變化的曲線是 。()果
菌 (
H H ④ 3
2)體積分數為70%的酒精 枝梗和腐爛的籽粒 1/3 擰松一次 p p
酒發酵以酵母菌為菌種,果醋發酵以醋酸菌為菌種,故兩種發酵選用的菌
一層紗布
種不同。酵母菌既能進行有氧呼吸又能進行無氧呼吸,屬于異養兼性厭氧
【典例精解】
型,而醋酸菌只進行有氧呼吸,屬于異養需氧型,故兩者代謝類型不同。
典例1 D 解析:①果酒發酵的酵母菌來可自葡萄皮表面的野生型
(4)果酒生產的工藝流程為:選料、沖洗、粉碎、滅菌、接種、發酵、過濾。
酵母菌,①正確;②果醋發酵的醋酸桿菌可接種或來自空氣,②錯誤;③腐
乳的發酵所需毛霉來自空氣,③錯誤;④泡菜發酵的乳酸菌可來自菜表面, 第2節 微生物的培養技術及應用
④正確。故選D。 第1課時 微生物的基本培養技術
變式1 A 解析:醋酸菌是好氧細菌,只有當氧氣充足時,才能利用 【知識梳理】
乙醇發酵產生乙酸;酵母菌是兼性厭氧微生物,在無氧條件下能進行無氧 一、1.營養物質 生長繁殖 2.液體 瓊脂 3.水 碳源 氮源 pH
呼吸產生酒精;泡菜制作利用的原理是乳酸菌在無氧條件下可將葡萄糖分 O2
解成乳酸;毛霉等微生物產生的蛋白酶能將豆腐中的蛋白質分解成小分子 二、1.雜菌污染 2.溫和 表面 強烈 所有 芽孢和孢子 煮沸 酒
的肽和氨基酸,脂肪酶可將脂肪分解為甘油和脂肪酸。 精 濕熱 灼燒 3.(1)空間 消毒 (2)滅菌 (3)酒精燈火焰 (4)周
典例2 B 解析:果醋發酵階段應保持通氣,以滿足醋酸菌代謝的需 圍的物品
要,A錯誤;腌制腐乳的鹵湯中的香辛料可以抑制細菌的增殖,同時可以調 三、1.培養基 特定種類微生物 單一個體繁殖 純培養物 2.滅 菌
味,B正確;用自然菌種發酵釀酒時,依賴于葡萄表面的酵母菌,對封有葡 接種 3.(1)固體培養基 子細胞群體 (2)平板劃線 稀釋涂布平板
萄汁的發酵瓶高壓滅菌會殺死其中的酵母菌,C錯誤;將長滿毛霉的腐乳 (3)葡萄糖 瓊脂 高壓蒸汽 干熱 50 酒精燈火焰 接種環 稀釋分
坯放在瓶中加鹽時,接近瓶口的鹽要鋪厚,避免雜菌感染,D錯誤。 散 一個未接種 倒置 恒溫培養箱
變式2 A 解析:生成果酒的生化反應一定產生CO2,生成果醋的反 【典例精解】
應是酒精與氧氣反應生成醋酸和水,沒有產生CO2。 典例1 B 解析:分析表中成分可知,該培養基中沒有凝固劑,為液
【當堂訓練】 體培養基,該培養基的營養成分齊全,但存在伊紅、美藍等鑒別物質,屬于
1.C 2.D 3.C 4.B 5.ACD 鑒別培養基,A項錯誤;該培養基中的蛋白胨既是唯一的氮源,也是碳源,
6.(1)增加乳酸菌含量 無氧呼吸 產膜酵母 (2)剛入壇內,西紅 而葡萄糖是絕大多數生物最常利用的碳源,B項正確;該培養基中存在的
柿表面的雜菌(大腸桿菌、酵母菌)呼吸產生CO2,隨著乳酸積累抑制了雜 無機鹽和蛋白胨中的某些物質可以看作是生長因子,C項錯誤;培養基調
菌的生長,乳酸菌產生乳酸的過程不產生CO2 (3)抗生素會殺死腸道內 節完pH還要進行滅菌等操作后,才能使用,D項錯誤。
多種益生菌 (4)溫度、食鹽用量、腌制時間等 亞硝胺 解析:(1)在壇中 變式1 A 解析:該培養基含有4種營養成分:水、無機鹽、氮源、碳
加入陳酸湯的目的是增加乳酸菌含量;乳酸發酵是利用了乳酸菌的無氧呼 源,A錯誤;該培養基含有青霉素,不可用于培養細菌,B正確;從物質性質
吸;壇內有時會長出白膜,其為產膜酵母。(2)紅酸湯腌制過程中,剛入壇 上分,該培養基屬于固體培養基(含瓊脂),C正確;該培養基滅菌前需調
內,西紅柿表面的雜菌(大腸桿菌、酵母菌)呼吸產生CO2,隨著乳酸積累抑 pH,D正確。
制了雜菌的生長,乳酸菌產生乳酸的過程不產生CO2,因此初期會有氣泡 典例2 D 解析:無菌操作包括消毒和滅菌。需進行消毒處理的有
冒出,但氣泡的產生逐漸停止。(3)根據題意分析,人體腸道內有很多益生 植物的外植體及操作人員的雙手等,需進行滅菌的有器皿、培養基、添加劑
菌,若使用抗生素會殺死腸道內多種益生菌,因此不宜用抗生素。(4)發酵 (指示劑或染色劑)等。煮沸可以殺死微生物的營養細胞和一部分芽孢,屬
過程中影響亞硝酸鹽含量的因素有溫度、食鹽用量、腌制時間等;亞硝酸鹽 于消毒;為防止空氣中雜菌污染,接種時要在酒精燈火焰附近進行;家庭制
只有在特定的條件下,才會轉變成致癌物亞硝胺。 作葡萄酒時所利用的微生物是葡萄表面的酵母菌,故不能滅菌;培養基常
【課后鞏固】 進行高壓蒸汽滅菌。故④⑥操作錯誤。
基礎訓練 變式2 A 解析:在第二區域內劃線時,接種環上的菌種直接來源第
1.A 2.D 3.D 4.B 5.CD 一區域的劃線末端,A錯誤;第一步灼燒接種環是為了避免接種環上可能
6.(1)酵母菌 醋酸菌 后者無以核膜為界限的細胞核 都是異養 存在的微生物污染培養物,B正確;每次劃線前,灼燒接種環是為了殺死上
生物 (2)防止空氣中雜菌進入 (3)溫度 重鉻酸鉀 灰綠色 (4)在氧 次劃線結束后接種環上殘留的菌種,以達到稀釋菌種的目的,C正確;為避
·105·
免細菌污染環境和感染操作者,劃線結束后,灼燒接種環能及時殺死接種 變式1 B 解析:硝化細菌屬于自養生物,可以利用無機碳,培養基
環上的菌種,D正確。 中不含有有機物,A錯誤;應對采集底泥使用的工具進行滅菌,全部接種過
【當堂訓練】 程均需在火焰旁進行,B正確;實驗目的是“養殖池底泥中硝化細菌的分離
1.B 2.D 3.A 4.CD 與計數”,平板劃線法可以對微生物進行分離,但無法進行計數,C錯誤;應
5.(1)b 紅色環帶 氨 越強 (2)C 解析:(1)分離以尿素為氮源 將培養基置于30℃恒溫下培養,每隔24h統計培養基中菌落數一次,D
的細菌應選用尿素為唯一氮源的培養基,培養基b符合要求;脲酶可以將 錯誤。
尿素分解為氨氣,在含有脲酶的細菌菌落周圍pH為堿性,酚紅指示劑產 典例2 D 解析:干熱滅菌法適用于對濾杯、濾膜和濾瓶進行滅菌,
生顏色變化,所以會出現紅色環帶,紅色變色區域越大,表明該菌株利用尿 防止雜菌的污染,A正確;在酒精燈火焰附近操作可以減少空氣中的雜菌
素的能力強。(2)如圖是平板劃線示意圖。劃線的順序為1→2→3→4→ 污染,B正確;由于過濾完后細菌黏附在濾膜上,將濾膜緊貼在EMB培養
5。A.劃線操作須在火焰附近進行,A錯誤;B.不僅僅在5區域中才可以 基上可以將黏附的菌種接種在培養基上,C正確;EMB培養基屬于鑒別培
得到所需菌落,只是在5區域獲得所需菌落的概率最大,B錯誤;在5區域 養基,沒有選擇作用,D錯誤;故選D。
劃線后,要對接種環進行滅菌,避免菌種污染環境,C正確;D.操作完后, 變式2 (1)牛肉膏、蛋白胨 瓊脂 高壓蒸汽滅菌法 (2)雜菌感染
將培養皿倒置于28℃恒溫箱中培養,D錯誤。 不正確 (3)伊紅美藍 小 解析:(1)培養基中的牛肉膏、蛋白胨可以
【課后鞏固】 為微生物提供所需的氮。無菌平板屬于固體培養基,培養基中應加入瓊
基礎訓練 脂。培養基滅菌方法為高壓蒸汽滅菌法。(2)在某次調查中,空白對照組
1.D 2.C 3.C 4.B 5.B 6.CD 的一個平板上出現了6個菌落,說明在此次調查中出現了滅菌不徹底或雜
7.(1)瓊脂 (2)乳酸菌的(初步)鑒定 為乳酸菌提供N源等各種營 菌感染現象。空白對照組菌落數的平均值不一定是6,將50(即56-6)個/
養物質 (3)無菌水 (4)防雜菌污染 ①每次劃線前灼燒接種環 ②每 平板作為本組菌落數的平均值,該做法不正確。(3)進一步確定其中大腸
次劃線都從上次劃線末端開始劃線 解析:(1)選擇培養基和部分鑒別培 桿菌的菌落數,還需要配制伊紅美藍培養基加以鑒別。考慮到顆粒性物質
養基以及用于分離純化的培養基是固體培養基,一般要加瓊脂;(2)脫脂乳 會為微生物附著提供場所,同一菌落可能是兩個或多個微生物形成,用菌
被乳酸菌分解利用后形成透明圈,可以對乳酸菌進行初步鑒定,同時脫脂 落數反映微生物實際數目可能會使測量值偏小。
乳也給乳酸菌提供了N源等各種營養物質(包括維生素);(3)梯度稀釋時 【當堂訓練】
要用無菌水,以防雜菌污染;(4)首次接種灼燒是為了防雜菌污染。為保證 1.D 2.B 3.A 4.C 5.CD
得到單個細菌繁殖而來的菌落,操作時必須做到每次劃線前灼燒接種環, 6.(1)碳源和氮源 鑒別葡萄球菌 葡萄球菌更耐受高濃度的 NaCl
從第二次開始,每次劃線都從上次劃線末端開始劃線。 溶液 (2)22.5 涂布平板 當樣品的稀釋度足夠高時,培養基表面生長
拓展提升 的一個菌落,來源于樣品稀釋液中的一個活菌 解析:(1)配制分離葡萄球
1.D 2.C 3.B 4.C 5.AC 菌的培養基時,在培養基中加入一定量的卵黃液,卵黃液除了能給微生物
6.(1)能量 碳源 不同微生物生長繁殖所需的最適pH 不同 提供碳源和氮源、水和無機鹽等營養物質外,還具有的作用是鑒別葡萄球
(2)高壓蒸汽滅菌鍋 100kPa、121℃ (3)固氮 該培養基缺少氮源,只 菌。在配制培養基時若加入高濃度的NaCl溶液,就更容易篩選出葡萄球
有固氮菌可以利用空氣中的氮氣而獲得氮源,進行生長繁殖 平板劃線法 菌來,最可能的原因是葡萄球菌更耐受高濃度的NaCl溶液。(2)檢測果汁
和稀釋涂布平板 (4)該培養基沒有凝固劑,是液體培養基,不能將目的菌 中的葡萄球菌密度時,需先將果汁稀釋。若要制成10倍的稀釋樣液,可取
分散成單個細菌而獲得單菌落 解析:(1)培養基中的葡萄糖作為能源物 待檢測果汁2.5mL加入22.5mL無菌水中。稀釋后的樣液需用涂布平板
質能作為細菌細胞呼吸的底物,為細菌的生長繁殖提供能量;葡萄糖氧化 法接種在固體培養基上,利用這一方法進行活菌計數的原理是當樣品的稀
分解的中間產物能為合成其他有機物提供原料。不同微生物生長繁殖所 釋度足夠高時,培養基表面生長的一個菌落,來源于樣品稀釋液中的一個
需的最適pH不同,如培養霉菌時需要將pH調至酸性,培養細菌時需要將 活菌。
pH調至中性或微堿性。(2)培養基常常會放在高壓蒸汽滅菌鍋中,在壓 【課后鞏固】
力為100kPa、溫度為121℃的條件下,維持15~30min滅菌。(3)培養基 基礎訓練
A沒有添加尿素或其他氮源物質,只有固氮菌可以利用空氣中的氮氣獲得 1.A 2.D 3.C 4.A 5.A 6.AC
氮源而生長繁殖。(4)培養基B沒有添加凝固劑———瓊脂,屬于液體培養 7.(1)苯酚 A 稀釋涂布平板 (2)④的培養基沒有加入苯酚作為
基。液體培養基不能將培養的目的菌分散成單個的細菌,固而無法獲得單 碳源,⑤的培養基加入了苯酚作為碳源 稀釋涂布平板法或平板劃線 防
菌落。 止冷凝后形成的水珠滴落在培養基上污染培養基 解析:根據微生物對營
第2課時 微生物的選擇培養和計數 養的需求,在培養基中加入或不加某些物質以達到促進目的菌生長,抑制
【知識梳理】 或阻止其他雜菌生長的目的,然后再用稀釋涂布平板法、平板劃線法或其
一、1.70~80 不能生存 2.特定種類 其他種類 他方法篩選出單個目的菌落,再接種培養即可獲得純目的菌。為防止培養
二、1.脲 NH3 培養基中除含有細菌必需的碳源、水、無機鹽外,只含有 基中水分蒸發形成的水珠落入培養基中影響菌體生長,所以要將培養皿
尿素一種氮源 2.充分稀釋 涂布 選擇培養基上 無菌水 搖勻 9 倒置。
等比稀釋 0.1 培養基 酒精 火焰 冷卻 培養基 培養皿 倒置 拓展提升
30~37 1.B 2.B 3.A 4.CD
三、1.(1)稀釋度 一個活菌 統計平板上的菌落數 30~300 (2)少 5.(1)氮 為細菌生長提供無機營養,作為緩沖劑維持細胞生長過程
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 2.(1)細 中pH (2)用尿素為唯一氮源的培養基選擇培養 不能合成脲酶微生物
菌計數板 血細胞計數板 (2)活菌數 死菌數 無法分解尿素獲取氮源,生長受到抑制 (3)紅色環 目標菌產生的脲酶
【典例精解】 催化尿素分解生成氨,使pH上升,酚紅試劑在堿性條件下由無色變紅,出
典例1 A 解析:涂布接種時,需將涂布器沾酒精后在酒精燈外焰上 現紅色環 解析:(1)給農作物施用尿素,主要是為了給植物提供氮元素,
引燃,以殺死涂布器上的微生物,冷卻后再使用,避免高溫的涂布器殺死菌 過量施用隨水土流失后易造成水體污染,這種現象叫水體富營養化。為了
種,A正確;純化培養時,使用的固體培養基,不需培養皿倒置放在恒溫培 篩選能分解尿素的細菌,在配制培養基時需要添加KH2PO4和Na2HPO4,
養箱內的搖床上培養,B錯誤;平板劃線操作不可對微生物進行計數,C錯 其作用有為細菌生長提供無機營養,作為緩沖劑保持細胞生長過程中pH
誤;觀察菌落時,不能將培養皿蓋拿掉,避免菌種被污染,D錯誤。 相對穩定。(2)要從土壤中分離目標菌,關鍵的實驗思路是用尿素為唯一
·106·
氮源的培養基選擇培養。理由是不能合成脲酶微生物無法分解尿素獲取 拓展提升
氮源,生長受到抑制。(3)為對分離得到的菌種做進一步的鑒定,常在固體 1.C 2.B 3.D 4.AD
培養基中加入酚紅試劑,若菌落周圍出現紅色環,可以初步鑒定該種細菌 5.(1)密閉 C6H12O6 →2C2H5OH+2CO2+能量 (2)無菌 B
為目標菌,其原理是目標菌產生的脲酶催化尿素分解生成氨,使pH上升, (3)稀釋涂布平板法和平板劃線法 (4)溫度較高 解析:(1)酒精發酵是
酚紅試劑在堿性條件下由無色變紅,出現紅色環。 酵母菌無氧呼吸產生酒精的過程,所以用于酒精發酵的設備應該是密閉
第3節 發酵工程及其應用 的,酒精發酵的反應式是C6H12O6 →2C2H5OH+2CO2+能量。(2)深
【知識梳理】 層發酵設備適合液體發酵,但容易導致缺氧,而其中的機械攪拌器,能使經
一、菌種的選育 滅菌 發酵 1.自然界 誘變育種 基因工程育種 過過濾的無菌空氣由吸風管吸入并擴散到發酵液中
,使發酵液中含有充足
2.擴大培養
,
3.反復試驗 4.培養基 發酵設備 5.培養基 6.微生物 的氧氣 有利于液體培養的微生物進行有氧呼吸
,適合用于生產果醋。果
數量 產物濃度 營養組分 溫度 pH 7.過濾、沉淀 提取、分離和
酒、泡菜需要無氧條件,而泡菜、腐乳是固體發酵,都不能采用深層發酵的
純化 方法。(3)稀釋涂布平板法和平板劃線法是分離純化微生物的常用方法。
二、1.(1)醬油、各種酒類
() 。
(2)黑曲霉 谷氨酸棒狀桿菌 2.基因 蛋白 4 大腸桿菌一般生活在常溫條件下 從熱泉獲得的耐高溫菌種生長在高
質 3.(1)有機酸 生物活性物質 根瘤菌肥 固氮菌肥 (2)微生物 溫條件下
,適應高溫環境,在實驗室培養時,也需要提供相應的高溫條件。
其代謝物 生物防治 可持續發展 (3)蛋白質 微生物菌體 4.糧食、 第1章評估
環境、健康 能源 一、1.C 解析:參與果酒發酵和果醋發酵的微生物中,參與果酒發酵的微
【典例精解】 生物含有線粒體,A錯誤;果酒制成后需向裝置適時通氣和升高溫度,才可
典例1 B 解析:谷氨酸棒狀桿菌屬于需氧型生物,所以谷氨酸棒狀 制作果醋,B錯誤;在腐乳制作過程中需要能產生蛋白酶的微生物參與,C
桿菌的新陳代謝模型是異養需氧型,A錯誤;培養過程需將pH調成中性 正確;在腐乳裝瓶時自下而上隨層數的增加逐漸增加鹽量,D錯誤。
和弱堿性,會積累谷氨酸,在酸性條件下則會容易形成谷氨酰胺和 N 乙 2.B 解析:家庭制作果酒、果醋和腐乳三種傳統發酵食品時,都需要
酰谷氨酰胺,B正確;攪拌的唯一目的是使空氣成為小泡同時增加營養物 無菌操作,但不需嚴格無菌操作與,B正確;三種菌種中只有醋酸菌是原核
質、氧氣跟谷氨酸棒狀桿菌的接觸面,C錯誤;冷卻水可以使溫度下降到最 生物,A錯誤;在果酒發酵過程中,酵母菌生長不旺盛,C錯誤;果酒制作的
適溫度,保持酶的活性,D錯誤。 適宜溫度是18~25℃,果醋制作的適宜溫度是30~35℃,腐乳制作的適
變式1 C 解析:只有添加緩沖液才可以保持培養液中pH相對穩 宜溫度是15~18℃,D錯誤。
定,C正確。 3.D 解析:只有酵母菌即可進行無氧呼吸也可進行有氧呼吸,A錯
典例2 A 解析:發酵工程生產的微生物的農藥與傳統的化學農藥 誤;醋酸菌是原核細胞不能發生染色體變異,也沒有核孔,B、C錯誤;三者
不同,微生物農藥是利用微生物或其代謝物來防治病蟲害的,與生物之間 在發酵過程中所需的最適溫度有一定差異,D正確。
的寄生、競爭等有關,A錯誤,B、C正確;發酵工程生產的微生物的飼料含 4.D 解析:抗生素會抑制乳酸菌的生命活動,A錯誤;醋酸菌是好氧
有豐富的蛋白質,D正確。 菌,B錯誤;腐乳制作過程中加鹽腌制的目的是使豆腐析出部分的水分,C
變式2 C 解析:單細胞蛋白是通過發酵工程獲得的,C符合題意。 錯誤;控制好溫度、pH,既有利于目的菌繁殖也可抑制雜菌生長,D正確。
【當堂訓練】 5.B 解析:乳酸菌為厭氧菌,A錯誤;B.家庭制作果酒、果醋和腐乳
1.B 2.B 3.A 4.CD 通常都不是純種發酵,B正確;C.果酒、果醋制作過程中發酵液pH都逐漸
5.(1)誘導其發生基因突變 一定濃度的β 紫羅酮 高壓蒸汽滅菌 降低,C錯誤;毛霉主要通過產生脂肪酶、蛋白酶參與腐乳發酵,D錯誤。
(2)稀釋涂布平板法 基因突變頻率低,只有少數基因突變的菌才能生 6.B 解析:微生物培養過程中要進行無菌操作,防止外來雜菌的入
長、繁殖 (3)橙紅 濃縮 (4)Ⅰ 解析:(1)用紫外線照射三孢布拉霉負菌 侵,A正確;為了保證微生物的正常生長,培養基的成分一般含有碳源、氮
的目的是誘導其發生基因突變。由于未突變菌不能在含有一定濃度的β 源、水、無機鹽,有的微生物需要添加生長因子,B錯誤;平板劃線和涂布平
紫羅酮的培養基上生長,因此在選出高產突變菌種時,還應在培養基中添 板這兩種接種方法都可對微生物進行分離,C正確;倒平板后需要將培養
加一定濃度的β 紫羅酮,在接入菌種前,應對培養基進行高壓蒸汽滅菌, 皿倒置,目的是防止培養皿蓋上的冷凝水滴落,造成污染,D正確。
以避免雜菌污染;(2)乙圖固體平板培養基中菌落均勻分布,該同學的接種 7.A 解析:檢測培養基被污染的方法是:將未接種的培養基在適宜
方法是稀釋涂布平板法;只有少數菌能生長形成菌落的根本原因是基因突 的溫度下放置適宜的時間,觀察培養基上是否有菌落產生,A錯誤;接種換
變頻率低和不定向性,只有少數基因突變的菌才能生長、繁殖;(3)菌體隨 上的菌液經過連續劃線,菌液中的菌體越來越少,最后容易形成單菌落,B
β 胡蘿卜素含量增加從黃色加深至橙紅色,因此選擇β 胡蘿卜素含量高 正確;鑒定尿素分解菌培養基不是無氮,有唯一氮源尿素,尿素分解菌分解
的菌株時,應選取橙紅色的菌落接種至液體培養基;過程⑥是濃縮,用紙層 尿素形成了氨氣,氨氣會使培養基的堿性增強,用酚紅試劑即可鑒定出,C
析法鑒定提取的胡蘿卜素粗品;(4)從圖中分析可知,色帶Ⅰ為β 胡蘿卜 正確;當纖維素被纖維素酶分解后,剛果紅—纖維素的復合物就無法形成,
素,其余兩色帶的極性比β 胡蘿卜素高,色素帶顯極性,而且具有親水性, 培養基中會出現以纖維素分解菌為中心的透明圈,可通過是否產生透明圈
易與濾紙上吸附的水結合,且分子量大,分子間的相互作用力也大,這樣在 來篩選纖維素分解菌,D正確。
固定相中移動的速度就慢;而非極性的化合物,易進入有機溶劑中,在流動 8.D 解析:實驗用過的帶菌培養基要高壓蒸汽滅菌后才能倒掉,以
相中色素分布較多,分子含量相對較少,分子間相互作用力也小,移動速度 免污染環境,A錯誤;應利用稀釋涂布平板法對細菌進行分離純化并計數,
較快。 B錯誤;要使該實驗所得結果可靠,還應該同時在另一平板上接種無菌水
【課后鞏固】 作為對照進行實驗,C錯誤;培養基中含有的蛋白胨、淀粉分別為細菌培養
基礎訓練 提供了氮源和碳源,D正確。故選D。
1.D 2.B 3.C 4.A 5.BD 9.C 解析:圖中①過程是稀釋嗜熱菌培養液的過程,A正確;接種嗜
6.(1)基因工程、發酵工程 (2)人工誘變 (3)萃取 離子交換 解 熱菌即②過程所使用的方法是稀釋涂布平板法,B正確;分析圖示信息可
析:(1)能產生人胰島素的大腸桿菌,是通過基因工程、發酵工程獲得的; 知,Ⅰ號、Ⅱ號培養基都屬于固體培養基,培養基配制和滅菌過程中,應注
(2)在發酵工程中,為獲得高產菌種,常用的培育新品種的方法除了基因工 意先調節pH后滅菌,C錯誤;部分嗜熱菌在Ⅰ號培養基上生長時可產生
程和細胞工程,還可以通過人工誘變得到;(3)在發酵過程中,要分離提純 淀粉酶,分解培養基中的淀粉后會在菌落周圍形成透明圈,透明圈越大,說
出微生物的代謝產物,常用的方法有蒸餾、萃取、離子交換等。 明產生的淀粉酶越多,因此應挑選透明圈大的菌落接種在Ⅱ號培養基上繼
續培養,D正確。故選C。
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10.D 解析:據表分析,該培養基配方中沒有加瓊脂,所以應該為液 三、21.(1)被工業污水污染的水體 含氮有機物(NS) 選擇 稀釋涂布
體培養基,碳源是(CH2O),A正確;不論何種培養基,在各成分都溶化后 平板法 (2)至少 1.51×108 (3)不接種的空白培養基 (4)碘液 相
分裝前,要先進行pH調整,然后進行滅菌,B正確;酒精燈火焰附近存在 同NS濃度的上述培養基 菌落周圍透明圈的大小(或直徑) 解析:(1)
一個無菌區,為避免雜菌污染,接種時應在酒精燈火焰附近操作,C正確; 篩選相應的菌株應該到其生存環境去尋找,由于工業污水中有一種極難降
纖維素分解菌對青霉素敏感,用該培養基培養纖維素分解菌,應除去青霉 解的含氮有機物NS,其可被NS分解菌高效降解,因此欲得到能高效降解
素和(CH2O),同時加入的是纖維素粉作為唯一碳源,D錯誤。故選D。 NS分解菌,可以選擇被工業污水污染的水體的環境采集樣品分離所需細
11.C 解析:牛肉膏蛋白胨培養基一般用高壓蒸汽滅菌法進行滅菌, 菌。據題意可知,NS分解菌高效降解含氮有機物 NS,因此篩選 NS分解
A正確;用顯微鏡直接計數法統計菌液中的細菌數目,可以幫助估算接種 菌的過程中,以含氮有機物(NS)為唯一氮源,該培養基屬于選擇培養基。
時的稀釋倍數,B正確;根據平板中菌落分布情況可以判斷接種采用的是 若要對NS分解菌加以純化并計數,可采用的接種方法是稀釋涂布平板
稀釋涂布平板法,觀察菌落特征也是采用稀釋涂布平板法,C錯誤;挑取單 法。(2)將1mL樣品稀釋100倍,在3個平板上分別接人0.1mL稀釋液;
菌落后接種到液體培養基中,培養目的是擴大化培養菌株,D正確。故 經正確操作培養后,3個平板上的菌落數分別為150、158和145。由于兩
選C。
個或多個細胞連在一起時,平板上觀察到的只是一個菌落,據此可得出毎
12.C 解析:要篩選纖維素酶高產菌株,平板內的固體培養基和錐形
升樣品中的活菌數至少為(150+158+145)÷3÷0.1×100×1000=1.51
瓶中的液體培養基應以纖維素作為唯一碳源,A正確;對培養基的滅菌利
8個。()為排除雜菌污染,應設置的對照實驗是不接種的空白培養
用的是高壓蒸汽滅菌法,對接種環采用火焰灼燒法進行滅菌,B正確;
×10 3
圖④
基。(4)由于無色的, NS
與碘作用可形成藍色反應,因此在培養NS分解菌
采用的接種方法是平板劃線法 而對培養的微生物進行計數采用稀釋涂布
, ; 的培養基中除了加入必需營養物質外,還需要加入碘液用于顏色反應鑒別平板法 C錯誤 剛果紅可以與纖維素形成紅色復合物,當纖維素被纖維素
酶分解后,紅色復合物無法形成,出現以纖維素分解菌為中心的透明圈,我 NS分解菌。若用上述培養基比較不同菌株 NS降解能力的大小,可用含
們可以通過是否產生透明圈來篩選纖維素分解菌,D正確。 相同NS濃度的上述培養基培養不同菌株
,一定時間后,通過測定菌落周
13.D 解析:醋酸桿菌不能進行無氧呼吸,D錯誤。 圍透明圈的大小(或直徑)來確定不同菌株降解NS能力的大小。
14.D 解析:發酵工程生產的單細胞蛋白是通過發酵獲得的大量的 22.(1)分解者 (2)鑒別 將蛋白胨改成尿素 (3)高壓蒸汽滅菌
微生物菌體,A錯誤;發酵所用的菌種多是通過人工誘變的方式獲得,B錯 (4)稀釋涂布平板法 平板劃線法 (5)BC 解析:(1)從生態系統的功能
誤;發酵工程的產品如果是微生物細胞本身,可采用過濾、沉淀等方法將菌 成分分析,大腸桿菌屬于分解者。(2)該培養基中含指示劑,為鑒別培養
體從培養液中分離出來,C錯誤;發酵過程一般來說都是在常溫常壓下進 基。將蛋白胨改為尿素,可用來篩選土壤中的尿素分解菌。(3)在微生物
行,條件溫和、反應安全,原料簡單、污染小,反應專一性強,因而可以得到 培養的過程中,為防止雜菌污染,需要對培養基和培養皿進行高壓蒸汽滅
較為專一的產物,在很多領域得到廣泛的應用,D正確。故選D。 菌;操作者的雙手需要進行清洗和消毒。(4)圖1對應的接種方法是稀釋
15.B 解析:利用稀釋涂布平板法既能分離微生物又能對微生物進 涂布平板法,圖2對應的接種方法是平板劃線法,均可得到由單個細菌繁
行計數,故可以接種土壤提取液來分離尿素分解菌,A不符合題意;接種微 殖形成的菌落。(5)大腸桿菌屬于原核生物。A.參與果酒制作的微生物
生物方法可以用平板劃線法和稀釋涂布平板法,可分離纖維素分解菌,但 酵母菌,屬于真核生物;B.參與果醋制作的微生物是醋酸菌,屬于原核生
不可以計數,B符合題意,符合題意;利用伊紅美藍培養基鑒定大腸桿菌顯 物;C.參與泡菜制作的微生物是乳酸菌,屬于原核生物;D.參與腐乳制作
示金屬光澤,C不符合題意;以尿素為唯一氮源且含酚紅的培養基鑒別和 的微生物主要是毛霉,屬于真核生物。因此,細胞結構與大腸桿菌最相似
選擇尿素分解菌,D不符合題意。 的是BC。
二、16.AD 解析:發酵裝置在陰涼處放置時,需要間隔一定時間放氣,后 23.(1)選擇 高壓蒸汽 (2)稀釋涂布平板法 隨機取若干滅菌后
期間隔時間可適當延長,B錯誤;酵素中的蛋白酶、脂肪酶被人體攝入后會 的空白平板先行培養一段時間,看是否長出菌落 (3)9×108 統計結果
被消化分解,失去原有功能,C錯誤。 是用菌落數來表示的,當兩個或多個細菌連在一起時,平板上觀察到的只
17.CD 解析:利用啤酒酵母生產啤酒時一般先通入空氣,讓其進行 是一個菌落 解析:(1)該培養基只允許解磷菌生長,這種培養基稱為選擇
有氧呼吸,利于大量繁殖,然后密封,利于無氧發酵產生大量酒精;家庭制
培養基。對培養基進行滅菌應該用高壓蒸汽滅菌法。(2)接種微生物常用
作果酒、果醋時,所需的菌種來自原料或自然環境,因此不能對原料進行滅
平板劃線法和稀釋涂布平板法,其中稀釋涂布平板法可用于對微生物進行
菌;果酒制作的適宜溫度是18~25℃,果醋制作的適宜溫度是30~35℃;
滅菌,因此對初步篩選得到的目的菌進行純化并計數,常采用的接種方法
制作腐乳用到的主要菌種是毛霉,毛霉屬于真菌,屬于真核生物。
是稀釋涂布平板法;在接種前,隨機取若干滅菌后的空白平板先行培養一
18.ABD 解析:甲、乙罐中的微生物分別是酵母菌和醋酸桿菌,它們
的代謝類型分別是異養兼性厭氧型、 段時間
,這樣做的目的是檢測培養基滅菌是否合格。()分析表中數據,統
異養需氧型,A正確;甲罐頂上管道彎 3
計有效菌落數應為
曲及加水的目的是防止空氣、雜菌進入,以及排氣減壓等,B正確;乙罐中 30~300
,所以應選擇稀釋度為10-6,所以湖水中解磷
刨木花有利于發酵菌的附著,醋酸桿菌不能以刨木花為碳源,C錯誤;a、b 88+82+100菌的濃度約為 ×106=9×108(個)。由于統計結果是用菌落3×0.1
曲線可分別代表酒精和乙酸的濃度變化規律,D正確。
數來表示的,當兩個或多個細菌連在一起時,平板上觀察到的只是一個菌
19.BC 解析:培養不需要在酒精燈火焰附近進行,A錯誤;腐乳裝瓶
, , 落
,因此實際上每升溶液中的活菌數比通過統計所得的這一數值要大。
腌制時在近瓶口處加大用鹽量 可以抑制微生物的生長 可以防止雜菌污
染,B正確;分離酵母菌的培養基中添加青霉素可以抑制細菌的生長,在一 24.
(1)水、無機鹽、氮源 尿素分解菌分泌的脲酶能將尿素分解成
, ; , NH3 和CO2, ()定程度上可以防止雜菌污染 正確 早期胚胎的培養液一般比較復雜 除 而尿素分解菌不能利用CO2 2 防止外來雜菌的入侵C
平
一些無機鹽和有機鹽類外,還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養 板劃線法 稀釋涂布平板法(兩空位置可對調) 避免周圍環境中的微生
成分,以及血清等物質,但不能防止雜菌污染,D錯誤。 物的污染 (3)發酵溫度需調整到30~35℃,打開進氣口并不間斷地通入
20.BC 解析:在每次劃線前后都要對接種環進行滅菌,但不能對培 無菌空氣 (4)讓豆腐上長出毛霉→加鹽腌漬→加鹵湯裝瓶→密封腌制
養基進行滅菌;進行劃線操作時,左手將培養皿的皿蓋打開一條縫隙,右手 腐乳的發酵在多種微生物的協同作用下進行,其中起主要作用的是毛霉,
將沾有菌種的接種環迅速伸入平板內,劃三至五條平行線,蓋上皿蓋,除第 它是一種絲狀真菌,新陳代謝類型是異養需氧型;毛霉等微生物產生的蛋
一次劃線外,以后的每一次劃線的起點是上一次劃線的末端;注意接種時 白酶可以將豆腐中的蛋白質分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可以將脂
不能劃破培養基,否則難以達到分離單菌落的目的;第1區和第5區的劃 肪水解成甘油和脂肪酸 解析:(1)微生物培養基一般都含有水、無機鹽、
線不能相連。 碳源和氮源等營養物質。尿素是含碳有機物,培養尿素分解菌時,培養基
·108·
中的尿素卻不是尿素分解菌的碳源,原因是尿素分解菌分泌的脲酶能將尿 屬于無性生殖,能保持親本的優良性狀,同時獲得植株所需時間短。
素分解成NH3 和CO2,而尿素分解菌不能利用CO2。(2)獲得純凈培養 【課后鞏固】
物的關鍵是防止外來雜菌的入侵。接種微生物常用的兩種方法是平板劃 基礎訓練
線法和稀釋涂布平板法。實驗室接種微生物時,常在酒精燈火焰旁進行, 1.C 2.A 3.C 4.C 5.BC
這樣操作的目的是避免周圍環境中的微生物的污染。(3)若要在制作果酒 6.(1)無機物 生長素 (2)細胞的全能性 有絲分裂 分化
的基礎上制作果醋,發酵溫度需調整到30~35℃,打開進氣口并不間斷的 (3)培養基 芽發育成葉,葉肉細胞中葉綠素的合成需要光照條件 (4)選
通入無菌空氣。(4)腐乳制作的流程是讓豆腐上長出毛霉→加鹽腌漬→加 擇性表達 解析:植物組織培養是用離體的植物組織、器官或細胞接種到
鹵湯裝瓶→密封腌制。腐乳制作的原理是:a.腐乳的發酵在多種微生物的 經滅菌的培養基中,培養基含有供組織細胞生長發育所需要的無機物和小
協同作用下進行,其中起主要作用的是毛霉,它是一種絲狀真菌,新陳代謝 分子有機物,還有調節細胞脫分化和再分化的細胞分裂素和生長素。由外
類型是異養需氧型。 毛霉等微生物產生的蛋白酶可以將豆腐中的蛋白 植體發育成試管苗,脫分化階段細胞進行有絲分裂,再分化階段愈傷組織b.
; 。 經細胞有絲分裂和分化形成試管苗,此階段需要光照,原因是葉肉細胞中質分解成小分子的肽和氨基酸 脂肪酶可以將脂肪水解成甘油和脂肪酸
葉綠素的合成需要光照條件。
制作腐乳時,影響腐乳的風味和質量的因素有鹽的用量、酒的種類和用量、
拓展提升
發酵的溫度、發酵時間等。
1.B 2.C 3.A 4.D 5.ACD
第2章 細胞工程 6.(1)生殖隔離 (2)纖維素酶和果膠酶 (3)聚乙二醇(PEG) 3
第1節 植物細胞工程 滅活的病毒 (4)高爾基體 76 (5)胚狀體 解析:(1)白菜和甘藍之間
自然狀態下存在生殖隔離,所以不能通過有性雜交產生后代。(2)去細胞
第1課時 植物細胞工程的基本技術
壁最常用的方法是酶解法。細胞壁的主要成分是纖維素和果膠,利用酶的
【知識梳理】
專一性,在溫和的條件下用纖維素酶和果膠酶等可除去植物的細胞壁。
一、1.產生完整生物體 分化成其他各種細胞 2.選擇性地表達 (3)人工誘導原生質體融合常用的化學方法是用聚乙二醇(PEG)誘導。若
二、1.離體 人工配制的培養基 完整植株 2.(1)結構和功能 (2)愈 只考慮兩兩融合,原生質體C有白菜—白菜、白菜—甘藍、甘藍—甘藍3種
傷組織 芽、根等器官 (3)生長素 細胞分裂素 3.(1)酒精 次氯酸 融合細胞。動物細胞的融合還常用到滅活的病毒作為誘導劑。(4)b過程
鈉溶液 (3)酒精燈火焰 誘導愈傷組織 (4)培養箱 愈傷組織 (5)誘 為新細胞壁的生成,與高爾基體密切相關。白菜細胞含20條染色體,甘藍
導生芽 誘導生根 (6)蛭石或珍珠巖 細胞含18條染色體,則“白菜—甘藍”雜種細胞有38條染色體,有絲分裂
三、1.不同來源 雜種細胞 新植物體 2.原生質體融合 細胞壁 脫 后期的細胞內含76條染色體。(5)制備“白菜—甘藍”人工種子,應選取具
分化 愈傷組織 再分化 (1)纖維素酶和果膠酶 (2)①電融合 離心 有生根發芽能力的胚狀體,包裹上人工種皮制得。
②聚乙二醇(PEG) 高Ca2+-高pH 3.遠緣雜交 第2課時 植物細胞工程的應用
【典例精解】 【知識梳理】
典例1 C 解析:細胞全能性是指細胞中含有本物種的整套遺傳物 一、1.(1)植物組織培養 (2)遺傳特性 2.(1)分生區附近 (2)分生區
質,具有發育成一個完整個體的潛能。 附近 無病毒 (3)莖尖組織 馬鈴薯
變式1 B 解析:在進行植物組織培養時,需要適宜的溫度、營養、氧 二、1.(1)花藥 單倍體 (2)①穩定遺傳 ②育種的年限 2.(1)培養條
氣和pH,A正確;由外植體形成愈傷組織的過程中不需要光,但再分化形 件 誘變因素 化學物質 產生突變 (2)突變體 新品種
成胚狀體以及由胚狀體發育成植株的過程中卻需要光,B錯誤;不同植物 三、1.(1)不是植物基本的生命活動所必需 (2)抗病、抗蟲 藥物、香料
進行組織培養時,所需的溫度有所不同,C正確;由外植體形成幼苗的過程 和色素 2.植物組織培養 3.生產速度快 4.紫草寧 紫杉醇
中,培養基中營養物質的總量會減少,D正確。 【典例精解】
典例2 D 解析:首先審題可發現本題是植物體細胞雜交而非植物 典例1 D 解析:花粉粒細胞離體培養得到的植株是單倍體,改變了
體雜交,所以沒有有性生殖,因此培養出這一新品種的過程中沒有減數分 原有植株的遺傳物質。
裂。這一新品種是通過植物體細胞雜交獲得的,白菜、甘藍均為二倍體植 變式1 D 解析:植物組織培養技術不僅可以高效快速地實現種苗
物,所以雜種植株是四倍體,是具有同源染色體,能夠形成正常有性生殖細 的大量繁殖,還可以保持優良品種的遺傳特性,并通過作物脫毒提高作物
胞的,也就是能形成種子。在雜種細胞形成之后,脫分化形成愈傷組織,愈 的產量,改善作物品質。
, 典例 解析:紫草素可以通過組織培養產生紫草素的細胞來實傷組織不能進行光合作用 在培養愈傷組織的培養基中需要加入有機物蔗 2 A
;
, , 。 現 植物體細胞雜交的優勢是克服遠緣雜交不親和的障礙
;根尖和莖尖病
糖 因此 代謝類型是異養需氧型
毒極少,甚至無病毒,可獲得脫毒植株,但并非抗病毒的新品種。
變式2 C 解析:植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠,因此可以
變式
; 2 D
解析:馬鈴薯被植物病毒侵染后引起品質下降,可利用植
用纖維素酶和果膠酶去掉細胞壁 原生質體在物理或化學方法誘導下融合
物組織培養技術進行脫毒。具體做法是選取含病毒最少或無病毒的植物
成雜種細胞;植物體細胞雜交的目的是獲得雜種植株。
細胞進行組織培養,可獲得無病毒植株。
【當堂訓練】 【當堂訓練】
1.A 2.A 3.C 4.BD 1.A 2.C 3.A 4.A 5.ACD
5.(1)植物組織培養 脫分化 再分化(或細胞分裂和細胞分化) 6.(1)脫分化 再分化 (2)植物激素(或植物激素類似物) 無菌
(2)植物激素(或植物激素類似物) C (3)誘導原生質體融合 (4)能保 (3)能保持親本的優良性狀;培養周期短,繁殖效率高;能培育無病毒植株
持親本的優良性狀;培養周期短,繁殖效率高 解析:(1)題圖是將胡蘿卜 (任選兩條作答) (4)愈傷組織 突變體的利用 解析:(1)過程③為脫分
根的韌皮部細胞培養成完整新植株的過程,該技術稱為植物組織培養,包 化,過程④為再分化,其中在④過程中既有細胞分裂,又有細胞分化。
括脫分化和再分化。(2)植物組織培養的培養基需添加各種營養成分,還 (2)在植物組織培養過程中,不論是脫分化還是再分化,都需要植物激素刺
需要加入生長素、細胞分裂素等植物激素,用于誘導脫分化和再分化過程。 激,并且要求操作過程必須保證無菌。(3)植物組織培養的實質是一種無
從大量培養的紫草愈傷組織中提取紫草素,只需培養到愈傷組織階段,不 性繁殖,與有性生殖相比,具有保持親本的優良品質、培養周期短、繁殖效
需要長成幼苗,因此不需要光照。(3)植物體細胞雜交技術的關鍵是獲取 率高、能培育無病毒植株等優點。(4)突變體利用的操作對象是愈傷組織,
有活力的原生質體和誘導原生質體融合形成雜種細胞。(4)植物組織培養 但是該種方法具有很大的盲目性。
·109·
【課后鞏固】 6.(1)多 (2)血清可以補充合成培養基中缺乏的物質 維持培養液
基礎訓練 的pH (3)停止 多 胰蛋白酶 (4)抗生素 解析:癌細胞具有無限增
1.C 2.B 3.D 4.C 5.ABCD 殖的特點,故相同培養條件下,肝腫瘤細胞數量多于正常肝細胞數量。動
6.(1)植物組織培養 植物細胞的全能性 生長素和細胞分裂素 物細胞培養需提供無菌環境,如向培養液中加入適量的抗生素可防止細菌
(2)一定濃度的秋水仙素 快速大量得到純合子,縮短育種年限 基因突 的污染;需提供一定的營養,如向培養基中加入適量血清,以便補充合成培
變和染色體變異 (3)c d 解析:(1)外植體離體培養,先脫分化形成愈 養基中缺乏的物質;需提供一定的氣體環境,如向恒溫培養箱中加入5%
傷組織,后再分化形成完整植株的技術叫作植物組織培養。該技術的原理 的CO2,目的是維持培養液的pH。
是植物細胞的全能性,在培養過程中需要加入一定濃度的生長素和細胞分 【課后鞏固】
裂素,保證脫分化和再分化過程的進行。(2)由花藥離體培養得到的單倍 基礎訓練
體植株,需經秋水仙素處理獲得純合二倍體,這樣的育種方法叫作單倍體 1.A 2.D 3.A 4.C 5.AD
育種,與雜交育種相比能明顯縮短育種年限。培育過程中細胞進行有絲分 6.(1)分裂能力強 細胞懸液 原代培養 (2)突變 (3)無菌、無毒
裂,可以發生基因突變和染色體變異。(3)紫草素是紫草細胞的代謝產物, 的環境 解析:(1)容器 A 中放置的一般是幼齡動物的器官或組織,原因
將紫草細胞培養至愈傷組織階段c即可得到該代謝產物;如果制備人工種 是其細胞分裂能力強,易于培養。培養時先要剪碎,然后用胰蛋白酶分散
子,只要將其培養至再分化出胚狀體d即可。 細胞,制成B瓶中的細胞懸液,將細胞懸液轉入C瓶中進行的初次培養稱
拓展提升 為原代培養。(2)在D瓶中正常培養一段時間后,發現有許多細胞衰老死
1.A 2.C 3.B 4.BD 亡,只有極少數細胞存活,這是因為存活的細胞發生了突變,可無限增殖。
5.(1)(體積分數為70%的)酒精 (2)Aa 50%、37.5% (3)脫分 (3)B、C、D瓶中的培養液為保證無菌、無毒的環境,需要添加一定量的抗
化、再分化 (4)愈傷組織 1、2、2、4 (5)1/6 解析:(1)常用(體積分數 生素。
為70%的)酒精對植物組織進行消毒。(2)B過程只涉及有絲分裂,基因型 拓展提升
與原來的植株相同,因此獲得的子代植株基因型為Aa。子代自交1代后, 1.D 2.B 3.D 4.ABC
基因型為1/4AA、1/2Aa、1/4aa,再自交1代后,基因型為AA:1/4+1/2× 5.(1)使細胞分散開來 胰蛋白酶(或膠原蛋白酶) (2)胰蛋白酶
1/4=3/8,Aa:1/2×1/2=1/4,aa:1/4+1/2×1/4=3/8,A的基因頻率為 (或膠原蛋白酶) 有絲分裂 (3)下降 解析:(1)用剪刀將組織剪碎,并
3/8+1/4×1/2=1/2(50%)。AA基因型頻率為3/8(37.5%)。(3)圖中①需 將剪碎的組織用酶處理一段時間,使細胞充分分散開來;實驗中通常選用
經過的生理過程是脫分化變成愈傷組織,再分化為胚狀體。(4)愈傷組織 胰蛋白酶或膠原蛋白酶來處理動物組織。(2)細胞膜和細胞內部都含有蛋
是指原植物體的局部受到創傷刺激后,在傷口表面新生的組織。它由活的 白質,如果將動物細胞長期接觸胰蛋白酶(或膠原蛋白酶),可能會造成動
薄壁細胞組成,可起源于植物體任何器官內各種組織的活細胞。圖中 A、 物細胞結構被破壞;原代培養中,動物細胞進行的是有絲分裂。(3)當培養
B、C、D過程都能得到愈傷組織。A過程為花藥得到的單倍體,染色體組 基中血清濃度為40%~80%時,血清對細胞生長仍有促進作用,但隨著血
數為1。B、C過程都是體細胞進行有絲分裂,與原來的體細胞染色體數目 清濃度的升高,對細胞生長的促進作用不斷下降。
相同,因此染色體組數為2。D為原生質體融合,染色體數目和組數都加 第2課時 動物細胞融合技術與單克隆抗體
倍,染色體組數為4。(5)D過程獲得植株基因型是 AAaa,產生配子及比 【知識梳理】
例為AA∶aa∶Aa=1∶1∶4,若讓其和原植株(Aa)進行人工雜交,其后代 一、1.兩個或多個動物細胞 2.(1)細胞膜的流動性 (2)雜交 3.PEG
中基因純合的類型(AAA、aaa)所占比例為1/2×1/6+1/2×1/6=1/6。 融合 滅活病毒誘導 4.有性雜交 遠緣雜交 5.(1)細胞遺傳 細胞
第2節 動物細胞工程 免疫 (2)單克隆抗體
第1課時 動物細胞培養 二、1.(2)增殖 (3)大量增殖 抗體 2.骨髓瘤 雜交瘤細胞 產生所
【知識梳理】 需抗體 單克隆抗體 3.抗原的細微差異 大量制備 4.(1)診斷試劑
一、單個細胞 增殖 (2)治療疾病 運載藥物
二、1.(1)培養液和培養用具 (2)無菌 (3)培養液 2.種類 所需量 【典例精解】
血清等一些天然成分 3.36.5±0.5℃ 7.2~7.4 4.O2 pH 典例1 B 解析:動物細胞融合不像植物體細胞雜交那樣主要是為
三、機械的方法,或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶 原代培養 CO2培養箱 了克服遠緣雜交不親和的障礙,以培育新品種;植物體細胞雜交還應用了
CO2 培養箱 1.有害代謝物 營養物質缺乏 2.瓶壁 3.相互接觸 停 植物體細胞的全能性,動物細胞的全能性受到限制,目前只見到高度分化
止分裂增殖 4.初次培養 5.離心 胰蛋白酶 離心 的細胞核在去核卵細胞中表現出全能性,還未見到融合的細胞核表現出全
四、1.其他類型的細胞 2.早期胚胎 骨髓 臍帶血 3.(1)早期胚胎 能性的例子,因此動物細胞融合不能用來培育新物種;生產雜交細胞不是
所有組織 器官 個體 (2)造血干細胞 神經干細胞 精原干細胞 特 細胞融合的主要目的,雜交細胞只是細胞融合完成后所形成的結構名稱。
定的細胞或組織 完整個體 (3)體細胞 免疫排斥反應 變式1 C 解析:動物細胞融合也稱細胞雜交,是指兩個或多個動物
【典例精解】 細胞融合形成一個細胞的過程,A正確;融合后形成的具有原來兩個或多
典例 B 解析:由原代培養換瓶進行傳代培養時,需要用胰蛋白酶 個細胞遺傳信息的單核細胞,稱為雜交細胞,B正確;誘導動物細胞融合的
或膠原蛋白酶處理貼壁生長的細胞,A項正確;細胞的癌變一般發生于50 方法有電激、聚乙二醇、滅活的病毒等,不能用紫外線照射,C錯誤;細胞融
代后的細胞培養過程中,B項錯誤;正常進行分裂的細胞會出現接觸抑制 合技術突破了有性雜交不親和的障礙,使遠緣雜交成為可能,D正確。
現象,C項正確;動物細胞培養的場所是CO2培養箱,培養箱內含有95% 典例2 D 解析:①是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的B淋巴細胞(漿
的空氣加5%的CO2的混合氣體,為動物細胞提供適宜的氣體環境,D項 細胞),A項錯誤;胰蛋白酶可使組織分散為單個細胞,B項錯誤;③為雜交
正確。 細胞,若是B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合形成的雜交細胞,才同時具有B
變式 D 解析:胃蛋白酶的最適pH大約為2,這一環境下細胞往往會 淋巴細胞(可產生抗體)和骨髓瘤細胞(可無限增殖)的特性,C項錯誤;
受到破壞,不利于培養,所以一般用胰蛋白酶而不用胃蛋白酶處理細胞;培 ④是經篩選后獲得的能夠分泌特異性抗體的雜交瘤細胞,D項正確。
養箱中CO2的作用是調節培養液的pH;在適宜條件下,肝腫瘤細胞可以無 變式2 D 解析:單克隆抗體是相應的雜交瘤細胞產生的,單個B淋
限增殖;正常肝細胞在原代培養過程中會出現接觸抑制現象,停止增殖。 巴細胞的培養不能獲得單克隆抗體;用純化的核衣殼蛋白反復注射到小鼠
【當堂訓練】 體內,血清中的抗體不是單一抗體,還含有體內已存在的其他抗原的抗體;
1.B 2.A 3.C 4.B 5.CD 等量B淋巴細胞和骨髓瘤細胞混合,若只考慮細胞兩兩融合,可以形成三
·110·
種融合細胞,但只有B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合而成的細胞稱為雜交瘤 正確。本實驗中需要用物理或化學方法(如電脈沖、鈣離子載體、乙醇、蛋
細胞。 白酶合成抑制劑等)激活受體細胞,使其完成細胞的分裂和發育進程,故D
【當堂訓練】 正確。故選A。
1.C 2.A 3.B 4.B 5.AD 變式1 C 解析:提供細胞核的動物不一定為雌性,A錯誤;體細胞
6.(1)動物細胞培養 細胞融合 (2)滅活的病毒(或聚乙二醇、電激 核移植時通常用去核的卵母細胞作受體細胞,去除卵母細胞核時,可采用
法) 選擇性 (3)雜交瘤 既能迅速大量增殖,又能產生專一性抗體 顯微操作法,不需要電子顯微鏡,B錯誤;體細胞的全能性低于胚胎細胞,
(4)培養液 小鼠腹水 解析:(1)動物細胞工程技術的基礎是動物細胞培 所以哺乳動物體細胞核移植的難度明顯高于胚胎細胞核移植,C正確;克
養技術,細胞融合是在自發或人工誘導下,兩個或多個細胞或原生質體融 隆動物的核基因完全來自供體動物,而細胞質基因來自受體細胞,因此克
合形成一個雜種細胞。該技術突破了有性雜交方法的局限,使遠緣雜交成 隆動物遺傳物質來自供體細胞核和受體細胞的細胞質,D錯誤。
為可能。(2)過程1中細胞融合的誘導物種類很多,常用的方法主要有生 典例2 D 解析:植物組織培養的原理是細胞的全能性,動物細胞培
物法(如利用滅活的病毒誘導)、化學法(如利用聚乙二醇誘導)和物理法 養的原理是細胞增殖,A錯誤;動物細胞融合可以形成雜種細胞,但是不能
(如利用電激法誘導)。目前應用最廣泛的是利用聚乙二醇誘導,因為它易 得到新個體,B錯誤;植物細胞工程和動物細胞工程都需要在無菌條件下
得、簡便,且融合效果穩定。動植物細胞融合方法不完全相同,生物法(如 進行,C錯誤;植物組織培養可用于單倍體育種,動物體細胞核移植可以培
利用滅活病毒誘導)是動物細胞融合所特有的。過程2是單克隆抗體技術 養克隆動物,D正確。
的第一次篩選(在特定的選擇性培養基上),目的是篩選出骨髓瘤細胞與經 變式2 B 解析:目前在實驗中,科學家還不能直接把動物細胞培養
過免疫的B淋巴細胞融合的雜交瘤細胞。(3)A細胞為雜交瘤細胞,雜交 成完整的動物個體;用于核移植的供體細胞一般都選用傳代10代以內的
瘤細胞具有骨髓瘤細胞與經過免疫的B淋巴細胞的遺傳物質,因而具有既 細胞,因為10代以內的細胞能保持正常的細胞核型;用體細胞核移植方法
能迅速大量增殖,又能產生專一性抗體的特點。(4)雜交瘤細胞的培養一 生產的克隆動物,并不是對體細胞供體動物進行100%的復制,因為還有
般有體外培養和體內培養兩種方式,體外培養是在液體培養基中培養,培 部分遺傳物質來自受體卵母細胞的細胞質,而且生物性狀還受環境因素的
養后從培養液中提取單克隆抗體;體內培養是在小鼠腹腔中培養,培養后 影響。
從小鼠腹水中提取單克隆抗體。 【當堂訓練】
【課后鞏固】 1.A 2.B 3.B 4.CD
基礎訓練 5.(1)胰蛋白酶 PEG、滅活的病毒、電激 (2)B淋巴細胞(漿細胞)
1.B 2.A 3.A 4.D 5.C 6.D 7.ABD 抗原 雜交瘤細胞 (3)細胞核移植、動物細胞培養技術 解析:(1)若
8.(1)動物細胞培養技術、動物細胞融合技術 (2)滅活的病毒 雜 A、B是動物細胞,通常用胰蛋白酶處理獲得分散的單個細胞;在細胞雜交
種細胞 既能大量繁殖,又能產生抗 HIVgpl20抗體 (3)維持培養液的 過程中,誘導動物細胞融合的方法有:物理法(離心、振動、電激)、化學法
pH 解析:(1)單克隆抗體的制備過程中,首先利用了動物細胞融合技術 (聚乙二醇)和生物法(滅活的病毒)。(2)若該圖表示抗乙肝病毒的單克隆
獲得雜交細胞,然后利用動物細胞培養技術篩選出能夠產生特異性抗體的 抗體的制備過程,則A為小鼠骨髓瘤細胞,則B細胞是從小鼠體內獲取的
雜交瘤細胞。(2)細胞融合常用的生物誘導劑是滅活的病毒,融合后需要 B淋巴細胞(漿細胞),在獲得該細胞之前,需要向小鼠注射抗原;獲得C細
用特定的選擇性培養基篩選,只有融合的雜交瘤細胞才能生長,該細胞的 胞為雜交瘤細胞,需要經過兩次篩選,符合要求的雜交瘤細胞具有的特點
特點是既能大量繁殖,又能產生抗 HIVgpl20抗體。(3)若要大量制備該 是既能產生特異性抗體,又能無限增殖。(3)若該圖表示獲得克隆羊的培
單克隆抗體,可將篩選出來的細胞進行體外培養,在培養液中通入一定濃 育過程,該過程中涉及的生物技術有細胞核移植、動物細胞培養技術等。
度的CO2,來維持培養液的pH。 【課后鞏固】
拓展提升 基礎訓練
1.D 2.C 3.D 4.D 5.AC 1.A 2.C 3.C 4.C 5.BD
6.(1)4 Y Y小鼠的血清抗體效價最高 (2)B淋巴細胞相互融合 6.(1)細胞核 卵母細胞 克隆 (2)減數分裂Ⅱ中 卵母細胞 全
形成的細胞、骨髓瘤細胞相互融合形成的細胞 細胞融合是隨機的,且融 能性 (3)細胞核 第一極體 (4)供體細胞 (5)電激 重組細胞 流動
合率達不到100% (3)雜交瘤 不能無限增殖 能分泌單一抗體的雜交 性 分裂和發育 解析:(1)動物核移植是將動物的一個細胞的細胞核,移
瘤 解析:(1)據圖分析可知,第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗體效價 入一個已經去掉細胞核的卵母細胞中,使其重組并發育成一個新的胚胎,
幾乎都達到16000以上,小鼠Y的血清抗體效價最高,最適合用于制備單 這個新的胚胎最終成為動物個體。用核移植的方法得到的動物稱為克隆
克隆抗體。(2)融合體系中除了未融合的細胞和雜交瘤細胞之外,還有骨 動物。(2)圖中A細胞表示處于減數分裂Ⅱ中期的卵母細胞。在核移植
髓瘤細胞的自身融合細胞和B淋巴細胞的自身融合細胞。細胞的融合是 實驗中,通常利用該細胞作為受體細胞的原因是該細胞體積大、便于操作,
隨機的,并且不可能所有細胞都融合,故體系中會出現多種類型的細胞。 卵黃多、營養物質豐富,易激發細胞核全能性的表達。(3)圖中過程①表示
(3)正常細胞的分裂次數是有限的,且經過免疫的B淋巴細胞高度分化,不 通過顯微操作去除A細胞中的細胞核,并用微型吸管吸出該細胞附近的
能無限增殖,而是經多次傳代培養后逐漸衰老死亡。 第一極體。(4)圖中過程②表示將供體細胞注入去核的 A細胞中。(5)圖
第3課時 動物體細胞核移植技術和克隆動物 中過程③表示通過電激使兩細胞融合,形成B細胞,即重組細胞,該過程體
【知識梳理】 現了細胞膜的流動性。利用物理或化學方法可激活B細胞,使之完成細胞
一、1.(1)細胞核 (2)卵母細胞 (3)重組細胞 動物個體 2.體細胞核 分裂和發育,在體外培養成重組胚胎。
移植 體細胞核移植 3.全能性 流動性 拓展提升
二、MⅡ期去核 胚胎移植 基本相同 1.D 2.B 3.C 4.ABD
三、1.(1)遺傳改良 (2)①生物反應器 醫用蛋白 ②異種移植 ③組 5.(1)體細胞核移植 小于 胚胎細胞分化程度低,恢復全能性相對
織器官 (4)疾病模型 (5)瀕危物種 2.(1)成功率 (2)生理 較容易 (2)激素和血清 通入一定濃度的CO2 (3)器官移植后產生免
【典例精解】 疫排斥反應 解析:(1)哺乳動物的核移植可以分為胚胎細胞核移植和體
典例1 A 解析:由于MⅡ期卵母細胞核的位置靠近第一極體,用微 細胞核移植,圖中過程①采用的是細胞工程中的體細胞核移植技術;由于
型吸管可一并吸出細胞核與第一極體,所以需要將卵母細胞培養到減數分 胚胎細胞分化程度比體細胞低,恢復全能性相對較容易,所以胚胎細胞核
裂Ⅱ中期,故A錯誤;供體細胞不一定要來自珍稀動物,故B正確;在核移 移植獲得克隆動物的難度小于體細胞核移植的。(2)(早期)胚胎培養技術
植之前,需要通過顯微操作技術去除卵母細胞的細胞核和第一極體,故C 中培養液里有糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等,還需加入激素
·111·
和血清、血漿等天然物質;為了培養液的pH的穩定,還應通入一定濃度的 在透明帶內進行。(4)囊胚階段細胞分化形成內細胞團和滋養層;在原腸
CO2。(3)因為治療性克隆的組織和器官絕大多數遺傳物質和供體相同, 胚階段,內細胞團的細胞開始出現分化,而細胞分化的實質是基因的選擇
所以治療性克隆能解決供體器官缺乏和器官移植后產生免疫排斥反應等 性表達。內細胞團的表層細胞將形成外胚層,即圖中部位A。
問題。 拓展提升
第3節 胚胎工程 1.C 2.C 3.B 4.B 5.CD
()受精卵 有絲
第1課時 胚胎工程的理論基礎 6.1 A
減數分裂 (2)受精 輸卵管 (3)胚胎發
育 胚后發育 個體發育 (4)保持生物親代和子代體細胞中染色體數目【知識梳理】
的恒定,對生物的遺傳和變異具有重要意義 解析:(1)受精卵是生物個體
一、1.生殖細胞 受精卵 早期胚胎細胞 2.體外受精 胚胎移植 胚
發育的起點,發育過程中主要進行有絲分裂,成熟個體通過 A過程,即減
胎分割
數分裂產生配子。(2)B指受精過程,哺乳動物的受精過程是在雌性動物
二、1.精子 卵子 合子 2.輸卵管 3.(1)①獲能 ②MⅡ中期
的輸卵管中進行的。(3)C過程表示胚胎發育形成幼體,D過程表示胚后(2)①多種酶 ②透明帶 ③卵細胞膜 ④原核 核膜 雄原核 減數分
發育,C、D合稱個體發育。(4)受精作用保證了親子代體細胞中遺傳物質
裂Ⅱ 第二極體 雌原核
、 () 的相對穩定性
,對生物的遺傳和變異具有重要意義。
三 1.輸卵管 2.1 有絲分裂 不斷增加 并不增加 (2)桑葚 (3)內
細胞團 滋養層細胞 囊胚腔 (4)透明帶 (5)外胚層、內胚層和中胚層 第2課時 胚胎工程技術及其應用
【典例精解】 【知識梳理】
典例1 D 解析:A.卵子成熟的部位和受精的部位都是輸卵管,A 一、1.體外 早期胚胎 2.卵母細胞的采集 精子的獲取 受精 3.卵
錯誤;B.動物產生精子的形態相似,大小略有不同,但與動物體型大小無 母細胞 精子獲能處理 MⅡ期 體外受精 受精卵
關,B錯誤;C.家畜每次射精排出的精子數以億計,但通常只有一個精子與 二、1.體外受精 同種的 生理狀態相同 2.(1)遺傳性狀優良、生產能
卵子結合,這是動物繁衍后代的一種保障機制,并不是一種浪費,C錯誤; 力強 同期發情 超數排卵 (2)人工授精 (5)是否妊娠 3.(1)繁殖
D.在卵黃膜和透明帶的間隙是否可觀察到兩個極體,是判斷卵子是否受 潛力 (2)大大縮短 (3)超數排卵
精的標志,D正確。 三、1.機械方法 2等份、4等份或8等份 2.體視顯微鏡 顯微操作儀
變式1 D 解析:沖出的卵子還不成熟,只有培養至減數分裂Ⅱ中期 3.桑葚胚或囊胚 分割針 分割刀 將內細胞團均等分割 4.(1)遺傳
時,才具有與精子受精的能力。在此之前也要經歷類似精子獲能的處理。 性狀 (2)性別鑒定 遺傳病篩查
故選D。 【典例精解】
典例2 D 解析:高等動物胚胎發育為:受精卵首先通過卵裂形成32 典例1 D 解析:應該對供體和受體進行同期發情處理,A錯誤;從
個細胞的桑葚胚,桑葚胚細胞再增殖分化形成具有囊胚腔的囊胚,囊胚繼 卵巢中采集到的卵母細胞處于減數分裂Ⅰ,不能直接受精,B錯誤;同期發
續分化形成具有三個胚層分化的原腸胚,然后出現組織器官的分化,最后 情處理的代孕母羊基本上不會對植入的胚胎產生排斥反應,C錯誤。
形成幼體。綜上所述,D正確,A、B、C錯誤。故選D。 變式1 D 解析:從母體卵巢中得到的卵母細胞還不成熟,要在體外
變式2 C 解析:在原腸胚的末期,細胞數量多,有分化的基礎,細胞 培養到減數分裂Ⅱ中期才具有與精子結合的能力,A錯誤;進行胚胎分割
就出現了不同程度的分化。此時移植動物的未來將發育成下肢的部分到 時,應選擇發育到桑葚胚或囊胚時期的胚胎進行操作,B錯誤;進行胚胎分
另一同種動物胚胎不長下肢的部分,因正常分化的下肢雛形能發育成正常 割時,還可以用分割刀片將胚胎切開,C錯誤;同一物種的受體和供體的生
雙下肢,而移植成活的部分在不同位置也可長出一條腿。可見原腸胚的末 理狀況和生殖狀況相同,才能進行胚胎移植,D正確。
期已出現了細胞分化,但未出現組織和器官的形成。上述情況未牽涉細胞 典例2 B 解析:步驟甲為體外受精,步驟乙為胚胎移植,A錯誤;誘
的全能性問題,也未出現細胞的癌變情況。 導超數排卵所用的激素是促性腺激素,只作用于性腺,B正確;受精卵發育
【當堂訓練】 成早期胚胎所需營養主要來源于卵細胞中的卵黃,C錯誤;步驟甲體外受
1.B 2.A 3.A 4.A 5.AD 精使用的是獲能溶液或專用的受精溶液,與早期胚胎培養液成分相差較
6.(1)單 中心體 (2)必須在雌性動物生殖道發生相應的生理變化 大,D錯誤。
后,才能獲得受精能力 (3)卵子從卵泡中排出 精子和卵子結合(受精) 變式2 B 解析:A.對早期胚胎進行分割移植可以加快良種家畜的
(4)透明帶反應和卵細胞膜反應 在卵細胞膜和透明帶的間隙可以觀察到 繁殖,A錯誤;B.進行胚胎移植時,選用的胚胎可以通過體內受精或體外
兩個極體 (5)內細胞團 解析:(1)一個精原細胞經減數分裂會產生4個 受精得到,B正確;C.體外受精時,需在獲能溶液中培養精子,使其獲能,C
含單倍染色體的精子細胞。精子細胞變形時,中心體演變為精子的尾。 錯誤;D.培育轉基因水稻時,可通過農桿菌的侵染將目的基因導入水稻細
(2)精子獲能是指剛剛排出的精子,不能立即與卵子受精,必須在雌性動物 胞中,D錯誤。
生殖道發生相應的生理變化后,才能獲得受精能力。(3)排卵是指卵子從 【當堂訓練】
卵泡中排出。雌性哺乳動物的 MⅡ是在精子和卵子結合(受精)的過程中 1.C 2.A 3.D 4.C 5.AD
完成的。(4)受精過程中防止多精入卵的兩個反應是透明帶反應和卵細胞 6.(1)原代培養 接觸抑制 (2)沖卵 體外受精(或核移植)
膜反應。在卵細胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體是判斷卵子是 (3)胚胎移植 冷凍(或低溫) (4)內細胞團 誘導分化 解析:(1)將動
否受精的重要標志。(5)在胚胎發育過程中,桑葚胚進一步發育,細胞開始 物組織用酶處理成單個細胞后進行的初次培養叫原代培養。原代培養過
出現分化。聚集在胚胎一端,個體較大的細胞稱為內細胞團。 程中,當貼壁細胞分裂生長到相互接觸時,會出現接觸抑制使細胞停止分
【課后鞏固】 裂增殖。(2)用于胚胎移植的細胞可用沖卵的方法將早期胚胎從母體子宮
基礎訓練 中沖洗出來或獲得卵子后在體外進行受精培養獲得。(3)暫不進行胚胎移
1.A 2.D 3.C 4.D 5.AB 植的胚胎可放入-196℃的液氮中冷凍保存。(4)胚胎干細胞簡稱ES或
6.(1)頂體 水解卵丘細胞之間的物質,形成精子穿越放射冠的通 EK細胞,是由早期胚胎或原始性腺分離出來的一類細胞。如囊胚中的內
道,并溶解透明帶(或溶解放射冠和透明帶) (2)透明帶反應和卵細胞膜 細胞團細胞。利用干細胞,可通過定向誘導分化形成相應的組織,用于治
(3)卵裂 (4)原腸胚 基因的選擇性表達 部位 A 解析:(1)精子與卵 療疾病。
細胞結合,首先發生頂體反應,釋放頂體酶,水解卵丘細胞之間的物質,形 【課后鞏固】
成精子穿越放射冠的通道,并溶解透明帶(或溶解放射冠和透明帶)。 基礎訓練
(2)防止多精入卵的兩道屏障是透明帶反應和卵細胞膜反應。(3)卵裂期 1.A 2.D 3.A 4.A 5.BC
·112·
6.(1)有性生殖 (2)促性腺激素 孕激素 (3)利用同一受精卵發 胞細胞分裂能力較強,進行動物細胞培養可以獲得大量細胞,D正確。
育形成的胚胎進行胚胎分割,分別植入不同母牛子宮,使它們正常發育成 7.B 解析:A.應用1中獲得的小牛為克隆牛,其細胞核遺傳物質來
新個體 (4)胚胎移植技術可以加快優良種畜的繁殖速度,迅速推廣新品 源于供體1,細胞質遺傳物質來源于供體2,A正確;B.應用2、3、4所用的
種 解析:(1)由題意可知,題目中用于胚胎移植的培養來源于體外受精, 受精卵不一定來源于體外受精,也可以來自體內受精,B錯誤;C.對囊胚階
所以該題用胚胎移植的方法產生子代屬于有性生殖。(2)題目中先用激素 段的胚胎進行分割時需要將內細胞團進行均等分割,否則會影響分割后胚
a處理促進成熟雌性個體超數排卵,可推知這種激素最可能是促性腺激 胎的恢復和進一步發育,C正確;D.應用4中細胞為胚胎干細胞,進行定向
素;胚胎移入受體子宮前經b激素處理,說明b激素可能是孕激素。(3)如 誘導,可分化形成各種組織和器官,用于器官移植研究,D正確。
果要同時獲得多個性狀相同的個體,那么這些個體只能來自同一個受精 8.D 解析:A.胚胎工程的理論基礎是哺乳動物受精和早期胚胎發
卵,所以應該采取胚胎分割移植的方法得以實現。具體方法是利用同一受 育的規律,A正確;B.早期胚胎培養時需要檢查受精卵的受精狀況和發育
精卵發育形成的胚胎進行胚胎分割,分別植入不同母牛子宮,使它們正常 能力,B正確;C.胚胎移植中的供體的主要職能是只生產具有優良遺傳特
發育成新個體。(4)由以上分析可知,胚胎移植技術在生產實踐中的主要 性的胚胎,C正確;D.同卵多胎成功的比例較低,胚胎分割的份數越多,其
意義是可以加快優良種畜的繁殖速度,迅速推廣新品種。 操作難度越大,成功率越低,因此采用胚胎分割技術產生同卵多胚的可能
拓展提升 性并不是無限的,D錯誤。
1.B 2.C 3.C 4.B 5.ABD 9.A 解析:A.從屠宰場中收集的卵母細胞,需在體外培養到減數分
6.(1)原代培養 接觸抑制 10 MⅡ中 電刺激 (2)化學誘導 裂Ⅱ中期,A錯誤;B.動物細胞培養時,需用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理
發育培養液 囊胚 滋養層 同種的、生理狀態相同 解析:(1)動物細胞 組織使其分散成單個細胞,B正確;C.核移植過程中,通過顯微操作法吸出
培養過程中,對獲得細胞的初次培養稱為原代培養;培養的細胞在貼壁生 卵母細胞中的細胞核,除了將細胞核吸出外,往往還要將第一極體一并吸
長至充滿培養皿底時停止分裂,這種現象稱為接觸抑制。通過核移植技術 出,C正確;D.在胚胎移植的過程中,將重組胚胎發育到一定階段,移植到
構建重組胚胎時,一般選取傳代10代以內的細胞(的細胞核)注入體外培 同種的、生理狀態相同的其他雌性動物體內,即代孕母羊和供體羊需經過
養到 MⅡ中期的受體去核卵母細胞內,通過電刺激使兩細胞融合。(2)在 同期發情處理,D正確。
試管牛技術中,精子的獲能常用化學誘導法;體外受精獲得的受精卵常用 10.D 解析:A.植物組織培養過程中,不需要去除細胞壁,故 A錯
發育培養液培養。只有當受精卵發育到囊胚時,才可取用滋養層細胞鑒定 誤;B.植物體細胞雜交可以克服生殖隔離得到新個體,動物細胞融合不可
試管動物的性別(奶牛用雌性)。經鑒定合格的囊胚可以移入同種的、生理 以得到新個體,故B錯誤;C.植物體細胞融合成功的標志是新細胞壁再
狀態相同的其他雌性動物的體內,使之繼續發育為新個體。 生,故C錯誤;D.植物組織培養可用于單倍體育種,動物體細胞核移植可
第2章評估 以培養克隆動物,故D正確。
一、1.A 解析:A.植物組織培養技術利用了細胞的全能性,單克隆抗體 11.B 解析:A.由于莖尖分生區部位幾乎沒有病毒,所以利用莖尖進
的制備利用了細胞膜的流動性和細胞增殖的原理,A 錯誤,符合題意; 行植物組織培養可以獲得脫毒的馬鈴薯植株,A正確;B.將人參組織培養
B.細胞壁的成分主要是纖維素和果膠,利用酶的專一性,纖維素酶和果膠 到愈傷組織階段可提取人參皂苷,B錯誤;C.培養的動物細胞可以用于檢
酶能夠去除細胞壁,B正確;C.原生質體融合和動物細胞融合的過程中,都 測有毒物質,有毒物質加入細胞培養液后,培養的動物細胞會發生染色體
利用了細胞膜的流動性,C正確;D.紫草細胞培養和雜交瘤細胞的培養都 結構或數目的變異,根據變異細胞占全部培養細胞的百分數,可判斷化學
利用了細胞增殖的原理,從而獲得相應的細胞產物,D正確。 物質的毒性強弱,C正確;D.利用單克隆抗體制成的“生物導彈”由于特異
2.D 解析:動物細胞核移植利用的是動物細胞核的全能性,動物細 性較強,所以能夠大幅提升藥物對癌細胞殺傷的準確性,D正確。
胞的全能性受到限制。 12.D 解析:A.細胞壁具有保護和支持的作用,原生質體在0.3g/mL
3.C 解析:乳腺細胞屬于高度分化細胞,不能分裂,很難進行離體培 的蔗糖溶液中失水皺縮,A錯誤;B.過程②需提高細胞分裂素的比例以促進
養;細胞核移植不一定是在同種組織的細胞之間進行,如克隆羊多莉的培 芽的分化,B錯誤;C.過程③表示誘導分化成幼苗的過程,此時細胞壁已經
育過程是將乳腺細胞核(體細胞核)移植到去核的卵母細胞中;實踐證明, 生成,C錯誤;D.可以利用叢生芽生產人工種子,D正確。
采用胚胎分割移植技術產生的同卵多胎,數量有限,如分割囊胚內細胞團 13.B 解析:A.植物細胞工程通常是獲得植株體現細胞的全能性,而
均等分割獲得的同卵雙胎;培養液中的維生素和激素含量少,不是能源 動物細胞工程一般只進行細胞的增殖或者通過增殖獲得細胞產物,A正
物質。 確;B.植物體細胞雜交過程中運用物理法和化學法將原生質體進行融合,
4.D 解析:PEG(聚乙二醇)可誘導植物原生質體融合,不能直接誘 沒有生物方法,而動物細胞融合可以利用物理、化學、生物三種方法,B錯
導植物細胞融合,A錯誤;制備人工種子是用人工薄膜包裹組織培養形成 誤;C.可以利用植物組織培養技術獲得人工種子,利用植物體細胞雜交進
的胚狀體、腋芽等,B錯誤;單克隆抗體是雜交瘤細胞產生的,不能由骨髓 行種間植物雜交,動物細胞工程中利用動物細胞融合技術制備單克隆抗
瘤細胞經免疫處理后產生,C錯誤;細胞核移植技術培育的克隆動物中,細 體,C正確;D.植物組織培養中培養基上植物激素具有重要作用,動物血
胞核DNA來自提供體細胞核的個體,細胞質中線粒體DNA來自提供卵 清在動物細胞工程培養基中不可缺少,D正確。
母細胞的個體,D正確。 14.B 解析:A.采集來的精子獲能后才能和卵子用于體外受精,A錯
5.D 解析:A.遺傳物質在細胞核中,故克隆鼠的遺傳物質來自黑 誤;B.精子入卵后,卵細胞膜會發生反應阻止其他精子入卵,B正確;C.早
鼠,A錯誤;B.過程中應在培養液中添加適量的抗生素防止雜菌污染,B錯 期胚胎一般培養至桑葚胚或囊胚階段后進行胚胎移植,但人的早期胚胎在
誤;C.本實驗使用到了細胞融合、多能干細胞移植、體外胚胎培養、胚胎移 8~16個細胞階段也可以移植,C錯誤;D.胚胎移植產生的后代,其遺傳特
植技術,并沒有使用到體外受精和胚胎分割移植等技術,C錯誤;D.多能 性與供體保持大體相同,與受體無關,D錯誤。
干細胞具有分化出多種細胞組織的潛能,可以發育成特定器官,用于組織 15.C 解析:A.選擇幼齡動物的組織進行細胞培養,有利于獲得大量
器官移植,D正確。 細胞,因為幼齡動物的組織細胞的分裂能力強,A正確;B.選擇胚胎細胞
6.C 解析:A.愈傷組織呈現高度液泡化,經組織培養獲得的紫草愈 作為核供體進行核移植,可提高克隆動物的成功率,因為胚胎細胞的全能
傷組織可大量生產紫草素,A正確;B.胡蘿卜根有形成層的部位細胞,全 性較高,B正確;C.選擇一定大小的植物莖尖進行組織培養,可獲得脫毒
能性較高,在一定的營養和激素等條件下,可以脫分化形成愈傷組織,將生 苗,不是抗毒苗,C錯誤,符合題意;D.選擇植物的原生質體進行植物細胞
長良好的愈傷組織轉接到分化培養基上,培養一段時間后,就可以長出試 工程操作,有利于遺傳物質的導入或重新組合,D正確。
管苗,B正確;C.培育克隆動物時用去核的處于減數分裂Ⅱ中期的次級卵 二、16.BC 解析:動物細胞培養時常用胰蛋白酶制備細胞懸液,A錯誤;
母細胞作為核移植的受體細胞,C錯誤,符合題意;D.幼齡動物的組織細 植物組織培養技術的理論基礎是細胞的全能性,B正確;植物體細胞雜交
·113·
獲得的雜種植株含有兩個親本的遺傳信息,C正確;單克隆抗體制備過程 性,這些干細胞屬于多能干細胞,可分化為多種組織細胞,但并未發育成完
中對細胞進行多次篩選的目的和方法不相同,第一次采用選擇培養基進行 整個體 (3)早期胚胎 原始性腺 胚胎 (4)將干細胞置于飼養層細胞
篩選,目的是篩選出雜交瘤細胞,第二次是通過抗體陽性檢測法篩選出能 上或在添加抑制因子的培養液中培養 在細胞培養液中加入分化誘導因
產生特異性抗體的雜交瘤細胞,D錯誤。故選BC。 子,如牛磺酸、丁酰環腺苷酸等化學物質 解析:(1)間充質干細胞的培養
17.BC 解析:在胚胎移植中,需用促性腺激素對供體母牛進行超數 過程中,需對培養液、所有培養用具進行無菌處理、加入一定量的抗生素,
排卵處理,而供受體牛都需要用激素進行同期發情處理;胚胎移植技術中, 定期更換培養液等操作,以保證無菌無毒的環境。配制的培養基中應該有
移植的胚胎可來自體內受精發育形成的胚胎;移植的胚胎不能用原腸胚, 糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等營養物質。(2)干細胞能在特
通常選擇發育良好、形態正常的桑葚胚或囊胚;目前以二分胚胎的移植成 定誘導條件下,分化為脂肪、肝臟、神經等多種組織細胞,但是由于這些干
功率最高,而同卵多胎的成功率較低。 細胞屬于多能干細胞,可分化為多種組織細胞,但并未發育成完整個體,所
18.AC 解析:過程①為動物細胞培養(早期胚胎培養),A正確;圖中 以不能體現動物細胞的全能性。(3)胚胎干細胞可以從動物的早期胚胎和
囊胚的細胞基因來自于兩種小鼠,則有些細胞基因型不相同,B錯誤;胚胎 原始性腺中獲取,胚胎干細胞分離和培養的成功是胚胎工程中的重大成就
移植技術中,進行該操作前需要對受體雌鼠進行同期發情處理,C正確;嵌 之一。(4)將干細胞置于飼養層細胞上或在添加抑制因子的培養液中培養
合體幼鼠染色體并未加倍,仍是二倍體,D錯誤。故選AC。 可以使干細胞維持不分化狀態,同時也可以通過在細胞培養液中加入分化
19.CD 解析:誘導動物細胞融合的方法有電激、聚乙二醇、滅活的病 誘導因子,如牛磺酸、丁酰環腺苷酸等化學物質誘導干細胞向不同類型的
毒(如滅活的仙臺病毒)等,A錯誤;兩兩融合的細胞包括免疫B細胞與免 組織細胞分化。
疫B細胞融合的具有同種核的細胞、骨髓瘤細胞與骨髓瘤細胞融合的具有 24.(1)獲能 體外受精 (2)超數排卵 同期發情 (3)PSG 滋養
同種核的細胞、免疫B細胞與骨髓瘤細胞融合的雜交瘤細胞,骨髓瘤細胞 層 PCR技術 男(雄) 解析:(1)試管嬰兒的培育需要經過精子的采集
雖然能無限增殖,但缺乏次黃嘌呤磷酸核糖轉移酶,免疫B細胞雖然有次 及獲能、卵子的收集及培養、體外受精、早期胚胎培養和胚胎移植等環節。
黃嘌呤磷酸核糖轉移酶,但不具有無限增殖的能力,所以在 HAT篩選培 (2)設計試管嬰兒時為了提高受孕率,胚胎移植時多采用多胚胎移植,因此
養液中,兩兩融合的具有同種核的細胞都無法生長,只有雜交瘤細胞才能 需要對母體用促性腺激素處理,促進母體超數排卵;為保證母體可以成功
生長,B錯誤;因每個免疫B細胞只分泌一種特異性抗體,因此在 HAT篩 接受胚胎還需要對母體進行同期發情處理,從而為植入的胚胎提供發育所
選培養液中篩選出來的眾多的雜交瘤細胞所分泌的抗體,不一定都是人類 需的生理環境。(3)由題干可知PGS是胚胎植入前的染色體檢測,可以查
所需要的,還需要進一步把能分泌人類所需要抗體的雜交瘤細胞篩選出 看染色體的數目是否有缺失、染色體的形態結構是否正常等,21三體綜合
來,C正確;動物細胞融合是以細胞膜的流動性為基礎的,D正確。 征患者染色體為47條,故可以用PGS技術篩查21三體綜合征。目前,對
20.BCD 解析:用促性腺激素對良種奶牛進行注射處理,可促使其超 胚胎的性別進行鑒定的最有效最準確的方法是SRY PCR法,操作的基
數排卵,A正確;進行移植的胚胎是桑葚胚或囊胚,B錯誤;受體對移植的 本程序是:從被測的囊胚中取出幾個滋養層細胞,提取DNA;然后用位于
胚胎幾乎不發生免疫排斥反應,因此無須使用免疫抑制劑,C錯誤;利用胚 Y染色體上的性別決定基因(即SRY基因)的一段堿基作引物,以滋養層
胎分割技術,同卵雙胎較同卵多胎成功率更高,D錯誤。 細胞的DNA為模板進行PCR擴增;與SRY特異性探針出現陽性反應者,
三、21.(一)(1)母液 C (2)無菌水 超凈臺 (3)不需要 分株 生根 說明其含有Y染色體,為男性。
(二)(1)單個細胞 B (2)高度分化 受精卵 細胞質 (3)不能 特 第3章 基因工程
異性探針 解析:(一)(1)在配制 MS培養基時,通常先將各種藥品配制成 第 節 重組 技術的基本工具
一定倍數的母液,這樣可降低稱量誤差。(2)對外植體的消毒既需考慮到 1 DNA
【知識梳理】
消毒劑的消毒效果,也需考慮到植物細胞的耐受程度,所以處理菊花莖段
一、 ()生物體外 ()轉基因 ()遺傳特性 生物類型 () 分
時需先用酒精等進行消毒,最后用無菌水進行洗滌;外植體接種時需做到 1.1 2 3 4DNA
, 子 () 遺傳物質是 可以在同種生物的不同個體之間轉無菌操作 因此必須在超凈臺中的酒精燈火焰旁進行。(3)帶芽的莖段上 2.1 ① DNA DNA
, , 移 ②DNA雙螺旋結構 遺傳物質自我復制 ③第一個編碼氨基酸的密長出叢狀苗是脫分化和再分化的結果 無須再經歷脫分化 長出的叢狀苗
碼子 多種限制 連接 逆轉錄 質粒 重組 () 重
只需分株后,再轉入生根培養基中繼續培養。 (二)()克隆培養法的基 ④ DNA ⑤ DNA 2 ① 1
組人胰島素 世界上第一條轉基因魚 人類基因組 高
本要求是所建立的克隆必須來源于單個細胞﹔血清可為動物細胞提供營 ② ③PCR ④ ⑤
通量測序技術 ⑥基因組編輯技術—CRISPR
養物質,使用CO2培養箱,可維持培養液的pH,在培養基上加入適量的胰
二、1.(1)原核生物 (2)核苷酸序列 磷酸二酯鍵 (3)黏性末端 平
島素可以加速細胞攝取、利用葡萄糖,這些均可以提高克隆成功率,持續通
末端
入純氧對提高克隆成功率不起作用。(2)克隆綿羊利用的是高度分化的體
細胞,證明高度分化的體細胞。還能恢復到類似受精卵時期的功能,同時
在胚胎和個體發育中細胞質具有調控細胞核發育的作用。(3)人—鼠雜交 (4)
細胞通常會丟失人的染色體,因此,利用該細胞雜交技術可對人的基因進
行定位,但不能對鼠的基因進行定位;抗體可以作為特異性探針與抗原發
生反應,用以研究抗原蛋白的結構、細胞學分布及其功能。
22.(1)滅活病毒誘導法 (2)原生質體吸水漲破 雜種細胞再生出
新的細胞壁 生殖隔離 (3)無限增殖 未融合的細胞和同類細胞融合的 堿基序列 不同 專一性 2.(1)磷酸二酯鍵
細胞 解析:(1)與原生質體細胞融合相比,動物細胞融合特有的方法是滅 (2)
活病毒誘導法。(2)原生質體融合的過程不能在低滲溶液中進行,目的是
防止原生質體過度吸水漲破。植物細胞融合的標志是形成新的細胞壁。 比較 Ec.oliDNA連接酶 T4DNA連接酶
不同物種之間存在著生殖隔離,而細胞融合打破了不同物種之間的生殖隔 來源 大腸桿菌 T4噬菌體
離,使遠緣雜交成為可能。(3)制備單克隆抗體時通常選擇骨髓瘤細胞和 既可以連接黏性末端,又可以連接平
免疫的B淋巴細胞進行融合,原因是骨髓瘤細胞具有無限增殖的特點,而 特點 只能連接黏性末端 末端
免疫的B淋巴細胞具有能產生抗體的特點。細胞融合可生成三種類型的
細胞,分別是未融合的、同類細胞融合的和不同類細胞融合的細胞,因此細 3.(1)①真核細胞細胞核 原核細胞擬核DNA 自我復制 ②Ⅰ.限
胞融合后要置于選擇培養基上進行選擇培養,以去除未融合的細胞和同類 制酶切割 Ⅱ.進行自我復制 整合到受體DNA上 受體DNA Ⅲ.特
細胞融合的細胞。 殊的標記基因 重組DNA分子的篩選
23.(1)對培養液、所有培養用具進行無菌處理和加入一定量抗生素 三、1.EcoR Ⅰ DNA連接酶 2.(1)G—A—A—T—T—C G—A
糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等 (2)不能體現細胞全能 (2)互補的堿基 3.互補配對
·114·
四、1.(1)DNA 蛋白質 (2)2mol/L的NaCl (3)二苯胺 2.(2)紗布 (2)由于冷凍后的細胞易破碎,所以需要將蘋果組織研磨前經液氮冷凍處
4 (3)酒精 (4)NaCl 二苯胺試劑 沸水 (5)不變藍 變藍色 理。(3)由于DNA在2mol/L的NaCl溶液中溶解度較大,所以為了得到
【典例精解】 較為純凈的DNA可以先用2mol/L的NaCl溶液溶解。加入RNA酶,將
典例1 B 解析:DNA連接酶和DNA聚合酶都是催化2個脫氧核 RNA水解,重復步驟②。由于DNA分子不溶于酒精,而細胞中的其他蛋
苷酸分子之間形成磷酸二酯鍵。但DNA連接酶是在2個DNA片段之間 白質溶于酒精,所以可以加入一定體積的冷卻的體積分數為95%的乙醇,
形成磷酸二酯鍵,將2個DNA片段連接成重組DNA分子;DNA聚合酶 得到純凈的DNA。
是將單個的脫氧核苷酸分子加到已存在的DNA片段上形成磷酸二酯鍵, 第2節 基因工程的基本操作程序
合成新的DNA分子。 【知識梳理】
變式1 B 解析:質粒是細菌細胞質中能自我復制的小型環狀DNA 一、1.(1)受體細胞性狀 預期表達產物 (2)Bt抗蟲蛋白基因 2.(1)已
分子,可以在細菌細胞內或宿主細胞內復制。 知結構 功能清晰 (2)序列信息 Bt抗蟲蛋白 (3)DNA測序遺傳序
典例2 D 解析:DNA連接酶是在兩個DNA片段之間形成磷酸二 列 序列比對 3.(1)聚合酶鏈式反應 DNA半保留復制 參與DNA
酯鍵,而DNA聚合酶只能將單個脫氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上, 復制 目的基因的核苷酸序列 (2)引物 脫氧核苷酸 耐高溫的DNA
因此在基因工程操作中不能用DNA聚合酶替代DNA連接酶,A錯誤;基 聚合酶 (3)①受熱變性后解為單鏈 ②兩種引物 ③4種脫氧核苷酸
因載體上的抗性基因可作為標記基因,有利于篩選含重組DNA的細胞,B DNA聚合酶 3' (4)指數
錯誤;載體的作用是可以完成目的基因的轉運、擴增和確定在染色體上基 二、1.(1)穩定存在 遺傳 (2)表達 2.上游 RNA聚合酶 轉錄 目
因間的排列順序,目的基因的表達與載體無關,C錯誤;一種限制酶只能識 的基因 下游 標記基因 3.限制酶 同種 能產生相同末端 DNA連
別一種特定的核苷酸序列,體現了酶的專一性,D正確。 接酶
變式2 A 解析:基本原理是DNA具有雙螺旋結構以及生物共用一 三、1.維持穩定 表達 2.(1)①Ⅰ.子房 Ⅱ.花粉管通道 胚囊
套遺傳密碼子,A錯誤;基因工程中最常用的載體是質粒,B正確;基因工 ②Ⅰ.雙 子葉 裸子 T DNA 染色體DNA Ⅱ.Ti質粒的T DNA
程所用工具酶主要有限制性內切核酸酶和DNA連接酶,C正確;基因工程 (2)①顯微注射 ②受精卵 (3)①Ca2+
技術能人為地增加了生物變異的范圍,實現種間遺傳物質的交換,D正確。 四、1.(1)PCR (2)抗原—抗體 2.抗蟲、抗病的接種 活性
【當堂訓練】 【典例精解】
1.C 2.C 3.D 4.ABC 典例1 C 解析:目的基因是用限制性內切核酸酶將DNA酶切后得
5.(1)能自我復制、具有標記基因(答出兩點即可) (2)二者均不含 到的,需篩選;氯化鈣用于處理細菌細胞;基因成功表達的前提是能轉錄和
有氨芐青霉素抗性基因,在該培養基上均不生長 含有質粒載體 含有插 翻譯,轉錄時需RNA聚合酶識別轉錄的起點才能啟動;花藥離體培養得
入了目的基因的重組質粒(或含有重組質粒) 二者均含有氨芐青霉素抗 到的是玉米的單倍體,需再用秋水仙素處理單倍體,使染色體加倍才能得
性基因,在該培養基上均能生長 四環素 (3)受體細胞 解析:(1)作為 到穩定遺傳的轉基因玉米。
運載體的質粒上應有一個至多個限制酶切割位點,在細胞中能夠自我復 變式1 A 解析:獲取目的基因的方法有:①從基因文庫中獲取,
制,并含有特殊的標記基因。(2)未被轉化的大腸桿菌和僅含環狀目的基 ②利用PCR技術擴增,③人工合成。本題可以采用逆轉錄獲取目的基因
因的大腸桿菌中均未導入質粒載體,而質粒上含有氨芐青霉素抗性基因, 并采用PCR技術擴增,A正確;利用DNA連接酶將基因B與質粒連接形
因此這樣的大腸桿菌在含有氨芐青霉素的培養基中不能生長。含有質粒 成重組質粒后導入玫瑰細胞,B錯誤;受體細胞是植物細胞時,常采用農桿
載體和含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌中都含有氨芐青霉素 菌轉化法,即將含基因B的重組質粒導入農桿菌,然后感染并轉入玫瑰細
抗性基因,二者在含有氨芐青霉素的培養基中都能生長,因此無法區分二 胞,C、D錯誤。
者。由題圖可知,用BamHI切割質粒后將四環素抗性基因破壞,因此可 典例2 A 解析:A項屬于個體生物學水平的鑒定,符合題意;B、C
將經氨芐青霉素培養基篩選出的菌落置于含有四環素的培養基上再次篩 兩項利用分子雜交技術,觀察目的基因及目的基因轉錄形成的 mRNA能
選,能在含四環素培養基上生存的是含有質粒載體的大腸桿菌,不能生存 否與DNA探針進行雜交形成雜交帶,為分子水平的檢測;D項利用抗原—
的是含有插入目的基因的重組質粒的大腸桿菌。(3)噬菌體為病毒,經改 抗體雜交的原理,檢測基因表達產物能否與特定抗體形成雜交帶,為分子
造后作為載體時,其DNA復制所需原料來自受體細胞。 水平的檢測。
【課后鞏固】 變式2 C 解析:分析圖示可知:用限制性內切核酸酶EcoRⅠ切目
基礎訓練 的基因(花色基因C)和質粒,可使目的基因和質粒產生相同的黏性末端,
1.C 2.D 3.D 4.A 5.AB 再用DNA連接酶將切口連起來從而構建重組質粒,A正確;重組質粒構
6.(1)DNA ①能夠自我復制 ②具有遺傳效應 建時,目的基因的黏性末端和質粒的黏性末端之間的堿基通過堿基互補配
對形成氫鍵,B正確;從圖中可以看出,該質粒中只有潮霉素抗性基因,被(2) DNA連接酶 (3)標記基因 供重組DNA的鑒定和選
轉化的菊花細胞只對潮霉素有抗性,因此在培養基中添加卡那霉素,不能
擇 (4)C 解析:質粒是基因工程中最常用的載體,是一種祼露的、結構 篩選被轉化的菊花細胞,C錯誤;C基因導入受體細胞后,不一定能夠成功
簡單、獨立于細菌擬核DNA之外,并具有自我復制能力的環狀雙鏈DNA 表達,需要進行進一步檢測與鑒定,D正確。
分子,具有一至多個限制酶切割位點,進入受體細胞后能自主復制,具有標 【當堂訓練】
記基因便于重組DNA的鑒定與選擇。 1.B 2.D 3.A 4.B
拓展提升 5.(1)cDNA PCR (2)啟動子(或啟動子、終止子) 顯微注射
1.B 2.A 3.B 4.D 5.D (3)桑葚胚或囊胚 滋養層 解析:(1)α1 抗胰蛋白酶基因在肝細胞中表
6.(1)溶解CTAB與核酸復合物 CTAB (2)冷凍后的細胞易破碎 達,所以可以在肝細胞中提取 mRNA,反轉錄產生相應cDNA,再通過
(3)2mol/L的NaCl RNA ② 體積分數為95%的乙醇 解析:(1)根 PCR擴增;(2)為了使α1 抗胰蛋白酶基因在乳腺細胞中表達,需要將其與
據題干信息“CTAB能與核酸形成復合物,在高鹽(>0.7mol/LNaCl)濃 乳腺蛋白基因的啟動子等調控組件重組,構建基因表達載體,然后通過顯
度下可溶”,所以NaCl濃度為1.4mol/L的目的是溶解CTAB與核酸復合 微注射技術,導入受精卵中;(3)牛和羊的胚胎一般發育到桑葚胚或囊胚,
物;題干中的信息“用體積分數為75%的乙醇洗滌可去除CTAB”,所以步 再進行胚胎移植;DNA分析鑒定性別須從胚胎的滋養層部位取樣,這樣既
驟④中用 體 積 分 數 為75%的 乙 醇 洗 滌 沉 淀 物 的 目 的 是 去 除 CTAB。 保證了遺傳信息一致,又不影響內細胞團進一步發育。
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【課后鞏固】 受體細胞,原因是未處理的大腸桿菌吸收質粒(外源DNA)的能力極弱。所
基礎訓練 以,用表達載體轉化大腸桿菌時,常先用Ca2+處理大腸桿菌,使較多的細胞成
1.B 2.A 3.C 4.C 5.AC 為感受態細胞以利于表達載體的進入。(3)基因工程的原理為基因重組。
6.(1)逆轉錄酶 DNA聚合酶 氨基酸 脫氧核苷酸 (2)引物 模 變式2 (1)目的基因的獲取 基因表達載體的構建 將目的基因導入
板(A基因) (3)基因表達載體 解析:(1)利用逆轉錄法合成目的基因的 受體細胞 目的基因的檢測與鑒定 (2)農桿菌轉化法 可轉移至受體細胞
過程是:以mRNA為模板,在逆轉錄酶的催化作用下合成單鏈DNA,然后 并且整合到受體細胞染色體DNA上 (3)轉化 (4)農桿菌轉化法 (5)目的
在DNA聚合酶的作用下,合成雙鏈DNA分子;根據目標蛋白質的氨基酸 基因是否插入了受體細胞的染色體DNA上 DNA分子雜交技術 解析:本
序列,推測相應的 mRNA序列,然后按照堿基互補配對原則,推測 DNA 題以抗蟲棉的培養為背景,考查了運

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