人教生物二轮专题复习课件：专题9 生物技术与工程(共110张PPT)

(共110张PPT)
专题九 生物技术与工程
人教生物二轮专题复习
连线织网——循图串知，建构“大概念”知识体系
01
02
目
录
基础自查(一)　发酵工程
基础自查(二)　细胞工程
03
基础自查(三)　基因工程
系统主干知识
(一)传统发酵技术
1．厘清“4”种传统发酵食品的制作技术
基础自查(一)　发酵工程
种类 果酒 果醋 腐乳 泡菜
菌种 酵母菌 醋酸菌 毛霉 乳酸菌
原理 酵母菌无菌呼吸产生酒精 醋酸菌有氧呼吸产生_____ 毛霉等微生物通过发酵分解_______ 乳酸菌无氧呼吸产生乳酸
控制 条件 前期有氧，后期无氧，18～30 ℃ 有氧， 30～35 ℃ 有氧15～18 ℃ 无氧，室温
乙酸
蛋白质
2．掌握泡菜腌制过程中有关物质的相对含量(或数量)变化(如图)
[图形解读]
(1)发酵初期，坛内有O2，乳酸菌活动受抑制，因此数量较少，产生的乳酸也较少。此时，硝酸盐还原菌的作用增强，亚硝酸盐含量增加。
(2)发酵中期，乳酸菌数量增多，产生的乳酸增多，导致pH下降，乳酸的积累使硝酸盐还原菌的活动受到抑制，部分亚硝酸盐被分解，含量开始下降。
(3)发酵后期，乳酸继续积累，pH继续下降，乳酸菌活动也受到抑制，数量开始减少。硝酸盐还原菌被完全抑制，亚硝酸盐含量下降至相对稳定。
3．传统发酵技术中控制杂菌的三大措施
(1)通过发酵条件控制杂菌
①无氧发酵时的无氧环境可以抑制好氧菌。
②乳酸发酵形成的酸性环境抑制杂菌繁殖。
(2)利用高渗透压控制杂菌，如制作腐乳时加盐。
(3)利用酒精控制杂菌，如果酒的制作。
4．图解发酵工程的基本环节
(二)微生物的培养技术及应用
1．微生物培养中的无菌操作技术
2．两种纯化细菌方法的比较
项目 平板划线法 稀释涂布平板法
纯化原理 通过_______在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面 将菌液进行一系列的梯度稀释，稀释度足够高时，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞
主要步骤 平板划线操作 系列梯度稀释操作和涂布平板操作
接种工具 ______ _______
接种环
接种环
涂布器
3．稀释涂布平板法计数
(1)计数时，每个稀释浓度至少涂布___个平板。
(2)计数所用平板中的菌落数在________。
(3)计算统计的菌落数不一定是活菌数。
(5)稀释涂布平板法能分离细菌，也能计数(结果偏小)。平板划线法只能纯化细菌，不能计数。
(6)显微镜直接计数法：不能区分细菌死活(计数结果偏大)。
3
30～300
4．设计选择培养基和鉴别培养基的思路
(1)设计选择培养基
主要考虑某些微生物的特殊营养需求或它们对某些化学物质具有的抗性。实例见下表：
特征 主要用途 设计原理
加入青霉素 分离酵母菌等真菌 青霉素能抑制细菌生长，对真菌无作用
不加氮源 分离固氮微生物 固氮微生物能利用空气中的氮气
续表
不加碳源 分离自养型微生物 自养型微生物能利用无机碳源
以尿素为 唯一氮源 分离分解尿素的微生物 尿素为唯一氮源，只有能分解尿素的微生物存活
(2)设计鉴别培养基
要加入某种特殊的化学物质，这种物质会与某种微生物的代谢物发生反应，产生明显的特征性变化，根据这种特征性变化，就可将该种微生物与其他微生物区分开来。实例如下：
澄清概念微点
(一)微点判断
(1)葡萄酒制作过程中,随着发酵的进行发酵液中糖含量增加。 ( )
(2)酸奶制作过程中,后期低温处理可产生大量乳酸杆菌。 ( )
(3)果酒、果醋和泡菜制作中利用的微生物都属于原核生物。 ( )
×
×
×
(4)防疫期间用苯酚喷洒教室和用免洗酒精凝胶擦手都能达到灭菌目的。 ( )
(5)培养酵母菌时，可将接种后的平板和一个未接种的平板倒置，放入适宜温度的恒温培养箱中培养24～48 h。 ( )
(6)性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过杂交育种或基因工程育种获得。 ( )
×
√
×
(二)概念融通
(1)淮南柑橘生长环境特殊，含糖量很高，某小组因此建议可直接用淮南柑橘发酵获得橘醋，这样考虑的依据是_____________________
_______________________________________________。实验后发现，此种方法容易导致发酵产品腐败变质，原因是_____________________
_____________________________________________________________。
在糖源、氧气充足的条
件下，醋酸菌能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸
橘汁含糖量较高，橘醋
发酵时温度较高且需持续通氧，易使杂菌大量繁殖，使产品腐败变质
(2)米酒味道甘甜，酒精度数低。酿制过程中所需的糯米需要蒸熟，高温除将糯米中的大分子营养物质转化为小分子物质，更容易被微生物分解利用外，还具有___________________的作用。加入酒曲之前，需将蒸熟的原料进行冷却的原因是___________________________。
(3)制作泡菜时，不能选用有砂眼或有裂纹的泡菜坛。否则会产生的后果是泡菜不酸，还容易引起_________，其原因为_________________
______________________________________________________________
__________________。
对糯米进行高温灭菌
防止高温杀死酒曲中的微生物
蔬菜腐烂
有砂眼或有裂纹的
泡菜坛无法保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境条件，引起杂菌大量增
殖，导致蔬菜腐烂
(4)某同学在纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成了一片，最可能的原因是________________________________________________。
(5)平板划线法不能用于测定活菌的数量的原因是_________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(6)利用稀释涂布平板法纯化分解尿素的细菌时，经培养后发现培养基上出现多种菌落，可能的原因是_________________________________
_____________________________________________________________。
菌液浓度过高或在作下一次划线前未将接种环灼烧灭菌
在所划的线中，一
般只有最后一次划线的末端才会形成只由一个活菌形成的菌落，而其他
一些菌落往往由两个或多个活菌繁殖而成，而在计数时一个菌落对应着
一个活菌，这样在划线所得的平板中，菌落数目远低于活菌的实际数值
培养基制备过程中被杂菌污染；接种
过程中，无菌操作不符合要求；梯度稀释时，无菌操作不符合要求等
练明基础考法
题点(一)　发酵工程
1．(2023·广东高考)中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是(　 )
A．揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触
B．发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性
C．发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性
D．高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质
答案：C
解析：揉捻可以破坏细胞结构，使多酚氧化酶与茶多酚接触生成适量茶黄素，A正确；
酶的特性之一是作用条件较温和，其活性易受温度、pH等因素的影响，发酵时，保持适宜的温度有利于维持多酚氧化酶的活性，有机酸含量增加会改变pH，进而影响多酚氧化酶的活性，B正确，C错误；
高温会使多酚氧化酶失活，可防止过度氧化影响茶品质，D正确。
2．(2023·山东高考改编)果酒的家庭制作与啤酒的工业化生产相比，共同点有(　 )
①都利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理
②都需要一定的有氧环境供发酵菌种繁殖
③发酵前都需要对原料进行灭菌
④发酵结束后都必须进行消毒以延长保存期
A．①②④ B．①②
C．①②③④ D．②③④
答案：B　
解析：果酒的家庭制作与啤酒的工业化生产均利用了酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的原理；发酵前期，二者均需要一定的有氧环境，使酵母菌大量繁殖，①②符合题意。果酒的家庭制作利用的是附着在原料上的野生酵母菌，发酵前不需要对原料进行灭菌；果酒的家庭制作发酵结束后不需要对得到的果酒进行消毒，③④不符合题意。
3．马铃薯发酵能获得具有抗氧化功能的产物，如图是关于其发酵的流程设计图。下列工叙述错误的是(　 )
A．该实验探究不同的菌种接种顺序对物质转化的影响
B．将马铃薯制备为适合发酵的培养基是预处理的目的
C．要保证实验的可比性，发酵流程中①为18 h，②为24 h
D．若反应条件③和④完全相同，流程1和流程2的产物相同
答案：D
解析：由题图可知，流程1先加入酵母菌再加入植物乳杆菌，流程2先加入植物乳杆菌再加入酵母菌，故该实验探究不同的菌种接种顺序对物质转化的影响，A正确；
预处理能够检验实验设计的科学性和可行性，削减盲目性和减少人力、物力、财力的浪费，因此将马铃薯制备为适合发酵的培养基是预处理的目的，B正确；
该实验探究不同的菌种接种顺序对物质转化的影响，不同的菌种接种顺序为自变量，时间因素为无关变量，应保持一致，因此酵母菌的发酵时间①为18 h，植物乳杆菌的发酵时间②为24 h，C正确；
由于菌种接种顺序不同，即使反应条件③和④完全相同，流程1和流程2的产物也不一定相同，D错误。
题点(二)　微生物的培养及计数
4．(2022·江苏高考)下列是某同学分离高产脲酶菌的实验设计，不合理的是(　 )
A．选择农田或公园土壤作为样品分离目的菌株
B．在选择培养基中需添加尿素作为唯一氮源
C．适当稀释样品是为了在平板上形成单菌落
D．可分解酚红指示剂使其褪色的菌株是产脲酶菌
答案：D
解析：农田或公园土壤中含有较多的产脲酶的微生物，A正确；
配制的选择培养基中需添加尿素作为唯一氮源，只有产脲酶的微生物能在该培养基上生长，B正确；
当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，C正确；
在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，氨会使培养基的pH升高，酚红指示剂将变红，D错误。
5．保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌是将脱脂奶制成酸奶的主要菌种，两种菌株常按1∶1组合使用。经检测，保加利亚乳杆菌的产酸及胞外多糖的能力对酸奶的风味起着重要作用，其中胞外多糖可增加酸奶的粘度和保水性。下列叙述错误的是(　 )
A．加热后的脱脂奶需冷却才可加入上述两菌种开始发酵
B．可利用含碳酸钙的选择培养基比较两菌种的产酸能力
C．菌种加入发酵罐前，可用细菌计数板检测两菌种的比例
D．发酵中需定期进行pH和粘度等指标检测以确保酸奶品质
答案：B　
解析：加热后的脱脂奶温度较高，以防降低菌种活性，需冷却后再加入菌种开始发酵，A正确；
比较两菌种的产酸能力需使用鉴别培养基，B错误；
根据题意，两种菌株常按1∶1组合使用，菌种加入发酵罐前，可用细菌计数板检测两菌种的比例，C正确；
酸奶的口感和风味与pH、保水性、粘度、氨基酸和脂肪酸含量等密切相关，因此发酵中需定期进行pH和粘度等指标检测以确保酸奶品质，D正确。
6．为解决全球塑料污染问题，某研究团队从食塑料蜡虫肠道中分离细菌，用于降解聚乙烯(PE)。将分离得到的两种细菌(YT1和YP1)在PE薄膜培养液中培养，培养液中细胞数量变化以及PE失重率变化如下图所示。下列叙述错误的是(　 )
A．可用稀释涂布平板法分离肠道细菌
B．PE薄膜培养液中含有葡萄糖等碳源
C．两种细菌种群数量变化呈“S”形增长
D．YP1细菌分解PE的能力强于YT1细菌
答案：B　
解析：稀释涂布平板法可用于肠道细菌分离，A正确；
本实验研究细菌对聚乙烯(PE)的降解作用，所以PE薄膜培养液为选择培养基，仅由PE提供能量，不含葡萄糖等其他碳源，B错误；
分析细胞数量变化曲线可知，两种细菌的细胞数量在PE薄膜培养液中都是先缓慢增加，后快速增加，最终缓慢增加，符合“S”形增长，C正确；
用YP1细菌处理PE失重率明显高于YT1细菌，且相同时间内其细胞数量较少，因此，YP1细菌分解PE的能力强于YT1细菌，D正确。
系统主干知识
1．理清有关植物细胞工程的几个关键问题
(1)只考虑两两融合，植物细胞A和植物细胞B杂交获得的细胞类型有三种：AA型、BB型、AB型，符合要求的只有______型，需要进行筛选。
(2)杂种细胞形成的标志：杂种细胞再生出新的_______。
基础自查(二)　细胞工程
AB
细胞壁
(3)杂种植株遗传物质的变化：杂种植株的变异类型属于_______变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，杂种植株属于异源多倍体。
(4)利用植物组织培养生产细胞产物时，有时只需将外植体培养到愈伤组织，从愈伤组织中获取产物。
(5)具有全能性≠体现全能性
①具有全能性：理论上，具有细胞核的活细胞都具有全能性。
②体现全能性：细胞经分裂和分化后只有发育成完整生物体或能分化成其他各种细胞，才能说明体现了细胞的全能性。
染色体
2．图解动物细胞培养的过程
3．厘清克隆动物培育流程
[微提醒]
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3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外界环境可能引起不可遗传的变异。
4．准确记忆单克隆抗体的“一个过程两个特点”
(1)过程
(2)单克隆抗体制备过程中的细胞特点及其筛选
3种细胞 特点不同 ①B淋巴细胞：能分泌抗体，不能大量增殖。
②骨髓瘤细胞：能大量增殖，不能分泌抗体。
③杂交瘤细胞：既能分泌抗体，又能大量增殖
两次筛选 目的不同 第1次：获得杂交瘤细胞。
第2次：获得能分泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞
5.胚胎工程的流程及特点
(1)熟知胚胎工程的操作流程
(2)归纳胚胎工程中的3个“两”
(3)总结胚胎移植及其生理学基础
[微提醒]　辨析胚胎移植的两个问题
①胚胎移植产生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组细胞发育而成或胚胎分割形成的胚胎发育而成，则为无性生殖。
②胚胎移植的胚胎并非只来源于体内受精的胚胎，用于移植的胚胎来源：体内受精、体外受精、核移植、基因工程等产生的早期胚胎。
6．总结胚胎工程各技术之间的关系
澄清概念微点
(一)微点判断
(1)科学家诱导油菜(2n＝20)未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc，Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组。 ( )
(2)获得柑橘单倍体原生质体的过程需使用胰蛋白酶处理。 ( )
(3)动物细胞培养中用盐酸溶解细胞间物质使细胞分离。 ( )
×
×
×
(4)单抗制备过程中通常将分离出的T淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合。 ( )
(5)将蝌蚪肠细胞的细胞核移植到去核的蛙卵中，形成重建的“合子”，“合子”第一次分裂后形成的细胞具有全能性。 ( )
(6)利用乳腺生物反应器进行生物制药，鉴别后的雄性胚胎可直接进行胚胎移植。 ( )
×
√
×
(二)概念融通
(1)葡萄扇叶病毒会使葡萄减产10%～50%，利用植物组织培养技术获得葡萄脱毒苗，外植体往往选择葡萄植株的顶端分生区，理由是_________________________________________________。
(2)制备单克隆抗体时，不直接用经过免疫的B淋巴细胞来获得单克隆抗体的原因是________________________________________
_______________________________________________。
植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒
经过免疫的B淋巴细胞是高度分化的动物细胞，
培养时很难恢复分裂能力，难以获得大量的单一抗体
(3)对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割的原因是________________________________________________________
____________________________________________________________
______。
(4)有人提出，将经特定抗原刺激的B淋巴细胞的细胞核移植到去核骨髓瘤细胞中来产生单克隆抗体，此方法不能获得既能分泌抗体、又能大量增殖的细胞，原因是__________________________________
_____。
若分割时不能将内细胞团均等分割，则会出现含内细胞团多的部
分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育
等问题
能大量增殖的基因在骨髓瘤细胞的细胞
核中
练明基础考法
题点(一)　植物细胞工程
1．(2023·广东高考)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。下列叙述错误的是(　 )
A．细胞融合前应去除细胞壁
B．高Ca2＋—高pH溶液可促进细胞融合
C．融合的细胞即为杂交细胞
D．杂交细胞可能具有生长快速的优势
答案：C　
解析：植物细胞外面有一层细胞壁，这层细胞壁阻碍着细胞间的杂交，因此，在进行植物体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体，A正确。
人工诱导原生质体融合的方法基本分物理法和化学法，其中化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法等，B正确。
融合的细胞可能由一种细胞融合而成，也可能由两种细胞融合而成(即杂交细胞)，C错误。
杂交细胞具有人参和胡萝卜的遗传物质，可能具有生长快速的优势，D正确。
2．马铃薯微型薯是由马铃薯脱毒苗经过炼苗，并移栽至温室中获得的第一代种薯。下列说法正确的是(　 )
A．培养马铃薯脱毒苗时，需选用茎尖并对其进行灭菌处理
B．植物组织培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照，才可获得抗病毒的脱毒苗
C．外植体经脱分化后再分化形成脱毒苗，两个阶段所用的固体培养基中激素的种类和比例相同
D．为确保脱毒苗的质量，在移栽之前还需要经过病毒检测，可采用抗原—抗体杂交方法检测相应病毒的蛋白质
答案：D
解析：选用茎尖培养脱毒苗，因为茎尖病毒极少，甚至没有病毒，不能对其进行灭菌处理，但需要进行酒精→无菌水→次氯酸钠→无菌水的消毒处理，A错误；
脱毒苗是由病毒极少甚至没有病毒的茎尖培育而来的，并不具备抗病毒能力，植物组织培养过程中一般脱分化阶段不需要光照，再分化阶段需要光照诱导形成叶绿素，B错误；
外植体先经过脱分化形成愈伤组织，再经过再分化长出芽和根，进而发育成脱毒苗，脱分化和再分化所用固体培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同，C错误；
为确保获得的脱毒苗没有病毒，可检测马铃薯常见病毒的蛋白质，依据的原理是抗原—抗体的特异性结合，D正确。
3．(2023·石家庄二模)植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，如图表示科学家利用植物细胞工程对红豆杉植株进行繁殖以及获得紫杉醇的过程，下列叙述错误的是(　 )
A．外植体形成愈伤组织的过程，会发生DNA的复制、转录和翻译
B．外植体形成愈伤组织和培养愈伤组织所用的培养基成分不同
C．诱导愈伤组织形成的过程属于脱分化，该过程与基因的选择性表达有关
D．培养过程中应先用生长素相对含量较高的培养基诱导生芽，再更换培养基诱导生根
答案：D　
　
解析：外植体形成愈伤组织的过程，会进行细胞的分裂和分化，故DNA会进行复制、转录和翻译，A正确；
外植体形成愈伤组织和培养愈伤组织所用的培养基成分不同，B正确；
诱导愈伤组织形成的过程属于脱分化，该过程与基因的选择性表达有关，C正确；
培养过程中应先用细胞分裂素相对含量较高的培养基诱导生芽，再更换培养基诱导生根，D错误。
题点(二)　动物细胞工程
4．(2023·北京高考)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，有关制备过程的叙述不正确的是(　 )
A．需要使用动物细胞培养技术
B．需要制备用PTH免疫的小鼠
C．利用抗原—抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞
D．筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞
答案：D　
解析：单克隆抗体制备过程中需要对骨髓瘤细胞等进行培养，即需要使用动物细胞培养技术，A正确；
该操作的目的是制备单克隆抗体用于快速检测PTH，故应用PTH刺激小鼠，使其产生相应的B细胞，B正确；
抗原与抗体的结合具有特异性，可利用抗原—抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞，C正确；
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，D错误。
5．(2023·枣庄二模)多发性骨髓瘤(MM)是一种恶性浆细胞型血液肿瘤，CD38是一种糖蛋白，在MM细胞中呈现过表达的状态。抗CD38单克隆抗体免疫疗法已成为治疗MM的重要途径，NK细胞是该途径中的主要效应细胞，能释放穿孔素、颗粒酶等细胞毒性物质杀死MM细胞，作用机理如图所示。下列说法错误的是(　 )
A．MM细胞通过有丝分裂的方式进行增殖
B．单克隆抗体、穿孔素和颗粒酶属于细胞因子
C．由NK细胞介导的MM细胞死亡的过程属于细胞凋亡
D．抗CD38单克隆抗体可以与FcyR和CD38两种受体相结合
答案：B　
解析： MM细胞是真核细胞，其通过有丝分裂的方式进行增殖，A正确；
穿孔素和颗粒酶属于细胞因子，其本质是蛋白质，单克隆抗体不是细胞因子，B错误；
分析题图可知，NK细胞释放穿孔素、颗粒酶等细胞毒性物质，导致MM细胞裂解死亡的过程属于细胞凋亡，C正确；
分析题图可知，抗CD38单克隆抗体可以与FcyR和CD38两种受体相结合，D正确。
6．(2023·泉州三模)脂多糖(LPS)是伤寒沙门氏菌的主要致病毒素。在研发伤寒沙门氏菌LPS疫苗的过程中，利用多肽模拟LPS，多肽模拟LPS抗原特征的相似程度越高，其与LPS竞争抗体结合位点的能力越强。为初步鉴定多肽A、B模拟LPS抗原特征的相似程度，研究人员利用抗LPS单克隆抗体进行检测，部分实验步骤如图1，实验结果如图2。下列相关叙述错误的是(　 )
A．抗LPS单克隆抗体的制备过程中利用了细胞膜的流动性和细胞增殖原理
B．图1步骤c中与多肽结合的抗体会被洗脱掉，与LPS结合的抗体未被洗脱
C．b过程利用的原理是抗原和抗体的特异性结合
D．图2表明多肽B模拟LPS效果更好
答案：D　
解析：抗LPS单克隆抗体的制备过程中应用了动物细胞融合和动物细胞培养技术，其原理分别是细胞膜的流动性和细胞增殖，A正确；
图1步骤c中，与多肽结合的抗体会被洗脱掉，而LPS固定在检测板上，则与LPS结合的抗体未被洗脱掉，B正确；
b为加入多肽和抗体混合液以鉴定多肽A、B模拟LPS抗原特征的相似程度，该过程利用了抗原和抗体的特异性结合的原理，C正确；
由题干可知，清洗后检测板上检出的抗体越少，多肽效果越好，图2显示加入多肽A的清洗后检测板上检出的抗体数量比加入多肽B的少，因此模拟LPS效果更好的是多肽A，D错误。
题点(三)　胚胎工程
7．生猪育种的过程可采用体外受精技术、孤雌生殖(卵细胞不经过受精发育成个体)和孤雄生殖(见下表③)等多种辅助生殖技术。某科研团队为研究不同辅助生殖技术下猪胚胎存活率存在差异的原因，追踪了猪早期胚胎发育过程中染色质的空间构象变化(见下表)。下列相关叙述错误的是(　 )
A.体外受精需对卵母细胞和精子分别进行成熟培养和获能处理
B．与②③不同，①必须将早期胚胎移植给受体才能获得后代
C．母源来源的染色质比父源的染色质更容易实现结构的重建
D．染色质结构重建的速率可能在胚胎成功发育中起关键作用
答案：B　
解析：体外受精时采集的卵母细胞应培养到MⅡ期，精子应经过获能处理，这样两者才能完成受精形成受精卵，A正确；
胚胎工程任何一项技术获得的胚胎，都必须将早期胚胎移植给受体才能获得后代，因此①②③都需要将早期胚胎移植给受体才能获得后代，B错误；
据题表可知，在桑葚胚时，孤雌胚胎和孤雄胚胎的染色质特殊区域都能进行部分重建，但孤雄生殖重建得更慢，说明母源来源的染色质比父源的染色质更容易实现结构的重建，C正确；
据题表可知，无论是体外受精技术，还是孤雌生殖或孤雄生殖，胚胎发育过程中都需要染色质空间构象重建，且①中染色质空间构象建立较快，胚胎存活率高，说明染色质结构重建的速率可能在胚胎成功发育中起关键作用，D正确。
8．体细胞核移植胚胎的组蛋白甲基化可导致克隆效率降低，毛壳素是组蛋白H3K9甲基化转移酶SUV39H1/2的特异性化学抑制剂，使用毛壳素处理供体细胞，可降低SUV39H1/2在供体细胞和核移植胚胎中的表达水平，提高猪胚胎的发育率，如图是利用不同浓度毛壳素处理对猪胚胎细胞核移植技术成功率影响的实验流程示意图，下列叙述正确的是(　 )
A．克隆猪的遗传物质来自供体细胞和代孕母猪
B．过程①使用的培养液需添加动物血清
C．过程④采用灭活的病毒处理以促进精卵结合
D．过程⑤成功与否与代孕母猪的生理状态无关
答案：B
解析：克隆猪的细胞核遗传物质来自提供细胞核的胎猪成纤维细胞，细胞质遗传物质来自本地屠宰场母猪的去核卵母细胞，A错误；
过程①不仅需要在培养液中添加毛壳素，还需要在培养液中添加动物血清等一些天然成分，提供一个类似哺乳动物体内的环境，B正确；
过程④使用电融合法使胎猪成纤维细胞与去核卵母细胞融合，C错误；
过程⑤是胚胎移植，胚胎移植时供体与受体的生理状态要相同，否则无法成功妊娠，D错误。
9．(2023·衡水二模)“人造精子”是一种可以替代精子使卵细胞受精的单倍体胚胎干细胞。我国科研人员利用先进的胚胎操作技术，通过两种方式获得小鼠“人造精子”，流程如图所示。回答下列问题：
(1)方式一中常用________法对MⅡ期卵母细胞去核，再将______转到去核的卵母细胞中。从形态结构方面考虑，选择卵母细胞作为受体细胞的优点是__________________________(答出2点)。
(2)方式二是通过精子与卵子的受精作用“替代”核移植技术，受精作用中防止多精入卵的两道屏障是__________________________________；在核融合之前，剔除卵细胞的______，然后就得到了只含来自精子的染色体组的胚胎干细胞，再通过相同的体外培养技术获得单倍体胚胎干细胞系，单倍体胚胎干细胞在体外培养时需要的气体条件是_______________。
(3)构建成功的单倍体胚胎干细胞系，其细胞核内包含的性染色体全部都是X染色体，而无包含Y染色体的细胞。已知小鼠Y染色体比X染色体短小，因此实验无法获得含Y染色体的单倍体胚胎干细胞，其原因可能是_____________________________________。
解析：(1)一般用显微操作法对MⅡ期卵母细胞去核；由题图可知，将精子(头部)注入去核的卵母细胞中；从形态结构方面考虑，卵母细胞作为受体细胞具有体积大、易操作、营养物质丰富等优点。
(2)受精作用中，防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应；在核融合之前，剔除卵母细胞的雌原核，然后就得到了只含来自精子的染色体组的单倍体胚胎干细胞，再通过相同的体外培养技术获得单倍体胚胎干细胞系，动物细胞在体外培养时需要的气体条件是95%空气和5% CO2。
(3)该实验无法获得含Y染色体的单倍体胚胎干细胞，其原因可能是Y染色体上的基因无法支持单倍体胚胎干细胞的存活(或Y染色体上缺少支持单倍体胚胎干细胞存活的基因)。
答案：(1)显微操作　精子(头部)　体积大、易操作、营养物质丰富等　(2)透明带反应和卵细胞膜反应　雌原核　95%空气和5% CO2　(3)Y染色体上的基因无法支持单倍体胚胎干细胞的存活(或Y染色体上缺少支持单倍体胚胎干细胞存活的基因)
系统主干知识
1．基因工程的基本工具
基础自查(三)　基因工程
2．基因工程的基本操作程序
(1)目的基因的筛选与获取
(2)基因表达载体(重组质粒)的构建
(3)将目的基因导入受体细胞
(4)目的基因的检测与鉴定
3．DNA的粗提取与鉴定注意事项
(1)实验材料的选取：凡是含有DNA的生物材料都可以考虑，但是使用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大。
(2)提取和分离DNA用塑料离心管的原因：细胞破碎后释放出的DNA容易被玻璃容器吸附；由于细胞内DNA的含量较少，若被玻璃容器吸附一部分，则不能提取到足够多的DNA。
(3)过滤后的研磨液静置时，应放在4 ℃冰箱中，以防DNA被降解。
4．DNA片段的扩增及电泳鉴定注意事项
(1)为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理。
(2)该实验所需材料可以直接购买，缓冲液和酶应分装成小份，并在－20 ℃储存。使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化。
(3)在向微量离心管中添加反应组分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换，避免试剂的污染。
(4)在进行操作时，一定要戴好一次性手套。
(5)观察DNA带的分布及粗细程度来评价扩增的效果。
5．蛋白质工程
澄清概念微点
(一)微点判断
(1)限制酶能够识别双链DNA分子中的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的氢键断开。 ( )
(2)引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。 ( )
(3)抗虫基因即使成功地插入植物细胞染色体DNA上也未必能正常表达。 ( )
×
√
√
(4)蛋白质工程是在分子水平上，对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构。 ( )
(5)生殖性克隆人破坏了人类基因多样性的天然属性，不利于人类的生存和进化。 ( )
×
√
(二)概念融通
(1)构建基因表达载体时，目的基因和载体分别使用两种限制酶切割，这样做的优点是___________________________________________
_____________________________________________________________
_________。
(2)如果转基因抗虫棉没有表现出抗虫性状，可能的原因有_______
_____________________________________________________________
________________________。
能够使目的基因和载体定向连接，避免目的基因
和载体分别发生自身环化以及目的基因与载体的反向连接，提高连接
的有效性
目的基
因未成功导入；目的基因没有转录出mRNA；目的基因转录出的
mRNA没有翻译出蛋白质
(3)利用基因工程技术对猪的器官进行改造，采用的方法是在器官供体的基因组中导入某种调节因子，其目的是_____________
______________________________________。
抑制抗原决定
基因的表达，或设法除去抗原决定基因
练明基础考法
题点(一)　DNA的粗提取与鉴定
1. (2023·广东高考)“DNA粗提取与鉴定”实验的基本过程是：裂解→分离→沉淀→鉴定。下列叙述错误的是(　 )
A．裂解：使细胞破裂释放出DNA等物质
B．分离：可去除混合物中的多糖、蛋白质等
C．沉淀：可反复多次以提高DNA的纯度
D．鉴定：加入二苯胺试剂后即呈现蓝色
答案：D
解析： DNA主要存在于细胞核内，而裂解的目的是使细胞破裂，释放出DNA等物质，A正确；
DNA、RNA、蛋白质和多糖等物质在物理和化学性质方面存在差异，可以利用这些差异，通过适当的分离方法去除混合物中的多糖、蛋白质等，B正确；
DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，通过控制NaCl溶液的浓度使DNA溶解或析出，可反复多次以提高DNA的纯度，C正确；
进行DNA鉴定时可以使用二苯胺试剂，但要进行沸水浴加热后才能观察到颜色变化，D错误。
2．(2023·长沙统考)下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是(　 )
A．可以选择鸡血细胞作为实验材料提取DNA
B．析出DNA时，玻璃棒来回向不同方向搅拌可快速获得DNA
C．用蒸馏水将2 mol/L的NaCl溶液调至0.14 mol/L时DNA会析出
D．提取较纯净的DNA时所用的试剂是冷却的体积分数为95%的酒精
答案：B
解析：鸡血细胞有细胞核，可用于提取DNA，A正确；
析出DNA时，玻璃棒应沿一个方向搅拌，卷起丝状物，B错误；
在物质的量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液中，DNA析出而蛋白质溶解，所以用蒸馏水将2 mol/L的NaCl溶液调至0.14 mol/L时DNA能够析出，C正确；
DNA不溶于酒精，但是细胞中的某些蛋白质可溶于酒精，利用这一原理，可以用冷却的体积分数为95%的酒精将DNA与蛋白质进一步分离，D正确。
题点(二)　基因工程的操作程序
3．(2023·苏州三模)β-1,3葡聚糖酶可以水解许多病原真菌细胞壁外层的β-1,3葡聚糖和几丁质，降解真菌细胞壁，从而抑制真菌的生长与繁殖。研究人员在植物中克隆到β-1,3葡聚糖酶基因(BG2)并转入苹果主栽品种，以减少苹果真菌病害、实现无公害生产。回答下列问题：
(1)BG2的克隆可利用PCR技术，该过程需要一对特异性引物，引物是指__________________________________________。在体外对目的基因进行大量复制后，常采用______________来鉴定产物。
(2)上图为利用PATC940(由农杆菌Ti质粒改造获得)构建BG2抗病质粒的过程。图中右下处的酶为__________，人工设计的复合启动子的作用是________。XbaⅠ酶切后片段与SpeⅠ酶切后的片段能进行连接的原因是_____________________________。
(3)构建BG2抗病质粒完成后，首先要将BG2重组抗病质粒导入农杆菌，该过程中需要用CaCl2处理农杆菌，目的是__________________
________________________________。研究人员将转入BG2抗病质粒的农杆菌与苹果外植体共培养，以进行遗传转化。目的基因BG2将随着T-DNA转移到被侵染的细胞中并随其整合到_____________________
________________上。
(4)在完成遗传转化后，需要不断观察和检测转基因苹果植株在田间的生长状态，以确定目的基因是否赋予了苹果植株____________。
解析：(1)体外大量克隆目的基因可利用PCR技术，PCR技术扩增目的基因时，需要一小段能与该基因(BG2)碱基序列互补配对的短单链核酸作为引物，在体外对目的基因进行大量复制后，为了鉴定获得的目的基因可采用琼脂糖凝胶电泳的方法检测。
(2)题图为利用PATC940构建BG2抗病质粒的过程。图中右下处的酶为DNA连接酶，通过该酶可以将具有相同黏性末端的质粒和目的基因连接，人工设计的复合启动子的作用是驱动目的基因转录出mRNA，最终表达出人类需要的蛋白质。
结合图示可知，XbaⅠ与SpeⅠ酶切后的片段能进行连接，这应该是不同的限制酶识别的序列虽然不同，但二者切割后形成的黏性末端相同，因而可以在DNA连接酶的作用下实现连接。
(3)将BG2重组抗病质粒导入农杆菌的过程中需要用CaCl2处理农杆菌，目的是使农杆菌处于感受态，感受态农杆菌处于一种能吸收周围环境DNA分子的生理状态，因而可以提高重组质粒导入的成功率。研究人员将转入BG2抗病质粒的农杆菌与苹果外植体共培养，以进行遗传转化。在该过程中，目的基因BG2将随着T-DNA转移到被侵染的细胞中，并随T-DNA整合到苹果细胞的染色体DNA上，进而可以在苹果细胞中稳定存在。
(4)在完成遗传转化后，还需要进行目的基因的检测和鉴定，即需要不断观察和检测转基因苹果植株在田间的生长状态，以确定目的基因是否赋予了苹果植株抗真菌特性。
答案：(1)一小段能与该基因碱基序列互补配对的短单链核酸　琼脂糖凝胶电泳　(2)DNA连接酶　驱动目的基因转录　XbaⅠ与SpeⅠ酶切后形成的黏性末端相同　(3)使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态　苹果细胞的染色体DNA　(4)抗真菌特性