文档文本内容
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专题10 生物技术与工程
内容概览
01 考情分析·解密高考
02 高频考点·以考定法
03 专题网络·构建体系
04 核心素养·微专题
微专题
05 创新好题·分层练 A 层巩固、B 层提升
考点
核心概念
考查方式
高考考题分布
发酵工
程
3.1 获得纯净
的微生物培养物
是发酵工程的基
础
本部分的命题形式多样，
属于高考必考内容，试题情境
主要来自生产生活实际，与现
实联系密切，核心素养侧重对
科学探究和科学思维的考查。
2023 全国乙T37
2023 山东T15
2023 全国新课标T35
2022 山东T14
2022 全国甲T37
2022 全国乙T37
2022 广东T21
2022 广东T21
2021 山东T14
2021 山东T20
2021 湖南T21
3.2 发酵工程
为人类提供多样
的生物产品
本部分题目难度不大，分
值也不高，试题情境大多来自
实际的发酵过程，侧重考查利
用所学知识解决实际问题的能
力。
2023 全国乙T37
2023 山东T12/T20
2022 山东T20
2021 全国乙T37
2020 全国ⅢT37
2021 全国乙T37
细胞工
程
4.1 植物细胞
工程包括植物组
织培养和体细胞
杂交等技术
本部分的题目较少，有逐
年被削弱化的趋势，题目所涉
及的知识也比较简单，大多作
为情境出现。
2023 全国新课标T35
2023 广东T12
2020 全国ⅢT32
2020 山东T13
2023 山东T14
2022 山东T15
2021 山东T15
4.2 动物细胞
工程包括动物细
胞培养和移植、
细胞融合和干细
本部分的命题以单克隆抗
体相关内容为主，考查考生对
相关内容的实际理解和应用，
核心素养侧重对生命观念和科
考点一 发酵工程（2 大命题点+2 大技巧总结）
考点二 细胞工程（3 大命题点+3 大技巧总结）
考点三 基因工程及生物技术的伦理性（2 大命题点+2 大技巧总结）
1
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胞的应用等技术
学思维的考查。
2020 全国ⅠT38
2022 全国甲T38
2020 全国ⅢT38
4.3 对动物早
期胚胎或配子进
行显微操作和处
理，以获得目标
个体
本部分的命题以非选择题
为主，试题情境以胚胎移植相
关内容为主，考查考生对相关
内容的实际理解和应用
基因工
程
5.1 基因工程
是一种重组DNA
技术
本部分的命题以非选择题
为主，属于高考必考内容。题
目内容多，难度往往较大，试
题情境新颖，大多来自大学教
材和最新的论文文献，核心素
养侧重对科学思维和科学探究
的考查。
2023 全国新课标T6
2023 山东T7
2023 山东T25
2023 全国甲T38
2023 全国乙T38
2023 江苏T22
2023 广东T20
2022 山东T25
2022 广东T22
2022 全国乙T38
2021 全国乙T38
2021 全国甲T38
2021 山东T25
2021 广东T22
2021 北京T16
5.2 蛋白质工
程是基因工程的
延伸
（高考解密+技巧解密+考向预测）
考点一 发酵工程
命题点一 传统发酵技术的应用
典例01 （2023·山东·高考真题）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
【答案】C
2
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【分析】泡菜的制作原理：泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
（1）泡菜的制作流程是：选择原料、配置盐水、调味装坛、密封发酵。
（2）选用火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。
（3）原料加工：将新鲜蔬菜修整、洗涤、晾晒、切分成条状或片状。
（4）配制盐水：按照比例配制盐水，并煮沸冷却。原因是为了杀灭杂菌，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。
（5）泡菜的制作：将经过预处理的新鲜蔬菜混合均匀，装入泡菜坛内，装至半坛时，放入蒜瓣、生
姜及其他香辛料，继续装至八成满，再徐徐注入配制好的盐水，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖。在坛盖
边沿的水槽中注满水，以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。在发酵过程中要注意经常补充水槽中的水。
【详解】A、盐水煮沸是为了杀灭杂菌，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；
B、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；
C、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；
D、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。
故选C。
典例02 （2023·全国·统考高考真题）某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。
其主要步骤是：先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中，喷水浸润、接种菌T，培养一段时间后，
再用清水淋洗秸秆堆（清水淋洗时菌T 不会流失），在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵（酒
精发酵）。实验流程如图所示。
回答下列问题。
(1)
在粉碎的秸秆中接种菌T，培养一段时间后发现菌T 能够将秸秆中的纤维素大量
分解，其原因是
。
(2)采用液体培养基培养酵母菌，可以用淋洗液为原料制备培养基，培养基中还需要加入氮源等营养
3
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成分，氮源的主要作用是
（答出1 点即可）。通常，可采用高压蒸汽灭菌法对培养基
进行灭菌。在使用该方法时，为了达到良好的灭菌效果，需要注意的事项有
（答出2 点即可）。
(3)将酵母菌接种到灭菌后的培养基中，拧紧瓶盖，置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主要目
的是
。但是在酵母菌发酵过程中，还需适时拧松瓶盖，原因是
。
发酵液中的乙醇可用 溶液检测。
(4)本实验收集的淋洗液中的
可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发酵
生产乙醇相比，本实验中乙醇生产方式的优点是
。
【答案】(1)菌T 能够分泌纤维素酶
(2) 为合成微生物细胞结构提供原料（微生物细胞中的含氮物质，如核酸、蛋白质、磷脂）
①把锅内的水加热煮沸，将其中原有的冷空气彻底排除；②为达到良好的灭菌效果，一般在压力为100
kPa，温度为121℃的条件下，维持15~30 min；③无菌包不宜过大，不宜过紧，各包裹间要有间隙，使蒸
汽能对流易渗透到包裹中央，有利于蒸汽流通；④灭菌完成后，应使锅内蒸气压力缓慢降低，排气时间不
少于10 一12 分钟。
(3) 制造无氧环境 排出二氧化碳 酸性的重铬酸钾溶液
(4) 葡萄糖 节约粮食、废物利用、清洁环保、不污染环境、生产成本低、原料来源广
【分析】果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼
吸，大量繁殖，把糖分解成二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是
酵母菌无氧呼吸产生酒精，酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18～30℃；生产中是否有酒精的产生，可
用酸性重铬酸钾来检验，该物质与酒精反应呈现灰绿色。
【详解】（1）菌T 能够分泌纤维素酶，纤维素酶能将纤维素最终分解为葡萄糖，因此在粉碎的秸秆
中接种菌T，培养一段时间后发现菌T 能够将秸秆中的纤维素大量分解。
（2）培养基的主要成分：水、碳源、氮源、无机盐，其中氮源主要为合成微生物的细胞结构提供原
料（微生物细胞中的含氮物质，如核酸、蛋白质、磷脂）。 高压蒸汽灭菌法的注意的事项有①把锅内的
水加热煮沸，将其中原有的冷空气彻底排除后，将锅密闭，如果高压锅内的空气未排除或未完全排除，则
蒸汽不能达到饱和，蒸汽的温度未达到要求的高度，结果导致灭菌的失败；②为达到良好的灭菌效果，一
般在压力为100 kPa，温度为121℃的条件下，维持15~30 min；③无菌包不宜过大，不宜过紧，各包裹间
要有间隙，使蒸汽能对流易渗透到包裹中央，有利于蒸汽流通；④灭菌完成后，应使锅内蒸气压力缓慢降
低，排气时间不少于10 一12 分钟，否则锅内蒸气压力突然降低，液体突然沸腾，冲走瓶盖，使液体喷出
或使容器破裂。
4
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（3）果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精，将酵母菌接种到灭菌后的培养基中进行酒精发酵，
酒精发酵需要在无氧的条件下进行，此时拧紧瓶盖的主要目的是制造无氧环境。酵母菌进行无氧呼吸产生
酒精和二氧化碳，在发酵过程中密闭，所以需要根据发酵进程适时拧松瓶盖放出二氧化碳，酒精可用酸性
重铬酸钾溶液来检测，该物质与酒精反应呈现灰绿色。
（4）与以粮食为原料发酵生产乙醇相比，利用纤维素为原料生产乙醇具有节约粮食、废物利用、清
洁环保、不污染环境、生产成本低、原料来源广等优点。
典例03 （2021·全国·高考真题）工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代
谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过
发酵制作酱油的流程示意图如下。
回答下列问题：
（1）米曲霉发酵过程中，加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质，大豆中的
可为米曲霉的生长提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供
。
（2）米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖，大量分泌制作酱油过程所需的酶类，这
些酶中的 、 能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分，如将蛋白
质分解为小分子的肽和 。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌，由此可以判断
米曲霉属于 （填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”）微生物。
（3）在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于 （填“真核生物”或“原核生物”）；添加
的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是 。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量
的重要因素，据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是
（答
出1 点即可）。
【答案】 蛋白质 碳源 蛋白酶 脂肪酶 氨基酸 异养好氧 原核生物
酒精和二氧化碳 酒精、乳酸、食盐（答一个即可）
【分析】1、参与腐乳制作的微生物主要是毛霉，其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理：
毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪分解成甘油
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和脂肪酸。
2、微生物的生长繁殖一般需要水、无机盐、碳源和氮源等基本营养物质，有些还需要特殊的营养物
质如生长因子，还需要满足氧气和pH 等条件。
3、果酒制作的菌种为酵母菌，其原理是：在有氧的条件下，酵母菌大量繁殖，无氧的条件下，酵母
菌产生酒精和二氧化碳。
【详解】（1）大豆中含有丰富的蛋白质，可为微生物的生长繁殖提供氮源。小麦中的淀粉可以为微
生物的生长繁殖提供碳源。
（2）米曲霉在发酵过程中产生的蛋白酶能将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，产生的脂肪酶能将
脂肪分解为甘油和脂肪酸，使发酵的产物具有独特的风味。米曲霉发酵时需要利用现有的有机物和需要氧
气，说明其代谢类型是异养好氧型。
（3）乳酸菌没有核膜包被的细胞核，属于原核生物。酵母菌属于兼性厌氧型微生物，既可以进行有
氧呼吸，也可以进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳。在发酵池中酵母菌产生的酒精能抑制
杂菌的生长，乳酸菌产生的乳酸使发酵液呈酸性也能抑制杂菌的生长，同时往发酵池中添加的食盐也能抑
制杂菌的生长。
【点睛】本题以酱油的制作为题材，本质考查果酒和腐乳的制作，对于此类试题，需要考生注意的
细节较多，如实验的原理、实验条件、实验现象等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。
1.发酵与传统发酵技术
2.泡菜制作
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3.泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化
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【易错归纳】
亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的。
4.制作果酒和果醋
(1)果酒制作与果醋制作的比较
(2)方法步骤
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【易错归纳】
果酒和果醋发酵改进装置及其分析
传统发酵技术是高考的常考点，在山东卷中出现频率较高。内容基础问题相对简单，经
常以酒为中心来考察，涉及果酒的传统制备和啤酒的工业化生产，近几年又加入了醋、酱油、
青霉素等物质的制备过程为情景，考查内容基本一致，重点考查实验条件的控制、发酵过程
的操作和产物的查验等内容。备考中重基础并适度扩展，可更好应对此部分内容。2024 年高
考本题组很可能继续用常见发酵产品的制备过程作为命题情境，联系生产生活实际，考查教
材中的相关概念和内容。
命题点二 微生物的培养及应用
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典例01 （2023·山东·高考真题）平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是（ ）
A．不含氮源的平板不能用于微生物培养
B．平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒
C．接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃
D．利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物
【答案】D
【分析】1、培养基是人们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，是
进行微生物培养的物质基础。
2、按照培养基的用途，可将培养基分为选择培养基和鉴定培养基。选择培养基是指在培养基中加入
某种化学物质，以抑制不需要的微生物生长，促进所需要的微生物的生长。
3、消毒和灭菌是两个不同的概念，消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物的方法杀死物体表面
或内部的一部分微生物。灭菌则是指使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。
【详解】A、不含氮源的平板可用于固氮菌的培养，A 错误；
B、平板涂布时涂布器使用前必须浸在酒精中，然后在火焰上灼烧灭菌，这种操作属于灭菌，不属于
消毒，B 错误；
C、使用后的培养基即使未长出菌落也要在丢弃前进行灭菌处理，不能直接丢弃，以免污染环境，C
错误；
D、脲酶可以催化尿素分解，在以尿素为唯一氮源的平板上，能合成脲酶的微生物可以分解尿素获得
氮源而进行生长繁殖，但是不能合成脲酶的微生物因缺乏氮源而无法生长，因此以尿素为唯一氮源的平板
能分离出合成脲酶的微生物，D 正确。
故选D。
典例02 （2023·辽宁·统考高考真题）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
【答案】D
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【分析】稀释涂布平板计数是根据微生物在固体培养基上所形成的单个菌落，即是由一个单细胞繁
殖而成这一培养特征设计的计数方法，即一个菌落代表一个单细胞。计数时，首先将待测样品制成均匀的
系列稀释液，尽量使样品中的微生物细胞分散开，使成单个细胞存在（否则一个菌落就不只是代表一个细
胞），再取一定稀释度、一定量的稀释液接种到平板中，使其均匀分布于平板中的培养基内。经培养后，
由单个细胞生长繁殖形成菌落，统计菌落数目，即可计算出样品中的含菌数。
【详解】A、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；
B、纯化培养时，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；
C、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；
D、使用稀释涂布平板法对微生物计数，数值往往偏小，原因是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。
故选D。
典例03 （2022·全国·高考真题）某同学从被石油污染的土壤中分离得到A 和B 两株可以降解石油的细
菌，在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力，并分析两个菌株的其他生理功能。
实验所用的培养基成分如下。
培养基Ⅰ：K2HPO4，MgSO4，NH4NO3，石油。
培养基Ⅱ：K2HPO4，MgSO4，石油。
操作步骤：
①将A、B 菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养，得到A、B 菌液；
②液体培养基Ⅰ、Ⅱ中添加琼脂，分别制成平板Ⅰ、Ⅱ，并按图中所示在平板上打甲、乙两孔。
回答下列问题。
菌
株
透明圈
大小
平
板Ⅰ
平
板Ⅱ
A
+
++
+
+
B
+
+
-
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(1)实验所用培养基中作为碳源的成分是
。培养基中NH4NO3的作用是为
菌株的生长提供氮源，氮源在菌体内可以参与合成
（答出2 种即可）等生物大
分子。
(2)步骤①中，在资源和空间不受限制的阶段，若最初接种N0个A 细菌，繁殖n 代后细菌的数量是
。
(3)为了比较A、B 降解石油的能力，某同学利用步骤②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ进行实验，结果如表所
示（“+”表示有透明圈，“+”越多表示透明圈越大，“-”表示无透明圈），推测该同学的实验思路是
。
(4)现有一贫氮且被石油污染的土壤，根据上表所示实验结果，治理石油污染应选用的菌株是
，理由是
。
【答案】(1) 石油 DNA、RNA、蛋白质
(2)N0•2n
(3)在无菌条件下，将等量等浓度的A 菌液和B 菌液分别接种到平板Ⅰ的甲和乙两孔处，平板Ⅱ也进
行同样的操作，在相同且适宜条件下培养一段时间，比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录，根据
透明圈大降解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较A、B 降解石油的能力
(4) A A 菌株降解石油的能力高于B 菌株，并且在没有添加氮源的培养基中也能生长
【分析】培养基对微生物具有选择作用。配置培养基时根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求,
加入某些物质或除去某些营养物质，抑制其他微生物的生长，也可以根据某些微生物对一些物理、化学因
素的抗性，在培养基中加入某种化学物质,从而筛选出待定的微生物。这种培养基叫做选择培养基。
【详解】（1）培养基的成分有碳源、氮源、无机盐和水等，从组成培养基的物质所含化学元素可知，
作为碳源的成分是石油。生物大分子DNA、RNA、蛋白质都含有N 元素，故氮源在菌体内可以参与合成
这些物质。
（2）由题意“资源和空间不受限制”可知，细菌的种群数量呈J 型曲线增长，由于细菌进行二分裂，
细菌每繁殖一代就是上一代的2 倍，根据公式Nt=N0•λt，λ=2，繁殖n 代后细菌的数量是N0•2n。
（3）分析表格数据可知，实验的结果是：在平板Ⅰ上，A 菌株降解石油的能力高于B 菌株；在平板
Ⅱ上，A 菌株仍然能降解石油，而B 菌株不能降解，根据实验的单一变量和对照原则，推测该同学的思路
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是：在无菌条件下，将等量等浓度的A 菌液和B 菌液分别接种到平板Ⅰ的甲和乙两孔处，平板Ⅱ也进行同
样的操作，在相同且适宜条件下培养一段时间，比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录，根据透明
圈大降解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较A、B 降解石油的能力。
（4）由表格数据可知，在平板Ⅱ（无氮源的培养基）上，A 菌株仍然能降解石油，而B 菌株不能降
解，所以要治理贫氮且被石油污染的土壤，应该选用A 菌株，因为A 菌株降解石油的能力高于B 菌株，并
且在没有添加氮源的培养基中也能生长。
一 微生物的基本培养技术
1.培养基的配制
【易错归纳】 几种微生物的营养和能量来源
2.无菌技术
(1)目的：获得纯净的培养物。
(2)关键：防止杂菌污染。
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(3)常见物品的消毒或灭菌方法
①消毒方法及适用对象
②灭菌方法及适用对象
3.微生物的纯培养
酵母菌纯培养的操作步骤：
【归纳总结】
【难点突破】
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1.倒平板的操作步骤
【易错归纳】
(1)培养基要冷却到50 ℃左右时开始倒平板。温度过高会烫手，过低培养基又会凝固。
(2)要使锥形瓶的瓶口通过酒精灯火焰。通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。
(3)倒平板时，要用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，不要完全打
开，以免杂菌污染培养基。
(4)平板冷凝后，要将平板倒置。因为平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，平板倒置后，既
可避免培养基表面的水分过快地挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。
2.平板划线法操作步骤
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(1)实验成功关键点
(2)平板划线法操作中几次灼烧接种环的目的
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二 微生物的选择培养和计数
1.选择培养基
【易错归纳】
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N2的微生物。②含青霉素的培养基可淘汰细
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.稀释涂布平板法
(1)系列稀释操作
取1 mL 菌液加入盛有9 mL 无菌水的试管中，依次等比稀释。
(2)涂布平板操作
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3.微生物的数量测定
(1)利用稀释涂布平板法计数
①为了保证结果准确，一般选择菌落数为30
～
300
的平板计数，并且在同一稀释度下，
应至少对3 个平板进行重复计数，并求平均值。
②统计结果往往比实际值少。
(2)利用显微镜直接计数
①需用细菌计数板或血细胞计数板。
②统计结果一般是活菌数和死菌数的总和。
4.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的实验操作
(1)实验原理
(2)操作步骤
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(3)实验结果分析与评价
5.分解纤维素的微生物的分离
(1)分离方法与原理
(2)纤维素分解菌的培养基成分及鉴定原理
微生物培养是高考的常考点，实验探究内容较多，重点考查逻辑推理能力和科和科学探
究能力。近几年的考察点主要是利用选择培养基筛选目的菌株或获得特定代谢产物的探究实
验。偶尔有拓展性的题目，但综合性均不强，以对教材知识的实际和分析为主，备考中需重
点关注实验探究能力的培养。2024 年高考本题组的命题重点可能是利用选择培养基设计探究
实验，或根据实验数据预测结果和结论，利用选择培养基筛选纯化某微生物并进行鉴定和技
术等。
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考点二 细胞工程
命题点一 植物细胞工程
典例01 （2023·广东·统考高考真题）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
【分析】植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，
并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
【详解】A、在细胞融合前，必须先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，再诱导原生质体融合，A 正确；
B、人工诱导原生质体融合有物理法和化学法，用高Ca2+—高pH 溶液可促进细胞融合，B 正确；
C、融合的细胞中有人参根-人参根细胞、人参根-胡萝卜根细胞、胡萝卜根-胡萝卜根细胞，只有人参
根-胡萝卜根细胞才是杂交细胞，C 错误；
D、杂交细胞含两种细胞的遗传物质，可能具有生长快速的优势，D 正确。
故选C。
典例02 （2023·山东·高考真题）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。下列说法正确的是（ ）
A．利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物
B．植物细胞体积小，故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产
C．次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养
D．该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量
【答案】A
【分析】由于植物细胞的次生代谢物含量很低，从植物组织提取会大量破坏植物资源，有些产物又
不能或难以通过化学合成途径得到，因此人们期望利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞
产物的工厂化生产。
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【详解】A、有些产物不能或难以通过化学合成途径得到，故可利用该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；
B、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；
C、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产物的
产量，C 错误；
D、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，不能提高单个细胞中次生代谢物的含量，D 错误。
故选A。
典例03 （2023·海南·高考真题）基因递送是植物遗传改良的重要技术之一，我国多个实验室合作开发
了一种新型基因递送系统（切—浸—生芽Cut-Dip-Budding，简称CDB 法）。图1 与图2 分别是利用常规
转化法和CDB 法在某植物中递送基因的示意图。
回答下列问题。
(1)图1 中，从外植体转变成愈伤组织的过程属于
；从愈伤组织到幼苗的培
养过程需要的激素有生长素和
，该过程还需要光照，其作用是
。
(2)图1 中的愈伤组织，若不经过共培养环节，直接诱导培养得到的植株可以保持植株A 的
。图1 中，含有外源基因的转化植株A 若用于生产种子，其包装需标注
。
(3)图1 与图2 中，农杆菌侵染植物细胞时，可将外源基因递送到植物细胞中的原因是
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。
(4)已知某酶（PDS）缺失会导致植株白化。某团队构建了用于敲除PDS 基因的CRISPR/Cas9 基因编
辑载体（含有绿色荧光蛋白标记基因），利用图2 中的CDB 法将该重组载体导入植株B，长出毛状根，成
功获得转化植株B．据此分析，从毛状根中获得阳性毛状根段的方法是
，图2 中，鉴定导入
幼苗中的基因编辑载体是否成功发挥作用的方法是
，依据是
。
(5)与常规转化法相比，采用CDB 法进行基因递送的优点是
（答出2 点
即可）。
【答案】(1) 脱分化 细胞分裂素 诱导叶绿素的形成；满足叶绿体利用光能制造有机物
的需要
(2) 遗传特性 转基因标识
(3)Ti 质粒中的T-DNA 能将外源基因递送到植物细胞中，并与植物细胞的染色体DNA 整合到一起
(4) 荧光检测选择带有绿色荧光标记的毛状根 观察幼苗是否表现出白化特征 PDS 缺失
会导致植株白化，白化苗的出现意味着通过基因编辑技术成功实现PDS 基因的敲除
(5)操作方法简单，不需要借助植物组织培养技术进行操作，且培养周期较短。
【分析】植物组织培养过程是：离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化生
成根、芽，最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
【详解】（1）图1 中，从外植体转变成愈伤组织的过程属于脱分化过程，该过程的本质是使细胞失
去原来特定的结构和功能；从愈伤组织到幼苗的培养过程需要的激素有生长素和细胞分裂素，这两种激素
的比值能调控愈伤组织的分化方向，该过程还需要光照，因为叶绿素的形成需要光；且叶绿体利用光能制
造有机物，供试管苗生长发育。
（2）图1 中的愈伤组织，若不经过共培养环节，直接诱导培养得到的植株可以保持植株A 的遗传特
性。图1 中，含有外源基因的转化植株A 若用于生产种子，其包装需标注转基因种子，即进行转基因标识。
（3）图1 与图2 中，农杆菌侵染植物细胞时，利用了农杆菌含有的Ti 质粒的作用，Ti 质粒中的T-
DNA 能将外源基因递送到植物细胞中，并与植物细胞的染色体DNA 整合到一起。
（4）已知某酶（PDS）缺失会导致植株白化。某团队构建了用于敲除PDS 基因的CRISPR/Cas9 基因
编辑载体（含有绿色荧光蛋白标记基因），利用图2 中的CDB 法将该重组载体导入植株B，长出毛状根，
成功获得转化植株B，该过程中通过荧光检测选择带有绿色荧光标记的毛状根即为阳性毛状根段，图2 中，
鉴定导入幼苗中的基因编辑载体是否成功发挥作用的方法是观察幼苗是否表现出白化特征，因为PDS 缺失
会导致植株白化，而白化苗的出现意味着通过基因编辑技术成功实现PDS 基因的敲除。
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（5）与常规转化法相比，采用CDB 法进行基因递送的优点主要表现在操作方法简单，不需要借助
植物组织培养技术进行操作，且培养周期较短。
一 植物组织培养技术
1.细胞工程的概念
2.植物细胞的全能性
3.植物组织培养技术
(1)过程(如菊花的组织培养)
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(2)植物激素在植物组织培养中的作用
生长素/细胞分裂素
植物组织的发育方向
高
有利于根的分化，抑制芽的
形成
低
有利于芽的分化，抑制根的
形成
适中
促进愈伤组织的生长
简记为：“高”根，“低”芽，“中”愈伤
【易错归纳】
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①光照：在愈伤组织诱导阶段，对有些植物来说，避光培养有利于细胞脱分化形成愈伤
组织。当愈伤组织再分化出芽和叶时，一定要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成。
②植物组织培养中所需的碳源一般为蔗糖，少数为葡萄糖和果糖，原因是蔗糖既可提供
充足的碳源，又可维持相对适中的渗透压，而葡萄糖和果糖在与蔗糖提供相同数量碳源的前
提下，其造成的渗透压可能过高。
二 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用
1.植物体细胞杂交技术 无性生殖
(3)过程
(4)意义和局限性
2.植物细胞工程的应用
(1)植物繁殖的新途径
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(2)作物新品种的培育：单倍体育种、突变体的利用。
(3)细胞产物的工厂化生产
在特定组织或器官中，并在一定环境和时间条件下产生
①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)，在植物抗病、
抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。
②细胞产物的工厂化生产：人们利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞
产物的工厂化生产。
③植物细胞培养：是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
【难点突破】
1.植物组织培养与植物体细胞杂交的比较
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2.植物体细胞杂交和有性杂交的辨析
近几年高考题对植物细胞工程的考察内容较少，试题难度一般，试题情境大多与教材内
容联系密切，较少出现复杂情景。考察重点为植物组织培养的过程、植物细胞培养获得自身
代谢物或是将培养过程与其他技术相结合进行综合考察。2024 年高考本题组很可能人以植物
组织培养或细胞培养为中心，结合其他技术进行综合考查。
命题点二 动物细胞工程
典例01 （2023·辽宁·统考高考真题）大量悬浮培养产流感病毒的单克隆细胞，可用于流感疫苗的生产。
下列叙述错误的是（ ）
A．悬浮培养单克隆细胞可有效避免接触抑制
B．用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清
C．当病毒达到一定数量时会影响细胞的增殖
D．培养基pH 不会影响单克隆细胞的病毒产量
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【答案】D
【分析】培养动物细胞使用合成培养基时需要加入血清等一些天然成分，必须保证环境是无菌、无
毒的，培养液还需要定期更换。O2是细胞代谢所必需的，CO2主要作用是维持培养液的pH。细胞贴附在培
养瓶的瓶壁上称为细胞贴壁，贴壁细胞在生长增殖时会发生接触抑制的现象。
【详解】A、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处于
分散悬浮于培养液内，可有效避免接触抑制，A 正确；
B、由于细胞的生长是比较复杂的过程，血清中含有一些必须的因子，用于培养单克隆细胞的培养基
通常需加血清，B 正确；
C、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；
D、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。
故选D。
典例02 （2021·山东·统考高考真题）一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺
激机体产生一种抗体，由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白 p72 注入
小鼠体内，可利用该小鼠的免疫细胞制备抗 p72 的单抗，也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下
列说法正确的是（ ）
A．注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响大
B．单抗制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合
C．利用该小鼠只能制备出一种抗 p72 的单抗
D．p72 部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有效的情况
【答案】D
【分析】根据题干信息“一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇，一个抗决定簇只能刺激机体产生
一种抗体”，非洲猪瘟病毒衣壳蛋白 p72 上有多个抗原决定簇，所以可以刺激机体产生多种抗体。每个
抗原决定簇刺激产生的抗体是单抗。
【详解】A、单抗的制作需要筛选，而多抗不需要筛选，抗原纯度越高，产生的多抗纯度越高，因此
原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响小，A 错误；
B、单抗制备过程中通常将经过免疫的B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，B 错误；
C、非洲猪瘟病毒衣壳蛋白 p72 上有多种抗原决定簇，一个抗决定簇只能刺激机体产生一种抗体，
所以向小鼠体内注入p72 后，可以刺激小鼠产生多种抗p72 的单抗，C 错误；
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D、p72 部分结构改变只改变了部分抗原决定簇，因此由这部分抗原决定簇产生的抗体失效，但由于
还存在由其他抗原决定簇刺激机体产生的抗体，所以多抗仍有效，D 正确。
故选D。
典例03 （2022·辽宁·统考高考真题）某抗膜蛋白治疗性抗体药物研发过程中，需要表达N 蛋白胞外段，
制备相应的单克隆抗体，增加其对N 蛋白胞外段特异性结合的能力。
Ⅰ．N 蛋白胞外段抗原制备，流程如图1
(1)构建重组慢病毒质粒时，选用氨苄青霉素抗性基因作为标记基因，目的是
。
用脂质体将重组慢病毒质粒与辅助质粒导入病毒包装细胞，质粒被包在脂质体
（填“双分
子层中”或“两层磷脂分子之间”）。
(2)质粒在包装细胞内组装出由
组成的慢病毒，用慢病毒感染海拉细胞进而表达并分
离、纯化N 蛋白胞外段。
Ⅱ．N 蛋白胞外段单克隆抗体制备，流程如图2
(3)用N 蛋白胞外段作为抗原对小鼠进行免疫后，取小鼠脾组织用
酶处理，制成细
胞悬液，置于含有混合气体的
中培养，离心收集小鼠的B 淋巴细胞，与骨髓瘤细胞进行融
合。
(4)用选择性培养基对融合后的细胞进行筛选，获得杂交瘤细胞，将其接种到96 孔板，进行
培养。用
技术检测每孔中的抗体，筛选既能产生N 蛋白胞外段抗体，又能大量增殖的单克隆
杂交瘤细胞株，经体外扩大培养，收集
，提取单克隆抗体。
(5)利用N 蛋白胞外段抗体与药物结合，形成
，实现特异性治疗。
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【答案】(1) 检测目的基因是否成功导入受体细胞 双分子层中
(2)蛋白质外壳和含N 蛋白胞外段基因的核酸
(3) 胰蛋白酶或胶原蛋白 CO2培养箱
(4) 克隆化 抗原抗体杂交 细胞培养液
(5)抗体-药物偶联物/ADC
【分析】1、单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获
取已经免疫的B 淋巴细胞；诱导B 细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体
检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；
最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
2、两次筛选：①筛选得到杂交瘤细胞（去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞）；②筛选出能够产
生特异性抗体的细胞群。
3、杂交瘤细胞的特点：既能大量增殖，又能产生特异性抗体。
【详解】（1）构建重组慢病毒质粒时，为检测目的基因是否成功导入受体细胞，常选用氨苄青霉素
抗性基因作为标记基因。重组慢病毒质粒与辅助质粒导入病毒包装细胞需要依赖膜融合，故质粒被包在脂
质体双分子层中（即磷脂双分子层）。
（2）由于目的基因为N 蛋白胞外段基因，在包装细胞内组装出由蛋白质外壳和含有N 蛋白胞外段基
因的核酸组成的慢病毒，用慢病毒感染海拉细胞进而表达并分离、纯化N 蛋白胞外段。
（3）进行动物细胞培养时，需要取小鼠脾组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，制成细胞悬液，置于
含有95%空气和5%的CO2混合气体的CO2培养箱中培养。
（4）用选择性培养基对融合后的细胞进行筛选，获得杂交瘤细胞，将其接种到96 孔板，进行克隆
化培养和抗体检测。用抗原抗体杂交技术检测每孔中的抗体，筛选既能产生N 蛋白胞外段抗体，又能大量
增殖的单克隆杂交瘤细胞株，经体外扩大培养，收集细胞培养液，提取单克隆抗体。
（5）利用N 蛋白胞外段抗体与药物结合，形成抗体-药物偶联物ADC，实现特异性治疗。
一 动物细胞培养
1.动物细胞培养 原理：细胞增殖
(1)地位：动物细胞工程常用的技术有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合等
其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础。
(2)培养条件 一般用液体培养基
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(3)培养过程
【易错归纳】
(1)区分原代培养和传代培养的关键是看用胰蛋白酶处理的对象和是否分瓶。
①分瓶前，第一次用胰蛋白酶对动物组织进行处理后的培养是原代培养。
②第二次用胰蛋白酶处理，使细胞从瓶壁上脱离下来，分瓶后的细胞培养为传代培养。
(2)细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞
数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象
称为细胞的接触抑制。
2.干细胞培养及其应用
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【难点突破】
动物细胞培养和植物组织培养的比较
二 动物细胞融合技术与单克隆抗体
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1.动物细胞融合技术
2.单克隆抗体及其应用
制备过程 原理：细胞膜的流动性和细胞增殖
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【易错归纳】
①用特定抗原对小鼠进行免疫的原因：
B 淋巴细胞要经过免疫过程，即接触抗原，增殖分化为有特异性免疫功能的B 淋巴细胞，
才能产生相应的抗体，所以，与骨髓瘤细胞融合的B 淋巴细胞实际上是经过特定抗原免疫的
B 淋巴细胞。
②杂交细胞：
在诱导因素的作用下进行细胞的诱导融合，形成的杂交细胞有多种，若仅考虑两两融合
的情况，形成的杂交细胞有三种，AA 型、BB 型、AB 型。只有AB 型才是我们所需要的杂交
细胞，所以需要用选择培养基进行筛选。
③两次筛选的目的：
第一次是在诱导融合之后，利用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞。第二次是对上述
杂交瘤细胞进行筛选，利用96 孔板培养，采用专一抗体检测的方法筛选出能产生所需特定抗
体的杂交瘤细胞。
三 动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.动物细胞核移植技术
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【易错归纳】
动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易；而动物体细胞分化程度高，表现全能
性十分困难。因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。
2.体细胞核移植的过程
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3.体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
针对单克隆抗体，近几年的高考中多是对单克隆抗体的制备过程进行考察，并逐渐
拓展到多抗和双抗的制备等。题目情景已逐渐由原来来自高中教材拓展到大学教材和论文文
献，呈现形式多样，有纯文字的抽象描述，也有制备流程图设问，内容也逐渐细致化，涉及
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制备过程的各个细节，或是拓展与之相关的其他知识点。2024 年高考，本题组很可能继续围
绕单克隆抗体这个中心点，拓展免疫学与之相关的前沿内容。
命题点三 胚胎工程
典例01 （2023·浙江·统考高考真题）在家畜优良品种培育过程中常涉及胚胎工程的相关技术。下列叙
述错误的是（ ）
A．经获能处理的精子才能用于体外受精
B．受精卵经体外培养可获得早期胚胎
C．胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率
D．胚胎移植前需对受体进行选择和处理
【答案】C
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理（选择遗传特性和生产性能优
秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做
超数排卵处理）；②配种或人工授精；③对胚胎的收集、检查、培养或保存（对胚胎进行质量检查，此时
的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段）；④对胚胎进行移植；⑤移植后的检查。
【详解】A、精子需要经过获能处理才具有受精能力，A 正确；
B、受精卵经体外培养可获得早期胚胎，B 正确；
C、胚胎分割可以获得多个胚胎，分割次数越多，分割后胚胎成活的概率越小，C 错误；
D、胚胎移植前，需选择健康体质和正常繁殖能力的受体且进行同期发情处理，D 正确。
故选C。
典例02 （2023·天津·统考高考真题）根据下图，正确的是（ ）
A．子代动物遗传性状和受体动物完全一致
B．过程1 需要MII 期去核卵母细胞
C．过程2 可以大幅改良动物性状
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D．过程2 为过程3 提供了量产方式，过程3 为过程1、2 提供了改良性状的方式
【答案】D
【分析】动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重
组并发育成一个新的胚胎，这个胚胎最终发育为动物。
【详解】A、子代动物的遗传性状与供体基本一致，但与受体无关，A 错误；
B、核移植过程中需要处于MII 中期的去核卵母细胞，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；
C、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；
D、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。
故选D。
典例03 （2022·全国·高考真题）某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有
该公羊优良性状的大量后代，该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题，
(1)为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液，精液保存的方法是 。在体外受精前要
对精子进行获能处理，其原因是 ；精子体外获能可采用化学诱导法，诱导精子获能的药物是
（答出1 点即可）。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞，因为卵母细胞达到
时才具备与精子受精的能力。
(2)体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行，该培养液的成分除无机盐、激素、
血清外，还含的营养成分有 （答出3 点即可）等。将培养好的良种囊胚保存备用。
(3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的
后代。主要的操作步骤是 。
【答案】(1) 冷冻保存 刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能获得受
精能力 肝素或钙离子载体A23187 MⅡ中期
(2)维生素、氨基酸、核苷酸
(3)对受体母羊进行发情处理，合适的时间，将保存的囊胚移植入受体母羊的子宫
【分析】试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育
为早期胚胎后，再经移植后产生后代的技术。
【详解】（1）精液可以冷冻保存，使用前再将精液解冻离心分离。刚排出的精子必须在雌性生殖道
内发生相应生理变化后才能获得受精能力，故在体外受精前要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能
方法有培养法和化学诱导法，化学诱导法是将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187 溶液中，用
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化学药物诱导精子获能。卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期（MⅡ中期）才能具备与精子受精的能
力。
（2）进行早期胚胎培养的培养液中，除了无机盐、激素、血清外，还含有维生素、氨基酸、核苷酸
等。
（3）要利用保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料，获得具有该公羊优良性状的后代，
主要是利用胚胎移植技术，即对受体母羊进行发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是
否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代。
一 胚胎工程的理论基础
1.对胚胎工程概念的理解
2.受精和早期胚胎发育的过程
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【易错归纳】
① 精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量；排卵是指卵子从卵泡中排
出，而不是卵泡从卵巢中排出。
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②卵子的减数分裂Ⅱ、受精作用和受精卵的早期细胞分裂都是在雌性动物的输卵管中进
行的。
③卵子减数分裂Ⅱ是在精子和卵子结合的过程中完成的。
二 胚胎工程技术及其应用
1.体外受精
2.胚胎移植
(1)概念理解
(2)过程
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【易错归纳】
胚胎移植过程中两次使用激素的目的：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。两次检查的目的：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.胚胎移植的生理学基础
4.胚胎分割 无性繁殖或克隆的方法之一
(1)胚胎分割
(2)主要仪器设备
体视显微镜和显微操作仪。
(3)操作程序
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【易错归纳】
①将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
②胚胎移植前进行性别鉴定的方法：取滋养层细胞做DNA 分析。
针对胚胎工程，高考题大多以胚胎移植为前景，综合拓展其他技术进行考察。题目信息
的呈现形式也多种多样，有文字描述、流程图展示等，在考察基础知识的同时，考查考生的
信息获取能力和理解能力。2024 年高考本题组很可能继续以胚胎移植为情境，并结合细胞培
养、基因工程等相关内容对考生进行综合考查。
考点三 基因工程及生物技术的伦理性
命题点一 基因工程的基本工具
典例01 （2023·全国·统考高考真题）GFP 是水母体内存在的能发绿色荧光的一种蛋白。科研人员以
GFP 基因为材料，利用基因工程技术获得了能发其他颜色荧光的蛋白，丰富了荧光蛋白的颜色种类。回答
下列问题。
(1)构建突变基因文库，科研人员将GFP 基因的不同突变基因分别插入载体，并转入大肠杆菌制备出
GFP 基因的突变基因文库。通常，基因文库是指
。
(2)构建目的基因表达载体。科研人员从构建的GFP 突变基因文库中提取目的基因（均为突变基因）
构建表达载体，其模式图如下所示（箭头为GFP 突变基因的转录方向）。图中①为
；②为
，其作用是
；图中氨苄青霉素抗性基因是一种标记
基因，其作用是
。
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(3)目的基因的表达。科研人员将构建好的表达载体导入大肠杆菌中进行表达，发现大肠杆菌有的发
绿色荧光，有的发黄色荧光，有的不发荧光。请从密码子特点的角度分析，发绿色荧光的可能原因是
（答出1 点即可）。
(4)新蛋白与突变基因的关联性分析。将上述发黄色荧光的大肠杆菌分离纯化后，对其所含的GFP 突
变基因进行测序，发现其碱基序列与GFP 基因的不同，将该GFP 突变基因命名为YFP 基因（黄色荧光蛋
白基因）。若要通过基因工程的方法探究YFP 基因能否在真核细胞中表达，实验思路是
。
【答案】(1)将含有某种生物不同基因的许多DNA 片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别
含有这种生物的不同的基因
(2) 终止子 启动子 RNA 聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录 鉴别受体细胞
中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来
(3)密码子具有简并性
(4)将构建好的表达载体（含有目的基因YFP 基因）导入酵母菌中进行表达
【分析】有关密码子，考生可从以下几方面把握：
①概念：密码子是mRNA 上相邻的3 个碱基。
②种类：64 种，其中有3 种是终止密码子，不编码氨基酸。
③特点：一种密码子只能编码一种氨基酸，但一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码；密码子具
有通用性，即自然界所有的生物共用一套遗传密码。
【详解】（1）将含有某种生物不同基因的许多DNA 片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌
分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。
（2）一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子，终止子以及标记基因等，且基
因的转录方向为从启动子到终止子，故图中①为终止子，②为启动子，启动子是一段有特殊结构的DNA
片段，位于基因的首端，它是RNA 聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终
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获得所需要的蛋白质。标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的
细胞筛选出来，如抗生素基因就可以作为这种基因。
（3）正常情况下，GFP 突变基因应该不发绿色荧光，而大肠杆菌有的发绿色荧光，从密码子特点的
角度分析，原因是密码子具有简并性，即一种氨基酸可能由一种或多种密码子决定。
（4）基因工程研究中常用的真核表达系统有酵母表达系统、昆虫细胞表达系统和哺乳动物细胞表达
系统。要通过基因工程的方法探究YFP 基因能否在真核细胞中表达，可将构建好的表达载体（含有目的基
因YFP 基因）导入酵母菌中进行表达，如果酵母菌发出黄色荧光，说明YFP 基因能在真核细胞中表达，
反之则不能在真核细胞中表达。
典例02 （2023·全国·统考高考真题）接种疫苗是预防传染病的一项重要措施，乙肝疫苗的使用可有效
阻止乙肝病毒的传播，降低乙型肝炎发病率。乙肝病毒是一种DNA 病毒。重组乙肝疫苗的主要成分是利
用基因工程技术获得的乙肝病毒表面抗原（一种病毒蛋白）。回答下列问题。
(1)接种上述重组乙肝疫苗不会在人体中产生乙肝病毒，原因是
。
(2)制备重组乙肝疫苗时，需要利用重组表达载体将乙肝病毒表面抗原基因（目的基因）导入酵母细
胞中表达。重组表达载体中通常含有抗生素抗性基因，抗生素抗性基因的作用是
。
能识别载体中的启动子并驱动目的基因转录的酶是
。
(3)目的基因导入酵母细胞后，若要检测目的基因是否插入染色体中，需要从酵母细胞中提取
进行DNA 分子杂交，DNA 分子杂交时应使用的探针是
。
(4)若要通过实验检测目的基因在酵母细胞中是否表达出目的蛋白，请简要写出实验思路。
【答案】(1)重组乙肝疫苗成分为蛋白质，无法独立在宿主体内增殖
(2) 筛选 RNA 聚合酶
(3) 核染色体DNA 被标记的目的基因的单链DNA 片段
(4)通过使用相应抗体，利用抗原-抗体杂交技术，检测mRNA 是否翻译形成蛋白质
【分析】基因工程的操作步骤：（1）目的基因的获取；方法有从基因文库中获取、利用PCR 技术
扩增和人工合成；（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤。基因表达载体包括目的基因、启
动子、终止子和标记基因等；（3）将目的基因导入受体细胞；根据受体细胞不同，导入的方法也不一样，
将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最
有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法；（4）目的基因的检测与
鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA 是否插入目的基因-DNA 分子杂交技术②检测
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目的基因是否转录出了mRNA-分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原-抗体杂交技术；
个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】（1）重组乙肝疫苗的成分是乙肝病毒表面的一种病毒蛋白。蛋白质注入人体后，无法完成
病毒遗传物质的复制与蛋白质的合成，无法独立增殖。
（2）抗生素抗性基因作为标记基因，用于转化细胞的筛选。
RNA 聚合酶结合目的基因启动子并驱动转录。
（3）检测的对象是目的基因是否插入染色体中，故提取酵母细胞染色体进行目的基因鉴定。
基因探针是一段带有检测标记，且顺序已知的，与目的基因互补的核酸序列。
（4）要检测出目的基因是否表达，除了需要检测目的基因是否插入染色体外，还需要检查目的基因
是否转录与表达。检测是否转录，用核酸分子杂交技术，检测是否翻译用抗原-抗体杂交技术。
典例03 （2023·山东·高考真题）科研人员构建了可表达J-V5 融合蛋白的重组质粒并进行了检测，该质
粒的部分结构如图甲所示，其中V5 编码序列表达标签短肽V5。
(1)与图甲中启动子结合的酶是 。除图甲中标出的结构外，作为载体，质粒还需具备的
结构有 （答出2 个结构即可）。
(2)构建重组质粒后，为了确定J 基因连接到质粒中且插入方向正确，需进行PCR 检测，若仅用一对
引物，应选择图甲中的引物 。已知J 基因转录的模板链位于b 链，由此可知引物F1 与图甲中J
基因的 （填“a 链”或“b 链”）相应部分的序列相同。
(3)重组质粒在受体细胞内正确表达后，用抗J 蛋白抗体和抗V5 抗体分别检测相应蛋白是否表达以及
表达水平，结果如图乙所示。其中，出现条带1 证明细胞内表达了 ，条带2 所检出的蛋白
（填“是”或“不是”）由重组质粒上的J 基因表达的。
【答案】(1) RNA 聚合酶 限制酶切割位点、标记基因、复制原点等
(2) F2和R1或F1与R2
a 链
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(3) J-V5 融合蛋白 不是
【分析】基因工程的关键步骤是构建基因表达载体，基因表达载体主要由启动子、目的基因、标记
基因和终止子组成，其中标记基因用于筛选重组DNA 分子，可以是四环素、氨苄青霉素等抗性基因，也
可以是荧光蛋白基因或产物能显色的基因。
【详解】（1）基因表达载体的构建启动子是为了启动下游基因的“表达”，表达首先需要转录，因
此RNA 聚合酶识别和结合的部位才是转录的起始。作为运载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割
位点；②要有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选；③能在宿主细胞中稳定存在并复制；
④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来，图中甲有启动子和终止子等，因此质粒还
需具备的结构有限制酶的切割位点、标记基因、复制原点等。
（2）据图甲可知，引物F2与R1或F1与R2结合部位包含J 基因的碱基序列，因此推测为了确定J 基
因连接到质粒中且插入方向正确，进行PCR 检测时，若仅用一对引物，应选择图甲中的引物F2和R1或F1
与R2。b 是模板链，而根据图上启动子和终止子的位置可知转录方向是图上从左向右，对应的模板链方向
应该是3’-5'，非模板链（也就是a 链）是5'-3'；考虑到DNA 复制的方向是子链的5’-3'，引物基础上延伸的
方向肯定是5'-3'，所以引物结合的单链其方向是3'-5'；图中F1 是前引物，在左侧，所以其配对的单链是
3’-5'的b 链，故其序列应该与a 链相应部分的序列相同。
（3）据图乙可知，用抗J 蛋白抗体和抗V5 抗体分别检测，均出现条带1，说明条带1 是J-V5 融合
蛋白。抗J 蛋白抗体检测出现条带2，抗V5 抗体检测不出现条带2，说明条带2 所检出的蛋白不是由重组
质粒上的J 基因表达的。
一 重组DNA 技术的基本工具
1.基因工程概述
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2.基因工程的理论基础
3.重组DNA 技术的基本工具
(1)限制性内切核酸酶(也称“限制酶”)
【易错归纳】
①将一个基因从DNA 分子上切割下来需要切两处，同时产生四个黏性末端或平末端。
②限制酶不切割自身DNA 的原因是原核生物DNA 分子中不存在该酶的识别序列或识别
序列已经被修饰。
(2)DNA 连接酶
【易错归纳】
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①DNA 连接酶连接的是两个DNA 片段，而DNA 聚合酶是把单个的脱氧核苷酸连接到
已有的DNA 片段上。②DNA 聚合酶起作用时需要以一条DNA 链为模板，而DNA 连接酶不
需要模板。
(3)载体
二 基因工程的基本操作程序
1.目的基因的筛选与获取
(2)利用PCR 获取和扩增目的基因
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【易错归纳】
①在PCR 过程中实际加入的原料为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，作为新子链的合
成起点，只能结合在母链的3′端，使DNA 聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。
③复性温度过高，则引物难以与模板链结合，温度过低则易使两条母链配对结合，均无
法获得PCR 产物。
④真核细胞和细菌的DNA 聚合酶都需要Mg2＋激活。因此，PCR 反应缓冲溶液中一般要
添加Mg2＋。
2.基因表达载体的构建——核心
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【归纳】 启动子、起始密码子、终止子、终止密码子的区别
3.将目的基因导入受体细胞只有该步骤没涉及到碱基互补配对原则
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【易错归纳】
(1)农杆菌特点
①能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力。
②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TDNA 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。
(2)农杆菌转化法中的两次拼接：第一次拼接是将目的基因拼接到Ti 质粒的TDNA 上，第
二次拼接(非人工操作)是指插入目的基因的TDNA 拼接到受体细胞的染色体DNA 上；两次导
入：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TDNA 导入受体细胞。
(3)导入的目的基因，可能存在于细胞质中，也可能整合到染色体DNA 上。存在于染色
体DNA 上的目的基因有可能通过花粉传播进入杂草或其他作物中，造成“基因污染”。
4.目的基因的检测与鉴定
三 DNA 的粗提取与鉴定、DNA 片段的扩增及电泳鉴定
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1.DNA 的粗提取与鉴定
(2)方法步骤
【易错归纳】
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。
2.DNA 片段的扩增及电泳鉴定
(1)实验基础
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(2)PCR 实验操作步骤
(3)电泳鉴定：凝胶中的DNA 分子通过染色，可以在波长为300__nm 的紫外灯下被检测
出来。
【易错归纳】
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。
③电泳时，DNA 的相对分子量越大，迁移速率越慢；DNA 的相对分子量越小，迁移速
率越快。
1.基因工程题组在全国甲、乙卷为选做题目，难度适中，在自主命题高考卷中难度较大，
是高考的热点内容，对能力的要求较高，涉及重组DNA 技术、基因工程的基本操作程序等内
容，情境大多来自大学教材和论文文献。
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2.其他生物技术题组在全国甲、乙卷为选做题目，难度低，在自主命题高考卷中考察频
率不高，难度低。题目主要考察蛋白质的分离技术，包括电泳法、凝胶色谱法等，DNA 的粗
提取技术，固定化酶技术的考察内容，涉及的情境大多与教材上的情景相同或类似，能力要
求需达到对教材知识的熟练数、实际和分析水平。
3.本题组主要涉及特定物质的分离提纯技术，常见的分离物是DNA 和蛋白质，利用凝胶
色谱法SDS、聚丙烯酰胺凝胶电泳分离物的物理或化学性质的不同等进行分离。试题情境基
本来源于教材，能力要求以教材知识的实际和分析为主。从近几年的考察变化情况来看，
2024 年高考本题组可能不再以独立的大题形式出现，而是以知识点的形式出现在选择题的选
项或是非选择题的小题中。
命题点二 基因工程的应用
典例01 （2023·江苏·统考高考真题）为了将某纳米抗体和绿色荧光蛋白基因融合表达，运用重组酶技
术构建质粒，如图1 所示。请回答下列问题：
(1)分别进行PCR 扩增片段F1 与片段F2 时，配制的两个反应体系中不同的有
，扩增程序中最主要的不同是
。
(2)有关基因序列如图2．引物F2-F、F1-R 应在下列选项中选用______________。
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A．ATGGTG------CAACCA
B．TGGTTG------CACCAT
C．GACGAG------CTGCAG
D．CTGCAG------CTCGTC’
(3)将PCR 产物片段与线性质粒载体混合后，在重组酶作用下可形成环化质粒，直接用于转化细菌。
这一过程与传统重组质粒构建过程相比，无需使用的酶主要有
。
(4)转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选，下列叙述错误的有_______。
A．稀释涂布平板需控制每个平板30~300 个菌落
B．抗性平板上未长出菌落的原因一般是培养基温度太高
C．抗性平板上常常会出现大量杂菌形成的菌落
D．抗性平板上长出的单菌落无需进一步划线纯化
(5)为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计，用不同菌落的质粒为模板，用引物F1-F 和F2-R 进
行了PCR 扩增，质粒P1~P4 的扩增产物电泳结果如图3．根据图中结果判断，可以舍弃的质粒有
。
(6)
对于PCR 产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通过基因测序确认，原因
是
。
【答案】(1) 模板（片段F1、片段F2）、引物 退火温度
(2)CD
(3)限制性内切核酸酶（限制酶）
(4)ABC
(5)P3、P4
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(6)琼脂糖凝胶电泳技术仅能用于分析待检测DNA 分子的大小，无法确定待检测DNA 分子的碱基序
列
【分析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR 技术扩增和人工合成；
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子
和标记基因等，标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细
胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射
法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法；
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA 是否插入目的
基因——DNA 分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——分子杂交技术；③检测目的基因
是否翻译成蛋白质——抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】（1）PCR 反应进行的条件：引物、酶、dNTP、模板和缓冲液（其中需要Mg2+）。分别进
行PCR 扩增片段F1 与片段F2 时， 配制的两个反应体系中不同的有模板（片段F1、片段F2）、引物。
PCR 过程需要两种引物，能分别与目的基因两条链的3'端通过碱基互补配对结合。不同的PCR 反应体系中，
模板和引物是不同的：扩增 程序中依据不同引物设置不同的退火温度是最重要的环节，恰当地选择退火
温度，尽量避免引物与 模板的非特异性结合，以保证目的产物的有效扩增。而对于延伸时间而言，以常
用的Taq DNA 聚 133 合酶为例，催化DNA 延伸的速度为1000~2000 bp/min，通常在实验室中可根据目的
片段大小在 30s~2min 的时长内大致设置廷伸时间，一般不雪要精确控制。
（2）由图1 可知，引物F2-F 用于扩增F2 片段，引物F1-R 用于扩增F1 片段，C 选项中5'-
GACGAG-3'能与AnBI 中左侧部分碱基进行碱基互补配对，因此引物F2-F 选用C。D 选项中5'-
CTGCAG-3'能与EGFP 中的右侧部分序列进行碱基互补配对，因此引物F1-R 选用D。
（3）传统重组质粒构建需要使用限制性内切核酸酶（限制酶）切割质粒使其具有与目的基因相同的
黏性末端，之后再用DNA 连接酶将目的基因和质粒连接成重组质粒。将PCR 产物片段与线性质粒载体混
合后，由于PCR 产物片段和线性质粒载体具有同源序列，可通过重组酶形成环化质粒。不需要使用限制性
内切核酸酶（限制酶）和DNA 连接酶。
（4）A、转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选，用稀释涂布平板法筛选时，菌落数可
能低于30，A 错误；
B、培养基冷却后才能接种，抗性平板上未长出菌落，一般不是培养基温度太高所致，B 错误；
C、转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选，一般含有重组质粒的大肠杆菌才能发展为菌
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落，故不会出现大量杂菌形成的菌落，C 错误；
D、稀释涂布平板和平板划线法均为分离纯化细菌的方法，用稀释涂布平板法在抗性平板上长出的单
菌落无需进一步划线纯化，D 正确。
故选ABC。
（5）EGFP 为720bp，AnBI 为390bp，二者的总大小为720bp+390bp=1100bp，用引物F1-F 和F2-R
进行了PCR 扩增，其大小接近于P1、P2，根据图中结果判断，可以舍弃的质粒有P3、P4。
（6）琼脂糖凝胶电泳技术仅能用于分析待检测DNA 分子的大小，无法确定待检测DNA 分子的碱基
序列，因此对于PCR 产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通过基因测序确认。
典例02 （2023·全国·统考高考真题）为了研究蛋白质的结构与功能，常需要从生物材料中分离纯化蛋
白质。某同学用凝胶色谱法从某种生物材料中分离纯化得到了甲、乙、丙3 种蛋白质，并对纯化得到的3
种蛋白质进行SDS 一聚丙烯酰胺凝胶电泳，结果如图所示（“+”“-”分别代表电泳槽的阳极和阴极）。已
知甲的相对分子质量是乙的2 倍，且甲、乙均由一条肽链组成。回答下列问题。
(1)图中甲、乙、丙在进行SDS 一聚丙烯酰胺凝胶电泳时，迁移的方向是 （填“从上向下”或
“从下向上”）。
(2)图中丙在凝胶电泳时出现2 个条带，其原因是 。
(3)凝胶色谱法可以根据蛋白质 的差异来分离蛋白质。据图判断，甲、乙、丙3 种蛋白质中最先
从凝胶色谱柱中洗脱出来的蛋白质是 ，最后从凝胶色谱柱中洗脱出来的蛋白质是 。
(4)假设甲、乙、丙为3 种酶，为了减少保存过程中酶活性的损失，应在 （答出1 点即可）条件
下保存。
【答案】(1)从上向下
(2)丙由两种相对分子质量不同的肽链组成
(3) 相对分子质量 丙 乙
(4)低温
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【分析】1.样品纯化的目的是通过凝胶色谱法将相对分子质量大的蛋白质除去；凝胶色谱法是根据相
对分子质量大小分离蛋白质的有效方法，相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程长，
移动的速度慢；相对分子质量较大的蛋白质不容易进入凝胶内部的通道，路程短，移动的速度快。
2.电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。许多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都具
有可解离的基团，在一定的pH 下，这些基团会带上正电或负电。在电场的作用下，这些带电分子会向着
与其所带电荷相反的电极移动。电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、
形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。
【详解】（1）电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，
使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。电泳时，分子质量越大，迁移距离越
小，根据题中给出甲蛋白质的分子质量是乙的2 倍，故甲的迁移距离相对乙较小，可判断出迁移方向是从
上到下。
（2）题中给出甲、乙均由一条肽链构成，图示凝胶电泳时甲、乙分别出现1 个条带，故丙出现2 个
条带，说明丙是由2 种相对分子质量不同的肽链构成。
（3）凝胶色谱法主要根据蛋白质的相对分子质量差异来分离蛋白质，相对分子质量大的蛋白质只能
进入孔径较大的凝胶孔隙内，故移动距离较短，会先被洗脱出来，分子质量较小的蛋白质进入较多的凝胶
颗粒内，移动距离较长，会后被洗脱出来。据图判断，丙的分子质量最大，最先被洗脱出来，乙的分子质
量最小，最后被洗脱出来。
（4）为了减少保存过程中酶活性的损失，应在酶的保存在低温条件下进行。
典例03 （2023·浙江·统考高考真题）以哺乳动物为研究对象的生物技术已获得了长足的进步。对生物
技术应用于人类，在安全与伦理方面有不同的观点，下列叙述正确的是（ ）
A．试管婴儿技术应全面禁止
B．治疗性克隆不需要监控和审查
C．生殖性克隆不存在伦理道德方面的风险
D．我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验
【答案】D
【分析】生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体。治疗性克隆是指利用克隆技术产生
特定的细胞、组织和器官，用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。两
者有着本质的区别。
【详解】A、我国政府一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，
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但治疗性克隆可在有效监控和严格审查下实施，A 错误；
B、我国政府同样重视治疗性克隆所涉及的伦理问题，主张对治疗性克隆进行有效监控和严格审查，
B 错误；
C、生殖性克隆人冲击了现有的一些有关婚姻、家庭和两性关系的伦理道德观念，C 错误；
D、我国政府一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，D 正确。
故选D。
一 基因工程的应用
1.乳腺生物反应器
【易错归纳】
乳腺生物反应器是利用转基因动物的乳汁生产药用蛋白，而膀胱生物反应器是利用转基
因动物的尿液生产药用蛋白，其优点是不受动物的性别、生长发育时期的限制，提取简单高
效。
2.利用基因工程菌生产药物
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二 蛋白质工程的原理和应用
1.概念剖析
2.流程图
写出流程图中字母代表的含义：
A.转录 B.翻译 C.分子设计 D.多肽链
E.预期功能
3.蛋白质工程与基因工程的区别和联系
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基因工程是高考考察的热点、重点和难点，近几年考察的内容、比例和难
度均有所增加，特别是各省自主命题试题难度更大，各种题型均有，对能力要
求较高，与最新的理论和技术联系密切。2024 年高考本题组的命题点可能是，
以PCR 技术为核心，拓展考察基因工程的操作过程，基因表达载体的构建过程，
与发酵工程和细胞工程相联系，考查基因工程的应用，以基因工程为核心，考
察蛋白质工程等。
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【答案】
①醋酸菌 ② 巴氏消毒法 ③ 湿热灭菌法
④ 碳源、氮源、水、无机盐等 ⑤稀释涂布平板法
⑥ 细胞的全能性 ⑦ 细胞增殖 ⑧ 膜的流动性
⑨ 细胞核的全能性 ⑩ 获能 ⑪ 桑葚胚、囊胚
⑫ 将内细胞团均等分割 ⑬ DNA 连接酶
⑭ 基因表达载体的构建 ⑮基因
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题型一 PCR 技术的相关计算
1.PCR 扩增过程中的循环图示与规律
2.PCR 中的数量关系
循环次数
1
2
3
n
DNA 分子数
2
4
8
2 n
含引物A(或B)
的DNA 分子数
1
3
7
2n
－1
同时含引物A、
B 的DNA 分子数
0＝21－
2
2＝22－
2
6＝23－2
2n
－2
共消耗的引物数量
2＝21＋1
－2
6＝22＋1
－2
14＝23＋1
－2
2n＋
1－2
3.PCR 技术的应用——新冠病毒核酸检测
(1)RTPCR
RTPCR 是将RNA 的逆转录(RT)和cDNA 的聚合酶链式反应(PCR)相结合的技术。首先经
逆转录酶的作用，由RNA 合成cDNA，再以cDNA 为模板，在DNA 聚合酶的作用下扩增合
成目的片段。
提醒 因为新冠病毒中的核酸为RNA，而RNA 极易降解，为了防止RNA 在检测过程中
降解，我们把它转换为更稳定的DNA。
(2)实时荧光定量PCR
实时荧光定量PCR 是指在PCR 反应体系中加入荧光基团，利用荧光信号的积累，实时监
测整个PCR 进程，最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。
TaqMan 探针法是其中一种检测方法。探针完整时，荧光报告基团(R 基团)发射的荧光信
号被荧光淬灭基团(Q 基团)吸收；PCR 扩增时，耐高温的DNA 聚合酶的5′→3′外切酶活性将
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探针酶切降解，使荧光报告基团和荧光淬灭基团分离，从而使荧光监测系统可接收到荧光信
号，即每扩增一条DNA 链，就有一个荧光分子形成，实现了荧光信号的累积与PCR 产物的
形成完全同步。
(3)实时荧光定量PCR 方法检测新冠病毒核酸
从样本中提取病毒RNA，经逆转录酶作用形成cDNA。然后以cDNA 为模板进行实时荧
光定量PCR 扩增，测定样品中病毒核酸量。
在通过实时荧光定量PCR 检测新冠病毒感染时，检测到的荧光强度变化如图所示。与指
数增长期相比，线性增长期目的基因数量的增长率下降，可能原因有底物浓度下降、酶活性
下降等。Ct 值的含义是指在PCR 扩增过程中，每个反应管内的荧光信号达到设定的荧光阈值
时所经历的扩增循环数。当样本中初始模板越多时，Ct 值就越小。Ct≤37 判定为阳性，Ct>40
或无Ct 值判定为阴性。上图所示新冠病毒核酸检测结果应判定为阳性。
典例01
(2023·山东烟台期中)荧光定量PCR 技术可定量检测样本中某种DNA 含量。其原理是：
在PCR 体系中每加入一对引物的同时加入一个与某模板链互补的荧光探针，荧光探针两端分
别标记一个荧光发射基团和一个荧光淬灭基团，探针完整时，发射基团发射的荧光信号被淬
灭基团吸收，荧光监测系统接收不到荧光信号。当耐高温的DNA 聚合酶催化子链延伸至探针
处，会水解探针，使荧光监测系统接收到荧光信号。即每扩增一次，就有一个荧光分子生成
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(如图所示)。相关叙述正确的是( )
A.扩增过程中引物先于探针结合到模板DNA 上
B.在PCR 系统中需加入解旋酶
C.荧光信号积累越多，说明PCR 循环次数越多
D.若扩增n 次，则其需要消耗2n－1个探针
【答案】 C
【解析】 基因扩增过程中需要特定的引物，该引物的作用是定位基因的位置，与模板链结合并为
子链的延伸提供起点，扩增过程中引物和探针应同时结合到模板DNA 上，A 错误；在PCR 反应系统中无
需加入解旋酶，可通过高温解旋DNA，B 错误；据题干信息“即每扩增一次，就有一个荧光分子生成”可
知，荧光信号积累越多，说明PCR 循环次数越多，C 正确；据题干信息“在PCR 反应体系中每加入一对引
物的同时加入一个与某模板链互补的荧光探针”，即每个DNA 分子需要1 个探针，扩增n 次，可得到2n
个DNA 分子，则共需要消耗2n－1 个探针，D 错误。
典例02
(2023·湖南雅礼中学调研)新冠病毒是一种单链RNA 病毒，常用“荧光RTPCR 技术”进
行检测，方法是取受检者的mRNA 逆转录出cDNA，并大量扩增，用荧光标记的新冠病毒核
酸探针来检测样品中新冠病毒的核酸含量。请回答下列问题：
(1)“荧光RTPCR 技术”所用的试剂盒中通常都应该含有________、________、荧光标记
的核酸探针、引物、dNTP、缓冲体系。
(2)如果要同时扩增两种基因，则试剂盒中的引物应该有________种。图1 为新冠病毒的
“ORFlab”基因对应的cDNA 片段结构示意图，则与之对应的引物结合的部位应该是图中的
________(子链延伸方向为其自身的5′→3′，用图中数字作答)。若已知该基因的一条引物，
________( 填“ 能” 或“ 不能” ) 依据其碱基序列设计出另一条引物，理由是
________________________________________________。
图1
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(3)在检测过程中，随着PCR 的进行，反应产物不断积累，荧光信号的强度也随之增加。
根据荧光强度的变化监测产物量的变化，得到一条荧光扩增曲线(如图2)。
图2
①出现“平台期”最可能的原因是____________________________________
_________________________________________________________________。
②理论上，在检测过程中，有荧光信号出现，则说明检测结果呈________(填“阴”或
“阳”)性，但为了保证检测结果的准确性，一般要达到或超过阈值时才确诊。现有两个待检
样本，检测时都出现了如图2 所示的曲线，但甲的A 点比乙的A 点明显左移。请给这种结果
作出科学合理的解释( 试剂盒合格且正常，操作过程规范且准确) ：
_______________________________________________________
________________________________________________________________。
【答案】 (1)逆转录酶 耐高温的DNA 聚合酶(TaqDNA 聚合酶)(两空顺序可颠倒) (2)4 4、1 不
能 两种引物的碱基序列没有相关性 (3)①试剂盒中的原料、引物和探针数量一定，超出一定的循环数后，
荧光分子不再增加 ②阳 甲样本中的新冠病毒核酸含量更高，达到阈值所需的循环数更少
【解析】 (1)根据题目信息可知，荧光RTPCR 技术基本原理是将新冠病毒RNA 逆转录为cDNA，
因此荧光RTPCR 技术所用的试剂盒中通常都应该含有逆转录酶、耐高温的DNA 聚合酶、引物、四种脱氧
核苷酸、缓冲体系。(2)根据PCR 的原理，在扩增DNA 分子时每一条链均需与相应的引物结合才能进行扩
增，因此如果要将两种基因分别扩增出来，则在试剂盒中的引物应该有4 种；在利用PCR 扩增DNA 分子
过程中，DNA 聚合酶只能从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸，又由于DNA 的两条链是反向平行的，所以
引物与DNA 分子单链的3′端(—OH)相结合即图示中的1 和4 所示部位。由于两段引物的碱基序列没有相关
性，既不相同，也不互补，因此不能根据该基因一条引物的碱基序列设计出另一条引物。(3)①分析荧光扩
增曲线图，图中曲线通过荧光强度变化反映产物量的变化，因此曲线中出现“平台期”最可能的原因是试
剂盒中的原料和探针数量一定，超出一定的循环数后，荧光强度不再增加。②理论上，在检测过程中，有
荧光信号出现，则说明检测结果呈阳性，但为了保证检测结果的准确性，一般要达到或超过阈值时才确诊。
检测结果甲的A 点比乙的A 点明显左移，说明甲样本中的新冠病毒核酸含量更高，达到阈值所需的循环数
更少。
题型二 DNA 片段电泳与遗传的综合
DNA 分子具有可解离的基团，在一定的pH 下，这些基团带有正电荷或负电荷，在电场
的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是电泳。不同大
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小的DNA 片段迁移速率不同，凝胶中的DNA 分子通过染色可在波长为300 nm 的紫外灯下被
检测出来。因此琼脂糖凝胶电泳能够用于分离、鉴定和纯化DNA 片段。等位基因由基因突变
而来，若一对等位基因A、a 经过限制酶切割后形成的DNA 片段分子量不同，则在电场作用
下移动距离不同，最终使得A、a 得以分开，形成不同的条带。
典例01
(2023·广东珠海调研)一对等位基因(用D、d 表示)，在某种限制酶的作用下可以切割形成
两种不同长度的DNA 片段。对酶切后获得的DNA 片段用凝胶电泳法进行分离，然后与特定
的DNA 探针杂交后可显示出不同的带谱。根据显示出的带谱组型可以判断基因型组成。现有
一对夫妇及其所生四个儿女的相关基因定位鉴定获得的带谱如图，且1 号性状与家庭的其他
成员不同。关于这四个儿女的基因型推断正确的是( )
A.3 号为Dd，4 号为DD
B.1 号为XdXd，2 号为XDY
C.1 号为DD，2 号为dd
D.3 号为XDXd，4 号为XdYd
【答案】 A
【解析】 分析题图可知，夫妻双方的带谱相同，因此不可能是伴X 遗传，B、D 错误；又因为Ⅰ代
的夫妇的基因定位鉴定获得的带谱是两条，均为杂合子，则此夫妇基因型均为Dd，因此后代的基因型可能
为DD、Dd、dd 三种。分析子代的基因定位鉴定获得的带谱可知，1 具有一条带谱，且1 号性状与家庭的
其他成员不同，说明1 为隐性纯合子dd，2 号只有一条带谱，且与1 号性状不同，为DD，C 错误；3 号含
有两条带谱，为Dd，4 号与2 号相同，为DD，A 正确。
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1．（2023·海南省直辖县级单位·校考模拟预测）“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。”葡萄酒中
含有多种酚类化合物、花青素等，具有抗氧化作用，能够减少自由基对身体的损伤，延缓衰老，因而广受
人们的喜爱。酿制葡萄酒时，向培养基中添加一定浓度的葡萄糖溶液有利于发酵的进行。研究发现，自酿
的葡萄酒中通常含有甲醇，甲醇主要来自原料中果胶的分解、氨基酸脱氧和发酵原料的霉变。下列有关叙
述错误的是（ ）
A．自酿葡萄酒时，主要利用葡萄皮表面附着的野生酵母菌来进行发酵
B．酿制葡萄酒时，葡萄糖浓度越高，由于能量充足，酵母菌的繁殖速度越快
C．酿制葡萄酒时，前期通入空气有利于酵母菌进行有氧呼吸，从而大量繁殖
D．改进葡萄酒酿制方法，如增加过滤、杀菌等工序，可使葡萄酒中的甲醇含量减少
【答案】B
【分析】酵母菌是一类单细胞真菌，能以多种糖类作为营养物质和能量的来源，因此在一些含糖量
较高的水果、蔬菜表面经常可以发现酵母菌的存在。酵母菌是兼性厌氧微生物，在无氧条件下能进行酒精
发酵，可用于酿酒、制作馒头和面包等。
【详解】A、家庭自酿葡萄酒时，由于葡萄皮上有酵母菌，可以利用葡萄皮表面附着的野生酵母菌来
进行发酵，A 正确；
B、酿制葡萄酒时，葡萄糖可以作为酵母菌呼吸作用的底物，但并不是葡萄糖浓度越高越好，葡萄糖
浓度过高，会导致溶液渗透压过高，抑制酵母菌的增殖，B 错误；
C、酵母菌是兼性厌氧微生物，在酿制葡萄酒时，前期通入空气有利于酵母菌进行有氧呼吸，产生更
多的能量，从而大量繁殖，C 正确；
D、在酿酒过程中，改进葡萄酒酿制方法，如增加过滤、杀菌等工序，使杂菌数量减少、葡萄酒中的
甲醇含量减少，D 正确。
故选B。
2．（2023·贵州黔东南·统考一模）某实验小组筛选得到塑料降解菌，用来降解塑料，以解决塑料的
污染问题。下列叙述错误的是（ ）
A．培养基灭菌后再依次分装到各个培养皿中
B．可采用平板划线法来统计样液中的细菌数量
C．获得塑料降解菌纯培养物的关键是防止杂菌污染
D．实验结束后，已使用的培养基要灭菌后才能倒掉
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【答案】B
【分析】微生物培养的关键是防止杂菌污染；培养基制作完成后需要进行灭菌处理，培养基通常可
以进行高压蒸汽灭菌；倒平板后需要将培养皿倒置。
【详解】A、配制好的选择培养基高压蒸汽灭菌，再在无菌环境中分装到培养皿中，A 正确；
B、采用平板划线法接种后，菌落一般生长在划线的末端，而不是均匀分布，因此可采用稀释涂布平
板法统计样液中细菌的数量，B 错误；
C、微生物培养中，获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染，C 正确；
D、为了防止污染环境，则实验结束后，已使用的培养基要灭菌后才能倒掉，D 正确。
故选B。
3．（2024·浙江嘉兴·海宁市高级中学校考三模）啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成，发酵
工程的主要流程如图所示，其中糖化主要是将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子。下列关于啤酒发酵的
叙述正确的是（ ）
A．破碎有利于淀粉进入酵母菌，提升发酵速率
B．煮沸的目的是去除溶解氧和杀灭杂菌
C．优良菌种无需扩大培养可直接接种到发酵罐中
D．利用真空发酵技术，可提高发酵液中酒精浓度
【答案】B
【分析】啤酒发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的
生成都是在主发酵阶段完成。主发酵又称“前发酵”，是啤酒发酵的主要过程，在这个过程中，酵母完成
了增殖、厌氧发酵及其沉淀回收等，消耗了大部分可发酵性糖等成分，排出的发酵代谢产物即啤酒的主要
组分。主发酵一般需要6-8 天，长的达8-10 天。下酒以后，由于嫩啤酒还含有少量的可发酵性糖类，在贮
酒罐内会再次出现一个较为旺盛的发酵过程，这个过程即称为“后发酵”。后发酵是传统发酵方式的一个
必然过程，需要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。
【详解】A、淀粉不能进入酵母菌细胞内，破碎有利于增加淀粉与酶的接触面积，促进糖化过程，A
错误；
B、糖化后期要煮沸冷却，主要是终止酶的进一步作用，同时起到去除溶解氧和杀灭杂菌的作用，B
正确；
C、优良菌种需扩大培养后接种到发酵罐中，这样可以加速发酵过程，C 错误；
D、利用真空发酵技术，不利于提高发酵液中酒精浓度，因为发酵过程中还需要酵母菌进行有氧呼吸
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满足增殖的需要，D 错误。
故选B。
4．（2024·江西·校联考模拟预测）植物组织培养技术常用于商业化生产，其过程一般为：建立无菌
培养物→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列相关叙述错误的是（ ）
A．建立无菌培养物时需分别用酒精和次氯酸钠溶液对叶片、茎尖、花药等进行消毒处理
B．外植体需置于脱分化培养基中，诱导形成不定形的愈伤组织，此组织细胞全能性较高
C．生根培养基中细胞分裂素与生长素的含量比值应大于1，生根培养需给予适当时间的光照
D．若培育的是耐盐植株，则可将获得的试管苗移栽于含高盐土壤中进行筛选后，再推广栽培
【答案】C
【分析】植物组织培养过程是：离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化生
成根、芽，最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
【详解】A、建立无菌培养物时需分别用酒精和次氯酸钠溶液对叶片、茎尖、花药等进行消毒处理，
A 正确；
B、外植体需置于脱分化培养基中，诱导形成愈伤组织，愈伤组织细胞为脱分化细胞，全能性较高，
B 正确；
C、生根培养基中细胞分裂素与生长素的含量之比应小于1，生长素有利于生根，同时生根培养需给
予适当时间和强度的光照，C 错误；
D、若培育的是耐盐植株，则需将获得的试管苗移栽于含高盐土壤（培养液）中进行筛选，筛选出所
需的幼苗后再推广栽培，D 正确。
故选C。
5．（2024·广西·校联考模拟预测）应用体细胞核移植，我国科学家已经成功克隆了高产荷斯坦奶牛，
其技术过程是：将一个 供体细胞的细胞核移入一个去核的卵母细胞中，并使该重组细胞发育为新胚胎，
进而发育 成动物个体。下列相关叙述，正确的是（ ）
A．供体细胞是二倍体，且应处于分裂间期
B．克隆得到的高产荷斯坦奶牛与供体动物完全相同
C．供体细胞必须处于分裂期，从而使重组细胞快速分裂
D．采集得的卵母细胞，须体外培养到减数分裂Ⅰ中期，才进行去核
【答案】A
【分析】动物核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组
并发育成一个新的胚胎。这个新的胚胎最终发育为动物个体。核移植得到的动物称克隆动物，克隆动物的
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核基因完全来自供体动物，而细胞质基因来自受体细胞。
【详解】A、供体细胞是二倍体，且应处于分裂间期（该时期含有核模），是为了保护细胞核，防止
遗传物质的丢失，A 正确；
B、克隆得到的荷斯坦奶牛的细胞核来自供体，而细胞质来自其他动物细胞（即受体细胞），因此有
一部分不相同，B 错误；
C、供体细胞如果处于分裂期，则细胞核膜已经解体，容易造成遗传物质丢失，C 错误；
D、采集得到的卵母细胞应培养到减数分裂Ⅱ中期，D 错误。
故选A。
6．（2023·浙江·校联考模拟预测）经体外受精和胚胎分割培育优质奶牛的过程如图所示。下列叙述
错误的是（ ）
A．将囊胚期的胚胎均分后，可以直接移植给受体母牛
B．胚胎移植过程中要对供体母牛和受体母牛进行超数排卵处理
C．受精作用时，精子和卵细胞会利用其表面的特异性识别蛋白进行精卵识别
D．胚胎移植时，同物种受体母牛可以不是良种母牛，也不需要考虑免疫排斥问题
【答案】B
【分析】胚胎移植的基本程序：①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，
有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理，用促性腺激
素对供体母牛做超数排卵处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后
第7 天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来（也叫冲卵）。对胚胎进行质量检查，此
时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段。直接将受体移植或放入-196℃的液氮中保存。④对胚胎进行移植。
⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
【详解】A、因为对象是囊胚期细胞，所以说胚胎分割以后还是囊胚期细胞，囊胚期细胞可以胚胎移
植，A 正确；
B、胚胎移植过程中，供体母牛要超数排卵，而供受体母牛需要同期发情，B 错误；
C、受精作用时会有精卵识别，依靠的是细胞膜表面的特异性蛋白，体现了信息交流作用，C 正确；
D、因为决定后代是不是良种的是供体的遗传物质，和受体无关，受体只是承担了繁殖功能，所以说
受体只需要同种即可，胚胎移植不会产生免疫排斥，不需要考虑该问题，D 正确。
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故选B。
7．（2024·新疆·校联考模拟预测）下图表示“DNA 粗提取与鉴定”实验的基本流程，下列叙述错误
的是（ ）
①取材→②破碎细胞→③获得滤液→④去除杂质→⑤进一步提纯→⑥DNA 鉴定
A．本实验使用的酒精的浓度与“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中的相同
B．步骤①中可以使用猪的肝细胞作为实验材料
C．步骤①中可以使用纱布对研磨液进行过滤，并获取上清液
D．步骤⑥向试管中加入二苯胺试剂后静置5min 后即可呈现蓝色
【答案】D
【分析】DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面存在差异，可以利用这些差异，选用
适当的物理或化学方法对它们进行提取。DNA 不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精；DNA 在不同浓度的
NaCl 溶液中溶解度不同，它能溶于2mol/L 的NaCl 溶液；在一定温度下，DNA 遇二苯胺试剂会呈蓝色，
因此二苯胺可以作为鉴定DNA 的试剂。
【详解】A、本实验和“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验所用的酒精浓度相同，都是体积
分数为95%的酒精，A 正确；
B、猪的肝细胞中含有DNA，所以，步骤①中可以使用猪的肝细胞作为实验材料，B 正确；
C、步骤①中可以使用纱布对研磨液进行过滤，并获取上清液，C 正确；
D、步骤⑥中 DNA 鉴定时向试管中加入二苯胺试剂后，应将试管置于沸水中加热 5min，待试管冷
却后可观察到蓝色，D 错误。
故选D。
8．（2023·河北沧州·统考二模）下列关于“DNA 粗提取”的相关操作，错误的是（ ）
A．应选用DNA 含量相对较高的材料，如鸡血、洋葱、菜花、香蕉、菠菜
B．可利用DNA 和蛋白质在不同浓度NaCl 溶液中溶解度的不同，将两者分开
C．研磨材料得到的滤液应在4℃冰箱中静置或离心，取沉淀进行后续操作
D．向经酒精处理得到的白色丝状物中加入蛋白酶，可提高DNA 的相对含量
【答案】C
【分析】DNA 的粗提取和鉴定的原理：DNA 不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，
可以初步分离DNA 和蛋白质。DNA 在不同浓度的NaCl 溶液中溶解度不同，它能溶于2 的NaCl 溶液中。
在一定温度下，DNA 遇二苯胺试剂会呈现蓝色。
【详解】A、鸡血、洋葱、菜花、香蕉、菠菜等材料中DNA 含量较高，可作为该实验材料，A 正确；
B、在不同浓度的NaCl 溶液中，DNA 和蛋白质的溶解度不同，如DNA 可溶于2mol/L NaCl 溶液中，
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蛋白质则不能，B 正确；
C、为防止DNA 断裂，应将研磨液在4℃冰箱中静置或离心，但要取滤液进行后续操作，C 错误；
D、经酒精处理得到的白色丝状物中含有一定的蛋白质杂质，可加入蛋白酶，去除蛋白质杂质，提高
DNA 的相对含量，D 正确。
故选C。
9．（2024·广西·校联考模拟预测）研究人员将一种海鱼的抗冻蛋白基因 afp 整合到土壤农杆菌的
Ti 质粒上，然后用它侵染番 茄细胞，获得了抗冻的番茄品种。下列相关叙述中，正确的是（ ）
A．afp 基因是培育抗冻番茄用到的目的基因
B．目的基因的筛选与获取是培育转基因生物的核心工作
C．抗冻蛋白基因 afp 导入番茄细胞前，一般先用 Ca2+ 处理
D．只要检测出番茄细胞中含有 afp 基因，就代表抗冻番茄培育成功
【答案】A
【分析】检测转基因抗冻番茄是否培育成功的最简便方法是在个体水平上进行抗性鉴定，即观察其
是否能在相对寒冷的环境中生长。
【详解】A、实验目的是获得抗冻的番茄品种，因此抗冻蛋白基因afp 属于目的基因，A 正确；
B、基因表达载体的构建是培育转基因生物的核心工作，B 错误；
C、抗冻蛋白基因afp 导入农杆菌前，一般先用Ca2+处理，导入植物细胞常用农杆菌转化法，C 错误；
D、只有番茄具有抗冻性才能代表抗冻番茄培育成功，含有的afp 基因若不表达，也不会形成抗冻番
茄，D 错误。
故选A。
10．（2023·河北保定·河北省唐县第一中学校考二模）关于胚胎工程及其应用，下列叙述正确的是（
）
A．入卵后的精子激活卵细胞完成减数分裂Ⅱ，排出第一极体
B．胚胎移植时需将得到的胚胎移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内
C．做性别鉴定时应选择内细胞团细胞进行DNA 分析
D．基因表达载体导入乳腺上皮细胞后可通过分泌乳汁来生产所需要的药物
【答案】B
【分析】胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎
移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内产生后代，
以满足人类的各种需求。
【详解】A、精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ（减数第二次分裂），排出第二极体后，形成
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雌原核，A 错误；
B、在胚胎工程中，胚胎移植是最后一道工序，胚胎移植时需将得到的胚胎移植到同种的、生理状态
相同的雌性动物体内，B 正确；
C、做性别鉴定时应选择滋养层细胞，而非内细胞团细胞，C 错误；
D、需要将基因表达载体通过显微注射等方法导入哺乳动物受精卵中，最终通过分泌乳汁来生产所需
要的药物，D 错误。
故选B。
11．（2023·海南省直辖县级单位·校考模拟预测）研究发现，胰岛素进入血液循环后容易被降解，糖
尿病患者需要反复注射胰岛素才能达到治疗效果。科研人员借助蛋白质工程定向设计改变了胰岛素中的某
些氨基酸，提高了胰岛素在患者体内的稳定性，延长了其作用时间。下列有关叙述错误的是（ ）
A．蛋白质工程的实质是在 DNA 分子水平上进行设计和改造蛋白质
B．氨基酸序列的差异是影响胰岛素在患者体内稳定性的原因之一
C．改造胰岛素应首先从设计胰岛素基因中的脱氧核苷酸序列出发
D．蛋白质工程难度很大与蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构有关
【答案】C
【分析】蛋白质工程的基本流程：根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：预期蛋白质功能
→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列（基因）→DNA 合成，
最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。
【详解】A、蛋白质工程的基本流程为：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸
序列→据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列（基因）→DNA 合成，最终要利用基因工程上来解决蛋白质的合
成，因此蛋白质工程的实质是在 DNA 分子水平上进行设计和改造蛋白质，A 正确；
B、氨基酸序列差异，导致胰岛素的空间结构有所改变，影响了它的功能，B 正确；
C、胰岛素属于蛋白质，改造胰岛素应首先从设计预期的蛋白质结构出发，C 错误；
D、多数蛋白质除具有一级结构(即氨基酸顺序)外，还具有复杂的高级结构，即空间结构，而很多蛋
白质的空间结构是人们目前还不清楚的，因此实施蛋白质工程的难度很大，D 正确。
故选C。
12．（2023·浙江杭州·学军中学校考模拟预测）生物技术的安全性和伦理问题是社会关注的热点。下
列叙述错误的是（ ）
A．生物武器一般由致病微生物、毒素、昆虫等组成
B．治疗性克隆的目的是为了获得治疗所用的克隆细胞，需要在严格的监管下进行
C．反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿
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D．转基因植物进入自然生态系统后可能因具有较强的“选择优势”而严重影响生物多样性
【答案】A
【分析】1、转基因生物的安全性问题：食物安全（滞后效应、过敏源、营养成分改变）、生物安全
（对生物多样性的影响）、环境安全（对生态系统稳定性的影响）。
2、克隆技术：（1）治疗性克隆：指利用克隆技术产生特定细胞和组织（皮肤、神经或肌肉等）用
于治疗性移植。（2）生殖性克隆：指将克隆技术用于生育目的，即用于产生人类个体。中国政府的态度：
禁止生殖性克隆人，坚持四不原则（不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验），不反对
治疗性克隆人。
3、生物武器的传播是把这些病原体直接或者通过食物、生活必需品等散布到敌方，可以对军队和平
民造成大规模杀伤后果。
【详解】A、生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等，它可以直接或者通过食物、生活必需
品和带菌昆虫等散布，经由呼吸道、消化道和皮肤等侵入人、畜体内，造成大规模伤亡，A 错误；
B、治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官，用它们来修复或替代受损的细胞、
组织和器官，从而达到治疗疾病的目的，需要在严格的监管下进行，B 正确；
C、设计试管婴儿可以设计婴儿的性别，因此反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性
设计婴儿，C 正确；
D、转基因植物进入自然生态系统后可能因其具有较强的“选择优势”而占有较多的环境资源，使得
其他物种的生存受到影响，从而严重影响生物多样性，D 正确。
故选A。
13．（2023·广西北海·统考一模）《齐民要术》记载了古人在生产中运用发酵技术加工食品积累的许
多宝贵经验。其中关于桃醋的做法有如下记载：“桃烂自零者，收取，内之于瓮中，以物盖口。七日之后，
既烂，漉去皮核，密封闭之。三七日酢成，香美可食。”下列相关叙述错误的是（ ）
A．与未成熟的桃子相比，成熟的桃子单糖含量更高，利于酵母菌发酵
B．“以物盖口”和“密封闭之”都是为了防止杂菌污染、创设无氧环境
C．“漉去皮核”可增加微生物与营养物质的接触面积，提高发酵效率
D．“七日之后”发酵液中的pH 会降低，其表面可能形成一层菌膜
【答案】B
【分析】果醋制作中起到主要作用的微生物是醋酸菌，醋酸菌是—种好氧细菌，只有当氧气充足时，
才能进行旺盛的生理活动，其代谢类型属于异养需氧型。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的葡
萄糖分解为醋酸; 当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为
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30-35℃。
【详解】A、桃子在成熟过程中，多糖转化成单糖，单糖含量不断增高，利于酵母菌发酵，A 正确；
B、“密封闭之”的主要目的只是为了防止杂菌污染，醋酸发酵是需氧过程，B 错误；
C、过滤皮核后，发酵微生物与营养物质的接触机会增加，发酵效率提高，C 正确；
D、“七日之后”主要进行醋酸发酵，该过程产生的醋酸可以使发酵液中的pH 降低，发酵液表面会
出现一层醋酸菌膜，D 正确。
故选B。
14．（2023 上·广东·高三校联考阶段练习）幽门螺杆菌（Hp）生存于人体胃的幽门部位，能够引起
慢性胃炎等胃部疾病。尿素在酶的作用下分解产生NH3和CO2。体检时常用
14C 呼气试验来诊断测试者是
否感染Hp，测试者口服含
14C 标记的尿素胶囊，一段时间后通过测定呼出的气体是否含有
14CO2来诊断是
否感染Hp。医务工作者也可以采集胃病患者样本进行微生物的纯化操作，判断是否感染Hp。下列相关分
析错误的是（ ）
A．呼气试验的前提是Hp 能合成和分泌脲酶，从而催化尿素分解.
B．对样本进行微生物的纯化操作时，一般采用固体培养基
C．筛选Hp 的培养基应以尿素为唯一氮源，能抑制杂菌生长
D．在培养基中可加入醋酸洋红液来鉴定是否分离得到了Hp
【答案】D
【分析】1、培养基选择分解尿素的微生物的原理：培养基的氮源为尿素，只有能合成脲酶的微生物
才能分解尿素，以尿素作为氮源。缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素，缺乏氮源而不能生长发育繁殖，
而受到抑制，所以用此培养基就能够选择出分解尿素的微生物。
2、分解尿素的细菌的鉴定：细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，氨会使培养基的碱性增强。在以尿素
为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂培养细菌，若指示剂变红，可确定该种细菌能够分解尿素。
本题主要考查微生物的培养与分离，考查学生的实验探究能力。对Hp 进行纯化要得到单菌落，因此
用固体培养基培养。培养基应以尿素为唯一氮源，能分解尿素的微生物（Hp）可生长，不能分解尿素的微
生物不能生长。尿素分解产生的氨会使培养基的pH 升高，使酚红指示剂变红。
【详解】A、幽门螺杆菌（Hp）要能产生脲酶，
14C 标记的尿素进入胃后才能在其产生的脲酶的催化
下能分解生成NH3和
14CO2，一段时间后通过测定呼出的气体是否含有
14CO2才能诊断是否感染Hp，A 正确；
B、对Hp 进行纯化需要得到Hp 单菌落，所以需要用到固体培养基，B 正确；
C、培养基应以尿素作为唯一氮源，可以允许能分解尿素的微生物（Hp）在此培养基中生长，同时
抑制或阻止其他不能利用尿素的微生物的生长，C 正确；
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D、细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，氨会使培养基的碱性增强。在以尿素为唯一氮源的培养基中加
入酚红指示剂培养细菌，若指示剂变红，可确定该种细菌能够分解尿素，D 错误。
故选D。
15．（2023·湖北·校联考二模）贵州知名品牌“老干妈”系列产品一直沿用传统工艺精心酿造，其中
风味豆豉深受大众喜爱，远销国内外，风味豆豉的主要工艺流程如下图。下列说法正确的是（ ）
A．如果发酵装置中上层黄豆的发酵效果比底层好，推测该发酵菌的新陈代谢类型是异养厌氧型
B．传统方法制作豆豉，以混合菌种的液体发酵为主
C．调味过程中添加盐可抑制杂菌生长，白酒和风味料只是调节口味
D．黄豆煮熟的目的主要是破坏黄豆内部结构，使蛋白质变性，同时起到消毒的作用
【答案】D
【分析】1、参与腐乳制作的微生物主要是毛霉，其新陈代谢类型是异养需氧型。
2、腐乳制作的原理：毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；
脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。
【详解】A、如果发酵装置中上层黄豆的发酵效果比底层好，上层氧气充足，推测该发酵菌的新陈代
谢类型是异养需氧型，A 错误；
B、传统发酵是以混合菌种的固体或半固体发酵为主，B 错误；
C、调味过程中添加盐可抑制杂菌生长，白酒和风味料既可以调节口味也可以抑制杂菌生长，C 错误；
D、黄豆煮熟的目的主要是破坏黄豆内部结构，使蛋白质变性，易于被酶水解，同时起到消毒的作用，
D 正确。
故选D。
16．（2023·贵州黔东南·统考一模）为解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B 淋巴细胞的染色体丢
失的问题，研究者用EBV(一种病毒颗粒)感染已免疫的 B 淋巴细胞，获得“染色体核型稳定”的 EBV 转
化细胞。EBV 转化细胞能在 HAT 培养基中存活，但对 Oua 敏感。骨髓瘤细胞在 HAT 培养基中不能存活，
但对 Oua 不敏感。实验流程如图所示。下列分析正确的是（ ）
A．杂交瘤细胞的染色体丢失会导致合成的抗体增多
B．Oua 筛选能去除骨髓瘤细胞和自身融合的骨髓瘤细胞
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C．HAT 培养基筛选能去除EBV 转化细胞和自身融合的EBV 转化细胞
D．获得的杂交瘤细胞经过克隆化培养和抗体检测后才能用于生产单克隆抗体
【答案】D
【分析】1、单克隆抗体的制备过程是：对小动物注射抗原，从该动物的脾脏中获取效应B 细胞，将
效应B 细胞与骨髓瘤细胞融合，筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞，克隆化培养杂交瘤细胞（体内培养
和体外培养），最后获取单克隆抗体。
2、两次筛选：筛选得到杂交瘤细胞（去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞）；筛选出能够产生特
异性抗体的细胞群。
【详解】A、抗体是由浆细胞分泌的，杂交瘤细胞若丢失来自B 淋巴细胞的染色体，可能会导致抗
体产生能力下降，A 错误；
B、据题意“EBV 转化细胞能够在HAT 培养基中存活，但对Oua 敏感；骨髓瘤细胞在HAT 培养基中
不能存活，但对Oua 不敏感”可知，Oua 筛选去除的是未与骨髓瘤细胞融合的EBV 转化细胞和自身融合的
EBV 转化细胞，B 错误；
C、据题意“EBV 转化细胞能够在HAT 培养基中存活，但对Oua 敏感；骨髓瘤细胞在HAT 培养基中
不能存活，但对Oua 不敏感”可知，HAT 培养基筛选去除的是未与EBV 转化细胞融合的骨髓瘤细胞和自
身融合的骨髓瘤细胞，C 错误；
D、图示获得的杂交瘤细胞还要进行克隆培养和抗体检测，检测呈现阳性的杂交瘤细胞才能用于生产
单克隆抗体，D 正确。
故选D。
17．（2022·辽宁大连·大连八中校考模拟预测）中国科学院团队对雌性猕猴进行克隆，成功获得“中
中”和“华华”两姐妹，突破了现有技术无法用体细胞克隆非人灵长类动物的世界难题，为建立人类疾病
的动物模型，研究疾病机理，研发诊治药物带来光明前景。如图为“中中”和“华华”培育的流程，相关
叙述错误的是（ ）
A．图中的卵子实际上是发育到MⅡ期的卵母细胞
B．①过程可以通过电融合法使供体细胞与去核的卵母细胞融合，形成重构胚
C．③过程是动物胚胎的体外培养过程，需无菌、无毒环境
D．中中、华华的性别由纤维细胞的遗传物质决定
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【答案】C
【分析】题图分析：图示为“中中”和“华华”培育的流程，其中①为核移植过程，②表示早期胚
胎培养过程，③表示胚胎移植过程。
【详解】A、图中的卵子实际上是发育到MⅡ期的卵母细胞，因为去核的卵细胞内存在激活细胞全能
性表达的物质，A 正确；
B、①过程可以通过电融合法使供体细胞与去核的卵母细胞融合，形成重构胚，进而通过早期胚胎培
养获得可移植的胚胎，最后通过胚胎移植获得克隆动物，B 正确；
C、图中的③过程是指胚胎移植，C 错误；
D、中中、华华的细胞核基因来自成纤维细胞，因此它们的性别由纤维细胞的遗传物质决定，D 正确。
故选C。
18．（2024·山东潍坊·校考模拟预测）恶性高热是一种潜在致命性单基因遗传病，患者一般无症状，
但当接触麻醉剂后，会诱发患者出现高热等症状，死亡率极高。某家庭的母亲和女儿皆患有恶性高热，母
亲因该病去世，女儿经及时抢救而康复。科研人员对该家庭成员进行了基因检测。控制该性状的某一基因
可在限制酶的作用下切割成两条不同长度的 DNA 片段，用凝胶电泳法分离后可显示出不同的带谱如图所
示（控制该性状的基因为完全显性，且不位于XY 染色体的同源区段）。下列说法错误的是（ ）
A．该遗传病属于常染色体上显性遗传病
B．结合3、4 可推断 2 号不患病的概率是100%
C．该致病基因是由正常基因碱基的替换形成
D．4 号与无麻醉剂接触史的女子结婚，后代的基因型最多有3 种
【答案】B
【分析】由一对等位基因控制的遗传病叫单基因遗传病。分析题图可知，500bp 和800bp 片段是控制
该性状的某一基因（可能是治病基因也可能是正常基因）被限制酶切割成的两条不同长度的 DNA 片段，
该家庭儿子相关致病基因检测结果与女儿相同，因此儿子也患恶性高热；父亲只有500bp 和800bp 的片段，
说明父亲是纯合子；女儿和儿子既含1300bp 片段，也含500bp 和800bp 的片段，说明女儿和儿子都是既含
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致病基因，又含正常基因，是杂合子。
【详解】A、父亲只有500bp 和800bp 的片段，女儿和儿子既含1300bp 片段，也含500bp 和800bp 的
片段，说明儿子和女儿都是既含致病基因，又含正常基因，因此该病是显性遗传病。若是该致病基因在X
染色体上，且不位于XY 染色体的同源区段，儿子就不会同时含有致病基因和正常基因，因此判断该病为
常染色体显性基因控制的遗传病，A 正确；
B、父亲只有500bp 和800bp 片段，说明父亲是纯合子，根据题意，“控制该性状的某一基因可在限
制酶的作用下切割成两条不同长度的 DNA 片段”，若是致病基因被切割成两条不同长度的DNA 片段，
父亲有可能是患者，B 错误；
C、据题图可知，某限制酶作用于相应基因后，正常基因和致病基因的碱基对的总长度不变(都是
1300bp) ，因此推测该致病基因是由正常基因碱基的替换形成，C 正确；
D、该病为常染色体显性遗传病，用A/a 表示相关基因。无麻醉剂接触史的女子的基因型有三种可能：
AA 或Aa 或aa，4 号是杂合子，4 号与无麻醉剂接触史的女子结婚，后代的基因型为AA 和Aa，或AA、
Aa、aa，或Aa 和aa，子代能出现的基因型种类可能有2 种、3 种、2 种，后代的基因型最多，D 正确。
故选B。
19．（2023·广东汕头·金山中学校考三模）如图表示利用基因工程技术生产人血清白蛋白的两条途径，
下列有关叙述正确的是（ ）
A．分子运输车-载体的组成包括目的基因、标记基因、启动密码、终止密码等
B．扩增目的基因时，利用耐高温的DNA 连接酶从引物a 和引物b 起始延伸互补链
C．接受人血清白蛋白基因的绵羊受体细胞是乳腺细胞
D．含目的基因的植物受体细胞可能无需培养成完整植株
【答案】D
【分析】基因工程技术的基本步骤是：
1、目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR 技术扩增和人工合成。
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2、基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和
标记基因等。
3、将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞
的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；
将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
4、目的基因的检测与鉴定：
（1）分子水平上的检测：
①检测转基因生物染色体的DNA 是否插入目的基因——DNA 分子杂交技术；
②检测目的基因是否转录出了mRNA；
③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原-抗体杂交技术。
（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等，A 错误；
B、若利用PCR 技术扩增目的基因时，利用耐高温的DNA 聚合酶延伸子链，B 错误；
C、接受人血清白蛋白基因的绵羊受体细胞是受精卵，C 错误；
D、为了大量生产人血清白蛋白，可从愈伤组织获得，无需培养为完整植株，D 正确。
故选D。
20．（2023·广东汕头·统考三模）经国家的积极努力，脊髓性肌萎缩症（SMA）的特效药于2021 年
纳入医保目录。SMA 是一种常染色体隐性遗传病，一般是SMNI 基因发生部分碱基缺失引起的，主要表现
为肌无力、肌肉萎缩等。下列相关分析，正确的是（ ）
A．产前诊断是优生优育的重要手段，孕期可通过产前B 超检查胎儿是否患SMA
B．一对表型正常的夫妻，若第一个儿子为SMA 患儿，则再次生下SMA 儿子的概率为1/4
C．SMN1 基因突变，将引起表达产物中氨基酸数量减少，蛋白质空间结构异常而致病
D．第三代试管婴儿技术，可在胚胎移植前进行遗传学诊断，可帮助双方均为携带者的夫妻生下
健康宝宝
【答案】D
【分析】遗传病的监测和预防：（1）产前诊断：胎儿出生前，医生用专门的检测手段确定胎儿是否
患某种遗传病或先天性疾病，产前诊断可以大大降低病儿的出生率。（2）遗传咨询：在一定的程度上能
够有效的预防遗传病的产生和发展。（3）禁止近亲结婚。
【详解】A、分析题意可知，SMA 是一种常染色体隐性遗传病，该类遗传病无法通过产前B 超检查
确定胎儿是否患病，A 错误；
B、SMA 是一种常染色体隐性遗传病，设为A/a，一对表型正常的夫妻，若第一个儿子为SMA 患儿
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aa，则该夫妇基因型都是Aa，再次剩下SMA 儿子的概率=1/4×1/2=1/8，B 错误；
C、SMNI 基因突变是由于基因发生部分碱基缺失引起的，碱基对缺失可能引起mRN 上的密码子减
少，但不一定会引起氨基酸数量减少：可能因为碱基对缺失而引起终止密码延迟出现，导致氨基酸数量增
多，C 错误；
D、“第三代试管婴儿”也称胚胎植入前遗传学诊断技术，指在胚胎移植前，取胚胎遗传物质进行分
析，诊断胚胎是否异常，是减少出生缺陷儿的有效方法，第三代试管婴儿技术，可在胚胎移植前进行遗传
学诊断，可帮助双方均为携带者的夫妻生下健康宝宝，D 正确。
故选D。
21．（2023·四川成都·统考一模）雌二醇（E2）是一种典型的内分泌干扰物，自然环境中的雌二醇会
对水生生物和人类健康产生潜在风险。科研人员欲从城市污水处理厂的污泥中筛选E2 高效降解菌。回答
下列问题：
(1)科研人员认为从污水处理厂的污泥中更容易寻找到该菌种，原因是
。从污泥中筛选E2 高效降解菌的一般流程是：污泥取样→ →梯度稀释→ →
挑选鉴定。
(2)以E2 为唯一碳源的培养基能够筛选出E2 高效降解菌，其基本原理是 ；所用培养基
从功能上划分，属于 培养基。
(3)微生物降解E2 的效率可以通过检测 来判断。经分离筛选获得了一株高效降解E2 的
真菌（SP-1），若要对其进一步纯化，可在上述相同培养基中再加入 以抑制细菌生长。
(4)科研人员进一步研究SP-1 对细菌M 生长的影响，将相同直径的M 菌菌落转移至A 处，B 处接种
SP-1（如图1）。一段时间后，结果如图2 所示（d、D 分别为M 菌菌落直径），据图分析，可以用
反映SP-1 抑菌能力的大小。
【答案】(1) 污泥中含有较多E2，为E2 降解菌的生长和繁殖提供了有利条件 选择培养
涂布平板
(2) 以E2 为唯一碳源，只有能降解E2 的菌才能生长繁殖，而抑制或阻止其他微生物生长
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选择
(3) 单位时间内E2 的降解量/一定量的E2 降解所需的时间 抗生素
(4)M 菌菌落直径D 和d 的差值
【分析】选择培养基：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。
【详解】（1）根据生物与环境相适应的原则。科研人员认为从污水处理厂的污泥中更容易寻找到该
菌种，原因是污泥中含有较多E2，为E2 降解菌的生长和繁殖提供了有利条件选择培养。从污泥中筛选E2
高效降解菌的一般流程是：污泥取样→选择培养→梯度稀释→涂布平板→挑选鉴定。选择培养可以增加目
的菌的数量；
（2）选择培养基的原理是指人为提供有利于目的菌生长的条件，同时抑制或阻止其他微生物的生长。
以E2 为唯一碳源的培养基能够筛选出E2 高效降解菌，其基本原理是以E2 为唯一碳源，只有能降解E2 的
菌才能生长繁殖，而抑制或阻止其他微生物生长；所用培养基从功能上划分，属于选择培养基；
（3）微生物降解E2 的效率可以通过检测单位时间内E2 的降解量来判断。抗生素可以抑制细菌细胞
壁的形成，培养基中加入抗生素可以抑制细菌的生长；
（4）在这个实验中，科研人员将相同直径的M 菌菌落分别接种在A 处和B 处，其中B 处接种了
SP-1.一段时间后，发现M 菌菌落在A 处和B 处的直径有所不同，可以用直径的差值来表示这种差异。这
个差异反映了SP-1 对M 菌生长的抑制作用，也就是SP-1 的抑菌能力大小。因此，可以用M 菌菌落直径的
差值来反映SP-1 抑菌能力的大小。
22．（2023·河南开封·校考模拟预测）动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移
植、动物细胞融合等，其中动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。回答下列问题：
(1)近年来，细胞培养人造肉因其来源可追溯、绿色安全、口感更接近传统肉类等特性引起了广泛的
关注。人造肉细胞组织培养首先需要从组织中分离获得大量的、均一性的初始细胞，该过程中需要用
处理动物组织而获得分离的初始细胞，而不用胃蛋白酶，其原因是
，但是在操作时处理的时间也不能过长，其原因是
。
(2)世界上第一只非人灵长类克隆动物于2017 年11 月在中国科学院诞生。科研人员以从一个流产的
猕猴胎儿中提取的体细胞作为 ，经体外培养后，将其细胞核植入同种猕猴的 中，再经过胚激
活、
，最后培育健康的“克隆猴”。该“克隆猴”的培育用到了体细胞核移植技术，该技
术的难度明显高于胚胎细胞核移植，原因是
。
【答案】(1) 胰蛋白酶（或胶原蛋白酶） 在多数动物细胞培养液适宜的pH 范围内，胃蛋
白酶已失去活性 时间过长胰蛋白酶会分解细胞膜表面蛋白，使细胞死亡
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(2) 供体 去核卵母细胞 早期胚胎培养和胚胎移植 体细胞分化程度高，恢复其全能
性较难
【分析】细胞核移植概念：将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使
其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆
动物。
【详解】（1）动物组织之间相连物质的本质是蛋白质，用胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）可以将其分散
成单个细胞，因为动物细胞培养的适宜pH 是7.35~7.45，该pH 下胃蛋白酶会失活，所以用胰蛋白酶而不
用胃蛋白酶。但也不能长时间处理，因为用胰蛋白酶长时间处理会分解细胞膜表面蛋白，使细胞死亡。
（2）将提取到的体细胞作为体细胞细胞核供体，把供体细胞核植入去核卵母细胞，经过胚激活、早
期胚胎培养、胚胎移植，最后培养出“克隆猴”。由于动物体细胞的分化程度高，恢复其全能性十分困难，
所以体细胞核移植技术难度高于胚胎细胞核移植。
23．（2023·吉林通化·梅河口市第五中学校考模拟预测）高危型HPV 持续感染人体可导致宫颈癌，
常用HPV 抗体检测血清中的HPV 含量，进行宫颈癌的临床诊断。如图所示的是HPV 单克隆抗体的制备流
程示意图。回答下列问题：
(1)若①过程表示扩增HPV 基因，则采用的技术手段是 技术，该过程可以在 中
自动完成，常采用
来鉴定PCR 的产物。
(2)构建重组质粒时，为确保HPV 基因与质粒准确连接，可采用的限制酶为 ；过程②一般
先用 处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种 的生理状态，然后再将重组质粒导入其
中。
(3)诱导能产生特定抗体的B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合的常用方法有
，③表示
过程，获得的C 细胞的特点是
。
【答案】(1) PCR PCR 扩增仪（PCR 仪） 琼脂糖凝胶电泳
(2) AscⅠ和BamHI Ca2+ 能吸收周围环境中DNA 分子
(3) PEG 融合法、电融合法和灭活病毒诱导法 克隆化培养和抗体检测 既能无限增殖，
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又能分泌专一性抗体
【分析】单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取
已经免疫的B 淋巴细胞；诱导B 细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检
测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最
后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】（1）PCR 是一项体外扩增DNA 分子的技术，若①过程表示扩增HPV 基因，则采用的技术
手段是PCR 技术；PCR 过程可以在PCR 扩增仪（PCR 仪）中自动完成；PCR 扩增完成后，可通过琼脂糖
凝胶电泳技术来鉴定PCR 的产物。
（2）据图可知，图中XbaI 和SalI 限制酶会分别破坏启动子和终止子，故不能选择，同时为了避免
自身环化和反向连接，需要用两种酶进行切割，故选用的限制酶是AscⅠ和BamHI；过程②将目的基因导入
微生物细胞（大肠杆菌细胞）时，一般先用钙离子处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中
DNA 分子的状态，然后再将重组质粒导入其中。
（3）诱导能产生特定抗体的B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合的常用方法有PEG 融合法（化学方法），
电融合法（物理方法）和灭活病毒诱导法（生物方法）；据图可知，③是单克隆抗体制备过程中的第二次
筛选，即对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，最终获得的杂交瘤细胞是既能无限增殖，又能分泌专
一性抗体。
24．（2021 下·重庆垫江·高三校考阶段练习）我国政府对待克隆人的态度非常明确，禁止生殖性克
隆，但不反对治疗性克隆。治疗性克隆的过程如下图所示，请回答相关的问题。
（1）直接利用病人健康的体细胞无法直接诱导培养出胚胎干细胞，但将健康体细胞的细胞核与去核
卵母细胞融合的重组细胞却能诱导产生胚胎细胞，这说明去核卵母细胞的细胞质含有 。
重组细胞应放在CO2培养箱中培养，原因是 ，培养过程中除了注意满足细胞对营养、温
度、pH 等的要求外，还应该注意培养环境应该是 的。
（2）图中胚胎干细胞来源于囊胚时期的 ，这个时期的细胞具有 等特点。①和
②的实质都是 ，通过②形成的组织细胞与从病人体内提取的健康细胞在遗传物质上的差异，主
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要表现在 不同。由于胚胎干细胞具有发育全能性，因此有望对人类胚胎干细胞进行定向
后用于疾病的治疗。这种治疗性克隆不会引发伦理性问题的理由是
。
（3）治疗性克隆获得的组织器官在移植时一般不会出现排异反应，其根本原因在于
。
【答案】 促使细胞核全能性表达的物质和营养条件 CO2能调节培养液的pH 无菌、无
毒 内细胞团 体积小、细胞核大、核仁明显 基因选择性表达 细胞质中的遗传物质
诱导分化 胚胎干细胞的获得并没有直接使用胚胎细胞或卵细胞，也没有诱导发育成个体 治疗性
克隆获得的组织和器官的绝大多数遗传物质和患者相同
【解析】1、胚胎干细胞的特征：具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明
显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件
下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。
2、治疗性克隆开辟了治疗人类疾病的新途径，如解决组织或器官的来源、多种难治或不治之症的治
疗；解决同种异体器官移植过程中最难的免疫排斥反应；促进畜牧业、动物业、制药业等方面的蓬勃发展
等。
【详解】（1）核移植一般选择去核的卵母细胞为受体细胞，因为卵母细胞体积大，易操作，更主要
的是卵母细胞的细胞质中含有促使细胞核全能性表达的物质和营养条件；对动物细胞进行体外培养时使用
CO2培养箱，原因是其中的CO2具有调节培养液的pH 的作用；杂菌的污染和有毒物质的存在都会影响动物
细胞的培养，因此该过程应在无菌、无毒的环境中进行。
（2）胚胎干细胞来自囊胚时期具有发育全能性的内细胞团；这个时期的细胞具有体积小、细胞核大、
核仁明显等特点；①和②都属于细胞分化，因此实质是基因的选择性表达；克隆获得的组织细胞的细胞质
基因来自去核的卵母细胞，故通过②形成的组织细胞与从病人体内提取的健康细胞在遗传物质上的差异，
主要表现在细胞质中的遗传物质不同；通过定向诱导分化形成特定的组织细胞，可用于某些疾病的治疗；
由于胚胎干细胞的获得并没有直接使用胚胎细胞或卵细胞，也没有诱导发育成个体，因此治疗性克隆不会
引发伦理性问题。
（3）治疗性克隆获得的组织器官由于其细胞中大多数遗传物质都与病人的相同，因此它们细胞表面
的抗原基本相同，故一般不会产生免疫排斥反应。
【点睛】本题考查动物细胞工程、胚胎工程和关注生物技术伦理问题的有关知识。解题关键是明确
题图各步骤含义，并能结合题意分析作答。
25．（2023·四川巴中·南江中学校考模拟预测）我们的很多食物经过了天然存在的微生物的发酵过程，
如家庭制作的果酒、泡菜等。工业生产上，有时需要对菌种进行筛选纯化。回答下列问题：
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(1)家庭制作葡萄酒时，起主要作用的是 上的野生酵母菌种，发酵液中的菌种复杂，但在
的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。
(2)为了更好地抑制其他微生物生长，提高果酒的品质，可直接在果汁中加入人工培养的酵母菌。筛
选酵母菌菌种时，可在培养基中加入人一定量的青霉素，目的是
。利
用平板划线法纯化菌种时，可用灼烧后的 在固体培养基表面进行划线操作。
(3)制作泡菜时，起主要作用的是
，泡菜表面有时会长一层白膜，
这是酵母菌繁殖后形成的。酵母菌适合在泡菜表面繁殖的原因是
。制
作出的泡菜有时“咸而不酸”，造成这个结果最可能的原因是
。
(4)溶钙圈法是利用一些产酸类细菌在含CaCO3、的培养基上产生CaCO3溶解圈，从而筛选出产酸类
细菌的方法，可用于乳酸菌的筛选。其中培养基中加入CaCO3除了鉴别出能产酸的细菌外，还可起到
的作用。
【答案】(1) 附着在葡萄皮 缺氧、呈酸性
(2) 抑制杂菌生长 接种环
(3) 乳酸菌 泡菜发酵液营养丰富，泡菜表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌繁殖 盐浓
度过高，杀死了乳酸菌等微生物
(4)中和产生的酸，以维持培养基的pH
【分析】1、参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型
2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型;
果醋制作的原理:当氧气，糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸，当缺少糖源时，醋
酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，
【详解】（1）家庭制作葡萄酒时，起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生酵母菌种；
因为葡萄皮上附着有许多种类的菌，故发酵液中的菌种复杂，在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌
可以大量繁殖，而绝大多数其他微生物受到抑制。
（2）青霉素可以抑制细菌等的生长，但酵母菌、霉菌等真菌的生长不受影响，所以筛选酵母菌菌种
时，可在培养基中加入一定量的青霉素。
划线操作使用的接种工具为接种环。
（3）制作泡菜时，起主要作用的是乳酸菌。
由于酵母菌为兼性厌氧菌，且同化作用类型为异养型，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很
丰富，适合酵母菌繁殖，制作泡菜时，泡菜表面的白膜就是由酵母菌繁殖形成。
制作出的泡菜有时“咸而不酸”，造成这个结果最可能的原因是盐浓度过高，杀死了乳酸菌等微生
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物。
（4）培养基中加入CaCO3除了鉴别出能产酸的细菌外，可起到中和产生的酸，以维持培养基的pH
的作用。
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