高三生物工程专题及经典例题解析

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1、生物工程专题及经典例题解析一、考纲要求内容说明能级要求ABC1．基因工程简介基因操作的工具√基因操作的基本步骤√基因工程的成果与发展前景√2．细胞工程（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√3．发酵工程简介应用发酵工程的生产实例酶工程简介不作要求√发酵工程的概念和内容以谷氨酸的发酵生产为例√发酵工程的应用√二、考点解读：本讲知识属于现代生物科技及能够联系并应用于生产、生活实际中的技术。近几年的江苏、上海、广东各地的高考题

2、中多次涉及本知识点的考题。概念题的题型一般多为选择题，与生产紧密相关的题及实验设计题多以非选择题形式出现。生物工程也叫生物技术，是生物科学与工程技术有机结合而兴起的一门综合性科学技术。包括基因工程、细胞工程、微生物发酵工程和酶工程等一系列的现代生物技术，关于基因工程、细胞工程、微生物发酵工程的材料题是近年来高考的热门知识点。通过对近2年江苏高考题的分析，本部分内容约占26分，约占33分，由此可以看出，本部分属于高考的重点内容之一。复习时要重视生物新技术在生产生活实践中的应用，重视发酵工程与基因工程和细胞

3、工程的相互关系，这既是科技发展热点课题之一，也是考试命题热点之一。利用已学过的基因工程、细胞工程、发酵工程知识，对三大生物工程的联系加以融会贯通，提高分析综合与解决实际问题的能力。三、主干知识整合(一)基因工程知识小结1、基因工程的工具(1)限制性内切酶：生物体内有一类酶，它们能将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自己的DNA却无损害作用，这样可以保护细胞原有的遗传信息。由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶(限制酶)。限制性内切酶是基因工程中最常用的切

4、割工具。科学家已从原核生物中分离出了许多种限制酶，其中一类可以识别特定的核苷酸序列，只在一定DNA序列上进行切割，而且在切割部位，一条链正向读的碱基顺序，与另一条链反向读的顺序完全一致，它们之间正好能互补配对，这样的切口叫做黏性末端，这类限制酶最常被使用。(2)DNA连接酶：被同一种限制性内切酶切割开来的目的基因和运载体，具有相同的黏性末端，将它们的黏性末端连接起来，就可以形成重组的DNA分子。这个将目的基因和运载体连接起来的过程就需要用到DNA连接酶。其功能是把两个DNA片段末端之间的“缝隙”连接起来。

5、注意：DNA连接酶连接的是磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，而不是两条链之间互补配对碱基之间的氢键，它与限制性内切酶作用是相反的。注意与DNA聚合酶区别，DNA聚合酶是在DNA复制时用到的，它连接的也是磷酸二酯键，但复制时需要模板链。(3)运载体在基因工程操作中使用运载体的目的有两个：一是用它作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞中去；二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制(称为克隆)。现在所用的运载体主要有两类：一类是细菌的质粒，它是一种相对分子质量较小、独立于细菌DNA之外的小型环状DNA，有的

6、细菌中有一个，有的细菌中有多个，质粒能通过细菌间的接合由一个细菌向另一个细菌转移，可以独立复制，也可以整合到细菌DNA中，随细菌DNA的复制而复制；另一类运载体是噬菌体或某些动植物病毒等。现在人们还在不断地寻找新的运载体，如叶绿体或线粒体DNA等也有可能成为运载体。如把外源基因导入叶绿体中，可减少了“基因污染”。作为运载体必须具备三个条件：①在宿主细胞中能保存下来并能大量复制；②有多个限制酶切点，而且每种酶的切点最好只有一个，如大肠杆菌pBR322就有多种限制酶的单一识别位点，可适用于多种限制酶切割的DN

7、A插入；③有一定的标记基因，便于筛选，如大肠杆菌的pBR322质粒携带四环素抗性基因，就可以作为筛选的标记基因。此外，运载体存在对宿主细胞生存没有影响。2、基因工程操作的基本步骤第一步：获得符合人类意愿的基因，即获得目的基因。目的基因是依据基因工程设计中所需要的某些DNA分子片段，含有所需要的完整的遗传信息。获得目的基因的方法很多，目前常采用的是直接分离和人工合成目的基因的方法。具体做法是：(1)直接分离法：直接分离法最常用的是“鸟枪法”又称“散弹射击法”。就是从供体细胞中取出DNA分子，用限制性内切酶进

8、行处理得到DNA片段，然后分别用运载体转入到不同的受体细胞内进行DNA片段扩增，再从受体细胞中找出具有相应目的基因的细胞，得到目的基因。这种方法的优点是操作简便。存在的缺点则是工作量大，有盲目性；对于真核细胞的基因来说，目的基因中还含有不表达的内含子，无法将这样的基因在原核细胞内表达。因此此法可用于原核生物基因的获取。(2)人工合成法：就是按照自然基因的本来遗传信息，人工合成相应的DNA片段，可用于真核生物基因的获取。目前有