高考生物人教版一轮总复习讲义高考热点突破选修1部分.docx
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高考生物人教版一轮总复习讲义高考热点突破选修1部分.docx
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高考生物人教版一轮总复习讲义高考热点突破选修1部分
选修一部分
考点十三 微生物的培养及其在食品发酵生产中的应用
[高考预测]
(1)微生物的培养和利用是高考考查的重点和热点,试题多与社会、生活热点密切联系,通过一些新的情境或材料进行考查,主要内容涉及:
①微生物的培养、分离、纯化和计数。
②培养基的成分、制备及对微生物的选择作用。
③果酒和果醋的制作原理、过程。
(2)结合微生物培养的有关知识考查微生物在食品发酵生产中的应用将是高考命题的趋势。
[预测体验]
1.下图是苹果醋的制作流程简图.下列有关叙述不正确的是
( )
A.利用细胞的固定化技术可提高①②过程微生物的利用率
B.图中需要通氧的是①过程的初期和②过程
C.温度是影响①②过程能否顺利完成的重要条件
D.制酒和制醋的微生物进行细胞呼吸产生CO2的场所都是细胞质基质
D [利用细胞的固定化技术可提高①②过程微生物的利用率;图中需要通氧的是①过程的初期酵母菌数量增加和②过程醋酸菌发酵;①②过程顺利完成有严格的温度要求;制酒和制醋的微生物进行细胞呼吸产生CO2的场所前者是细胞质基质,后者进行有氧呼吸场所是细胞膜。
]
2.下列有关泡菜的制作和亚硝酸盐含量的测定的实验叙述中,正确的是
( )
A.将新鲜蔬菜与煮沸冷却的盐水(盐和清水的质量比为4∶1)混匀装瓶
B.发酵过程始终要保持密封状态,泡菜坛盖边缘的水槽中要始终装满水
C.在酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应形成玫瑰红色沉淀
D.随发酵进行,亚硝酸盐含量逐渐增加,用比色法可进行亚硝酸盐含量的测定
B [盐和清水的质量比为1∶4;乳酸菌为厌氧菌,发酵过程始终要保持密封状态,泡菜坛盖边缘的水槽中要始终装满水;在酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应,再与N1荼基乙二胺盐反应形成玫瑰红色沉淀;随发酵进行,亚硝酸盐含量逐渐增加,用比色法可进行亚硝酸盐含量的测定,还要进行计算。
]
3.下列在微生物的实验室培养过程中,关于平板划线操作的叙述正确的是
( )
A.使用已灭菌的接种环、培养皿,操作过程中不再灭菌
B.打开含菌种的试管需要通过火焰灭菌,取出菌种后需马上塞好棉塞
C.将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内,划三至五条平行线即可
D.最后应将平板倒置,放入培养箱中培养
D [使用已灭菌的接种环、培养皿,操作过程仍要灭菌;打开含菌种的试管需要通过火焰灭菌,取出菌种后含菌种的试管需要通过火焰灭菌后再塞好棉塞;将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内,划三至五条平行线后盖上皿盖;最后应将平板倒置,放入培养箱中培养。
]
4.(2014·湖北三校联考)在日常生活中,一提到细菌、真菌及病毒这些微生物,人们往往首先想到它们的害处,其实,很多微生物对人类是有益的,它们与我们人类的关系非常密切,而且人类已经应用微生物造福于我们的生活。
请回答下列问题:
(1)从自然界获得纯种酿酒酵母菌的基本程序:
配制培养基→接种→培养→观察记录→纯化培养。
①采用平板划线法接种,开始接种时要灼烧接种环,目的是________________________________________________________。
②若葡萄汁中含有醋酸菌,在葡萄酒发酵旺盛时,醋酸菌能否将酒精转变成醋酸?
________,原因是___________________________________________。
(2)在腐乳的制作过程中,有多种微生物参与了豆腐的发酵,其中起主要作用的是________。
产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的________,________可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。
(3)利用纤维素解决能源问题的关键是高性能纤维素酶的获取。
科学家利用培养基从土壤中选择出能分解纤维素的细菌,经过大量培养后可以从中提取纤维素酶。
土壤中富含各种微生物,将土壤浸出液接种到特定培养基上,可得到能分解纤维素的细菌,实验室中获取纯净菌的常用方法有________和________。
虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、________。
解析
(1)采用平板划线法接种,开始接种时要灼烧接种环。
目的是灭菌;若葡萄汁中含有醋酸菌,在葡萄酒发酵旺盛时,醋酸菌不能将酒精转变成醋酸,原因是醋酸菌是好氧菌,葡萄酒发酵阶段的无氧条件抑制了醋酸菌的生长。
(2)在腐乳的制作过程中,有多种微生物参与了豆腐的发酵,其中起主要作用的是毛霉。
产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸。
脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。
答案
(1)①灭菌 ②不能 醋酸菌是好氧菌,葡萄酒发酵阶段的无氧条件抑制了醋酸菌的生长
(2)毛霉 肽和氨基酸 脂肪酶
(3)平板划线法 稀释涂布平板法 无机盐、碳源、氮源
5.35~40%的甲醛水溶液(福尔马林)可作为防腐剂,其防腐的原理是使蛋白质变性。
自然界中有能分解甲醛的细菌和真菌。
下图为分离和纯化分解甲醛细菌的实验过程。
请分析回答:
(1)②过程的目的是________,③过程培养出的是________。
(2)上述实验中,不需要进行灭菌处理的是________,培养基灭菌的常用方法为________。
(3)由③→④的接种可选用________法,通过培养能获得________。
经过⑤过程后,取样测定甲醛浓度,选出________,再分离、培养菌株。
此菌种异化作用的类型是________。
(4)为研究甲醛初始浓度对菌株降解甲醛能力的影响,进行了相应实验并得到如下结果。
由图可知,当甲醛的初始浓度小于1200mg/L时,菌株________;当甲醛的初始浓度增高至1600mg/L时,48小时后菌株对甲醛的降解能力很弱,甚至失去降解能力,其原因可能是________。
解析
(1)②过程的目的是增加目的菌的菌群数量,③过程培养基中以甲醛为唯一碳源,培养出的是以甲醛为唯一碳源的细菌。
(2)实验中,活性污泥不需要进行灭菌处理,培养基需要灭菌常用方法为高压蒸汽灭菌法。
(3)由③→④培养能获得单个菌落,接种方法常用平板划线法或稀释涂布法,经过⑤过程后,取样测定甲醛浓度,选出甲醛浓度最低的培养瓶,再分离、培养菌株,此菌种异化作用的类型是需氧型。
(4)由图示结果可知,当甲醛的初始浓度小于1200mg/L时,菌株可经过最第96小时可以完全降解甲醛;而当甲醛的初始浓度增高至1600mg/L时,由于甲醛浓度过高会使菌体蛋白质变性,致使48小时后菌株对甲醛的降解能力很弱,甚至失去降解能力。
答案
(1)增加目的菌的菌群数量(提高菌的种群密度) 以甲醛为唯一碳源的细菌
(2)活性污泥 高压蒸汽灭菌法
(3)平板划线法(稀释涂布法) 单个菌落 甲醛浓度最低的培养瓶 需氧型
(4)可以完全降解甲醛 甲醛浓度过高会使菌体蛋白质变性,从而降低了细菌降解甲醛的能力(甲醛浓度过高会产生毒害作用,降低了细菌降解甲醛的能力)
6.近期网络上流行一种利用制作酸奶来判断牛奶好坏的方法,以下自制酸奶的方法也随之在网络广泛流传:
①将牛奶倒入玻璃杯,放在沸水中加热10分钟。
②降温到42℃,每杯牛奶加入0.15g酸奶发酵剂。
③用干净小勺搅拌均匀,在杯子外封上保鲜膜。
④在42℃下保温5小时后,放在40℃冰箱中冷藏1小时。
请回答相关问题:
(1)牛奶在沸水中加热10分钟,属于________(消毒/灭菌)的方式,你推测酸奶发酵剂中含有的成分是________,第②步降温到40℃的目的是________,第③步封上保鲜膜的目的是________。
(2)除了沸水中加热10分钟外,本过程中还有哪些操作避免了酸奶被杂菌污染?
其原理是?
(写出两条即可)
①操作:
________,原理:
________
②操作:
________,原理:
________
③操作:
________,原理:
________
(3)酸奶中的多种活菌对健康有益,若要检测不同酸奶中各种有益菌的数量是否达标,可采用________法。
答案
(1)消毒 乳酸菌 避免高温使菌种失活 避免杂菌掉落,构建无氧环境
(2)①操作:
加入酸奶发酵剂 原理:
迅速使乳酸菌形成优势种群,抑制杂菌生长
②操作:
封上保鲜膜 原理:
避免杂菌掉落、并抑制耗氧杂菌生长
③操作:
42℃下保温5小时 原理:
这是乳酸菌的最适温度,其它杂菌在此温度下竞争力弱。
(3)稀释涂布平板(法)
7.苹果醋是指以苹果汁经发酵而成的苹果原醋,再兑以苹果汁等原料而成的饮品。
既有淡淡的醋味,又有果汁的香甜,喝起来非常爽口。
苹果醋还能保健养生、消除疲劳、美容养颜,是目前大众非常喜爱的饮品。
下图是苹果醋的制作流程简图,请据图回答问题。
(1)为了提高该微生物的利用率,最好用________方法对其进行固定。
若要检测是否产生了苹果酒可用________试剂进行检测。
(2)过程②中使用的微生物是________,该微生物的代谢类型是________。
该微生物可以从食醋中分离纯化获得,方法是:
第一步:
配制培养基。
该培养基必须含有微生物生长所需要的________等基本营养成分。
第二步:
对培养基用________方法进行灭菌。
第三步:
接种。
微生物常用的接种方法有____________________________。
第四步:
培养。
温度控制在________。
第五步:
挑选符合要求的菌落。
解析
(1)微生物可用包埋法进行固定。
检测酒精用酸性重铬酸钾溶液,显示灰绿色。
(2)由酒精得到原醋,用醋酸菌进行发酵;醋酸菌是异养需氧型;微生物生长所需要的营养物质有水、碳源、氮源、无机盐等;培养基用高压蒸汽法进行灭菌;微生物常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。
醋酸菌的最适生长温度是30~35℃。
答案
(1)包埋 酸性的重铬酸钾
(2)醋酸菌 异养需氧 水、碳源、氮源、无机盐 高压蒸汽 平板划线法、稀释涂布平板法 30~35℃
8.回答与酵母菌相关的生物技术问题。
(1)用葡萄酿制果洒时,不可过度清洗葡萄,原因是_________________
____________________________________________________________。
发酵装置如图,葡萄汁装入发酵瓶时,要留有大约1/3的空间,其目的是_______________________________________________________。
若阀a、b一直打开,最后的发酵产物是________(果酒/果醋)。
若想得到另外一种发酵产物,阀a、b的正确操作应为_________________________
____________________________________________________。
(2)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种,对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌,诱变及筛选过程如下:
步骤1:
野生菌培养一段时间后,接受紫外线照射进行诱变处理。
步骤2:
制备选择培养基:
在基本培养基的基础上,注意添加________和调低pH,加琼脂后灭菌,制成固体平板。
步骤3:
将诱变处理后的菌液稀释涂布平板。
步骤4:
根据________________选出突变菌。
(3)上述步骤2、3的目的分别是____________和______________。
(4)植物秸秆的主要成分为木质素、纤维素和半纤维素,但是酵母菌却无法直接利用,原因是______________________。
若要酵母菌能利用植物秸秆进行发酵制取酒精,请提出解决该问题的方法。
_________________________
_______________________________________________。
(列举两种方法)
解析
(1)果酒制作用的酵母菌来自葡萄的表皮,过度清洗葡萄会使酵母菌流失。
酵母菌发酵产生二氧化碳,发酵时要留有大约1/3的空间,防止发酵旺盛时汁液溢出来。
若阀a、b一直打开,有氧环境酵母菌发酵受抑制,醋酸杆菌在有氧条件下产生果醋。
要得到果酒,关紧阀a造成无氧环境,间歇性打开阀b排出二氧化碳。
(2)获得耐高糖和耐酸特性的酵母菌,需用选择培养基,加入高浓度的糖,降低pH。
能在此培养基上生长的酵母菌一定是耐高糖和耐酸特性的。
(3)稀释涂布平板法能获得单一的菌落。
(4)酵母菌中缺乏纤维素酶和半纤维素酶,故酵母菌不能利用植物秸秆。
若要酵母菌能利用植物秸秆进行发酵制取酒精,一种方案是让酵母菌能分解纤维素和半纤维素(基因突变、基因工程),另一种方案是将纤维素和半纤维素分解后供酵母菌利用。
答案
(1)避免葡萄表皮上的酵母菌大量流失 防止发酵旺盛时汁液溢出来 果醋 一直关紧阀a,间歇性打开阀b(或“先短时间阀a、b都打开,后关紧阀a,间歇性打开阀b”)
(2)高浓度蔗糖(或葡萄糖) 是否能在选择培养基上生长
(3)提供高糖和酸性的筛选环境 获得单一的菌落
(4)缺乏相应分解酶系(或缺乏纤维素酶和半纤维素酶) 在酵母菌中转入分解酶系相关基因;利用酶或微生物分解麦秆;利用物理和化学方法分解麦秆;将酵母菌与其他能分解麦秆的微生物混合发酵(答出其中两项即可)
考点十四 酶的应用与生物材料中物质的提取
[高考预测]
(1)通过分析近几年高考试题,可以看出考查点主要涉及以下内容:
①固定化酶与固定化细胞技术的方法及制备。
②植物芳香油和胡萝卜素的提取。
③血红蛋白的提取和分离。
(2)血红蛋白的提取和分离是高考命题的热点,在高考中多次涉及,在今后高考仍将会有所涉及。
[预测体验]
1.固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。
科研人员用海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶,以研究固定化酶的相关性质和最佳固定条件。
酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率,包括酶活性和酶的数量。
下图甲、乙、丙为部分研究结果。
下列叙述中,错误的是
( )
A.由甲图可知,固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强
B.由乙图可知,浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好
C.由丙图可知,固定化酯酶一般可重复使用3次,之后若继续使用则酶活力明显下降
D.固定化酶的酶活力较高,主要原因是增加了酶与底物的接触面积
D [由甲图可知,50℃游离酯酶酶活力较小,固定化酯酶比游离酯酶对温度变化的适应性更强;由乙图可知,浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好;由丙图可知,固定化酯酶一般可重复使用3次,之后若继续使用则酶活力明显下降;固定化酶的酶活力较高,主要原因是固定化酶的结构更稳定。
]
2.下列有关蛋白质和DNA的提取和分离的说法,正确的是
( )
A.可用蒸馏水胀破细胞的方法从猪红细胞中提取DNA和蛋白质
B.提取DNA时,可用不同浓度的NaC1溶液反复溶解与析出蛋白质
C.透析法分离蛋白质的依据是蛋白质不能通过半透膜
D.用玻璃棒快速搅拌有利于提取DNA
C [猪红细胞无细胞核,不能用于所取DNA;提取DNA时,可用不同浓度的NaC1溶液反复溶解与析出DNA以去除杂质;透析法分离蛋白质的依据是蛋白质不能通过半透膜;提取DNA时,为防止DNA分子断裂,不能用玻璃棒快速搅拌。
]
3.酶制剂、固定化酶已广泛应用于多个领域,下列有关叙述正确的是
( )
A.透析、电泳和酸解等方法常用于酶的分离与纯化
B.从酶的固定方式看,吸附法比化学结合法对酶活性影响小
C.尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶,可以反复使用
D.pH相同时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉
B [酶的分离与纯化不能用酸解法;从酶的固定方式看,吸附法比化学结合法对酶活性影响小;尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶,不能反复使用;加酶洗衣粉洗涤效果在最适PH时最好。
]
4.随着人类基因组计划的进展以及多种生物基因测序工作的完成,人类跨入了蛋白质时代。
若要对蛋白质进行研究和应用,首先需要获得高纯度的蛋白质。
请回答下列问题:
(1)蛋白质的提取和分离一般分为四步:
________、________、________和纯度鉴定。
(2)如果要从红细胞中分离出血红蛋白,实验前取新鲜血液,需要在采血容器中预先加入柠檬酸钠,这样做的目的是_______________________________。
(3)血红蛋白的提取又可以细分为:
红细胞的洗涤、________、分离血红蛋白溶液和________。
其中分离血红蛋白溶液时需要用到________(仪器)分出下层红色透明液体。
(4)装填凝胶色谱柱时,要注意色谱柱内不能有气泡存在,一旦发现有气泡必须重新装。
这是因为______________________________________________。
解析 本题主要考查DNA和蛋白质技术当中蛋白质的提取分离技术。
柠檬酸钠是一种抗凝剂,能够防止血液凝固。
凝胶色谱柱中如果产生了气泡,气泡就会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序,降低分离效果。
答案
(1)样品处理 粗分离 纯化
(2)防止血液凝固
(3)血红蛋白的释放 透析 分液漏斗
(4)气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序,降低分离效果
5.(2014·洛阳模拟)“树橘柚者,食之则甘,嗅之则香”,每年的10月,是柑橘大量上市的季节。
橘子全身都是宝:
不仅果肉的营养价值高,其药用价值也高,其皮、核、络、叶都是“地道的药材”。
一项研究显示,每天吃一个橘子可以降低患某些癌症(如口腔癌、喉癌和胃癌)的风险。
据材料回答问题:
(1)某橘子盛产地想建立一个大型的果酒、果醋加工厂,所需的发酵菌种是酵母菌和醋酸菌,接种培养这两种微生物的最常用方法是________和________。
(2)有人用压榨法提取橘皮精油以获取利润,提取时往往选用新鲜的材料,理由是____________________。
新鲜的橘皮中含有大量的果蜡、________和________,如果直接压榨,出油率较低。
用压榨法提取橘皮精油前需要将橘皮在________中浸泡10小时以上,这样可以提高出油率。
压榨是个机械加压过程,要求是______________________________________________。
(3)在提取芳香油的过程中,要在得到的乳浊液中加入氯化钠并放置一段时间,一段时间后芳香油将分布于液体的上层,原因是___________________
_____________________________________________________。
加入氯化钠的作用是_________________________________。
(4)某橘农发现自家有一株橘树具有抗虫性状,欲利用植物组织培养技术大量繁殖,最好选________(填“花粉”或“一般的完整体细胞”)作为培养材料;若用花药进行离体培养,则应选择花粉发育至________期的花药,其培养成功率最高。
确定花粉发育时期的最常用的方法有________法。
答案
(1)稀释涂布平板法 平板划线法
(2)芳香油含量较高 果胶 水分 石灰水 既要将原料压紧,防止原料滑脱,又要将油分挤压出来
(3)油的密度比水的小 增加水层密度,使油和水分层
(4)一般的完整体细胞 单核 醋酸洋红
6.在20世纪50年代,酶已经大规模地应用于各个生产领域,到了20世纪70年代,人们又发明了固定化酶与固定化细胞技术。
请回答下列有关固定化酶和固定化细胞方面的问题:
(1)在实际生产中,固定化酶技术的优点是________;与固定化酶技术相比,固定化细胞固定的是________________。
(2)制备固定化酵母细胞常用的包埋材料是________,使用了如图所示的方法[ ]________(填图号及名称)。
(3)酶活性一般用酶催化某一化学反应的速率表示。
在酶活性测定过程中,酶促反应速率用单位时间内或单位体积中________来表示。
(4)使用纤维素酶和化学方法都能分解纤维素,请指出使用酶处理的优点:
______________________________________________________________。
(5)为什么一般不能用加酶洗衣粉洗涤丝绸及羊毛衣物?
_____________________________________________________________。
解析 固定化酶技术的优点:
酶既能与反应物接触,又容易与产物分离,并且固定在载体上的酶能被反复利用;由于细胞中含有多种酶,所以固定化细胞固定的是多酶系统。
制备固定化酵母细胞时常用的是包埋法,如题中图③所示,其包埋材料是海藻酸钠。
在酶活性测定过程中,酶促反应速率可用单位时间内或单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。
使用酶处理有机物,具有处理效率高、反应条件温和、不污染环境、成本低等优点。
由于丝绸及羊毛衣物的成分以蛋白质为主,加酶洗衣粉中的蛋白酶会水解丝绸及羊毛衣物中的蛋白质,从而损坏衣物。
探究“雕牌”复合加酶洗衣粉的最佳洗涤温度时,单一变量应为温度。
从表中可看出,在洗涤含不同污染物的衣物时,需要的最适温度不同。
答案
(1)酶既能与反应物接触,又容易与产物分离,且能反复利用 多酶系统(一系列、多种酶)
(2)海藻酸钠 ③包埋法
(3)反应物的减少量或产物的增加量
(4)处理效率高、反应条件温和、不污染环境、成本低
(5)加酶洗衣粉中的蛋白酶会将丝绸及羊毛衣物中的蛋白质成分水解,损坏衣物
选修三部分
考点十五 基因工程
[高考预测]
(1)基因工程是高考命题的重点和热点,命题点主要涉及以下内容:
①基因工程的原理和操作工具;
②基因工程的操作流程;
③基因工程与胚胎工程、植物组织培养内容的综合考查。
(2)以最新的基因工程的研究成果为背景,结合生物工程的其他技术进行综合考查将是高考的命题趋势。
[预测体验]
1.基因工程利用某目的基因(图甲)和Pl噬菌体载体(图乙)构建重组DNA。
限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ、EcoRⅠ和Sau3AⅠ。
下列分析错误的是( )
A.构建重组DNA时,可用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和Pl噬菌体载体
B.构建重组DNA时,可用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和Pl噬菌体载体
C.图乙中的P1噬菌体载体只用EcoRⅠ切割后,含有2个游离的磷酸基团
D.用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体,再用DNA连接酶连接,只能产生一种重组DNA
D [从图甲看出,用EcoRⅠ切割目的基因后两端各有一切口,与图乙中EcoRⅠ切口对接时,可有两种可能,即可产生两种重组DNA。
]
2.下列有关基因工程和酶的相关叙述,正确的是( )
A.同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒,因此不具备专一性
B.运载体的化学本质与载体蛋白相同
C.限制酶不能切割烟草花叶病毒的核酸
D.DNA连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢键
C [一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA分子,因此具有专一性;运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等,成分不单一,载体蛋白本质是蛋白质;烟草花叶病毒的核酸为RNA,限制酶不能切割;DNA连接酶可催化黏性末端黏合后的磷酸二酯键形成。
]
3.下列有关培育转基因动物的相关叙述,正确的是( )
A.整个培育过程的设计和施工都是在细胞水平上进行的
B.培育转基因动物所需的目的基因都是从供体细胞中直接分离得到的
C.转基因动物的培育成功,表明科学家可打破物种界限,定向改造生物性状
D.转基因动物与原动物相比,由于发生了基因突变而使其基因型发生了改变
C [转基因动物培育的转基因过程是在分子水平进行操作;目的基因获取可以从cDNA文库、化学合成法等;转基因动物的培育成功,表明科学家可打破物种界限,定向
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