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选择性必修三 生物技术与工程
第1 章 发酵工程
第1、3 节 传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用
1.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化为人类所需要的产物的过程。
传统发酵技术是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。传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭
式或作坊式的。传统发酵食品的制作过程利用了天然存在的菌种，因此，由于菌种差异、杂菌情况不明和
发酵过程的控制缺乏标准等，往往会造成发酵食品的品质不一。为了缩短发酵时间，确保品质稳定，工业
上大规模生产时，通常会先通过微生物培养技术获得单一菌种,再将它们接种到物料中进行发酵。（“选必
三”P5、8“教材正文”）
2.发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。它涉及菌种
的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。（“选必三”P1“教材”第1 章章首）
3.发酵常用菌种及反应式（“选必三”P5、6、7“教材正文”）
（1）乳酸菌是厌氧（需氧、厌氧、兼性厌氧）细菌，在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸，反应简式
为：C6H12O6――→
2C
3H6O3（乳酸）＋能量。
（2）酵母菌能以多种糖类作为营养物质和能量的来源，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，反应式为：C6H12O6＋
6O
2＋
6H
2O ――→
6CO
2＋
12H
2O ＋能量
；在无氧条件下，
酵母菌能进行酒精发酵，反应式为：C6H12O6――→
2C
2H5OH
（酒精）＋
2CO
2＋能量。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℃。
（3）醋酸菌：①代谢及反应式：醋酸菌是好氧细菌，当氧气、糖源都充足时能将糖分解成醋酸，反应式
为：C6H12O6＋
2O
2――→
2CH
3COOH
（醋酸）＋
2H
2O ＋
2CO
2＋能量；当缺少糖源时则将乙醇转化为乙醛，
再将乙醛变为醋酸，反应式为：C2H5OH
＋
O 2――→
CH
3COOH
（醋酸）
＋
H 2O ＋能量
。醋酸菌可用于制作
各种风味的醋。多数醋酸菌的最适生长温度为30
～
35
℃。
4.下图为某同学在制作泡菜在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量。据图分析，从亚硝酸盐的含量来看，
该泡菜应该在发酵10 天后食用比较合适，因为这时亚硝酸盐含量已经降到较低的水平。制作泡菜时，配制
的盐水的质量百分比为5%
〜
20%
，盐水要煮沸后冷却。煮沸的两大作用是杀死盐水中的微生物和去除盐
水中的氧气。该同学第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成这个结果最可能的原因是食
盐浓度过高、发
1
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酵温度过低等原因导致泡菜未能正常发酵。加入“陈泡菜水”的目的是“陈泡菜水”中含有纯度较高的乳
酸菌，加入“陈泡菜水”相当于接种乳酸菌。（“选必三”P6“教材正文”、P8“拓展应用T2”）
5.有3 位同学分别采用了3 种不同的发酵装置来制作果醋。A 同学用的是带盖的塑料瓶；B 同学用了没有盖
的塑料瓶，在发酵过程中无盖的瓶口一直由捆绑在瓶口的8 层纱布覆盖；C 同学则设计了如下图所示的发
酵装置。结合果醋的制作原理，你认为更适合制作果醋是C 同学设计的发酵装置，理由是：出料口可以用
来取样；充气口可以在发酵时连接充气泵进行充气，从而有利于醋酸菌更好地进行有氧呼吸，提高发酵效
率；排气口可以用来排出在发酵过程中产生的气体，它通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，可防止空气
中微生物的污染。若对该同学的装置做进一步改进，你认为可以进行的改进是：在充气口填充棉花或者安
装其他过滤装置，这样改进的好处是：可以防止充入的气体携带外来杂菌污染发酵液等。（“选必
三”P8“拓展应用T3”）
6.发酵工程的基本环节（“选必三”P22、23“教材正文”）
（1）选育菌种：选育菌种对应上图中序号①，性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱
变育种或基因工程育种获得。
（2）扩大培养：由于工业发酵罐的体积较大，接入的菌种总体积也较大。所以，在发酵之前需要对菌种
进行扩大培养。
（3）配制培养基：在菌种确定之后，要选择原料制备培养基。在生产实践中，培养基的配方要经过反复
试验才能确定。
（4）灭菌：灭菌对应图中序号②，此操作是指对培养基和发酵设备进行严格的灭菌。该操作后即可进行
接种，即图中序号③对应的操作。
2
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（5）发酵：发酵是发酵工程的中心环节，对应图中序号④。在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生
物数量、产物浓度等，以了解发酵进程。还要及时添加必需的营养组分，要严格控制温度、
pH
和溶解氧
等发酵条件。现代发酵工程使用的大型发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的温度、
pH
、溶解氧
、
罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行监测和控制；还可以进行反馈控制，使发酵全过程处于最佳状态。
（6）分离、提纯产物：该操作对应上图中序号⑤。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，即可得到产品。如果产品是代谢物，可根据产物的性质釆取适
当的提取、分离和纯化措施来获得产品。
7.发酵工程中要对培养基和发酵设备严格灭菌。其原因是：发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种。一旦
有杂菌污染，可能导致产量大大下降。（“选必三”P23“教材图”）
8.微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时需要考虑的因素包括：在低成本的培养基上能迅速生长
繁殖；生产所需代谢物的产量高；发酵条件容易控制；菌种不易变异、退化等。（“选必三”P23“思考•
讨论”T1 改编）
9.发酵工程的发酵过程中，需要对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要。这里的“对发酵条件进行
调控”主要指要对温度、
pH
、溶解氧等发酵条件进行严格控制，使其最适合微生物的生长繁殖，同时及时
添加必要的营养组分。（“选必三”P23“思考•讨论”T2 改编）
10.发酵工程与传统发酵技术相比，在产物分离和提纯方面有较大改进。主要体现在：传统发酵技术获得的
产物一般不是单一的组分，而是成分复杂的混合物，很多时候不会（会、不会）再对产物进行分离和提纯
处理，或者仅采用简单的沉淀、过滤等方法来分离和提纯产物。在发酵工程中使用的分离和提纯产物的方
法较多。在产物的初分离阶段，常采用沉淀、萃取、膜分离、吸附和离子交换等方法；在进一步纯化阶段，
会采用液相层析法、结晶法等方法。发酵工程产物无论是代谢物还是菌体本身，都需要进行质量检査,合格
后才能成为正式产品。（“选必三”P23“思考•讨论”T3 改编）
第2 节 微生物培养技术及应用
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。培养基用以培养
、
分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源（提供碳
元素的物质）、氮源（提供氮元素的物质）和无机盐。此外还需满足微生物生长对pH
、特殊营养物质以
及氧气的要求。（“选必三”P9“教材正文”）
2.微生物培养基需要氮源，这是因为：氮元素是微生物合成蛋白质、核酸等物质所必需的。下表是某微生
物培养基的成分，该培养基可用来培养自养（自养、异养）型微生物。若除去①，此培养基不能（能、不
3
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能）培养圆褐固氮菌，原因是：圆褐固氮菌虽可以固氮，但其同化作用类型为异养型，培养基中必须提供
含碳有机物，所以该培养基不能用来培养圆褐固氮菌。（“选必三”P10“旁栏思考”改编）
3.人为提供有利于目的菌生长的条件(包括营养、温度和
pH
等)，同时抑
制或阻止
其他微生物的生长。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。（“选必三”P16“教材正文”）
4.如果要将土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出来，应设计一种选择培养基,用尿素作为唯一氮源。该培
养基与普通培养基的共同点和不同点是：
这种培养基只是用尿素作为唯一氮源，培养基的其他营养成分基
本相同。（“选必三”P16“思考•讨论”讨论1、2）
5.消毒是指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物。灭菌则是指使用强烈的理
化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。生物消毒法是指利用生物或其代谢物除去环境中的
部分微生物的方法。有些微生物可用来净化污水、污泥，这属于（属于、不属于）生物消毒法，这些微生
物能用来净化污水、污泥的原因是：它们能够寄生于多种细菌体内，使细菌裂解。（“选必三”P10“教材
正文”、“相关信息”）
6.在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为培养物。由单一
个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获
得纯培养物的过程
就是纯培养。
7.研究和应用微生物的前提是防止杂菌污染，获得纯净的微生物培养物，这也是发酵工程的重要基础。在
实验室培养微生物，一方面要为人们需要的微生物提供合适的营养和环境条件；另一方面要确保其他微生
物无法混入，并将需要的微生物分离出来。（“选必三”P9“教材正文”）
8.在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，由于空气中的微生物可能在皿
盖与皿底之间的培养基上滋生，因此最好不要用这个平板培养微生物。（P“选必三”12“教材图”改编）
9.微生物接种中的平板划线法接种是指通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种
逐步稀释分散到培养基的表面。（“选必三”P13“教材正文”）
10.平板划线操作中，在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；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
菌落。划线结束后需要（需要、不需要）灼烧接种环，其原因是：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。（“选必三”P13“教材图”改编）
11.统计样品中活菌的数目常用的方法是稀释涂布平板法，用这一方法统计菌落数目的理论依据是：当样品
4
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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。因此，恰当的稀释度
是成功地统计菌落数目的关键。用这种方法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。这是因为当两个或多
个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。除了这种活菌计数法外，显微镜直接计数也是测定微
生物数量的常用方法，该方法利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下观察、计数，然后再计
算一定体积的样品中微生物的数量，统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。（“选必三”P18“教材正
文”）
12.用稀释涂布平板法来统计样品中的活菌数时，通过统计平板上的菌落数就能推测出样品中的活菌数，原
因是：平板上的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌。（“选必三”P20“概念检测T2”改编）
第2 章 细胞工程
第1 节 植物细胞工程
1.细胞全能性是指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。在生物
的生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出全能性，这是因为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。（“选必三”P34“教材正文”）
2.植物组织培养流程为“①――→②――→③―→试管苗―――→完整植株”，其中数字序号处填写内容依
次为：①
外植体、
②
愈伤组织
③
根、芽等
。①具体指的是离体培养的植物器官、组织或细胞；脱分化是指
在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞转变成未分化细胞的过程，该过程不需要（需要、
不需要）光照；经脱分化形成的是不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。再分化是指愈伤组织重新分
化成芽、根等器官的过程；植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,
它们的浓度、用量的比例等都会影响植物细胞的发育方向。（“选必三”P35“图2-1”、“教材正文”）
3.生长素和细胞分裂素是植物组织培养中的两种关键性激素。在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用
呈现加强的趋势。按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果。若先使用生长素，后使用细
胞分裂素，则有利于细胞分裂，但细胞不分化；若先使用细胞分裂素，后使用生长素，则细胞既分裂也
分化；若同时使用，则可提高分化频率。当同时使用这两类激素时，生长素用量与细胞分裂素用量的比
影响植物细胞的发育方向。比值大于1 时，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值小于1 时，有利于芽的
分化、抑制根的形成；比值等于1 时，促进愈伤组织的形成。由此可见，在植物组织培养过程中，植物激
素的浓度、使用的先后顺序以及用量的比例等，都会影响实验结果。（“选必三”P37“进一步探究2”改
编）
4.植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性，植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的
5
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全能性。（“选必三”P35“图2-1”、P38“图2-4”改编）
5.通过植物体细胞杂交获得杂种植物不属于（属于、不属于）有性生殖。其原因是植
物体细胞杂交过程中
没有有性生殖细胞的结合，因此不属于有性生殖，应为无性生殖。杂种植株的变异类型属于染色体变异
（基因重组、染色体变异）。因为杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，属于异源多倍
体，所以变异类型为染色体变异。杂种植株是否可育要看同源染色体能否正常联会。若植物体细胞杂交过
程得到的杂种植物存在同源染色体，能正常联会，则可育。（“选必三”P36“教材正文”改编）
6.假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B，在进行杂交前必须先利用纤
维素酶和果胶酶
去除细胞壁，获
得原生质体，再经物理或化学方法诱导原生质体融合。在实际操作中，诱导后再生出的植物细胞可能有多
细胞融合的细胞、两两融合的细胞、未融合的细胞。若要对融合产生的细胞进行检测，可进行的实验操作
是：对诱导产生的细胞进行植物组织培养，然后根据得到的植物性状进行判断。预期结果及结论是：若得
到的是一种植物的性状，说明是未融合细胞；若得到的是具有两种亲本性状的植物，说明是杂种植株；若
得到的是具有两种亲本性状的植物，且一种植物的性状得到加强，则是多细胞融合体；若得到的是一种植
物的性状且效果得到加强，则是同种细胞融合的结果。（“选必三”P38“图2-4”改编）
7.植物顶端分生区附近（如茎尖）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，
再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。经植物组织培养技术培育出的脱毒苗不抗（抗、不抗）
病毒，因为“脱毒”与“抗毒”不同，前者指的是本身病毒少，甚至无病毒，受病毒感染的机会少，而后
者指的是能抵抗病毒的感染。（“选必三”P40“教材正文”改编）
第2 节 动物细胞工程
1.植物组织培养技术是将离体的植物器官、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。（“选必三”P35“教材正文”）
2.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、生产单克隆抗体等，
其中动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。该技术是指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。（“选必三”P43“教材正
文”）
3.下图为动物细胞培养示意图，①可表示胰蛋白酶或胶原蛋白酶。②指原代培养，即：将动物组织经处理
后的初次培养。②过程中培养的动物细胞可以分为两大类：一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖，即图
中的悬浮生长；另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，即图中的贴壁生长，大多数细胞属于这
种类型，这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。悬浮培养的细胞会因细胞密度过
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大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。贴壁细胞在生长增殖时，除受上述因素
的影响外，还会发生接触抑制现象,即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。
这时就需要对细胞进行分瓶培养，让细胞继续增殖，即图中的③表示传代培养。其具体操作为：对悬浮培
养的细胞直接用离心法收集；贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心
法收集。之后，将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养。（“选必三”P44“教材正文”、P45“图2-12”）
4.动物细胞培养时，从健康动物体内取出组织块，剪碎，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理一段时间，该过
程中处理时间的长短会影响处理效果。若时间过短，则细胞不会(填“会”或“不会”)被消化，原因是细
胞表面具有糖蛋白，对细胞具有一定的保护作用。长时间后细胞会(填“会”或“不会”)被消化，原因是
细胞表面糖蛋白的保护作用是有限的；细胞膜的主要成分包括磷脂和蛋白质，蛋白质可被胰蛋白酶水解。
（“选必三”P44“教材正文”改编）
5.①胚胎干细胞存在于早期胚胎中，具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体
的所有组织和器官甚至个体的潜能。②成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞，包括骨髓中的造血干细
胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等。一般认为，成体干细胞具有组织特异性，只能分
化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。③通过体外诱导成纤维等细胞，获得类似胚胎干
细胞的一种细胞，被称为诱导多能干细胞(简称iPS 细胞)。诱导形成iPS 细胞的过程无需破坏胚胎；iPS 细
胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。
6.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。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。（“选必三”P48“教材正文”）
7.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常用方法有PEG
融合法、电融
合法和灭活病毒诱导法等。（“选必三”P48“教材正文”）
8.植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术基本相同，不同的是植物体细胞融合前需去掉细胞壁，然后再
融合；动物细胞融合是两个体细胞直接融合。（“选必三”48“教材正文”改编）
9.植物体细胞杂交技术是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
7
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新植物体的技术。（“选必三”P38“教材正文”）
10.制备单克隆抗体时，要选用B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞，其原因是每一个
B 淋巴细胞
只能分泌一种特异性抗体，但不能无限增殖；骨髓瘤细胞可大量快速增殖，却不能产生抗体。若将两种细
胞融合产生杂交瘤细胞，它会兼有两个亲本细胞的特性──在体外培养条件下能不断增殖，同时能产生出
某种特异性的抗体。B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞经聚乙二醇处理后，培养液中存在的细胞有未融合的
B 淋巴
细胞、未融合的骨髓瘤细胞、
B 细胞自身融合
细胞
、骨髓瘤细胞自身融合
细胞
、
B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞
融合
细胞
(不考虑多个细胞相互融合的情况)，出现不同种融合细胞的原因是细胞融合是随机的。选择杂交
瘤细胞的过程中涉及两步筛选，其目的各是：第一步筛选的目的是获得杂交瘤细胞；第二步筛选的目的是
获得能产生所需单一抗体的杂交瘤细胞。（“选必三”P48、49“教材正文”、2014 全国卷Ⅰ，T40 第2 小
题）
11.在体细胞的细胞核移植中选择MⅡ期卵母细胞作为受体的原因是：MⅡ
期卵母细胞体积大，易操作；
MⅡ
期卵母细胞的细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质和营养条件
。（“选必三”P53“图2-18”改
编）
12.若从动物的遗传基础分析，体细胞核移植方法生产的克隆动物，不是（是、不是）对体细胞供体动物进
行了100%的复制，其原因是：克隆动物绝大部分
DNA
来自于供体细胞核，但其核外的
DNA
，即线粒体
中的
DNA
同时来自核供体细胞和受体卵母细胞
。所以，用体细胞核移植方法克隆的动物不是（是、不
是）供体动物完全相同的复制。若动物的遗传基础完全相同，体细胞核移植方法生产的克隆动物，不是
（是、不是）对体细胞供体动物进行了100%的复制，其原因是：动物的发育及一些行为、习性的形成与
所处环境有很大关系，克隆动物所生活的环境与核供体动物生活的环境不会完全相同，所以从这一角度看，
克隆动物不是（是、不是）对核供体动物进行100%的复制。（“选必三”P54“思考•讨论”T2）
第3 节 胚胎工程
1.受精是精子与卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。它包括受精前的准备阶段和受精阶段。在自然条
件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。刚刚排出的精子，不能（能、不能）立即与卵子受精，必须在雌
性动物生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，这一生理现象称为“精子获能”。动物排出的
卵子成熟程度不同，可能是初级卵母细胞、次级卵母细胞，但它们都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。（“选必三”P56、57“教材正文”）
2.获能后的精子与卵子相遇时，首先它释放出多种酶，以溶解卵细胞膜外的一些结构，同时借助自身的运
动接触卵细胞膜。在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精
子进入透明带。然后，精子入卵。精子入卵后，卵细胞膜也会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵
内。精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的
核，叫作雄原核。与此同时，精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后，形成雌原核。
雄、雌原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，核膜消失。这个含有两个染色体组的合子就是受精卵。受
精过程结束后，受精卵的发育也就开始了。（“选必三”P57“教材正文”）
3.本节教材中介绍的防止多精入卵的两道重要屏障是：透明带反应和卵细胞膜反应，它们分别发生在精
子
8
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穿越透明带触及卵细胞膜的瞬间及精子入卵之后。其实，防止多精入卵不只上述两个途径，精子在经过雌
性动物生殖道的一些屏障后，只有少数活动力强的精子能到达受精部位，这说明生殖道对精子具有初步的
筛选作用；另外，在精子和卵细胞识別后会发生一些反应，如卵细胞表面的精子识别受体很快发生分子修
饰，使后来的精子表面的卵细胞结合蛋白不能识别受体等，这也可防止多精入卵。（“选必三”P64“拓展
应用T2”改编）
4.多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂
II ，因而不会形成两个第二极体。在实际胚胎工程操作中，常
以观察到两个极体或者雄、雌原核作为受精的标志。（“选必三”P58“相关信息”）
5.卵裂是指受精卵的早期分裂，该过程发生的场所是透明带内，胚胎的特点是细胞的数量不断增加，但胚
胎的总体积并不增加。孵化是指随着胚胎的进一步发育，囊胚进一步扩大导致透明带破裂，胚胎从其中伸
展出来的过程。（“选必三”P58“教材正文”）
6.卵子一般在排出2 ～
3 h 后才能被精子穿入。动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初级卵母细胞，
如马、犬等;有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等。但它们都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。（“选必三”P57“教材正文”）
7.从卵巢中采集到的卵母细胞，必需在体外进行成熟培养，然后才能用于体外受精。（“选必
三”P60“教材正文”、图2-22）
8.哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。采集到的卵母细胞和精
子，要分别在体外进行成熟培养和获能处理，然后才能用于体外受精。一般情况下，可以将获能的精子和
培养成熟的卵子置于适当的培养液中共同培养一段时间，来促使它们完成受精。（“选必三”P60“教材正
文”）
9.以家畜的胚胎移植为例，胚胎移植主要包括供体、受体的选择和处理，配种或人工授精，胚胎的收集、
检查、培养或保存，胚胎的移植，以及移植后的检查等步骤。（“选必三”P61“教材正文”）
10.超数排卵是指应用促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。（“选必三”P62“相关
信息”）
11.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母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成
新胚胎，继而发育为动物个体的技术。（“选必三”P52“教材正文”）
12.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。胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一，这是因为来自同一胚胎的后代具有相同的遗
传物质。（“选必三”P62“教材正文”）
13.下图为牛胚胎性别鉴定和分割示意图，图中①～④表示相关结构，相应序号表示的名称为①
囊胚腔、
②
透明带、
③
滋养层、
④
内细胞团
；甲、乙表示相关操作过程，甲表示做
DNA
分析，鉴定性别
，该操作时
应取样滋养层，乙表示胚胎移植。在获得图中二分胚时要注意的是将内细胞团均等分割，其原因是内细胞
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团是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。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。另外，胚胎分割并不是分割的份数越多，效率越高。因为分割的次数越多，分割后胚胎
成活的概率越小。（“选必三”P63“图2-25”改编）
第3、4 章 基因工程、生物技术的安全性与伦理问题
1.基因工程中切割DNA 的工具是限制性内切核酸酶，又称限制酶。这类酶主要是从原核生物中分离纯化出
来的。限制酶能够识别双链DNA 分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间
的磷酸二酯键断开。DNA 分子经限制酶切割产生DNA
片段
，它们的末端通常有两种形式—黏性末端和平
末端。（“选必三”P71“教材正文”）
2.不同的限制酶切割能产生相同的黏性末端，像这样，识别DNA 分子中不同核苷酸序列，但能切割产生相
同黏性末端的限制酶被称为同尾酶。同尾酶在基因工程操作中的意义是使构建载体时，切割位点的选择范
围扩大。例如，我们选择了用某种限制酶切割载体，如果目的基因的核苷酸序列中恰好含有该限制酶的识
别序列，那么用该限制酶切割含有目的基因的DNA 片段时，目的基因就很可能被切断；这时可以考虑用
合
适的同尾酶
来获取目的基因，但需要注意的是目的基因的核苷酸序列中不能有该同尾酶的识别序列。
（“选必三”P74“拓展应用T2”改编）。
3.基因工程中，
通常是利用质粒作为载体，将基因送入细胞中。质粒是一种裸露的、结构简单、独立
于细菌拟核
DNA
之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状
DNA
分子
。质粒DNA 分子上有一个至多
个限制酶切割位点，供外源DNA 片段（基因）插入其中。携带外源DNA 片段的质粒进入受体细胞后，在
细胞中进行自我复制，或整合到受体
DNA
上，随受体
DNA
进行同步复制。质粒DNA 分子上有特殊的标
记基因，如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因等标记基因，供重组
DNA
的鉴定和选择
。质粒是基因
工程中常用的载体，但在进行基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过
人工改造的。（“选必三”P72“教材正文”））
4.在基因工程中使用的载体除质粒外,还有噬菌体、动植物病毒等。它们的来源不同，在大小、结构、复制
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方式以及可以插入外源DNA 片段的大小上也有很大差别。（“选必三”P73“教材正文”）
5.在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因就是目的基因。根据
不同的需要，目的基因是不同的，它主要是指编码蛋白质的基因,如与生物抗逆性、优良品质、生产药物、
毒物降解和工业用酶等相关的基因。（“选必三”P76“教材正文”）
6.筛选合适的目的基因：从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选是筛选合适的目的基因较为有效
的方法之一。测序技术的发展，以及遗传序列数据库、序列比对工具等的应用，为科学家找到合适的目的
基因提供了更多的机会和可能。（“选必三”P76、77“教材正文”）
7.获取目的基因的方法：①人工合成目的基因。例如，我国首批具有较高抗虫活性的转基因抗虫棉的培育
过程中，科学家人工合成了目的基因。②常用PCR 特异性地快速扩增目的基因。③通过构建基因文库来
获取目的基因。（“选必三”P77、82“教材正文”）
8.用PCR 技术不可以（可以、不可以）直接扩增mRNA，需要将它逆转录成
cDNA
再进行扩增。下图表示
由mRNA 逆转录形成cDNA 的过程，从图中可看出，其步骤为：第一步，逆转录酶以
RNA
为模板合成一
条与
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
DNA
链，形成双链
DNA
分子
。
（“选必三”P79“旁栏思考”改编）
9.PCR 扩增目的基因的过程是:目的基因DNA 受热变性
后解为单链,该过程称为变性,发生该过程的条件是温
度上升到90℃；引物与单链相应互补序列结合,该过程称为复性，该过程中温度需下降到50℃左右；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
；然后以单链DNA 为模板,在DNA
聚合酶
作用下进行延伸,该过程称为延伸，即将
4 种脱氧核苷酸加到引物的
3' 端
，该过程温度需上升到72℃左右，
如此重复循环多次。由于延伸后得到的产物又可以作为下一个循环的模板，因而每一次循环后目的基因的
量可以增加一倍,即成指数形式扩增(约为2n，其中n 为扩增循环的次数)。（“选必三”P77、78“教材正
文”、“图3-5”改编）
10.下图为基因表达载体模式图，图中①表示启动子，它是一段有特殊序列结构的DNA 片段，位于基因的
上游，紧挨转录的起始位点，它是RNA 聚合酶识别和结合的部位，其作用是驱动基因转录出
mRNA
，最
终表达出人类所需要的蛋白质。有时为了满足应用需要，会在载体中人工构建诱导型启动子，当诱导物存
在时，可以激活或抑制目的基因的表达。②表示终止子，位于基因的下游，是一段有特殊序列结构的DNA
短片段，其作用是能够使转录在所需要的地方停止下来。③表示标记基因，其作用是鉴别受体细胞中是否
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含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，如抗生素抗性基因就可以作为这种基因。（“选必
三”P80“图3-6”改编）
11.下图表示构建基因表达载体的过程，甲、乙、丙表示相关酶，甲、乙应是同一种限制酶或能产生相同末
端的限制酶，甲酶作用形成了一个切口，两个黏性末端，乙酶作用形成了两个切口，四个黏性末端；丙酶
是DNA
连接酶
，丙酶作用后若考虑DNA 片段的两两相连情况，则会出现目的基因与目的基因连接、目的
基因与质粒连接、质粒与质粒连接三种情况，因此，需通过筛选才可获得目的基因与质粒连接的重组质粒。
（“选必三”P80“图3-6”改编）
12.判断：PCR 延伸过程中需要DNA 聚合酶、ATP 和4 种核糖核苷酸。（错误：延伸过程中，需要
DNA
聚
合酶、能量和
4 种脱氧核糖核苷酸
）（“选必三”P83“概念检测T2”）
13.农杆菌转化法：转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。农杆菌
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。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-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。如果将目的基因插入Ti
质粒的
T-DNA
中，通过农杆菌的转化作用，就可以
使目的基因进入植物细胞。（“选必三”P81“教材正文”）
14.基因工程菌是指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类。若生产借助基因工程菌生产人的
胰岛素，与选择大肠杆菌相比，选用酵母菌生产人的胰岛素的优势是酵母菌为真核生物，有生物膜系统，
可通过内质网和高尔基体对产生的胰岛素进行加工和修饰，从而产生有活性的胰岛素。（“选必
三”P91“相关信息”改编）
15.目的基因的检测与鉴定的目的是判断导入受体细胞后的目的基因是否可以稳定维持和表达其遗传特性。
这是基因工程的第四步工作，也是检査基因工程是否做成功的一步。①
分子生物学水平的检测：通过PCR 等技术检测受体细胞的染色体
DNA
上是否插入了目的基因。利用PCR
技术检测目的基因是否转录出了mRNA。用相应抗体进行抗原—抗体杂交检测目的基因是否翻译成蛋白质
等。②除进行分子水平检测外，还需要进行个体生物学水平的鉴定，例如，通过抗虫、抗病接种实验等判
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断是否获得了抗性及抗性程度。（“选必三”P82“教材正文”）
16.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。蛋白质工程的目标是根据人们对
蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行设计改造。由于基因决定蛋白质，因此要对蛋白质的结构进
行设计改造，最终还必须通过改造或合成基因来完成。（“选必三”P93、94“教材正文”）
17.全世界种植的转基因作物中，种植最多的转基因作物是大豆和玉米，转基因大豆和普通大豆属于（属于、
不属于）同一物种，因为转基因生物不是新物种，在转基因技术中，所转移的只是自然界中已存在的外源
基因，它不会改变生物原有的分类地位，只能说是具有某种新特征的同一物种。（“选必三”P102“教材
正文”改编）
18.生殖性克隆与治疗性克隆：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。（“选必三”P106“教材正文”）
为解决不孕夫妇的生育问题而发明的试管婴儿技术，与“设计试管婴儿”的区别是：“设计19.试管婴
儿”实际上是指在将体外受精形成的胚胎植入母体前，根据人们的需要，将胚胎的细胞取出，进行特定基
因的检测
; 当检测结果符合人们的需要时，再把胚胎植入母体
。一般我们所说的试管婴儿技术，不必经过基
因检测这一步骤。（“选必三”P109“思考•讨论”讨论1）
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