文档内容
专题 09 生物技术与工程
目录
01 重难专攻（10大重难点）
第一部分 知识提升 02 易错辨析（4大易错点）
03 技巧点拨（1大解题技巧）
第二部分 限时检测 模拟考场，60分钟专练
第一部分 知识提升
★重难点01：消毒和灭菌的区别
比较项目 条件 结果 常用方法 应用范围
耐高温的液体或物品，家庭餐
煮沸消毒法
具等生活用品
牛奶、啤酒、果酒和酱油等不
巴氏消毒法
耐高温的液体
采用较 仅杀死物体内外一部
温和的 分对人体或动植物有
消毒
理化条 害的病原菌，但对被
件 消毒的对象基本无害 皮肤、伤口、动植物组织表面消
化学药物消毒
毒、空气、手术器械、塑料或玻
法
璃器皿等
高压蒸汽灭菌（高
压蒸汽灭菌锅： 培养基、
0. 1 MP a ， 12 1 无菌水、
℃ ， 2 0 ～ 3 0 mi n ） 玻璃容器
可杀死一切微生物 等
及孢子或芽孢
涂布器、
高温灭菌
采用强烈的理化条件
接种环、
使物体内外的一切微
强烈的
生物（包括芽孢 ）丧 干热灭菌： 接种针或
灭菌 理化方
失其生长繁殖能力的
法 措施 ①火焰灼烧 ；②烘 其他金属
箱干燥灭菌
用具、试
管口或瓶
口等
含有热敏感物质 （如尿素）的
过滤灭菌 培养基以及好氧发酵所需的无
菌空气
辐射灭菌 对物体表面和空气的灭菌 。紫外辐射 超净工作台内部和无菌室等。
其他操作：
为了确保微生物实验操作过程中不污染杂菌，还需要人为提供一个无菌区域。
①进行微生物实验操作时，操作者的衣着和手需进行清洁和消毒；
②实验结束时，也一定要洗手，以防止被微生物感染。使用后的培养基丢弃前，一定要进行灭菌
处理，以免污染环境。
★重难点02：两种纯化方法的比较
项目 平板划线法 稀释涂布平板法
目的 在培养基上形成由单个菌体繁殖而来的子细胞群体--（单菌落）
分离结果
①外面进行一系列的梯度稀释 ；
接种环在固体培养基表面连续划
线
关键操作 ②在进行涂布平板 操作
用具 接种环 移液器、涂布棒
可以观察菌落特征，对混合菌进 可以计数 （计数结果可能会偏低，需多
优点
行分离 ；操作简单 次试验），可以观察菌落特征
可以计数，操作复杂，需要涂布多个平
能否用于计数 不能计数（连成一片）
板
都要用到固体培养基；都需进行无菌操作；都会在培养基表面形成单个的
共同点
菌落；都可用于观察菌落特征
★重难点03：测定微生物数量可间接了解微生物的生长情况
测定微生物细胞数量可以间接了解微生物的生长状况，常用方法是稀释涂布平板法 和显微镜计数法 。
方法 稀释涂布平板法（间接计数法） 显微镜计数法（直接计数法）
原理 稀释涂布平板法也可以用来进行活菌计数 。 利用血细胞计数板 在显微镜下直接观察
微生物细胞并进行计数的方法
计数过程 该方法将待测菌液经适当稀释，涂布在平板 将菌液充满计数室，通过对微生物数量
上，经培养形成菌落后，统计菌落数。由于一个单菌落是由原样品中一个活的菌体细胞 的读取，计算原菌液中的微生物数量。
生长繁殖而成，因此，通过统计菌落数并根
据其稀释倍数和取样量，可换算出单位样品
中的活菌数。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。
优点 能进行活细胞 计数 具有直观、简便和快速的优点，适用于
个体相对较大的酵母细胞和霉菌孢子等
微生物的计数
缺点 统计的菌落数往往比活菌的实际数目 测得的是所有细胞的总数，不能区别死
低。 细胞或活细胞 ；
对运动能力强的活细胞也难以计数
★重难点04：植物组织培养和植物细胞培养的比较
比较项目 植物组织培养 植物细胞培养
目的 获得植物体 获得细胞产物
原理 植物细胞的全能性 细胞增殖
过程
细胞产物的工厂化生产，如紫草宁、人参皂
应用 快速繁殖、作物脱毒、单倍体育种等
苷、紫杉醇等
★重难点05：植物组织培养与动物细胞培养的比较
植物组织培养 动物细胞培养
原理 细胞全能性 细胞增殖和生长
培养基物理
固体培养基 液体培养基
状态
培养结果 植物体 细胞
培养目的 快速繁殖、培育无病毒植株 等 获得细胞或细胞产物
外植体 动物的组织
过程 ↓脱分化 ↓机械法或酶
愈伤组织 单个细胞↓再分化 ↓
芽、根或胚状体 原代培养
↓生长发育 ↓
植物体 传代培养
①两技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂；
相同点
②均需要无菌操作、无菌培养，需要适宜的温度、pH等条件
★重难点06：杂交瘤细胞两次筛选的原因
项目 第一次筛选 第二次筛选
由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺
诱导融合后会得到多种杂交细胞，另
筛选原因 激，所以经选择培养获得的杂交瘤细胞
外还有未融合的细胞
中有能产生其他抗体的细胞
用特定的选择培养基 筛选：未融合的
用多孔培养皿培养，在每个孔只有一个
细胞和融合的具有同种核的细胞(“B
杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和
筛选方法 —B”细胞、“瘤—瘤”细胞)都会死
抗体检测，经多次筛选得到能产生特异
亡，只有融合的杂交瘤细胞(“B—
性抗体的细胞群
瘤”细胞)才能生长
筛选目的 得到杂交瘤细胞 得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
★重难点07：植物体细胞杂交和动物细胞融合
项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合
原理 细胞膜的流动性、细胞的全能性 细胞膜的流动性、细胞增殖
融合
除去细胞壁 使细胞分散开
前处理
相关酶 纤维素酶和果胶酶 胰蛋白酶或胶原蛋白酶
物理法：电融合法、离心法； 物理法：电融合法；
诱导
化学法：聚乙二醇(PEG)融合法、高 化学法：聚乙二醇(PEG)融合法；
方法
Ca2＋—高pH融合法 生物法：灭活病毒诱导法
结果 杂种植株 杂交细胞
应用 培育植物新品种 主要用于制备单克隆抗体
意义 突破远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合
动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导动物细胞融合的方
相同点
法与植物原生质体融合的方法相似
★重难点08：限制酶的选择原则（1）不破坏目的基因原则：如图甲中可选择PstⅠ，而不选择SmaⅠ。
（2）保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则：质粒作为载体必须具备标记基因，所以所
选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中不选择SmaⅠ。
（3）确保出现相同黏性末端原则：通常选择与切割目的基因相同的限制酶，如图甲中 PstⅠ；为
避免目的基因和质粒自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选
择PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶。
（4）限制酶不切割细菌本身的DNA分子含某种限制酶的细菌的DNA分子不具备这种限制酶的识别
序列，或者甲基化酶将甲基转移到了限制酶所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。
★重难点09：比较以下几种酶的作用
限制内切核酸酶 DNA连接酶 DNA解旋酶 DNA聚合酶
以单链DNA为模
切割DNA分子
连接目的基因与载 板，将单个脱氧核
（切割磷酸二酯 催化氢键 断裂使
作用 体，形成磷酸二酯 苷酸依次连接到单
键 ），获得目的 DNA双链分开
键 链末端，形成磷酸
基因
二酯键
将两个DNA片段连 将单个的脱氧核苷
将双链DNA分子
作用结果 切割DNA分子 接成完整的DNA分 酸连接到DNA单链
局部解旋为单链
子 末端
基因工程中获得
基因工程中目的基
作用时间 目的基因及切割 DNA复制、转录 DNA复制
因与载体的重组
载体
★重难点10：蛋白质工程与基因工程的区别与联系
比较项目 蛋白质工程 基因工程
起点 预期的蛋白质功能 目的基因
区别 预期蛋白质功能→设计预期的蛋 目的基因的筛选与获取→基因表达载
过程 体的构建→将目的基因导入受体细胞→目
白质结构→推测应有的氨基酸序列→
的基因的检测与鉴定
找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所需要
的蛋白质
定向改造生物的遗传特性，以获得人类所
目标 定向改造或生产人类所需的蛋白质
需要的新的生物类型和生物产品
结果 生产非天然的蛋白质 生产自然界已存在的蛋白质
①都在生物体外对基因进行操作；②蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第
联系
二代基因工程
易错点01：胚胎工程易错点
①为什么应对供体和受体母畜进行同期发情处理？使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使
供体的胚胎移入受体后有相似的生理环境。
②在牛的胚胎移植过程中有两次使用激素、两次检查，其目的分别是什么？第一次用孕激素对受、
供体进行同期发情处理，第二次用促性腺激素处理使供体超数排卵。第一次是对收集的胚胎进行质量检
查，第二次是对受体母畜是否妊娠进行检查。
③胚胎移植的优势是什么？可以发挥雌性优良个体的繁殖能力。
易错点02：胚胎分割动物和体细胞核克隆动物的异同
项目 胚胎分割动物 体细胞核克隆动物
相同点 都属于无性繁殖或克隆，最终技术是胚胎移植
雌性动物的早期胚胎或体外
胚胎的来源 通过核移植技术获得的重组胚胎
受精及其他方式得到的胚胎
不 胚胎分割动物具有相同的遗
克隆动物的核遗传物质主要由供体细
同 遗传物质 传物质，两个亲本提供的核
胞核提供
点 遗传物质一样多
经过受精作用或其他方式形
起点 经过核移植技术形成的一个细胞
成的一个细胞
易错点03：PCR技术和DNA复制的比较
名称 PCR技术 DNA复制
场所 体外（PCR扩增仪中） 细胞内（主要是细胞核中）
解旋方式 DNA在高温下变性解旋 解旋酶催化
酶 耐高温的DNA聚合酶 DNA解旋酶、DNA聚合酶
温度条件 在较高温度下进行，需控制温度 细胞内温和条件
合成对象 DNA片段 DNA分子
相同点 均需要模板（DNA双链）、原料（四种脱氧核苷三磷酸）、能量易错点04：回顾启动子、终止子、起始密码子、终止密码子对比
项目 启动子 终止子 起始密码子 终止密码子
本质 DNA DNA mRNA mRNA
位置 目的基因上游 目的基因下游 mRNA首端 mRNA尾端
RNA聚合酶识别和
结合的部位，驱 使转录在所需要 翻译的起始信号 翻译的结束信号
功能
动基因转录出 的地方停下来 (编码氨基酸) (不编码氨基酸)
mRNA
技巧1：PCR技术的相关计算
(1)在PCR过程中实际加入的为dNTP(即dATP、dGTP、dTTP、dCTP)，既可作为合成DNA子链的原料 ，
又可为DNA的合成提供能量 。
(2)引物既可以是DNA单链，也可以为RNA单链。细胞内的DNA进行复制时，也需要引物，一般为
RNA片段。
(3)真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要 M g 2 ＋ 激活 。因此，PCR反应缓冲溶液中一般要添加Mg2＋。
(4)得到目的基因至少要经过三个循环
(5)PCR扩增过程中的循环图示与规律
循环次数 1 2 3 n
DNA分子数 2 4 8 2n
含引物A(或B)的DNA分
1 3 7 2n－1
子数
同时含引物A、B的DNA
0＝21－2 2＝22－2 6＝23－2 2n－2
分子数
共消耗的引物数量 2＝21＋1－2 6＝22＋1－2 14＝23＋1－2 2n＋1－2第二部分 限时检测 （限时 60 分钟）
1．随着世界总人口增长和肉类消费量的持续提高，细胞培养肉有望成为未来人类肉制品的来源之一。细
胞培养肉的制造过程如图1所示：
（1）细胞培养肉制造过程中主要涉及的生物技术有 。
①核移植技术
②细胞培养技术
③干细胞技术
④试管动物技术
（2）图1步骤②的生物反应器中，在满足细胞培养所需要的温度、pH和溶解氧等条件下，以下操作
正确的是 。（多选）
A．严格控制无菌环境
B．定期更换培养液
C．及时清除代谢产物
D．定期添加琼脂
（3）图1步骤②的生物反应器中，所有细胞均能发生的生理过程为 ，只能发生在干细胞增
殖过程中的生理过程为 。（图2中的编号选填）
（4）图1的步骤①→②过程中，能够说明干细胞已被成功地培养为肌细胞的证据是细胞 。
（多选）
A．形态呈梭形
B．具备收缩功能
C．具有肌原纤维蛋白基因
D．能合成肌浆蛋白
某科研团队探究了维生素C对猪肌肉干细胞体外增殖的影响，部分实验结果如图3所示，图4是验证维
生素C通过影响P13K（一种与细胞增殖相关的信号分子）水平来影响细胞增殖的实验及获得的数据。
（5）在猪肌肉干细胞培养基中添加的维生素C属于 。（单选）
A．碳源
B．氮源
C．能源D．生长因子
（6）图3实验所研究的各浓度中， M维生素C对猪肌肉干细胞体外增殖有促进作用。
图4中实验组合 可对照说明维生素C的促μ增殖作用被PI3K信号抑制剂抑制。
2．OTOF基因突变会导致遗传性耳聋，其中的机理之一是无法产生结构完整的 OTOF蛋白。临床上针对该
病通常有两条治疗策略：一是导入正常基因（图1上方为该基因全序列，构建表达载体需要双AAV载
体，因为其能够装载的基因大小有限），以表达正常蛋白（图中①～⑧代表引物）；二是导入校正基
因，使突变后的OTOF基因仍能产生正常蛋白（如图2）。
（1）在构建AAV﹣OTOF表达载体时，需用PCR获取正常基因，据图1分析，所需要的引物是
（编号选填）。
（2）为了确保AAV载体发挥其应有的功能，在改造该载体时需保留原有腺病毒的部分DNA序列，其
目的最可能是 。
A．确保自我复制
B．防止核酸酶降解
C．便于目的基因连接
D．使表达载体留在胞质中
（3）AAV表达载体的克隆过程需要满足的培养条件包括 。（编号选填）
①5%CO
2
②无菌③光照
④无机盐
⑤生长因子
（4）图1中受体细胞（人体胚胎肾细胞）是经过遗传改造的，在其克隆培养过程，涉及 。
A．细胞增殖
B．细胞分化
C．原代培养
D．传代培养
（5）为测定受体细胞内OTOF蛋白的表达量，从细胞内分离纯化该蛋白，加入双缩脲试剂后，溶液颜
色为 。定量测定该蛋白质需先制备标准曲线，该曲线纵坐标应设定为 。
A．蛋白质含量
B．吸光值
C．测定液总体积
D．反应温度
（6）某患者OTOF基因编码链第1273位5'﹣CGA﹣3'（编码精氨酸）突变为5'﹣TGA3'，导致终止密
码子提前出现，肽链中断合成。在图2所示的治疗策略中，校正基因表达出的校正tRNA可识别mRNA
上的该终止密码子，但同时能携带精氨酸，试判断校正基因的编码链上编码该反密码子的序列是
。
A．5'﹣TGA﹣3'
B．5'﹣TCA﹣3'
C．5'﹣ACT﹣3'
D．5'﹣CGA﹣3'
（7）遗传性耳聋大约与90余个基因的1000多个突变位点有关。一些显性突变基因不仅无功能，而且
干扰正常等位基因产物的功能。对于显性突变引发的遗传性耳聋，下列预防或治疗措施有效的是
。
A．孕期B超检查
B．体外受精后基因检测
C．在患者体内注射针对显性突变基因表达产物的单克隆抗体
D．基于RNA干扰技术，在病变组织细胞中阻断突变基因表达（8）表观遗传是基因选择性表达的分子机制，也是细胞分化及脱分化的分子基础。有人提出：“将患
者体细胞在体外诱导形成诱导性多能干细胞（iPS细胞），再移植至病变部位，可以治疗显性突变引起
的遗传性耳聋”，试根据资料及所学知识判断该说法是否合理，并阐述理由 。
3．某学校多个研究小组按如图所示操作步骤筛选出降解PE能力较高的菌株DL﹣1和DL﹣2。表为某一小
组配制的过程③和过程④培养基的成分表。
成分 过程③ 过程④
葡萄糖 + ﹣
（NH ） SO + +
4 2 4
NaCl + +
KH PO + +
2 4
微量生长因子 + +
PE ﹣ +
琼脂 + +
“+”添加；“﹣”未添加
（1）过程③纯化培养时接种的方法一般可以是 ，目的是得到 。（单
选）A．单个目的菌
B．大量目的菌
C．单个目的菌菌落
D．大量土壤微生物
（2）如表中过程③和过程④中的培养基成分配制的不合理之处有 。（多选）
A．过程③中没有添加PE
B．过程③中不应添加葡萄糖
C．过程④中不应添加PE
D．过程④中应添加葡萄糖
E．过程④中不应添加琼脂
（3）科研人员测定了DL﹣1和DL﹣2的DNA序列，发现它们分属于黄曲霉和波兰青霉，这为研究它
们的进化历程提供了 。（单选）
A．化石证据
B．比较解剖学证据
C．细胞生物学证据
D．分子生物学证据
4．研究表明羊乳中的 ﹣乳球蛋白（BLG）是人体主要过敏源，图为研究人员利用基因编辑技术敲除山羊
中BLG基因同时敲β入人乳铁蛋白（hLF）基因并获得转基因山羊的操作过程。
图中sgBLG/Cas9复合物中，sgBLG为能准确识别图中山羊DNA特定序列的RNA，并引导Cas9蛋白对
DNA进行切割。检测发现过程②中，hLF基因成功插入在母羊乙成纤维细胞中的一条常染色体上。（1）上述操作过程中的目的基因是 ，获得该目的基因的主要方法是 。
（2）Cas9蛋白类似于基因工程中常用到的 酶，但Cas9蛋白特性与该酶的区别是
。
（3）图中复合物1所识别的DNA序列为5′﹣TATACTGGC﹣3′，则sgBLG的序列为 。
（单选）
A．5′﹣AUAUGACCG﹣3′
B．5′﹣GCCAGTATA﹣3′
C．5′﹣ATATGACCG﹣3′
D．5′﹣GCCAGUAUA﹣3′
（4）下列①～⑥生物技术中，过程①②运用到的技术有 ，过程③④⑤中，运用到的技
术有 。（编号选填）
①显微注射技术②动物细胞培养技术③胚胎移植技术④DNA重组技术⑤动物细胞融合技术⑥细胞
核移植技术
（5）与图中获得的转基因山羊性状最相似的是母羊 。（单选）
A．甲
B．乙
C．丙
D．丁
（6）科研团队想进一步获得纯合能稳定遗传“人乳铁蛋白基因”的转基因山羊，其技术路线的设计思
路是 。
5．开展深海微生物研究对于开发海洋资源具有重要意义。我国研究人员采集了深海冷泉附近的沉积物样
品，采用新型分离策略，纯化、鉴定得到了全新的拟杆菌菌株，并进一步研究了其生物学特性，具体
过程如图1所示，图中Ⅰ～Ⅴ是操作步骤。（1）拟杆菌是厌氧生物，细胞呈弯曲杆状，透射电镜观察细胞长2.0～6.0 m，宽0.5～0.8 m。拟杆菌
一定具有的细胞结构是 。（单选） μ μ
A．线粒体
B．内质网
C．细胞核
D．核糖体
（2）研究人员经基因组测序发现拟杆菌中与藻类多糖降解有关的基因数量明显高于其他菌种，因此向
基本培养基中分别添加不同藻类多糖来配制系列培养基①，并以此对菌种进行分离。基本培养基中应
该含有的营养成分包括 。（编号选填）
①碳源 ②氮源 ③生长因子 ④无机盐 ⑤水
（3）图1步骤Ⅰ～Ⅴ中，需无菌操作的是 ；须对菌株进行培养的是 。
（4）结合实验目的，下列关于培养基①～③的叙述正确的是 。（多选）
A．①是固体培养基
B．①～③的碳源种类可以完全相同
C．②是液体培养基
D．③的碳源浓度可以与①的不同
纯化获得的拟杆菌经基因组测序鉴定得到了全新菌株WC007。该菌株在含不同藻类多糖的培养基中测
定的生长曲线如图2所示。（5）据图2，比较各组实验结果的异同。 。
（6）藻类细胞解体后的多糖物质难降解，通常会聚集形成碎屑沉降到深海底部。从生态系统组成的角
度分析，WC007菌株对深海生态系统主要价值在于 。
