生物選修課程重點(diǎn)知識(shí)總結(jié)一、選修一：生物技術(shù)實(shí)踐核心主題：以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，掌握傳統(tǒng)與現(xiàn)代生物技術(shù)的操作流程及原理，強(qiáng)調(diào)“實(shí)踐應(yīng)用”。（一）微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用1.培養(yǎng)基的配制與類(lèi)型基本成分：碳源（提供能量，如葡萄糖）、氮源（合成蛋白質(zhì)，如NH??、牛肉膏）、水、無(wú)機(jī)鹽（維持滲透壓，如NaCl）、生長(zhǎng)因子（必需有機(jī)物，如維生素、氨基酸，用于營(yíng)養(yǎng)缺陷型微生物）。類(lèi)型：按物理狀態(tài)：固體培養(yǎng)基（加瓊脂，用于分離、鑒定）、液體培養(yǎng)基（用于擴(kuò)大培養(yǎng)）、半固體培養(yǎng)基（用于觀察運(yùn)動(dòng)、保藏菌種）。按功能：選擇培養(yǎng)基（篩選特定微生物，如加青霉素篩選酵母菌、霉菌）、鑒別培養(yǎng)基（鑒定微生物，如伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基鑒別大腸桿菌，呈黑色帶金屬光澤）。2.無(wú)菌技術(shù)消毒：殺死物體表面或內(nèi)部的部分微生物（不包括芽孢和孢子），常用方法：70%酒精擦拭、碘伏消毒、巴氏消毒（62-65℃，30分鐘，用于牛奶）。滅菌：殺死所有微生物（包括芽孢和孢子），常用方法：高壓蒸汽滅菌（121℃，15-30分鐘，用于培養(yǎng)基、玻璃器皿）；干熱滅菌（____℃，2-3小時(shí)，用于玻璃器皿）；灼燒滅菌（酒精燈火焰，用于接種環(huán)、接種針）。3.微生物接種與計(jì)數(shù)接種方法：平板劃線法：通過(guò)連續(xù)劃線將微生物分散成單個(gè)細(xì)胞，最終獲得單菌落（不能計(jì)數(shù)，用于分離純化）。稀釋涂布平板法：將菌液稀釋后涂布，形成單菌落（可計(jì)數(shù)活菌，結(jié)果比實(shí)際值低，因多個(gè)細(xì)胞可能形成一個(gè)菌落）。計(jì)數(shù)方法：活菌計(jì)數(shù)法（稀釋涂布平板法）、顯微鏡直接計(jì)數(shù)法（血球計(jì)數(shù)板，包括死菌和活菌）。（二）發(fā)酵技術(shù)實(shí)踐1.果酒與果醋制作果酒：菌種：酵母菌（兼性厭氧，真菌）。原理：無(wú)氧呼吸（C?H??O?→2C?H?OH+2CO?+能量）。條件：溫度18-25℃，無(wú)氧環(huán)境（前期有氧促進(jìn)繁殖，后期無(wú)氧發(fā)酵）。果醋：菌種：醋酸菌（好氧，細(xì)菌）。原理：有氧呼吸（C?H?OH+O?→CH?COOH+H?O+能量）。條件：溫度30-35℃，有氧環(huán)境（需持續(xù)通氣）。2.腐乳與泡菜制作腐乳：菌種：毛霉（好氧，真菌）。原理：毛霉產(chǎn)生的蛋白酶分解蛋白質(zhì)為小分子肽和氨基酸，脂肪酶分解脂肪為甘油和脂肪酸。工藝：豆腐切塊→接種毛霉→加鹽腌制（析出水分，抑制雜菌）→加酒（12%左右，殺菌、調(diào)味）→加香辛料（調(diào)味、防腐）→發(fā)酵成熟。泡菜：菌種：乳酸菌（厭氧，細(xì)菌）。原理：無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸（C?H??O?→2乳酸+能量）。注意：亞硝酸鹽含量變化（腌制初期上升，后期下降），檢測(cè)用比色法（鹽酸萘乙二胺顯色，與標(biāo)準(zhǔn)液對(duì)比）。（三）植物有效成分的提取成分提取方法原理注意事項(xiàng)玫瑰精油水蒸氣蒸餾法易揮發(fā)、難溶于水、穩(wěn)定蒸餾溫度不宜過(guò)高，時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)橘皮精油壓榨法易焦糊，水蒸氣蒸餾效果差石灰水浸泡（破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，提高出油率）胡蘿卜素萃取法易溶于有機(jī)溶劑用石油醚（沸點(diǎn)高、不溶于水）作萃取劑；萃取后需濃縮（蒸餾去除溶劑）二、選修三：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題核心主題：以“基因-細(xì)胞-胚胎-生態(tài)”為主線，掌握現(xiàn)代生物科技的原理與應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)“技術(shù)創(chuàng)新”。（一）基因工程（DNA重組技術(shù)）1.工具酶與載體限制酶（限制性核酸內(nèi)切酶）：來(lái)源：原核生物（防御噬菌體感染）。功能：識(shí)別特定核苷酸序列（通常為回文序列，如EcoRⅠ識(shí)別GAATTC），切割磷酸二酯鍵，產(chǎn)生粘性末端或平末端。DNA連接酶：功能：連接DNA片段的磷酸二酯鍵（恢復(fù)被限制酶切割的鍵）。類(lèi)型：E·coliDNA連接酶（僅連粘性末端）、T4DNA連接酶（連粘性末端和平末端）。載體：功能：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞（需能自我復(fù)制、有標(biāo)記基因、多個(gè)限制酶切點(diǎn)）。常用載體：質(zhì)粒（細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中的環(huán)狀DNA，最常用）、噬菌體（如λ噬菌體）、動(dòng)植物病毒（如農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒）。2.操作步驟目的基因的獲?。簭幕蛭膸?kù)中提取（基因組文庫(kù)、cDNA文庫(kù)，cDNA文庫(kù)無(wú)內(nèi)含子）；人工合成（化學(xué)合成法，用于小基因；反轉(zhuǎn)錄法，以mRNA為模板合成cDNA）；PCR技術(shù)（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，擴(kuò)增目的基因，需耐高溫的TaqDNA聚合酶、引物、dNTP）?；虮磉_(dá)載體的構(gòu)建（核心步驟）：組成：目的基因+啟動(dòng)子（RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄）+終止子（終止轉(zhuǎn)錄）+標(biāo)記基因（篩選重組細(xì)胞，如抗生素抗性基因）。方法：用相同限制酶切割目的基因和載體，產(chǎn)生相同粘性末端，再用DNA連接酶連接。將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：植物細(xì)胞：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（最常用，Ti質(zhì)粒的T-DNA可整合到植物基因組）、基因槍法、花粉管通道法；動(dòng)物細(xì)胞：顯微注射法（將目的基因注入受精卵）；微生物細(xì)胞：感受態(tài)細(xì)胞法（用Ca2?處理大腸桿菌，使其吸收DNA）。目的基因的檢測(cè)與鑒定：分子水平：DNA水平：DNA分子雜交（檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入，用放射性標(biāo)記的目的基因作探針）；RNA水平：核酸分子雜交（檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄，用放射性標(biāo)記的cDNA作探針）；蛋白質(zhì)水平：抗原-抗體雜交（檢測(cè)目的基因是否翻譯，用相應(yīng)抗體檢測(cè)蛋白質(zhì)）。個(gè)體水平：抗蟲(chóng)鑒定（如轉(zhuǎn)Bt基因棉花抗棉鈴蟲(chóng)）、抗病鑒定（如轉(zhuǎn)抗病毒基因煙草抗煙草花葉病毒）。3.應(yīng)用轉(zhuǎn)基因生物：抗蟲(chóng)棉（Bt基因）、抗除草劑大豆（EPSPS基因）、轉(zhuǎn)基因奶牛（生產(chǎn)人乳鐵蛋白）；基因治療：將正?；?qū)牖颊呒?xì)胞，治療遺傳?。ㄈ珑牭缎图?xì)胞貧血癥、囊性纖維病）；生物制藥：用工程菌生產(chǎn)胰島素、干擾素、乙肝疫苗（工程菌是指導(dǎo)入目的基因的微生物）。（二）細(xì)胞工程1.植物細(xì)胞工程原理：植物細(xì)胞的全能性（已分化的細(xì)胞具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能）。植物組織培養(yǎng)（核心技術(shù)）：步驟：外植體（如莖尖、葉片）消毒→脫分化（形成愈傷組織，需生長(zhǎng)素+細(xì)胞分裂素比例適中）→再分化（形成根、芽，生長(zhǎng)素多生根，細(xì)胞分裂素多發(fā)芽）→試管苗移栽。應(yīng)用：快速繁殖（如蘭花、香蕉）、作物脫毒（用分生區(qū)組織，如莖尖，因分生區(qū)無(wú)病毒）、人工種子（胚狀體+人工種皮，保持優(yōu)良性狀）、單倍體育種（花藥離體培養(yǎng)→單倍體→秋水仙素處理→純合子，縮短育種年限）。植物體細(xì)胞雜交：步驟：去壁（用纖維素酶、果膠酶處理植物細(xì)胞）→原生質(zhì)體融合（用聚乙二醇PEG或電融合法）→雜種細(xì)胞篩選→植物組織培養(yǎng)→雜種植株。意義：克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙（如番茄-馬鈴薯雜種植株）。2.動(dòng)物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)（基礎(chǔ)技術(shù)）：原理：細(xì)胞增殖（有絲分裂）。步驟：取動(dòng)物組織（胚胎或幼齡動(dòng)物，因分裂能力強(qiáng)）→剪碎→胰蛋白酶/膠原蛋白酶處理（分散成單個(gè)細(xì)胞）→原代培養(yǎng)（貼壁生長(zhǎng)、接觸抑制）→傳代培養(yǎng)（10-50代后可能發(fā)生癌變，成為細(xì)胞系）。條件：無(wú)菌無(wú)毒環(huán)境（培養(yǎng)液加抗生素，定期更換培養(yǎng)液）、營(yíng)養(yǎng)（血清/血漿、氨基酸、葡萄糖）、溫度（36.5±0.5℃）、pH（7.2-7.4）、氣體環(huán)境（95%空氣+5%CO?，CO?維持pH）。應(yīng)用：生產(chǎn)生物制品（如疫苗、干擾素）、檢測(cè)有毒物質(zhì)（通過(guò)細(xì)胞形態(tài)變化判斷毒性）、研究細(xì)胞生理（如細(xì)胞凋亡）。動(dòng)物細(xì)胞核移植：步驟：取去核卵母細(xì)胞（減數(shù)第二次分裂中期，因細(xì)胞質(zhì)有促進(jìn)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)）→取供體細(xì)胞（如體細(xì)胞）→核移植（將供體細(xì)胞核注入去核卵母細(xì)胞）→重組細(xì)胞培養(yǎng)→胚胎移植→克隆動(dòng)物。實(shí)例：多莉羊（供體細(xì)胞核來(lái)自綿羊乳腺細(xì)胞，去核卵母細(xì)胞來(lái)自另一只綿羊，受體是第三只綿羊）。動(dòng)物細(xì)胞融合：原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性。方法：聚乙二醇PEG、電融合法、滅活病毒（如仙臺(tái)病毒，最常用）。應(yīng)用：制備單克隆抗體（雜交瘤細(xì)胞，由B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合而成，既能分泌特異性抗體，又能無(wú)限增殖）。（三）胚胎工程1.胚胎發(fā)育過(guò)程受精卵→桑椹胚（32細(xì)胞左右，全能性高，可分割移植）→囊胚（內(nèi)細(xì)胞團(tuán)+滋養(yǎng)層，內(nèi)細(xì)胞團(tuán)發(fā)育成胎兒各種組織，滋養(yǎng)層發(fā)育成胎盤(pán)、胎膜）→原腸胚（三個(gè)胚層：外胚層→皮膚、神經(jīng)；中胚層→肌肉、骨骼；內(nèi)胚層→消化、呼吸系統(tǒng)）。2.胚胎移植（核心技術(shù)）意義：充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力（如高產(chǎn)奶牛）。步驟：供體超數(shù)排卵（用促性腺激素，如促卵泡激素FSH）→配種或人工授精→胚胎收集（沖卵，收集囊胚或桑椹胚）→胚胎檢查→胚胎移植（注入受體子宮）→受體飼養(yǎng)觀察。關(guān)鍵條件：供體與受體同期發(fā)情（用孕激素，使子宮環(huán)境一致）、供體與受體遺傳背景相似（同一物種）。3.胚胎分割與干細(xì)胞胚胎分割：將桑椹胚或囊胚分割成多份，每份發(fā)育成一個(gè)個(gè)體（屬于無(wú)性繁殖，保持優(yōu)良性狀）。干細(xì)胞：胚胎干細(xì)胞（ES細(xì)胞）：來(lái)自囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，全能性高（可分化為任何組織細(xì)胞），應(yīng)用于細(xì)胞治療（如治療帕金森病）、組織工程（如人造器官）；成體干細(xì)胞：來(lái)自成體組織（如造血干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞），多能性（可分化為特定組織細(xì)胞），應(yīng)用于白血病治療（骨髓移植）。（四）生態(tài)工程1.基本原理物質(zhì)循環(huán)再生原理：核心原理，如沼氣池（秸稈→沼氣→沼渣肥田，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)）；物種多樣性原理：增加物種豐富度，提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，如森林生態(tài)系統(tǒng)（比草原生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定）；協(xié)調(diào)與平衡原理：控制種群數(shù)量，避免過(guò)度放牧（如草原載畜量）；整體性原理：考慮自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)三者統(tǒng)一，如農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程（?；~(yú)塘）；系統(tǒng)學(xué)與工程學(xué)原理：系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理（如?；~(yú)塘的食物鏈結(jié)構(gòu)，提高能量利用率）；系統(tǒng)整體性原理（如地衣，藻類(lèi)與真菌共生，1+1>2）。2.實(shí)例農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程：?；~(yú)塘（?！Q→魚(yú)→泥→桑，物質(zhì)循環(huán)利用）；小流域綜合治理生態(tài)工程：退耕還林還草（治理水土流失）；大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程：三北防護(hù)林（防風(fēng)固沙）；濕地生態(tài)恢復(fù)工程：退耕還濕（保護(hù)濕地生態(tài)系統(tǒng)，如紅樹(shù)林）；礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復(fù)工程：植被恢復(fù)（種植耐貧瘠植物，如沙棘）。三、選修二：生物科學(xué)與社會(huì)核心主題：聯(lián)系社會(huì)實(shí)際，探討生物科學(xué)與人類(lèi)社會(huì)的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)“倫理與應(yīng)用”。（一）生物資源的合理利用森林資源：可持續(xù)采伐（如擇伐，保留幼樹(shù)），避免皆伐；草原資源：劃區(qū)輪牧（合理分配放牧區(qū)域，恢復(fù)草原生產(chǎn)力）；水資源：節(jié)水農(nóng)業(yè)（如滴灌、噴灌，減少水資源浪費(fèi)）；生物多樣性保護(hù)：就地保護(hù)（最有效，如自然保護(hù)區(qū)、國(guó)家公園）；易地保護(hù)（如動(dòng)物園、植物園）；離體保護(hù)（如種子庫(kù)、基因庫(kù)）。（二）生物倫理與安全轉(zhuǎn)基因生物的安全性：食物安全（如轉(zhuǎn)基因大豆是否含有過(guò)敏原）；生物安全（如轉(zhuǎn)基因作物是否會(huì)成為入侵物種）；環(huán)境安全（如轉(zhuǎn)基因作物是否會(huì)影響非目標(biāo)生物）；克隆人的倫理問(wèn)題：生殖性克?。◤?fù)制人類(lèi)個(gè)體，違反倫理）vs治療性克?。ㄓ每寺〖夹g(shù)生產(chǎn)組織器官，用于醫(yī)療）；試管嬰兒的倫理問(wèn)題：性別選擇（可能導(dǎo)致性別比例失衡）、多胎妊娠（增加母嬰風(fēng)險(xiǎn)）；基因檢測(cè)的倫理問(wèn)題：隱私保護(hù)（如基因信息泄露可能導(dǎo)致歧視）、基因歧視（如保險(xiǎn)公司拒絕承保攜帶致病基因的人）。四、復(fù)習(xí)建議1.抓核心概念：重點(diǎn)掌握基因工程的工具與步驟、細(xì)胞工程的原理與應(yīng)用、胚胎工程的核心技術(shù)（胚胎移植）、生態(tài)工程的原理，這些是高考的高頻考點(diǎn)。2.重實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)：選修一的實(shí)驗(yàn)操作（如無(wú)菌技術(shù)、接種方法、提取方法）、選修三的技術(shù)流程（如基因表達(dá)載體的構(gòu)建、植物組織培養(yǎng)的步驟