生物技术
常考题型：选择题、判断/连线题
🎨 核心概念图解
通过图示快速理解本模块重点结构和过程。
图1：发酵技术原理
图2：转基因技术与克隆技术对比
考纲要求
- 举例说出发酵技术在食品制作中的应用
- 说明食品的腐败原因及食品保鲜的一般方法
- 举例说出克隆技术的应用
- 举例说出转基因技术的应用
- 关注生物技术的发展对人类未来的影响
给初学者的话
💡 本章怎么学？ 1. 先通读一遍，把不认识的词圈出来； 2. 对照课本插图，理解每个结构在哪里、有什么用； 3. 把加粗的关键句读三遍； 4. 最后做几道课后练习检验一下。 不用一开始就把所有拓展内容都弄懂，先把基础部分掌握扎实。
本章学习目标
学完本章，你应该能：
- 举例说明发酵技术在食品制作中的应用；
- 了解食品保存的基本原理；
- 知道转基因技术和克隆技术的基本概念。
一、日常生活中的生物技术
1. 发酵技术
发酵技术是指利用微生物的发酵作用，使原料变成产品的方法。常见应用：酵母菌发面酿酒、乳酸菌做酸奶泡菜、醋酸菌制醋、霉菌制酱和腐乳。
| 食品 | 利用微生物 | 发酵条件/产物 |
|---|---|---|
| 馒头、面包 | 酵母菌 | 有氧时产生二氧化碳使面团蓬松 |
| 酿酒 | 酵母菌 | 无氧时产生酒精 |
| 酸奶、泡菜 | 乳酸菌 | 无氧，产生乳酸 |
| 醋 | 醋酸菌 | 有氧，产生醋酸 |
| 酱油、腐乳、面酱 | 霉菌（如曲霉） | 分解蛋白质等 |
| 沼气 | 甲烷菌 | 无氧，产生甲烷 |
📚 课本原话：发酵技术是利用微生物的发酵作用，运用一些技术手段控制发酵过程，大规模生产发酵产品的技术。
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🔬 实验要点： - 制作米酒：糯米蒸熟→冷却→拌酒曲→压实中间挖洞→密封保温→2~3天后出酒。酒曲中的主要微生物是霉菌（糖化）和酵母菌（发酵）。 - 制作酸奶：鲜奶加糖煮沸冷却→接种乳酸菌→密封恒温发酵→冷藏。 - 实验变量常考：有无接种微生物、温度、是否密封（氧气）。
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⚠️ 老师提醒：酿酒不是全程无氧。开始时需要氧气让酵母菌大量繁殖，之后密封创造无氧环境产生酒精。
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💡 例题精讲：判断“酿酒全程都需要无氧”是否正确？错误。开始需要有氧让酵母菌大量繁殖，之后无氧产酒精。
2. 食品的保存
食品腐败主要是由于细菌和真菌的生长和繁殖引起的。食品保存的原理是：杀死或抑制微生物的生长和繁殖。
| 保存方法 | 原理 | 例子 |
|---|---|---|
| 巴氏消毒法 | 高温杀菌 | 牛奶、啤酒 |
| 罐藏法 | 高温灭菌+密封隔绝微生物 | 罐头 |
| 脱水法 | 去除水分，抑制微生物 | 干香菇、葡萄干 |
| 腌制法 | 高盐/高糖抑制微生物 | 咸菜、腊肉 |
| 冷藏/冷冻 | 低温抑制微生物生长 | 冰箱保鲜 |
| 真空包装 | 隔绝氧气 | 袋装肉制品 |
| 添加防腐剂 | 抑制微生物 | 山梨酸钾等（适量） |
📚 课本原话：食品腐败主要是由细菌和真菌引起的，这些细菌和真菌可以从食物中获得有机物，并在食物中生长和繁殖，导致食物腐败。
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🔬 实验要点：探究“食品保存条件”时，常设置对照：冷藏vs室温、密封vs敞口、干燥vs潮湿，观察细菌真菌生长情况。
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⚠️ 老师提醒：冷藏只能抑制微生物生长繁殖，不能杀死微生物；食品解冻后微生物会恢复生长，需尽快食用。
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💡 例题精讲：判断“冷藏可以杀死细菌”是否正确？错误。冷藏只能抑制生长繁殖，不能杀菌。
二、现代生物技术
1. 转基因技术
转基因技术是把一种生物的某个基因，用生物技术的方法转入到另一种生物的基因组中，从而使其表现出转入基因所控制的性状。
| 应用 | 说明 |
|---|---|
| 抗虫棉 | 转入苏云金杆菌的毒蛋白基因 |
| 转基因大豆 | 转入抗除草剂基因等 |
| 生产胰岛素 | 把人胰岛素基因转入大肠杆菌 |
| 转基因鱼 | 转入生长激素基因，生长快 |
| 黄金大米 | 转入维生素A合成相关基因 |
📚 课本原话：科学家把一种生物的某个基因，用生物技术的方法转入到另一种生物的基因组中，培育出的转基因生物就有可能表现出转入基因所控制的性状。
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🔬 实验要点：转基因超级鼠实验是经典实验：将大鼠生长激素基因转入小鼠受精卵中，生出的小鼠比普通小鼠大得多，证明基因控制生物性状。
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⚠️ 老师提醒：转基因技术与克隆技术不同。转基因是基因重组，改变生物性状；克隆是无性繁殖，后代与供核个体基因几乎完全相同。
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💡 例题精讲：判断“转基因技术和克隆技术原理相同”是否正确？错误。转基因转入外源基因，克隆是无性繁殖基因相同。
🚀 高中衔接（选读）： 高中生物选修3将学习基因工程的基本操作步骤，可概括为“四步曲”： 1. 获取目的基因（如从供体细胞中分离、人工合成、PCR扩增）； 2. 构建基因表达载体（目的基因+启动子+终止子+标记基因）； 3. 将目的基因导入受体细胞（常用方法：农杆菌转化法、显微注射法等）； 4. 目的基因的检测与鉴定（分子水平检测、个体水平鉴定）。 PCR简介：PCR即聚合酶链式反应，是一种在体外快速扩增DNA片段的技术，需要模板DNA、引物、Taq酶、四种脱氧核苷酸等，经过变性、复性、延伸三个步骤反复循环实现DNA扩增。
2. 克隆技术
克隆是指通过无性繁殖产生与原来个体有完全相同遗传物质的后代的过程。动物的克隆常采用细胞核移植技术，如克隆羊“多莉”。
📚 课本原话：克隆技术属于无性生殖。多莉与供核母羊几乎一模一样，这说明细胞核控制着生物的发育和遗传。
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🔬 实验要点：克隆羊多莉的诞生过程： 1. 从A羊（供核母羊）乳腺细胞中取出细胞核； 2. 从B羊（供卵母羊）卵细胞中取出细胞核，保留细胞质； 3. 将A羊细胞核移入B羊去核卵细胞中，形成融合细胞； 4. 将融合细胞培养成胚胎后，移入C羊（代孕母羊）子宫内发育； 5. 出生的小羊多莉长得像供核母羊A。
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⚠️ 老师提醒：多莉的遗传物质主要来自供核母羊，因此长得像供核母羊，而不是供卵母羊或代孕母羊；克隆属于无性生殖，后代与亲代基因几乎完全相同。
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💡 例题精讲：判断“克隆羊多莉像代孕母羊”是否正确？错误。多莉像供核母羊，因为遗传物质主要在细胞核中。
3. 其他现代生物技术
除转基因和克隆外，现代生物技术还包括：组织培养、胚胎移植、细胞工程、酶工程、发酵工程、生物制药等。
📚 课本原话：植物的组织培养是利用无性生殖原理，使植物组织或细胞等快速发育成新植株的生物技术。
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🔬 实验要点：植物组织培养的优点：可快速繁殖、保持优良性状、不受季节限制、可培育无毒苗。操作需在无菌条件下进行。
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⚠️ 老师提醒：植物组织培养、扦插、嫁接都属于无性生殖，后代保持母体优良性状；试管婴儿属于有性生殖，受精在体外完成，再移植回母体子宫。
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💡 例题精讲：判断“试管婴儿是无性生殖”是否正确？错误。试管婴儿有精卵结合，是有性生殖，只是受精在体外。
🚀 高中衔接（选读）： 高中生物选修3将学习细胞工程，包括： 1. 植物细胞工程：植物组织培养、植物体细胞杂交； 2. 动物细胞工程：动物细胞培养、动物细胞核移植（克隆）、动物细胞融合、单克隆抗体制备等。 细胞工程的原理基础是细胞全能性和细胞核的全能性。
三、本模块易错点汇总
| 易错点 | 正确理解 |
|---|---|
| 酸奶和醋都用乳酸菌 | 酸奶用乳酸菌，醋用醋酸菌 |
| 酿酒全程都需要无氧 | 开始需要有氧让酵母菌大量繁殖，之后无氧产酒精 |
| 食品腐败都是细菌引起的 | 细菌和真菌都可以引起 |
| 冷藏可以杀死细菌 | 只能抑制生长繁殖，不能杀死 |
| 转基因技术就是克隆技术 | 转基因转入外源基因，克隆是无性繁殖基因相同 |
| 克隆羊多莉像代孕母羊 | 像供核母羊（遗传物质在细胞核） |
| 试管婴儿是无性生殖 | 是有性生殖，有精卵结合，只是受精在体外 |
| 组织培养是有性生殖 | 是无性生殖（植物克隆） |
✅ 掌握程度自测：能对应各种食品与发酵微生物 → 已掌握； 能区分转基因和克隆技术的原理 → 已掌握； 能说出食品保存的方法和原理 → 已掌握。
四、多角度 Review 与拓展
🚀 进阶挑战（想拔高再看）
- 发酵技术原理：微生物在适宜条件下分解有机物，产生特定产物；控制条件（温度、氧气、pH）可定向获得所需产品。
- 转基因安全性：转基因技术有利有弊，需严格管理和科学评估，不能盲目推广也不能全盘否定。
- 克隆技术应用：优良牲畜快速繁殖、濒危动物保护、器官移植供体培育、疾病模型动物制备等。
✏️ 巩固加油站
- 列表比较乳酸菌、酵母菌、醋酸菌的异同（细胞结构、代谢类型、产物）。
- 设计一个“食品保存方法”实验方案，变量是什么？对照组如何设置？
- 用流程图表示转基因超级鼠实验和克隆羊多莉实验的关键步骤。
👨🏫 老师的小提醒
- 发酵食品与微生物对应关系是高频考点，要记准；
- 食品保存题常考“方法+原理”对应；
- 现代生物技术题常把转基因、克隆、试管婴儿、组织培养混在一起考，注意区分“是否经过两性生殖细胞结合”。
🔗 和其他章节的联系
- 与模块七（微生物）联系：发酵利用的是细菌和真菌的代谢活动；
- 与模块六（遗传）联系：转基因技术体现基因控制性状；
- 与模块一（细胞结构）联系：克隆技术证明细胞核是遗传信息库；
- 与模块九（健康）联系：疫苗、抗生素、生物制药等都与生物技术相关。
课本实验精讲
实验：制作米酒
实验原理：酵母菌在无氧条件下将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳。
实验步骤：
- 将糯米浸泡后蒸熟。
- 冷却至 30℃左右，撒入酒曲（含酵母菌和霉菌）。
- 搅拌均匀，压实，中间挖一个凹坑。
- 加盖，放在温暖处发酵 2~3 天。
实验现象：有酒香味产生，凹坑中有液体渗出。
实验结论：酵母菌发酵产生了酒精。
🔬 老师提醒：制作米酒时温度不能太高，否则会杀死酵母菌；容器要干净，避免杂菌污染。
核心概念辨析表
| 概念 | 含义 | 应用 |
|---|---|---|
| 发酵 | 微生物在无氧条件下分解有机物的过程 | 酿酒、制醋、做酸奶 |
| 转基因技术 | 把一种生物的某个基因转入另一种生物体内 | 抗虫棉、转基因大豆 |
| 克隆技术 | 不经过两性生殖细胞结合，由母体直接产生新个体 | 克隆羊多莉 |
| 食品保存 | 杀死或抑制微生物的生长和繁殖 | 冷藏、真空包装、腌制 |
🚀 高中衔接（选读）
1. 基因工程的基本步骤
- 获取目的基因
- 构建基因表达载体
- 将目的基因导入受体细胞
- 目的基因的检测与鉴定
2. PCR 技术简介
PCR（聚合酶链式反应）是一种在体外快速扩增 DNA 的技术，需要模板 DNA、引物、四种脱氧核苷酸和耐高温 DNA 聚合酶。
3. 细胞工程
细胞工程是在细胞水平或细胞器水平上，通过细胞融合、核移植等技术，按照人的意愿改变细胞内的遗传物质，获得新型生物或细胞产品。
综合例题精讲
例题 1：下列食品制作过程中，没有利用发酵技术的是（ ）
解析：馒头制作利用了酵母菌发酵，酸奶利用了乳酸菌发酵，米酒利用了酵母菌发酵。果汁是压榨水果得到的，没有利用发酵技术。
答案：C
例题 2：为什么冰箱能延长食物保存时间？
解析：低温能抑制细菌和真菌的生长和繁殖，从而延长食物的保存时间。但低温不能杀死所有微生物，食物放置过久仍会变质。
学习自评清单
- [ ] 能举例说明发酵技术在食品制作中的应用
- [ ] 能说出食品保存的基本原理
- [ ] 能说出转基因技术的基本概念
- [ ] 能说出克隆技术的基本概念
- [ ] 能举例说明生物技术在生活中的应用
专项练习
一、选择题（每题 2 分，共 20 分）
- 制作馒头、面包时，使面团蓬松多孔的微生物是（ ）
- 酿酒过程中，酵母菌产生酒精需要的条件是（ ）
- 酸奶和泡菜制作过程中利用的微生物主要是（ ）
- 下列保存食品的方法中，利用“杀死微生物”原理的是（ ）
- 转基因超级鼠实验说明（ ）
- 克隆羊多莉长得像（ ）
- 下列食品制作没有利用发酵技术的是（ ）
- 下列措施中，主要为了抑制微生物生长繁殖的是（ ）
- 把人的胰岛素基因转入大肠杆菌生产胰岛素，利用的是（ ）
- 关于试管婴儿的叙述，正确的是（ ）
答案与解析：
- 答案：B。解析：制作馒头、面包时，酵母菌在有氧条件下分解葡萄糖产生二氧化碳，使面团蓬松。乳酸菌用于酸奶、泡菜，醋酸菌用于制醋，霉菌用于制酱、腐乳。
- 答案：B。解析：酵母菌在无氧条件下将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳。酿酒开始时需有氧让酵母菌繁殖，但产酒精阶段需要无氧环境。
- 答案：B。解析：酸奶和泡菜都是利用乳酸菌在无氧条件下发酵产生乳酸制成的。
- 答案：C。解析：巴氏消毒法通过高温杀死牛奶、啤酒等中的微生物。冷藏、真空包装、脱水都是通过抑制微生物生长繁殖来保存食品。
- 答案：B。解析：转基因超级鼠是将大鼠生长激素基因转入小鼠受精卵中，生出的小鼠体型明显增大，说明基因控制生物的性状。
- 答案：A。解析：多莉的遗传物质主要来自供核母羊，因为细胞核是遗传信息库，控制着生物的发育和遗传，所以多莉长得像供核母羊。
- 答案：D。解析：馒头用酵母菌发酵，酸奶用乳酸菌发酵，米酒用酵母菌发酵。果汁是水果压榨或提取得到的，没有利用微生物发酵。
- 答案：B。解析：冰箱冷藏是利用低温抑制微生物的生长和繁殖。高温灭菌是杀死微生物；腌制和脱水是通过高浓度或缺水环境抑制微生物。
- 答案：B。解析：把人胰岛素基因转入大肠杆菌，使其生产胰岛素，属于转基因技术的应用。
- 答案：C。解析：试管婴儿过程中有精子和卵细胞结合，只是受精在体外完成，再移植回母体子宫发育，属于有性生殖。克隆羊多莉是无性生殖，二者原理不同。
二、填空与识图题（每空 1 分，共 10 分）
- 发酵技术是利用______的发酵作用，使原料变成产品的方法。
- 食品腐败主要是由于______和______的生长和繁殖引起的；食品保存的原理是______或______微生物的生长和繁殖。
- 制作米酒时，酒曲中的霉菌先把淀粉分解为______，然后酵母菌再将其转化为______。
- 转基因技术是把一种生物的某个______，用生物技术的方法转入到另一种生物的______中。
- 植物组织培养是利用______生殖原理，在无菌条件下使植物组织或细胞快速发育成新植株的生物技术。
答案与解析：
- 答案：微生物。解析：发酵技术的核心是利用微生物的代谢活动，使原料经过发酵变成所需产品。
- 答案：细菌；真菌；杀死；抑制。解析：食品腐败主要由细菌和真菌引起；保存食品就要设法杀死或抑制这些微生物的生长和繁殖。
- 答案：葡萄糖；酒精。解析：米酒制作中，霉菌（如曲霉）起糖化作用，把淀粉分解为葡萄糖；酵母菌在无氧条件下再把葡萄糖发酵为酒精和二氧化碳。
- 答案：基因；基因组。解析：转基因技术是将一种生物的某个基因转入另一种生物的基因组中，使其表现出转入基因所控制的性状。
- 答案：无性。解析：植物组织培养不经过两性生殖细胞结合，由母体细胞直接发育成新个体，属于无性生殖，可保持母体的优良性状。
三、综合分析题（共 10 分）
- 某班同学开展“制作米酒”实践活动，步骤如下：①将糯米浸泡后蒸熟；②冷却至 30℃左右，撒入酒曲并拌匀；③将糯米压实，中间挖一个凹坑；④加盖密封，置于温暖处发酵 2~3 天。请分析：
（1）步骤②中为什么要将蒸熟的糯米冷却至 30℃左右再撒酒曲？（2 分）
（2）步骤③中“中间挖一个凹坑”的目的是什么？（2 分）
（3）步骤④中为什么要“加盖密封”？（2 分）
（4）若发酵过程中容器未清洗干净，导致米酒变酸，可能是什么原因？（2 分）
（5）要验证“酵母菌发酵需要适宜的温度”，请简要写出实验设计思路。（2 分）
答案与解析：
- 答案：
（1）酒曲中的酵母菌和霉菌生活需要适宜温度，温度过高会杀死微生物，温度过低会抑制其活性。冷却至 30℃左右可防止高温杀死酒曲中的微生物，同时提供适宜发酵温度。
（2）挖凹坑可以增加氧气含量，有利于酵母菌先进行有氧呼吸大量繁殖；待氧气耗尽后，酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵，凹坑处便于观察是否有酒渗出。
（3）加盖密封可创造无氧环境，使酵母菌在无氧条件下将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳，有利于米酒的形成。
（4）容器未清洗干净会带入杂菌（如醋酸菌等）。醋酸菌在有氧条件下可将酒精转化为醋酸，导致米酒变酸，说明发酵过程要注意防止杂菌污染。
（5）实验设计思路：设置两组相同装置，一组放在适宜温度（如 25~30℃）下，另一组放在低温（如 0~5℃）下，其他条件（糯米量、酒曲量、密封情况等）保持相同。一段时间后观察并比较两组米酒的产生量或酒香味。适宜温度组应产生较多米酒，低温组几乎不产生或产生很少，说明酵母菌发酵需要适宜温度。