选择性必修三《生物技术与工程》必背知识清单-高二生物下学期期末考点大串讲（人教版2019）
文档属性
| 名称 | 选择性必修三《生物技术与工程》必背知识清单-高二生物下学期期末考点大串讲（人教版2019） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 484.3KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-07-01 17:38:49 | ||
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文档简介
选择性必修三《生物技术与工程》必背知识清单
内容预览
一、必背知识清单
1.发酵工程 2.细胞工程 3.基因工程 4.生物技术的安全性与伦理问题
二、必背教材黑体字
三、必背长句子作答
第一章 《发酵工程》
一、发酵与传统发酵技术
1.发酵的概念：人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。
2.发酵原理：不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力，因此利用它们既可以生产出人们所需要的多种产物。
3.传统发酵技术的概念：直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。
4.传统发酵技术的特点:以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。
5.传统发酵技术的主要食品:有腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉。
二、制作泡菜
1.原理:
①利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵；
②发酵期间，乳酸不断积累，质量百分比为0.4%-0.8%时，泡菜的口味、品质最佳。
2.发酵条件:适宜的温度、严格控制厌氧条件。
3.步骤:配制盐水→蔬菜装坛→加盐水→封坛发酵
①配制盐水:用清水和食盐配制质量百分比为5%~20%的盐水,并将盐水煮沸,冷却待用。
②蔬菜装坛:将新鲜蔬菜洗净,切成块状或条状,混合均匀,晾干后装坛,装至半坛时,放入蒜瓣、生姜、及ITA香辛料,继续装至八成满。
③加盐水:将冷却好的盐水缓缓倒入坛中,使盐水没过全部菜料。
④封坛发酵:盖好坛盖,向坛盖边沿的水槽中注满水,发酵过程中注意补充水,根据室内温度控制发酵时间。
4.实验分析
①盐的作用：调味，抑制其他微生物生长及调味。
②盐水浓度为质量百分比为5%-20%。
盐水浓度要适宜的原因：盐水浓度太高会引起乳酸菌细胞渗透失水，影响乳酸菌生长繁殖，甚至导致乳酸菌死亡；过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质。
③盐水煮沸的目的：杀菌，去除水中的溶解氧。
④盐水冷却后使用的目的：为了不影响乳酸菌的生命活动（为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响）。
⑤在冷却后的盐水中可加入少量“陈菜泡液”，目的是增加乳酸菌数量，缩短泡菜制作时间。
⑥泡菜坛子使用之前要检查密封性的目的：给泡菜坛内创造无氧环境，严格控制厌氧条件，利于乳酸菌发酵。
⑦用水密封泡菜坛的目的：给泡菜坛内创造无氧环境，严格控制厌氧条件。
⑧泡菜制作过程中，是否只有乳酸菌起作用？ 不是，还有一些酵母菌和大肠杆菌。
⑨泡菜坛应装至八成满？为什么？防止由于产生CO2而导致发酵液溢出坛外（初期大肠杆菌、酵母菌会产生）；防止因装太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂。
5.泡菜制作过程中，各阶段菌种变化：
①发酵初期：主要是大肠杆菌、酵母菌活跃，消耗大量氧气，使坛内形成无氧环境，会使好氧菌生命活动逐渐被抑制。
②发酵中期(风味最佳)：乳酸菌活跃使乳酸不断积累，pH下降，会使不耐酸菌被抑制。
③发酵后期：乳酸继续增加，到一定程度后会使乳酸菌的生长繁殖被抑制。
三、制作果酒
1.原理：
(1)许多新鲜水果的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌；
(2)在酵母菌的作用下，水果可以发酵成果酒；（通过有氧呼吸大量繁殖，通过无氧呼吸进行酒精发酵产酒精）
(3)相关反应式：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量，C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量。
2.发酵条件：
(1)温度——将温度控制在18-30℃进行发酵；
(2)氧气含量a.氧气充足的情况下，大量繁殖；b.无氧条件下，进行酒精发酵.
3.步骤:器具消毒→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵
①器具消毒:将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净,用体积分数为70%的酒精消毒,晾干备用。
②冲洗:新鲜葡萄用清水冲洗1~2次,再去除枝梗和腐烂的的籽粒,沥干。
③榨汁:用榨汁机榨取葡萄汁,装人发酵瓶中,留大约1/3的空间,盖好瓶盖。
④酒精发酵:温度控制在18~30℃,每隔12h左右将瓶盖拧松一次,但不要打开瓶盖。发酵时间为10~12 d。
⑤醋酸发酵:葡萄酒制作完成后,打开瓶盖,盖上一层纱布,进行葡萄醋发酵,温度为30~35 ℃,时间为7~8 d。
4.实验分析:
(1)用体积分数为70%的酒精给发酵瓶、榨汁机消毒。
(2)冲洗葡萄的目的：去除表面灰尘、污物。
(3)冲洗1-2次即可，能否连续冲洗？不能，防止果皮表面的野生菌种数量减少。
(4)去梗之前冲洗还是去梗之后冲洗？之前。 为什么？避免葡萄破损，减少被杂菌污染的机会。
(5)葡萄汁装入发酵瓶时，能装满吗？不能，要留约1/3的空间。为什么？a.先让酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O2后，再进行酒精发酵；b.防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。
(6)每隔12h左右将瓶盖拧松一点的目的：排出气体（CO2）。
(7)能全部打开吗？不能为什么？防止杂菌污染。
(8)果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，酵母菌是如何成为优势菌种的？发酵后期在缺氧和酸性发酵液中，绝大多数微生物的生命活动受到抑制，而酵母菌可以适应这一环境成为优势菌种。
四、制作果醋
1.原理：
（1）在有氧的条件下，果酒经醋酸菌的作用可以进一步发酵成果醋；
（2）当糖源、氧气充足时，醋酸菌还可以直接将糖分解为醋酸；
（3）相关反应式：C2H5OH＋O2CH3COOH(醋酸)＋H2O＋能量
C6H12O6＋2O22CH3COOH(醋酸)＋2H2O＋2CO2＋能量
2.发酵条件：
（1）温度——发酵温度为30-35℃。
（2）氧气含量——氧气供应充足。
3.步骤：果酒制作→打开瓶盖，盖上纱布→果醋检测
4.实验分析
（1）在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？随着醋酸发酵的进行，发酵液的pH、发酵温度等均不利于酵母菌的生长繁殖，因此酵母菌活性很低，不会继续发酵。
（2）醋酸菌从何而来？打开瓶盖后，空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖，其他的菌因不适应环境条件（不能利用乙醇）而不能繁殖。
（3）采用什么措施可以加快果醋的制作？在工业上，后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌；或者买一瓶醋，将其打开暴露于空气中，一段时间后在醋的表面会有一层薄膜（即醋酸菌膜），用这层薄膜进行接种亦可。
（4）在果酒和果醋制作中，哪些做法可防止发酵液被污染？a.发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用；b.处理葡萄时应先冲洗再去除枝梗；c.排气时只需拧松瓶盖，不要打开瓶盖。
5.果酒和果醋制作的发酵装置（见右图）
（1）充气口：在酒精发酵时应关闭；在醋酸发酵时连接充气泵泵入无菌空气。
（2）排气口：酒精发酵时排出酵母菌产生的 CO 2 ；醋酸发酵时排出剩余的空气、 CO2。
（3）出料口：取样、监测。
（4）排气口连接长而弯曲的胶管目的是防止空气中微生物的污染。
五、培养基的配制
1.培养基概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。
2.培养基作用：用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。
3．培养基的分类（按照物理性质分类）
（1）液体培养基：不含凝固剂（如琼脂），呈液体状态。
用途：扩大培养获得大量菌种、常用于工业生产。目的是增加目的菌的数量。
（2）固体培养基：含凝固剂（如琼脂），呈固体状态。
用途：分离、计数、鉴定等。
4.如何将液体培养基制成固体培养基？加入适量琼脂。
5.培养基的基本成分：各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质，此外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。如培养乳酸菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌(真菌)时需将培养基的 pH 调至酸性，培养细菌时需将 pH 调至中性或微碱性，培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。
六、无菌技术
1.获得纯净的微生物培养物的关键：防止杂菌污染。无菌技术应围绕如何避免杂菌的污染展开。无菌技术主要包括消毒和灭菌。
2.无菌技术（消毒和灭菌）工作主要包括两个方面：
(1)对操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。常用的消毒方法有：煮沸消毒、巴氏消毒。
(2)对用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。灭菌的方法有：湿热灭菌、干热灭菌和灼烧灭菌。
3.消毒:
(1)概念：指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。
(2)方法:
a.日常生活中经常用到煮沸消毒法，操作方法：100 ℃煮沸5～6min；
b.对于一些不耐高温的液体如牛奶，可使用巴氏消毒法，操作方法：62～65℃消毒30min或80～90℃消毒30s-1min；
c.生物活体、水源等还可使用化学药物进行消毒，操作方法：用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等；
d.接种室、接种箱或超净工作台在使用前，可以用紫外线照射，操作方法：紫外线照射30min。
4.灭菌:
（1）概念：是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。
（2）方法:
a.培养基等一般用湿热灭菌法，其中高压蒸汽灭菌的效果最好，操作方法：高压蒸汽灭菌锅内,100kPa，温度121℃,15～30min。
b.耐高温的和需要保持干燥物品，如玻璃器皿(吸管、培养皿)、金属用具等，可以用干热灭菌法，操作方法：物品放入干热灭菌箱,160～170℃加热2～3h。
c.接种过程中，微生物的接种工具、试管口、瓶口通过灼烧灭菌法来灭菌，操作方法：直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧。
5酒精消毒的最适范围是体积分数为70%-75%的酒精。
原因：酒精浓度过高时，菌体表面蛋白质变性过快，从而凝固形成一层保护膜，乙醇分子不能渗入其中，酒精浓度过低时，杀菌能力减弱。
七、微生物的纯培养
1．概念：在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为培养物。
2.纯培养物概念：由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得纯培养物的过程就是纯培养。单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。
3.步骤：微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。
4.原理：采用平板划线法和稀释涂布平板法将单个微生物分散在固体培养基上，之后得到的单菌落一般是由单个微生物形成的纯培养物。
5.酵母菌的纯培养:用马铃薯琼脂培养基培养酵母菌。
(1)菌落：分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体。一个单菌落即一个种群。菌落通常可以用来作为鉴定菌种的重要依据。获得单菌落的方法：平板划线法和稀释涂布平板法。
(2)酵母菌的纯培养:制备培养基、接种和分离酵母菌、培养酵母菌。
制备培养基的步骤：配制培养基→灭菌→倒平板。
①配制培养基：称取去皮的马铃薯200g,切成小块，加水1000ml，加热煮沸至马铃薯软烂，用纱布过滤。向滤液中加入20g葡萄糖（也可用蔗糖代替）、15-20g琼脂，用蒸馏水定容至1000ml。
②将50ml培养基用玻棒转移至锥形瓶中，塞上棉花塞，包上牛皮纸，并用皮筋勒紧，再放入高压蒸气灭菌锅，在压力为100kPa、温度为121℃，灭菌15～30min。将培养皿用旧报纸包裹，放入干热灭菌箱内，在160～170℃下灭菌2h。在灭菌前, 用牛皮纸、旧报纸包紧盛有培养基的锥形瓶的目的是灭菌时能避免水蒸汽凝结时浸湿棉塞；取出培养基锥形瓶时也能起到隔绝空气中杂菌污染的作用。
③倒平板时使培养基冷却到50℃左右，在酒精灯火焰附近倒平板。
接种和分离酵母菌:
①通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作将聚集的菌种逐步稀释分散到培养及表面。经数次划线后培养，可以分离得到单个菌落。
②平板划线法接种、划线的工具接种环。
③连续划线的目的：将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面，经过数次划线后培养可以分离得到单菌落。
④平板划线法过程中，接种环蘸了1次菌液；若分五个区划线，则接种环共需灼烧6次；灼烧次数＝划线次数＋1。
⑤灼烧后的接种环可以直接划线吗？不可以。应如何操作？待接种环冷却后再划线。目的？避免温度过高杀死菌种。
⑥从第二次划线开始，都应从上一次划线的末端开始往下一区域划线。
⑦整个操作中灼烧接种环的不同目的：
第一次灼烧（取菌种前）：杀死接种环上原有微生物，避免接种环上可能存在的微生物污染菌种。以后每次划线前灼烧：杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种，使下一次划线时接种环上的菌种直接来源于上一次划线的末端。划线结束灼烧：及时杀死接种环上残留的菌种，避免菌种污染环境和感染操作者。
培养酵母菌
完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将接种后的平板（一般做三组，目的：平行重复实验）和一个未接种的平板倒置，放入28℃左右（培养温度因酵母菌种类的不同而稍有差异）的恒温培养箱中培养24-48h。
八、微生物的选择培养和计数
1.选择培养基：在微生物学中，允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。
2.选择培养基实例
（1）目的：分离酵母菌、霉菌等真菌，防止细菌生长。
原理：青霉素能抑制细菌生长，对真菌无作用。
配制：使用加入青霉素的培养基。
（2）目的：分离固氮菌。
原理：固氮微生物能利用空气中的氮气。
配制：使用不加氮源（以N2为氮源）的培养基。
（3）目的：分离自养型微生物。
原理：自养型微生物能利用无机碳源。
配制：使用不加有机碳源（以CO2为碳源）的培养基。
（4）目的：分离耐酸菌。
原理：耐酸菌能在pH为酸性的条件下生长。
配制：使用将pH调至酸性的培养基。
3.微生物的选择培养
（1）稀释涂布平板法方法概述：由于土壤细菌的数量庞大，要想得到特定微生物的纯培养物，必须要对土壤进行充分稀释，然后再将菌液涂布到制备好的选择培养基上。
（2）平板划线法的作用：分离纯化微生物。稀释涂布平板法的作用：分离纯化微生物、统计样品中活菌的数目。
（3）稀释涂布平板法分离分解尿素的细菌操作过程如下：
采集土样→将10 g土样加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。取1 mL上清液加入盛有9 mL无菌水的试管中，依次等比稀释→取0.1 mL菌液，滴加到培养基表面（多了不易被吸收）→将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中→将涂布器放在火焰上灼烧，待酒精燃尽、涂布器冷却后，再进行涂布→用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。涂布时可转动培养皿，使涂布均匀→涂布的菌液被培养基吸收后，将平板倒置，放入30～37 ℃的恒温箱中培养1～2 d，在涂布有合适浓度菌液的平板上就可以观察到分离的单菌落。
4.微生物的数量测定
（1）微生物的数量测定方法：间接计数法——稀释涂布平板法；直接计数法——显微镜直接计数法、滤膜法。
（2）稀释涂布平板法原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。
（3）稀释涂布平板法的计数原则：
（1）选择菌落数为30-300的平板计数；
（2）同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值。
（4）C代表某一稀释度下平板上生长菌落数的平均值；V代表涂布平板时吸取的稀释液体积数值(mL)；M代表稀释倍数；则每g样品中的细菌数=（C÷V）×M。
（5）显微镜直接计数法原理：利用特定的细菌计数板或血细胞计数板在显微镜下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物的数量。
九、发酵工程及其应用
1.发酵工程的基本环节：菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵罐内发酵，产品分离、提纯等方面。
2.微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用菌时，需要考虑哪些因素？
（1）在低成本的培养基上能迅速生长繁殖。
（2）生产所需代谢物的产量高。
（3）发酵条件易控制。
（4）菌种不易变异，退化等。
3.发酵工程的应用
（1）发酵工程以其生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理。等特点，在食品工业、医药工业、农牧业等等许多领域得到广泛应用。
（2）食品工业是微生物最早开发和应用的领域。一直以来，与发酵有关的食品工业的产量和产值都居于发酵工业的首位。①生产传统的发酵产品，如酱油、各种酒类；②生产各种各样的食品添加剂；③生产酶制剂。
（3）发酵工程在医药工业的应用：①采用基因工程的方法，将植物或动物的基因转移到微生物中，获得具有某种药物生产能力的微生物；②直接对菌种进行改造，再通过发酵技术大量生产所需要的产品。
（4）发酵工程在农牧业的应用：①生产微生物肥料；②生产微生物农药；③生产微生物饲料。
（5）在其他方面的应用：①解决资源短缺与环境污染问题；②将极端微生物应用于生产实践。
第二章 《细胞工程》
一、植物细胞的全能性
1．概念：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。
2.在生物生长发育过程中，并不是所有细胞都表现出全能性，比如：芽原基的细胞发育为芽，叶原基的细胞发育为叶。这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达。
3.细胞具有全能性的原因（物质基础）：一般来说，生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所需的全部遗传信息。
4.生物体生长发育过程中细胞不表现全能性的原因（不离体的细胞无法表现出全能性的原因）：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达（从而形成生物体的不同组织和器官）。
二、植物组织培养技术
1．植物组织培养概念：将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。
2.离体培养的植物器官、组织或细胞被称为外植体。
3.植物组织培养的原理：植物细胞的全能性。
4.菊花植物组织培养
（1）菊花植物组织培养的原理
①植物细胞一般具有全能性；
②脱分化：在一定的激素和营养等条件的诱导下，让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能，转变成未分化细胞的过程。结果：形成愈伤组织。
③愈伤组织的特点：不定形的薄壁组织团块。一般不需要光照。此过程中涉及的生命活动只有细胞增殖（有丝分裂），没有细胞分化。
④再分化：脱分化产生的愈伤组织，在一定的培养条件下，再分化出芽、根等器官，进而形成完整的小植株。需要给予适当时间和强度的光照，诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用。此过程中涉及的生命活动既有细胞增殖（有丝分裂），又有细胞分化。再分化实质：基因的选择性表达。
⑤激素的作用：植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。
（2）选材：经常选择根尖（分生区）、茎的韧皮部（形成层）等。
原因：分裂能力强、分化程度低，容易诱导形成愈伤组织。
（3）操作流程：①外植体的消毒；②外植体的分割；③接种；④培养；⑤转移培养（再分化过程）；⑥移栽。
（4）植物组织培养中细胞表现出全能性的条件：①离体（最关键）。②严格的无菌条件。③适宜的培养条件。④适宜浓度和比例的激素。⑤一定的营养条件。
三、植物体细胞杂交技术
1.植物体细胞杂交的概念：将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
2.植物体细胞杂交的主要步骤：植物细胞融合和植物组织培养。
（1）在进行体细胞杂交之前，必须先去除细胞壁：用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，获得原生质体。去壁原因：细胞壁阻碍细胞间杂交（阻碍了原生质体间的融合）。
（2）诱导原生质体融合的方法：①物理法：电融合法、离心法等。②化学法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋－高pH融合法等。
（3）细胞融合完成的标志：再生出新的细胞壁。 植物体细胞杂交完成的标志：培育出杂种植株。
（4）再生出细胞壁的相关的细胞器：高尔基体和线粒体。
（5）验证再生出新壁的实验：质壁分离和质壁分离复原实验。
四、植物细胞工程的应用
（一）植物繁殖的新途径：快速繁殖（也叫微型繁殖）和作物脱毒。
（二）作物新品种的培育：单倍体育种和突变体的利用。
（三）细胞产物的工厂化生产。
五、动物细胞培养
1.动物细胞培养概念：指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。
2.动物细胞培养的原理：细胞增殖（有丝分裂）。
3.动物细胞培养的地位：动物细胞工程的基础。
4.动物细胞培养的过程
取动物组织→制成细胞悬液→转入培养液原代培养→分瓶→传代培养
（1）动物细胞培养取材：动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。取材原因：细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养。
（2）制成细胞悬液的步骤（1）将组织分散成单个细胞。（2）用培养液将细胞制成细胞悬液。
（3）将组织分散成单个细胞的方法(1)机械法;(2)用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间。
（4）体外培养的动物细胞的两大类：①能够悬浮在培养液中生长增殖。②大多数需要贴附于某些基质表面才能生长增殖（细胞贴壁）。
（5）原代培养
①原代培养：通常将分瓶之前的细胞培养，即指动物组织经处理后的初次培养。
②原代培养的具体做法：将初次制备好的细胞悬液放入培养皿或培养瓶内，置于适宜环境中培养。
（6）传代培养
①传代培养：将分瓶后的细胞培养。
②分瓶传代培养的具体做法：①收集细胞；②将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养。
六、干细胞的培养及其应用
1．干细胞功能：在一定条件下，可以分化成其他类型的细胞。
2．干细胞的分布：早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。
3．干细胞的种类：包括胚胎干细胞、成体干细胞和诱导多能干细胞等。
4.胚胎干细胞（简称ES细胞）
（1）分布：存在于早期胚胎中。
（2）特点：具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。
5.成体干细胞
（1）分布：存在于成体组织或器官内中。
（2）常见类别：包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞、睾丸中的精原干细胞等；
（3）特点：一般认为，成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。
（4）发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例：造血干细胞，主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。
6.诱导多能干细胞概念：通过体外诱导成纤维细胞，获得类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞，简称iPS细胞。
7.诱导多能干细胞优点：
（1）诱导过程无需破坏胚胎。
（2）iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。
8.干细胞的应用：有着自我更新能力及分化潜能的干细胞，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。
七、动物细胞融合技术
1.动物细胞融合技术概念：使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
2.诱导的结果：形成的杂交细胞，具有原来两个或多个细胞的遗传信息。
3.诱导的原理：细胞膜具有一定的流动性。
4.诱导方法：PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。其中，灭活病毒诱导法是动物细胞融合特有的诱导融合方法。
5.融合实质及完成的标志：细胞核的融合。
6.动物细胞融合技术的应用
(1)细胞融合技术成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。
(2)利用动物细胞融合技术发展起来的杂交瘤技术，为制备单克隆抗体开辟了新途径。
八、单克隆抗体及其应用
1.B细胞的特点（优点和局限性）：能产生单一的特异性抗体，但不能无限增殖。
2.癌细胞的特点：能在体外大量增殖，但不能产生抗体。
3.杂交瘤细胞特点：B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到的杂交瘤细胞，既能无限增殖又能产生大量特定抗体。
4.制备过程：
5.诱导融合方法：PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法（动物细胞特有）。
6.筛选：①第一次筛选的目的：筛选获得杂交瘤细胞。②第二次筛选的目的：获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。
7．单克隆抗体的优点：能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备。
九、动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.动物细胞核移植技术概念：将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。
2.克隆动物：用核移植的方法得到的动物。
3.动物细胞核移植技术原理：动物细胞核的全能性、细胞膜具有一定的流动性。培育多利羊的原理：动物体细胞核的全能性、细胞膜具有一定的流动性。
4.动物细胞核移植技术生殖方式：无性生殖。
5.体细胞核移植的过程
（1）采集的卵母细胞应培养至MⅡ期（减数分裂Ⅱ中期）
（2）选择MⅡ期卵母细胞的原因：①含有促进细胞核表现全能性的物质和营养条件。②细胞体积大，易于操作。
（3）卵母细胞去核：显微操作（去核）法
（4）重组细胞：①诱导供体细胞和去核卵母细胞融合的方法：电融合法。②融合的结果：供体核进入卵母细胞，形成重构胚。
（5）重构胚：激活重构胚的方法：①物理方法：电刺激。②化学方法：Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制。
十、受精
1．受精概念：精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。
2．受精场所：在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。
3．受精过程：受精前的准备阶段和受精阶段；前者又包括精子获能和卵子的准备。
（1）精子获能：刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在相应生理变化发生雌性动物的生殖道后，才能获得受精能力，这一生理现象称“精子获能”。使精子获能的两种方法:①直接利用雌性动物生殖道使精子获能②将精子培养在人工配制的获能液中使其获能。获能液的成分因动物种类不同而有所差异。获能液常见有效成分有肝素、Ca2+载体等。
（2）卵子的准备：卵子一般在排出2-3h后才能被精子穿入。
（3）受精阶段过程:
①精子释放多种酶溶解卵细胞膜外的一些结构，精子穿越透明带。
②透明带反应：阻止多精入卵的第一道屏障。
③精子入卵：（卵细胞膜反应：阻止多精入卵的第二道屏障。）
④雄原核形成：精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的核，叫做雄原核。
⑤雌原核形成：精子入卵后,被激活的卵子完成MⅡ，排出第二极体后，形成雌原核。
⑥受精的标志：观察到两个极体（透明带和卵细胞膜之间）。观察到雌、雄原核。
⑦受精完成的标志：雌、雄原核核膜消失，形成合子。
十一、胚胎早期发育
1.胚胎早期发育阶段：受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚。
2.卵裂
（1）场所：透明带内。
（2）分裂方式：有丝分裂。
（3）特点：①细胞数量不断增加。 ②胚胎总体积并不增加。
3.桑葚胚
（1）概念：当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密细胞团，形似桑葚，称为桑葚胚。
（2）特点：这一阶段及之前每一个细胞都具有发育成完整胚胎潜能，属于全能细胞。
4.囊胚
（1）概念：胚胎进一步发育，细胞开始出现分化，形成内细胞团、滋养层；随着胚胎进一步发育，胚胎内部出现了含有液体的囊腔—囊胚腔，这个时期的胚胎叫做囊胚。
（2）特点：细胞逐渐分化。
（3）结构组成：内细胞团、滋养层、囊胚腔。
5.原肠胚：囊胚孵化后，将发育形成原肠胚；原肠胚表面的细胞层为外胚层，向内迁移的细胞形成内胚层；随着发育的进行，一部分细胞还会在内外两个胚层之间形成中胚层；这三个胚层将逐渐分化形成各种组织、器官等。
十二、体外受精
1．试管动物：通过人工操作使卵子在体外受精，经培养发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体。
2．体外受精技术的主要过程：卵母细胞的采集、精子的获取和受精。
（1）采集到的卵母细胞和精子，要分别在体外进行成熟培养（即培养至MⅡ期）和获能处理（可对精子进行离心处理），然后才能用于体外受精。
（2）一般情况下，可以将获能的精子和培养成熟的卵子置于适当的培养液中共同培养一段时间，来促进它们完成受精。
3.体外受精的意义：是提高动物繁殖能力的有效措施，可以为胚胎移植提供可用胚胎。
十三、胚胎移植
1．概念：是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。
2.胚胎来源：体外受精及其他方式得到的胚胎。
其他方式包括：体内受精、转基因技术、动物细胞核移植技术等。
3．胚胎移植的基本程序：①供体、受体的选择和处理。②配种或人工授精（应选择同种的优良公牛）。③胚胎的收集、检查、培养或保存。
4.胚胎移植过程中进行了两次目的不同检查：①第一次目的：检查胚胎的质量。②第二次目的：检查受体是否妊娠。
5.胚胎移植的实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
十四、胚胎分割
1．胚胎分割概念：采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
2.胚胎分割理论基础：早期胚胎干细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性。
3.胚胎分割生殖方式：无性生殖（无性繁殖、克隆）。
4．胚胎分割的方法：机械方法。所需主要仪器设备：体视显微镜和显微操作仪。分割工具:分割针或分割刀。
5．胚胎分割的意义
(1)促进优良动物品种的繁殖，产生遗传性状相同的后代（具有相同的遗传物质）用于遗传学研究。
(2)在胚胎移植前，对胚胎进行性别鉴定（取样部位为滋养层，鉴定方法为做DNA分析）、遗传病筛查等，对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代有重要意义。
第三章 《基因工程》
一、DNA基因工程的基本工具
DNA基因工程至少需要三种工具：“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）；“分子缝合针”——DNA连接酶；“分子运输车”——基因进入受体细胞的载体。
（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：能识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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：粘性末端和平末端。
（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：
a.相同点：都缝合磷酸二酯键。
b.区别：E·coli DNA连接酶来源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的粘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）DNA连接酶——“分子缝合针”
①作用:将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
② 种类:
种类 来源 特点
E.coliDNA连接酶 大肠杆菌 只能“缝合”具有互补粘性末端的双链DNA片段
T4DNA连接酶 T4噬菌体 既可以“缝合”双链DNA片段互补粘性末端，又可“缝合”双链DNA片段的平末端。
（4）“分子运输车”——载体
①载体具备的条件：
a.能在受体细胞中复制并稳定保存。
b.具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。
c.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、DNA的粗提取与鉴定
1. 原理:
(1) DNA、 RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面有差异, 选用适当的物理或化学方法对它们进行提取。
(2) DNA 遇二苯胺试剂会呈现蓝色。
2. 方法步骤:
（1）研磨:取 30g 洋葱切碎, 倒入 10 mL 研磨液研磨。
（2）除杂: 漏斗中垫上纱布过滤后, 在 4 ℃冰箱静置后取上清液, 1 500 r/min 的转速下离心后取上清液。
（3）提取: 加入体积相等、 体积分数 95%酒精, 溶液出现白色的丝状物是 DNA。
（4）鉴定
三、基因工程的基本操作程序
1.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）PCR技术扩增目的基因
①原理：DNA双链复制
②过程：a：加热至90-95℃DNA解链；b：冷却到55-60℃，引物结合到互补DNA链；
c：加热至70-75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。
2.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。
3.第三步：将目的基因导入受体细胞
（1）转化：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）常用转化方法：①植物细胞：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法等。②动物细胞：显微注射技术。③微生物细胞：Ca2+处理法(感受态细胞法或CaCl2法)
4.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。
（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。
四、胚胎工程基因工程的应用
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.基因工程在农牧业方面的应用：转基因动物、植物。
5.基因工程在医药卫生领域的应用：生产药物、移植器官。
6.基因工程在食品工业方面的应用：氨基酸、酶、维生素。
五、蛋白质工程
1.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。
2.基本原理：
（1）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。
（2）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）。下图中是蛋白质工程的循序的是E、F、G、A、B、C、D；
4.应用
（1）医药工业方面：速效胰岛素类似物、干扰素、单克隆抗体。
（2）其他工业方面: 广泛用于改进酶的性能或开发新的工业用酶。如枯草杆菌蛋白酶。
（3）农业方面:① 改造某些参与调控光合作用的酶, 提高植物光合作用的效率。② 改造微生物蛋白质的结构, 增强防治病虫害的效果。
第四章 《生物技术的安全性与伦理问题》
一、转基因生物的安全性
1.基因生物与食物安全的争论：
①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
②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）的争论：
①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”
②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）的争论：
①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
②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、关注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。
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。
3.基因身份证
4.基因检测
5.治疗性克隆和生殖性克隆
(1)治疗性克隆：指利用克隆技术产生特定细胞或组织(皮肤、 神经或肌肉等)用于治疗性移植。原理： 干细胞具有强大的多方向分化潜能和自我更新能力。
(2)生殖性克隆：指将克隆技术用于生育目的， 即用于产生人类个体。原理： 动物体细胞核的全能性。
三、禁止生物武器
1.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。
2.生物武器的传播途径：(1)经食物与水传播。(2)空气传播。(3)接触传播。(4)虫媒传播。(5)病原体直接传播。
3.生物武器的特点：(1)单位面积效应大。(2)有特定的伤害对象。(3)具有传染性。（4）危害时间久。（5）不易被发现和鉴定。（6）使用者本身易受伤害。（7）生物武器造价低、 技术难度不大、 隐蔽性强、可以在任何地方研制和生产。
1.发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。（章首页，定义）
2.发酵（fermentation），是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。（P5，黑体字）
3.直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。（P5，定义）
4.人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质—培养基（culture medium），用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。其中，不含凝固剂（如琼脂）、呈液体状态的培养基为液体培养基，呈固体状态的培养基为固体培养基。在液体培养基中加入琼脂后制成的琼脂固体培养基，是实验室中最常用的培养基之一。（P9，定义）
5.微生物是难以用肉眼观察的微小生物的统称，包括细菌、真菌、病毒及一些原生生物等。（P9，定义）
6.消毒（disinfection）是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。灭菌 （sterilization）则是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。（P10，黑体字）
7.生物消毒法是指利用生物或其代谢物除去环境中的部分微生物的方法。（P10，定义）
8.在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为培养物。由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得纯培养物的过程就是纯培养。（P11，定义）
9.分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体，这就是菌落（P12，定义）
10.在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基 （selective medium）。（P16，黑体字）
11.细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。（章首页，定义）
12.细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，即细胞具有全能性。（P34，黑体字）
13.植物组织培养（plant tissue culture）是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。（P35，黑体字）
14.离体培养的植物器官、组织或细胞被称为外植体。（P35，定义）
15.在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化，即失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。愈伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为再分化。（P35，定义）
16.植物体细胞杂交（plant somatic hybridization）是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。（P38，黑体字）
17.用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，被人们形象地称为植物的快速繁殖技术，也叫作微型繁殖技术。（P39，定义）
18.植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。（P41，定义）
19.动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。（P43，黑体字）
20.大多数细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。（P44，定义）
21.人们通常将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养称为原代培养，将分瓶后的细胞培养称为传代培养。（P45，定义）
22.胚胎干细胞（embryonic stem cell，简称ES细胞）存在于早期胚胎中，具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。（P46，定义）
23.成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞，包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等。（P46，定义）
24.动物细胞融合技术（cell fusion technique）就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。（P48，黑体字）
25.灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构。（P48，定义）
26.动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。（P52，黑体字）
27.重构胚是指人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力。（P53，定义）
28.胚胎工程（embryo engineering）是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。（P56，黑体字）。
29.胚胎发育早期，有一段时间是在透明带内进行分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。（P58，定义）
30.当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团， 形似桑葚时，这时的胚胎称为桑葚胚。（P58，定义）
31.胚胎进一步发育，细胞逐渐分化。聚集在胚胎一端的细胞形成内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织；而沿透明带内壁扩展和排列的细胞，称为滋养层细胞，它们将来发育成胎膜和胎盘。随着胚胎的进一步发育，胚胎的内部出现了含有液体的腔—囊胚腔，这个时期的胚胎叫作囊胚。囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫作孵化。（P58，定义）
32.胚胎移植（embryo transfer）是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。（P61，黑体字）
33.提供胚胎的个体称为“供体”（donor），接受胚胎的个体叫“受体”（recipient）。（P61，定义）
34.超数排卵是指应用外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。（P62，定义）
35.胚胎分割（embryo splitting）是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。（P62，黑体字）
36.基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合 人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。（章首页，定义）
37.实现基因工程操作过程至少需要三种“分子工具”，即准确切割DNA分子的“分子手术刀”、将DNA片段再连接起来的“分子缝合针”和将体外重组好的DNA分子导入受体细胞的“分子运输车”。（P70，黑体字）
38.当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开时，产生的是黏性末端；当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。（P71，定义）
39.一种能够将两个DNA片段连接起来的酶，称之为DNA连接酶（DNA ligase）。（P72，定义）
40.质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。（P72，定义）
41.在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因就是目的基因。根据不同的需要，目的基因是不同的，它主要是指编码蛋白质的基因。（P76，定义）
42.PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。（P77，定义）
43.启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游，紧挨转录的起始位点，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终表达出人类需要的蛋白质。（P80，定义）
44.终止子相当于一盏红色信号灯，使转录在所需要的地方停下来，它位于基因的下游，也是一段有特殊序列结构的DNA片段。（P80，定义）
45.转化（transformation）是指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。（P81，定义字）
46.干扰素是一种具有干扰病毒复制作用 的糖蛋白，在临床上被广泛用于治疗病毒感染性疾病。此外，干扰素对治疗乳腺癌、淋巴癌、多发骨髓瘤和某些白血病等也有一定的疗效。（P90，定义）
47.科学家将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物，这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。（P90，定义）
48.蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。（P93，黑体字）
49.基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。（P93，黑体字）
50.生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体。
51.治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官，用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。（P106，定义）
1．通过传统发酵技术制作的食品，往往品质不一，可能的原因是：（答出2点即可）①菌种差异；②杂菌情况不明；③发酵过程的控制缺乏标准。
2．酿制葡萄酒过程中，将葡萄汁装入发酵瓶中时要留有大约1／3的空间，其目的主要是：（答出2点即可）①为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气；②防止发酵旺盛时发酵液溢出。
3．用紫色葡萄制作葡萄酒，随着发酵时间的延长，发酵液的颜色会逐渐加深变成深红色，原因是：葡萄果皮中含有花青素，随着发酵的进行，花青素溶解在含有酒精的发酵液中。
4．酿制葡萄酒过程中的制酒阶段，每隔12h左右就要将瓶盖拧松一次，但又不打开，此后再拧紧。这样做的目的是：（答出2点即可）①排出发酵产生的气体，防止发酵液溢出；②防止氧气和有害杂菌进入。
5．没喝完的果酒饮料，暴露在空气中一段时间后会变酸，原因是：在缺少糖源的情况下，醋酸菌将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸。
6．某同学第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成这个结果最可能的原因是：（答出2点即可）①食盐浓度过高，导致泡菜未能正常发酵；②发酵温度过低，导致泡菜未能正常发酵。
7．制作泡菜时加入“陈泡菜水”的目的是：增加乳酸菌的数量，缩短泡菜成熟的时间。
8．制作泡菜过程中，保证坛内乳酸菌发酵所需无氧环境的操作是：（答出2点即可）①装坛时盐水没过全部菜料；②向坛盖边沿的水槽中注满水，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水。
9．从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是：乳酸菌数量增多杂菌数量减少。原因是：乳酸菌比杂菌更耐酸。
10．研究和应用微生物的前提是：防止杂菌污染，获得纯净的微生物培养物。
11．平板划线操作中，在灼烧接种环之后，要等其冷却后再进行划线，其原因是：避免接种环温度太高，杀死菌种。
12．平板划线操作中，在作第二次以及其后的划线操作时，总是从上一次划线的末端开始划线，原因是：①划线末端的菌体数比划线起始处的少；②每次从上一次划线的末端开始，能使菌体的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终得到单菌落。
13．使用后的培养基在丢弃前一定要进行灭菌处理，目的是：防止微生物污染环境。
14．在接种酵母菌的培养基上，观察到了不同形态的菌落，可能原因是：（答出2点即可）①接种的菌种不纯；②无菌操作不规范。
15．制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH，其原因是：不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同。
16．硝化细菌在没有碳源的培养基上能够生长，原因是：硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源。
17．研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物，原因是：在一定的培养条件下，不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征。
18．在未接种的培养基表面有菌落生长，说明：培养基被杂菌污染。
19．某研究小组将菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振荡培养。结果表明：振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。其原因是：①振荡培养能提高培养液的溶解氧的含量；②同时可以使菌体与培养液充分接触，提高营养物质的利用率。
20．稀释涂布平板法除可用来统计样品中活菌数，其原理是：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。
21．用稀释涂布平板法来统计样品中活菌数时，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，原因是：当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。
22．在进行“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验中，需准备牛肉膏蛋白胨培养基和选择培养基。将菌液稀释相同的倍数，牛肉膏蛋白胨培养基作为对照，表明选择培养基起到了选择作用的实验结果是：牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目。
23．在“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验中，使用的平板较多，为了避免混淆，最好在使用前做好标记，标记的内容包括：（答出2点即可）①组别；②培养日期；③平板上培养样品的稀释度。
24．测定土壤中细菌的数量，一般选用104、105和106倍的稀释液进行平板培养；测定土壤中真菌的数量，一般稀释102、103和104倍；前者稀释倍数较高的原因是：土壤中细菌的数量比真菌多，较高的稀释倍数下才容易得到菌落数在30～300之间的平板。
25．在“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验中，同学甲对土壤进行梯度稀释后涂布平板，经培养后平板上长出了菌落，同学甲认为稀释度很合适，其判断依据是：得到了两个或多个菌落数为30～300的平板。
26．同学甲统计的每克土样中能分解尿素的细菌的菌落数与其他同学统计的结果差异很大，可能的原因是（答出3点即可）：①所用土样不同；②无菌操作不规范；③培养基配制不合理；④培养基灭菌不彻底。
27．已知刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。请利用这一原理，写出从土壤浸出液中筛选出纤维素分解菌的思路：①在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红与纤维素形成红色复合物；②而当纤维素被纤维素分解菌分解后，复合物就无法形成，培养基中会出现以这些菌落为中心的透明圈。
28．发酵工程中要对培养基和发酵设备严格灭菌，其原因是：发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种，一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。
29．发酵工程的基本环节为：（用文字和箭头表示）选育菌种→扩大培养→配制培养基→灭菌→接种→发酵罐内发酵→分离、提纯产物→获得产品。
30．在青霉素生产过程中如果污染了杂菌，可能导致产量大大下降，可能的原因是：（答出3点即可）①杂菌与青霉菌竞争营养和空间，导致青霉菌大大下降；②某些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解掉；③某些杂菌分泌某种物质，抑制青霉菌的繁殖。
31．谷氨酸的发酵生产需要严格控制pH，原因是：①pH会影响谷氨酸代谢物的形成；②不同的pH，谷氨酸的代谢物不同。
32．微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时需要考虑的因素有：（答出3点即可）①在低成本的培养基上能迅速生长繁殖；②生产所需代谢物的产量高；③发酵条件容易控制；④菌种不易变异、退化。
33．在进行发酵生产时，排出的气体和废弃培养液等不能直接排放到外界环境中，原因是：在进行发酵生产时，微生物及其代谢物中都可能含有危害环境的物质。为了减少或避免污染物的产生和排放，正确的做法是：对排出的气体和废弃培养液进行二次清洁或灭菌处理。
34．发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用，形成了规模庞大的发酵工业。这与发酵工程具有：（答出3点即可）①生产条件温和；②原料来源丰富且价格低廉；③产物专一；④废弃物对环境的污染小和容易处理等特点密切相关。
35．在农业生产中使用微生物肥料的作用是：（答出3点即可）①增进土壤肥力；②改良土壤结构；③促进植株生长；④抑制土壤中病原微生物的生长，从而减少病害的发生。
36．发酵工程在食品工业上的应用主要有：①生产传统的发酵产品、②生产各种各样的食品添加剂、③生产酶制剂。
37．发酵工程在在农牧业上的应用主要有：①生产微生物肥料、②生产微生物农药、③生产微生物饲料。
38．啤酒发酵流程中，让大麦种子发芽的目的是：释放淀粉酶；焙烤的目的是：加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活；蒸煮的目的是：产生风味组分，终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌；消毒的目的是：杀死啤酒中的大多数微生物，延长它的保存期。
39．某化工厂为了处理排出污水中的一种有害的、难以降解的有机化合物A，其研究团队用化合物A、磷酸盐、镁盐和微量元素等配制了培养基，成功地筛选出能高效降解化合物A的细菌（目的菌）。将目的菌用于环境保护实践时，还需要解决的问题包括：（答出3点即可）①目的菌能否在自然环境中大量生长繁殖；②是否会产生对环境有害的代谢物；③降解化合物A后是否会产生二次污染等问题。
40．在一定条件下，利用植物的一个细胞就可以繁殖出新的植株，其原理是：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，即细胞具有全能性。
41．在生物的生长发育过程中，芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶，原因是：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达。
42．植物组织培养时，要进行严格的无菌操作，理由是：用于植物组织培养的培养基同样适合某些微生物的生长，培养物一旦受到微生物的污染，就会导致实验失败。
43．某同学进行菊花的组织培养时，发现外植体被污染，可能的原因有：（答出3点即可）①培养基、接种工具灭菌不彻底；②外植体消毒不彻底；③操作过程不符合无菌操作要求。
44．科学家尝试用传统的有性杂交将番茄和马铃薯杂交，难得到杂种后代，原因是：两种生物之间存在着天然的生殖隔离。
45．农业生产上用的马铃薯在繁殖多代后，会出现作物产量降低，品质变差等现象，原因是：马铃薯以无性繁殖的方式进行繁殖，感染的病毒很容易传给后代，病毒在作物体内逐年积累。
46．为了获得脱毒苗，常用一定大小的茎尖进行组织培养，其原因是：①茎尖的病毒极少，甚至无病毒；②以茎尖为外植体进行组织培养，可得到脱毒苗。
47．通过植物的组织培养，容易获得各种突变体，其原因是：培养细胞一直处于不断增殖的状态，容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变。
48．紫草素是紫草的次生代谢物，生产紫草素的常规方法是，大量种紫草，再从紫草植株中提取。与常规方法相比，通过植物细胞培养也可生产紫草素，其优点有：（答出3点即可）①不占用耕地；②几乎不受季节、天气等的限制；③可工厂化生产，产量高，成本低。
49．“番茄一马铃薯”杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结番茄，地下长马铃薯，可能的原因是：杂种植株的细胞中存在两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达相互干扰，不能有序表达。
50．进行动物细胞培养时，需要在使用的合成培养基中加入血清等天然成分，原因是：①人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚；②血清中生活着血细胞，必然含有动物细胞需要的但尚未研究清楚的成分。
51．动物细胞培养时，需要定期更换培养液，目的是：清除代谢物，给培养细胞提供无毒的环境。
52．动物细胞培养所需气体主要有02和CO2，CO2的主要作用是：维持培养液的pH。在进行动物细胞培养时，为保证CO2的稳定，具体操作是：采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有95％空气和5％CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。
53．有的细胞能够悬浮在培养液中生长增殖，培养一段时间后，会出现细胞分裂受阻的现象，可能的原因是：（答出2点即可）①细胞密度过大；②培养液中有害代谢物积累，营养物质缺乏。
54．进行动物细胞培养时，不用胃蛋白酶来分散细胞，原因是：①胃蛋白酶作用的适宜pH约为2；②多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性。
55．灭活病毒诱导细胞融合的原理是：病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布。
56．传统抗体的制备方法是：向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需抗体。
57．制备单克隆抗体时，诱导骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合后，需要用特定的选择培养基进行筛选，筛选的结果是：在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。
58．对经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，可得到抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞，检测原理是：抗原与相应抗体特异性结合。与骨髓瘤细胞和B淋巴细胞相比，上述抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞的优点是：既能迅速大量增殖，又能产生特定抗体。
59．动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，原因是：①动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难；②动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易。
60．而在动物体细胞核移植中，非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难。主要原因是：①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态，这导致了胚胎发育率低；②对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。
61．假设世界上最后一头野驴刚死亡，若想借助雌性家驴让刚死亡的野驴“复生”，可行的方案是：将野驴的体细胞核移植到家驴的去核卵母细胞中，经孕育培育出新个体。
62．使精子获能的方法有：（答出2点即可）①直接利用雌性动物的生殖道使精子获能；②将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。
63．动物排出的卵子成熟程度不同，马排出的卵子含有初级卵母细胞，羊排出的卵子含有次级卵母细胞，从减数分裂的角度分析，原因是：羊在排卵前完成了减数分裂I，而马在排卵前没有完成减数分裂I。
64．防止多精入卵有两道重要屏障，发生的时机分别是：精子穿越透明带触及卵细胞膜的瞬间、精子入卵之后。
65．哺乳动物的体外受精技术的主要步骤包括：①卵母细胞的采集、②精子的获取、③受精。
66．以家畜的胚胎移植为例，胚胎移植的主要步骤包括：供体、受体的选择和处理→配种或人工授精→胚胎的收集、检查、培养或保存→胚胎的移植以及移植后的检查。
67．进行胚胎移植可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，原因是：供体的主要职能变为产生具有优良遗传特性的胚胎，繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代，这就大大缩短了供体本身的繁殖周期。
68．采用机械方法将早期胚胎切割成2等份，经移植获得同卵双胎，这两个胚胎可看作克隆动物，原因是：两个胚胎来自同一受精卵的有丝分裂，具有近乎相同的遗传物质。
69．1944年，艾弗里等人通过肺炎链球菌的转化实验，不仅证明了遗传物质是DNA，还证明了DNA可以在同种生物的不同个体之间转移。
70．限制酶的专一性表现在：能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。
71．限制酶X切割DNA后得到的是黏性末端，而不是平末端，原因是：限制酶X在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开，而不是在其识别序列的中心轴线处切开。
72．在基因工程操作中，常用的DNA连接酶主要有两类：E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶。二者的区别是：E.coli DNA连接酶只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来；而T4 DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端。
73．质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有：（答出3点即可）①能自我复制；②具有标记基因；③具有一个至多个限制酶的切割位点。
74．质粒上常有特殊的标记基因，其作用是：（课本原文）便于重组DNA分子的筛选。
75．重组质粒中的氨苄青霉素抗性基因是一种标记基因，其作用是：将含有表达载体的细胞筛选出来。
76．DNA重组技术中所用的质粒载体上有标记基因（如某种抗生素抗性基因）。利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是：将待筛选的宿主细胞接种到含该抗生素的培养基中，能够生长的是含有质粒载体的宿主细胞。
77．限制酶不会切割细菌本身的DNA分子，可能的原因是：（答出3点即可）①细菌的DNA分子不含这种限制酶的识别序列；②细菌通过甲基化酶修饰了限制酶识别序列的碱基，使限制酶不能将其切开。
78．识别DNA分子中不同核苷酸序列，但能切割产生相同黏性末端的限制酶被称为同尾酶。我们选择了用限制酶X切割载体，但目的基因的核苷酸序列中恰好含有限制酶X的识别序列，此时构建重组质粒的方案是：用限制酶X切割载体，用限制酶X的同尾酶来切割目的基因，再加入DNA连接酶。
79．培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤：①目的基因的筛选与获取、②基因表达载体的构建、③将目的基因导入受体细胞、④目的基因的检测与鉴定。
80．Bt抗虫蛋白的杀虫原理是：当Bt抗虫蛋白被分解为多肽后，多肽与害虫肠上皮细胞的特异性受体结合，导致细胞膜穿孔，最后造成害虫死亡。研究表明，Bt抗虫蛋白不会对人产生上述影响，可能的原因是：（答出2点即可）①Bt抗虫蛋白只有在某类昆虫肠道的碱性环境中才能表现出毒性，而人的胃液呈酸性；②人的肠道细胞也没有特异性受体。
81．现在，常用PCR特异性地快速扩增目的基因。PCR中使用的引物是指：一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。引物的作用是：使DNA聚合酶能够从引物的3＇端开始连接脱氧核苷酸。
82．PCR中，变性这一步骤的目的是：利用90℃以上的高温，使双链DNA解聚为单链。
83．PCR中，复性这一步骤的目的是：降低温度至50℃左右，使两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
84．PCR中，复变性这一步骤的目的是：溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
85．PCR反应缓冲溶液中一般要添加Mg2+，其作用是：激活DNA聚合酶。
86．PCR过程中，目的基因可成指数形式扩增，原因是：前一轮扩增的产物同样可以和引物结合，作为下一轮扩增的模板，因而每一次循环后目的基因的量可以增加一倍，即成指数形式扩增。
87．为目的基因构建表达载体的目的是：①让基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代；②同时，使Bt基因能够表达和发挥作用。
88．有时为了满足应用需要，会在载体中人工构建诱导型启动子，其特点是：当诱导物存在时，可以激活或抑制目的基因的表达。
89．构建基因表达载体时，需要选择合适的限制酶，限制酶的切割位点不能位于：目的基因，质粒的启动子、终止子、标记基因、复制原点等结构的内部。
90．转化是指：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。
91．我国科学家采用花粉管通道法，将Bt基因导入了棉花细胞。其操作为：在植物受粉后，花粉形成的花粉管还未愈合前，剪去柱头，然后滴加纯化的表达载体，使目的基因借助花粉管通道进入受体细胞。
92．将目的基因插入农杆菌Ti质粒的T-DNA中，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞，原因是：农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上。根据农杆菌的这一特点,如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上,通过农杆菌的转化作用,就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上。
93．培育抗虫棉时，Bt目的基因进入受体细胞后，是否稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道。分子水平的检测，检测内容为：（答出3点即可）①检测目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上；②检测目的基因是否转录出mRNA；③检测目的基因是否基因是否翻译为蛋白质。
94．培育转基因抗虫棉，除了要进行分子水平的检测，还需要进行个体生物学水平的鉴定，方法是：通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。
95．基因工程中，获取目的基因的方法包括：（答出3点即可）①通过构建基因文库来获取目的基因；②人工合成目的基因；③利用PCR特异性地快速扩增目的基因。
96．在基因工程操作中，常用原核生物作为受体细胞，其中以大肠杆菌应用最为广泛。研究人员一般先用Ca2+处理大肠杆菌细胞，目的是：使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中。
97．琼脂糖凝胶电泳鉴定的结果表明，PCR扩增产物不止一种，可能的原因有：（答出2点即可）①引物设计不合理，他们与非目的基因有同源性或容易形成二聚体；②退火温度过低；③DNA聚合酶的质量不好。
98．利用基因工程技术，可以让哺乳动物批量生产药用蛋白，即乳腺（房）生物反应器。为了让药用蛋白基因只在转基因动物的乳腺细胞中表达，采取的方法是：将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物（哺乳动物才会泌乳）的受精卵中，然后，将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌的乳汁来生产所需要的蛋白质药品。
99．蛋白质工程是指：以蛋白质分子的结构功能的关系研究为基础，利用基因工程技术，按照人类自身的需要，定向改造天然蛋白质，甚至创造新的、自然界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子的现代生物技术。
100．蛋白质工程的基本思路是：（用文字和箭头表示）确定蛋白质的功能→蛋白质应有的高级结构→蛋白质具备的折叠状态→应有的氨基酸序列→基因中的碱基序列，可以创造自然界不存在的蛋白质。
101．目前，蛋白质工程的难度很大，主要原因是：蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，这种高级结构十分复杂，而目前科学家对蛋白质的高级结构的了解还很不够，要设计出更加符合人类需要的蛋白质还需经过艰辛的探索。
102．T4溶菌酶是一种重要的工业用酶，但是它在温度较高时容易失去活性。为了提高T4溶菌酶的耐热性，科学家对相关基因进行改造，使T4溶菌酶的第3位异亮氨酸变为半胱氨酸。于是，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，T4溶菌酶的耐热性得到了提高。这项工作属于蛋白质工程的范畴。在该实例中引起T4溶菌酶空间结构发生改变的根本原因是：基因的碱基序列发生改变。如果要将该研究成果应用到生产实践，需要重新明确该热稳定酶的一些基本特性，包括：（答出3点即可）①稳定性、②能耐受的温度范围、③催化反应的最适温度、④酶活力的大小。如果要将该研究成果应用到生产实践，还需要做的工作包括：①需要建立规模化生产该酶的技术体系，②评估生产成本。
103．将病人的皮肤成纤维细胞诱导成iPS细胞，再使它转化为需要的细胞，用这些细胞给该病人治病，这不会引起免疫排斥反应，原因是：iPS细胞来源于病人自身的体细胞。
104．科学家将Oct3／4、Sox2、c-Myc和K1f4基因通过逆转录病毒转入小鼠成纤维细胞中，然后在培养ES细胞的培养基上培养这些细胞。2～3周后，这些细胞显示出ES细胞的形态、具有活跃的分裂能力，它们就是iPS细胞在上述实验过程中，逆转录病毒的作用是：逆转录病毒在吸附到细胞表面后，该载体将转录因子引入受感染的细胞，并将其整合到宿主基因中。
105．请设计实验证明上述实验中iPS细胞的产生不是由于培养基的作用，写出实验思路和预期结果。思路：可以设置对照组，将转入外源基因和没有转入外源基因的细胞分别培养在相同的培养基中，并确保其他培养条件相同。如果只有转入外源基因的细胞转化成了iPS细胞，就可以证明iPS细胞的产生不是由于培养基的作用。
106．对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域，这是因为微生物具有：（答出2点即可）微生物具有生理结构和遗传物质简单、生长繁殖快、对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作等优点。
107．科学家利用转基因技术，建立了某些人类疾病的转基因动物模型，建立这些动物模型的意义是：模拟疾病的发生和发展过程，为研究该疾病的致病机制和开发治疗药物提供依据
108．我国科学家将来自玉米的a-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中来防止转基因花粉的传播，其防止基因污染的原理是：将来自玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，由于α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播。
内容预览
一、必背知识清单
1.发酵工程 2.细胞工程 3.基因工程 4.生物技术的安全性与伦理问题
二、必背教材黑体字
三、必背长句子作答
第一章 《发酵工程》
一、发酵与传统发酵技术
1.发酵的概念：人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。
2.发酵原理：不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力，因此利用它们既可以生产出人们所需要的多种产物。
3.传统发酵技术的概念：直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。
4.传统发酵技术的特点:以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。
5.传统发酵技术的主要食品:有腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉。
二、制作泡菜
1.原理:
①利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵；
②发酵期间，乳酸不断积累，质量百分比为0.4%-0.8%时，泡菜的口味、品质最佳。
2.发酵条件:适宜的温度、严格控制厌氧条件。
3.步骤:配制盐水→蔬菜装坛→加盐水→封坛发酵
①配制盐水:用清水和食盐配制质量百分比为5%~20%的盐水,并将盐水煮沸,冷却待用。
②蔬菜装坛:将新鲜蔬菜洗净,切成块状或条状,混合均匀,晾干后装坛,装至半坛时,放入蒜瓣、生姜、及ITA香辛料,继续装至八成满。
③加盐水:将冷却好的盐水缓缓倒入坛中,使盐水没过全部菜料。
④封坛发酵:盖好坛盖,向坛盖边沿的水槽中注满水,发酵过程中注意补充水,根据室内温度控制发酵时间。
4.实验分析
①盐的作用：调味，抑制其他微生物生长及调味。
②盐水浓度为质量百分比为5%-20%。
盐水浓度要适宜的原因：盐水浓度太高会引起乳酸菌细胞渗透失水，影响乳酸菌生长繁殖，甚至导致乳酸菌死亡；过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质。
③盐水煮沸的目的：杀菌，去除水中的溶解氧。
④盐水冷却后使用的目的：为了不影响乳酸菌的生命活动（为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响）。
⑤在冷却后的盐水中可加入少量“陈菜泡液”，目的是增加乳酸菌数量，缩短泡菜制作时间。
⑥泡菜坛子使用之前要检查密封性的目的：给泡菜坛内创造无氧环境，严格控制厌氧条件，利于乳酸菌发酵。
⑦用水密封泡菜坛的目的：给泡菜坛内创造无氧环境，严格控制厌氧条件。
⑧泡菜制作过程中，是否只有乳酸菌起作用？ 不是，还有一些酵母菌和大肠杆菌。
⑨泡菜坛应装至八成满？为什么？防止由于产生CO2而导致发酵液溢出坛外（初期大肠杆菌、酵母菌会产生）；防止因装太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂。
5.泡菜制作过程中，各阶段菌种变化：
①发酵初期：主要是大肠杆菌、酵母菌活跃，消耗大量氧气，使坛内形成无氧环境，会使好氧菌生命活动逐渐被抑制。
②发酵中期(风味最佳)：乳酸菌活跃使乳酸不断积累，pH下降，会使不耐酸菌被抑制。
③发酵后期：乳酸继续增加，到一定程度后会使乳酸菌的生长繁殖被抑制。
三、制作果酒
1.原理：
(1)许多新鲜水果的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌；
(2)在酵母菌的作用下，水果可以发酵成果酒；（通过有氧呼吸大量繁殖，通过无氧呼吸进行酒精发酵产酒精）
(3)相关反应式：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量，C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量。
2.发酵条件：
(1)温度——将温度控制在18-30℃进行发酵；
(2)氧气含量a.氧气充足的情况下，大量繁殖；b.无氧条件下，进行酒精发酵.
3.步骤:器具消毒→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵
①器具消毒:将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净,用体积分数为70%的酒精消毒,晾干备用。
②冲洗:新鲜葡萄用清水冲洗1~2次,再去除枝梗和腐烂的的籽粒,沥干。
③榨汁:用榨汁机榨取葡萄汁,装人发酵瓶中,留大约1/3的空间,盖好瓶盖。
④酒精发酵:温度控制在18~30℃,每隔12h左右将瓶盖拧松一次,但不要打开瓶盖。发酵时间为10~12 d。
⑤醋酸发酵:葡萄酒制作完成后,打开瓶盖,盖上一层纱布,进行葡萄醋发酵,温度为30~35 ℃,时间为7~8 d。
4.实验分析:
(1)用体积分数为70%的酒精给发酵瓶、榨汁机消毒。
(2)冲洗葡萄的目的：去除表面灰尘、污物。
(3)冲洗1-2次即可，能否连续冲洗？不能，防止果皮表面的野生菌种数量减少。
(4)去梗之前冲洗还是去梗之后冲洗？之前。 为什么？避免葡萄破损，减少被杂菌污染的机会。
(5)葡萄汁装入发酵瓶时，能装满吗？不能，要留约1/3的空间。为什么？a.先让酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O2后，再进行酒精发酵；b.防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。
(6)每隔12h左右将瓶盖拧松一点的目的：排出气体（CO2）。
(7)能全部打开吗？不能为什么？防止杂菌污染。
(8)果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，酵母菌是如何成为优势菌种的？发酵后期在缺氧和酸性发酵液中，绝大多数微生物的生命活动受到抑制，而酵母菌可以适应这一环境成为优势菌种。
四、制作果醋
1.原理：
（1）在有氧的条件下，果酒经醋酸菌的作用可以进一步发酵成果醋；
（2）当糖源、氧气充足时，醋酸菌还可以直接将糖分解为醋酸；
（3）相关反应式：C2H5OH＋O2CH3COOH(醋酸)＋H2O＋能量
C6H12O6＋2O22CH3COOH(醋酸)＋2H2O＋2CO2＋能量
2.发酵条件：
（1）温度——发酵温度为30-35℃。
（2）氧气含量——氧气供应充足。
3.步骤：果酒制作→打开瓶盖，盖上纱布→果醋检测
4.实验分析
（1）在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？随着醋酸发酵的进行，发酵液的pH、发酵温度等均不利于酵母菌的生长繁殖，因此酵母菌活性很低，不会继续发酵。
（2）醋酸菌从何而来？打开瓶盖后，空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖，其他的菌因不适应环境条件（不能利用乙醇）而不能繁殖。
（3）采用什么措施可以加快果醋的制作？在工业上，后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌；或者买一瓶醋，将其打开暴露于空气中，一段时间后在醋的表面会有一层薄膜（即醋酸菌膜），用这层薄膜进行接种亦可。
（4）在果酒和果醋制作中，哪些做法可防止发酵液被污染？a.发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用；b.处理葡萄时应先冲洗再去除枝梗；c.排气时只需拧松瓶盖，不要打开瓶盖。
5.果酒和果醋制作的发酵装置（见右图）
（1）充气口：在酒精发酵时应关闭；在醋酸发酵时连接充气泵泵入无菌空气。
（2）排气口：酒精发酵时排出酵母菌产生的 CO 2 ；醋酸发酵时排出剩余的空气、 CO2。
（3）出料口：取样、监测。
（4）排气口连接长而弯曲的胶管目的是防止空气中微生物的污染。
五、培养基的配制
1.培养基概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。
2.培养基作用：用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。
3．培养基的分类（按照物理性质分类）
（1）液体培养基：不含凝固剂（如琼脂），呈液体状态。
用途：扩大培养获得大量菌种、常用于工业生产。目的是增加目的菌的数量。
（2）固体培养基：含凝固剂（如琼脂），呈固体状态。
用途：分离、计数、鉴定等。
4.如何将液体培养基制成固体培养基？加入适量琼脂。
5.培养基的基本成分：各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质，此外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。如培养乳酸菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌(真菌)时需将培养基的 pH 调至酸性，培养细菌时需将 pH 调至中性或微碱性，培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。
六、无菌技术
1.获得纯净的微生物培养物的关键：防止杂菌污染。无菌技术应围绕如何避免杂菌的污染展开。无菌技术主要包括消毒和灭菌。
2.无菌技术（消毒和灭菌）工作主要包括两个方面：
(1)对操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。常用的消毒方法有：煮沸消毒、巴氏消毒。
(2)对用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。灭菌的方法有：湿热灭菌、干热灭菌和灼烧灭菌。
3.消毒:
(1)概念：指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。
(2)方法:
a.日常生活中经常用到煮沸消毒法，操作方法：100 ℃煮沸5～6min；
b.对于一些不耐高温的液体如牛奶，可使用巴氏消毒法，操作方法：62～65℃消毒30min或80～90℃消毒30s-1min；
c.生物活体、水源等还可使用化学药物进行消毒，操作方法：用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等；
d.接种室、接种箱或超净工作台在使用前，可以用紫外线照射，操作方法：紫外线照射30min。
4.灭菌:
（1）概念：是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。
（2）方法:
a.培养基等一般用湿热灭菌法，其中高压蒸汽灭菌的效果最好，操作方法：高压蒸汽灭菌锅内,100kPa，温度121℃,15～30min。
b.耐高温的和需要保持干燥物品，如玻璃器皿(吸管、培养皿)、金属用具等，可以用干热灭菌法，操作方法：物品放入干热灭菌箱,160～170℃加热2～3h。
c.接种过程中，微生物的接种工具、试管口、瓶口通过灼烧灭菌法来灭菌，操作方法：直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧。
5酒精消毒的最适范围是体积分数为70%-75%的酒精。
原因：酒精浓度过高时，菌体表面蛋白质变性过快，从而凝固形成一层保护膜，乙醇分子不能渗入其中，酒精浓度过低时，杀菌能力减弱。
七、微生物的纯培养
1．概念：在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为培养物。
2.纯培养物概念：由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得纯培养物的过程就是纯培养。单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。
3.步骤：微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。
4.原理：采用平板划线法和稀释涂布平板法将单个微生物分散在固体培养基上，之后得到的单菌落一般是由单个微生物形成的纯培养物。
5.酵母菌的纯培养:用马铃薯琼脂培养基培养酵母菌。
(1)菌落：分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体。一个单菌落即一个种群。菌落通常可以用来作为鉴定菌种的重要依据。获得单菌落的方法：平板划线法和稀释涂布平板法。
(2)酵母菌的纯培养:制备培养基、接种和分离酵母菌、培养酵母菌。
制备培养基的步骤：配制培养基→灭菌→倒平板。
①配制培养基：称取去皮的马铃薯200g,切成小块，加水1000ml，加热煮沸至马铃薯软烂，用纱布过滤。向滤液中加入20g葡萄糖（也可用蔗糖代替）、15-20g琼脂，用蒸馏水定容至1000ml。
②将50ml培养基用玻棒转移至锥形瓶中，塞上棉花塞，包上牛皮纸，并用皮筋勒紧，再放入高压蒸气灭菌锅，在压力为100kPa、温度为121℃，灭菌15～30min。将培养皿用旧报纸包裹，放入干热灭菌箱内，在160～170℃下灭菌2h。在灭菌前, 用牛皮纸、旧报纸包紧盛有培养基的锥形瓶的目的是灭菌时能避免水蒸汽凝结时浸湿棉塞；取出培养基锥形瓶时也能起到隔绝空气中杂菌污染的作用。
③倒平板时使培养基冷却到50℃左右，在酒精灯火焰附近倒平板。
接种和分离酵母菌:
①通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作将聚集的菌种逐步稀释分散到培养及表面。经数次划线后培养，可以分离得到单个菌落。
②平板划线法接种、划线的工具接种环。
③连续划线的目的：将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面，经过数次划线后培养可以分离得到单菌落。
④平板划线法过程中，接种环蘸了1次菌液；若分五个区划线，则接种环共需灼烧6次；灼烧次数＝划线次数＋1。
⑤灼烧后的接种环可以直接划线吗？不可以。应如何操作？待接种环冷却后再划线。目的？避免温度过高杀死菌种。
⑥从第二次划线开始，都应从上一次划线的末端开始往下一区域划线。
⑦整个操作中灼烧接种环的不同目的：
第一次灼烧（取菌种前）：杀死接种环上原有微生物，避免接种环上可能存在的微生物污染菌种。以后每次划线前灼烧：杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种，使下一次划线时接种环上的菌种直接来源于上一次划线的末端。划线结束灼烧：及时杀死接种环上残留的菌种，避免菌种污染环境和感染操作者。
培养酵母菌
完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将接种后的平板（一般做三组，目的：平行重复实验）和一个未接种的平板倒置，放入28℃左右（培养温度因酵母菌种类的不同而稍有差异）的恒温培养箱中培养24-48h。
八、微生物的选择培养和计数
1.选择培养基：在微生物学中，允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。
2.选择培养基实例
（1）目的：分离酵母菌、霉菌等真菌，防止细菌生长。
原理：青霉素能抑制细菌生长，对真菌无作用。
配制：使用加入青霉素的培养基。
（2）目的：分离固氮菌。
原理：固氮微生物能利用空气中的氮气。
配制：使用不加氮源（以N2为氮源）的培养基。
（3）目的：分离自养型微生物。
原理：自养型微生物能利用无机碳源。
配制：使用不加有机碳源（以CO2为碳源）的培养基。
（4）目的：分离耐酸菌。
原理：耐酸菌能在pH为酸性的条件下生长。
配制：使用将pH调至酸性的培养基。
3.微生物的选择培养
（1）稀释涂布平板法方法概述：由于土壤细菌的数量庞大，要想得到特定微生物的纯培养物，必须要对土壤进行充分稀释，然后再将菌液涂布到制备好的选择培养基上。
（2）平板划线法的作用：分离纯化微生物。稀释涂布平板法的作用：分离纯化微生物、统计样品中活菌的数目。
（3）稀释涂布平板法分离分解尿素的细菌操作过程如下：
采集土样→将10 g土样加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。取1 mL上清液加入盛有9 mL无菌水的试管中，依次等比稀释→取0.1 mL菌液，滴加到培养基表面（多了不易被吸收）→将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中→将涂布器放在火焰上灼烧，待酒精燃尽、涂布器冷却后，再进行涂布→用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。涂布时可转动培养皿，使涂布均匀→涂布的菌液被培养基吸收后，将平板倒置，放入30～37 ℃的恒温箱中培养1～2 d，在涂布有合适浓度菌液的平板上就可以观察到分离的单菌落。
4.微生物的数量测定
（1）微生物的数量测定方法：间接计数法——稀释涂布平板法；直接计数法——显微镜直接计数法、滤膜法。
（2）稀释涂布平板法原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。
（3）稀释涂布平板法的计数原则：
（1）选择菌落数为30-300的平板计数；
（2）同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值。
（4）C代表某一稀释度下平板上生长菌落数的平均值；V代表涂布平板时吸取的稀释液体积数值(mL)；M代表稀释倍数；则每g样品中的细菌数=（C÷V）×M。
（5）显微镜直接计数法原理：利用特定的细菌计数板或血细胞计数板在显微镜下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物的数量。
九、发酵工程及其应用
1.发酵工程的基本环节：菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵罐内发酵，产品分离、提纯等方面。
2.微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用菌时，需要考虑哪些因素？
（1）在低成本的培养基上能迅速生长繁殖。
（2）生产所需代谢物的产量高。
（3）发酵条件易控制。
（4）菌种不易变异，退化等。
3.发酵工程的应用
（1）发酵工程以其生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理。等特点，在食品工业、医药工业、农牧业等等许多领域得到广泛应用。
（2）食品工业是微生物最早开发和应用的领域。一直以来，与发酵有关的食品工业的产量和产值都居于发酵工业的首位。①生产传统的发酵产品，如酱油、各种酒类；②生产各种各样的食品添加剂；③生产酶制剂。
（3）发酵工程在医药工业的应用：①采用基因工程的方法，将植物或动物的基因转移到微生物中，获得具有某种药物生产能力的微生物；②直接对菌种进行改造，再通过发酵技术大量生产所需要的产品。
（4）发酵工程在农牧业的应用：①生产微生物肥料；②生产微生物农药；③生产微生物饲料。
（5）在其他方面的应用：①解决资源短缺与环境污染问题；②将极端微生物应用于生产实践。
第二章 《细胞工程》
一、植物细胞的全能性
1．概念：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。
2.在生物生长发育过程中，并不是所有细胞都表现出全能性，比如：芽原基的细胞发育为芽，叶原基的细胞发育为叶。这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达。
3.细胞具有全能性的原因（物质基础）：一般来说，生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所需的全部遗传信息。
4.生物体生长发育过程中细胞不表现全能性的原因（不离体的细胞无法表现出全能性的原因）：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达（从而形成生物体的不同组织和器官）。
二、植物组织培养技术
1．植物组织培养概念：将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。
2.离体培养的植物器官、组织或细胞被称为外植体。
3.植物组织培养的原理：植物细胞的全能性。
4.菊花植物组织培养
（1）菊花植物组织培养的原理
①植物细胞一般具有全能性；
②脱分化：在一定的激素和营养等条件的诱导下，让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能，转变成未分化细胞的过程。结果：形成愈伤组织。
③愈伤组织的特点：不定形的薄壁组织团块。一般不需要光照。此过程中涉及的生命活动只有细胞增殖（有丝分裂），没有细胞分化。
④再分化：脱分化产生的愈伤组织，在一定的培养条件下，再分化出芽、根等器官，进而形成完整的小植株。需要给予适当时间和强度的光照，诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用。此过程中涉及的生命活动既有细胞增殖（有丝分裂），又有细胞分化。再分化实质：基因的选择性表达。
⑤激素的作用：植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。
（2）选材：经常选择根尖（分生区）、茎的韧皮部（形成层）等。
原因：分裂能力强、分化程度低，容易诱导形成愈伤组织。
（3）操作流程：①外植体的消毒；②外植体的分割；③接种；④培养；⑤转移培养（再分化过程）；⑥移栽。
（4）植物组织培养中细胞表现出全能性的条件：①离体（最关键）。②严格的无菌条件。③适宜的培养条件。④适宜浓度和比例的激素。⑤一定的营养条件。
三、植物体细胞杂交技术
1.植物体细胞杂交的概念：将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
2.植物体细胞杂交的主要步骤：植物细胞融合和植物组织培养。
（1）在进行体细胞杂交之前，必须先去除细胞壁：用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，获得原生质体。去壁原因：细胞壁阻碍细胞间杂交（阻碍了原生质体间的融合）。
（2）诱导原生质体融合的方法：①物理法：电融合法、离心法等。②化学法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋－高pH融合法等。
（3）细胞融合完成的标志：再生出新的细胞壁。 植物体细胞杂交完成的标志：培育出杂种植株。
（4）再生出细胞壁的相关的细胞器：高尔基体和线粒体。
（5）验证再生出新壁的实验：质壁分离和质壁分离复原实验。
四、植物细胞工程的应用
（一）植物繁殖的新途径：快速繁殖（也叫微型繁殖）和作物脱毒。
（二）作物新品种的培育：单倍体育种和突变体的利用。
（三）细胞产物的工厂化生产。
五、动物细胞培养
1.动物细胞培养概念：指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。
2.动物细胞培养的原理：细胞增殖（有丝分裂）。
3.动物细胞培养的地位：动物细胞工程的基础。
4.动物细胞培养的过程
取动物组织→制成细胞悬液→转入培养液原代培养→分瓶→传代培养
（1）动物细胞培养取材：动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。取材原因：细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养。
（2）制成细胞悬液的步骤（1）将组织分散成单个细胞。（2）用培养液将细胞制成细胞悬液。
（3）将组织分散成单个细胞的方法(1)机械法;(2)用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间。
（4）体外培养的动物细胞的两大类：①能够悬浮在培养液中生长增殖。②大多数需要贴附于某些基质表面才能生长增殖（细胞贴壁）。
（5）原代培养
①原代培养：通常将分瓶之前的细胞培养，即指动物组织经处理后的初次培养。
②原代培养的具体做法：将初次制备好的细胞悬液放入培养皿或培养瓶内，置于适宜环境中培养。
（6）传代培养
①传代培养：将分瓶后的细胞培养。
②分瓶传代培养的具体做法：①收集细胞；②将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养。
六、干细胞的培养及其应用
1．干细胞功能：在一定条件下，可以分化成其他类型的细胞。
2．干细胞的分布：早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。
3．干细胞的种类：包括胚胎干细胞、成体干细胞和诱导多能干细胞等。
4.胚胎干细胞（简称ES细胞）
（1）分布：存在于早期胚胎中。
（2）特点：具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。
5.成体干细胞
（1）分布：存在于成体组织或器官内中。
（2）常见类别：包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞、睾丸中的精原干细胞等；
（3）特点：一般认为，成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。
（4）发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例：造血干细胞，主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。
6.诱导多能干细胞概念：通过体外诱导成纤维细胞，获得类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞，简称iPS细胞。
7.诱导多能干细胞优点：
（1）诱导过程无需破坏胚胎。
（2）iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。
8.干细胞的应用：有着自我更新能力及分化潜能的干细胞，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。
七、动物细胞融合技术
1.动物细胞融合技术概念：使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
2.诱导的结果：形成的杂交细胞，具有原来两个或多个细胞的遗传信息。
3.诱导的原理：细胞膜具有一定的流动性。
4.诱导方法：PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。其中，灭活病毒诱导法是动物细胞融合特有的诱导融合方法。
5.融合实质及完成的标志：细胞核的融合。
6.动物细胞融合技术的应用
(1)细胞融合技术成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。
(2)利用动物细胞融合技术发展起来的杂交瘤技术，为制备单克隆抗体开辟了新途径。
八、单克隆抗体及其应用
1.B细胞的特点（优点和局限性）：能产生单一的特异性抗体，但不能无限增殖。
2.癌细胞的特点：能在体外大量增殖，但不能产生抗体。
3.杂交瘤细胞特点：B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到的杂交瘤细胞，既能无限增殖又能产生大量特定抗体。
4.制备过程：
5.诱导融合方法：PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法（动物细胞特有）。
6.筛选：①第一次筛选的目的：筛选获得杂交瘤细胞。②第二次筛选的目的：获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。
7．单克隆抗体的优点：能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备。
九、动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.动物细胞核移植技术概念：将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。
2.克隆动物：用核移植的方法得到的动物。
3.动物细胞核移植技术原理：动物细胞核的全能性、细胞膜具有一定的流动性。培育多利羊的原理：动物体细胞核的全能性、细胞膜具有一定的流动性。
4.动物细胞核移植技术生殖方式：无性生殖。
5.体细胞核移植的过程
（1）采集的卵母细胞应培养至MⅡ期（减数分裂Ⅱ中期）
（2）选择MⅡ期卵母细胞的原因：①含有促进细胞核表现全能性的物质和营养条件。②细胞体积大，易于操作。
（3）卵母细胞去核：显微操作（去核）法
（4）重组细胞：①诱导供体细胞和去核卵母细胞融合的方法：电融合法。②融合的结果：供体核进入卵母细胞，形成重构胚。
（5）重构胚：激活重构胚的方法：①物理方法：电刺激。②化学方法：Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制。
十、受精
1．受精概念：精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。
2．受精场所：在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。
3．受精过程：受精前的准备阶段和受精阶段；前者又包括精子获能和卵子的准备。
（1）精子获能：刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在相应生理变化发生雌性动物的生殖道后，才能获得受精能力，这一生理现象称“精子获能”。使精子获能的两种方法:①直接利用雌性动物生殖道使精子获能②将精子培养在人工配制的获能液中使其获能。获能液的成分因动物种类不同而有所差异。获能液常见有效成分有肝素、Ca2+载体等。
（2）卵子的准备：卵子一般在排出2-3h后才能被精子穿入。
（3）受精阶段过程:
①精子释放多种酶溶解卵细胞膜外的一些结构，精子穿越透明带。
②透明带反应：阻止多精入卵的第一道屏障。
③精子入卵：（卵细胞膜反应：阻止多精入卵的第二道屏障。）
④雄原核形成：精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的核，叫做雄原核。
⑤雌原核形成：精子入卵后,被激活的卵子完成MⅡ，排出第二极体后，形成雌原核。
⑥受精的标志：观察到两个极体（透明带和卵细胞膜之间）。观察到雌、雄原核。
⑦受精完成的标志：雌、雄原核核膜消失，形成合子。
十一、胚胎早期发育
1.胚胎早期发育阶段：受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚。
2.卵裂
（1）场所：透明带内。
（2）分裂方式：有丝分裂。
（3）特点：①细胞数量不断增加。 ②胚胎总体积并不增加。
3.桑葚胚
（1）概念：当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密细胞团，形似桑葚，称为桑葚胚。
（2）特点：这一阶段及之前每一个细胞都具有发育成完整胚胎潜能，属于全能细胞。
4.囊胚
（1）概念：胚胎进一步发育，细胞开始出现分化，形成内细胞团、滋养层；随着胚胎进一步发育，胚胎内部出现了含有液体的囊腔—囊胚腔，这个时期的胚胎叫做囊胚。
（2）特点：细胞逐渐分化。
（3）结构组成：内细胞团、滋养层、囊胚腔。
5.原肠胚：囊胚孵化后，将发育形成原肠胚；原肠胚表面的细胞层为外胚层，向内迁移的细胞形成内胚层；随着发育的进行，一部分细胞还会在内外两个胚层之间形成中胚层；这三个胚层将逐渐分化形成各种组织、器官等。
十二、体外受精
1．试管动物：通过人工操作使卵子在体外受精，经培养发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体。
2．体外受精技术的主要过程：卵母细胞的采集、精子的获取和受精。
（1）采集到的卵母细胞和精子，要分别在体外进行成熟培养（即培养至MⅡ期）和获能处理（可对精子进行离心处理），然后才能用于体外受精。
（2）一般情况下，可以将获能的精子和培养成熟的卵子置于适当的培养液中共同培养一段时间，来促进它们完成受精。
3.体外受精的意义：是提高动物繁殖能力的有效措施，可以为胚胎移植提供可用胚胎。
十三、胚胎移植
1．概念：是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。
2.胚胎来源：体外受精及其他方式得到的胚胎。
其他方式包括：体内受精、转基因技术、动物细胞核移植技术等。
3．胚胎移植的基本程序：①供体、受体的选择和处理。②配种或人工授精（应选择同种的优良公牛）。③胚胎的收集、检查、培养或保存。
4.胚胎移植过程中进行了两次目的不同检查：①第一次目的：检查胚胎的质量。②第二次目的：检查受体是否妊娠。
5.胚胎移植的实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
十四、胚胎分割
1．胚胎分割概念：采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
2.胚胎分割理论基础：早期胚胎干细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性。
3.胚胎分割生殖方式：无性生殖（无性繁殖、克隆）。
4．胚胎分割的方法：机械方法。所需主要仪器设备：体视显微镜和显微操作仪。分割工具:分割针或分割刀。
5．胚胎分割的意义
(1)促进优良动物品种的繁殖，产生遗传性状相同的后代（具有相同的遗传物质）用于遗传学研究。
(2)在胚胎移植前，对胚胎进行性别鉴定（取样部位为滋养层，鉴定方法为做DNA分析）、遗传病筛查等，对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代有重要意义。
第三章 《基因工程》
一、DNA基因工程的基本工具
DNA基因工程至少需要三种工具：“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）；“分子缝合针”——DNA连接酶；“分子运输车”——基因进入受体细胞的载体。
（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：能识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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：粘性末端和平末端。
（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：
a.相同点：都缝合磷酸二酯键。
b.区别：E·coli DNA连接酶来源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的粘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）DNA连接酶——“分子缝合针”
①作用:将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
② 种类:
种类 来源 特点
E.coliDNA连接酶 大肠杆菌 只能“缝合”具有互补粘性末端的双链DNA片段
T4DNA连接酶 T4噬菌体 既可以“缝合”双链DNA片段互补粘性末端，又可“缝合”双链DNA片段的平末端。
（4）“分子运输车”——载体
①载体具备的条件：
a.能在受体细胞中复制并稳定保存。
b.具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。
c.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、DNA的粗提取与鉴定
1. 原理:
(1) DNA、 RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面有差异, 选用适当的物理或化学方法对它们进行提取。
(2) DNA 遇二苯胺试剂会呈现蓝色。
2. 方法步骤:
（1）研磨:取 30g 洋葱切碎, 倒入 10 mL 研磨液研磨。
（2）除杂: 漏斗中垫上纱布过滤后, 在 4 ℃冰箱静置后取上清液, 1 500 r/min 的转速下离心后取上清液。
（3）提取: 加入体积相等、 体积分数 95%酒精, 溶液出现白色的丝状物是 DNA。
（4）鉴定
三、基因工程的基本操作程序
1.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）PCR技术扩增目的基因
①原理：DNA双链复制
②过程：a：加热至90-95℃DNA解链；b：冷却到55-60℃，引物结合到互补DNA链；
c：加热至70-75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。
2.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。
3.第三步：将目的基因导入受体细胞
（1）转化：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）常用转化方法：①植物细胞：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法等。②动物细胞：显微注射技术。③微生物细胞：Ca2+处理法(感受态细胞法或CaCl2法)
4.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。
（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。
四、胚胎工程基因工程的应用
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.基因工程在农牧业方面的应用：转基因动物、植物。
5.基因工程在医药卫生领域的应用：生产药物、移植器官。
6.基因工程在食品工业方面的应用：氨基酸、酶、维生素。
五、蛋白质工程
1.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。
2.基本原理：
（1）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。
（2）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）。下图中是蛋白质工程的循序的是E、F、G、A、B、C、D；
4.应用
（1）医药工业方面：速效胰岛素类似物、干扰素、单克隆抗体。
（2）其他工业方面: 广泛用于改进酶的性能或开发新的工业用酶。如枯草杆菌蛋白酶。
（3）农业方面:① 改造某些参与调控光合作用的酶, 提高植物光合作用的效率。② 改造微生物蛋白质的结构, 增强防治病虫害的效果。
第四章 《生物技术的安全性与伦理问题》
一、转基因生物的安全性
1.基因生物与食物安全的争论：
①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
②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）的争论：
①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”
②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）的争论：
①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
②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、关注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。
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。
3.基因身份证
4.基因检测
5.治疗性克隆和生殖性克隆
(1)治疗性克隆：指利用克隆技术产生特定细胞或组织(皮肤、 神经或肌肉等)用于治疗性移植。原理： 干细胞具有强大的多方向分化潜能和自我更新能力。
(2)生殖性克隆：指将克隆技术用于生育目的， 即用于产生人类个体。原理： 动物体细胞核的全能性。
三、禁止生物武器
1.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。
2.生物武器的传播途径：(1)经食物与水传播。(2)空气传播。(3)接触传播。(4)虫媒传播。(5)病原体直接传播。
3.生物武器的特点：(1)单位面积效应大。(2)有特定的伤害对象。(3)具有传染性。（4）危害时间久。（5）不易被发现和鉴定。（6）使用者本身易受伤害。（7）生物武器造价低、 技术难度不大、 隐蔽性强、可以在任何地方研制和生产。
1.发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。（章首页，定义）
2.发酵（fermentation），是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。（P5，黑体字）
3.直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。（P5，定义）
4.人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质—培养基（culture medium），用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。其中，不含凝固剂（如琼脂）、呈液体状态的培养基为液体培养基，呈固体状态的培养基为固体培养基。在液体培养基中加入琼脂后制成的琼脂固体培养基，是实验室中最常用的培养基之一。（P9，定义）
5.微生物是难以用肉眼观察的微小生物的统称，包括细菌、真菌、病毒及一些原生生物等。（P9，定义）
6.消毒（disinfection）是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。灭菌 （sterilization）则是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。（P10，黑体字）
7.生物消毒法是指利用生物或其代谢物除去环境中的部分微生物的方法。（P10，定义）
8.在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为培养物。由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得纯培养物的过程就是纯培养。（P11，定义）
9.分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体，这就是菌落（P12，定义）
10.在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基 （selective medium）。（P16，黑体字）
11.细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。（章首页，定义）
12.细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，即细胞具有全能性。（P34，黑体字）
13.植物组织培养（plant tissue culture）是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。（P35，黑体字）
14.离体培养的植物器官、组织或细胞被称为外植体。（P35，定义）
15.在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化，即失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。愈伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为再分化。（P35，定义）
16.植物体细胞杂交（plant somatic hybridization）是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。（P38，黑体字）
17.用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，被人们形象地称为植物的快速繁殖技术，也叫作微型繁殖技术。（P39，定义）
18.植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。（P41，定义）
19.动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。（P43，黑体字）
20.大多数细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。（P44，定义）
21.人们通常将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养称为原代培养，将分瓶后的细胞培养称为传代培养。（P45，定义）
22.胚胎干细胞（embryonic stem cell，简称ES细胞）存在于早期胚胎中，具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。（P46，定义）
23.成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞，包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等。（P46，定义）
24.动物细胞融合技术（cell fusion technique）就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。（P48，黑体字）
25.灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构。（P48，定义）
26.动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。（P52，黑体字）
27.重构胚是指人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力。（P53，定义）
28.胚胎工程（embryo engineering）是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。（P56，黑体字）。
29.胚胎发育早期，有一段时间是在透明带内进行分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。（P58，定义）
30.当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团， 形似桑葚时，这时的胚胎称为桑葚胚。（P58，定义）
31.胚胎进一步发育，细胞逐渐分化。聚集在胚胎一端的细胞形成内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织；而沿透明带内壁扩展和排列的细胞，称为滋养层细胞，它们将来发育成胎膜和胎盘。随着胚胎的进一步发育，胚胎的内部出现了含有液体的腔—囊胚腔，这个时期的胚胎叫作囊胚。囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫作孵化。（P58，定义）
32.胚胎移植（embryo transfer）是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。（P61，黑体字）
33.提供胚胎的个体称为“供体”（donor），接受胚胎的个体叫“受体”（recipient）。（P61，定义）
34.超数排卵是指应用外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。（P62，定义）
35.胚胎分割（embryo splitting）是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。（P62，黑体字）
36.基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合 人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。（章首页，定义）
37.实现基因工程操作过程至少需要三种“分子工具”，即准确切割DNA分子的“分子手术刀”、将DNA片段再连接起来的“分子缝合针”和将体外重组好的DNA分子导入受体细胞的“分子运输车”。（P70，黑体字）
38.当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开时，产生的是黏性末端；当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。（P71，定义）
39.一种能够将两个DNA片段连接起来的酶，称之为DNA连接酶（DNA ligase）。（P72，定义）
40.质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。（P72，定义）
41.在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因就是目的基因。根据不同的需要，目的基因是不同的，它主要是指编码蛋白质的基因。（P76，定义）
42.PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。（P77，定义）
43.启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游，紧挨转录的起始位点，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终表达出人类需要的蛋白质。（P80，定义）
44.终止子相当于一盏红色信号灯，使转录在所需要的地方停下来，它位于基因的下游，也是一段有特殊序列结构的DNA片段。（P80，定义）
45.转化（transformation）是指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。（P81，定义字）
46.干扰素是一种具有干扰病毒复制作用 的糖蛋白，在临床上被广泛用于治疗病毒感染性疾病。此外，干扰素对治疗乳腺癌、淋巴癌、多发骨髓瘤和某些白血病等也有一定的疗效。（P90，定义）
47.科学家将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物，这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。（P90，定义）
48.蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。（P93，黑体字）
49.基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。（P93，黑体字）
50.生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体。
51.治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官，用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。（P106，定义）
1．通过传统发酵技术制作的食品，往往品质不一，可能的原因是：（答出2点即可）①菌种差异；②杂菌情况不明；③发酵过程的控制缺乏标准。
2．酿制葡萄酒过程中，将葡萄汁装入发酵瓶中时要留有大约1／3的空间，其目的主要是：（答出2点即可）①为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气；②防止发酵旺盛时发酵液溢出。
3．用紫色葡萄制作葡萄酒，随着发酵时间的延长，发酵液的颜色会逐渐加深变成深红色，原因是：葡萄果皮中含有花青素，随着发酵的进行，花青素溶解在含有酒精的发酵液中。
4．酿制葡萄酒过程中的制酒阶段，每隔12h左右就要将瓶盖拧松一次，但又不打开，此后再拧紧。这样做的目的是：（答出2点即可）①排出发酵产生的气体，防止发酵液溢出；②防止氧气和有害杂菌进入。
5．没喝完的果酒饮料，暴露在空气中一段时间后会变酸，原因是：在缺少糖源的情况下，醋酸菌将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸。
6．某同学第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成这个结果最可能的原因是：（答出2点即可）①食盐浓度过高，导致泡菜未能正常发酵；②发酵温度过低，导致泡菜未能正常发酵。
7．制作泡菜时加入“陈泡菜水”的目的是：增加乳酸菌的数量，缩短泡菜成熟的时间。
8．制作泡菜过程中，保证坛内乳酸菌发酵所需无氧环境的操作是：（答出2点即可）①装坛时盐水没过全部菜料；②向坛盖边沿的水槽中注满水，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水。
9．从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是：乳酸菌数量增多杂菌数量减少。原因是：乳酸菌比杂菌更耐酸。
10．研究和应用微生物的前提是：防止杂菌污染，获得纯净的微生物培养物。
11．平板划线操作中，在灼烧接种环之后，要等其冷却后再进行划线，其原因是：避免接种环温度太高，杀死菌种。
12．平板划线操作中，在作第二次以及其后的划线操作时，总是从上一次划线的末端开始划线，原因是：①划线末端的菌体数比划线起始处的少；②每次从上一次划线的末端开始，能使菌体的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终得到单菌落。
13．使用后的培养基在丢弃前一定要进行灭菌处理，目的是：防止微生物污染环境。
14．在接种酵母菌的培养基上，观察到了不同形态的菌落，可能原因是：（答出2点即可）①接种的菌种不纯；②无菌操作不规范。
15．制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH，其原因是：不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同。
16．硝化细菌在没有碳源的培养基上能够生长，原因是：硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源。
17．研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物，原因是：在一定的培养条件下，不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征。
18．在未接种的培养基表面有菌落生长，说明：培养基被杂菌污染。
19．某研究小组将菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振荡培养。结果表明：振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。其原因是：①振荡培养能提高培养液的溶解氧的含量；②同时可以使菌体与培养液充分接触，提高营养物质的利用率。
20．稀释涂布平板法除可用来统计样品中活菌数，其原理是：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。
21．用稀释涂布平板法来统计样品中活菌数时，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，原因是：当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。
22．在进行“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验中，需准备牛肉膏蛋白胨培养基和选择培养基。将菌液稀释相同的倍数，牛肉膏蛋白胨培养基作为对照，表明选择培养基起到了选择作用的实验结果是：牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目。
23．在“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验中，使用的平板较多，为了避免混淆，最好在使用前做好标记，标记的内容包括：（答出2点即可）①组别；②培养日期；③平板上培养样品的稀释度。
24．测定土壤中细菌的数量，一般选用104、105和106倍的稀释液进行平板培养；测定土壤中真菌的数量，一般稀释102、103和104倍；前者稀释倍数较高的原因是：土壤中细菌的数量比真菌多，较高的稀释倍数下才容易得到菌落数在30～300之间的平板。
25．在“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验中，同学甲对土壤进行梯度稀释后涂布平板，经培养后平板上长出了菌落，同学甲认为稀释度很合适，其判断依据是：得到了两个或多个菌落数为30～300的平板。
26．同学甲统计的每克土样中能分解尿素的细菌的菌落数与其他同学统计的结果差异很大，可能的原因是（答出3点即可）：①所用土样不同；②无菌操作不规范；③培养基配制不合理；④培养基灭菌不彻底。
27．已知刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。请利用这一原理，写出从土壤浸出液中筛选出纤维素分解菌的思路：①在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红与纤维素形成红色复合物；②而当纤维素被纤维素分解菌分解后，复合物就无法形成，培养基中会出现以这些菌落为中心的透明圈。
28．发酵工程中要对培养基和发酵设备严格灭菌，其原因是：发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种，一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。
29．发酵工程的基本环节为：（用文字和箭头表示）选育菌种→扩大培养→配制培养基→灭菌→接种→发酵罐内发酵→分离、提纯产物→获得产品。
30．在青霉素生产过程中如果污染了杂菌，可能导致产量大大下降，可能的原因是：（答出3点即可）①杂菌与青霉菌竞争营养和空间，导致青霉菌大大下降；②某些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解掉；③某些杂菌分泌某种物质，抑制青霉菌的繁殖。
31．谷氨酸的发酵生产需要严格控制pH，原因是：①pH会影响谷氨酸代谢物的形成；②不同的pH，谷氨酸的代谢物不同。
32．微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时需要考虑的因素有：（答出3点即可）①在低成本的培养基上能迅速生长繁殖；②生产所需代谢物的产量高；③发酵条件容易控制；④菌种不易变异、退化。
33．在进行发酵生产时，排出的气体和废弃培养液等不能直接排放到外界环境中，原因是：在进行发酵生产时，微生物及其代谢物中都可能含有危害环境的物质。为了减少或避免污染物的产生和排放，正确的做法是：对排出的气体和废弃培养液进行二次清洁或灭菌处理。
34．发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用，形成了规模庞大的发酵工业。这与发酵工程具有：（答出3点即可）①生产条件温和；②原料来源丰富且价格低廉；③产物专一；④废弃物对环境的污染小和容易处理等特点密切相关。
35．在农业生产中使用微生物肥料的作用是：（答出3点即可）①增进土壤肥力；②改良土壤结构；③促进植株生长；④抑制土壤中病原微生物的生长，从而减少病害的发生。
36．发酵工程在食品工业上的应用主要有：①生产传统的发酵产品、②生产各种各样的食品添加剂、③生产酶制剂。
37．发酵工程在在农牧业上的应用主要有：①生产微生物肥料、②生产微生物农药、③生产微生物饲料。
38．啤酒发酵流程中，让大麦种子发芽的目的是：释放淀粉酶；焙烤的目的是：加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活；蒸煮的目的是：产生风味组分，终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌；消毒的目的是：杀死啤酒中的大多数微生物，延长它的保存期。
39．某化工厂为了处理排出污水中的一种有害的、难以降解的有机化合物A，其研究团队用化合物A、磷酸盐、镁盐和微量元素等配制了培养基，成功地筛选出能高效降解化合物A的细菌（目的菌）。将目的菌用于环境保护实践时，还需要解决的问题包括：（答出3点即可）①目的菌能否在自然环境中大量生长繁殖；②是否会产生对环境有害的代谢物；③降解化合物A后是否会产生二次污染等问题。
40．在一定条件下，利用植物的一个细胞就可以繁殖出新的植株，其原理是：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，即细胞具有全能性。
41．在生物的生长发育过程中，芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶，原因是：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达。
42．植物组织培养时，要进行严格的无菌操作，理由是：用于植物组织培养的培养基同样适合某些微生物的生长，培养物一旦受到微生物的污染，就会导致实验失败。
43．某同学进行菊花的组织培养时，发现外植体被污染，可能的原因有：（答出3点即可）①培养基、接种工具灭菌不彻底；②外植体消毒不彻底；③操作过程不符合无菌操作要求。
44．科学家尝试用传统的有性杂交将番茄和马铃薯杂交，难得到杂种后代，原因是：两种生物之间存在着天然的生殖隔离。
45．农业生产上用的马铃薯在繁殖多代后，会出现作物产量降低，品质变差等现象，原因是：马铃薯以无性繁殖的方式进行繁殖，感染的病毒很容易传给后代，病毒在作物体内逐年积累。
46．为了获得脱毒苗，常用一定大小的茎尖进行组织培养，其原因是：①茎尖的病毒极少，甚至无病毒；②以茎尖为外植体进行组织培养，可得到脱毒苗。
47．通过植物的组织培养，容易获得各种突变体，其原因是：培养细胞一直处于不断增殖的状态，容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变。
48．紫草素是紫草的次生代谢物，生产紫草素的常规方法是，大量种紫草，再从紫草植株中提取。与常规方法相比，通过植物细胞培养也可生产紫草素，其优点有：（答出3点即可）①不占用耕地；②几乎不受季节、天气等的限制；③可工厂化生产，产量高，成本低。
49．“番茄一马铃薯”杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结番茄，地下长马铃薯，可能的原因是：杂种植株的细胞中存在两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达相互干扰，不能有序表达。
50．进行动物细胞培养时，需要在使用的合成培养基中加入血清等天然成分，原因是：①人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚；②血清中生活着血细胞，必然含有动物细胞需要的但尚未研究清楚的成分。
51．动物细胞培养时，需要定期更换培养液，目的是：清除代谢物，给培养细胞提供无毒的环境。
52．动物细胞培养所需气体主要有02和CO2，CO2的主要作用是：维持培养液的pH。在进行动物细胞培养时，为保证CO2的稳定，具体操作是：采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有95％空气和5％CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。
53．有的细胞能够悬浮在培养液中生长增殖，培养一段时间后，会出现细胞分裂受阻的现象，可能的原因是：（答出2点即可）①细胞密度过大；②培养液中有害代谢物积累，营养物质缺乏。
54．进行动物细胞培养时，不用胃蛋白酶来分散细胞，原因是：①胃蛋白酶作用的适宜pH约为2；②多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性。
55．灭活病毒诱导细胞融合的原理是：病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布。
56．传统抗体的制备方法是：向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需抗体。
57．制备单克隆抗体时，诱导骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合后，需要用特定的选择培养基进行筛选，筛选的结果是：在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。
58．对经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，可得到抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞，检测原理是：抗原与相应抗体特异性结合。与骨髓瘤细胞和B淋巴细胞相比，上述抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞的优点是：既能迅速大量增殖，又能产生特定抗体。
59．动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，原因是：①动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难；②动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易。
60．而在动物体细胞核移植中，非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难。主要原因是：①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态，这导致了胚胎发育率低；②对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。
61．假设世界上最后一头野驴刚死亡，若想借助雌性家驴让刚死亡的野驴“复生”，可行的方案是：将野驴的体细胞核移植到家驴的去核卵母细胞中，经孕育培育出新个体。
62．使精子获能的方法有：（答出2点即可）①直接利用雌性动物的生殖道使精子获能；②将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。
63．动物排出的卵子成熟程度不同，马排出的卵子含有初级卵母细胞，羊排出的卵子含有次级卵母细胞，从减数分裂的角度分析，原因是：羊在排卵前完成了减数分裂I，而马在排卵前没有完成减数分裂I。
64．防止多精入卵有两道重要屏障，发生的时机分别是：精子穿越透明带触及卵细胞膜的瞬间、精子入卵之后。
65．哺乳动物的体外受精技术的主要步骤包括：①卵母细胞的采集、②精子的获取、③受精。
66．以家畜的胚胎移植为例，胚胎移植的主要步骤包括：供体、受体的选择和处理→配种或人工授精→胚胎的收集、检查、培养或保存→胚胎的移植以及移植后的检查。
67．进行胚胎移植可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，原因是：供体的主要职能变为产生具有优良遗传特性的胚胎，繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代，这就大大缩短了供体本身的繁殖周期。
68．采用机械方法将早期胚胎切割成2等份，经移植获得同卵双胎，这两个胚胎可看作克隆动物，原因是：两个胚胎来自同一受精卵的有丝分裂，具有近乎相同的遗传物质。
69．1944年，艾弗里等人通过肺炎链球菌的转化实验，不仅证明了遗传物质是DNA，还证明了DNA可以在同种生物的不同个体之间转移。
70．限制酶的专一性表现在：能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。
71．限制酶X切割DNA后得到的是黏性末端，而不是平末端，原因是：限制酶X在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开，而不是在其识别序列的中心轴线处切开。
72．在基因工程操作中，常用的DNA连接酶主要有两类：E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶。二者的区别是：E.coli DNA连接酶只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来；而T4 DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端。
73．质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有：（答出3点即可）①能自我复制；②具有标记基因；③具有一个至多个限制酶的切割位点。
74．质粒上常有特殊的标记基因，其作用是：（课本原文）便于重组DNA分子的筛选。
75．重组质粒中的氨苄青霉素抗性基因是一种标记基因，其作用是：将含有表达载体的细胞筛选出来。
76．DNA重组技术中所用的质粒载体上有标记基因（如某种抗生素抗性基因）。利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是：将待筛选的宿主细胞接种到含该抗生素的培养基中，能够生长的是含有质粒载体的宿主细胞。
77．限制酶不会切割细菌本身的DNA分子，可能的原因是：（答出3点即可）①细菌的DNA分子不含这种限制酶的识别序列；②细菌通过甲基化酶修饰了限制酶识别序列的碱基，使限制酶不能将其切开。
78．识别DNA分子中不同核苷酸序列，但能切割产生相同黏性末端的限制酶被称为同尾酶。我们选择了用限制酶X切割载体，但目的基因的核苷酸序列中恰好含有限制酶X的识别序列，此时构建重组质粒的方案是：用限制酶X切割载体，用限制酶X的同尾酶来切割目的基因，再加入DNA连接酶。
79．培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤：①目的基因的筛选与获取、②基因表达载体的构建、③将目的基因导入受体细胞、④目的基因的检测与鉴定。
80．Bt抗虫蛋白的杀虫原理是：当Bt抗虫蛋白被分解为多肽后，多肽与害虫肠上皮细胞的特异性受体结合，导致细胞膜穿孔，最后造成害虫死亡。研究表明，Bt抗虫蛋白不会对人产生上述影响，可能的原因是：（答出2点即可）①Bt抗虫蛋白只有在某类昆虫肠道的碱性环境中才能表现出毒性，而人的胃液呈酸性；②人的肠道细胞也没有特异性受体。
81．现在，常用PCR特异性地快速扩增目的基因。PCR中使用的引物是指：一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。引物的作用是：使DNA聚合酶能够从引物的3＇端开始连接脱氧核苷酸。
82．PCR中，变性这一步骤的目的是：利用90℃以上的高温，使双链DNA解聚为单链。
83．PCR中，复性这一步骤的目的是：降低温度至50℃左右，使两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
84．PCR中，复变性这一步骤的目的是：溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
85．PCR反应缓冲溶液中一般要添加Mg2+，其作用是：激活DNA聚合酶。
86．PCR过程中，目的基因可成指数形式扩增，原因是：前一轮扩增的产物同样可以和引物结合，作为下一轮扩增的模板，因而每一次循环后目的基因的量可以增加一倍，即成指数形式扩增。
87．为目的基因构建表达载体的目的是：①让基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代；②同时，使Bt基因能够表达和发挥作用。
88．有时为了满足应用需要，会在载体中人工构建诱导型启动子，其特点是：当诱导物存在时，可以激活或抑制目的基因的表达。
89．构建基因表达载体时，需要选择合适的限制酶，限制酶的切割位点不能位于：目的基因，质粒的启动子、终止子、标记基因、复制原点等结构的内部。
90．转化是指：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。
91．我国科学家采用花粉管通道法，将Bt基因导入了棉花细胞。其操作为：在植物受粉后，花粉形成的花粉管还未愈合前，剪去柱头，然后滴加纯化的表达载体，使目的基因借助花粉管通道进入受体细胞。
92．将目的基因插入农杆菌Ti质粒的T-DNA中，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞，原因是：农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上。根据农杆菌的这一特点,如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上,通过农杆菌的转化作用,就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上。
93．培育抗虫棉时，Bt目的基因进入受体细胞后，是否稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道。分子水平的检测，检测内容为：（答出3点即可）①检测目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上；②检测目的基因是否转录出mRNA；③检测目的基因是否基因是否翻译为蛋白质。
94．培育转基因抗虫棉，除了要进行分子水平的检测，还需要进行个体生物学水平的鉴定，方法是：通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。
95．基因工程中，获取目的基因的方法包括：（答出3点即可）①通过构建基因文库来获取目的基因；②人工合成目的基因；③利用PCR特异性地快速扩增目的基因。
96．在基因工程操作中，常用原核生物作为受体细胞，其中以大肠杆菌应用最为广泛。研究人员一般先用Ca2+处理大肠杆菌细胞，目的是：使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中。
97．琼脂糖凝胶电泳鉴定的结果表明，PCR扩增产物不止一种，可能的原因有：（答出2点即可）①引物设计不合理，他们与非目的基因有同源性或容易形成二聚体；②退火温度过低；③DNA聚合酶的质量不好。
98．利用基因工程技术，可以让哺乳动物批量生产药用蛋白，即乳腺（房）生物反应器。为了让药用蛋白基因只在转基因动物的乳腺细胞中表达，采取的方法是：将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物（哺乳动物才会泌乳）的受精卵中，然后，将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌的乳汁来生产所需要的蛋白质药品。
99．蛋白质工程是指：以蛋白质分子的结构功能的关系研究为基础，利用基因工程技术，按照人类自身的需要，定向改造天然蛋白质，甚至创造新的、自然界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子的现代生物技术。
100．蛋白质工程的基本思路是：（用文字和箭头表示）确定蛋白质的功能→蛋白质应有的高级结构→蛋白质具备的折叠状态→应有的氨基酸序列→基因中的碱基序列，可以创造自然界不存在的蛋白质。
101．目前，蛋白质工程的难度很大，主要原因是：蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，这种高级结构十分复杂，而目前科学家对蛋白质的高级结构的了解还很不够，要设计出更加符合人类需要的蛋白质还需经过艰辛的探索。
102．T4溶菌酶是一种重要的工业用酶，但是它在温度较高时容易失去活性。为了提高T4溶菌酶的耐热性，科学家对相关基因进行改造，使T4溶菌酶的第3位异亮氨酸变为半胱氨酸。于是，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，T4溶菌酶的耐热性得到了提高。这项工作属于蛋白质工程的范畴。在该实例中引起T4溶菌酶空间结构发生改变的根本原因是：基因的碱基序列发生改变。如果要将该研究成果应用到生产实践，需要重新明确该热稳定酶的一些基本特性，包括：（答出3点即可）①稳定性、②能耐受的温度范围、③催化反应的最适温度、④酶活力的大小。如果要将该研究成果应用到生产实践，还需要做的工作包括：①需要建立规模化生产该酶的技术体系，②评估生产成本。
103．将病人的皮肤成纤维细胞诱导成iPS细胞，再使它转化为需要的细胞，用这些细胞给该病人治病，这不会引起免疫排斥反应，原因是：iPS细胞来源于病人自身的体细胞。
104．科学家将Oct3／4、Sox2、c-Myc和K1f4基因通过逆转录病毒转入小鼠成纤维细胞中，然后在培养ES细胞的培养基上培养这些细胞。2～3周后，这些细胞显示出ES细胞的形态、具有活跃的分裂能力，它们就是iPS细胞在上述实验过程中，逆转录病毒的作用是：逆转录病毒在吸附到细胞表面后，该载体将转录因子引入受感染的细胞，并将其整合到宿主基因中。
105．请设计实验证明上述实验中iPS细胞的产生不是由于培养基的作用，写出实验思路和预期结果。思路：可以设置对照组，将转入外源基因和没有转入外源基因的细胞分别培养在相同的培养基中，并确保其他培养条件相同。如果只有转入外源基因的细胞转化成了iPS细胞，就可以证明iPS细胞的产生不是由于培养基的作用。
106．对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域，这是因为微生物具有：（答出2点即可）微生物具有生理结构和遗传物质简单、生长繁殖快、对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作等优点。
107．科学家利用转基因技术，建立了某些人类疾病的转基因动物模型，建立这些动物模型的意义是：模拟疾病的发生和发展过程，为研究该疾病的致病机制和开发治疗药物提供依据
108．我国科学家将来自玉米的a-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中来防止转基因花粉的传播，其防止基因污染的原理是：将来自玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，由于α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播。
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