江苏省姜堰中学高三生物必背基础知识(选修和必修)

1江苏省姜堰中学高三生物必背基础知识（选修和必修）选修1专题1传统发酵技术的应用一、果酒和果醋的制作1．果酒制作的原理（1）所需菌种为酵母菌，其代谢类型为异养兼厌氧型。（2）菌种的生活特点①在有氧气条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖反应式：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量②在无氧条件下，进行无氧呼吸。反应式：C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量2．果醋制作的原理（1）所需菌种：醋酸菌，其代谢类型为异养需氧型，最适生长温度为30—35℃。（2）菌种的生活特点①当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。②当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变成乙醛，再变为醋酸。反应简式：C2H5OH+O2CH3COCOOH+H2O+能量3．果酒、果醋的制作流程挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵醋酸发酵果酒果醋二、腐乳的制作1．所需菌种：多种微生物参与了豆腐的发酵，如青霉、曲霉、毛霉等，起主要作用的是毛霉。2．菌种的作用特点（1）产生蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸。（2）产生的脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。3．腐乳制作的实验流程让豆腐上长出毛霉加盐腌制加卤汤装瓶密封腌制。专题4酶的研究与应用一、果胶酶在果汁生产中的作用1．果胶酶的组成及作用：果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶，能使果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸。2．酶的活性及影响酶活性的因素（1）酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力，可用反应速度来表示。酶酶酶2（2）影响酶活性的因素：温度、pH和酶的抑制剂等条件都会影响酶的活性。二、探讨加酶洗衣粉的洗涤效果1．加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。2．常用的酶制剂包括蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶四类。三、酶母细胞的固定化1．固定化酶的应用实例酵母细胞的活化→配制0.05mol/L的CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞。专题5DNA和蛋白质技术一、DNA的粗提取与鉴定1．思路：利用DNA与RNA、蛋白质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。2．原理（1）利用DNA的溶解性①DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl中溶解度不同，盐浓度为0.14mol/l时，DNA溶解度最小。②DNA不溶于酒精溶液，某些蛋白质则溶于酒精。（2）利用DNA的耐受性①蛋白酶水解：蛋白酶能水解蛋白质，但是对DNA没有影响。②高温变性：大多数蛋白质不能忍受60℃—80℃的高温，而DNA在80℃以上才会变性。③洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。3．实验设计（1）材料的选取：选用DNA相对较高的生物组织。（2）细胞的破碎（以鸡血为例）鸡血细胞用玻璃棒搅拌收集滤液。（3）杂质的去除：方案之一是利用DNA在不同浓度的NaCl中溶解度的不同，通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质。（4）DNA的析出：处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等的、冷却的酒精溶液可使DNA析出。4．DNA的鉴定DNA溶解在2mol/l的NaCl溶液中+二苯胺试剂溶液颜色变蓝。二、多聚酶链式反应扩增DNA片段1．PCR原理（1）PCR：多聚酶链式反应的简称，是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。（2）引物：是一小段RNA或单链DNA，它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对。（3）扩增方向：DNA的合成方向总是从子链的5’端向3’端延伸。（4）解旋：利用了DNA的热变性原理，通过控制温度来控制双链的解聚与结合。即双链DNA单链DNA。过滤加蒸馏水沸水浴加热缓慢降低复性加热变性3（5）酶：耐高温的TaqDNA聚合酶，高温不会失活。2．PCR的条件：一定的缓冲溶液下才能进行，需提供：DNA模板、两种引物、四种脱氧核苷酸、耐热的DNA聚合酶，同时要控制温度。3．PCR的反应过程（1）变性：90℃以上时，双链DNA解聚为单链。（2）复性：温度下降到50℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。（3）延伸：温度上升到72℃左右，溶液中四种脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。4．PCR反应的结果：DNA聚合酶只能特异地复制处于两个引物之间的DNA序列，使这段固定长度的序列呈指数扩增。三、分离蛋白质的常用方法和原理1．凝胶色谱法（1）概念：凝胶色谱法也称分配色谱法，是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。（2）原理：相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部通道，路程较长，移动速度较慢；反之则移动速度较快，从而使相对分子质量不同的蛋白质得以分离。2．电冰（1）概念：电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。（2）特点：多肽、核酸等具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团会带上正电或负电。在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。（3）原理：利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。四、血红蛋白的提取和分离1．一般步骤：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。2．样品处理3．粗分离（透析）：将血红蛋白溶液装入透析袋中透析，可达粗分离的目的。4．纯化：利用凝胶色谱柱可对血红蛋白进行纯化。5．纯度鉴定：使用最多的是SDS——聚丙烯酰胺凝胶电泳。选修31基因工程的诞生（识记）基础理论：DNA是遗传物质；DNA双螺旋结构和中心法则的确立；遗传密码的破译技术支持：基因转移载体的发现；工具酶的发明；DNA体外重组的实现；重组DNA表达实验的成功2基因工程的原理及技术（识记）（1）基因重组的基本工具：·限制性核酸内切酶（限制酶）：主要从原核生物中分离纯化出来，这种酶在原核生物中的作用是防止外来病原物的侵害，将外源DNA切割保证自身安全它能识别DNA分子的某种特定核苷酸序列，并切割两个核苷酸之间的磷酸二酯键，产生的末端有黏性末端（如EcoRⅠ切割的末端）和平末端·DNA连接酶：EcoliDNA连接酶连接黏性末端的DNA片断；T4DNA连接酶黏性末端和平末端都可以连接；而DNA聚合酶是将单个的脱氧核苷酸加到DNA片断上。·载体：种类有质粒（常用，并被人工改造）、动植物病毒；条件：能自我复制；有一个或多个酶切位点；有标记基因位点；对受体细胞无害·将目的基因导入受体细胞：目的基因的片段与运载体在生物体外连接形成重组DNA分子4后，下一步是将重组DNA分子引入受体细胞中进行扩增。基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。用人工的方法使体外重组的DNA分子转移到受体细胞，主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。导入植物细胞：农杆菌转化法（转基因抗虫棉用的是花粉管通道法）；导入动物细胞：显微注射技术（注射入受精卵中）；如果运载体是质粒，受体细胞是细菌，一般是将细菌用氯化钙处理，以增大细菌细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。目的基因导入受体细胞后，就可以随着受体细胞的繁殖而复制，由于细菌繁殖的速度非常快，在很短的时间内就能够获得大量的目的基因。3基因工程的应用（理解）（1）植物基因工程成果：抗虫转基因植物（抗虫棉是转入Bt毒蛋白基因培育的）抗病转基因植物（病毒外壳蛋白基因、病毒复制酶基因）抗逆转基因植物（生物的抗性基因）转基因改良植物（营养价值、实用价值、观赏价值）（2）动物基因工程成果：提高动物生长速度（外源生长激素基因）改善畜产品的品质转基因动物生产药物（牛、山羊等动物乳腺生物反应器中表达了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、α-抗胰蛋白酶）转基因动物作器官移植的供体（导入调节因子，抑制抗原决定基因表达或除去抗原决定基因培育没有免疫排斥反应的转基因克隆器官）基因工程药物（利用转基因工程菌生产细胞因子、抗体、疫苗等）4蛋白质工程（识记）（1）蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质（2）蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。基本途径：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）以上是蛋白质工程特有的途径；以下按照基因工程的一般步骤进行。（注意：目的基因只能用人工合成的方法）设计中的困难：如何推测非编码区以及内含子的脱氧核苷酸序列（5）植物体细胞杂交技术：去除细胞壁（用纤维素酶和果胶酶）得到原生质体，诱导原生质体间的融合（方法：离心、振动、电激、聚乙二醇），形成杂种细胞并再生出细胞壁，通过植物组织培养技术得到杂种植株。意义：克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍（通过基因工程技术也可以克服生殖隔离）（6）植物细胞工程的实际应用：A植物繁殖微型繁殖：可以高效快速地实现种苗的大量繁殖作物脱毒：采用茎尖组织培养来除去病毒（因为植物分生区附近的病毒极少或没有）人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经人工薄膜包装得到的种子。优点：完全保持优良品种的遗传特性，不受季节的限制；方便储藏和运输B作物新品种培育单倍体育种：a过程：植株（AaBb）通过减数分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab四种类型）；对花粉进行花药离体培养（技术是植物组织培养）；得到单倍体植株；对其幼苗时期进行秋水仙素处理；得到了正常的纯合二倍体植株（AABB、AAbb、aaBB、aabb四种类型）。b优点：明显缩短育种年限C突变体利用：在组织培养中会出现突变体，通过从有用的突变体中选育出新品种（如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体）D细胞产物的生产：通过能够产生对人们有利的产物的细胞进行组织培养，从而让它们能够产生大量的细胞产物。6动物的细胞培养与体细胞克隆（识记）5（1）动物细胞培养的概念：从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。（3）培养条件：无菌、无毒；有营养（放在培养基中）；温度和pH值（分离细胞用胃蛋白酶为什么不行？）；气体环境（CO2维持培养液pH）。（4）应用：病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体都可以借助动物细胞的大规模培养生产，另外，基因工程也离不开动物细胞的培养（当受体细胞为动物细胞时）。（5）动物细胞核移植的概念：将动物细胞的细胞核移入已去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，最终发育为动物个体。哺乳动物核移植分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。注：动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易；而动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难。细胞分化程度：体细胞＞生殖细胞＞受精卵；细胞全能性：受精卵＞生殖细胞＞体细胞（6）动物细胞核移植的过程：高产奶牛（提供体细胞）进行细胞培养；同时采集卵母细胞，在体外培养到减二分裂中期的卵母细胞，去核（显微操作）[注：为什么要用卵细胞？它可以提供充足的营养；操作简便；细胞质不会抑制细胞核全能性的表达]；将供体细胞注入去核卵母细胞；通过电刺激使两细胞融合，供体核进入受体卵母细胞，构建重组胚胎；将胚胎移入受体（代孕）母牛体内；生出与供体奶牛遗传基因相同的犊牛（7）应用：促进优良畜群繁育；保护濒危物种；可作为生物反应器，生产珍贵医用蛋白；体外培育组织、器官用于组织器官的移植7细胞融合与单克隆抗体（识记）（1）动物细胞融合概念：是两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。（2）原理：与植物原生质体融合的基本原理相同；植物原生质体融合的原理：细胞膜的流动性；动物细胞融合的原理：细胞膜的流动性（3）基本过程：不同DNA的两个细胞进行融合[方法：灭活的病毒、PEG、电激等]；形成融合细胞；再使之进行有丝分裂后，得到两个完整的杂交细胞。（4）特点：杂交细胞可以具备原先两种细胞的特点，突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。（5）总结动物细胞融合与植物细胞融合的异同（6）应用：单克隆抗体的制备（解决了获得的抗体产量低、纯度低、特异性差的问题）（7）单克隆抗体的制备过程：对免疫小鼠注射特定的抗原蛋白（目的使小鼠产生了效应B细胞）；提取B淋巴细胞；同时用动物细胞培养的方法培养骨髓瘤细胞并提取；促使它们细胞融合[注：融合的结果是有很多不符合