生物工程专题.doc

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 ①基因工程的工具 ②基因工程的基本步骤： ③转基因技术的应用：(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： ①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。 ②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： ①微生物的类群 ②微生物的营养和功能，培养基的配置原则和种类， ③微生物的代谢产物种类；代谢调节和人工控制 ④微生物的生长规律和生长影响因素 ⑤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 ①直接分离法：常用方法－鸟枪法（散弹射击法） ②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） ①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。 ②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） ①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）植物细胞的组织培养与动物细胞培养 ①原理：细胞的全能性 ②过程： （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 （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