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高中生物知识点——选择性必修三
选择性必修3《生物技术与工程》，高中生物必修三知识点总结.txt 第一章:人体的内环境与稳态 1、体液:体内含有的大量以水为基础的物体。 细胞内液(2/3) 体液 细胞内液(1/3):包括:血浆、淋巴、组织液等 2..
编辑于2022-12-05 17:53:44 江苏省- 生物技术…
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选择性必修1《稳态与调节》 人体的内环境与稳态、神经调节、体液调节、免疫调节、植物生命活动的调节
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高中生物
选择性必修3
第1章 发酵工程
第1节 传统发酵技术的应用
发酵与传统发酵技术
发酵的历史
约9000年前，我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵成含酒精的饮料。
1857年，法国微生物学家巴斯德通过实验，证明酒精发酵是由活的酵母菌引起的。
发酵的概念
发酵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。
腐乳的制作
参与的微生物：多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。
腐乳的特点：豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸，味道鲜美，易于消化吸收，便于保存。
传统发酵技术
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面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。
类型：传统发酵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。
发酵产品：利用传统发酵技术制作的食品有腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等。
尝试制作传统发酵食品
制作泡菜
所需菌种——乳酸菌
(1)分布广泛：空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内都有分布。
(2)代谢类型：异养厌氧型。
(3)常见种类：乳酸链球菌和乳酸杆菌。
制作原理
(1)在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解为乳酸。可用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。
(2)反应简式：C6H12O6—（酶）—>2C3H6O3(乳酸)＋能量。
方法步骤
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
原料处理
将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干
装坛
晾干后的蔬菜装入坛内，装至半坛时，放入蒜瓣、生姜及其他香装坛辛料，继续装至八成满。将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过全部菜料
封坛发酵
盖好坛盖，向坛盖边沿的水槽中封坛注满水，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水，根据室内温度控制发酵时间
制作泡菜的注意事项
①用于制作泡菜的蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的亚硝酸盐含量相对较高。
②用清水和食盐配制质量百分比为5%～20%的盐水。食盐的用量过高，乳酸发酵受抑制，泡菜风味差；用量过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质。盐水要煮沸后冷却，煮沸的作用：一是除去水中的氧气，二是杀灭盐水中的其他微生物。
③控制严格的厌氧条件的措施
a．选择合理的发酵容器，如泡菜坛，这是一种既科学又简单的厌氧发酵容器。
b．盐水煮沸后冷却待用。
c．装坛时压实，使盐水没过全部菜料。
d．泡菜坛用水封口不让空气进入，创造一个封闭无氧的环境，发酵期间不宜开盖，并注意在发酵过程中经常向水槽中补充水。
④控制适宜的发酵温度：温度过高易致杂菌滋生；温度过低不利于乳酸发酵，会使发酵时间延长。
⑤控制发酵时间：一般在腌制10天后，亚硝酸盐含量开始下降。但泡菜发酵时间并不是越长越好，一方面发酵时间过长，可能会产生其他有害物质，另一方面，发酵时间过长，乳酸含量过高，口味不佳。
制作果酒和果醋
果酒制作的原理
发酵菌种
①菌种来源：主要是附着在葡萄皮上的野生酵母菌。
②代谢类型：异养、兼性厌氧型。
③酿酒酵母的最适生长温度约为28 ℃。
④应用：可用于酿酒、制作馒头和面包等。
制作原理
有氧 C6H12O6＋6H2O＋6O—>26CO2＋12H2O＋能量 大量繁殖
无氧 C6H12O62—>C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量 酒精发酵
果醋制作的原理
(1)发酵菌种
①菌种：醋酸菌。
②代谢类型：异养需氧型，对氧气的含量特别敏感。
(2)制作原理
①氧气、糖源都充足：醋酸菌能将糖分解成醋酸。
反应简式：C6H12O6＋2O2—>2CH3COOH＋2H2O＋2CO2＋能量。
氧气充足、缺少糖源：醋酸菌将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
反应简式：C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O＋能量。
发酵所需条件
①氧含量：保持氧气充足。
②温度：控制在30～35 ℃。
果酒和果醋制作步骤
第2节 微生物的培养技术及应用
一 微生物的基本培养技术
培养基的配制
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。
种类
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。
作用：用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。
成分

(1)主要成分：水、碳源、氮源、无机盐。
(2)其他成分：还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。
几种微生物培养时的特殊需求：培养乳酸杆菌时，需要添加维生素；培养霉菌时，需要将培养基调至酸性；培养细菌时，需要将培养基调至中性或弱碱性；培养厌氧微生物时，需要提供无氧的条件。
(3)牛肉膏和蛋白胨：来源于动物，含有糖、维生素和有机氮等营养物质。
无菌技术
1．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)适用对象：操作的空间、操作者的衣着和手等。
(3)常用方法：煮沸消毒、巴氏消毒等。
2．灭菌
(1)概念：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)适用对象：用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等。
(3)常用方法：湿热灭菌、干热灭菌和灼烧灭菌等。

无菌操作中的5个注意事项
(1)用体积分数为70%的酒精消毒效果最好，原因是浓度过高，菌体表面蛋白质凝固形成一层保护膜，酒精不能渗入其中；浓度过低，杀菌力减弱。
(2)接种室、接种箱和超净工作台在使用前，可以用紫外线照射30 min，以杀死物体表面或空气中的微生物。在
照射前，适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以加强消毒效果。
(3)芽孢是某些细菌生长到一定阶段，在细胞内形成的休眠体。孢子是某些微生物的繁殖体。
(4)一般情况下，在实验操作过程中，对能灭菌的对象进行灭菌处理，如培养皿及用到的各种器具；对无法灭菌的对象则进行消毒处理，如实验操作者的衣着和双手等。
(5)与煮沸消毒法相比，巴氏消毒法的优点是在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。
(6)无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还能有效避免污染环境以及操作者自身被微生物感染。
微生物的纯培养
概念：将接种于培养基内，在合适条件下形成的含有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。
微生物的纯培养步骤(以酵母菌的纯培养为例)
(1)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。
(2)菌落的概念：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。
(3)接种方法：最常用的接种方法是平板划线法和稀释涂布平板法。
(4)平板划线法
①原理：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基的表面。经数次划线后培养，可以分离得到单个菌落。
②操作

(5)方法步骤
倒平板

(1)拔出锥形瓶的棉塞(如图a所示)。
(2)将瓶口迅速通过火焰(如图b所示)。
(3)用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，将培养基(10～20 mL)倒入培养皿，立即盖上皿盖(如图c所示)。
(4)等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置(如图d所示)。
二 微生物的选择培养和计数
选择培养基
(1)概念：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)举例：筛选土壤中分解尿素的细菌的选择培养基是以尿素为唯一氮源，按物理性质归类为固体培养基。
微生物的选择培养
稀释涂布平板法
系列稀释操作

①编号为1×10^2～1×10^7试管中分别盛有9 mL无菌水。
②将10 g土样加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。
③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。
涂布平板操作
取菌液：取0.1 mL菌液，滴加到培养基表面

涂布器消毒：将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中

涂布器灭菌：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

涂布平板：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

微生物的数量测定
1．统计菌落数目
方法：稀释涂布平板法和显微镜直接计数法。常用来统计活菌数目的方法是稀释涂布平板法。
2．稀释涂布平板法
(1)统计依据：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。
(2)操作
①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。
②为保证结果准确，一般选择菌落数为30～300的平板进行计数。
③统计的菌落数往往比活菌实际数目低。
3．显微镜直接计数法：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，缺点是不能区分死菌与活菌。
4．土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
Ⅰ.实验设计
(1)土壤取样
①土壤要求：酸碱度接近中性且潮湿。
②取样部位：距地表约3～8_cm的土壤层。
(2)样品的稀释
测定土壤中细菌的数量，一般选用1×10^4、1×10^5和1×10^6倍稀释的稀释液进行平板培养，当第一次做这个实验时可以将稀释的范围放宽一点。
(3)微生物的培养与观察
①培养：根据不同微生物的需要，控制适宜的培养温度和培养时间。细菌一般在30～37 ℃的温度下培养1～2 d。
②观察
a．观察方法：每隔24 h统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果。
b．记录菌落的特征：包括菌落的形状、大小和颜色等。
Ⅱ.操作提示
(1)无菌操作
①取土样的用具在使用前都需要灭菌。
②实验操作均应在火焰旁进行。
(2)做好标记：本实验使用的平板和试管比较多，为避免混淆，最好在使用前做好标记。例如，在标记培养皿时应该注明组别、培养日期和平板上培养样品的稀释度等。
(3)制定计划：对于耗时较长的生物实验，需要事先规划时间，以便提高实验效率，在操作时有条不紊。
第3节 发酵工程及其应用
发酵工程的基本环节
选育菌种
可以从自然界筛选，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得
扩大培养
配制培养基
培养基的配方要经过反复试验才能确定
灭菌
培养基和发酵设备都必须严格灭菌
接种
发酵
现代发酵工程能对发酵过程中的温度、pH、溶解氧、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行监测和控制，还可以进行反馈控制；在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，还要及时添加必需的营养组分，要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件
分离、提纯产物
微生物细胞：采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥
代谢物：根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品
获得产品
发酵罐

发酵工程的应用
1．在食品工业上的应用
(1)生产传统的发酵产品
①以大豆为主要原料，利用产生蛋白酶的霉菌生产酱油。
②以谷物或水果等为原料，利用酿酒酵母发酵生产各种酒类。
(2)生产各种各样的食品添加剂
食品添加剂可以增加食品的营养，改善食品的口味、色泽和品质，有时还可以延长食品的保存期。
①柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得。
②由谷氨酸棒状杆菌发酵可以得到谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理就能制成味精。
(3)生产酶制剂
常用酶制剂有α淀粉酶、β淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶和脂肪酶等。目前，已有50多种酶制剂成功用于食品的直接生产，改进生产工艺、简化生产过程、改善产品的品质和口味、延长食品储存期和提高产品产量等方面。
2．在医药工业上的应用
(1)发展：青霉素的发现和产业化生产推动了发酵工程在医药领域的应用和发展。之后，发酵工程逐步扩展到了其他抗生素、多种氨基酸、激素和免疫调节剂等的生产领域。近些年来，基因工程、蛋白质工程等的广泛应用给发酵工程制药领域的发展注入了强劲动力。
(2)应用实例
①生长激素释放抑制激素最初从羊脑中提取，远远不能满足需要，利用经过基因改造的微生物进行发酵生产，产量大幅提升，价格降为原来的几百分之一。
②将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌，再通过发酵生产乙型肝炎疫苗。
③未来甚至还可能利用微生物来生产过去只能从植物中分离提取的紫杉醇、青蒿素前体等化合物。
3．在农牧业上的应用
(1)生产微生物肥料
①作用：利用微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长。有的微生物肥料还可以抑制土壤中病原微生物的生长，从而减少病害的发生。
②类型：常见的有根瘤菌肥和固氮菌肥等。
(2)生产微生物农药
①原理：微生物农药利用微生物或其代谢产物来防治病虫害。
②实例：苏云金杆菌可用来防治80多种农林虫害，利用白僵菌可以防治玉米螟、松毛虫等虫害；一种放线菌产生的抗生素——井冈霉素可以用于防治水稻枯纹病。
(3)生产微生物饲料
以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量的微生物菌体，即单细胞蛋白。用酵母菌等生产的单细胞蛋白可以作为食品添加剂；用单细胞蛋白制成的微生物饲料，能使家畜、家禽增重快，产奶或产蛋量显著提高。另外，在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，使饲料保鲜，动物食用后还能提高免疫力。
4．在其他方面的应用
(1)利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。
(2)极端微生物利用，如嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂，嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量。
第2章 细胞工程
第1节 植物细胞工程
一 植物细胞工程的基本技术
细胞工程的含义
原理和方法
细胞生物学、分子生物学和发育生物学等
操作水平
细胞水平、细胞器水平或组织水平
目的
获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品
分类
植物细胞工程和动物细胞工程
细胞的全能性
定义：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。
在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出全能性，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。
植物组织培养技术

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。
理论基础：植物细胞的全能性。
前提：离体的植物器官、组织或细胞等。
条件：激素、人工配制的培养基上、适宜的培养条件。
结果：脱分化形成愈伤组织，再诱导其再分化成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株。
相关概念
①外植体：用于植物组织培养的离体的植物器官、组织或细胞。
②脱分化：已经分化的细胞，在一定激素和营养等条件的诱导下，失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞。
③愈伤组织：脱分化而形成的不定形的薄壁组织团块。
④再分化：愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。
菊花的组织培养
植物体细胞杂交技术

1．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。
过程
(1)去壁：用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，获得原生质体。
(2)人工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．植物体细胞杂交的原理
原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性，杂种细胞发育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。
4．意义：打破生殖隔离、实现远缘杂交育种，培育植物新品种。
5．实例：白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草，多种柑橘属不同种间的杂种植株。
二 植物细胞工程的应用
植物繁殖的新途径
1．快速繁殖
(1)概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫作微型繁殖技术。
特点
①高效、快速地实现种苗的大量繁殖
②无性繁殖，保持优良品种的遗传特性
③可实现产业化生产
实例：一些优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物和濒危植物等都实现了利用快速繁殖技术来提供苗木。甘蔗、桉树和铁皮石斛等试管苗的生产，已形成一定规模。
作物脱毒
(1)选材部位：植物顶端分生区附近的部位(如茎尖)。
(2)优点：提高作物的产量和品质。
(3)实例：采用茎尖组织培养技术脱去病毒，已在马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等许多作物上获得成功。
作物新品种的培育
单倍体育种
(1)原理：细胞的全能性和染色体变异。
(2)过程：花药(或花粉)—（离体培养）—单倍体植株—（人工诱导染色体数目加倍）—纯合二倍体植株—（选择）—优良品种。

(3)优点
①子代是能稳定遗传的纯合子。
②极大地缩短了育种的年限。
③是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。
(4)实例
①世界上第一个单倍体作物新品种——单育1号烟草。
②单倍体育种与常规育种相结合的新品种：水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等。
突变体的利用
(1)原理：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容易受到培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。
(2)过程
(3)利用：筛选出有用的突变体，培育新品种。如培育抗病、抗盐、高产以及蛋白质含量高的突变体。
(4)实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。
细胞产物的工厂化生产
(1)细胞产物类型
①初生代谢物：初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，在整个生命过程中一直进行着。初生代谢物是通过初生代谢产生的，自身生长繁殖所必需的物质，如糖类、脂质、蛋白质和核酸等。
②次生代谢物：次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下进行，在该过程中产生的一类小分子有机化合物就是次生代谢物，如酚类、萜类和含氮化合物等。
(2)技术：植物细胞培养，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。
过程
(4)实例：人参、三七、紫草和红豆杉的细胞产物都已实现工厂化生产。
(5)意义：不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义。
第2节 动物细胞工程
一 动物细胞培养
动物细胞工程常用的技术：动物细胞培养、动物细胞融合和动物细胞核移植等，其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础。
概念：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。
动物细胞培养的条件

营养条件
无机物：无机盐
有机物：糖类、氨基酸、维生素等
天然成分：血清等
将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。培养动物细胞一般使用液体培养基，也称为培养液。
无菌、无毒的环境
需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作。培养液还需要定期更换，以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
温度、pH和渗透压
温度：哺乳动物细胞多以36.5±0.5℃为宜
pH：多数动物细胞适宜pH为7.2～7.4渗透压
气体环境
O2：细胞代谢所必需的
CO2:维持培养液的pH
在进行细胞培养时，通常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。
动物细胞培养过程

在从动物体取出的成块组织中，细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖。 在进行细胞培养时，首先要对新鲜取材的动物组织进行处理，或用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间，将组织分散成单个细胞。
用培养液将细胞制成细胞悬液，再将细胞悬液放入培养皿或培养瓶内，置于适宜环境中培养。
体外培养的动物细胞可以分为两大类∶一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖；另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，大多数细胞属于这种类型，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。
悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。
贴壁细胞在生长增殖时，除受上述因素的影响外，还会发生接触抑制现象，即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖。
这时就需要对细胞进行分瓶培养，让细胞继续增殖。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。
在进行传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集；贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。之后，将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养
①细胞贴壁：悬液中分散的细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上。
②接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞停止分裂增殖的现象。
③原代培养：指动物组织经处理后的初次培养。
④传代培养：分瓶后的细胞培养。
干细胞培养及其应用
1．来源：早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。
2．类型：胚胎干细胞和成体干细胞等。
3．胚胎干细胞
(1)概念：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。
(2)局限：胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。
4．成体干细胞
(1)概念：成体组织或器官内的干细胞。
(2)类型
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
(3)特点：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)作用：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。
(5)应用
①造血干细胞：治疗白血病、一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病。
②神经干细胞：治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病(如帕金森病、阿尔茨海默病等)。
5．诱导多能干细胞
(1)概念：通过体外诱导成纤维等细胞，获得类似胚胎干细胞的一种细胞，被称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)。
(2)应用
治疗小鼠的镰状细胞贫血；现在用iPS细胞治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展。
(3)优点：无需破坏胚胎；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。
二 动物细胞融合技术与单克隆抗体
动物细胞融合技术
1．概念：使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
2．原理：细胞膜的流动性。
3．诱导融合的方法
PEG融合法
电融合法
灭活病毒诱导法
4．意义：细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。
5．应用
(1)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)用于制造单克隆抗体。
动物细胞融合与植物体细胞杂交的对比
植物体细胞杂交
原理
细胞膜的流动性、细胞的全能性
细胞融合方法
用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后诱导原生质体融合
诱导手段
聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法、电融合法、离心法
结果
形成杂种植株
用途
打破生殖隔离实现远缘杂交育种，扩展杂交亲本范围，培育新品种
意义
突破有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能
动物细胞融合
原理
细胞膜的流动性
细胞融合方法
用胰蛋白酶使细胞分散后，诱导细胞融合
诱导手段
PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法
结果
形成杂交细胞，以生产细胞产品
用途
研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤、培育生物新品种、制备单克隆抗体
意义
突破有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能
单克隆抗体及其应用
1．传统抗体的获得
(1)方法：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。
(2)缺陷：产量低、纯度低、特异性差。
2．单克隆抗体的制备
(1)制备原理
①B淋巴细胞特点：一种B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体，B淋巴细胞在体外不能(填“能”或“不能”)无限增殖。
②骨髓瘤细胞特点：能无限增殖。
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，既能大量增殖，又能产生足够数量的特定抗体。
(2)制备过程
制备特异性B淋巴细胞
①用特定抗原对小鼠进行免疫
②从小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞
获得杂交瘤细胞
①将骨髓瘤细胞与多种B淋巴细胞诱导融合
②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞，该杂种细胞既能迅速大量增殖，又能产生抗体
克隆化培养和抗体检测
将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖
提取单克隆抗体：从细胞培养液或小鼠腹水中提取
单克隆抗体优点：特异性强、灵敏度高、并可大量制备。
单克隆抗体的应用
①作为诊断试剂，在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。例如利用同位素或荧光标记的单克隆抗体在特定组织中成像的技术，可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。
②用于治疗疾病和运载药物。
三 动物体细胞核移植技术和克隆动物
体细胞核移植的过程
1．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，继而发育为动物个体的技术。
2．分类
包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植，其中胚胎细胞核移植较易成功。
过程
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
体细胞核移植技术的应用前景
(1)加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育。
(2)生产珍贵的医用蛋白。
(3)用于细胞、组织或器官移植，可以避免免疫排斥反应。
(4)使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程。
(5)分析致病基因，研究疾病的致病机制，开发相应药物。
(6)增加濒危物种的存活数量。
体细胞核移植技术存在的问题
(1)成功率非常低，各个技术环节也有待进一步改进。
(2)绝大多数克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷，如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷和免疫失调等。
(3)相对于技术研究，核移植的理论研究较为滞后，需要与发育生物学、细胞生物学和分子遗传学等学科更深层次的理论研究相结合。
第3节 胚胎工程
一 胚胎工程的理论基础
胚胎工程的概念
(1)操作对象：动物生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞。
(2)技术基础：如体外受精、胚胎移植、胚胎分割等。
(3)特点：经过多种显微操作和处理后获得的胚胎，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。
(4)理论基础：哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律。
(5)实质：在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。
受精
(1)概念：精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。
(2)场所：哺乳动物的输卵管内。
(3)过程
准备阶段1——精子获能
在雌性动物的生殖道内完成
准备阶段2——卵子的准备
发育到MII期才具备受精能力
受精阶段
获能后的精子与卵子相遇(精子释放多种酶，以溶解卵细胞膜外的一些结构)

精子触及卵细胞膜(透明带发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带

精子入卵（卵细胞膜发生生理反应:拒绝其他精子再进入卵内)

雌、雄原核形成

雌、雄原核结合(受精完成的标志）

胚胎早期发育
胚胎早期发育的过程
桑葚胚 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。 囊胚 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。孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。 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。
(1)卵裂：细胞分裂方式为有丝分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，在透明带内进行。
(2)桑葚胚：每个细胞都是全能细胞。
(3)囊胚：细胞逐渐分化，内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，随着胚胎的进一步发育，出现囊胚腔。
(4)孵化：囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来。
(5)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，一部分细胞在内、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。
二 胚胎工程技术及其应用
体外受精
1．胚胎工程技术：胚胎工程技术目前在医学和生产上应用较多的是体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
2．试管动物
(1)概念：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)意义：提高动物繁殖能力的有效措施，还可以为胚胎移植提供可用的胚胎。
体外受精

(1)基本步骤：卵母细胞的采集、精子的获取和受精。
(2)我国的进展：我国体外受精技术的研究起步于20世纪80年代后期，目前已经在羊、牛、猪和人等生物中取得成功，特别是人和牛的体外受精技术已达国际先进水平。
胚胎移植
(1)概念
①移植对象：通过体外受精及其他方式得到的胚胎。
②移植条件：同种的、生理状态相同的雌性动物体内。
③供体：在胚胎移植中提供胚胎的个体。
④受体：在胚胎移植中接受胚胎的个体。
⑤地位：通过任何一项技术(如转基因、核移植和体外受精等)获得的胚胎，都必须移植给受体才能获得后代。
(2)胚胎移植的优势：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
(3)胚胎移植的基本程序

胚胎分割
概念：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。
实质：动物的无性繁殖或克隆。
特点：后代遗传性状相同。
主要仪器设备：体视显微镜和显微操作仪。
操作程序

(1)选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中。
(2)在显微镜下用分割针或分割刀分割，在分割囊胚阶段的胚胎时，注意将内细胞团均等分割。
(3)还可用分割针分割滋养层，做DNA分析，鉴定性别。
(4)分割后的胚胎可以直接移植给受体，或经体外培养后，再移植给受体。
意义：可以促进优良动物品种的繁殖；产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；胚胎移植前进行性别鉴定、遗传病筛查等对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义。
第3章 基因工程
第1节 重组DNA技术的基本工具

限制性内切核酸酶——“分子手术刀”
来源
主要来自原核生物
种类
数千种
作用
识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开

结果
产生黏性末端或平末端

DNA连接酶——“分子缝合针”
作用：将两个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。
种类
E.coli DNA连接酶
来源
大肠杆菌
特点
只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来，不能连接具有平末端的DNA片段
T4 DNA连接酶
来源
T4噬菌体
特点
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，但连接平末端的效率相对较低
与DNA相关的几种酶的比较
基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
1．种类：质粒、噬菌体、动植物病毒等。
2．常用载体——质粒
(1)本质：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。
(2)质粒作为载体所具备的条件及原因
稳定存在并能自我复制或整合到受体DNA上
能使目的基因稳定存在且数量可扩增
有一个至多个限制酶切割位点
可携带多个或多种外源基因
具有特殊的标记基因
便于重组DNA分子的筛选
无毒害作用
对受体细胞无毒害作用，避免受体细胞受到损伤
(3)作用
①作为运输工具，将外源基因导入细胞。
②质粒携带外源基因在细胞内大量复制。
DNA的粗提取与鉴定

第2节 基因工程的基本操作程序
第一步：目的基因的筛选与获取
筛选合适的目的基因
目的基因：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。主要指编码蛋白质的基因，如与生物抗逆性、优良品质、生产药物、毒物降解和工业用酶等相关的基因。
从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选。
利用PCR获取和扩增目的基因
①PCR的含义：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，在生物体外提供参与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。
②目的：快速扩增目的基因。
③原理：DNA半保留复制。
④基本条件：DNA模板、4种脱氧核苷酸、2种引物、耐高温的DNA聚合酶、缓冲液。

⑤过程
 
a．变性：当温度上升到90 ℃以上时，双链DNA解聚为单链。
b．复性：温度下降至50 ℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
c．延伸：温度升至72 ℃左右时，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。
⑥结果：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(约为2^n，n为扩增循环的次数)。
⑦鉴定：采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物。
⑧仪器：PCR扩增仪。
第二步 基因表达载体的构建
基因表达载体构建的目的
使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。
基因表达载体的组成
基因表达载体的构建过程
一般用同种或能产生相同末端的限制酶分别切割载体和含有目的基因的DNA片段，再利用DNA连接酶将目的基因片段拼接到载体的切口处(如图所示)。
如何选择限制酶
 (1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 ①应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ。 ②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ。 ③为避免目的基因和质粒的自身环化和反向连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用Pst Ⅰ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)切割。 (2)根据质粒的特点确定限制酶的种类 ①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致，以确保具有相同的黏性末端。 ②质粒作为载体必须具有标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构。 (3)在基因表达载体中，启动子应位于目的基因的首端，终止子应位于目的基因的尾端，这样目的基因才能表达，即酶切位点应位于启动子与终止子之间。
第三步 将目的基因导入受体细胞
转化的含义
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．转化的方法
(1)导入植物细胞
①花粉管通道法：可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中；可以在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。
②农杆菌转化法：将目的基因导入双子叶植物和裸子植物时最常用的方法。

a．农杆菌的特点：农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T-DNA(可转移的DNA)转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。
b．方法步骤：目的基因插入Ti质粒的T-DNA中→转入农杆菌→导入植物细胞→目的基因插入植物细胞中的染色体DNA上→目的基因表达。
导入动物细胞
①方法：显微注射技术。
②常用受体细胞：受精卵。
导入微生物细胞：常以大肠杆菌作为受体细胞，一般先用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，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。
第四步 目的基因的检测与鉴定
1．分子水平的检测
(1)通过PCR等技术检测受体生物的染色体DNA上是否插入目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA。
(2)利用抗原—抗体杂交，检测目的基因是否翻译成相关蛋白质。
2．个体生物学水平的鉴定：检测目的基因是否赋予转基因生物相应的特性及该特性的程度。
3．基因工程的基本操作程序
获取质粒噬菌体等载体
筛选和获取目的基因
用限制酶切割载体和含有目的基因的DNA片段，然后用DNA连接酶连接，构建基因表达载体
将含有目的基因的表达载体导入受体细胞
检测和鉴定目的基因是否稳定维持和表达其遗传特性
第3节 基因工程的应用
基因工程在农牧业方面的应用
转基因抗虫植物
(1)方法：从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因，将它导入作物中培育出具有抗虫性的作物。
(2)成果：转基因抗虫棉花、玉米、大豆、水稻和马铃薯等。
转基因抗病植物
(1)背景：许多栽培作物由于自身缺少抗病基因，因此用常规育种的方法很难培育出抗病新品种。
(2)方法：将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物，培育出转基因抗病植物。
(3)成果：转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等。
转基因抗除草剂植物
(1)背景：杂草常常危害农业生产，而大多数除草剂不仅能杀死田间杂草，还会损伤作物，导致作物减产。
(2)方法：将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可以培育出抗除草剂的作物品种。
(3)成果：转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。
改良植物的品质
优良基因
必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因
富含赖氨酸的转基因玉米
与植物花青素代谢有关的基因
转基因矮牵牛
提高动物的生长速率
(1)基因：外源生长激素基因。
(2)成果：转基因鲤鱼。
改善畜产品的品质
(1)基因：肠乳糖酶基因。
(2)成果：转基因牛分泌的乳汁中，乳糖含量大大降低，而其他营养成分不受影响。
基因工程在医药卫生领域的应用
1．利用微生物或动植物细胞生产药物
成果：细胞因子、抗体、疫苗、激素等。
2．利用哺乳动物生产药物
(1)方法：将药用蛋白基因和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，由该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。
(2)成果：利用乳腺生物反应器生产抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、α抗胰蛋白酶等。
3．建立移植器官工厂
(1)方法：在器官供体的基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，然后再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。
(2)优点：解决移植器官短缺问题；避免免疫排斥。
基因工程在食品工业方面的应用
1．基因工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类。
2．成果
(1)凝乳酶：将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌的基因组中，再通过工业发酵批量生产凝乳酶。
(2)淀粉酶、脂酶等：构建基因工程菌，然后用发酵技术大量生产；产品纯度更高，生产成本显著降低，生产效率较高。
(1)凝乳酶：将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌的基因组中，再通过工业发酵批量生产凝乳酶。
(2)淀粉酶、脂酶等：构建基因工程菌，然后用发酵技术大量生产；产品纯度更高，生产成本显著降低，生产效率较高。
3．其他应用：利用“超级细菌”来处理环境污染，利用经过基因改造的微生物生产能源。
第4节 蛋白质工程的原理和应用
蛋白质工程崛起的缘由
(1)崛起缘由
①基因工程的实质：将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。
②基因工程的不足：基因工程在原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。
③天然蛋白质的不足：天然蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。
实例：提高玉米赖氨酸含量
天冬氨酸激酶（异亮氨酸）改造天冬氨酸激酶(第352位的苏氨酸）
二氢吡啶二羧酸合成酶(第104位的天冬酰胺）改造二氢吡啶二羧酸合成酶(异亮氨酸）
蛋白质工程的基本原理

蛋白质工程的基本思路：预期的蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。

蛋白质工程的应用
医药工业方面
科学家通过对胰岛素基因的改造，研发出速效胰岛素类似物产品。
干扰素(半胱氨酸）体外很难保存—（改造）—干扰素(丝氨酸）体外一70℃下可以保存半年
人－鼠嵌合抗体：降低免疫反应强度。
其他工业方面
利用蛋白质工程获得枯草杆菌蛋白酶的突变体，筛选出符合工业化生产需求的突变体，提高该酶的使用价值。
农业方面
①科学家尝试改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物光合作用的效率，增加粮食的产量。
②科学家利用蛋白质工程的思路设计优良微生物农药，通过改造微生物蛋白质的结构，增强微生物防治病虫害的效果。
第4章 生物技术的安全性与伦理问题
第1节 转基因产品的安全性
转基因成果
1．微生物方面
(1)优点：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。
(2)成果
①转基因技术已被用来减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期。
②用基因工程技术构建高产、优质的基因工程菌来生产氨基酸。
③用基因工程菌生产药物。
2．转基因动物方面
(1)培育了一批生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜。
(2)培育了抵抗相应病毒的动物新品种。
(3)建立了某些人类疾病的转基因动物模型。
3．转基因植物方面
(1)培育出了大批具有抗虫、抗病、抗除草剂和耐储藏等新性状的作物。
(2)种植最多的转基因作物是大豆和玉米，其次是棉花和油菜。
对转基因产品安全性的争论
人们的价值观取向不同，对转基因技术就会产生不同的见解，特别是在转基因食品的安全性等方面发生激烈的争论。
理性看待转基因技术
理性看待转基因技术需要以完备的相关科学知识为基础，即清晰地了解转基因技术的原理和操作规程；还应该看到人们的观点受到许多复杂的政治、经济和文化等因素的影响；最重要的是，要靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论。
我国对转基因技术的方针是研究上要大胆，坚持自主创新；推广上要慎重，做到确保安全；管理上要严格，坚持依法监管。
我国针对转基因技术的应用，颁布和实施了一系列法规和政策，既维护了消费者对转基因产品的知情权和选择权，又最大程度地保证了转基因技术和已经上市的转基因产品的安全性。
第2节 关注生殖性克隆人
生殖性克隆人面临的伦理问题
(1)克隆人可能使以血缘为纽带的人伦关系消亡。
(2)克隆人冲击了现有的一些有关婚姻、家庭和两性关系的伦理道德观念。
(3)克隆人是人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人。
(4)克隆技术尚不成熟，可能孕育出有严重生理缺陷的克隆人。
(5)生殖性克隆人是对人类尊严的侵犯。
(6)生殖性克隆人破坏了人类基因多样性的天然属性，不利于人类的生存和进化。
我国禁止生殖性克隆人
坚决反对克隆人：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。
重视治疗性克隆所涉及的伦理问题，对治疗性克隆进行有效监控和严格审查。
生殖性克隆与治疗性克隆
生殖性克隆：通过克隆技术产生独立生存的新个体。
治疗性克隆：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。
警惕用新技术研究生殖性克隆人
(1)近些年来，干细胞研究取得了一系列重要进展，可能会涉及克隆人研究。
(2)“人类基因组编写计划”引起了伦理方面的担忧。
第3节 禁止生物武器
前事不忘，后事之师
1．生物武器的种类：致病菌类、病毒类和生化毒剂类等，如天花病毒、波特淋菌、霍乱弧菌和炭疽杆菌等。
2.特点：致病能力强、攻击范围广。
3．散布途径：生物武器可以直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布，经由呼吸道、消化道和皮肤等侵入人、畜体内，造成大规模伤亡，也能大量损害植物。
对生物武器的威胁，不能掉以轻心
危害
(1)致病菌：第二次世界大战期间，侵华日军在中国领土上修建了几十座细菌武器工厂，曾用数千名中国人做实验，还曾在中国20多个地区使用了细菌武器，造成了几十万老百姓死亡。日本战败投降时，侵华日军又一次把培养的细菌释放出来，在我国造成传染病大流行。
(2)病毒：如天花病毒，在年轻人普遍都没有接种天花疫苗的情况下，若有人用天花病毒或某些动物的痘病毒作为生物武器，后果将不堪设想。
(3)利用转基因技术制造各种新型的致病菌：这些致病菌是人类从未接触过的致病菌，可让大批受感染者突然发病，而又无药可医。
禁止生物武器公约
(1)1972年4月，苏联、美国、英国分别在其首都签署了《禁止试制、生产和储存并销毁细菌(生物)和毒剂武器公约》(简称《禁止生物武器公约》)，并于1975年3月生效。1984年11月，我国也加入了这一公约。
(2)我国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。