高中生物选修(全一册)复习资料(下) 7页

第三节基因工程简介一、基因工程的基本内容基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术，是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼合”对生物体的基因进行改造和重组，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，是重组的基因在受体细胞内表达生产出人们所需的产物。（即：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，然后放置到另一种生物的细胞中，定向改造生物遗传性状。1基因操作的工具①基因的剪刀——限制性内切酶（主要存在于微生物钟）1、约有200中（微生物钟）。2、一种只能识别一种特定的基因序列。3、切开口称作黏性末端。②基因的针线——DNA连接酶1、氢键会自动连接。2、连接酶会连接边缘。3、可以连接所有粘性末端。③基因的运输工具——运载体作为运载体的条件：1、能够在宿主细胞中复制并且稳定地保存。2、有多个限制性内切酶切点。3、具有某些标记基因常用的运载体：质粒、噬菌体、动植物病毒2基因操作的基本步骤（基因工程四部曲）以向普通棉花中导入抗虫棉基因为例1、提取目的基因直接分离法（常用语原核生物）——鸟枪法mRNA逆转录单链DNA双链DNA\n人工合成法蛋白质推测mRNA序列人工合成DNA2目的基因与运载体结合（如下图）3将目的基因导入受体细胞常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物病毒等。4目的基因的检测和表达（如下图）二、基因工程的成果与发展前景实际应用领域医药卫生、农牧业、食品工业、环境保护。1基因工程与医药卫生①生产基因工程药品如：青霉素，干扰素，胰岛素、各种疫苗等。②用于基因诊断和治疗（DNA探针）基因治疗：把健康的基因导入有基因缺陷的细胞中，以达到治疗疾病的目的。2基因工程与农牧业、食品工业基因工程在农牧业上产上的应用主要是培育高产、优质或具有特殊用途的动植物新品种。通过基因工程技术获得高产、稳产和具有优良品质的农作物。用基因工程的方法培育出具有各种抗逆性的作物。通过感染或显微注射将重组DNA转移到动物受精卵中，可以获得人们所需的各种优良品种。（抗病能力、高产仔率、高质量皮毛）。3基因工程与环境保护利用转基因方法把能分解三种烃的基因转移到只能分解一种烃的细菌中制成“超级细菌”。第四章细胞与细胞工程第一节细胞质遗传1各种生物膜在结构上的联系生物膜在结构上存在着直接或间接地联系。生细胞膜物核膜单层：内质网、高尔基体、溶酶体、液泡膜细胞器膜双层：线粒体、叶绿体无膜：核糖体、中心体结构：内质网膜：外连细胞膜，内连外核膜。\n2各种生物膜在功能上的联系分泌蛋白：细胞内合成并分泌到细胞外的物质滑面内质网：合成糖、脂。粗面内质网：合成蛋白质。3生物膜系统的概念细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器，在结构和功能上是紧密联系的统一整体，他们形成的机构体系，叫做细胞的生物膜系统。细胞膜的重要作用：首先，使得细胞有了一个相对稳定的内环境，与环境之间进行物质运输、能量交换和信息传递的工程中起到了决定性的作用。第二，细胞的许多化学反应都在细胞膜上进行。第三，细胞内的生物膜把一包分割成一个个小的区室，这就使得细胞内能够同时进行多种化学反应。而不会相互干扰，保证了细胞的生命活动高效、有序地进行。第二节细胞工程简介植物细胞工程细胞工程动物细胞工程一、植物细胞工程1细胞的全能性生物体的细胞具有可以使后代细胞形成完整个体的潜能，细胞的这种特性叫做细胞的全能性。有核就有全能性精子卵细胞也有全能性受精卵全能性最高越未分化的细胞全能性越高2植物组培养离体的组织器官、组织、细胞，在培养一段时间后会通过细胞分裂，形成愈伤组织。遇上组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定性状的薄壁细胞（“脱分化”）。此后再经过“再分化”形成根芽结构，随后逐渐长成完整的植物体。立体的植物器官、组织或细胞脱分化愈伤组织再分化根、芽植物体细胞分裂素促进芽的生长，生长素促进根的生长。3植物组织培养人工诱导原生质体融合的方法：物理法：使用离心、振动、电刺激促使其融合。化学方法：使用聚乙二醇（PEG）等试剂作为诱导剂诱导融合。\n优点:克服远缘杂交不亲和的障碍、培育作物。一、动物细胞工程动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植、核移植等。1动物细胞培养(如右图)培养基物质：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清。2动物细胞融合（如右图）2单克隆抗体单克隆抗体的制备抗原小鼠筛选小鼠骨髓瘤细胞效应B细胞灭活病毒杂交瘤细胞筛选产生抗体并无限增值\n体外培养体内培养单克隆抗体（特点:特异性强、灵敏度高）第五章微生物与发酵工程第一节微生物的类群1细菌细菌的结构（如右图）基本结构：细胞壁、细胞膜、拟核、细胞质。特殊结构：鞭毛、荚膜、芽孢胞内物质：核糖体（控制抗药性、固氮、抗生素合成）、质粒。繁殖方式：二分裂。菌落：单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，会形成一个肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群体，叫做菌落。菌落外形特点：无鞭毛球菌：较小较厚、边缘较为整齐。有鞭毛细菌：大而扁平、边缘呈现波状或者锯齿状。2放线菌同细菌一样，放线菌是单细胞的原核生物。结构：伸展在外的称为气生菌丝。比较粗，呈直线或弯曲分枝生长在内的称为机内菌丝。主要作用是吸收营养。大多数放线菌都是依靠机内菌丝吸收现成营养物质来进行腐生生活。生殖方式：孢子生殖。3病毒结构：衣壳和核酸统称核衣壳，是病毒的基本结构。（没有细胞结构的特殊生物）衣壳粒是电镜下能观察到的最小形态单位。衣壳具有保护病毒核酸，据顶病毒抗原特异性等功能。一种病毒只能携带一种遗传物质（DNA或RNA）。核酸中储存着病毒的\n全部遗传信息，控制着病毒的一切性状。如：形态结构、致病性等。第二节微生物的营养、代谢和生长一、微生物营养1微生物需要的营养物质及功能碳源：CO、NaHCO、糖类、脂肪酸等含碳有机物、花生粉饼、石油等成分复杂的有机物。23氮源：分子态氮、氨、铵盐、硝酸盐、尿素、牛肉膏和蛋白胨。生长因子：维生素、氨基酸和碱基2培养基配置原则碳氮比4：1：菌体大量繁殖产生的谷氨酸少。碳氮比3：1：菌体繁殖受到一直，但谷氨酸的合成量增大。pH值要适当（不同的阶段所需的pH值不同）。3培养基种类液体培养基——工业使用物理半固体培养基——实验室鉴定菌种观察微生物运动固体培养基——计数、分离人工培养基成分天然培养基用途：缺少N源——固氮微生物选择培养基含亲霉素——酵母菌、霉菌食盐——金黄色葡萄球菌鉴别培养基：伊红+美蓝——大肠杆菌（现象：深紫色，带有金属光泽）二、微生物代谢初级代谢产物：生长繁殖所必须的（氨基酸、核苷酸等）次级代谢产物：生长过程一定阶段产生（抗生素、色素、毒素等）组成酶：遗传决定酶的合成调节诱导酶：遗传+诱导物酶的活性调节A酶B（抑制）微生物代谢的人工控制人工控制微生物代谢的措施包括改变生物遗传特性。控制生产过程中的条件等。发酵：人们将通过微生物的培养，大量产生各种代谢产物的过程叫做发酵。三、微生物的生长\n1微生物群体生长的规律测数量少量细菌接种恒定的液体培养基称重量阶段①调整期：其长短与菌种、培养及条件等因素有关。②对数期：形态生理稳定，可以做菌种鉴定。③稳定期：数量最多次级代谢产物大量积累。④衰亡期：代谢废物积累，营养物不足，存在大量解体畸形细胞。2影响微生物生长的环境因素①温度：大多数微生物的最适生长温度为25~37℃②pH每种微生物的最适pH不同多数细菌最适pH6.5~7.5。真菌最适pH：5.0~6.0放线菌最适pH7.5~8.5。第三节发酵工程简介应用发酵工程的生产实例（谷氨酸发酵）1菌种：谷氨酸棒状杆菌2营养：氮源：尿素生长因子：V(维生素H)H3温度：30~37℃4pH值：7~8发酵工程的概念和内容诱导育种（主要）自然菌种基因工程生产菌种扩大培养接种（对数期）发酵罐细胞工程培养基制备灭菌发酵代谢产物（蒸馏、萃取、离子交换）菌体（过滤、沉淀）