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(十)生物技术与工程
1．核心概念
(1)培养基：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。(选择
性必修3 P9)
(2)消毒：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。(选
择性必修3 P10)
(3)灭菌：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。(选择性必修
3 P10)
(4)纯培养：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。(选择性必修3 P11)
(5)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，称为选择培养基。(选择性必修3 P16)
(6)植物组织培养：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。(选择性必修3 P35)
(7)植物体细胞杂交：将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并将杂种
细胞培育成新植物体的技术。(选择性必修3 P38)
(8)动物细胞培养：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。(选择性必修3 P43)
(9)胚胎移植：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。(选择性必修3 P61)
(10)胚胎分割：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。(选择性必修3 P62)
(11)基因工程：按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符
合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程又叫作重组DNA 技术。(选择性必修3
P67)
(12)质粒：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。(选择性必修3 P72)
(13)PCR：聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA 半保留复制的原理，在体外提供参
与DNA 复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。(选择
性必修3 P77)
(14)转化：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。(选择性必
修3 P81)
(15)蛋白质工程：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。(选
择性必修3 P93)
2．要语必背
(1)教材黑体字
①细胞全能性：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。(选择性必修3 P34)
②动物细胞培养的条件：营养；无菌、无毒的环境；温度、pH 和渗透压；气体环境。(选择
性必修3 P44)
③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。(选择性必修3
P48)
④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，继而发育成动物个体的技术。(选择性必修3 P52)
⑤胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。(选择性必修3 P56)
⑥重组DNA 技术的操作过程至少需要三种“分子工具”，即准确切割DNA 分子的“分子
手术刀”、将DNA 片段再连接起来的“分子缝合针”和将体外重组好的DNA 分子导入受
体细胞的“分子运输车”。(选择性必修3 P70)
⑦基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。(选择性必修3 P93)
(2)易混重难点
①关于发酵工程
a．泡菜制作时，沸盐水冷却后再倒入坛中，主要是为了防止菜料表面的乳酸菌被杀死。盐
水浸没全部菜料，盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是为乳酸菌发酵创造无氧
环境。
b．酿酒酵母的最适生长温度约为28 ℃，酒精发酵时一般将温度控制在18～30 ℃。醋酸菌
是一种好氧细菌，只有当O2充足时才能进行旺盛的生理活动，其最适生长温度为30～35
℃。(选择性必修3 P6～7)
c．在制作果酒的过程中，避免发酵液污染需要从发酵制作的过程全面考虑。例如，榨汁机、
发酵瓶要清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，装入葡萄汁后，盖好瓶盖；每次排
气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。(选择性必修3 P7)
d．某同学在制作泡菜前，查阅资料得知，可以向泡菜坛中加些“陈泡菜水”，目的是增加
乳酸菌的数量。某同学制作出的泡菜“咸而不酸”，造成这个结果最可能的原因是加盐太多，
盐浓度过高，杀死了乳酸菌等微生物。(选择性必修3 P8)
e．啤酒发酵的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
代谢物的生成都在主发酵阶段完成。
②关于微生物的实验室培养
a．进行微生物培养时，虽然各种培养基的配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机
盐等营养物质。倘若将尿素作为唯一氮源，可筛选出尿素分解菌。(选择性必修3 P10)
b．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；
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。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。(选择性必修3 P13)
c．检测培养物中是否有杂菌污染的方法是同时培养灭菌后的未接种的培养基，观察是否有
菌落产生。判断选择培养基是否起到筛选作用的方法是配制牛肉膏蛋白胨培养基作为对照，
观察选择培养基上的菌落数是否远少于牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数目。(选择性必修3
P19)
③关于细胞工程和胚胎工程
a．植物组织培养的脱分化过程一般需要遮光，因为脱分化时光照，外植体往往容易形成维
管组织，而不易形成愈伤组织。再分化过程需要照光，因为适当光照能诱导叶绿素的合成。
(选择性必修3 P36)
b．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。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。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。
c．杂交瘤细胞的特点是既能大量增殖，又能产生足够数量的特定抗体。单克隆抗体的优点
是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。(选择
性必修3 P49～50)
d．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，排除未融合的
亲本细胞和融合的具有同种核的细胞，只留下杂交瘤细胞；第二次是克隆化培养和抗体检测，
获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。(选择性必修3 P48～49)
e．桑葚胚进一步发育，细胞逐渐分化。聚集在胚胎一端的细胞形成内细胞团，将来发育成
胎儿的各种组织，而沿透明带内壁扩展和排列的细胞，称为滋养层细胞，它们将来发育成胎
膜和胎盘的一部分。(选择性必修3 P58)
④关于基因工程
a．DNA 聚合酶和DNA 连接酶区分：DNA 聚合酶催化单个脱氧核苷酸加到已有的核酸片段
的3′端的羟基上，形成磷酸二酯键；DNA 连接酶催化两个DNA 片段之间形成磷酸二酯键。
DNA 聚合酶需要以单链DNA 为模板，DNA 连接酶不需要模板。
b．DNA 和蛋白质等其他成分在不同浓度的 NaCl 溶液中溶解度不同，利用该特点，选择适
当的盐浓度就能使DNA 充分溶解而使杂质沉淀或者 DNA 析出而杂质溶解，以达到分离的
目的。(选择性必修3 P74)
c．基因表达载体的构建的目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，
同时，使目的基因能够表达和发挥作用。基因表达载体是载体的一种，除目的基因、标记基
因外，还必须含有启动子、终止子等。启动子是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
，最终表达出人类需要的蛋白质。起始密码子在mRNA 上，是翻
译的起始信号。(选择性必修3 P80)
d．生产乳腺生物反应器构建基因表达载体时，需要把药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基
因的启动子等调控元件重组在一起。因为只有连接了乳腺蛋白基因的启动子，才能保证相应
的目的基因在雌性动物泌乳期时在乳腺细胞内得以表达。(选择性必修3 P90)
e．蛋白质工程的基本思路：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。(选择性必修3 P94)
3．长句模板
(1)家庭制作果酒时，不需要严格的消毒过程也能完成发酵的原因
在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物的生长都因无法
适应这一环境而受到抑制。
(2)与煮沸消毒法相比，对鲜牛奶采用巴氏消毒法有何优点(选择性必修3 P11)
用巴氏消毒法消毒牛奶，可以杀死牛奶中的绝大多数微生物，并且基本不会破坏牛奶中的营
养成分。
(3)平板划线法在第二次以及其后的划线操作时，总是从上一次划线的末端开始划线的原因
(选择性必修3 P13)
划线后，线条末端菌种的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使菌种
的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个微生物繁殖而来的菌落。
(4)稀释涂布平板法可对微生物计数的原因(选择性必修3 P18)
当样品稀释度足够高时，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
稀释涂布平板法可对微生物进行计数。
(5)稀释涂布平板法计数时统计的菌落数往往比活菌的实际数目少的原因(选择性必修3 P18)
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。
(6)选取茎尖培育脱毒植物的原因(选择性必修3 P40)
茎尖的病毒极少，甚至无病毒。
(7)动物细胞培养需要添加血清的原因(选择性必修3 P44)
由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，而动物血清成分复杂，可保证细胞的生
长代谢对营养的需要(扩展补充：如果要研究某种营养成分对动物细胞的影响时，反而要用
无血清培养液，此时是要排除血清复杂成分的干扰)。
(8)灭活病毒诱导细胞融合的原理(选择性必修3 P48)
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，使细胞相互凝聚，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。
(9)动物细胞在培养过程中分裂受阻的原因(选择性必修3 P44)
悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、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；对于贴壁细胞来说，除上述因素外，还会因为接触抑制而停止分裂增殖。
(10)ADC 的抗体和药物各具有什么作用(选择性必修3 P50)
抗体主要发挥靶向运输作用，即通过特异性结合靶细胞表面的抗原，将连接的药物输送到靶
细胞；药物发挥治疗效应，如杀伤靶细胞。
(11)核移植技术中必须先去掉受体卵母细胞的细胞核的原因(选择性必修3 P54)
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。
(12)对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割的原因(选择性必修3 P62)
内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞
团少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。
(13)限制酶的作用(选择性必修3 P71)
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磷酸二
酯键断开。
(14)PCR 技术操作中需要用2 种不同的引物的原因(选择性必修3 P77)
每个DNA 分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成，PCR 扩增时只能从各自模板链的3′
端开始，故需碱基序列不同的2 种引物。
(15)构建基因表达载体时，一般不使用同一种限制酶而是使用两种不同的限制酶切割目的基
因和质粒的原因
防止目的基因和质粒自身环化，保证目的基因与质粒正确连接。
(16)在转基因研究工作中，我国科学家将来自玉米的α淀粉酶基因与目的基因一起转入植物
中的原因(选择性必修3 P102)
由于α淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播。
4．热图解读
教材原图
精当解读
(选择性必修3 P17)
(1)取土样用的小铁铲和盛土样的信封在使用
前都要灭菌；
(2)涂布器使用前必须进行灭菌；
(3)每克样品中的菌落数＝(C÷V)×M
C：某一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
(选择性必修3 P81)
(1)两次拼接
第一次：将目的基因拼接到Ti 质粒的T－
DNA 上；
第二次(非人工操作)：插入目的基因的T－
DNA 拼接到受体细胞的染色体DNA 上。
(2)两次DNA 导入细胞
第一次：将含目的基因的重组Ti 质粒导入农
杆菌；
第二次(非人工操作)：含目的基因的T－
DNA 导入受体细胞。
(3)两次筛选
第一次：筛选成功导入重组质粒的农杆菌；
第二次：筛选目的基因导入成功的受体植物
细胞
