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2023届新高考生物备考复习技术与工程第一章发酵工程第1节 传统发酵技术的应用一、发酵与传统发酵技术1.发酵的历史:185年,法国微生物学家巴斯德通过实验证明,酒精发醵是由活的酔母菌引起的。 2.腐乳的发酵参与发醵的微生物:多种微生物,如蝇、囲霉和理等,其中起主要作用的是建。3 .腐乳的发酵发酵原理:经过微生物的发醵,豆腐中的蛋白质被分解成小好的肽和龍酸,味道鲜 美,易于消化吸收。4 .发醵的概念: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。5 .传统发醵技术的概念: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醵物 虫的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发醵技术。6 .传统发酵技术的特点:以混合菌种的醜发酵及半固体发酵为主,通常是家庭式或作坊式的。 二、尝试制作传统发酵食品1 .乳酸发醵微生物-乳酸菌的特点:厌氧细菌,懿生物,以二生裂方式增殖,代谢类型为整 厌氧型,在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸,反应简式:C6Hl2。6三2c3H6。3(乳酸)+能量。2 .乳酸发酵的生产应用:用于乳制品的发醵、泡菜的腌制等。3 .乳酸菌的分布空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内。4 .常见的乳酸类型乳酸链球菌和乳酸狂菌。5 .酒精发酵微生物-酸母菌的特点:单细胞真菌,真核生物,兼性厌氧微生物,能以多种糖类作为 营养物质和能量的来源。在无氧条件下能进行酒精发酵。温度是影响酵母菌生长的重要因素;酿酒醵 畳的最适生长温度约为为28XO6 .酒精发醵生产应用:用于酿酒、制作馒头和面包等。7 .醋酸发酵微生物醋酸菌的代谢特点:好氧细菌,代谢类型为异养需氧型,当02、糖源都充足时 能將糖分解成糧,当缺少糖源时则将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为醋酸。最适生长温度为能 358 .制作泡菜(1)发醵原理:利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵;发酵期间,乳酸会丕断积累,当它的质量百分比为0.4%-0.8%时,泡菜的口味、品质最佳。(2 )制作泡菜发醵条件:适宜的温度、严格控制厌氧条件。(3)制作泡菜方法步骤:配制盐水蔬菜装坛加盐水一封坛发酵 (4)蔬菜应新鲜的原因：若不新鲜,蔬菜中的亚硝酸盐含量会升高。9 .制作果酒发醵原理:(1)许多新懸果的果皮表面附着有大量的不同种类的野錘坦菌;(2)在艇菌的作用下,水果可以发酵成果酒;(通过有氧呼吸大量繁殖,通过无氧呼吸逬行酒踏 醵产酒精)(3)相关反应式 C6Hl26 + 602. + 6H。2 三 6c。2 + 12Ho2 + 能量C6Hl2。6 三 2c2H50H(酒精)+ 2CO2 + 能量10 .制作果酒发醵条件:(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,逬行酒睹屋12 .制作果酒方法步骤:器具消毒冲洗榨汁酒精发酸醋酸发酵(详细操作看课本P7)13 .制作果醋参与发醵的主要微生物及来源:空气中的醋酸菌。14 .制作果醋的发醵原理:(1)在直氢的条件下,果酒经鱷菌的作用可以进一步发醵成果品;(2 )当糖源、氧气充足时,醋酸菌还可以直接将糖分解为醋酸;繭(3)相关反应式:C2H50H + O2-CH3COOH(醋酸)+出。+能量酸C6Hl2。6 + 2022cH380H(醋酸)+ 2H2。+ 282 + 能量15 .制作果醋的发醵条件:(1)温度一发醵温度为30-35o( 2 )氧气含量氧气供应充足。16 .制作果醋的步骤:果酒制作一打开瓶盖,盖上纱布一果醋检测第1章发醵工程第2节 微生物的培养技术及应用、微生物的基本培养技术1 .防止杂画盔遼迹费的微生物培养物是研究和应用微生物的前提(发醵工程重要基础)。2 .在实验室培养微生物:一方面:为微生物提供合适的营养和环境条件(培养基)。另一方面:要确 保其他微生物无法混入,并将需要的微生物分离出来(无菌技术).(-)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、箜、鉴定、保狂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),呈随状态。用途:扩大培养获得大量菌种、常用于业生产。目的是増加目的菌的数量。(2 )固体培养基:含凝固剂(如琼脂),呈醜状态。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 .微生物是难以用肉眼观察的微小生物的统称,包括醺、真菌、病毒及些原生生物等。本章中提 及的微生物主要指用于发酵的细菌速菌。6 .微生物在琼脂固体培养基的表面或内部生长,可以形成菌落。7 .培养基的基本成分:各种培养基一般都含有水、碳遞、鱷和宏喳等营养物质,此外还需要满足 微生物生长对也、特殊营养物质以及。2的需求。如培养乳酸菌时需要在培养基中添加维錘,培 养霉菌(真菌)时需将培养基的pH调至難,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。8 .含C、H、N的有机物可作为异养型微生物的碳源、氮源、能源。9 .自养型微生物与异养型微生物培养基的主要差别在于碳源。10 .能否根据培养基中营养物质判断微生物的代谢类型?可以,例如自养型微生物所需的碳源来自无机碳源,异养型微生物所需的碳源来自有机碳源。11 .无机氮源能给自养型微生物提供能源吗?可以,例如NH3既作为硝化细菌的题源,也作为能源(NH3氧化释放的化学能)。12 .是否所有培养基中都必须添加碳源、氮源?不是,例如分离固氮菌不需要额外添加加源,其可以直接利用空气中的氮气。(二)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鱷醯遵展开。 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、操作者的衣叠和手逬行漬渣和消毒。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!暹等进行灭菌。灭菌的方法有:湿热灭菌、干热灭菌 和灼烧灭菌。3 .做好消毒灭菌工作后,要注意:实验操作时应避免已经灭懿囈幽用县与周细物昼接触。4 .为避免周围环境中微生物的污染,应如何操作?在超净工作台并在酒精灯火焰附近逬行。5 .无菌技术除用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外,还有什么作用?无菌技术还能有效 避免操作者破微生物感染。6 .消毒:(1)概念: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险微生物。(2)方法:a.日常生活中经常用到煮沸消毒法;b.对于些不耐高温的液体如牛奶,可使用巴氏消毒法;c.生物活体、水源等还可使用化要药物逬行消毒,操作方法:用酒積擦拭双手、用氢气消毒水源等; d.接种室、接种箱或超净工作台在使用前,可以用紫处线照射。7 .灭菌:(1)概念:是指使用强烈的戦方法杀死物体内外匝直的微生物,包括芽抱和抱子。(2 )方法:a.培养基等一般用湿热灭菌法,其中豈压延汽灭菌的效果最好,b.耐高温的和需要保持干燥物品,如坡璃器皿(吸管、培养皿)、金属用具等,可以用干热灭菌法。C.接种过程中,微生物的接种理、试管口、蛆通过灼烧灭鲤来灭菌。8 .使用高压蒸汽灭菌锅时,能不能直接密封升温?不能,一定要将锅内冷空气彻底排出,才能密封升温,否则,可能引起锅内压达到设定值而温度 不能达到要求。9 .高压蒸汽灭菌锅灭菌完毕后,可以立刻放气减压吗?不能,若立即放气减压瓶内液体会剧烈沸腾,冲掉瓶塞而外溢,甚至导致容器爆裂(须待灭菌锅内 压降至与大气压相等后可打开排气阀开盖)。10 .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。11 .用紫外线进行消毒时,可以怎么做来加强消毒效果? 照射前,适当喷洒酒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液。(三)微生物的纯培养1 .纯培养:在微生物学中,将接种于培超内,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。获得嵋养物的过程就是纯培养。2 .纯培养物:由单二金体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物,获得嵋养物的过程就是纯培养。 里菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。3 .微生物纯培养的步骤:微生物的纯培养包括配制置暹、旗、後独、箜和墜等步骤。4 .获得单菌落的方法: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。5 .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。个单菌落即个独壁。菌酒通常可以用来作为鉴定菌种的重要依据。6 .酵母菌的纯培养:课本P13二、微生物的选择培养和计数(一)选择培养基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 .选择培养基三种筛选方法:(1)利用懿缺陷进行选择培养。某种营养缺陷的微生物不能正常生长(2)利用添加某种化学物质进行选择培养。添加杀伤性物质,有抗性的可以生长,无抗性的死亡 (3)利用改賣培|陸性进行选择培养。调节温度、pH等生长条件,只有适应的可以生长 3.如何设计培养基筛选分解尿素的细菌?以尿素作为唯一如源设计选择培养基,只有能合成崛酶的细菌才能生长发育繁殖。4 .该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点?除以尿素作为唯一血源外,该培养基的其他营养成分与普通培养基基本相同。5 .在选择培养基上生长的一定是所选择的目的菌吗?不一定,有些微生物可以利用目的菌的代谢产物来生长繁殖,所以还需要逬步验证。6 .怎么证明一个选择培养基具有选择性?应该设置基础培养基(如牛肉膏蛋白陈培养基)或完全培养基作为对照,若基础培养基或完全培养 基中生长的菌落数菌多于该选择培养基,则该选择培养基具有选择性。7 .尿素可为尿素分解菌提供氮源的原因?尿素可为尿素分解菌提供碳源吗?为什么?尿素分解菌能合成眠酶,眠酶能催化分解尿素产生NH3和CO2 , NH3可作为尿素分解菌的氮源。但不能作为碳源,因为尿素分解菌不是自养生物,不能利用CO2作为霸源.(二)微生物的选择培养1 .稀释涂布平板法(活菌计数法),龌途布乎扳法基础操作包括:梯度稀释和涂布平板。2 .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,然后再将菌液途布到制备好的壁墙彊上。3 .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。4.分离纯化微生物具体含义: 将单个微生物分散在固体培养 基上,经培养得到单菌落(即 纯培养物)。5.号试管稀释倍数为104。mk njL I m£ 10 g 90 mL 土样无菌水619 m无菌水0168个菌落 175个菌落 16个菌落6.分解尿素的细菌的分离:分解尿素的细菌能合成眼酶,该酶能催化尿素分解产生NH3 ,以此作为细菌生长的氮源。要将土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出来,培养基的配方设计思路是培养基中 除含有细菌必需的碳源、水、无机盐外,只含有尿素一种劎源。8 .稀释涂布平板法分离分解尿素的细菌操作过程见课本P17 (三)微生物的数量测定1 .微生物的数量测定方法:间接计数法一稀释涂布平板法直接计数法一显微镜直接计数法、滤膜法。2 .稀释涂布平板法原理:当样品的権糧度足够高时,培养基表面生长的一介鎮落,来源于样品稀 释液中的二殯菌。通过统计平板上的菌落数,就能推测岀样品中大约含有多少活菌。3 .桂园的連度将直接影响平板上的菌落数目。4 .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,应至少对五个平板逬行重复计数,然后求出平均值。5 .稀释涂布平板法结果分析:(1)统计的菌落数往往比活菌的实际数目空;这是因为当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察 到的只是个菌落。(2 )统计结果一般用菌落數而不是用活菌数来表示。6 .C代表某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=丄3。回。7 .将1ml水样稀释!00倍,在三平板上用涂布法分别接入0.1ml稀释液;经适当培养后,3平 板上的菌落数分别为39、38和3。据此可得出每升水样中的活菌数为(39+38+37) + 3+0.1x100xl000o8 .恰当的稀释度、途谑查均匀是成功统计菌落数目的关键。9 .显微镜直接计数法原理:利用特定的翅顱壘或酗吸吐数梔在显微镜下观察、计数,然后再 计算二定体积的样品中微生物的数量。10 .显微直接计数法使用的计数工具:蜿胞吐数板常用对相对较大的酵母菌细胞、霉菌抱子等计数;缆韻壘可对细菌等较小的细胞进行观察和计数。11 .显微直接计数法优点:快速直观。12 .显微直接计数法缺点:(1)统计结果一般是活菌数避菌数的忠和。原因:不能区分死菌与活菌。(2 )个体小的细菌在显微镜下难以观察。13 .土壤中分解尿素的细菌的分离与计数:操作过程见课本P19 ;结果分析(1)说出下列各组培养基的目的:3组接种的选择培养基:对土壤中分解尿素的细菌分离和计。1组接种的牛肉膏蛋白陈培养基:判断选择培养基是否具有选择作用。不接种的选择培养基:验证选择培养基中是否含有杂菌。不接种的牛肉膏蛋白陈培养基:验证牛肉膏蛋白病培养基中是否含有杂菌。(2 )得到的菌落一定是分解尿素的细菌吗?丕二足上还需要进二步的鉴定。逬步探究分解尿素细菌的进一步鉴定L原理:分解尿素细菌合成的喉醯将尿素分解为他也凶,NH3溶于水会电离出NH4+和OH-,使 培养基的碱性増强,pH升高,因此可以通过检测培整皿的变化来判断是否发生了该化学反应, 进而判断该菌是否为尿素分解细菌;2方法:在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂«培养某种细菌后,如果pH升高,指示剂将理。 液体培养基可以直接看液体的变色情况;固体培养基上可以观察菌落周围是否出现红色环带;红色环 带直径与菌落直径比值越大,说明分解能力越强。柘展应用-纤维素分解菌的分离纤维素分解菌的筛选方法是刚果红染色法。刚果红(简称CR)是种染料,能与纤维素形成红色复合 物,当纤维素被分解后,培养基中会出现以红鱷生顫为中心的邈輝,壘睡的大小可反应醺 降解纤维素的能力。实验流程:土壌取样壁培养軀横程一将样品涂布到鉴别红鱷錘菌的培养基上一挑选产生 透明圈的菌落。选择红鱷含量生富的土壤环境采集土样。第一章发酵工程第3节 发醵工程及其应用、发酵工程的基本环节1 .发醵工程的基本环节:菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、旗,接种,发醵罐内衣醵,产品 鱷蟠錘等方面。(具体过程见课本P23)2 .注意:(1)谷氨酸发酵常用菌种为杳氨酸圉举瑾;(2 )谷氨酸棒状杆菌的代谢类型为麻霊型,其与有氧呼吸有关的酶主要存在于细胞膜上;二、发酵工程的应用1 .发醵工程以其生产条件温和、原科来源丰富且价格低廉、产物号、废弃物对环境的污染(!前容易 处理。等特点,在食品业、医药业、农牧等等许多领域得到广泛应用。2 .食品理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。3 .发醵工程在食品工业的应用包括:(1)生产传统的发酵产品,如诞 各种酒类。(2)生产各种各样的食品添加剂,如通过黑囲霉发醵制得的柠檬酸,由杳壘捧状狂菌发醵生产味精。 食品添加剂优点:增加食物的营养,改善食品的口味、色泽和品质,延长食品的保存期。(3)生产酶制剂,酶制剂来源:少数由动植物生产,绝大多数通过鯉工程生产。4 .发醵工程在生产传统发醵食品中的意义:使这些产品的量和质量明显提高。5 .啤酒是以雉为主要原料经驗韻发醵制成的。6 .发醵工程在医药业的应用:(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 )直接对輙进行改造,再通过发酵技主大量生产所需要的产品。7 .利用基因工程生产疫苗具体操作:将病原体的某个或某几个抗原基因转入适当的微生物细胞,获得 的表达产物就可以作为疫苗使用。8 .发酵工程在农牧业的应用:(1)生产微生物肥料。利用了微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等,有的微生物肥料 可以抑制班虫痼韻生物的生长。常见的有根顫肥、固氮菌肥等。(2)生产微生物农药。微生物农药的作用:利用微生物或其代谢物来防治病虫害的。微生物农药作为 生物防送的重要手段,将在农业的可持整展方面发挥越来越重要的作用。(3)生产微生物饲料。单细胞蛋白:以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料,通过发醵获得了大量的微生物 菌体,即单细胞蛋白。乳酸菌: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兔痘 。9 .在其他方面的应用(1)解決選整缺与环境污染问题:随着对纤维素水解研究的不断深入,利用纤维废料发醵生产酒精、乙烯等能源物质已取得成功。（2）将极端微生物应用于生产实践:自然界中还存在着一定数量的极端微生物,它们能在极端恶劣 的环境（高温、高压、高盐和低温等环境）中正常生活。例如嗜热菌、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。第二章细胞工程 第一节细胞工程 、植物细胞工程的基本技术1.细胞工程概念:细胞工程是指应用继甦物隻、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法,通过细!曙、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、加或其产品的门综合性生物工程。（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 .是否表现出全能性的判断标准:细胞经分裂和分化后是否产生完整生物体。4 .细胞具有全能性的原因（物质基础）:一畑来说,生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质, 都有发育成为完整力体所需的全部遗传信息。5 .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岀全能性的原因）: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）。6 .是不是所有的活细胞都具有全能性?不是,例如哺乳动物成熟的红细胞、植物成熟的筛管细胞。7 .细胞具有的全能性一定能表现出来吗?丕星、例如现物!逊胞。8 .比较一般情况下下列细胞全能性的大小（1）受精卵二生殖细胞三体细胞（2）分化程度低的细胞三分化程度高的细胞、（3）分裂能力强的细胞三分裂能力弱的细胞（4）植物细胞三动物细胞（5）幼嫩的细胞三衰老的细胞（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、组织或细胞被称为处值建。3 .植物组织培养的原理:植物细胞的全能性。生殖方式:无性生殖。分裂方式:有丝分裂。4 .菊花植物组织培养（1）菊花植物组织培养的原理植物细胞一般具有全能性;脱分化:在一定的變和懿等条件的诱导下,让已经分化的细胞经过诱导后,失去其特有的结擅 和功能,转变成未分化细胞的过程。结果:形成愈伤组织。愈伤组织的特点:不定形的靖壁组织团块。一般不需要光照。此过程中涉及的生命活动只有细胞増 殖（有丝分裂）,没有细胞分化。再分化:脱分化产生的愈饬组织,在一定的培养条件下,再分化出芽、根等器官,逬而形成完整的 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増殖（有丝分裂）,又有细胞分化。再分化实质:基因的选择性表达。 激素的作用:植物激素中生氐妻和鲤缠妻是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向;生长素用量与细胞分裂素用来的比值结果比值高有利于根的分化,抑制芽的形成比值低有利于芽的分化,抑制根的形成比值适中促进愈伤组织的形成（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,容易诱导形成愈饬组织。（3 ）操作流程:（见课本P36）（4 ）若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位,愈伤组织中是否会含有叶绿体?为什么? 愈伤组织中不含有叶绿体;培养物经过诱导后,失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞,因 此,愈伤组织中不含有叶绿体。（5）植物组织培养中细胞表现出全能性的条件离体（最关键）。严格的无菌条件。适宜的培养条件。适宜浓度和比例的激素。一定的营养条件。（6）为什么一定要离体能表现出全能性?若细胞不离体,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。（7）如何控制严格的无菌条件?用体积分数为70%的酒精对手、超净工作台、外植体进行消毒,对外植体处理还需要质量分数为5% 左右的次氯酸钠溶液,清洗外植体需要使用无酗。）对培养基和器械进行灭菌;接种操作必须在酒精灯火壁进行。（8）适宜的培养条件包括那些?温度（例如菊花植物组织培养应为18-22）.光照（例如脱分化需避光,再分化需照光）。（9）一定的营养条件如何保证?配制合适的培养基,包括有机营养成分、无机营养成分、特定浓度和比例的激素。（10 ）培养基组成无机营养成分（水和无机盐），有机营养成分（蔗糖、氨基酸、维生素），特定浓度和比例的聾（主要是生长素和细胞分裂素）。注意:蔗糖的作用:提供能量，调节渗透压。培养基灭菌方法为:湿热灭菌法（高压蒸汽灭菌）。（11）为什么整个过程要保证无菌操作?避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养,同时防止有些杂菌危害培养物的生长。（12 ）整个过程中使用的培养基中是一成不变的吗?丕是。分别为诱导愈伤组织的培养基诱导生芽的培养基诱导生根的培养基。(13)以上培养基中,生长素/细胞分裂素的比值大小是如何变化的?比值适中一比值低比值高。(14 )接种后,外植体被污染的可能原因:培养基、接种工具灭菌不彻底。外植体消毒不彻底。操作过程不符合无菌操作要求等。(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植物细胞A植物细胞B新植物体的技术。去掉细胞壁原生质体A 0)(0)原生质体B2 .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)在逬行体细胞杂交之前,必须先去除细胞壁:用纤维素熱果枝酸去除植物细胞壁,获得原生质体。去壁原因:细胞壁阻碍着细胞间的杂交(阻碍了原生质体间的融合)。(2)诱导原生质体融合的方法物理法:电融合法、离心法等。化学法:聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+ -高也融合法等。原生质体融合正在融合的原生质 体再生.出细胞壁 V杂种细胞T脱分化愈伤组织再分化杂种植株植物体细胞融合植物组织培养(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 )再生岀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。4 .纤维素酶和果胶酶的酶溶液中一般加入一定浓度的无机盐离子和甘露醇,试分析原因?使溶液具有一定的渗透压,防止原生质体吸水过多而涨破,保持原生质体正常。5 .植物体细胞杂交的原理:细胞膜具有一定的流动性、植物细胞的全能性。植物体细胞杂交的生殖方式:无性生殖。植物体细胞杂交的分裂方式:有丝分裂。植物体细胞杂交的涉及的可遗传变异类型:染色体变异。6 .获得的所有细胞一定是需要的杂交细胞吗?丕二星诱导融合后的产物有三类:未融合的细胞、两两融合的细胞、多细胞融合体。7 .植物体细胞杂交的意义：打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种等方面展示出独特的 优势。8 .杂种植株包含两个物种的全部遗传物质,各种基因都包含在内,却未按照人们的要求表现出亲本所 有的性状,例如“番茄马铃薯”并没有地上结番茄,地下长马铃薯,这是为什么?生物体内基因的表达不是孤立的,它们之间是相互调控、相互影响的,杂种植株的细胞中虽然具备 两个物种的遗传物质,但这些遗传物质的表达相互干扰,它们不能像在原植株细胞内实现有序表达, 因此不能按照人们的要求表现出亲本所有的性状。二、植物细胞工程的应用植物细胞工程的应用包括值物繁殖的新途径、作物新品种的培育、细胞产物的工厂化生产。(一)植物繁殖的新途径1 .植物繁殖的新途径包括快速繁殖(也叫微型繁殖)和作物脱毒。2 .快速繁殖(1)快速繁殖概念:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。(2)优点:可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖;无性繁殖可以保験良品种的遗;可实现 工厂化生产。注意:拝插、压条、嫁接等丕属壬微型繁殖技术。3 .作物脱毒(1)适用范围:无性繁殖的作物(马铃薯、草莓、香蕉)。(2)进行作物脱毒的原因:用无性繁殖的方式逬行繁殖的作物,它们感染的病毒很容易传给后代, 病毒在作物体内逐年积累,就会导致作物产量降低、品质变差。(3)外植体选材部位:植物顶端分生区附近部位,如茎尖。(4 )选分生区的原因:植物顶端分生区附近病毒极少,甚至无病毒。(5 )优点:脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物。(6)作物脱毒具体操作过程:切取一定大小的茎尖逬行组织培养,再生的植株就有可能不带病毒, 从而获得脱毒苗。(7 )脱毒苗是否不会再感染病毒?不是,脱毒苗工抗毒苗。(8 )实例:目前采用楚楚织培养技术来脱去病毒,在马玲薯、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等主要经 济作物上已获得成功。(二)作物新品种的培育1 .作物新品种的培育包括单倍体育种和突变体的利用。2 .单倍体育种一,亠,宀染色体加倍(1)过程:花药(或花粉)离体培养(花药取自二倍体植株)、单倍体幼苗不金纯合子植株。当年就能培育出遗传性状相对稳定的頼二倍体植株。(2)优点后代是纯合子,能稳定遗传。极大地缩短了育种的年限,节约了大量的人力皿物力。大多数单倍体植株可作为逬行体细胞透頷独和研究遗传突变的理想材料。(3)为什么大多数单倍体植株可作为逬行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料?大多数单 倍体植株睡胞蛆含二套染色体送鱼体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现。2 .突变体的利用诱变处理,麦木井里 僵 力和纟日須外植体&经愈伤织型”突变体豐一新品种(2 )诱変处理对象:一股为期伤组织。培育(3)产生原因:在植物的组织培养过程中,易受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。(4 )原理:基因突变和植物细胞的全能性。(5)诱变育种的缺点:突变具有不定向性和低频性,因此需大量处理实验材料。(6 )诱变育种的优点:通过人工诱变提高愈伤组织的突变率,从而筛选获得抗病、抗盐、高产、优质的新品种,加快育种逬程。（7）利用:筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新品种。（三）细胞产物的工厂化生产1 .代谢产物的分类a.初生代谢产物:初生代谢是生物生长和生存所蠣的代谢活动;如糖类、脂质、蛋白质、核酸等 b.次生代谢产物:植物代谢会产生一些一般认为不是生物生长所必需的,一般在特定组织或器官中f 并在一定的环境和时间条件下进行。产物:一类小分子有机化合物（如酚类、菇类、含氮化合物等）2 .细胞产物的工厂化生产的目标产物:次生代谢产物。3 .次生代谢物作用:在植物血鼠臓等方面发挥作用,也是很多药物、查料和聾等的重要来源。外植体脱分化愈伤组织分幽细胞悬液培养、提巴细胞产物4 .生产技术手段:總物组织培养技术（在馳条件下对蚯植物细胞或细胞团进行培养使其増殖的技 术）。5 .过程:6 .细胞产物工厂化生产主要利用的是哪种结构?愈細组织。7 .该过程中是否需要培养得到完整植株? 一般不需要。8 .优点:不占用耕地,几乎不受季节、天气等的限制,对于社会、经济、环境保护具有重要意义;生 产速度快。9 .实例:利用紫草细胞的组织培养生产的轉文具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。利用红豆杉细胞 的组织培养生产的整醇具有高抗癌活性。第三章细胞工程第2节动物细胞工程动物细胞工程包括:动物细胞培养、动物细胞融合、动物细胞核移植。、动物细胞培养L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:细胞増殖（有丝分裂）。3 .动物细胞培养的地位:动物细胞工程的基础。4 .动物细胞培养的关键操作:原代培!和传代培养。（-）动物细胞培养的条件L动物细胞培养的条件:营养条件、无菌、无毒的环境、适宜的温度、pH和渗透压、适宜气体环境。2 .营养物质主要包括:糖类、氨基酸、无机盐、维生素等。未知营养条件:使用合成培养基时,通常 需加入迪漬等些天然成分。其作用为:提供尚未全部研究清楚的细胞所需的营养物质。动物细胞利 用的营养物质包括蔗糖和淀粉吗?丕昼括。3 .动物细胞培养的培养基的物理性质:培养动物细胞一般使用魁培!暹,也称为培养液。4 .为什么培养液需要定期更换?以便清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞目身造成危害。5 .如何防止培养过程中的微生物污染?在细胞培养液中添加一定量的抗生染。6 .哺乳动物细胞培养的温度多以36.5±0.5为宜。多数动物细胞生存的适宜pH为7.2 7.4.7 .维持适宜渗透压的目的维持细胞正常的形态和功能。8 .动物细胞培养所需气体主要有和也。其作用分别为:02是细胞代谢所必需的,82的主要 作用维持培养液的pH。9 .培养容器:通常采用培养皿或松盖培养瓶。培养仪器:含有95%空气和5%CO2的混合气体的C02 培养箱。因此动物细胞培养的气体环境为95%空气和5%CO2o(二)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一分瓶传代培养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原因(1)从动物体取出的成块组织中,细胞与细胞靠在起,彼此限制了生长和弓殖;(2 )能使细胞与培养液充分接触,更易逬行物质交换。4 .将组织分散成单细胞的方法(1)机械法;(2)用胰蛋白酶、取动物组织离 剪砕组织用胰蛋白博、胶原蛋白穗处理 0分散成单个细胞I制成细胞悬液转入培养液中-放入C02培养箱中培养进行風维呈>7贴满瓶壁的细胞用胰蛍门懒处理 分散成单个细胞,制成细胞悬液转入培养 液中进行 传代培养胶原蛋白酶等处理一段时间。5 .(1)用胰蛋白酶分散细胞,可以说明什么问题?动物细胞间的物质主要是蛋白质。(2 )可以用胃蛋白酶分散细胞吗?不可以。为什么?胃蛋白酶作用的适宜pH约为2_,当pH大于6时,胃蛋白酶就会失去活性,多数动物 细胞培养的适宜pH为.2-7.4 ,胃蛋白酶在此环境中没有活性,所以用胃蛋白酶不行。6 .酶解法较温和,一定不会对动物细胞造成损伤吗?不是,使用胰蛋白酶时,要控制好作用时间,因为胰蛋白酶不仅能分解细胞间的蛋白质,长时间作用还会分解细胞膜蛋白等,对细胞造成损伤。,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増殖。(2)大多数需要贴附于某些基质表面才能生长増殖(细胞贴壁)。8 .两类细胞的生长特点(1)悬浮生长类: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。(2 )贴壁生长类: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,还会发生接触抑制。9 .哪种细胞最可能无接触抑制现象,并阐述原因:癌细胞,癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少。10 .原代培养(1)原代培养:通常将细之前的细胞培养,即指动物组织经处理后的數壁。(2 )原代培养的具体做法:将初次制备好的细速液放入培养皿原培养瓶内,置于适宜环境中培养。11 .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:收集细胞a.悬浮生长类：直接用离心法收集。b.贴壁生长类:重新用胰蛋白醐等处理,使之分散成单个细胞,然后再用离心法收集。将收集的细胞制成细胞悬液,分瓶培养。12 .离心的作用:在沉淀中得到细胞,同时去掉上清液中的胰蛋白酶。13 .动物细胞培养技术有没有体现动物细胞的全能性?未体现,动物细胞培养只是细胞增殖的过程。(三)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、實髓和醒皿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(简称巨细胞)(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,并逬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、睾丸中的植虹绸胞等;(3)特点:一般认为,成体土细胞具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织,丕县直发育成 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:通过体外诱导或红筵醛,获得类似胚胎干细胞的种细胞,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)诱导过程无需破坯胚胎。(2 ) iPS细胞可以来源于病人直融逊胞,将它移植回病人体内后,理论上可避免免疫排斥反应。8 .干细胞的应用:有着量更新能力及生化潜能的干细胞,与组织、器宜的发育、再生和修复等密切 相关。9 .干细胞应用实例(1)造蚯