高中生物选修部分复习资料

第（1）条件：有限的环境中，种群密度上升，种内个体间的竞争加剧，捕食者数量增加（2）特点：种群内个体数量达到环境条件所允许的最大值（K值）时，种群个体数量将不再增加；种群增长率变化，K/2时增速最快，K时为0（3）应用：大熊猫栖息地遭到破坏后，由于食物减少和活动范围缩小，其K值变小，因此，建立自然保护区，改善栖息环境，提高K值，是保护大熊猫的根本措施；对家鼠等有害动物的控制，应降低其K值。5、研究种群数量变化的意义：对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用，以及濒危动物种群的拯救和恢复，都有重要意义。6、[实验：培养液中酵母菌种群数量的动态变化]计划的制定和实验方法：培养一个酵母菌种群→通过显微镜观察，用“血球计数板”计数7天内10ml培养液中酵母菌的数量→计算平均值，画出“酵母菌种群数量的增长曲线”结果分析：空间、食物等环境条件不能无限满足，酵母菌种群数量呈现“S”型曲线增长第二节生物群落的构成1、生物群落的概念：在同一时间内、占据一定空间的相互之间有直接或间接联系得各种生物种群的集合。群落是由一定的动物、植物和微生物种群组成。2、生物群落的结构群落结构是由群落中的各个种群在进化过程中通过相互作用形成的，主要包括垂直结构和水平结构。（1）垂直结构：指群落在垂直方向上的分层现象。植物因群落中的生态因子—光的分布不均，由高到低分为乔木层、灌木层、草本层；动物分层主要是因群落的不同层次的食物和微环境不同。（2）水平结构：指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。影响因素：地形、光照、湿度、人与动物影响等。3、意义：提高了生物利用环境资源的能力。生物群落的演替原生演替：定义：在从未有过生物生长或虽有过生物生长但已被彻底消灭的原生裸地上发生的生物演替。过程：地衣、苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段次生演替定义：当某个群落受到洪水、火灾或人类活动等因素干扰，该群落中的植被受严重破坏所形成的裸地，称为次生裸地。在次生裸地上开始的生物演替，称为次生演替。引起次生演替的外界因素：自然因素：火灾、洪水、病虫害、严寒人类活动（主要因素）：过度砍伐、放牧、垦荒、开矿；完全被砍伐或火烧后的森林、弃耕后的农田植物的入侵（繁殖体包括种子、果实等的传播）和定居是群落形成的首要条件，也是植物群落演替的主要基础。第四章生态系统的稳态第一节生态系统和生物圈1、生态系统的概念：生态系统是指在一定的空间内，生物成分（群落）和非生物成分（无机环境）通过物质循环、能量流动和信息传递，彼此相互作用、相互依存而构成的一个生态学功能单位。2、地球上最大的生态系统是生物圈3、生态系统类型：可分为水域生态系统和陆地生态系统。水域生态系统主要包括海洋生态系统和淡水生态系统。陆地生态系统有冻原生态系统、荒漠生态系统、草原生态系统、森林生态系统等自然生态系统，以及农业生态系统、城市生态系统等人工生态系统。4、生态系统的结构（1）成分：非生物成分：无机盐、阳光、温度、水等生产者：主要是绿色植物（最基本、最关键的的成分）绿色植物通过光合作用将无机物合成有机物生物成分消费者：主要是各种动物分解者：主要某腐生细菌和真菌，也包括蚯蚓等腐生动物。它们能分解动植物遗体、粪便等，最终将有机物分解为无机物。（2）营养结构：食物链、食物网同一种生物在不同食物链中，可以占有不同的营养级。植物（生产者）总是第一营养级；植食性动物（即一级/初级消费者）为第二营养级；肉食性动物和杂食性动物所处的营养级不是一成不变的，如猫头鹰捕食鼠时，则处于第三营养级；当猫头鹰捕食吃虫的小鸟时，则处于第四营养级。第二节生态系统的稳态一、生态系统中的能量流动1、过程2、特点：单向流动：生态系统内的能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向下一个营养级，不能逆向流动，也不能循环流动逐级递减：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%-20%；可用能量金字塔表示。在一个生态系统中，营养级越多，能量流动过程中消耗的能量越多。3、研究能量流动的意义：（1）可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。（2）可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。如农田生态系统中，必须清除杂草、防治农作物的病虫害。二、生态系统中的物质循环——碳循环1、碳在无机环境中主要以CO2和碳酸盐形式存在；碳在生物群落的各类生物体中以含碳有机物的形式存在，并通过生物链在生物群落中传递；碳的循环形式是CO22、碳从无机环境进入生物群落的主要途径是光合作用；碳从生物群落进入无机环境的主要途径有生产者和消费者的呼吸作用、分解者的分解作用、化石燃料的燃烧产生CO23、过程：三、生态系统中的信息传递1、生态系统的基本功能是进行物质循环、能量流动、信息传递2、生态系统中信息传递的主要形式：（1）物理信息：光、声、热、电、磁、温度等。如植物的向光性（2）化学信息：性外激素、告警外激素、尿液等（3）行为信息：动物求偶时的舞蹈、运动等（4）营养信息：食物的数量、种类等。如食物链、食物网。3、信息传递在农业生产中的作用：一是提高农、畜产品的产量，如短日照处理能使菊花提前开花；二是对有害动物进行控制，如喷洒人工合成的性外激素类似物干扰害虫交尾的环保型防虫法。四、生态系统的稳定性1、概念：生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，称为生态系统的稳定性。2、生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力。生态系统自我调节能力的。基础是负反馈。物种数目越多，营养结构越复杂，自我调节能力越大。3、生态系统的稳定性具有相对性。当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新和自我调节能力时，便可能导致生态系统稳定性的破坏、甚至引发系统崩溃。提高生态系统稳定性的措施：一方面要控制对生态系统的干扰程度，对生态系统的利用应适度，不应超过生态系统的自我调节能力；另一方面对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质和能量的投入，保证生态系统内部结构和功能的协调。6、制作生态瓶时应注意：①生态瓶必须是透明的；②生态瓶中投放的生物之间要构成营养关系，数量比例要合理；③生态瓶中的水量应占其容积的4/5，留出一定的空间，储备一定量的空气；④生态瓶要密封；⑤生态瓶要放在光线良好，但避免阳光直射的地方；⑥研究结束前不要再随意移动生态瓶。第五章生态环境的保护1、人口增长引发环境问题的实质是人类的活动超出了环境的承受能力，对人类自身赖以生存的生态系统的结构和功能造成了破坏。2、全球性生态环境问题主要包括：全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、酸雨、土壤荒漠化、海洋污染、生物多样性锐减、植被破坏、水土流失、环境污染等3、生物多样性包括3个层次：遗传多样性（所有生物拥有的全部基因）、物种多样性（指生物圈内所有的动物、植物、微生物）、生态系统多样性。4、生物多样性保护的意义：生物多样性是人类赖以生存和发展的的基础，对生物进化和维持生物圈的稳态具有重要意义，因此，为了人类的可持续发展，必须保护生物多样性。5、生物多样性保护的措施：（1）就地保护：自然保护区和国家森林公园是生物多样性就地保护的场所。（2）迁地保护：动物园、植物园、濒危物种保护中心。（3）加强宣传和执法力度。（4）建立精子库、种子库，利用生物技术对濒危物种的基因进行保护等。选修一生物技术实践专题一传统发酵技术的应用【基础知识】：果酒和果醋制作中接种的生物分别是：酵母菌和醋酸菌；二者结构上的共同特征是均为单细胞生物，主要差别是前者有成形的细胞核（有核膜）；二者代谢的主要差别是前者为兼性厌氧型，后者是需氧型。检验果酒制作中是否产生了酒精的试剂和现象是：重铬酸钾绿色果酒、果醋制作的原理A、果酒的制作原理（1）所需菌种为酵母菌，其代谢类型异养兼性厌氧型。（2）菌种的生活特点①在有氧气条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖②在无氧条件下，进行无氧呼吸。③葡萄酒呈现深红色是要是发酵是红葡萄皮的色素进入发酵液，葡萄酒制作是，菌种来源于野生酵母菌，发酵中，温度是酵母菌生长和发酵的生要条件，前者最适温度是：20℃，后者最适温度是：18～25℃B、果醋制作的原理（1）所需菌种：醋酸菌，其代谢类型为异养需氧型，最适生长温度为30～35℃。（2）菌种的生活特点①当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。酶②当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变成乙醛，再变为醋酸。酶反应简式：C2H5OH+O2CH3COCOOH+H2O+能量C、果酒、果醋的制作流程挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵醋酸发酵果酒果醋4、腐乳的制作A、所需菌种：多种微生物参与了豆腐的发酵，如青霉、曲霉、毛霉等，起主要作用的是毛霉，其代谢类型是：异养需氧型。豆腐块上的毛霉来自于空气中的毛霉孢子，现代生产中是将优良的毛霉菌种接种到培养基上，培养中的的温度一般控制在15～18℃。B、菌种的作用特点（1）产生蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸。（2）产生的脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。腐乳制作的实验流程让豆腐上长出毛霉加盐腌制加卤汤装瓶密封腌制。影响腐乳品质的条件（1）．卤汤直接关系到腐乳的色、香、味。卤汤中的酒可以选用料酒、黄酒、米酒、高粱酒等，含量一般控制在12%左右。加酒可以抑制微生物的生长，同时能使腐乳具有独特的香味。香辛料种类很多，如：胡椒、花椒、八角、桂皮、姜、辣椒等，香辛料可以调制腐乳的风味，也具有防腐杀菌的作用。（2）．控制好材料的用量①用盐腌制时，若盐的浓度过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；若盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。②卤汤中酒的含量应控制在12%左右。酒精含量过高，腐乳成熟的时间会延长；酒精含量过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败。5、泡菜的制作：与泡菜制作关系密切的生物是乳酸菌，它是单细胞原核生物，代谢类型为异养厌氧型。膳食中的绝大部分亚硝酸盐在人体内以“过客”的形式随尿排出，只在特定的条件下才会转变成致癌物质——亚硝胺。制作泡菜配制盐水时，清水与盐的质量比一般为4：1，泡菜坛加坛沿水的目的是形成无氧环境。腌制过程中，细菌的大量繁殖会导致亚硝酸盐含量增加，一般在腌制10天后，亚硝酸盐含量开始下降。【高考母题】：下面是果酒和果醋制作的实验流程和某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。根据图示回答下列问题：（1）完成图1中的实验流程。（2）冲洗的主要目的是，冲洗应特别注意不能，以防止菌种的流失。（3）图2装置中的充气口在时关闭，在时连接充气泵，并连续不断地向内。（4）排气口在果酒发酵时排出的气体是由产生的，在果醋发酵时排出的是。（5）写出与（4）题有关的反应方程式：。（6）若在果汁中就含有醋酸菌，在果酒发酵旺盛时，醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？说明原因。。（7）在酒精发酵时瓶内温度一般应控制为。醋酸发酵时温度一般应控制为。（8）家庭酿造米酒过程中，总会发现坛内总是先“来水”后“来酒”。先“来水”的原因是；后“来酒”的原因是,“来酒”过程的生化反应式可表示为。（9）制作过程并未对用具专门进行灭菌，坛口也未严格密封，但一般情况下，坛内的米饭不会被杂菌污染，试简要阐明理由：①发酵前期（初始阶段）：。②发酵过程中：。（10）根据推测，在此酿制过程中，坛内物质的重量会，原因是。答案（1）醋酸发酵（2）洗去浮尘反复冲洗（3）果酒发酵果醋发酵泵入空气（氧）（4）酵母菌CO2剩余（含氧量少）的空气、CO2（5）C6H12O62C2H5OH+2CO2C2H5OH+O2CH3COOH+H2O（6）不能。因为果酒发酵时的缺氧能抑制醋酸菌生长，且醋酸菌发酵条件是氧气充足（7）18～25℃30～35℃（8）开始有氧呼吸，进行有氧呼吸产生水后期造成无氧环境，进行无氧呼吸产生酒精C6H12O62C2H5OH+2CO2（9）①煮熟杀死了一些其他微生物，18℃～25℃不适于其他微生物繁殖，而酵母菌的大量繁殖占据了生存空间②在缺氧、呈酸性的发酵液中，大多数其他微生物无法适应而受抑制（10）减轻在有氧、无氧条件下，均有CO2产生，生产过程中不断排出CO2专题二微生物的培养与应用【基础知识】：（一）培养基（1）培养基可分为液体培养基和固体培养基（按照物理性质）。在液体培养基中加入凝固剂琼脂后，制成琼脂固体培养基。微生物在固体培养基表面生长，可以形成肉眼可见的菌落。根据菌落的特征可以判断是哪一种菌。（2）各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐及生长因子五种营养物质。碳源：能为微生物的代谢提供碳元素的物质。如CO2、NaHCO3等无机碳源；糖类、蛋白质、脂肪等有机碳源。异养微生物只能利用有机碳源。单质碳不能作为碳源。氮源：能为微生物的代谢提供氮元素的物质。如N2、NH3、NO3-、NH4+、蛋白质、氨基酸等。只有固氮微生物才能利用N2。（二）无菌技术高考资源网高考资源网（1）获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，要注意以下几个方面：①对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。③为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。（2）消毒与灭菌的区别消毒指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物（不包括芽孢和孢子）。消毒方法常用煮沸消毒法，还有化学药剂（如酒精、氯气、石炭酸等）消毒、紫外线消毒。灭菌则是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。（三）制作牛肉膏蛋白胨固体培养基（1）方法步骤：计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。（2）倒平板操作的步骤：①将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上，右手拿装有培养基的锥形瓶，左手拔出棉塞。②右手拿锥形瓶，将瓶口迅速通过火焰。③用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，右手将锥形瓶中的培养基（约10～20mL）倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖。④等待平板冷却凝固，大约需5～10min。然后，将平板倒过来放置，使培养皿盖在下、皿底在上。（四）纯化大肠杆菌（1）微生物接种的方法最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。（2）平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作。（3）稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。分为系列稀释操作和涂布平板操作两步。（4）用平板划线法和稀释涂布平板法接种的目的是：使聚集在一起的微生物分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落，以便于纯化菌种。（5）平板划线法操作步骤：略（6）涂布平板操作的步骤：略（五）统计菌落数目（1）测定微生物数量的常用方法有稀释涂布平板法和显微镜直接计数。（2）稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目的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细菌。为了保证结果准确，一般设置3～5个平板，选择菌落数在30～300的平板进行计数，并取平均值。统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，因此，统计结果一般用菌落数而不是活菌数来表示。微生物的分离选择培养基选择培养基的含义是：在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进需要的微生物的生长。目的是从众多微生物中分离所需要的微生物。在培养基中加入某种化学物质可以做到这一点，如加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌。加入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌。这里的加入是在培养的培养成分的基础上加入的。培养基中的营养成分的改变也可达到分离微生物的目的。如培养基中缺乏氮源时，可以分离固氮微生物，因为非固氮微生物不能在此培养基上生存。当培养基的某种营养成分为特定化学成分时，也具有分离效果。如石油是唯一碳源时，可以抑制不能利用石油的微生物的生长，使能够利用石油的微生物生存，达到分离能消除石油污染的微生物的目的。改变微生物的培养条件，也可以达到分离微生物的目的，如将培养基放在高温环境中培养只能得到耐高温的微生物。小结如下表：分离的微生物类型培养基的要求分离的微生物类型培养基的要求①自生固氮菌无氮培养基②金黄色葡萄球菌加入过量的NaCl③酵母菌和霉菌加入青霉素④硝化细菌用NH3作为氮源⑤自养型微生物CO2等无机物作为碳源⑥异养型微生物糖类等有机物作为碳源⑦工程菌在培养基中加入与标记基因相关的物质，如标记基因为抗四环素基因，则培养基中加入四环素。微生物的鉴别运用鉴别培养基鉴别某类微生物。鉴别培养基是根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成的，用来鉴别不同种类的微生物。如鉴定大肠杆菌应在培养基中加入伊红、美蓝试剂；依固体培养基中菌落的特征对菌种进行鉴定。【高考母题】：尿素是一种重要的农业肥料，但若不经细菌的分解，就不能更好地被植物利用。生活在土壤中的微生物种类和数量繁多，同学们试图探究土壤中微生物对尿素是否有分解作用，设计了以下实验，并成功筛选到能高效降解尿素的细菌（目的菌）。培养基成分如表所示，实验步骤如图所示。请分析回答问题：KH2PO41.4gNa2HPO42.1gMgSO4·7H2O0.2g葡萄糖10g尿素1g琼脂15g将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到100mL（1）此培养基能否用于植物组织培养？，理由是。（2）培养基中加入尿素的目的是筛选，这种培养基属于培养基。在选择培养过程中的所有生物的关系包括_________________________。（3）“目的菌”生长所需的氮源和碳源分别来自培养基中的和，实验需要振荡培养，原因是。由此推测“目的菌”的代谢类型是_______________。（4）转为固体培养基时，常采用的方法接种，获得单菌落后继续筛选。从一支试管向另一支试管接种时注意，接种环要用酒精灯（“内”或“外”）焰灭菌，并且待接种环后蘸取菌种，试管口不能离开酒精灯火焰附近，将接种的试管放入℃冰箱中保藏。土壤中高效尿素降解细菌的产生的主要原因是____________________。（5）下列材料或用具：①培养细菌用的培养基与培养皿，②玻棒、试管、锥形瓶和吸管，③实验操作者的双手。其中需要灭菌的是：；需要消毒的是：。（填序号）（6）在进行分离分解尿素的细菌实验时，A同学从培养基上筛选出大约150个菌落，而其他同学只选择出大约50个菌落。A同学的实验结果产生的原因可能有（填序号）①由于土样不同②由于培养基污染③由于操作失误④没有设置对照（7）若研究“目的菌”的生长规律，将单个菌落进行液体培养，可采用___________的方法进行计数，以时间为横坐标，以__________为纵坐标，绘制生长曲线。（8）实验结束后，使用过的培养基应该进行处理后，才能倒掉。答案（1）不能缺少植物激素（或缺少植物需要的各种营养）（2）目的菌选择种内关系和种间关系（3）尿素葡萄糖为目的菌提供氧气异养需氧型（4）涂布平板（划线）外冷却4基因突变（5）①和②③（6）①②③（答出两个给1分，全对给2分）（7）定期取样“目的菌”数目的对数（8）灭菌专题三植物组织培养下图是利用基因型为AaBb的某二倍体植物作为实验材料所做的一些实验示意图，请分析回答：（1）在途径1、2、3中①②过程所采用的生物学技术是，其中①是__________________，①②是_______________________。（2）由途径1形成的植物B的可能基因型为，植株B成熟时不可育的原因是。（3）从到到的培育过程，需要调控的植物激素至少有（4）一般情况下，相同发育程度的植株C与植株E的性状。（填“相同”、“不相同”或“不一定相同”）（5）从植株A到植株C的过程属于，从植株A到植株D的过程属于。（均填生殖方式）（6）在相同条件和相同发育程度的情况下，植株D的表现型与植株A相同的可能性为。（7）若要提取紫草素，则需培养到_____________时期，若要制作人工种子，需培养到___________________时期。（8）途径1中得到的幼苗经_______________________处理可得到用于生产的Aabb植株，这种植株占总数的__________。途径2和途径3培养得到的植株的基因型__________________（填“相同”或“不同”）；果实G的种皮细胞基因型与植株A细胞的基因型_______________（填“相同”或“不同”）。若此植物的体细胞有20对染色体，则进行此植物的基因组研究时，需研究一个细胞是的_______________条染色体。答案（1）植物组织培养脱分化再分化（2）AB、Ab、aB、ab减数分裂时因无同源染色体，因而无法进行正常联会，故不能形成正常的生殖细胞（3）细胞分裂素与生长素（4）相同（5）营养生殖（无性生殖）有性生殖（6）9/16（7）愈伤组织胚状体相同相同20专题四酶的研究与应用【基础知识】：一、果胶酶在果汁生产中的作用1．果胶酶的组成及作用：果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶，能使果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸。2．酶的活性及影响酶活性的因素（1）酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力，可用反应速度来表示。（2）影响酶活性的因素：温度、pH和酶的抑制剂等条件都会影响酶的活性。二、探讨加酶洗衣粉的洗涤效果1．加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。2．常用的酶制剂包括蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶四类。三、酶母细胞的固定化★1.酶和细胞固定化的基础知识①．固定化酶技术使用的反应柱上的孔应满足酶颗粒不能通过，反应溶液自由通过，若反应物颗粒过大则不能用此法。②固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括包埋法、化学结合法和物理吸附法。其中细胞多采用包埋法固定化。2.实验操作（1）．活化就是指让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。（2）．配制海藻酸钠溶液时要用酒精灯加热，加热时要用小火，或者间断，反复几次，直以海藻酸钠溶化为止。（3）．制作成功的凝胶珠应为球形，颜色为乳白_但又不能过浅。（4）．将凝胶珠加入用于发酵的葡萄糖溶液后发现有气泡产生，同时有酒味散发。（5）．固定化酶的步骤酵母细胞的活化→配制0.05mol/L的CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞。（6）．配制过程中，一定要等海藻酸钠溶液冷却后，才能加入酵母细胞。【高考母题】：某一实验小组的同学，欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，实验材料及用具齐全。（1）酵母细胞的固定化采用的方法是，原因是（2）在状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化时。（3）请你说一说，该实验小组的同学在制备固定化酵母细胞的过程中应注意的事项：（至少写出4点）①、②、③、④。（4）该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵：①请指出标号为a、b、c的名称：a.、b.、c.。②从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是：。③为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复运用，实验过程中，一定要在条件下进行。④加入反应液后的操作是。⑤装置的长导管起到什么作用？。（5）该实验中CaCl2溶液的作用是。（6）实验过程中，可能得到的现象：，实验过程中，装置内可能会发生的反应式为：。若各种发酵条件适宜，但酒精产量很少，则进行酵母固定化操作中可能存在的问题主要是：________________________________和_________________________________。答案（1）包埋法细胞个体大，不易从包埋材料中漏出（2）缺水正常的生活体积会增大（3）①配制氯化钙溶液时应用蒸馏水②海藻酸钠溶液应用小火或间断加热③海藻酸钠溶液冷却至常温再加入酵母细胞④注射器中的海藻酸钠和酵母细胞的混合物应滴入氯化钙溶液（4）①固定化酵母反应柱多孔筛板②浓度过高酵母细胞因失水过多而死亡③无菌④关闭活塞1和活塞2⑤释放CO2，防止空气进入反应柱（5）使胶体聚沉（6）有气泡产生、有酒味散发C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O；C6H12O62C2H5OH+2CO2接种的菌种量太少未等海藻酸钠冷却就进行接种专题五DNA和蛋白质技术A、DNA的粗提取与鉴定一、实验原理提取生物大分子的基本思路是选用一定的物理或化学方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。对于DNA的粗提取而言，就是要利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。1．DNA的溶解性DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同（在0.14mol/L时DNA的溶解度最小），利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。此外，DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步的分离。2．DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性蛋白酶能水解蛋白质，但是对DNA没有影响。大多数蛋白质不能忍受60—80oC的高温，而DNA在80oC以上才会变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。3．DNA的鉴定在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。二、实验设计实验材料的选取凡是含有DNA的生物材料都可以考虑，但是使用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大，如鸡血的红细胞。破碎细胞，获取含DNA的滤液动物细胞的破碎比较容易，以鸡血细胞为例，在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可。如果实验材料是植物细胞，需要先用洗涤剂溶解细胞膜。例如，提取洋葱的DNA时，在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液。去除滤液中的杂质方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质，不分解DNA；方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同。DNA的析出与鉴定将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等、冷却的酒精溶液，静置2～3min，溶液中会出现白色丝状物，这就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸取上面的水分。取两支20ml的试管，各加入物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液5ml，将丝状物放入其中一支试管中，用玻璃棒搅拌，使丝状物溶解。然后，向两支试管中各加入4ml的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min，待试管冷却后，比较两支试管溶液颜色的变化，看看溶解有DNA的溶液是否变蓝。B、血红蛋白的提取和分离一、实验原理1．凝胶色谱法（分配色谱法）：原理：分子量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快；分子量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流动慢。分离过程：混合物上柱→洗脱→大分子流动快、小分子流动慢→收集大分子→收集小分子洗脱：从色谱柱上端不断注入缓冲液，促使蛋白质分子的差速流动。2．缓冲溶液（1）原理：由弱酸和相应的强碱弱酸盐组成（如H2CO3－NaHCO3，NaH2PO4/Na2HPO4等），调节酸和盐的用量，可配制不同pH的缓冲液。（2）缓冲液作用：抵制外界酸、碱对溶液pH的干扰而保持pH稳定。3．凝胶电泳法：（1）原理：不同蛋白质的带电性质、电量、形状和大小不同，在电场中受到的作用力大小、方向、阻力不同，导致不同蛋白质在电场中的运动方向和运动速度不同。（2）分离方法：琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳等。（3）分离过程：在一定pH下，使蛋白质基团带上正电或负电；加入带负电荷多的SDS，形成“蛋白质－SDS复合物”，使蛋白质迁移速率仅取决于分子大小。三、所用材料哺乳动物及人的成熟的红细胞是双面凹圆饼状，没有细胞核和细胞器。其含有的血红蛋白是有色蛋白，因此在凝胶色谱分离时可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集脱液。这使血红蛋白的分离过程非常直观，大大简化了实验操作。专题六植物组织有效成份的提取【高考母题】：生物组织中有机物的提取方法有很多种。例如，凝胶色谱法、电泳法、蒸馏法、压榨法和萃取法等，不同的有机物提取的方法各有不同。（1）玫瑰精油称为“液体黄金”，是世界香料工业不可取代的原料，提取出的玫瑰精油要求不含有任何添加剂或化学原料，其提取方法主要是。（2）杏仁油富含矿物质和维生素，是一种质地轻柔、高渗透性的保湿剂，主要通过法提取。（3）胡萝卜素易溶于有机溶剂中，据此可用____________的方法提取。提取的胡萝卜素粗品可通过_____________进行鉴定。萃取胡萝卜素前，要将胡萝卜彻底粉碎的主要目的是__________________________，萃取的效率主要取决于。最后用蒸馏装置，对萃取的样品进行。（4）血红蛋白的提取方法可以采用，该方法主要是利用血红蛋白的哪一特性将它与其他物质分开的？。（5）DNA提取时，可以利用DNA在而析出，为了纯化提取的DNA，向DNA滤液中加入嫩肉粉，目的是，DNA鉴定时，可以使用试剂并在沸水中加热产生蓝色反应。（6）在提取玫瑰精油的实验流程中，向乳化液中加入NaCl的目的是。答案（1）水蒸气蒸馏法（2）压榨（3）有机溶剂萃取（或萃取）纸层析使原料颗粒变小，可以增加与萃取剂的接触面积，加大萃取效率萃取剂的性质和使用量浓缩（4）凝胶色谱法相对分子质量的大小（5）浓度为0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度小分解蛋白质二苯胺（6）使油水分层选修三现代生物科技专题专题七基因工程与蛋白质工程【基础知识】：1、（a）基因工程的诞生（一）基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。2、（a）基因工程的原理及技术原理：基因重组技术：（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。（3）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。2.“分子缝合针”——DNA连接酶(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。②区别：E·coliDNA连接酶来源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。3.“分子运输车”——载体（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。（2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。（3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒(二)基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。3.PCR技术扩增目的基因（1）原理：DNA双链复制（2）过程：第一步：变性，加热至90～95℃DNA解链；第二步：复性，冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：延伸，加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。第二步：基因表达载体的构建1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因（1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。（2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。（3）标记基因的作用：是为了鉴定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。常用的标记基因是抗生素基因。第三步：将目的基因导入受体细胞_1.转化的概念：是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。2.常用的转化方法：将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。此方法的受体细胞多是受精卵。将目的基因导入微生物细胞：用Ca2+处理获得感受态细胞3.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。第四步：目的基因的检测和表达1.首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子杂交技术。2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。基因探针：用放射性同位素标记的含目的基因的DNA单链。3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原－抗体杂交。4.有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。（三）基因工程的应用1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。3.基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。4．了解“乳腺生物反应器”、“膀胱生物反应器”（四）蛋白质工程的概念直接改造对象是基因！蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）（1）蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质（2）蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。基本途径：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，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）；以下按照基因工程的一般步骤进行。（注意：目的基因只能用人工合成的方法）设计中的困难：如何推测非编码区以及内含子的脱氧核苷酸序列【高考母题】：萤火虫发光是体内荧光素酶催化一系列反应所产生的现象。如果荧光素酶存在于植物体内，也可使植物体发光。一直以来荧光素酶的惟一来源是从萤光虫腹部提取。但加利福尼亚大学的一组科学家成功地通过转基因工程实现了将荧光素酶基因导入到大肠杆菌体内，并在大肠杆菌体内产生荧光素酶。请你根据已有的知识回答下列有关问题：（1）在此转基因工程中，目的基因是，具体操作过程中下图所示的黏性末端是由种限制性核酸内切酶作用产生的。（2）在上述过程中需要多种酶的参与，其中包括限制性核酸内切酶、DNA聚合酶和等。（3）将此目的基因导入到大肠杆菌体内需要载体的帮助。下列各项是选取载体时必须考虑的是（多选）。A.能够在宿主细胞内复制并稳定保存B.具有特定的限制酶切割位点C.具有与目的基因相同的碱基片段D.具有某些标记基因（4）本实验中将目的基因导入大肠杆菌的载体可以是（多选）。A.质粒B.动物病毒C.噬菌体D.植物病毒（5）在此转基因工程中，将体外重组DNA导入大肠杆菌体内，并使其在细胞内维持稳定和表达的过程称为。最常用的方法是首先用处理大肠杆菌，目的是。（6）目的基因是否导入受体细胞，用技术来检测。目的基因是否表达出相应的蛋白质，除了通过大肠杆菌是否发光来确定外，还可以通过特异性反应来判断。答案（1）荧光素酶基因2（2）DNA连接酶（3）A、B、D（4）A、C（5）转化Ca2+使大肠杆菌细胞处于能够吸收周围DNA分子的状态（处于感受态细胞状态）（6）DNA分子杂交抗原—抗体专题八细胞工程【基础知识】（一）植物细胞工程1.理论基础（原理）：细胞全能性2.植物组织培养技术（b）脱分化再分化（1）过程：脱分化再分化离体的植物器官、组织或细胞(外植体)――→愈伤组织――→胚状体（或丛芽）试管苗――→植物体（2）用途：微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。A植物繁殖微型繁殖：可以高效快速地实现种苗的大量繁殖作物脱毒：采用茎尖组织培养来除去病毒（因为植物分生区附近的病毒极少或没有）人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经人工薄膜包装得到的种子。优点：完全保持优良品种的遗传特性，不受季节的限制；方便储藏和运输B作物新品种培育单倍体育种：a过程：植株（AaBb）通过减数分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab四种类型）；对花粉进行花药离体培养（技术是植物组织培养）；得到单倍体植株；对其幼苗时期进行秋水仙素处理；得到了正常的纯合二倍体植株（AABB、AAbb、aaBB、aabb四种类型）。b优点：明显缩短育种年限C突变体利用：在组织培养中会出现突变体，通过从有用的突变体中选育出新品种（如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体）D细胞产物的生产：通过能够产生对人们有利的产物的细胞进行组织培养，从而让它们能够产生大量的细胞产物。（3）地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。3.植物体细胞杂交技术纤维素酶和果胶酶去细胞（1）过程：纤维素酶和果胶酶去细胞原生质体原生质体（2）诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。（3）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。（二）动物细胞工程1.动物细胞培养（a）（1）概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。（2）动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。（3）细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。（4）动物细胞培养需要满足以下条件①无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。②营养：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等天然成分。③温度：适宜温度：哺乳动物多是36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4。④气体环境：95%空气＋5%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。会用CO2气体培养箱。（5）动物细胞培养技术的应用：制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。2.动物体细胞核移植技术和克隆动物（1）哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植（比较容易）和体细胞核移植（比较难）。（2）选用去核卵(母)细胞的原因：①、卵(母)细胞比较大，容易操作；②、卵(母)细胞细胞质多，营养丰富。③、比较容易激发细胞核全能性的表达。（3）体细胞核移植的大致过程是：高产奶牛（提供体细胞）进行细胞培养；同时采集卵母细胞，在体外培养到减二分裂中期的卵母细胞，去核（显微操作）[注：为什么要用卵细胞？它可以提供充足的营养；操作简便；细胞质不会抑制细胞核全能性的表达]；将供体细胞注入去核卵母细胞；通过电刺激使两细胞融合，供体核进入受体卵母细胞，构建重组胚胎；将胚胎移入受体（代孕）母牛体内；生出与供体奶牛遗传基因相同的犊牛（4）体细胞核移植技术的应用：①加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育；②保护濒危物种，增大存活数量；③生产珍贵的医用蛋白；④作为异种移植的供体；⑤用于组织器官的移植等。（5）体细胞核移植技术存在的问题：克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。3.动物细胞融合（1）动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。（2）动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似，常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等。（3）动物细胞融合的意义：克服了远缘杂交的不亲和性，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物生物新品种培育的重要手段。（4）动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：细胞工程植物体细胞杂交动物细胞融合理论基础细胞的全能性、细胞膜的流动性细胞增殖、细胞膜的流动性融合前处理酶解法去除细胞壁（纤维素酶、果胶酶）注射特定抗原，免疫处理正常小鼠诱导手段物理法:离心、振动、电激化学法：聚乙二醇（PEG）物理法:离心、振动、电激化学法：聚乙二醇生物法：灭活的病毒（灭活的仙台病毒）诱导过程第一步：原生质体的制备（酶解法）第二步：原生质体融合（物、化法）第三步：杂种细胞的筛选和培养第四步：杂种植株的诱导与鉴定正常小鼠免疫处理动物细胞的融合（物、化、生法）杂交瘤细胞的筛选与培养专一抗体检验阳性细胞培养单克隆抗体的提纯用途和意义克服远缘杂交的不亲和障碍，大大扩展杂交的亲本组合范围应用：白菜-甘蓝等杂种植株制备单克隆抗体诊断、治疗、预防疾病，例如“生物导弹”治疗癌症4.单克隆抗体（1）抗体：一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。从血清中分离出的抗体产量低、纯度低、特异性差。（2）单克隆抗体的制备过程：对免疫小鼠注射特定的抗原蛋白（目的使小鼠产生了效应B细胞）；提取B淋巴细胞；同时用动物细胞培养的方法培养骨髓瘤细胞并提取；促使它们细胞融合[注：融合的结果是有很多不符合要求的；如有2个B淋巴细胞融合的细胞等，所以要进行筛选，筛选出杂交瘤细胞]；在特定的选择培养基上筛选出融合的杂种细胞[特点是能迅速大量增殖，又能产生专一的抗体]；然后对它进行克隆化培养和抗体检测[筛选出能够分泌所需抗体的杂种细胞]；最后将杂交瘤细胞在体外做大规模培养或注射入小鼠腹腔内增殖，从细胞培养液或小鼠腹水中可得到大量的单克隆抗体。（3）杂交瘤细胞的特点：既能大量繁殖，又能产生专一的抗体。（4）单克隆抗体的优点：特异性强，灵敏度高，并能大量制备。（5）单克隆抗体的作用：作为诊断试剂：准确识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合，具有准确、高效、简易、快速的优点。用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗癌症治疗，可制成“生物导弹”，也有少量用于治疗其它疾病。【高考母题】题一、玉米是一种主要的农作物，为了提高玉米的产量，科学家做了大量的研究工作。如图是关于玉米培养的过程，请据图回答：（1）取玉米幼苗的茎尖进行，如图A→C，发育成植株D，取D的花药进行离体培养成幼苗，属于，如图E→F，经秋水仙素处理后发育成植株G；从生殖方式上分析，A→D属于生殖；从细胞分裂方式上分析，E→F过程中进行了分裂。（2）取茎尖进行培养的原因是。（3）A→C的过程要严格控制。（4）用A→D过程获得的植株D，称为。若用D进行繁殖，种植的植株就或感染病毒。（5）用E→G途径育种的优点是。（6）若想培育出一种新的玉米品种，可以采用育种方式；若想培育出一种能抗虫的玉米新品种，可以采用育种；若想培育出一种地上结玉米，地下结马铃薯的植株，可以利用技术。答案（1）组织培养单倍体育种无性有丝（2）分生区附近病毒极少，甚至无病毒（3）无菌（4）脱毒苗不会极少（5）直接得到稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种年限（6）诱变基因工程植物体细胞杂交题二、下面两幅图分别是单克隆抗体制备过程和克隆羊培育过程示意图，请据图回答下列问题：（1）图甲和图乙所示的过程中，都必须用到的动物细胞工程技术手段是。（2）图甲中②过程常在诱导下完成，④过程与体外培养相比，其优点是。（3）单克隆抗体能定向攻击癌细胞，主要是利用其。（4）若不考虑环境因素影响，克隆羊的性状全部像白面绵羊吗？。原因是。（5）图乙过程的技术具有多种用途，但是不能（）A.有选择地繁殖某一性别的家畜B.繁殖家畜中的优良个体C.用于保存物种D.改变动物的核基因（6）在目前现有技术条件下，还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体，而是必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中才能发育成新个体，你认为原因最可能是（）A.卵细胞大，便于操作B.卵细胞含有的营养物质多C.卵细胞的细胞质可使体细胞核全能性得到表达D.重组细胞才具有全能性答案（1）动物细胞培养（2）聚乙二醇（或灭活的病毒，物理方法如离心、振动，电刺激也可）不需特定的培养基，不需严格的外界环境条件（3）导向作用（4）不是卵细胞细胞质的遗传物质也能控制某些性状（5）D（6）C专题九胚胎工程【基础知识】胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。（一）动物胚胎发育的基本过程1、受精场所是母体的输卵管。2、卵裂期：特点：细胞有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体体积并不增加，或略有减小。有机物总量下降。3、桑椹胚：特点：胚胎细胞数目达到32个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹。是全能细胞。4、囊胚：特点：细胞开始出现分化（该时期细胞的全能性仍比较高）。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织。中间的空腔称为囊胚腔，周围是滋养层细胞。5、原肠胚：特点：有了三胚层的分化，具有囊胚腔和原肠腔。（二）胚胎干细胞1、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。2、具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。3、胚胎干细胞的主要用途是：①可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；②是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段；③可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合症、少年糖尿病等；④利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能；⑤随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。（三）胚胎工程的应用1.体外受精和胚胎的早期培养(1)卵母细胞的采集和培养：主要方法：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。第二种方法：从刚屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞；第三种方法是借助超声波探测仪、腹腔镜等直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。采集的卵母细胞，都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。(2)精子的采集和获能：在体外受精前，要对精子进行获能处理。(3)受精：获能的精子和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。(4)胚胎的早期培养：精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。不同动物胚胎移植的时间不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎可在4个细胞阶段移植。)2.胚胎移植(1)胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内，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”，接受胚胎的个体称为“受体”。（供体为优良品种，作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。）地位：如转基因、核移植，或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必须经过胚胎移植技术才能获得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。(2)胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。(3)生理学基础：①动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。(4)基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入－196℃的液氮中保存。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。3.胚胎分割(1)概念：是指采用机械方法将早期胚胎切割2等份、4等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。(2)意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。(3)材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。）(4)操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。【高考母题】下图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程。请回答下列问题：（1）A细胞是，在进行体外受精前要对精子进行处理，处理时常采用_________法。（2）进行胚胎分割时，应选择发育到时期的胚进行操作。（3）②指的是。（4）通过胚胎分割产生的两个或多个个体共有的特点是。（5）在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意。（6）受体母牛必须和供体牛属于。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是。（7）提供A的供体牛要经过_________________激素预处理；接受胚胎的受体母牛需要经过_____________激素预处理。（8）胚胎移植技术在生产实践中的主要意义在于________________________________________________。答案（1）（次级）卵母细胞获能化学（2）囊胚（3）囊胚腔（4）具有相同的遗传物质（5）胚胎分割要将内细胞团均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发育（6）同一种物种受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应（7）促性腺激素孕激素（8）胚胎移植技术可以加快优良种畜的繁殖速度，迅速推广新品种专题十生物技术的安全性和伦理问题【基础知识】1.转基因生物的安全性争论：(1)基因生物与食物安全：反方观点：反对“实质性等同”、出现滞后效应、出现新的过敏原、营养成分改变正方观点：有安全性评价、科学家负责的态度、无实例无证据(2)转基因生物与生物安全：对生物多样性的影响反方观点：扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵外来物种、重组出有害的病原体、成为超级杂草、有可能造成“基因污染”正方观点：生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限(3)转基因生物与环境安全：对生态系统稳定性的影响反方观点：打破物种界限、二次污染、重组出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体正方观点：不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境2.生物技术的伦理问题(1)克隆人：两种不同观点，多数人持否定态度。否定的理由：克隆人严重违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用；克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；克隆人是在人为的制造在心理上和社会地位上都不健全的人。肯定的理由：技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法解决。不成熟的技术也只有通过实践才能使之成熟。中国政府的态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。(2)试管婴儿：两种目的试管婴儿的区别两种。不同观点，多数人持认可态度。否定的理由：把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重；早期生命也有活下去的权利，抛弃或杀死多余胚胎，无异于“谋杀”。肯定的理由：解决了不育问题，提供骨髓中造血干细胞救治患者最好、最快捷的方法，提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤。(3)基因身份证：否定的理由：个人基因资讯的泄漏造成基因歧视，势必造成遗传学失业大军、造成个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。肯定的理由：通过基因检测可以及早采取预防措施，适时进行治疗，达到挽救患者生命的目的。3.生物武器(1)种类：致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌。(2)散布方式：吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等。(3)特点：致病力强、多数具传染性、传染途径多、污染面广、有潜伏期、不易被发现、危害时间长等。(4)禁止生物武器公约及中国政府的态度：在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。【高考母题】棉铃虫是一种严重危害棉花的害虫。我国科学家发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌，它能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死，而此毒蛋白对人畜无害。通过基因工程方法，我国已将该毒蛋白基因移入棉株细胞内并实现成功表达。由于棉铃虫吃了含这种转基因棉花的植株后就会死亡，所以该棉花新品种在1998年推广后，已取得了很好的经济效益。请根据上述材料回答下列问题：（1）害虫在喷洒农药进行化学防治后，抗药性增强是的结果。（2）毒蛋白对人畜无害