板块五 生物技术与工程

板块五生物技术与工程模型解题知识网络目录CONTENT易错易混知识网络模型解题厘清动物细胞培养的基本过程，解答细胞培养的条件及应用等问题对正常细胞进行体外培养时，要经历原代培养和1至多次的传代培养（N0

为培养瓶中细胞的初始数量），图示为培养瓶中细胞的数量变化。原代培

养与初次传代培养，细胞数量可呈“S”形增长，传代培养中会出现部分

细胞停止分裂与衰老死亡，极少数细胞因发生核型改变而成为不死性细胞

（具有癌细胞的特征）。通过细胞培养技术，可将核型未改变的细胞用于

移植，可检测某药物对细胞代谢或增殖的影响，可研究导致细胞核型发生

改变的因素及细胞增殖的调控等。正常细胞体外培养时，要经历原代培养期、传代期和衰退期三个阶段。

悬浮培养的动物细胞会因细胞密度过大、有害代谢产物积累等因素而分裂受阻。生产上常用灌流式培养避免这些现象出现。灌流式培养是在细胞培养管内，一边不断注入新鲜培养基，一边将培养液的上清液不断移出，下列相关叙述错误的是（

）A.悬浮培养的细胞不会出现贴壁生长的现象B.

灌流是在细胞密度达到一定浓度或者营养物质低于一定浓度时进行C.

过高的灌流速率会导致营养物质不能得到充分利用，造成培养基浪费D.

灌流式培养通过及时清除细胞代谢产物，以实现细胞的无限增殖√解析：分析题意，悬浮培养的动物细胞不出现贴壁生长现象，A正确；悬浮培养的动物细胞会因细胞密度过大、有害代谢产物积累等因素而分裂受阻，而灌流是在细胞密度达到一定浓度或者营养物质低于一定浓度时进行，B正确；过高的灌流速率，培养的细胞没有及时利用营养物质，会导致营养物质不能得到充分利用，造成培养基浪费，C正确；灌流式培养能及时清除细胞代谢产物，但不能实现细胞的无限增殖，D错误。

下列关于哺乳动物胚胎工程和细胞工程的叙述，错误的是（

）A.

细胞培养和早期胚胎培养的培养液中通常需要添加血清等物质B.

早期胚胎需移植到经同期发情处理的同种雌性动物体内发育成个体C.

猴的核移植细胞通过胚胎工程已成功地培育出了克隆猴D.

将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合，经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞√解析：细胞培养和早期胚胎培养的培养液中通常需添加血清等物质，A正确；早期胚胎需移植到经同期发情处理的同种雌性动物体内发育成个体，B正确；我国利用核移植技术成功培养出克隆猴“中中”和“华华”，C正确；将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合，经诱导融合后的细胞不都是杂交瘤细胞，还有B淋巴细胞自身融合的细胞、骨髓瘤细胞自身融合的细胞等，D错误。厘清动物体细胞核移植和胚胎移植的操作流程，解答动物细胞工程相关的试题

〔经典高考题〕经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚，通过胚胎

工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的

是（

）A.

用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子B.

体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理C.

胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植D.

遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得√解析：

为获得更多卵子，需要用促性腺激素对雌性个体进行超数排卵

处理，A正确；刚排出的精子不能与卵子受精，必须进行获能处理后才具

备受精能力，B正确；胚胎移植前要检查胚胎质量，牛、羊等一般要培养

到桑葚胚或囊胚阶段才进行移植，小鼠等可在更早的阶段移植，C错误；

可通过转基因等技术获得遗传改造的小鼠胚胎干细胞，D正确。

（2021·湖南高考22题节选）M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞

中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M基因的特定位置，

再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆

动物A，流程如图所示。回答下列问题：（1）在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是

⁠

，这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间

的

断开。限

制性内切核酸酶（限制酶）磷酸二酯键解析：构建基因表达载体时，切割质粒DNA要用到限制性内切核酸酶，即限制酶，限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，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。（2）在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养

时，需要定期更换培养液，目的是

⁠

⁠。解析：在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。清除代谢产物，防止细胞代谢产物积

累对细胞自身造成危害，同时给细胞提供足够的营养（3）与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原

因是

⁠

⁠。解析：由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，故与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率低。动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分

化程度高，恢复其全能性十分困难（4）鉴定转基因动物：以免疫小鼠的

⁠淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融

合，筛选融合杂种细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体

确定克隆动物A中M基因是否失活的实验思路。

⁠

⁠。B取动物A和克隆动物A的

肝组织细胞，分别提取蛋白质进行抗原—抗体杂交解析：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，制备M蛋白的单克隆抗体；若要利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活，如果M基因已经失活，则克隆动物A中无法产生M蛋白的单克隆抗体，则可利用抗原—抗体杂交技术进行检测。故实验思路为：取动物A和克隆动物A的肝组织细胞，分别提取蛋白质进行抗原—抗体杂交。基于PCR的原理与过程解决有关PCR引物的设计与选用的问题（1）根据目的基因的特定序列设计PCR引物（2）根据PCR扩增方向选择引物

（2023·重庆高考12题）某小组通过PCR（假设引物长度为8个碱基，短于实际长度）获得了含有目的基因的DNA片段，并用限制酶进行酶切（如图），再用所得片段成功构建了基因表达载体。下列叙述错误的是（

）A.

实验所用引物，其中一个序列为5'-TGCGCAGT-3'B.

步骤①所用酶是SpeⅠ和CfoⅠC.

用步骤①的酶对载体进行酶切至少获得了2个片段D.

酶切片段和载体连接时可使用E.

coliDNA连接酶或T4

DNA连接酶√解析：根据扩增所得的DNA片段可知，实验所用的两种引物序列为5'-TGCGCAGT-3'和5'-AGCTAGCA-3'，A正确；根据酶切后得到的黏性末端

判断，步骤①所用酶是NheⅠ和CfoⅠ，B错误；步骤①用两种酶切割载体

（质粒），质粒上至少有两个切口，至少产生2个片段，C正确；目的基因片段和质粒经酶切后产生的均为黏性末端，可用E.

coliDNA连接酶或

T4DNA连接酶连接，D正确。易错易混

微生物与发酵工程易错点1

制作果酒和果醋的比较项目制作果酒制作果醋菌种酵母菌醋酸菌代谢类型异养兼性厌氧型异养需氧型项目制作果酒制作果醋发酵过程有氧条件下，酵母菌通过有氧呼

吸大量繁殖：C6H12O6＋6H2O＋

6O2

6CO2＋12H2O＋能量；无氧条件下，酵母菌通过无氧呼

吸产生酒精：

C6H12O6

2C2H5OH＋2CO2＋能量O2、糖源充足时：C6H12O6＋2O2

2CH3COOH＋2CO2＋2H2O＋能量；O2充足、缺少糖源时：

C2H5OH＋O2

CH3COOH＋H2O＋能量对氧的需求前期需氧，后期不需氧一直需氧易错点2

发酵工程的几点提醒（1）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、酒精的产生和积累都是在主发酵阶段完成。（2）微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的生物防治手段。（3）单细胞蛋白即微生物菌体，不需要从微生物细胞中提取。易错点3

比较平板划线法和稀释涂布平板法项目平板划线法稀释涂布平板法分离结果

关键操作接种环在固体培养基表面连续划线①一系列的梯度稀释；②涂布平板操作接种用具接种环涂布器项目平板划线法稀释涂布平板法优点可以观察菌落特征，对混合菌进

行分离可以计数，可以观察菌落特征缺点不能计数操作复杂，需要涂布多个平板共同点都要用到固体培养基；都需进行无菌操作；都会在培养基表面

形成单个的菌落，都可用于观察菌落特征1.

（2024·福建高考5题）虾酱是以虾为原料的传统发酵食品。在乳酸菌、

芽孢杆菌等多种微生物共同作用下，原料中的蛋白质和脂肪发生水解，形

成虾酱的特有风味。下列叙述错误的是（

）A.

虾酱特有风味的形成受发酵时间的影响B.

传统虾酱的制作过程需要严格执行无菌操作C.

原料中的蛋白质会被水解成小分子的肽和氨基酸D.

虾酱发酵过程微生物种类和数量的分析有助于改良风味解析：传统虾酱的制作过程利用原料中带有的微生物进行发酵，不需要经过严格无菌操作，B错误。

易错练√2.

为检验某品牌冰激凌中大肠杆菌含量是否超标，研究小组利用配制的伊

红—亚甲蓝琼脂培养基进行检测。下列有关叙述正确的是（

）A.

检测中用到的接种方法为平板划线法B.

配制培养基，高压蒸汽灭菌后，调节pHC.

检测中应设一个不接种的平板作为阴性对照和一个接种大肠杆菌的平板

作为阳性对照D.

检测的培养基为固体培养基，大肠杆菌在该培养基上会形成红色且有

金属光泽的菌落√解析：平板划线法不能用来计数，检测中用到的接种方法为稀释涂布平板法，A错误；配制培养基时，应先调节pH，再进行高压蒸汽灭菌，B错误；检测中应设一个不接种的平板作为阴性对照和一个接种大肠杆菌的平板作为阳性对照，以此来对比反映冰激凌中大肠杆菌及其数量，C正确；检测的培养基为固体培养基，大肠杆菌在该培养基上会形成深紫色且有金属光泽的菌落，D错误。

细胞工程与胚胎工程易错点1

对植物组织培养与细胞全能性的关系混淆不清（1）理论上每个具有细胞核的活细胞都具有全能性，但要实现全能性还

需要一定的条件。（2）全能性的原理是细胞具有发育成完整个体所必需的“全套”基因而

不是“全部”基因，因此含一个染色体组的配子中也有全套基因，同样有

全能性。易错点2

对植物体细胞杂交的结果理解不透彻（1）植物体细胞杂交过程中，细胞之间的融合是随机的，要得到所需要

的杂交细胞，需要进一步的筛选。（2）体细胞杂交使两个细胞融合成一个细胞，不管染色体还是染色体组

都采用直接加的方法。若一植物细胞含有2个染色体组，基因型为Aabb，

另一植物细胞含有2个染色体组，基因型为ccDd，则新植株应为异源四倍

体，其体细胞中染色体基因型为AabbccDd。（3）从生殖类型上看，植物体细胞杂交技术没有生殖细胞的参与，因此

具有两个亲本的遗传性状。（4）植物体细胞杂交最终是要获得植物体，而并非杂种细胞。易错点3

单克隆抗体的易错提示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。易错点4

胚胎发育中的易错提示（1）成熟的精子必须获能后才具备受精能力。（2）动物排出的卵子成熟程度不同，需要在输卵管内进一步成熟，当达

到减数第二次分裂中期时才具备与精子受精的能力。（3）卵裂阶段的细胞分裂方式为有丝分裂。（4）细胞开始出现分化的阶段是囊胚期，可以进行胚胎移植或胚胎分割

的阶段为桑葚胚期和囊胚期。易错点5

体外受精及胚胎移植中的3点易错警示（1）胚胎移植过程中两次使用激素，第一次常用孕激素对受、供体进行

同期发情处理：第二次用促性腺激素对供体做超数排卵处理。（2）胚胎移植是有性生殖还是无性生殖，取决于胚胎是由受精卵形成

的，还是由核移植技术形成重组细胞并发育而成或胚胎分割形成的。（3）胚胎分割的2个注意事项①材料选择：选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。②分割注意点：选材为囊胚时，注意将内细胞团均等分割。3.下列关于植物细胞工程的说法，正确的有

。A.

培养基中糖类既能作为碳源，又与维持渗透压有关B.

在再分化过程中，愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组C.

细胞分裂素和生长素的比例会影响愈伤组织的形成D.

常采用灭活的仙台病毒或PEG诱导植物的原生质体融合E.

用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体F.

检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理，活的原生质体

被染色

易错练√√解析：基因重组一般发生在有性生殖过程中；常用灭活病毒诱导动物细胞融合；用果胶酶和纤维素酶，去除细胞壁；由于原生质层的选择透过性，活的原生质体不会被染色。4.

下列关于动物细胞工程的说法，正确的是（

D

）A.

利用胶原蛋白酶处理，可分散贴壁生长的骨髓瘤细胞B.

从动物体内取出组织，用胰蛋白酶处理后直接培养称为传代培养C.

营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制D.

悬浮培养单克隆细胞可有效避免接触抑制E.

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F.

将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合，经诱导融合的细胞即为能分泌所需抗

体的细胞D5.下列关于胚胎工程的说法，正确的有

。A.

在没有CO2的有氧环境中进行胚胎干细胞培养B.

对供体母牛注射促性腺激素使其超数排卵用于胚胎制备C.

采用胚胎分割技术克隆动物常选用桑葚胚或囊胚，因这两个时期的细胞

未发生分化D.

胚胎移植到代孕母鼠后成活率低，可能是早期胚胎未能及时从滋养层

内孵化E.

经胚胎移植产生的后代，其遗传特性与受体均保持一致F.

受精卵发育至桑葚胚阶段，细胞数量和胚胎总体积均增加G.

人工授精时，采集的精液经获能处理后才能输入雌性生殖道BIH.

母体子宫对胚胎的免疫耐受性低下是胚胎移植的生理学基础I.

胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测J.

胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率

基因工程易错点1

基因工程相关的几点提醒（1）病毒在生物学中的应用举例：①基因工程中作载体，②动物细胞工

程中作诱导融合剂，③在免疫学上可作疫苗用于免疫预防。（2）标记基因（通常选抗性基因）的作用是：用于检测重组质粒是否被

导入受体细胞（不含抗性），选择培养基（加抗生素的培养基）的作用

是：筛选受体细胞是否导入目的基因。抗生素针对的不是目的基因，而是

淘汰不具有抗性的没有导入目的基因的受体细胞。（3）基因工程中导入的目的基因通常考虑整合到核DNA中，形成的生

物可看作杂合子（Aa）产生配子时，可能含有目的基因，后代会发生

性状分离。（4）启动子、终止子是基因的结构，在构建基因表达载体时目的基因插

入两者之间；而起始密码子、终止密码子在mRNA上。易错点2

DNA电泳鉴定中的“两液两剂”“两液”——电泳缓冲液与凝胶载样缓冲液。电泳缓冲液能维持整个

电泳体系的pH稳定，提供导电介质；凝胶载样缓冲液可影响物质的电

泳迁移速率，