1.科学思维——选择培养基三种常见制备方法或实例
（1）加入某些特定的物质（前提是培养基具备全部营养成分）
（2）利用培养基“特定化学成分”分离
（3）通过某些“特殊环境”分离
1.研究人员从青藏高原班戈桥地区的土壤中分离到一株能利用原油为碳源生长的细菌（BGQ-6），该菌对原油的总降解率为74.14％，且对直链烷烃、支链烷烃、环烷烃和芳香烃等60种烃类有较高的降解率。下列说法错误的是（ ）
A.利用添加石油的普通培养基能从被石油污染的土壤中筛选BGQ-6
B.可采用稀释涂布平板法对BGQ-6进行计数
C.一般选择菌落数为30～300的平板进行BGQ-6菌落计数
D.由单一的BGQ-6繁殖所获得的群体称为BGQ-6纯培养物
2.某同学要分离纯化某种大豆根瘤菌，通过查阅资料，配制了含有如下成分的培养基。下列有关叙述错误的是（ ）
成分 甘露醇 KH2PO4 MgSO4·7H2O NaCl CaSO4·2H2O
浓度（质量分数） 1％ 0.02％ 0.02％ 0.02％ 0.01％
A.该培养基不需要添加氮源，但缺少碳源，无法达到筛选目的
B.该培养基还需要添加琼脂，以便于获得目的菌种的单菌落
C.培养基灭菌后待冷却至50 ℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板
D.配制好的培养基调节好pH后，再放入高压蒸汽灭菌锅中灭菌
3.利用黄粉虫肠道微生物对造成白色污染的PVC塑料膜等污染物进行生物降解，是一种绿色环保的处理工艺。如图是从黄粉虫肠道中分离、纯化微生物的过程。下列叙述错误的是（ ）
A.用稀释涂布平板法进行菌落计数时，稀释涂布后仅最后一组出现单菌落
B.富集培养基含有酵母膏、蛋白胨等物质，酵母膏能提供所需的碳源和氮源
C.与传统填埋、焚烧相比，黄粉虫肠道微生物对PVC塑料膜的降解不会造成二次污染
D.选择培养基中需加入PVC塑料膜作为唯一碳源
2. 科学探究——果酒、果醋制作的检测和鉴定
（1）果酒制作：发酵后取样，可通过嗅味和品尝进行初步鉴定。此外，还可用显微镜观察酵母菌，并用酸性重铬酸钾溶液检验酒精的存在，在用酸性重铬酸钾检测酒精时，为使检测的结果更有说服力，应设置对照实验。方法如表所示：
项目 实验组A 实验组B 对照组C
步骤
滴入物质的量浓度为3 mol/L的H2SO4溶液3滴
振荡混匀后加入常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴
振荡、观察颜色变化
颜色变化 不变色（橙色） 橙色变成灰绿色 橙色变成灰绿色
结论 果汁经发酵后产生酒精
（2）果醋制作可通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定，再通过检测和比较乙酸发酵前后发酵液的pH（可用pH试纸）进一步鉴定。此外，还可通过在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量进一步鉴定。制作成功的果醋具有特殊的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。
4.某同学选用新鲜成熟的葡萄制作果酒和果醋，下列相关叙述正确的是（ ）
A.果酒发酵时，每日放气需迅速，避免空气回流入发酵容器
B.果酒发酵时，用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量变化，砖红色沉淀逐日增多
C.果醋发酵时，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时
D.果醋发酵时，用重铬酸钾测定乙酸含量变化时，溶液灰绿色逐日加深
5.下列关于葡萄汁发酵后检测是否有酒精产生的叙述，错误的是（ ）
A.果汁发酵后，检测是否有酒精产生所用的试剂是重铬酸钾
B.重铬酸钾与酒精的反应是在酸性条件下进行的，反应后颜色呈灰绿色
C.营造反应的酸性环境所用的酸是H2SO4，物质的量浓度为3 mol/L
D.重铬酸钾可以检测酒精的有无，但不能证明产物浓度的高低、酒精产量的多少
1.（2023·河北高考12题）为筛选能平衡肠道菌群和降解胆固醇的乳酸菌，下列相关实验设计错误的是（ ）
A.从酸奶和泡菜中采样分离乳酸菌
B.平板倒置培养为筛选乳酸菌创造无氧环境
C.对目的菌株进行胆固醇降解能力的测定
D.检测目的菌株对消化道环境的耐受力
2.（2023·辽宁高考9题）细菌气溶胶是由悬浮于大气或附着于颗粒物表面的细菌形成的。利用空气微生物采样器对某市人员密集型公共场所采样并检测细菌气溶胶的浓度（菌落数/m3）。下列叙述错误的是（ ）
A.采样前需对空气微生物采样器进行无菌处理
B.细菌气溶胶样品恒温培养时需将平板倒置
C.同一稀释度下至少对3个平板计数并取平均值
D.稀释涂布平板法检测的细菌气溶胶浓度比实际值高
3.（2023·江苏高考7题）下列关于细菌和酵母菌实验的叙述正确的是（ ）
A.通常酵母菌培养基比细菌培养基有更高的碳氮比
B.通常细菌的生长速度比酵母菌快，菌落比酵母菌落大
C.通常细菌培养基用高压蒸汽灭菌法灭菌，酵母菌培养基用过滤除菌法除菌
D.血细胞计数板既可用于酵母菌的数量测定，也可用于细菌的数量测定
4.（2023·山东高考12题）以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理：①沸盐水冷却后再倒入坛中；②盐水需要浸没全部菜料；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水；④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是（ ）
A.①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死
B.②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌
C.③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入
D.④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低
5.（2023·河北高考18题，改编）乳酸链球菌素（Nisin）是乳酸链球菌分泌的一种抗菌肽。研究者对Nisin发酵生产过程相关指标进行了检测，结果如图。下列叙述不正确的是（ ）
A.适度提高乳酸链球菌接种量可缩短Nisin发酵生产周期
B.发酵的中后期适量补加蔗糖溶液可促进菌体生长
C.向发酵罐内适时适量添加碱溶液可提高Nisin产量
D.发酵结束后主要通过收获并破碎菌体以分离获得Nisin产品
4 / 4第2课时 微生物的选择培养和计数
导学 聚焦 1.说明选择培养基的概念和如何设计培养基来分离分解尿素的细菌；基于稀释涂布平板法和显微镜计数法，运用归纳与概括的科学方法，概述测定微生物数量的常用方法。 2.基于微生物的选择培养和数量测定原理， 设计实验分离土壤中的尿素分解菌，并对实验结果进行分析与评价
知识点（一） 选择培养基及微生物的选择培养
1.选择培养基
（1）自然界中目的菌株的筛选
①依据：根据目的菌株对 的要求，到相应环境中去寻找。
②实例：PCR技术中用到的耐高温的DNA聚合酶就是从热泉中筛选出来的水生栖热菌中提取出来的。
（2）实验室中目的菌株的筛选
①原理：人为提供有利于 生长的条件（包括营养、温度、pH等），同时 其他微生物的生长。
②选择培养基：允许 种类的微生物生长，同时 其他种类微生物生长的培养基。
小提醒：有些微生物可以利用其他微生物的代谢物生长繁殖，因此，能够在选择培养基上生长的不一定都是目的菌株。
2.微生物的选择培养（稀释涂布平板法）
（1）系列稀释操作
①编号为1×102～1×107的试管中分别盛有9 mL 。
②将 g土样加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。
③取1 mL上清液加入盛有9 mL无菌水的试管中，依次等比稀释。
（2）涂布平板操作
（3）培养分离：待 后，将平板倒置，放入30～37 ℃的恒温培养箱中培养1～2 d。在涂布有合适浓度菌液的平板上就可以观察到分离的 。
3.判断下列有关表述的正误
（1）选择培养基能使特定种类的微生物生长。（ ）
（2）微生物常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。（ ）
（3）能分解尿素的细菌之所以能分解尿素，是因为其能产生脲酶。（ ）
（4）稀释涂布平板法既能分离微生物，也能对活菌进行计数。（ ）
探讨 分析稀释涂布平板法的原理和操作，提高操作能力
菌落总数可作为判定食品被污染程度的标志，也可以用于观察细菌在食品中繁殖的动态，以便对送检样品进行卫生学评估提供证据。如图是某样品培养简化流程图，请分析回答下列问题：
（1）对样品悬液进行梯度稀释的方法是
。
（2）涂布器一般是在酒精中浸泡，然后放在酒精灯火焰上灼烧灭菌，该操作的目的是
。
（3）下图是涂布平板操作的示意图，用字母和箭头表示涂布平板操作的正确步骤是 。
（4）经培养后发现培养基上出现多种菌落，可能的原因有哪些？
1.平板划线法和稀释涂布平板法的比较
项目 平板划线法 稀释涂布平板法
图示
过程 用接种环在固体培养基表面连续划线，将聚集的菌种逐步分散到培养基的表面 将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将稀释后的菌液用涂布器均匀地涂布到固体培养基的表面，进行培养
优点 可以观察菌落特征，对混合菌进行分离 可以计数，可以观察菌落特征
缺点 不能计数 吸收量较少，较麻烦，平板不干燥效果不好，容易蔓延
相同点 都使用固体培养基，若没有特殊要求，两种方法都可以用来分离微生物
2.单菌落的获得
（1）利用平板划线法接种时，单菌落从最后划线的区域挑取。
（2）利用稀释涂布平板法接种时，只有合适的稀释度才能得到单菌落。
1.下列关于稀释涂布平板法相关操作的叙述，错误的是（ ）
A.将涂布器末端浸在盛有体积分数为70％酒精的烧杯中消毒
B.涂布前取0.1 mL的菌液滴加到培养基表面
C.将蘸有少量酒精的涂布器在火焰上引燃，燃尽即可进行涂布
D.用涂布器将菌液涂布在培养基表面时可转动培养皿使涂布均匀
2.下面是纯化微生物时采用的两种接种方法接种后培养的效果图，相关叙述正确的是（ ）
A.图甲三个平板中所用培养液的稀释倍数相同
B.图甲、乙均适合分离微生物，但乙不适合对微生物进行计数
C.图甲、图乙所用的接种工具分别是接种环和涂布器
D.图乙每次划线应从同一起点开始以便使聚集的菌种逐步稀释获得单菌落
知识点（二） 微生物的数量测定
1.微生物数量测定的两种基本方法
2.判断下列有关表述的正误
（1）在同一稀释度下，至少要涂布3个平板。（ ）
（2）当菌落数目稳定时，选取菌落数为30～300的平板进行计数。（ ）
（3）统计菌落数目时，统计的菌落数就是活菌的实际数目。（ ）
（4）利用稀释涂布平板法和平板划线法均可实现细菌的分离和计数。（ ）
探讨 微生物的计数分析
甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数。在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下两种统计结果。
（1）甲同学在该浓度下涂布了一个平板，统计的菌落数为230，该同学的统计结果是否真实可靠？为什么？
（2）乙同学在该浓度下涂布了3个平板，统计的菌落数分别为21、212、256，该同学将21舍去，然后取平均值。该同学对实验结果的处理是否合理？为什么？
（3）某同学在三种稀释度下吸取0.1 mL的菌液涂布平板，统计菌落数，得到了以下的数据，试计算1 g样品的活菌数。
平板 稀释度 平板1 平板2 平板3
104 320 360 356
105 212 234 287
106 21 23 18
对比分析微生物计数的两种方法
间接计数法（稀释涂布平板法） 直接计数法（显微镜计数法）
原理 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，通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌 利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定体积的样品中微生物的数量
公式 每克样品中的菌落数＝×M C：某稀释度下平板上生长的平均菌落数； V：涂布平板时所用的稀释液的体积（mL）； M：稀释倍数 每毫升原液所含细菌数：每小格内平均细菌数×400×104×稀释倍数
缺点 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 不能区分细胞死活
结果 比实际值偏小 比实际值偏大
1.某同学将1 mL土壤样液稀释100倍，在3个平板上用稀释涂布平板法分别接入0.1 mL稀释液，经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为56、57和58。下列叙述错误的是（ ）
A.可得出土壤样液中活菌大约为5.7×107个/L
B.此方法统计的菌落数往往比实际的活菌数目低
C.一般选择菌落数为30～300的平板进行计数
D.显微镜直接计数法统计的是稀释液中的活菌数
2.在微生物培养过程中，由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物。平板划线法和稀释涂布平板法是常用的获取纯培养物的方法。下列说法正确的是（ ）
A.两种纯化方法的核心都是要防止杂菌污染，保证培养物的纯度
B.用稀释涂布平板法进行微生物的计数时，所得数据往往比实际数据偏大
C.通常对接种室用紫外线照射30 min后，再适量喷洒苯酚等消毒液来增强消毒效果
D.接种环在划线前后都需要灼烧，涂布器在接种前也需要灼烧，两种处理方法相同
易错提醒
用稀释涂布平板法计数微生物的方法
（1）稀释涂布平板操作要求：按照平行重复原则，同一稀释度下的菌液应涂布3个或3个以上的平板。
（2）计数的时机：当各平板上菌落数目稳定时进行计数。
（3）选择可用于计数的平板：选择菌落数在30～300的平板（相同稀释度的平板均符合该特点）进行计数，然后取平均值。
知识点（三） 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
1.实验设计
（1）土壤取样
①土壤要求：酸碱度接近中性且潮湿。
②取样部位：距地表约 的土壤层。
（2）样品的稀释
测定土壤中细菌的数量，一般选用 倍稀释的稀释液进行平板培养，当第一次做这个实验时可以将稀释的范围放 一点。
（3）微生物的培养与观察
①培养：根据不同微生物的需要，控制适宜的培养 和培养时间。细菌一般在 ℃的温度下培养 d。
②观察：每隔24 h统计一次菌落数目，选取 的记录作为结果。记录菌落的特征：包括菌落的 等。
2.操作提示
（1）无菌操作
①取土样的用具在使用前都需要 。
②实验操作均应在 进行。
（2）做好标记：本实验使用的平板和试管较多，为避免混淆，最好在使用前做好标记。例如，在标记培养皿时应该注明组别、培养日期和平板上培养样品的 等。
（3）制定计划：对于耗时较长的生物实验，需要事先规划时间，以便提高实验效率，在操作时有条不紊。
3.判断下列有关表述的正误
（1）从土壤中取样时，土层越浅越好。（ ）
（2）来自土壤的微生物稀释倍数越大越好。（ ）
（3）菌落特征是鉴别菌种的重要依据。（ ）
探讨 分析土壤中分解尿素的细菌的分离计数与鉴定
1.筛选分解尿素的细菌的选择培养基的配方如表所示：
组分 含量
KH2PO4 1.4 g
Na2HPO4 2.1 g
MgSO4·7H2O 0.2 g
葡萄糖 10.0 g
尿素 1.0 g
琼脂 15.0 g
H2O 定容至1 000 mL
（1）分离分解尿素的细菌的选择培养基是如何进行选择的？
（2）为什么只有能分解尿素的微生物才能在该培养基上生长？
2.酚红指示剂是一种常用的酸碱指示剂，在pH为6.6～8.0时显示橙色，pH低于6.6时呈现黄色，pH高于8.4时呈现红色。分解尿素的细菌能产生脲酶，脲酶将尿素分解成了氨，培养基pH升高，可使酚红指示剂变红。
（1）实验中在以尿素为唯一氮源的选择培养基上生长的菌落 （填“是”“不是”或“不一定是”）分解尿素的细菌，原因是 。
（2）结合所给资料，说出如何对分离的菌种进行鉴定？
“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验结果分析
1.如图是从土壤中筛选产脲酶细菌的过程，下列叙述错误的是（ ）
A.能产生脲酶的细菌可以分解利用尿素
B.图中逐级稀释的程度会直接影响细菌培养基上的菌落数量
C.培养基中可添加KH2PO4、Na2HPO4以提供无机盐和作为缓冲剂
D.培养基①应以尿素为唯一氮源，培养基②的作用是纯培养产脲酶的细菌
2.（2024·江苏连云港高二期末）在做“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”的实验时，甲同学从对应稀释倍数为106的培养基上筛选出大约150个菌落，而其他同学只筛选出大约50个菌落。下列有关叙述错误的是（ ）
A.甲同学出现这种结果的原因可能是土样不同，也可能是操作过程出了问题
B.将甲同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养作为空白对照，可以证明培养基是否受到污染
C.让其他同学用与甲同学一样的土壤进行实验，如果结果与甲同学一致，则可以证明甲同学无误
D.B、C选项的实验思路都遵循了实验的对照原则
（1）选择培养基是指 。
（2）稀释涂布平板法用于计数的原理是
。
（3）稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目少的原因是
。
1.（2024·江苏南通高二月考）某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3供植物吸收和利用。以下说法错误的是（ ）
A.土壤中的细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成脲酶
B.能分解尿素的细菌也能以尿素的分解产物CO2作为碳源
C.为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时应选择尿素作为唯一氮源
D.筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4的作用是提供无机盐和维持pH
2.平板划线法和稀释涂布平板法是接种微生物的两种常用方法，下列叙述正确的是（ ）
A.采用稀释涂布平板法获得的菌落数往往多于实际的活菌数
B.平板划线法是将不同稀释度的菌液通过接种环连续划在固体培养基表面
C.稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液倒入液体培养基中进行培养
D.与平板划线法相比，稀释涂布平板法形成单菌落的效果更好
3.如图是研究人员从红棕壤中筛选高效分解尿素的细菌的过程示意图。下列有关叙述错误的是（ ）
A.在配制步骤②③的培养基时，应先调pH后湿热灭菌
B.步骤③纯化分解尿素的细菌的原理是将聚集的细菌分散，以获得单菌落
C.步骤③采用稀释涂布平板法接种，并需向牛肉膏蛋白胨培养基中加入尿素
D.步骤④挑取③中不同种的菌落分别接种，比较不同种细菌分解尿素的能力
4.（2024·辽宁丹东模拟）下图所示为分离某种以尿素为氮源的细菌实验过程，下列叙述错误的是（ ）
A.土样从有哺乳动物尿液的地方取，获得目的菌种的概率很高
B.为验证尿素固体培养基具有选择作用，可用牛肉膏蛋白胨固体培养基做对照
C.将实验组和对照组37 ℃恒温培养24～48 h时，需将平板倒置
D.在尿素固体培养基上生长的细菌都是以尿素为氮源的细菌
提示：完成课后作业 第1章 第2节 第2课时
8 / 8第1节 传统发酵技术的应用
导学 聚焦 1.基于酿酒的实例分析，归纳发酵的概念，运用结构与功能观，阐明发酵菌种的结构特点和代谢特点。 2.运用发酵原理，设计并完成利用天然菌种制作泡菜、果酒和果醋的实验探究，并对实验结果进行分析与评价。 3.分析泡菜制作过程中亚硝酸盐含量变化，关注食品安全和人体健康
知识点（一） 发酵与传统发酵技术
1.发酵
2.传统发酵技术
小提醒：工业发酵一般用人工选育的优良菌种进行大规模的液体发酵。
3.判断下列有关表述的正误
（1）发酵是指人们利用微生物，在缺氧的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物。（ ）
（2）毛霉主要通过产生蛋白酶分解蛋白质参与腐乳发酵。（ ）
（3）腐乳制作利用了毛霉等真菌的有氧呼吸。（ ）
探讨 分析腐乳制作，构建传统发酵技术概念
如图是腐乳制作中正在发酵的豆腐坯，结合教材有关内容，回答有关问题：
（1）制作腐乳利用了哪些微生物？这些微生物来自哪里？
（2）你知道豆腐上的毛是怎么形成的吗？
（3）每年进行同样的操作，但是每年制作的腐乳的口感都不完全相同，有些年份甚至制作不成功，你知道这是为什么吗？
1.传统发酵产品的影响因素
（1）微生物种类：不同的微生物所含的酶不同，催化的代谢过程不同。
（2）原料的差异：附着的微生物种类不同；为微生物提供的营养物质不同。
（3）发酵条件：温度、湿度、氧气含量等因素影响微生物的代谢过程。
2.传统发酵技术的优点和缺点
传统发酵技术的优点有操作简单，便于家庭式或作坊式生产，它是文化的传承等；缺点有生产条件不易控制，容易受杂菌污染，生产效率较低，产物不单一等。
1.（2024·山东淄博高二检测）下列关于发酵的说法，不正确的是（ ）
A.人们了解发酵的本质是从巴斯德开始的
B.利用前一次发酵保存下来的面团进行发面，属于传统发酵技术
C.不同的微生物发酵会产生不同的产物
D.传统发酵以液体发酵为主
2.下列关于腐乳制作原理的叙述，错误的是（ ）
A.腐乳制作实质就是利用发酵技术，将大分子有机物分解为小分子有机物的过程
B.腐乳制作中，起作用的微生物多为异养型真菌
C.传统发酵利用的是天然存在的菌种，所生产食品安全性更高
D.家庭自制腐乳时，一般不需单独接种菌种
知识点（二） 尝试制作传统发酵食品——泡菜
1.与泡菜制作有关的菌种——乳酸菌
2.泡菜的制作过程
3.判断下列有关表述的正误
（1）制作传统泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵的。（ ）
（2）制备泡菜时，盐水煮沸后可以立即使用。（ ）
（3）泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件。（ ）
（4）泡菜在腌制过程中会有亚硝酸盐产生，腌制方法、时间长短和温度高低等条件都对亚硝酸盐的含量有影响。（ ）
探讨 分析泡菜的制作，提高学以致用能力
家庭泡菜的制作方法：新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入彻底清洁并用白酒擦拭过的泡菜坛中，然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”，密封后置于阴凉处，最适环境温度为28～30 ℃。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”。在实验室或工厂化生产泡菜时，还要跟踪检测泡菜腌制过程中产生的亚硝酸盐含量。
（1）配制盐水时以下物质或操作的作用或目的：
①盐的作用： ，盐含量过低会造成细菌污染。
②盐水煮沸的目的： 。
③冷却的目的： 。
（2）向泡菜坛加入“陈泡菜水”的作用是什么？
（3）若制作的泡菜“咸而不酸”，最可能的原因是什么？
（4）乳酸菌是厌氧细菌，发酵时需控制严格的无氧环境。尝试说出泡菜制作过程中制造无氧环境的措施。
（5）在用质量分数为5％的盐水制作泡菜时，在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量，结果如图。据图分析，从亚硝酸盐含量来看，你认为该泡菜在什么时间食用比较合适？为什么？
泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化
注意：亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的。
1.（2024·山东济南期末）清代袁枚在《随园食单》中，详尽记载了泡菜的制作工艺：“冬菜黄芽菜，泥头七日便熟。‘泥头’就是用泥密封容器口，然欲久放非盐不可，淡则味鲜，咸则味恶。常腌一大坛三伏时开之……香美异常，色白如玉。”以下有关说法错误的是（ ）
A.泡菜制作过程中起主要作用的微生物是乳酸菌，“泥头”的目的是为该菌提供无氧环境
B.为了确保“淡则味鲜”，盐水浓度不宜过高，可以配制质量分数为3％的盐水用于发酵
C.“咸则味恶”的原因，可能是由于溶液浓度过高使乳酸菌失水死亡，从而影响发酵效果
D.若腌制时间少于“七日”，可能导致泡菜中亚硝酸盐含量高，影响泡菜品质
2.泡菜是我国的传统食品之一，其制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害。某兴趣小组查阅资料得到如图曲线。下列相关叙述错误的是（ ）
A.乳酸菌发酵的产物是乳酸和亚硝酸盐
B.用水密封泡菜坛的目的是创造无氧环境
C.与第3天相比，第8天后的泡菜更适于食用
D.pH呈下降趋势的原因是乳酸菌发酵产物的积累
拓展归纳
乳酸菌发酵过程中杂菌的控制方法
（1）泡菜坛的密闭性及灭菌。
（2）蔬菜的清洗可以防止杂菌繁殖。
（3）食盐的用量合适可以控制杂菌的繁殖。
（4）调味料也具有抑菌的作用。
（5）泡菜盐水的浸泡提供的无氧环境为乳酸菌的繁殖提供条件，同时又能抑制好氧菌繁殖。
知识点（三） 尝试制作传统发酵食品——果酒和果醋
1.菌种及发酵原理
果酒制作 果醋制作
菌种类型
代谢特点 兼性厌氧型
发酵温度 18～30 ℃
发酵 原理 无氧条件下： （1）O2、糖源充足： （2）糖源不足：
2.果酒和果醋的制作步骤
小提醒：由果酒制作果醋时，除了通入氧气外，还要提高温度。
3.判断下列有关表述的正误
（1）果酒和果醋的制作可用同一装置，但需不同的发酵条件。（ ）
（2）当氧气不充足、缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为乙酸。（ ）
（3）制作果醋的温度比制作果酒的温度高。（ ）
（4）在葡萄酒的制作过程中，采摘的葡萄应反复冲洗，且要先除枝梗再冲洗。（ ）
探讨 分析果酒、果醋制作，提高学以致用能力
如图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，据图讨论：
（1）从酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸代谢产物的角度思考酒精发酵过程中“先来水”和“后来酒”的原因是什么？
（2）在果酒和果醋制作过程中，需要控制的条件有哪些不同？
（3）在乙酸发酵阶段，酵母菌是否还会继续进行酒精发酵？
1.果酒和果醋发酵改进装置及其分析
2.常见异常情况的原因与改进措施
异常情况 原因分析 改进措施
果酒发酵周期长，酒精含量少 ①温度不合适； ②酵母菌数量少 ①调节温度至18～30 ℃； ②减少原料冲洗次数或人工接种酵母菌
果酒变质 探究实验操作不规范导致杂菌污染 对榨汁机、发酵装置进行消毒或灭菌处理；若使用带盖子的瓶子发酵，每隔一段时间拧松瓶盖放气，不能完全打开
制作果酒时液面出现一层白膜 装置气密性差 提高装置气密性
果酒制作过程中发酵瓶爆裂 ①发酵液过多； ②排气不畅 ①保证装置中发酵液不超过发酵瓶容积的2/3；②保证排气通畅或定时拧松瓶盖排气
果醋发酵周期长 ①温度不合适；②氧气不足 ①调节温度至30～35 ℃；②保证充足的氧气供应
1.某同学制作果酒、果醋的步骤如下：①将发酵瓶等清洗干净后用酒精消毒；②清洗葡萄并榨汁装入发酵瓶；③将温度控制在18～30 ℃发酵12 d；④打开瓶盖，盖上一层纱布再发酵8 d。下列说法错误的是（ ）
A.①中应用无水乙醇消毒，且能杀死所有微生物
B.②葡萄需先用清水冲洗后再去枝梗，避免杂菌污染
C.③每隔一段时间拧松瓶盖一次，及时放气
D.④需要调高温度至30～35 ℃，该过程几乎不产生气体
2.（2024·河北唐山高二期末）如图为果酒与果醋发酵的简易装置及兴趣小组设计的改进装置示意图，下列说法错误的是（ ）
A.用体积分数为70％的酒精对上述装置进行消毒后，再装入果汁
B.甲装置在酿酒过程中被杂菌污染的机会比其他两装置大
C.丙装置转为果醋发酵更容易，只需通过气阀2通气即可
D.与甲装置相比，乙装置中的气压更容易保持相对稳定
（1）发酵是指 。
（2）传统发酵技术是指 。
（3）传统发酵获得的发酵食品品质不一的主要原因是 。
1.（2024·广东肇庆期中）关于果酒、果醋和泡菜这三种传统发酵产物的制作，下列叙述正确的是（ ）
A.发酵所利用的微生物都属于原核生物
B.发酵过程都在无氧条件下进行
C.发酵过程都在同一温度下进行
D.发酵都是放热过程
2.用精心挑选的如皋白萝卜为原料，在陶罐内加入适量盐、糖等辅料精心腌制而成的“如皋萝卜条”，脆而不硬、咸中带甜。下列有关叙述正确的是（ ）
A.腌制一般要超过10天，前期亚硝酸盐含量较高
B.腌制前萝卜和陶罐均需清洗干净后进行高温灭菌
C.腌制萝卜条过程中有气泡产生是由于乳酸菌无氧呼吸产生了CO2
D.“如皋萝卜条”咸中带甜，是由于盐和糖被萝卜细胞主动吸收
3.从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜逐渐变酸，乳酸菌与杂菌数量也发生变化，下列有关分析错误的是（ ）
A.泡菜制作初期就有乳酸菌的存在
B.密闭的发酵环境使乳酸菌在种间竞争中占据一定优势
C.在发酵过程中，乳酸含量逐渐增多，可以抑制其他微生物的生长
D.发酵过程中，杂菌数目的减少使乳酸菌与杂菌的种间竞争减弱，因此乳酸菌数量一直增多
4.（2024·江苏泰州模拟）某研究性学习小组进行果酒、果醋发酵实验。下列相关叙述错误的是（ ）
A.先供氧进行果酒发酵，然后隔绝空气进行果醋发酵
B.适当加大接种量可以提高发酵速率，抑制杂菌繁殖
C.发酵液中的醋酸菌通过无丝分裂增殖，繁殖速度快
D.果酒、果醋发酵过程中pH均有一定程度下降的现象
5.（2024·河南周口期末）米酒旧时称酒酿，其乙醇含量极少，口味香甜醇美，深受人们喜爱。其现代工艺流程如图所示，下列说法错误的是（ ）
A.蒸米过程有利于后续过程中根霉曲分解糯米中的有机物
B.蒸米之后可以不经淋冷过程直接加根霉曲
C.加酵母曲后应先通入一段时间无菌空气，再进行无氧发酵
D.发酵结束后要对发酵液进行灭菌，可延长米酒的保存期
提示：完成课后作业 第1章 第1节
8 / 8第3节 发酵工程及其应用
导学 聚焦 1.基于发酵工程的基本环节和应用实例，阐明发酵工程的概念。 2.运用分析与综合的科学思维，概述从传统发酵到现代发酵工程的发展历程，认同发酵工程的发展离不开科技进步。 3.基于发酵工程在农业、食品工业、医药工业、工业生产上的应用实例，阐明发酵工程的特点和应用价值
知识点（一） 发酵工程的基本环节
1.发酵工程的基本环节
2.判断下列有关表述的正误
（1）发酵工程利用的菌种都是从自然界中筛选出来的。（ ）
（2）发酵工程的中心环节是选育菌种。（ ）
（3）发酵工程中要对培养基进行灭菌，发酵设备不用灭菌。（ ）
（4）谷氨酸的发酵生产在酸性条件下容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。（ ）
探讨 分析发酵工程基本过程，提高理解能力
发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产产品。常用谷氨酸棒状杆菌（好氧细菌）在如图所示的发酵罐中发酵来大量生产味精。回答下列问题：
（1）发酵过程中需要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件：原因是
。
（2）从菌种角度分析，与传统发酵技术相比，发酵工程的优点是 。
（3）在产物分离和提纯方面，发酵工程与传统发酵技术相比有哪些改进之处？
（4）在进行发酵生产时，排出的气体和废弃培养液等能直接排放到外界环境中吗？为什么？
1.影响发酵过程的因素
（1）温度：①温度影响酶活性；②温度影响生物合成的途径；③温度影响发酵液的物理性质，以及菌种对营养物质的分解吸收等。
（2）pH：①pH能够影响酶的活性，以及细胞膜的带电荷状况；②pH影响培养基中营养物质的分解等。
（3）溶解氧：氧的供应对需氧发酵来说，是一个关键因素。必须向发酵液中连续补充大量的氧，并要不断地进行搅拌，这样可以提高氧在发酵液中的溶解度。
（4）营养物质的浓度：发酵液中各种营养物质的浓度，特别是碳氮比、无机盐和维生素的浓度，会直接影响菌体的生长和代谢物的积累。
2.发酵罐内发酵——发酵工程的中心环节
1.（2024·天津静海区高二检测）下列关于微生物发酵过程的说法，正确的是（ ）
A.菌种选育是发酵的中心阶段
B.只要不断地向发酵罐中通入液体培养基，就能保证发酵的正常进行
C.在发酵过程中，要严格控制温度、pH、溶解氧与转速等发酵条件，否则会影响菌种代谢物的形成
D.在谷氨酸发酵过程中，当pH呈酸性时，生成的代谢物就会是乳酸或琥珀酸
2.发酵工程在工业生产上得到广泛应用，其生产流程如图所示。结合赖氨酸或谷氨酸的生产实际，下列说法错误的是（ ）
A.①为诱变育种，②为萃取（或蒸馏或离子交换等）
B.赖氨酸或谷氨酸的生产过程中为使产物源源不断地产生，可采用连续培养的发酵方式
C.由于赖氨酸或谷氨酸的发酵菌种为好氧菌，在生产过程中常需增加通氧量
D.人工控制微生物代谢的唯一措施是控制生产过程中的各种条件
知识点（二） 发酵工程的应用
1.发酵工程的特点
2.发酵工程的应用
（1）在食品工业上的应用
①生产传统的发酵产品。如酱油、各种酒类。
②生产各种各样的 。如柠檬酸和味精。
③生产 。如α-淀粉酶、β-淀粉酶、脂肪酶等。
（2）在医药工业上的应用
基因工程、蛋白质工程等的广泛应用给发酵工程制药领域的发展注入了强劲动力。
（3）在农牧业上的应用
①生产微生物肥料。微生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的 等来增进土壤肥力，改良土壤结构。
②生产微生物农药。微生物农药是利用 来防治病虫害的。
③生产微生物饲料。通过发酵获得了大量的微生物菌体，即 ，并制作成微生物饲料。
（4）在其他方面的应用
发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域，在助力解决 等方面的重大问题上，作出了越来越大的贡献。
小提醒：单细胞蛋白就是微生物菌体本身，并不只是组成微生物的蛋白质。
3. 判断下列有关表述的正误
（1）微生物饲料主要是利用发酵工程生产的微生物的菌体。（ ）
（2）单细胞蛋白是通过发酵产生的大量的微生物分泌蛋白。（ ）
（3）发酵工程一般用半固体培养基。（ ）
（4）微生物饲料主要是利用发酵工程生产的微生物的菌体。（ ）
探讨 分析发酵工程的应用
发酵工程以其生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等特点，在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用，形成了规模庞大的发酵工业。思考回答下列问题：
（1）分析下列产品需要利用发酵工程技术进行生产的有哪些？
①生产单细胞蛋白饲料
②利用工程菌生产胰岛素
③工厂化生产青霉素
（2）酱油、各种酒类、柠檬酸和谷氨酸的生产分别利用了哪种微生物的发酵？
（3）利用微生物进行纤维素发酵生产乙醇，然后和汽油按一定比例混合，可形成乙醇汽油。请结合乙醇的性质，分析乙醇汽油有哪些优点？
（4）分析与传统的手工发酵相比，啤酒发酵生产过程中的哪些措施使得啤酒的产量和质量明显提高？
1.啤酒发酵的过程及内容
2.“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别
1.（2024·山东师范大学附中高二检测）下列有关发酵工程应用的说法，错误的是（ ）
A.发酵工程可以生产酱油、泡菜等传统发酵食品
B.柠檬酸、乳酸等食品添加剂可以通过发酵工程生产
C.发酵工程可以生产多种药物，但是不能生产疫苗
D.发酵工程生产的单细胞蛋白可以制成微生物饲料
2.我国是世界啤酒生产和消费大国。啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，如图是“精酿”啤酒生产流程示意图。下列说法错误的是（ ）
A.大麦发芽释放的淀粉酶可参与糖化过程
B.碾磨有利于淀粉酶与淀粉充分接触，提升反应速率
C.蒸煮过程可以终止淀粉酶的进一步作用，并对糖浆灭菌
D.当发酵液中的糖分消耗完全后，酵母菌的发酵才会终止
（1）发酵工程一般包括 等方面。
（2）性状优良的菌种可以从 获得。
（3）分离、提纯产物时如果发酵产品是微生物细胞本身，可采用 得到产品；如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的 措施来获得产品。
1.下列关于发酵工程的应用的说法，正确的是（ ）
A.食品添加剂由于可以增加食品营养，改善食品的色、香、味，还可延长保存期，使用时应尽量多添加
B.加酶洗衣粉使用时用沸水洗涤效果最好
C.在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，使饲料保鲜，同时提高动物免疫力
D.与使用化学农药相比，使用微生物农药具有成本高、见效快、无污染的特点
2.（2024·湖北武汉高二期末）青霉素是青霉菌分泌的一种抗生素。随着高产菌种的选育，发酵技术的发展，青霉素已经步入产业化生产的道路。下列叙述错误的是（ ）
A.经过不断诱变、筛选获得生产用高产青霉菌株
B.发酵工程所用培养基和设备必须严格控制无菌
C.发酵过程要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度、溶解氧等
D.用过滤、沉淀等方法将青霉菌体分离、干燥即可获得青霉素
3.某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究，下列叙述错误的是（ ）
A.夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理
B.乙醇为挥发性物质，故发酵过程中空气的进气量不宜太大
C.正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压
D.可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵
4.下图为发酵装置，据图回答下列问题。
（1）若该培养装置的pH检测及控制装置出现故障，可采取的应急措施是 。pH发生变化的原因是 。
（2）冷却水的进入口是 ，无菌空气的进入口是 。
（3）若将此装置用于酒精发酵或谷氨酸发酵，在发酵过程中，技术上的关键区别是
。
（4）若培养过程中进料和放料的速度未变，但有效产物减少，如果是酒精发酵应该检查 ，如果是谷氨酸发酵可能的原因是 。
（5）图中5的作用是 。
若此装置损坏，对于无氧发酵，产量将 。
提示：完成课后作业 第1章 第3节
7 / 7学习讲义部分
第1章 发酵工程
第1节 传统发酵技术的应用
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.微生物 微生物的代谢 不同代谢物
2. 原材料 发酵物 固体 半固体 家庭式
酵母 曲霉 毛霉 毛霉 ⑩肽 氨基酸
3.（1）× 提示：发酵是指人们利用微生物，在适宜条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物。
（2）√ （3）√
互动探究
（1）提示：制作腐乳利用了空气中存在的酵母、曲霉和毛霉等微生物，其中起主要作用的是毛霉。
（2）提示：空气中的毛霉孢子在豆腐上生长形成的。
（3）提示：发酵的生产条件不易控制，容易受杂菌污染。
学以致用
1.D 传统发酵常常是固体发酵或者半固体发酵，D错误。
2.C 传统发酵利用的是天然存在的菌种，没有经过严格灭菌，所生产食品安全性较低，C错误。
知识点（二）
自主学习
1.异养厌氧 2C3H6O3
2. 5％～20％ 条状 蒜瓣、生姜及其他香辛料
八成 没过全部菜料 注满水 温度
3.（1）√
（2）× 提示：制备泡菜时，盐水煮沸后应冷却后再用。
（3）× 提示：泡菜的制作应始终保持无氧环境。
（4）√
互动探究
（1）①调味、抑制微生物生长 ②杀菌（杀灭水中的微生物及除去水中氧气） ③为了不影响乳酸菌等微生物的生命活动
（2）提示：提供乳酸菌菌种。
（3）提示：泡菜盐水浓度过高，乳酸菌会通过渗透作用失水，乳酸菌生长被抑制，制作的泡菜会“咸而不酸”。
（4）提示：①选择气密性好的泡菜坛。②盐水煮沸后冷却待用。③装坛时压实，盐水没过全部菜料。④盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满水；发酵期间不宜开盖，并在发酵过程中注意经常向水槽中补水。
（5）提示：10天后食用比较合适。因为此时亚硝酸盐含量低。
学以致用
1.B 泡菜制作过程中起主要作用的微生物是乳酸菌，乳酸菌是厌氧菌，发酵时需要营造无氧环境，因此“泥头”的目的是为该菌提供无氧环境，A正确；泡菜发酵时盐水的质量分数应是5％～20％，B错误；乳酸菌的生存需要适宜的渗透压等环境，“咸则味恶”的原因可能是由于溶液浓度过高，使乳酸菌失水死亡，从而导致发酵效果降低，C正确；亚硝酸盐的含量与发酵时间有关，若腌制时间少于“七日”，可能导致泡菜中亚硝酸盐含量高，影响泡菜品质，D正确。
2.A 乳酸菌发酵的产物是乳酸，A错误；乳酸菌是严格厌氧微生物，制作泡菜时用水密封泡菜坛，其目的是保持无氧的环境，B正确；从图中曲线可看出第8天后亚硝酸盐含量与之前相比含量降低，故与第3天相比，第8天后的泡菜更适于食用，C正确；在此过程中乳酸菌进行了乳酸发酵，产生的乳酸导致泡菜坛内pH下降，D正确。
知识点（三）
自主学习
1.酵母菌 醋酸菌 需氧型 30～35 ℃ C6H12O62C2H5OH（酒精）＋2CO2＋能量 C6H12O6＋2O22CH3COOH（乙酸）＋2H2O＋2CO2＋能量 C2H5OH＋O2CH3COOH（乙酸）＋H2O＋能量
2. 洗洁精 酒精 枝梗 1/3 18～30 10～12 柠松 30～35 7～8
3.（1）√
（2）× 提示：醋酸菌是需氧型微生物，乙酸发酵需要氧气。
（3）√
（4）× 提示：在葡萄酒的制作过程中，采摘的葡萄冲洗1～2次即可，且要先冲洗再除枝梗。
互动探究
（1）提示：“先来水”的原因是酵母菌先进行有氧呼吸产生水。“后来酒”的原因是在无氧条件下酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。
（2）提示：①温度不同。果酒制作和果醋制作所用微生物不同，果酒制作利用的是酵母菌，温度应控制在18～30 ℃；果醋制作利用的是醋酸菌，温度应控制在30～35 ℃。②气体条件不同。果酒制作时需先通气，后密封；果醋制作时需一直通气。
（3）提示：不会。随着乙酸发酵的进行，发酵液的pH、发酵温度等均不利于酵母菌的生长繁殖，因此酵母菌活性很低，且乙酸发酵过程需氧，酵母菌无法进行酒精发酵。
学以致用
1.A ①过程将发酵瓶等清洗干净后用体积分数为70％的酒精消毒，防止污染，但不能杀死物体内外所有的微生物，A错误；材料处理时选用新鲜葡萄先用清水冲洗1～2次，再除去枝梗和腐烂的籽粒，避免杂菌污染，B正确；将温度控制在18～30 ℃进行果酒发酵，并需适时拧松瓶盖放气，C正确；果醋发酵菌种是醋酸菌，为好氧型细菌，发酵最适温度为30～35 ℃，④需要调高温度至30～35 ℃，该过程几乎不产生气体，D正确。
2.C 题述实验中用体积分数为70％的酒精对上述装置进行消毒后，再装入果汁进行发酵，目的是避免杂菌污染，A正确；甲装置在酿酒过程中需要通过拧松瓶塞排气，而其他的两个装置不需要，因此甲装置被杂菌污染的机会比其他两装置大，B正确；丙装置转为果醋发酵时，需通过气阀1通气，且需提高发酵温度，C错误；因为乙装置中的碳酸钠溶液能够将酵母菌发酵产生的二氧化碳吸收掉，而甲装置中的二氧化碳需要专门排放，否则会爆裂，因此与甲装置相比，乙装置中的气压更容易保持相对稳定，D正确。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程 （2）直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术 （3）发酵菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准
课堂演练
1.D 参与果酒制作的微生物是酵母菌，属于真核生物，A错误；参与果醋制作的醋酸菌是好氧菌，因此果醋发酵需要有氧条件，B错误；不同的发酵产物需要的温度不同，如果醋发酵所需温度是30～35 ℃，而果酒发酵温度较低，C错误；发酵过程会进行细胞呼吸，细胞呼吸释放的能量多数以热能散失，故发酵都是放热过程，D正确。
2.A 腌制时间过短，亚硝酸盐含量较高，一般在腌制5天后，亚硝酸盐含量开始下降，10天后亚硝酸盐含量较低，A正确；高温灭菌会杀死附着在萝卜上的乳酸菌，B错误；乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，不产生CO2，C错误；萝卜腌制后细胞已经死亡，盐和糖通过扩散作用进入萝卜细胞，D错误。
3.D 发酵过程中，乳酸含量不断增多，不仅可以抑制其他微生物的生长，也会影响乳酸菌的活性，因此乳酸菌数量不会一直增多，D错误。
4.C 缺少糖源时，醋酸菌会将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸，所以需要先隔绝空气进行果酒发酵，然后供氧进行果醋发酵，A正确；适当加大接种量可以提高发酵速率，更快产生较多代谢物，从而抑制杂菌繁殖，B正确；发酵液中的醋酸菌属于原核生物，其通过二分裂的方式进行增殖，C错误；果酒制作过程中会产生二氧化碳，二氧化碳溶于水，使pH降低，果醋制作过程中产生乙酸，同时会使pH下降，D正确。
5.B 将米煮熟可以杀死米中绝大多数杂菌，有利于后续根霉曲的繁殖，促进其分解糯米中的有机物，A正确；蒸米之后直接加根霉曲，可能由于米本身温度太高，根霉曲会被高温杀死，所以需要冷淋，B错误；加酵母曲后应先通入一段时间无菌空气，促进酵母菌有氧呼吸，进行大量繁殖，再进行无氧发酵，C正确；发酵结束后保存米酒，米酒发酵过程中可能还保留部分杂菌，需要对发酵液进行灭菌，可延长米酒的保存期，D正确。
第2节 微生物的培养技术及应用
第1课时 微生物的基本培养技术
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.（1） 营养物质 生长繁殖 培养、分离、鉴定、保存 代谢物 液体 固体 （2）①水、碳源、氮源、无机盐 ②维生素 酸性 中性或弱碱性
2.（1）× 提示：固体培养基中添加了凝固剂，加少量水不能制成液体培养基。
（2）√ 提示：硝化细菌为自养型生物，可以二氧化碳为碳源合成有机物。
（3）× 提示：培养固氮微生物的培养基中可以不加入氮源。
（4）√
互动探究
（1）提示：固体 该培养基的配方中含有凝固剂琼脂
（2）提示：牛肉膏和蛋白胨
（3）提示：异养型微生物 该微生物的碳源和氮源是有机物
（4）提示：不一定，例如培养自养微生物时，一般不需要添加碳源，微生物可以利用空气中的二氧化碳；培养固氮微生物时，一般不需要添加氮源，微生物可以利用空气中的氮气。
学以致用
1.B 微生物生长繁殖需要氮源，氮源物质为该微生物提供必要的氮元素，A正确；该碳源物质是CO2，属于无机物，不能作为微生物的能源物质，B错误；无机盐是微生物生长繁殖不可缺少的营养物质，C正确；生物的生命活动离不开水，水是该微生物的营养要素之一，D正确。
2.C 培养基不一定都含有碳源、氮源，如培养自养型微生物的培养基中不需加入碳源，培养自生固氮菌的培养基中不需加入氮源，A错误；一般固体培养基可用于观察菌落，液体培养基可用于工业生产，B错误；某些微生物不能利用淀粉，而只能利用葡萄糖、果糖、蔗糖和麦芽糖等糖类，D错误。
知识点（二）
自主学习
1. 杂菌污染 温和的物理、化学 巴氏消毒法 所有的微生物 湿热灭菌 灼烧灭菌
2.①消毒 ②灭菌 ③酒精灯火焰 ④周围的物品
3.（1）√ （2）√
（3）× 提示：没有生物活性的材料不一定要用高压蒸汽灭菌法灭菌，如玻璃器皿可用干热灭菌法灭菌。
互动探究
1.63～65 72～76 5～6 30 接种室 接种箱 超净工作台 酒精 氯气 充分燃烧 涂布器 接种环 接种针 试管口 瓶口 160～170 1～2 h 耐高温的和需要保持干燥 100 kPa、121 ℃ 15～30 min 培养基
2.提示：在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。
3.提示：无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。
学以致用
1.B 实验操作者双手用体积分数为70％的酒精消毒，可防止杂菌污染，A不符合题意；试管用高压蒸汽灭菌法灭菌前要加棉花堵塞，但不能用脱脂棉花，因脱脂棉易吸水，容易引起杂菌污染，B符合题意；在超净台上完成操作，可防止杂菌污染，C不符合题意；接种环需要灼烧灭菌，可保证接种时不会引起杂菌污染，D不符合题意。
2.B 在100 ℃条件下煮沸5～6 min属于煮沸消毒法，B错误。
知识点（三）
自主学习
1.（1）微生物的群体 单一个体 纯培养物 （2）配制培养基、灭菌、接种、分离和培养
2.（1）①固体培养基 子细胞群体 ②平板划线法 稀释涂布平板法 单个微生物 （2） 琼脂 蒸馏水 干热灭菌箱 50 ℃ 酒精灯火焰 单 恒温
3.（1） 右手 左手 通过 稍大于 立即
倒过来 下 上 （2） 灼烧 火焰旁 火焰
接种环蘸取 三至五条平行线 接种环 末端
第一次
4.（1）× 提示：培养基应灭菌后再分装到培养皿中。
（2）√ （3）√
（4）× 提示：接种环经火焰灭菌冷却后再挑取菌落。
（5）√
互动探究
1.（1）提示：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。
（2）提示：可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。
（3）提示：可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，感觉温度下降到刚刚不烫手即可。
2.（1）提示：d→b→f→a→e→c→h→g。
（2）原有的微生物 上次划线的末端 每次划线时菌种数目逐渐减少 单个细菌
（3）提示：划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。
（4）提示：培养未接种培养基的作用是对照，未接种的培养基在恒温箱中保温1～2 d后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的。若有菌落形成，说明培养基灭菌不彻底，或培养基被污染了，需要重新制备。
学以致用
1.B 步骤①表示倒平板，培养基需要先调节pH后灭菌，冷却后倒平板，A错误；接种环在每次接种前和接种结束后都要通过灼烧来灭菌，所以步骤③到步骤④的过程中5次划线操作前都要灼烧灭菌，接种结束后还需灼烧灭菌1次，防止造成污染，由此可见，步骤③到④的过程中共需灼烧接种环6次，C错误；步骤④操作结束后需在培养皿的底上做好标记并倒置后放入培养箱中进行培养，D错误。
2.B 为了能彻底灭菌，配制的培养基需进行高压蒸汽灭菌，A正确；起始划线的区域长出的菌落多且密，甲中d区域为划线的起始位置，a区域为划线的结束位置，B错误；连续划线的目的是获得单个微生物繁殖形成的菌落，C正确；由于每次使用接种环前后都要灼烧灭菌，图示甲中共有4次划线接种，故接种环灼烧了5次，D正确。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质 （2）使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物 （3）由单一个体繁殖所获得的微生物群体
课堂演练
1.D 培养该菌时，需要加入蒸馏水；该微生物为异养生物，需要葡萄糖作为碳源；培养该微生物需要无机盐，故需要加入氯化钠；该微生物可以自己固氮，不需要加入氮源，故不需要加入蛋白胨，D符合题意。
2.A 培养基是为微生物的生长繁殖提供碳源、氮源、水和无机盐等营养的基质，A正确；微生物培养基的主要营养物质有碳源、氮源、水和无机盐等，有的自养型微生物的碳源是二氧化碳，固氮菌的氮源是氮气，此时培养基中不需要加碳源或氮源，B错误；牛肉膏蛋白胨培养基属于天然培养基，营养全面，C错误；不同微生物生长的最适pH不同，如霉菌一般适合在酸性环境中生长，细菌一般适合在中性或弱碱性环境中生长，D错误。
3.D 倒平板正确的操作顺序应该是丙→乙→甲→丁，A正确；将培养基倒入培养皿（甲），在酒精灯火焰附近进行可以避免杂菌污染，B正确；丁操作为将培养基倒置，必须要等待平板冷却凝固后才能进行，C正确；培养基冷却到50 ℃左右时既不烫手，也不发生凝固，适宜进行倒平板，而不是防止杂菌污染，D错误。
4.D 灭菌可以杀死环境中的一切微生物，包括芽孢和孢子，消毒只能杀死物体表面或内部一部分微生物，A错误；玻璃器皿等耐高温、需要保持干燥的实验器具，应采用干热灭菌法进行灭菌，而用酒精直接擦拭达不到彻底灭菌的目的，B错误；灼烧灭菌的对象可以是金属器具，也可以是玻璃器具，C错误；消毒和灭菌的原理是相同的，都是使微生物的蛋白质变性，D正确。
5.C 灼烧接种环，杀灭环上残留菌液，待冷却后再进行划线，A错误；划线时注意不要将最后一区5的划线与第一区1相连，B错误；在5个区域中，只要有单个活细菌，通过培养即可获得所需菌落，D错误。
6.B 将浸泡在体积分数为70％的酒精中的涂布器拿出后还需要经过灼烧灭菌及冷却后才能进行涂布，A错误；接种环经火焰灼烧灭菌之后还需要冷却后才能挑取菌落，C错误；倒平板时，用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，将培养基（10～20 mL）倒入培养皿，立即盖上培养皿的皿盖，D错误。
第2课时 微生物的选择培养和计数
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.（1）①生存环境 （2）①目的菌 抑制或阻止 ②特定 抑制或阻止
2.（1）①无菌水 ②10 （2） 0.1 酒精 冷却 涂布器 （3）涂布的菌液被培养基吸收 单菌落
3.（1）√ （2）√ （3）√ （4）√
互动探究
（1）提示：取1 mL样品上清液加入盛有9 mL无菌水的试管中，依次等比稀释。
（2）提示：杀死涂布器上的杂菌，防止杂菌污染。
（3）提示：a→b→c→d。
（4）提示：出现杂菌污染的可能原因有：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；系列稀释时，无菌操作不符合要求等。
学以致用
1.C 进行涂布平板操作前，要对涂布器进行灭菌，一般的做法是先将涂布器浸在盛有体积分数为70％酒精的烧杯中，然后将蘸有少量酒精的涂布器在火焰上引燃，A正确；将蘸有少量酒精的涂布器在火焰上引燃，待酒精燃尽后冷却再进行涂布，C错误。
2.B 根据图甲中三个平板的菌落密度可知，三个平板中所用培养液的稀释倍数不相同，A错误；甲、乙中若均为选择培养基，均可用于分离微生物，图乙是平板划线法接种后的结果，不适合对微生物进行计数，B正确；稀释涂布平板法接种使用涂布器，平板划线法接种使用接种环，C错误；图乙每次划线应从上一次划线的末端开始，以便使聚集的菌种逐步稀释获得单菌落，D错误。
知识点（二）
自主学习
1. 一 活菌 30～300 平均值 少 菌落
细菌计数板 血细胞计数板 显微镜 ⑩活菌 死菌 快速直观
2.（1）√ （2）√
（3）× 提示：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，所以统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。
（4）× 提示：平板划线法不能用于细菌的计数。
互动探究
（1）提示：不真实。为增加实验的说服力与准确性，应设置重复实验，在同一稀释度下至少涂布3个平板，统计结果后计算平均值。
（2）提示：不合理。微生物计数时，如果实验中出现重复实验的结果差别很大的情况，应分析实验过程中可能的影响因素，找出差异的原因，而不能简单地将结果舍弃后进行计数。
（3）提示：105的稀释度下取0.1 mL涂布的三个平板上的菌落数都在30～300范围内，计算其平均值为（212＋234＋287）/3≈244。进一步可以换算出1 g样品中活菌数为（244÷0.1）×105＝2.44×108。
学以致用
1.D 将1 mL样品稀释100倍，在3个平板上分别接入0.1 mL稀释液，经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为56、57和58，据此可得出每升样品中的活菌数为（56＋57＋58）÷3÷0.1×1 000×100＝5.7×107，A正确；由于两个或多个细胞连在一起时，在平板上观察到的只是一个菌落，所以统计的菌落数往往比实际的活菌数目低，B正确；为保证结果准确，一般选择菌落数为30～300的平板进行计数，C正确；显微镜直接计数法统计的是稀释液中所有菌体的数目，包括活菌和死菌，D错误。
2.A 获得纯培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，因此两种纯化方法的核心都是要防止杂菌污染，保证培养物的纯度，A正确；因为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，因此用稀释涂布平板法进行微生物的计数时，所得数据往往比实际数据偏小，B错误；通常对接种室用紫外线照射30 min，照射前可适量喷洒苯酚等消毒液来增强消毒效果，C错误；接种环可用灼烧灭菌，涂布器要蘸少量酒精在火焰上引燃进行灭菌，D错误。
知识点（三）
自主学习
1.（1）②3～8 cm （2）1×104、1×105和1×106 宽
（3）①温度 30～37 1～2 ②菌落数目稳定时 形状、大小和颜色
2.（1）①灭菌 ②火焰旁 （2）稀释度
3.（1）× 提示：从土壤中取样时，一般取表层土。
（2）× 提示：不同微生物的稀释倍数不同。
（3）√
互动探究
1.（1）提示：该选择培养基的配方中，尿素是培养基中的唯一氮源，因此，只有能够利用尿素的微生物才能够生长。
（2）提示：分解尿素的微生物能合成脲酶，而脲酶可催化尿素分解产生NH3，NH3可作为微生物生长的氮源。
2.（1）提示：不一定是 固氮细菌利用氮气为氮源，也能在以尿素为唯一氮源的培养基上生长
（2）提示：在以尿素为唯一氮源的选择培养基中加入酚红指示剂。
学以致用
1.D 酶具有专一性，能产生脲酶的细菌可以分解利用尿素，A正确；稀释度越低，细菌培养基上菌落数越多，稀释度越高，细菌培养基上菌落数越少，因此逐级稀释的程度会直接影响细菌培养基上的菌落数量，B正确；细菌的生长繁殖需要无机盐作为营养物质，培养基中添加的KH2PO4、Na2HPO4可提供无机盐，同时也可以作为缓冲剂，C正确；培养基①为选择培养基，以尿素作为唯一氮源，培养基②为鉴别培养基，通过加入酚红指示剂，观察菌落周围指示剂是否变红，不是用于纯培养产脲酶的细菌，D错误。
2.D B选项的实验思路遵循了实验的对照原则，C选项的实验思路遵循了实验的重复原则，D错误。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基
（2）当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌
（3）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
课堂演练
1.B 能分解尿素的细菌是一种分解者，属于异养型生物，不能以尿素的分解产物CO2作为碳源，B错误。
2.D 由于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，所以利用稀释涂布平板法获得的菌落数往往少于实际的活菌数，A错误；平板划线法不需要稀释菌液，是将菌液通过接种环连续划在固体培养基表面，B错误；稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液涂布到固体培养基中进行培养，C错误。
3.C 步骤③筛选分解尿素的细菌的培养基中，应以尿素为唯一氮源，不能含有其他氮源，不能加入牛肉膏蛋白胨，C错误。
4.D 在含哺乳动物尿液的土壤中有较多含脲酶的细菌，因此土样从有哺乳动物尿液的地方取，获得目的菌种的概率很高，A正确；取不同稀释倍数的土壤稀释液各0.1 mL，分别涂布于牛肉膏蛋白胨固体培养基、尿素固体培养基上，其中牛肉膏蛋白胨固体培养基是对照，B正确；在尿素固体培养基上生长的细菌大多数是以尿素为氮源的细菌，可能还有一些可以利用空气中氮的微生物等，D错误。
第3节 发酵工程及其应用
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1. 代谢特点 品质 诱变育种 基因工程育种 温度 pH 溶解氧 产物浓度 营养成分 ⑩分离 纯化
2.（1）× 提示：发酵工程的菌种也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。
（2）× 提示：发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵的过程。
（3）× 提示：培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。
（4）√
互动探究
（1）环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成 （2）菌种大多为单一菌种
（3）提示：如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥。如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。
（4）提示：不能。要防止排出的气体和废弃培养液中的微生物或活性物质污染环境。
学以致用
1.C 发酵工程的内容包括选育菌种、扩大培养、培养基的配制、灭菌、接种、发酵和产品的分离与提纯等方面，其中发酵过程是发酵的中心阶段，A错误；发酵过程中应随时检测培养液中的微生物数目、产物浓度等，同时应对发酵过程中的一些条件进行控制才能保证发酵的正常进行，B错误；微生物发酵过程中要严格控制温度、pH、溶解氧与转速等发酵条件，因为环境条件的变化不仅会影响菌种的生长和繁殖，还会影响代谢物的形成，C正确；谷氨酸棒状杆菌在谷氨酸发酵的过程中，当pH呈酸性时，会生成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺，D错误。
2.D 延长稳定期可以提高代谢物的产量，要达到这一目的可采用连续培养的发酵方式，B正确；人工控制微生物代谢的措施包括改变微生物遗传特性、控制生产过程中的各种条件（即发酵条件）等，D错误。
知识点（二）
自主学习
1. 温和 丰富 低廉 专一 污染小
容易处理
2.（1）②食品添加剂 ③酶制剂 （3）①有机酸、生物活性物质 ②微生物或其代谢物 ③单细胞蛋白 （4）粮食、环境、健康和能源
3.（1）√
（2）× 提示：单细胞蛋白就是微生物菌体。
（3）× 提示：发酵工程一般用液体培养基
（4）√
互动探究
（1）提示：①②③。生产单细胞蛋白饲料、利用工程菌生产胰岛素、工厂化生产青霉素均需要利用发酵工程技术。
（2）提示：酱油、各种酒类、柠檬酸和谷氨酸的发酵生产利用的微生物分别是霉菌（如黑曲霉）、酿酒酵母、黑曲霉和谷氨酸棒状杆菌。
（3）提示：乙醇可通过粮食发酵制得，是可再生能源，推广使用乙醇汽油可以节省石油资源；乙醇燃烧生成二氧化碳和水，能减少汽车尾气的污染等。
（4）提示：接种单一高质量菌种、严格的消毒和灭菌措施、培养基中营养物质协调、严格的发酵条件控制等，都使啤酒的产量和质量明显提高。
学以致用
1.C 乙型肝炎疫苗可用发酵工程的方法生产，这种方法生产的乙型肝炎疫苗的优点是酵母菌繁殖快，代谢旺盛，单位时间内的产量高，C错误。
2.D 糖化主要是将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子的过程，因此大麦发芽释放的淀粉酶可参与糖化过程，A正确；破碎过程有利于大麦中淀粉酶的释放，从而使淀粉酶与淀粉充分接触，促进淀粉分解，提升反应速率，B正确；蒸煮过程中淀粉酶的活性丧失，因此蒸煮过程可以终止淀粉酶的进一步作用，并对糖浆灭菌，C正确；在缺氧、酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，但随着无氧呼吸过程中酒精含量的增多，酵母菌的生长受到抑制，因此酵母菌发酵过程未必待糖分消耗完全后才会终止，D错误。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品分离、提纯 （2）自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种 （3）过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥 提取、分离和纯化
课堂演练
1.C 过量使用食品添加剂会对人体健康造成影响，甚至危及生命，所以不能过量使用，A错误；加酶洗衣粉中酶制剂在最适温度下活性最高，沸水条件会使酶失活，洗涤效果变差，B错误；在青贮饲料中添加乳酸菌，通过乳酸菌的发酵，可以提高饲料品质，使饲料保鲜，同时提高动物免疫力，C正确；与使用化学农药相比，使用微生物农药具有成本低、无污染的特点，D错误。
2.D 高产青霉菌株是通过诱变育种获得的，A正确；发酵工程所用培养基和设备必须严格控制无菌，避免杂菌污染，B正确；发酵过程要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度、溶解氧等，以保证发酵过程的顺利进行，C正确；仅通过过滤、沉淀等方法将青霉菌体分离、干燥，不能获得青霉素，还需经过萃取、脱色等，D错误。
3.B 果酒发酵的适宜温度为18～30 ℃，因此夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理，A正确；乙醇是酵母菌无氧呼吸的产物，因此发酵过程中不需要通入空气，B错误；发酵过程中酵母菌无氧呼吸产生了二氧化碳，但是没有消耗氧气，因此发酵罐中的气压不会低于大气压，C正确；葡萄酒发酵的原料是糖类，因此可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵，D正确。
4.（1）添加缓冲液 代谢物的积累（或酸碱物质的消耗不均等） （2）4 3 （3）是否通入无菌空气 （4）通气量 溶氧量降低（或pH降低） （5）把无菌空气打成细小的气泡，增加溶氧量；使菌种与培养液充分接触 不受大的影响
章末整合提升
综合归纳
1.A 利用以石油为唯一碳源的选择培养基能从被石油污染的土壤中筛选BGQ-6，A错误；对微生物进行计数时，应该选择的接种方法是稀释涂布平板法，B正确；为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数，C正确；由单一的BGQ-6繁殖所获得的群体称为BGQ-6纯培养物，D正确。
2.A 根瘤菌为固氮菌，可利用空气中的氮气作为氮源，该培养基缺少氮源，可用于筛选和富集固氮菌，甘露醇可以作为碳源，A错误；要形成菌落需要利用固体培养基，微生物实验中通常利用琼脂作为培养基的凝固剂，B正确；培养基灭菌后待冷却至50 ℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板，以防止杂菌污染，C正确。
3.A 用稀释涂布平板法进行菌落计数时，当样品的稀释倍数足够高时，平板上形成的一个菌落来自一个活菌，故稀释到一定倍数就能出现单菌落，A错误；富集培养基中含有酵母膏和蛋白胨等，酵母膏能提供碳源和氮源，可获得数目较多的塑料降解菌，B正确；对PVC塑料膜进行传统填埋、焚烧容易造成二次污染，黄粉虫肠道微生物对PVC塑料膜进行的是生物降解，不会造成二次污染，C正确；选择培养基中需加入PVC塑料膜作为唯一碳源，能降解PVC的微生物可以生长繁殖，同时抑制或阻止其他微生物的生长，D正确。
4.A 酒精发酵是利用酵母菌的无氧呼吸，果酒发酵时，每日放气需迅速，避免空气回流入发酵容器，影响酒精发酵，A正确；果酒发酵时，发酵液中的葡萄糖不断被消耗，因此用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量变化，砖红色沉淀逐日减少，B错误；若以酒精为底物进行乙酸发酵，酒精与氧气发生反应产生乙酸和水，几乎没有气泡产生，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时，若以葡萄糖为底物进行乙酸发酵，发酵液产生的气泡量与果酒发酵时相当，C错误；重铬酸钾用于检测酒精，不能用于测定乙酸含量，D错误。
5.D 酒精在酸性条件下遇到重铬酸钾变成灰绿色，故果汁发酵后，检测是否有酒精产生所用的试剂是重铬酸钾，A、B正确；营造反应的酸性环境所用的酸是H2SO4，物质的量浓度为3 mol/L，C正确；重铬酸钾可以检测酒精的有无，且反应产物中酒精浓度越高，颜色越深，D错误。
真题体验
1.B 筛选目的菌时应从富含目的菌的环境中去取样，酸奶和泡菜中富含乳酸菌，可以从中采样进行分离纯化，A正确；平板倒置培养是为了防止培养皿皿盖上的水珠落入培养基造成污染，不是创造无氧环境，B错误；筛选的是能平衡肠道菌群和降解胆固醇的乳酸菌，所以，初步筛选后，还需要进一步进行目的菌胆固醇降解能力的测定，以获得符合要求的乳酸菌，C正确；因筛选出的目的菌是在肠道发挥作用，所以，还需要检测目的菌株对消化道环境的耐受力，D正确。
2.D 为防止杂菌感染，接种前需要对培养基、培养皿、微生物采样器进行灭菌，对实验操作者的双手进行消毒，A正确；纯培养时，为防止污染培养基和水分蒸发，培养皿应倒置放在恒温培养箱内培养，B正确；微生物计数时在同一稀释度下，应至少需要对3个菌落数目在30～300的平板进行计数，以确保实验的准确性，C正确；使用稀释涂布平板法对微生物计数，数值往往偏小，原因是当两个或多个细胞连在一起时，在平板上只能观察到一个菌落，D错误。
3.A 细菌是原核生物，酵母菌是真核生物，不同微生物对营养物质的需求不一样，通常酵母菌培养基比细菌培养基有更高的碳氮比，A正确；通常细菌的生长速度比酵母菌快，但部分细菌的菌落小于酵母菌的菌落，B错误；通常细菌和酵母菌的培养基都可以用高压蒸汽灭菌法灭菌，C错误；血细胞计数板适用于真菌的计数，细菌计数板用于细菌的数量测定等，D错误。
4.C ①沸盐水冷却后再倒入坛中，是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响，A错误；②盐水需要浸没全部菜料，造成无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；④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，D错误。
5.D 适量提高乳酸链球菌的接种量，可以使菌体数量增加较快，进而使Nisin浓度更快提高，因此可以缩短发酵生产周期，在较短时间收获产品，A正确；蔗糖是乳酸链球菌的营养物质，随着发酵的进行，发酵液中蔗糖含量逐渐降低，因此中后期补加一定量的蔗糖溶液利于菌体生长，B正确；乳酸菌生长过程中产生的乳酸会使发酵罐内pH下降，因此在发酵过程中向发酵罐内适时适量添加碱液，可以创造适于Nisin生产的pH条件，C正确；如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥获得产品。如果产品是分泌到发酵液中的，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施从发酵液中获得产品。Nisin为乳酸链球菌的分泌产物，主要存在于发酵液，D错误。
第2章 细胞工程
第1节 植物细胞工程
第1课时 植物细胞工程的基本技术
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.细胞器 组织 细胞、组织、器官、个体
2.完整生物体 其他各种细胞 选择性地表达
3.（1）植物器官、组织或细胞 完整植株 （2）全能性
（3）植物器官、组织或细胞 愈伤组织 ①结构和功能 未分化 ②不定形的薄壁组织 ③芽、根 （4） 无菌水
次氯酸钠 0.5～1 cm 1/3～1/2 愈伤组织 封口膜 生芽 生根 封口膜 ⑩生长
4.（1）× 提示：具有某种生物全部遗传信息的细胞在离体的情况下才能表现出全能性。
（2）√
（3）× 提示：对外植体进行消毒处理。
（4）× 提示：不一样，生长素和细胞分裂素的含量不同。
互动探究
1.② ③ ④ ①
2.（1）提示：形成层细胞由于分裂旺盛，全能性高，容易诱导形成愈伤组织，其他部分如叶、花全能性低，不易培养成小植株。
（2）提示：应含有；因为此时外植体不能进行光合作用制造有机物，需要依赖于环境中的有机物才能生存。
（3）提示：第一次：诱导外植体脱分化形成愈伤组织；第二次：诱导愈伤组织生芽；第三次：诱导愈伤组织生根。
（4）提示：脱分化过程中一般不需要光照，但是再分化过程中需要给予适当时间和强度的光照。
学以致用
1.A 植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，A正确；外植体一般只消毒，不进行灭菌处理，以保持外植体的活性，B错误；①过程是脱分化，月季花药的脱分化过程不需要光照，再分化过程才需要一定的光照，C错误；菊花根尖组织的细胞中含有控制叶绿体形成的基因，在培养过程中，基因的选择性表达会使培养成的新植株叶片呈绿色，D错误。
2.C 消毒的原则是既要杀死材料表面的微生物，又要减少消毒剂对细胞的伤害，故外植体消毒可先用体积分数为70％的酒精消毒30 s，然后立即用无菌水清洗2～3次，再用次氯酸钠溶液处理30 min后，立即用无菌水清洗2～3次，A错误；诱导形成愈伤组织的脱分化过程不需要光照条件，B错误；生长素和细胞分裂素的比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成，即诱导生芽的培养基中细胞分裂素所占的比例和用量更高，C正确；移栽前应先将培养瓶的封口膜打开，让试管苗在培养箱内生长几日，用流水清洗掉根部的培养基后，再移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中炼苗处理，D错误。
知识点（二）
自主学习
1. 原生质体融合 细胞壁 脱分化 愈伤组织 再分化 （1）纤维素酶和果胶酶 （2）①电融合 离心
②聚乙二醇（PEG） 高Ca2＋—高pH
2.不同来源 杂种细胞 新植物体
3.远缘杂交
4.（1）√
（2）× 提示：植物体细胞杂交技术的最终目的是得到杂种植株。
（3）× 提示：植物细胞去除细胞壁后才能诱导融合。
（4）√
互动探究
（1）提示：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
（2）等渗 低渗溶液中原生质体易吸水涨破
（3）提示：3（AA、BB、AB）。AB。
（4）提示：杂种细胞再生出细胞壁；培育出杂种植株。
（5）提示：四。四。
（6）提示：能够打破生殖隔离，实现远缘杂交育种。
学以致用
1.D 最终获得的杂种植株体细胞内所含的染色体数通常是两亲本细胞染色体数之和，即含有20＋18＝38（条）染色体，D错误。
2.D 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性原理，利用纤维素酶和果胶酶可以除去植物细胞壁，获得具有活力的原生质体，A正确；诱导原生质体融合可用化学诱导剂PEG或高Ca2＋—高pH，B正确；形成的融合细胞经植物组织培养，脱分化形成愈伤组织，之后形成植株，C正确；甲、乙都是二倍体，体细胞杂交得到的是异源四倍体，D错误。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能 （2）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 （3）离体的植物器官、组织或细胞 人工配制的培养基上 完整植株
（4）将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术
课堂演练
1.A 移栽前应先将培养瓶的封口膜打开，让试管苗在培养箱内生长几日，A错误；移栽的基质可以是消过毒的蛭石或者珍珠岩，等幼苗长壮后再移栽到土壤中，B正确；移栽时需用流水清洗根部的培养基，C正确；最后幼苗需移植到消过毒的新环境下生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中，D正确。
2.B 利用外植体得到根与芽或完整植株的过程一般需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素，A正确；由题干可知，器官发生的两种途径都需要利用外植体诱导得到根与芽或完整植株，而不能在母体植物上直接完成，B错误；器官发生途径过程中通过诱导外植体经细胞分裂、分化得到，这一过程中存在基因选择性表达，C正确；器官发生的原理是植物细胞的全能性，植物细胞具有全能性的原因是高度分化的细胞的细胞核中具有该物种的全套遗传信息，D正确。
3.A 植物组织培养技术依据的原理是植物细胞的全能性，即①；植物组织培养的过程是将离体的植物器官、组织或细胞经脱分化过程形成愈伤组织，再经再分化过程形成芽、根，最终发育成完整植物体，即②⑧⑥⑦③⑨；决定植物脱分化和再分化的关键因素是生长素和细胞分裂素的比例，即④。
4.B 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，①过程用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，A错误；人工诱导原生质体融合的方法包括物理法（电融合、离心法）、化学法（聚乙二醇）等，B正确；③表示脱分化、④表示再分化，培养的目的不一样，培养基的成分有差别，例如③与④中植物激素的浓度不同，C错误；获得的耐盐植株由于基因表达的调控，不一定能表现出双亲全部优良性状，D错误。
5.C 细菌细胞融合与植物体细胞杂交的基本过程一致，首先都是要去除细胞壁，细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，不能使用纤维素酶和果胶酶来处理，A错误；失去细胞壁保护的原生质体更容易受到外界环境的影响，在低渗环境中很容易吸水涨破，因此制备好的原生质体应该置于等渗环境中，B错误；形成的两两融合的融合子共有3种，分别是菌株甲互融、菌株乙互融、菌株甲与菌株乙互融，其中只有菌株甲与菌株乙互融形成的融合子才是所需要的双抗菌株，可用含有利福平和链霉素的固体培养基进行筛选，C正确；过程②是原生质体甲、乙相互融合的过程，该过程体现了细胞膜的流动性，PEG是常用的细胞融合诱导剂，除此之外还可以诱导动物细胞融合以及植物细胞的融合，D错误。
第2课时 植物细胞工程的应用
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.高效 快速 保持
2.顶端分生区 茎尖
3.（1）√
（2）× 提示：作物脱毒并不抗病毒，可能再感染病毒。
（3）√ （4）√
互动探究
（1）提示：植物组织培养到愈伤组织的阶段，细胞进行有丝分裂，细胞分裂速度较快，从而可获得大量的组织细胞，然后不断地分割、移瓶、诱导再分化形成新植株。植物组织培养在实验室进行，受季节、气候等条件限制较小。
（2）提示：对于无性繁殖的作物，病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低，品质变差。在植物顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，因此切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植物就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
（3）提示：①高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性；②使用材料少，培养周期短，繁殖率高；③不受季节、气候、自然灾害等因素的影响；④便于自动化管理，可实现工厂化生产。
学以致用
1.B 草莓的①的匍匐茎最终形成草莓②的过程中没有离体，不能体现细胞的全能性，A错误；①→③的过程是花粉离体培养的过程，需要严格无菌操作，①→②不需要，B正确；愈伤组织的形成不需要光照，C错误；根据题图分析，两种草莓②和③遗传信息不同，D错误。
2.A 马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，因此可利用马铃薯茎尖进行组织培养形成脱毒苗，所依据的原理是细胞全能性，A错误；培育脱毒苗的过程中利用了植物组织培养技术，涉及脱分化和再分化两个阶段，B正确；题图所示的实验结果表明，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低，C正确；由实验结果可知，茎尖外植体大小为0.27 mm时，脱毒率和成苗率均较高，D正确。
知识点（二）
自主学习
1.（1）单倍体 诱导染色体加倍 育种的年限 （2） 不断增殖 培养条件 诱变因素 对人们有用
2.必需 植物细胞培养
3.（1）× 提示：单倍体育种的原理是染色体变异和植物细胞的全能性，突变体培育的原理是基因突变和植物细胞的全能性。
（2）√
（3）× 提示：次生代谢物一般不是植物基本生命活动所必需的产物，次生代谢物是一类小分子有机化合物，如酚类、萜类和含氮化合物等。
（4）√
互动探究
1.（1）提示：正常植株花药单倍体幼苗纯合子选择所需类型。
（2）提示：极大地缩短了育种年限。
（3）提示：由于大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现。
2.（1）提示：基因突变和植物细胞的全能性。
（2）提示：愈伤组织细胞分裂旺盛，且一直处于不断增殖的状态，此时易发生基因突变。
（3）提示：大多数都不可以。因为基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系，而对生物体有害；还有些基因突变既无害也无益，是中性的。
3.（1）脱分化 植物激素（或生长素和细胞分裂素）
（2）高产紫杉醇 （3）植物细胞培养 细胞增殖
（4）提示：不能。获得紫杉醇的过程中离体的外植体并未发育成完整个体或分化成其他各种细胞，故并未体现细胞的全能性。
学以致用
1.D 基因突变主要发生在细胞分裂前的间期，但也可以发生在其他时期，A错误；基因可以自发突变，外界因素可以提高基因突变的频率，B错误；基因突变是不定向的，C错误；离子束诱变育种可以使植物发生基因突变，改变原有基因结构，产生新的基因，导致新品种的出现，D正确。
2.A 可利用植物细胞培养技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物，A正确；利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物，故可通过该技术进行植物细胞产物的工厂化生产，B错误；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，C错误；细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞分裂的培养条件，提高了多个细胞中次生代谢物的含量，而不是提高单个细胞中次生代谢物的含量，D错误。
3.B 细胞产物的工厂化生产需要从培养物中提取特定的成分，一般使用液体培养基，A错误；愈伤组织细胞不含叶绿体，无法进行光合作用，因此需要从培养基中吸收有机物，B正确；紫草植株组织脱分化形成愈伤组织过程中遗传物质不会发生改变，C错误；紫草的愈伤组织细胞具有细胞壁，因此其在低渗溶液中通常不会涨破，D错误。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术 （2）植物细胞的全能性和染色体变异 （3）植物代谢产生的，一般认为不是植物基本生命活动所必需的产物 （4）植物顶端分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒
课堂演练
1.D 植物微型繁殖技术具有的优点：能保持植物原有的优良的遗传特性，繁殖速度快，不受季节、气候和地域的限制等，但不能打破生殖隔离，A错误；单倍体育种可以快速获得具有优良性状的纯合子，缩短育种年限，而非有利于获得突变体，B错误；植物体细胞杂交技术的优点是克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍（或克服生殖隔离），该技术培育的成体可能不会按照人们的意愿表达出双亲的优良性状，其原因可能是不同物种的基因在表达时相互干扰，从而不能有序表达，C错误；植物组织培养技术是在无菌和人工控制的条件下，让离体的组织和细胞在特定培养基上先脱分化得到愈伤组织，然后经再分化得到胚状体、丛芽等，进而得到新植株，该技术可实现作物的工厂化生产，且不占用耕地，几乎不受季节限制，D正确。
2.B 为了避免杂菌污染，植物细胞悬浮培养的培养基须经无菌处理，A正确；纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得的是原生质体，不能获得单个完整的悬浮细胞，B错误；细胞的正常生长需要适宜的条件，因此，为使悬浮细胞正常生长，培养基须保持适当的温度、pH和渗透压，C正确；利用悬浮培养技术生产次生代谢物，可减少植物资源的消耗，同样也不受季节和天气的限制，D正确。
3.A 在不同的培养阶段，培养基中的植物激素种类和比例不同，生长素和细胞分裂素的比值高，有利于根的分化，比值低有利于芽的分化，A正确；脱分化过程中不需要光照，不能进行光合作用，B错误；培育脱毒苗时依据的原理是植物细胞的全能性，C错误；0.3～0.5 mm大小的茎尖最有利于获得无病毒的特性，不是抗病毒的特性，D错误。
4.B 通过过程①得到的单倍体植株A，其基因型有AB、Ab、aB、ab四种，过程②是染色体加倍，原理是染色体数目变异，A正确；过程②可用适当的低温处理，作用时期为有丝分裂前期，作用机理是低温抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，B错误；通过过程①得到的单倍体植株A，其基因型有AB、Ab、aB、ab四种，比例约为1∶1∶1∶1，经过程②处理使染色体数目加倍，获得的植株B基因型有AABB、AAbb、aaBB、aabb四种，比例约为1∶1∶1∶1，若未对植株A进行筛选，则植株B中符合要求的类型约占1/4，C正确；该育种方法能明显缩短育种年限，育种原理是染色体变异，D正确。
5.C 愈伤组织是外植体经过脱分化形成的不定形的薄壁组织团块，A错误；次生代谢物不是植物生长所必需的产物，一般需要在特定的组织和时间条件下进行，不是一直生成的，B错误；12 d左右时，愈伤组织干重变化量小，所以大黄素含量较低可能是愈伤组织生长缓慢导致，C正确；激素具有微量高效的特点，不会大量合成，D错误。
第2节 动物细胞工程
第1课时 动物细胞培养
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.单个细胞 生长 增殖
2. 糖类 氨基酸 维生素 血清 液体
培养液 培养用具 无菌环境 36.5±0.5 ℃
⑩7.2～7.4 pH 培养皿 松盖培养瓶
CO2培养箱
3. 贴附 相互接触 分裂增殖 离心 胰蛋白酶 离心 胰蛋白酶、胶原蛋白酶 分瓶 初次培养 ⑩传代培养
4.（1）× 提示：多数动物细胞培养过程中其培养液所需的适宜pH为7.2～7.4。
（2）√
（3）× 提示：动物细胞培养技术的原理是细胞增殖。
（4）× 提示：应该用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理。
（5）× 提示：原代培养指动物组织经处理后的初次培养。
互动探究
1.（1）提示：人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，血清等一些天然成分的营养成分比较齐全，可以弥补人工培养基的不足。
（2）提示：①需要对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；
②培养液还需要定期更换，以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
（3）提示：含有95％空气和5％ CO2的混合气体。空气中的O2维持细胞代谢，CO2维持培养液的pH。
2.（1）提示：①保证细胞所需要的营养供应；②保证细胞内有害代谢物的及时排出。
（2）提示：随着原代培养的进行，细胞密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏以及贴壁生长会出现接触抑制，细胞会逐渐停止分裂增殖，因此要传代培养。
（3）提示：在动物细胞培养过程中，会出现悬浮生长和贴壁生长两种类型，其中贴壁生长的类型会出现接触抑制现象。
（4）提示：癌细胞；癌细胞的细胞膜上的糖蛋白等物质减少。
学以致用
1.D 用于人造皮肤的细胞取自患者本身而非其他个体，可以有效降低皮肤移植后的排斥反应，A正确；组织中细胞间的主要成分为蛋白质，可以用胰蛋白酶处理细胞组织，以便得到单个细胞，但是处理时间不宜过长，B正确；贴壁生长的皮肤细胞会发生接触抑制现象，当贴壁培养细胞出现接触抑制时，需要用胰蛋白酶处理，将接触的细胞分散为单个细胞，才可用离心法收集，之后再进行分瓶进行传代培养，C正确，D错误。
2.B 甲表示剪碎猪输卵管，乙表示制成细胞悬液，丙表示原代培养，丁表示传代培养，甲→乙和丙→丁过程都有细胞的分裂，不存在细胞分化，A错误；丙过程和丁过程均会出现细胞贴壁生长和接触抑制现象，C错误；为避免培养过程中的杂菌污染，保证其气体需要，丙、丁过程中需松动培养瓶盖，将其置于含95％空气和5％CO2的混合气体的CO2培养箱中培养，D错误。
知识点（二）
自主学习
1.（1）早期胚胎 组织和器官 个体 （2）胚胎 （3）心肌细胞 神经元
2.（1）成体 （2）造血 神经 精原 （3）组织特异性 不具有 （4）分化潜能 修复 （5）①白血病 免疫系统
②组织损伤 退行性疾病
3.胚胎 免疫排斥反应
4.（1）× 提示：成体干细胞只能分化为某些特定的细胞。
（2）√ （3）√
（4）× 提示：胚胎干细胞来源于早期胚胎。
（5）√
互动探究
（1）提示：基因的选择性表达。
（2）提示：诱导多能干细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞，经移植可使坏死或退化部位得以修复并恢复正常功能。
（3）提示：通过干细胞体外诱导分化，可以培育出人造器官，从而解决供体器官不足的问题。又由于人造器官是自身细胞经诱导分化形成的，所以可以避免免疫排斥反应。
学以致用
1.D ②表示细胞分化过程，该过程会使细胞的形态、结构和功能发生稳定性差异，A正确；与纤维母细胞相比，经过程①形成的诱导多能干细胞的分化程度较低，其全能性较高，B正确；肝细胞、神经细胞、上皮细胞都是由诱导多能干细胞分裂、分化形成的，含有相同的基因，但不同细胞选择性表达的基因不同，因此细胞中所含蛋白质有所区别，C正确；神经细胞已经高度分化，不再分裂，不具有细胞周期，D错误。
2.C 诱导获得iPS细胞的过程无须破坏胚胎，不存在早期生命的破坏或抛弃过程，不涉及伦理问题，A正确；用自身iPS细胞进行治疗的病人，一般不会发生免疫排斥反应，B正确；有自我更新能力及分化潜能的干细胞，需要经过体外实验后才可放心应用于临床治疗，C错误；分析题意，PD是由于DA神经元变性导致多巴胺分泌减少，从而引起一系列的神经功能障碍，而iPS细胞经定向诱导后能分化为有功能的DA神经元，可用于治疗患PD的大鼠，据此推测植入神经干细胞也能修复部分DA神经元，可缓解PD的症状，D正确。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术
（2）一定的营养物质，无菌、无毒的环境，适宜的温度、pH和渗透压以及CO2和O2等气体环境
（3）细胞密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏以及贴壁生长会出现接触抑制，细胞会逐渐停止分裂增殖
（4）iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，理论上可以避免免疫排斥反应，且获取iPS细胞无需破坏胚胎
课堂演练
1.D 用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理动物组织，以获得单细胞悬液，A错误；充入5％CO2的目的是维持培养液的pH，B错误；加入血清为动物细胞提供营养，高压蒸汽灭菌会破坏血清中的活性成分，C错误。
2.A 接触抑制是体外细胞培养时贴附型细胞生长的特性，悬浮型细胞不会出现接触抑制现象，A错误。
3.D 理论上来说，仅来自1只动物的干细胞，可制成的肉品数量，比宰杀1头牛还多100万倍，“人造牛肉”的培养可有利于牛肉的工厂化生产，同时也可减少对土地、饮用水和饲料的需求，且温室气体等其他环境污染物也会减少，A错误；胰蛋白酶处理动物组织，可以使组织分散成单个细胞，利于动物细胞培养，B错误；动物细胞培养的气体环境：95％空气（细胞代谢所必需的）和5％CO2，C错误；动物细胞培养过程中悬液中的细胞会很快贴附在瓶壁上。如果想得到大量的产物，可以增大细胞吸附面积，培养液中的支架提供了更多的细胞吸附面积，有利于细胞贴壁生长，D正确。
4.C 由iPS细胞产生其他种类细胞的过程为细胞分化，图中①②③表示细胞分化，其实质是基因的选择性表达，A正确；iPS细胞来源于供体细胞，用其得到的新生器官替换供体病变器官，从理论上可以避免免疫排斥反应，大大提高器官移植成功率，B正确；iPS细胞是类似胚胎干细胞的一种细胞，说明其具有与胚胎干细胞相似的分化潜力，细胞分化程度低，不易衰老，C错误；根据图示分析，iPS细胞可能容易分散，分化成不同的组织、器官，D正确。
第2课时 动物细胞融合技术与单克隆抗体
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.两个 多个 一个细胞
2.细胞膜的流动性
3.电融合法 灭活病毒诱导法
4.有性杂交 远缘杂交
5.（1）遗传 免疫 生物新品种 （2）单克隆抗体
6.（1）√
（2）× 提示：灭活的病毒诱导只能用于动物细胞融合。
（3）√ （4）√
互动探究
（1）提示：①灭活的病毒能使细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。把两个动物细胞放在一起，用灭活的病毒处理后，先细胞膜融合，然后细胞质融合，最后细胞核融合，进而形成杂交细胞。②不灭活的病毒会感染细胞，因而不能用于诱导细胞融合。
（2）提示：动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性；植物体细胞杂交技术的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
（3）提示：都可用聚乙二醇（PEG）融合法和电融合法诱导融合；但动物细胞还可用灭活病毒诱导法诱导细胞融合。
（4）提示：动物细胞融合最终得到的是杂交细胞，而植物体细胞杂交技术最终得到的是杂种植株。
学以致用
1.C 动物细胞融合是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息，A正确；细胞融合技术的优点是突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能，可以在基因型相同或不同的细胞间进行，B正确；常用的诱导动物细胞融合的方法有电融合法、聚乙二醇（PEG）融合法、灭活病毒诱导法等。紫外线照射不是诱导动物细胞融合的方法，C错误；细胞膜具有一定的流动性，所以通过一定的手段进行诱导，会发生动物细胞融合，D正确。
2.B a、b如果为植物细胞，则需要除去细胞壁，但不需要脱分化，A错误；两细胞融合需要用物理或化学等方法使其融合，其融合过程体现了细胞膜具有一定的流动性，B正确；融合后的杂种（交）细胞中的基因仍是选择性表达，不会表达全部的基因，C错误；细胞融合技术可以设计不同的细胞融合，但生物的性状不一定按照人们的设计表现出来，D错误。
知识点（二）
自主学习
1.（1）抗原 抗体 （2）产量低 特异性差
2.（2）不可能无限增殖 （3）大量增殖 特定
（4） 特定抗体 特定 选择培养基 杂交瘤
克隆化培养 腹腔 细胞培养液 腹水
3.（1）抗原 （2）特异性 （3）大量
4.（1）诊断试剂
5.（1）× 提示：免疫后的小鼠从脾脏中获取的是多种B淋巴细胞。
（2）× 提示：单克隆抗体是杂交瘤细胞产生的抗体。
（3）× 提示：第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞，而第二次筛选是为了获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。
（4）√
互动探究
（1）提示：
（2）提示：目的是刺激机体发生免疫应答，从而得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。
（3）提示：共有5种细胞；其中融合的细胞有3种。
（4）提示：目的是筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞；方法是抗体检测；其原理是抗原—抗体的特异性结合。
学以致用
1.D 制备单克隆抗体过程中，可在体外杂交瘤细胞的培养液中，或小鼠体内腹水中获得纯化的单克隆抗体，A错误；免疫过的B淋巴细胞高度分化，不能增殖，无法分泌单克隆抗体，B错误；发生融合的细胞可能有三种（仅考虑两两融合），即B淋巴细胞与B淋巴细胞融合的细胞、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的细胞（杂交瘤细胞）、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合的细胞，C错误；制备单克隆抗体时，需筛选两次，第一次得到杂交瘤细胞，第二次得到既能大量增殖又能产生所需抗体的杂交瘤细胞，D正确。
2.A 过程①注射相应抗原后应经过一段时间，使小鼠获得能产生相应抗体的B淋巴细胞，再从小鼠脾脏中提取细胞甲，A错误；过程②诱导细胞融合，利用了细胞膜的流动性，B正确；过程③筛选杂交瘤细胞，过程④筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞，二者筛选方法不同，细胞丙、丁的遗传物质也不一定相同，C正确；过程⑤无论在体内还是体外进行，细胞丁都可大量增殖，D正确。
3.B 脾B淋巴细胞只能产生针对相应抗原的抗体，每个脾B淋巴细胞只能产生一种抗体，A错误；灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，故灭活病毒的抗原结构依然存在，B正确；细胞筛选时获得杂交瘤细胞需要在选择培养基上筛选，细胞融合时所用的培养液需要再加入诱导剂，两者的成分上有差异，C错误；杂交瘤细胞具有无限增殖的特点，无接触抑制现象，因此该细胞克隆化培养过程中不会出现接触抑制，D错误。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术 （2）PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法 （3）第一次筛选是为了获得杂交瘤细胞，第二次筛选是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞 （4）能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备
课堂演练
1.D 动物细胞融合前通常要用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等将组织分散成单个细胞，A正确；动物细胞融合的原理是细胞膜具有一定的流动性，B正确；融合后得到的杂交细胞具有两个或多个亲本细胞的遗传信息，C正确；融合后得到的杂交细胞只有一个细胞核，D错误。
2.B 不同种的细胞也能融合，如人、鼠细胞融合，A错误；如图所示，细胞A、B融合成一个细胞C，细胞C同时有细胞A和细胞B的遗传物质，B正确；该融合过程体现了细胞膜具有流动性，C错误；此过程的原理是动物细胞膜具有流动性，D错误。
3.B 该病毒的表面蛋白可以作为抗原免疫小鼠，A 正确；c步骤筛选出两两融合的细胞，不一定是杂交瘤细胞，故过程c中的选择培养基不可筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞，B错误；过程e和f分别表示杂交瘤细胞的体外培养和小鼠腹腔培养，以获得单克隆抗体，C正确。
4.C 体外培养的单个B细胞无法无限增殖，不一定能产生符合需求的融合细胞，A错误；多孔玻璃板中有三种细胞，即未融合的亲本细胞、融合的具有同种核的细胞以及杂交瘤细胞，B错误；图中 a～d是经过筛选的杂交瘤细胞，所以既能大量繁殖，又能产生抗体，C正确；a能够产生阳性反应，故可用于大规模培养，生产抗HCG单克隆抗体，D错误。
5.D 构成“弹头”的抗癌药物没有特异性，“瞄准装置”中的单克隆抗体能将药物带到特定部位，从而选择性杀伤癌细胞，D错误。
第3课时 动物体细胞核移植技术和克隆动物
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.（1）细胞核 卵母细胞 重新组合的细胞 新胚胎
（2）相对容易 低 高 （3）①不能完全恢复其分化前的功能状态 ②尚不完善
2. MⅡ 显微 物理或化学 遗传物质基本相同
3.（1）√ （2）√ （3）√ （4）√ （5）√
互动探究
（1）无性
（2）提示：MⅡ期卵母细胞体积较大，其细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质和营养条件。
（3）提示：使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚 激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程
（4）提示：否。用体细胞核移植技术得到的克隆动物，仅仅说明动物体细胞的细胞核具有全能性，而不是动物细胞具有全能性。
学以致用
1.B 据图可知，克隆羊“多莉”的细胞核基因来自甲羊，因此“多莉”的性状主要与甲羊一致，A正确；此过程说明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性，B错误。
2.B 去除卵母细胞的细胞核普遍采用显微操作法，由于处于减数分裂Ⅱ中期的次级卵母细胞的细胞核的位置靠近第一极体，可以用微型吸管将处于MⅡ期的卵母细胞的细胞核和第一极体一并吸出，A正确；将皮下组织细胞注射到去核卵母细胞中，可通过电融合法促进两细胞融合，B错误；重组细胞需在无毒、无菌的环境中培养，由于人们对细胞所需营养物质还没有完全研究清楚，因此在使用合成培养基时，通常需添加血清等一些天然物质，C正确；克隆猫“大蒜”的培育说明动物细胞核有全能性，由于受受体卵母细胞的细胞质遗传物质和环境的影响，克隆猫与供体猫的性状不完全相同，D正确。
知识点（二）
自主学习
1.（1）遗传改良 （2）①生物反应器 医用蛋白 ②异种移植 ③免疫排斥 （3）②疾病模型
2.滞后 过大 失调
3.（1）√ （2）√ （3）√ （4）√
互动探究
1.提示：①转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为异种移植的供体治疗人类疾病；②以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞，经过诱导分化，能形成相应的细胞、组织或器官，将它们移植给患者时，可以避免免疫排斥反应。
2.提示：在研究方面，克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚，克隆技术效率低，克隆动物畸形率高、死亡率高、易出现早衰等问题。这些问题尚在研究中。在应用上，生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用还有一定距离。
学以致用
1.D 利用体细胞核移植技术，只能增加动物的个体数量，不能提高遗传多样性，①不符合题意；核移植技术不能提高良种家畜自然繁殖率，自然繁殖率是生物的基因决定的，②不符合题意。
2.B 由于动物细胞的全能性受到限制，目前动物细胞还不能培养成动物个体，A、C不符合题意；将野驴的体细胞核移植到雌性家驴的去核卵母细胞中，可以克隆形成野驴，B符合题意；将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，只能培育出转基因驴，不能让野驴“复生”，D不符合题意。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术 （2）动物细胞核具有全能性 （3）动物体细胞分化程度高，表现其全能性十分困难 （4）有显微操作法、梯度离心、紫外线照射和化学物质处理等
课堂演练
1.D 克隆动物绝大部分遗传物质来自供核动物，但细胞质内有来自受体卵母细胞细胞质的遗传物质，其次生物的性状还受环境的影响，因此，克隆动物并不是对提供体细胞的动物进行了完全复制。
2.D 克隆动物的细胞核中遗传物质来自供体细胞核，细胞质中的遗传物质主要来自MⅡ期卵母细胞，因此卵母细胞对克隆动物的性状也会产生影响，D错误。
3.D 动物体细胞表现全能性的难易程度与其分化程度有关，分化程度越低，表现全能性越容易，D错误。
4.B 核移植获得克隆动物的生殖方式是无性生殖，生出小羊的遗传物质由甲、乙双亲共同决定，主要性状与甲羊相同，核基因型一般与甲羊完全相同，B正确。
5.B 这两只克隆猕猴是通过核移植、胚胎移植产生的，没有用到受精卵，B错误。
第3节 胚胎工程
第1课时 胚胎工程的理论基础
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.早期胚胎细胞 雌性动物 自然受精 早期胚胎发育
2.（1）合子 （2）输卵管 （3） 获能 MⅡ期 多种酶
透明带 卵细胞膜 原核 核膜 雄原核
减数分裂Ⅱ ⑩第二极体 雌原核
3.（1）√
（2）× 提示：刚排出的精子必须在生殖道中获能后才能与卵子受精。
（3）√ （4）√
（5）× 提示：动物排出的卵子成熟程度不同，都要在输卵管中进一步发育到MⅡ期才具备受精能力。
互动探究
（1）提示：不具有。卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程，要在输卵管内进一步成熟，到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力。
（2）提示：阻止多精入卵有两道屏障：第一道屏障是透明带发生生理反应，第二道屏障是卵细胞膜发生生理反应。其意义是保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致，从而保证遗传的稳定性。
（3）提示：观察到两个极体或雌、雄原核。
（4）提示：体现了细胞膜具有进行细胞间的信息交流的功能。
学以致用
1.D 体内受精的具体过程为③获能后的精子与卵子相遇并释放多种酶→④精子穿越卵细胞膜外的结构→精子入卵→②卵子完成减数分裂Ⅱ并排出第二极体→⑤雌、雄原核的形成→⑥雌、雄原核靠近，核膜消失→①受精卵第一次分裂开始，D正确。
2.A 精子和卵子发生的场所分别是睾丸和卵巢，受精作用的场所是输卵管，A错误；当精子③与3（卵细胞膜）接触的瞬间，卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子（如精子①）进入2（透明带），B正确；当精子②入卵后，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子（如精子③）进入卵内，C正确；当精子进入卵细胞膜后，卵细胞完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后，形成雌原核，在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体的现象可作为受精的标志，D正确。
知识点（二）
自主学习
1. 输卵管 透明带 增加 胎儿的各种组织
透明带内壁 胎盘和胎膜 囊胚腔 表面
内胚层
2.（1）× 提示：卵裂阶段的细胞分裂方式是有丝分裂。
（2）× 提示：胚胎发育过程中细胞开始出现分化的阶段是囊胚期。
（3）√
（4）× 提示：发生孵化的是囊胚。
互动探究
（1）桑葚胚 囊胚 原肠胚 （2）有丝分裂 卵裂 细胞的数量不断增加，但胚胎总体积并不增加 （3）Ⅱ 内细胞团 滋养层
（4）提示：细胞分化最显著的阶段是原肠胚。细胞分化的原因是细胞内基因的选择性表达。
（5）增多 减小 增多 不变 减少 增多
学以致用
1.D 由受精卵发育至囊胚的过程中，细胞不断分裂消耗有机物，所以胚胎中的有机物总量有所减少，A不符合题意；受精卵发育至囊胚过程中的细胞分裂方式是有丝分裂，每个细胞中DNA含量基本不变，但胚胎中DNA总含量增加，B不符合题意；受精卵发育至囊胚过程中细胞数目不断增加，胚胎总体积并不增加，所有细胞的表面积总和越来越大，因此所有细胞表面积总和与体积总和的比值越来越大，C不符合题意，D符合题意。
2.A 题图为囊胚期示意图，囊胚时期细胞已出现分化，形成滋养层和内细胞团，A错误。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）体外受精、胚胎移植、胚胎分割 （2）在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作
（3）第一极体不进行减数分裂，不会形成两个第二极体
课堂演练
1.B 透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障，B错误。
2.A 细胞分化开始于囊胚期，A错误。
3.A 排出的卵子需要在输卵管内进一步成熟，才能参与受精，所以在体外受精时应从输卵管内冲取成熟的卵子，对于大型动物可从卵巢内获取卵母细胞，但需要在体外培养到减数分裂Ⅱ中期才能参与受精，A错误。
4.B 胚胎发育的过程为受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→幼体，因此桑葚胚样细胞可诱导发育至囊胚期，A正确；诱导桑葚胚样细胞时，基因的碱基序列并未发生改变，B错误；胚胎发育至囊胚期即开始了细胞分化，因此囊胚期细胞重置至桑葚胚样细胞的过程类似于脱分化，C正确；通过提高小鼠胚胎干细胞pSTAT3基因的表达水平，体外制备出桑葚胚样全潜能细胞，因此推断桑葚胚发育成囊胚的过程中，pSTAT3的表达下降，D正确。
5.C 图1两个精子进入一个卵细胞，是异常受精过程，发生在卵细胞的减数分裂Ⅱ中期，A正确；该受精卵中有三个染色体组，有丝分裂过程中，染色体复制，有丝分裂后期形成6个染色体组，通过三极纺锤体将六个染色体组拉开，每一极2个染色体组，移到每一极后融合，B正确；由图可知，若图4细胞A包含父系和母系染色体组各1个，C应该包含2个父系染色体组，C错误；该姐弟性别不同，来源于母亲的染色体是复制而来的，是相同的，来源于父亲的染色体由两个不同的精子提供，一定不同，D正确。
第2课时 胚胎工程技术及其应用
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.（1）体外 早期胚胎 （2）卵母细胞的采集 精子的获取 受精
2.（1）体外受精 同种的 生理状态相同 （2） 健康的体质 同期发情 超数排卵 人工授精 妊娠 （3）①繁殖潜力 ②繁殖周期 ③超数排卵
3.（1）× 提示：为了获得更多的卵母细胞，需用外源促性腺激素对供体进行处理。
（2）× 提示：胚胎移植时应在原肠胚以前，一般在桑葚胚或囊胚阶段，也可能在更早的时期。
（3）√ （4）√
互动探究
（1）MⅡ 该时期的卵母细胞具有受精能力
（2）提示：不相同。体外受精是在体外完成精子、卵子的结合，而人工授精是在体内完成的。
（3）桑葚胚或囊胚 早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
（4）受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
（5）提示：供体：遗传性状优良、生产能力强；受体：有健康的体质和正常繁殖能力。
（6）提示：胚胎移植产生的后代的遗传特性与供体保持一致，受体母畜只提供胚胎发育的场所（子宫）和营养，不影响供体胚胎的遗传特性。
学以致用
1.B ①过程需要注射促性腺激素，目的是获得更多的卵母细胞，A错误；③过程时哺乳动物早期胚胎在输卵管或子宫中处于游离状态，从而方便收集胚胎，B正确；④可移植的胚胎应发育到桑葚胚或囊胚期，C错误；⑤过程中移植的胚胎不需要与受体血型相同，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，胚胎健康即可，D错误。
2.C 大量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，在进行胚胎移植时没有必要对供体和受体进行免疫检查，C符合题意。
知识点（二）
自主学习
1.机械方法 2等份、4等份或8等份
2.无性
3.体视显微镜 显微操作仪
4.（1）桑葚胚或囊胚 （2）分割针 内细胞团 （3）DNA分析，鉴定性别 （4）体外培养
5.遗传性状 性别鉴定 遗传病筛查
6.（1）√
（2）× 提示：做DNA分析、鉴定性别要取滋养层处的细胞。
（3）× 提示：胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。
（4）√
互动探究
（1）提示：若分割时不能将内细胞团均等分割，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。
（2）提示：分割的份数越多，分割后胚胎成活的概率越小。
（3）提示：滋养层细胞；原因：①内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，如果取了内细胞团细胞，可能会影响胎儿以后的发育。②滋养层细胞和内细胞团细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂和细胞分化形成，具有相同的遗传物质。
（4）提示：原肠胚不适合分割，多数是对桑葚胚或囊胚阶段的胚胎进行分割。因为原肠胚已分化出三个胚层，每个胚层细胞的分化方向已确定，只分割出一部分胚层细胞不可能发育为一个完整的幼体。
学以致用
1.B 胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术，但不能任意分割成多份，也不能分割任意时期的胚胎；通过胚胎分割获得后代的过程是无性繁殖，属于克隆。
2.C 胚胎分割可将早期胚胎分为2等份、4等份、8等份等，但胚胎分割份数越多，操作难度越大，成功率越低，C错误。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）卵母细胞的采集、精子的获取和受精
（2）移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术
（3）采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术
课堂演练
1.B 试管牛所采用的技术包含体外受精、胚胎移植，但不包含克隆技术，A错误；卵子只有培养至MⅡ期时，才具有与精子受精的能力，B正确；获得自己亲生孩子的前提是夫妻必须能产生有活力的生殖细胞，否则就不能得到自己的亲生孩子，C错误；试管动物的繁殖方式为有性生殖，D错误。
2.C 选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行分割，A正确；对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发展，B正确；表型由基因型和环境共同决定，胚胎分割产生的后代个体基因型相同，表型不一定完全相同，C错误；来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割可以看作动物的无性繁殖或克隆，D正确。
3.A 体外受精时对精子要进行获能处理，卵母细胞也需要培养至减数分裂Ⅱ中期，A错误；试管动物的生殖方式是有性生殖，克隆动物的生殖方式是无性生殖，B正确；早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清，为细胞提供生长所需的天然成分，C正确；试管婴儿首先进行体外受精获得受精卵，然后利用早期胚胎培养将受精卵培养到桑葚胚或囊胚阶段再进行胚胎移植，主要应用体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术等，D正确。
4.D 早期胚胎在相当一定时间内处于游离状态，未与子宫建立实质性联系，这为胚胎的移植提供了可能，A正确；移植的胚胎在一定时期后会与受体子宫建立生理上和组织上的联系，从而保证了以后正常发育所需要的营养条件，B正确；一般来说，同一物种的受体母畜对于移入子宫的外来胚胎没有免疫排斥现象，C正确；供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响，即性状与受体无关，D错误。
章末整合提升
综合归纳
1.A 制备原生质体时，需使用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁，A错误；原生质体的融合依赖细胞膜的流动性，B正确；过程③将细胞培养成植株，利用的是植物组织培养技术，C正确；三倍体植株在减数分裂过程中联会紊乱，不能形成正常的配子，因此不能形成种子，可产生无子柑橘，D正确。
2.B 植物激素的配比可影响植物的分裂与分化，A正确；春剑为二倍体生物，绿宝石为四倍体生物，形成的杂交兰为三倍体，不可育，说明春剑和绿宝石两个品种之间存在生殖隔离，B错误；春剑为二倍体生物，绿宝石为四倍体生物，杂交生成的杂种胚应该有20条染色体来自春剑，40条染色体来自绿宝石，故一共有60条，C正确；春剑为二倍体植株，绿宝石为四倍体植株，杂交后植株为三倍体，故目的植株对于春剑和绿宝石而言发生了染色体数目变异，D正确。
3.B 根据题意分析可知：小鼠免疫B细胞和骨髓瘤细胞融合后，培养基上会有5种类型的细胞，但最终生存下来的只有杂交瘤细胞，A错误；由于小鼠骨髓瘤细胞是一类HGPRT代谢缺陷型细胞，因此骨髓瘤细胞合成DNA是第1条途径，但是A可以阻断DNA合成的第1条途径，所以HAT培养基中未融合的骨髓瘤细胞在A的阻遏下因不能合成DNA而死亡，B正确；免疫B细胞属于高度分化的细胞，不再增殖，C错误；HAT培养基中选择出的杂交瘤细胞都能无限增殖，但不是都能产生单克隆抗体，D错误。
4.（1）抗原—抗体特异性结合 复制和转录 （2）①无 B细胞不能增殖，骨髓瘤细胞既不能进行全合成途径也不能进行补救合成途径，从而不能增殖 ②杂交瘤细胞 杂交瘤细胞具有B细胞和骨髓瘤细胞双方的遗传物质，可以进行补救合成途径
解析：（1）抗体具有特异性，“瞄准装置”的作用原理是抗体—抗原特异性结合。基因是有遗传效应的DNA片段，依据中心法则可知，活化阿霉素可直接抑制细胞中基因的复制和转录过程。（2）免疫的B细胞属于高度分化的细胞，不能进行增殖；根据题意可知，骨髓瘤细胞中缺乏转化酶，因此不具备补救合成途径，在含HAT的选择培养基中其全合成途径又被阻断，故无法在HAT培养基上增殖。杂交瘤细胞是由B细胞和骨髓瘤细胞融合而成的，具有B细胞和骨髓瘤细胞双方的遗传物质，故可以进行无限增殖；其含有来自B淋巴细胞的补救合成途径所必需的转化酶和激酶，可以进行补救合成途径，因此可以在HAT培养基上大量增殖。
5.C 在人工授精时，一般选择优良品种公牛的精液进行受精作用，因此人工授精能更有效地发挥公畜的优良特性，A正确；体外受精是分别将卵子与精子取出后，在体外（培养皿中）使其受精，能更有效地发挥母畜的繁殖潜能，B正确；人工授精、体外受精的本质与自然受精相同，都是两性生殖细胞的结合，C错误；人工授精过程中的精、卵结合发生在母畜体内，而体外受精中这一过程发生在体外培养液中，D正确。
6.（1）促性腺激素 （2）获能溶液（或专用的受精溶液） 透明带反应和卵细胞膜反应 减数分裂Ⅱ中（或MⅡ） （3）卵细胞膜和透明带 对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应
解析：（1）促性腺激素可以促进排卵。（2）试管婴儿技术中，卵母细胞与获能的精子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精，受精过程中，透明带反应和卵细胞膜反应可以阻止多精入卵。获能的精子与处于减数分裂Ⅱ中期的卵母细胞完成受精作用。（3）当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。胚胎移植时，受体对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，这为胚胎存活创造了有利条件。
真题体验
1.D 芽尖等分生组织分裂旺盛，且含病毒少，取材时常选用其作为外植体，A正确；培养基中有大量的营养物质容易被细菌污染，加入抗生素可降低杂菌的污染，B正确；将丛生芽切割后转移到新的培养基上继续进行扩大培养称为继代培养，其又可分为第二代培养、第三代培养等。大多数植物每隔4～6周进行一次继代培养，每进行一次继代培养，培养物一般能增殖3～4倍。正因为培养物可以不断继代培养，所以离体繁殖速度比常规方法通常要快数万倍，可实现快速繁殖，C正确；提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成根而不是芽，D错误。
2.D 悬浮培养单克隆细胞，可以保证足够的气体交换，通过振荡或转动装置使细胞始终悬浮于培养液内，可有效避免接触抑制，A正确；用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清，B正确；病毒借助于细胞进行繁殖，利用了活细胞的物质、能量、酶等，当病毒达到一定数量时细胞的生命活动受到影响，会影响细胞的增殖，C正确；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，D错误。
3.D 去除植物细胞壁需要使用纤维素酶和果胶酶，A错误；原生质体需置于等渗溶液中，置于低渗溶液中，原生质体会吸水涨破，B错误；检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理，死的原生质体被染色，C错误；聚乙二醇促进原生质体融合后，两个细胞的叶绿体颜色有差异，可以以叶绿体颜色等差异为标志识别两种细胞融合后的杂种细胞，D正确。
4.A 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，A错误；XO胚胎干细胞中丢失了Y染色体，因而该细胞的获得过程发生了染色体数目变异，B正确；XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化，C正确；若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法获得有功能的卵母细胞，进而用于繁育，实现对濒危物种的保护，D正确。
5.D 子代动物的遗传性状与供体基本一致，A错误。核移植过程中需要处于MⅡ期的去核卵母细胞，而过程1是培育试管动物，需要培育到适宜时期（桑葚胚或囊胚等时期）进行胚胎移植，B错误。过程2得到的是克隆动物，是无性生殖的一种，不能大幅改良动物性状，C错误。过程2克隆技术可得到大量同种个体，为过程3提供了量产方式；过程3是转基因技术，转基因可导入外源优良基因，为过程1、2提供了改良性状的方式，D正确。
6.C 试管动物的培育过程主要包括：①精子的采集与体外获能处理，卵母细胞采集（注：为获得更多卵子可进行超数排卵处理）与成熟培养；②卵子与精子的体外受精；③胚胎早期的培养；④待胚胎生长到一定阶段后，进行胚胎移植。综上，C符合题意。
第3章 基因工程
第1节 重组DNA技术的基本工具
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.（1）转基因 DNA分子 遗传特性 生物类型
（2）DNA双螺旋结构 DNA PCR
2.（1）①原核生物 ②核苷酸序列 磷酸二酯键 ③黏性末端 平末端 （2）①两个DNA片段 限制酶 磷酸二酯键
3.（1）√
（2）× 提示：DNA重组技术的工具有限制酶、DNA连接酶和载体，没有DNA聚合酶。
（3）× 提示：限制酶在原来的原核细胞内用于切割外源DNA，使之失效，从而保护自身。
（4）√
（5）× 提示：E.coli DNA连接酶不能连接平末端。
互动探究
1.（1）① ②
（2）不同 专一性 （3）T4 DNA连接酶
（4）提示：断开2个磷酸二酯键；产生2个游离的磷酸基团；产生2个黏性末端；消耗2分子水。
2.（1）DNA连接酶 DNA聚合酶 （2）磷酸二酯
（3）提示：将单个的脱氧核苷酸连接到已经形成的脱氧核苷酸链上 连接DNA分子的两个片段
（4）①能 ②不能
学以致用
1.B 限制酶EcoR Ⅰ和PstⅠ切割形成的是黏性末端，限制酶Sma Ⅰ和EcoRⅤ切割形成的是平末端，E.coli DNA连接酶只能连接黏性末端，而T4 DNA连接酶可连接黏性末端和平末端，但连接效率较低，A错误。DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键；DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上，形成磷酸二酯键；RNA聚合酶将单个核糖核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯键，B正确。一个限制酶切割一次，使DNA双链断开，会有两个磷酸二酯键断裂，形成2个黏性末端或平末端，形成2个游离的5'末端，C错误。若两种限制酶的识别序列相同，但由于识别的位点不同，切割形成的末端不同，故不一定能通过DNA连接酶相互连接，D错误。
2.A DNA连接酶可以连接平末端或互补配对的黏性末端，而非任意的两个DNA片段，A错误。
知识点（二）
自主学习
1.噬菌体
2.（1）环状双链DNA （2）自我复制或整合到受体DNA上 限制酶切割位点 标记基因 筛选 （3）①受体细胞 ②外源基因
3.（1）× 提示：作为载体的质粒通常采用抗生素抗性基因作为筛选标记基因。
（2）√
（3）× 提示：质粒是DNA，细胞膜中的载体是蛋白质。
（4）√
互动探究
（1）提示：不是；除了质粒外，载体还有动植物病毒和噬菌体等。
（2）提示：不可行；因为如果没有载体导入受体细胞，目的基因无法进行自我复制和稳定存在以及表达。
（3）提示：合理；因为仅导入载体的和导入目的基因的受体细胞均能在该培养基中存活。
（4）提示：噬菌体的宿主细胞是细菌，而不是家蚕。
学以致用
1.D 质粒不只分布于原核生物中，在真核生物（如酵母菌）细胞内也有分布，A错误；并不是所有的质粒上都能找到限制酶的切割位点而成为适合运载目的基因的工具，B错误；重组质粒进入受体细胞后，可以在细胞内自我复制，或整合到受体染色体DNA上后复制，C错误。
2.D 基因AmpR和TetR在同一个DNA分子上，不是一对等位基因，A错误；质粒是指一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子，动植物病毒的DNA不属于质粒，B错误；限制酶的作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，C错误；重组质粒④中，氨苄青霉素抗性基因完好，四环素抗性基因被破坏，因此用质粒④将目的基因导入大肠杆菌，该菌不能在含四环素的培养基上生长，D正确。
知识点（三）
自主学习
1. 酒精 NaCl溶液 2 mol/L 蓝色
2.纱布 4 酒精
3.（1）√
（2）× 提示：研磨之后，通过过滤或离心，DNA在上清液中。
（3）× 提示：在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色。
互动探究
1.提示：研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全，提取的DNA量变少，导致看不到白色丝状物，用二苯胺鉴定不显示蓝色。
2.提示：DNA不溶于酒精，加入预冷的酒精溶液有利于DNA的析出。预冷的酒精溶液具有以下优点：一是抑制核酸水解酶活性，防止DNA降解；二是降低分子运动，易于形成沉淀析出；三是低温有利于增加DNA分子柔韧性，减少断裂。玻璃棒沿着一个方向搅拌可防止丝状DNA破碎，可以完整地缠在玻璃棒上。
3.提示：搅拌时玻璃棒不能直插烧杯底部，搅拌要轻缓，并向一个方向搅拌以便获得较完整的DNA分子。
4.提示：2次静置或离心，目的是将DNA和杂质分子分开，第1次操作后，DNA存在于上清液中；第2次操作后DNA存在于析出的白色丝状物或离心管沉淀中。
学以致用
1.B 低温时，DNA酶的活性较低，过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解，A正确；离心研磨液是为了使细胞碎片沉淀，B错误；沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，C正确；粗提取的DNA中可能含有RNA、脂质、少量蛋白质，D正确。
2.D 图1所示操作为析出DNA，溶液a是研磨液过滤静置后得到的上清液，A正确；加入预冷的酒精的目的是析出DNA、去除溶于酒精的蛋白质等杂质，原理是DNA不溶于酒精，而蛋白质等杂质能溶于酒精，B正确；图2所示操作中的错误是试管中的液面高于水浴的液面，导致试管受热不均匀，C正确；图2中试管1的作用是作为对照，排除NaCl溶液对实验结果的干扰，D错误。
【过程第1课时 微生物的基本培养技术
导学 聚焦 1.基于对牛肉膏蛋白胨培养基的实例分析，说明培养基的概念、种类及营养成分的种类和作用。 2.对比分析消毒和灭菌方法的异同，认同灭菌是获得纯净的微生物培养物的前提。 3.运用微生物培养原理和无菌技术，通过平板划线接种并分离得到酵母菌单菌落，对实验结果进行分析与评价
知识点（一） 培养基的配制
1.培养基的配制
（1）培养基的概念、用途和类型
（2）培养基的配方
①主要营养物质： 。
②其他条件：pH、特殊营养物质和氧气。如下表：
微生物 乳酸菌 霉菌 细菌 厌氧微生物
特殊需求 添加 pH调至 pH调至 无氧
小提醒：琼脂是一种微生物难以利用的多糖类物质，在44 ℃以下凝固，在常规培养条件下呈固态。
2.判断下列有关表述的正误
（1）在固体培养基中加入少量水即可制成液体培养基。（ ）
（2）实验室培养硝化细菌时，培养基无须加入有机碳源。（ ）
（3）所有微生物在培养时，培养基中都需加入氮源。（ ）
（4）牛肉膏和蛋白胨来源于动物，含有糖、维生素和有机氮等营养物质。（ ）
探讨 分析培养基的种类和营养构成
下表是某培养基的配方，分析回答：
材料 牛肉膏 蛋白胨 NaCl 琼脂 水
用量 5 g 10 g 5 g 20 g 1 000 mL
（1）根据培养基的物理性质，该培养基属于 培养基，理由是 。
（2）该培养基中提供碳源和氮源的物质是 。
（3）该培养基培养的微生物同化作用类型是 ，理由是 。
（4）培养微生物时，培养基中是否必须有碳源和氮源？
1.培养基营养成分的作用和主要来源
2.培养基的种类和作用
1.（2024·江苏徐州高二检测）不同的微生物对营养物质的需求各不相同。下列有关一种以CO2为唯一碳源的自养型微生物所需营养的描述中，错误的是（ ）
A.氮源物质为该微生物提供必要的氮元素
B.碳源物质也是该微生物的能源物质
C.无机盐是该微生物不可缺少的营养物质
D.水是该微生物的营养要素之一
2.（2024·山东济南高二期中）下列有关微生物培养基种类及配制原则的叙述，正确的是（ ）
A.任何培养基都必须含有碳源、氮源、水、无机盐及特殊的营养物质
B.液体培养基可用于观察菌落，固体培养基可用于工业生产
C.微生物的生长除受营养因素影响外，还受pH、O2、渗透压等的影响
D.淀粉可作为所有微生物的碳源
易错提醒
有关培养基营养物质的四点提醒
（1）培养不同的微生物所需要的营养物质可能不同。
①自养型微生物的培养基主要以无机营养为主。
②异养型微生物的培养基主要以有机营养为主。
（2）对异养微生物来说，含C、H、O、N的化合物既是碳源，又是氮源。
（3）微生物需要补充生长因子，是由于缺乏合成这些物质所需要的酶或合成能力有限。
（4）微生物需要量最大的是碳源。能合成含碳有机物的是自养型，反之则为异养型。
知识点（二） 无菌技术
1.消毒和灭菌
2.具体操作
①对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和 。
②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行 。
③为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在超净工作台上，并在 附近进行。
④实验操作时应注意避免已经灭菌处理的材料用具与 接触。
3.判断下列有关表述的正误
（1）消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害。（ ）
（2）灭菌相比消毒对微生物的杀灭更彻底。（ ）
（3）只要是没有生物活性的材料均可进行高压蒸汽灭菌。（ ）
1.请完善表格中消毒和灭菌的主要方法及应用范围。
项目 主要方法 应用范围
消毒 巴氏消毒法 ℃消毒30 min或 ℃处理15 s或80～85 ℃处理10～15 s 牛奶、啤酒、果酒和酱油等不耐高温的液体
煮沸消毒法 100 ℃煮沸 min 家庭餐具等生活用品
紫外线消毒 30 W紫外灯照射 min（损伤细菌的DNA） 、 或
化学药 物消毒 用体积分数为70％的 擦拭实验者双手
水源
灭菌 灼烧灭菌 直接在酒精灯火焰的 层灼烧 接种工具，如 、 、 或其他金属用具、 或 等
干热灭菌 干热灭菌箱中， ℃的热空气中维持 的物品，如玻璃器皿、金属用具等
高压蒸汽灭菌（湿热灭菌） 的条件下，维持 等
2.牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是什么？
3.无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么作用？
不同消毒方法的特点
1.（2024·杭州高二检测）在微生物的培养和分离实验操作中，无菌操作是实验成功的关键，下列可能造成污染的措施是（ ）
A.实验操作者双手用体积分数为70％的酒精消毒
B.试管高压蒸汽灭菌时加脱脂棉花
C.在超净台上完成操作
D.接种环需要灼烧灭菌
2.（2024·湖南长沙高二调研）消毒和灭菌是微生物培养中常用的操作方法。下列说法错误的是（ ）
A.接种疫苗前要对注射区域进行消毒
B.在100 ℃条件下煮沸5～6 min属于灭菌方法，可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢
C.微生物接种技术的方法不同，但核心都是要防止杂菌污染，保证培养物的纯度
D.实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品相接触
知识点（三） 微生物的纯培养
1.微生物的纯培养
（1）概念
（2）过程：包括 等步骤。
2.酵母菌的纯培养
（1）实验原理
①分散的微生物在适宜的 表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的 ，这就是菌落。
②采用 和 能将单个微生物分散在固体培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是由 繁殖形成的纯培养物。
（2）方法步骤
3.倒平板和平板划线法的操作
（1）倒平板的具体操作
小提醒：倒平板是将熔化后的培养基倒入培养皿冷却凝固形成培养基固体平面的过程，而不只是将培养皿倒置。
（2）平板划线法的具体操作
4.判断下列有关表述的正误
（1）培养基分装到培养皿后再进行湿热灭菌。（ ）
（2）倒平板操作中，等待平板冷却凝固后，要将平板倒置。（ ）
（3）平板划线操作中，划完一个区域后要将接种环灼烧，再划下一个区域。（ ）
（4）为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落。（ ）
（5）把一个不接种的培养基放在相同条件下培养可检验培养基的灭菌是否合格。（ ）
探讨一 分析倒平板的操作过程
结合倒平板的操作程序请探究：
（1）如图一所示，为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？
（2）如图二所示，从防止杂菌污染的角度思考，为什么培养基冷却凝固后将平板倒置？
（3）培养基灭菌后，需要冷却到50 ℃左右时，才能用来倒平板。可用什么办法来估计培养基的温度？
探讨二 分析平板划线操作过程，提高操作能力
下图是平板划线操作的示意图，据图回答下列问题：
（1）用字母和箭头表示平板划线操作的正确步骤。
（2）为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环？在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环吗？为什么？请完善下方的表格。
灼烧时期 目的
取菌种前 杀死接种环上
每次划线前 杀死上次划线时残留的菌种，使下一次划线的菌种直接来源于 ，从而使 ，直至得到
接种结束后 杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者
（3）在第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？
（4）接种结束后，为什么要将一个未接种的培养基和一个已接种的培养基放在一起培养，未接种的培养基表面如果有菌落生长，说明了什么？
1.平板划线操作的注意事项
（1）灼烧接种环，待其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。
（2）第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始，能使微生物的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个菌种繁殖而来的菌落。
（3）划线时最后一区不要与第一区相连。
（4）划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。
2.实验结果的分析
（1）若未接种的培养基表面有菌落生长，则说明培养基被污染，应该重新制备；若无菌落生长，则说明未被污染。
（2）在接种酵母菌的培养基上可观察到独立的菌落，这些菌落在颜色、形状和大小上相似，酵母菌菌落一般表面光滑、多呈乳白色。
（3）若在培养基中观察到不同形态的菌落，原因可能是菌液中混入了其他杂菌，或在实验操作过程中被杂菌污染。
1.（2024·江苏南京调研）下图为实验室培养和纯化大肠杆菌过程中的部分操作步骤，下列说法正确的是（ ）
A.步骤①后需将培养基灭菌并调节pH
B.步骤①②③操作时需要在酒精灯火焰附近进行
C.步骤③到④的过程中，接种环共灼烧处理了5次
D.图中步骤①结束后需倒置平板，④结束后不需要
2.在分离、纯化酵母菌实验中，划线接种（甲）、培养结果（乙）如图所示，且甲、乙的对应位置不变。下列相关叙述错误的是（ ）
A.配制培养基时需进行高压蒸汽灭菌
B.甲中a区域为划线的起始位置
C.连续划线的目的是获得单个微生物繁殖形成的菌落
D.图示接种过程中接种环灼烧了5次
易错提醒
倒平板操作的注意事项
（1）培养基灭菌后，需冷却至50 ℃左右时才能倒平板，原因是琼脂在44 ℃以下凝固。
（2）培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，不要完全打开。
（3）整个操作过程要在酒精灯火焰旁进行，避免杂菌污染。
（4）平板冷凝后要倒置，防止皿盖上的冷凝水落入培养基，造成污染。
（5）若倒平板时，培养基溅在皿盖和皿底之间的部位，这个平板应丢弃。
（1）培养基是指 。
（2）消毒是指
。
（3）纯培养物是指 。
1.某异养自生固氮菌能将大气中的氮还原成氨，若在实验室中分离土壤中的该菌，则配制培养基时，一般不需要加入的物质是（ ）
A.蒸馏水 B.葡萄糖
C.氯化钠 D.蛋白胨
2.（2024·山东潍坊高二检测）下列关于培养基的叙述，正确的是（ ）
A.培养基是为微生物的生长繁殖提供营养的基质
B.培养基都含有水、碳源、氮源、无机盐等
C.牛肉膏蛋白胨培养基属于合成培养基，营养全面
D.微生物在培养基上生长，都需要将pH维持在中性
3.如图是倒平板的操作，下列相关叙述错误的是（ ）
A.正确的操作顺序应该是丙→乙→甲→丁
B.甲在酒精灯火焰附近进行可以避免杂菌污染
C.丁操作必须要等待平板冷却凝固后才能进行
D.培养基应冷却到50 ℃左右时倒平板是因为该温度下不易受杂菌污染
4.微生物的实验室培养要进行严格的灭菌和消毒。下列关于灭菌和消毒的叙述，正确的是（ ）
A.煮沸消毒法中100 ℃煮沸5～6 min可以杀死全部微生物的细胞和芽孢、孢子
B.培养皿用酒精直接擦拭即可达到彻底灭菌的目的
C.灼烧灭菌的对象是金属器具，不可以是玻璃器具
D.消毒和灭菌的原理是相同的
5.如图是微生物平板划线示意图。划线的顺序为1、2、3、4、5，下列操作方法叙述正确的是（ ）
A.在1、2、3、4、5区域中划线前都要对接种环灼烧灭菌，灼烧灭菌后立即进行划线
B.1和5划线可以如图所示，也可以相连在一起
C.在划线操作结束时，也要对接种环灼烧灭菌
D.在5区域中才可以得到单菌落
6.灭菌和无菌操作是获得微生物纯培养物的基础，在接种、培养、分离酵母菌时，下列操作正确的是（ ）
A.用浸泡在体积分数为70％的酒精中的涂布器直接涂布
B.将接种后的培养皿倒置在恒温培养箱中培养酵母菌
C.为了防止污染，接种环经火焰灼烧灭菌后应趁热快速挑取菌落
D.倒平板时，应将培养皿的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上
提示：完成课后作业 第1章 第2节 第1课时
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