高考生物生物工程復(fù)習(xí)測試

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上生物工程專題講座江蘇省淮北中學(xué) 陳波一、考綱要求內(nèi) 容說 明能級要求ABC1基因工程簡介基因操作的工具基因操作的基本步驟基因工程的成果與發(fā)展前景2細(xì)胞工程（1）植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞的全能性植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交（2）動(dòng)物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞融合單克隆抗體3發(fā)酵工程簡介應(yīng)用發(fā)酵工程的生產(chǎn)實(shí)例酶工程簡介不作要求發(fā)酵工程的概念和內(nèi)容以谷氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)為例發(fā)酵工程的應(yīng)用二、考點(diǎn)解讀：本講知識屬于現(xiàn)代生物科技及能夠聯(lián)系并應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實(shí)際中的技術(shù)。近幾年的江蘇、上海、廣東各地的高考題中多次涉及本知識點(diǎn)的考題。概念題的題型一般多為選擇題，與生產(chǎn)緊密相關(guān)的題及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2、題多以非選擇題形式出現(xiàn)。生物工程也叫生物技術(shù)，是生物科學(xué)與工程技術(shù)有機(jī)結(jié)合而興起的一門綜合性科學(xué)技術(shù)。包括基因工程、細(xì)胞工程、微生物發(fā)酵工程和酶工程等一系列的現(xiàn)代生物技術(shù)，關(guān)于基因工程、細(xì)胞工程、微生物發(fā)酵工程的材料題是近年來高考的熱門知識點(diǎn)。通過對近2年江蘇高考題的分析，本部分內(nèi)容2005年約占26分，2006年約占33分，由此可以看出，本部分屬于高考的重點(diǎn)內(nèi)容之一。復(fù)習(xí)時(shí)要重視生物新技術(shù)在生產(chǎn)生活實(shí)踐中的應(yīng)用，重視發(fā)酵工程與基因工程和細(xì)胞工程的相互關(guān)系，這既是科技發(fā)展熱點(diǎn)課題之一，也是考試命題熱點(diǎn)之一。利用已學(xué)過的基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程知識，對三大生物工程的聯(lián)系加以融會貫通，提高分析

3、綜合與解決實(shí)際問題的能力。三、主干知識整合(一)基因工程知識小結(jié)1、基因工程的工具(1)限制性內(nèi)切酶：生物體內(nèi)有一類酶，它們能將外來的DNA切斷，即能夠限制異源DNA的侵入并使之失去活力，但對自己的DNA卻無損害作用，這樣可以保護(hù)細(xì)胞原有的遺傳信息。由于這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進(jìn)行的，故名限制性內(nèi)切酶(限制酶)。限制性內(nèi)切酶是基因工程中最常用的切割工具?？茖W(xué)家已從原核生物中分離出了許多種限制酶，其中一類可以識別特定的核苷酸序列，只在一定DNA序列上進(jìn)行切割，而且在切割部位，一條鏈正向讀的堿基順序，與另一條鏈反向讀的順序完全一致，它們之間正好能互補(bǔ)配對，這樣的切口叫做黏性末端，這類限制酶最

4、常被使用。(2) DNA連接酶：被同一種限制性內(nèi)切酶切割開來的目的基因和運(yùn)載體，具有相同的黏性末端，將它們的黏性末端連接起來，就可以形成重組的DNA分子。這個(gè)將目的基因和運(yùn)載體連接起來的過程就需要用到DNA連接酶。其功能是把兩個(gè)DNA片段末端之間的“縫隙”連接起來。注意：DNA連接酶連接的是磷酸和脫氧核糖之間的磷酸二酯鍵，而不是兩條鏈之間互補(bǔ)配對堿基之間的氫鍵，它與限制性內(nèi)切酶作用是相反的。注意與DNA聚合酶區(qū)別，DNA聚合酶是在DNA復(fù)制時(shí)用到的，它連接的也是磷酸二酯鍵，但復(fù)制時(shí)需要模板鏈。(3)運(yùn)載體 在基因工程操作中使用運(yùn)載體的目的有兩個(gè)：一是用它作為運(yùn)載工具，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞中

5、去；二是利用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對目的基因進(jìn)行大量的復(fù)制(稱為克隆)。現(xiàn)在所用的運(yùn)載體主要有兩類：一類是細(xì)菌的質(zhì)粒，它是一種相對分子質(zhì)量較小、獨(dú)立于細(xì)菌DNA之外的小型環(huán)狀DNA，有的細(xì)菌中有一個(gè)，有的細(xì)菌中有多個(gè)，質(zhì)粒能通過細(xì)菌間的接合由一個(gè)細(xì)菌向另一個(gè)細(xì)菌轉(zhuǎn)移，可以獨(dú)立復(fù)制，也可以整合到細(xì)菌DNA中，隨細(xì)菌DNA的復(fù)制而復(fù)制；另一類運(yùn)載體是噬菌體或某些動(dòng)植物病毒等。現(xiàn)在人們還在不斷地尋找新的運(yùn)載體，如葉綠體或線粒體DNA等也有可能成為運(yùn)載體。如把外源基因?qū)肴~綠體中，可減少了“基因污染”。 作為運(yùn)載體必須具備三個(gè)條件：在宿主細(xì)胞中能保存下來并能大量復(fù)制；有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，而且每種酶的切點(diǎn)最好只有

6、一個(gè)，如大腸桿菌pBR322就有多種限制酶的單一識別位點(diǎn)，可適用于多種限制酶切割的DNA插入；有一定的標(biāo)記基因，便于篩選，如大腸桿菌的pBR322質(zhì)粒攜帶四環(huán)素抗性基因，就可以作為篩選的標(biāo)記基因。此外，運(yùn)載體存在對宿主細(xì)胞生存沒有影響。 2、基因工程操作的基本步驟第一步：獲得符合人類意愿的基因，即獲得目的基因。目的基因是依據(jù)基因工程設(shè)計(jì)中所需要的某些DNA分子片段，含有所需要的完整的遺傳信息。獲得目的基因的方法很多，目前常采用的是直接分離和人工合成目的基因的方法。具體做法是：(1)直接分離法：直接分離法最常用的是“鳥槍法”又稱“散彈射擊法”。就是從供體細(xì)胞中取出DNA分子，用限制性內(nèi)切酶進(jìn)行處

7、理得到DNA片段，然后分別用運(yùn)載體轉(zhuǎn)入到不同的受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行DNA片段擴(kuò)增，再從受體細(xì)胞中找出具有相應(yīng)目的基因的細(xì)胞，得到目的基因。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡便。存在的缺點(diǎn)則是工作量大，有盲目性；對于真核細(xì)胞的基因來說，目的基因中還含有不表達(dá)的內(nèi)含子，無法將這樣的基因在原核細(xì)胞內(nèi)表達(dá)。因此此法可用于原核生物基因的獲取。(2)人工合成法：就是按照自然基因的本來遺傳信息，人工合成相應(yīng)的DNA片段，可用于真核生物基因的獲取。目前有兩種方法，分別為反轉(zhuǎn)錄法和依據(jù)蛋白質(zhì)氨基酸序列推測合成法。反轉(zhuǎn)錄法：從供體細(xì)胞內(nèi)找出由目的基因轉(zhuǎn)錄出來的信使RNA，以該信使RNA為模板，反轉(zhuǎn)錄成互補(bǔ)的單鏈DNA，然后在酶的作

8、用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需要的基因。優(yōu)點(diǎn)是專一性強(qiáng)、目的基因中不含內(nèi)含子。缺點(diǎn)是操作過程復(fù)雜，mRNA存在時(shí)間短，技術(shù)要求高。依據(jù)蛋白質(zhì)氨基酸序列推斷合成法：根據(jù)已知蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推測出相應(yīng)信使RNA序列，然后按照堿基互補(bǔ)配對原則，推測出其結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列，再通過化學(xué)合成的方法，以單核苷酸為原料合成目的基因。優(yōu)點(diǎn)專一性強(qiáng)，目的基因中不含內(nèi)含子，可合成自然界不存在的基因。 第二步：把目的基因接到某種運(yùn)載體上形成重組DNA，常用的運(yùn)載體有細(xì)菌的質(zhì)粒、溫和噬菌體和動(dòng)植物病毒等。 DNA重組技術(shù)：重組DNA就是讓DNA片段和運(yùn)載體連接。外源DNA是很難直接透過細(xì)胞膜進(jìn)入受體細(xì)胞的。即使

9、進(jìn)入受體細(xì)胞之中，也會受到細(xì)胞內(nèi)限制性內(nèi)切酶的作用而分解。目的基因結(jié)合到經(jīng)過改造的細(xì)菌中的質(zhì)?；驕睾褪删w上后形成的組合體稱為重組體DNA。在這一技術(shù)中，限制性內(nèi)切酶是一種常用的工具酶，它能“切開”質(zhì)粒的環(huán)形DNA，也能切取目的基因，然后把目的基因DNA片段與質(zhì)粒DNA分子的兩端，在連接酶的作用互補(bǔ)連接形成重組體DNA。第三步：通過運(yùn)載體把目的基因帶入某生物體內(nèi)。將基因轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞，除了常用的運(yùn)載體轉(zhuǎn)運(yùn)方法外，在一定的條件下還常使用以下一些方法： (1)顯微注射法：是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物中常采用的方法，用微注射儀將目的基因注射入動(dòng)物的受精卵。(2)基因槍法：基因槍是一種專門用于基因轉(zhuǎn)移的高壓槍。該種方法

10、是首先將目的基因的DNA附著于直徑約為4m的鎢等金屬粒子表面，然后用基因槍將其射入受體細(xì)胞。(3)花粉管通道法：在植物受粉后，花粉形成的花粉管還未愈合前，剪去柱頭，然后，滴加DNA(含目的基因)，使目的基因借助花粉管通道進(jìn)入受體細(xì)胞。無論哪種方法，都需要將目的基因與運(yùn)載體構(gòu)建成重組DNA，才能將目的基因?qū)?。第四步：目的基因的檢測與表達(dá)目的基因能否表達(dá)是基因工程是否成功的關(guān)鍵。往往先根據(jù)標(biāo)記基因表達(dá)的產(chǎn)物來把含有目的基因的受體細(xì)胞和沒有目的基因的受體細(xì)胞區(qū)篩選出來，再檢測含有目的基因的受體細(xì)胞中，如表現(xiàn)出了特定的遺傳性狀，則達(dá)到了基因工程的預(yù)期目的。 3、基因工程技術(shù)的應(yīng)用 (1)轉(zhuǎn)基因生物

11、通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)把某種生物的基因或人工合成的基因轉(zhuǎn)移到另一生物體內(nèi)，從而培育出對人類有利的生物新品種。如我國科學(xué)家1989年將人的生長激素基因?qū)膈庺~的受精卵中，培育成了轉(zhuǎn)基因鯉魚；1995年我國科學(xué)家將某種細(xì)菌的抗蟲基因?qū)朊藁?，培育出了抗蟲棉；1999年我國上海誕生了轉(zhuǎn)基因牛，其牛奶中含有大量人體蛋白，可以治病。 (2)轉(zhuǎn)基因藥物 自從美國1977年第一次用改造的大腸桿菌生產(chǎn)出有活性的人的生長激素釋放抑制素以來，基因工程技術(shù)已經(jīng)成功地應(yīng)用于生物治療藥物的研制。現(xiàn)已研制成功的基因工程藥物有幾十種，如已上市的人的生長激素、胰島素、干擾素、尿激酶原、超氧化物歧化酶等。(3) 基因診斷和基因治療 基

12、因診斷：DNA分子雜交法(即DNA探針法)：該方法是根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，把互補(bǔ)的雙鏈DNA解開，把單鏈的DNA小片段用同位素、熒光分子或化學(xué)發(fā)光催化劑等進(jìn)行標(biāo)記，之后同被檢測的DNA中的同源互補(bǔ)序列雜交，從而檢出所要查明的DNA或基因。具體步驟：抽取病人的組織或體液作為化驗(yàn)樣品；將樣品中的DNA分離出來；用化學(xué)法或熱處理法使樣品DNA解旋；將事先制作好的DNA探針引入到化驗(yàn)樣品中。這些已知的經(jīng)過標(biāo)記的探針能夠在化驗(yàn)樣品中找到互補(bǔ)鏈，并與之結(jié)合(雜交)在一起，找不到互補(bǔ)鏈的DNA探針，則可以被洗脫。這樣通過遺留在樣品中的標(biāo)記過的DNA探針進(jìn)行基因分析，就能檢出病人所得的病?；蛑委煟簩⑼庠椿?/p>

13、通過基因轉(zhuǎn)移技術(shù)，將其插入病人適當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞中，使外源基因制造的產(chǎn)物能治療某種疾病。1990年美同國立衛(wèi)生研究院的一個(gè)研究小組對一個(gè)四歲的患腺苷脫氨酶(ADA)缺乏癥的女孩進(jìn)行基因治療。他們將正常ADA基因利用反轉(zhuǎn)錄病毒載體導(dǎo)入女孩淋巴細(xì)胞內(nèi)，體外培養(yǎng)后回輸入她體內(nèi)，實(shí)驗(yàn)獲得圓滿成功。這是人類歷史上第一個(gè)成功基因治療臨床實(shí)驗(yàn)。4基因工程是把“雙刃劍”基因工程技術(shù)的應(yīng)用在給人們帶來福音的同時(shí)，暗藏著對人類生存的巨大威脅。如基因工程可以制造超級細(xì)菌、超級雜草等；戰(zhàn)爭狂人、恐怖主義者可制造出難以制服的病原體、生物毒劑即生物武器，進(jìn)行訛詐和大規(guī)模毀滅人類的生物戰(zhàn)爭；轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物的出現(xiàn)引發(fā)物種入侵，有可

14、能破壞原有的生態(tài)平衡，對原有物種產(chǎn)生威脅；還有轉(zhuǎn)基因食品安全問題；(二)細(xì)胞工程的綜合復(fù)習(xí) 細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的方法，通過某種工程學(xué)手段，在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平上，按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合技術(shù)科學(xué)。1細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)一條件：無菌操作 (1)植物組織培養(yǎng)愈傷組織特點(diǎn)：排列疏松無規(guī)則、高度液泡化、無定形的未分化的薄壁細(xì)胞。 組織培養(yǎng)優(yōu)點(diǎn)：取材少、培養(yǎng)周期短、繁殖率高、便于自動(dòng)化管理。 組織培養(yǎng)用途：快速繁殖名貴的花卉和果樹；培育無病毒植物(采用根尖、莖尖組織)；獲得植物細(xì)胞產(chǎn)品；制成人工種子以及轉(zhuǎn)基因植物的培育等。 植物細(xì)胞培養(yǎng)的原理理論基礎(chǔ)

15、：細(xì)胞的全能性，屬于無性繁殖。 (2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)培養(yǎng)液的成分：葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素、動(dòng)物血清(類似于內(nèi)環(huán)境成分)。 動(dòng)物細(xì)胞生長特點(diǎn)：貼壁生長直至貼滿即停止分裂，大部分死亡、少部分生存。 細(xì)胞培養(yǎng)用途：生產(chǎn)蛋白制品（如疫苗、干擾素、單抗等）；再造燒傷病人的皮膚；檢測毒物毒性；研究病理和藥理。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的原理理論基礎(chǔ)：細(xì)胞增殖。原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)、細(xì)胞株、細(xì)胞系及其關(guān)系原代培養(yǎng)：可用有兩種表述：細(xì)胞懸浮液第一次在瓶中培養(yǎng)，沒有分瓶培養(yǎng)之前的細(xì)胞培養(yǎng)；第1代細(xì)胞的培養(yǎng)與傳10代以內(nèi)的細(xì)胞培養(yǎng)統(tǒng)稱為原代培養(yǎng)。兩種表述沒有本質(zhì)區(qū)別。傳代培養(yǎng)：同樣有兩種表述：細(xì)胞懸浮液培養(yǎng)一段時(shí)間后，分瓶

16、再進(jìn)行的細(xì)胞培養(yǎng)；傳10代以后的細(xì)胞培養(yǎng)，統(tǒng)稱為傳代培養(yǎng)。細(xì)胞株：原代培養(yǎng)的細(xì)胞一般傳至10代左右會出現(xiàn)生長停滯，衰老死亡，少數(shù)度過“危機(jī)”的細(xì)胞能傳4050代，形成細(xì)胞株。細(xì)胞株的遺傳物質(zhì)并沒有發(fā)生改變。細(xì)胞系：細(xì)胞株傳至50代以后，會出現(xiàn)第二次危機(jī)，少數(shù)度過第二次危機(jī)的細(xì)胞能夠無限制傳下去，形成細(xì)胞系。細(xì)胞系的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，帶有癌變細(xì)胞的特點(diǎn)。 (3)動(dòng)、植物細(xì)胞培養(yǎng)的對比項(xiàng) 目理論基礎(chǔ)/原理培養(yǎng)基結(jié)果用途區(qū)別植物組織培養(yǎng)細(xì)胞的全能性固體或半固體培養(yǎng)基；植物激素子代植株見上述動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞增殖液體培養(yǎng)基；動(dòng)物血清細(xì)胞株或細(xì)胞系見上述聯(lián)系都需要人工條件下的無菌操作2細(xì)胞融合技術(shù)植物體

17、細(xì)胞雜交操作過程(1)原生質(zhì)體制備：選取煙草植株上的幼嫩葉片細(xì)胞和培養(yǎng)好的大豆根尖細(xì)胞，用酶解法制備原生質(zhì)體。煙草的原生質(zhì)體呈綠色，大豆是無色，在顯微鏡下很容易區(qū)別開來。(2)原生質(zhì)體融合：取等量煙草和大豆的原生質(zhì)體混合后，加入聚乙二醇溶液。在顯微鏡下觀察，可以看到原生質(zhì)體相互黏集在一起。隔一段時(shí)間后，加入高鈣、高pH的溶液，這時(shí)原生質(zhì)體才開始融合。原生質(zhì)體融合包括膜融合和核融合兩個(gè)過程。誘導(dǎo)融合只能誘導(dǎo)細(xì)胞膜的融合，兩個(gè)核的融合是在雜種細(xì)胞第一次有絲分裂時(shí)進(jìn)行的。(3)雜種細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)：煙草與大豆的原生質(zhì)體融合后，將原生質(zhì)體轉(zhuǎn)移到適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基上培養(yǎng)，使其再生出細(xì)胞壁。這時(shí)，在細(xì)胞混合物中

18、，不僅有煙草大豆雜種細(xì)胞，還有煙草細(xì)胞、大豆細(xì)胞、煙草煙草細(xì)胞、大豆大豆細(xì)胞。雜種細(xì)胞的篩選，可以用機(jī)械方法，也可以用生理學(xué)或遺傳學(xué)方法。(4)雜種植株的再生與鑒定：雜種植株再生是指以愈傷組織培養(yǎng)出雜種植株的過程。由于煙草和大豆分別屬于茄科和豆科植物，二者的原生質(zhì)體融合后，至今只能長成雜種愈傷組織，還不能分化，更談不上雜種植株的再生與鑒定。對于能夠再生出雜種植株的煙草海島煙草、白菜甘藍(lán)、胡蘿卜羊角芹等，長出的植株究竟是不是雜種，還需要經(jīng)過鑒定才能確定下來。雜種植株鑒定方法有形態(tài)學(xué)方法、生化方法(如電泳)、細(xì)胞學(xué)方法(如染色體組型分析)、分子生物學(xué)方法(如分子雜交)等。單克隆抗體(1)單克隆抗體

19、的概念：單克隆抗體是相對血清抗體而言的。血清抗體是將抗原反復(fù)注射到動(dòng)物體內(nèi)，然后從血清中獲得抗體，其特點(diǎn)為：產(chǎn)量低，特異性差，純度低，不靈敏。而單克隆抗體則是由效應(yīng)B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)的抗體。(2)操作過程：取材：反復(fù)將特定抗原注入小鼠體內(nèi)，取出小鼠的脾臟，制成B淋巴細(xì)胞懸浮液，同樣將取出的骨髓瘤細(xì)胞也制作成細(xì)胞懸浮液。細(xì)胞融合：將兩種懸浮液混合，加入滅活的仙臺病毒或聚乙二醇誘導(dǎo)融合。選出雜交瘤細(xì)胞：在特定的選擇性培養(yǎng)基中進(jìn)行篩選，篩選出B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合形成雜交瘤細(xì)胞。選出能夠產(chǎn)生所需抗體的細(xì)胞群：對雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，在從中挑選出能夠產(chǎn)生所需抗體的細(xì)胞群。生產(chǎn)單克

20、隆抗體：培養(yǎng)上述選出的細(xì)胞群，在獲得足夠數(shù)量的細(xì)胞后，將細(xì)胞在體外條件下大規(guī)模培養(yǎng)或注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖，再從培養(yǎng)液或小鼠的腹水中提取大量的單克隆抗體。兩者區(qū)別如下：植物細(xì)胞雜交(番茄馬鈴薯植侏)動(dòng)物細(xì)胞融合(單克隆抗體制備)過 程第1步原生質(zhì)體的制備(酶解法)正常小鼠的處理(注射滅活抗原)第2步原生質(zhì)體的融合(物化法)動(dòng)物細(xì)胞融合(物化生法)第3步雜種細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)第4步雜種植株鑒定提純單克隆抗體(特異性強(qiáng)、靈敏度高)原理/理論基礎(chǔ)細(xì)胞膜的流動(dòng)性、植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞增殖融合前處理酶解法除去細(xì)胞壁：纖維素酶、果膠酶注射特定抗原法免疫處理正常小鼠促融因子

21、物理法：電刺激、離心、振動(dòng)化學(xué)法：聚乙二醇物化法：與植物相同生物法：滅活的仙臺病毒意義和用途(1)克服有性遠(yuǎn)緣雜交不親和性障礙(2)培育作物新品種有助于疾病的診斷、治療、預(yù)防 3胚胎(分割)移植技術(shù)試管動(dòng)物的繁育(1)用于解決動(dòng)物和人的不育問題； (2)提高良種家畜的繁殖力； (3)繁殖試管動(dòng)物原理：細(xì)胞的全能性，屬于有性生殖。 4細(xì)胞拆合技術(shù)細(xì)胞核移植技術(shù)動(dòng)物克隆技術(shù)(1)細(xì)胞拆合的原理理論基礎(chǔ)：細(xì)胞核的全能性，屬于無性繁殖。 (2)兩種重要技術(shù)：細(xì)胞核移植、胚胎移植。 (3)受體細(xì)胞用去核卵細(xì)胞的原因： 體積較大，便于操作；使細(xì)胞核的全能性易表達(dá)。 (4)用途：快速繁殖良種、特異、瀕危的動(dòng)

22、物；改良動(dòng)物品種。 (5)局限性：克隆動(dòng)物的細(xì)胞核基因型未變，因此只能繁殖單一性別的動(dòng)物(后代也具有雙親遺傳特性)。5總結(jié) (1)細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)和繁殖方法的比較類別項(xiàng)目植物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞工程細(xì)胞培養(yǎng)體細(xì)胞雜交細(xì)胞核移動(dòng)胚胎(分割)移植細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞融合繁殖方式無性繁殖有性繁殖原理/理論基礎(chǔ)細(xì)胞的全能性細(xì)胞增殖細(xì)胞膜的流動(dòng)性 (2)植物部分育種方式的比較項(xiàng)目自然種子人工種子植物體細(xì)胞雜交轉(zhuǎn)基因植物繁殖方式有性繁殖無性繁殖原理/理論基礎(chǔ)細(xì)胞的全能性6細(xì)胞工程的應(yīng)用(1) 采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可快速繁殖名貴的花卉和果樹；培育無病毒植物(采用根尖、莖尖組織)；獲得植物細(xì)胞產(chǎn)品；制成人工種子以及轉(zhuǎn)基

23、因植物的培育等。另外花藥離體培養(yǎng)即利用植物的花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)形成單倍體也屬于組織培養(yǎng)。(繁殖方式屬于有性生殖，技術(shù)手段屬于無性繁殖過程)。(2)植物體細(xì)胞雜交在克服有性遠(yuǎn)緣雜交不親和性障礙和培育作物新品種方面取得重大突破。(3)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)用途：生產(chǎn)蛋白制品（如疫苗、干擾素、單抗等）；再造燒傷病人的皮膚；檢測毒物毒性；研究病理和藥理(4)單克隆抗體在疾病的診斷、治療和預(yù)防方面優(yōu)勢很明顯。(5)胚胎(分割)移植技術(shù)：試管動(dòng)物(嬰兒)解決不育問題；提高良種家畜的繁殖力(6)克隆動(dòng)物 克隆技術(shù)在快速繁殖良種、治療人類遺傳病、搶救瀕危物種和保護(hù)生物多樣性等方面有廣闊的應(yīng)用前景。(三)發(fā)酵工程(1)發(fā)酵

24、工程的概念：發(fā)酵工程是采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段，利用生物(主要是微生物)的某些生理功能，為人類生產(chǎn)有用的生物產(chǎn)品，或直接用微生物參與和控制某些工業(yè)生產(chǎn)過程的一種新的技術(shù)。也有人稱它為“微生物工程”。(2)發(fā)酵工程的步驟：發(fā)酵工程一般可分為發(fā)酵原料的預(yù)處理、發(fā)酵的準(zhǔn)備、發(fā)酵過程和產(chǎn)品的分離與純化等四個(gè)階段。但在生產(chǎn)運(yùn)用中，發(fā)酵過程往往是與其他生物技術(shù)相聯(lián)系的。所以，實(shí)際生產(chǎn)某種生物制品時(shí)，常分為以下三個(gè)步驟：運(yùn)用基因工程和細(xì)胞工程技術(shù)及誘變育種等生產(chǎn)出工程菌或細(xì)胞株。如通過誘變育種的方法獲得能大量積累賴氨酸的黃色短桿菌的高產(chǎn)菌株。大量培養(yǎng)工程菌或進(jìn)行細(xì)菌發(fā)酵。這一步的關(guān)鍵是控制發(fā)酵的條件，如利用酵母

25、菌生產(chǎn)酒精時(shí)，先要在有氧的條件下，讓其大量繁殖，再在無氧的條件下生產(chǎn)酒精。許多產(chǎn)品及某些微生物對發(fā)酵工程的溫度、pH等都十分敏感，需要嚴(yán)格的檢測控制。將工程菌與產(chǎn)品從發(fā)酵液中分離出來，進(jìn)行純化和后處理。由于發(fā)酵液中產(chǎn)物的濃度很低，常常只有0001%001%，為了獲得純凈的生物制品，必須進(jìn)行分離純化。常見主要分離純化方法有蒸餾、萃取和離子交換。 (3)發(fā)酵工程應(yīng)用人們熟知的利用酵母菌發(fā)酵制造啤酒、果酒、工業(yè)酒精、利用乳酸菌發(fā)酵制造奶酪和酸牛奶、利用真菌大規(guī)模生產(chǎn)青霉素等都是這方面的例子。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，發(fā)酵技術(shù)有了很大的發(fā)展，并且已經(jīng)進(jìn)入能人為控制和改造微生物，使這些微生物為人類生產(chǎn)產(chǎn)品的現(xiàn)

26、代發(fā)酵工程階段。現(xiàn)代發(fā)酵工程作為現(xiàn)代生物技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，具有廣闊的前景。例如，利用DNA重組技術(shù)有目的地改造原有的菌種成為“工程菌”， 再利用微生物發(fā)酵工程生產(chǎn)藥品，如人的胰島素、干擾素、生長激素和各種疫苗等。四、經(jīng)典例題解析【例1】(2005廣東)以下有關(guān)基因工程的敘述，正確的是 ( D )A基因工程是細(xì)胞水平上的生物工程B基因工程的產(chǎn)物對人類都是有益的C基因工程產(chǎn)生的變異屬于人工誘變D基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)之一是目的性強(qiáng)【命題意圖】 本題主要考查考生對基因工程概念的理解以及基因工程在生產(chǎn)、科研中的運(yùn)用，并要求考生從所給出的選項(xiàng)中選出恰當(dāng)?shù)年U述?！窘馕觥?根據(jù)基因工程的概念可知，基因工程

27、育種的優(yōu)點(diǎn)是目的性強(qiáng)，可按照人們的意愿改造生物的遺傳性狀。但基因工程屬于分子水平的生物工程，其產(chǎn)品對人類有的有益，有的有害?；蚬こ桃鸬淖儺悓儆诨蛑亟M?！纠?】(2005全國理綜)科學(xué)家通過基因工程的方法，能使馬鈴薯塊莖內(nèi)含有人奶主要蛋白。以下有關(guān)該基因工程的敘述，錯(cuò)誤的是 ( A )A采用反轉(zhuǎn)錄的方法得到目的基因有內(nèi)含子B基因非編碼區(qū)對于目的基因在塊莖中表達(dá)是不可缺少的C馬鈴薯的葉肉細(xì)胞可作為受體細(xì)胞D用同一種限制性內(nèi)切酶，分別處理質(zhì)粒和含目的基因的DNA，可產(chǎn)生黏性末端而形成重組DNA分子【命題意圖】 本題主要考查考生對基因工程具體的操作過程的理解掌握。要求考生能夠運(yùn)用所學(xué)過的有關(guān)基因

28、工程操作步驟從所給出的選項(xiàng)中選出恰當(dāng)?shù)谋硎鰜黻U述具體問題。【解析】 內(nèi)含子是不能編碼蛋白質(zhì)的，成熟的信使RNA不含內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄部分，反轉(zhuǎn)錄合成的目的基因的方法是以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模板，反轉(zhuǎn)錄成互補(bǔ)的單鏈DNA，然后在酶的作用下合成雙鏈DNA。很顯然A敘述是錯(cuò)誤的?！纠?】(05江蘇)在植物基因工程中，用土壤農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒作為運(yùn)載體，把目的基因重組入Ti質(zhì)粒上的TDNA片段中，再將重組的TDNA插入植物細(xì)胞的染色體DNA中。(1)科學(xué)家在進(jìn)行上述基因操作時(shí)，要用同一種限制性內(nèi)切酶 分別切割質(zhì)粒和目的基因，質(zhì)粒的黏性末端與目的基因DNA片段的黏性末端就可通過堿基互補(bǔ)配對 而黏合。(2

29、)將攜帶抗除草劑基因的重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入二倍體油菜細(xì)胞，經(jīng)培養(yǎng)、篩選獲得一株有抗除草劑特性的轉(zhuǎn)基因植株。經(jīng)分析，該植株含有一個(gè)攜帶目的基因的TDNA片段，因此可以把它看作雜合子。理論上，在該轉(zhuǎn)基因植株自交F1代中，仍具有抗除草劑特性的植株占總數(shù)的3/4 ，原因是雌雄配子各有1/2含有抗除草劑基因；受精時(shí)雌雄配子隨機(jī)結(jié)合 。(3)種植上述轉(zhuǎn)基因油菜，它所攜帶的目的基因可以通過花粉傳遞給近緣物種，造成“基因污染”。如果把目的基因?qū)肴~綠體DNA中，就可以避免“基因污染”，原因是 葉綠體遺傳屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳，表現(xiàn)為母系遺傳特點(diǎn)，目的基因不會通過花粉傳遞而在下一代中體現(xiàn)出來 ?！久}意圖】 本題主要考查考

30、生對基因工程的具體操作過程及其注意事項(xiàng)的了解掌握。屬于能運(yùn)用學(xué)過的知識和專業(yè)術(shù)語，正確闡述生物學(xué)基本事實(shí)、概念、規(guī)律、原理和方法，并能夠運(yùn)用所學(xué)的生物學(xué)知識、觀點(diǎn)解釋和解決生活、生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)等方面的一些相關(guān)生物學(xué)問題?！窘馕觥?基因工程的工具酶有：限制性內(nèi)切酶，DNA連接酶兩種。同種限制性內(nèi)切酶處理DNA得到相同的黏性末端。如果目的基因?qū)肴~綠體中的DNA，則這種遺傳屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳，在傳給下一代時(shí)只有通過卵細(xì)胞來完成，不會通過花粉傳遞給后代?！纠?】(2005廣東)關(guān)于單克隆抗體，下列敘述不正確的是 ( D )A可以制成診斷盒，用于疾病的診斷B可用與藥物結(jié)合，用于病變細(xì)胞的定向

31、治療C可以利用基因工程技術(shù)生產(chǎn) D可以在生物體內(nèi)生產(chǎn)，不能體外生產(chǎn)【命題意圖】 本題主要考查考生對一些基本的生物學(xué)知識、事實(shí)的了解，以及要求考生對生物工程各種手段技術(shù)之間的聯(lián)系能夠融會貫通?！窘馕觥?利用單克隆抗體比常規(guī)抗體特異性強(qiáng)，靈敏度高，優(yōu)越性非常明顯等特點(diǎn)，可以將單克隆抗體制成單抗診斷盒，用于診斷疾??；可以在單抗上連接抗癌藥物，制成“生物導(dǎo)彈”，將藥物定向帶到癌細(xì)胞所在部位，進(jìn)行定向治療。但單克隆抗體既可以將雜交瘤細(xì)胞在體外培養(yǎng)液內(nèi)培養(yǎng)，也可以置于小鼠等動(dòng)物的腹腔內(nèi)培養(yǎng)?！纠?】 (2005年·上海)將胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)成幼苗時(shí)，下列條件中不需要的是 ( D )A具有完整細(xì)

32、胞核的細(xì)胞B一定的營養(yǎng)物質(zhì)和植物激素C離體狀態(tài)D導(dǎo)入指示基因【命題意圖】 本題主要考查考生對一些基本的生物學(xué)原理、事實(shí)的理解掌握，并能夠在實(shí)際操作過程中自如的運(yùn)用，解決一些操作技術(shù)中實(shí)際問題。【解析】植物組織培養(yǎng)的條件為離體狀態(tài)下，提供一定的營養(yǎng)物質(zhì)和植物激素。當(dāng)然，進(jìn)行植物組織培養(yǎng)的外植體需要的是植物的組織或細(xì)胞，因而細(xì)胞必須是完整的。但不需要導(dǎo)入指示基因?！纠?】(05廣東)在利用谷氨酸棒狀桿菌生產(chǎn)谷氨酸的過程中，下列敘述正確的是 ( B )各個(gè)生長時(shí)期的長短是固定的，無法人為縮短生長周期 對數(shù)期是采樣留種的最佳時(shí)期 在穩(wěn)定期補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)可以提高產(chǎn)量 調(diào)整期是收獲代謝產(chǎn)物的最佳時(shí)期A B

33、C D【命題意圖】 微生物的生長規(guī)律常常以種群作為研究對象。本題主要考查考生對微生物的生長規(guī)律各個(gè)時(shí)期的特征及細(xì)菌數(shù)目變化規(guī)律正確理解，并能夠利用這些知識正確闡述有關(guān)實(shí)際問題?！纠?】（2005·江蘇生物）下列有關(guān)谷氨酸棒狀桿菌的生長和谷氨酸發(fā)酵的敘述錯(cuò)誤的是（B）A、組成酶是維持菌體基本生活的必要條件 B、菌體能合成各種生長因子，不需要從外界補(bǔ)充C、發(fā)酵液pH呈酸性時(shí)，就會生成乙酰谷氨酰胺D、細(xì)胞膜透性的改變，可解除代謝產(chǎn)物對有關(guān)酶活性的抑制【命題意圖】本題考查的知識點(diǎn)是微生物的營養(yǎng)、代謝和生長中相關(guān)知識。【解析】菌體并不是能合成各種生長因子，如果缺乏合成生長因子所需的酶或合成能力

34、有限，則需要補(bǔ)充生長因子。五、真題再現(xiàn)1（06江蘇）下列不屬于動(dòng)物細(xì)胞工程應(yīng)用的是(C) A大規(guī)模生產(chǎn)干擾素，用于抵抗病毒引起的感染 B為大面積燒傷的病人提供移植的皮膚細(xì)胞 C大規(guī)模生產(chǎn)食品添加劑、香料等 D利用胚胎移植技術(shù)，加快優(yōu)良種畜的繁殖2（06江蘇）關(guān)于青霉素生產(chǎn)的敘述，正確的是(B) A青霉素是青霉菌生長代謝中重要的初級代謝產(chǎn)物 B用紫外線、激光、化學(xué)誘變劑處理青霉菌再經(jīng)篩選的方法可以選育高產(chǎn)菌種 C發(fā)酵罐接種后必須進(jìn)行滅菌處理 D在青霉菌生長的穩(wěn)定期，活菌數(shù)不再增加，青霉菌產(chǎn)量也不再增加3、（06江蘇）細(xì)胞分化是生物界普遍存在的一種生命現(xiàn)象，下列不正確的是(D) A分化發(fā)生在生物體的整個(gè)生命進(jìn)程中 B分化是基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果 C未離體的體細(xì)胞