生物必修1选修三复习提纲

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流生物必修1选修三复习提纲.精品文档.生物必修1复习提纲（必修）第二章 细胞的化学组成 第一节 细胞中的原子和分子一、组成细胞的原子和分子1、细胞中含量最多的6种元素是C、H、O、N、P、Ca（98%）。2、组成生物体的基本元素：C元素。（碳原子间以共价键构成的碳链，碳链是生物构成生物大分子的基本骨架，称为有机物的碳骨架。）3、缺乏必需元素可能导致疾病。如：克山病（缺硒）4、生物界与非生物界的统一性和差异性统一性：组成生物体的化学元素，在无机自然界都可以找到，没有一种元素是生物界特有的。差异性：组成生物体的化学元素在生物体和自然界中含量相差很大。二、细胞中的无机化合物：水和无机盐1、水：（1）含量：占细胞总重量的60%-90%，是活细胞中含量是最多的物质。（2）形式：自由水、结合水l 自由水：是以游离形式存在，可以自由流动的水。作用有良好的溶剂；参与细胞内生化反应；物质运输；维持细胞的形态；体温调节（在代谢旺盛的细胞中，自由水的含量一般较多）l 结合水：是与其他物质相结合的水。作用是组成细胞结构的重要成分。（结合水的含量增多，可以使植物的抗逆性增强）2、无机盐（1）存在形式：离子 （2）作用与蛋白质等物质结合成复杂的化合物。（如Mg2+是构成叶绿素的成分、Fe2+是构成血红蛋白的成分、I-是构成甲状腺激素的成分。参与细胞的各种生命活动。（如钙离子浓度过低肌肉抽搐、过高肌肉乏力）第二节 细胞中的生物大分子 一、糖类1、元素组成：由C、H、O 3种元素组成。2、分类概 念种 类分 布主 要 功 能单糖不能水解的糖核糖动植物细胞组成核酸的物质脱氧核糖葡萄糖细胞的重要能源物质二糖水解后能够生成二分子单糖的糖蔗糖植物细胞麦芽糖乳糖动物细胞多糖水解后能够生成许多个单糖分子的糖淀粉植物细胞植物细胞中的储能物质纤维素植物细胞壁的基本组成成分糖原动物细胞动物细胞中的储能物质附：二糖与多糖的水解产物：蔗糖1葡萄糖+1果糖 麦芽糖2葡萄糖乳糖1葡萄糖+ 1半乳糖 淀粉麦芽糖葡萄糖 纤维素纤维二糖葡萄糖糖原葡萄糖3、功能：糖类是生物体维持生命活动的主要能量来源。（另：能参与细胞识别，细胞间物质运输和免疫功能的调节等生命活动。）4糖的鉴定：(1)淀粉遇碘液变蓝色，这是淀粉特有的颜色反应。(2)还原性糖(单糖、麦芽糖和乳糖)与斐林试剂在隔水加热条件下，能够生成砖红色沉淀。斐林试剂： 配制：0.1g/mL的NaOH溶液（2mL）+ 0.05g/mL CuSO4溶液（4-5滴） 使用：混合后使用，且现配现用。二、脂质 1、元素组成：主要由C、H、O组成（C/H比例高于糖类），有些还含N、P2、分类：脂肪、类脂（如磷脂）、固醇（如胆固醇、性激素、维生素D等）3功能：脂肪：细胞代谢所需能量的主要储存形式。类脂中的磷脂：是构成生物膜的重要物质。固醇：在细胞的营养、调节、和代谢中具有重要作用。4、 脂肪的鉴定：脂肪可以被苏丹染液染成橘黄色。（在实验中用50%酒精洗去浮色显微镜观察橘黄色脂肪颗粒）三、蛋白质1、元素组成：除C、H、O、N外，大多数蛋白质还含有S2、基本组成单位：氨基酸（组成蛋白质的氨基酸约20种）氨基酸结构通式：氨基酸的判断： 同时有氨基和羧基至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。（组成蛋白质的20种氨基酸的区别：R基的不同）3形成：许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键（-CO-NH-）相连而成肽链，多条肽链盘曲折叠形成有功能的蛋白质二肽：由2个氨基酸分子组成的肽链。多肽：由n（n3）个氨基酸分子以肽键相连形成的肽链。蛋白质结构的多样性的原因：组成蛋白质多肽链的氨基酸的种类、数目、排列顺序的不同；构成蛋白质的多肽链的数目、空间结构不同4计算：一个蛋白质分子中肽键数（脱去的水分子数）氨基酸数 肽链条数。一个蛋白质分子中至少含有氨基数（或羧基数）=肽链条数5功能：生命活动的主要承担者。（注意有关蛋白质的功能及举例）6蛋白质鉴定：与双缩脲试剂产生紫色的颜色反应双缩脲试剂：配制：0.1g/mL的NaOH溶液（2mL）和0.01g/mL CuSO4溶液（3-4滴） 使用：分开使用，先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液。四、核酸1、元素组成：由C、H、O、N、P 5种元素构成2、基本单位：核苷酸（由1分子磷酸+1分子五碳糖+1分子含氮碱基组成）1分子磷酸脱氧核苷酸 1分子脱氧核糖（4种） 1分子含氮碱基（A、T、G、C）1分子磷酸核糖核苷酸 1分子核糖（4种） 1分子含氮碱基（A、U、G、C）3、种类：脱氧核糖核酸（DNA）和 核糖核酸（RNA）种类英文缩写基本组成单位存在场所脱氧核糖核酸DNA脱氧核苷酸（4种）主要在细胞核中（在叶绿体和线粒体中有少量存在）核糖核酸RNA核糖核苷酸（4种）主要存在细胞质中4、生理功能：储存遗传信息，控制蛋白质的合成。（原核、真核生物遗传物质都是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。）第三章 细胞的结构和功能第一节 生命活动的基本单位细胞一、细胞学说的建立和发展l 发明显微镜的科学家是荷兰的列文虎克；l ；发现细胞的科学家是英国的胡克；l 创立细胞学说的科学家是德国的施莱登和施旺。施旺、施莱登提出“一切动物和植物都是由细胞构成的，细胞是一切动植物的基本单位”。l 在此基础上德国的魏尔肖总结出：“细胞只能来自细胞”，细胞是一个相对独立的生命活动的基本单位。这被认为是对细胞学说的重要补充。二、光学显微镜的使用1、方法：先对光：一转转换器；二转聚光器；三转反光镜再观察：一放标本孔中央；二降物镜片上方；三升镜筒仔细看2、注意：（1）放大倍数物镜的放大倍数目镜的放大倍数（2）物镜越长，放大倍数越大 目镜越短，放大倍数越大 “物镜玻片标本”越短，放大倍数越大（3）物像与实际材料上下、左右都是颠倒的（4）高倍物镜使用顺序：低倍镜标本移至中央高倍镜大光圈，凹面镜细准焦螺旋（5）污点位置的判断：移动或转动法第二节 细胞的类型和结构一、细胞的类型原核细胞：没有典型的细胞核，无核膜和核仁。如细菌、蓝藻、放线菌等原核生物的细胞。真核细胞：有核膜包被的明显的细胞核。如动物、植物和真菌（酵母菌、霉菌、食用菌）等真核生物的细胞。二、细胞的结构1细胞膜（1）组成：主要为磷脂双分子层（基本骨架）和蛋白质，另有糖蛋白（在膜的外侧）。（2）结构特点：具有一定的流动性（原因：磷脂和蛋白质的运动）； 功能特点：具有选择通透性。（3）功能：保护和控制物质进出2细胞壁：主要成分是纤维素，有支持和保护功能。3细胞质：细胞质基质和细胞器（1）细胞质基质：为代谢提供场所和物质和一定的环境条件，影响细胞的形状、分裂、运动及细胞器的转运等。（2）细胞器：l 线粒体（双层膜）：内膜向内突起形成“嵴”，细胞有氧呼吸的主要场所（第二、三阶段），含少量DNA。 l 叶绿体（双层膜）：只存在于植物的绿色细胞中。类囊体上有色素，类囊体和基质中含有与光合作用有关的酶，是光合作用的场所。含少量的DNA。l 内质网（单层膜）：是有机物的合成“车间”，蛋白质运输的通道。 l 高尔基体（单层膜）：动物细胞中与分泌物的形成有关，植物中与有丝分裂细胞壁的形成有关。l 液泡（单层膜）：泡状结构，成熟的植物有大液泡。功能：贮藏（营养、色素等）、保持细胞形态，调节渗透吸水。 l 核糖体（无膜结构）：合成蛋白质的场所。l 中心体（无膜结构）：由垂直的两个中心粒构成，与动物细胞有丝分裂有关。小结： 双层膜的细胞器：线粒体、叶绿体 单层膜的细胞器：内质网、高尔基体、液泡非膜的细胞器：核糖体、中心体； 含有少量DNA的细胞器：线粒体、叶绿体 含有色素的细胞器：叶绿体、液泡动、植物细胞的区别：动物特有中心体；高等植物特有细胞壁、叶绿体、液泡。4细胞核（1）组成：核膜、核仁、染色质（2）核膜：双层膜，有核孔（细胞核与细胞质之间的物质交换通道，RNA、蛋白质等大分子进出必须通过核孔。）（3）核仁：在细胞有丝分裂中周期性的消失（前期）和重建（末期）（4）染色质：被碱性染料染成深色的物质，主要由DNA和蛋白质组成 染色质和染色体的关系：细胞中同一种物质在不同时期的两种表现形态（5）功能：是遗传物质DNA的储存和复制的主要场所，是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。（6）原核细胞与真核细胞根本区别：是否具有成形的细胞核（是否具有核膜）5细胞的完整性：细胞只有保持以上结构完整性，才能完成各种生命活动。第三节 物质的跨膜运输一、物质跨膜运输的方式：1、小分子物质跨膜运输的方式：方式浓度载体能量举例意义被动运输简单扩散高低O2、CO2、水、乙醇、甘油、脂肪酸只能从高到低被动地吸收或排出物质易化扩散高低葡萄糖进入红细胞主动运输低高各种离子，小肠吸收葡萄糖、氨基酸，肾小管重吸收葡萄糖一般从低到高主动地吸收或排出物质，以满足生命活动的需要。2、大分子和颗粒性物质跨膜运输的方式：大分子和颗粒性物质通过内吞作用进入细胞，通过外排作用向外分泌物质。二、实验：观察植物细胞的质壁分离和复原实验原理：原生质层（细胞膜、液泡膜、两层膜之间细胞质）相当于半透膜，l 当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞将失水，原生质层和细胞壁都会收缩，但原生质层伸缩性比细胞壁大，所以原生质层就会与细胞壁分开，发生“质壁分离”。l 反之，当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时，细胞将吸水，原生质层会慢慢恢复原来状态，使细胞发生“质壁分离复原”。材料用具：紫色洋葱表皮，0.3g/ml蔗糖溶液，清水，载玻片，镊子，滴管，显微镜等方法步骤：（1）制作洋葱表皮临时装片。（2）低倍镜下观察原生质层位置。（3）在盖玻片一侧滴一滴蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸，重复几次，让洋葱表皮浸润在蔗糖溶液中。（4）低倍镜下观察原生质层位置、细胞大小变化（变小），观察细胞是否发生质壁分离。（5）在盖玻片一侧滴一滴清水，另一侧用吸水纸吸，重复几次，让洋葱表皮浸润在清水中。（6）低倍镜下观察原生质层位置、细胞大小变化（变大），观察是否质壁分离复原。实验结果：细胞液浓度外界溶液浓度 细胞失水（质壁分离）细胞液浓度外界溶液浓度 细胞吸水（质壁分离复原） 第四章 光合作用和细胞呼吸第一节 ATP和酶一、ATP1、功能：ATP是生命活动的直接能源物质注：生命活动的主要的能源物质是糖类（葡萄糖）；生命活动的储备能源物质是脂肪。生命活动的根本能量来源是太阳能。2、结构： 中文名：腺嘌呤核苷三磷酸（三磷酸腺苷）构成：腺嘌呤核糖磷酸基团磷酸基团磷酸基团 简式： A-PPP（A ：腺嘌呤核苷； T ：3； P：磷酸基团； ： 高能磷酸键，第二个高能磷酸键相当脆弱，水解时容易断裂）3、ATP与ADP的相互转化： 酶ATP ADPPi能量注：（1）向右：表示ATP水解，所释放的能量用于各种需要能量的生命活动。向左：表示ATP合成，所需的能量来源于生物化学反应释放的能量。（在人和动物体内，来自细胞呼吸；绿色植物体内则来自细胞呼吸和光合作用）（2）ATP能作为直接能源物质的原因是细胞中ATP与ADP循环转变，且十分迅速。二、酶1、概念：酶通常是指由活细胞产生的、具有催化活性的一类特殊的蛋白质，又称为生物催化剂。（少数核酸也具有生物催化作用，它们被称为“核酶”）。2、特性： 催化性、高效性、特异性3、影响酶促反应速率的因素（1）PH: 在最适pH下，酶的活性最高，pH值偏高或偏低酶的活性都会明显降低。（PH过高或过低，酶活性丧失）（2）温度: 在最适温度下酶的活性最高，温度偏高或偏低酶的活性都会明显降低。（温度过低，酶活性降低；温度过高，酶活性丧失）另外：还受酶的浓度、底物浓度、产物浓度的影响。第二节光合作用一、光合作用的发现u 1648 比利时，范海尔蒙特：植物生长所需要的养料主要来自于水,而不是土壤。u 1771 英国，普利斯特莱：植物可以更新空气。u 1779 荷兰，扬英根豪斯：植物只有绿叶才能更新空气；并且需要阳光才能更新空气。u 1880美国，恩吉(格)尔曼：光合光合作用的场所在叶绿体。u 1864 德国，萨克斯：叶片在光下能产生淀粉u 1940美国，鲁宾和卡门（用放射性同位素标记法）：光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。（糖类中的氢也来自水）。u 1948 美国，梅尔文卡尔文：用标14C标记的CO2追踪了光合作用过程中碳元素的行踪，进一步了解到光合作用中复杂的化学反应。二、实验：提取和分离叶绿体中的色素1、原理：叶绿体中的色素能溶解于有机溶剂（如丙酮、酒精等）。 叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。2、过程：（见书P61）3、结果：色素在滤纸条上的分布自上而下： 胡萝卜素（橙黄色） 最快（溶解度最大） 叶黄素 （黄 色） 叶绿素a （蓝绿色） 最宽（最多） 叶绿素b （黄绿色） 最慢（溶解度最小）4、注意：l 丙酮的用途是提取（溶解）叶绿体中的色素，l 层析液的的用途是分离叶绿体中的色素；l 石英砂的作用是为了研磨充分，l 碳酸钙的作用是防止研磨时叶绿体中的色素受到破坏；l 分离色素时，层析液不能没及滤液细线的原因是滤液细线上的色素会溶解到层析液中；5、色素的位置和功能叶绿体中的色素存在于叶绿体类囊体薄膜上。叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光；胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光及保护叶绿素免受强光伤害的作用。Mg是构成叶绿素分子必需的元素。三、光合作用1、概念： 指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。2、过程：（1）光反应 条件：有光 场所：叶绿体类囊体薄膜过程： 水的光解： ATP的合成：（光能ATP中活跃的化学能）（2）暗反应条件：有光和无光 场所：叶绿体基质过程：CO2的固定： C3的还原：（ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能）3、总反应式： 光能CO2 + H2O （CH2O）+ O2 叶绿体4、实质：把无机物转变成有机物，把光能转变成有机物中的化学能四、影响光合作用的环境因素：光照强度、CO2浓度、温度等（1）光照强度：在一定的光照强度范围内，光合作用的速率随着光照强度的增加而加快。（2）CO2浓度：在一定浓度范围内，光合作用速率随着CO2浓度的增加而加快。（3）温度：光合作用只能在一定的温度范围内进行，在最适温度时，光合作用速率最快，高于或低于最适温度，光合作用速率下降。五、农业生产中提高光能利用率采取的方法: 延长光照时间 如：补充人工光照、多季种植 增加光照面积 如：合理密植、套种 光照强弱的控制：阳生植物（强光），阴生植物（弱光）增强光合作用效率 适当提高CO2浓度：施农家肥适当提高白天温度（降低夜间温度） 必需矿质元素的供应第三节 细胞呼吸一、有氧呼吸1、概念： 有氧呼吸是指活细胞在有氧气的参与下，通过酶的催化作用，把某些有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。2、过程：三个阶段 C6H12O6 酶 2丙酮酸 + H（少）+ 能量（少） 细胞质基质 丙酮酸 + H2O 酶 CO2 + H + 能量（少） 线粒体 H + O2 酶 H2O + 能量（大量） 线粒体（注：3个阶段的各个化学反应是由不同的酶来催化的）3、总反应式： C6H12O6 + 6H2O + 6O2 酶 6CO2 + 12H2O + 能量4、意义：是大多数生物特别是人和高等动植物获得能量的主要途径二、无氧呼吸1、概念： 无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成乙醇和二氧化碳或乳酸, 同时释放少量能量的过程。2、过程：二个阶段:与有氧呼吸第一阶段完全相同 细胞质基质 丙酮酸 酶 C2H5OH（酒精）CO2 细胞质基质 （高等植物、酵母菌等） 或 丙酮酸 酶 C3H6O3（乳酸） （动物和人）3、总反应式：C6H12O6 酶 2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量 C6H12O6 酶 2C3H6O3（乳酸）+能量4、意义：l 高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧环境条件。（酒精会毒害根细胞，产生烂根现象）l 人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式将葡萄糖分解为乳酸，释放出一定能量，满足人体的需要。三、细胞呼吸的意义 为生物体的生命活动提供能量，其中间产物还是各种有机物之间转化的枢纽。四、应用：1、水稻生产中适时的露田和晒田可以改善土壤通气条件，增强水稻根系的细胞呼吸作用。2、储存粮食时，要注意降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸。3、果蔬保鲜时，采用降低氧浓度、充氮气或降低温度等方法，抑制细胞呼吸，注意要保持一定的湿度。五、实验：探究酵母菌的呼吸方式1、过程（见书p69）2、结论：酵母能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸。第五章 细胞的增殖、分化、衰老和凋亡第一节 细胞增殖一、细胞增殖的意义：是生物体生长、发育、生殖和遗传的基础二、细胞分裂方式: 有丝分裂 （真核生物体细胞进行细胞分裂的主要方式 ） 无丝分裂 减数分裂三、有丝分裂：1、细胞周期：从一次细胞分裂结束开始，直到下一次细胞分裂结束为止，称为一个细胞周期注：连续分裂的细胞才具有细胞周期； 间期在前，分裂期在后；间期长，分裂期短；不同生物或同一生物不同种类的细胞，细胞周期长短不一。2、有丝分裂的过程：l 动物细胞的有丝分裂（1）分裂间期：主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成 结果：DNA分子加倍；染色体数不变（一条染色体含有2条染色单体）（2）分裂期前期：出现染色体和纺锤体 核膜解体、核仁逐渐消失；中期：每条染色体的着丝粒都排列在赤道板上；（观察染色体的最佳时期）后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，并分别向细胞两极移动。末期：染色体、纺锤体消失 核膜、核仁重现（细胞膜内陷）l 植物细胞的有丝分裂3、动、植物细胞有丝分裂的比较：动物细胞植物细胞不同点前期：纺锤体的形成方式不同由两组中心粒发出的星射线构成纺锤体由细胞两极发出的纺锤丝构成纺锤体末期：子细胞的形成方式不同由细胞膜向内凹陷把亲代细胞缢裂成两个子细胞由细胞板形成的细胞壁把亲代细胞分成两个子细胞4、有丝分裂过程中染色体和DNA数目的变化：5、有丝分裂的意义在有丝分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂一次，分裂结果是染色体平均分配到两个子细胞中去。子细胞具有和亲代细胞相同数目、相同形态的染色体。这保证了亲代与子代细胞间的遗传性状的稳定性。四、无丝分裂1、特点：在分裂过程中，没有染色体和纺锤体等结构的出现（但有DNA的复制）2、举例：草履虫、蛙的红细胞等。第二节 细胞分化、衰老和凋亡一、细胞的分化1、概念：由同一种类型的细胞经细胞分裂后，逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定性的差异，产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。2、细胞分化的原因：是基因选择性表达的结果（注：细胞分化过程中基因没有改变）3、细胞分化和细胞分裂的区别：细胞分裂的结果是：细胞数目的增加；细胞分化的结果是：细胞种类的增加二、细胞的全能性1、植物细胞全能性的概念指植物体中单个已经分化的细胞在适宜的条件下，仍然能够发育成完整新植株的潜能。2、植物细胞全能性的原因：植物细胞中具有发育成完整个体的全部遗传物质。（已分化的动物体细胞的细胞核也具有全能性）3、细胞全能性实例： 胡萝卜根细胞离体，在适宜条件下培养后长成一棵胡萝卜。三、细胞衰老1、衰老细胞的特征:细胞核膨大，核膜皱折，染色质固缩（染色加深）；线粒体变大且数目减少（呼吸速率减慢）；细胞内酶的活性降低，代谢速度减慢，增殖能力减退；细胞膜通透性改变，物质运输功能降低；细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小；细胞内色素沉积，妨碍细胞内物质的交流和传递。2、决定细胞衰老的主要原因细胞的增殖能力是有限的，体细胞的衰老是由细胞自身的因素决定的四、细胞凋亡1、细胞凋亡的概念：细胞凋亡是细胞的一种重要的生命活动，是一个主动的由基因决定的细胞程序化自行结束生命的过程。也称为细胞程序性死亡。2、细胞凋亡的意义：对生物的个体发育、机体稳定状态的维持等都具有重要作用。第三节 关注癌症一、细胞癌变原因： 内因：原癌基因和抑癌基因的变异 物理致癌因子外因：致癌因子 化学致癌因子 病毒致癌因子二、癌细胞的特征：（1）无限增殖（2）没有接触抑制。癌细胞并不因为相互接触而停止分裂（3）具有浸润性和扩散性。细胞膜上糖蛋白等物质的减少（4）能够逃避免疫监视三、我国的肿瘤防治1、肿瘤的“三级预防”策略一级预防：防止和消除环境污染二级预防：防止致癌物影响三级预防：高危人群早期检出2、肿瘤的主要治疗方法：放射治疗（简称放疗）化学治疗（简称化疗）、手术切除选修3易考知识点背诵专题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。（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。2.“分子缝合针”DNA连接酶(1)两种DNA连接酶（EcoliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：相同点：都缝合磷酸二酯键。区别：EcoliDNA连接酶来源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。3.“分子运输车”载体（1）载体具备的条件：能在受体细胞中复制并稳定保存。具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。（2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。（3）其它载体： 噬菌体的衍生物、动植物病毒(二)基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1.目的基因是指： 编码蛋白质的结构基因 。2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。3.PCR技术扩增目的基因（1）原理：DNA双链复制（2）过程：第一步：加热至9095DNA解链；第二步：冷却到5560，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至7075，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。第二步：基因表达载体的构建1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。2.组成：目的基因启动子终止子标记基因（1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。（2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段 ，位于基因的尾端。（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。第三步：将目的基因导入受体细胞_1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。2.常用的转化方法：将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是 农杆菌转化法，其次还有 基因枪法和 花粉管通道法等。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 显微注射技术。此方法的受体细胞多是 受精卵。将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少 ，最常用的原核细胞是 大肠杆菌 ，其转化方法是：先用 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。3.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。第四步：目的基因的检测和表达1.首先要检测 转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA分子杂交技术。2.其次还要检测 目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用 用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交。3.最后检测 目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取 蛋白质，用相应的 抗体进行抗原抗体杂交。4.有时还需进行 个体生物学水平的鉴定。如 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。（三）基因工程的应用1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。3.基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。（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 翻译专题2 细胞工程（一）植物细胞工程 1.理论基础（原理）：细胞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.植物组织培养技术（1）过程：离体的植物器官、组织或细胞 愈伤组织 试管苗 植物体（2）用途：微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。（3）地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。3.植物体细胞杂交技术（1）过程：（2）诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。（3）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。（二）动物细胞工程 1. 动物细胞培养（1）概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。（2）动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）剪碎用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞制成细胞悬液转入培养瓶中进行原代培养贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。（3）细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。（4）动物细胞培养需要满足以下条件无菌、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。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。温度：适宜温度：哺乳动物多是36.50.5；pH：7.27.4。气体环境：95%空气5%CO2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。（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。（3）体细胞核移植的大致过程是：（右图）核移植胚胎移植（4）体细胞核移植技术的应用：加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育； 保护濒危物种，增大存活数量；生产珍贵的医用蛋白； 作为异种移植的供体；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、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。（4）动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：比较项目细胞融合的原理细胞融合的方法诱导手段用法植物体细胞杂交细胞膜的流动性去除细胞壁后诱导原生质体融合离心、电刺激、振动，聚乙二醇等试剂诱导克服了远缘杂交的不亲和性，获得杂种植株动物细胞融合细胞膜的流动性使细胞分散后诱导细胞融合除应用植物细胞杂交手段外，再加灭活的病毒诱导制备单克隆抗体的技术之一4.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：注入小鼠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（3）杂交瘤细胞的特点：既能大量繁殖，又能产生专一的抗体。（4）单克隆抗体的优点：特异性强，灵敏度高，并能大量制备。（5）单克隆抗体的作用： 作为诊断试剂：准确识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合，具有准确、高效、简易、快速的优点。 用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗癌症治疗，可制成“生物导弹”，也有少量用于治疗其它疾病。专题3 胚胎工程（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。2、动物胚胎发育的基本过程（1）受精场所是母体的输卵管上段。（2）卵裂期：特点：细胞有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体体积并不增加，或略有减小。 （3）桑椹胚：特点：胚胎细胞数目达到32个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹。是全能细胞。（4）囊 胚：特点：细胞开始出现分化（该时期细胞的全能性仍比较高）。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织。中间的空腔称为囊胚腔。（5）原肠胚：特点：有了三胚层的分化，具有囊胚腔和原肠腔。（二）胚胎干细胞1、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。2、具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。3、胚胎干细胞的主要用途是：可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段；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；利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能；随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。（三）胚胎工程的应用1.体外受精和胚胎的早期培养(1)卵母细胞的采集和培养：主要方法：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。第二种方法：从刚屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞；第三种方法是借助超声波探测仪、腹腔镜等直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。采集的卵母细胞，都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。(2) 精子的采集和获能：在体外受精前，要对精子进行获能处理。(3) 受精：获能的精子和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。(4)胚胎的早期培养：精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。不同动物胚胎移植的时间不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎可在816个细胞阶段移植。)2.胚胎移植(1)胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体”。（供体为优良品种，作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。）地位：如转基因、核移植，或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必须经过胚胎移植技术才能获得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。(2) 胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。(3) 生理学基础：动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。(4) 基本程序主要包括：对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。配种或人工授精。对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入196的液氮中保存。对胚胎进行移植。移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。3.胚胎分割(1)概念：是指采用机械方法将早期胚胎切割2等份、4等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。(2)意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。(3)材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。）(4)操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。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：生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限(3)转基因生物与环境安全：对生态系统稳定性的影响反方观点：打破物种界限、二次污染、重组出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体正方观点：不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境（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、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；克隆人是在人为的制造在心理上和社会地位上都不健全的人。肯定的理由：技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法解决。不成熟的技术也只有通过实践才能使之成熟。中国政府的态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。(2)试管婴儿：两种目的试管婴儿的区别两种。不同观点，多数人持认可态度。否定的理由：把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重；早期生命也有活下去的权利，抛弃或杀死多余胚胎，无异于“谋杀”。肯定的理由：解决了不育问题，提供骨髓中造血干细胞救治患者最好、最快捷的方法，提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤。(3)基因身份证：否定的理由：个人基因资讯的泄漏造成基因歧视，势必造成遗传学失业大军、造成个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。肯定的理由：通过基因检测可以及早采取预防措施，适时进行治疗，达到挽救患者生命的目的。（三）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五、生态工程的基本原理1物质循环再生原理：物质在生态系统中循环往复， 利用，从而达到取之不尽，用之不竭的效果。2物种多样性原理：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的 稳定性。3协调与平衡原理：处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑。4整体性原理：进行生态工程建设，不仅要考虑到 的规律，还要考虑到 和 等系统的影响力 5系统学和工程学原理(1)系统的结构决定功能原理：生态工程通过，达到改善系统功能的目的。(2)系统整体性原理：系统各组分之间要有适当的 ，才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，实现总体功能大于各部分之和的效果。