2019新人教版高中生物選擇性必修三全冊重點知識點歸納總結(jié)（復(fù)習必背）

新人教板高中生物選擇性必修3《生物技術(shù)與工程》

知識點歸納總結(jié)

第一章發(fā)醉工程

第一節(jié)I傳統(tǒng)發(fā)解技術(shù)的應(yīng)用

1.發(fā)酵與發(fā)酵技術(shù)

發(fā)酵工程:是指利用微生物的特定功能，通過現(xiàn)代工程技術(shù)，規(guī)模化生產(chǎn)對人類有用的產(chǎn)品，

它涉及菌種的選育和培養(yǎng)、產(chǎn)物的分離和提純等方面。

2.發(fā)酵

(1)發(fā)酵概念

發(fā)酵是指人們利用微生物.，在上應(yīng)的條件下，將原料通過微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類所

需要的產(chǎn)物的過程。

(2)發(fā)酵原理

不同的微生物具有產(chǎn)生不同代謝產(chǎn)物的能力,因此利用它們既可以生產(chǎn)出人們所需要的多

種產(chǎn)物。

(3)發(fā)酵類型

好氧發(fā)酵：醋酸發(fā)酵

-厭氧發(fā)酵：酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵

3.嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品

(1)乳酸菌

①代謝特點

一厭氧_細菌,代謝類型為一異養(yǎng)厭氧型」在一無氧一的情況下能將一葡萄糖一分解成一乳酸」

②發(fā)酵原理(反應(yīng)簡式)

C6H]2O6-^2C3H6。3(乳酸)+能量

③生產(chǎn)應(yīng)用----------------------------------------------

可用于乳制品的發(fā)酵、泡菜的腌制等

④分布

一空氣、一土壤、植物體表一、一人或動物的腸道內(nèi).

⑤常見類型

一乳酸鏈球菌和乳酸桿菌.

(2)酵母菌

①代謝特點

是一類一單細胞真菌一,是一兼性厭氧一微生物;在一無氧一的條件下能進行J酉精發(fā)酵一

②重要影響因素

_溫度一是影響酵母菌生長的重要因素;釀酒酵母的最適生長溫度約為28℃；

③發(fā)醉原理(反應(yīng)簡式)

酶

C6II12O6+6O2+6II2O6co2+I2H2O+能量

C6Hi206-^2C2H5。11(酒精)+2C()2+能量

④與產(chǎn)應(yīng)用-----------------------------------------------

可用于一釀酒一、制作饅頭和面包一等

⑤分布

在一些一含糖量較高_的_水果一、蔬菜表面.

(3)醋酸菌

①代謝特點

_好氧一細菌,代謝類型是異養(yǎng)需氧型；當92、糖源都充足時,能將_糖_分解為一醋酸一:

當一缺少糖源時則將一乙醇一轉(zhuǎn)化為一乙醛一,再將一乙醛一變?yōu)橐淮姿?；多?shù)醋酸菌的最適生長

溫度為30-35℃；

②發(fā)酵原理(反應(yīng)簡式)

C21150H+。2里*CIhCOOIl(醋酸)+112。+能量

酶

C6H1206+2022CII3COOH(醋酸)+2為0+20)2+能量

③生產(chǎn)應(yīng)用

醋酸菌可用于制作各種風味的血

探究.實踐一：泡菜的制作

1.發(fā)酵原理

(1)菌種：乳酸菌。

(2)原理：在無氧條件下,乳酸菌將葡萄糖分解成乳酸。

反應(yīng)式：C6Hl2。6-2aH6。3(孚L酸)+能量

2.實驗流程

選擇修整、洗滌、涼曬、「測定亞硝酸鹽含量

原料切分成條狀或片狀

加入調(diào)味

料，裝壇

稱取配制

f泡菜鹽水一

食鹽鹽水

3.發(fā)酵條件

(1)選擇氣密性好的泡菜壇，以保證無氧條件。

(2)注意控制腌制時間、溫度和食鹽的用量。

①選擇的泡菜壇要密封性好:

②加入蔬菜后要注入煮沸冷卻的鹽水，使鹽水沒過全部菜料;

③蓋上壇蓋后要在壇蓋邊沿的水槽中注滿清水。

4.亞硝酸鹽含量的測定

(1)原理

亞硝酸鹽+對氨基苯磺酸一反應(yīng)物+N-1-蔡基乙二胺鹽酸鹽一玫瑰紅色染料

(2)方法：比色法。即用顯色反應(yīng)后的樣品與已知濃度的標準顯色液進行對比,并估算

泡菜中亞硝酸鹽的含量。亞硝酸鹽溶液的濃度越高，顏色越深；濃度越低，顏色越淺。

(3)操作步驟

配制溶液一制備標準顯色液制備樣品處理液f比色

探究.實踐二：制作果酒和果醋

制作果酒：

1.參與發(fā)酵的主要微生物及來源：新鮮水果的果皮表面附著的野牛酵母菌；

2.發(fā)酵原理

①許多新鮮水果的果皮表面附著有大量的不同種類的野生酵母菌：

②在這些酵母菌的作用下,水果可以發(fā)酵成果酒(通過有氧呼吸大量繁殖,通過無氧呼吸產(chǎn)

酒精)；

③相關(guān)反應(yīng)式

C6H1206+602+6H206co2+1213+能量

CJh206-^2C2H50H（酒精）+2C（）2+能量

3.發(fā)酵條件：

①溫度：將溫度控制在18-30℃進行發(fā)酵:

②氧氣含量：氧氣充足的情況下，大量繁殖：無氧條件下，進行酒精發(fā)酵：

4.制作流程：

器具消毒將發(fā)酵瓶、榨汁機等器具用洗潔精清洗干凈，并用體積分數(shù)為70%的酒精消毒,

-----------晾干備用

—xk--------------------------------------------------------------------------------

沖洗葡萄取新鮮葡萄，用清水沖洗1-2次，再去除枝梗和腐爛的籽粒,瀝干

榨瓶~用榨汁機榨取葡萄汁，將葡萄汁裝入發(fā)酵瓶（注意：要留有大約1/3的空間V

—T——蓋好瓶蓋

酒精發(fā)酵將溫度控制在18-30℃進行發(fā)酵,在發(fā)酵過程中，每隔I2h左右將瓶蓋擰松一點

一十-----（注意：不是打開瓶蓋）,此后再擰緊瓶蓋。發(fā)酵時間為10T2d.

果酒言測|可通過從發(fā)酵瓶口取樣來對發(fā)酵的情況進行檢測一

制作果醋：

1.參與發(fā)酵的主要微生物及來源：空氣中的醋酸菌或人工接種的醋酸菌一;

2.發(fā)酵原理

①在有氧的條件下,果酒經(jīng)醋酸菌的作用可以進一步發(fā)酵成里SL；

②當糖源充足時，醋酸菌還可以直接將糖分解為醋酸；

③相關(guān)反應(yīng)式

C2H50H+02CH3COOH（醋酸）+%0+能量

C6HI2O6+2O22CII3C00H（醋酸）+2112。+2電+能量

3.發(fā)酵條件：

①溫度：發(fā)酵溫度為30-35℃；

②氧氣含量：氧氣供應(yīng)充足

4.制作流程（以乙醇為底物的類型為例）

第二節(jié)微生憫的基本培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用

一、微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)

1.微生物的定義：

肉眼難以看清，需要借助光學顯微鏡或電子顯微鏡才能觀察到的一切微小牛物的總稱。

2.微生物的主要類群

細菌，如大腸桿菌、乳酸菌、醋酸菌

生物L放線菌、衣原體、支原體等~

網(wǎng)_____L酵母菌

|生|—＞真菌一|_________________________

同-----霉菌等，如毛霉、黑曲等等

原生|草履蟲、變形百

生物

衣藻、黑藻等

3.微生物菌落：

分散的微生物在適宜的固體培養(yǎng)基表面或內(nèi)部可以繁殖形成肉眼可見的、有一定形態(tài)結(jié)

構(gòu)_的子細胞群體，這就是菌落。由單個微牛物繁殖形成的純培養(yǎng)物就是一個單菌落；

*一個單菌落就是一個種群。

4.培養(yǎng)基的配制

（1）概念：人們按照微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配制出的供其生長繁殖的營養(yǎng)基質(zhì)。

（2）培養(yǎng)基作用：培養(yǎng)、分離、鑒定、保存微生物或積累其代謝物

（3）培養(yǎng)基類型：

按物理狀態(tài)可分為液體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基。

按功能可分為選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基。

（4）成分：各種培養(yǎng)基一般都含有水、碳源、氮源和無機鹽，此外還要滿足微生物生

長對pH、特殊營養(yǎng)物質(zhì)以及氧氣的要求。

5.無菌技術(shù)

（1）關(guān)鍵：防止外來雜菌的入侵。

（2）無菌技術(shù)工作兩個方面：

①對操作的空間、操作者的衣著一和王進行.清潔一和消毒：

②對用于微生物培養(yǎng)的一器皿一、一接種用具一和.一培養(yǎng)基一等進行_滅菌」

（3）無菌技術(shù)主要包括消毒和滅菌

項目理化因素的作用強度能否消滅芽抱和抱子常用方法

煮沸消毒法、巴氏消毒法、化學藥物消毒法、紫外

消毒較為溫和不能

線照射

滅菌強烈能灼燒滅菌、干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌、濕熱滅菌法

6.微生物的純培養(yǎng)

（1）培養(yǎng)物：在微生物學中，將接種于一培養(yǎng)基一內(nèi),在一合適條件一下形成的一含特定種類

微生物的群體稱為培養(yǎng)物。

（2）純培養(yǎng)物：由單一個體一繁殖所獲得的微生物群體稱為純培養(yǎng)物。

*單菌落一般是由單個微生物繁殖形成的純培養(yǎng)物。

（3）純培養(yǎng)：獲得純培養(yǎng)物的過程.就是純培養(yǎng)。

（4）微生物純培養(yǎng)步驟：配制培養(yǎng)基一滅菌一接種一分離一培養(yǎng)。

探究.實踐：酵母菌的純培養(yǎng)

1.原理：

采用一平板劃線法一和一稀釋涂布平板法_將_單個一微生物一分散_在_固體培養(yǎng)基一上,之后得

到的單菌落一般是由單個微生物形成的.純培養(yǎng)物。

2.步驟

（1）制備培養(yǎng)基：配制培養(yǎng)基一滅菌一倒平板

（2）（2）接種和分離酵母菌：通過接種環(huán)在固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作，將聚集的菌

種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基表面。經(jīng)過數(shù)次劃線后培養(yǎng)可以分離得到單菌落0

(3)培養(yǎng)酵母菌：完成平板劃線后，待菌液被培養(yǎng)基吸收，將接種后的平板(一般做三組，

重復(fù)實驗)和一個未接種的平板倒置，放入28℃左右(培養(yǎng)溫度因酵母菌種類的不同而稍

有差異)的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24-48h.

(4)實驗注意事項

A.培養(yǎng)基滅菌后為什么要冷卻到50℃左右時開始倒平板？

瓊脂是一種多糖，在44℃以下凝固，倒平板時，若低于50℃不及時操作，瓊脂會凝固。

B.為什么倒平板和接種整個過程要在酒精燈火焰旁進行？

避免雜菌污染

C.倒平板時為什么要使錐形瓶的瓶口通過火焰？

通過灼燒滅菌，防止瓶口的微牛物污染培養(yǎng)基

D.在倒平板的過程中，若不小心將培養(yǎng)基濺在皿蓋與皿底之間部位，這個平板還能用來培養(yǎng)

微生物嗎？為什么？

不能；因為空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的培養(yǎng)基上滋生

E.平板冷凝后，為什么要將平板倒置？

司避免培養(yǎng)基中的水分過快蒸發(fā)；可防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染

F.平板冷凝后，為什么要將平板倒置？

可避免培養(yǎng)基中的水分過快蒸發(fā)；可防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染

二、微生物的選擇培養(yǎng)基與計數(shù)

1.選擇培養(yǎng)基：在微生物學中，.允許特定種類的微生物生長,同時.抑制或阻止其他種類

一微生物生長的培養(yǎng)基。

2.微生物的選擇培養(yǎng)：

(1)方法：一稀釋涂布平板法一：

(2)方法概述：由于土壤細菌的數(shù)量龐大，要想得到特定微生物的純培養(yǎng)物，必須要對土

壤進行充分稀釋,然后再將菌液.涂布.到制備好的一選擇培養(yǎng)基上:兩個基本操作：梯

度稀釋一和一涂布平板。

(3)操作流程

|土壤取樣|—I樣品稀釋I—*|取樣接種|一I培養(yǎng)觀察I一|菌種鑒定

3.微生物的數(shù)量測定

間接計數(shù)法(稀釋涂布平板法)直接計數(shù)法(顯微計數(shù)法)

當樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，來源于樣利用特定細菌計數(shù)板或血細胞計數(shù)

原理品稀釋液中的一個活菌，通過統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)，就能推測出樣板，在顯微鏡下計算一定容積的樣

品中大約含有多少活菌品中微生物的數(shù)量

每克樣品中的菌落數(shù)=§XM；C：某稀釋度下平板上生長的平均菌每毫升原液所含細菌數(shù)：每小格內(nèi)

公式

落數(shù)；V：涂布平板時而用的稀釋液的體積(mL)；M-.稀釋倍數(shù)平均細菌數(shù)義400義lO'x稀釋倍數(shù)

缺點當兩個或多個菌體連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落不能區(qū)分細胞死活

結(jié)果比實際值偏小比實際值偏大—

探究.實踐：土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)

(1)原理：分解尿素的細菌合成的艇酶將尿素分解為氨，使培養(yǎng)基的堿性增強。

(2)方法：在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑,培養(yǎng)某種細菌，若指示劑變

組，可初步鑒定該種細菌能夠分解尿素。

4.兩種純培養(yǎng)方法對比

比較項目平板劃線法稀釋涂布平板法

關(guān)鍵操作接種環(huán)在固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線①一系列的梯度稀釋②涂布平板操作

稀釋度要足夠高，為確保實驗成功可以增加稀

注意事項每次劃線前后均需灼燒接種環(huán)

釋度的范圍

菌體獲取在具有顯著的菌落特征的區(qū)域挑取菌體從適宜稀釋度的平板上的菌落中挑取菌體

適用范圍適用于好氧菌適用于厭氧菌和兼性厭氧菌

可以根據(jù)菌落的特點獲得某種微生物的

優(yōu)點既可以獲得單細胞菌落,又能對微生物11?數(shù)

單細胞菌落

缺點不能對微生物計數(shù)操作復(fù)雜，需要涂布多個平板

第三節(jié)發(fā)整工程及其應(yīng)用

一、發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)

］選育菌種

(1)目的：獲得性狀優(yōu)良的菌種

(2)菌種來源：從自然界中篩選、一誘變育種一或一基因工程育種一。

(3)實例：篩選產(chǎn)酸量高的黑曲霉用的生產(chǎn)檸檬酸；使用基因工程改造的啤酒醉母，加

速發(fā)酵、縮短生產(chǎn)周期；優(yōu)良的菌種不僅具有健壯，不易退化，其發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)量高、質(zhì)

量穩(wěn)定等優(yōu)點,它往往還會賦予發(fā)酵產(chǎn)品獨特的風味，因此菌種選育環(huán)節(jié)在很大程度上

決定了生物發(fā)酵產(chǎn)物的成敗。

2擴大培養(yǎng)

(1)目的：獲得.更多的菌種一。

(2)原因：工業(yè)發(fā)酵罐的體積一般為幾十到幾百立方米，接入的菌種總體積需要幾立方米

到幾十立方米。所以，在發(fā)酵之前還需要對菌種進行擴大培養(yǎng)。

3配制培養(yǎng)基

①在菌嬴角定之后，要一選擇原料-制備培養(yǎng)基。

②在生產(chǎn)實踐中，培養(yǎng)基的配方要經(jīng)過一反復(fù)試驗一才能確定。

4.滅菌

(1)滅菌原因：發(fā)酵工程種所用的菌種大多是一單一菌種一,一旦有雜菌污染，可能導致一

產(chǎn)量大大降低.。

(2)一培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備.都必須經(jīng)過嚴格的滅菌;

5.接種

將擴大培養(yǎng)后一的菌種投放到一發(fā)酵罐中。

6.發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵——(發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié))

(1)要求：

①發(fā)酵過程中，要.隨時檢測.培養(yǎng)液中一微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度一等,以了解發(fā)酵進程.；

②要及時添加必需的營養(yǎng)物質(zhì)一,要嚴格控制_溫度一、PH和_溶氧量一等發(fā)酵條件.

(2)嚴格控制發(fā)酵條件的原因：

①環(huán)境條件不僅會影響微生物的生長繁殖，而且影響微生物代謝物的形成；②嚴格控制發(fā)

酵條件，有利于使發(fā)酵全過程處于最佳狀態(tài)。

(3)不同發(fā)酵條件的影響實例——谷氨酸發(fā)醵

①在中性一和弱堿性一條件下會積累谷氨酸；②在.酸性.條件下則容易生成谷氨酰胺和

N-乙酰谷胺酰胺。

(4)現(xiàn)代發(fā)酵工程使用的發(fā)酵罐的優(yōu)點：

均有一計算機控制系統(tǒng)一，能對發(fā)酵過程中的溫度、pH、溶氧量、罐壓、通氣量、攪拌、泡

沫和營養(yǎng)等進行一監(jiān)測_和_控制一,還可以進行_反饋控制一,使發(fā)酵全過程處于一最佳狀態(tài)

病離、提純產(chǎn)物

①發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細胞本身時，可在發(fā)酵結(jié)束之后，采用.過濾.、沉淀等方法將菌體

分離一和一干燥.：

②發(fā)酵產(chǎn)品是代謝物時，可根據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)一采取適當?shù)奶崛?、一分離和純化措施來獲

得產(chǎn)品。

8.獲得產(chǎn)品

單細胞蛋白、味精等。

二、發(fā)酵工程的應(yīng)用

1.發(fā)酵工程的優(yōu)點：

①生產(chǎn)條件溫和；②原料來源豐富且價格低廉；③產(chǎn)物專一；④廢棄物對環(huán)境的污染小和

容易處理。

2.在食品工業(yè)上的應(yīng)用

（1）生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵食品：生產(chǎn)醬油、釀酒

（2）生產(chǎn)食品添加劑：檸檬酸、味更、酸度調(diào)節(jié)劑、增味劑、著色劑、增稠劑、防腐劑。

（3）生產(chǎn)酶制劑：a-淀粉的、口-淀粉酶、果膠酶、氨基肽酶、脂肪酶。

2.在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用

（1）采用基因工程的方法，將植物或動物的基因轉(zhuǎn)移到微生物中，獲得具有某種藥物生產(chǎn)

能力的微生物。

（2）直接對菌種進行改造，再通過發(fā)酵技術(shù)大量生產(chǎn)所需要的產(chǎn)品。

3.在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用

（1）生產(chǎn)微生物肥料?：根瘤菌肥、固氮菌肥

（2）生產(chǎn)微生物農(nóng)藥：利用微牛物或其代謝物來防治病蟲害。

（3）生產(chǎn)微生物飼料：乳酸菌飼料可以提高飼料的品質(zhì),使飼料保鮮，動物食用后還能

提高免疫力。

4.在其他方面的應(yīng)用

（1）解決資源短缺與環(huán)境污染問題：利用纖維廢料發(fā)酵生產(chǎn)酒精、乙烯等能源物質(zhì)。

（2）將極端微生物應(yīng)用于生產(chǎn)實踐：極端微生物：嗜熱菌、嗜鹽菌可以用來生產(chǎn)洗滌劑,

嗜低溫菌有助于提高熱敏性產(chǎn)品的產(chǎn)量。

第二章細胞工程

第一節(jié)植物細胞工程

細胞工程：細胞工程是指應(yīng)用細胞生物學、分子生物學和發(fā)育生物學等多學科的原理和

方法，通過細胞器、細胞或組織水平上的操作，有目的地獲得特定的細胞、組織、器官、

個體或其產(chǎn)品的一門綜合性生物工程。

1.原理和方法：細胞生物學和分子生物學。

2.操作水平：細胞水平或細胞器水平。

3.目的：按照人的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品。

一、植物細胞工程的基本技術(shù)

1.細胞的全能性：細胞經(jīng)分裂_和_分化后,仍然具有產(chǎn)生完整生物體一或分化成其他

各種細胞一的J音能一,即細胞具有一全能性一。

2.細胞具有全能性的原因（物質(zhì)基礎(chǔ)）

生物體的細胞中都含有該物種的全套遺傳物質(zhì).，都有一發(fā)育成為完整個體所需的全部遺傳信

3.生物體生長發(fā)育過程中細胞不表現(xiàn)全能性的原因（不離體的細胞無法表現(xiàn)出全能性的原因）

在特定的時間時間和空間條件下，細胞中的基因會選擇性地表達

4.全能性大小比較

（1）受精卵、體細胞、生殖細胞

一受精卵〉生殖細胞〉體細胞

（2）分化程度高的細胞、分化程度低的細胞

、分化程度低的細胞〉分化程度高的細胞

（3）分裂能力強的細胞、分裂能力弱的細胞

.分裂能力強的細胞〉分裂能力弱的細胞

（4）植物細胞、動物細胞

一植物細胞＞動物細胞__________

（5）幼嫩的細胞、衰老的細胞

.幼嫩的細胞〉袁老的細胞

（-）植物組織培養(yǎng)技術(shù)

1.概念：植物組織培養(yǎng)是指將離體一的植物一器官.、.組織或細胞（稱為一外植體）等,

培養(yǎng)在人工配制的一培養(yǎng)基一上,給予一適宜的培養(yǎng)條件一,誘導其形成_完整植株一的技術(shù)。

2.原理：_植物細胞的全能性一

3.生殖方式：一無性生殖.

4.分裂方式：一有絲分裂一

5.過程：|外植體|則絲|愈傷組織|受處「胚狀體或叢芽|工［W

脫分化：在一定的激素.和.營素等條件的一誘導下,一已經(jīng)分化一的細胞一失去其特有的結(jié)

構(gòu)和功能一，轉(zhuǎn)變成未分化的細胞的過程。

再分化：一愈傷組織一能重新_分化一成一芽、根等器官一的過程。

探究.實踐：菊花的組織培養(yǎng)

（1）原理

①植物細胞一般具有.全能性.；

②在一定的激素和營養(yǎng)等條件的誘導下，已經(jīng)分化的細胞可以經(jīng)過一脫分化一和再分化一，

形成J丕狀體一，長出一芽和根一,進而發(fā)育成一完整的植株」

③植物激素中生長素.和細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵激

素，它們的泌度一、蝕例_等都會影響植物細胞的發(fā)育方向。

生長素用量與細胞分裂素用來的比值結(jié)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

比值適中促進愈傷組織的形成

（2）材料用具

①外植體：一幼嫩的菊花莖段:經(jīng)常選擇根尖（分生區(qū)）、莖的韌皮部（形成層）等分裂能

力強、分化程度低的區(qū)域作為材料，容易誘導形成愈傷組織。

②體積分數(shù)為70%的酒精：對手、超凈工作臺、外植體進行消毒。

③質(zhì)量分數(shù)為5%左右的次氯酸鈉溶液：對外植體進行消毒。

④無菌水：清洗外植體。

⑤培養(yǎng)基：包括無機營養(yǎng)成分（水和無機鹽）、有機營養(yǎng)成分（蔗糖、氨基酸、維生素等）、

特定濃度和比例的激素（主要是生長素和細胞分裂素）。

（3）方法步驟

①消毒一②外植體切段一③接種一④脫分化一⑤再分化一⑥移栽培養(yǎng)

6.植物組織培養(yǎng)中細胞表現(xiàn)出全能性的條件

（1）窗也（最關(guān)鍵）；

（2）嚴格的無菌條件：

（3）適宜的培養(yǎng)條件；

（4）適宜濃度和比例的激素;

（5）一定的營養(yǎng)條件；

（二）、植物體細胞雜交技術(shù)

1.概念：植物體細胞雜交是指將不同來源一的植物體細胞，在一定條件下融合一成.雜

種細胞，并把雜種細胞培育成新植物體的技術(shù):

2.原理：_植物細胞的全能性、細胞膜具有一定的流動性_

3.生殖方式：一無性生殖一

4.分裂方式：有絲分裂

5.可遺傳變異類型：染色體(數(shù)目)變異

6.意義:打破生殖隔離，實現(xiàn)遠緣雜交育利J培育植物新品種

8.過程：

制備原生質(zhì)體

(1)去除細胞壁

①去壁原因：一細胞壁阻礙著細胞間的雜交一

②方法：一酶解法一

③所用酶：_纖維素酶和果膠酶一

(2)原生質(zhì)體間的融合

①原理：細胞膜具有一定的流動性.

②方法：物理法：一電融合法、離心法_:化學法；聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高

pH融合法。

(3)再生出新的細胞壁

再生出新的細胞壁、高爾基體和線粒體。

(4)植物組織培養(yǎng)——脫分化、再分化

①原理：_植物細胞的全能性一

②植物體疝胞雜交完成的標志：_培育出雜種植株一

二、植物細胞工程的應(yīng)用

(-)植物繁殖的新途徑

1.微型繁殖

(1)概念：用于.快速繁殖優(yōu)良品種一的植物組織培養(yǎng)技術(shù)」

(2)優(yōu)點：①一可以高效、快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖一:②_可以保持優(yōu)良品種的遺傳特

性。

-(3)實例：_觀賞植物、經(jīng)濟林木、無性繁殖作物、瀕危植物一。

2.作物脫毒

(1)適用范圍無性繁殖的作物.

(2)進行作物脫毒的原因：用無性繁殖的方式進行繁殖的作物，它們感染的病毒很容易傳

給后代，病毒在作物體內(nèi)逐年積累，就會導致作物產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差.。

(3)外植體選材部位：_植物頂端分生區(qū)附近部位，如莖尖_。

(4)選分生區(qū)的原因：_植物頂端分生區(qū)附近病毒極少，甚至無病毒一。

(5)優(yōu)點：脫毒作物的產(chǎn)量和品質(zhì)明顯優(yōu)于沒有脫毒的作物。

3.單倍體育種

(1)定義：通過花藥(或花粉)培養(yǎng)獲得單倍體植株,然后經(jīng)過誘導染色體加

能，_當年.就能培育出一遺傳性狀相對穩(wěn)定的.純合二倍體植株.。

(2)原理：_染色體(數(shù)目)變異一和一植物細胞的全能性一

(3)優(yōu)點：

①一大地縮短了育種的年限，節(jié)約了大量的人力和物力一。

②一可作為進行體細胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料一。

4.突變體的利用

(1)過程：

誘變處理

尿脫分化令4再分化心水,*篩選

外植體----?■愈傷組織n-----??突變體---?新品種

培育

(2)誘變處理對象：一般為一愈傷組織一

(3)原因：一在植物組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)，因此它們

容易受到培養(yǎng)條件和誘變因素的影響而產(chǎn)生突變。

(4)原理.：_基因突變一和_植物細胞的全能性一。

(5)優(yōu)點：通過人工誘屢提高愈傷組織的突變率，從而篩選獲得抗病、抗鹽、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)

的新品種，加快育種進程.。

（6）缺點：突變具有不定向性和低頻性，因此需大量處理實驗材料

5.細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)

（1）植物的代謝產(chǎn)物分類：

①初生代謝產(chǎn)物：初生代謝是生物生長和生存所必需的代謝活動；

產(chǎn)物：糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等

②次生代謝產(chǎn)物：次生代謝不是生物生長所必需的，一般在特定組織或器官中，并在一定的

環(huán)境和時間條件下才進行；

產(chǎn)物：一類小分子有機化合物：如酚類、菇類和含氮化合物等

（2）細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)的目標產(chǎn)物：、次生代謝產(chǎn)物.

（3）技術(shù)一一植物細胞培養(yǎng).

在一離體一條件下對單個植物細胞或_細胞團一進行培養(yǎng)使其增殖一的技術(shù)。

（4）細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)的一般過程

外植體脫分化＞愈傷組織分散開＞細胞懸液培養(yǎng)、提取，細胞產(chǎn)物

（5）優(yōu)點：_不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制，因此對于社會、經(jīng)濟、環(huán)境保

護具有重要意義。

第二節(jié)動物細胞工程

一、動物細胞培養(yǎng)

1.概念：從動物體中_取出_相關(guān)的_組織.，將它一分散成單個細胞，然后在適宜的培養(yǎng)

條件下,讓這些細胞.生長一和一增殖.的技術(shù)。

2.原理：細胞增殖

3.地位：一動物細胞工程的基礎(chǔ)一

4.關(guān)鍵操作：一原代培養(yǎng)一和傳代培養(yǎng)。

（一）動物細胞培養(yǎng)的條件

1.營養(yǎng)

（1）成分

①己知成分

將細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)一（糖類、氨基酸、無機鹽、維生素等）按其種類，和一所需量

—嚴格配制而成的培養(yǎng)基，稱為一合成培養(yǎng)基土

②未知成分

使用合成培養(yǎng)基時，通常需加入血清等一些天然成分。

（2）培養(yǎng)基的物理性質(zhì)

培養(yǎng)動物細胞一般使用液體培養(yǎng)基，也稱為培養(yǎng)液。

2.無菌、無毒的環(huán)境

①對培養(yǎng)液和.所有培養(yǎng)用具.進行一滅菌處理;②在無菌環(huán)境下進行操作;③還需要

、定期更換培養(yǎng)液一?

3.溫度、pH和滲透壓

（1）適宜的溫度：哺乳動物細胞培養(yǎng)的溫度多以36.5±0.5℃為宜。

(2)適宜的pH：多數(shù)動物細胞生存的適宜DH為727.4。

(3)適宜的滲透壓：維持適宜滲透壓的目的維持細胞正常的形態(tài)利功能.

4.氣體環(huán)境

(1)組成：動物細胞培養(yǎng)所需氣體主要有02和C02。

(2)氣體作用：①02：Q2是細胞代謝所必需的.：②CO2：_CO2的主要作用維持培養(yǎng)液

的pH_。

(二)動物細胞培養(yǎng)的過程

取動物相關(guān)組織塊

分散成單個細胞

放入適宜培養(yǎng)基

讓細胞生長和增殖

①原代培養(yǎng)：將分瓶之前的細胞培養(yǎng),即動物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng)稱為原代培

養(yǎng)。

②傳代培養(yǎng)：將一分瓶后一的細胞培養(yǎng)稱為傳代培養(yǎng);

③細胞貼壁：大多數(shù)_體外培養(yǎng)的細胞需要.貼附于某些基質(zhì)表面才能生長增殖,這類

細胞往往貼附在培養(yǎng)瓶的_典_上，這種現(xiàn)象稱為細胞貼壁；

④接觸抑制：當一貼壁一細胞生長到一表面相互接觸一時,細胞通常會一停止分裂增殖_。

1.取動物組織

(1)取材：一動物胚胎一或一幼齡動物一的組織、器官。

(2)取材原因：一細胞分化程度低，增殖能力強，容易培養(yǎng)。

2.制成細胞懸液

(1)制成細胞懸液的步驟：①_將組織分散成單個細胞一；②一用培養(yǎng)液將細胞制成細胞

懸液

(2)將組織分散成單個細胞的原因：①從動物體取出的成塊組織中，細胞與細胞靠在一

起，彼此邛艮制了生長和增殖=②_能使細胞與培養(yǎng)液充分接觸，更易進行物質(zhì)交換一。

(3)將組織分散成單個細胞的方法：①機械法：②用胰蛋分酶、膠原蛋白酶等處理

一段時間一。

3.原代培養(yǎng)

將一細胞懸液一放入培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶.內(nèi)

4.分瓶、傳代培養(yǎng)

懸浮生長類：.直接用離心法收集；貼壁生長類：重新用胰蛋白酶等處理，使之分散成單

個細胞，然后再用離心法收集；將收集的細胞制成細胞懸液，分瓶培養(yǎng).

5.植物組織培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)的比較

比較項目植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)

理論基和1植物細胞全能性細胞增殖

培養(yǎng)基類型固體或半固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基

水、礦質(zhì)元素、維生素、植物激素、蔗葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、

成分

糖、氨基酸、瓊脂等促生長因子、動物融遣等

區(qū)動物胚胎或出生不久的幼齡動物的

離體植物器官、組織、細胞

別取材器官或組織

關(guān)鍵環(huán)節(jié)細胞的脫分化和再分化細胞增殖和癌變

新的細胞系或細胞株，不形成個體，

結(jié)果新的組織或植株個體，可以體現(xiàn)全能性

不體現(xiàn)全能性

①植株快速繁殖；②脫毒植株的培育；①蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn)；②皮膚

應(yīng)用③人工種子；④生產(chǎn)藥物、殺蟲劑等；移植材料的培育；③檢測有毒物質(zhì)；

⑤轉(zhuǎn)基因植物的培育④生理、病理、藥理等方面的研究

兩種技術(shù)手段培養(yǎng)過程中細胞都進行型分裂，都是無性繁殖,都可稱克隆，

相同點

都不涉及減數(shù)分裂；②均為無菌操作，需要適宜的溫度、pH等條件

（三）干細胞培養(yǎng)及其應(yīng)用

1.分布

干細胞存在于一早期胚胎一、_骨髓一和一臍帶血一等多種組織和器官中。

2.分類

干細胞包括_胚胎干細胞一和成體干細胞等

（1）胚胎干細胞（簡稱ES細胞）

①分布：存在于早期胚胎中

②特點:一具有分化為成年動物體內(nèi)的任何?種類型的細胞，并進一步形成機體的所有組織

和器官共至個體的潛能。

（2）成體干細胞

①分布：存在于_成體組織或器官內(nèi)一中

②類別：包括骨髓中的一造血干細胞、神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)干細胞、一睪丸.中的

精原干細胞一等。

③特點：_?般認為，成體干細胞具有組織特異性，只能分化成特定的細胞或組織，不具有

發(fā)育成完整個體的能力。

3.干細胞的應(yīng)用

（1）原理：干細胞有著.自我更新.能力及一分化J替能的干細胞,與一組織、器官_的_發(fā)育、

再生和修復(fù)等密切相關(guān)。

（2）應(yīng)用：

造血干細胞：治療白血病及一些惡性腫瘤放療或化療后引起的造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)功能障礙

等疾病。

神經(jīng)干細胞：治療神經(jīng)組織損傷和神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾?。ㄈ缗两鹕　柎暮Ｄ〉龋?。

誘導多能干細胞（iPS細胞）：可治療小鼠的鐮狀細胞貧血癥，在治療阿爾茲海默病、心血

管疾病等領(lǐng)域。

二、動物細胞融合與單克隆抗體技術(shù)

（-）動物細胞融合技術(shù)

1.概念：使一兩個_或_多個一動物細胞結(jié)合形成一?個一細胞的技術(shù)。

2.結(jié)果：形成的雜交細胞具有一原來兩個或多個細胞的遺傳信息一。

3.原理：_細胞膜具有一定的流動性一。

4.意義：.突破了有性雜交的局限，使遠緣雜交成為可能。

5.誘導融合的常用方法：電融合法、聚乙二醇PEG融合法和滅活病毒誘導法.

6.融合實質(zhì)及完成的標志：.細胞核的融合。

7.應(yīng)用：

①細胞融合技術(shù)已經(jīng)成為研究_培育牛物新品種一、一細胞遺傳一、細胞免疫一和J中瘤一等

的重要手段。

②利用動物細胞融合技術(shù)發(fā)展起來的雜交瘤技術(shù)，為制造單克隆抗體開辟了新途徑O

8.動物細胞融合和植物體細胞雜交比較

項目植物體細胞雜交動物細胞融合

原理細胞膜具有一定的流動性細胞膜具有一定的流動性

植物細胞的全能性

細胞融合前的處理方用果膠酶和纖維素酶去除細胞壁用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使

法細胞分散成單個細胞

誘導細胞融合的方法電融合法、離心法、聚乙二醉PEG融合法、電融合法、滅

(PEG)融合法、高Ca2+-高pH活病毒誘導法

融合法

細胞融合成功的標志再生出細胞壁細胞核_的融合

主要用途獲得完整的雜種植株主要用于制造單克隆抗體

意義打破生殖隔離，實現(xiàn)遠緣雜交育種，突破了有性雜交的局限，使遠

培育植物新品種緣雜交成為可能

(二)單克隆抗體的制備

1.制備過程

2.突出優(yōu)點：特異性強、靈敏度高,可大量制備。

3.實際應(yīng)用：

(1)作為診斷試劑;①多種疾病的診斷②病原體的鑒定③其他類型診斷。

(2)用于治療疾病和運載藥物:與藥物結(jié)合，制成抗體-藥物偶聯(lián)物(ADC).,殺傷癌

細胞；ADC通常由力接頭_和_藥物三部分組成。

(3)治療疾?。簡慰寺】贵w單獨使用，也可直接用于治療疾病。

三、動物細胞核移植技術(shù)和克隆動物

(-)動物細胞核移植技術(shù)

1.概念：將動物一個細胞的細胞核.移入.去核的卵母細胞中,使這個.重新組合的細

胞發(fā)育成一新胚胎.，繼而發(fā)育成動物個體的技術(shù)。

2.結(jié)果：形成一重新組合的細胞一并發(fā)育成新胚胎一,繼而發(fā)育成_動物個體一。

3.原理：_動物細胞核的全能性.。

4.生殖方式：無性生殖。

5.哺乳動物核移植分類

①胚胎細胞核移植：動物胚胎細胞分化程度表現(xiàn)全能性相對容易.。

②體細胞核移植：動物體細胞分化程度一或，表現(xiàn)全能性」?分困難.。

6.非人靈長類動物體細胞核移植的困難原因

①供體細胞的細胞核在去核卵母細胞中不能完全恢復(fù)其分化前的功能狀態(tài)

這導致了一胚胎發(fā)育率低一。

②對非人靈長獎動物胚胎.進行操作的技術(shù)尚不完善。

7.體細胞核移植的過程

|生出與供體遺傳物質(zhì)基本相同的個體T弋孕母體|(-)體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前

景及存在的問題

畜牧生產(chǎn)加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育。

保護瀕危動物有望增加瀕危物種的存活數(shù)量。

醫(yī)藥衛(wèi)生轉(zhuǎn)基因克隆動物可以作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白一。

應(yīng)用前景

①轉(zhuǎn)基因克隆動物的細胞、組織或器官可以作為異種移植的供體；

治療人類疾?、谝曰颊咦鳛楣w培育的人核移植胚胎干細胞，經(jīng)過誘導分化能形成相應(yīng)的細胞、

組織或器官，將它們移植給患者時可以避免免疫排斥反應(yīng)。

①研究克隆動物可使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程；

科研②克隆?批遺傳背景相同的動物，可以通過它們之間的對比來分析致病基因；

③克隆特定疾病模型的動物，還能為研究該疾病機制和開發(fā)相應(yīng)的藥物提供幫助；

①成功率非常低；

存在的問題②各個技術(shù)環(huán)節(jié)有待進一步改進；

③絕大多數(shù)克隆動物存在健康問題，表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷。

第三節(jié)胚胎工程工程

胚胎工程：指對生殖細胞、受精卵或早期胚胎細胞進行多種顯微操作和處理,然后將獲得

的胚胎移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。胚胎工程技術(shù)包括體外受精、

胚胎移植和胚胎分割等。

1.操作對象：一動物生殖細胞、受精卵、早期胚胎細胞_。

2.技術(shù)種類：體外受精、胚胎移植、胚胎分割。

3.特點：獲得的胚胎需移植到雌性動物體內(nèi)牛.產(chǎn)后代一

4.理論基礎(chǔ)：_哺乳動物受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律一。

一、胚胎工程的倫理基礎(chǔ)

（一,）受精

1.概念：受精是精子一和.卵子一結(jié)合形成一合子（受精卵）?的過程。

2.場所：在一自然條件一下,哺乳動物的受精在輸卵管內(nèi)一完成。

3.過程：包括受精前的準備階段和_受精階段.。

（1）準備階段1一精子獲能

①概念：剛剛排出的精子一不能立即_與卵子受精,必須在_雌性動物的生殖道一發(fā)生一相應(yīng)

的生理變化一后,才能獲得受精能力，這一生理現(xiàn)象稱為“精子獲能”。

②研究精子獲能機制的意義：實現(xiàn)了各種哺乳動物在體外條件下的獲能，為體外受精技術(shù)_

的建立奠定了基礎(chǔ)。

③使精子獲能的方法：直接利用.雌性動物生殖道.使精子獲能;將精子培養(yǎng)在人工配制

的獲能液一中使其獲能。

（2）準備階段2—卵子的準備

卵子一般在排出2-3h后才能被精子穿入:動物排出的卵子成熟程度且工有的可能是_

初級卵母細胞一,如馬、犬等；有的可能是一次級卵母細胞一,如豬、羊等；排出的卵子都要

在輸卵管內(nèi)進一步成熟；卵子具備與精子受精能力的時期Ml［期。

（二）胚胎早期發(fā)育

受精卵胚胎發(fā)育早期，在透明帶內(nèi)進行。分裂方式為有絲分裂。

細胞數(shù)目越來越多，胚胎總體積基本不變。

桑藕胚卵裂產(chǎn)生的子細胞形成致密的細胞團,形似桑甚。

I桑?胚及以前的細胞都具有全能性。

囊胚細胞開始出現(xiàn)分化，形成內(nèi)細胞團和滋養(yǎng)層細胞，中間的

-----空腔稱為囊月不腔。

該時期細胞而全能性仍比較高。內(nèi)細胞團將來發(fā)育成胎兒的

各種組織，滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤。

二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用

(-)體外受精

1.過程：包括卵母細胞的采集、精子的獲取和一受精等步驟。

2.意義：J圭提高動物繁殖能力的有效措施，可以為胚胎移植提供可用胚胎一。

(-)胚胎移植

L概念：指將通過體外受精及其他方式得到的胚胎,移植到.同種的、-生理狀態(tài)

相同一的一雌性一動物體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個體一的技術(shù)。

(1)胚胎來源：一體外受精及其他方式得到的胚胎.。

(2)供體和受體：①提供胚胎的個體稱為供體②接受胚胎的個體叫受體。

2.實質(zhì)：_早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移一。

3.地位：.胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)、。

4.意義：

①一充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力一；

②縮短了供體本身的繁殖周期.：

③對供體施行_超數(shù)排卵一處理后，可獲得多枚胚胎一經(jīng).移植可得到多個后代.，使供體

生產(chǎn)下的后代數(shù)量是自然繁殖的一十幾倍到幾十倍一。

5.過程：

對供、受體的選擇和處理f配種或旦理殖f對胚胎的收集、

檢查、培養(yǎng)或保存f胚胎移植f移植后的檢查

基本［程序

動物發(fā)情排卵后，在一段延叱移於

時間內(nèi)同種動物的供、受

一移入收集、早期胚胎處

體生殖器官的生理變化生理學基礎(chǔ)于游離狀態(tài)

是相同的林作遺軀苫征

受體對移入子宮的外來胚胎基本供體胚胎的遺傳特性在

上不發(fā)生免—疫排斥反應(yīng)孕育過程中不受影響

移疆后的檢查

(1)對供、受體的選擇和處理

①對供、受體進行的相同處理：同期發(fā)情處理.

②只對供體進行的操作：_超數(shù)排卵處理一

(2)配種或人工授精：應(yīng)選擇—同種的優(yōu)良公牛

(3)胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存

①胚胎收集的基礎(chǔ)：哺乳動物早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的

聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)一；②該階段檢查的目的：_檢查而胎的質(zhì)量—;③胚胎保存的

方法：-196C液氮中保存

(4)胚胎的移植：一般選擇移植?！呋蚰遗唠A段的胚胎.

(5)移植后的檢查：第二次檢查的目的：.對受體進行妊娠檢查(檢查受體是否妊娠)_

(三)胚胎分割

1.概念：采用機械方法一將_早期胚胎一切