文档文本内容
高二
生物
Biology
寒假1-7 讲
LECTURE 1
LECTURE 2
LECTURE 3
LECTURE 4
LECTURE 5
LECTURE 6
基因工程（二）
微生物培养与应用（一）
微生物培养与应用（二）
多聚酶链式反应（PCR）
植物细胞工程
基因工程（一）
动物细胞工程
LECTURE 7
预习例题详解
LECTURE 1-7
第一讲 微生物培养与应用（一）
【知识梳理】
一、培养基分类★★
1、培养基按照物理性质可分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基。
2、按照成分培养基可分为人工合成培养基和天然培养基。
3、按照培养基的用途，可将培养基分为选择培养基和鉴定培养基。
二、培养基成分★★★
1、培养基的化学成分包括水、无机盐、碳源、氮源、生长因子等。
2、碳源：能为微生物的代谢提供碳元素的物质。如CO2、NaHCO3 等无机碳源；糖
类、石油、花生粉饼等有机碳源。
3、氮源：能为微生物的代谢提供氮元素的物质。如N2、NH3、NO3-、NH4+（无机氮
源）蛋白质、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨（有机氮源）等。只有固氮微生物才
能利用N2。
4、培养基还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
三、消毒和灭菌★★
1、消毒指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微
生物（不包括芽孢和孢子）。消毒方法常用煮沸消毒法，巴氏消毒法（对于一些不耐高温的
液体）还有化学药剂（如酒精、氯气、石炭酸等）消毒、紫外线消毒。
2、灭菌则是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。灭菌
方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。
四、微生物的实验操作★★
1、制作牛肉膏蛋白胨固体培养基
（1）方法步骤：计算、称量、溶化、调ph、灭菌、倒平板。
（2）微生物接种的方法最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。
（3）平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作。将聚集的
菌种逐步稀释分散到培养基的表面。在数次划线后培养，可以分离到由一个细胞繁
殖而来的肉眼可见的子细胞群体，这就是菌落。
（4）稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液
分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。分为系列稀释操作和涂布平板操作
两步。
【预习例题】
1、下列关于无菌技术应用的叙述，正确的是（ ）
A．煮沸消毒可杀死物体内外所有微生物
B．使用后的培养基可以直接丢弃
C．紫外线只适用于表面灭菌和空气灭菌
D．金属器具只能采用灼烧灭菌法
2、蛋白胨能为微生物提供（ ）
A．磷酸盐和维生素 B．氮源
C．碳源、氮源 D．碳源、氮源、维生素
第二讲 微生物培养与应用（二）
【知识梳理】
一.果酒的制作★★
(1)菌种：酵母菌
(2)条件：①温度：一般控制在18−25℃，20℃左右最适合酵母菌繁殖。②pH：酸性。
(3)原理：酵母菌的呼吸作用
①在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖
②在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。
二.果醋的制作★
(1)菌种：醋酸菌
(2)条件：①温度：醋酸菌的最适生长温度是30−35℃②氧气充足。
(3)果醋制作原理：醋酸菌的有氧呼吸
①当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。
②当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变成乙醛，再变为醋酸。
三、腐乳的制作★
(1)菌种：起主要作用的是毛霉(多种微生物参与豆腐的发酵，如青霉、酵母、曲霉、
毛霉等)。
(2)条件：①温度：在15-18∘C 下让豆腐长出毛霉。②保持一定的湿度。
(3)原理
毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪
酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。
四、泡菜的制作
(1)菌种：乳酸菌。
(2)原理：乳酸菌在无氧的情况下将葡萄糖分解成乳酸。
【预习例题】
1、在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，正确的操作是（ ）
A．葡萄汁装瓶时，不留空间以便酵母菌无氧呼吸
B．将发酵装置放在20℃左右的环境中，适合酵母菌繁殖
C．定期向发酵装置通入无菌空气，便于酵母菌有氧呼吸
D．定期打开发酵瓶瓶盖进行放气，防止发酵瓶爆炸
2、对制作腐乳实验操作过程的叙述，错误的是（ ）
A．温度控制在15℃～18℃，适于毛霉生长
B．含水量高的豆腐更适合用来制作腐乳
C．卤汤中的酒精含量应控制在12%左右
D．封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯火焰
第三讲多聚酶链式反应（PCR）
【知识梳理】
一、概念
PCR 是多聚酶链式反应的简称，是一种体外迅速扩增DNA 片段的技术，它能以极少量的
DNA 为模板，在几小时内复制出百万份的DNA 拷贝。
二、反应条件★
PCR 反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行，需提供：DNA 模板、分别与两条模板链相结
合的两种引物、四种脱氧核苷酸、耐热的DNA 聚合酶，同时通过控制温度使DNA 复制在体外
反复进行。
三.反应过程★★
变性：当温度上升到90℃以上时，双链DNA 解聚为单链。
复性（退火）：温度下降到50℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA 结合。
延伸：温度上升到72℃左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在DNA 聚合酶的作用下，根据碱基互
补配对原则合成新的DNA 链。
【预习例题】
1、不属于PCR 与体内DNA 复制相同点的是（ ）
A．都需要模板DNA
B．都需要解旋酶
C．都需要引物
D．都需要游离的脱氧核苷酸
2、DNA 合成的方向总是从子链的哪端向哪端延伸（ ）
A．3′端向5′端
B．5′端向3′端
C．3′端向3′端
D．5′端向5′端
第四讲基因工程（一）
【知识梳理】
一、基因工程概念★★★
基因工程：按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA 重组和转基因等技
术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物
产品。由于基因工程是在DNA 分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做基因拼接
技术或DNA 重组技术。原理：基因重组
二、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”★★
1.来源：主要从原核细胞中分离纯化而来。
2.作用：能够识别双链DNA 分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部
位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
3.结果：产生黏性末端或平末端。
三、DNA 连接酶——“分子缝合针”★★
1.作用：将双链DNA 片段连接起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二
酯键。
2.分类：按来源分为E⋅coli DNA 连接酶和T4 DNA 连接酶。
四、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”★★
1.对载体的要求：
①对受体细胞无害，不影响受体细胞正常的生命活动。
②能在受体细胞中复制并稳定保存，否则可能会使重组DNA 丢失。
③具有标记基因，供重组DNA 进行筛选和鉴别。
④具有一个或多个限制酶切点，供外源基因插入其中。
⑤大小适合，便于操作。
2.常用载体分类：质粒、噬菌体和动植物病毒。
【预习例题】
1、下列关于基因工程的叙述，正确的是（ ）
A．“基因针线”是限制性核酸内切酶
B．DNA 连接酶和运载体是构建重组质粒必需的工具酶
C．限制酶和DNA 连接酶的作用都与磷酸二酯键有关
D．“转基因烟草”操作过程中常用烟草花叶病毒做运载体
2、下列关于基因工程的叙述，错误的是（ ）
A．基因工程的原理是染色体变异
B．基因工程可定向改变生物的性状
C．基因工程是在分子水平上进行的设计和施工
D．基因工程可以将外源基因导入到不同种的生物体内
第五讲基因工程（二）
【知识梳理】
一、获取目的基因★
方法一：从基因文库中获取目的基因；方法二：利用PCR 技术扩增目的基因
二、基因表达载体的构建★★★
1、该步骤是基因工程的核心步骤。
2、目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在、能够表达和发挥作用，并且可以遗传至下一代。
3、组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因。
启动子：是一段特殊结构的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。
终止子：也是一段特殊结构的DNA 片段 ，位于基因的尾端。
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抗性基因。
三、将目的基因导入受体细胞★★
常用的转化方法：将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基
因枪法和花粉管通道法等；将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。此方
法的受体细胞多是受精卵；将目的基因导入微生物细胞：Ca
2+处理细胞法
四、目的基因的检测与鉴定★
【预习例题】
1、列关于基因表达载体构建的相关叙述，不正确的是（ ）
A．需要限制酶和DNA 连接酶
B．启动子位于目的基因的首端
C．抗生素抗性基因可作为标记基因
D．必须在细胞内进行
2、目的基因导入双子叶植物细胞和单子叶植物细胞的常用方法分别是（ ）
A．农杆菌转化法、基因枪法
B．花粉管通道法、基因枪法
C．显微注射技术、农杆菌转化法
D．基因枪法、农杆菌转化法
第六讲植物细胞工程
【知识梳理】
一、植物组织培养★★★
1、植物组织培养：就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人
工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植
株。
2、理论基础：植物细胞的全能性
3、过程：外植体—脱分化—愈伤组织—再分化—丛芽、不定根—新植株
4、条件：离体、无菌环境、适宜的培养基:①营养物质：水、无机盐、蔗糖、维生素等②外源
植物激素、其他因素。
二、植物体细胞杂交★★
1、植物体细胞杂交：就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种
细胞培育成新的植物体的技术。
2、原理：植物细胞融合所依据的生物学原理：细胞膜的流动性。植物组织培养的理论基础：
植物细胞的全能性。
3、过程
除去两种植物细胞的细胞壁→原生质体间的融合→杂种细胞再生出细胞壁→通过组织培养得
到杂种植株。在进行植物体细胞杂交之前，必须先去除细胞壁，目前常用的方法是酶解法；
不同细胞原生质体间的融合，必须通过人工诱导的方法。物理法：包括离心、振动、电刺激
等；化学法：一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂来诱导细胞融合；植物体细胞融合完成的标
志：再生出新的细胞壁。
【预习例题】
1、在胡萝卜的组织培养过程中常选取有形成层的部位，原因是（ ）
A．更容易诱导形成愈伤组织
B．分化程度较高
C．只有此部位具有细胞的全能性
D．遗传物质更多
2、植物体细胞杂交过程一般不涉及的原理是（ ）
A．酶的专一性 B．细胞膜的流动性
C．植物细胞的全能性 D．变异的不定向性
第七讲动物细胞工程
【知识梳理】
一、动物细胞培养★★
1、动物细胞培养：就是从动物机体中取出相关的组织分散成单个细胞，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
2、过程：取动物组织块→剪碎组织→胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬
液→原代培养→传代培养
3、条件：无菌、无毒的环境、营养、气体环境，细胞培养所需的气体主要有O2 和
CO2 。
二、动物细胞核移植★★★
1、动物细胞核移植：将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母
细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。用
核移植的方法得到的动物称为克隆动物。原理：动物细胞核的全能性。
2、种类：哺乳动物核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。其中动物体细胞
核移植的难度明显更高。
3、条件
(1)细胞核中含有该生物的全套遗传物质。
(2)具备能够激活核基因的细胞质物质。
(3)满足胚胎发育必要的环境条件。
4、过程
首先，我们取得供体细胞，然后将受体绵羊的卵细胞在体外培养到减数第二次分裂
的中期后，通过显微操作去除卵母细胞的细胞核和第一极体。然后将供体细胞注入
到去核卵母细胞中，用物理或化学方法激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进
程，形成早期重组胚胎，接着将重组胚胎植入到代孕绵羊的子宫中，然后最后分娩
出与供体绵羊遗传物质基本相同的绵羊
【预习例题】
1、下列关于动物细胞培养技术和说法不正确的是（ ）
A．动物细胞培养技术是动物细胞工程的基础
B．定期更换培养液能够保证充足的营养物质供应
C．在培养液中添加抗生素的目的是防止杂菌污染
D．只要条件适宜细胞就能一直分裂
2、下列有关体细胞核移植过程的叙述，错误的是（ ）
A．在体外将从卵巢采集到的卵母细胞培养到减数第一次分裂中期
B．供体细胞不一定要来自珍稀动物
C．通过显微操作技术去除卵母细胞的细胞核和第一极体
D．使用电脉冲等方法激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育
预习例题详解
第一讲
1、解：A、煮沸消毒只能杀死物体内外部分微生物，A 错误；
B、使用后的培养基要经过灭菌处理后才可以丢弃，否则会引起微生物污染，B 错误；
C、紫外线只适用于表面灭菌和空气灭菌，C 正确；
D、金属器具也可以用干热灭菌法，D 错误。
故选：C。
2、牛肉膏与蛋白胨培养基是一种应用十分广泛的天然培养基，其中的牛肉膏为微
生物提供碳源、磷酸盐和维生素；蛋白胨主要提供碳源、氮源和维生素，还可以提
供生长因子。
故选：D。
第二讲
1、解：A、葡萄汁装瓶时，要留有1 /3 的空间，以防发酵液溢出，A 错误；
B、酵母菌生存的适宜温度是18～25℃，因此将发酵装置放在20℃左右的环境中，
适合酵母菌繁殖，B 正确；
C、酵母菌通过无氧呼吸产生酒精，因此果酒发酵时，不能向发酵装置中通气，C 错
误；
D、果酒发酵过程中，除了产生酒精，还产生了二氧化碳，因此要定期拧松瓶盖进行
放气，而不是打开瓶盖，D 错误。
故选：B。
2、解：A、温度控制在15℃～18℃，适于毛霉生长，A 正确；
B、含水量越高的豆腐制作的腐乳越不容易成形，70%左右的含水量最适合制作腐乳，
B 错误；
C、卤汤中的酒精含量应控制在12%左右，C 正确；
D、封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯火焰，防止杂菌的污染，D 正确。
故选：B。
第三讲
1、解：A、PCR 与体内DNA 复制都需要模板DNA，A 错误；
B、体内DNA 复制需要解旋酶解开双链，PCR 通过热变性解开双链，不需要解旋酶，
B 正确；
C、PCR 与体内DNA 复制都需要引物，C 错误；
D、PCR 与体内DNA 复制都需要游离的脱氧核苷酸作为原料，D 错误。
故选：B。
2、解：由于DNA 分子是反向平行的，子链是依据碱基互补配对原则，在DNA 聚合
酶作用下合成的，其合成方向是从子链5'端向3'端延伸。
故选：B。
第四讲
1、解：A、“基因针线”是DNA 连接酶，A 错误；
B、DNA 连接酶和运载体是构建重组质粒必需的工具，其中DNA 连接酶是工具酶，而运载体
不是工具酶，B 错误；
C、限制酶和DNA 连接酶的作用都与磷酸二酯键有关，C 正确；
D、“转基因烟草”操作过程中不能用烟草花叶病毒做运载体，否则导致烟草感染，D 错
误。
故选：C。
2、解：A、基因工程的原理是基因重组，A 错误；
B、基因工程可按照人们的意愿定向改变生物的性状，B 正确；
C、基因工程是在分子水平上进行的设计和施工，C 正确；
D、基因工程可以将外源基因导入到不同种的生物体内，D 正确。
故选：A。
第五讲
1、解：A、基因表达载体构建过程中需要限制酶和DNA 连接酶两种工具酶的协助，
A 正确；
B、启动子位于目的基因的首端，终止子位于基因的末端，B 正确；
C、抗生素抗性基因可作为标记基因，便于筛选，C 正确；
D、基因表达载体构建是在体外进行的，D 错误。
故选：D。
2、解：将目的基因导入双子叶植物细胞常用农杆菌转化法，将目的基因导入单子叶
植物细胞常用基因枪法。
故选：A。
第六讲
1、解：形成层细胞具有分裂能力，分化程度低，易形成愈伤组织，因此切取胡萝卜块时强
调要切取含有形成层的部分。
故选：A。
2、解：A、植物体细胞杂交过程中需要使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，利用了酶的专一
性，A 正确；
B、植物体细胞杂交过程中，需要人工诱导两种不同的细胞融合，利用了细胞膜的流动性，B
正确；
C、将杂种细胞培育成杂种植株需要采用植物组织培养技术，该技术的原理是细胞的全能
性，C 正确；
D、植物体细胞杂交过程中，原理是染色体数目变异，没有利用变异的不定向性，D 错误。
故选：D。
第七讲
1、解：A、动物细胞培养是动物细胞工程的技术基础，A 正确；
B、定期更换培养液以清除代谢废物，可以提供营养物质，另外可使细胞分开来，防
止接触抑制，B 正确；
C、在动物细胞培养液中添加一定量的抗生素起到杀菌作用以防止杂菌污染，C 正
确；
D、即使培养条件适宜，正常细胞也不会在体外无限繁殖，只有癌细胞能无限增殖，
D 错误。
故选：D。
2、解：A、在体外将从卵巢采集到的卵母细胞培养到MⅡ分裂中期，才能进行核移
植，A 错误；
B、供体细胞不一定要来自珍稀动物，也可以是具有优良性状的动物，B 正确；
C、通过显微操作技术可以去除卵母细胞的细胞核和第一极体，C 正确；
D、使用电脉冲等方法可以激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育，故D 正确。
故选：A。
