人教版高中生物选择性必修3《生物技术与工程》必背知识考点提纲填空练习版（含答案）

这是一份人教版高中生物选择性必修3《生物技术与工程》必背知识考点提纲填空练习版（含答案），共55页。试卷主要包含了 发酵，传统发酵食品的比较，发酵装置以及各部分的作用原理，以下物品用的消毒灭菌方法是， 微生物的纯培养，获得产品，5～1 cm长的小段等内容，欢迎下载使用。
提纲1 发酵与发酵技术
1.发酵工程：是指利用______________的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。
2. 发酵
（1）发酵概念
发酵是指人们利用 ，在 的条件下，将原料通过 转化为人类所需要的产物的过程。
（2）发酵原理
_________________________________________________________，因此利用它们既可以生产出人们所需要的多种产物。
3.传统发酵食品的比较
项目
腐乳制作
泡菜制作
果酒
果醋
菌种
________________
（常见 、 )
细胞类型
代谢类型
来源

在一些 _的 、 表面
发酵原理
________等微生物协同作用，产生的 将豆腐的蛋白质分解成 或 ， ______将脂肪分解成____
______________________
①在有氧条件下：
②在无氧条件下：
①氧气、糖源都充足时：
②缺少糖源时：
条件
温度
15-18℃
生长温度约为 ，发酵一般控制在
时间
氧气
检测方法
__________________与其反应呈___________
提纲2： 泡菜制作
1.1发酵条件：
(1)选择气密性好的泡菜坛，以保证 条件。
（2）注意控制腌制 、温度和 的用量等，都会影响亚硝酸盐的含量。
1.2 制作过程
（1）材料的预处理：修整，洗涤，晾晒，分切
（2）盐水的质量分数： ，原因：

煮沸冷却的作用：
（3）盐水添加的要求作用： 。
（4）用水密封泡菜坛的目的： 。
（5）泡菜坛装到八成满的原因：
①

②
③
发酵坛内的白膜：
（7）乳酸杆菌将牛奶（半液体培养基）发酵为酸奶，含抗生素的牛奶不能发酵为酸奶。
原因：
提纲3：果酒制作+果醋制作
1.葡萄酒红色的原因：
2.葡萄发酵液有抑制杂菌的原因：
3.发酵流程
（1）流程图：挑选葡萄----冲洗----榨汁------酒精发酵-----果酒
（2）冲洗要求：带枝冲洗
原因：
（3）先冲洗再去梗的原因：
（4）酒精发酵的操作要点及原理：发酵罐留 空间。
原因：

变酸的酒表面的菌膜是;醋酸杆菌
果酒滞销，想将发酵中的果酒转变成果醋，具体操作（环境条件）：

6.糖源、氧气的多少对果醋发酵的影响：
①糖源，氧气充足，将糖直接分解成 ；
②当氧气充足，糖源不足时，
7.发酵装置以及各部分的作用原理
（1）充气口：
（2）排气口：
（3）排气管长而弯曲：
提纲4： 泡菜发酵过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量变化
微生物的基本培养技术及应用
提纲1：微生物的基本培养技术
微生物菌落： 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
的、有 的 ，这就是菌落。由 形成的纯培养物就是一个
2.培养基的配制
（1）概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出的供其生长繁殖的营养基质。
（2）培养基作用： 或
（3）培养基类型：
按物理状态可分为 和 其中两者的区别是固体培养基添加
按功能可分为 和
按化学成分分为 、
成分：各种培养基一般都含有 和 ，此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
3. 无菌技术
（1）关键：
（2）无菌技术主要包括消毒和灭菌
4.以下物品用的消毒灭菌方法是：牛奶用 ；培养皿用 ；培养基用 ；实验室用 ；接种环用
5. 微生物的纯培养
（1）培养物：在微生物学中，将接种于 内，在 下形成的 称为培养物。
（2）纯培养物：由 繁殖所获得的 称为纯培养物。
* 一般是由单个微生物繁殖形成的 。
纯培养： 就是纯培养。
（4）微生物纯培养步骤：
提纲2：制备马铃薯固体培养基
A.在制备培养基过程中，倒平板应待培养基冷却到50℃度左右才进行
B.为什么倒平板和接种整个过程要在酒精灯火焰旁进行？

C.倒平板时为什么要使锥形瓶的瓶口通过火焰？

D.在倒平板的过程中，若不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间部位，这个平板还能用来培养微生物吗？为什么？

E.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？

提纲3：
1.纯化微生物常用的方法：
（1）
（2）
2.平板划线法操作说明
（1）在灼烧接种环之后，冷却后再进行划线的原因是

在作第二次以及其后的划线操作时，总是从上一次划线的末端开始划线，目的是

接种环在使用前要先灼烧，其目的是

平板划线操作中，每次划线前也要灼烧接种环，其目的是


最后一次划线后灼烧接种环的目的是最后一次灼烧：

3.检验培养基合格：1组 培养基，1组没有 培养基；
在恒温箱培养中培养一段时间，若 培养基也长出了菌落，说明培养基被污染。
提纲4：微生物的选择培养基与计数
1. 选择培养基：在微生物学中， 的微生物生长，同时 微生物生长的培养基。
2. 微生物的选择培养：
（1）方法：_ __；
（2）方法概述：由于土壤细菌的数量庞大，要想得到特定微生物的纯培养物，必须要对土壤进行 ，然后再将菌液 到制备好的 上；两个基本操作：_ _和_ _。
（3）操作流程



eq \x(土壤取样)―→ ―→ ―→ ―→eq \x(菌种鉴定)
微生物的数量测定
4.不同微生物的稀释度要求
一定稀释范围的样品液进行培养，保证菌落数在 之间，适于计数。
5.鉴别培养
1.分解尿素的微生物——
(1)原理：分解尿素的细菌合成的 将尿素分解为 ，使培养基的碱性
遇 指示剂呈 色。
纤维素分解菌——
刚果红与纤维素形成 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 为中心的 。
说明：透明带直径与菌落直径比值越大，说明分解纤维素的能力
大肠杆菌—— ，使大肠杆菌菌落呈 ，并有 。
第三节 发酵工程及其应用
提纲1：发酵工程的基本环节
选育菌种
目的：获得
（2）菌种来源：从自然界中筛选 或
（3）实例：筛选 用来生产 ；使用基因工程改造的 ，加速发酵、缩短生产周期；优良的菌种不仅 ，其发酵产品的
等优点，它往往还会赋予发酵产品独特的风味，因此 环节在很大程度上决定了生物发酵产物的成败。
2.扩大培养
（1）目的：获得
（2）原因：工业发酵罐的体积一般为几十到几百立方米，接入的菌种总体积需要几立方米到几十立方米。所以，在发酵之前还需要对菌种进行 。
3.配制培养基
①在菌种确定之后，要 制备培养基。
②在生产实践中，培养基的配方要经过 才能确定。
4.灭菌
（1）灭菌原因：发酵工程种所用的菌种大多是 _，一旦有杂菌污染，可能导致 。
（2） 都必须经过严格的灭菌；
5.接种
将 的菌种投放到 中。
6.发酵罐内发酵——（ ）
（1）要求：
①发酵过程中，要随时检测培养液中 、_ 等，以了解发酵进程；
②要及时添加 ，要严格控制 、 和
等发酵条件。
（2）严格控制发酵条件的原因：
①环境条件不仅会影响微生物的 ，而且影响微生物 ；②严格控制发酵条件，有利于使发酵全过程处于 状态。
（3）不同发酵条件的影响实例——谷氨酸发酵
①在 和 条件下会积累谷氨酸；②在 条件下则容易生成谷氨酰胺和N-乙酰谷胺酰胺。
7.分离、提纯产物
①发酵产品是微生物细胞本身时，可在发酵结束之后，采用 、 等方法将菌体 和 _；
②发酵产品是代谢物时，可根据 采取适当的 、 和
措施来获得产品。
8.获得产品
等。
提纲2：发酵工程的应用
1. 发酵工程的优点：
① ；② ；③产物专一；④废弃物对环境的
和 。
在食品工业上的应用
（1）生产传统的发酵食品： 、
（2）生产食品添加剂： 、 、酸度调节剂、增味剂、着色剂、增稠剂、防腐剂。
（3）生产酶制剂：α-淀粉酶、 、 、氨基肽酶、 。
3.在医药工业上的应用
（1）采用 的方法，将植物或动物的基因转移到微生物中，获得具有某种药物生产能力的微生物。
（2）直接对菌种进行改造，再通过 大量生产所需要的产品。
4.在农牧业上的应用
（1）生产微生物肥料： 、
（2）生产微生物农药：利用 来防治病虫害。
（3）生产微生物饲料： 饲料可以提高饲料的品质，使饲料保鲜 ，动物食用后还能提高免疫力 ；通过发酵获得大量 ，即单细胞蛋白。
4.在其他方面的应用
（1）解决资源短缺与环境污染问题：利用 发酵生产酒精、乙烯等能源物质。
（2）将极端微生物应用于生产实践：极端微生物： 可以用来生产洗涤剂， 有助于提高热敏性产品的产量。
选修三 第二章 细胞工程
第一节 植物细胞工程
提纲1 细胞工程的概念
1.原理方法： 、 和 ；
2.操作水平： 、 或 ；
3.目的：得特定的 、 、 、个体或 ；
4.分类： 、 。
提纲2 植物细胞的全能性
1．概念：细胞经分裂和分化后，仍然具有 或
的潜能。(P34)
2.是否表现出全能性的两种判断标准：
（1）
（2）
3.判断以下例子是否表现出了细胞的全能性
(1)利用菊花茎段培养获得试管苗。
(2)芽原基的细胞发育为芽，叶原基的细胞发育为叶。
(3)受精卵发育成个体。
(4)蜜蜂的孤雌生殖中，卵细胞直接发育成雄蜂。
(5)造血干细胞可分化形成多种血细胞。
(6)通过花药离体培养，获得单倍体幼苗。
(7)胚胎干细胞可分化发育成为各种组织器官的细胞。
(8)种子发育成完整植株。
4.细胞具有全能性的原因（物质基础）：

5.生物体生长发育过程中细胞不表现全能性的原因（不离体的细胞无法表现出全能性的原因）：

6.是不是所有的活细胞都具有全能性？

7.细胞具有的全能性一定能表现出来吗？

8.比较一般情况下下列细胞全能性的大小
(1)受精卵 生殖细胞 体细胞
(2)分化程度低的细胞 分化程度高的细胞、
(3)分裂能力强的细胞 分裂能力弱的细胞
(4)植物细胞 动物细胞
(5)幼嫩的细胞 衰老的细胞
提纲3 植物组织培养技术
1．植物组织培养概念：将 的植物器官、组织或细胞等，培养在 上，给予适宜的培养条件，诱导其形成 的技术。(P35)
2.离体培养的植物器官、组织或细胞被称为 。(P35)
3.植物组织培养的原理： 。
植物组织培养的生殖方式： 。
植物组织培养的分裂方式： 。
提纲4 菊花植物组织培养
1.菊花植物组织培养的原理
(1)植物细胞一般具有 ；(P35)
(2)脱分化：在一定的 和 等条件的诱导下，让 分化的细胞经过诱导后，失去其特有的 和 ，转变成 分化细胞的过程。结果： 。
*愈伤组织的特点： 。(P35)一般 光照。此过程中涉及的生命活动只有 （有丝分裂），没有 。
(3)再分化：脱分化产生的 ，在一定的培养条件下，再分化出 ，进而形成完整的小植株。(P35)
需要给予适当时间和强度的光照，诱导 ，使试管苗能够进行光合作用。此过程中涉及的生命活动既有 （有丝分裂），又有 。再分化实质： 。
(4)激素的作用：植物激素中 和 是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。
2.选材：经常选择 等。
原因：分裂能力 、分化程度 ， 。
3.愈伤组织中是否会含有叶绿体？ 。
4.植物组织培养中细胞表现出全能性的条件
(1) 。(2) 。(3) 。
(4) 。(5) 。
5.为什么一定要离体才能表现出全能性？
若细胞不离体，细胞中的基因会 ，从而形成生物体的不同组织和器官，不能表现出全能性。
6.如何控制严格的无菌条件？
(1)用体积分数为 对手、超净工作台、外植体进行消毒,对外植体处理还需要质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液,清洗外植体需要使用 。
(2)对培养基和器械进行 ；
(3)接种操作必须在 进行。
7.培养基组成
(1)无机营养成分（水和无机盐）,
(2)有机营养成分（蔗糖、氨基酸、维生素）,
(3)特定浓度和比例的 （主要是生长素和细胞分裂素）。
蔗糖的作用： 。
培养基灭菌方法为： 。
8．操作流程
（1）外植体的消毒：将 冲洗后的外植体用 消毒30 s，用 清洗2～3次后，再用 处理30 min，用 清洗2～3次。(P36)若想缩短次氯酸钠溶液处理时间应
（2）外植体的分割：用无菌滤纸吸去表面的水分，用解剖刀将外植体切成0.5～1 cm长的小段。(P36)大小应 。
（3）接种：在 旁，并且实验中使用的培养基和所有的器械及每次使用后的器械都要 ，将外植体的 插入 的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上做好标记。(P36)接种时注意外植体的方向， 。
（4）培养：将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18～22 ℃的 中培养。定期观察和记录 的生长情况。(P37)诱导愈伤组织期间一般
光照，在后续的培养过程中，每日需要给 的光照。
（5）转移培养（再分化过程）：培养15-20d后，将生长良好的愈伤组织转接到
的培养基上。长出芽后，再将其转接到 的培养基上，进一步诱导形成试管苗。(P37)
（6）移栽：试管苗不可以直接移栽入土，需先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日，将试管苗移植到消过毒的 上，壮苗后再移栽入土。(P37)
9.整个过程中使用的培养基中是一成不变的吗？ 。
分别为诱导 的培养基→诱导生 的培养基→诱导生 的培养基。
10.以上培养基中，生长素/细胞分裂素的比值大小是如何变化的？
比值 →比值 →比值 。
11.接种后，外植体被污染的可能原因：
（1）培养基、接种工具 不彻底。
（2）外植体 不彻底。
（3） 不符合无菌操作要求等。
提纲5 植物体细胞杂交技术
1.用传统的有性杂交方法能得到杂种后代吗？为什么？
2．植物体细胞杂交的概念：将 的植物体细胞，在一定条件下融合成 ，并把杂种细胞培育成 的技术。(P38)
3.植物体细胞杂交的主要步骤： 和
（1）在进行体细胞杂交之前，必须先去除细胞壁：用 酶去除植物细胞壁，获得原生质体。(P37)
去壁原因： 阻碍着细胞间的杂交（阻碍了原生质体间的融合）。(P36)
（2）诱导原生质体融合的方法(P37)
①物理法： 法、 法等。
②化学法： 融合法、 融合法等。
（3）细胞融合完成的标志*： 。
植物体细胞杂交完成的标志： 。
（4）再生出细胞壁的相关的细胞器： 。
（5）验证再生出新壁的实验： 实验。
4.纤维素酶和果胶酶的酶溶液中一般加入一定浓度的无机盐离子和甘露醇，试分析原因？使溶液具有一定的渗透压，防止原生质体 ，保持原生质体正常。
5.植物体细胞杂交的原理： 。
6.植物体细胞杂交的生殖方式： 。
7.植物体细胞杂交的分裂方式： 。
8.植物体细胞杂交的涉及的可遗传变异类型： 。
9.获得的所有细胞一定是需要的杂交细胞吗？
诱导融合后的产物有三类：未融合的细胞、两两融合的细胞、多细胞融合体。
10.植物体细胞杂交的意义：打破 ，实现 杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。(P38)
提纲6 植物细胞工程的应用
植物细胞工程的应用包括 、 、 。(P39--P41)
（一）植物繁殖的新途径
1.植物繁殖的新途径包括 （也叫 ）和 。(P39)
2.快速繁殖
(1)快速繁殖概念：用于快速繁殖优良品种的 技术。(P39)
(2)优点：可以高效、快速地实现种苗的 ； 可以保持优良品种的遗传特性；可实现工厂化生产。(P39)
注意：扦插、压条、嫁接等 微型繁殖技术。
2．作物脱毒
（1）适用范围： (马铃薯、草莓、香蕉）。
（2）进行作物脱毒的原因：用无性繁殖的方式进行繁殖的作物，感染的病毒很容易传给后代，病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物 。
（3）外植体选材部位： 。(P40)
（4）选分生区的原因： 。(P40)
（5）优点：脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物。(P40)
（6）作物脱毒具体操作过程：切取一定大小的 进行 ，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得 。(P40)
（7）脱毒苗是否不会再感染病毒？ 。(P40)
（8）实例：目前采用 培养技术来脱去病毒，在 、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等主要经济作物上已获得成功。(P40)
（二）作物新品种的培育
1.作物新品种的培育包括 和 。(P40--P41)
2.单倍体育种
(1)过程： 离体培养（花药取自二倍体植株）―→ 植株eq \(―――――→,\s\up9(染色体加倍))纯合子植株。当年就能培育出遗传性状相对稳定的 二倍体植株。(P40)
(2)优点：①后代是纯合子，能稳定遗传。
②极大地 ，节约了大量的人力和物力。
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③大多数单倍体植株可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。
（3）为什么大多数单倍体植株可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料？大多数单倍体植株的细胞中只含 染色体，

2．突变体的利用
（1）过程：
（2）诱变处理对象：一般为
（3）产生原因：在植物的组织培养过程中，易受 和 (如射线、 等)的影响而 。(P41)
（4）原理： 和 。
（5）诱变育种的缺点：突变具有 ，因此需大量实验材料。
（6）诱变育种的优点：通过人工诱变提高愈伤组织的突变率，从而筛选获得 。(P41)
(7)利用：筛选出对人们有用的 ，进而培育成 。(P41)
（三）细胞产物的工厂化生产
1.代谢产物的分类
a.初生代谢产物：初生代谢是生物生长和生存所 的代谢活动；
产物：糖类、脂质、蛋白质、核酸等(P41相关信息)
b.次生代谢产物：植物代谢会产生一些一般认为不是生物生长所必需的，一般在特定组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。
产物：一类小分子有机化合物（如酚类、萜类、含氮化合物等)
2.细胞产物的工厂化生产的目标产物： 。(P41)
3.次生代谢物作用：在植物 等方面发挥作用，也是很多 、 和
等的重要来源。(P41)
4.生产技术手段： 技术（在 条件下对 或
进行培养使其 的技术）。
5.过程：
6.细胞产物工厂化生产主要利用的是哪种结构？ 。
7.该过程中是否需要培养得到完整植株？ 。
8.优点：不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，对于社会、经济、环境保护具有重要意义；生产速度快。(P41)
9．实例：利用紫草细胞的组织培养生产的 具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。利用红豆杉细胞的组织培养生产的 具有高抗癌活性。(P41)
第二节 动物细胞工程
提纲1 细胞工程的概念
动物细胞工程包括： 、 、 。(P43)
提纲2 动物细胞培养
1.动物细胞培养概念：指从动物体中取出相关的组织，将它分散成 ，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和 的技术。(P43)
2.动物细胞培养的原理： 。
3.动物细胞培养的地位：动物细胞工程的 。(P43)
4.动物细胞培养的关键操作： 和 。(P45)
提纲3 动物细胞培养的条件
1.动物细胞培养的条件： 、 、 、
、 。(P43)
2.营养物质主要包括：糖类、氨基酸、 、维生素等。(P43)
3.未知营养条件：使用合成培养基时，通常需加入 等一些天然成分。
4.血清的作用：提供 的细胞所需的营养物质。(P44)
5.动物细胞培养的培养基的物理性质：培养动物细胞一般使用 ，也称为 。(P44)
6.动物细胞利用的营养物质包括蔗糖和淀粉吗？ 。
7.保证无菌、无毒环境的具体措施(P44)
（1）对培养液和所有培养用具进行 。
（2）在 下进行操作。
（3）还需要 培养液。
8.培养液的灭菌方法： 。
培养用具的灭菌方法： 。
9.为什么培养液需要定期更换？(P44)
。
11.如何防止培养过程中的微生物污染?在细胞培养液中添加一定量的 。
12.哺乳动物细胞培养的温度多以 ℃为宜。(P44)
13.多数动物细胞生存的适宜pH为 。(P44)
14.维持适宜渗透压的目的 。
15.动物细胞培养所需气体主要有 和 。(P44)
16.O2的作用： 。
CO2的作用： 。(P44)
17.培养容器：通常采用 或 。(P44图)
培养仪器：含有 和 的混合气体的 。(P44)
提纲4 动物细胞培养的过程
取动物组织——制成 ——转入培养液 —— ——
1.动物细胞培养取材：
取材原因：
2.制成细胞悬液的步骤(P44)：（1）将组织分散成 。（2）用培养液将细胞制成 。
3.将组织分散成单个细胞的原因
（1）从动物体取出的成块组织中，彼此限制了 ；
（2）能使细胞与培养液 ，更易进行物质交换。
4.将组织分散成单个细胞的方法
(1) 法;(2)用 酶等处理一段时间。
5.用胰蛋白酶分散细胞,可以说明什么问题?动物细胞间的物质主要是 。
6.可以用胃蛋白酶分散细胞吗？ 。
7.体外培养的动物细胞的两大类：(P44)
（1）能够 在培养液中生长增殖。
（2）大多数需要 于某些基质表面才能生长增殖（ ）。
8.两类细胞的生长特点(P44)
（1）悬浮生长类：会因 等因素而分裂受阻。
（2）贴壁生长类：除会因细胞密度过大、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外，还会发生 。
9．原代培养：通常将 的细胞培养，即指动物组织经处理后的 。(P45)
10.原代培养的具体做法：将初次制备好的细胞悬液放入 内，置于适宜环境中培养。(P44)
11．传代培养：将 的细胞培养。(P45)
12.分瓶传代培养的具体做法(P45)
（1）收集细胞a.悬浮生长类：直接用 收集。b.贴壁生长类：重新用
等处理，使之分散成单个细胞，然后再用 收集。
（2）将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养。
15.为什么动物细胞培养中需分瓶进行传代培养？(P44)
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，贴壁细胞还会发生 现象。
16.离心的作用： 。
17.动物细胞培养技术有没有体现动物细胞的全能性？
，动物细胞培养只是 的过程。
提纲5 干细胞的培养及其应用
1．干细胞功能：在一定条件下，可以分化成其他类型的细胞。(P46)
2．干细胞的分布： 、 和 等多种组织和器官中。(P46)
3．干细胞的种类：包括 干细胞、 干细胞和诱导多能干细胞等。
4.胚胎干细胞（简称 细胞）(P46)
（1）分布：存在于 中。
（2）特点：具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。
5.成体干细胞(P46)
（1）分布：存在于成体组织或器官内中。
（2）常见类别：包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞、睾丸中的精原干细胞等；
（3）特点：一般认为，成体干细胞具有 ，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。
（4）发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例
，主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。
6.诱导多能干细胞概念：通过体外诱导 ，获得类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞，简称 。(P46)
7.诱导多能干细胞优点：(P46)
（1）诱导过程 。
（2）iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免 。
8.干细胞的应用：有着自我更新能力及分化潜能的干细胞，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。(P46)
9.干细胞应用实例(P46)
（1） 可以治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病。
（2） 可以治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等）。
（3） 可治疗小鼠的镰状细胞贫血症，在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展。
9.胚胎干细胞的局限性：必须从 中获取 ，涉及伦理问题。(P46)
10.普遍认为iPS细胞的应用前景 胚胎干细胞。(P46)
11.iPS细胞用于治疗人类疾病过程(P47)
取 转入相关因子 细胞转化为iPS细胞
iPS细胞 为多种组织细胞 移植回病人体内。
12.制备iPS细胞的其他方法(P46相关信息)
（1）借助载体将特定 导入细胞中诱导形成iPS细胞。
（2）直接将 导入受体细胞中诱导形成iPS细胞。
（3）用小分子化合物来诱导形成iPS细胞诱导形成iPS细胞。
13.iPS细胞的来源： 细胞以及已分化的 细胞、 细胞。
提纲6 动物细胞融合技术
1．动物细胞融合技术概念:使 细胞结合形成一个细胞的技术。
2.诱导的结果：形成的 细胞，具有原来两个或多个细胞的遗传信息。
3.诱导的原理： 。
4．诱导方法： 法、电融合法和 法等。其中，
法是动物细胞融合特有的诱导融合方法。(P48)
5．意义：突破了 的局限，使 成为可能。(P48)
6.“灭活病毒”中灭活的具体含义是什么？(P48相关信息)
用 手段使病毒或细菌失去 ，但并不破坏它们的
7.灭活病毒诱导细胞融合的原理是什么？(P48相关信息)
病毒表面含有的 和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的 重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。
8.融合实质及完成的标志： 。
9．动物细胞融合技术的应用(P48)
(1)细胞融合技术成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。
(2)利用动物细胞融合技术发展起来的 ，为制备 开辟了新途径。
提纲7 单克隆抗体及其应用
1.早期获得抗体的方法：向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生 ，然后从动物 中分离所需抗体。(P49)
2.上述抗体的缺点： 。(P49)
3.B细胞的特点(优点和局限性):
4.癌细胞的特点：
5.杂交瘤细胞特点：B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到的杂交瘤细胞，既能 又能产生大量
6.米尔斯坦和科勒由于发明了单克隆抗体的制备技术，于1984年获得了诺贝尔生理学或医学奖。(P49)
7．制备过程：
8.实验最初应如何处理小鼠? ,用特定的抗原对小鼠进行免疫。
9.上述操作目的是为了获得抗体吗？ 。(P48)
10.注射特定抗原的目的：
11.诱导融合的方法：
12.诱导融合后，能得到几种细胞？（融合只考虑两两融合）
（1） （B淋巴细胞、骨髓瘤细胞）。
（2） （B-B细胞、瘤-瘤细胞）。
（3）
13.第一次筛选(P48)
（1）如何筛选（筛选方法）：用 进行筛选。
（2）筛选原理：在 上，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 才能生长。
（3）获得的杂交瘤细胞的特点： 。此时，抗体不是所需的特定抗体。
（4）得到的该杂交瘤细胞一定是所需的吗？
杂交瘤细胞并不纯，因为从脾脏获得的B淋巴细胞不纯（既有未免疫的B淋巴细胞，又有能产其他抗体的B淋巴细胞，以及能产所需抗体的B淋巴细胞），因此要进行第二次筛选。
14.第二次筛选(P49)
（1）如何筛选（筛选方法）：用96孔板培养，在每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞的情况下，进行 和 （一般进行多次筛选）。
（2）获得的杂交瘤细胞的特点：
（3）选择抗体检测呈 性的杂交瘤细胞，即分泌的抗体能与特定的抗原结合。
（4）抗体检测原理：
15.第一次筛选的目的：
第二次筛选的目的：
16.如何对所需杂交瘤细胞大规模培养(P49)
在 条件下大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖。
17.如何获取单克隆抗体
（1）体外培养：从 中获取。
（2）小鼠腹腔内培养：从 中获取。
18.单克隆抗体制备的过程中涉及原理:
19.单克隆抗体制备的过程中应用到的技术：
20．单克隆抗体的优点：能准确地识别 的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以 。(P50)
21．单克隆抗体的应用(P50)
(1)作为诊断试剂，具有准确、高效、简易、快速的优点。
(2)用于治疗疾病和运载药物。
22.用作诊断试剂的原理：
23.用作诊断试剂的实例： 和
24.运载药物(P50)
（1）实例—ADC:与药物结合,制成 ,杀伤肿瘤细胞；
ADC通常由 、 和 三部分组成。(P50)
（2）原理：通过将药物与能特异性识别肿瘤细胞抗原的单克隆抗体结合，实现对肿瘤细胞的 。(P50)
发挥杀伤作用的为 ；
单克隆抗体作用为 作用；
（3）优点： （不会对健康细胞造成伤害）。
提纲8 动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.动物细胞核移植技术概念：将动物一个细胞的 移入
中，使这个重新组合的细胞发育成 ，继而发育成 的技术。
2.克隆动物：用 的方法得到的动物。(P52)
3.动物细胞核移植技术原理: 。
4.动物细胞核移植技术生殖方式： 生殖。
5．哺乳动物核移植分类： 核移植和 核移植。两者中难度较高的是 。(P52)
6.动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植；为什么？(P52)
动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性 ，动物体细胞分化程度 ，表现全能性 。
7.非人灵长类动物体细胞核移植的困难原因(P52)
（1） 细胞的细胞核在 中不能完全恢复其 的功能状态，这导致了 低；
（2）对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。
提纲9 体细胞核移植的过程
1.采集的卵母细胞应培养至 （减数分裂 期）(P53)
2.选择MⅡ期卵母细胞的原因
（1）
（2）
3.卵母细胞去核的方法： 法。(P53)
*除此之外，还有 、 照射和化学物质处理等方法。
*这些方法是在 的情况下去核或使其中的 。
4.“去核”去的是什么？去除的为 。
5.去核的原因：
6.与直接注入核相比，将供体细胞注入卵母细胞的优点：
注入位置：将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内（卵细胞膜和透明带之间）。
7.诱导供体细胞和去核卵母细胞融合的方法： 法。
8.融合的结果：供体核进入卵母细胞，形成 。(P53)
9.重构胚概念： 的能力。
10.激活重构胚的方法(P53)
（1）物理方法： （2）化学方法：
11.以上方法处理重构胚的目的：
12.实验结论：证明了
13.实验结果：生出与 遗传物质基本相同的犊牛
14.新生犊牛的细胞核遗传物质来自 。
新生犊牛的细胞质遗传物质来自 。
15.新生牛的性别与 一致。
16.通过动物细胞核移植获得奶牛的过程中涉及的技术：
（1） （2） （3） （4） （5）
注意：操作为“将供体细胞注入去核卵母细胞”时，才涉及动物细胞融合技术。
17.用上述技术培育的克隆动物，是对体细胞供体动物进行100%的复制吗
18.为什么克隆动物不是对体细胞供体动物进行了100%的复制？
（1）克隆动物绝大部分DNA来自供体动物的细胞核，但线粒体中的DNA（细胞质中的DNA）同时来自
（2）性状是 共同作用的结果，克隆动物所处的环境与核供体细胞生活的环境不会完全相同。
（3）克隆动物在个体发育过程中有可能发生 等可遗传变异。
提纲10 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
1．应用前景
(1)畜牧生产方面：加速家畜 进程，促进优良畜群繁育。(P54)
(2)医药卫生领域(P54)
①转基因克隆动物作为 ，生产珍贵的 。
②转基因克隆动物的细胞、组织和器官可作为 的供体。
③以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞，经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官，将它们移植给患者时可以避免免疫排斥反应。
(3)保护濒危物种方面：保护 ，增加濒危动物的存活数量。(P54)
(4)科研(P54)①研究克隆动物可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程。
②克隆一批遗传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来分析致病基因。
③克隆 的动物，还能为研究该疾病机制和开发相应的药物提供帮助。
2．存在问题(P54)
(1)体细胞核移植技术的 非常低。
(2)各个技术环节有待进一步改进。
(3)克隆动物存在健康问题，表现出遗传和 缺陷等。
第三节 胚胎工程
提纲1 胚胎工程的理论基础
1.胚胎工程概念：对 、 或 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。
2．胚胎工程技术
(1)操作对象：动物 细胞、 、 细胞；
(2)技术种类： 、 、 ；(P56)
(3)特点：获得的胚胎需 生产后代；
(4)理论基础：哺乳动物 的规律。(P56)
提纲2 受精
1．受精概念： 与 结合形成 (即受精卵)的过程。(P56)
2．受精场所：在 下，哺乳动物的受精在 内完成。(P56)
3．受精过程：包括受精前的 和 ；
前者又包括 和 。
4.精子获能
(1)概念：刚刚排出的精子 与卵子受精，必须在相应的生理变化发生
后，才能获得 ，这一生理现象称为“ ”。
*获能的能指的是“受精能力”而不是“能量”。
(2)使精子获能的两种方法:(P56相关信息)
a.直接利用 使精子获能
b.将精子培养在人工配制的 中使其获能
*获能液的成分因动物种类不同而有所差异；
*获能液常见有效成分有 等。
(3)研究精子获能机制的意义:实现了各种哺乳动物在体外条件下的获能，为
的建立奠定了基础。(P57)
5.卵子的准备
(1)卵子一般在排出 h后才能被精子穿入。(P57)
(2)动物排出的卵子 不同。(P57)
有的可能是 细胞，如马、犬等；
有的可能是 细胞，如猪、羊等。
(3)卵子成熟的场所:排出的卵子都要在 内进一步成熟。
(4)卵子具备与精子受精能力的时期 。(P57)
6.受精阶段过程:
（1）精子释放多种 溶解卵细胞膜外的一些结构，精子 透明带。(P57)
（2） ：阻止多精入卵的第一道屏障。(P57)
（3）透明带反应具体表现： ，透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。(P57)
（4）透明带反应发生时间：精子触及卵细胞膜的瞬间。(P57)
（5）精子入卵：（ ：阻止多精入卵的第二道屏障。）
（6）卵细胞膜反应具体表现： ，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。(P57)
（7）卵细胞膜反应发生时间：精子入卵后。(P57)
（8）雄原核的形成：精子入卵后，尾部 ，原有的核膜 并形成一个新的核膜，最后形成一个比 的核，叫做雄原核。(P57)
（9）雌原核的形成：精子入卵后,被 的卵子完成 ，排出第二极体后，形成雌原核。(P57)
（10）受精的标志：
a.观察到 （透明带和卵细胞膜之间）。
b.观察到 。
注意：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，观察到的两个极体为一个第一极体一个第二极体。(P58相关信息)
（11）受精完成的标志： 。(P57)
（12）受精过程结束后， 的发育也就开始了。(P57)
（13）受精卵中细胞核遗传物质来源一半来源于 ，一半来源于 。
细胞质遗传物质来源几乎全部来自于 。
提纲3 胚胎早期发育
1. 是胚胎发育过程中全能性最高的阶段。
2.哺乳动物胚胎早期发育场所： 和 。
3.胚胎早期发育阶段(P58) → → → 。
4.卵裂
（1）场所： 内。(P58)
（2）分裂方式： 。(P58)
（3）特点(P58)
a.细胞数量不断 。
b.胚胎总体积并 。
（4）其他表现
每个细胞体积不断 ；DNA总数目不断 ；每个细胞的核DNA数目
有机物总量 ；有机物种类 。
3.桑葚胚
（1）概念：当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团，形似桑葚时，这时的胚胎称为 。(P58)
（2）特点：这一阶段及之前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于 。
4.囊胚
（1）概念： 胚胎进一步发育，细胞开始出现 ，形成 、
；随着胚胎进一步发育，胚胎内部出现了含有液体的囊腔— ，这个时期的胚胎叫做囊胚。(P58)
（2）特点：细胞逐渐分化。(P58)
（3）结构组成： 。(P58)
a.内细胞团(P58)
位置：聚集在胚胎一端。作用：将来发育成 。
b.滋养层(P58)
位置：沿透明带内壁扩展和排列。作用：将来发育成 。
c.囊胚腔：胚胎内部含有液体的腔。(P58)
（4）孵化：囊胚进一步扩大，会导致 ，胚胎从 中伸展出来，这一过程叫做 。(P58)
5.囊胚期的 细胞具有全能性。
6.原肠胚：囊胚孵化后，将发育形成 ；原肠胚表面的细胞层为
，向内迁移的细胞形成 ；随着发育的进行，一部分细胞还会在内外两个胚层之间形成 ；这三个胚层将逐渐分化形成各种 等。
7.牛在自然情况下，胚胎最早可在8-16细胞阶段进入子宫，但在实践中通常对发育到囊胚阶段的胚胎进行移植的原因：提高移植后胚胎的 。
注意：不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体型大小无关。
提纲4 体外受精
1．试管动物：通过人工操作使卵子在 受精，经培养发育为 后，再进行 产生的个体。(P60)
2．体外受精技术的主要过程： 、 和
（1）采集到的卵母细胞和精子，要分别在体外进行 （即培养至 期）和 （可对精子进行 处理），然后才能用于体外受精。(P60)
（2）一般情况下，可以将 的精子和 的卵子置于 中共同培养一段时间，来促进它们完成 。(P60)
3.体外受精的意义：是提高 的有效措施，可以为胚胎移植提供可用胚胎。(P60)
提纲5 胚胎移植
1．概念：是指将通过 及其他方式得到的胚胎，移植到 、
的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。(P61)
2.胚胎来源： 及其他方式得到的胚胎。
其他方式包括： 、 、 技术等。
3．胚胎移植的基本程序：
（1）供体、受体的选择和处理。
提供胚胎的个体称为 。(P61)
供体选择标准： 、 。
供体职能：产生具有 特性的胚胎。
接受胚胎的个体叫 。(P61)
受体选择标准：有健康 和正常 能力。
受体职能：承担繁重而漫长的 和 任务。
对受体进行的处理： 处理。(P61图)
该处理的目的：为胚胎移植前后提供 。
只对供体进行的操作： 处理。(P61图)
该处理需要用的激素： 。
该处理的结果：卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
（2）配种或人工授精（应选择 ）。(P61)
（3）胚胎的收集、检查、培养或保存。(P61)
胚胎收集的基础：哺乳动物早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于 状态。
移植前检查的目的：检查胚胎的 。
胚胎保存的方法（了解）： 中保存。
（4）胚胎的移植。(P61)
胚胎移植的时期：一般选择移植 阶段的胚胎。
移植后的检查。(P61)
移植后检查的目的：对受体进行 检查。
4.胚胎移植过程中进行了两次目的不同检查
（1）第一次目的：检查胚胎的 。
（2）第二次目的：检查受体 。
5.胚胎移植的实质：早期胚胎在 条件下 。
6.胚胎移植的地位：胚胎工程的 环节。
7．胚胎移植的意义(P62)
(1)充分发挥雌性 优良个体的 。
(2)大大 了供体本身的繁殖周期。
(3)对供体施行 处理后，增加后代数量。
8.胚胎移植是如何充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力的？
对供体施行 处理后，可获得多枚胚胎，经 可得到多个后代，使供体生产下的后代数量是自然繁殖的十几倍到几十倍。(P62)
9.检查合格的胚胎移植到任何一个受体子宫内都能正常发育吗？(P62思考)
；需移植到 的受体子宫内，胚胎才能继续发育。
10.胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理？(P62思考)
在胚胎移植前应该对受体进行 处理，使供体和受体生殖器的生理变化同步，目的是
11.受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应？ 。(P62思考)
12.胚胎移植后，经受体孕育的后代，其遗传特性与供体还是受体保持一致？为什么？(P62思考) ；供体胚胎与受体子宫建立的仅是生理和组织上的联系，其遗传物质在孕育过程中不发生任何变化。
提纲6 胚胎分割
1．胚胎分割概念：采用 将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。(P62)
2.胚胎分割理论基础：
3.胚胎分割生殖方式： 生殖（无性繁殖、克隆）。(P62)
4．胚胎分割的方法：机械方法。所需主要仪器设备： 和 。分割工具: 。(P62)
5．操作对象及要求：选择发育良好、形态正常的 （原因：桑葚胚或囊胚的内细胞团细胞具有 ），将它移入盛有操作液的培养皿中，在显微镜下用 或 分割。在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意
(原因：防止影响分割后胚胎的恢复和进一步发育)。(P62)
6.胚胎分割的操作环境：盛有 的培养皿，在显微镜下分割。(P62)
7.分割后胚胎去向：
8．胚胎分割的意义(P63)
(1)促进优良动物品种的繁殖，产生 相同的后代用于遗传学研究。
(2)在胚胎移植前，对胚胎进行 （取样部位为 ，鉴定方法为做 ）、 等，对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代有重要意义。
9.胚胎移植的局限性：采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的，分割次数越多，分割后胚胎成活的概率越小，目前仍然以 的分割和移植效率最高。
10.利用核移植技术、体外受精（试管婴儿）、胚胎分割获得胚胎，生殖方式一样吗？ ；核移植—— 生殖、体外受精—— 生殖、胚胎分割—— 生殖。
选修三 第三章 基因工程
第一节 重组DNA技术的基本工具
基因工程：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制品 。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 重组DNA技术 。
提纲1 限制性内切核酸酶
1.简称：__________
2.来源：主要是从____________________中分离纯化出来的
3.作用：
①能够识别__________DNA分子的某种__________。
②使__________链中__________的__________断开。
4.作用部位：______________________________
5.识别序列：大多数限制酶的识别序列由____个核苷酸组成。
6.切割结果：DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式____________和____________。
（1）EcRⅠ限制酶切割
EcRⅠ识别序列为G↓AATTC
（2）SmaⅠ限制酶切割
SmaⅠ识别序列为CCC↓GGG
提纲2 DNA连接酶
1.功能：将____________________，恢复被限制酶切开的____________________。
2.分类和对比
3．比较与DNA有关的六种酶
提纲3 载体
1.作用：携带外源DNA片段进入受体细胞。
2.种类：质粒、噬菌体 的衍生物、动植物病毒 等。
3.作为载体需具备的条件
①____________________________________________________；
②____________________________________________________；
③____________________________________________________；
④____________________________________________________。
提纲4 探究.实践：DNA的粗提取与鉴定
1.提取思路：利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面存在的差异，选用适当的物理或化学方法对他们进行提取。
2.提取原理：
①DNA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；
②DNA在不同浓度的NaCl溶液 中的溶解度不同，它能溶于2ml/L的NaCl溶液。
3.鉴定原理：在一定温度下（沸水浴），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。
4.比较DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同
5．DNA粗提取中的注意事项
（1）本实验不能用哺乳动物成熟的红细胞作实验材料，原因是哺乳动物成熟的红细胞 无细胞核(无DNA)。可选用鸡血细胞作材料。
（2）加入洗涤剂后，动作要轻缓、柔和，否则容易产生大量的泡沫。加入酒精 和用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成絮状沉淀 。
（3）二苯胺试剂要现配现用 ，否则会影响鉴定的效果。
（4）提取植物细胞的DNA时，加入的洗涤剂能溶解细胞膜 ，有利于DNA的释放；加入食盐(主要成分是NaCl)的目的是溶解DNA。
（5）在DNA进一步提纯时，选用冷却的95%的酒精 的作用是溶解杂质和析出DNA。
第二节 基因工程的基本操作程序
提纲1 目的基因的筛选与获取
1.目的基因概念
1.目的基因概念
在基因工程的设计和操作中，用于__________________或__________________等的基因就是目的基因（根据不同的需要，目的基因是不同的，主要是指__________________）。
2.筛选目的基因的方法
（1）从相关的__________________和___________________的基因中进行筛选。
（2）获取方法eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(从基因文库中获取,利用PCR技术扩增,通过化学方法人工合成))
3.利用PCR获取和扩增目的基因
（1）PCR的概：PCR是_________________的缩写，是一项根据__________________的原理，在_____________提供参与DNA复制的_______________与____________，对__________________________进行__________________的技术。
①全称：__________________
②原理：__________________
③操作环境：____________________
④目的：_________________________________________
⑤优点：_________________________________________________________
（2）DNA体内复制的条件
注：引物是一小段能与 的一段碱基序列 的 。
（3）DNA体外复制（PCR）的条件
注：复制的原料实为 （dATP、dTTP、dCTP、dGTP），同时水解产生_________为合成DNA子链提供能量，因此体系中不需要添加ATP。
（4）过程
目的基因DNA______________后______________，______________与单链相应______________结合；然后以______________为模板在______________作用下进行______________，即将4种______________加到______________，如此__________________， 每次循环一般可以分为____________________三步。
拓展：DNA复制的相关计算，n轮扩增后，
（1）子代DNA分子总数： 个；
（2）第n代产生的DNA数： 个；
（3）子代DNA脱氧核苷酸链总数= 条
（4）第n代产生的DNA链数： 条
①n代后，DNA分子有 个
②n代后，DNA链有 条
③n代后，含引物的DNA分子有 个
④n代后，共消耗 个引物
⑤第n代复制，消耗了 个引物
⑥n代后，完整的目的基因有 个
4.获取目的基因的其他方法
（1）构建基因文库来获取目的基因：将含有某种生物不同基因的许多 片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。
① ：包含一种生物所有的基因。
② ：只包含一种生物一部分基因，如cDNA文库。
（2）利用化学方法人工合成：用DNA合成仪，要获取的基因比较小，核苷酸序列又已知，不需要模板。
提纲2 基因表达载体的构建（核心）
1.基因表达载体的组成
基因表达载体必须包括 、 、 、 等
（若需要能完成自主复制，还应有 ）。
（1）启动子
①本质：一段有特殊序列结构的 片段。
②位置：位于基因的 ，紧挨 。
③功能： 。
④特殊类型： 。
⑤诱导型启动子的特点： 。
（2）终止子
①本质：一段有特殊序列结构的 片段。
②位置：位于基因的 。
③功能： 。
注：启动子、终止子、起始密码子、终止密码子对比
（3）标记基因
①作用：
②常见类型：抗生素抗性基因、荧光蛋白基因等
（4）基因表达载体的构建过程
提纲3 将目的基因导入受体细胞
1.将目的基因导入植物细胞——花粉管通道法
（1）操作方式
①用_________________将__________________________直接注入_________中。
②在_________________的一定时间内，_________________，将______________滴加在_________________上，使目的基因借助______________进入_________。
（2）受体细胞：_________________。
2.将目的基因导入植物细胞—农杆菌转化法
（1）转化：____________________________________________________________。
注：此处“转化”与肺炎链球菌转化实验中的“转化”含义相同，实质都是__________。
（2）农杆菌特点：
①能在自然条件下侵染_________________和_________________，而对大多数_________________没有侵染能力。
②农杆菌细胞内含有____________，当它侵染植物细胞后，能将____________上的_________________（ 可转移的DNA ）____________到被侵染的细胞，并且将其__________________________________。
（3）农杆菌转化法的过程：将目的基因插入_________________中，通过农杆菌的______作用，就可以使目的基因_________________，并______________________
____________,使目的基因能够_________________。
3.将目的基因导入动物细胞——显微注射法
（1）受体细胞：_________________（受精卵容易表现出全能性）。
（2）过程：
4.将目的基因导入微生物细胞——Ca2+处理法
（1）受体细胞：常用__________作为受体细胞，其中以_________________最广泛
（2）原核生物的优点：___________________________________________________
（3）Ca2+处理法的一般过程：
提纲4 目的基因的检测与鉴定
DNA片段的电泳鉴定
（1）实验原理：DNA分子具有可解离的_________，在一定的pH下，这些基团可以带上_________________。带电粒子在电场作用下，向与其携带______________的电极移动。
（2）影响DNA分子的迁移率的因素：_____________________________________
___________________________________________________。
（3）电泳出现位置不等的几条条带，说明存在长短不一的DNA片段，鉴定的PCR产物不纯净。
第三节 基因工程的应用
提纲1 基因工程在农牧业方面的应用
提纲2 基因工程在医药卫生领域的应用
提纲3 基因工程在食品工业方面的应用
利用基因工程菌_____________用酶、氨基酸和维生素等。如将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌的基因组中，再通过____________生产凝乳酶。
提纲4 乳腺生物反应器与基因工程菌生产药物比较
第四节 基因工程的延伸——蛋白质工程
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。
1.概念理解
（1）基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。
（2）操作： 基因修饰 或基因合成。
（3）结果： 改造了 现有蛋白质或制造出 新的蛋白质 。
（4）目的：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对 蛋白质结构 进行分子设计。
2.操作过程
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。
提纲1 蛋白质工程崛起的缘由
1.基因工程的实质：将一种生物的_基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状 。
2.基因工程的局限性：__只能生产自然界中已存在的蛋白质____
3.蛋白质工程崛起的缘由：
（1）基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质 。
（2）天然蛋白质是生物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。
提纲2 蛋白质工程的基本原理
1.蛋白质工程的目标：根据人们对蛋白质__功能__的特定需求，因此要对蛋白质的__结构_进行设计改造。
2.蛋白质工程的实质：__改造或合成基（定向改造现有蛋白质或制造新的蛋白质）。
3.天然蛋白质合成过程：天然蛋白质合成的过程是按照__中心法则__进行的。
基因→ 表达 →形成具有特定氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→形式生物功能
4.蛋白质工程思路：蛋白质工程与天然蛋白质合成的过程_相反_，而从__预期的蛋白质功能_出发→设计_预期的蛋白质结_→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_或__合成新基因_→获得所需要的蛋白质。
提纲3 蛋白质工程和基因工程的比较
提纲4 蛋白质工程的应用
1.研发速效胰岛素类似物
2.延长干扰素体外保存时间
3.降低人对小鼠单抗了抗体的免疫反应
通过_____________，将小鼠抗体上_____________的区域（即_____________）“嫁接”到_____________（即_____________）上，经过这样改造的抗体_____________
_______________________________________。
4.其他
（1）改进酶的性能 或开发新的工业用酶。
（2）改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物光合作用的 速率 ，增加粮食的产量 。
（3）改造微生物蛋白质的结构，使它 防治病虫害 的效果增强。
5.蛋白质工程现状
蛋白质工程是一项难度很大的工程；主要原因是蛋白质发挥功能必须依赖于正确
人教版高中生物选择性必修3《生物技术与工程》必背知识考点提纲填空练习版·答案
1.1 eq \b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(,,,))传统发酵技术的应用
提纲1 发酵与发酵技术
1.发酵工程：是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。
2. 发酵
（1）发酵概念
发酵是指人们利用_微生物_，在_适宜_的条件下，将原料通过_微生物的代谢_转化为人类所需要的产物的过程。
（2）发酵原理
不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力 ，因此利用它们既可以生产出人们所需要的多种产物。
3.传统发酵食品的比较
时期
乳酸菌
乳酸
亚硝酸盐
发酵前期
（（O2抑制乳酸菌活动）

（硝酸盐还原菌的作用）
发酵中期
（
。乳酸积累，抑制其他菌活动


（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解）
发酵后期
（乳酸积累，pH下降，抑制乳酸菌活动）



（硝酸盐还原菌被完全抑制）
变化曲线
项目
理化因素的作用强度
能否彻底消灭芽孢和孢子
常用方法
消毒
较为温和
不能


灭菌
强烈
能


比较项目
平板划线法
稀释涂布平板法
接种工具
关键操作
注意事项
菌体获取
优点
缺点
间接计数法( )
直接计数法(
)
原理
当样品的 足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个 ，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
利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量
公式
每克样品中的菌落数＝eq \f(C,V)×M；C：某稀释度下平板上生长的平均菌落数；V：涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)；M：稀释倍数
每毫升原液所含细菌数：

缺点



结果
比实际值偏
比实际值偏
生长素用量与细胞分裂素用来的比值
结果
比值高
有利于 的分化，抑制 的形成
比值低
有利于 的分化，抑制 的形成
比值适中
促进 的形成
种类
E·cli DNA连接酶
T4DNA连接酶
来源
____________________
T4噬菌体
特点
只缝合 黏性 末端
缝合 黏性 末端 平 末端
作用
恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷________酸二酯键
名称
作用部位
作用底物
作用结果
限制酶
________________
DNA
将DNA切成两个片段
DNA连接酶
______________
________
将两个_________________连接为一个DNA分子
DNA聚合酶或热稳定DNA聚合酶
_____________
脱氧核苷酸
将__________________依次连接到单链末端
DNA(水解)酶
________________
DNA
将DNA片段水解为_______________________
解旋酶
碱基对之间
的_________
DNA
将双链DNA分子局部解旋为 ，形成两条长链
RNA聚合酶
磷酸二酯键

将__________________依次连接到单链末端
溶解规律
2 ml/L NaCl溶液
0.14 ml/L NaCl溶液
DNA
__________
__________
参与的组分
在DNA复制中的作用
DNA母链
提供DNA复制的
4种脱氧核苷酸
合成DNA子链的
解旋酶
______________________
DNA聚合酶
催化合成DNA
引物
使DNA聚合酶能够从 端开始连接脱氧核苷酸
参与的组分
在DNA复制中的作用
DNA母链
提供DNA复制的
4种脱氧核苷酸
合成DNA子链的
引物
使DNA聚合酶能够从 端开始连接脱氧核苷酸
90℃以上高温
__________________（变性温度）
耐高温的
催化合成DNA子链
缓冲液（含 )
激活真核细胞和细菌的
其他不同的温度
___________________需要不同温度

温度上升到90 ℃左右，双链DNA解聚为单链
—
__
温度下降到55 ℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合


温度上升到72 ℃左右，Taq酶从引物起始合成互补链，可使新链由 向 延伸
比较项目
启动子
终止子
起始密码子
终止密码子
本质
DNA片段
DNA片段
mRNA上
______________
______上三个相邻的碱基
位置
目的基因上游
目的基因__________
mRNA首端
mRNA尾端
功能
RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA
使转录在所需要的地方停下来
翻译的起始信号（编码氨基酸）
翻译的结束信号（不编码氨基酸）
检测目的
检测方法
判断标准
目的基因是否插入
转基因生物的DNA
_________________技术
是否出现杂交带
目的基因是否转录
出了____________
分子杂交技术
是否出现_________
目的基因是否翻译出
蛋白质
_________________技术
是否出现杂交带
个体水平的检测
如抗虫、抗病的接种实验
是否表现出相应的特性
分类
实例
处理或作用
_________________
转基因抗虫棉、玉米、大豆、水稻和马铃薯
从某些生物中分离出抗虫基因导入作物，使之具有抗虫性状。可减少因_________________的使用而造成的环境污染和对人类健康的损害，__________________________________ 。
转基因
抗病植物
抗病毒转基因甜椒、番木瓜和烟草等
将源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入作物,培育出抗病作物。
抗病毒的目的基因病毒外壳蛋白基因病毒复制酶基因
抗真菌的目的基因几丁质酶基因抗毒素合成基因
_________________
抗除草剂玉米、转鱼抗寒基因番茄等
_________________：调节细胞渗透压的基因(提高作物抗盐碱、抗干旱)；抗除草剂基因；鱼的抗冻蛋白基因。
改良植物的品质
高赖氨酸玉米、含大量纤维素的转基因玉米、转基因矮牵牛
改善植物的_______________含量（如氨基酸、蛋白质）或提升观赏价值等。
提高动物的_______
_________
转生长激素基因的鲤鱼
由于外源生长激素基因的表达可以使转基因动物_________________，可将这类基因导入动物体内，以提高动物的_________________。
改善畜产品的
转肠乳糖酶基因牛
将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低。
分类
实例
处理或作用
转基因动物

_________________
（乳房生物反应器）
将药用蛋白基因与______________的基因的启动子等调控元件重组在一起。
转基因动物作器官移植的供体
克隆猪器官
抑制或除去 决定基因，结合克隆技术培育出没有_____________的转基因克隆猪器官。
基因治疗
镰状细胞贫血的治疗方案
基因治疗的策略主要有基因置换、___________________________等。
比较项目
乳腺生物反应器
工程菌
基因表达
合成的 与_________________相同
细菌细胞内没有内质网、高尔基体等细胞器，产生的药物蛋白可能没有 。
受体细胞
动物的
微生物细胞
导入目的基因的方式



从动物乳汁中提取
从微生物细胞中提取
比较项目
蛋白质工程
基因工程
操作对象

基因
操作起点
预期蛋白质功能
目的基因
操作水平

DNA分子水平
操作流程
预期蛋白质功能→_____________
___→推测氨基酸序列→找到并改变对应的 （基因）或合成新基因→获得所需要的蛋白质
目的基因的筛选与获取→构建_____________→将目的基因导入 →目的基因的检测与鉴定
结果
可生产自然界 的蛋白质
可生产自然界已有的蛋白质
实质
通过改造或合成基因来定向改造现有蛋白质或制造新的蛋白质
将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状
联系
①蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的 ；
②蛋白质工程离不开基因工程，其包含 基本操作。
项目
腐乳制作
泡菜制作
果酒
果醋
菌种
主要毛霉等
乳酸菌
（常见乳酸杆菌、乳酸链球菌）
酵母菌
醋酸杆菌
细胞类型
真核细胞
原核细胞
真核细胞
原核细胞
代谢类型
异氧需氧型
异养厌氧型
异养兼性厌氧型
异养需氧型
来源
空气中孢子，人工无菌接种
_空气_、_土壤_、植物体表、人或动物的肠道内
在一些_含糖量较高_的_水果_、蔬菜表面_
空气中的醋酸菌或人工接种的醋酸菌
发酵原理
毛霉等微生物协同作用，产生的蛋白酶将豆腐的蛋白质分解成小分子肽或氨基酸，脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸
C6H12O6―→2C3H6O3（乳酸）+能量
①在有氧条件下：C6H12O6＋6H2O+6O2eq \(――→,\s\up17(酶))
6CO2＋12H2O+能量
②在无氧条件下：C6H12O6eq \(――→,\s\up17(酶))2C2H5OH＋2CO2+能量
①氧气、糖源都充足时：C6H12O6＋2O2―→2CH3COOH＋2CO2＋2H2O+能量
②缺少糖源时：C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O+能量
条件
温度
15-18℃
常温
生长温度约为28℃，发酵一般控制在18～ 30℃
30～35 ℃
时间
10天以后（亚硝酸盐含量低）
10～12 d
7～8 d
氧气
始终不需要氧
初期需氧，后期不需氧
始终需要氧
检测方法
pH检测
比色法(测亚硝酸盐）
酸性重铬酸钾与其反应呈灰绿色
品尝、
pH试纸检测
提纲2： 泡菜制作
1.1发酵条件：
(1)选择气密性好的泡菜坛，以保证 无氧 条件。
（2）注意控制腌制 时间 、温度和 食盐 的用量等，都会影响亚硝酸盐的含量。
1.2 制作过程
（1）材料的预处理：修整，洗涤，晾晒，分切
（2）盐水的质量分数：5%~20%，原因：食盐用量过高，口味不佳，乳酸发酵受抑制，泡菜风味差；食盐用量过低，杂菌大量繁殖，泡菜腐败。
煮沸冷却的作用：除去水中的O2，杀死盐水中的微生物。
（3）盐水添加的要求作用：盐水没过材料。
（4）用水密封泡菜坛的目的：创造无氧环境。
（5）泡菜坛装到八成满的原因：
①在泡菜发酵初期，酵母菌等较为活跃，发酵产物中有较多的CO2，防止发酵液溢出坛外；
②防止因装太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂；
③同时留有一定空间，也更方便拿取泡菜。
发酵坛内的白膜：产膜酵母大量繁殖
（7）乳酸杆菌将牛奶（半液体培养基）发酵为酸奶，含抗生素的牛奶不能发酵为酸奶。
原因：抗生素会杀死乳酸杆菌等细菌，使发酵失败。
提纲3：果酒制作+果醋制作
1.葡萄酒红色的原因：果皮液泡中色素
2.葡萄发酵液有抑制杂菌的原因：缺氧、酸性环境
3.发酵流程
（1）流程图：挑选葡萄----冲洗----榨汁------酒精发酵-----果酒
（2）冲洗要求：带枝冲洗1-2次；
原因：避免洗去菌种
（3）先冲洗再去梗的原因：避免葡萄破损，减少被杂菌污染的机会
（4）酒精发酵的操作要点及原理：发酵罐留1/3空间。
原因：起始有氧气，先让酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖；
防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。
变酸的酒表面的菌膜是;醋酸杆菌
5.果酒滞销，想将发酵中的果酒转变成果醋，具体操作（环境条件）：可以通入氧气（无菌空气），适当提高发酵温度。
6.糖源、氧气的多少对果醋发酵的影响：
①糖源，氧气充足，将糖直接分解成乙酸；
②当氧气充足，糖源不足时，利用酒精转化成乙醛，再将乙醛变为乙酸。
7.发酵装置以及各部分的作用原理
（1）充气口：通入无菌空气
（2）排气口：及时排除废气
（3）排气管长而弯曲：防止空气中微生物的污染
提纲4： 泡菜发酵过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量变化
微生物的基本培养技术及应用
提纲1：微生物的基本培养技术
1.微生物菌落： 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。由单个微生物繁殖 形成的纯培养物就是一个单菌落 ；
2.培养基的配制
（1）概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出的供其生长繁殖的营养基质。
（2）培养基作用：培养、分离、鉴定、保存微生物 或 积累其代谢物
（3）培养基类型：
按物理状态可分为 液体培养基 和 固体培养基 。其中两者的区别是固体培养基添加凝固剂（如琼脂）。
按功能可分为 选择培养基 和 鉴别培养基 。
按化学成分分为天然培养基、合成培养基；
成分：各种培养基一般都含有 水、碳源、氮源 和 无机盐 ，此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
3. 无菌技术
（1）关键：防止杂菌污染 。
（2）无菌技术主要包括消毒和灭菌
4.以下物品用的消毒灭菌方法是：牛奶用巴氏消毒法；培养皿用干热灭菌法；培养基用高压蒸汽灭菌法；实验室用紫外线或化学药物消毒；接种环用灼烧灭菌法
5. 微生物的纯培养
（1）培养物：在微生物学中，将接种于_培养基_内，在_合适条件_下形成的__含特定种类微生物的群体_称为培养物。
（2）纯培养物：由_单一个体_繁殖所获得的_微生物群体_称为纯培养物。
*单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物 。
纯培养：__获得纯培养物的过程_就是纯培养。
（4）微生物纯培养步骤：配制培养基—调PH—灭菌—接种—分离—培养。
提纲2：制备马铃薯固体培养基
A.在制备培养基过程中，倒平板应待培养基冷却到50℃度左右才进行
B.为什么倒平板和接种整个过程要在酒精灯火焰旁进行？
避免杂菌污染
C.倒平板时为什么要使锥形瓶的瓶口通过火焰？
通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基
D.在倒平板的过程中，若不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间部位，这个平板还能用来培养微生物吗？为什么？
不能；因为空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生
E.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？
可避免培养基中的水分过快蒸发；可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染
提纲3：
1.纯化微生物常用的方法：
（1）平板划线法（分离）
（2）稀释涂布平板法（分离、计数）
2.平板划线法操作说明
（1）在灼烧接种环之后，冷却后再进行划线的原因是以免接种环温度太高，杀死菌种
（2）在作第二次以及其后的划线操作时，总是从上一次划线的末端开始划线，目的是这样能使细 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
（3）接种环在使用前要先灼烧，其目的是操作的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。
平板划线操作中，每次划线前也要灼烧接种环，其目的是杀死上次残留的菌种，保证使下一次划线时，菌种直接来源于上次划线的末端，从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐减少，以便得到菌落.
最后一次划线后灼烧接种环的目的是最后一次灼烧：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
3.检验培养基合格：1组接种培养基，1组没有接种培养基；
在恒温箱培养中培养一段时间，若未接种培养基也长出了菌落，说明培养基被污染。
提纲4：微生物的选择培养基与计数
1. 选择培养基：在微生物学中，_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。
2. 微生物的选择培养：
（1）方法：_稀释涂布平板法__；
（2）方法概述：由于土壤细菌的数量庞大，要想得到特定微生物的纯培养物，必须要对土壤进行_充分稀释_，然后再将菌液_涂布_到制备好的_选择培养基_上；两个基本操作：_梯度稀释_和_涂布平板_。
（3）操作流程
eq \x(土壤取样)―→eq \x(样品稀释)―→eq \x(取样接种)―→eq \x(培养观察)―→eq \x(菌种鉴定)
微生物的数量测定
4.不同微生物的稀释度要求
一定稀释范围的样品液进行培养，保证菌落数在30-300之间，适于计数。
5.鉴别培养
1.分解尿素的微生物——酚红指示剂
(1)原理：分解尿素的细菌合成的脲酶 将尿素分解为氨 ，使培养基的碱性增强 ，
遇酚红指示剂呈 红 色。
纤维素分解菌——刚果红
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，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。
说明：透明带直径与菌落直径比值越大，说明分解纤维素的能力越强
大肠杆菌——伊红-亚甲蓝 ，使大肠杆菌菌落呈深紫色，并有金属光泽。
第三节 发酵工程及其应用
提纲1：发酵工程的基本环节
选育菌种
（1）目的：获得_性状优良的菌种__
（2）菌种来源：从自然界中筛选、_诱变育种__或__基因工程育种__。
（3）实例：筛选产酸量高的黑曲霉 用来生产柠檬酸 ；使用基因工程改造的啤酒酵母 ，加速发酵、缩短生产周期；优良的菌种不仅具有健壮，不易退化 ，其发酵产品的 产量高、质量稳定 等优点，它往往还会赋予发酵产品独特的风味，因此 菌种选育 环节在很大程度上决定了生物发酵产物的成败。
2.扩大培养
（1）目的：获得_更多的菌种_。
（2）原因：工业发酵罐的体积一般为几十到几百立方米，接入的菌种总体积需要几立方米到几十立方米。所以，在发酵之前还需要对菌种进行 扩大培养 。
3.配制培养基
①在菌种确定之后，要_选择原料__制备培养基。
②在生产实践中，培养基的配方要经过_反复试验__才能确定。
4.灭菌
（1）灭菌原因：发酵工程种所用的菌种大多是_单一菌种_，一旦有杂菌污染，可能导致_产量大大降低_。
（2）_培养基和发酵设备__都必须经过严格的灭菌；
5.接种
将_扩大培养后_的菌种投放到_发酵罐_中。
6.发酵罐内发酵——（发酵工程的中心环节）
（1）要求：
①发酵过程中，要随时检测培养液中_微生物数量_、_产物浓度_等，以了解发酵进程；
②要及时添加_必需的营养物质_，要严格控制_温度_、__pH_和__溶氧量_等发酵条件。
（2）严格控制发酵条件的原因：
①环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖 ，而且影响微生物代谢物的形成 ；②严格控制发酵条件，有利于使发酵全过程处于 最佳 状态。
（3）不同发酵条件的影响实例——谷氨酸发酵
①在_中性_和__弱碱性__条件下会积累谷氨酸；②在_酸性__条件下则容易生成谷氨酰胺和N-乙酰谷胺酰胺。
7.分离、提纯产物
①发酵产品是微生物细胞本身时，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_；
②发酵产品是代谢物时，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。
8.获得产品
单细胞蛋白、味精等。
提纲2：发酵工程的应用
1. 发酵工程的优点：
①生产条件温和 ；②原料来源丰富且价格低廉 ；③产物专一；④废弃物对环境的污染小 和容易处理 。
在食品工业上的应用
（1）生产传统的发酵食品：生产酱油 、酿酒
（2）生产食品添加剂：柠檬酸 、味精 、酸度调节剂、增味剂、着色剂、增稠剂、防腐剂。
（3）生产酶制剂：α-淀粉酶、β-淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶、脂肪酶 。
3.在医药工业上的应用
（1）采用基因工程的方法，将植物或动物的基因转移到微生物中，获得具有某种药物生产能力的微生物。
（2）直接对菌种进行改造，再通过 发酵技术 大量生产所需要的产品。
4.在农牧业上的应用
（1）生产微生物肥料：根瘤菌肥、固氮菌肥
（2）生产微生物农药：利用 微生物或其代谢物 来防治病虫害。
（3）生产微生物饲料：乳酸菌 饲料可以提高饲料的品质，使饲料保鲜 ，动物食用后还能提高免疫力 ；通过发酵获得大量微生物菌体，即单细胞蛋白。
4.在其他方面的应用
（1）解决资源短缺与环境污染问题：利用纤维废料 发酵生产酒精、乙烯等能源物质。
（2）将极端微生物应用于生产实践：极端微生物：嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂，嗜低温菌 有助于提高热敏性产品的产量。
选修三 第二章 细胞工程
第一节 植物细胞工程
提纲1 细胞工程的概念
1.原理方法：细胞生物学、分子生物学和发育生物学；
2.操作水平：细胞器、细胞或组织水平；
3.目的：得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品；
4.分类：植物细胞工程、动物细胞工程。
提纲2 植物细胞的全能性
1．概念：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。(P34)
2.是否表现出全能性的两种判断标准：
（1）细胞经分裂和分化后是否产生完整生物体。
（2）细胞是否能分化成其他各种细胞。
3.判断以下例子是否表现出了细胞的全能性
(1)利用菊花茎段培养获得试管苗。是
(2)芽原基的细胞发育为芽，叶原基的细胞发育为叶。否
(3)受精卵发育成个体。是
(4)蜜蜂的孤雌生殖中，卵细胞直接发育成雄蜂。是
(5)造血干细胞可分化形成多种血细胞。否
(6)通过花药离体培养，获得单倍体幼苗。是
(7)胚胎干细胞可分化发育成为各种组织器官的细胞。是
(8)种子发育成完整植株。否
4.细胞具有全能性的原因（物质基础）：一般来说，生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所需的全部遗传信息。
5.生物体生长发育过程中细胞不表现全能性的原因（不离体的细胞无法表现出全能性的原因）：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达（从而形成生物体的不同组织和器官）。(P34)
6.是不是所有的活细胞都具有全能性？
不是，例如哺乳动物成熟的红细胞、植物成熟的筛管细胞。
7.细胞具有的全能性一定能表现出来吗？
不是，例如动物的体细胞。
8.比较一般情况下下列细胞全能性的大小
(1)受精卵＞生殖细胞＞体细胞
(2)分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞、
(3)分裂能力强的细胞＞分裂能力弱的细胞
(4)植物细胞＞动物细胞
(5)幼嫩的细胞＞衰老的细胞
提纲3 植物组织培养技术
1．植物组织培养概念：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.离体培养的植物器官、组织或细胞被称为外植体。(P35)
3.植物组织培养的原理：植物细胞的全能性。
植物组织培养的生殖方式：无性生殖。
植物组织培养的分裂方式：有丝分裂。
提纲4 菊花植物组织培养
1.菊花植物组织培养的原理
(1)植物细胞一般具有全能性；(P35)
(2)脱分化：在一定的激素和营养等条件的诱导下，让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能，转变成未分化细胞的过程。结果：形成愈伤组织。
*愈伤组织的特点：不定形的薄壁组织团块。(P35)一般不需要光照。此过程中涉及的生命活动只有细胞增殖（有丝分裂），没有细胞分化。
(3)再分化：脱分化产生的愈伤组织，在一定的培养条件下，再分化出芽、根等器官，进而形成完整的小植株。(P35)
需要给予适当时间和强度的光照，诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用。此过程中涉及的生命活动既有细胞增殖（有丝分裂），又有细胞分化。再分化实质：基因的选择性表达。
(4)激素的作用：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。
2.选材：经常选择根尖（分生区）、茎的韧皮部（形成层）等。
原因：分裂能力强、分化程度低，容易诱导形成愈伤组织。
3.愈伤组织中是否会含有叶绿体？否。
4.植物组织培养中细胞表现出全能性的条件
(1)离体（最关键）。(2)严格的无菌条件。(3)适宜的培养条件。
(4)适宜浓度和比例的激素。(5)一定的营养条件。
5.为什么一定要离体才能表现出全能性？
若细胞不离体，细胞中的基因会选择性地表达，从而形成生物体的不同组织和器官，不能表现出全能性。
6.如何控制严格的无菌条件？
(1)用体积分数为70%的酒精对手、超净工作台、外植体进行消毒,对外植体处理还需要质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液,清洗外植体需要使用无菌水。
(2)对培养基和器械进行灭菌；
(3)接种操作必须在酒精灯火焰旁进行。
7.培养基组成
(1)无机营养成分（水和无机盐）,
(2)有机营养成分（蔗糖、氨基酸、维生素）,
(3)特定浓度和比例的激素（主要是生长素和细胞分裂素）。
蔗糖的作用：提供能量，调节渗透压。
培养基灭菌方法为：湿热灭菌法。
8．操作流程
（1）外植体的消毒：将流水冲洗后的外植体用酒精消毒30 s，用无菌水清洗2～3次后，再用次氯酸钠溶液处理30 min，用无菌水清洗2～3次。(P36)若想缩短次氯酸钠溶液处理时间应适当提高次氯酸钠溶液的浓度。
（2）外植体的分割：用无菌滤纸吸去表面的水分，用解剖刀将外植体切成0.5～1 cm长的小段。(P36)大小应适宜。
（3）接种：在酒精灯火焰旁，并且实验中使用的培养基和所有的器械及每次使用后的器械都要灭菌，将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上做好标记。(P36)接种时注意外植体的方向，不要倒插。
（4）培养：将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18～22 ℃的培养箱中培养。定期观察和记录愈伤组织的生长情况。(P37)诱导愈伤组织期间一般不需要光照，在后续的培养过程中，每日需要给适当时间和强度的光照。
（5）转移培养（再分化过程）：培养15-20d后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。(P37)
（6）移栽：试管苗不可以直接移栽入土，需先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日，将试管苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩上，壮苗后再移栽入土。(P37)
9.整个过程中使用的培养基中是一成不变的吗？不是。
分别为诱导愈伤组织的培养基→诱导生芽的培养基→诱导生根的培养基。
10.以上培养基中，生长素/细胞分裂素的比值大小是如何变化的？
比值适中→比值低→比值高。
11.接种后，外植体被污染的可能原因：
（1）培养基、接种工具灭菌不彻底。
（2）外植体消毒不彻底。
（3）操作过程不符合无菌操作要求等。
提纲5 植物体细胞杂交技术
1.用传统的有性杂交方法能得到杂种后代吗？为什么？
不能，因为两种生物之间存在着生殖隔离。
2．植物体细胞杂交的概念：将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。(P38)
3.植物体细胞杂交的主要步骤：植物细胞融合和植物组织培养。(P38)
（1）在进行体细胞杂交之前，必须先去除细胞壁：用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，获得原生质体。(P37)
去壁原因：细胞壁阻碍着细胞间的杂交（阻碍了原生质体间的融合）。(P36)
（2）诱导原生质体融合的方法(P37)
①物理法：电融合法、离心法等。
②化学法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋－高pH融合法等。
（3）细胞融合完成的标志*：再生出新的细胞壁。
植物体细胞杂交完成的标志：培育出杂种植株。
（4）再生出细胞壁的相关的细胞器：高尔基体和线粒体。
（5）验证再生出新壁的实验：质壁分离和质壁分离复原实验。
4.纤维素酶和果胶酶的酶溶液中一般加入一定浓度的无机盐离子和甘露醇，试分析原因？使溶液具有一定的渗透压，防止原生质体吸水过多而涨破，保持原生质体正常。
5.植物体细胞杂交的原理：细胞膜具有一定的流动性、植物细胞的全能性。
6.植物体细胞杂交的生殖方式：无性生殖。
7.植物体细胞杂交的分裂方式：有丝分裂。
8.植物体细胞杂交的涉及的可遗传变异类型：染色体变异。
9.获得的所有细胞一定是需要的杂交细胞吗？不一定；
诱导融合后的产物有三类：未融合的细胞、两两融合的细胞、多细胞融合体。
10.植物体细胞杂交的意义：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)
提纲6 植物细胞工程的应用
植物细胞工程的应用包括植物繁殖的新途径、作物新品种的培育、细胞产物的工厂化生产。(P39--P41)
（一）植物繁殖的新途径
1.植物繁殖的新途径包括快速繁殖（也叫微型繁殖）和作物脱毒。(P39)
2.快速繁殖
(1)快速繁殖概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。(P39)
(2)优点：可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖；无性繁殖可以保持优良品种的遗传特性；可实现工厂化生产。(P39)
注意：扦插、压条、嫁接等不属于微型繁殖技术。
2．作物脱毒
（1）适用范围：无性繁殖的作物(马铃薯、草莓、香蕉）。
（2）进行作物脱毒的原因：用无性繁殖的方式进行繁殖的作物，它们感染的病毒很容易传给后代，病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低、品质变差。(P40)
（3）外植体选材部位：植物顶端分生区附近部位，如茎尖。(P40)
（4）选分生区的原因：植物顶端分生区附近病毒极少，甚至无病毒。(P40)
（5）优点：脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物。(P40)
（6）作物脱毒具体操作过程：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。(P40)
（7）脱毒苗是否不会再感染病毒？不是，脱毒苗≠抗毒苗。(P40)
（8）实例：目前采用茎尖组织培养技术来脱去病毒，在马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等主要经济作物上已获得成功。(P40)
（二）作物新品种的培育
1.作物新品种的培育包括单倍体育种和突变体的利用。(P40--P41)
2.单倍体育种
(1)过程：花药（或花粉）离体培养（花药取自二倍体植株）―→单倍体植株eq \(―――――→,\s\up9(染色体加倍))纯合子植株。当年就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株。(P40)
(2)优点：①后代是纯合子，能稳定遗传。
②极大地缩短了育种的年限，节约了大量的人力和物力。
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③大多数单倍体植株可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。
（3）为什么大多数单倍体植株可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料？大多数单倍体植株的细胞中只含一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现。
2．突变体的利用
（1）过程：
（2）诱变处理对象：一般为愈伤组织。
（3）产生原因：在植物的组织培养过程中，易受培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。(P41)
（4）原理：基因突变和植物细胞的全能性。
（5）诱变育种的缺点：突变具有不定向性和低频性，因此需大量实验材料。
（6）诱变育种的优点：通过人工诱变提高愈伤组织的突变率，从而筛选获得抗病、抗盐、高产、优质的新品种，加快育种进程。(P41)
(7)利用：筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。(P41)
（三）细胞产物的工厂化生产
1.代谢产物的分类
a.初生代谢产物：初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动；
产物：糖类、脂质、蛋白质、核酸等(P41相关信息)
b.次生代谢产物：植物代谢会产生一些一般认为不是生物生长所必需的，一般在特定组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。
产物：一类小分子有机化合物（如酚类、萜类、含氮化合物等)
2.细胞产物的工厂化生产的目标产物：次生代谢产物。(P41)
3.次生代谢物作用：在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。(P41)
4.生产技术手段：植物细胞培养技术（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）。
5.过程：
6.细胞产物工厂化生产主要利用的是哪种结构？愈伤组织。
7.该过程中是否需要培养得到完整植株？一般不需要。
8.优点：不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，对于社会、经济、环境保护具有重要意义；生产速度快。(P41)
9．实例：利用紫草细胞的组织培养生产的紫草宁具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。利用红豆杉细胞的组织培养生产的紫杉醇具有高抗癌活性。(P41)
第二节 动物细胞工程
提纲1 细胞工程的概念
动物细胞工程包括：动物细胞培养、动物细胞融合、动物细胞核移植。(P43)
提纲2 动物细胞培养
1.动物细胞培养概念：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.动物细胞培养的原理：细胞增殖（有丝分裂）。
3.动物细胞培养的地位：动物细胞工程的基础。(P43)
4.动物细胞培养的关键操作：原代培养和传代培养。(P45)
提纲3 动物细胞培养的条件
1.动物细胞培养的条件：营养条件、无菌、无毒的环境、适宜的温度、pH和渗透压、适宜的气体环境。(P43)
2.营养物质主要包括：糖类、氨基酸、无机盐、维生素等。(P43)
3.未知营养条件：使用合成培养基时，通常需加入血清等一些天然成分。
4.血清的作用：提供尚未全部研究清楚的细胞所需的营养物质。(P44)
5.动物细胞培养的培养基的物理性质：培养动物细胞一般使用液体培养基，也称为培养液。(P44)
6.动物细胞利用的营养物质包括蔗糖和淀粉吗？不包括。
7.保证无菌、无毒环境的具体措施(P44)
（1）对培养液和所有培养用具进行灭菌处理。
（2）在无菌环境下进行操作。
（3）还需要定期更换培养液。
8.培养液的灭菌方法：湿热灭菌法。
培养用具的灭菌方法：湿热灭菌法或干热灭菌法。
9.为什么培养液需要定期更换？(P44)
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。
11.如何防止培养过程中的微生物污染?在细胞培养液中添加一定量的抗生素。
12.哺乳动物细胞培养的温度多以36.5±0.5℃为宜。(P44)
13.多数动物细胞生存的适宜pH为7.2-7.4。(P44)
14.维持适宜渗透压的目的维持细胞正常的形态和功能。
15.动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2。(P44)
16.O2的作用：O2是细胞代谢所必需的。
CO2的作用：CO2的主要作用维持培养液的pH。(P44)
17.培养容器：通常采用培养皿或松盖培养瓶。(P44图)
培养仪器：含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱。(P44)
提纲4 动物细胞培养的过程
取动物组织——制成细胞悬液——转入培养液原代培养——分瓶——传代培养
1.动物细胞培养取材：动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。
取材原因：细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养。
2.制成细胞悬液的步骤(P44)：（1）将组织分散成单个细胞。（2）用培养液将细胞制成细胞悬液。
3.将组织分散成单个细胞的原因
（1）从动物体取出的成块组织中，彼此限制了生长和增殖；
（2）能使细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换。
4.将组织分散成单个细胞的方法
(1)机械法;(2)用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间。
5.用胰蛋白酶分散细胞,可以说明什么问题?动物细胞间的物质主要是蛋白质。
6.可以用胃蛋白酶分散细胞吗？不可以。
7.体外培养的动物细胞的两大类：(P44)
（1）能够悬浮在培养液中生长增殖。
（2）大多数需要贴附于某些基质表面才能生长增殖（细胞贴壁）。
8.两类细胞的生长特点(P44)
（1）悬浮生长类：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。
（2）贴壁生长类：除会因细胞密度过大、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外，还会发生接触抑制。
9．原代培养：通常将分瓶之前的细胞培养，即指动物组织经处理后的初次培养。(P45)
10.原代培养的具体做法：将初次制备好的细胞悬液放入培养皿或培养瓶内，置于适宜环境中培养。(P44)
11．传代培养：将分瓶后的细胞培养。(P45)
12.分瓶传代培养的具体做法(P45)
（1）收集细胞a.悬浮生长类：直接用离心法收集。b.贴壁生长类：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。
（2）将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养。
15.为什么动物细胞培养中需分瓶进行传代培养？(P44)
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，贴壁细胞还会发生接触抑制现象。
16.离心的作用：在沉淀中得到细胞，同时去掉上清液中的胰蛋白酶。
17.动物细胞培养技术有没有体现动物细胞的全能性？
未体现，动物细胞培养只是细胞增殖的过程。
思考：正常细胞能否一直传代培养下去？
不可以；细胞的传代培养一般传至10代后就不易传下去，这时细胞能保持细胞正常的二倍体核型；传至10-50代左右时，增殖会逐渐缓慢，以至于完全停止，这时部分细胞的细胞核型可能会发生变化，这一阶段的细胞称为细胞株; 继续传代培养时，少部分细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，这些细胞已经发生了突变，正在朝着等同于癌细胞的方向发展，这一阶段的细胞称为细胞系，细胞系的遗传物质一定改变了。
提纲5 干细胞的培养及其应用
1．干细胞功能：在一定条件下，可以分化成其他类型的细胞。(P46)
2．干细胞的分布：早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。(P46)
3．干细胞的种类：包括胚胎干细胞、成体干细胞和诱导多能干细胞等。(P46)
4.胚胎干细胞（简称ES细胞）(P46)
（1）分布：存在于早期胚胎中。
（2）特点：具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。
5.成体干细胞(P46)
（1）分布：存在于成体组织或器官内中。
（2）常见类别：包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞、睾丸中的精原干细胞等；
（3）特点：一般认为，成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。
（4）发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例
造血干细胞，主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。
6.诱导多能干细胞概念：通过体外诱导成纤维细胞，获得类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞，简称iPS细胞。(P46)
7.诱导多能干细胞优点：(P46)
（1）诱导过程无需破坏胚胎。
（2）iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。
8.干细胞的应用：有着自我更新能力及分化潜能的干细胞，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。(P46)
9.干细胞应用实例(P46)
（1）造血干细胞可以治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病。
（2）神经干细胞可以治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等）。
（3）诱导多能干细胞（iPS细胞）可治疗小鼠的镰状细胞贫血症，在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展。
9.胚胎干细胞的局限性：必须从胚胎中获取 ，涉及伦理问题。(P46)
10.普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。(P46)
11.iPS细胞用于治疗人类疾病过程(P47)
取成纤维细胞 转入相关因子 细胞转化为iPS细胞
诱导iPS细胞定向分化为多种组织细胞 移植回病人体内。
12.制备iPS细胞的其他方法(P46相关信息)
（1）借助载体将特定基因导入细胞中诱导形成iPS细胞。
（2）直接将特定蛋白导入受体细胞中诱导形成iPS细胞。
（3）用小分子化合物来诱导形成iPS细胞诱导形成iPS细胞。
13.iPS细胞的来源：成纤维细胞以及已分化的T细胞、B细胞。
提纲6 动物细胞融合技术
1．动物细胞融合技术概念:使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
2.诱导的结果：形成的杂交细胞，具有原来两个或多个细胞的遗传信息。
3.诱导的原理：细胞膜具有一定的流动性。
4．诱导方法：PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。其中，灭活病毒诱导法是动物细胞融合特有的诱导融合方法。(P48)
5．意义：突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。(P48)
6.“灭活病毒”中灭活的具体含义是什么？(P48相关信息)
用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构。
7.灭活病毒诱导细胞融合的原理是什么？(P48相关信息)
病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。
8.融合实质及完成的标志：细胞核的融合。
9．动物细胞融合技术的应用(P48)
(1)细胞融合技术成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。
(2)利用动物细胞融合技术发展起来的杂交瘤技术，为制备单克隆抗体开辟了新途径。
提纲7 单克隆抗体及其应用
1.早期获得抗体的方法：向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需抗体。(P49)
2.上述抗体的缺点：产量低、纯度低、特异性差。(P49)
3.B细胞的特点(优点和局限性):能产生单一的特异性抗体,但不能无限增殖。
4.癌细胞的特点：能在体外大量增殖，但不能产生抗体。
5.杂交瘤细胞特点：B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到的杂交瘤细胞，既能无限增殖又能产生大量特定抗体。(P49)
6.米尔斯坦和科勒由于发明了单克隆抗体的制备技术，于1984年获得了诺贝尔生理学或医学奖。(P49)
7．制备过程：
8.实验最初应如何处理小鼠?注射特定的抗原,用特定的抗原对小鼠进行免疫。
9.上述操作目的是为了获得抗体吗？不是。(P48)
10.注射特定抗原的目的：用特定的抗原对小鼠进行免疫，并从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞（获得能产生特定抗体的B淋巴细胞）。
11.诱导融合的方法：PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法（动物细胞特有）。(P48)
12.诱导融合后，能得到几种细胞？（融合只考虑两两融合）
（1）未融合的亲本细胞（B淋巴细胞、骨髓瘤细胞）。
（2）融合的具有同种核的细胞（B-B细胞、瘤-瘤细胞）。
（3）融合的杂交瘤细胞。
13.第一次筛选(P48)
（1）如何筛选（筛选方法）：用特定的选择培养基进行筛选。
（2）筛选原理：在选择培养基上，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。
（3）获得的杂交瘤细胞的特点：既能迅速大量繁殖，又能产生抗体。此时，抗体不是所需的特定抗体。
（4）得到的该杂交瘤细胞一定是所需的吗？
杂交瘤细胞并不纯，因为从脾脏获得的B淋巴细胞不纯（既有未免疫的B淋巴细胞，又有能产其他抗体的B淋巴细胞，以及能产所需抗体的B淋巴细胞），因此要进行第二次筛选。
14.第二次筛选(P49)
（1）如何筛选（筛选方法）：用96孔板培养，在每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞的情况下，进行克隆化培养和抗体检测（一般进行多次筛选）。
（2）获得的杂交瘤细胞的特点：既能迅速大量繁殖，又能分泌所需抗体。
（3）选择抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞，即分泌的抗体能与特定的抗原结合。
（4）抗体检测原理：抗原和抗体能够特异性结合(分子水平的检测）。
15.第一次筛选的目的：筛选获得杂交瘤细胞。
第二次筛选的目的：获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。
16.如何对所需杂交瘤细胞大规模培养(P49)
在体外条件下大规模培养（接种于培养液中）或注射到小鼠腹腔内增殖。
17.如何获取单克隆抗体
（1）体外培养：从细胞培养液中获取。
（2）小鼠腹腔内培养：从小鼠腹水中获取。
18.单克隆抗体制备的过程中涉及原理:细胞膜具有一定的流动性、细胞增殖。
19.单克隆抗体制备的过程中应用到的技术：动物细胞融合、动物细胞培养。
20．单克隆抗体的优点：能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备。(P50)
21．单克隆抗体的应用(P50)
(1)作为诊断试剂，具有准确、高效、简易、快速的优点。
(2)用于治疗疾病和运载药物。
22.用作诊断试剂的原理：单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合。(P50)
23.用作诊断试剂的实例：多种疾病的诊断和病原体鉴定。(P50)
24.运载药物(P50)
（1）实例—ADC:与药物结合,制成抗体-药物偶联物（ADC）,杀伤肿瘤细胞；
ADC通常由抗体、接头和药物三部分组成。(P50)
（2）原理：通过将药物与能特异性识别肿瘤细胞抗原的单克隆抗体结合，实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。(P50)
发挥杀伤作用的为放射性同位素、化学药物或细胞毒素；
单克隆抗体作用为靶向运输作用；
（3）优点：靶点清楚、毒副作用小（不会对健康细胞造成伤害）。
提纲8 动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.动物细胞核移植技术概念：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。
2.克隆动物：用核移植的方法得到的动物。(P52)
3.动物细胞核移植技术原理:动物细胞核的全能性、细胞膜具有一定的流动性
培育多利羊的原理：动物体细胞核的全能性、细胞膜具有一定的流动性。
4.动物细胞核移植技术生殖方式：无性生殖。
5．哺乳动物核移植分类：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。两者中难度较高的是体细胞核移植。(P52)
6.动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植；为什么？(P52)
动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。
7.非人灵长类动物体细胞核移植的困难原因(P52)
（1）供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态，这导致了胚胎发育率低；
（2）对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。
提纲9 体细胞核移植的过程
1.采集的卵母细胞应培养至MⅡ期（减数分裂Ⅱ中期）(P53)
2.选择MⅡ期卵母细胞的原因
（1）含有促进细胞核表现全能性的物质和营养条件。
（2）细胞体积大，易于操作。
3.卵母细胞去核的方法：显微操作（去核）法。(P53)
*除此之外，还有梯度离心、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。
4.“去核”去的是什么？去除的为纺锤体-染色体复合物。
注意：去核时，由于MⅡ期卵母细胞核的位置靠近第一极体，一般用微型吸管一并吸出细胞核和第一极体。
5.去核的原因：使核移植得到的胚胎或动物核内遗传物质全部来自有重要利用价值的动物。
6.与直接注入核相比，将供体细胞注入卵母细胞的优点：对卵母细胞损伤较小。
注入位置：将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内（卵细胞膜和透明带之间）。
7.诱导供体细胞和去核卵母细胞融合的方法：电融合法。
8.融合的结果：供体核进入卵母细胞，形成重构胚。(P53)
9.重构胚概念：人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力。(P53相关信息)
10.激活重构胚的方法(P53)
（1）物理方法：电刺激。
（2）化学方法：Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制。
11.以上方法处理重构胚的目的：激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程。(P53)
12.实验结论：证明了动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性。
13.实验结果：生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛
14.新生犊牛的细胞核遗传物质来自供体奶牛。
新生犊牛的细胞质遗传物质来自去核卵母细胞。
15.新生牛的性别与供体奶牛一致。
16.通过动物细胞核移植获得奶牛的过程中涉及的技术：
（1）动物细胞核移植。（2）动物细胞培养。（3）动物细胞融合。（4）早期胚胎培养。（5）胚胎移植。
注意：操作为“将供体细胞注入去核卵母细胞”时，才涉及该技术。
17.用上述技术培育的克隆动物，是对体细胞供体动物进行100%的复制吗不是。
18.为什么克隆动物不是对体细胞供体动物进行了100%的复制*？
（1）克隆动物绝大部分DNA来自供体动物的细胞核，但线粒体中的DNA（细胞质中的DNA）同时来自供体细胞和受体卵母细胞。
（2）性状是基因与环境共同作用的结果，克隆动物所处的环境与核供体细胞生活的环境不会完全相同。
（3）克隆动物在个体发育过程中有可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异。
提纲10 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
1．应用前景
(1)畜牧生产方面：加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。(P54)
(2)医药卫生领域(P54)
①转基因克隆动物作为生物反应器，生产珍贵的医用蛋白。
②转基因克隆动物的细胞、组织和器官可作为异种移植的供体。
③以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞，经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官，将它们移植给患者时可以避免免疫排斥反应。
(3)保护濒危物种方面：保护濒危物种，增加濒危动物的存活数量。(P54)
(4)科研(P54)
①研究克隆动物可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程。
②克隆一批遗传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来分析致病基因。
③克隆特定疾病模型的动物，还能为研究该疾病机制和开发相应的药物提供帮助。
2．存在问题(P54)
(1)体细胞核移植技术的成功率非常低。
(2)各个技术环节有待进一步改进。
(3)克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷等。
第三节 胚胎工程
提纲1 胚胎工程的理论基础
1.胚胎工程概念：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。
2．胚胎工程技术
(1)操作对象：动物生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞；
(2)技术种类：体外受精、胚胎移植、胚胎分割；(P56)
(3)特点：获得的胚胎需移植到雌性动物体内生产后代；
(4)理论基础：哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律。(P56)
提纲2 受精
1．受精概念：精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。(P56)
2．受精场所：在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。(P56)
3．受精过程：包括受精前的准备阶段和受精阶段；
前者又包括精子获能和卵子的准备。
4.精子获能
(1)概念：刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在相应的生理变化发生雌性动物的生殖道后，才能获得受精能力，这一生理现象称为“精子获能”。(P56)
*获能的能指的是“受精能力”而不是“能量”。
(2)使精子获能的两种方法:(P56相关信息)
a.直接利用雌性动物生殖道使精子获能
b.将精子培养在人工配制的获能液中使其获能
*获能液的成分因动物种类不同而有所差异；
*获能液常见有效成分有肝素、Ca2+载体等。
(3)研究精子获能机制的意义:实现了各种哺乳动物在体外条件下的获能，为体外受精技术的建立奠定了基础。(P57)
5.卵子的准备
(1)卵子一般在排出2-3h后才能被精子穿入。(P57)
(2)动物排出的卵子成熟程度不同。(P57)
有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等；
有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等。
(3)卵子成熟的场所:排出的卵子都要在输卵管内进一步成熟。
(4)卵子具备与精子受精能力的时期 MⅡ期。(P57)
6.受精阶段过程:
（1）精子释放多种酶溶解卵细胞膜外的一些结构，精子穿越透明带。(P57)
（2）透明带反应：阻止多精入卵的第一道屏障。(P57)
（3）透明带反应具体表现：精子触及卵细胞膜的瞬间，透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。(P57)
（4）透明带反应发生时间：精子触及卵细胞膜的瞬间。(P57)
（5）精子入卵：（卵细胞膜反应：阻止多精入卵的第二道屏障。）(P57)
（6）卵细胞膜反应具体表现：精子入卵后，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。(P57)
（7）卵细胞膜反应发生时间：精子入卵后。(P57)
（8）雄原核的形成：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，叫做雄原核。(P57)
（9）雌原核的形成：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)
（10）受精的标志：
a.观察到两个极体（透明带和卵细胞膜之间）。
b.观察到雌、雄原核。
注意：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，观察到的两个极体为一个第一极体一个第二极体。(P58相关信息)
（11）受精完成的标志：雌、雄原核核膜消失，形成合子。(P57)
（12）受精过程结束后，受精卵的发育也就开始了。(P57)
（13）受精卵中细胞核遗传物质来源一半来源于精子，一半来源于卵子。
细胞质遗传物质来源几乎全部来自于卵子。
提纲3 胚胎早期发育
1.受精卵是胚胎发育过程中全能性最高的阶段。
2.哺乳动物胚胎早期发育场所：输卵管和子宫。
3.胚胎早期发育阶段(P58)受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚。
4.卵裂
（1）场所：透明带内。(P58)
（2）分裂方式：有丝分裂。(P58)
（3）特点(P58)
a.细胞数量不断增加。
b.胚胎总体积并不增加。
（4）其他表现
每个细胞体积不断减小；DNA总数目不断增加；每个细胞的核DNA数目不变；
有机物总量减少；有机物种类增加。
3.桑葚胚
（1）概念：当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团，形似桑葚时，这时的胚胎称为桑葚胚。(P58)
（2）特点：这一阶段及之前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞。
4.囊胚
（1）概念： 胚胎进一步发育，细胞开始出现分化，形成内细胞团、滋养层；随着胚胎进一步发育，胚胎内部出现了含有液体的囊腔—囊胚腔，这个时期的胚胎叫做囊胚。(P58)
（2）特点：细胞逐渐分化。(P58)
（3）结构组成：内细胞团、滋养层、囊胚腔。(P58)
a.内细胞团(P58)
位置：聚集在胚胎一端。作用：将来发育成胎儿的各种组织。
b.滋养层(P58)
位置：沿透明带内壁扩展和排列。作用：将来发育成胎膜和胎盘。
c.囊胚腔：胚胎内部含有液体的腔。(P58)
（4）孵化：囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从透明带中伸展出来，这一过程叫做孵化。(P58)
5.囊胚期的内细胞团细胞具有全能性。
6.原肠胚：囊胚孵化后，将发育形成原肠胚；原肠胚表面的细胞层为外胚层，向内迁移的细胞形成内胚层；随着发育的进行，一部分细胞还会在内外两个胚层之间形成中胚层；这三个胚层将逐渐分化形成各种组织、器官等。(P58小字)
7.牛在自然情况下，胚胎最早可在8-16细胞阶段进入子宫，但在实践中通常对发育到囊胚阶段的胚胎进行移植的原因：提高移植后胚胎的发育率和妊娠率。
注意：不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体型大小无关。
提纲4 体外受精
1．试管动物：通过人工操作使卵子在体外受精，经培养发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体。(P60)
2．体外受精技术的主要过程：卵母细胞的采集、精子的获取和受精。(P60)
（1）采集到的卵母细胞和精子，要分别在体外进行成熟培养（即培养至MⅡ期）和获能处理（可对精子进行离心处理），然后才能用于体外受精。(P60)
（2）一般情况下，可以将获能的精子和培养成熟的卵子置于适当的培养液中共同培养一段时间，来促进它们完成受精。(P60)
3.体外受精的意义：是提高动物繁殖能力的有效措施，可以为胚胎移植提供可用胚胎。(P60)
提纲5 胚胎移植
1．概念：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。(P61)
2.胚胎来源：体外受精及其他方式得到的胚胎。
其他方式包括：体内受精、转基因技术、动物细胞核移植技术等。
3．胚胎移植的基本程序：
（1）供体、受体的选择和处理。
提供胚胎的个体称为供体。(P61)
供体选择标准：遗传性状优良、生产能力强。
供体职能：产生具有优良遗传特性的胚胎。
接受胚胎的个体叫受体。(P61)
受体选择标准：有健康体质和正常繁殖能力。
受体职能：承担繁重而漫长的妊娠和育仔任务。
对受体进行的处理：同期发情处理。(P61图)
该处理的目的：为胚胎移植前后提供相同的生理环境。
只对供体进行的操作：超数排卵处理。(P61图)
该处理需要用的激素：外源促性腺激素。
该处理的结果：卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
（2）配种或人工授精（应选择同种的优良公牛）。(P61)
（3）胚胎的收集、检查、培养或保存。(P61)
胚胎收集的基础：哺乳动物早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态。
移植前检查的目的：检查胚胎的质量。
胚胎保存的方法（了解）：-196℃液氮中保存。
（4）胚胎的移植。(P61)
胚胎移植的时期：一般选择移植桑葚胚或囊胚阶段的胚胎。
移植后的检查。(P61)
移植后检查的目的：对受体进行妊娠检查（检查受体是否妊娠）。
4.胚胎移植过程中进行了两次目的不同检查
（1）第一次目的：检查胚胎的质量。
（2）第二次目的：检查受体是否妊娠。
5.胚胎移植的实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
6.胚胎移植的地位：胚胎工程的最终技术环节。
7．胚胎移植的意义(P62)
(1)充分发挥雌性 优良个体的繁殖潜力。
(2)大大缩短了供体本身的繁殖周期。
(3)对供体施行超数排卵处理后，增加后代数量。
8.胚胎移植是如何充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力的？
对供体施行超数排卵处理后，可获得多枚胚胎，经移植可得到多个后代，使供体生产下的后代数量是自然繁殖的十几倍到几十倍。(P62)
9.检查合格的胚胎移植到任何一个受体子宫内都能正常发育吗？(P62思考)
不一定；需移植到同种的、生理状况相同的受体子宫内，胚胎才能继续发育。
10.胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理？(P62思考)
在胚胎移植前应该对受体进行同期发情处理，使供体和受体生殖器的生理变化同步，目的是为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境。
11.受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应？不会。(P62思考)
12.胚胎移植后，经受体孕育的后代，其遗传特性与供体还是受体保持一致？为什么？(P62思考)供体；供体胚胎与受体子宫建立的仅是生理和组织上的联系，其遗传物质在孕育过程中不发生任何变化。
提纲6 胚胎分割
1．胚胎分割概念：采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。(P62)
2.胚胎分割理论基础：早期胚胎干细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性。
3.胚胎分割生殖方式：无性生殖（无性繁殖、克隆）。(P62)
4．胚胎分割的方法：机械方法。所需主要仪器设备：体视显微镜和显微操作仪。分割工具:分割针或分割刀。(P62)
5．操作对象及要求：选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚（原因：桑葚胚或囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性），将它移入盛有操作液的培养皿中，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(原因：防止影响分割后胚胎的恢复和进一步发育)。(P62)
6.胚胎分割的操作环境：盛有操作液的培养皿，在显微镜下分割。(P62)
7.分割后胚胎去向：直接移植给受体或经体外培养后，再移植给受体。(P63)
8．胚胎分割的意义(P63)
(1)促进优良动物品种的繁殖，产生遗传性状相同的后代（具有相同的遗传物质
）用于遗传学研究。
(2)在胚胎移植前，对胚胎进行性别鉴定（取样部位为滋养层，鉴定方法为做DNA分析）、遗传病筛查等，对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代有重要意义。
9.胚胎移植的局限性：采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的，分割次数越多，分割后胚胎成活的概率越小，目前仍然以二分胚胎的分割和移植效率最高。
10.利用核移植技术、体外受精（试管婴儿）、胚胎分割获得胚胎，生殖方式一样吗？不一样；核移植——无性生殖、体外受精——有性生殖、胚胎分割——无性生殖。
选修三 第三章 基因工程
第一节 重组DNA技术的基本工具
基因工程：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制品。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 重组DNA技术 。
提纲1 限制性内切核酸酶
1.简称：限制酶
2.来源：主要是从 原核生物 中分离纯化出来的
3.作用：
①识别 双链 DNA分子的某种_特定核苷酸序列 。
②使 每一条 链中 特定部位 的 磷酸二酯键 断开。
4.作用部位：磷酸二酯键
5.识别序列：大多数限制酶的识别序列由 6 个核苷酸组成
6.切割结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式 黏性末端 和 平末端 。
（1）EcRⅠ限制酶切割
EcRⅠ识别序列为G↓AATTC
（2）SmaⅠ限制酶切割
SmaⅠ识别序列为CCC↓GGG
提纲2 DNA连接酶
1.功能：将两个DNA片段连接起来，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。
2.分类和对比
3．比较与DNA有关的六种酶
提纲3 载体
1.作用：携带外源DNA片段进入受体细胞。
2.种类：质粒、噬菌体 的衍生物、动植物病毒 等。
3.作为载体需具备的条件
①_有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段（基因）插入其中__；
②_能在细胞中进行自我复制或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制_；
③_常有特殊的标记基因，便于重组DNA分子的筛选_；
④_对受体细胞无害_。
提纲4 探究.实践：DNA的粗提取与鉴定
1.提取思路：利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面存在的差异，选用适当的物理或化学方法对他们进行提取。
2.提取原理：
①DNA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；
②DNA在不同浓度的NaCl溶液 中的溶解度不同，它能溶于2ml/L的NaCl溶液。
3.鉴定原理：在一定温度下（沸水浴），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。
4.比较DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同
5．DNA粗提取中的注意事项
（1）本实验不能用哺乳动物成熟的红细胞作实验材料，原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核(无DNA)。可选用鸡血细胞作材料。
（2）加入洗涤剂后，动作要轻缓、柔和，否则容易产生大量的泡沫。加入酒精 和用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成絮状沉淀。
（3）二苯胺试剂要现配现用 ，否则会影响鉴定的效果。
（4）提取植物细胞的DNA时，加入的洗涤剂能溶解细胞膜 ，有利于DNA的释放；加入食盐(主要成分是NaCl)的目的是溶解DNA。
（5）在DNA进一步提纯时，选用冷却的95%的酒精 的作用是溶解杂质和析出DNA。
第二节 基因工程的基本操作程序
提纲1 目的基因的筛选与获取
1.目的基因概念
在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因就是目的基因（根据不同的需要，目的基因是不同的，主要是指编码蛋白质的基因）。
2.筛选目的基因的方法
（1）从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选。
（2）获取方法eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(从基因文库中获取,利用PCR技术扩增,通过化学方法人工合成))
3.利用PCR获取和扩增目的基因
（1）PCR的概：PCR是聚合酶链式反应的缩写，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。
①全称：聚合酶链式反应
②原理：DNA半保留复制
③操作环境：体外（PCR扩增仪/PCR仪）
④目的：对目的基因的核苷酸序列进行大量复制
⑤优点：可以在短时间内大量扩增目的基因
（2）DNA体内复制的条件
注：引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。
（3）DNA体外复制（PCR）的条件
注：复制的原料实为dNTP （dATP、dTTP、dCTP、dGTP），同时水解产生能量为合成DNA子链提供能量，因此体系中不需要添加ATP。
（4）过程
目的基因DNA受热变性后解为单链，引物与单链相应互补序列结合；然后以单链DNA为模板在DNA聚合酶作用下进行延伸，即将4种脱氧核苷酸加到引物的3’端，如此重复循环多次， 每次循环一般可以分为变性、复性和延伸三步。
拓展：DNA复制的相关计算
（1）子代DNA分子总数：2n个；
（2）第n代产生的DNA数：2n-1个；
（3）子代DNA脱氧核苷酸链总数= 2n+1条
（4）第n代产生的DNA链数：2n条
①n代后，DNA分子有2n个
②n代后，DNA链有2n+1条
③n代后，含引物的DNA分子有2n个
④n代后，共消耗2n+1-2个引物
⑤第n代复制，消耗了2n个引物
⑥n代后，完整的目的基因有2n-2n个
4.获取目的基因的其他方法
（1）构建基因文库来获取目的基因：将含有某种生物不同基因的许多DNA 片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。
①基因组文库：包含一种生物所有的基因。
②部分基因文库：只包含一种生物一部分基因，如cDNA文库。
（2）利用化学方法人工合成：用DNA合成仪，要获取的基因比较小，核苷酸序列又已知，不需要模板。
提纲2 基因表达载体的构建（核心）
1.基因表达载体的组成
基因表达载体必须包括目的基因、标记基因、启动子、终止子等
（若需要能完成自主复制，还应有复制原点）。
（1）启动子
①本质：一段有特殊序列结构的DNA片段。
②位置：位于基因的上游，紧挨转录的起始位点。
③功能：RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA。
④特殊类型：诱导型启动子。
⑤诱导型启动子的特点：当诱导物存在时，可以激活或抑制目的基因的表达。
（2）终止子
①本质：一段有特殊序列结构的DNA片段。
②位置：位于基因的下游。
③功能：使转录在所需要的地方停下来。
注：启动子、终止子、起始密码子、终止密码子对比
（3）标记基因
①作用：_便于重组DNA分子的筛选_
②常见类型：抗生素抗性基因、荧光蛋白基因等
（4）基因表达载体的构建过程
提纲3 将目的基因导入受体细胞
1.将目的基因导入植物细胞——花粉管通道法
（1）操作方式
①用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中。
②在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花粉管通道上，使目的基因借助花柱切面进入胚囊。
（2）受体细胞：受精卵。
2.将目的基因导入植物细胞——农杆菌转化法
（1）转化：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。
注：此处“转化”与肺炎链球菌转化实验中的“转化”含义相同，实质都是基因重组。
（2）农杆菌特点：
①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。
②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T-DNA（ 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。
（3）农杆菌转化法的过程：将目的基因插入Ti质粒的T-DNA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，并整合到受体细胞的染色体DNA上，使目的基因能够维持稳定和表达。
3.将目的基因导入动物细胞——显微注射法
（1）受体细胞：受精卵（受精卵容易表现出全能性）。
（2）过程：
4.将目的基因导入微生物细胞——Ca2+处理法
（1）受体细胞：常用原核生物作为受体细胞，其中以大肠杆菌最广泛
（2）原核生物的优点：繁殖快、单细胞、遗传物质相对较少、易于培养
（3）Ca2+处理法的一般过程：
提纲4 目的基因的检测与鉴定
DNA片段的电泳鉴定
（1）实验原理：DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。带电粒子在电场作用下，向与其携带电荷相反 的电极移动。
（2）影响DNA分子的迁移率的因素：DNA的分子大小，DNA分子的构象，凝胶的浓度。
（3）电泳出现位置不等的几条条带，说明存在长短不一的DNA片段，鉴定的PCR产物不纯净。
第三节 基因工程的应用
提纲1 基因工程在农牧业方面的应用
提纲2 基因工程在医药卫生领域的应用
提纲3 基因工程在食品工业方面的应用
利用基因工程菌生产食品工业 用酶、氨基酸和维生素等。如将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌的基因组中，再通过工业发酵生产凝乳酶。
提纲4 乳腺生物反应器与基因工程菌生产药物比较
第四节 基因工程的延伸——蛋白质工程
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。
1.概念理解
（1）基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。
（2）操作：基因修饰或基因合成。
（3）结果：改造了现有蛋白质或制造出新的蛋白质。
（4）目的：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质结构进行分子设计。
2.操作过程
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。
提纲1 蛋白质工程崛起的缘由
1.基因工程的实质：将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。
2.基因工程的局限性：只能生产自然界中已存在的蛋白质
3.蛋白质工程崛起的缘由：（1）基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。
（2）天然蛋白质是生物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。
提纲2 蛋白质工程的基本原理
1.蛋白质工程的目标：根据人们对蛋白质功能的特定需求，因此要对蛋白质的结构_进行设计改造。
2.蛋白质工程的实质：改造或合成基因（定向改造现有蛋白质或制造新的蛋白质）。
3.天然蛋白质合成过程：天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的。
基因→表达→形成具有特定氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→形式生物功能
4.蛋白质工程思路
蛋白质工程与天然蛋白质合成的过程_相反_，而从__预期的蛋白质功能_出发→设计_预期的蛋白质结_→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_或__合成新基因_→获得所需要的蛋白质。
提纲3 蛋白质工程和基因工程的比较
提纲4 蛋白质工程的应用
1.研发速效胰岛素类似物
2.延长干扰素体外保存时间
3.降低人对小鼠单抗了抗体的免疫反应
通过改造基因，将小鼠抗体上_结合抗原_的区域（即可变区）“嫁接”到人的抗体（即恒定区）上，经过这样改造的抗体_诱发免疫反应的强度就会降低很多。
4.其他
（1）改进酶的性能或开发新的工业用酶。
（2）改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物光合作用的速率，增加粮食的产量。
（3）改造微生物蛋白质的结构，使它 防治病虫害 的效果增强。
5.蛋白质工程现状
蛋白质工程是一项难度很大的工程；主要原因是__蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，而这种高级结构往往十分复杂_。
时期
乳酸菌
乳酸
亚硝酸盐
发酵前期
少（（O2抑制乳酸菌活动）
少
增加（硝酸盐还原菌的作用）
发酵中期
最多（乳酸菌比其他杂菌更耐酸。乳酸积累，抑制其他菌活动
增加
达到最多后开始下降（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解）
发酵后期
减少（乳酸积累，pH下降，抑制乳酸菌活动）
继续增多，最后保持稳定
下降至保持相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）
变化曲线
项目
理化因素的作用强度
能否彻底消灭芽孢和孢子
常用方法
消毒
较为温和
不能
煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药物消毒法、紫外线照射
灭菌
强烈
能
灼烧灭菌、干热灭菌、湿热灭菌法
比较项目
平板划线法
稀释涂布平板法
接种工具
接种环
涂布器
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
注意事项
每次划线前后 均需灼烧接种环
稀释度要足够高，为确保实验成功可以增加稀释度的范围
菌体获取
在具有显著的菌落特征的区域挑取菌体（一般在最后划线区）
稀释度合适的整个平板上都可找到单菌落
优点
可以根据菌落的特点获得某种微生物的单细胞菌落
既可以获得单细胞菌落，又能对微生物计数
缺点
不能对微生物计数
操作复杂，需要涂布多个平板
间接计数法(稀释涂布平板法)
直接计数法(显微镜直接计数法)
原理
当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，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
利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量
公式
每克样品中的菌落数＝eq \f(C,V)×M；C：某稀释度下平板上生长的平均菌落数；V：涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)；M：稀释倍数
每毫升原液所含细菌数：每小格内平均细菌数×400×104×稀释倍数
缺点
当两个或多个菌体连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落
不能区分细胞死活
结果
比实际值偏小
比实际值偏大
生长素用量与细胞分裂素用来的比值
结果
比值高
有利于根的分化，抑制芽的形成
比值低
有利于芽的分化，抑制根的形成
比值适中
促进愈伤组织的形成
种类
E·cli DNA连接酶
T4DNA连接酶
来源
大肠杆菌
T4噬菌体
特点
只缝合 黏性 末端
缝合 黏性 末端 平 末端
作用
恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键
名称
作用部位
作用底物
作用结果
限制酶
磷酸二酯键
DNA
将DNA切成两个片段
DNA连接酶
磷酸二酯键
DNA片段
将两个DNA片段连接为一个DNA分子
DNA聚合酶或热稳定DNA聚合酶
磷酸二酯键
脱氧核苷酸
将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端
DNA(水解)酶
磷酸二酯键
DNA
将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸
解旋酶
碱基对之间
的氢键
DNA
将双链DNA分子局部解旋为单链，形成两条长链
RNA聚合酶
磷酸二酯键
核糖核苷酸
将单个核糖核苷酸依次连接到单链末端
溶解规律
2 ml/L NaCl溶液
0.14 ml/L NaCl溶液
DNA
溶解
析出
参与的组分
在DNA复制中的作用
DNA母链
提供DNA复制的模板
4种脱氧核苷酸
合成DNA子链的原料
解旋酶
打开DNA双链
DNA聚合酶
催化合成DNA子链
引物
使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸
参与的组分
在DNA复制中的作用
DNA母链
提供DNA复制的模板
4种脱氧核苷酸
合成DNA子链的原料
引物
使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸
90℃以上高温
打开DNA双链（变性温度）
耐高温的DNA聚合酶
催化合成DNA子链
缓冲液（含Mg2+ )
激活真核细胞和细菌的DNA聚合酶
其他不同的温度
变性、复性和延伸 需要不同温度
变性
温度上升到90 ℃左右，双链DNA解聚为单链
复性
温度下降到55 ℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合
延伸
温度上升到72 ℃左右，Taq酶从引物起始合成互补链，可使新链由5′端向3′端延伸
比较项目
启动子
终止子
起始密码子
终止密码子
本质
DNA片段
DNA片段
mRNA上三个相邻的碱基
mRNA上三个相邻的碱基
位置
目的基因上游
目的基因下游
mRNA首端
mRNA尾端
功能
RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA
使转录在所需要的地方停下来
翻译的起始信号（编码氨基酸）
翻译的结束信号（不编码氨基酸）
检测目的
检测方法
判断标准
目的基因是否插入
转基因生物的DNA
DNA分子杂交技术
是否出现杂交带
目的基因是否转录
出了mRNA
分子杂交技术
是否出现杂交带
目的基因是否翻译出
蛋白质
抗原—抗体杂交技术
是否出现杂交带
个体水平的检测
如抗虫、抗病的接种实验
是否表现出相应的特性
分类
实例
处理或作用
转基因
抗虫植物
转基因抗虫棉、玉米、大豆、水稻和马铃薯
从某些生物中分离出抗虫基因导入作物，使之具有抗虫性状。可减少因化学农药的使用而造成的环境污染和对人类健康的损害，降低生产成本、提高产量 。
转基因
抗病植物
抗病毒转基因甜椒、番木瓜和烟草等
将源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入作物,培育出抗病作物。
抗病毒的目的基因病毒外壳蛋白基因病毒复制酶基因
抗真菌的目的基因几丁质酶基因抗毒素合成基因
转基因
抗逆植物
抗除草剂玉米、转鱼抗寒基因番茄等
抗逆性基因：调节细胞渗透压的基因(提高作物抗盐碱、抗干旱)；抗除草剂基因；鱼的抗冻蛋白基因。
改良植物的品质
高赖氨酸玉米、含大量纤维素的转基因玉米、转基因矮牵牛
改善植物的营养成分含量（如氨基酸、蛋白质）或提升观赏价值等。
提高动物的生长速率
转生长激素基因的鲤鱼
由于外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长更快，可将这类基因导入动物体内，以提高动物的生长速率 。
改善畜产品的品质
转肠乳糖酶基因牛
将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低。
分类
实例
处理或作用
转基因动物生产药物
乳腺生物反应器（乳房生物反应器）
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。
转基因动物作器官移植的供体
克隆猪器官
抑制或除去 抗原 决定基因，结合克隆技术培育出没有免疫排斥反应 的转基因克隆猪器官。
基因治疗
镰状细胞贫血的治疗方案
基因治疗的策略主要有基因置换、基因修复、基因增补、基因失活等。
比较项目
乳腺生物反应器
工程菌
基因表达
合成的药物蛋白与天然蛋白质 相同
细菌细胞内没有内质网、高尔基体等细胞器，产生的药物蛋白可能没有活性。
受体细胞
动物的受精卵
微生物细胞
导入目的基因的方式
显微注射技术
感受态细胞法
药物提取
从动物乳汁中提取
从微生物细胞中提取
比较项目
蛋白质工程
基因工程
操作对象
基因
基因
操作起点
预期蛋白质功能
目的基因
操作水平
DNA分子水平
DNA分子水平
操作流程
预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→推测氨基酸序列→找到并改变对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新基因→获得所需要的蛋白质
目的基因的筛选与获取→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
结果
可生产自然界没有 的蛋白质
可生产自然界已有的蛋白质
实质
通过改造或合成基因来定向改造现有蛋白质或制造新的蛋白质
将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状
联系
①蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程 ；
②蛋白质工程离不开基因工程，其包含基因工程 基本操作。