禁止生物武器
40分钟课时作业
基础过关
知识点一生物武器的种类和特点
1．下列哪种生物不能作为生物武器()
A．伤寒杆菌B．炭疽杆菌
C．乳酸菌D．天花病毒
[答案]C
[解析]生物武器多数是烈性传染性致病微生物，C项中乳酸菌常在食品生产中用于乳酸发酵。
2．生物武器是指在战争中使人、畜致病，毁伤农作物的微生物及其毒素。通常包括致病菌、立克次氏体、衣原体、病毒和毒素等六大类。根据它们的类型，预测下列不是生物武器危害性特点的是()
A．传染性强B．传染范围广
C．传播途径多D．传播不受气候影响
[答案]D
[解析]由于生物武器主要使用致病微生物，它们的生存、繁殖、死亡，主要受气温和湿度的影响，其次，风、水、烈日、雨、雪等都能影响生物武器的危害作用。
3．第二次世界大战时，侵华日军中的731部队大量培养引起鼠疫、霍乱、伤寒、炭疽和菌痢等一系列疾病的传染性病菌，进行人体实验和用于战争，这是利用病菌的哪种特性() A．需氧性
B．厌氧性
C．传染性并引起宿主死亡
D．能形成芽孢，容易保存
[答案]C
[解析]细菌是微生物中种类最多的一个门类，它们数量多、分布广，在生态系统中有重要作用。大多数细菌对人类是无害的，只有少数种类能引起人、畜和作物的病害。题目中所列病菌由于具有极强的传染性和致病性，在人类历史上曾多次导致疾病的大规模流行，并使数以亿计的人死亡，因此被侵略者用于战争。
知识点二生物武器的传播途径和防护
4．生物武器的传播途径主要包括()
①直接传播②食物传播③生活必需品传播④施用者人体传播
A．①②B．②③
C．①②③D．①②③④
[答案]C
[解析]生物战剂可以通过多种途径使人感染发病，如经口食入、经呼吸道吸入、昆虫叮咬、皮肤接触等，因此生物武器的传播途径主要包括直接传播、食物传播和生活必需品传播。5．生物武器的防护可采取多种不同措施，下列叙述不正确的是()
A．生物战剂气溶胶防护的方法有戴防毒面具和防护口罩等
B．生物战剂气溶胶防护要保护好皮肤
C．带菌昆虫、鼠类及其他小动物不可人工扑杀
D．带菌昆虫、鼠类及其他小动物可用烧燎熏蒸、喷洒药液法
[答案]C
[解析]选项A、B均为针对生物战剂气溶胶的正确防护方法；选项C、D为针对敌投媒介生物进行防护的方法，D项为正确方法。
6．生物武器的危害有传染性强的特点，针对这一特点，下列哪项不是防治生物武器的有效措施()
A．提前接种和个人的防护
B．发现病人，立即报告，及时隔离
C．注意切断传播途径
D．只注意环境消毒，不注意动植物灭菌
[答案]D
[解析]防护生物武器，既要注意环境消毒，又要注意动植物灭菌，因为动植物都可以成为传染源。
知识点三禁止生物武器公约
7．下列关于《禁止生物武器公约》的描述中，不正确的是()
A．不发展、不生产生物武器
B．反对生物武器及其技术和设备的扩散
C．不储存生物武器
D．可储备少量的生物武器，以备急用
[答案]D
[解析]《禁止生物武器公约》中声明：在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
8．1998年6月27日，中美两国元首在关于《禁止生物武器公约》议定书的联合声明中，重申了在任何情况下对于生物武器的态度，下列不是协定态度的是()
A．不发展
B．不生产
C．不储存
D．不反对生物武器的技术发展
[答案]D
[解析]1998年6月27日，中美两国在联合声明中重申了在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
能力提升
9．下列这些行为，我们应该支持的是()
A．对流感病毒基因进行改造，以使具有某种易感基因的民族感染这种病毒，而施放国的人却不易感染
B．在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，反对生物武器及其技术和设备的扩散C．用重组技术制造全新的致病菌
D．将蜡状杆菌改造成像炭疽杆菌那样的致病菌
[答案]B
[解析]A、C、D项都是可能产生使人类造成很大伤害的致病菌，所以我们要坚决反对。10．利用基因重组技术制造的全新致病菌比一般生物武器的危害性大，其原因是()
①人类从来没有接触过这种致病菌②无药可医
③具有某种易感基因的民族容易感染，而施放国的人却不易感染
A．①B．②C．②③D．①②
[答案]D
[解析]利用基因重组技术制造的全新致病菌比一般生物武器的危害性大，是由于人类从来没有接触过这种致病菌，可以让大批受感染者突然发病，而又无药可医。
11．下列哪项基因工程对人类有益无害()
A．将抗病毒的干扰素基因转移到大肠杆菌中批量生产干扰素
B．将蜡状杆菌改造成像炭疽杆菌那样的致病菌
C．将某种生物毒素的基因与流感病毒基因拼接
D．将流感病毒基因进行改造，可引起某种动物染病
[答案]A
[解析]干扰素是一种抗病毒的特效药物，用基因工程的方法生产干扰素已为人类战胜疾病作出了巨大贡献。其他选项都是基因工程的滥用，对世界和平、人类健康有极大威胁。12．炭疽杆菌是一种致病微生物，该菌日益引起科学界的关注，2005年美国一生化制药厂试制了一种对炭疽杆菌细胞壁有转化分解作用的酶制品。该制品所分解的物质是() A．DNA和RNA
B．DNA和蛋白质的化合物
C．葡萄糖组成的大分子
D．糖类与蛋白质的化合物
[答案]D
[解析]细菌细胞壁的成分为肽聚糖，是糖类与蛋白质的化合物。
13．2008年初，美国出现一种新型致病病毒，感染者初期症状像患普通感冒，但在一些人身上很快发展成肺炎，严重时甚至致人死亡。它还具有较强的传染性，在美国的确认人数已达1 000多人，科学家已确认这是一种腺病毒变体，正在寻找对抗它的药物和疫苗。这种新病毒对人类的潜在威胁仍是未知数。
(1)美国科研人员若想分析该病毒的核酸属于哪一种类型(RNA或DNA)，应该________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)要想获得研究用的该病毒，能否利用普通培养基培养？为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若该病毒被不法分子用于制造生物武器，在战争中，为预防敌人使用，参战部队应如何采取有效措施？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[答案](1)分析碱基类型，确定碱基比率
(2)否。因为病毒是专营寄生生活的，必须利用活体培养基培养
(3)加快研制相应疫苗，并对参战部队战士进行接种
[解析](1)区分DNA与RNA依据碱基种类及碱基比率，DNA含有特有碱基T，RNA含有特有碱基U，且双链DNA分子中A＝T，G＝C。RNA一般是单链，嘌呤与嘧啶碱基比率一般不相等。(2)病毒是营寄生生活的，不能利用普通培养基培养，只能利用活体培养基培养。
(3)预防生物武器的最有效措施是接种疫苗，由于该病毒没有疫苗，所以要加快对该病毒的分析研究，尽快生产相应疫苗，并对参战部队战士进行接种。
14．阅读下列材料，回答问题。
生物武器是指利用病原微生物、毒素等作为战争武器，危害性极大。
材料一联合国组织的一个专家小组的研究报告指出，虽然许多国家签订了生物武器公约，但对这方面的研制工作并未停止，因此，对生物武器防治方法的研究也应得到加强。
材料二战剂做成干粉或液体喷洒到空气中，形成有害的气雾云团，叫做“生物战剂气溶胶”。它的颗粒很小，肉眼很难看见，渗透力强，杀伤范围广，一些通常通过食物或昆虫传播的病原体也可以通过气溶胶由呼吸道感染。所以，使人致死的剂量较其他感染途径小。
(1)有可能成为“生物战剂气溶胶”病原体的微生物，应属于哪些类群？(请列举两
例)________________________________________________________________________。
(2)人体抵抗病原体的第一道防线是______________；最有效的防线是________________。
(3)在战争中，为预防敌方使用生物武器，你认为参战部队采取的最有效措施是________________________________________________________________________。
请简述这一措施的原理：________________________________________________
________________________________________________________________________。
[答案](1)细菌、病毒、衣原体、立克次氏体等(答出两项即可)
(2)皮肤、呼吸道黏膜等特异性免疫
(3)接种常见病原体的疫苗使参战人员体内产生相应的抗体和记忆细胞，当病原体侵入时，会迅速产生强烈的免疫反应
[解析]作为生物武器的微生物主要有细菌、病毒、衣原体、立克次氏体等，这些病原微生物借助于其他辅助装置，在作战区散播，首先穿过皮肤、消化道和呼吸道黏膜，进入内环境，使作战人员失去战斗力。为预防敌方的生物武器，可采取接种疫苗、穿隔离衣等措施，其中最有效的措施为接种相应疫苗，其原理为特异性免疫使体内产生相应的记忆细胞和抗体，消灭生物武器中的病原微生物。
个性拓展
15．炭疽病是一种由炭疽芽孢杆菌引起的疾病，症状之一是皮肤等组织发生黑炭状坏死，炭疽芽孢杆菌能产生外毒素来增加微血管通透性，导致出血和组织肿胀，而且对中枢神经系统具有迅速和显著的抑制作用，从而使人发生呼吸衰竭和心脏衰竭而死亡。一般来说，炭疽杆菌对青霉素敏感。可采用预防接种的办法预防炭疽病，但需持续、频繁注射减毒疫苗，注射减毒疫苗后能在体内检测出抗体的存在。
(1)炭疽杆菌在生物分类上属于__________生物，其代谢类型是____________，繁殖方式为________生殖。
(2)炭疽杆菌的遗传物质是__________，由__________种____________组成。
(3)炭疽杆菌从损伤的皮肤、胃肠黏膜及呼吸道进入人体后，首先在局部繁殖，产生毒素而引起组织及脏器发生出血性浸润、坏死和高度水肿，形成原发性皮肤炭疽、肠炭疽等。若在培养炭疽杆菌的培养基中加入青霉素，病菌将______________。
(4)注射疫苗是预防炭疽病有效的方法，当已预防接种的机体再次受到毒性很强的炭疽病菌感染时，____________________将迅速增殖分化形成____________，产生大量抗体而能及时清除病菌。
[答案](1)原核异养需氧型二分裂(2)DNA4脱氧核苷酸(3)死亡(4)记忆B细胞浆细胞
[解析]细菌是原核生物，其代谢类型是异养需氧型，生殖方式为二分裂。细菌对抗生素和
青霉素敏感。
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
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.
选修一生物技术实践 课题1 果酒和果醋的制作 一.果酒的制作 菌种：酵母菌细胞结构：真核细胞代谢类型：异养兼性厌氧型生殖方式：孢子生殖有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，适宜温度：20℃左右。 反应式：C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O. 无氧条件下，附在葡萄皮上的酵母菌进行酒精发酵，适宜温度：18℃～25℃。 反应式：C6H12O6→2C2H5OH+2CO2. 二.果醋的制作 菌种：醋酸菌细胞结构：原核细胞代谢类型：异养需氧型生殖方式：分裂生殖氧气、糖充足：反应式：C6H12O6+O2→CH3COOH. 氧气充足、缺糖：反应式：C2H5OH +O2→乙醛→CH3COOH +H2O.适宜温度：30℃～35℃。 三.实验流程 挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵醋酸发酵 果酒果醋 四．果醋和果酒的发酵装置：充气口：进行果醋发酵时通入空气； 排气口：排出发酵过程产生的CO2，以免瓶子胀裂。连接一个长而弯 曲的胶管：避免空气中微生物的污染。 出料口：方便及时检测产物的产生情况。 五.具体问题 1.酵母菌的来源：附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。 2.葡萄酒呈现深红色的原因：随着酒精度数的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液。 3.发酵液中不滋生其他微生物的原因：在缺氧，呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖， 绝大多数微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。 4.酒精的检验：（1）试管中先加入发酵液2ml，再滴入3mol/L硫酸，振荡混匀，最后滴加3 滴重铬酸钾，重铬酸钾由橙色变灰绿；（2）酒精比重计；（3）闻。 5.变酸酒表面菌膜的形成原因：醋酸菌在液面大量繁殖而形成的（需氧）。 6.葡萄不要反复冲洗，以免洗掉酵母菌。 7.制酒时要每隔12h将瓶盖拧松一次，以放出CO2再拧紧；制醋时盖上一层纱布。 8.榨汁前要先冲洗再除去枝梗：以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。 9.发酵瓶要用体积分数为70%的酒精消毒或用洗洁精洗涤。 10.葡萄汁装瓶要留约1/3的空间：给酵母菌先期繁殖提供充足氧气，防止发酵时产生CO2 使发酵液溢出。 课题2 腐乳的制作
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。
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。
第一章基因工程 一.基本工具 (一)限制性核酸内切酶 1.分布:原核生物 2.作用:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且在特定部位 进行切割,使两个核苷酸间的磷酸二酯键断开。 3.作用结果：产生黏性末端或平末端 （二）DNA连接酶 1.分类（1）E.coliDNA连接酶来源：大肠杆菌 功能：只能连接黏性末端 （2）T4DNA连接酶来源：T4噬菌体 功能：连接黏性末端和平末端 2.作用：将DNA连接起来 （三）基因进入受体细胞的载体 1.条件（1）具有多个限制酶切割位点，供外源基因插入 （2）可自我复制或整合到染色体DNA中进行同步复制。 （3）具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择 2.种类：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒、质粒 质粒：双链环状DNA分子，最常用，要人工改造 二。基本操作程序 （一）目的基因的获取 1.目的基因：编码蛋白质的基因或具有调控作用的因子 2.获取方法（1）从基因文库中获取 **基因组文库，部分基因文库 （2）利用PCR技术扩增目的基因 （3）化学方法直接人工合成：基因小，核苷酸序列已知（二）基因表达载体的构建（核心步骤） 1.目的(1)稳定存在，遗传给下一代 （2）表达和发挥作用
2.结构：启动子、目的基因、终止子、标记基因、复制原点 **启动子：RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录 **终止子：使转录在所需要的地方停止； **标记基因：鉴别受体细胞中是否含目的基因。 （三）将目的基因导入受体细胞 1.转化：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 2.将目的基因导入植物细胞（1）农杆菌转化法（2）基因枪法 （3）花粉管通道法 3.将目的基因导入动物细胞：显微注射法 4.将目的基因导入微生物细胞：Ca+处理使细胞处于感受态 **原核细胞特点：繁殖快，单细胞，遗传物质相对较少（四）目的基因的检测与鉴定 1.分子水平的检测 （1）检测受体细胞中是否插入了目的基因:DNA分子杂交技术（2）检测目的基因是否转录出了 mRNA：DNA分子杂交技术（3）检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交法 **检测成功会出现杂交带 2.个体生物学水平的鉴定：接种实验 三．基因工程的应用 1.动物、植物基因工程的成果 （1）植物：提高抗逆性、改良品质、生产药物； （2）动物：品种改良、建立生物反应器、器官移植； 2.基因工程药物：细胞因子、抗体、疫苗、激素； 3.基因治疗（1）概念： （2）方法体外基因治疗体内基因治疗 四．蛋白质工程的崛起 1.理论推测，人工合成 2.基因工程，蛋白合成（自然界没有的蛋白质）
高中生物选修3第一章基因工程习题 1. SARS 病毒能引起非典型肺炎，医生在治疗实践中发现，非典病人治愈后，其血清可用于 治疗其他非典病人。有三位科学家分别从三个不同的方面进行了研究，其研究的方向如下图 所示。请根据下图回答： SARS 病毒 [丙的研究] 抽取血清 蛋白质X [乙的研究] 注射 注射 灭活或 培养 非典病人B 治愈的病人B 非典病人D 减毒处理 动物实验 健康人C 健康人C 健康人C 治愈的病人D （1）从免疫学的角度看，SARS 病毒对于人来讲属于 ，治愈的病人A 的血清中因 为含有 ，所以可用来治疗“非典”病人B 。 （2）甲的研究中，所合成或生产的蛋白质X 是 ，它可以通过化学的方法合成，也 可以通过生物学方法—— 技术生产。 （3）乙的研究目的主要是制造出 以保护易感人群。图中使健康人C 获 得抵抗“非典”病毒能力的过程，属于免疫学应用中的 免疫。 （4）图中丙主要研究不同国家和地区SARS 病毒的异同，再按照免疫学原理，为研究一种 或多种 提供科学依据。 2. 聚合酶链式反应(PCR 技术)是在实验室中以少量样品DNA 制备大量DNA 的生化技术， 反应系统中包括微量样品DNA 、DNA 聚合酶、引物、足量的4种脱氧核苷酸及ATP 等。反 应中新合成的DNA 又可以作为下一轮反应的模板，故DNA 数以指数方式扩增，其简要过 程如右图所示。 [甲的研究] 用激素等治疗 非典病人A 治愈的病人A 健康人合成或生产 其他辅助治疗 接种 提纯、
（1）某个DNA样品有1000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A:G:T:C=1:2:3:4，则经过PCR仪五次循环后，将产生个DNA分子，其中需要提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量至少是个。 （2）分别以不同生物的DNA样品为模板合成的各个新DNA之间存在差异，这些差异是 。 （3）请指出PCR技术与转录过程的三个不同之处： ① 。 ② 。 ③ 。 3. 逆转录病毒的遗传物质RNA能逆转录生成DNA，并进一步整合到宿主细胞的某条染色体中。用逆转录病毒作为运载体可用于基因治疗和培育转基因动物等。 （1）病毒在无生命培养基上不能生长，必须依靠活细胞提供 等物质基础，才能繁殖。逆转录病毒较T2噬菌体更容易变异，从分子水平看，是由于。 （2）基因治疗时，将目的基因与逆转录病毒运载体结合的“针线”是。将带有目的基因的受体细胞转入患者体内，患者症状会有明显缓解，这表明 。 （3）若将目的基因转入胚胎干细胞，再经过一系列过程可获得目的基因稳定遗传的转基因动物。 ①将带有目的基因的胚胎干细胞注射到普通动物的胚中，胚胎发育成嵌合型个
选修3知识点复习 专题1 基因工程 （一）基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。原理是基因重组，操作水平是分子水平。优点：打破物种界限；定向地改造生物的遗传性状。 （二）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：主要从原核生物中分离纯化出来。 （2）功能：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（3）特点具有专一（特异）性。 （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）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连接酶只能连接黏性末端；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聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有的脱氧核苷酸片段的末端，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能够稳定保存并复制；②有一至多个限制酶酶切位点③含有标记基因，便于筛选。④对受体细胞无害。 （2）最常用的载体是质粒，化学本质是DNA分子。（3）其它载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒 （三）基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取 1.目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因。 3.人工合成目的基因的两个条件：基因比较小；核苷酸序列已知。 4.PCR技术扩增目的基因 （1）PCR是多聚酶链式反应的缩写，原理DNA双链复制。 （2）过程：第一步变性：加热至90～95℃，DNA解链，不需要解旋酶；第二步复性：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链。变性和复性利用了DNA的热变性原理；第三步延伸：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基因表达载体的组成：除了目的基因外，还必须有启动子、终止子、标记基因等。启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位。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常用的导入方法：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法。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。 第四步：目的基因的检测和鉴定 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，方法是分子杂交技术。 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。 （四）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：如乳腺生物反应器和膀胱生物反应器，方法是将目的基因导入哺乳动物的受精卵中，使其发育成转基因动物。 3.基因治疗是把正常基因导入病人的体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗的目的，这是治疗遗传病最有效的手段。 （五）蛋白质工程的概念：基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，蛋白质工程师在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。 专题2 细胞工程 （一）植物细胞工程 1.植物组织培养技术（1）原理：植物细胞的全能性 （2）过程：离体的植物器官、组织或细胞脱分化愈伤组织再分化植物体
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
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。
高中生物选修3第一章基因工程习题 1. SARS 病毒能引起非典型肺炎，医生在治疗实践中发现，非典病人治愈后，其血清可用于 治疗其他非典病人。有三位科学家分别从三个不同的方面进行了研究，其研究的方向如下图 所示。请根据下图回答： SARS 病毒 [丙的研究] 抽取血清 蛋白质X [乙的研究] 注射 注射 灭活或 培养 非典病人B 治愈的病人B 非典病人D 减毒处理 动物实验 健康人C 健康人C 健康人C 治愈的病人D （1）从免疫学的角度看，SARS 病毒对于人来讲属于 ，治愈的病人A 的血清中因 为含有 ，所以可用来治疗“非典”病人B 。 （2）甲的研究中，所合成或生产的蛋白质X 是 ，它可以通过化学的方法合成，也 可以通过生物学方法—— 技术生产。 （3）乙的研究目的主要是制造出 以保护易感人群。图中使健康人C 获 得抵抗“非典”病毒能力的过程，属于免疫学应用中的 免疫。 （4）图中丙主要研究不同国家和地区SARS 病毒的异同，再按照免疫学原理，为研究一种 或多种 提供科学依据。 2. 聚合酶链式反应(PCR 技术)是在实验室中以少量样品DNA 制备大量DNA 的生化技术， 反应系统中包括微量样品DNA 、DNA 聚合酶、引物、足量的4种脱氧核苷酸及ATP 等。 反应中新合成的DNA 又可以作为下一轮反应的模板，故DNA 数以指数方式扩增，其简要 过程如右图所示。 （1）某个DNA 样品有1000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A:G:T:C=1:2:3:4，则 经过PCR 仪五次循环后，将产生 个DNA 分子，其中需要提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸的 数量至少是 个。 （2）分别以不同生物的DNA 样品为模板合成的各个新DNA 之间存在差异，这些差异是 。 （3）请指出PCR 技术与转录过程的三个不同之处： ① 。 ② 。 ③ 。 3. 逆转录病毒的遗传物质RNA 能逆转录生成DNA ，并进一步整合到宿主细胞的某条染色 体中。用逆转录病毒作为运载体可用于基因治疗和培育转基因动物等。 （1）病毒在无生命培养基上不能生长，必须依靠活细胞提供 循环重复 [甲的研究] 用激素等治疗 非典病人A 治愈的病人A 健康人合成或生产 其他辅助治疗 接种 提纯、
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
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。
第三节蛋白质工程 1.蛋白质工程是指通过物理化学与生物化学等技术了解蛋白质的结构与功能，并借 助计算机辅助设计、基因定点诱变和重组DNA技术改造基因，以定向改造蛋白质， 甚至创造出自然界不存在的蛋白质的技术。 2．蛋白质工程的关键技术是基因工程。 3．蛋白质工程的一般过程是：预期蛋白质功能→分子设计蛋白质→合成相应基因→ 基因指导新蛋白质合成。 4．实施蛋白质工程的前提条件是了解蛋白质结构和功能的关系。 5．根据蛋白质被改动部位的多少，可将蛋白质改造类型分为“大改”、“中改”和 “小改”。 6．通过蛋白质工程，可获得热稳定性高的酶和新型药物。 对应学生用书P16 蛋白质工程概述 1．蛋白质工程的概念 (1)手段： ①通过物理化学和生物化学等技术了解蛋白质的结构和功能。 ②借助计算机辅助设计、基因定点诱变和重组DNA技术改造基因。 (2)目的：定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的蛋白质。 (3)关键技术：基因工程。蛋白质工程又称第二代基因工程。 2．蛋白质工程的一般过程 先根据新蛋白质预期功能设计相关蛋白质结构，进而设计对应的氨基酸序列，在此基础上合成可产生新蛋白质的相关脱氧核苷酸序列(基因)，再利用基因工程技术合成新的蛋白质。 3．改造蛋白质的方式 改造方式相关操作 大改根据氨基酸的性质和特点，设计并制造出自然界中不存在的全新蛋白质，使之具有特定的氨基酸序列、空间结构和预期功能 中改改变蛋白质分子中某一个多肽片段或一个特定的结构 小改通过基因工程中的定点诱变技术，有目的地改造蛋白质分子中某活性部位的一个或几个氨基酸残基，以改善蛋白质的性质和功能
1．对天然蛋白质进行改造，是通过直接对蛋白质分子进行操作来实现的吗？ 提示：不是，由于基因决定蛋白质，因此要对蛋白质的结构进行设计改造，最终必须通过改造基因来完成。 2．蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么不同？ 提示：基因工程是按照中心法则进行的：基因→表达(转录和翻译)→形成氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→行使生物功能，基本上是生产出自然界已有的蛋白质。蛋白质工程却与之相反，一般是先创造出适合人类需求的新基因，然后使其表达出具有特定结构和功能的蛋白质。蛋白质工程可以创造出自然界不存在的蛋白质。 3．假如某科学家设计出某种蛋白质的空间结构，你能否设计出利用大肠杆菌生产该蛋白质的流程？ 提示：蛋白质的空间结构→氨基酸序列→合成目的基因→构建基因表达载体→导入大肠杆菌→产生相应蛋白质。 4．PCR技术在基因定点诱变中的技术流程是什么？ 提示：先人工合成带有突变位点的引物，通过PCR扩增而获得定点突变的基因，再通过基因工程方法，将突变基因导入受体细胞，经过转录和翻译就可合成所需的蛋白质。 1．蛋白质工程的操作步骤 (1)从生物体中分离纯化目的蛋白。 (2)测定其氨基酸序列。 (3)借助核磁共振和X射线晶体衍射等手段，尽可能地了解蛋白质的二维重组和三维晶体结构。 (4)设计各种处理条件，了解蛋白质的结构变化，包括折叠与去折叠等对其活性与功能的影响。 (5)设计编码该蛋白质的基因改造方案，如定点突变。 (6)分离、纯化新蛋白，功能检测后投入实际使用。 [特别提醒]蛋白质工程并不是直接改造蛋白质，而是通过对基因操作来实现对天然蛋白质的改造，主要原因如下： ①任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造的蛋白质还是无法遗传的。 ②对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要小得多。 2．定点诱变技术和非定点诱变技术 (1)定点诱变技术：基因的定点诱变技术是改变蛋白质结构的核心技术之一。 项目内容 条件原料脱氧核苷酸 酶DNA多聚酶(聚合酶)和DNA连接酶
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