《基因工程》专题.doc

北京师范大学附属实验中学高三专题复习：生物技术生物技术专题知识概要现代生物发展新技术的主要内容就是生物工程技术，它包括基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程四个方面Ⅰ细胞工程：具体可以分为植物细胞工程和动物细胞工程：知识网络如下：概念：植物组织培养植物细胞工程：植物体细胞杂交动物细胞培养动物细胞融合（单克隆抗体）动物细胞工程： 核移植胚胎移植胚胎分割一．植物细胞工程：（一）植物组织培养：1．原理：细胞具有全能性2．全能性大小：受精卵＞生殖细胞＞体细胞3．过程：外植体 愈伤组织 根芽体、胚状体 植物体4．应用： 快速繁殖、培养无病毒植物、制成人工种子药物、食品添加剂、香料、色素、杀虫剂（二）植物体细胞杂交：1． 过程：纤维素酶、果胶酶A促融剂离体细胞原生质体原生质体融合B新的杂种植物植物组织培养杂种细胞再生细胞壁2． 应用：培养作物新品种：如白菜甘蓝、土豆西红柿3． 意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍二．动物细胞工程：（一）动物细胞培养：过程：原代培养细胞株细胞系（1～ 10 代）（ 40～50 代）（无限制）应用：生产生物制品、培养移植器官、检测有毒物质、用于研究1北京师范大学附属实验中学高三专题复习：生物技术（二）动物细胞融合：过程：离体细胞 促融剂 杂交细胞（三）单克隆抗体：1． 制备：肿 瘤细 胞（利用其无限增殖）杂交瘤细胞 生产 单一抗体效应 B 细胞（利用其产生单一抗体）2．特点：特异性强、灵敏度高。

3．应用：用于治疗癌症四）胚胎分割移植：1．意义：加快优良种畜的繁殖速度2．过程：激素促排卵 体外受精 促进分裂发育成胚胎 移植到母畜体内（五）细胞核移植：1．过程：A 细胞 提供细胞核新的细胞B 细胞 提供细胞质2． 实例：克隆羊～多莉Ⅱ基因工程：一．概念：又叫基因拼接技术或 DNA重组技术， 是按照人们的意愿， 把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞内，定向地改造生物的遗传性状二．基因工程的基本内容：（一）基因操作的工具：1．基因的剪刀～限制性（内切）酶存在：主要在微生物细胞中作用和特性： 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列， 并在在特定的切点上切割 DNA分子种类：大约有 200 多种切开的化学键：磷酸二酯键2．基因的针线～ DNA连接酶把两条 DNA分子“缝合”起来，形成的化学键是：磷酸二酯键3．基因的运载工具～运载体（ 1）条件：○1能够在宿主细胞内复制和保存，便于目的基因的复制和保存；○2 具有多个限制酶切点，便于和目的基因连接；○3 具有某些标记基因，便于筛选2北京师范大学附属实验中学高三专题复习：生物技术（ 2）常用种类：质粒、噬菌体、动植物病毒等。

二）基因工程操作的基本步骤：1．提取目的基因：概念：取得人们需要的基因途径：直接分离基因：如鸟枪法人工合成基因：“逆转录法”逆转录 复制mRNA 单链 DNA 双链 DNA“逆翻译法”蛋白质的氨基酸序列 mRNA 单链 DNA 双链 DNA2．目的基因与运载体结合用同一种限制酶切割质粒和目的基因，得到相同的粘性末端，再用 DNA连接酶连起来3．目的基因的导入：主要是借助于细菌或病毒侵染细胞的方法4．目的基因的检测和表达：检测：具有标记基因的“产物” ，则说明目的基因导入成功表达：受体细胞表现出特定的性状三．应用：（一）基因工程与医药：1．生产基因工程药品：如胰岛素、干扰素等2．基因诊断： 用放射性同位素、 荧光分子等标记的 DNA分子做探针， 利用 DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息如肝炎病毒的检测3．基因治疗：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，从而达到治疗疾病的效果二）基因工程与农业：1．获得高产、稳产和具有优良品质的农作物；2．培育具有各种抗逆性的作物新品种三）基因工程与畜牧业：1．培育人们所需要的各种优良品质的转基因动物；2．利用某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达；3．开辟新的食品源；（四）基因工程与环境保护：1．环境监测：用 DNA探针检测饮用水中的病毒的含量；2．环境净化：获得分解四种烃类的“超级细菌” ；培育出能“吞噬”汞和降解土壤中 DDT的病毒；3北京师范大学附属实验中学高三专题复习：生物技术培育出能净化镉污染的植物；构建新型的杀虫剂。

Ⅲ 发酵工程：一．概念：应用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术二．内容：（一）菌种选育：人工诱变变异菌种筛选优良菌种自然菌种：细胞工程优良菌种基因工程比较项目人工诱变育种基因工程育种细胞工程育种过程和理、化、生手段促将目的基因导入受通过细胞融合等细胞工使微生物发生变异获体细胞并使其表达程技术，获得“工程细得需要的品种“工程菌”胞”优点提高突变频率，产生缩短育种年限，目缩短育种年限目的性新的基因，缩短育种的性强，克服了特强，克服了特种之间远年限提供更多的菌种种之间的远缘杂交缘杂交不亲和障碍原始的选育材料障碍缺点盲目性大，突变性状技术难度高，导入杂种细胞同时表现出两大多有害，需处理大的基因不一定表达种亲本的性状存在技术量样本上的困难（二）培养基的配制：1． 培养基种类：（ 1）按照物理性质分：项目固体培养基半固体培养基液体培养基是否添加凝固剂2% 琼脂0.2% ～0.5% 琼脂不加作用用于微生物的分离、鉴观察微生物的运一般用于大量定、计数和菌落特征观动，也可用于菌种的工业生产察，也可用于工业生产保藏如酿造工业（ 2）按照培养基的化学成分：项目合成培养基天然培养基主要成分准确称量的高纯度的化学药用化学成分不明确的天然物质（动植剂物组织、微生物细胞或他们的提取液）优点化学成分明确， 精确定量， 可营养丰富，原料易得，配制方便，培重复性强养效果好4北京师范大学附属实验中学高三专题复习：生物技术缺点 配制烦琐，成本较高培养效果 成分不明确，实验重复性差一般应用 用于微生物的分类、 鉴定、营 一般用于工业生产养、代谢（ 3）按照用途分：项目 选择培养基 鉴定培养基定义 在培养基中加入某种物质抑制不需要 根据微生物的代谢特点，在培养的微生物生长促进所需的微生物生长 基中加入某种指示剂或化学药品，用于鉴定不同种类的微生物。

实例 1．高浓度的食盐， 可以抑制其它细菌 在培养基中加入伊红—美蓝，鉴的生长，而不抑制金黄色葡萄球菌的 定大肠杆菌；生长2．青霉素， 抑制细菌生长， 不抑制酵母菌的生长3．链霉素、 氯霉素抑制原核微生物的生长；4．灰黄霉素，抑制真核微生物的生长；5．结晶紫，抑制革蓝氏阳性细菌生长2．微生物的培养方法：根据所用的培养的物理性质，可以将微生物的培养方法分为：固体培养法和液体培养法三）灭菌：消灭一切培养用具和培养基上的微生物，包括细胞、芽孢和孢子一般采用的是高压蒸气灭菌法高压：培养细菌的压力是： 98Kpa，培养真菌时的压力是： 147Kpa；（四）扩大培养和接种：扩大培养前，一般要对菌种进行分离、纯化，分离、纯化的技术有：平板划线法、溶液稀释法和选择培养基选择培养然后取对数期细胞作为菌种，多次扩大培养，就可以接种到培养基，进行大规模的培养五）发酵过程——发酵的中心阶段要特别注意以下几点：1． 检测：项目：检测培养基中的微生物的形态、数目、产物的浓度目的：了解发酵进程，控制发酵过程2． 添加：添加培养基的成分；3． 控制：各项理化性质温度：控制产热和散热的平衡5北京师范大学附属实验中学高三专题复习：生物技术溶解氧：控制通气量、搅拌器的转速。

PH值：加入酸性、碱性物质或缓冲物质来调节 PH值六）产品的分离和提纯：菌 体：过滤、沉淀等方法提取如获得酵母菌、细菌等发酵产品：代谢产物：蒸馏、萃取、离子交换等方法，如氨基酸、抗生素等。