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1、生物工程专题本专题包括以下内容：选修第三章遗传和基因工程，第四章细胞和细胞工程和第五章微生物和发酵工程。生物技术也称为生物工程，是利用生物体或生物体的一部分制造产品，改造动植物及创造有特殊用途生物的方法。生物工程的核心技术是细胞工程和基因工程，这也是生物工程的上游工程，而发酵工程和酶工程是下游工程。本讲所涉及的内容大都是社会热点、焦点问题，很可能成为遵循大纲，但又不拘泥于大纲的高考题目的素材，要求我们要有足够的重视。本专题一方面各章知识相关，另一方面与工农业生产、医药卫生、环境保护和人类生活密切相关。第一学时基因工程和细胞工程基因工程的主要考点基因工程的工具基因工程的基本步骤：转基因技术的应用
2、：(1)转基因动植物 (2)基因药物 (3)基因治疗等细胞工程的主要考点有：植物细胞工程植物细胞的全能性、植物组织培养、植物体细胞杂交。动物细胞工程动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体。尤其是组织培养和细胞融合、胚胎移植等。第二学时 微生物和发酵工程：微生物的类群 微生物的营养和功能，培养基的配置原则和种类，微生物的代谢产物种类；代谢调节和人工控制 微生物的生长规律和生长影响因素发酵工程的概念、内容和应用第一课时一、基因工程（一）基因操作的工具：1基因剪刀限制性内切酶（微生物中）特点：一种限制性内切酶只能识别特定的核苷酸序列，并能在特定的切点上切割DNA分子。2基因的针线DNA连接酶：作用是
3、把两条DNA末端之间的缝隙“缝合”起来。3基因的运输工具运载体（1）作用：将外源基因导入受体细胞（2）特点：能在宿主细胞内复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；具有某些标记基因，便于进行筛选。（3）举例：经常使用的有质粒、噬菌体和动植物病毒等。注意：区分题目中的“工具”和“工具酶”（二）基因操作的步骤：1提取目的基因的方法直接分离法：常用方法鸟枪法（散弹射击法）人工合成法：有两条途径，一个反转录酶法，二是据已知的氨基酸序列逆推合成。比较不同方法的优缺点和适用范围。2目的基因与运载体结合（1）含义：是不同来源的DNA重新组合的过程。（2）过程：同种限制酶切割质粒和目的基因；结
4、合形成重组DNA分子（重组质粒）。3将目的基因导入受体细胞（1）常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞等。（2）方法：主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径4目的基因的检测和表达（进行比较）目的基因的检测是检测目的基因是否进入受体细胞。依据是受体细胞是否表现出运载体特有的标记基因所控制的性状。目的基因的表达是检测目的基因是否已经表达。依据是受体细胞是否表现出目的基因所控制的性状。（三）基因工程的成果与发展基因工程的成果与发展前景是相当诱人的，是社会和科技关心的热点，也往往是和基因工程的步骤结合起来考。1转基因药物（1）用“工程菌”生产基因工程药品：胰岛素、干扰素、乙肝疫
5、苗等60多种2基因诊断 DNA探针，利用DNA分子杂交原理，3基因治疗（针对有缺陷的基因）含义：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。4转基因动物培育转基因动物；利用外源基因在哺乳动物体内的表达获得人类所需要的各种物质，如激素、抗体及酶类等。5与环境保护（1）用于环境监测：用DNA探针可快速、灵敏地检测饮水中病毒的含量（2）用于被污染环境的净化：“超级细菌”；“吞噬”汞和降解土壤中DDT的细菌等。二、细胞工程通过比较归纳植物细胞工程与动物细胞工程。并综合本专题的相关知识点，分析和解决科学、生产、生活和人体健康等有关现实问题。出题方式既有选择题又有简答题。（1）植物细胞的组
6、织培养与动物细胞培养原理：细胞的全能性过程：再分化激素、光脱分化营养物、激素 （a）植物组织培养： 离体的植物器官、组织或细胞 愈伤组织根、芽 植物体胰蛋白酶、剪碎动物血清、葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素细胞株细胞系原代培养传代培养（b）动物的组织培养：动物胚胎或幼龄动物器官、组织 单个细胞细胞悬浮液 10代细胞 50代细胞 （2）植物组织培养与动物细胞培养的比较项目原理培养基结果培养目的植物组织培养细胞全能性固体、营养物质、激素培养成植株快速繁殖、培育无病毒植株等动物细胞培养细胞增殖液体、营养物质、动物血清培养成细胞株或细胞系获得细胞产物或细胞等（3）植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较细胞工
7、程植物体细胞杂交动物细胞融合实质内容改变遗传物质、产生新的性状，获得细胞产品（使后代具有双亲的特性）理论基础植物细胞全能性细胞增值诱导手段物理法 离心、振动、电刺激化学法 聚乙二醇物理 离心、振动、电刺激化学 聚乙二醇生物 灭活病毒（灭活仙台病毒）诱导过程1.去细胞壁 纤维素酶、果胶酶2.原生质体融合 获得杂种原生质体3.植物细胞培养 植株或用于发酵1.获得分离的单个动物细胞 胰蛋白酶处理2.诱导融合 杂种原生质体3.动物细胞培养 细胞产品应用白菜甘兰等杂种植物单克隆抗体的制备（杂交瘤细胞）AB结合以下知识进行拓展，如：若A、B为植物细胞则为植物体细胞杂交；若A、B为动物细胞则为细胞融合；若B
8、为精子，A为卵细胞则表示受精过程；若A为除去细胞核的细胞质、B为细胞核，则表示克隆的基本过程。（4）细胞工程的应用（1）单克隆抗体：定义：化学性质单一、特异性强的抗体制备过程应用：生物学基础理论的研究；疾病诊断、治疗、预防； “生物导弹”（2）核移植：是将细胞核和细胞质用某种方法拆开，然后再把分离的细胞核和胞质体重新组合成一个新细胞。把从细胞中分离出来的染色体或基因转入另一个细胞中，赋予重建的细胞以某种新的功能，这属于染色体导入或基因转移的技术范畴。（3）胚胎移植技术：可以是有性生殖，也可以是无性生殖。核移植后的重组细胞或体外受精后的受精卵在体外发育到胚胎阶段再植入母体。（4）胚胎分割技术指来
9、自于同一受精卵的胚胎分割成几个分别移植到多个母体。因是一个受精卵有丝分裂而成，所以后代基因型完全相同，表现型也基本一至。三、发酵工程发酵工程主要掌握发酵工程的过程及注意事项。复习时要重视生物新技术在生产生活实践中的应用，重视发酵工程与基因工程和细胞工程的相互关系，这既是科技发展热点课题之一，也是考试命题热点之一。典例1下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”示意图，所用载体为质粒A。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒A导入细菌B后，其上的基因能得到表达。请回答下列问题。（1）人工合成目的基因的途径一般有哪两条？（2）如何将目的基因和质粒结合成重组质粒？（3）目
10、前把重组质粒导入细菌细胞时，效率还不高，导入完成后得到的细菌，实际上有的根本没有导入质粒，有的导入的是普通质粒A，只有少数导入的是重组质粒。此外可以通过如下步骤鉴别得到的细菌是否导入了质粒A或重组质粒：将得到的细菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的就导入了质粒A或重组质粒，反之则没有。使用这种方法鉴别的原因是 。（4）若把通过鉴定证明导入了普通质粒A或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养基上培养，会发生的现象是 ，原因是。（5）导入细菌B细胞中的目的基因成功表达的标志是什么？解析：（1） 将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板转录成单链双链DNA； 据蛋白质中氨基酸序列中碱基序列DN
11、A碱基序列目的基因。（2）将目的基因和质粒结合形成重组质粒的过程是： 用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有粘性末端的切口； 用同种限制酶切割目的基因，产生相同的粘性末端； 将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒。（3）检测质粒或重组质粒是否导入受体细胞，均需利用质粒上某些标记基因的特性。即对已经做了导入处理的、本身无相应特性的受体细胞进行检测，根据受体细胞是否具有相应的特性来确定。抗氨苄青霉素基因在质粒A80重组质粒上，因为目的基因插入了四环素抗性基因的a处，所以用含氨苄青霉素这种选择培养基培养经导入质粒处理的受体细胞。凡能生长的则表
12、明质粒导入成功；不能生长的则无质粒导入。（4）抗四环素基因不仅在质粒A上，而且它的位置正是目的基因插入之处，因此当目的基因插入质粒A形成重组质粒时，此处的抗四环素基因的结构和功能就会被破坏，含重组质粒的受体细胞就不能在含四环素的培养基上生长，而质粒A上无目的基因插入的四环素基因结构是完整的，这种受体细胞就能在含四环素的培养基上生长。（5）基因成功表达的标志是受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质，即人的生长激素。变式练习1（2005全国卷5）科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶主要蛋白。以下有关基因工程的叙述，错误的是 （ ）A、采用反转录的方法得到的目的基因有内含子B、基因非编码
13、区对于目的基因在块茎中的表壳是不可缺少的C、马铃薯的叶肉细胞可用为受体细胞D、用同一种限制酶，分别处理质粒和含目的基因的DNA，可产生粘性末端而形成重组DNA分子命题意图：本题考查了基因结构、基因工程的有关知识。解析：真核生物的基因结构包括非编码区和编码区，其中编码区包括外显子和内含子，非编码区对基因的表达起调控作用，对基因的表达是不可缺少的；只有外显子能编码蛋白质，因此通过反转录的方法只能得到的目的基因的外显子的脱氧核苷酸序列。因植物细胞具有全能性，故马铃薯的叶肉细胞可用为受体细胞。必须用用同一种限制酶，分别处理质粒和含目的基因的DNA，这样才能产生2对互补的粘性末端而形成重组DNA分子。2
14、下列关于基因工程的叙述，正确的是（ ）A、基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因B、细菌质粒是基因工程常用的运载体C、通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理运载体DNAD、为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体典例2据下图回答问题： （1）过程应使用_处理细胞去除植物细胞的细胞壁； （2）过程叫做_技术，该过程的诱导方法有_和_两大类； （3）过程是_过程，与此过程密切相关的细胞器是_； （4）过程中进行的细胞分裂方式是_，通过分裂形成_，然后再分化形成杂种植物幼苗； （5）若番茄细胞内含A个染色体，马铃薯细胞内含B个染色体，则番茄马铃薯细胞内含_个染色体；若采用杂交育种方法成功的话，得到的后代含_个染色体，必须用_来处理幼苗，才能得到可育的番茄马铃薯，其中含有_个染色体。这两种方法相比，体细胞杂交方法的优点是：_
