生物选修3《现代生物技术》专题复习
一、考试说明要求
1 基因工程：⑴基因工程的诞生Ⅰ（2）基因工程的原理及技术Ⅱ（3）基因工程的应用Ⅰ（4）蛋白质工程Ⅰ
2 克隆技术：⑴植物的组织培养Ⅱ（2）动物的细胞培养与体细胞克隆Ⅰ细胞融合Ⅰ单克隆抗体Ⅱ
3胚胎工程：（1）动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础Ⅰ（2）胚胎干细胞的移植Ⅰ
⑶胚胎工程的应用Ⅰ
4生物技术的安全性和伦理问题：1.转基因生物的安全性Ⅰ（2）生物武器对人类的威胁Ⅰ生物技术中的伦理问题Ⅰ 5生态工程：生态工程的原理Ⅰ生态工程的实例Ⅰ
二.核心概念
基因工程植物细胞工程植物体细胞杂交技术动物细胞工程细胞全能性动物细胞培养
动物细胞融合核移植单克隆抗体胚胎工程胚胎分割移植
专题1基因工程
（一）基因工程的基本工具
1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物（2）功能：断开磷酸二酯键
2.“分子缝合针”——DNA连接酶
3.“分子运输车”——运载体
（1）运载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。
②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。
③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
（2）最常用的运载体：质粒，（3）其它运载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒
(二)基因工程的基本操作程序
第一步：目的基因的获取 1.基因文库获取2.人工合成。
3.PCR技术扩增（1）原理：DNA双链复制
（2）过程第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到
互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。第二步：基因表达载体的构建：组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因
第三步：将目的基因导入受体细胞：常用的转化方法：
将目的基因导入植物细胞：农杆菌转化法，基因枪法和花粉管通道法等。
将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。方法的受体细胞多是受精卵。
将目的基因导入微生物细胞：感受态细胞法
第四步：目的基因的检测和表达⑴分子水平检测：
1.首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用： DNA分子杂交技术。
（分子探针：同位素标记的目的基因的单链）
2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法：用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。
3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质。
（1）分子水平方法：抗原—抗体杂交(生物中蛋白质与抗体)
⑵个体水平鉴定（性状）：转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。（抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等）（三）基因工程的应用
1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。
2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。
3.基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。
（四）蛋白质工程的概念
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）
专题2 细胞工程
（一）植物细胞工程
1.原理：细胞全能性表达的难易程度：受精卵＞生殖细胞＞干细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞
2.植物组织培养技术
（1）过程：离体的植物器官、组织或细胞―→愈伤组织―→试管苗―→植物体
（2）用途：微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。
（3）地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。
（二）动物细胞工程
1. 动物细胞培养
（1）概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。
（2）培养的流程：动物胚胎或幼龄动物的器官或组织→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
（3）细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。
（4）动物细胞培养需要满足以下条件
①无菌、无毒的环境：无菌处理。防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
②营养：通常需加入血清、血浆等天然成分。
③温度：适宜温度：哺乳动物多是36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4。
④气体环境：95%空气＋5%CO2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。
（5）动物细胞培养技术的应用：制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。
2.动物体细胞核移植技术和克隆动物
（1）哺乳动物核移植可以分为：胚胎细胞核移植（比较容易）和体细胞核移植（比较难）。
（2）选用去核卵(母)细胞的原因：卵(母)细胞比较大，容易操作；卵(母)细胞细胞质多，营养丰富。
（3）体细胞核移植的大致过程是：（右图）
⑷体细胞核移植技术的应用：
①加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育；核移植
②保护濒危物种，增大存活数量；
③生产珍贵的医用蛋白；④作为异种移植的供体；
⑤用于组织器官的移植等。
（5）体细胞核移植技术存在的问题：胚胎移植
克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。
3.动物细胞融合
（1）也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。
（2）动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同，诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等。（3）动物细胞融合的意义：克服了远缘杂交的不亲和性，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物生物新品种培育的重要手段。
（1）抗体：一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。从血清中分离出的抗体产量低、纯度低、特异性差。
（2）单克隆抗体的制备过程：
又能产生专一的抗体。
（4）单克隆抗体的优点：特异性强，
灵敏度高，并能大量制备。
（5）单克隆抗体的作用：
①作为诊断试剂：准确识别各种抗原物质的细微差异
，并跟一定抗原发生特异性结合，具有
②用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗癌症治疗，
可制成“生物导弹”，也有少量用于治疗其它疾病。
专题3 胚胎工程
（一）动物胚胎发育的基本过程
1、胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分
割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的
各种需求。
2、动物胚胎发育的基本过程
（1）受精场所：输卵管上段。（2）卵裂期：（3）桑椹胚：（4）囊胚：（5）原肠胚：
（二）胚胎干细胞
1、简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。
3、胚胎干细胞的主要用途：解决器官移植供体来源不足和避免免疫排斥（同体移植）
（三）胚胎工程的应用
1.体外受精和胚胎的早期培养
(1)卵母细胞的采集和培养：
主要方法：用促性腺激素处理，
(2) 精子的采集和获能：在体外受精前，要对精子进行获能处理。
(3) 受精：获能的精子和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
(4)胚胎的早期培养：
2.胚胎移植：早期胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。（提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体”），是胚胎工程的最后一道“工序”
(1) 胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。
(2) 生理学基础：①动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。
③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。
④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
(3) 基本程序主要包括：
3.胚胎分割
(1)概念：是指采用机械方法将早期胚胎切割2等份、4等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
(2)意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。
(3)材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性
仍很高，也可用于胚胎分割。）
(4)操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，否则影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
4.胚胎干细胞
意义：解决临床器官移植供求不足和器官移植的免疫排斥问题。
专题4 生物技术的安全性和伦理问题
（一）转基因生物的安全性争论：基因生物与食物安全。与环境安全。与生物安全。
（二）生物技术的伦理问题
(1)克隆人：中国政府的态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。四不原则：不赞成、不允许、不支持、
不接受任何生殖性克隆人的实验。
(2)试管婴儿：(3)基因身份证：
（三）生物武器
(1)种类：致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌。
(2)散布方式：吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等。
(3)特点：致病力强、多数具传染性、传染途径多、污染面广、有潜伏期、不易被发现、危害时间长等。
(4)禁止生物武器公约及中国政府的态度
专题5生态工程
（1）生态工程建设的目的：遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。
（2）生态经济：通过实行循环经济的原则，使一个系统产出的污染物能够成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。（实现手段：生态工程）
（3）生态工程基本原理：
1.物质循环再生原理（如无废弃物农业）
2.物种多样性原理（提高生态系统的抵抗力稳定性）
3.协调与平衡原理（处理生物与环境的协调与平衡，考虑环境容纳量）
4.整体性原理（考虑自然系统、经济系统和社会系统的统一）
5.系统性和工程学原理（系统的结构决定功能原理：考虑系统内部不同组分之间的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的；系统整体性原理：实现总体功能大于各部分之和的效果）
高中生物选修三专题一试 题 篇一：高中生物选修三专题一基因工程知识点 专题一基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位 的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的 磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 ④对受体细胞无害。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有
专题二微生物的培养与应用 课题一微生物的实验室培养 ·培养基：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质，是进行微生物培养的物质基础。 ·培养基按照物理性质可分为液体培养基半固体培养基和固体培养基。在液体培养基中加入凝固剂琼脂（是从红藻中提取的一种多糖，在配制培养基中用作凝固剂）后，制成琼脂固体培养基。微生物在固体培养基表面生长，可以形成肉眼可见的菌落。根据菌落的特征可以判断是哪一种菌。液体培养基应用于工业或生活生产，固体培养基应用于微生物的分离和鉴定，半固体培养基则常用于观察微生物的运动及菌种保藏等。 ·按照成分培养基可分为人工合成培养基和天然培养基。合成培养基是用成分已知的化学物质配制而成，其中成分的种类比例明确，常用于微生物的分离鉴定。天然培养基是用化学成分不明的天然物质配制而成，常用于实际工业生产。 ·按照培养基的用途，可将培养基分为选择培养基和鉴定培养基。选择培养基是指在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物生长，促进所需要的微生物的生长。鉴别培养基是根据微生物的特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成的，用以鉴别不同类别的微生物。 ·培养基的化学成分包括水、无机盐、碳源、氮源、生长因子等。 ·碳源：能为微生物的代谢提供碳元素的物质。如CO2、NaHCO3等无机碳源；糖类、石油、花生粉饼等有机碳源。异养微生物只能利用有机碳源。单质碳不能作为碳源。 ·氮源：能为微生物的代谢提供氮元素的物质。如N2、NH3、NO3-、NH4+（无机氮源）蛋白质、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨（有机氮源）等。只有固氮微生物才能利用N2。 ·培养基还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时须将培养基的pH调至酸性，培养细菌是需要将pH调至中性或微碱性，培养厌氧型微生物是则需要提供无氧的条件 ·无菌技术·获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，要注意以下几个方面： ①对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。 ②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。 ③为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。 ④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。
植物细胞工程和动物细胞工程默写 1、细胞工程是在或的操作 2、细胞工程按操作对象分为和 3、植物细胞工程通常采用的技术手段是：和 4、植物组织培养的理论基础是： 5、理论上每一个活细胞都应该具有。因为 6、受精卵的全能性最高，受精卵生殖细胞体细胞 7、为什么体内细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官？ 8、植物组织培养的外界条件：， 内在原理是： 9、植物组织培养的过程：经过形成 经由过程形成，最后移栽发育成。 10、是指已分化细胞经诱导，失去其特有的结构和功能而变为未分 化细胞的过程。 11、是指由外植体长出来高度液泡化、无定形状态薄壁细胞组成 的排列疏松无规则的组织。 12、植物体细胞杂交的意义（优势）：。 13、去除细胞壁的常用方法：（纤维素酶、果胶酶等） 14、人工诱导原生质体融合方法：物理法：等； 化学法： 15、融合完成的标志是： 16、植物体细胞杂交过程包括：和。 17、植物体细胞杂交的原理是：和
18、人工种子的特点是： 19、作物脱毒(1)材料: (2)脱毒苗: 20、单倍体育种：(1)方法: (2)优 点: ; 21、动物细胞工程常用的技术手段：(基础)、、 、 22、动物细胞培养的原理是：。 23、用处理，一段 时间后获得单个细胞。 24、细胞贴壁： 25、细胞的接触抑制： 26、原代培养：，培养的第1代细胞与传10代 以内的细胞称为原代细胞培养。 将原代细胞从培养瓶中取出，用处理后配制成，分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养，称为 27、目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为 28、细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡， 少数细胞存活到40~50代，这种传代细胞为细胞株。 细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这种传代 细胞为细胞系。 细胞株和细胞系的区别：细胞系的遗传物质改变，具有癌细胞的特点，失 去接触抑制，容易传代培养。 29、动物细胞培养的条件：1. 2. 3. （培养 液的Ph为7.2-7.4）4.
人教版高中生物选修三知识点总结(详细)
选修3 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 操作水平：DNA分子水平 原理：基因重组 优点：1.突破物种界限 2.定向改造生物的遗传特性 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割，因此具有专一性。 （3）作用的化学键：切割磷酸二酯键 (4)结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)作用：将两个具有相同粘性末端的DNA片段连接起来，形成重组DNA （2）连接的化学键：磷酸二酯键 （3）与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。 DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种环状DNA分子。 （3）其它载体：噬菌体、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.从基因文库中获取（不知道目的基因的核苷酸序列的情况下采用） 2.人工合成。常用方法有：（1）反转录法（已经获得mRNA的情况下采用） （2）化学合成法（知道目的基因的核苷酸序列、基因比较小的情况下采用）
高中生物选修3基础知识复习提纲(最新详细) 专题1 基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接 起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯 键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 3.“分子运输车”——载体 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合 成法_。 3.PCR技术扩增目的基因 （1）原理：DNA双链复制 （2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。 第二步：基因表达载体的构建 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。（2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。 （3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。 第三步：将目的基因导入受体细胞_ 1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 2.常用的转化方法： 将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。 将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。此方法的受体细胞多是受精卵。 将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，最常用的原核细胞是大肠杆菌，其转化方法是：先用 Ca2+ 处理细胞，使其成为感受态细胞，再将 重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。 3.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。 第四步：目的基因的检测和表达 1.首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA分子杂交技术。 2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交。 3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原－ 抗体杂交。 4.有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。 （三）基因工程的应用 1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。 2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。 3.基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。 （四）蛋白质工程的概念 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质） 转录翻译 专题2 细胞工程 （一）植物细胞工程 1.理论基础（原理）：细胞全能性 全能性表达的难易程度：受精卵＞生殖细胞＞干细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞 2.植物组织培养技术 （1）过程：离体的植物器官、组织或细胞―→愈伤组织―→试管苗―→植物体 （2）用途：微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。
选修3 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA 重组技术。 操作水平：DNA分子水平 原理：基因重组 优点：1.突破物种界限 2.定向改造生物的遗传特性 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割，因此具有专一性。 （3）作用的化学键：切割磷酸二酯键 (4)结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)作用：将两个具有相同粘性末端的DNA片段连接起来，形成重组DNA （2）连接的化学键：磷酸二酯键 （3）与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种环状DNA分子。 （3）其它载体：噬菌体、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.从基因文库中获取（不知道目的基因的核苷酸序列的情况下采用） 2.人工合成。常用方法有：（1）反转录法（已经获得mRNA的情况下采用） （2）化学合成法（知道目的基因的核苷酸序列、基因比较小的情况下采用） 3.PCR技术扩增目的基因（知道目的基因两端的核苷酸序列、基因比较大的情况下采用） （1）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。 （2）目的：获取大量的目的基因 （3）原理：DNA双链复制 （4）过程：第一步：变性，加热至90～95℃DNA解链为单链；（高温解旋） 第二步：复性，冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合； 第三步：延伸，加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。 （5）特点：指数(2n)形式扩增 第二步：基因表达载体的构建(核心) 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。
选修3《现代生物科技专题》知识点总结 1.1 DNA重组技术的基本工具 1、基因工程的概念 又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基 因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状。 优点：定向地改造生物的遗传性状； 实现基因在不同物种之间的转移，迅速培育出生物新品种 2、基因拼接的理论基础： （1）大多数生物的遗传物质是DNA （2）DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。 （3）双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。 3、外源基因在受体内表达的理论基础： （1）基因是控制生物性状的独立遗传单位。 （2）遗传信息的传递都遵循中心法则。 （3）生物界共用一套遗传密码。 （一）基因工程的基本工具 1?“分子手术刀”一一限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是原核生物 （2）功能：能够识别双链DNA分子的特定的核苷酸序列，有特定的切割位点（专一性）。 （3）作用部位：磷酸二酯键 （3）结果：形成两种末端：黏性末端和平末端。 注意：用同种限制酶分别切割目的基因和载体，从而形成相同的黏性末端，然后用DNA连接酶将目的基因和载体连接起来 2?“分子缝合针” 一一DNA连接酶 ①作用：恢复磷酸二酯键。 ②种类：E?coliDNA连接酶：来源于大肠杆菌，连接黏性末端；
T4DNA连接酶：来源于噬菌体，连接黏性末端和平末端。 3. “分子运输车”--- 载体 (1)载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 ④对受体细胞无害 (2)常用的载体：细菌的质粒、入噬菌体的衍生物、动植物病毒(天然质粒不能直接使用) 1.2 基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1. 目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 2. 方法：①从基因文库中获取目的基因 (方法：根据基因的核苷酸序列、基因的功能在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA 基因翻译产物蛋白质等特性。) ②利用PCR技术扩增目的基因(适用于已知目的基因的一段核苷酸序列) ③通过化学方法人工合成(适用于目的基因较小，或已知目的基因核苷酸序列) 3. 基因组文库与cDNA文库的区别 4. PCR技术扩增目的基因 (1)PCR的含义：全称多聚酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。 (2)目的：快速获取大量的目的基因 (3)原理：DNA M制 (4)使用的前提：已知目的基因的一段核苷酸序列 (5)条件：模板DNA、引物、热稳定DNA聚合酶、四种脱氧核苷酸 (6)过程：第一步：变性，加热至90?95C DNA解链为单链，断裂氢键； 第二步：退火，冷却到55?60C,引物与两条单链DNA结合，形成局部双链DNA
镇巴中学2008—2009学年度第二学期第一次月考 高二生物试卷 （选修三专题一和专题二两部分，考试时间：90分钟） 一．选择题：（每小题只有一个选项最符合题意。请将正确答案的代号填入卷后的答题卡内。共40题。1.5×40=60分。） 1．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DNA D．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2．与“限制性内切酶”作用部位完全相同的酶是：（） A．反转录酶 B．DNA连接酶 C．RNA聚合酶 D．解旋酶 3．限制性内切酶的作用实际上就是把DNA上某些化学键打断，一种能对GAATTC 专一识别的限制酶，打断的化学键是：（） A．G与A之间的键 B．G与C之间的键 C．A与T之间的键 D．磷酸与脱氧核糖之间的键4．除下列哪一项外，转基因工程的运载体必须具备的条件是：（） A．能在宿主细胞中复制并保存 B．具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接C．具有标记基因，便于进行筛选 D．是环状形态的DNA分子 5．下列关于染色体和质粒的叙述，正确的是：（） A．染色体只存在于真核生物细胞中，质粒只存在于原核生物细胞中 B．在基因工程中染色体和质粒均可以作为运载体 C．染色体和质粒均与生物的遗传有关 D．染色体和质粒的化学本质相同 6．苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞是否已表达，其检测方法是：（）A．是否有抗生素抗性 B．是否能检测到标记基因 C．是否有相应的性状 D．是否能分离到目的基因 7．如果科学家通过转基因工程，成功地把一名女性血友病患者的造血细胞进行改造，使其凝血功能恢复正常。那么，她后来所生的儿子中：（） A．全部正常 B．一半正常 C．全部有病 D．不能确定
专题1 基因工程． 基因拼接的理论基础 (1)大多数生物的遗传物质是DNA。 (2)DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。 (3)双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构．外源基因在受体内表达的理论基础 (1)基因是控制生物性状的独立遗传单位。 (2)遗传信息的传递都遵循中心法则。 (3)生物界共用一套遗传密码。 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键 连接起来；而T4DNA连接酶来源T4噬菌体，能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较 低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二 酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 3.“分子运输车”——载体 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：入噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因和某些具有调控作用的因子。 2.原核基因采取直接分离（从基因文库中获取）获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常 用方法有反转录法_和化学合成法_。 3.PCR技术扩增目的基因 （1）原理：DNA双链复制 （2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。 （3）条件：模板，引物，热稳定DNA聚合酶（taqDNA聚合酶） 第二步：基因表达载体的构建（基因工程中的最关键步骤） 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。
专题一基因工程基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coli DNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的 磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效 率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 ④对受体细胞无害。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒
专题二微生物的培养与应用课题一微生物的实验室培养
四、制作牛肉膏蛋白胨固体培养基 （1）方法步骤：计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。（2）倒平板操作的步骤：
2.涂布平板操作的讨论 课题二土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
二、统计菌落数目 （1）直接计数法：常用显微镜直接技术法，一般适用于纯培养悬浮液中各种单细胞菌体的计数。 （2）间接计数法：常用稀释平板计数法，平板培养基上长出一个菌落就代表原待测样品中一个微生物个体。 当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统 计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活细菌。为了保证结果准确，一般设置3～5个平板，选择菌落数在30～300的平板进行计数，并取平均值。统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，因此， 统计结果一般用菌落数而不是活菌数来表示。 采用此方法的注意事项：1.一般选取菌落数在30~300之间的平板进行计数 三、设置对照 设置对照的主要目的是排除实验组中非测试因素对实验结果的影响，提高实验结果的可信度。对照实验是指除了被测试的条件以外，其他条件都相同的实验，其作用是比照试验组，排除任何其他可能原因的干扰，证明确实是所测试的条件引起相应的结果。 四、实验设计 实验设计包括实验方案，所需仪器、材料、用具和药品，具体的实施步骤以及时间安排等的综合考虑 四、疑难解答 （1）如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数？ 每克样品中的菌落数=（C/V）*M 其中，C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积（ml），M代表稀释倍数 注：统计某一稀释度下平板上的菌落数，最好能统计3个平板，计算出平板菌落数的平均 值
选修3《现代生物科技专题》知识点总结 专题1 基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA 重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 E·coli DNA连接酶和TDNA连接酶（DNA连接酶）的比较： (1)两种4-①相同点：都缝合磷酸二酯键。 E·coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；②区别：而TDNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。4(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 3.“分子运输车”——载体 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
专题2细胞工程单元检测 一、选择题 1.下图为植物组织培养得基本过程,则制作人工种子,及生产治疗烫伤、割伤得药物——紫草素,应分别选用编号就是得 ( ) A.④② B．③② C.③④ D.④③ ２．某同学在学习“细胞工程”时,列表比较了动植物细胞工程得有关内容， ?A 3.试管婴儿、试管苗、克隆羊三者均属于生物工程技术得杰出成果，下面对其 生物学原理及技术得叙述正确得就是() ?A.都属于无性生殖，能保持母本性状B．都就是细胞工程得技术范围 ?Ｃ.都充分体现了体细胞得全能性 D.都不会发生基因重组与变异 4.两个亲本得基因型分别为AＡｂb与ａaBB,这两对基因按自由组合定律遗传,要培育出基因型为aabb得新品种,最简捷得方法就是?( ） A.单倍体育种B．杂交育种Ｃ.人工诱变育种 D.细胞工程育种5．下列关于细胞工程得叙述中，错误得就是（） A、植物细胞融合必须先制备原生质体 B、试管婴儿技术包括人工授精与胚胎移植两方面 C、经细胞核移植培育出得新个体只具有一个亲本得遗传性状 D、用于培养得植物器官或组织属于外植体 6.下面关于植物细胞工程得叙述,正确得就是 () ?A、叶肉细胞脱分化后可形成无定形状态得薄壁细胞 B.叶肉细胞经再分化过程可形成愈伤组织 C、融合植物叶肉细胞时,应先去掉细胞膜 D.叶肉细胞离体培养时,可以表现出全能性 7.关于单克隆抗体得不正确叙述就是( ）?A、化学性质单一 B.用有性繁殖获得 C．特异性强 D.可用于治病、防病 ８．下列关于细胞工程得有关叙述,不正确得就是( ） ?A.利用花药离体培养得到单倍体植株,从紫草得愈伤组织中提取紫草素,利用细胞工程培育“番茄-马铃薯”杂种植株,都利用了植物组织培养技术,而利
选修 3 易考知识点背诵 专题 1 ? 基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA 重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA 分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA 重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1. “分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA 片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2. “分子缝合针”——DNA 连接酶 （1）两种DNA连接酶（E·coliDNA 连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间 的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA 连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效 率较低。 （2）与DNA 聚合酶作用的异同:DNA 聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA 片段的末端，形成磷酸二酯键。 3. “分子运输车”——载体 （1）载体具备的条件：① 能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA 片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA 的鉴定和选择。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA 分子。 （3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒 （二）基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1. 目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 2. 原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录 法_和化学合成法_。 3. PCR技术扩增目的基因 （1）原理：DNA 双链复制 （2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA 解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA 链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA 聚合酶从引物起始互补链的合成。第二步： 基因表达载体的构建 1. 目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2. 组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因（1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所
专题一基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术， 赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是 在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条 单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口， 是平整的，这样的切口叫平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coli DNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间 的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间 的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接 DNA连接酶DNA聚合酶不同点连接的DNA双链单链 模板不要模板要模板 连接的对象2个DNA片段单个脱氧核苷酸加到已存在的单链DNA片段
选修3 专题1 基因工程 DNA重组技术的基本工具 1、基因工程的概念 又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状。 优点：定向地改造生物的遗传性状； 实现基因在不同物种之间的转移，迅速培育出生物新品种 2、基因拼接的理论基础： (1)大多数生物的遗传物质是DNA。 【 (2)DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。 (3)双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。 3、外源基因在受体内表达的理论基础： (1)基因是控制生物性状的独立遗传单位。 (2)遗传信息的传递都遵循中心法则。 (3)生物界共用一套遗传密码。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是原核生物 & （2）功能：能够识别双链DNA分子的特定的核苷酸序列，有特定的切割位点（专一性）。 （3）作用部位：磷酸二酯键 （3）结果：形成两种末端：黏性末端和平末端。 注意：用同种限制酶分别切割目的基因和载体，从而形成相同的黏性末端，然后用DNA连接酶将目的基因和载体连接起来 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 ①作用：恢复磷酸二酯键。 ②种类：E·coliDNA连接酶：来源于大肠杆菌，连接黏性末端； T4DNA连接酶：来源于噬菌体，连接黏性末端和平末端。 3.“分子运输车”——载体 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 # ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
④对受体细胞无害 （2）常用的载体：细菌的质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒（天然质粒不能直接使用） 基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 2.方法：①从基因文库中获取目的基因 （方法：根据基因的核苷酸序列、基因的功能在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA、基因翻译产物蛋白质等特性。） ②利用PCR技术扩增目的基因（适用于已知目的基因的一段核苷酸序列） ( ③通过化学方法人工合成（适用于目的基因较小，或已知目的基因核苷酸序列） 3.基因组文库与cDNA文库的区别 技术扩增目的基因 （1）PCR的含义：全称多聚酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。（2）目的：快速获取大量的目的基因 （3）原理：DNA复制 （4）使用的前提：已知目的基因的一段核苷酸序列 （5）条件：模板DNA、引物、热稳定DNA聚合酶、四种脱氧核苷酸 （6）过程：第一步：变性，加热至90～95℃DNA解链为单链，断裂氢键； — 第二步：退火，冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合，形成局部双链DNA； 第三步：延伸，加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶（Taq酶）从引物起始进行互补链的合成。 （7）特点：指数(2n)形式扩增 第二步：基因表达载体的构建(核心) 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位 （2）终止子：位于基因的尾端，使转录停止。
课题：蛋白质工程的崛起 课型：新授课课时：1 【学习目标】1.简述蛋白质工程的原理。 2.尝试运用逆向思维分析和解决问题。 3.通过对前沿科技的学习，激发学生的学习兴趣。 【学习重点】蛋白质工程的原理。 【难点预测】蛋白质工程的原理。 【自主预习1】(阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中的相应位置用横线标注。) 一、蛋白质工程崛起的缘由 1、基因工程的实质：将一种生物的_____________转移到另一种生物的体内，后者生 产它不能产生的______________，进而表现出新性状。 2、蛋白质工程的目的:生产符合人们生活所需要的并非自然界已存在的________。 【课内探究1】（结合已学知识，思考以下问题。将不能完成的问题用红笔画出来，并在小组内讨论交流，将交流的结果整理在学案上。） 1、蛋白质工程与基因工程在制造的蛋白质种类上的区别？ 【自主预习2】(阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中相应的位置用横线标注。) 二、蛋白质工程的基本原理 1.目标：根据人们对__________功能的特定需求，对_____________进行分子设计。 2.原理：____________________。 3.过程：预期蛋白质功能设计__________________ 推测应有氨 基酸序列找到相应的______________序列(基因) 表达。 4.蛋白质工程是指以的关系作为基础,通过 ，对现有蛋白质进行改造，或者制造一种，以满足人类的生产和生活需求。 【课内探究2】（结合已学知识，思考以下问题。将不能完成的问题用红笔画出来，并在小组内讨论交流，将交流的结果整理在学案上。） 1、蛋白质工程的实质及本质上的改造对象分别是什么？ 2、蛋白质工程的基本操作思路与基因工程有何不同？ 3、蛋白质工程的基本操作步骤？【我的疑惑1】 (将自己不理解 的问题用红色 笔写下来) 【学后反思1】 (回顾已学内容 并将重点问题 整理在学案上) 【我的疑惑2】 (将自己不理解 的问题用红色 笔写下来) 【学后反思2】 (回顾已学内容 并将重点问题 整理在学案上) 4、某多肽链的一段氨基酸序列是：…—甲硫氨酸—色氨酸—苯丙氨酸—色氨酸—… (氨基酸及对应的密码子为：甲硫氨酸AUG，色氨酸UGG，苯丙氨酸UUU、UUC)。怎 样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？请把相应的碱基序列写出来。 【自主预习3】(阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中相应的位置用横线标注。) 三、蛋白质工程的进展和前景 1.例如科学家通过对___________的改造，已使其成为速效性药品；用蛋白质工程方 法制成的电子元件局有_____________、______________和____________的特点， 因此具有极为广阔的发展前景。 2.蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多，主要因为蛋白质发挥功 能必需依赖于_______________，而这种_______________十分复杂，而目前科学家 对大多数蛋白质的________________了解还不够。 【课内探究3】（结合已学知识，思考以下问题。将不能完成的问题用红笔画出来，并 在小组内讨论交流，将交流的结果整理在学案上。） 1、绝大多数酶都是蛋白质，酶工程是蛋白质工程吗？ 【课堂反馈】 1、蛋白质工程的实质是 ( ) A.改变氨基酸结构 B.改造蛋白质结构 C.改变肽链结构 D.改造基因结构 2、干扰素经过改造可长期储存，从蛋白质水平上应改变的是 ( ) A.光氨酸 B.精氨酸 C.谷氨酸 D.半光氨酸 3、蛋白质工程制造的蛋白质是 ( ) A.天然蛋白质 B.稀有蛋白质 C.自然界中不存在的蛋白质 D.血红蛋白质 4、蛋白质工程的基础是 ( ) A.基因工程 B.细胞工程 C.酶工程 D.发酵工程 【归纳总结】 【学后反思3】 (回顾已学内容 并将重点问题 整理在学案上) 设计分子设计
生物选修3知识点 专题1 基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。 DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 3.“分子运输车”——载体 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成 法_。 3.PCR技术扩增目的基因 （1）原理：DNA双链复制 （2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。 第二步：基因表达载体的构建 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。 （2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。