2012届高考生物第一轮总复习微生物与发酵工程教案。

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高考生物第一轮总复习讲座之九

第五章：微生物与发酵工程（一）

重点：细菌的结构和繁殖；微生物所需要的碳源、氮源和生长因子的来源和功能；培养基配制的原则。

难点：细菌的结构和繁殖，培养基配制的原则。

第五章：微生物与发酵工程

微生物是指形体微小、结构简单、通常要用光学显微镜或电子显微镜才能看清楚的生物。

第一节：微生物的类群

微生物所包含的类群很大，约有10万种：

微生物比较表：

细菌放　线　菌病毒

形态杆状、球状、螺旋状丝状且分枝，

菌丝分螺旋状、多面体、复合结构

结构细胞壁：保护、维持形状

细胞膜：控制物质交换

核区：含有一个大型环状

　DNA控制细菌的主要性状结构与细菌相似，因此，放线菌又称具分枝细胞的细菌。

有些病毒外面有囊膜（由蛋白质、多糖、脂类构成，囊膜有刺

繁殖二分裂方式，即细胞分裂，发生DNA分子复制气生菌丝分化成孢子丝，产生孢子（由孢子发育成新个体）在宿主活细胞中进行增殖（以噬菌体为例）：

吸附→注入核酸→合成蛋白质、复制核酸→装配→释放

其它

特征特殊结构：荚膜、鞭毛、芽孢，可形成多种菌落，是鉴定菌种的依据一种病毒只有一种核酸

第二节：微生物的营养、代谢和生长

一、微生物的营养

1．微生物需要的营养物质、来源及功能

营养物质来　源功　能

碳源主要是葡萄糖，其次有CO2、NaHCO3、脂肪酸、花生饼、石油。构成细胞质、合成代谢产生，能源物质

氮源常用：铵盐、硝酸，其他：氮气、氨、尿素、牛肉膏、蛋白胨合成蛋白质、核酸及含氮的代谢产物

生长因子维生素、氨基碱基，酵母膏、蛋白胨、组织提取液酶和核酸的组成成分

无机盐K2PO4、MgSO4为微生物提供除C、N以外的各种元素

2．微生物培养基的配制原则

（1）目的明确：培养不同的微生物选用不同的材料

（2）营养要协调：注意各种营养物质的浓度和比例

（3）PH要适宜：不同的微生物适宜生长的PH范围不同

3．培养基的种类

培养基是一种人工配制的、适合微生物生长或产生代谢产物用的混合养料。其分类如下：

　

二、微生物的代谢

定义：微生物代谢是指微生物细胞内所发生的全部化学反应。

特点：由于微生物的表面积与体积比很大，有利于与外界环境进行物质交换，所以其代谢异常旺盛。

1．微生物的代谢产物

产物种类产生时期作用示例

初级产物生长全过程生长繁殖必需氨基酸、核苷酸不、多糖、脂类

次级产物生长一定阶段以后对自身无明显作用抗生素、毒素、激素、色素

2．微生物代谢的调节

主要有两种调节方式：酶合成的调节和酶活性的调节。两种方法同时存在，密切配合相互协调。

3．微生物代谢的人工控制

4．发酵的概念与分类

概念：发酵是指通过微生物的培养大量产生各种代谢产物的过程

发酵分类：

三、微生物的生长

　1．微生物群体生长的规律

　（1）微生物群体生长的测定方法：

A．测定细菌的细胞数目：样品与等量的已知含量的红细胞混合，用显微镜计数，得出细菌与红细胞的比例，推算出单体体积内的细菌数。　

B．测重量：计算细胞总的重量

（2）生长规律：

　通过对生长曲线的研究，可知微生物生长分四个期

生长时期特点成因特征应用与其它

调整期不立即繁殖适应新环境代谢活跃、体积增大与菌种各培养条件有关

对数期繁殖速度最快条件适宜个体形态和生理特性稳定生产用菌种，科研材料

稳定期活菌数量最大

代谢产物大量积累生存条件恶化有些种类出现芽孢改善和控制条件延长稳定期

衰亡期死亡生存条件极度恶化出现畸变裂解，释放产物

2．影响微生物生长的环境因素

（1）温度：最适温度是25－370C。

（2）PH值：细菌为6.5－7.5；真菌为5.0－6.0。

（3）氧气。

例一：培养硝化细菌的碳源、氮源和能源的依次是（）

A．葡萄糖、氨、葡萄糖　B．葡萄糖、铵盐、太阳能

C．二氧化碳、硝酸盐、氧化氨D．二氧化碳、氨、太阳能

解析：本题主要考查微生物营养的有关知识。

　第一，硝化细菌的同化作用类型是自养型，因而所需碳源不是现成的有机物，而应是无机物即二氧化碳；第二，硝化细菌虽然属于自养型生物，但不能利用光能进行光合作用，而是利用氧化环境中的氨所释放的化学能将二氧化碳最终还原为储存能量的有机物进行化能合成作用。

因此，本题的答案是：C。

例二：在啤酒生产过程中，发酵是重要环节，生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，产生白色泡沫，溶解氧渐渐耗尽，随后，酵母菌繁殖速度迅速下降，糖度加速降低，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多。当糖度下降到一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质和鲜啤酒。

根据上述过程，回答以下问题：

（1）该过程表明啤酒酵母菌异化作用的特点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）酒精主要是啤酒酵母菌＿＿＿＿＿＿＿期产生的＿＿＿代谢产物。

（4）经测定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其他发酵产物，其余1.5%则用于＿＿　＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

　解析：本题主要考查微生物生长的有关知识。

由题意可知，酵母菌接入的初期，酵母菌进行了旺盛的有氧呼吸，繁殖及代谢旺盛，而随后代谢及繁殖仍在进行，只是繁殖速度下降，由于氧气的消耗，酵母菌开始进行无氧呼吸，在条件适宜时其繁殖方式为出芽生殖。酒精属于次级代谢产物，产生于微生物生长一段时间后的稳定期，而环境中的糖是作为酵母菌繁殖的生命活动的碳源和能源，除了形成酒精和其他代谢产物以外，其余部分则用在了自身的生长繁殖上。

因此，本题的答案是：

（1）既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸

（2）出芽生殖

（3）稳定次级

（4）酵母菌自身的生长和繁殖

一、选择题：

1．下列生物中不属于原核生物的是（）

A．乳酸菌B．酵母菌C．大肠杆菌D．放线菌

　2．煮沸过的肉汤放置过久会腐败变质，主要原因是（）　

A．蛋白质破坏变性　B．细菌大量繁殖

C．肉汤中水分过多D．空气使肉氧化分解

　3．蓝藻常利用的碳源、氮源依次为（）

A．二氧化碳、氨基酸　B．氨基酸、葡萄糖

C．二氧化碳、硝酸盐　D．　葡萄糖、蛋白胨

4．分子态的氮可作为固氮微生物的（）

A．生长因子　B．无机盐来源

C．氮源　D．能量来源　

　5．将乳酸菌接种到彻底灭菌的固体培养基上，要使其正常生长必须给予的条件是（）

A．充足的氧气B．隔绝氧气　

C．供给分子氮D．供给大分子蛋白质

　6．糖类是微生物最常用的碳源，因此在配制培养基时（）

A．糖类越多越好　B．糖类越少越好

C．异养型微生物尽可能多供应糖D．自养型微生物不用供应糖

　7.下列属于微生物次级代谢产品的是（）

A．碱基B．氨基酸C．抗生素D．维生素

　8.作用黄色短杆菌生产赖氨酸时，必须抑制哪种氨基酸的合成（）

A．甲硫氨酸B．苏氨酸　C．赖氨酸D．谷氨酸

　9.在细菌生长的稆，细胞出现多种形态，甚至畸形的时期是（）　

A．调整期　B．对数期C．稳定期　D．衰亡期

　10.当环境温度超过最适生长温度以后，微生物的　生长速率会急剧下降，是由于细胞内哪些物质发生了不可逆的破坏（）

A．蛋白质和核酸B．蛋白质和磷脂　C．核酸和核膜D．载体和DNA

二、非选择题

1.微生物类群中有单细胞也有多细胞，生殖方式也各不相同，如细菌一般进行＿＿＿＿＿生殖，放线菌进行＿＿＿＿＿＿生殖，病毒进行＿＿＿＿＿＿生殖，酵母菌进行＿＿＿＿＿＿生殖。

2.放线菌是＿＿＿＿＿＿细胞的＿＿＿＿＿＿核生物，一般由分枝状的＿＿＿＿＿构成，可以分两类：伸入培养基内的称为＿＿＿＿＿＿＿，功能是吸收＿＿＿＿＿＿＿，伸展在空气中的称为＿＿＿＿＿＿＿＿，可形成＿＿＿＿＿＿＿＿进行生殖。

3.固体、半固体基常用的凝固剂是＿＿＿＿＿＿。伊红－美蓝基可以用来鉴别饮用水和乳制品中是否存在＿＿＿＿＿＿＿＿，若存在，则菌落呈＿＿＿＿＿＿＿，并带＿＿＿＿＿＿，该基物理性质为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。　

一、1.B2.B3.C4.C5.B6.D7.C8.B9.D10.A

二、1.分裂孢子复制出芽

2.单原　菌丝基内菌丝　营养菌丝　气生菌丝孢子

3.琼脂大肠杆菌深紫色金属光泽固体培养基

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高考考点9微生物与发酵工程
本类考题解答锦囊
微生物与发酵工程高考考知识点，首先要掌握微生物类群中各种微生物的结构、特征、微生物的营养、培养基的种类，其次要理解微生物的代谢、生长，微生物的初级代谢产物是指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质，而次级代谢产物是指微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该微生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质，它们之间的主要区别简单地说就是是否对言词该微生物的生长发育所必需。微生物代谢的调节不同于高等生物，它没有复杂的神经调节，或激素调节，一般都是单细胞生物，只能依靠体内即细胞内的某些特殊物质来调节其新陈代谢，而细胞内与生物的新陈代谢有密切相关的物质就是酶，因此，对于微生物来说，只要控制了酶就能控制微生物的生命活动。对于单细胞的微生物来说，个体的生长很不明显，持续很短时间就繁殖，而且生长和繁殖交替进行，界线难以划清，因此，在实际工作中，研究微生物的生长常以微生物的群体为单位来研究。对于微生物的生长这部分内容关键是掌握并理解微生物的生长曲线，各时期的主要特征，以及各时期在实际工作中的意义和应用。发酵工程这一高考考知识点高考中的要求不高，只要掌握发酵工程的概念和内容，特别是菌种的选育，这部分内容关键是育种方法，因为单细胞的微生物一般进行无性生殖，没有染色体，因此，一般不会牵扯到杂交育种、单倍体育种、多倍体育种等育种方法，主要采用的是利用基因突变的原理进行诱变育种的方法，因此，要术学生在掌握迷部分知识的基础上注意和基因突变的知识相联系。
Ⅰ热门题
在以下描述中,可以将与其他微小物相区别的是
A．能够使人或动、植物患病
B.没有细胞核，仅有核酸
C．具有寄生性
D．山核酸和蛋白质装配进行增殖
高考考目的与解题技巧：本题主要考查病毒的结构。因此，解决此类问题的关键也就是要掌握病毒的独特的结构特征。
本题主要考查病毒独特的生命特征。病毒主要由核酸和衣壳两部分组成，，核酸位于病毒的内部，构成病毒的核心。核酸的四周由蛋白质构成的衣壳所包围。因此由蛋白质和核酸装配而进行增殖便成了病毒独特的生命特征。另外能够使人或动、植物患病，或具有寄生性等特点，除病毒外，有些微生物也具有此特点。
D
1可以作为自养微小物氮源的是
A．N2、尿素B．牛肉膏、蛋白胨
C.尿素、酵母粉D．铵盐、硝酸盐
答案：D指导：解答此题需从如下几方面人手分析：第一，自养微生物能把从外界吸收的无机物转变成有机物，因此不需要专门提供有机碳源和氮源；第二，分析各选项，N2只有固氮微生物才能利用，自养微生物没有固氮能力，而牛肉膏、蛋白陈皮、酵母粉是含N的有机物，既能提供碳源又能提供氮源，而自养微生物不需要，而铵盐、硝酸盐是最常用的无机氮源，对自养微生物适宜。
2酵母菌培养过程中的生长曲线如下图所示:a、b、c、d分别表示不同的生长时期，其中适于作为生产用菌种的时期是
A.aB.b
C.cD.d
答案：B指导：考查微生物生长过程，通过观察酵母菌生长曲线图，可知。是调整期，b是对数，c是稳定期，d是衰退期。而对数期繁殖力最强，适于做菌种。
3将少量的某种细菌接种恒定容积的液体培养基中，并置于适宜，的条件下培养，定期取样统计细菌的数目。如果以时间为横坐标，以细菌数目的对数为纵坐标作图,可以得到细菌的生长曲线。曲线中，细菌数量变化较大的时期为
A.衰亡期和调整期B．调整期和稳定期
C．对数期和衰亡期D.稳定期和对数期
答案：C指导：本题考查生物群体生长曲线的变化规律。在微生物生长的曲线中，调整期一般不分裂增殖；稳定期中新增加细胞数和死亡的细胞数达到动态平衡，上述两时期细菌数量无较大变化；而对数期，细胞数目以等比数列的形式增加，衰亡期细胞的死亡速率超过繁殖速率，这两时期细菌数量变化都较大。
4发酵工程的第一个重要：工作是选择优良的单一纯种。消灭杂菌，获得纯种的方法包括(多选)
A.根据微生物对碳源需要的差别，使用含不同碳源的培养基
B．根据微生缺乏生长在培养基中加入为同比例的核酸
C．根据微生物遗传组成的差异，在培养基小加入不同比例的核酸
D．根据微小物对抗菌素敏感性的差异，在培养基中加入不同的抗菌素
答案：ABD指导：根据微生物生长所必需的营养：碳源、氮源、无机盐、水和生长因子。因微生物不同，对碳源、氮源、无机盐、生长因子的需求也不相同，可以根据微生物的生长需求制备特殊的选择培养基，来获得单一纯种；也可以根据微生物对不同抗菌素的敏感性不同，加入不同的抗菌素来获得目的菌种。
5水田中生活着一种无色草履虫(单细胞动物)，以细菌和真菌为食，但常因与绿藻共生而成为绿色草履虫，该草履虫即使没有食也能依赖共生的绿藻而生存。
(1)绿藻可以为共生的草履虫生存提供_______和____
(2)现有一批绿色草履虫，请设计一个既能除去共生绿藻，使这成为无色草履虫，又能保证其存活的简单方法_______。
(3)将破碎的绿色草履虫培养，可以获得共生的绿藻种群。培养液中除须含有_______外，还须置于_______处培养。
(4)将绿色草履虫和除去绿藻的无色草履虫，在四种实验条件下培养，实验条件是：①“有光一食物丰富”，②“有光一食物贫乏”，③“无光一食物丰富”，④“无光一食物贫乏”。下图所示的生长曲线是四种实验条件下所得的结果，则对应：厂图A、B、C和D结果的实验条件分别是：
A__________________________，
B__________________________，
C__________________________，
D__________________________。
(用序号表示)绿色草履虫和上色草履虫在暗处共同培养时，在食物上存在着_______关系。
答案：氧气养料
答案：在暗处较长时间培养，培养液中要有丰富的细菌和真菌作用草履虫的食物
答案：无机盐有光
答案：④②①③竞争
指导：(1)绿藻光合作用产生有机物和氧气，所以可为共生的草履虫提供养料和氧气。(2)绿色草履虫含有绿藻，在尤光的情况下，绿藻不能进行光合作用，如果长时间不给光照，慢慢地绿藻就会消失。没有绿藻供给草履虫营养，因此培养液小要含有草履虫的食物即细菌和真菌。(3)影响绿藻光合作用的因素有CO2、H2O、无机盐、光照、温度等，CO2可由空气进入培养液，培养液中本身就含水，所以获得共生的绿藻种群，培养液中必须含有无机盐以及装置要放在适宜光照和温度的条件下培养。(4)①“有光一食物丰富”的条件下分别培养这两种草履虫，这两种草履虫的个体数量都会增加，但绿色草履虫因有绿藻进行光合作用，个体数增加更快。所以①条件对应的是；②“有光一食物贫乏”的条件下分别培养这两种草履虫，绿色草履虫因绿藻提供营养，草履虫个体数增加，除去绿藻的草履虫因缺乏食物而数量减少，所以②条件所对应的是B。③“无光一食物丰富”的条件下分别培养这两种草履虫，这两种草履虫的数量都会增加，但这两种草履虫之间个体数差别不是很显著，所以③条件对应的应是D。④“无光一食物贫乏”的条件分别培养这两种草履虫，绿藻不能进行光合作用供给绿色草履虫营养，绿色草履虫和除去绿藻的五色草履虫都因食物缺乏而个体数都在减少。所以④条件对应的应是A。
Ⅱ题点经典类型题
拟)下列有关病毒的叙述，正确的是
A．大多数植物病毒为DNA病毒，人多数动物病毒为RNA病毒
B．病毒的囊膜决定了病毒抗原特异性
C.在人工培养基上一般不能培养病毒
D.一般病毒可以同时感染动物细胞和植物细胞
高考考目的与解题技巧：本题主要考查病毒的特征、生活习性等知识内容，解决此类问题要较全面地掌握病毒的分类、生活习性、代谢特点等相关知识。
本题涉及病毒分类、生活方式、代谢特点等知识内容，考查学科内知识的综合能力，，病毒的生活方式的最大特点为专一寄性，根据宿主不同，病毒可分为植物病毒、动物病毒、细菌病毒(噬菌体)。病毒只含有一种核酸，根据所含核酸的不同可分为DNA病毒、RNA病毒。植物病毒大多数RNA病毒，噬菌体大多为DNA病毒，动物病毒为DNA病毒或RNA病毒。由于病毒的结构很简单，无细胞结构，必须由宿主细胞提供酶系统、核糖体等，所以在人工培养基上一般不能培养，只能培养在含活细胞的培养基上，如鸡胚培养基。病毒主要由核酸和衣壳两部分构成，核酸位于病毒的内部，构成病毒的核心，核酸的四周由蛋白质构成的衣壳包围，具有保护病毒核酸、决定病毒抗原特异性等功能。有些病毒的外面还有一层囊膜。
C
1拟)下列关于微生物代谢调节的说法中，错误的是
A.与酶合成的调节相比，酶活性的调节是一种快速、精细的调节方式
B．组成酶的合成只受遗传物质的控制
C．只要一种代谢产物积累过量，酶的活性就下降
D．酶合成的调节和酶活性的调节是同时存在的
答案：C指导：微生物代谢的调节包括酶合成的调节和酶活性的调节，其在细胞中同时存在。组成酶与诱导酶不同，只受遗传物质挖制，无所谓诱导物的影响；酶合成调节既能保证代谢的需要，又能避免细胞内物质和能量的浪费，增强适应性；而酶活性的调节是一种快速、精细的调节方式。从黄色短杆菌合成赖氨酸的途径及代谢调节过程，我们知道只有苏氨酸、赖氨酸共同积累过量会抑制天冬氨酸激酶的活性，而赖氨酸单独过量不会出现抑制的代谢特点。
2拟)若大肠杆菌和圆褐固氮菌混合在一起，要将它们分离可采用的培养基是
A．加食盐的培养基和蛋白胨培养基
B．伊红一美蓝培养基和无氮培养基
C.斜面培养基和液体培养丛
D.加青霉素培养基和伊红—美蓝培养基
答案：B指导：大肠杆菌遇伊红一美蓝变蓝紫色，因此，可以用伊红一美蓝培养基区分大肠杆菌，圆褐固氮菌是一种自身能够固氮的固氮微生物，因不需要从外界获得现成的氮素，而大肠杆菌不具备这个能力，因此可以用无氮培养基区分倒褐固氮菌。
3拟)关于发酵过程的说法，不正确的是(多选)
A．菌种选育是发酵的，中心阶段
B．只要不断地向发酵罐中通入液体培养基，就能保持发酵的正常进行
C.在发酵过程中，要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件,否则会影响菌种代谢物的形成
D．在谷氨酸发酵过程中，当pH呈酸性时，生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸
答案：ABD指导：发酵工程的内容包括菌种选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。其中发酵过程是发酵的中心。发酵过程中应随时检测培养液中的细菌数目、产物浓度等，同时还应对发酵过程中的一些条件进行控制。在谷氨酸发酵的过程中，当pH呈酸性时，谷氨酸棒状杆菌就会生成乙酰谷氨酰胺；当溶氧不足时，生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸。
4拟)将人肠杆菌的质粒取出，接上人生长激素的基因以后，重新置人大肠杆菌细胞内，然后，用这种带有人生长激素基因的工程菌进行发酵，就能得到大量的人生长激素。下图反映工程菌的生长曲线，据图回答：
(1)在规模生产中，需要将选育的工程菌菌中经过多次扩在培养，再进行接种，扩大培养选用[]________期的细菌，并通入无菌空气。
(2)若把大肠杆菌按种列含葡萄糖和乳糖的培养基中,只有葡萄糖全被消耗后才合成半乳糖苷酶来利用乳糖。这一事实表明半乳糖苷酶_______。该调节方式的意义是______________________，从而加强___________了大肠菌对环境的适应能力。
(3)请在图中画出大肠杆菌生长速率的变化曲线。
答案：Ⅱ对数
答案：诱导酶既保证了代谢需要，又避免了细胞内物质和能量的浪费
答案：如下图
指导：本题虽然以基因工程菌为题干，但实为考查发酵工程的知识内容。通过分析工程菌的生长曲线，联系教材中微生物群生长的四个时期，很容易得出应选用对数期的细菌作为菌种。教材中提到，大肠杆菌一般是以葡萄糖作为碳源，只有当其生活环境中没有葡萄糖而有乳糖时，大肠杆菌才会迅速大量合成能分解乳糖的半乳糖苷酸，很显然该种酶属于诱导酶；这是属于酶合成的调节，其意义是既保证了代谢需要，又避免了细胞内物质和能量的浪费，增强了微生物对环境的适应能力。在绘制大肠杆菌生长速率的变化曲线图时，要理解生长速率的含义，并分析微生物群体生长的四个时期的生长速率的变化情况：调整期细菌数目不增不减，生长速率为零；对数期的曲线斜率由小变大，后又为零，因此曲线应先上升再持平再降为零；稳定期的斜率为零，即出生率等于死亡率，其生长速率为零；衰亡期的斜率匀速下降，出生率小于死亡率，生长速率为负值。
5拟)下图是发酵工程的流程图，据图回答：
(1)培养基配制好后，一定要灭掉培养基中的___________，其目的是防止___________，防止___________。
(2)假如用黄色短杆菌来生产赖氨酸，可用①来提高发酵的产量。①代表的前种选育办法为__________，选育出不能合成__________酶的苗种。生产的赖氨酸是此种生物的___________代谢产物。
(3)在发酵罐中发酵时，若要提高发酵罐中的溶氧量，可采用的措施是：
①调整___________。
②调整___________。
(4)若③是单细胞蛋白，则③代表的发酵产品是___________。
答案：微生物(杂菌)的细菌、芽孢、孢子杂菌与所需微生物间发生竞争杂菌分解代谢产物
答案：诱变育种高丝氨酸脱氢初级
答案：①通人的无菌空气墩②发酵罐中搅拌08的转速
答案：微生物菌体
指导：本题以教材中的“发酵工程生产产品的流程简图”为蓝本，多角度进行发问，将微生物的知识点糅合在其中，其知识点涉及微生物培养实验、微生物的育种、发酵过程的调控、单细胞蛋白等基础性内容。
Ⅲ新高考探究
1下列有关细菌代谢的叙述中，正确的是
A.细菌没有细胞器，只有进行无氧呼吸
B．细菌的蛋白质合成在自身的核糖体上进行
C．细菌的代谢终产物也是C02和H20
D.细菌的储藏颗粒是蛋白质、淀粉、脂肪等
答案：B指导：细菌是原核生物，只有核糖体一种细胞器。用于自身蛋白质合成；尽管没有线粒体，但它仍然有有氧氧化酶系统，因此仍然进行有氧呼吸；细菌的代谢产物有很多种，包括各种初、次级代谢产物；细菌的储藏颗粒是淀粉粒，硫粒等。
2有关微生物营养物质的叙述中，正确的是
A.是碳源的物质不可能同时是氮源
B．凡碳源都提供能量
C.除水以外的无机物只提供无机盐
D．无机氮源也能提供能量
答案：D指导：不同微生物所需营养物质有较大差别，要针对微生物的种类具体分析。A、B、C三项表达不完整，有的碳源只能是碳源，如CO2；有的碳源可同时是氮源，如NH4HCO3；有的碳源同时是能源，如葡萄糖；有的碳源同时是氮源，还是能源，如蛋白胨。除水以外的无机物种类多，功能也多样，如CO2可作自养型微生物的碳源；NaHCO3可作自养型微生物的碳源和无机盐，而NaC1则只提供无机盐。D项，无机氮源提供能量的情况是存在的，如NH3可为硝化细菌提供能量和氮源。
3下面的资料表明在各种培养基中细菌的生长(S、C、M为简单培养基，U、V、X、Y、Z代表加入培养基的不同物质)，问哪一种物质细菌不能合成
A.UB．V
C.YD．Z
培养基生长状态
S、C、M-
S、C、M+V+Z-
S、C、M+U+Y+
S、C、M+Z+X-
S、C、M+V+Y+
S、C、M+U+X-
S、C、M+Y+Z+
答案：C指导：培养基是按照微生物的生长需要，用人工方法配制而成的营养物。其中有些是各种微生物都必需的(如：碳、氮、无机盐等)称为简单培养基。大多情况下微生物种类不同，对培养基的营养需要也不同，根据微生物特殊营养要求配制的营养，称选择性培养基。比较上表可知：Y是细菌生长必需的，并且自身不能合成。
4有关谷氨酸发酵的叙述中，正确的是
A．发酵中要不断通人空气
B．培养条件不当将得不到产品
C．搅拌的惟一目的是使空气成小泡
D．冷却水可使酶活性下降
答案：D指导：进行谷氨酸发酵的菌种是异养需氧型微生物，所以要在培养过程中不断通人空气，但必须是通入无菌空气，通人普通空气容易引起杂菌污染。搅拌不但使空气成为小气泡以增加培养基中的溶氧量，还能使培养基与菌种充分接触，提高原料的利用率，在培养过程中，由于微生物代谢产热和机械摩擦生热，会使培养基的温度升高，高到一定程度，会使酶和核酸的结构遭到破坏，培养会因此受影响。降低温度，是保证酶活性的条件之一。当培养条件不恰当时，不能得到谷氨酸。
5关于发酵工程，请回答：
(1)发酵工程应用于食品工业，除产生传统的发酵产品外，为解决粮食短缺开辟了新的途径，还可产生
A.啤酒
B.食品添加剂
C．维生素
D.单细胞蛋白
(2)在发酵过程中，培养液的pH发生变化的主要原因是___________。调节和控制培养基中pH的方法是加入__________，或在发酵过程中___________。
答案：D
答案：培养基中营养成分的利用和代谢产物的积累缓冲剂加酸或加碱
指导：发酵工程在食品工业上应用广泛。生产了如啤酒等传统的发酵产品和种各样的食品添加剂，特别是单细胞蛋白的生产，为解决粮食短缺开辟了新途径。发酵过程中营养物质的利用和代谢产物的积累，使培养基pH发生改变。要在培养中加入缓冲剂或在发酵过程中加酸或碱。
6下表是某微生物培养基成分。请据此回答：
编号成分含量
①粉状硫10g
②（NH4）2SO40.4g
③K2HPO44.0
④MgSO49.25g
⑤FeSO40.5g
⑥CaCL20.5g
⑦H2O100ml
(1)上表培养基可培养的微生物类型是___________。
(2)若不慎将过量NaCl加入培养基中，如不想浪费此培养基，可再加入___________，用于培养___________。
(3)若除去成分②，加入(CH，O)，该培养基可用于培养___________。
(4)表中营养成分共有___________类。
(5)不论何种培养基，在种种成分都溶化后分装前，要进行的是___________。
(6)上表中各成分重量确定的原则是___________
(7)若上表培养基用于菌种鉴定，应该增加的成分是__________
答案：自养型微生物
答案：含碳有机物金黄色葡萄球菌
答案：固氮微生物
答案：3
答案：调整pH
答案：依微生物的生长需要确定
答案：琼脂(或凝固剂)
指导：对于一个培养基，它能培养何种微生物，要看它的化学成分。当然这只适用于合成培养基，如果是一个天然培养基就不能从培养基的成分上区分出它是培养何种微生物的。分析化学成分要从营养物质的类型出发。表中的营养物质有水、无机盐、氮源三类，缺乏碳源和生长因子。对于生长因子，有的微生物是不需要的，但微生物都需要碳源。该培养基中没有碳源，说明培养的微生物是从空气中获得碳源的，即可培养的微生物就是自养型微生物。该培养基中加入了过量NaCl，就可以成为金黄色葡萄球菌的鉴别培养基，但金
黄色葡萄球菌是异养型微生物，这个培养基还需要加入有机碳源。该培养基若加入(CH2O)，培养基中就有了碳源，但除，去成分②，却使培养基中没有了氮源，这时就只能用于培养固氮微生物了。对于菌种鉴定，往往用的是固体培养基，而表中没有凝固剂，需要加入常见的凝固剂——琼脂。
7下图是细菌的生长曲线。请据此回答。
(1)图中曲线的形成条件是__________________
(2)生长曲线是在_________培养基上培养的结果。之所以用这样的培养基，原因是______________
(3)若想缩短。所示的时间，在生产上采用的措施是_________
(4)b所表示的时间的长短，决定于_________
(5)在小容积培养和大容积培养中，c期较长的是_________，原因是_________。
(6)在生产上，要注意缩短_________期，延长_________期。延长的方法是_________。
(7)从生态系统角度考虑，限制c期细菌数目进一步发展的生态因素是_________，而造成c期_________细菌数目减少的主要生态因素是_______(8)从生存斗争角度考虑，斗争最激烈的是_________期，主要斗争因素是_________；种内斗争最显著最激烈的时期是_________，几乎不存在种内斗争的是_________期。
(9)在培养过程中，若在c期调整pH，使之适于细菌的生长需求，则可能出现的情况是__________。
答案：少数某种细菌接种到固定容积的液体培养基中培养
答案：液体可以测出细菌簇数目或总重量
答案：加大接种量或利用对数期的菌种等
答案：培养基的多少
答案：大容积营养物质多，代谢产物积累到一定程度需时间较长
答案：ac添加新培养基，放出旧培养基，控制培养的其他条件
答案：非生物因素的pH、代谢产物、营养物质和生物因素的种内斗争非生物因素的pH、营养物质、代谢产物
答案：d非生物因素ca6
答案：细菌数目增加
指导：这是围绕细菌生长的四个时期编的一道综合题。除微生物的生长规律外，还与生物和环境的内容相综合。要紧紧抓住细菌生长之所以分为四个不同时期，原因就是由于环境条件的不断变化，条件充足就处在调整期和对数期。此时几乎没有生存斗争，而稳定期环境条件相对稳定，数目之所以不再增加，是种内斗争的结果，衰亡期则由于无机环境的进一步恶化而导致生存斗争更加剧烈。所以根据我们人类的需要，可通过改变外界条件来调整某个时期，以达到我们的目的。
8根据下图回答问题
(1)当终产物合成过量时，往往会导致合成途径中断，原因是谷氨酸抑制了_________的活性，这属于_________的调节。
(2)假设B酶只有在细胞内出现某种中间产物后才能合成，则B酶是一种_________酶。
(3)假设人们想利用葡萄糖、谷氨酸棒状杆菌产生α-酮戊二酸，请你利用现有知识，设计一个大量积累α-酮戊二酸的方案。
答案：谷氨酸脱氢酶酶活性
答案：诱导
答案：方案一：对谷氨酸棒状杆菌进行诱变处理，利用选择培养基，从中选育出不能合成谷氨酸脱氢酶是其过程中的关键一环，根据基因控制蛋白质合成的原理改变控制谷氨酸脱氢酶合成谷氨酸脱氢酸的菌种。方案二：利用基因工程手段，对控制合成谷氨酸脱氢酶的基因进行改造，使其不能合成谷氨酸脱氢酶。
指导：要解答该题首先要明确微生物代谢的调节包括两种方式，酶合成的调节和酶活性的调节，这两种调节方式同时存在，密切配合，协调起作用。其次，要明确各种调节方式的内涵。酶合成的调节是指只有在环境中存在某种物质的情况下，才能合成特定诱导酶的调节方式；酶活性的调节则是由于代谢过程中产生的物质与酶结合，致使酶的结构变化(此变化可逆)从而改变了酶活性的调节方式。由此可见，谷氨酸抑制了谷氨酸脱氢酶的活性，属于酶活性的调节。而B酶只有在细胞内出现某种中间产物后才能合成，则属于酶合成的调节，B酶是一种诱导酶。
根据谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的代谢途径可知，要想积累α-酮戊二酸，必需阻断α-酮戊二酸变成谷氨酸的过程，只要阻断谷氨酸的合成的基因结构，就会阻断这一过程。因此，使用人工诱变手段或基因工程手段都可实现这一目的。

2012届高考生物第一轮总复习教案:遗传与基因工程

高考生物第一轮总复习讲座之七

第三章：遗传与基因工程

　第三节.基因表达的调控第四节.基因工程简介

重点：原核生物基因表达调控的原理，基因操作的工具和基本步骤。

难点：原核生物基因表达调控的原理，限制酶和运载体的作用及基因操作的基本步骤。

第三节：基因表达的调控

生物体的每一个细胞中都含有本物种的一整套基因，因此，多细胞生物体的每个细胞都具有能够将它所具有的每个基因都表达出来、并且发育成一个完整的生物体的潜能，这就是细胞的全能性。但生物细胞内的一整套基因并不是同时都在表达，这是因为，在细胞内存在着对基因表达的调控机制，基因能够有序地表达。

一、原核生物基因表达的调控

实验现象：将大肠杆菌接种到无葡萄糖而只有乳糖培养基中，大肠杆菌就会合成并分泌出大量的“半乳糖苷酶”，这种酶可以将培养基中的乳糖分解成葡萄糖和半乳糖，从而加以利用。如果将大肠杆菌生活环境中的乳糖除去，半乳糖苷酶的合成就立即停止。

结果分析：大肠杆菌这种原核生物是否能够合成半乳糖苷酶，取决于周围环境中有无乳糖。而半乳糖苷酶的合成是受特定的基因――半乳糖苷酶基因来控制的。因此，乳糖诱导了半乳糖苷酶基因的表达，从而合成了分解乳糖的半乳糖苷酶。那么，这个调控过程到底是怎样的呢？

基因表达的调控机理：在大肠杆菌的DNA分子上，与乳糖代谢有关的脱氧核苷酸序列及功能如教材P53图3－12，其调控流程如下：

通过大肠杆菌乳糖代谢的调控过程，可以看出其对环境的适应性，这一适应性又称应激性，是生物在长期的进化过程中形成的，由遗传物质决定的。

二、真核生物基因表达的调控

真核生物基因的核苷酸序列也分为调控基因和结构基因，这一点是与原核生物相似的，真核生物基因的表达过程亦与原核生物有许多点，但也有区别：

原核生物的基因表达过程为：

真核生物的基因表达过程为：

可以看出，两者的不同点是：原核生物转录产生的mRNA不需加工，直接翻译蛋白质，且边转录边翻译；而真核生物由DNA转录的mRNA则需经加工，形成成熟的mRNA才能翻译成蛋白质，且转录在细胞核中、翻译在细胞质中（核糖体内），因而其转录和翻译有时间与空间上的的分隔。

多细胞的真核生物在个体发育过程中，基因在各个细胞中不是均等地表达，而是有特异性地表达，从而引起细胞的分化，这是由于在多种因素的影响下、在不同的细胞中关闭或开启某些基因所造成的。

第四节：基因工程简介

一、基因工程的基本内容

1.概念：基因工程又叫做基因工程技术或DNA重组技术，就是按照人类的要求，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后导入另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。

2.基因操作的工具：基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工，即对DNA分子进行剪切和拼接其主要工具有：

（1）基因剪刀：限制性内切酶，简称限制酶。这种酶主要存在于微生物中，由于每种限制酶能识别特定的核苷酸序列，因此，限制酶能在特定的切点上切割DNA分子。

（2）基因针线：DNA连接酶，用它可以将两个DNA分子的互补的碱基连接起来，同时还要将两个DNA分子的“磷酸—脱氧核糖”连接起来。

（3）基因运输工具：运载体，借助运载体将外源的目标基因送入受体细胞。作为运载体要符合以下三个条件：第一，能在宿主细胞中复制并稳定地保存；第二，具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；第三，具有标记基因，便于筛选，质粒、噬菌体及动植物病毒常被用作运载体。

3.　基因操作的步骤：

（1）提取目的基因

（2）目的基因与运载体结合

　用同一种限制酶去切割质粒和目的基因，加入DNA连接酶，形成重组DNA分子

（3）将目的基因导入受体细胞

　借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法来进行。

（4）目的基因的检测和表达

检测：根据受体细胞是否具有某些标记基因判断。

表达：受体细胞表现出特定的性状。

　二、基因工程的成果与发展前景

1.基因工程与医药卫生

生产基因工程药品：如，将胰岛素基因导入大肠杆菌，来生产胰岛素。

基因诊断与治疗：　用带同位素或荧光标记的DNA做探针，利用DNA分子杂交原理检测被测标本的遗传信息，来检测病症。

2.基因工程与农牧业、食品工业

　农业：　获得高产、稳产、品质优良的农作物，如：向日葵豆

　培育抗逆性的作物品种，如：抗虫棉

　畜牧养殖业：改善动物的优良品种，如：超级绵羊

　食品工业：　开辟食物来源，如：用大肠杆菌或酵母来生产蛋白

3.基因工程与环境保护

　环境监测：用DNA探针检测饮用水中的病毒含量

　净化环境：用假单孢杆菌分解石油

例一．在大肠杆菌的乳糖代谢中，若调节基因突变，造成阻抑物缺乏，与乳糖分解代谢有关的酶能合成吗？为什么？若启动子或操纵基因突变，结果如何？

解析：本题主要考查原核生物基因表达调控的知识。

当阻抑物缺乏时，无论是否有乳糖，均不会阻抑RNA聚合酶与启动子的结合，因此，结构基因可以工作，合成与乳糖分解代谢有关的酶。

若启动子发生突变，无论阻抑物是否与操纵基因结合，RNA聚合酶都不能与启动子的结合，因此结构基因无法工作，不能合成与乳糖分解代谢有关的酶。

若操纵基因突变，则阻抑物无法与之结合，因此，RNA聚合酶随时可以与启动子的结合，使结构基因工作，合成与乳糖分解代谢有关的酶。

因此，本题的答案是：能；因阻抑物缺乏时，RNA聚合酶随时可以与启动子的结合，而使结构基因转录成mRNA，进而翻译成蛋白质，即产生乳糖分解代谢有关的酶；启动子发生突变，则不能合成与乳糖分解代谢有关的酶；若操纵基因突变，能产生与乳糖分解代谢有关的酶。

例二．下列关于基因工程技术的叙述，正确的是（）

A.重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体

B.所有限制酶都只能识别同一种按规定的核苷酸序列

C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细胞繁殖快

D.只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达

解析：本题主要考查有关基因工程中有关操作工具、目的基因表达等知识

基因操作的工具有限制酶、连接酶；一种限制酶只能识别一种核苷酸序列，不同的限制酶识别的核苷酸序列不同；

运载体是运输工具，目的基因进入受体细胞后，只有当受体细胞表达出目标性状，才能说明成功实现基因表达；导入受体细胞中的目的基因是为了表达、生产目的基因转录和翻译的产物，因此，能够快速繁殖是作为受体细胞的重要条件。

因此，本题的答案是：C。

一、选择题

　1.DNA复制、转录和翻译分别形成（）

A.DNA、RNA、蛋白质B.RNA、DNA、多肽

C.RNA、DNA、核糖体D.RNA、DNA、蛋白质

　2.若基因中四种脱氧核苷酸的排列顺序发生变化，那么这种变化不可能导致（）

A.遗传性状的变化　B.遗传信息的变化

C.遗传密码的变化　D.遗传规律的变化

　3.如果DNA分子的链中的A＋T/C＋G=a,那么由该DNA转录而成的RNA中A＋U/C＋G的比值为（）

A.aB.1/a　C.1　D.（1－1/a）

　4.下列哪项是原核生物基因表达调控的特征（）

A.翻译的模板是转录后经过加工的信使RNAB.转录完毕后便进行翻译

C.基因表达调控的结果是产生了细胞分化　D.转录和翻译同时进行

　5.生物的每个细胞都含有一整套该物种的基因，对这些基因的表述正确的是（）

A.整套基因同时表达B.每种基因时时开启着

C.可随特定情况开启或关闭某些基因　D.一旦开启就不能关闭

6.在大肠杆菌体内半乳糖苷酶的合成过程中，相关基因的作用顺序是（）

　A.调节基因、结构基因、操纵基因　B.调节基因、操纵基因、结构基因

C.结构基因、调节基因、操纵基因　D.调节基因、操纵基因、启动子、结构基因

7.在真核生物的核糖体上，翻译合成蛋白质的模板信使RNA的来源是（）

A.染色体上的DNA直接转录形成mRNAB.剪切掉内含子转录部分的mRNA

C.由内含子转录部分拼接成的mRNA　D.由外显子直接转录形成的mRNA

　8.实施基因工程的最终目的是（）

A.定向提取生物体的DNA分子B.定向地对DNA分子进行人工剪切

C.在生物体外对DNA分子进行改造D.定向地改造生物的遗传性状

　9.下列哪项不是基因工程中经常使用的用来运载目的基因的运载体

A.细菌质粒B.噬菌体　C.动植物病毒　D.细菌核区的DNA

10.将牛的生长激素基因和人的生长激素基因，用显微注射技术分别注入小鼠的受精卵中，从而获得了“超级鼠”。此项技术遵循的原理是（）

A.基因突变　DNA→RNA→蛋白质B.基因工程　RNA→RNA→蛋白质　

C.细胞工程　DNA→RNA→蛋白质D.基因工程　DNA→RNA→蛋白质

11.应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到检测疾病的目的，这里的基因探针是指

A.用于检测疾病的医疗器械B.用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子

C.合成β－球蛋白的DNA　D.合成苯丙羟化酶的DNA片断

12.在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补的步骤是

A.人工合成目的基因　B.目的基因与运载体结合

C.将目的基因导入受体细胞D.基因的检测和表达

二．非选择题

13.下图是科学家根据实验提出的一个真核生物的基因调控系统模型，仔细分析后回答下列问题：

（1）同原核生物大肠杆菌的基因表达机制相比较，图中的整合基因相当于原核生物的＿＿＿＿＿，其功能是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，感受器相当于原核生物的＿＿＿＿＿＿＿＿，它的功能是＿＿＿＿＿。

（2）从图中可看出：真核生物的基因调控信号来自体内的＿＿＿＿＿＿＿＿，它和膜上的受体结合后，作用感受基因，从而激活整合基因，整合基因形成的产物可解除感受器对结构基因的抑制，从而开始转录。

1.A　2.D　3.A　4.D　5.C　6.D　

7.B　8.D　9.D　10.D　11.B　12.C

13.（1）调节基因；合成活化物；操纵基因；控制结构基因的转录。（2）激素。

2012届高考生物第一轮总复习细胞与细胞工程教案

老师会对课本中的主要教学内容整理到教案课件中，大家应该开始写教案课件了。我们制定教案课件工作计划，才能对工作更加有帮助！你们会写多少教案课件范文呢？为了让您在使用时更加简单方便，下面是小编整理的“2012届高考生物第一轮总复习细胞与细胞工程教案”，仅供您在工作和学习中参考。

高考生物第一轮总复习讲座之八

第四章：细胞与细胞工程

重点：生物膜在结构和功能上的联系、生物膜系统的概念；
植物组织培养及体细胞杂交、单克隆抗体。
难点：各种生物膜在功能上的联系、植物体细胞杂交及单克隆抗体。

第四章：细胞与细胞工程

第一节：细胞的生物膜系统
生物膜的概念：细胞膜、核膜以及组成内质网、高尔基体、线粒体等细胞器的膜统称为生物膜。
细胞中具有双层膜的细胞器有：线粒体、叶绿体。
细胞中具有单层膜的细胞器有：高尔基体、液泡、内质网。
细胞中具有单层膜的结构有：线粒体、叶绿体、细胞核。
一、各种生物膜在结构上的联系
1．内质网与核膜的联系
　A．内质网膜与外层核膜相连
　B．内质网腔与内、两层核膜间的空腔相通
意义：使细胞质与核内物质的联系更加紧密。
2．内质网与线粒体的联系
　有些内质网与线粒体外膜相连
意义：由线粒体供给内质网所需要的能量
3．内质网与高尔基体及细胞膜的联系
　A．内质网膜产生的小泡可以移动到高尔基体成为高尔基体的一部分
B．高尔基体产生的小泡移动到细胞膜成为细胞膜的一部分
C．细胞膜产生的小泡可以回到细胞质中
上述关系图示如下：

二、生物膜的化学组成
生物膜主要由蛋白质、脂类和少量糖类组成（表现为统一性）；
但在不同的膜中，上述三种物质的含量是有差别的（表现为差异性）。
三、各种生物膜在功能上的联系
科学家用同位素示踪的方法研究了豚鼠胰脏腺细胞分泌物的形成过程，研究出分泌蛋白的合成和运输过程是：

核糖体合成的蛋白质在上述细胞器的运输过程中，主要发生了以下变化：

在以上过程中，都需要由线粒体提供能量，因为在线粒体内膜上含有大量的与有氧呼吸有关的酶。
可见，在细胞内生物膜在结构上相互联系，在功能上既有明确分工，又紧密配合，使细胞能够顺利地完成各项生理功能。
四、生物膜系统
1．概念：
生物膜是指细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜构成的细胞器共同构成的结构体系。
2．作用：
（1）使细胞具有一个相对稳定的内环境，并使细胞与周围环境进行物质运输、能量交换、信息传递。
（2）为酶提供大量的附着位点，为生化反应有序进行创造条件。
（3）将细胞分成小区室，使生化反应互不干扰。
五、研究生物膜的意义
1．理论上：阐明细胞生命活动规律。如：蛋白质、糖类和脂类的人工合成和运输。
2．工业上：人工模拟生物膜功能。如：海水淡化、污水处理。
3．农业上：改善作物品质。如：抗寒、抗旱、耐盐机理的研究。
4．医学上：人工膜代替病变器官。如：人工肾中的“血液透析膜”。

第二节：细胞工程简介
概念：细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。
一、植物细胞工程
常用的技术是：植物组织培养和植物体细胞杂交。
理论基础是：植物细胞的全能性。
1．细胞的全能性
　概念：细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。原因是生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质及发育为完整个体所必需的全部基因。
　在生物的个体发育中，由于基因在特定时间和空间下选择性地表达而形成不同器官，因此，要实现细胞的全能性，首先必须使生物体的细胞处于离体状态。
2．植物组织培养

3．植物体细胞杂交

　植物体细胞杂交过程示意图

二、动物细胞工程
常用技术：动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植、核移植。
1．动物细胞培养：
应用：用于生产病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体、细胞移植材料。
2．动物细胞融合
　与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导融合的方法类似。
　常用的融合剂有：聚乙二醇、灭活的病毒等。
　应用：制备单克隆抗体。
3．哺乳动物的胚胎移植
可以快速繁殖优良动物品种、解决人类不育症问题。
4．核移植
应用于动物的克隆、人类疾病的治疗、保护濒危动物。
5．单克隆抗体的制备
用途：用于疾病治疗

例一：表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。产生这一结果最可能的原因是（）
A．试管动物培养B．胚胎移植
C．胚胎分割移植D．受精卵移植
解析：本题主要考查动物细胞工程的有关知识。
　表现型不同的母牛，其基因型一定不同，生育出基因型完全相同的小牛，根据题目给出的选项，很可能是将胚胎分割移植，因为胚胎时期的细胞具有较高的全能性。该技术可使牛快速繁殖。
因此，本题的答案是：C。

一、选择题：
1．植物细胞表现出全能性的必要条件是（）
A．给予适宜营养和条件B．导入其他植物细胞的基因
C．脱离母体后，给予适宜的营养D．将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内
　2．生物体内的细胞没有表现出全能性，原因是（）
A．细胞丧失了全能性　B．基因表达有选择性
C．基因发生了变化D．不同细胞的基因不同
　3.下列物质中属于分泌蛋白的是（）　
①肠肽酶②抗体③载体④氧化酶⑤性激素⑥胰岛素
A．①②③④　B．②③⑤⑥　C．①②⑥　D．只有①④
　4．下列有关生物膜的叙述，不正确的是（）
A．各种生物膜的化学组成和结构完全相同
B．不同细胞器或细胞结构的生物膜之间是可以相互转变的
C．生物膜的研究已经深入到分子水平
D．细胞内的生物膜既各司其职，又相互协作，共同完成细胞的生理功能
　5．在不损伤高等植物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质适合于除去细胞壁（）
A．蛋白酶B．盐酸　C．淀粉酶　D．纤维素酶
　6．动物细胞融合和植物原生质体融合决定于（）
A．细胞膜的流动性B．细胞膜的选择透过性
C．细胞质的流动性D．细胞质中酶的活性　
　7．植物细胞工程通常采用的技术手段有植物组织培养和植物体细胞杂交等，这项技术的理论基础是（）
　A．植物细胞能进行有丝分裂B．植物细胞的结构是完整的
C．植物体的生命活动受激素调节D．植物细胞具有全能性
　8．在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织过程中，下列哪一项是不需要的（）
A．消毒灭菌B．适宜的温度　C．充足的光照D．适宜的养料和激素
　9．为了使培养的动物组织细胞分散开，以便制成一定浓度的细胞悬浮液，选来的动物组织应先用下列哪种物质处理（）
A．胃蛋白酶B．胰蛋白酶C．盐酸　D．胰脂肪酶
　10．哺乳动物如牛是人类生活中的一种重要的肉制品、皮毛制品的原料来源，但哺乳动物妊娠时间长，每胎产仔少，繁殖速度比较慢。要加快优良种畜的繁殖速度，目前最好采用的方法是（）
A．动物细胞培养　B．胚胎移植C．动物细胞融合　D．核移植
二、分析说明题
下图是植物体细胞杂交过程示意图，据图分析回答：
1．图中①过程是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，目前最常用的方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
2．②过程的发生，必须进行＿＿＿＿＿＿＿，其方法有＿＿＿＿＿法和＿＿＿＿＿＿法。
3．融合后的原生质体会再生出细胞壁，新的细胞壁的产生与细胞内的＿＿＿＿＿＿（细胞器）有关。
4．③和④过程是一个＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿的过程，在该过程中，细胞分裂主要方式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

一、1.C　2.B　3.C　4.A　5.D　6.A　7.D　8.C　9.D　10.B　
二、1．去掉细胞壁；酶解法
　2.人工诱导；物理；化学
3.高尔基体
4.脱分化；再分化；有丝分裂

2012届高考生物第一轮遗传与基因工程总复习教案

高考生物第一轮总复习讲座之六

第三章：遗传与基因工程

第一节：细胞质遗传第二节：基因的结构。

重点：细胞质遗传的特点和形成这些特点的原因，原核细胞和真核细胞的基因结构。

难点：细胞质遗传在实践中的应用，原核细胞和真核细胞在基因结构上的区别。

第一节：细胞质遗传

人们在研究细胞核内染色体上的基因传递方式时发现了遗传的三大规律。那么，细胞质内的基因（位于线粒体与叶绿体的DNA上面）传递方式及特点是怎样的呢？

一、细胞质遗传的特点

典型实例：紫茉莉质体的遗传

紫茉莉的叶片中有两种类型质体即：

叶绿体：含有叶绿素、呈绿色

紫茉莉的质体

白色体：无色素、白色

而紫茉莉的枝条有三种：绿色、白色、花斑色（绿、白相间），它们所含有的质体如下：

枝条类型绿色白色花斑色

质体种类叶绿体白色体叶绿体

白色体

柯伦斯经过多年的杂交实验，结果如教材P43表3－1，其中“接受花粉的枝条”是母本，“提供花粉的枝条”是父本，由表中所列结果可以发现这样的规律：无论父本是何种性状，F1总是表现出母本的性状，我们把这样的遗传现象称为母系遗传，也有学者称为偏母遗传。

此后的许多学者在其他生物的杂交实验中，也发现了类似现象。如藏报春、玉米、棉花、天竺葵、菜豆的叶绿体遗传；水稻、高粱的雄性不育遗传以及微生物中的链孢霉线粒体遗传。

二、母系遗传的细胞学基础

我们知道在卵细胞中含有大量的来自母方的细胞质，而精子中只含有响晴的来自父方的细胞质，在受精时，精子只是其细胞核部分进入了卵细胞中，而来自父方的细胞质很少甚至不能进入卵细胞。因此，由受精卵发育成的F1，其细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方，所以在F1中，受细胞质内遗传物质控制的性状遗传――细胞质遗传总是表现妯母本的性状，即母系遗传。

三、母系遗传的特点（与核遗传的区别）

第一，F1表现为母系遗传，即正反交的结果不一样；

第二，杂交后代的表现类型无一定的分离比例（这是由于减数分裂产生生殖细胞时，细胞质中的遗传物质是随机地不均等地分配到生殖细胞中，同时，受精卵在有丝分裂形成新个体时，细胞质也是不均等分裂）。

　杂交过程如下图：

受精受精

由上图可见：亲本产生配子时，细胞核遗传物质均等分配，而细胞质中遗传物质则不均等分配，在F1中，细胞核遗传物质一半来自父方，一半来自母方，所以正反交结果一样；细胞质的遗传物质则来自母方，所以正反交结果就不一样。

四：细胞质遗传在实践中的应用（选学）

水稻雄性不育系的培育过程：

　1.在水稻的细胞核中：R－可育，r－不育；在水稻的细胞质中：S－可育，N－不育，水稻能否可育是由细胞核和细胞质基因共同作用的结果（见下表）

　细胞质基因

细胞核基因SN

RRS(RR)

雄性可育N(RR)

雄性可育

RrS(Rr)

雄性可育N(Rr)

雄性可育

rrS(rr)

雄性不育N(rr)

雄性可育

　2.生产杂交种过程图解雄性不育系留种图解

在上图中，N(RR)与雄性不育系S(rr)杂交产生的后代S(Rr)是可育的，故称N(RR)为恢复系；

　N(rr)与雄性不育系S(rr)杂交产生的后代S(rr)仍是雄性不育，故称N(rr)为保持系。

在整个生产杂交种的过程中，共用到三种类型即：S(rr)、N(RR)、N(rr)，故将这种生产方法称为“三系法”。

第二节：基因的结构

一、原核细胞的基因结构

原核细胞的基因结构可下图来表示：

非编码区特别是编码区上游的RNA聚合酶结合位点，可以调控DNA指导蛋白质合成的过程。

原核细胞的基因转录过程如下图：

二、真核细胞的基因结构

与原核细胞的基因相比，不同的是：真核细胞的编码区是间隔的即编码区由可编码的部分（称外显子）和不可编码的部分（称内显子）相间排列。

其转录过程与原核生物大致相同，所不同的是，它所转录出的RNA同时含有由外显子转录出的部分和内显子转录出的部分，转录结束后，需要将RNA中由内显子转录出的部分剪掉，然后将若干后由由外显子转录出的部分的RNA拼接起来，才能形成完整的mRNA。

三、人类基因组研究

“人类基因组”是指人体DNA所携带的全部遗传信息。包括1－22号常染色体和X、Y染色体，共24种染色体的24个DNA分子上的遗传信息，这24个DNA分子上构有30亿个碱基对，约有3－5万个基因。

“人类基因组计划”就是分析测定人类基因组的核苷酸序列，其主要任务是绘制出人类基因组的4张图：遗传图(基因在染色体上的位点)、物理图(测量出基因的距离)、序列图(测定基因的碱基排列次序)、转录图(测定基因转录形成RNA时的碱基配对)。参与　这项计划的有六个国家：中国、美国、英国、法国、德国和日本。

研究人类基因组的意义是：各种疾病、尤其是各种病的诊断；进一步了解基因表达的调控机制；细胞的生长、分化和个体发育的机制及生物进化；推动生物高新技术的发展，并产生巨大的经济意义。

　例1．小鼠的海拉细胞有氯霉素抗性，通过显微操作，将对氯霉素无抗性的小鼠体细胞的核取出，注入去核的海拉细胞中，然后将这一新组合的细胞放到含有氯霉素的培养基中，发现它能够持续分裂。试分析：

（1）控制氯霉素抗性的遗传物质位于细胞的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）上述遗传方式称＿＿＿＿＿＿＿，它的特点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

解析：本题主要考查细胞质遗传的本质及表现出的特点

由题意可知，小鼠细胞对氯霉素有、无抗性属于一对性状，控制这一相对性状的遗传物质可能位于核中，也有可能位于细胞质中。

本题中将对氯霉素有抗性的海拉细胞的细胞质与氯霉素无抗性的细胞的细胞核重组成一新细胞，它在含有氯霉素的培养基中仍然持续分裂，说明它对氯霉素具有抗性，由此可分析得出决定细胞有无抗性的遗传物质在细胞质中，这种性状的遗传应属于细胞质遗传。至于细胞质遗传的特点也就迎刃而解了。

因此，本题的答案是：（1）细胞质中。（2）细胞质遗传；母系遗传、杂交后代不出现一定的分离比。

例2．人的一种凝血因子基因有186000个碱基对，能够编码2552个氨基酸。

（1）试计算在凝血因子中，外显子的基因对占全部基因对的比例；

（2）从此比例中可以得出什么结论？

解析：本题主要考查真核细胞的基因结构和中心法则的有关知识。

由2552个氨基酸可推知，这些氨基酸需要mRNA上的2552╳3个碱基来编码，进而可以推导出基因中参与编码的碱基对数为为7656，而这就是外显子所含有的碱基对数；因此，外显子的比例为：（7656∕186000）╳100%＝4%；在整个基因中，外显子的碱基对数只占4%，说明在真核细胞中，基因结构的复杂性。

因此本题的答案是：（1）4%；（2）在原核细胞中，编码碱基（外显子）所占比例很小，说明真核细胞中基因结构的复杂性。

（1）下列哪组细胞器在遗传上有一定的自主性（）

　A.细胞核、叶绿体B.细胞核、线粒体C.核糖体、叶绿体D.叶绿体、线粒体

（2）下列与细胞质基因无关的性状为（）

　A.紫茉莉的花B.高粱的雄性不育C.藏报春花的绿叶D.酵母菌的菌落

（3）在形成卵细胞的减数分裂中细胞质的遗传物质分配特点是（）

　①有规律分配　②随机分配　③均等分配　④不均等分配

　A.①③　B.②③　C.②④　D.①④

（4）一玉米雄性不育植株用恢复系（基因纯合）花粉授粉，F1的基因型和表现型分别是（）

　A.S(Rr)、雄性可育　B.N(RR)、雄性可育C.N(Rr)、雄性不育　D.S(rr)、雄性不育

（5）一对相对性状甲性状和乙性状为细胞质遗传，下列四种遗传符合细胞质遗传的特点的是（）

　A.♀甲╳♂乙→F1呈甲性状B.♀甲╳♂乙→F1呈乙性状

C.♀乙╳♂甲→F1呈甲性状D.♀乙╳♂甲→F1呈乙性状　

（6）基因是由（）

A.编码区和非编码区组成B.外显子和内含子两部分组成

C.RNA聚合酶结合位点、外显子、内含子组成　D.RNA聚合酶结合位点、外显子组成

（7）真核细胞的一个基因只能编码一种蛋白质，以下说法正确的是（）

A.它的编码区有一个外显子和一个内含子　B.它的编码区一个外显子和多个内含子

C.它的编码区有多个外显子和一个内含子　D.它的编码区含有多个外显子和内含子

（8）下列哪项是原核生物表达调控的特征（）

A.翻译的模板是转录后经加工的mRNA　B.转录完毕后再进行翻译

C.转录和翻译同时进行　D.基因表达调控的结果是产生了细胞的分化

（9）基因的重要功能是（）

A.储存、传递遗传信息　B.表达遗传信息　C.能产生突变决定生物性状　D.A.B.C.三项

（10）含有细胞质基因的是（）

①染色体　②核糖体　③线粒体　④叶绿体　⑤质粒

A.①B.③④C.②③④D.③④⑤

答案：1.D　2.A　3.C　4.A　5.C　6.A　7.D　8.C　9.D　10.D