文档内容
秘籍 05 生物技术与工程
内容预览
一、核心考点7个 三、教材旁栏13问
二、教材黑体字15句 四、拓展应用21条
考点1 传统发酵食品的制作
1.腐乳制作
（1）原理：蛋白质――→小分子的肽和氨基酸。脂肪――→甘油和脂肪酸。
（2）腐乳制作过程中参与的微生物：毛霉是一种丝状真菌，其繁殖方式为孢子生殖，代谢类型是异养需
氧型。
2.泡菜的制作
（1）菌种的种类和来源
①常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌。
②菌种来源：植物体表面天然的乳酸菌。
③乳酸菌发酵制作泡菜的原理：CH O――→2CHO(乳酸)＋能量。
6 12 6 3 6 3
（2）方法步骤：
①配制盐水：配制质量分数为5%-20%的盐水，煮沸（除去杂菌和氧气）冷却（避免杀死乳酸菌）待用
②原料处理：切成条状或块状
③装坛：装至八成满，盐水没过全部菜料（创造无氧环境）
④封坛发酵：盖好坛盖，水槽注满水
（3）泡菜制作过程中制造无氧环境的措施：
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充水。
3.果酒和果醋的制作
项目 制作果酒 制作果醋
发酵菌种 酵母菌 醋酸菌
代谢类型 异养兼性厌氧型 异养需氧型
温度 18-30 ℃ 30-35 ℃
有氧条件下，酵母菌通过有氧呼 O 2 、糖源充足时：C 6 H 12 O 6 ＋
吸大量繁殖：C 6 H 12 O 6 ＋6H 2 O＋ 2O 2 ――→2CH 3 COOH＋2CO 2 ＋2H 2 O
发酵过程 6O――→6CO＋12HO＋能量； ＋能量；
2 2 2
无氧条件下，酵母菌通过无氧呼 O 2 充足、缺少糖源时：C 2 H 5 OH＋
吸产生酒精： O 2 ――→CH 3 COOH＋H 2 O＋能量CH O――→2CHOH＋2CO＋能
6 12 6 2 5 2
量
对氧的需求 前期需氧，后期不需氧 一直需氧
闻气味、品尝、酸性条件下的重 酸碱指示剂(pH试纸)、闻气味、
产物检测
铬酸钾(橙色→灰绿色) 品尝
考点2 微生物的培养技术及应用
1．培养基的配制
(1)培养基的概念、用途和类型
①概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出的供其生长繁殖的营养基质。
②用途：用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。
③种类：按物理性质分
(2)培养基的配方
①主要营养物质：水、碳源、氮源、无机盐。
②其他条件：pH、特殊营养物质和氧气。如下表：
微生物 乳酸杆菌 霉菌 细菌 厌氧微生物
pH调至中性或
特殊需求 添加维生素 pH调至酸性 无氧
弱碱性
2.无菌技术
(1)目的：获得纯净的微生物培养物。
(2)关键：防止杂菌污染。
(3)消毒与灭菌的比较
项目 消毒 灭菌
作用强度 较为温和的理化因素 强烈的理化因素
作用程度 杀死物体表面或内部一部分微生物 杀死物体内外的所有微生物
芽孢和孢子 一般不能杀灭 能杀灭
实验操作的空间、操作者衣着和双
适用对象 微生物培养器皿、接种用具和培养基等
手
湿热灭菌法、干热灭菌法、灼烧灭菌法
常用方法 煮沸消毒法、巴氏消毒法等
等
(4)注意事项
①实验操作时，应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。
②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酒精灯火焰附近进行。
考点3 微生物的选择培养和计数
1．选择培养基与鉴别培养基
种类 特点 用途 举例
选择培 允许特定种类的微生物生 从众多微生物中分离所需 加入青霉素分离得
养基 长，同时抑制或阻止其他 的微生物 到酵母菌和霉菌种类微生物生长
根据微生物的代谢特点在
鉴别培 培养基中加入某种指示剂 用伊红—亚甲蓝培
鉴别不同种类的微生物
养基 或化学药品，进而产生特 养基鉴别大肠杆菌
定的颜色或其他变化
常见选择培养基举例：(1)缺少氮源的培养基可以筛选能利用大气中N 的微生物。(2)含青霉素的培养基可
2
淘汰细菌，筛选出真菌。(3)无有机碳源的培养基可筛选出自养微生物。
2.两种纯化方法的比较
项目 平板划线法 稀释涂布平板法
分离结果
关键操作 接种环在固体培养基表面连续划线 ①一系列的梯度稀释；②涂布平板操作
接种用具 接种环 涂布器
可以观察菌落特征，对混合菌进行分
优点 可以计数，可以观察菌落特征
离
缺点 不能计数 操作复杂，需要涂布多个平板
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菌
共同点
落；都可用于观察菌落特征
3.平板划线法三次灼烧目的
（1）平板划线操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物；
（2）每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种，使下一次划线时，接种
环上的菌种直接来源于上次划线的末端，从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐减少，
以便得到单菌落。
（3）划线结束后灼烧接种环，能及时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。
4.微生物的数量测定方法
（1）显微镜直接计数法：不能区分死菌和活菌，结果偏大
（2）间接计数法——活菌计数法(即稀释涂布平板法)：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，结果偏小。
5.微生物的筛选
（1）尿素分解菌的筛选：以尿素为唯一氮源的选择培养基可以筛选能分解尿素的细菌。
（2）尿素分解菌的鉴别：在以尿素为唯一氮源的选择培养基中添加酚红指示剂，可以鉴别分解尿素的细
菌。
考点4 植物细胞工程
1.植物组织培养技术
(1)概念：将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导
其形成完整植株的技术。(2)理论基础：植物细胞的全能性。
(3)基本过程
――→――→―→
①脱分化：在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变成未分
化的细胞，进而形成愈伤组织的过程。
②愈伤组织：脱分化产生的不定形的薄壁组织团块。
③再分化：愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。
（4）植物组织培养过程中应注意的问题
①接种时注意外植体的方向，应将外植体的形态学下端插入培养基，不能倒插。
②培养一株完整的试管苗，必须先进行生芽培养，再进行生根培养。如果顺序颠倒，先诱导生根，就不好
诱导生芽了。
③菊花的组织培养中，愈伤组织的形成一般不需要光照，而在后续的培养过程中，需要一定量的光照。
2.植物体细胞杂交技术
（1）过程
A.过程①为去除细胞壁获得原生质体，用到的酶是纤维素酶和果胶酶。
B.过程②为原生质体的融合，人工诱导的物理法包括电融合法、离心法等，化学法包括聚乙二醇(PEG)融
合法、高Ca2＋—高pH融合法等。
C.过程③为融合的原生质体再生出细胞壁，这是原生质体融合成功的标志。
D.过程④为脱分化，过程⑤为再分化。
（2）概念：植物体细胞杂交是指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。
（3）意义：植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独
特的优势。
3.植物体细胞杂交后的遗传物质分析
(1)遗传特性：杂种植株中含有两种植物的遗传物质，故杂种植株具备两种植物的遗传特性。
(2)染色体组
①染色体组数＝两种植物体细胞内染色体组数之和。
②植物体细胞杂交形成的杂种植株，有几个染色体组就称为几倍体。
4.植物细胞工程的应用
（1）植物繁殖的新途径
（2）作物新品种的培育
项目 单倍体育种 突变体的利用
原理 染色体变异 基因突变
优点 明显缩短育种年限 产生新基因，大幅度改良某些性状过程
（3）细胞产物的工厂化生产
①生产的技术手段：植物细胞培养技术。
②优点：生产速度快。
③实例：人参、三七、紫草和红豆杉的细胞产物都已实现了工厂化生产。
考点5 动物细胞工程
1.动物细胞培养
（1）概念：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）条件：
①无菌、无毒的环境：添加抗生素、定期更换培养液
②营养：除葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素外，还需要加入动物血清、血浆等 一些天
然成分。
③温度和PH：36.5±0.5℃、7.2—7.4
④气体环境：95%空气-提供O2（有氧呼吸）；5%CO2--维持培养液的PH
（3）细胞贴壁和接触抑制
①细胞贴壁是指体外培养的细胞贴附在瓶壁生长的现象；
②接触抑制是指当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖的现象。
（4）动物细胞培养和植物组织培养的比较
项目 动物细胞培养 植物组织培养
理论基础 细胞增殖 植物细胞的全能性
无菌；用机械的方法或胰蛋白酶、胶
培养前处理 原蛋白酶等处理，使组织分散成单个 无菌、离体
细胞
动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器
取材 植物幼嫩的部位或花药等
官或组织
培养基性质 液体 固体
糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动 水、矿质元素、蔗糖、维生
培养基成分
物血清等 素、植物激素和琼脂等
结果 产生大量细胞，不形成新个体 可产生新个体
人造皮肤的构建、动物分泌蛋白的规 快速繁殖、作物脱毒、细胞
应用
模化生产 产物的工厂化生产和单倍体育种等
①都需人工条件下的无菌操作；②都需要适宜的温度、pH等条件；
相同点
③都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂
2.动物细胞融合技术
（1）概念：使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
（2）原理：细胞膜的流动性。
（3）诱导融合的方法
（4）意义：细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。
（5）比较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
细胞膜的流动性、细胞的全能
原理 细胞膜的流动性、细胞增殖
性
融合前处理 除去细胞壁 使细胞分散开
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；
诱导方法 化学法：聚乙二醇(PEG)融合 化学法：聚乙二醇(PEG)融合法；
法、高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
相同点
的方法与植物原生质体融合的方法相似
3.单克隆抗体的制备
（1）传统抗体的缺点：产量低、纯度低、特异性差
（2）单克隆抗体的优点
①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(特异性强、灵敏度高)。
②可以大量制备。
(3)单克隆抗体的应用
①被广泛用作诊断试剂，在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。
②运载药物，形成抗体—药物偶联物，实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。
③用于治疗疾病。
（4）两次筛选的目的和方法
第一次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞，方法是用特定的选择培养基进行筛选。
第二次筛选的目的是筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。方法是克隆化培养和抗体检测。
4．动物体细胞核移植技术
(1)概念：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)原理：动物细胞核的全能性。(3)哺乳动物核移植分类
种类 难易程度 原因
胚胎细胞核移植 相对容易 分化程度低，表现全能性相对容易
体细胞核移植 十分困难 分化程度高，表现全能性十分困难
(4)非人灵长类动物的体细胞核移植困难的原因
①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态。
②对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。
（5）动物体细胞核移植相关问题
①M Ⅱ 期卵母细胞具备受精能力，细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质和营养条件。
②为了使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞。目前普遍使用
的去核方法是显微操作法，也可采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法去核。
③克隆动物不是对体细胞供体动物100%的复制：克隆动物细胞核中的遗传物质来自供体动物，但细胞质中
的遗传物质同时来自供体细胞和受体卵母细胞；此外，生物性状还受环境因素的影响。
考点6 胚胎工程
1．受精阶段的主要过程及生理反应
步骤 主要过程 生理反应
透明带反应：阻止后来的精
精子释放多种酶溶解卵细胞膜外的一
第一步 子进入透明带，是防止多精
些结构(如透明带等)，接触卵细胞膜
入卵受精的第一道屏障
卵细胞膜反应：拒绝其他精
第二步 精子入卵，尾部脱落 子再进入卵内，是防止多精
入卵受精的第二道屏障
精子核膜破裂后形成新核，卵子被激 形成雄原核和雌原核：受精
第三步
活完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体 的标志
雌、雄原核充分发育后，相向移动， 形成合子(受精卵)：个体发
第四步
彼此靠近，核膜消失 育的起点
2．卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律
(1)有机物：胚胎没有和母体建立联系，不能从母体获取有机物，而呼吸消耗一直进行，因此有机物总量
减少。
(2)细胞数目和体积：胚胎总体积不增加，但细胞数目增多，每个细胞体积减小。
(3)细胞中DNA含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对
稳定。
3.胚胎移植中的四个注意点
第一次：用孕激素对受、供体进行同期发情处理；
两次激素使用
第二次：用促性腺激素处理使供体超数排卵
第一次：对收集的胚胎进行检查；
两次检查
第二次：对受体母畜是否妊娠进行检查牛、羊要培养到桑葚胚或囊胚阶段；
移植时间不同 小鼠、家兔培养到桑葚胚前；
几乎所有动物都不能培养到原肠胚阶段再移植
胚胎由受精卵形成，属于有性繁殖；
繁殖方式
胚胎由核移植或胚胎分割形成，属于无性繁殖
4.胚胎分割
对象 早期胚胎
方法 机械方法
目的 获得同卵双胎或多胎
特点 来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质
实质 可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一
5.比较自然受精、人工授精和体外受精
项目 自然受精 人工授精 体外受精
用人工的方法将公畜 人工获取精子、卵
过程 雌雄动物交配完成 的精液注入母畜生殖 子，在体外培养液
不同点
道内，完成受精 中完成受精过程
场所 雌性动物输卵管中 雌性动物输卵管中 体外培养液中
相同点 ①精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程；②都是有性生殖
考点7 基因工程
1.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。
2.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
使转录在所需要 翻译的起始信号 翻译的结束信号
功能 合的部位，驱动基
的地方停下来 (编码氨基酸) (不编码氨基酸)
因转录出mRNA
3．PCR
(1)原理：DNA半保留复制。
(2)条件：DNA模板、2种引物、耐高温的DNA聚合酶和4种脱氧核苷酸。
(3)扩增过程
过程 说明 图解
温度超过90 ℃时，双链DNA解聚为
变性
单链
温度下降到50 ℃左右时，两种引物
复性 通过碱基互补配对与两条单链DNA结
合
温度上升到72 ℃左右时，溶液中的
4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合
延伸
酶的作用下，根据碱基互补配对原则
合成新的DNA链
(4)PCR过程的两点提醒
①复性不一定均为引物与DNA模板结合。复性时，引物与DNA模板的结合是随机的，也存在DNA解开的两
条链的结合。
②PCR反应的结果不都是所需的DNA片段。因为第一次循环得到的DNA片段只有一种引物，比所需的DNA
片段要长，从第二次循环才出现所需的DNA片段，这样的片段存在两种引物。
4.将目的基因导入受体细胞
生物种类 植物 动物 微生物
农杆菌转化法、花粉管通
常用方法 显微注射法 Ca2＋处理法
道法
受体细胞 体细胞或受精卵 受精卵 原核细胞
将目的基因插入 Ti质粒 将含有目的基因的表
Ca2＋处理细胞→细胞处
的T－DNA中→农杆菌→ 达载体提纯→取卵(受
于一种能吸收周围环境中
转化过程 导入植物细胞→整合到受 精卵)→显微注射→受
DNA分子的生理状态→基
体细胞的染色体DNA上→ 精卵发育→获得具有
因表达载体导入
表达 新性状的动物
5.农杆菌转化法中的两次拼接和两次导入
第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的T－DNA上，第二次拼接(非人工操作)是指插入目的基因的T－
DNA拼接到受体细胞的染色体DNA上；第一次导入是将含目的基因的Ti质粒导入农杆菌，第二次导入(非
人工操作)是指含目的基因的T－DNA导入受体细胞。
6．蛋白质工程(1)目标：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行设计改造。
(2)操作手段：改造或合成基因。
(3)设计流程：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→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。
7．DNA的粗提取与鉴定的注意事项
(1)加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成丝状沉淀。
(2)本实验不能用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料，原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核(无DNA)。
可选用鸡血细胞作为材料。
(3)鉴定DNA时，一支试管为对照组，另一支试管为实验组。两支试管中都先加入物质的量浓度为 2 mol/L
的NaCl溶液；在实验组试管中加入DNA丝状物，对照组不加；加入二苯胺试剂后沸水浴加热。结果可以看
到加入DNA丝状物的试管呈现蓝色，对照组无色。如果实验组蓝色较浅，说明提取出的DNA量太少。
8．DNA片段的扩增及电泳鉴定的注意事项
(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从公司购买，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。
1. （P2）种群在单位面积或者单位体积中的个体数就是种群密度，种群密度是种群最基本的数量特征。
1.（P5）发酵是指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为人类所需要的产物的过
程。
2.（P10）消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体，表面或内部一些微生物。灭菌则
是指是用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。
3.（P16）在微生物学中，将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
称为选择培养基。
4.（P34）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，即细胞具有全
能性。
5.（P35）植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜
的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。6.（P38）植物体细胞杂交是指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。
7.（P43）动植物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，把它分散成单个细胞，然后再适宜的培养条
件下，让这些细胞生长和繁殖的技术。
8.（P43）动物细胞培养的条件：①营养。②无菌、无毒环境。③温度、PH和渗透压。④气体环境。
9.（P48）动物细胞融合技术就是使两个或多个动物细胞结合，形成一个细胞的技术。
10.（P52）动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵细胞中，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。
11.（P56）胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚
胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎
分割等。
12.（P61）胚胎移植是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，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。
13.（P62）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，经过移植获得同卵双
胎或多胎的技术。
14.（P70）重组DNA技术至少需要三种“分子工具”，即准确切割DHA分子的“分子手术刀”、将提纲A
片段再连接起来的“分子缝合针”和将重组好的DNA导入受体细胞的“分子运输车”。
15.（P92）蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基
因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。
1.为什么培养基需要氮源?P10
答案 培养基中的氮元素是微生物合成蛋白质、核酸等物质所必需的
2.无菌技术除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?P10
答案 无菌技术还能有效避免操作者被微生物感染。3.某镇特产一种美酒，以下是对该镇环境的描述:四面环山，地势低洼，气候炎热，具有独特的微
生物种群，因为与外界的空气对流循环较缓慢,所以微生物种群较稳定。这对你理解发酵工程中菌
种选育的重要性有什么启示?P22
提示 我国幅员辽阔，地理生态环境多样，为各种微生物的生长繁殖提供了条件，这有利于发酵工
程选育菌种。优良的菌种不仅具有健壮，不易退化，其发酵产品的产量高、质量稳定等优点，它往
往还会赋予发酵产品独特的风味，因此菌种选育环节很大程度上决定了生产发酵产品的成败。
4.请你回忆一下自己做过的生物学实验，想一想曾经使用过哪些酶制剂。P26
答案 淀粉酶等。
5.进行动物细胞培养时常用胰蛋白酶分散细胞，这说明细胞间的物质主要是什么成分?用胃蛋白酶
行吗?P44
答案 用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。胃蛋白酶作用的适宜 pH 约为 2,当
pH 大于 6 时，胃蛋白酶就会失去活性。多数动物细胞培养的适宜 pH 为 7.2~7.4，胃蛋白酶在此环
境中没有活性,所以用胃蛋白酶不行。
6.19世纪 30 年代，科学家曾在患肺结核、天花和麻疹等疾病的病人的病理组织中观察到多核细胞。
如何解释这一现象?P49
答案 病人体内的病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。
7.你能根据所掌握的知识，推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么吗?P71
提示 原核生物容易受到自然界外源 DNA的入侵，所以它在长期的进化过程中形成了一套完善的防
御机制。限制酶就是它的一种防御性工具。当外源 DNA 入侵时，它会利用限制酶来切割外源 DNA，
使之失效，以保证自身的安全。
8.DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么?P72
答案 不是一回事。虽然 DNA连接酶和 DNA聚合酶都是催化磷酸二酯键形成的酶，但两者存在显著
的区别。
(1)DNA聚合酶只能催化单个核苷酸加到已有的核酸片段 3'末端的羟基上，形成磷酸二酯键;而DNA
连接酶是催化两个 DNA片段之间形成磷酸二酯键，不是催化单个核苷酸与 DNA片段之间形成磷酸二
酯键。
(2)DNA 聚合酶以一条 DNA 链为模板，催化形成与模板链互补的 DNA 链;而DNA 连接酶催化具有互补
黏性末端或平末端的DNA片段连接起来，它不需要模板。此外，两者虽然都是蛋白质，但它们的组成和性质各不相同。
9.用PCR可以扩增mRNA吗?P79
提示 mRNA不可以直接扩增，需要将它逆转录成cDNA再进行扩增。
由 mRNA 逆转录形成 cDNA 的过程是:第一步，逆转录酶以 RNA 为模板合成一条与 RNA 互补的 DNA 链，
形成 RNA-DNA 杂交分子;第二步，核酸酶 H 降解 RNA-DNA 杂交分子中的 RNA 链，使之变成单链
DNA﹔第三步，以单链 DNA 为模板，在 DNA 聚合酶的作用下合成另一条互补的 DNA 链,形成双链 DNA
分子（图3-1)。
10.将生物的所有DNA直接导入受体细胞不是更简便吗?如果这么做，效果会怎样?P80
提示 有人采用总 DNA注射法进行遗传转化，即将一个生物的总 DNA提取出来，通过注射或花粉管
通道法导入受体植物，没有进行基因表达载体的构建。这种方法针对性差，完全靠运气，也无法确
定哪些基因导入了受体植物。
11.你知道人类蛋白质组计划吗?它与蛋白质工程有什么关系?我国科学家承担了什么任务?P93
提示 人类蛋白质组计划是继人类基因组计划之后，生命科学乃至自然科学领域重大的国际合作科
研项目。2001 年，国际人类蛋白质组组织宣布成立。2003 年，该组织正式提出启动两项重大国际
合作项目:一项是由中国科学家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”;另一项是由美国科学家牵头
执行的“人类血浆蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质组计划的帷幕。
“人类肝脏蛋白质组计划”是国际上第一个人类组织器官的蛋白质组计划，由我国贺福初院士牵头，
这是中国科学家第一次领衔重大国际科研协作计划。它的目标是通过对肝脏蛋白质高通量、规模化
的研究，解析肝脏蛋白质在生理、病理过程中的功能意义，为重大肝病的预防、诊断、治疗和新药
的研发提供重要的科学依据。2010年，该计划“两谱、两图、三库”的目标初步实现。我国科学家
完成了人类肝脏蛋白质组表达谱和修饰谱，绘制了蛋白质相互作用连锁图和定位图。“三库”则是
建立符合国际标准的肝脏标本库、发展规模化抗体制备技术并建立肝脏蛋白质抗体库和建立完整的
肝脏蛋白质组数据库。人类蛋白质组计划取得的成果有力推动了蛋白质工程的发展，为它提供了重
要的理论支持。2014年6月，中国人类蛋白质组计划启动。
12.(异想天开)能不能根据人类需要的蛋白质的结构，设计相应的基因，导入合适的宿主细胞中，
让宿主细胞生产人类所需要的蛋白质食品呢?P95
提示 理论上讲可以，但目前还没有真正成功的例子。利用改造后的动物细胞、微生物细胞`等可
以生产人类需要的蛋白质，但这些蛋白质往往都是自然界中已经存在的蛋白质，并非完全是人工设计出来的、自然界中不存在的蛋白质。主要原因是蛋白质的高级结构非常复杂，人类对大多数蛋白
质的高级结构和蛋白质在生物体内如何行使功能了解得还不够，很难设计出一个全新的而又具有功
能的蛋白质。即使设计并获得了一个全新的蛋白质，它的生理生化特性、用它生产的蛋白质食品的
安全性等都需要长期深入的研究。
13.既然可以用几种小分子化合物将体细胞诱导成 iPS 细胞，那么将来人类能否通过服用一些药物，
激发机体再生功能，在体内实现组织或器官的再生，或者让机体自我修复损伤的组织或器官?P108
答案 人体是一个复杂的系统，寻找具有组织或器官特异性的这类药物，在实践上是极其困难的。
1.(选择性必修3 P 正文)乳酸菌是厌氧细菌，在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸。常见的乳酸菌
5
有乳酸链球菌和乳酸杆菌。
2．(选择性必修3 P 正文)温度是影响酵母菌生长的重要因素，酿酒酵母的最适生长温度约为28℃。
6
3．(选择性必修3 P 正文)醋酸菌是好氧细菌，当O2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解
7
成乙酸；当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸。
4．(选择性必修3 P 探究·实践)制作果酒和果醋时，先用清水冲洗葡萄1～2次，再去除枝梗和腐烂
7
的籽粒。
5．(选择性必修3 P 正文)在培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加维生素；在培养霉菌时，一般需
10
要将培养基调至酸性；在培养细菌时，一般需要将培养基调至中性或弱碱性；在培养厌氧微生物时，
需要提供无氧的条件。
6．(选择性必修3 P 正文)获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。
10
7．(选择性必修3 P 探究·实践)采用平板划线法和稀释涂布平板法能将单个微生物分散在固体培养
12
基上。
8．(选择性必修3 P 探究·实践)通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步
13
稀释分散到培养基的表面。9．(选择性必修3 P 思考·讨论)尿素分解菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成脲酶，脲酶催化
16
尿素分解产生NH ，NH 可作为细菌生长的氮源。
3 3
10．(选择性必修3 P 正文)利用稀释涂布平板法计数，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，这是
18
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。
11．(选择性必修3 P 正文)以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大
27
量的微生物菌体，即单细胞蛋白。
12．(选择性必修3 P 正文)由于大多数单倍体植株的细胞中只有一套染色体，染色体加倍后得到的植
40
株的隐性性状容易显现，因此它也是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。
13．(选择性必修3 P 正文)单克隆抗体制备过程中涉及两次筛选，第一次是利用特定的选择培养基，
48～49
筛选出杂交瘤细胞；第二次是进行克隆化培养和抗体检测，目的是筛选出足够数量的能分泌所需抗体
的细胞。
14．(选择性必修3 P 相关信息)目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法。也可
54
采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的
情况下去核或使其中的DNA变性。
15．(选择性必修3 P 相关信息)在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受
58
精的标志。
16．(选择性必修3 P 思考·讨论)胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
62
17．(选择性必修3 P 探究·实践)在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色。
74
18．(选择性必修3 P 资料卡)农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T
81
－DNA(可转移的DNA)转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。
19．(选择性必修3 P 探究·实践)在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构
84
象等有关。20．(选择性必修3 P 正文)构建乳腺生物反应器时需要将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启
90
动子等调控元件重组在一起。
21．(选择性必修3 P 思考·讨论)设计试管婴儿在植入前需要对胚胎进行遗传学诊断。
109
