人教版高中生物选修一模块综合检测试题(带答案)及人教版高中生物选修三知识点总结(详细)

PAGE第5页共21页一、选择题(每小题2.5分，共50分)

1．市售腐乳有时口感不好，豆腐较硬，产生此现象的原因不包括()

A．豆腐块的含水量太低

B．发酵时间太长

C．调味品加入量不足等

D．菌种不纯、菌种变异、菌种老化等

解析：选B发酵时间长，蛋白质水解彻底，腐乳较软。

2．高中生物学实验中，在接种时不进行严格无菌操作对实验结果影响最大的一项是()

A．将少许干酵母加入到新鲜的葡萄汁中

B．将毛霉菌液接种在切成小块的鲜豆腐上

C．将转基因植物叶片接种到无菌培养基上

D．将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上

解析：选C在植物组织培养过程中，如果灭菌不彻底，杂菌会迅速繁殖，与外植体争夺养料，并产生对外植体有毒害的物质，导致实验失败，对实验结果影响最大。不进行严格灭菌对A、B、D项实验结果也有影响，但影响不大。

3．下列不属于微生物常用的分离、纯化方法的是()

A．单细胞挑取法

B．平板划线法或稀释涂布平板法

C．接斜面法

D．选择培养基分离法

解析：选C从混杂的微生物群体中获得只含有某一种微生物的过程称为微生物的分离与纯化，常用的分离、纯化方法有：单细胞挑取法、平板划线法等。接斜面法一般是将得到的单菌落接种到试管的固体斜面培养基上，以便做鉴定或扩大培养或保存之用。

4．下列关于培养基的叙述，错误的是()

A．氮源、无机盐、水等是微生物生长不可缺少的营养要素

B．根据微生物对碳源需要的差别，使用不同碳源的培养基

C．可在培养基中加入磷酸氢二钾或磷酸二氢钾，用于维持pH的相对稳定

D．制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的操作顺序为计算、称量、溶化、倒平板、灭菌

解析：选D制备牛肉膏蛋白胨固体培养基正确的操作顺序为计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。

5．下列分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是()

A．经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上

B．选择培养这一步可省略，但培养的纤维素分解菌少

C．加刚果红染色后，可在实验组菌落周围出现明显的透明圈

D．对照组可用同样的培养液涂布到不含纤维素的培养基上

解析：选A选择培养能够增加纤维素分解菌的浓度，经选择培养后的样品浓度较高，需稀释后，才可涂布到鉴别培养基上，以便分离。

6．生物体内的酶很容易降解、失活。洗衣粉中的酶却能较长时间保持活性的原因是()

A．生物体内的酶活性受温度影响，洗衣粉中的酶不受温度影响

B．洗衣粉中的酶外层有特殊的化学物质层层包裹，保持其活性

C．生物体内的酶是蛋白质，洗衣粉中的酶是无机物

D．以上全部正确

解析：选B洗衣粉中的酶的催化作用受温度影响，因此用加酶洗衣粉洗涤衣物时，水温要适宜；洗衣粉中的酶用特殊的化学物质层层包裹，使之与洗衣粉中的其他成分隔离，因而能较长时间保持活性；不论是生物体内的酶还是洗衣粉中的酶，都属于有机物，是生物催化剂。

7．下列植物芳香油的提取所选取的原料、相应精油的名称及适宜的提取方法错误的是()

A．玫瑰花、玫瑰精油、压榨法

B．橘皮、橘皮精油、压榨法

C．茉莉花、茉莉浸膏、萃取法

D．薰衣草茎叶、薰衣草油、蒸馏法

解析：选A蒸馏法一般适用于提取玫瑰油、薄荷油、薰衣草油等挥发性强的芳香油；压榨法一般适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取；萃取法适用范围较广。

8．下列关于果酒制作过程的叙述，正确的是()

A．应先去除葡萄的枝梗，再进行冲洗，这样洗得更彻底

B．使发酵装置的温度维持在20℃左右最好

C．在发酵过程中，需从充气口不断通入空气

D．由于酵母菌的繁殖能力很强，不需对所用装置进行消毒处理

解析：选B在选葡萄时应先冲洗1～2次，再去除枝梗，以防止葡萄破损被杂菌污染；酵母菌的繁殖力虽然很强，但仍要对所用装置进行消毒处理，因为若含有有害的微生物，会影响酒的品质；酵母菌在20℃左右的无氧条件下进行酒精发酵，效率最高。

9．下列关于泡菜制作的叙述错误的是()

A．制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜，主要是因为它们的亚硝酸盐的含量低

B．制作泡菜的盐水中清水与盐的质量比约4∶1

C．引起杂菌滋生的原因往往是泡菜坛子密封不严或盐的比例过大

D．制作泡菜液的关键是配制调料，调料是泡菜风味形成的关键，包括佐料和香料

解析：选C泡菜制作过程依靠的是乳酸菌的无氧呼吸，在制作时一定要将泡菜坛子密封，防止杂菌污染；盐的比例过大不会引起杂菌大量繁殖。

10．下面两图是某研究人员研究甘蓝自然乳酸发酵过程中硝酸盐、亚硝酸盐、pH的变化曲线。图中各曲线代表的物质是()

A．①硝酸盐②亚硝酸盐③亚硝酸盐

④pH

B．①亚硝酸盐②硝酸盐③亚硝酸盐④pH

C．①硝酸盐②亚硝酸盐③pH④亚硝酸盐

D．①亚硝酸盐②硝酸盐③pH④亚硝酸盐

解析：选C植物体内含有的硝酸盐，在发酵初期，具有还原能力的大肠杆菌等杂菌，能将硝酸盐转化成亚硝酸盐；随着乳酸菌产生乳酸量的不断增加，环境pH不断下降，杂菌生长受到抑制，亚硝酸盐的生成量减少，约在pH为4.0左右时，亚硝酸盐已达到最大积累量，而后，随着pH降低，亚硝酸盐迅速分解。

11．下列关于菊花组织培养技术与月季花药培养技术的叙述错误的是()

A．两者的培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同

B．花药培养的选材很重要，需选择适宜时期的花蕾

C．若某二倍体植物同时进行这两项技术，结果都能得到纯种

D．前者是后者操作的基础

解析：选C植物组织培养得到的植株基因型与母本一致，不一定是纯合的。

12．花药培养技术与植物组织培养技术不同，下列说法错误的是()

A．花药培养需选择发育时期适宜的花蕾

B．花药培养对培养基配方的要求更为严格

C．培养基配制方法完全不同

D．花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体要及时更换培养基

解析：选C植物组织培养技术与花药培养技术相同之处：培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。不同之处：花药培养的选材非常重要，需事先摸索适宜时期的花蕾；花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体要及时更换培养基；花药培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药培养技术的难度大为增加。

13．污染是植物组织培养过程中技术难题，可发生于不同的对象和不同阶段，某同学按照教材中的实验操作，结果发现在培养基中出现白色晕圈或有色菌落，下列关于此项分析错误的是()

A．可能是锥形瓶口密封不严

B．组织培养的每一个环节都有可能出现污染

C．可在培养基中添加生长素等物质来避免污染

D．先初培养，挑出无污染的物质再进行培养，可减少污染

解析：选C可在培养基中添加抗生素或杀菌物质来避免污染。

14．下列关于电泳技术分离蛋白质原理的叙述，正确的是()

A．蛋白质中含有游离的氨基，是碱性电解质

B．蛋白质中含有游离的羧基，是酸性电解质

C．蛋白质在电场中可以向与其自身所带电荷相同的电极方向移动

D．蛋白质在电场中可以向与其自身所带电荷相反的电极方向移动

解析：选D蛋白质中既含有游离的氨基，又含有游离的羧基，属于两性电解质；蛋白质在电场中可以向与其自身所带电荷相反的电极方向移动。

15．对“DNA的粗提取和鉴定”实验的叙述，错误的是()

A．将滤液放在60～75℃的恒温水浴箱中保温10～15min能去除滤液中的杂质，其原理是利用了DNA和蛋白质对高温耐受性的不同

B．在盛有血细胞的塑料烧杯中加蒸馏水，快速搅拌后过滤是为了获得滤液

C．取材时，一般不用鸡全血，而是用血细胞液

D．利用DNA在0.14mol/LNaCl溶液中溶解度最大的特点，可将DNA与杂质分离

解析：选D大多数蛋白质不能忍受60～80℃的高温，而DNA在80℃以上才会变性；DNA在0.14mol/LNaCl溶液中溶解度最小。

16．下列操作过程中需要利用水浴加热的一组是()

①胡萝卜素的萃取②橘皮精油的提取

③亚硝酸盐含量的测定④DNA的鉴定

A．①②

B．②③

C．③④

D．①④

解析：选D提取胡萝卜素时，用水浴加热可以避免发生燃烧或爆炸等事故；含DNA的丝状物与二苯胺混合后，为了使两者充分反应，需要用沸水浴加热；橘皮精油用压榨法提取，亚硝酸盐含量用比色法测定，这两个实验都不用水浴加热。

17．某实验小组从超市购得两种含不同酶的洗衣粉，进行了如下实验，通过观察布料污染物消失的时间来判断酶的催化效率。

洗衣粉品牌

布料污染物

布料规

格大小

水温

A品牌

血渍布料

相同

40℃

B品牌

奶渍布料

相同

40℃下列分析正确的是()

A．该小组能得出正确的结论，自变量唯一

B．该小组不能得出正确的结论，自变量不唯一

C．该小组能得出正确的结论，因变量相同

D．该小组不能得出正确的结论，因变量不相同

解析：选B该实验有两个自变量，即酶的种类和污染物的种类，所以不能得出正确的结论。该实验的因变量是相同的，即都是布料上污染物消失的时间。

18．(2014•全国卷)某同学在①、②、③三种条件下培养大肠杆菌，这三种条件是：

①以葡萄糖为碳源的培养基，不断补充培养基，及时去除代谢产物

②以葡萄糖为碳源的培养基，不补充培养基，不去除代谢产物

③以葡萄糖和乳糖为碳源的培养基，不补充培养基，不去除代谢产物

根据培养结果绘制的一段时间内菌体数的对数随时间变化的趋势图如下：

假设三种培养基中初始总糖量相等，则①、②、③三种条件依次对应的趋势图是()

A．甲、乙、丙

B．乙、丙、甲

C.丙、甲、乙

D.丙、乙、甲

解析：选C以葡萄糖为碳源的培养基，不补充培养基，不去除代谢产物，随着营养物质的消耗和次级代谢产物的积累，大肠杆菌的生长环境不断恶化，生存阻力增大，因此种群数量达到稳定期后会出现衰亡期，故甲图对应②，反之丙图对应①；若培养基里加入葡萄糖和乳糖，大肠杆菌先利用葡萄糖，葡萄糖消耗完以后，大肠杆菌会经过短期的调整，诱导合成乳糖苷酶，接着继续分解利用乳糖，最后衰亡，因此乙图对应③。

19．某研究人员研究温度与时间对香薷芳香油出油率的影响，按100℃、120℃、140℃三种不同温度和1h、2h、3h三种不同时间进行组合，共9种处理，每个处理有3个重复，测定出油率如表(单位：%)。

从以上结果看，当温度达到120℃，时间在3h时，平均出油率为()

A．2.34%

D．3.51%

C．3.85%

D．21.02%

解析：选B从表中结果可推知，温度为120℃、时间为3h时的平均出油率为(3.25%＋3.85%＋3.44%)/3＝3.51%。

20．为了使牛仔裤呈现“穿旧”效果，在工业洗衣机中用酶洗代替传统的浮石擦洗，是目前重要的生产手段(工艺流程见下图)。下列叙述中错误的是()

A．纤维素酶在仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的机理相似

B．在上述工艺中，为重复使用纤维素酶，可选用吸附法或化学结合法固定化酶

C．在上述工艺中，通过调节温度、酸碱度、处理时间可控制仿旧颜色的深浅

D．纤维素酶催化葡萄糖残基间磷酸二酯键的水解分解纤维素

解析：选D纤维素酶在仿旧中的作用机理是适当分解布料中的纤维素成分，洗衣粉中添加纤维素酶的作用机理是适当分解布料中的纤维素成分使织物膨松，有利于去污，两者作用机理相似；酶分子较小，容易从包埋材料中漏出，一般采用化学结合法或物理吸附法固定化酶；调节温度、酸碱度可控制纤维素酶的活性，控制处理时间可影响水解程度，进而控制仿旧颜色的深浅；纤维素分子中不含磷酸二酯键。

二、非选择题(共50分)

21．(10分)某同学在学习了传统发酵技术的应用后，进行了酸奶制作的实践。制作步骤如下：

准备原料：市场上购得纯牛奶、原味酸奶。

工具：带盖瓶子、勺子、可调温电饭锅。

制作方法：

①将瓶子(连同盖子)、勺子放在电饭锅中加水煮沸10min。

②瓶子稍冷却后，向瓶子中倒入牛奶，再放入电饭锅中沸水浴加热10min。

③待牛奶冷却至40℃左右(不烫手)时倒入牛奶量1/5的酸奶作“引子”，用勺子搅拌均匀，拧紧瓶盖。

④将电饭锅温度调至40℃，继续保温7～8h。

请回答：

(1)将瓶子等煮沸的目的是___________________________________________________。

(2)“引子”指的是酸奶中的________________，其在发酵过程中完成的主要化学反应是________________________________________________________________________

__________________________。

(3)待牛奶冷却后才能倒入酸奶的原因是____________________。将瓶盖拧紧的目的是

________________________________________________________________________。

(4)适量饮用酸奶有利于改善腹胀、消化不良等症状，其原理是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(5)另一名同学在重复相同实验时，为避免杂菌污染而向牛奶中加入了青霉素，结果发酵失败，原因是__________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案：(1)对瓶子等进行灭菌，防止杂菌污染影响发酵

(2)乳酸菌C6H12O6―→2C3H6O3(乳酸)＋能量(反应前后的物质写对即可)

(3)防止温度过高而将菌种杀死乳酸菌是厌氧型细菌，在无氧条件下才能进行发酵

(4)乳酸菌能分解肠道中的部分食物并且在代谢过程中不产生气体

(5)青霉素能抑制乳酸菌增殖

22．(10分)请分析回答下列有关生物技术实践方面的问题：

(1)植物组织培养技术基本操作的正确顺序是________。

①外植体消毒②制备MS培养基③接种

④培养⑤栽培⑥移栽

A．①→②→③→④→⑤→⑥

B．②→①→③→④→⑤→⑥

C．②→①→③→④→⑥→⑤

D．①→②→③→④→⑥→⑤

(2)植物组织培养中，在配制好的MS培养基中常需添加________，除此之外，________________________________________________________________________

等也是影响植物组织培养的重要因素。

(3)PCR反应过程中除DNA模板、引物、原料和酶外，还需要一定的________等条件。

(4)根据果胶酶在果汁生产中的作用的系列实验结果回答下列问题：

①能正确表示温度对果胶酶活性影响的曲线是__________。

②能正确表示pH对果胶酶活性影响的曲线是__________。

③在原材料有限的情况下，能正确表示相同时间内果胶酶的用量对果汁产量影响的曲线是________。

④果汁发酵后是否有酒精产生，可用_______________________________________

来检验。在酸性条件下，该试剂与酒精反应呈现____________。

解析：植物组织培养的基本操作为制备MS培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培。在MS培养基中除含营养物质外，还含有植物激素。

答案：(1)C(2)植物激素pH、温度、光照

(3)温度、pH(4)①乙②乙③丙④重铬酸钾灰绿色

23．(10分)玉米是重要的粮食作物，经深加工可生产酒精、玉米胚芽油和果糖等。流程如下：

(1)玉米秸秆中的纤维素经充分水解后的产物可被酵母菌利用发酵生产酒精。培养酵母菌时，该水解产物为酵母菌的生长提供________。发酵过程中检测酵母菌数量可采用______________法或稀释涂布平板法计数。

(2)玉米胚芽油不易挥发，宜选用__________法或______法从玉米胚芽中提取。

(3)玉米淀粉经酶解形成的葡萄糖可在葡萄糖异构酶的作用下转化成果糖。利用________技术可使葡萄糖异构酶重复利用，从而降低生产成本。

(4)利用PCR技术扩增葡萄糖异构酶基因时，需用耐高温的________催化。PCR一般要经历三十次以上的循环，每次循环包括变性、________和________三步。

解析：(1)纤维素的水解产物是葡萄糖，可为酵母菌提供碳源。发酵过程中可用显微镜直接计数法对酵母菌进行计数。(2)玉米胚芽油不易挥发，不能利用蒸馏法提取，故可利用萃取法或压榨法提取。(3)可使酶重复利用的技术是固定化酶技术。(4)PCR技术进行扩增时，由于温度较高，因此需要利用耐高温的(Taq)DNA聚合酶。PCR的每次循环包括变性、(低温)复性(或退火)和(中温)延伸三步。

答案：(1)碳源显微镜直接计数(2)压榨萃取(3)固定化酶(4)(Taq)DNA聚合酶(低温)复性(或退火)(中温)延伸

24．(10分)鸭梨醋饮属绿色健康饮品，既保存了鸭梨中的多种氨基酸、维生素、矿物质、有机酸等营养成分又兼具果醋醒酒护肝、助消化、降低血脂、软化血管等养生保健功能，深受广大消费者青睐。下图为鸭梨醋饮的制作流程简图，请据图回答问题。

(1)若得到的鸭梨汁非常浑浊，解决的方法是______________________________

__________________________。

(2)过程①所用的微生物是________，为了提高该微生物的利用率，最好用____________法对其进行固定，而固定化酶一般不选用此方法，理由是

________________________________________________________________________

______________________。

(3)过程②所用的微生物是________，它属于________(填“需氧型”或“厌氧型”)生物，此过程发酵温度需要控制在________。

(4)为获得高纯度的果酒，需要对过程①所用微生物进行分离和纯化，其过程为：

第一步：配制培养基：该培养基必须含有微生物生长所需要的________________________________________________________________________

等基本营养成分，原料称重溶解后需进行________，然后进行灭菌操作，常用的灭菌方法是______________________。

第二步：接种。

第三步：恒温培养：温度控制在________。

第四步：挑选符合要求的菌落。

解析：(1)实验过程中，用果胶酶处理可使浑浊的果汁变得澄清。(2)过程①为果酒发酵，是利用酵母菌发酵，固定化酵母菌细胞常用包埋法；由于酶分子较小容易从包埋材料中漏出，故固定化酶一般不用包埋法，而常用物理吸附法或化学结合法。(3)过程②为果醋发酵，用到的微生物是醋酸菌，为需氧型生物；果醋发酵的温度应控制在30～35℃。(4)微生物生长所需要的基本营养成分为碳源、氮源、水、无机盐和生长因子，原料称量溶解之后，首先要调节pH，然后灭菌，常用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌法；微生物常用的接种方法有平板划线法、稀释涂布平板法；酵母菌生长的最适温度范围为18～25℃。

答案：(1)用果胶酶处理

(2)酵母菌包埋酶分子较小，容易从包埋材料中漏出

(3)醋酸菌需氧型30～35℃

(4)碳源、氮源、生长因子、水、无机盐(答出其中三项即可)调节pH高压蒸汽灭菌18～25℃

25．(10分)(2015•全国卷Ⅰ)已知微生物A可以产生油脂，微生物B可以产生脂肪酶。脂肪酶和油脂可用于生物柴油的生产。回答有关问题：

(1)显微观察时，微生物A菌体中的油脂通常可用________染色。微生物A产生的油脂不易挥发，可选用__________(填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”)从菌体中提取。

(2)为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落，可从含有油料作物种子腐烂物的土壤中取样，并应选用以________为碳源的固体培养基进行培养。

(3)若要测定培养液中微生物B的菌体数，可在显微镜下用________________直接计数；若要测定其活菌数量，可选用______________法进行计数。

(4)为了确定微生物B产生的脂肪酶的最适温度，某同学测得相同时间内，在35

℃、40

℃、45

℃温度下降解10g油脂所需酶量依次为4mg、1mg、6mg，则上述三个温度中，______℃条件下该酶活力最小。为了进一步确定该酶的最适温度，应围绕________℃设计后续实验。

解析：(1)油脂可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，被苏丹Ⅳ染液染成红色，因此油脂通常用苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染色。不易挥发的物质大多采用萃取法进行提取，水蒸气蒸馏法一般用来提取易挥发的物质。(2)能产生脂肪酶的微生物B能利用脂肪(油脂)作为碳源，所以在制备选择微生物B的培养基时，应将油脂作为唯一的碳源。(3)用显微镜直接对微生物进行计数，需要用血细胞计数板。如果对活菌进行计数，则要用稀释涂布平板法涂布平板，培养后统计菌落数目，然后计算出活菌数量。(4)降解等量的油脂，需要的酶量越多，说明此温度下的酶的活力越小。所以三种温度中45

℃下酶的活力最小。从三种温度下的实验结果可知，40

℃下酶的活力最大，所以要想测定该酶的最适温度，应围绕该温度设计不同温度梯度，进行后续实验。

答案：(1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)萃取法(2)油脂

(3)血细胞计数板稀释涂布平板(4)4540选修3《现代生物科技专题》知识点总结专题1

基因工程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。操作水平：DNA分子水平原理：基因重组优点：1.突破物种界限2.定向改造生物的遗传特性（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：能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割，因此具有专一性。（3）作用的化学键：切割磷酸二酯键(4)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)作用：将两个具有相同粘性末端的DNA片段连接起来，形成重组DNA（2）连接的化学键：磷酸二酯键（3）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。DNA连接酶DNA聚合酶不同点连接的DNA双链单链模板不要模板要模板连接的对象2个DNA片段单个脱氧核苷酸添加到已存在的单链DNA片段上相同点作用实质形成磷酸二酯键化学本质蛋白质3.“分子运输车”——运载体（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,它是一种环状DNA分子。（3）其它载体：噬菌体、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.从基因文库中获取（不知道目的基因的核苷酸序列的情况下采用）2.人工合成。常用方法有：（1）反转录法（已经获得mRNA的情况下采用）（2）化学合成法（知道目的基因的核苷酸序列、基因比较小的情况下采用）3.PCR技术扩增目的基因（知道目的基因两端的核苷酸序列、基因比较大的情况下采用）（1）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。（2）目的：获取大量的目的基因（3）原理：DNA双链复制（4）过程：第一步：变性，加热至90～95℃DNA解链为单链；（高温解旋）第二步：复性，冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合；第三步：延伸，加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。（5）特点：指数(2n)形式扩增第二步：基因表达载体的构建(核心)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mRNA。（2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端，使转录停止。（3）标记基因的作用：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。方法的受体细胞多是受精卵。将目的基因导入微生物细胞：感受态细胞法：用Ca2+处理细胞（使其成为感受态细胞，再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程）原核生物作为受体细胞的优点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少第四步：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(DNA-DNA)技术。2.其次还要检测目的基因是否转录出mRNA，方法是采用分子杂交(DNA-RNA)技术。3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是采用抗原—抗体杂交技术。4.有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如生物抗虫或抗病的鉴定等。（三）基因工程的应用基因工程的应用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：3.基因治疗是把正常基因导入病人的体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗的目的，这是治疗遗传病最有效的手段。4.基因诊断：又称为DNA诊断，是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。（四）蛋白质工程的概念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）转录翻译蛋白质工程的基本途径：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）蛋白质工程与基因工程区别专题2细胞工程（一）植物细胞工程1.植物组织培养技术（1）原理：植物细胞的全能性全能性表达的难易程度：受精卵＞生殖细胞＞干细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞（2）过程：离体的植物器官、组织或细胞脱分化愈伤组织再分化胚状体幼苗常用的植物激素生长素和细胞分裂素。用途：微型繁殖、作物脱毒（选材应该选择茎尖组织）、制造人工种子、单倍体育种（最大的优点是明显缩短育种年限，得到的全为纯种）、筛选突变体、细胞产物的工厂化生产。（4）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。2.植物体细胞杂交技术（1）原理：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性（2）过程：去壁的方法：酶解法；诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电激等。化学法是用聚乙二醇（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。原理：细胞增殖（3）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。（4）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。（5）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%CO2O2是细胞代谢所必需的CO2的主要作用是维持培养液的pH（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：卵(母)细胞比较大，容易操作；卵(母)细胞细胞质多，营养丰富。卵细胞的细胞质可使体细胞细胞核全能性得到表达。（3）体细胞核移植的大致过程是：（右图）核移植早期胚胎培养胚胎移植（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.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：两次筛选:第一次筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。杂交瘤细胞的特点：既能大量繁殖，又能产生专一的抗体。单克隆抗体的优点：特异性强，灵敏度高，并能大量制备。在腹腔内增殖的优点：不需要特定的培养基，不需要严格的外界条件。筛选的时候用：特定的选择性培养基进行筛选。小鼠内小鼠内细胞融合分离抗原注入小鼠体内B淋巴细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞细胞培养选择培养细胞培养基体内培养体外培养从腹水提取从培养液提取单克隆抗体（5）单克隆抗体的作用：①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。②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”（借助单克隆抗体的导向作用），也有少量用于治疗其它疾病。专题3胚胎工程〖3.1体内受精和早期胚胎发育〗胚胎工程的建立场所：睾丸的曲细精管时间：从初情期开始，到生殖机能衰退精子的发生1）精原细胞→多个初级精母细胞（通过数次有丝分裂）过程2）1个初级精母细胞→2个次级精母细胞→4个精子细胞（通过减数分裂，即MI和MII）3）精子细胞→精子（通过变形）场所：卵巢时间：从胎儿时期开始（胎儿时期完成了卵泡的形成和在卵巢内的储备）卵子的发生1）卵原细胞→初级卵母细胞过程2）1个初级卵母细胞→1个次级卵母细胞＋第一极体（排卵前后完成）3）1个次级卵母细胞→1个卵子＋第二极体（精子和卵子结合过程中完成）概念：精子和卵子结合成合子（受精卵）的过程。 受精场所：雌性的输卵管内1）受精前的准备阶段1：精子获能过程2）受惊前的准备阶段2：卵子的准备（到减数第二次分裂中期，具备与精子受精的能力）a.精子穿越放射冠和透明带：顶体反应，透明带反应3）受精阶段b.进入卵黄膜：卵黄膜封闭作用c.原核形成和配子结合卵裂期：细胞在透明带中进行有丝分裂，细胞数不断增加，但胚胎的总体积并不增加，或略减小。早期胚胎发育桑椹胚：胚胎细胞达32个左右，每一个细胞都是全能细胞囊胚：有囊胚腔，出现孵化过程。开始出现分化：内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织。滋养层发育成胎膜和胎盘。原肠胚：出现外中内三个胚层和原肠腔〖3.2体外受精和早期胚胎培养〗试管动物技术：通过人工操作使卵子和精子在体外成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎（桑葚胚或囊胚）后，再经移植产生后代的技术。方法一：用促性腺激素处理，使其超数排卵，从中输卵管冲取卵子（针对卵母细胞的采集实验动物，家畜猪、羊等）方法二：从屠宰母畜卵巢中采集方法三：借助超声波探测仪、内窥镜、腹腔镜等工具直接从活体母畜卵巢中吸取（针对大家畜或大型动物，如牛）体外受精卵母细胞的培养：在体外人工培养成熟精子的采集：方法有假阴道法、手握法和电刺激法等精子的获能：方法有培养法（通过获能培养液）、化学诱导法（通过肝素或钙离子载体A23187）获能溶液或专用的受精溶液受精：获能的精子＋培养成熟的卵子完成受精胚胎早期培养条件：受精卵在发育培养液中培养培养液成分：无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等〖3.3胚胎工程的应用及前景〗概念：是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体叫供体（遗传特性和生产性能优秀），接受胚胎的个体叫受体（有健康的体质和正常繁殖能力）。应用：胚胎移植是转基因、核移植、或体外受精等技术的最后一道“工序”现状：在牛的胚胎移植中，技术方法更为简便、实用。意义：可充分发挥雌性优良个体繁殖潜力。供体主要职能只是产生优良特性的胚胎，缩短繁殖周期胚胎移植成功与否关系到：供体和受体的生理状况胚胎移植1）供、受体生殖器官的生理变化相同，为胚胎提供相同的生理环境生理学基础2）早期胚胎没有与母体子宫建立组织联系，为胚胎收集提供可能3）受体对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，为胚胎的存活提供可能4）胚胎能与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其遗传物质在孕育过程中不受影响1）供、受体的选择和处理（使用激素进行同期发情处理、（促性腺激素）超数排卵处理）2）配种或人工受精基本程序3）胚胎收集（冲卵（早期胚胎））、检查（胚胎发育到桑椹胚或囊胚）、培养或保存（－196℃的液氮）4）胚胎移植：手术法（引出子宫和卵巢将其注入）；非手术法（用移植管将其送入子宫）5）移植后的检查（是否妊娠）等概念：指采用机械方法将早期胚胎切割成2、4或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。仪器设备：实体显微镜和显微操作仪意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。操作程序1）选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿胚胎分割2）用分割针或分割刀切开胚胎，吸出半个，注入空透明带或直接将裸半胚移植给受体。分割囊胚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。此时还可用分割针分割滋养层，做胚胎DNA分析性别鉴定局限：刚出生的动物体重偏低，毛色和斑纹上存在差异，同卵多胎的可能性有限。概念：由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。简称ES或EK细胞。特点形态上：体积小、细胞核大、核仁明显功能上：具有发育的全能性，即可分化为成年动物体任何一种组织细胞；在体外可胚胎干细胞增殖而不发生分化；可冷冻保存；可进行遗传改造1）移植ES细胞修复坏死或退化部位，治愈糖尿病、肝(心)衰竭、成骨不良等病症意义2）ES细胞体外诱导分化，可培育人造组织器官，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥3）ES细胞在牛黄酸、丁酰环腺苷酸等分化诱导因子作用下可向不同类型组织细胞分化（一）动物胚胎发育的基本过程1、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。（二）胚胎干细胞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；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；（三）胚胎工程的应用1.体外受精和胚胎的早期培养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8-16个细胞阶段移植。)专题4生物技术的安全性和伦理问题（一）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：(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（二）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、