人教版（2019）高中生物选择性必修3 生物技术与工程 知识点考点复习提纲

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人教版（2019）高中生物选择性必修3 生物技术与工程 知识点考点复习提纲第1章　发酵工程第1节　传统发酵技术的应用 eq \a\vs4\al([知识必备]) 1．腐乳一直受到人们的喜爱。这是因为经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸，味道鲜美，易于消化吸收，而腐乳本身又便于保存。多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。(P5)2．直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进化发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。(P5)3．传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。(P5)4．乳酸菌是厌氧细菌，在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸[反应简式为C6H12O6 eq \o(――→,\s\up7(酶)) 2C3H6O3(乳酸)＋能量]，可用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。(P5)5．酵母菌是兼性厌氧微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵[反应简式为C6H12O6 eq \o(――→,\s\up7(酶)) 2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量]，可用于酿酒、制作馒头和面包等。温度是影响酵母菌生长的重要因素，酿酒酵母的最适生长温度约为 28 ℃。(P6)6．用于制作泡菜的蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的亚硝酸盐含量相对较高。用清水和食盐配制质量分数为 5%～20%的盐水。盐的用量过高，乳酸发酵受抑制，泡菜风味差；用量过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质。盐水要煮沸后冷却。煮沸的作用：一是除去盐水中的O2，二是杀灭杂菌等微生物。(P6“探究·实践”)7．泡菜在腌制过程中会有亚硝酸盐产生。膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但如果人体摄入过量，会发生中毒，甚至死亡。(P6“探究·实践”)8．醋酸菌是好氧细菌，当O2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸[反应简式为C6H12O6＋2O2 eq \o(――→,\s\up7(酶)) 2CH3COOH(乙酸)＋2H2O＋2CO2＋能量]；当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸[反应简式为C2H5OH＋O2 eq \o(――→,\s\up7(酶)) CH3COOH(乙酸)＋H2O＋能量]。醋酸菌可用于制作各种风味的醋。多数醋酸菌的最适生长温度为 30～35 ℃。(P7)9．果酒自然发酵时，利用葡萄皮上的野生酵母菌；工业生产时，人工接种纯化的酵母菌，以提高发酵效率。(P7“探究·实践”)10．果酒变果醋发酵改变两个条件：一、通氧，因为醋酸菌是好氧细菌；二、升高温度，因为果酒的发酵温度为18～30 ℃，而果醋的发酵温度为30～35 ℃。(P7“探究·实践”)11．果酒与果醋发酵流程：挑选葡萄→冲洗(再去梗)→榨汁→酒精发酵 eq \o(――→,\s\up7(通氧),\s\do5(升温)) 乙酸发酵。(P7“探究·实践”)第2节　微生物的培养技术及应用一、微生物的基本培养技术 eq \a\vs4\al([知识必备]) 1．培养基的化学成分包括水、无机盐、碳源、氮源等。另外，培养基还要满足微生物生长对 pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素；培养霉菌时，一般需将培养基的pH调至酸性；培养细菌时，一般需要将pH调至中性或弱碱性；培养厌氧微生物时，则需要提供无氧的条件。(P10)2．培养基的种类及用途(1)按物理性质可分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基。液体培养基应用于工业或生活生产，固体培养基应用于微生物的分离和鉴定，半固体培养基则常用于观察微生物的运动及菌种保藏等。(2)按照培养基的用途，可将培养基分为选择培养基和鉴别培养基。3．获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。(P10)4．消毒(1)消毒是指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(不包括芽孢和孢子)。(2)消毒方法常用到煮沸消毒法、巴氏消毒法(对于一些不耐高温的液体)，还有化学药物消毒(如酒精、氯气、石炭酸等)、紫外线消毒。(P10～11)5．灭菌(1)灭菌是指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。(2)灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、湿热灭菌等。①接种环、接种针、试管口等使用灼烧灭菌法灭菌；②玻璃器皿、金属用具等使用干热灭菌法灭菌，所用器械是干热灭菌箱；③培养基、无菌水等使用高压蒸汽灭菌法灭菌，所用器械是高压蒸汽灭菌锅。(P10～11)6．比较消毒和灭菌7.微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。(P11)8．分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体，这就是菌落。采用平板划线法和稀释涂布平板法能将单个微生物分散在固体培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。(P12“探究·实践”) eq \a\vs4\al([重要图解]) 1．倒平板的具体操作步骤(1)培养基灭菌后，需要冷却至50 ℃左右时，才能用来倒平板。可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时，就可以进行倒平板了。(2)通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。(3)平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以避免培养基中的水分过快地蒸发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。(4)在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，则该平板不能继续培养微生物了。原因是空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生。(P12“探究·实践”)2．平板划线法的具体操作步骤(1)划线前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；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。(2)灼烧接种环后，要等其冷却后再进行划线，以免接种环温度太高，杀死菌种。(3)划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。(P12“探究·实践”)二、微生物的选择培养和计数 eq \a\vs4\al([知识必备]) 1．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。(P16)2．分解尿素的细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成脲酶，脲酶催化尿素分解产生NH3，NH3作为细菌生长的氮源。(P16“思考·讨论”)3．稀释涂布平板法除可以用于分离微生物外，也常用来统计样品中活菌的数目。当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。为了保证结果准确，一般选择菌落数为 30～300的平板进行计数。(P18)4．用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，这是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。因此，统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。(P18)5．除活菌计数外，利用显微镜进行直接计数，也是一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法。该方法利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物的数量，统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。(P18)6．细菌计数板和血细胞计数板的计数原理相同。血细胞计数板比细菌计数板厚，常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数。用细菌计数板可对细菌等较小的细胞进行观察和计数。(P18“相关信息”)7．绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。利用以尿素作为唯一氮源的选择培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。(P18“探究·实践”) eq \a\vs4\al([重要图解]) 1．稀释涂布平板法操作示意图如果想知道1 g土壤中有多少能分解尿素的细菌，仅有选择培养基是不够的，还需要对土样进行适当的处理以及科学的测定微生物数量的方法。可采用稀释涂布平板法。(P17)2．地球上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨，其中40%～60%能被土壤中某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生纤维素酶。对这些微生物的研究与应用，使人们能够利用秸秆等生产酒精，用纤维素酶处理服装面料等。已知刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红与纤维素形成红色复合物；而当纤维素被纤维素分解菌分解后，复合物就无法形成，培养基中会出现以这些菌为中心的透明圈(如下图所示)。(P20“练习与应用”拓展应用2)第3节　发酵工程及其应用 eq \a\vs4\al([知识必备]) 1．发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产物的分离、提纯等方面。(P22)2．性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。(P22)3．现代发酵工程使用的大型发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的温度、pH、溶解氧、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行监测和控制；还可以进行反馈控制，使发酵全过程处于最佳状态。(P23)4．环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成。如谷氨酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸；在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N­乙酰谷氨酰胺。(P23)5．如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。(P23)6．发醇工程在食品工业方面的应用：生产传统的发酵产品，如啤酒等；生产各种各样的食品添加剂、酶制剂，如味精、α­淀粉酶等。在医药工业方面的应用：生产抗生素、激素、免疫调节剂等。在农牧业方面的应用：生产微生物肥料；生产微生物农药；生产微生物饲料。在其他方面的应用：利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质，嗜热菌、嗜盐菌用来生产洗涤剂等。(P24～27) eq \a\vs4\al([重要图解]) 发酵罐示意图(P23)第2章　细胞工程第1节　植物细胞工程一、植物细胞工程的基本技术 eq \a\vs4\al([知识必备]) 1．细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。(P31)2．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，即细胞具有全能性。(P34) 3.植物细胞一般具有全能性。在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化，即失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。愈伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为再分化。植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。 (P35“探究·实践”)4．诱导愈伤组织期间一般不需要光照，在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。(P35“探究·实践”)5．在进行体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体。(P37)6．植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。(P38) eq \a\vs4\al([重要图解]) 1．植物组织培养流程图植物组织培养是指将离体的植物器官、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。(P35)2．植物体细胞杂交技术流程图人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类——物理法和化学法。物理法包括电融合法、离心法等；化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高 Ca2＋—高pH融合法等。融合后得到的杂种细胞再经过诱导可形成愈伤组织，并可进一步发育成完整的杂种植株。(P37～38)二、植物细胞工程的应用 eq \a\vs4\al([知识必备]) 1．用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，被人们形象地称为植物的快速繁殖技术，也叫作微型繁殖技术。它不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性。(P39)2．单倍体育种可以先通过花药(或花粉)培养获得单倍体植株，然后经过诱导染色体加倍，当年就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株，这极大地缩短了育种的年限，节约了大量的人力和物力。(P40)3．植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物——次生代谢物。如酚类、香料和色素等。(P41)4．植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。(P41)第2节　动物细胞工程一、动物细胞培养 eq \a\vs4\al([知识必备]) 1．动物细胞培养是指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。(P43)2．一般来说，动物细胞培养需要满足以下条件。 (P43)3．在体外培养细胞时，必须保证环境是无菌、无毒的，即需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作。培养液还需要定期更换，以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。(P44)4．动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。(P44)5．动物细胞培养时细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。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。贴壁细胞在生长增殖时，除受上述因素的影响外，还会发生接触抑制现象，即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖。(P44)6．在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中，包括胚胎干细胞和成体干细胞等。(P46) 7．2006年，科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，将它称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)，并用iPS细胞治疗了小鼠的镰状细胞贫血。(P46) eq \a\vs4\al([重要图解]) 动物细胞培养过程示意图人们通常将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养称为原代培养，将分瓶后的细胞培养称为传代培养。在进行传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集；贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。之后，将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养。(P45) 二、动物细胞融合技术与单抗隆抗体 eq \a\vs4\al([知识必备]) 1．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。融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。(P48)2．动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同。诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。(P48)3．细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。(P48)4．制备单克隆抗体需要的技术手段：动物细胞融合和动物细胞培养。制备单克隆抗体的原理：细胞膜的流动性和细胞增殖。 5.第一次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞，方法是用特定的选择培养基培养。经过筛选后未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。第二次筛选的目的是筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞，方法是专一抗体检测。(P48～49)6．抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。(P50“思考·讨论”) eq \a\vs4\al([重要图解]) 1．制备单克隆抗体过程的示意图(P48～49)2．ADC的作用机制示意图(P50)三、动物体细胞核移植技术和克隆动物 eq \a\vs4\al([知识必备]) 1．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。 (P52)2．减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)卵母细胞中的“核”其实是纺锤体—染色体复合物。书中所说的“去核”是去除该复合物。(P52“相关信息”)3．哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。由于动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难，因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。(P52)4．目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法。也有人采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性。(P54“相关信息”) eq \a\vs4\al([重要图解]) 体细胞核移植流程图(P53)第3节　胚胎工程一、胚胎工程的理论基础 eq \a\vs4\al([知识必备]) 1．胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。(P56)2．在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。(P56)3．在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。然后，精子入卵。精子入卵后，卵细胞膜也会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。(P57)4．精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的核，叫作雄原核。与此同时，精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后，形成雌原核。(P57)5.多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成两个第二极体。在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志。(P58“相关信息”)6．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。(P58) eq \a\vs4\al([重要图解]) 哺乳动物胚胎的早期发育示意图(P58)二、胚胎工程技术及其应用 eq \a\vs4\al([知识必备]) 1．哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采 集、精子的获取和受精等步骤。(P60)2．采集到的卵母细胞和精子，要分别对它们进行成熟培养和获能处理，然后才能用于体外受精。(P60)3．胚胎移植是指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。其中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体叫“受体”。通过任何一项技术(如转基因、核移植和体外受精等)获得的胚胎，都必须移植给受体才能获得后代。(P61)4．胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。(P62“思考·讨论”) 5．进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。(P62) 6．超数排卵是指应用外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。(P62“相关信息”)7．胚胎分割所需要的主要仪器设备为体视显微镜和显微操作仪。在进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，将它移入盛有操作液的培养皿中，然后在显微镜下用分割针或分割刀分割。在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割。(P62) eq \a\vs4\al([重要图解]) 1．牛胚胎移植示意图以牛的胚胎移植为例，胚胎移植主要包括供体、受体的选择和处理，配种或人工授精，胚胎的收集、检查、培养或保存，胚胎的移植，以及移植后的检查等步骤。(P61)2．牛胚胎性别鉴定和分割示意图(P63)第3章　基因工程第1节　重组DNA技术的基本工具 eq \a\vs4\al([知识必备]) 1．基因工程是指按照人们的愿望，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。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。(P67)2．1944年，艾弗里等人通过肺炎链球菌的转化实验，不仅证明了遗传物质是DNA，还证明了DNA可以在同种生物的不同个体之间转移。(P68“科技探索之路”)3．切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶，简称限制酶，这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。它们能够识别双链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，产生黏性末端或平末端两种形式的末端。(P71)4．DNA连接酶主要有两类，一类是E.coli DNA连接酶，另一类是T4 DNA连接酶。后者既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接平末端的效率相对较低。(P72)5．质粒是一种裸露的、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。(P72)6．载体必须具备的条件：(1)能在受体细胞中保存下来并能自我复制；(2)具有一个或多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接；(3)具有标记基因。(P72)7．在基因工程中使用的载体除质粒外，还有噬菌体、动植物病毒等。它们的来源不同，在大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小上也有很大差别。(P73)8．DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白质。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2 mol/L的NaCl溶液。在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。(P74“探究·实践”) eq \a\vs4\al([重要图解]) 1．限制酶切割DNA分子产生两种不同末端的示意图(箭头表示酶的切割位置)(P71)2．大肠杆菌及质粒结构模式图(P72)第2节　基因工程的基本操作程序 eq \a\vs4\al([知识必备]) 1．培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。(P76)2．PCR是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。(P77)3．PCR反应过程可以分为变性、复性和延伸三步。(P78)4．PCR反应过程可以在PCR扩增仪(PCR仪)中自动完成，完成以后，常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物。(P79)5．构建基因表达载体的目的：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。(P80)6．基因表达载体要包括以下四个基本的结构：目的基因、启动子、终止子、标记基因。(P80)7．启动子位于基因的上游，它是RNA聚合酶识别和结合的部位。(P80)8．标记基因的作用：鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来(或供重组DNA的鉴定和选择)。9．花粉管通道法有多种操作方式。例如，可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中；可以在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。除此之外，将目的基因导入植物细胞常用的方法还有农杆菌转化法。(P80～81) 10.转化是指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。(P81“资料卡”)11．农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力。农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T­DNA(可转移的DNA)转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。根据农杆菌的这种特点，如果将目的基因插入Ti质粒的T­DNA中，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞。(P81“资料卡”)12．检查转基因抗虫棉是否培育成功，首先是分子水平的检测，包括通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了mRNA；从转基因棉花中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交，检测Bt基因是否翻译成Bt抗虫蛋白等。其次，还需要进行个体生物学水平的鉴定。例如，通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。(P82)13．在获得转基因产品的过程中，还可以通过构建基因文库来获取目的基因。(P82)14．将目的基因导入动物受精卵最常用的一种方法是利用显微注射将目的基因注入动物的受精卵中，这个受精卵将发育成为具有新性状的动物。在基因工程操作中，常用原核生物作为受体细胞，其中以大肠杆菌应用最为广泛。研究人员一般先用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中。(P82) eq \a\vs4\al([重要图解]) 1．PCR反应过程示意图(P78～79)2．基因表达载体构建模式图(P80)3．农杆菌转化法示意图(P81)第3节　基因工程的应用第4节　蛋白质工程的原理和应用 eq \a\vs4\al([知识必备]) 1．科学家将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，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物，这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。(P90)2．目前，科学家正尝试利用基因工程技术对猪的器官进行改造，采用的方法是在器官供体的基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，然后再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。(P91) 3．用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类一般称为基因工程菌。(P91“相关信息”)4．蛋白质工程是指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。(P93)5.基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，这些天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。(P93) eq \a\vs4\al([重要图解]) 蛋白质工程的基本思路蛋白质工程的基本思路是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。(P94)第4章　生物技术的安全性与伦理问题 eq \a\vs4\al([知识必备]) 1．对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域，这是因为微生物具有生理结构和遗传物质简单、生长繁殖快、对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作等优点。(P101)2．在转基因研究工作中，科学家会采取很多方法防止基因污染。例如，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，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。(P102“相关信息”)3．生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体。治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官，用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。两者有着本质的区别。(P106)4．有的伦理学家认为，生殖性克隆人是在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人，严重地违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用。(P107)5．我国政府一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。(P108)6．生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等，例如，天花病毒、波特淋菌、霍乱弧菌和炭疽杆菌都可以用来制造生物武器。生物武器的致病能力强、攻击范围广。它可以直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布，经由呼吸道、消化道和皮肤等侵入人、畜体内，造成大规模伤亡，也能大量损害植物。(P111) eq \a\vs4\al([重要图解]) 试管婴儿与“设计试管婴儿”试管婴儿与“设计试管婴儿”都是有性生殖，都要通过①体外受精，并进行②体外早期胚胎培养和胚胎移植，不同的是“设计试管婴儿”胚胎移植前需进行遗传学诊断。(P109“思考·讨论”)比较项目理化因素的作用强度消灭微生物的数量芽孢和孢子能否被消灭消毒较为温和部分生活状态的微生物不能灭菌强烈全部微生物能