高中生物必修三 生物技术与工程（新教材）

这是一个关于高中生物必修三 生物技术与工程（新教材）的思维导图，主要内容有生物技术的安全伦理、发酵工程、植物细胞工程、基因工程等。

生物技术与工程

• 生物技术的安全伦理
  • 转基因产品的安全性引发社会的广泛关注
  • 我国禁止生殖性克隆
  • 世界范围内应全面禁止生物武器
    • 生物武器的概念、组成及特点
  • 现代生物武器的防护，主要包括预警体系、防控体系和疫苗库
• 发酵工程
  • 微生物的培养需要适宜的条件
    • 培养基的成分：水、无机盐、碳源、氮源、生长因子等
    • 根据物理特征分：液体培养基和固体培养基
    • 根据化学成分为：合成培养基和选择培养基
    • 灭菌和无菌的操作技术P7~P8
    • 实验：配置马铃薯的蔗糖培养基
  • 获得目标微生物可通过分离和纯化
    • 分离和纯化
      • 平板画线法P11
      • 稀释涂布平板法P12
    • 测定微生物的数量
      • 稀释涂布平板法
      • 显微计数法
  • 调整培养基的配方可以有目的地培养某种生物
    • 根据微生物地代谢类型不同：蓝细菌和藻类
    • 根据微生物地代谢方式：紫色非硫细菌
    • 改变培养基中营养物质地浓度及比例：C/N比（4：1时菌体大量繁殖）
    • 通过增加或减去某种化学成分
    • 实验：能分解尿素地微生物地分离和计数
  • 发酵工程在人类的应用
    • 造成发酵食品不同风味的原因P26~P27
    • 利用酵母菌和醋酸菌制作果酒果醋P27~P28
    • 利用乳酸菌制作泡菜P29~P30
    • 工业上生产目标微生物
      • 条件（5点）：P31
      • 发酵控制装置
      • 控制发酵过程是保证发酵生产高效顺利进行的重要措施
      • 工业发酵的分离和提取
        • 分离：过滤、沉淀
        • 提取：真空发酵、吸附发酵、萃取发酵
• 植物细胞工程
  • 通过植物组织培养可获得完整植株
    • 植物组织培养的原理及过程
      • 概念（P42第4 段）
      • 原理：植物细胞的全能性
        • 概念：植物体的每个生活细胞都具有该植物梭包含的全部遗传性息，因而具有发育成完整植株的潜能
        • 原因：已分化的细胞中遗传物质一般不发生改变（外植体脱离了母体的影响，一定条件下可以实现）
        • 表达全能性的条件
          • 具有完整的细胞结构
          • 处于离体状态
          • 提供一定的营养、激素和其他适宜的外界条件
        • 过程：外植体（需补充）
    • 由愈伤组织再分化形成完整植株的两种途径（补充图片）
      • 器官发生途径
      • 体细胞胚发生途径
    • 植物组织培养所需要提供的条件
      • 适宜的温度
      • 无菌条件
        • 外植体用一定浓度的次氯酸钠、氯化汞和酒精消毒
        • 接种器具和培养基一般用高压蒸汽灭菌法
        • 接种室和操作台常利用紫外灯照射灭菌
      • 适宜的营养条件
        • 无机盐为植物提供必需的矿质元素
        • 糖类即可作为碳源和能源物质又可以维持培养基的渗透压
        • 维生素以辅酶的形式参与细胞的蛋白质、脂质、糖代谢等重要活动
      • 植物生长调节物质（包括天然植物激素和人工合成的激素类似物）
        • 植物激素调控细胞的脱分化和再分化过程
        • 生长素类和细胞分裂素类物质的比值大时，有利于根的形成；比值小时，则促进芽的生成
    • 植物组织培养技术的应用
      • 植物组织培养可快速繁殖植物
        • 初代培养和继代培养（P47)
        • 离体繁殖（快速繁殖的过程就是植物克隆的过程）
        • 优点：可以很好地保持品种的优良性状；可全年连续实验和生产
      • 植物组织培养可用于植物的脱毒
        • 原理：植物生长点附近的病毒浓度很低甚至无病毒
        • 方法：P47倒数第二段
      • 组织培养技术可用于生产人工种子
        • 方法：P47最后一段
        • 人工种子的结构：体细胞胚、人工胚乳、人工种皮
        • 优点：不受季节的限制；可以大量快速地繁殖优良品种；对剩余周期长、育性不良且难以有性生殖地植物具有重要意义
      • 组织培养技术可用于细胞代谢产业的工业化
        • 原理：通过植物组织、细胞的培养来提取由价值的天然产物
        • 操作流程
        • 实例：生产药物、食品、调料、香料、颜料等
      • 组织培养基技术可以用于作物新品种的培育
        • 细胞突变体的筛选
        • 单倍体育种
        • 转基因植物的克隆
      • 实验：菊花的直至培养及幼苗的移栽(P49~P52)
  • 通过体细胞杂交可获得新的植物体
    • 植物体细胞杂交的概念：将来自两个不同种植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并将杂种细胞培育成新的植物体的技术
    • 原理：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
    • 过程（需补充P55~57）
    • 意义：能克服远缘杂交的不亲和性
• 基因工程
  • 基因工程赋予生物新的遗传特性
    • 基因工程（重组DNA技术）
      • 概念
      • 基本原理：基因重组
      • 基因工程发展的学科基础
        • 多个实验证实DNA是遗传物质
        • “中心法则”阐明了遗传信息的传递和表达机制
        • 遗传密码的破译为基因在不同种生物细胞内进行表达的设想奠定了理论基础
        • 工具酶，载体的发现实现了对DNA分子的剪切，连接和复制
    • 基因工程的基本工具
      • 限制性内切核酸酶
        • 来源：主要存在于细菌等微生物中
        • 作用：P100
        • 作用结果
          • 黏性末端
          • 平末端
      • DNA连接酶
        • 作用：将DNA片段连接成一个重组DNA分子
        • 种类
          • E.coliDNA连接酶
          • T4DNA连接酶
      • 载体
      • 作用
      • 理想载体的特征
        • 含有复制起点，能够独立自主地复制并稳定存在
        • 含有一种或多种限制酶的识别序列
        • 具有筛选作用的标记基因，以便能够通过表型鉴别含有载体的细胞
        • 种类：质粒，有些动物病毒及噬菌体
        • 常用的载体：质粒
      • 实验：DNA的粗提取和鉴定（P103～P104）
    • 基因工程的基本操作
      • 获取目的基因
        • 基因的结构P105
        • 获取目的基因的方法
          • 化学合成法
          • 借助载体建立基因文库
          • PCR体外扩增P107.
      • 重构DNA分子
        • 克隆载体和表达载体
        • 表达载体的组成：复制起点，标记基因，多个限制酶的识别序列，启动子，终止子等
        • 重组DNA分子的构建
      • 将重组DNA分子导入受体细胞
        • 感受态细胞法（微生物细胞）
        • 显微注射法（动物细胞）
        • 农杆菌转化法（植物细胞）
        • 花粉管通道法（植物细胞）
      • 检测目的基因及其表达产物
        • 检测目的基因
          • 借助载体上的标记基因检测
          • PCR技术检测
          • 核酸分子杂交技术检测
        • 检测表达产物
          • 核酸分子杂交技术
          • 抗原抗体杂交技术
          • 个体性状
  • 基因工程及其延伸技术应用广泛
    • 基因工程改变了人类的生活品质
    • 应用基因工程进行法医鉴定
    • 可用于培养具有优良形状的农牧业品种
    • 蛋白质工程是基因工程的延续
    • 以测序为基础建立的基因数据库是人类共有的财富
• 动物细胞工程
  • 细胞培养是动物细胞工程的基础
    • 动物细胞培养的概念P63
    • 动物细胞培养的条件
      • 适宜的温度
      • 适宜的PH
      • 气体条件：95%的空气+5%的CO2
      • 无菌无毒条件（血清等要过滤除菌）
      • 充足的营养物质
    • 动物细胞培养包括原代培养和继代培养
      • 动物细胞培养的过程P65
      • 细胞系和细胞株P67
      • 细胞克隆P67
      • 动物细胞培养的意义和应用
  • 通过细胞核移植克隆动物
    • 动物细胞核移植技术与克隆动物
      • 动物细胞核移植技术
        • 概念P79第一段
        • 分类（胚胎细胞移植的成功率远高于成体细胞）
          • 胚胎细胞核移植技术
          • 成体细胞核移植
        • 过程（P70～72）
  • 通过细胞融合可产生具有新特性的细胞
    • 动物细胞核融合技术
      • 概念P77
      • 诱导融合的方法
        • 聚乙二醇的处理
        • 电流刺激
        • 病毒诱导
      • 原理：细胞膜的流动性
      • 结果：产生具有新特性的细胞
      • 应用：染色体定位等
    • 单克隆抗体及其应用
      • 单克隆抗体的概念：由一个B淋巴细胞增值形成的细胞群所产生的单一型抗体分子就称为单克隆抗体
      • 制备过程P81
      • 单克隆抗体的优点：纯度高，可大量制备，特异性强，灵敏度高
      • 应用
        • 作为特异性探针
        • 解决生物学和医学的许多重大问题
        • 制成“生物导弹”
  • 对动物早期胚胎或配子进行处理可获得目标个体
    • 受精的过程P88
    • 早期胚胎发育的过程P87
    • 胚胎工程技术及其应用
      • 体外受精
      • 早期胚胎体外培养
      • 胚胎移植
      • 胚胎分割