高中生物選修一知識點總結(全)

高中生物選修一知識點總結(全)課題1果酒和果醋的制作一、實驗原理1．酵母菌的細胞呼吸酵母菌進行有氧呼吸大量繁殖，表達式為：C6H12O6+O2→CO2+H2O+能量酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳，表達式為：C6H12O6→C2H5OH+CO2+能量2．酵母菌發(fā)酵的最佳環(huán)境酵母菌在有氧和無氧的條件下都能生活：在有氧時，酵母菌大量繁殖，但是不起到發(fā)酵效果；在無氧時，繁殖速度減慢，但是此時可以進行發(fā)酵。在利用酵母菌發(fā)酵時最好是先通入足夠的無菌空氣在有氧環(huán)境下一段時間使其繁殖，再隔絕氧氣進行發(fā)酵。20℃左右最適合酵母菌繁殖，酒精發(fā)酵的最佳溫度是在18℃～25℃，pH最好是弱酸性。3．醋酸菌好氧性細菌，當缺少糖源時和有氧條件下，可將乙醇（酒精）氧化成醋酸。表達式為：C2H5OH→CH3COOH+H2O；當氧氣、糖源都充足時，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸。醋酸菌生長的最佳溫度是在30℃～35℃二、實驗步驟1.對發(fā)酵瓶、紗布、榨汁機、盛葡萄汁的器皿等實驗用具進行清洗并消毒。先用溫水反復沖洗幾次,再用體積分數(shù)為75%的酒精擦拭消毒，晾干待用。2.取葡萄500g，去除枝梗和腐爛的子粒。3.用清水沖洗葡萄1～2遍除去污物，注意不要反復多次沖洗。4.用榨汁機榨取葡萄汁后，將其裝入發(fā)酵瓶中或將葡萄打成漿后，用潔凈的紗布過濾至發(fā)酵瓶中，蓋好瓶蓋。如果沒有合適的發(fā)酵裝置，可以用500mL的塑料瓶替代，但注入的果汁量不要超過塑料瓶總體積的2/3。5.將發(fā)酵瓶置于適宜的溫度下發(fā)酵。6.由于發(fā)酵旺盛期CO2的產(chǎn)量非常大，因此需要及時排氣，防止發(fā)酵瓶爆裂。如果使用簡易的發(fā)酵裝置，如瓶子（最好選用塑料瓶），每天要擰松瓶蓋2～4次，進行排氣。7.10d以后，可以開始進行取樣檢驗工作。例如，可以檢驗酒味、酒精的含量、進行酵母菌的鏡檢等工作。8.當果酒制成以后，可以在發(fā)酵液中加入醋酸菌或醋曲，然后將裝置轉移至30～35℃的條件下發(fā)酵，適時向發(fā)酵液中充氣。如果找不到醋酸菌菌種或醋曲，可嘗試自然接種，但效果不是很好。如果沒有充氣裝置，可以將瓶蓋打開，在瓶口蓋上紗布，以減少空氣中塵土等的污染。三、注意事項請分析此裝置中的充氣口、排氣口和出料口分別有哪些作用。為什么排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接？結合果酒、果醋的制作原理，你認為應該如何使用這個發(fā)酵裝置？充氣口排氣口出料口答：充氣口是在醋酸發(fā)酵時連接充氣泵進行充氣用的；排氣口是在酒精發(fā)酵時用來排出CO2的；出料口是用來取樣的。排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接，其目的是防止空氣中微生物的污染。使用該裝置制酒時，應該關閉充氣口；制醋時，應將充氣口連接氣泵，輸入氧氣。課題2腐乳的制作一、 實驗原理1．參與豆腐發(fā)酵的微生物有青霉、酵母、曲霉、毛霉等多種，其中起主要作用的是毛霉。2．毛霉是一種絲狀真菌，常見于土壤、水果、蔬菜、谷物上，具有發(fā)達的白色菌絲。3.毛酶等微生物產(chǎn)生的蛋白酶能將豆腐中的蛋白質分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可將脂肪分解成甘油和脂肪酸。二、實驗步驟1.將豆腐切成3cm×3cm×1cm的若干塊。所用豆腐的含水量為70％左右，水分過多則腐乳不易成形。2.將豆腐塊平放在鋪有干粽葉的盤內，粽葉可以提供菌種，并能起到保溫的作用。每塊豆腐等距離排放，周圍留有一定的空隙。豆腐上面再鋪上干凈的粽葉。氣候干燥時，將平盤用保鮮膜包裹，但不要封嚴，以免濕度太高，不利于毛霉的生長。3.將平盤放入溫度保持在15～18℃的地方。毛霉逐漸生長，大約5d后豆腐表面叢生著直立菌絲。4.當毛霉生長旺盛，并呈淡黃色時，去除包裹平盤的保鮮膜以及鋪在上面的粽葉，使豆腐塊的熱量和水分能夠迅速散失，同時散去霉味。這一過程一般持續(xù)36h以上。5.當豆腐涼透后，將豆腐間連接在一起的菌絲拉斷，并整齊排列在容器內，準備腌制。6.長滿毛霉的豆腐塊（以下稱毛坯）與鹽的質量分數(shù)比為5∶1。將培養(yǎng)毛坯時靠近平盤沒長直立菌絲的一面統(tǒng)一朝向玻璃瓶邊，將毛坯分層盤立擺放在容器中。分層加鹽，并隨層加高而增加鹽量，在瓶口表面鋪鹽厚些，以防止雜菌從瓶口進入。約腌制8d。〔注〕用鹽腌制時，注意鹽都用量。鹽的濃度過低，不足以抑制微生物生長，可能導致豆腐腐敗變質；鹽的濃度過高，會影響腐乳的口味。7.將黃酒、米酒和糖，按口味不同而配以各種香辛料（如胡椒、花椒、八角茴香、桂皮、姜、辣椒等）混合制成鹵湯。鹵湯酒精含量控制在12％左右為宜?！沧ⅰ尘凭康母叩团c腐乳后期發(fā)酵時間的長短有很大關系。酒精含量越高，對蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延長；酒精含量過低，蛋白酶的活性高，加快蛋白質的水解，雜菌繁殖快，豆腐易腐敗，難以成塊。8.將廣口玻璃瓶刷干凈后，用高壓鍋在100℃蒸汽滅菌30min。將腐乳咸坯擺入瓶中，加入鹵湯和輔料后，將瓶口用酒精燈加熱滅菌，用膠條密封。在常溫情況下，一般六個月可以成熟。三、注意事項1.釀造腐乳的主要生產(chǎn)工序是將豆腐進行前期發(fā)酵和后期發(fā)酵。前期發(fā)酵所發(fā)生的主要變化是毛霉在豆腐（白坯）上的生長。發(fā)酵的溫度為15～18℃，此溫度不適于細菌、酵母菌和曲霉的生長，而適于毛霉慢慢生長。毛霉生長大約5d后使白坯變成毛坯。前期發(fā)酵的作用，一是使豆腐表面有一層菌膜包住，形成腐乳的“體”；二是毛霉分泌以蛋白酶為主的各種酶，有利于豆腐所含有的蛋白質水解為各種氨基酸。后期發(fā)酵主要是酶與微生物協(xié)同參與生化反應的過程。通過腌制并配入各種輔料（紅曲、面曲、酒釀），使蛋白酶作用緩慢，促進其他生化反應，生成腐乳的香氣。2.毛霉是一種低等絲狀真菌，有多個細胞核，進行無性繁殖。毛霉是食品加工業(yè)中的重要微生物，它可以產(chǎn)生能夠分解大豆蛋白的蛋白酶，常用于制作腐乳和豆豉。課題3探討加酶洗衣粉的洗劑效果一、實驗原理1．加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉，目前常用的酶制劑有四類：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶，其中，應用最廣泛、效果最明顯的是堿性蛋白酶和堿性脂肪酶。2．堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污跡從衣物上脫落。脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶也能分別將大分子的脂肪、淀粉和纖維素水解為小分子物質，使洗衣粉具有更好的去污能力。3．在本課題中，我們主要探究有關加酶洗衣粉的三個問題：一是普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果有什么不同；二是在什么溫度下使用加酶洗衣粉效果最好，三是添加不同種類的酶的的洗衣粉，其洗劑效果有哪些區(qū)別。二、實驗步驟1探究用加酶洗衣粉與普通洗衣粉洗滌的效果的不同①在2個編號的燒杯里，分別注入500mL清水。②取2塊大小相等的白棉布，用滴管在每塊白布上分別滴上等量的墨水，分別放入燒杯里，用玻璃棒攪拌。③將2個燒杯分別放入同等溫度的溫水中，保溫5分鐘。④稱取5克加酶洗衣粉和5克普通洗衣粉2份，分別放入2個燒杯中，用玻璃棒均勻攪拌。保溫10分鐘。⑤觀察并記錄2個燒杯中的洗滌效果2探究用加酶洗衣粉洗滌的最佳溫度條件①在3個編號的燒杯里，分別注入500mL清水。②取3塊大小相等的白棉布，用滴管在每塊白布上分別滴上一滴食用油、雞血、牛奶，分別放入燒杯里，用玻璃棒攪拌。③將3個燒杯分別放入50攝氏度的熱水、沸水和冰塊中，保溫5分鐘。④稱取5克加酶洗衣粉3份，分別放入3個燒杯中，用玻璃棒均勻攪拌。保溫10分鐘。⑤觀察并記錄3個燒杯中的洗滌效果。3探究不同種類的加酶洗衣粉洗滌的效果污染物 蛋白酶洗衣粉 脂肪酶洗衣粉 復合酶洗衣粉 普通洗衣粉油漬 汗?jié)n 血漬 觀察并記錄四種洗衣粉分別洗滌三種污染的洗滌效果。三、注意事項1．變量的分析和控制影響加酶洗衣粉洗滌效果的因素有水溫、水量、水質、洗衣粉的用量，衣物的質料、大小及浸泡時間和洗滌的時間等。在這些因素中，水溫是我們要研究的對象，而其他因素應在實驗中保持不變。選擇什么樣的水溫進行實驗需要實驗者根據(jù)當?shù)匾荒曛械膶嶋H氣溫變化來確定水溫，通常情況下，冬季、春季、秋季和夏季可分別選取5℃、15℃、25℃和35℃的水溫，因為這4個水溫是比較符合實際情況的，對現(xiàn)實也有指導意義。2．洗滌方式和材料的選擇。在洗滌方式中有機洗和手洗兩種方式，應考慮其中哪一種比較科學？哪一種更有利于控制變量？再有，洗衣機又可以分為半自動和全自動兩種，相比之下，采用全自動洗衣機比較好，并且應該盡量使用同一型號小容量的洗衣機，其機械攪拌作用相同。關于洗滌材料的選擇也有一些講究。用衣物作實驗材料并不理想，這是因為作為實驗材料的衣物，其大小、顏色、潔凈程度等應該完全一致，而這并不容易做到；此外，人為地在衣物上增加污物，如血漬、油漬等，也令人難以接受。因此，選用布料作為實驗材料比較可行。在作對照實驗時，可以控制布料的大小、顏色以及污物的量，使其相同；同時，也便于洗滌效果的比較。3．水量、水質和洗衣粉用量的問題。水的用量和布料的大小是成正比的。做實驗用的布料不易過大，水量不易過多，但應該讓布料充分浸泡在水中。水量和洗衣粉的用量可以參考下表。實驗時可根據(jù)表中的數(shù)據(jù)換算出實際用量。如果在實驗中使用手洗的方法，如課本中圖4-4所示，使用1000mL的燒杯作為容器，可以用500mL的水，洗衣粉的用量可以用1g或1.5g。洗滌方式 機洗 手洗水量 0.5L 0.5L洗衣粉量 0.5g 1g或1.5g其他相關問題簡述如下。實驗中可以用滴管控制污物的量，待污物干燥后再進行實驗；布料應放在洗衣粉溶液中浸泡相同的時間；采用玻璃棒或筷子攪拌的方式模擬洗衣過程；模擬攪拌的時間、次數(shù)和力量應基本相同。課題4酵母細胞的固定化一、實驗原理1．使用固定化酶技術，將這種酶固定在一種顆粒狀的載體上，再將這些酶顆粒裝到一個反應柱內，柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板。酶顆粒無法通過篩板的小孔，而反應溶液卻可以自由出入。生產(chǎn)過程中，將葡萄糖溶液從反應柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應柱，與固定化葡萄糖異構酶接觸，轉化成果糖，從反應柱的下端流出。反應柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了果糖的產(chǎn)量和質量。2．固定化酶和固定化細胞是利用物理或化學方法將酶或細胞固定在一定空間內的技術，包括包埋法、化學結合法和物理吸附法。一般來說，酶更適合采用化學結合法和物理吸附法固定，而細胞多采用包埋法固定化。這是因為細胞個大，而酶分子很小；個大的難以被吸附或結合，而個小的酶容易從包埋材料中漏出。固定化酶優(yōu)點：使酶既能與反應物接觸，又能與產(chǎn)物分離，還可以被反復利用。固定化細胞優(yōu)點：成本更低，操作更容易，可以催化一系列的化學反應。二、實驗步驟1。細胞的活化稱取lg干酵母，放入50mL的小燒杯中，加人蒸餾水10mL，用玻璃棒攪拌，使酵母細胞混合均勻，成糊狀，放置1h左右，使其活化?！咀ⅰ炕罨鹤屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復正常的生活狀態(tài)稱取無水CaCl20.83g。放人200mL的燒杯中，加入150mL的蒸餾水，使其充分溶解，待用。3。配制海藻酸鈉溶液稱取0.7g海藻酸鈉，放入50mL小燒杯中。加人10mL水，用酒精燈加熱，邊加熱邊攪拌，將海藻酸鈉調成糊狀，直至完全溶化，用蒸餾水定容至10mL。注意，加熱時要用小火，或者間斷加熱，反復幾次，直到海藻酸鈉溶化為止。4。海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加人已活化的醉母細胞，進行充分攪拌，使其混合均勻，再轉移至注射器中?！咀ⅰ坷鋮s至室溫的目的：防止殺死酵母菌5。固定化酵母細胞以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，觀察液滴在CaCl2溶液中形成凝膠珠的情形。將這些凝膠珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右?！咀ⅰ緾aCl2溶液的作用：使膠體聚沉6使用固定化酵母細胞發(fā)酵a) 將固定好的酵母細胞(凝膠珠)用蒸餾水沖洗2-3次。b)將150mL質量分數(shù)為10%的葡萄糖溶液轉移到200mL的錐形瓶中，再加入固定好的酵母細胞，置于25℃下發(fā)酵24h。三、注意事項1.配制海藻酸鈉溶液：小火、間斷加熱、定容，如果加熱太快，海藻酸鈉會發(fā)生焦糊。2.海藻酸鈉溶液與酶母細胞混合：冷卻后再混合，注意混合均勻，不要進入氣泡3.制備固定化酵母細胞：高度適宜，并勻速滴入4．剛形成的凝膠珠應在CaCL2溶液中浸泡一段時間，以便Ca2+與Na+充分交換，形成的凝膠珠穩(wěn)定。檢驗凝膠珠是否形成，可用下列方法：用鑷子夾起一個凝膠珠放在實驗桌上用手擠壓，如果不容易破裂，沒有液體流出就表明成功地制成了凝膠珠，還可以用手將凝膠珠在實驗桌上用力摔打，如果凝膠珠很容易彈起，也表明制備的凝膠珠是成功的。5．凝膠珠的顏色和形狀如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，說明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細胞數(shù)目較少；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗，需要再作嘗試。課題5DNA的粗提取與鑒定一、實驗原理提取生物大分子的基本思路是選用一定的物理或化學方法分離具有不同物理或化學性質的生物大分子。對于DNA的粗提取而言，就是要利用DNA與RNA、蛋白質和脂質等在物理和化學性質方面的差異，提取DNA，去除其他成分。1．DNA的溶解性DNA和蛋白質等其他成分在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，利用這一特點，選擇適當?shù)柠}濃度就能使DNA充分溶解，而使雜質沉淀，或者相反，以達到分離目的。此外，DNA不溶于酒精溶液，但是細胞中的某些蛋白質則溶于酒精。利用這一原理，可以將DNA與蛋白質進一步的分離。2．DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性蛋白酶能水解蛋白質，但是對DNA沒有影響。大多數(shù)蛋白質不能忍受60—80oC的高溫，而DNA在80oC以上才會變性。洗滌劑能夠瓦解細胞膜，但對DNA沒有影響。3．DNA的鑒定在沸水浴條件下，DNA遇二苯胺會被染成藍色，因此二苯胺可以作為鑒定DNA的試劑。二、實驗設計1． 實驗材料的選取凡是含有DNA的生物材料都可以考慮，但是使用DNA含量相對較高的生物組織，成功的可能性更大。2． 破碎細胞，獲取含DNA的濾液動物細胞的破碎比較容易，以雞血細胞為例，在雞血細胞液中加入一定量的蒸餾水，同時用玻璃棒攪拌，過濾后收集濾液即可。如果實驗材料是植物細胞，需要先用洗滌劑溶解細胞膜。例如，提取洋蔥的DNA時，在切碎的洋蔥中加入一定的洗滌劑和食鹽，進行充分的攪拌和研磨，過濾后收集研磨液。注意：①為什么加入蒸餾水能使雞血細胞破裂？蒸餾水對于雞血細胞來說是一種低滲液體，水分可以大量進入血細胞內，使血細胞脹裂，再加上攪拌的機械作用，就加速了雞血細胞的破裂(細胞膜和核膜的破裂)，從而釋放出DNA。②加入洗滌劑和食鹽的作用分別是什么？洗滌劑是一些離子去污劑，能溶解細胞膜，有利于DNA的釋放；食鹽的主要成分是NaCl，有利于DNA的溶解。③如果研磨不充分，會對實驗結果產(chǎn)生怎樣的影響?研磨不充分會使細胞核內的DNA釋放不完全，提取的DNA量變少，影響實驗結果，導致看不到絲狀沉淀物、用二苯胺鑒定不顯示藍色等。④此步驟獲得的濾液中可能含有哪些細胞成分？可能含有核蛋白、多糖和RNA等雜質。3． 去除濾液中的雜質方案一的原理是DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同；方案二的原理是蛋白酶分解蛋白質，不分解DNA；方案三的原理是蛋白質和DNA的變性溫度不同。注意：①為什么反復地溶解與析出DNA，能夠去除雜質？用高鹽濃度的溶液溶解DNA，能除去在高鹽中不能溶解的雜質；用低鹽濃度使DNA析出，能除去溶解在低鹽溶液中的雜質。因此，通過反復溶解與析出DNA，就能夠除去與DNA溶解度不同的多種雜質。②方案二與方案三的原理有什么不同？方案二是利用蛋白酶分解雜質蛋白，從而使提取的DNA與蛋白質分開；方案三利用的是DNA和蛋白質對高溫耐受性的不同，從而使蛋白質變性，與DNA分離。4． DNA的析出與鑒定將處理后的溶液過濾，加入與濾液體積相等、冷卻的酒精溶液，靜置2～3min，溶液中會出現(xiàn)白色絲狀物，這就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一個方向攪拌，卷起絲狀物，并用濾紙吸取上面的水分。取兩支20ml的試管，各加入物質的量濃度為2mol/L的NaCl溶液5ml，將絲狀物放入其中一支試管中，用玻璃棒攪拌，使絲狀物溶解。然后，向兩支試管中各加入4ml的二苯胺試劑?；旌暇鶆蚝?，將試管置于沸水中加熱5min，待試管冷卻后，比較兩支試管溶液顏色的變化，看看溶解有DNA的溶液是否變藍。三、實驗步驟—以洋蔥為實驗材料1．稱取30克已切碎的洋蔥，放入研缽中，加入少量石英砂助研，倒入10mL2mol/L的氯化鈉溶液，充分研磨。洋蔥含有揮發(fā)性刺激物，有效減少刺激，才能使實驗順利進行。上課前，教師可先將洋蔥放入冰箱冷凍一會兒，使其涼透但又不能結冰；或將洋蔥切成幾大塊，放入清水泡一會兒，讓其揮發(fā)性刺激物溶于水，可以減輕刺激。然后將洋蔥切碎備用。研磨的目的主要是使洋蔥細胞破裂，使DNA溶于2mol/L的氯化鈉溶液，沒必要將洋蔥研成粥糊狀，后者既浪費時間又影響實驗效果。研磨時，切忌使用攪拌器（榨汁機）。使用攪拌器雖可以提高研磨效率，但攪拌器將洋蔥切成極細小的顆粒，無法通過過濾將洋蔥顆粒剔除。只能將酒精直接倒入濾液中，許多洋蔥小顆粒因為輕會漂浮起來，DNA藏在其中，無法分辨。學生看不到白色纖維狀粘稠物的DNA。2．研磨后，用漏斗和紗布將汁液過濾到小燒杯中，得到濾液。3．向濾液中加入95%的酒精溶液20mL，沿燒杯壁緩緩倒入，不要震動或攪拌。此時，燒杯中的液體分為上、下兩層，下層較渾濁，上層澄清，很快上層溶液中就會有白色纖維狀粘稠物析出，用玻璃棒可將其輕輕卷起。這就是記錄生命遺傳信息的重要物質——DNA。DNA析出的過程中，切忌震動和攪拌（不震動易于分層，我們就能很容易觀察到上清液中的絲狀物；攪拌會使非常柔軟的DNA斷裂成小段，不易取出）。如果用玻璃棒DNA不易卷起，可改用表面打毛的牙簽，DNA提取物就纏繞在牙簽上了。4．鑒定：取兩支試管，編為1、2號，各加入2mol/L的氯化鈉溶液2mL，向1號試管中加入一些白色纖維狀物，振蕩使其溶解，然后向兩支試管中各加入2mL二苯胺試劑，沸水浴加熱5分鐘。四、注意事項1．以血液為實驗材料時，每100ml血液中需要加入3g檸檬酸鈉防止血液凝固。2．加入洗滌劑后，動作要輕緩、柔和，否則容易產(chǎn)生大量的泡沫，不利于后續(xù)步驟地操作。加入酒精和用玻璃棒攪拌時，動作要輕緩，以免DNA分子的斷裂，導致DNA分子不能形成絮狀沉淀。3．二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用，否則會影響鑒定的效果。4．DNA的溶解度與NaCl溶液濃度的關系：當NaCl溶液濃度低于0.14mol/L時，隨濃度的升高，DNA的溶解度降低；當NaCl溶液濃度高于0.14mol/L時，隨濃度升高，DNA的溶解度升高。5．盛放雞血細胞液的容器，最好是塑料容器。雞血細胞破碎以后釋放出的DNA，容易被玻璃容器吸附，由于細胞內DNA的含量本來就比較少，再被玻璃容器吸附去一部分，提取到的DNA就會更少。因此，實驗過程中最好使用塑料的燒杯和試管，這樣可以減少提取過程的DNA的損失。課題6血紅蛋白的提取和分離一、實驗原理蛋白質的物化理性質：形狀、大小、電荷性質和多少、溶解度、吸附性質、親和力等千差萬別，由此提取和分離各種蛋白質。1．凝膠色譜法（分配色譜法）：（1）原理：分子量大的分子通過多孔凝膠顆粒的間隙，路程短，流動快；分子量小的分子穿過多孔凝膠顆粒內部，路程長，流動慢。（2）凝膠材料：多孔性，多糖類化合物，如葡聚糖、瓊脂糖。（3）分離過程：混合物上柱→洗脫→大分子流動快、小分子流動慢→收集大分子→收集小分子＊ 洗脫：從色譜柱上端不斷注入緩沖液，促使蛋白質分子的差速流動。（4）作用：分離蛋白質，測定生物大分子分子量，蛋白質的脫鹽等。2．緩沖溶液（1）原理：由弱酸和相應的強堿弱酸鹽組成（如H2CO3－NaHCO3，NaH2PO4/Na2HPO4等），調節(jié)酸和鹽的用量，可配制不同pH的緩沖液。（2）緩沖液作用：抵制外界酸、堿對溶液pH的干擾而保持pH穩(wěn)定。3．凝膠電泳法：（1）原理：不同蛋白質的帶電性質、電量、形狀和大小不同，在電場中受到的作用力大小、方向、阻力不同，導致不同蛋白質在電場中的運動方向和運動速度不同。（2）分離方法：瓊脂糖凝膠電泳、聚丙烯酰胺凝膠電泳等。（3）分離過程：在一定pH下，使蛋白質基團帶上正電或負電；加入帶負電荷多的SDS，形成“蛋白質－SDS復合物”，使蛋白質遷移速率僅取決于分子大小。二、實驗步驟1．樣品處理① 紅細胞的洗滌洗滌紅細胞的目的是去除雜蛋白，采集的血樣要及時采用低速短時間離心分離紅細胞，然后用膠頭吸管吸出上層透明的黃色血漿，將下層暗紅色的紅細胞液體倒入燒杯，再加入五倍體積的生理鹽水，緩慢攪拌10min，低速短時間離心，如此重復洗滌三次，直至上清液中沒有黃色，表明紅細胞已洗滌干凈。②血紅蛋白的釋放在蒸餾水和甲苯作用下，紅細胞破裂釋放出血紅蛋白。注：加入蒸餾水后紅細胞液體積與原血液體積要相同。加入甲苯的目的是溶解細胞膜，有利于血紅蛋白的釋放和分離。2．粗分離①分離血紅蛋白溶液將攪拌好的混合溶液離心后，試管中的溶液分為4層。第一層為無色透明的甲苯層，第2層為白色薄層固體，是脂溶性物質的沉淀層，第3層是紅色透明液體，這是血紅蛋白的水溶液，第4層是其他雜質的暗紅色沉淀物。將試管中的液體用濾紙過濾，除去之溶性沉淀層，于分液漏斗中靜置片刻后，分出下層的紅色透明液體。②透析取1mL的血紅蛋白溶液裝入透析袋中，將透析袋放入盛有300mL的物質的量的濃度為20mmol/L的磷酸緩沖液中，透析12h。透析可以去除樣品中分子量較小的雜質，或用于更換樣品的緩沖液。3．純化調節(jié)緩沖液面：打開色譜柱下端的流出口，使柱內凝膠面上的緩沖液緩慢下降到與凝↓膠面平齊，關閉出口。加入蛋白質樣品：用吸管將透析后的樣品沿管壁環(huán)繞移動加到色譜柱的頂端。加樣后，∣打開下端出口，使樣品滲入凝膠床內，等樣品完全滲入凝膠層后，↓關閉出口。調節(jié)緩沖液面：加入20mmol/L的磷酸緩沖液到適當高度↓洗脫：連接緩沖液洗脫瓶，打開下端出口，進行洗脫?！占盅b蛋白質：待紅色的蛋白質接近色譜柱底端時，用試管收集。4.純度鑒定------SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳（選做）三、注意事項1. 電泳技術電泳技術就是在電場的作用下，利用待分離樣品中各種分子帶電性質以及分子本身大小、形狀等性質的差異，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速度，從而達到對樣品進行分離、鑒定或提純的目的。2.紅細胞的洗滌如果分層不明顯，可能是洗滌次數(shù)少、未能除去血漿蛋白的原因。此外，離心速度過高和時間過長，會使白細胞和淋巴細胞一同沉淀，也得不到純凈的紅細胞，影響后續(xù)血紅蛋白的提取純度。3．如何檢測凝膠色譜柱的裝填是否成功由于凝膠是一種半透明的介質，因此可以在凝膠柱旁放一支與凝膠柱垂直的日光燈，檢查凝膠是否裝填得均勻。此外，還可以加入大分子的有色物質，觀察色帶移動的情況。如果色帶均勻、狹窄、平整，說明凝膠色譜柱的性能良好。如果色譜柱出現(xiàn)紋路或是氣泡，輕輕敲打柱體以消除氣泡，消除不了時要重新裝柱。4．為什么凝膠的裝填要緊密、均勻？如果凝膠裝填得不夠緊密、均勻，就會在色譜柱內形成無效的空隙，使本該進入凝膠內部的樣品分子從這些空隙中通過，攪亂洗脫液的流動次序，影響分離的效果。5．沸水浴處理加入洗脫液的濕凝膠的目的不但節(jié)約時間，還能除去凝膠中可能帶有的微生物和排除凝膠內的空氣。6．G-75“G”代表凝膠的交聯(lián)程度，膨脹程度及分離范圍，75表示凝膠得水值，即每克凝膠膨脹時吸水7.5g。7．裝填完后，立即用洗脫液洗脫的目的：使凝膠裝填緊密8．加入檸檬酸鈉有何目的？為什么要低速、短時離心？為什么要緩慢攪拌？防止血液凝固；防止白細胞沉淀；防止紅細胞破裂釋放出血紅蛋白。9．與其他真核細胞相比，紅細胞的特點及這一特點對進行蛋白質的分離的意義哺乳動物及人的成熟的紅細胞是雙面凹圓餅狀，沒有細胞核和細胞器。其含有的血紅蛋白是有色蛋白，因此在凝膠色譜分離時可以通過觀察顏色來判斷什么時候應該收集脫液。這使血紅蛋白的分離過程非常直觀，大大簡化了實驗操作。10．如何檢測血紅蛋白的分離是否成功如果凝膠色譜柱裝填得很成功、分離操作也正確的話，能清楚地看到血紅蛋白的紅色區(qū)帶均勻、狹窄、平整，隨著洗脫液緩慢流出；如果紅色區(qū)帶歪曲、散亂、變寬，說明分離的效果不好，這與凝膠色譜柱的裝填有關。選修3一、基因工程1、（a）基因工程的誕生（一）基因工程的概念基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴格的設計，通過體外DNA重組和轉基因技術，賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品?；蚬こ淌窃贒NA分子水平上進行設計和施工的，又叫做DNA重組技術。2、（a）基因工程的原理及技術原理：基因重組技術：（一）基因工程的基本工具1.“分子手術刀”——限制性核酸內切酶（限制酶）（1）來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。（2）功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，因此具有專一性。（3）結果：經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。2.“分子縫合針”——DNA連接酶(1)兩種DNA連接酶（E?coliDNA連接酶和T4DNA連接酶）的比較：①相同點：都縫合磷酸二酯鍵。②區(qū)別：E?coliDNA連接酶來源于T4噬菌體，只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來；而T4DNA連接酶能縫合兩種末端，但連接平末端的之間的效率較低。(2)與DNA聚合酶作用的異同:??????????????????????DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵。3.“分子運輸車”——載體（1）載體具備的條件：①能在受體細胞中復制并穩(wěn)定保存。②具有一至多個限制酶切點，供外源DNA片段插入。③具有標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。（2）最常用的載體是??質粒,它是一種裸露的、結構簡單的、獨立于細菌染色體之外，并具有自我復制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。（3）其它載體：噬菌體的衍生物、動植物病毒(二)基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的獲取1.目的基因是指：編碼蛋白質的結構基因。2.原核基因采取直接分離獲得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反轉錄法_和化學合成法_。（1）原理：DNA雙鏈復制（2）過程：第一步：加熱至90～95℃DNA解鏈；第二步：冷卻到55～60℃，引物結合到互補DNA鏈；第三步：加熱至70～75℃，熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始互補鏈的合成。第二步：基因表達載體的構建1.目的：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。2.組成：目的基因＋啟動子＋終止子＋標記基因（1）啟動子：是一段有特殊結構的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結合的部位，能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質。（2）終止子：也是一段有特殊結構的DNA片段，位于基因的尾端。（3）標記基因的作用：是為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。常用的標記基因是抗生素基因。第三步：將目的基因導入受體細胞_1.轉化的概念：是目的基因進入受體細胞內，并且在受體細胞內維持穩(wěn)定和表達的過程。2.常用的轉化方法：將目的基因導入植物細胞：采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉化法，其次還有基因槍法和花粉管通道法等。將目的基因導入動物細胞：最常用的方法是顯微注射技術。此方法的受體細胞多是受精卵。將目的基因導入微生物細胞：3.重組細胞導入受體細胞后，篩選含有基因表達載體受體細胞的依據(jù)是標記基因是否表達。第四步：目的基因的檢測和表達1.首先要檢測轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子雜交技術。2.其次還要檢測目的基因是否轉錄出了mRNA，方法是采用用標記的目的基因作探針與mRNA雜交。3.最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質，方法是從轉基因生物中提取蛋白質，用相應的抗體進行抗原－抗體雜交。4.有時還需進行個體生物學水平的鑒定。如轉基因抗蟲植物是否出現(xiàn)抗蟲性狀。（三）（b）基因工程的應用1.植物基因工程：抗蟲、抗病、抗逆轉基因植物，利用轉基因改良植物的品質。2.動物基因工程：提高動物生長速度、改善畜產(chǎn)品品質、用轉基因動物生產(chǎn)藥物。3.基因治療：把正常的外源基因導入病人體內，使該基因表達產(chǎn)物發(fā)揮作用。（四）（a）蛋白質工程的概念蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規(guī)律及其生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。（基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質）（1）蛋白質工程崛起的緣由：基因工程只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質（2）蛋白質工程的基本原理：它可以根據(jù)人的需求來設計蛋白質的結構，又稱為第二代的基因工程?；就緩剑簭念A期的蛋白質功能出發(fā)，設計預期的蛋白質結構，推測應有的氨基酸序列，找到相對應的脫氧核苷酸序列（基因）以上是蛋白質工程特有的途徑；以下按照基因工程的一般步驟進行。（注意：目的基因只能用人工合成的方法）設計中的困難：如何推測非編碼區(qū)以及內含子的脫氧核苷酸序列二、細胞工程（一）植物細胞工程1.理論基礎（原理）：細胞全能性2.植物組織培養(yǎng)技術（b）（1）過程：離體的植物器官、組織或細胞―――→愈傷組織―――→試管苗――→植物體（2）用途：微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。A植物繁殖微型繁殖：可以高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖作物脫毒：采用莖尖組織培養(yǎng)來除去病毒（因為植物分生區(qū)附近的病毒極少或沒有）人工種子：以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)人工薄膜包裝得到的種子。優(yōu)點：完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性，不受季節(jié)的限制；方便儲藏和運輸B作物新品種培育單倍體育種：a過程：植株（AaBb）通過減數(shù)分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab四種類型）；對花粉進行花藥離體培養(yǎng)（技術是植物組織培養(yǎng)）；得到單倍體植株；對其幼苗時期進行秋水仙素處理；得到了正常的純合二倍體植株（AABB、AAbb、aaBB、aabb四種類型）。b優(yōu)點：明顯縮短育種年限C突變體利用：在組織培養(yǎng)中會出現(xiàn)突變體，通過從有用的突變體中選育出新品種（如篩選抗病、抗鹽、含高蛋白的突變體）D細胞產(chǎn)物的生產(chǎn)：通過能夠產(chǎn)生對人們有利的產(chǎn)物的細胞進行組織培養(yǎng)，從而讓它們能夠產(chǎn)生大量的細胞產(chǎn)物。（3）地位：是培育轉基因植物、植物體細胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。（1）過程：（2）誘導融合的方法：物理法包括離心、振動、電刺激等?；瘜W法一般是用聚乙二醇（PEG）作為誘導劑。（3）意義：克服了遠緣雜交不親和的障礙。（二）動物細胞工程1.動物細胞培養(yǎng)（a）（1）概念：動物細胞培養(yǎng)就是從動物機體中取出相關的組織，將它分散成單個細胞，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細胞生長和繁殖。（2）動物細胞培養(yǎng)的流程：取動物組織塊（動物胚胎或幼齡動物的器官或組織）→剪碎→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞→制成細胞懸液→轉入培養(yǎng)瓶中進行原代培養(yǎng)→貼滿瓶壁的細胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)。（3）細胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細胞貼壁。細胞數(shù)目不斷增多，當貼壁細胞分裂生長到表面相互抑制時，細胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。（4）動物細胞培養(yǎng)需要滿足以下條件①無菌、無毒的環(huán)境：培養(yǎng)液應進行無菌處理。通常還要在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，以防培養(yǎng)過程中的污染。此外，應定期更換培養(yǎng)液，防止代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害。②營養(yǎng)：合成培養(yǎng)基成分：糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等。通常需加入血清、血漿等天然成分。③溫度：適宜溫度：哺乳動物多是36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4。④氣體環(huán)境：95%空氣＋5%CO2。O2是細胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。（5）動物細胞培養(yǎng)技術的應用：制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測有毒物質、培養(yǎng)醫(yī)學研究的各種細胞。（1）哺乳動物核移植可以分為胚胎細胞核移植（比較容易）和體細胞核移植（比較難）。（2）選用去核卵(母)細胞的原因：卵(母)細胞比較大，容易操作；卵(母)細胞細胞質多，營養(yǎng)豐富。（3）體細胞核移植的大致過程是：高產(chǎn)奶牛（提供體細胞）進行細胞培養(yǎng)；同時采集卵母細胞，在體外培養(yǎng)到減二分裂中期的卵母細胞，去核（顯微操作）[注：為什么要用卵細胞？它可以提供充足的營養(yǎng)；操作簡便；細胞質不會抑制細胞核全能性的表達]；將供體細胞注入去核卵母細胞；通過電刺激使兩細胞融合，供體核進入受體卵母細胞，構建重組胚胎；將胚胎移入受體（代孕）母牛體內；生出與供體奶牛遺傳基因相同的犢牛（4）體細胞核移植技術的應用：①加速家畜遺傳改良進程，促進良畜群繁育；②保護瀕危物種，增大存活數(shù)量；③生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白；④作為異種移植的供體；⑤用于組織器官的移植等。（5）體細胞核移植技術存在的問題：克隆動物存在著健康問題、表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等。（1）動物細胞融合也稱細胞雜交，是指兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程。融合后形成的具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞，稱為雜交細胞。（2）動物細胞融合與植物原生質體融合的原理基本相同，誘導動物細胞融合的方法與植物原生質體融合的方法類似，常用的誘導因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激等。（3）動物細胞融合的意義：克服了遠緣雜交的不親和性，成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物生物新品種培育的重要手段。（4）動物細胞融合與植物體細胞雜交的比較：細胞工程 植物體細胞雜交 動物細胞融合理論基礎 細胞的全能性、細胞膜的流動性 細胞增殖、細胞膜的流動性融合前處理 酶解法去除細胞壁（纖維素酶、果膠酶） 注射特定抗原，免疫處理正常小鼠誘導手段 物理法:離心、振動、電激化學法：聚乙二醇（PEG） 物理法:離心、振動、電激化學法：聚乙二醇生物法：滅活的病毒（滅活的仙臺病毒）誘導過程 第一步：原生質體的制備（酶解法）第二步：原生質體融合（物、化法）第三步：雜種細胞的篩選和培養(yǎng)第四步：雜種植株的誘導與鑒定 正常小鼠免疫處理動物細胞的融合（物、化、生法）雜交瘤細胞的篩選與培養(yǎng)專一抗體檢驗陽性細胞培養(yǎng)單克隆抗體的提純用途和意義 克服遠緣雜交的不親和障礙，大大擴展雜交的親本組合范圍應用：白菜-甘藍等雜種植株 （1） 制備單克隆抗體（2） 診斷、治療、預防疾病，例如“生物導彈”治療癌癥（1）抗體：一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體。從血清中分離出的抗體產(chǎn)量低、純度低、特異性差。（2）單克隆抗體的制備過程：對免疫小鼠注射特定的抗原蛋白（目的使小鼠產(chǎn)生了效應B細胞）；提取B淋巴細胞；同時用動物細胞培養(yǎng)的方法培養(yǎng)骨髓瘤細胞并提??；促使它們細胞融合[注：融合的結果是有很多不符合要求的；如有2個B淋巴細胞融合的細胞等，所以要進行篩選]；在特定的選擇培養(yǎng)基上篩選出融合的雜種細胞[特點是能迅速大量增殖，又能產(chǎn)生專一的抗體]；然后對它進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測[篩選出能夠分泌所需抗體的雜種細胞]；最后將雜交瘤細胞在體外做大規(guī)模培養(yǎng)或注射入小鼠腹腔內增殖，從細胞培養(yǎng)液或小鼠腹水中可得到大量的單克隆抗體。（3）雜交瘤細胞的特點：既能大量繁殖，又能產(chǎn)生專一的抗體。（4）單克隆抗體的優(yōu)點：特異性強，靈敏度高，并能大量制備。（5）單克隆抗體的作用：作為診斷試劑：準確識別各種抗原物質的細微差異，并跟一定抗原發(fā)生特異性結合，具有準確、高效、簡易、快速的優(yōu)點。用于治療疾病和運載藥物：主要用于治療癌癥治療，可制成“生物導彈”，也有少量用于治療其它疾病。三、胚胎工程（一）動物胚胎發(fā)育的基本過程（1）精子的發(fā)生：補充，精原細胞先進行有絲分裂后進行減數(shù)分裂；變形過程中，細胞核為精子頭的主要部分，高爾基體發(fā)育為頂體，中心體演變?yōu)榫拥奈?，線粒體在尾基部形成線粒體鞘膜，其他物質濃縮為原生質滴直至脫落。[線粒體為精子運動提供能量]（2）卵子的發(fā)生：在胎兒時期，卵原細胞進行有絲分裂演變成初級卵母細胞[被卵泡細胞包圍]，減一分裂在排卵前后完成，形成次級卵母細胞和第一極體進入輸卵管準備受精；減二分裂是在受精過程中完成的。（3）受精：精子獲能（在雌性動物生殖道內）；卵子的準備（排出的卵子要在輸卵管中進一步成熟到減二中期才具備受精能力）；受精階段[卵子周圍的結構由外到內：放射冠、透明帶、卵黃膜]，a頂體反應：精子釋放頂體酶溶解卵丘細胞之間的物質，穿越放射冠。b透明帶反應：頂體酶可將透明帶溶出孔道，精子穿入，在精子觸及卵黃膜的瞬間阻止后來精子進入透明帶的生理反應[它是防止多精子入卵受精的第一道屏障]；c卵黃膜的封閉作用：精子外膜和卵黃膜融合，精子入卵后，卵黃膜會拒絕其他精子再進入卵內的過程[它是防止多精子入卵受精的第二道屏障]；精子尾部脫落，原有核膜破裂形成雄原核，同時卵子完成減二分裂，形成雌原核[注意：受精標志是第二極體的形成；受精完成標志是雌雄原核融合成合子]。（4）胚胎發(fā)育：a卵裂期：細胞進行有絲分裂，數(shù)量增加，胚胎總體積不增加；b桑椹胚：32個細胞左右的胚胎[之前所有細胞都能發(fā)育成完整胚胎的潛能屬全能細胞]；c囊胚：細胞開始分化，其中個體較大的細胞叫內細胞團將來發(fā)育成胎兒的各種組織；而滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤；胚胎內部逐漸出現(xiàn)囊胚腔[注：囊胚的擴大會導致透明帶的破裂，胚胎伸展出來，這一過程叫孵化]；d原腸胚：內細胞團表層形成外胚層，下方細胞形成內胚層，由內胚層包圍的囊腔叫原腸腔。[細胞分化在胚胎期達到最大限度]9胚胎工程的理論基礎（識記）（1）胚胎工程的概念及技術手段：對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術。（2）體外受精[屬有性生殖過程]：a卵母細胞的采集和培養(yǎng)對體型小的動物用促性腺激素處理，從輸卵管沖取卵子（可直接受精）；對體型大的動物從卵巢中采集卵母細胞（要在體外培養(yǎng)成熟）b精子的采集假陰道法、手握法和電刺激法；獲能對嚙齒動物、兔、豬等的精子用培養(yǎng)法（放入人工配制的獲能液中）；對牛、羊等精子用化學法（放在肝素或鈣離子載體溶液中）（3）胚胎的早期培養(yǎng)：a培養(yǎng)液成分：無機鹽、有機鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等[注意與動物細胞培養(yǎng)液成分的比較]；b當胚胎發(fā)育到適宜的階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。（4）胚胎移植：a概念：將雌性動物的早期胚胎移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術。是生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過程，通過轉基因、核移植、體外受精獲得的胚胎必須移植給受體才能獲得后代。b優(yōu)勢：可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，縮短供體本身的繁殖周期。c胚胎移植的生理學基礎：同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的[對供體和受體進行同期發(fā)情處理]；早期胚胎形成后處于游離狀態(tài)，為胚胎的收集提供可能；受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應；移入受體的供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。d胚胎移植的程序：對供、受體母牛進行選擇，用激素進行同期發(fā)情處理；對供體母牛用激素做超數(shù)排卵處理；選擇同種優(yōu)秀公牛配種[有性生殖過程]；對胚胎進行收集[此時胚胎處于游離狀態(tài)]；對胚胎進行質量檢查[此時胚胎應發(fā)育到桑椹胚或囊胚]；胚胎移植[或冷凍保存]；檢查受體母牛是否受孕；產(chǎn)下胚胎移植的犢牛。（5）胚胎分割：a概念：用機械方法將早期胚胎切割成2、4、8等分等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術[可看作是動物無性繁殖或克隆]b基本過程：選擇良好的桑椹胚或囊胚移入培養(yǎng)皿中，用分割針或分割刀片將其切開，吸出其中的半個胚胎注入透明帶中或直接移植給受體。[注意：內細胞團要均等分割，否則會影響胚胎的恢復和進一步發(fā)育]10胚胎干細胞的移植（識記）（1）胚胎干細胞的含義：由早期胚胎[囊胚]或原始性腺[胎兒]中分離出來的一類細胞，又叫ES或EK細胞。（2）特征：形態(tài)上體積小、細胞核大、核仁明顯；功能上具有發(fā)育的全能性，即可分化為成年動物體內任何一種組織細胞。[體外培養(yǎng)下，ES細胞可以只增殖不分化]（3）應用：用于治療人類疾病，如利用ES細胞誘導其分化成新的組織細胞特性，移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修復。1、胚胎工程是指對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需移植到雌性動物體內生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。2、動物胚胎發(fā)育的基本過程（1）受精場所是母體的輸卵管。（2）卵裂期：特點：細胞有絲分裂，細胞數(shù)量不斷增加，但胚胎的總體體積并不增加，或略有減小。（3）桑椹胚：特點：胚胎細胞數(shù)目達到32個左右時，胚胎形成致密的細胞團，形似桑椹。是全能細胞。（4）囊胚：特點：細胞開始出現(xiàn)分化（該時期細胞的全能性仍比較高）。聚集在胚胎一端個體較大的細胞稱為內細胞團，將來發(fā)育成胎兒的各種組織。中間的空腔稱為囊胚腔。（5）原腸胚：特點：有了三胚層的分化，具有囊胚腔和原腸腔。（二）胚胎干細胞1、哺乳動物的胚胎干細胞簡稱ES或EK細胞，來源于早期胚胎或從原始性腺中分離出來。2、具有胚胎細胞的特性，在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小，細胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動物體內任何一種組織細胞。另外，在體外培養(yǎng)的條件下，可以增殖而不發(fā)生分化，可進行冷凍保存，也可進行遺傳改造。3、胚胎干細胞的主要用途是：①可用于研究哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律；②是在體外條件下研究細胞分化的理想材料，在培養(yǎng)液中加入分化誘導因子，如牛黃酸等化學物質時，就可以誘導ES細胞向不同類型的組織細胞分化，這為揭示細胞分化和細胞凋亡的機理提供了有效的手段；③可以用于治療人類的某些頑疾，如帕金森綜合癥、少年糖尿病等；④利用可以被誘導分化形成新的組織細胞的特性，移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修復并恢復正常功能；⑤隨著組織工程技術的發(fā)展，通過ES細胞體外誘導分化，定向培育出人造組織器官，用于器官移植，解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。（三）胚胎工程的應用(1)卵母細胞的采集和培養(yǎng)：主要方法：用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然后，從輸卵管中沖取卵子，直接與獲能的精子在體外受精。第二種方法：從剛屠宰母畜的卵巢中采集卵母細胞；第三種方法是借助超聲波探測儀、腹腔鏡等直接從活體動物的卵巢中吸取卵母細胞。采集的卵母細胞，都要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精。(2)精子的采集和獲能：在體外受精前，要對精子進行獲能處理。(3)受精：獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵細胞在獲能溶液或專用的受精溶液中完成受精過程。(4)胚胎的早期培養(yǎng)：精子與卵子在體外受精后，應將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。培養(yǎng)液成分較復雜，除一些無機鹽和有機鹽外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分，以及血清等物質。當胚胎發(fā)育到適宜的階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動物胚胎移植的時間不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚階段才能進行移植，小鼠、家兔等實驗動物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎可在4個細胞階段移植。)(1)胚胎移植是指將雌性動物的早期胚胎，或者通過體外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其它雌性動物的體內，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術。其中提供胚胎的個體稱為“供體”，接受胚胎的個體稱為“受體”。（供體為優(yōu)良品種，作為受體的雌性動物應為常見或存量大的品種。）地位：如轉基因、核移植，或體外受精等任何一項胚胎工程技術所生產(chǎn)的胚胎，都必須經(jīng)過胚胎移植技術才能獲得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。(2)胚胎移植的意義：大大縮短了供體本身的繁殖周期，充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖能力。(3)生理學基礎：①動物發(fā)情排卵后，同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的。這就為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境。②早期胚胎在一定時間內處于游離狀態(tài)。這就為胚胎的收集提供了可能。③受體對移入子宮的外來胚胎不發(fā)生免疫排斥反應。這為胚胎在受體的存活提供了可能。④供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。(4)基本程序主要包括：①對供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的供體，有健康的體質和正常繁殖能力的受體，供體和受體是同一物種。并用激素進行同期發(fā)情處理，用促性腺激素對供體母牛做超數(shù)排卵處理。②配種或人工授精。③對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存。配種或輸精后第7天，用特制的沖卵裝置，把供體