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新人教版生物學(xué)選擇性必修3《生物技術(shù)與工程》知識(shí)梳理
第一章 發(fā)酵工程
第一節(jié) 傳統(tǒng)發(fā)酵技術(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(duì)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_適宜_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
嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品
(1)乳酸菌
①代謝特點(diǎn)
_厭氧_細(xì)菌，代謝類型為_異養(yǎng)厭氧型_；在_無氧_的情況下能將_葡萄糖_分解成_乳酸_；
②發(fā)酵原理(反應(yīng)簡(jiǎn)式)
C6H12O62C3H6O3(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
_空氣_、_土壤_、植物體表_、_人或動(dòng)物的腸道內(nèi)_
⑤常見類型
_乳酸鏈球菌_和_乳酸桿菌_
(2)酵母菌
①代謝特點(diǎn)
是一類_單細(xì)胞真菌_，是_兼性厭氧_微生物；在_無氧_的條件下能進(jìn)行_酒精發(fā)酵_
②重要影響因素
__溫度__是影響酵母菌生長(zhǎng)的重要因素；釀酒酵母的最適生長(zhǎng)溫度約為_28℃_；
③發(fā)酵原理(反應(yīng)簡(jiǎn)式)
④生產(chǎn)應(yīng)用
可用于_釀酒_、_制作饅頭和面包_等
⑤分布
在一些_含糖量較高_(dá)的_水果_、蔬菜表面_
(3)醋酸菌
①代謝特點(diǎn)
_好氧_細(xì)菌，代謝類型是異養(yǎng)需氧型 ；當(dāng)_O2、糖源都充足 時(shí)，能將_糖_分解為_醋酸_； 當(dāng)_缺少糖源_時(shí)則將_乙醇_轉(zhuǎn)化為_乙醛_，再將_乙醛_變?yōu)開醋酸 ；多數(shù)醋酸菌的最適生長(zhǎng)溫度為_30-35℃_；
②發(fā)酵原理(反應(yīng)簡(jiǎn)式)
③生產(chǎn)應(yīng)用
醋酸菌可用于制作各種風(fēng)味的_醋_
探究.實(shí)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：C6H12O6―→2C3H6O3(乳酸)+能量
2．實(shí)驗(yàn)流程
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(shí)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(cè)定
(1)原理
亞硝酸鹽＋對(duì)氨基苯磺酸 →反應(yīng)物＋N 1 萘基乙二胺鹽酸鹽→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(biāo)準(zhǔn)顯色液 進(jìn)行對(duì)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
→→→
探究.實(shí)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生酵母菌 ；
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
3.發(fā)酵條件：
①溫度：將溫度控制在_18-30℃_進(jìn)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(jìn)行_酒精發(fā)酵_；
制作流程:
制作果醋：
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_；
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(jìn)一步發(fā)酵成果醋 ；
②當(dāng)糖源充足時(shí)，醋酸菌還可以直接將糖分解為醋酸 ；
③相關(guān)反應(yīng)式
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_
制作流程(以乙醇為底物的類型為例)
第二節(jié) 微生物的基本培養(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(xué)顯微鏡或電子顯微鏡才能觀察到的 一切微小生物 的總稱。
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(xì)胞群體 ，這就是菌落。由單個(gè)微生物繁殖 形成的純培養(yǎng)物就是一個(gè)單菌落 ；
*一個(gè)單菌落就是一個(gè)種群。
培養(yǎng)基的配制
(1)概念：人們按照微生物對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配制出的供其生長(zhǎng)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(jī)鹽 ，此外還要滿足微生物生長(zhǎng)對(duì)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(gè)方面：
①對(duì)操作的_空間 、操作者的_衣著_和_手_進(jìn)行_清潔_和_消毒_；
②對(duì)用于微生物培養(yǎng)的_器皿_、__接種用具_(dá)_和__培養(yǎng)基_等進(jìn)行__滅菌_；
(3)無菌技術(shù)主要包括消毒和滅菌
項(xiàng)目 理化因素的作用強(qiáng)度 能否消滅芽孢和孢子 常用方法
消毒 較為溫和 不能 煮沸消毒法、巴氏消毒法、化學(xué)藥物消毒法、紫外線照射
滅菌 強(qiáng)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(xué)中，將接種于_培養(yǎng)基_內(nèi)，在_合適條件_下形成的__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(gè)體_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(gè)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—滅菌—接種—分離—培養(yǎng)。
探究.實(shí)踐：酵母菌的純培養(yǎng)
1.原理：
采用_平板劃線法_和__稀釋涂布平板法_將_單個(gè)_微生物_分散_在_固體培養(yǎng)基_上，之后得到的_單菌落_一般是由單個(gè)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—滅菌—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 。
(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(shí)驗(yàn))和一個(gè)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(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
A.培養(yǎng)基滅菌后為什么要冷卻到50℃左右時(shí)開始倒平板？
瓊脂是一種多糖，在44℃以下凝固，倒平板時(shí)，若低于50℃不及時(shí)操作，瓊脂會(huì)凝固。
B.為什么倒平板和接種整個(gè)過程要在酒精燈火焰旁進(jìn)行？
避免雜菌污染
C.倒平板時(shí)為什么要使錐形瓶的瓶口通過火焰？
通過灼燒滅菌，防止瓶口的微生物污染培養(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(gè)平板還能用來培養(yǎng)微生物嗎？為什么？
不能；因?yàn)榭諝庵械奈⑸锟赡茉诿笊w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？
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
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(jì)數(shù)
1. 選擇培養(yǎng)基：在微生物學(xué)中，_允許特定種類_的微生物生長(zhǎng)，同時(shí)_抑制或阻止其他種類_微生物生長(zhǎng)的培養(yǎng)基。
2. 微生物的選擇培養(yǎng)：
(1)方法：_稀釋涂布平板法__；
(2)方法概述：由于土壤細(xì)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(duì)土壤進(jìn)行_充分稀釋_，然后再將菌液_涂布_到制備好的_選擇培養(yǎng)基_上；兩個(gè)基本操作：_梯度稀釋_和_涂布平板_。
(3)操作流程
―→―→―→―→
微生物的數(shù)量測(cè)定
間接計(jì)數(shù)法(稀釋涂布平板法) 直接計(jì)數(shù)法(顯微計(jì)數(shù)法)
原理 當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)的一個(gè)菌落，來源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌，通過統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)，就能推測(cè)出樣品中大約含有多少活菌 利用特定細(xì)菌計(jì)數(shù)板或血細(xì)胞計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下計(jì)算一定容積的樣品中微生物的數(shù)量
公式 每克樣品中的菌落數(shù)＝×M；C：某稀釋度下平板上生長(zhǎng)的平均菌落數(shù)；V：涂布平板時(shí)所用的稀釋液的體積(mL)；M：稀釋倍數(shù) 每毫升原液所含細(xì)菌數(shù)：每小格內(nèi)平均細(xì)菌數(shù)×400×104×稀釋倍數(shù)
缺點(diǎn) 當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)菌體連在一起時(shí)，平板上觀察到的只是一個(gè)菌落 不能區(qū)分細(xì)胞死活
結(jié)果 比實(shí)際值偏小 比實(shí)際值偏大
探究.實(shí)踐：土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)
(1)原理：分解尿素的細(xì)菌合成的脲酶 將尿素分解為氨 ，使培養(yǎng)基的堿性增強(qiáng) 。
(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(xì)菌，若指示劑變紅 ，可初步鑒定該種細(xì)菌能夠分解尿素。
4. 兩種純培養(yǎng)方法對(duì)比
比較項(xiàng)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
注意事項(xiàng) 每次劃線前后 均需灼燒接種環(huán) 稀釋度要足夠高，為確保實(shí)驗(yàn)成功可以增加稀釋度的范圍
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
優(yōu)點(diǎn) 可以根據(jù)菌落的特點(diǎn)獲得某種微生物的單細(xì)胞菌落 既可以獲得單細(xì)胞菌落，又能對(duì)微生物計(jì)數(shù)
缺點(diǎn) 不能對(duì)微生物計(jì)數(shù) 操作復(fù)雜，需要涂布多個(gè)平板
第三節(jié) 發(fā)酵工程及其應(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、_誘變育種__或__基因工程育種__。
(3)實(shí)例：篩選產(chǎn)酸量高的黑曲霉 用來生產(chǎn)檸檬酸 ；使用基因工程改造的啤酒酵母 ，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(diǎn)，它往往還會(huì)賦予發(fā)酵產(chǎn)品獨(dú)特的風(fēng)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(kuò)大培養(yǎng)
(1)目的：獲得_更多的菌種_。
(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(duì)菌種進(jìn)行 擴(kuò)大培養(yǎng) 。
3.配制培養(yǎng)基
①在菌種確定之后，要_選擇原料__制備培養(yǎng)基。
②在生產(chǎn)實(shí)踐中，培養(yǎng)基的配方要經(jīng)過_反復(fù)試驗(yàn)__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_單一菌種_，一旦有雜菌污染，可能導(dǎo)致_產(chǎn)量大大降低_。
(2)_培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備__都必須經(jīng)過嚴(yán)格的滅菌；
5.接種
將_擴(kuò)大培養(yǎng)后_的菌種投放到_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(shí)檢測(cè)_培養(yǎng)液中_微生物數(shù)量_、_產(chǎn)物濃度_等，以__了解發(fā)酵進(jìn)程__；
②要及時(shí)添加_必需的營養(yǎng)物質(zhì)_，要嚴(yán)格控制_溫度_、__pH_和__溶氧量_等發(fā)酵條件。
(2)嚴(yán)格控制發(fā)酵條件的原因：
①環(huán)境條件不僅會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖 ，而且影響微生物代謝物的形成 ；②嚴(yán)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(shí)例——谷氨酸發(fā)酵
①在_中性_和__弱堿性__條件下會(huì)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(diǎn)：
均有_計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)__，能對(duì)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(jìn)行_監(jiān)測(cè)_和_控制_，還可以進(jìn)行__反饋控制_，使發(fā)酵全過程處于__最佳狀態(tài)__；
7.分離、提純產(chǎn)物
①發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細(xì)胞本身時(shí)，可在發(fā)酵結(jié)束之后，采用_過濾_、__沉淀_等方法將菌體_分離_和_干燥_；
②發(fā)酵產(chǎn)品是代謝物時(shí)，可根據(jù) 產(chǎn)物的性質(zhì)_采取適當(dāng)?shù)腳提取_、_分離_和_純化_措施來獲得產(chǎn)品。
8.獲得產(chǎn)品
單細(xì)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(diǎn)：
①生產(chǎn)條件溫和 ；②原料來源豐富且價(jià)格低廉 ；③產(chǎn)物專一；④廢棄物對(duì)環(huán)境的污染小 和容易處理 。
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 、味精 、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：α-淀粉酶、β-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(dòng)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(duì)菌種進(jìn)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 微生物或其代謝物 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(dòng)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(shí)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。新人教版生物學(xué)選擇性必修3《生物技術(shù)與工程》知識(shí)梳理
第一章 發(fā)酵工程
第一節(jié) 傳統(tǒng)發(fā)酵技術(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)?；a(chǎn)對(duì)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_適宜_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
嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品
(1)乳酸菌
①代謝特點(diǎn)
_厭氧_細(xì)菌，代謝類型為_異養(yǎng)厭氧型_；在_無氧_的情況下能將_葡萄糖_分解成_乳酸_；
②發(fā)酵原理(反應(yīng)簡(jiǎn)式)
C6H12O62C3H6O3(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
_空氣_、_土壤_、植物體表_、_人或動(dòng)物的腸道內(nèi)_
⑤常見類型
_乳酸鏈球菌_和_乳酸桿菌_
(2)酵母菌
①代謝特點(diǎn)
是一類_單細(xì)胞真菌_，是_兼性厭氧_微生物；在_無氧_的條件下能進(jìn)行_酒精發(fā)酵_
②重要影響因素
__溫度__是影響酵母菌生長(zhǎng)的重要因素；釀酒酵母的最適生長(zhǎng)溫度約為_28℃_；
③發(fā)酵原理(反應(yīng)簡(jiǎn)式)
④生產(chǎn)應(yīng)用
可用于_釀酒_、_制作饅頭和面包_等
⑤分布
在一些_含糖量較高_(dá)的_水果_、蔬菜表面_
(3)醋酸菌
①代謝特點(diǎn)
_好氧_細(xì)菌，代謝類型是異養(yǎng)需氧型 ；當(dāng)_O2、糖源都充足 時(shí)，能將_糖_分解為_醋酸_； 當(dāng)_缺少糖源_時(shí)則將_乙醇_轉(zhuǎn)化為_乙醛_，再將_乙醛_變?yōu)開醋酸 ；多數(shù)醋酸菌的最適生長(zhǎng)溫度為_30-35℃_；
②發(fā)酵原理(反應(yīng)簡(jiǎn)式)
③生產(chǎn)應(yīng)用
醋酸菌可用于制作各種風(fēng)味的_醋_
探究.實(shí)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：
2．實(shí)驗(yàn)流程
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(shí)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(cè)定
(1)原理
亞硝酸鹽＋對(duì)氨基苯磺酸 →反應(yīng)物＋N 1 萘基乙二胺鹽酸鹽→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(biāo)準(zhǔn)顯色液 進(jìn)行對(duì)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
→→→
探究.實(shí)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生酵母菌 ；
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
3.發(fā)酵條件：
①溫度：將溫度控制在_18-30℃_進(jìn)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(jìn)行_酒精發(fā)酵_；
制作流程:
制作果醋：
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_；
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(jìn)一步發(fā)酵成果醋 ；
②當(dāng)糖源充足時(shí)，醋酸菌還可以直接將糖分解為醋酸 ；
③相關(guān)反應(yīng)式
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_
制作流程(以乙醇為底物的類型為例)
第二節(jié) 微生物的基本培養(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(xué)顯微鏡或電子顯微鏡才能觀察到的 一切微小生物 的總稱。
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(xì)胞群體 ，這就是菌落。由單個(gè)微生物繁殖 形成的純培養(yǎng)物就是一個(gè)單菌落 ；
*一個(gè)單菌落就是一個(gè)種群。
培養(yǎng)基的配制
(1)概念：人們按照微生物對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配制出的供其生長(zhǎng)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(jī)鹽 ，此外還要滿足微生物生長(zhǎng)對(duì)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(gè)方面：
①對(duì)操作的_空間 、操作者的_衣著_和_手_進(jìn)行_清潔_和_消毒_；
②對(duì)用于微生物培養(yǎng)的_器皿_、__接種用具_(dá)_和__培養(yǎng)基_等進(jìn)行__滅菌_；
(3)無菌技術(shù)主要包括消毒和滅菌
項(xiàng)目 理化因素的作用強(qiáng)度 能否消滅芽孢和孢子 常用方法
消毒 較為溫和 不能 煮沸消毒法、巴氏消毒法、化學(xué)藥物消毒法、紫外線照射
滅菌 強(qiáng)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(xué)中，將接種于_培養(yǎng)基_內(nèi)，在_合適條件_下形成的__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(gè)體_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(gè)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—滅菌—接種—分離—培養(yǎng)。
探究.實(shí)踐：酵母菌的純培養(yǎng)
1.原理：
采用_平板劃線法_和__稀釋涂布平板法_將_單個(gè)_微生物_分散_在_固體培養(yǎng)基_上，之后得到的_單菌落_一般是由單個(gè)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—滅菌—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 。
(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(shí)驗(yàn))和一個(gè)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(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
A.培養(yǎng)基滅菌后為什么要冷卻到50℃左右時(shí)開始倒平板？
瓊脂是一種多糖，在44℃以下凝固，倒平板時(shí)，若低于50℃不及時(shí)操作，瓊脂會(huì)凝固。
B.為什么倒平板和接種整個(gè)過程要在酒精燈火焰旁進(jìn)行？
避免雜菌污染
C.倒平板時(shí)為什么要使錐形瓶的瓶口通過火焰？
通過灼燒滅菌，防止瓶口的微生物污染培養(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(gè)平板還能用來培養(yǎng)微生物嗎？為什么？
不能；因?yàn)榭諝庵械奈⑸锟赡茉诿笊w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？
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
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(jì)數(shù)
1. 選擇培養(yǎng)基：在微生物學(xué)中，_允許特定種類_的微生物生長(zhǎng)，同時(shí)_抑制或阻止其他種類_微生物生長(zhǎng)的培養(yǎng)基。
2. 微生物的選擇培養(yǎng)：
(1)方法：_稀釋涂布平板法__；
(2)方法概述：由于土壤細(xì)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(duì)土壤進(jìn)行_充分稀釋_，然后再將菌液_涂布_到制備好的_選擇培養(yǎng)基_上；兩個(gè)基本操作：_梯度稀釋_和_涂布平板_。
(3)操作流程
―→―→―→―→
微生物的數(shù)量測(cè)定
間接計(jì)數(shù)法(稀釋涂布平板法) 直接計(jì)數(shù)法(顯微計(jì)數(shù)法)
原理 當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)的一個(gè)菌落，來源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌，通過統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)，就能推測(cè)出樣品中大約含有多少活菌 利用特定細(xì)菌計(jì)數(shù)板或血細(xì)胞計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下計(jì)算一定容積的樣品中微生物的數(shù)量
公式 每克樣品中的菌落數(shù)＝×M；C：某稀釋度下平板上生長(zhǎng)的平均菌落數(shù)；V：涂布平板時(shí)所用的稀釋液的體積(mL)；M：稀釋倍數(shù) 每毫升原液所含細(xì)菌數(shù)：每小格內(nèi)平均細(xì)菌數(shù)×400×104×稀釋倍數(shù)
缺點(diǎn) 當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)菌體連在一起時(shí)，平板上觀察到的只是一個(gè)菌落 不能區(qū)分細(xì)胞死活
結(jié)果 比實(shí)際值偏小 比實(shí)際值偏大
探究.實(shí)踐：土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)
(1)原理：分解尿素的細(xì)菌合成的脲酶 將尿素分解為氨 ，使培養(yǎng)基的堿性增強(qiáng) 。
(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(xì)菌，若指示劑變紅 ，可初步鑒定該種細(xì)菌能夠分解尿素。
4. 兩種純培養(yǎng)方法對(duì)比
比較項(xiàng)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
注意事項(xiàng) 每次劃線前后 均需灼燒接種環(huán) 稀釋度要足夠高，為確保實(shí)驗(yàn)成功可以增加稀釋度的范圍
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
優(yōu)點(diǎn) 可以根據(jù)菌落的特點(diǎn)獲得某種微生物的單細(xì)胞菌落 既可以獲得單細(xì)胞菌落，又能對(duì)微生物計(jì)數(shù)
缺點(diǎn) 不能對(duì)微生物計(jì)數(shù) 操作復(fù)雜，需要涂布多個(gè)平板
第三節(jié) 發(fā)酵工程及其應(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、_誘變育種__或__基因工程育種__。
(3)實(shí)例：篩選產(chǎn)酸量高的黑曲霉 用來生產(chǎn)檸檬酸 ；使用基因工程改造的啤酒酵母 ，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(diǎn)，它往往還會(huì)賦予發(fā)酵產(chǎn)品獨(dú)特的風(fēng)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(kuò)大培養(yǎng)
(1)目的：獲得_更多的菌種_。
(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(duì)菌種進(jìn)行 擴(kuò)大培養(yǎng) 。
3.配制培養(yǎng)基
①在菌種確定之后，要_選擇原料__制備培養(yǎng)基。
②在生產(chǎn)實(shí)踐中，培養(yǎng)基的配方要經(jīng)過_反復(fù)試驗(yàn)__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_單一菌種_，一旦有雜菌污染，可能導(dǎo)致_產(chǎn)量大大降低_。
(2)_培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備__都必須經(jīng)過嚴(yán)格的滅菌；
5.接種
將_擴(kuò)大培養(yǎng)后_的菌種投放到_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(shí)檢測(cè)_培養(yǎng)液中_微生物數(shù)量_、_產(chǎn)物濃度_等，以__了解發(fā)酵進(jìn)程__；
②要及時(shí)添加_必需的營養(yǎng)物質(zhì)_，要嚴(yán)格控制_溫度_、__pH_和__溶氧量_等發(fā)酵條件。
(2)嚴(yán)格控制發(fā)酵條件的原因：
①環(huán)境條件不僅會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖 ，而且影響微生物代謝物的形成 ；②嚴(yán)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(shí)例——谷氨酸發(fā)酵
①在_中性_和__弱堿性__條件下會(huì)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(diǎn)：
均有_計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)__，能對(duì)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(jìn)行_監(jiān)測(cè)_和_控制_，還可以進(jìn)行__反饋控制_，使發(fā)酵全過程處于__最佳狀態(tài)__；
7.分離、提純產(chǎn)物
①發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細(xì)胞本身時(shí)，可在發(fā)酵結(jié)束之后，采用_過濾_、__沉淀_等方法將菌體_分離_和_干燥_；
②發(fā)酵產(chǎn)品是代謝物時(shí)，可根據(jù) 產(chǎn)物的性質(zhì)_采取適當(dāng)?shù)腳提取_、_分離_和__ 措施來獲得產(chǎn)品。
8.獲得產(chǎn)品
單細(xì)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(diǎn)：
①生產(chǎn)條件溫和 ；②原料來源豐富且價(jià)格低廉 ；③產(chǎn)物專一；④廢棄物對(duì)環(huán)境的污染小 和容易處理 。
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 、味精 、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：α-淀粉酶、β-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(dòng)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(duì)菌種進(jìn)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 微生物或其代謝物 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(dòng)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(shí)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。新人教版生物學(xué)選擇性必修3《生物技術(shù)與工程》知識(shí)梳理
第二章 細(xì)胞工程
第一節(jié) 植物細(xì)胞工程
細(xì)胞工程： 細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué) 、分子生物學(xué) 和發(fā)育生物學(xué) 等多學(xué)科的原理和方法，通過細(xì)胞器、細(xì)胞或組織水平上的操作，有目的地獲得 特定的細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體 或其產(chǎn)品的一門綜合性生物工程。
1．原理和方法：細(xì)胞 生物學(xué)和分子 生物學(xué)。
2．操作水平：細(xì)胞 水平或細(xì)胞器 水平。
3．目的：按照人的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì) 或獲得細(xì)胞產(chǎn)品 。
一、植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)
1. 細(xì)胞的全能性：細(xì)胞經(jīng)_分裂_和_分化_后，仍然具有_產(chǎn)生完整生物體_或__分化成其他各種細(xì)胞__的_潛能_，即細(xì)胞具有_全能性_。
2. 細(xì)胞具有全能性的原因(物質(zhì)基礎(chǔ))
生物體的細(xì)胞中都含有該物種的全套遺傳物質(zhì)_，都有_發(fā)育成為完整個(gè)體所需的全部遺傳信息_。
生物體生長(zhǎng)發(fā)育過程中細(xì)胞不表現(xiàn)全能性的原因(不離體的細(xì)胞無法表現(xiàn)出全能性的原因)
在特定的時(shí)間時(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會(huì)選擇性地表達(dá)
全能性大小比較
(1)受精卵、體細(xì)胞、生殖細(xì)胞
__受精卵＞生殖細(xì)胞＞體細(xì)胞____
(2)分化程度高的細(xì)胞、分化程度低的細(xì)胞
__分化程度低的細(xì)胞＞分化程度高的細(xì)胞_____
(3)分裂能力強(qiáng)的細(xì)胞、分裂能力弱的細(xì)胞
__分裂能力強(qiáng)的細(xì)胞＞分裂能力弱的細(xì)胞____
(4)植物細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞
__植物細(xì)胞＞動(dòng)物細(xì)胞__________
(5)幼嫩的細(xì)胞、衰老的細(xì)胞
__幼嫩的細(xì)胞＞衰老的細(xì)胞____
(一)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_的植物_器官__、_組織_或_細(xì)胞_(稱為_外植體_)等，培養(yǎng)在人工配制的_培養(yǎng)基_上，給予_適宜的培養(yǎng)條件_，誘導(dǎo)其形成__完整植株_的技術(shù)。
2. 原理：__植物細(xì)胞的全能性__
3. 生殖方式：_無性生殖__
4. 分裂方式：__有絲分裂__
5. 過程：
脫分化：在一定的_激素_和_營養(yǎng)_等條件的_誘導(dǎo)_下，_已經(jīng)分化_的細(xì)胞_失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能__，轉(zhuǎn)變成_未分化的細(xì)胞__的過程。
再分化：_愈傷組織_能重新_分化_成_芽、根等器官_的過程。
探究.實(shí)踐：菊花的組織培養(yǎng)
(1)原理
①植物細(xì)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(dǎo)下，已經(jīng)分化的細(xì)胞可以經(jīng)過_脫分化_和__再分化__，形成_胚狀體__，長(zhǎng)出__芽和根_，進(jìn)而發(fā)育成_完整的植株_；
③植物激素中_生長(zhǎng)素_和__細(xì)胞分裂素_是啟動(dòng)_細(xì)胞分裂_、_脫分化__和_再分化_的關(guān)鍵激素，它們的_濃度_、_比例_等都會(huì)影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。
生長(zhǎng)素用量與細(xì)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(jìn)愈傷組織的形成
(2)材料用具
①外植體：_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(qiáng)、分化程度低的區(qū)域作為材料，容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。
②體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精：對(duì)手、超凈工作臺(tái)、外植體進(jìn)行消毒。
③質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%左右的次氯酸鈉溶液：對(duì)外植體進(jìn)行消毒。
④無菌水：清洗外植體。
⑤培養(yǎng)基：包括無機(jī)營養(yǎng)成分(水和無機(jī)鹽)、有機(jī)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(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素)。
(3)方法步驟
①消毒—②外植體切段—③接種—④脫分化—⑤再分化—⑥移栽培養(yǎng)
6.植物組織培養(yǎng)中細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的條件
(1)離體 (最關(guān)鍵)；
(2)嚴(yán)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(xì)胞雜交技術(shù)
1.概念：植物體細(xì)胞雜交是指將__不同來源_的_植物體細(xì)胞_，在一定條件下_融合_成__雜種細(xì)胞__，并把__雜種細(xì)胞__培育成_新植物體_的技術(shù)；
2.原理：__植物細(xì)胞的全能性、細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性__
3.生殖方式：_無性生殖_
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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，培育植物新品種__
8.過程：
―→―→―→―→
(1)去除細(xì)胞壁
①去壁原因：_細(xì)胞壁阻礙著細(xì)胞間的雜交__
②方法：_酶解法_
③所用酶：_纖維素酶和果膠酶__
(2)原生質(zhì)體間的融合
①原理：__細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性_
②方法：物理法：_電融合法、離心法__；化學(xué)法； 聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法 。
(3)再生出新的細(xì)胞壁
再生出新的細(xì)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(xì)胞的全能性__
②植物體細(xì)胞雜交完成的標(biāo)志：_培育出雜種植株__
二、植物細(xì)胞工程的應(yīng)用
(一)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_的__植物組織培養(yǎng)技術(shù)_；
(2)優(yōu)點(diǎn)：①_可以高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖_；②__可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性_。
(3)實(shí)例：_觀賞植物、經(jīng)濟(jì)林木、無性繁殖作物、瀕危植物__。
2.作物脫毒
(1)適用范圍_無性繁殖的作物__
(2)進(jìn)行作物脫毒的原因：用無性繁殖的方式進(jìn)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(huì)導(dǎo)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__。
(5)優(yōu)點(diǎn)：__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(dǎo)染色體加倍__，_當(dāng)年__就能培育出__遺傳性狀相對(duì)穩(wěn)定_的__純合二倍體植株__。
(2)原理：_染色體(數(shù)目)變異__和_植物細(xì)胞的全能性_
(3)優(yōu)點(diǎn)：
①_大地縮短了育種的年限，節(jié)約了大量的人力和物力_。
②__可作為進(jìn)行體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料_。
4.突變體的利用
(1)過程：
(2)誘變處理對(duì)象：一般為_愈傷組織_。
(3)原因：__在植物組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)，因此它們?nèi)菀资艿脚囵B(yǎng)條件和誘變因素的影響而產(chǎn)生突變_。
(4)原理：__基因突變_和__植物細(xì)胞的全能性__。
(5)優(yōu)點(diǎn)：通過人工誘變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(jìn)程__。
(6)缺點(diǎn)：__突變具有不定向性和低頻性，因此需大量處理實(shí)驗(yàn)材料___
5.細(xì)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(zhǎng)和生存所必需的代謝活動(dòng)；
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(zhǎng)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(shí)間條件下才進(jìn)行；
產(chǎn)物：一類小分子有機(jī)化合物：如酚類、萜類和含氮化合物 等
(2)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)的目標(biāo)產(chǎn)物：__次生代謝產(chǎn)物__
(3)技術(shù)—_植物細(xì)胞培養(yǎng)_
在_離體_條件下對(duì)_單個(gè)植物細(xì)胞_或_細(xì)胞團(tuán)_進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖_的技術(shù)。
(4)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)的一般過程
(5)優(yōu)點(diǎn)：__不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制，因此對(duì)于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)具有重要意義。
第二節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞工程
一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)
1.概念：從動(dòng)物體中_取出_相關(guān)的_組織_，將它__分散成單個(gè)細(xì)胞_，然后在__適宜的培養(yǎng)條件_下，讓這些細(xì)胞_生長(zhǎng)_和_增殖_的技術(shù)。
2.原理：__細(xì)胞增殖__
3.地位：__動(dòng)物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)__
4.關(guān)鍵操作：_原代培養(yǎng)_和__傳代培養(yǎng)_。
(一)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件
1.營養(yǎng)
(1)成分
①已知成分
將細(xì)胞所需的__營養(yǎng)物質(zhì)_(糖類、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素等)按其_種類__和_所需量__嚴(yán)格配制而成的培養(yǎng)基，稱為_合成培養(yǎng)基_。
②未知成分
使用合成培養(yǎng)基時(shí)，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(dòng)物細(xì)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(duì)_培養(yǎng)液_和_所有培養(yǎng)用具_(dá)進(jìn)行_滅菌_處理；②在_無菌環(huán)境__下進(jìn)行操作；③還需要__定期更換培養(yǎng)液__。
3.溫度、pH和滲透壓
(1)適宜的溫度：哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的溫度多以__36.5±0.5℃_為宜。
(2)適宜的pH：多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞生存的適宜pH為_7.2-7.4_。
(3)適宜的滲透壓：維持適宜滲透壓的目的_維持細(xì)胞正常的形態(tài)和功能__。
4.氣體環(huán)境
(1)組成：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所需氣體主要有_O2_和_CO2_。
(2)氣體作用：①O2：_O2是細(xì)胞代謝所必需的_；②CO2：_CO2的主要作用維持培養(yǎng)液的pH__。
(二)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程
①原代培養(yǎng)：將__分瓶之前_的細(xì)胞培養(yǎng)，即動(dòng)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_分瓶后_的細(xì)胞培養(yǎng)稱為傳代培養(yǎng)；
③細(xì)胞貼壁：__大多數(shù)_體外培養(yǎng)的細(xì)胞需要__貼附于某些基質(zhì)表面__才能生長(zhǎng)增殖，這類細(xì)胞往往貼附在培養(yǎng)瓶的_瓶壁_上，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞貼壁；
④接觸抑制：當(dāng)_貼壁_細(xì)胞生長(zhǎng)到_表面相互接觸_時(shí)，細(xì)胞通常會(huì)_停止分裂增殖__。
1.取動(dòng)物組織
(1)取材：__動(dòng)物胚胎__或__幼齡動(dòng)物__的組織、器官。
(2)取材原因：_細(xì)胞分化程度低，增殖能力強(qiáng)，容易培養(yǎng)___。
2.制成細(xì)胞懸液
(1)制成細(xì)胞懸液的步驟：①__將組織分散成單個(gè)細(xì)胞__；②__用培養(yǎng)液將細(xì)胞制成細(xì)胞懸液__
(2)將組織分散成單個(gè)細(xì)胞的原因：①從動(dòng)物體取出的成塊組織中，細(xì)胞與細(xì)胞__靠在一起__，彼此__限制了生長(zhǎng)和增殖_；②__能使細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸，更易進(jìn)行物質(zhì)交換_。
(3)將組織分散成單個(gè)細(xì)胞的方法：①__機(jī)械法__；②___用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理一段時(shí)間___。
3.原代培養(yǎng)
將_細(xì)胞懸液__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(zhǎng)類： __直接用離心法收集_；貼壁生長(zhǎng)類：重新用胰蛋白酶等處理，使之分散成單個(gè)細(xì)胞，然后再用離心法收集；將收集的細(xì)胞制成 細(xì)胞懸液 ，分瓶培養(yǎng)。
5.植物組織培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較
比較項(xiàng)目 植物組織培養(yǎng) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)
理論基礎(chǔ) 植物細(xì)胞全能性 細(xì)胞增殖
區(qū) 別 培養(yǎng)基 類型 固體或半固體培養(yǎng)基 液體 培養(yǎng)基
成分 水、礦質(zhì)元素、維生素、植物激素、蔗糖、氨基酸、瓊脂等 葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素、促生長(zhǎng)因子、動(dòng)物血清等
取材 離體植物器官、組織、細(xì)胞 動(dòng)物胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物的器官或組織
關(guān)鍵環(huán)節(jié) 細(xì)胞的脫分化和再分化 細(xì)胞增殖和癌變
結(jié)果 新的組織或植株個(gè)體，可以體現(xiàn)全能性 新的細(xì)胞系或細(xì)胞株，不形成個(gè)體，不體現(xiàn)全能性
應(yīng)用 ①植株快速繁殖；②脫毒植株的培育； ③人工種子；④生產(chǎn)藥物、殺蟲劑等； ⑤轉(zhuǎn)基因植物的培育 ①蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn)；②皮膚移植材料的培育；③檢測(cè)有毒物質(zhì)；④生理、病理、藥理等方面的研究
相同點(diǎn) 兩種技術(shù)手段培養(yǎng)過程中細(xì)胞都進(jìn)行有絲分裂，都是無性繁殖，都可稱克隆，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(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用
1.分布
干細(xì)胞存在于_早期胚胎__、_骨髓_和__臍帶血__等多種組織和器官中。
2.分類
干細(xì)胞包括__胚胎干細(xì)胞_和_成體干細(xì)胞__等
(1)胚胎干細(xì)胞(簡(jiǎn)稱ES細(xì)胞 )
①分布：存在于_早期胚胎_中
②特點(diǎn)：__具有分化為成年動(dòng)物體內(nèi)的任何一種類型的細(xì)胞，并進(jìn)一步形成機(jī)體的所有組織和器官甚至個(gè)體的潛能___。
(2)成體干細(xì)胞
①分布：存在于_成體組織或器官內(nèi)__中
②類別：包括_骨髓__中的_造血干細(xì)胞__、_神經(jīng)系統(tǒng)_中的__神經(jīng)干細(xì)胞__、_睪丸_中的__精原干細(xì)胞_等。
③特點(diǎn)：_一般認(rèn)為，成體干細(xì)胞具有組織特異性，只能分化成特定的細(xì)胞或組織，不具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力___。
3.干細(xì)胞的應(yīng)用
(1)原理：干細(xì)胞有著_自我更新__能力及_分化_潛能的干細(xì)胞，與__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(xì)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(xì)胞：治療神經(jīng)組織損傷和神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病(如帕金森病、阿爾茨海默病等) 。
誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)：可治療小鼠的鐮狀細(xì)胞貧血癥，在治療阿爾茲海默病、心血管疾病等領(lǐng)域 。
二、動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體技術(shù)
(一)動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)
1.概念：使_兩個(gè)_或_多個(gè)_動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成_一個(gè)_細(xì)胞的技術(shù)。
2.結(jié)果：形成的_雜交細(xì)胞__具有__原來兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞的遺傳信息_。
3.原理：_細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性__。
4.意義：__突破了有性雜交的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能__。
5.誘導(dǎo)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(dǎo)法__。
6.融合實(shí)質(zhì)及完成的標(biāo)志：_細(xì)胞核的融合___。
7.應(yīng)用：
①細(xì)胞融合技術(shù)已經(jīng)成為研究__培育生物新品種_、_細(xì)胞遺傳__、_細(xì)胞免疫_(dá)和__腫瘤_等的重要手段。
②利用動(dòng)物細(xì)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。
8.動(dòng)物細(xì)胞融合和植物體細(xì)胞雜交比較
項(xiàng)目 植物體細(xì)胞雜交 動(dòng)物細(xì)胞融合
原理 細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性 植物細(xì)胞的全能性 細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性
細(xì)胞融合前的處理方法 用果膠酶和纖維素酶去除細(xì)胞壁 用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞
誘導(dǎo)細(xì)胞融合的方法 電融合法、離心法 、聚乙二醇(PEG)融合法 、高Ca2+-高pH融合法 PEG融合法 、電融合法 、滅活病毒誘導(dǎo)法
細(xì)胞融合成功的標(biāo)志 再生出細(xì)胞壁 細(xì)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，培育植物新品種 突破了有性雜交的局限，使遠(yuǎn)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(diǎn)：特異性強(qiáng)、靈敏度高，可大量制備。
3.實(shí)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(yùn)載藥物：與藥物結(jié)合，制成__抗體-藥物偶聯(lián)物(ADC)__，殺傷癌細(xì)胞；ADC通常由_抗體_、__接頭_和_藥物_三部分組成。
(3)治療疾?。?jiǎn)慰寺】贵w單獨(dú)使用，也可直接用于治療疾病。
三、動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物
(一)動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)
1.概念：將動(dòng)物一個(gè)細(xì)胞的__細(xì)胞核__移入__去核的卵母細(xì)胞__中，使這個(gè)__重新組合的細(xì)胞__發(fā)育成_新胚胎_，繼而發(fā)育成__動(dòng)物個(gè)體_的技術(shù)。
2.結(jié)果：形成__重新組合的細(xì)胞__并發(fā)育成__新胚胎_，繼而發(fā)育成__動(dòng)物個(gè)體_。
3.原理：_動(dòng)物細(xì)胞核的全能性__。
4.生殖方式：__無性生殖__。
5.哺乳動(dòng)物核移植分類
①胚胎細(xì)胞核移植：動(dòng)物胚胎細(xì)胞分化程度_低_，表現(xiàn)全能性_相對(duì)容易_。
②體細(xì)胞核移植：動(dòng)物體細(xì)胞分化程度_高_(dá)，表現(xiàn)全能性_十分困難__。
6.非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物體細(xì)胞核移植的困難原因
①_供體_細(xì)胞的__細(xì)胞核__在__去核卵母細(xì)胞__中_不能完全恢復(fù)_其__分化前的功能狀態(tài)__，這導(dǎo)致了_胚胎發(fā)育率低__。
②對(duì)非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物_胚胎_進(jìn)行操作的技術(shù)尚不完善。
7.體細(xì)胞核移植的過程
(二)體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題
應(yīng)用前景 畜牧生產(chǎn) 加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。
保護(hù)瀕危動(dòng)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(dòng)物可以作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白 。
治療人類疾病 ①轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物的細(xì)胞、組織或器官可以作為異種移植的供體； ②以患者作為供體培育的人核移植胚胎干細(xì)胞，經(jīng)過誘導(dǎo)分化能形成相應(yīng)的細(xì)胞、組織或器官，將它們移植給患者時(shí)可以避免免疫 排斥反應(yīng)。
科研 ①研究克隆動(dòng)物可使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程； ②克隆一批遺傳背景相同的動(dòng)物，可以通過它們之間的對(duì)比來分析致病基因； ③克隆特定疾病模型的動(dòng)物，還能為研究該疾病機(jī)制和開發(fā)相應(yīng)的藥物提供幫助；
存在的問題 ①成功率非常低 ； ②各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)有待進(jìn)一步改進(jìn)； ③絕大多數(shù)克隆動(dòng)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(duì)生殖細(xì)胞、受精卵 或早期胚胎 細(xì)胞進(jìn)行多種顯微操作和處理，然后將獲得的胚胎移植到雌性動(dòng)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(duì)象：__動(dòng)物生殖細(xì)胞、受精卵、早期胚胎細(xì)胞__。
2.技術(shù)種類：__體外受精、胚胎移植、胚胎分割_。
3.特點(diǎn)：____獲得的胚胎需移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代_。
4.理論基礎(chǔ)：__哺乳動(dòng)物受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律__。
一、胚胎工程的倫理基礎(chǔ)
(一)受精
1.概念：受精是_精子_和__卵子__結(jié)合形成_合子(受精卵)__的過程。
2.場(chǎng)所：在_自然條件_下，哺乳動(dòng)物的受精在_輸卵管內(nèi) _完成。
3.過程：包括__受精前的準(zhǔn)備階段___和__受精階段_。
(1)準(zhǔn)備階段1—精子獲能
①概念：剛剛排出的精子_不能立即_與卵子受精，必須在__雌性動(dòng)物的生殖道__發(fā)生__相應(yīng)的生理變化__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(jī)制的意義：實(shí)現(xiàn)了各種哺乳動(dòng)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(dòng)物生殖道__使精子獲能；將精子培養(yǎng)在__人工配制的獲能液__中使其獲能。
(2)準(zhǔn)備階段2—卵子的準(zhǔn)備
卵子一般在排出_2-3h_后才能被精子穿入；動(dòng)物排出的卵子成熟程度_不同__有的可能是_初級(jí)卵母細(xì)胞_，如馬、犬等；有的可能是__次級(jí)卵母細(xì)胞_，如豬、羊等；排出的卵子都要在_輸卵管內(nèi)_進(jìn)一步成熟；卵子具備與精子受精能力的時(shí)期_MⅡ_期。
(3)受精階段
(二)胚胎早期發(fā)育
二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用
(一)體外受精
1.過程：包括_卵母細(xì)胞的采集_、__精子的獲取 _和_受精_等步驟。
2.意義：__是提高動(dòng)物繁殖能力的有效措施，可以為胚胎移植提供可用胚胎__。
(二)胚胎移植
1.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_的_雌性_動(dòng)物體內(nèi)，使之__繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體_的技術(shù)。
(1)胚胎來源：_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(gè)體稱為_供體_ ②接受胚胎的個(gè)體叫_受體_。
2.實(shí)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_。
3.地位：__胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)__。
4.意義：
①__充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力__；
②__縮短了供體本身的繁殖周期__；
③對(duì)供體施行_超數(shù)排卵_處理后，可獲得_多枚胚胎_，經(jīng)__移植可得到多個(gè)后代__，使供體生產(chǎn)下的后代數(shù)量是自然繁殖的__十幾倍到幾十倍__。
5.過程：
(1)對(duì)供、受體的選擇和處理
①對(duì)供、受體進(jìn)行的相同處理：_同期發(fā)情處理_
②只對(duì)供體進(jìn)行的操作：_超數(shù)排卵處理__
(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(dòng)物早期胚胎形成后，在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)___；②該階段檢查的目的：__檢查胚胎的質(zhì)量___；③胚胎保存的方法：__-196℃液氮中保存___
(4)胚胎的移植：一般選擇移植__桑葚胚或囊胚階段的胚胎__
(5)移植后的檢查：第二次檢查的目的：__對(duì)受體進(jìn)行妊娠檢查(檢查受體是否妊娠)__
(三)胚胎分割
1.概念：采用_機(jī)械方法_將__早期胚胎_切割成__2等份、4等份或8等份__等，經(jīng)移植獲得__同卵雙胎或多胎_的技術(shù)。
2.材料：應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。
3.實(shí)質(zhì)：胚胎分割可增加動(dòng)物后代的數(shù)量，其實(shí)質(zhì)是動(dòng)物的無性繁殖或克隆。
4.操作要求：對(duì) 囊胚 階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。
5.胚胎干細(xì)胞：
(1)來源：從早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞。
(2)特點(diǎn)
(3)應(yīng)用
6.胚胎分割的優(yōu)點(diǎn)：
①可以促進(jìn)優(yōu)良動(dòng)物品種的繁殖；
②產(chǎn)生的遺傳性狀相同的后代是進(jìn)行遺傳學(xué)研究 的寶貴材料；
③在胚胎移植前，進(jìn)行性別鑒定、遺傳病篩查 等，對(duì)于人工控制動(dòng)物性別、動(dòng)物繁育健康后代有重要意義。
7.胚胎移植的局限性
采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生 同卵多胎 的可能性是有限的，分割次數(shù)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。新人教版生物學(xué)選擇性必修3《生物技術(shù)與工程》知識(shí)梳理
第二章 細(xì)胞工程
第一節(jié) 植物細(xì)胞工程
細(xì)胞工程： 細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué) 、分子生物學(xué) 和發(fā)育生物學(xué) 等多學(xué)科的原理和方法，通過細(xì)胞器、細(xì)胞或組織水平上的操作，有目的地獲得 特定的細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體 或其產(chǎn)品的一門綜合性生物工程。
1．原理和方法：細(xì)胞 生物學(xué)和分子 生物學(xué)。
2．操作水平：細(xì)胞 水平或細(xì)胞器 水平。
3．目的：按照人的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì) 或獲得細(xì)胞產(chǎn)品 。
一、植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)
1. 細(xì)胞的全能性：細(xì)胞經(jīng)_分裂_和_分化_后，仍然具有_產(chǎn)生完整生物體_或__分化成其他各種細(xì)胞__的_潛能_，即細(xì)胞具有_全能性_。
2. 細(xì)胞具有全能性的原因(物質(zhì)基礎(chǔ))
生物體的細(xì)胞中都含有該物種的全套遺傳物質(zhì)_，都有_發(fā)育成為完整個(gè)體所需的全部遺傳信息_。
生物體生長(zhǎng)發(fā)育過程中細(xì)胞不表現(xiàn)全能性的原因(不離體的細(xì)胞無法表現(xiàn)出全能性的原因)
在特定的時(shí)間時(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會(huì)選擇性地表達(dá)
全能性大小比較
(1)受精卵、體細(xì)胞、生殖細(xì)胞
__受精卵＞生殖細(xì)胞＞體細(xì)胞____
(2)分化程度高的細(xì)胞、分化程度低的細(xì)胞
__分化程度低的細(xì)胞＞分化程度高的細(xì)胞_____
(3)分裂能力強(qiáng)的細(xì)胞、分裂能力弱的細(xì)胞
__分裂能力強(qiáng)的細(xì)胞＞分裂能力弱的細(xì)胞____
(4)植物細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞
__植物細(xì)胞＞動(dòng)物細(xì)胞__________
(5)幼嫩的細(xì)胞、衰老的細(xì)胞
__幼嫩的細(xì)胞＞衰老的細(xì)胞____
(一)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_的植物_器官__、_組織_或_細(xì)胞_(稱為_外植體_)等，培養(yǎng)在人工配制的_培養(yǎng)基_上，給予_適宜的培養(yǎng)條件_，誘導(dǎo)其形成__完整植株_的技術(shù)。
2. 原理：__植物細(xì)胞的全能性__
3. 生殖方式：_無性生殖__
4. 分裂方式：__有絲分裂__
5. 過程：
脫分化：在一定的_激素_和_營養(yǎng)_等條件的_誘導(dǎo)_下，_已經(jīng)分化_的細(xì)胞_失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能__，轉(zhuǎn)變成_未分化的細(xì)胞__的過程。
再分化：_愈傷組織_能重新_分化_成_芽、根等器官_的過程。
探究.實(shí)踐：菊花的組織培養(yǎng)
(1)原理
①植物細(xì)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(dǎo)下，已經(jīng)分化的細(xì)胞可以經(jīng)過_脫分化_和__再分化__，形成_胚狀體__，長(zhǎng)出__芽和根_，進(jìn)而發(fā)育成_完整的植株_；
③植物激素中_生長(zhǎng)素_和__細(xì)胞分裂素_是啟動(dòng)_細(xì)胞分裂_、_脫分化__和_再分化_的關(guān)鍵激素，它們的_濃度_、_比例_等都會(huì)影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。
生長(zhǎng)素用量與細(xì)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(jìn)愈傷組織的形成
(2)材料用具
①外植體：_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(qiáng)、分化程度低的區(qū)域作為材料，容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。
②體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精：對(duì)手、超凈工作臺(tái)、外植體進(jìn)行消毒。
③質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%左右的次氯酸鈉溶液：對(duì)外植體進(jìn)行消毒。
④無菌水：清洗外植體。
⑤培養(yǎng)基：包括無機(jī)營養(yǎng)成分(水和無機(jī)鹽)、有機(jī)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(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素)。
(3)方法步驟
①消毒—②外植體切段—③接種—④脫分化—⑤再分化—⑥移栽培養(yǎng)
6.植物組織培養(yǎng)中細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的條件
(1)離體 (最關(guān)鍵)；
(2)嚴(yán)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(xì)胞雜交技術(shù)
1.概念：植物體細(xì)胞雜交是指將__不同來源_的_植物體細(xì)胞_，在一定條件下_融合_成__雜種細(xì)胞__，并把__雜種細(xì)胞__培育成_新植物體_的技術(shù)；
2.原理：__植物細(xì)胞的全能性、細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性__
3.生殖方式：_無性生殖_
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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，培育植物新品種__
8.過程：
―→―→―→―→
(1)去除細(xì)胞壁
①去壁原因：_細(xì)胞壁阻礙著細(xì)胞間的雜交__
②方法：_酶解法_
③所用酶：_纖維素酶和果膠酶__
(2)原生質(zhì)體間的融合
①原理：__細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性_
②方法：物理法：_電融合法、離心法__；化學(xué)法； 聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法 。
(3)再生出新的細(xì)胞壁
再生出新的細(xì)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(xì)胞的全能性__
②植物體細(xì)胞雜交完成的標(biāo)志：_培育出雜種植株__
二、植物細(xì)胞工程的應(yīng)用
(一)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_的__植物組織培養(yǎng)技術(shù)_；
(2)優(yōu)點(diǎn)：①_可以高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖_；②__可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性_。
(3)實(shí)例：_觀賞植物、經(jīng)濟(jì)林木、無性繁殖作物、瀕危植物__。
2.作物脫毒
(1)適用范圍_無性繁殖的作物__
(2)進(jìn)行作物脫毒的原因：用無性繁殖的方式進(jìn)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(huì)導(dǎo)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__。
(5)優(yōu)點(diǎn)：__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(dǎo)染色體加倍__，_當(dāng)年__就能培育出__遺傳性狀相對(duì)穩(wěn)定_的__純合二倍體植株__。
(2)原理：_染色體(數(shù)目)變異__和_植物細(xì)胞的全能性_
(3)優(yōu)點(diǎn)：
①_大地縮短了育種的年限，節(jié)約了大量的人力和物力_。
②__可作為進(jìn)行體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料_。
4.突變體的利用
(1)過程：
(2)誘變處理對(duì)象：一般為_愈傷組織_。
(3)原因：__在植物組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)，因此它們?nèi)菀资艿脚囵B(yǎng)條件和誘變因素的影響而產(chǎn)生突變_。
(4)原理：__基因突變_和__植物細(xì)胞的全能性__。
(5)優(yōu)點(diǎn)：通過人工誘變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(jìn)程__。
(6)缺點(diǎn)：__突變具有不定向性和低頻性，因此需大量處理實(shí)驗(yàn)材料___
5.細(xì)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(zhǎng)和生存所必需的代謝活動(dòng)；
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(zhǎng)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(shí)間條件下才進(jìn)行；
產(chǎn)物：一類小分子有機(jī)化合物：如酚類、萜類和含氮化合物 等
(2)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)的目標(biāo)產(chǎn)物：__次生代謝產(chǎn)物__
(3)技術(shù)—_植物細(xì)胞培養(yǎng)_
在_離體_條件下對(duì)_單個(gè)植物細(xì)胞_或_細(xì)胞團(tuán)_進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖_的技術(shù)。
(4)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)的一般過程
(5)優(yōu)點(diǎn)：__不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制，因此對(duì)于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)具有重要意義。
第二節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞工程
一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)
1.概念：從動(dòng)物體中_取出_相關(guān)的_組織_，將它__分散成單個(gè)細(xì)胞_，然后在__適宜的培養(yǎng)條件_下，讓這些細(xì)胞_生長(zhǎng)_和_增殖_的技術(shù)。
2.原理：__細(xì)胞增殖__
3.地位：__動(dòng)物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)__
4.關(guān)鍵操作：_原代培養(yǎng)_和__傳代培養(yǎng)_。
(一)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件
1.營養(yǎng)
(1)成分
①已知成分
將細(xì)胞所需的__營養(yǎng)物質(zhì)_(糖類、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素等)按其_種類__和_所需量__嚴(yán)格配制而成的培養(yǎng)基，稱為_合成培養(yǎng)基_。
②未知成分
使用合成培養(yǎng)基時(shí)，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(dòng)物細(xì)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(duì)_培養(yǎng)液_和_所有培養(yǎng)用具_(dá)進(jìn)行_滅菌_處理；②在_無菌環(huán)境__下進(jìn)行操作；③還需要__定期更換培養(yǎng)液__。
3.溫度、pH和滲透壓
(1)適宜的溫度：哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的溫度多以__36.5±0.5℃_為宜。
(2)適宜的pH：多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞生存的適宜pH為_7.2-7.4_。
(3)適宜的滲透壓：維持適宜滲透壓的目的_維持細(xì)胞正常的形態(tài)和功能__。
4.氣體環(huán)境
(1)組成：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所需氣體主要有_O2_和_CO2_。
(2)氣體作用：①O2：_O2是細(xì)胞代謝所必需的_；②CO2：_CO2的主要作用維持培養(yǎng)液的pH__。
(二)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程
①原代培養(yǎng)：將__分瓶之前_的細(xì)胞培養(yǎng)，即動(dòng)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_分瓶后_的細(xì)胞培養(yǎng)稱為傳代培養(yǎng)；
③細(xì)胞貼壁：__大多數(shù)_體外培養(yǎng)的細(xì)胞需要__貼附于某些基質(zhì)表面__才能生長(zhǎng)增殖，這類細(xì)胞往往貼附在培養(yǎng)瓶的_瓶壁_上，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞貼壁；
④接觸抑制：當(dāng)_貼壁_細(xì)胞生長(zhǎng)到_表面相互接觸_時(shí)，細(xì)胞通常會(huì)_停止分裂增殖__。
1.取動(dòng)物組織
(1)取材：__動(dòng)物胚胎__或__幼齡動(dòng)物__的組織、器官。
(2)取材原因：_細(xì)胞分化程度低，增殖能力強(qiáng)，容易培養(yǎng)___。
2.制成細(xì)胞懸液
(1)制成細(xì)胞懸液的步驟：①__將組織分散成單個(gè)細(xì)胞__；②__用培養(yǎng)液將細(xì)胞制成細(xì)胞懸液__
(2)將組織分散成單個(gè)細(xì)胞的原因：①從動(dòng)物體取出的成塊組織中，細(xì)胞與細(xì)胞__靠在一起__，彼此__限制了生長(zhǎng)和增殖_；②__能使細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸，更易進(jìn)行物質(zhì)交換_。
(3)將組織分散成單個(gè)細(xì)胞的方法：①__機(jī)械法__；②___用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理一段時(shí)間___。
3.原代培養(yǎng)
將_細(xì)胞懸液__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(zhǎng)類： __直接用離心法收集_；貼壁生長(zhǎng)類：重新用胰蛋白酶等處理，使之分散成單個(gè)細(xì)胞，然后再用離心法收集；將收集的細(xì)胞制成 細(xì)胞懸液 ，分瓶培養(yǎng)。
5.植物組織培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較
比較項(xiàng)目 植物組織培養(yǎng) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)
理論基礎(chǔ) 植物細(xì)胞全能性 細(xì)胞增殖
區(qū) 別 培養(yǎng)基 類型 固體或半固體培養(yǎng)基 液體 培養(yǎng)基
成分 水、礦質(zhì)元素、維生素、植物激素、蔗糖、氨基酸、瓊脂等 葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素、促生長(zhǎng)因子、動(dòng)物血清等
取材 離體植物器官、組織、細(xì)胞 動(dòng)物胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物的器官或組織
關(guān)鍵環(huán)節(jié) 細(xì)胞的脫分化和再分化 細(xì)胞增殖和癌變
結(jié)果 新的組織或植株個(gè)體，可以體現(xiàn)全能性 新的細(xì)胞系或細(xì)胞株，不形成個(gè)體，不體現(xiàn)全能性
應(yīng)用 ①植株快速繁殖；②脫毒植株的培育； ③人工種子；④生產(chǎn)藥物、殺蟲劑等； ⑤轉(zhuǎn)基因植物的培育 ①蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn)；②皮膚移植材料的培育；③檢測(cè)有毒物質(zhì)；④生理、病理、藥理等方面的研究
相同點(diǎn) 兩種技術(shù)手段培養(yǎng)過程中細(xì)胞都進(jìn)行有絲分裂，都是無性繁殖，都可稱克隆，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(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用
1.分布
干細(xì)胞存在于_早期胚胎__、_骨髓_和__臍帶血__等多種組織和器官中。
2.分類
干細(xì)胞包括__胚胎干細(xì)胞_和_成體干細(xì)胞__等
(1)胚胎干細(xì)胞(簡(jiǎn)稱ES細(xì)胞 )
①分布：存在于_早期胚胎_中
②特點(diǎn)：__具有分化為成年動(dòng)物體內(nèi)的任何一種類型的細(xì)胞，并進(jìn)一步形成機(jī)體的所有組織和器官甚至個(gè)體的潛能___。
(2)成體干細(xì)胞
①分布：存在于_成體組織或器官內(nèi)__中
②類別：包括_骨髓__中的_造血干細(xì)胞__、_神經(jīng)系統(tǒng)_中的__神經(jīng)干細(xì)胞__、_睪丸_中的__精原干細(xì)胞_等。
③特點(diǎn)：_一般認(rèn)為，成體干細(xì)胞具有組織特異性，只能分化成特定的細(xì)胞或組織，不具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力___。
3.干細(xì)胞的應(yīng)用
(1)原理：干細(xì)胞有著_自我更新__能力及_分化_潛能的干細(xì)胞，與__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(xì)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(xì)胞：治療神經(jīng)組織損傷和神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病(如帕金森病、阿爾茨海默病等) 。
誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)：可治療小鼠的鐮狀細(xì)胞貧血癥，在治療阿爾茲海默病、心血管疾病等領(lǐng)域 。
二、動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體技術(shù)
(一)動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)
1.概念：使_兩個(gè)_或_多個(gè)_動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成_一個(gè)_細(xì)胞的技術(shù)。
2.結(jié)果：形成的_雜交細(xì)胞__具有__原來兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞的遺傳信息_。
3.原理：_細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性__。
4.意義：__突破了有性雜交的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能__。
5.誘導(dǎo)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(dǎo)法__。
6.融合實(shí)質(zhì)及完成的標(biāo)志：_細(xì)胞核的融合___。
7.應(yīng)用：
①細(xì)胞融合技術(shù)已經(jīng)成為研究__培育生物新品種_、_細(xì)胞遺傳__、_細(xì)胞免疫_(dá)和__腫瘤_等的重要手段。
②利用動(dòng)物細(xì)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。
8.動(dòng)物細(xì)胞融合和植物體細(xì)胞雜交比較
項(xiàng)目 植物體細(xì)胞雜交 動(dòng)物細(xì)胞融合
原理 細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性 植物細(xì)胞的全能性 細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性
細(xì)胞融合前的處理方法 用果膠酶和纖維素酶去除細(xì)胞壁 用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞
誘導(dǎo)細(xì)胞融合的方法 電融合法、離心法 、聚乙二醇(PEG)融合法 、高Ca2+-高pH融合法 PEG融合法 、電融合法 、滅活病毒誘導(dǎo)法
細(xì)胞融合成功的標(biāo)志 再生出細(xì)胞壁 細(xì)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，培育植物新品種 突破了有性雜交的局限，使遠(yuǎn)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(diǎn)：特異性強(qiáng)、靈敏度高，可大量制備。
3.實(shí)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(yùn)載藥物：與藥物結(jié)合，制成__抗體-藥物偶聯(lián)物(ADC)__，殺傷癌細(xì)胞；ADC通常由_抗體_、__接頭_和_藥物_三部分組成。
(3)治療疾病：?jiǎn)慰寺】贵w單獨(dú)使用，也可直接用于治療疾病。
三、動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物
(一)動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)
1.概念：將動(dòng)物一個(gè)細(xì)胞的__細(xì)胞核__移入__去核的卵母細(xì)胞__中，使這個(gè)__重新組合的細(xì)胞__發(fā)育成_新胚胎_，繼而發(fā)育成__動(dòng)物個(gè)體_的技術(shù)。
2.結(jié)果：形成__重新組合的細(xì)胞__并發(fā)育成__新胚胎_，繼而發(fā)育成__動(dòng)物個(gè)體_。
3.原理：_動(dòng)物細(xì)胞核的全能性__。
4.生殖方式：__無性生殖__。
5.哺乳動(dòng)物核移植分類
①胚胎細(xì)胞核移植：動(dòng)物胚胎細(xì)胞分化程度_低_，表現(xiàn)全能性_相對(duì)容易_。
②體細(xì)胞核移植：動(dòng)物體細(xì)胞分化程度_高_(dá)，表現(xiàn)全能性_十分困難__。
6.非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物體細(xì)胞核移植的困難原因
①_供體_細(xì)胞的__細(xì)胞核__在__去核卵母細(xì)胞__中_不能完全恢復(fù)_其__分化前的功能狀態(tài)__，這導(dǎo)致了_胚胎發(fā)育率低__。
②對(duì)非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物_胚胎_進(jìn)行操作的技術(shù)尚不完善。
7.體細(xì)胞核移植的過程
(二)體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題
應(yīng)用前景 畜牧生產(chǎn) 加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。
保護(hù)瀕危動(dòng)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(dòng)物可以作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白 。
治療人類疾病 ①轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物的細(xì)胞、組織或器官可以作為異種移植的供體； ②以患者作為供體培育的人核移植胚胎干細(xì)胞，經(jīng)過誘導(dǎo)分化能形成相應(yīng)的細(xì)胞、組織或器官，將它們移植給患者時(shí)可以避免免疫 排斥反應(yīng)。
科研 ①研究克隆動(dòng)物可使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程； ②克隆一批遺傳背景相同的動(dòng)物，可以通過它們之間的對(duì)比來分析致病基因； ③克隆特定疾病模型的動(dòng)物，還能為研究該疾病機(jī)制和開發(fā)相應(yīng)的藥物提供幫助；
存在的問題 ①成功率非常低 ； ②各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)有待進(jìn)一步改進(jìn)； ③絕大多數(shù)克隆動(dòng)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(duì)生殖細(xì)胞、受精卵 或早期胚胎 細(xì)胞進(jìn)行多種顯微操作和處理，然后將獲得的胚胎移植到雌性動(dòng)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(duì)象：__動(dòng)物生殖細(xì)胞、受精卵、早期胚胎細(xì)胞__。
2.技術(shù)種類：__體外受精、胚胎移植、胚胎分割_。
3.特點(diǎn)：____獲得的胚胎需移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代_。
4.理論基礎(chǔ)：__哺乳動(dòng)物受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律__。
一、胚胎工程的倫理基礎(chǔ)
(一)受精
1.概念：受精是_精子_和__卵子__結(jié)合形成_合子(受精卵)__的過程。
2.場(chǎng)所：在_自然條件_下，哺乳動(dòng)物的受精在_輸卵管內(nèi) _完成。
3.過程：包括__受精前的準(zhǔn)備階段___和__受精階段_。
(1)準(zhǔn)備階段1—精子獲能
①概念：剛剛排出的精子_不能立即_與卵子受精，必須在__雌性動(dòng)物的生殖道__發(fā)生__相應(yīng)的生理變化__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(jī)制的意義：實(shí)現(xiàn)了各種哺乳動(dòng)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(dòng)物生殖道__使精子獲能；將精子培養(yǎng)在__人工配制的獲能液__中使其獲能。
(2)準(zhǔn)備階段2—卵子的準(zhǔn)備
卵子一般在排出_2-3h_后才能被精子穿入；動(dòng)物排出的卵子成熟程度_不同__有的可能是_初級(jí)卵母細(xì)胞_，如馬、犬等；有的可能是__次級(jí)卵母細(xì)胞_，如豬、羊等；排出的卵子都要在_輸卵管內(nèi)_進(jìn)一步成熟；卵子具備與精子受精能力的時(shí)期_MⅡ_期。
(3)受精階段
(二)胚胎早期發(fā)育
二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用
(一)體外受精
1.過程：包括_卵母細(xì)胞的采集_、__精子的獲取 _和_受精_等步驟。
2.意義：__是提高動(dòng)物繁殖能力的有效措施，可以為胚胎移植提供可用胚胎__。
(二)胚胎移植
1.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_的_雌性_動(dòng)物體內(nèi)，使之__繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體_的技術(shù)。
(1)胚胎來源：_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(gè)體稱為_供體_ ②接受胚胎的個(gè)體叫_受體_。
2.實(shí)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_。
3.地位：__胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)__。
4.意義：
①__充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力__；
②__縮短了供體本身的繁殖周期__；
③對(duì)供體施行_超數(shù)排卵_處理后，可獲得_多枚胚胎_，經(jīng)__移植可得到多個(gè)后代__，使供體生產(chǎn)下的后代數(shù)量是自然繁殖的__十幾倍到幾十倍__。
5.過程：
(1)對(duì)供、受體的選擇和處理
①對(duì)供、受體進(jìn)行的相同處理：_同期發(fā)情處理_
②只對(duì)供體進(jìn)行的操作：_超數(shù)排卵處理__
(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(dòng)物早期胚胎形成后，在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)___；②該階段檢查的目的：__檢查胚胎的質(zhì)量___；③胚胎保存的方法：__-196℃液氮中保存___
(4)胚胎的移植：一般選擇移植__桑葚胚或囊胚階段的胚胎__
(5)移植后的檢查：第二次檢查的目的：__對(duì)受體進(jìn)行妊娠檢查(檢查受體是否妊娠)__
(三)胚胎分割
1.概念：采用_機(jī)械方法_將__早期胚胎_切割成__2等份、4等份或8等份__等，經(jīng)移植獲得__同卵雙胎或多胎_的技術(shù)。
2.材料：應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。
3.實(shí)質(zhì)：胚胎分割可增加動(dòng)物后代的數(shù)量，其實(shí)質(zhì)是動(dòng)物的無性繁殖或克隆。
4.操作要求：對(duì) 囊胚 階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。
5.胚胎干細(xì)胞：
(1)來源：從早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞。
(2)特點(diǎn)
(3)應(yīng)用
6.胚胎分割的優(yōu)點(diǎn)：
①可以促進(jìn)優(yōu)良動(dòng)物品種的繁殖；
②產(chǎn)生的遺傳性狀相同的后代是進(jìn)行遺傳學(xué)研究 的寶貴材料；
③在胚胎移植前，進(jìn)行性別鑒定、遺傳病篩查 等，對(duì)于人工控制動(dòng)物性別、動(dòng)物繁育健康后代有重要意義。
7.胚胎移植的局限性
采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生 同卵多胎 的可能性是有限的，分割次數(shù)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。新人教版生物學(xué)選擇性必修3《生物技術(shù)與工程》知識(shí)梳理
第三章 基因工程
第一節(jié) 重組DNA技術(shù)的基本工具
基因工程：指按照人們的愿望，通過轉(zhuǎn)基因 等技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性 ，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物制品 。從技術(shù)操作層面看，由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫 重組DNA技術(shù) 。
一、分子手術(shù)刀—限制性內(nèi)切核酸酶
1.全稱和簡(jiǎn)稱
全稱：_限制性內(nèi)切核酸酶_
簡(jiǎn)稱：__限制酶_
2.來源：主要是從_原核生物__中分離純化出來的
3.作用：
①能夠識(shí)別_雙鏈_DNA分子的某種_特定核苷酸序列 。
②使_每一條_鏈中_特定部位_的_磷酸二酯鍵__斷開。
4.作用部位：_磷酸二酯鍵__
5.識(shí)別序列：大多數(shù)限制酶的識(shí)別序列由_6_個(gè)核苷酸組成，也有少數(shù)限制酶的識(shí)別序列由_4_個(gè)、_8_個(gè)或__其他數(shù)量_的核苷酸組成。
6.切割結(jié)果：DNA分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式__黏性末端_和__平末端__。
(1)EcoRⅠ限制酶切割
EcoRⅠ識(shí)別序列為GAATTC
EcoRⅠ切割部位為GA之間的磷酸二酯鍵
(2)SmaⅠ限制酶切割
SmaⅠ識(shí)別序列為CCCGGG
SmaⅠ切割部位為CG之間的磷酸二酯鍵
二、分子縫合針—DNA連接酶
1.功能：將__兩個(gè)DNA片段連接起來_，恢復(fù)被限制酶切開的_磷酸二酯鍵__。
2.分類和對(duì)比
種類 E·coli DNA連接酶 T4DNA連接酶
來源 大腸桿菌 T4噬菌體
特點(diǎn) 只縫合 黏性 末端 縫合 黏性 末端 平 末端
作用 恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵
3．比較與DNA有關(guān)的六種酶
名稱 作用部位 作用底物 作用結(jié)果
限制酶 磷酸二酯鍵 DNA 將DNA切成兩個(gè)片段
DNA連接酶 磷酸二酯鍵 DNA片段 將兩個(gè)DNA片段連接為一個(gè)DNA分子
DNA聚合酶或熱穩(wěn)定DNA聚合酶 磷酸二酯鍵 脫氧核苷酸 將單個(gè)脫氧核苷酸依次連接到單鏈末端
DNA(水解)酶 磷酸二酯鍵 DNA 將DNA片段水解為單個(gè)脫氧核苷酸
解旋酶 堿基對(duì)之間的氫鍵 DNA 將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈，形成兩條長(zhǎng)鏈
RNA聚合酶 磷酸二酯鍵 核糖核苷酸 將單個(gè)核糖核苷酸依次連接到單鏈末端
三、分子運(yùn)輸車——載體
1.作用：攜帶外源DNA片段進(jìn)入受體細(xì)胞。
2.種類：質(zhì)粒、噬菌體 的衍生物、動(dòng)植物病毒 等。
3.作為載體需具備的條件
①_有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，供外源DNA片段(基因)插入其中__；
②_能在細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步復(fù)制_；
③_常有特殊的標(biāo)記基因，便于重組DNA分子的篩選_；
④_對(duì)受體細(xì)胞無害_。
探究.實(shí)踐：DNA的粗提取與鑒定
1.提取思路：利用DNA與RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面存在的差異，選用適當(dāng)?shù)奈锢砘蚧瘜W(xué)方法對(duì)他們進(jìn)行提取。
2.提取原理：
①DNA不溶于酒精 ，但某些蛋白質(zhì)溶于酒精，利用這一原理，可以初步分離DNA與蛋白質(zhì)；
②DNA在不同濃度的NaCl溶液 中的溶解度不同，它能溶于2mol/L的NaCl溶液。
3.鑒定原理：在一定溫度下(沸水浴)，DNA遇二苯胺試劑 會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色，因此二苯胺試劑 可以作為鑒定DNA的試劑。
4.比較DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同
溶解規(guī)律 2 mol/L NaCl溶液 0.14 mol/L NaCl溶液
DNA 溶解 析出
5．DNA粗提取中的注意事項(xiàng)
(1)本實(shí)驗(yàn)不能用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞作實(shí)驗(yàn)材料，原因是哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞 無細(xì)胞核(無DNA)?？蛇x用雞血細(xì)胞作材料。
(2)加入洗滌劑后，動(dòng)作要輕緩、柔和，否則容易產(chǎn)生大量的泡沫。加入酒精 和用玻璃棒攪拌時(shí)，動(dòng)作要輕緩，以免加劇DNA分子的斷裂，導(dǎo)致DNA分子不能形成絮狀沉淀 。
(3)二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用 ，否則會(huì)影響鑒定的效果。
(4)提取植物細(xì)胞的DNA時(shí)，加入的洗滌劑能溶解細(xì)胞膜 ，有利于DNA的釋放；加入食鹽(主要成分是NaCl)的目的是溶解DNA。
(5)在DNA進(jìn)一步提純時(shí)，選用冷卻的95%的酒精 的作用是溶解雜質(zhì)和析出DNA。
第二節(jié) 基因工程的基本操作程序
一、目的基因的篩選與獲取
(一)目的基因的篩選與獲取
1.目的基因概念
在基因工程的設(shè)計(jì)和操作中，用于__改變受體細(xì)胞性狀__或__獲得預(yù)期表達(dá)產(chǎn)物_等的基因就是目的基因(根據(jù)不同的需要，目的基因是不同的，主要是指__編碼蛋白質(zhì)的基因___)。
2.篩選目的基因的方法
(1)從相關(guān)的__已知結(jié)構(gòu)__和__功能清晰__的基因中進(jìn)行篩選。
(2)獲取方法
3.利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因
(1)PCR的概：PCR是__聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)__的縮寫，是一項(xiàng)根據(jù)_DNA半保留復(fù)制_的原理，在_體外_提供參與DNA復(fù)制的__各種組分__與_反應(yīng)條件_，對(duì)_目的基因的核苷酸序列_進(jìn)行__大量復(fù)制__的技術(shù)。
①全稱：__聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)___
②原理：___DNA半保留復(fù)制___
③操作環(huán)境：__體外(PCR擴(kuò)增儀/PCR儀)___
④目的：__對(duì)目的基因的核苷酸序列進(jìn)行大量復(fù)制___
⑤優(yōu)點(diǎn)：___可以在短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因___
(2)DNA體內(nèi)復(fù)制的條件
參與的組分 在DNA復(fù)制中的作用
DNA母鏈 提供DNA復(fù)制的模板
4種脫氧核苷酸 合成DNA子鏈的原料
解旋酶 打開DNA雙鏈
DNA聚合酶 催化合成DNA子鏈
引物 使DNA聚合酶能夠從引物的3’端開始連接脫氧核苷酸
注：引物是一小段能與_DNA母鏈__的一段堿基序列__互補(bǔ)配對(duì)_的_短單鏈核酸__。
(3)DNA體外復(fù)制(PCR)的條件
參與的組分 在DNA復(fù)制中的作用
DNA母鏈 提供DNA復(fù)制的模板
4種脫氧核苷酸 合成DNA子鏈的原料
引物 使DNA聚合酶能夠從引物的3’端開始連接脫氧核苷酸
90℃以上高溫 打開DNA雙鏈(變性溫度)
耐高溫的DNA聚合酶 催化合成DNA子鏈
緩沖液(含Mg2+ ) 激活真核細(xì)胞和細(xì)菌的DNA聚合酶
其他不同的溫度 變性、復(fù)性和延伸 需要不同溫度
注：復(fù)制的原料實(shí)為dNTP (dATP、dTTP、dCTP、dGTP)，同時(shí)水解產(chǎn)生能量為合成DNA子鏈提供能量，因此體系中不需要添加ATP 。
(4)過程
目的基因DNA__受熱變性__后_解為單鏈_，_引物 與單鏈相應(yīng)_互補(bǔ)序列_結(jié)合；然后以__單鏈DNA__為模板在_DNA聚合酶_作用下進(jìn)行_延伸__，即將4種_脫氧核苷酸__加到__引物的3’__，如此__重復(fù)循環(huán)多次__， 每次循環(huán)一般可以分為_變性、復(fù)性和延伸_三步。
注：
變性 溫度上升到90 ℃左右，雙鏈DNA解聚為單鏈
復(fù)性 溫度下降到55 ℃左右，兩種引物通過堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈DNA結(jié)合
延伸 溫度上升到72 ℃左右，Taq酶從引物起始合成互補(bǔ)鏈，可使新鏈由5′端向3′端延伸
拓展：DNA復(fù)制的相關(guān)計(jì)算
1.子代DNA分子總數(shù)： _2n_ 個(gè)；
2.第n代產(chǎn)生的DNA數(shù)：_2n-1_個(gè)；
3.子代DNA脫氧核苷酸鏈總數(shù)= _2n+1_ 條
4.第n代產(chǎn)生的DNA鏈數(shù)：_2n_條
①n代后，DNA分子有_2n_個(gè)
②n代后，DNA鏈有_2n+1_條
③第____代出現(xiàn)完整的目的基因
④n代后，含引物的DNA分子有_2n__個(gè)
⑤n代后，共消耗_2n+1-2_個(gè)引物
⑥第n代復(fù)制，消耗了_2n_個(gè)引物
⑦n代后，完整的目的基因有_2n-2n_個(gè)
4.獲取目的基因的其他方法
(1)構(gòu)建基因文庫來獲取目的基因：將含有某種生物不同基因的許多DNA 片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲(chǔ)存，各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同基因，稱為基因文庫。
①基因組文庫：包含一種生物所有的基因。
②部分基因文庫：只包含一種生物一部分基因，如cDNA文庫。
(2)利用化學(xué)方法人工合成：用DNA合成儀，要獲取的基因比較小，核苷酸序列又已知，不需要模板。
(二)基因表達(dá)載體的構(gòu)建(核心)
1.基因表達(dá)載體的組成
基因表達(dá)載體必須包括_目的基因_、__標(biāo)記基因_、_啟動(dòng)子_、_終止子_等(若需要能完成自主復(fù)制，還應(yīng)有_復(fù)制原點(diǎn)_)。
(1)啟動(dòng)子
①本質(zhì)：一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的_DNA_片段。
②位置：位于基因的_上游_，緊挨__轉(zhuǎn)錄的起始位點(diǎn)__。
③功能：__RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA___。
④特殊類型：_誘導(dǎo)型啟動(dòng)子___。
⑤誘導(dǎo)型啟動(dòng)子的特點(diǎn)：__當(dāng)誘導(dǎo)物存在時(shí)，可以激活或抑制目的基因的表達(dá)__。
(2)終止子
①本質(zhì)：一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的_DNA__片段。
②位置：位于基因的_下游_。
③功能：__使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來__。
注：?jiǎn)?dòng)子、終止子、起始密碼子、終止密碼子對(duì)比
比較項(xiàng)目 啟動(dòng)子 終止子 起始密碼子 終止密碼子
本質(zhì) DNA片段 DNA片段 mRNA上三個(gè)相鄰的堿基 mRNA上三個(gè)相鄰的堿基
位置 目的基因上游 目的基因下游 mRNA首端 mRNA尾端
功能 RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA 使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來 翻譯的起始信號(hào)(編碼氨基酸) 翻譯的結(jié)束信號(hào)(不編碼氨基酸)
(3)標(biāo)記基因
①作用：_便于重組DNA分子的篩選_
②常見類型：抗生素抗性基因、熒光蛋白基因等
(4)基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程
(三)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞
1.將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞—花粉管通道法
(1)操作方式
①用__微量注射器_將__含目的基因的DNA溶液_直接注入_子房_中。
②在_植物受粉后_的一定時(shí)間內(nèi)，_剪去柱頭_，將__DNA溶液___滴加在_花粉管通道__上，使目的基因借助_花柱切面__進(jìn)入_胚囊_。
(2)受體細(xì)胞：_受精卵__。
2.將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞—農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法
(1)轉(zhuǎn)化：__目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程__。
注：此處“轉(zhuǎn)化”與肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的“轉(zhuǎn)化”含義相同，實(shí)質(zhì)都是基因重組。
(2)農(nóng)桿菌特點(diǎn)：
①能在自然條件下侵染__雙子葉植物_和_裸子植物__，而對(duì)大多數(shù)__單子葉植物_沒有侵染能力。
②農(nóng)桿菌細(xì)胞內(nèi)含有__Ti質(zhì)粒_，當(dāng)它侵染植物細(xì)胞后，能將_Ti質(zhì)粒_上的_T-DNA_( 可轉(zhuǎn)移的DNA )轉(zhuǎn)移_到被侵染的細(xì)胞，并且將其__整合到該細(xì)胞的染色體DNA上__。
(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的過程：將目的基因插入_Ti質(zhì)粒的T-DNA__中，通過農(nóng)桿菌的_轉(zhuǎn)化_作用，就可以使目的基因_進(jìn)入植物細(xì)胞_，并___整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上__，使目的基因能夠_維持穩(wěn)定和表達(dá)__。
3.將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞—顯微注射法
1.受體細(xì)胞：_受精卵_
注：受精卵容易表現(xiàn)出全能性。
2.過程：
4.將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞—Ca2+處理法
(1)受體細(xì)胞：常用__原核生物__作為受體細(xì)胞，其中以__大腸桿菌_最廣泛
(2)原核生物的優(yōu)點(diǎn)：_繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少、易于培養(yǎng)__
(3)Ca2+處理法(感受態(tài)細(xì)胞法)的一般過程：
(四)目的基因的檢測(cè)與鑒定
檢測(cè)目的 檢測(cè)方法 判斷標(biāo)準(zhǔn)
目的基因是否插入轉(zhuǎn)基因生物的DNA DNA分子雜交技術(shù) 是否出現(xiàn)雜交帶
目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA 分子雜交技術(shù) 是否出現(xiàn)雜交帶
目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì) 抗原—抗體雜交技術(shù) 是否出現(xiàn)雜交帶
個(gè)體水平的檢測(cè) 如抗蟲、抗病的接種實(shí)驗(yàn) 是否表現(xiàn)出相應(yīng)的特性
1.DNA片段的電泳鑒定
(1)實(shí)驗(yàn)原理：DNA分子具有可解離的基團(tuán)，在一定的pH下，這些基團(tuán)可以帶上正電荷或負(fù)電荷。帶電粒子在電場(chǎng)作用下，向與其攜帶電荷相反 的電極移動(dòng)。
(2)影響DNA分子的遷移率的因素：DNA的分子大小，DNA分子的構(gòu)象，凝膠的濃度。
(3)電泳出現(xiàn)位置不等的幾條條帶，說明存在長(zhǎng)短不一的DNA片段，鑒定的PCR產(chǎn)物不純凈。
第三節(jié) 基因工程的應(yīng)用
一、基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用
分類 實(shí)例 處理或作用
轉(zhuǎn)基因抗蟲植物 轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、玉米、大豆、水稻和馬鈴薯 從某些生物中分離出抗蟲基因?qū)胱魑?，使之具有抗蟲性狀。可減少因　化學(xué)農(nóng)藥　的使用而造成的環(huán)境污染和對(duì)人類健康的損害，降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)量 。
轉(zhuǎn)基因抗病植物 抗病毒轉(zhuǎn)基因甜椒、番木瓜和煙草等 將源于某些病毒、真菌等的抗病基因?qū)胱魑?培育出抗病作物。 抗病毒的目的基因 抗真菌的目的基因
轉(zhuǎn)基因抗逆植物 抗除草劑玉米、轉(zhuǎn)魚抗寒基因番茄等 抗逆性基因：調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因(提高作物抗鹽堿、抗干旱)；抗除草劑基因；魚的抗凍蛋白基因。
改良植物的品質(zhì) 高賴氨酸玉米、含大量纖維素的轉(zhuǎn)基因玉米、轉(zhuǎn)基因矮牽牛 改善植物的營養(yǎng)成分含量(如氨基酸、蛋白質(zhì))或提升觀賞價(jià)值等。
提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速率 轉(zhuǎn)生長(zhǎng)激素基因的鯉魚 由于外源生長(zhǎng)激素基因的表達(dá)可以使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生長(zhǎng)更快，可將這類基因?qū)雱?dòng)物體內(nèi)，以提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速率 。
改善畜產(chǎn)品的品質(zhì) 轉(zhuǎn)腸乳糖酶基因牛 將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，使獲得的轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低。
二、基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用
分類 實(shí)例 處理或作用
轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物 乳腺生物反應(yīng)器(乳房生物反應(yīng)器) 將藥用蛋白基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組在一起。
轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體 克隆豬器官 抑制或除去　抗原　決定基因，結(jié)合克隆技術(shù)培育出沒有免疫排斥反應(yīng) 的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官。
基因治療 鐮狀細(xì)胞貧血的治療方案 基因治療的策略主要有基因置換、基因修復(fù)、基因增補(bǔ)、基因失活等。
三、基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用
淀粉酶、凝乳酶、天冬氨酸和苯丙氨酸等的生產(chǎn) 利用基因工程菌生產(chǎn)食品工業(yè) 用酶、氨基酸和維生素等。如將編碼牛凝乳酶的基因?qū)氪竽c桿菌、黑曲霉或酵母菌的基因組中，再通過　工業(yè)發(fā)酵　生產(chǎn)凝乳酶。
四、乳腺生物反應(yīng)器與基因工程菌生產(chǎn)藥物比較
比較項(xiàng)目 乳腺生物反應(yīng)器 工程菌
基因表達(dá) 合成的藥物蛋白 與天然蛋白質(zhì) 相同 細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器，產(chǎn)生的藥物蛋白可能沒有活性。
受體細(xì)胞 動(dòng)物的受精卵 微生物細(xì)胞
導(dǎo)入目的基 因的方式 顯微注射技術(shù) 感受態(tài)細(xì)胞法
藥物提取 從動(dòng)物乳汁中提取 從微生物細(xì)胞中提取
第四節(jié) 基因工程的延伸——蛋白質(zhì)工程
蛋白質(zhì)工程：是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能 的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì) ，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。
1.概念理解
(1)基礎(chǔ)：蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系。
(2)操作：　基因修飾　或基因合成。
(3)結(jié)果：　改造了　現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出　新的蛋白質(zhì)　。
(4)目的：根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)　蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)　進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。
2.操作過程
從預(yù)期的蛋白質(zhì)　功能　出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的　蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)　→推測(cè)應(yīng)有的　氨基酸序列　→找到并改變相對(duì)應(yīng)的　脫氧核苷酸序列　(基因)或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)。
一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由
1.基因工程的實(shí)質(zhì)：將一種生物的_基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，后者可以產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，進(jìn)而表現(xiàn)出新的性狀 。
2.基因工程的局限性：__只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì)____
3.蛋白質(zhì)工程崛起的緣由：
(1)基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì) 。
(2)天然蛋白質(zhì)是生物長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成的，它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活 的需要。
二、蛋白質(zhì)工程的基本原理
1.蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)：根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)__功能__的特定需求，因此要對(duì)蛋白質(zhì)的__結(jié)構(gòu)_進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。
2.蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)：__改造或合成基因 (定向改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造新的蛋白質(zhì))。
3.天然蛋白質(zhì)合成過程：天然蛋白質(zhì)合成的過程是按照__中心法則__進(jìn)行的。
基因→ 表達(dá) →形成具有特定氨基酸序列的多肽鏈→形成具有高級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)→形式生物功能
4.蛋白質(zhì)工程思路
蛋白質(zhì)工程與天然蛋白質(zhì)合成的過程_相反_，而從__預(yù)期的蛋白質(zhì)功能_出發(fā)→設(shè)計(jì)_預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)_→推測(cè)__應(yīng)有的氨基酸序列_→找到并改變_相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列_或__合成新基因_→獲得所需要的蛋白質(zhì)。
三、蛋白質(zhì)工程和基因工程的比較
比較項(xiàng)目 蛋白質(zhì)工程 基因工程
操作對(duì)象 基因 基因
操作起點(diǎn) 預(yù)期蛋白質(zhì)功能 目的基因
操作水平 DNA分子水平 DNA分子水平
操作流程 預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)氨基酸序列→找到并改變對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新基因→獲得所需要的蛋白質(zhì) 目的基因的篩選與獲取→構(gòu)建基因表達(dá)載體→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 →目的基因的檢測(cè)與鑒定
結(jié)果 可生產(chǎn)自然界沒有 的蛋白質(zhì) 可生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)
實(shí)質(zhì) 通過改造或合成基因來定向改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造新的蛋白質(zhì) 將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，后者可以產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，進(jìn)而表現(xiàn)出新的性狀
聯(lián)系 ①蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程 ； ②蛋白質(zhì)工程離不開基因工程，其包含基因工程 基本操作。
四、蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用
1.研發(fā)速效胰島素類似物
2.延長(zhǎng)干擾素體外保存時(shí)間
3.降低人對(duì)小鼠單抗了抗體的免疫反應(yīng)
通過_改造基因__，將小鼠抗體上_結(jié)合抗原_的區(qū)域(即_可變區(qū)__)“嫁接”到_人的抗體_(即_恒定區(qū)_)上，經(jīng)過這樣改造的抗體_誘發(fā)免疫反應(yīng)的強(qiáng)度就會(huì)降低很多__。
4.其他
(1)改進(jìn)酶的性能 或開發(fā)新的工業(yè)用酶。
(2)改造某些參與調(diào)控光合作用的酶，以提高植物光合作用的 速率 ，增加糧食的產(chǎn)量 。
(3)改造微生物蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，使它 防治病蟲害 的效果增強(qiáng)。
5.蛋白質(zhì)工程現(xiàn)狀
蛋白質(zhì)工程是一項(xiàng)難度很大的工程；主要原因是__蛋白質(zhì)發(fā)揮功能必須依賴于正確的高級(jí)結(jié)構(gòu)，而這種高級(jí)結(jié)構(gòu)往往十分復(fù)雜_。新人教版生物學(xué)選擇性必修3《生物技術(shù)與工程》知識(shí)梳理
第三章 基因工程
第一節(jié) 重組DNA技術(shù)的基本工具
基因工程：指按照人們的愿望，通過轉(zhuǎn)基因 等技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性 ，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物制品 。從技術(shù)操作層面看，由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫 重組DNA技術(shù) 。
一、分子手術(shù)刀—限制性內(nèi)切核酸酶
1.全稱和簡(jiǎn)稱
全稱：_限制性內(nèi)切核酸酶_
簡(jiǎn)稱：__限制酶_
2.來源：主要是從_原核生物__中分離純化出來的
3.作用：
①能夠識(shí)別_雙鏈_DNA分子的某種_特定核苷酸序列 。
②使_每一條_鏈中_特定部位_的_磷酸二酯鍵__斷開。
4.作用部位：_磷酸二酯鍵__
5.識(shí)別序列：大多數(shù)限制酶的識(shí)別序列由_6_個(gè)核苷酸組成，也有少數(shù)限制酶的識(shí)別序列由_4_個(gè)、_8_個(gè)或__其他數(shù)量_的核苷酸組成。
6.切割結(jié)果：DNA分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式__黏性末端_和__平末端__。
(1)EcoRⅠ限制酶切割
EcoRⅠ識(shí)別序列為GAATTC
EcoRⅠ切割部位為GA之間的磷酸二酯鍵
(2)SmaⅠ限制酶切割
SmaⅠ識(shí)別序列為CCCGGG
SmaⅠ切割部位為CG之間的磷酸二酯鍵
二、分子縫合針—DNA連接酶
1.功能：將__兩個(gè)DNA片段連接起來_，恢復(fù)被限制酶切開的_磷酸二酯鍵__。
2.分類和對(duì)比
種類 E·coli DNA連接酶 T4DNA連接酶
來源 大腸桿菌 T4噬菌體
特點(diǎn) 只縫合 黏性 末端 縫合 黏性 末端 平 末端
作用 恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵
3．比較與DNA有關(guān)的六種酶
名稱 作用部位 作用底物 作用結(jié)果
限制酶 磷酸二酯鍵 DNA 將DNA切成兩個(gè)片段
DNA連接酶 磷酸二酯鍵 DNA片段 將兩個(gè)DNA片段連接為一個(gè)DNA分子
DNA聚合酶或熱穩(wěn)定DNA聚合酶 磷酸二酯鍵 脫氧核苷酸 將單個(gè)脫氧核苷酸依次連接到單鏈末端
DNA(水解)酶 磷酸二酯鍵 DNA 將DNA片段水解為單個(gè)脫氧核苷酸
解旋酶 堿基對(duì)之間的氫鍵 DNA 將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈，形成兩條長(zhǎng)鏈
RNA聚合酶 磷酸二酯鍵 核糖核苷酸 將單個(gè)核糖核苷酸依次連接到單鏈末端
三、分子運(yùn)輸車——載體
1.作用：攜帶外源DNA片段進(jìn)入受體細(xì)胞。
2.種類：質(zhì)粒、噬菌體 的衍生物、動(dòng)植物病毒 等。
3.作為載體需具備的條件
①_有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，供外源DNA片段(基因)插入其中__；
②_能在細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步復(fù)制_；
③_常有特殊的標(biāo)記基因，便于重組DNA分子的篩選_；
④_對(duì)受體細(xì)胞無害_。
探究.實(shí)踐：DNA的粗提取與鑒定
1.提取思路：利用DNA與RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面存在的差異，選用適當(dāng)?shù)奈锢砘蚧瘜W(xué)方法對(duì)他們進(jìn)行提取。
2.提取原理：
①DNA不溶于酒精 ，但某些蛋白質(zhì)溶于酒精，利用這一原理，可以初步分離DNA與蛋白質(zhì)；
②DNA在不同濃度的NaCl溶液 中的溶解度不同，它能溶于2mol/L的NaCl溶液。
3.鑒定原理：在一定溫度下(沸水浴)，DNA遇二苯胺試劑 會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色，因此二苯胺試劑 可以作為鑒定DNA的試劑。
4.比較DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同
溶解規(guī)律 2 mol/L NaCl溶液 0.14 mol/L NaCl溶液
DNA 溶解 析出
5．DNA粗提取中的注意事項(xiàng)
(1)本實(shí)驗(yàn)不能用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞作實(shí)驗(yàn)材料，原因是哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞 無細(xì)胞核(無DNA)?？蛇x用雞血細(xì)胞作材料。
(2)加入洗滌劑后，動(dòng)作要輕緩、柔和，否則容易產(chǎn)生大量的泡沫。加入酒精 和用玻璃棒攪拌時(shí)，動(dòng)作要輕緩，以免加劇DNA分子的斷裂，導(dǎo)致DNA分子不能形成絮狀沉淀 。
(3)二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用 ，否則會(huì)影響鑒定的效果。
(4)提取植物細(xì)胞的DNA時(shí)，加入的洗滌劑能溶解細(xì)胞膜 ，有利于DNA的釋放；加入食鹽(主要成分是NaCl)的目的是溶解DNA。
(5)在DNA進(jìn)一步提純時(shí)，選用冷卻的95%的酒精 的作用是溶解雜質(zhì)和析出DNA。
第二節(jié) 基因工程的基本操作程序
一、目的基因的篩選與獲取
(一)目的基因的篩選與獲取
1.目的基因概念
在基因工程的設(shè)計(jì)和操作中，用于__改變受體細(xì)胞性狀__或__獲得預(yù)期表達(dá)產(chǎn)物_等的基因就是目的基因(根據(jù)不同的需要，目的基因是不同的，主要是指__編碼蛋白質(zhì)的基因___)。
2.篩選目的基因的方法
(1)從相關(guān)的__已知結(jié)構(gòu)__和__功能清晰__的基因中進(jìn)行篩選。
(2)獲取方法
3.利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因
(1)PCR的概：PCR是__聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)__的縮寫，是一項(xiàng)根據(jù)_DNA半保留復(fù)制_的原理，在_體外_提供參與DNA復(fù)制的__各種組分__與_反應(yīng)條件_，對(duì)_目的基因的核苷酸序列_進(jìn)行__大量復(fù)制__的技術(shù)。
①全稱：__聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)___
②原理：___DNA半保留復(fù)制___
③操作環(huán)境：__體外(PCR擴(kuò)增儀/PCR儀)___
④目的：__對(duì)目的基因的核苷酸序列進(jìn)行大量復(fù)制___
⑤優(yōu)點(diǎn)：___可以在短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因___
(2)DNA體內(nèi)復(fù)制的條件
參與的組分 在DNA復(fù)制中的作用
DNA母鏈 提供DNA復(fù)制的模板
4種脫氧核苷酸 合成DNA子鏈的原料
解旋酶 打開DNA雙鏈
DNA聚合酶 催化合成DNA子鏈
引物 使DNA聚合酶能夠從引物的3’端開始連接脫氧核苷酸
注：引物是一小段能與_DNA母鏈__的一段堿基序列__互補(bǔ)配對(duì)_的_短單鏈核酸__。
(3)DNA體外復(fù)制(PCR)的條件
參與的組分 在DNA復(fù)制中的作用
DNA母鏈 提供DNA復(fù)制的模板
4種脫氧核苷酸 合成DNA子鏈的原料
引物 使DNA聚合酶能夠從引物的3’端開始連接脫氧核苷酸
90℃以上高溫 打開DNA雙鏈(變性溫度)
耐高溫的DNA聚合酶 催化合成DNA子鏈
緩沖液(含Mg2+ ) 激活真核細(xì)胞和細(xì)菌的DNA聚合酶
其他不同的溫度 變性、復(fù)性和延伸 需要不同溫度
注：復(fù)制的原料實(shí)為dNTP (dATP、dTTP、dCTP、dGTP)，同時(shí)水解產(chǎn)生能量為合成DNA子鏈提供能量，因此體系中不需要添加ATP 。
(4)過程
目的基因DNA__受熱變性__后_解為單鏈_，_引物 與單鏈相應(yīng)_互補(bǔ)序列_結(jié)合；然后以__單鏈DNA__為模板在_DNA聚合酶_作用下進(jìn)行_延伸__，即將4種_脫氧核苷酸__加到__引物的3’__，如此__重復(fù)循環(huán)多次__， 每次循環(huán)一般可以分為_變性、復(fù)性和延伸_三步。
注：
變性 溫度上升到90 ℃左右，雙鏈DNA解聚為單鏈
復(fù)性 溫度下降到55 ℃左右，兩種引物通過堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈DNA結(jié)合
延伸 溫度上升到72 ℃左右，Taq酶從引物起始合成互補(bǔ)鏈，可使新鏈由5′端向3′端延伸
拓展：DNA復(fù)制的相關(guān)計(jì)算
1.子代DNA分子總數(shù)： _2n_ 個(gè)；
2.第n代產(chǎn)生的DNA數(shù)：_2n-1_個(gè)；
3.子代DNA脫氧核苷酸鏈總數(shù)= _2n+1_ 條
4.第n代產(chǎn)生的DNA鏈數(shù)：_2n_條
①n代后，DNA分子有_2n_個(gè)
②n代后，DNA鏈有_2n+1_條
③第____代出現(xiàn)完整的目的基因
④n代后，含引物的DNA分子有_2n__個(gè)
⑤n代后，共消耗_2n+1-2_個(gè)引物
⑥第n代復(fù)制，消耗了_2n_個(gè)引物
⑦n代后，完整的目的基因有_2n-2n_個(gè)
4.獲取目的基因的其他方法
(1)構(gòu)建基因文庫來獲取目的基因：將含有某種生物不同基因的許多DNA 片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲(chǔ)存，各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同基因，稱為基因文庫。
①基因組文庫：包含一種生物所有的基因。
②部分基因文庫：只包含一種生物一部分基因，如cDNA文庫。
(2)利用化學(xué)方法人工合成：用DNA合成儀，要獲取的基因比較小，核苷酸序列又已知，不需要模板。
(二)基因表達(dá)載體的構(gòu)建(核心)
1.基因表達(dá)載體的組成
基因表達(dá)載體必須包括_目的基因_、__標(biāo)記基因_、_啟動(dòng)子_、_終止子_等(若需要能完成自主復(fù)制，還應(yīng)有_復(fù)制原點(diǎn)_)。
(1)啟動(dòng)子
①本質(zhì)：一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的_DNA_片段。
②位置：位于基因的_上游_，緊挨__轉(zhuǎn)錄的起始位點(diǎn)__。
③功能：__RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA___。
④特殊類型：_誘導(dǎo)型啟動(dòng)子___。
⑤誘導(dǎo)型啟動(dòng)子的特點(diǎn)：__當(dāng)誘導(dǎo)物存在時(shí)，可以激活或抑制目的基因的表達(dá)__。
(2)終止子
①本質(zhì)：一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的_DNA__片段。
②位置：位于基因的_下游_。
③功能：__使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來__。
注：?jiǎn)?dòng)子、終止子、起始密碼子、終止密碼子對(duì)比
比較項(xiàng)目 啟動(dòng)子 終止子 起始密碼子 終止密碼子
本質(zhì) DNA片段 DNA片段 mRNA上三個(gè)相鄰的堿基 mRNA上三個(gè)相鄰的堿基
位置 目的基因上游 目的基因下游 mRNA首端 mRNA尾端
功能 RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA 使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來 翻譯的起始信號(hào)(編碼氨基酸) 翻譯的結(jié)束信號(hào)(不編碼氨基酸)
(3)標(biāo)記基因
①作用：_便于重組DNA分子的篩選_
②常見類型：抗生素抗性基因、熒光蛋白基因等
(4)基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程
(三)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞
1.將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞—花粉管通道法
(1)操作方式
①用__微量注射器_將__含目的基因的DNA溶液_直接注入_子房_中。
②在_植物受粉后_的一定時(shí)間內(nèi)，_剪去柱頭_，將__DNA溶液___滴加在_花粉管通道__上，使目的基因借助_花柱切面__進(jìn)入_胚囊_。
(2)受體細(xì)胞：_受精卵__。
2.將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞—農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法
(1)轉(zhuǎn)化：__目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程__。
注：此處“轉(zhuǎn)化”與肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的“轉(zhuǎn)化”含義相同，實(shí)質(zhì)都是基因重組。
(2)農(nóng)桿菌特點(diǎn)：
①能在自然條件下侵染__雙子葉植物_和_裸子植物__，而對(duì)大多數(shù)__單子葉植物_沒有侵染能力。
②農(nóng)桿菌細(xì)胞內(nèi)含有__Ti質(zhì)粒_，當(dāng)它侵染植物細(xì)胞后，能將_Ti質(zhì)粒_上的_T-DNA_( 可轉(zhuǎn)移的DNA )轉(zhuǎn)移_到被侵染的細(xì)胞，并且將其__整合到該細(xì)胞的染色體DNA上__。
(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的過程：將目的基因插入_Ti質(zhì)粒的T-DNA__中，通過農(nóng)桿菌的_轉(zhuǎn)化_作用，就可以使目的基因_進(jìn)入植物細(xì)胞_，并___整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上__，使目的基因能夠_維持穩(wěn)定和表達(dá)__。
3.將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞—顯微注射法
1.受體細(xì)胞：_受精卵_
注：受精卵容易表現(xiàn)出全能性。
2.過程：
4.將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞—Ca2+處理法
(1)受體細(xì)胞：常用__原核生物__作為受體細(xì)胞，其中以__大腸桿菌_最廣泛
(2)原核生物的優(yōu)點(diǎn)：_繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少、易于培養(yǎng)__
(3)Ca2+處理法(感受態(tài)細(xì)胞法)的一般過程：
(四)目的基因的檢測(cè)與鑒定
檢測(cè)目的 檢測(cè)方法 判斷標(biāo)準(zhǔn)
目的基因是否插入轉(zhuǎn)基因生物的DNA DNA分子雜交技術(shù) 是否出現(xiàn)雜交帶
目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA 分子雜交技術(shù) 是否出現(xiàn)雜交帶
目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì) 抗原—抗體雜交技術(shù) 是否出現(xiàn)雜交帶
個(gè)體水平的檢測(cè) 如抗蟲、抗病的接種實(shí)驗(yàn) 是否表現(xiàn)出相應(yīng)的特性
1.DNA片段的電泳鑒定
(1)實(shí)驗(yàn)原理：DNA分子具有可解離的基團(tuán)，在一定的pH下，這些基團(tuán)可以帶上正電荷或負(fù)電荷。帶電粒子在電場(chǎng)作用下，向與其攜帶電荷相反 的電極移動(dòng)。
(2)影響DNA分子的遷移率的因素：DNA的分子大小，DNA分子的構(gòu)象，凝膠的濃度。
(3)電泳出現(xiàn)位置不等的幾條條帶，說明存在長(zhǎng)短不一的DNA片段，鑒定的PCR產(chǎn)物不純凈。
第三節(jié) 基因工程的應(yīng)用
一、基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用
分類 實(shí)例 處理或作用
轉(zhuǎn)基因抗蟲植物 轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、玉米、大豆、水稻和馬鈴薯 從某些生物中分離出抗蟲基因?qū)胱魑?，使之具有抗蟲性狀?？蓽p少因　化學(xué)農(nóng)藥　的使用而造成的環(huán)境污染和對(duì)人類健康的損害，降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)量 。
轉(zhuǎn)基因抗病植物 抗病毒轉(zhuǎn)基因甜椒、番木瓜和煙草等 將源于某些病毒、真菌等的抗病基因?qū)胱魑?培育出抗病作物。 抗病毒的目的基因 抗真菌的目的基因
轉(zhuǎn)基因抗逆植物 抗除草劑玉米、轉(zhuǎn)魚抗寒基因番茄等 抗逆性基因：調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因(提高作物抗鹽堿、抗干旱)；抗除草劑基因；魚的抗凍蛋白基因。
改良植物的品質(zhì) 高賴氨酸玉米、含大量纖維素的轉(zhuǎn)基因玉米、轉(zhuǎn)基因矮牽牛 改善植物的營養(yǎng)成分含量(如氨基酸、蛋白質(zhì))或提升觀賞價(jià)值等。
提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速率 轉(zhuǎn)生長(zhǎng)激素基因的鯉魚 由于外源生長(zhǎng)激素基因的表達(dá)可以使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生長(zhǎng)更快，可將這類基因?qū)雱?dòng)物體內(nèi)，以提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速率 。
改善畜產(chǎn)品的品質(zhì) 轉(zhuǎn)腸乳糖酶基因牛 將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，使獲得的轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低。
二、基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用
分類 實(shí)例 處理或作用
轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物 乳腺生物反應(yīng)器(乳房生物反應(yīng)器) 將藥用蛋白基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組在一起。
轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體 克隆豬器官 抑制或除去　抗原　決定基因，結(jié)合克隆技術(shù)培育出沒有免疫排斥反應(yīng) 的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官。
基因治療 鐮狀細(xì)胞貧血的治療方案 基因治療的策略主要有基因置換、基因修復(fù)、基因增補(bǔ)、基因失活等。
三、基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用
淀粉酶、凝乳酶、天冬氨酸和苯丙氨酸等的生產(chǎn) 利用基因工程菌生產(chǎn)食品工業(yè) 用酶、氨基酸和維生素等。如將編碼牛凝乳酶的基因?qū)氪竽c桿菌、黑曲霉或酵母菌的基因組中，再通過　工業(yè)發(fā)酵　生產(chǎn)凝乳酶。
四、乳腺生物反應(yīng)器與基因工程菌生產(chǎn)藥物比較
比較項(xiàng)目 乳腺生物反應(yīng)器 工程菌
基因表達(dá) 合成的藥物蛋白 與天然蛋白質(zhì) 相同 細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器，產(chǎn)生的藥物蛋白可能沒有活性。
受體細(xì)胞 動(dòng)物的受精卵 微生物細(xì)胞
導(dǎo)入目的基 因的方式 顯微注射技術(shù) 感受態(tài)細(xì)胞法
藥物提取 從動(dòng)物乳汁中提取 從微生物細(xì)胞中提取
第四節(jié) 基因工程的延伸——蛋白質(zhì)工程
蛋白質(zhì)工程：是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能 的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì) ，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。
1.概念理解
(1)基礎(chǔ)：蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系。
(2)操作：　基因修飾　或基因合成。
(3)結(jié)果：　改造了　現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出　新的蛋白質(zhì)　。
(4)目的：根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)　蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)　進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。
2.操作過程
從預(yù)期的蛋白質(zhì)　功能　出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的　蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)　→推測(cè)應(yīng)有的　氨基酸序列　→找到并改變相對(duì)應(yīng)的　脫氧核苷酸序列　(基因)或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)。
一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由
1.基因工程的實(shí)質(zhì)：將一種生物的_基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，后者可以產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，進(jìn)而表現(xiàn)出新的性狀 。
2.基因工程的局限性：__只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì)____
3.蛋白質(zhì)工程崛起的緣由：
(1)基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì) 。
(2)天然蛋白質(zhì)是生物長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成的，它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活 的需要。
二、蛋白質(zhì)工程的基本原理
1.蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)：根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)__功能__的特定需求，因此要對(duì)蛋白質(zhì)的__結(jié)構(gòu)_進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。
2.蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)：__改造或合成基因 (定向改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造新的蛋白質(zhì))。
3.天然蛋白質(zhì)合成過程：天然蛋白質(zhì)合成的過程是按照__中心法則__進(jìn)行的。
基因→ 表達(dá) →形成具有特定氨基酸序列的多肽鏈→形成具有高級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)→形式生物功能
4.蛋白質(zhì)工程思路
蛋白質(zhì)工程與天然蛋白質(zhì)合成的過程_相反_，而從__預(yù)期的蛋白質(zhì)功能_出發(fā)→設(shè)計(jì)_預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)_→推測(cè)__應(yīng)有的氨基酸序列_→找到并改變_相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列_或__合成新基因_→獲得所需要的蛋白質(zhì)。
三、蛋白質(zhì)工程和基因工程的比較
比較項(xiàng)目 蛋白質(zhì)工程 基因工程
操作對(duì)象 基因 基因
操作起點(diǎn) 預(yù)期蛋白質(zhì)功能 目的基因
操作水平 DNA分子水平 DNA分子水平
操作流程 預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)氨基酸序列→找到并改變對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新基因→獲得所需要的蛋白質(zhì) 目的基因的篩選與獲取→構(gòu)建基因表達(dá)載體→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 →目的基因的檢測(cè)與鑒定
結(jié)果 可生產(chǎn)自然界沒有 的蛋白質(zhì) 可生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)
實(shí)質(zhì) 通過改造或合成基因來定向改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造新的蛋白質(zhì) 將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，后者可以產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，進(jìn)而表現(xiàn)出新的性狀
聯(lián)系 ①蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程 ； ②蛋白質(zhì)工程離不開基因工程，其包含基因工程 基本操作。
四、蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用
1.研發(fā)速效胰島素類似物
2.延長(zhǎng)干擾素體外保存時(shí)間
3.降低人對(duì)小鼠單抗了抗體的免疫反應(yīng)
通過_改造基因__，將小鼠抗體上_結(jié)合抗原_的區(qū)域(即_可變區(qū)__)“嫁接”到_人的抗體_(即_恒定區(qū)_)上，經(jīng)過這樣改造的抗體_誘發(fā)免疫反應(yīng)的強(qiáng)度就會(huì)降低很多__。
4.其他
(1)改進(jìn)酶的性能 或開發(fā)新的工業(yè)用酶。
(2)改造某些參與調(diào)控光合作用的酶，以提高植物光合作用的 速率 ，增加糧食的產(chǎn)量 。
(3)改造微生物蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，使它 防治病蟲害 的效果增強(qiáng)。
5.蛋白質(zhì)工程現(xiàn)狀
蛋白質(zhì)工程是一項(xiàng)難度很大的工程；主要原因是__蛋白質(zhì)發(fā)揮功能必須依賴于正確的高級(jí)結(jié)構(gòu)，而這種高級(jí)結(jié)構(gòu)往往十分復(fù)雜_。新人教版生物學(xué)選擇性必修3《生物技術(shù)與工程》知識(shí)梳理
第四章 生物技術(shù)的安全性與倫理問題
第一節(jié) 轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品安全性
一、轉(zhuǎn)基因成果簡(jiǎn)直令人嘆為觀止
分類 成果
轉(zhuǎn)基因微生物 (1)清除石油污染，例如假單胞桿菌。 (2)基因工程技術(shù)生產(chǎn)藥物(胰島素、人生長(zhǎng)激素、干擾素、乙肝疫苗、人促紅細(xì)胞生成素、腫瘤壞死因子、降鈣素基因相關(guān)因子等)。
轉(zhuǎn)基因動(dòng)物 (1)用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速率 。 (2)用于改善畜產(chǎn)品 的品質(zhì)。 (3)用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物 。 (4)用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作 器官移植 的供體。
轉(zhuǎn)基因植物 (1)抗蟲 轉(zhuǎn)基因植物。 (2)抗病 轉(zhuǎn)基因植物。 (3)其他抗逆 轉(zhuǎn)基因植物。 (4)利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì) 。
二、對(duì)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品安全性的爭(zhēng)論
關(guān)注焦點(diǎn) 態(tài)度 理由
轉(zhuǎn)基因食品是否安全 轉(zhuǎn)基因食品不安全 (1)擔(dān)心安全性檢測(cè) 不全面。 (2)擔(dān)心出現(xiàn)滯后效應(yīng),合成出有潛在毒性 的蛋白質(zhì)。 (3)擔(dān)心出現(xiàn)新的過敏原 。 (3)擔(dān)心出現(xiàn)營養(yǎng)成分 改變。 ……
轉(zhuǎn)基因食品安全 (1)轉(zhuǎn)基因食品經(jīng)過了嚴(yán)格的安全檢測(cè)。 (2)僅極少數(shù)品種中出現(xiàn)了導(dǎo)致人體過敏的蛋白,并已被科學(xué)家銷毀了。 (3)至今未發(fā)現(xiàn)因食用轉(zhuǎn)基因食物 而影響人體健康的實(shí)例。 ……
三、理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)
1.認(rèn)識(shí)到轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用前景是非常廣闊的，以基因工程為代表的一大批生物技術(shù)成果進(jìn)入人類的生產(chǎn)和生活，特別是在 醫(yī)藥和農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn) 上發(fā)揮了極大的作用。
2.正視 轉(zhuǎn)基因技術(shù)帶來的安全性問題，切實(shí)認(rèn)識(shí)到個(gè)別有害轉(zhuǎn)基因生物的危害性，要趨利避害 。
3.完善相應(yīng)的法律法規(guī) ，利用法規(guī)手段確保轉(zhuǎn)基因生物的安全性 。
4.增強(qiáng)科學(xué)家的法律意識(shí) ，提高科學(xué)家的科學(xué)研究道德水平 。不能單純從技術(shù)角度去理解人們對(duì)待轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的態(tài)度，其中包含有復(fù)雜的 政治、經(jīng)濟(jì)和文化 背景。
第二節(jié) 關(guān)注生殖性克隆人
一、生殖性克隆人面臨的倫理問題
觀點(diǎn) 理由
不贊成 ①生殖性克隆人嚴(yán)重違反了人類倫理道德。 ②生殖性克隆人“有違人類尊嚴(yán)”。 ③生殖性克隆人是在人為地制造在心理上和社會(huì)地位上都不健全的人。 ④克隆技術(shù)尚不成熟。
贊成 生殖性克隆人是一項(xiàng)科學(xué)研究,既然是科學(xué)，就應(yīng)該允許研究克隆人。
二、我國禁止生殖性克隆人
我國禁止生殖性克隆人。四不原則是不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人的實(shí)驗(yàn)，主張對(duì)治療性克隆進(jìn)行有效監(jiān)控和嚴(yán)格審查。
三、設(shè)計(jì)試管嬰兒引發(fā)的倫理問題
觀點(diǎn) 理由
不符合倫 理道德 ①把試管嬰兒當(dāng)作人體零配件工廠，是對(duì)生命的不尊重 。 ②早期的生命也有活下去的權(quán)利，拋棄或殺死多余胚胎，無異于“謀殺”。 ③有人會(huì)濫用設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)來設(shè)計(jì)嬰兒 性別 等。
符合倫理 道德 ①設(shè)計(jì)試管嬰兒是為了救人，是救治患者最好、最快捷的辦法之一。 ②提供骨髓中的造血干細(xì)胞 并不會(huì)對(duì)試管嬰兒造成損傷。 ③臍帶血乃試管嬰兒的“身外之物”。
中國政府觀點(diǎn) 中國衛(wèi)生部在《體外受精—胚胎移植及其衍生技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定，“實(shí)施體外受精—胚胎移植 及其衍生技術(shù)必須獲得衛(wèi)生部的批準(zhǔn)證書”。
第三節(jié) 禁止生物武器
一、禁止生物武器
1.生物武器的種類：致病菌類、病毒類 和生化毒劑類等。
2.生物武器的特點(diǎn)：致病能力強(qiáng) ，攻擊范圍廣。
3.傳播方式：直接吸入，食物傳播，接觸 帶菌生活必需品和被帶菌昆蟲叮咬等。經(jīng)由呼吸道、消化道和皮膚等侵入人畜體內(nèi)，造成大規(guī)模傷亡，也能大量損害植物。
4.我國政府：任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲(chǔ)存生物武器，反對(duì)生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴(kuò)散，并主張全面禁止和徹底銷毀 生物武器等各類大規(guī)模殺傷性武器。新人教版生物學(xué)選擇性必修3《生物技術(shù)與工程》知識(shí)梳理
第四章 生物技術(shù)的安全性與倫理問題
第一節(jié) 轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品安全性
一、轉(zhuǎn)基因成果簡(jiǎn)直令人嘆為觀止
分類 成果
轉(zhuǎn)基因微生物 (1)清除石油污染，例如假單胞桿菌。 (2)基因工程技術(shù)生產(chǎn)藥物(胰島素、人生長(zhǎng)激素、干擾素、乙肝疫苗、人促紅細(xì)胞生成素、腫瘤壞死因子、降鈣素基因相關(guān)因子等)。
轉(zhuǎn)基因動(dòng)物 (1)用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速率 。 (2)用于改善畜產(chǎn)品 的品質(zhì)。 (3)用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物 。 (4)用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作 器官移植 的供體。
轉(zhuǎn)基因植物 (1)抗蟲 轉(zhuǎn)基因植物。 (2)抗病 轉(zhuǎn)基因植物。 (3)其他抗逆 轉(zhuǎn)基因植物。 (4)利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì) 。
二、對(duì)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品安全性的爭(zhēng)論
關(guān)注焦點(diǎn) 態(tài)度 理由
轉(zhuǎn)基因食品是否安全 轉(zhuǎn)基因食品不安全 (1)擔(dān)心安全性檢測(cè) 不全面。 (2)擔(dān)心出現(xiàn)滯后效應(yīng),合成出有潛在毒性 的蛋白質(zhì)。 (3)擔(dān)心出現(xiàn)新的過敏原 。 (3)擔(dān)心出現(xiàn)營養(yǎng)成分 改變。 ……
轉(zhuǎn)基因食品安全 (1)轉(zhuǎn)基因食品經(jīng)過了嚴(yán)格的安全檢測(cè)。 (2)僅極少數(shù)品種中出現(xiàn)了導(dǎo)致人體過敏的蛋白,并已被科學(xué)家銷毀了。 (3)至今未發(fā)現(xiàn)因食用轉(zhuǎn)基因食物 而影響人體健康的實(shí)例。 ……
三、理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)
1.認(rèn)識(shí)到轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用前景是非常廣闊的，以基因工程為代表的一大批生物技術(shù)成果進(jìn)入人類的生產(chǎn)和生活，特別是在 醫(yī)藥和農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn) 上發(fā)揮了極大的作用。
2.正視 轉(zhuǎn)基因技術(shù)帶來的安全性問題，切實(shí)認(rèn)識(shí)到個(gè)別有害轉(zhuǎn)基因生物的危害性，要趨利避害 。
3.完善相應(yīng)的法律法規(guī) ，利用法規(guī)手段確保轉(zhuǎn)基因生物的安全性 。
4.增強(qiáng)科學(xué)家的法律意識(shí) ，提高科學(xué)家的科學(xué)研究道德水平 。不能單純從技術(shù)角度去理解人們對(duì)待轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的態(tài)度，其中包含有復(fù)雜的 政治、經(jīng)濟(jì)和文化 背景。
第二節(jié) 關(guān)注生殖性克隆人
一、生殖性克隆人面臨的倫理問題
觀點(diǎn) 理由
不贊成 ①生殖性克隆人嚴(yán)重違反了人類倫理道德。 ②生殖性克隆人“有違人類尊嚴(yán)”。 ③生殖性克隆人是在人為地制造在心理上和社會(huì)地位上都不健全的人。 ④克隆技術(shù)尚不成熟。
贊成 生殖性克隆人是一項(xiàng)科學(xué)研究,既然是科學(xué)，就應(yīng)該允許研究克隆人。
二、我國禁止生殖性克隆人
我國禁止生殖性克隆人。四不原則是不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人的實(shí)驗(yàn)，主張對(duì)治療性克隆進(jìn)行有效監(jiān)控和嚴(yán)格審查。
三、設(shè)計(jì)試管嬰兒引發(fā)的倫理問題
觀點(diǎn) 理由
不符合倫 理道德 ①把試管嬰兒當(dāng)作人體零配件工廠，是對(duì)生命的不尊重 。 ②早期的生命也有活下去的權(quán)利，拋棄或殺死多余胚胎，無異于“謀殺”。 ③有人會(huì)濫用設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)來設(shè)計(jì)嬰兒 性別 等。
符合倫理 道德 ①設(shè)計(jì)試管嬰兒是為了救人，是救治患者最好、最快捷的辦法之一。 ②提供骨髓中的造血干細(xì)胞 并不會(huì)對(duì)試管嬰兒造成損傷。 ③臍帶血乃試管嬰兒的“身外之物”。
中國政府觀點(diǎn) 中國衛(wèi)生部在《體外受精—胚胎移植及其衍生技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定，“實(shí)施體外受精—胚胎移植 及其衍生技術(shù)必須獲得衛(wèi)生部的批準(zhǔn)證書”。
第三節(jié) 禁止生物武器
一、禁止生物武器
1.生物武器的種類：致病菌類、病毒類 和生化毒劑類等。
2.生物武器的特點(diǎn)：致病能力強(qiáng) ，攻擊范圍廣。
3.傳播方式：直接吸入，食物傳播，接觸 帶菌生活必需品和被帶菌昆蟲叮咬等。經(jīng)由呼吸道、消化道和皮膚等侵入人畜體內(nèi)，造成大規(guī)模傷亡，也能大量損害植物。
4.我國政府：任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲(chǔ)存生物武器，反對(duì)生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴(kuò)散，并主張全面禁止和徹底銷毀 生物武器等各類大規(guī)模殺傷性武器。

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