现代生物技术应用(最新)

生物技术及其应用

摘要：生物技术是当今世界发展最快、潜力最大、影响最深远的一项高新技术。被视为是 21 世纪人类彻底解决人口、资源、环境三大危机，实现可持续发展的有效途径之一。本文对生物技术的概念、发展及其在农业、医药、能源开发、环境保护和工业中的应用作了一些简单的叙述。并着重阐述了生物技术在农业方面的应用。

关键词：生物技术应用

生物技术是当今世界发展最快、潜力最大、影响最深远的一项高新技术。被视为是21世纪人类彻底解决人口、资源、环境三大危机，实现可持续发展的有效途径之一。所以世界各国都将生物技术确定为增强国力和经济实力的关键技术之一。我国也十分重视生物技术，并组织力量追踪和攻关。现代生物技术为什么会引起世界各国如此普遍的关注和重视呢？首先，生物技术是解决全球经济问题的关键技术，在迎接人口、资源、能源、食物和环境五大危机的挑战中将大显身手。其次，生物技术将广泛地应用于医药卫生、农林畜牧、轻工、食品、化工、能源和环境等领域，促使传统产业的改造和新兴产业的形成，对人类社会将产生深远的影响。所以生物技术是现实生产力，也是具有巨大经济效益的潜在生产力；是 21 世纪高新技术的核心。

1 生物技术及其发展

1.1 生物技术

生物技术（biotechnology）,有时也称为生物工程（bioengineering），是指人们以生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础科学的科学原理，利用生物体或其体系货摊们的衍生物来制造人类所需要的各种产品或达到某种目的的一门新兴的、综合性的学科。先进的生物技术一般是指基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和生化工程（后处理工序）等中的新技术。

1.2 生物技术的发展

生物技术的发展经历了三个阶段：①以制酒、食品加工、农业、畜牧业为主的作坊式的生物技术；②以抗生素为代表，发酵工程为主要技术的工业化的生物技术；③现代生物技术。生物技术的应用可追溯到史前年代，在石器时代后期，我国人民就开始制作酒，这是最早的发酵技术。在公元 221 年，周代后期，我国人民就开始制作豆腐、酱和醋。公元 10世纪我国就有了预防天花的活疫苗。有关资料显示，早在几万年前的原始部落人就会酿造葡萄酒了，而埃及人也在 5000 年前就在酿造葡萄酒了公元前 6000 年苏美尔人和巴比伦人就开始啤酒发酵。埃及人则在公元前 4000 年就开始制作面包。随着显微镜的出现及其加工技术的发展，到 19 世纪 60 年代法国科学家L.Pasteur首先证实发酵是由微生物引起的，并首先建立了微生物的纯种培养技术，从而为发酵技术的发展提供了理论基础。1917 年KarlEreky首次使用了“生物技术”一词。

现代生物技术的兴起始于 20 世纪 70 年代，是以DNA重组技术的建立为标志的。1977年，中国科学院在上海召开的“遗传工程研究座谈会”拉开了我国向生物技术进军

的帷幕。之后，生物技术在全世界范围内迅速发展起来，并成为一门高新技术。

2 现代生物技术的应用

2.1 现代生物技术在农业上的应用

2.1.1 提高农作物产量和品质

2.1.1.1 培育抗逆的作物优良品系

转基因技术是基因工程的一个分支。这一技术在植物育种上的应用，使植物在遗传性状发生了很大变化，让植物能够同时拥有几个生物的优良性状。一次这一技术的产生，无疑会让农作物的产量和品质发生较大的改变。目前，我国已通过这一技术创造了很多农作物新品种，如水稻、小麦、油菜等，而且已有许多投入了生产。其实，早在“七五”期间，上海植物生理研究所和遗传研究所就联合开展了对禾谷类作物转化系统的研究，并得到了小麦、水稻和高粱的转基因植株。之后的数年内，他们又建立了玉米、小麦的基因枪转化系统，并得到了转基因植株。1978 年得到了我国第一例转基因水稻。1992 年人类获得第一株转基因小麦,如今转基因小麦研究已获得了许多重大进展，目前国内外已有近 200 例关于小麦转基因的报道育种研究正在进行着。目前，已有人把苏云金杆菌的Bt杀虫蛋白基因转入棉花，培育出了抗虫棉

目前，我国转基因技术已接近实用阶段，应用这一技术已获得具有不同性状的转基因植物 180 种，进入中试阶段或大田释放的 15 种，其中有 6 种已商品化。

近些年来，水稻生物技术方面的研究取得了可喜进展。这些研究主要研究集中在高产、抗虫、抗病、耐盐碱、抗灾（抗涝灾、风灾等）、高品质水稻的育种研究上。最近，美国一家名为“芬特里亚生物科学”的小公司透露，他们已将人类的基因导入水稻，培育出了能产生乳铁蛋白和盐酸溶菌酶的转基因水稻，并即将投放市场。

目前，转基因草坪草的研究也很热。吴锜等人认为采用现代基因工程来改良草坪草有巨大的商业潜力,草坪植物的组织培养和再生系统的建立为DNA的直接转移和农杆菌介导的转化提供了条件;遗传修饰的草坪草改善了其抗旱、抗高(低)温、抗病、抗除草剂和耐践踏的特性;携带异戊烯基转移酶基因的草坪草表现出分蘖力加强,严冬绿期延长。

2.1.1.2 植物种苗的工厂化生产

种子不仅是植物传种续代繁衍之本，而且是人类衣食之源。农业生产中使用的天然种子，一般都是由种被、胚乳和胚三部分构成。种皮通常在种子的外层起保护作用；胚乳含有大量的营养物质，是种苗萌发生长不可缺少的营养来源；胚由胚芽、胚轴、胚根和子叶构成，将来发成植株。随着农业的发展，作物育种成为一个热门话题，但是传统的育种方法所花费的时间和财力、物力及人力太长太多了。况且通过传统育种得到的种子利用年限等各方面都不尽人意。于是人们开始转向对组织培养等新的植物快繁技术的研究，期望通过实验室得到大量的“植物种子”。植物人工种子正是在此基础上发展起来的一项新的生物技术。

现在，世界范围内已进行人工种子试验的物种有：胡萝卜、蕹菜、苜蓿、芹菜、黄连、刺五加、西洋参、小麦、玉米、水稻、甘薯、橡胶树、柑桔、云杉、大麦、油菜、桑树、檀香、抱子甘蓝、百合、莴苣、杨树、安祖花等 30 多种植物。

植物快繁技术也是近年来发展比较快的一门新技术。一个 10m2的恒温室内，可繁殖 1万～50 万株小苗。这一技术已广泛应用于花卉、果树、蔬菜、药用植物和农作物快速繁殖，实现了商品化生产。我国已建立的植物试管苗生产线有：葡萄、苹果、香蕉、柑橘、花卉等

2.1.1.3 提高粮食品质

通过转基因手段除了可以培育高产、抗逆、抗病虫害的新品系外，还可以培育品质好、营养价值高的作物新品系。目前，美国学者将菜豆储藏蛋白基因转移到向日葵中，使向日葵种子含有菜豆储藏蛋白。另外，有人利用转基因手段培育出了耐贮藏的转基因西红柿等。

2.1.1.4 生物固氮，减少化学肥料的使用

现代农业的发展是建立在化学肥料的施用之上的。但化学肥料的使用使土壤变得僵硬，肥力下降，而且导致了环境的污染。生物固氮则不存在这种问题。目前，全世界有很多科学家都在着力研究如何将固氮微生物转移到水稻等粮食作物中去。我国已构建了12 株水稻粪产碱菌的耐胺工程菌。

2.1.2 发展畜牧业生产

2.1.2.1 动物的大量快速无性繁殖

植物细胞具有全能性，所以可以利用微扩繁技术进行工厂化生产。那么，动物细胞有没有全能性呢？这在 1997 年之前一直是个谜。克隆羊“多莉”的诞生，告诉我们动物细胞也具有全能性，也可以进行动物的大量无性繁殖。目前，已有克隆猪、克隆牛诞生。相信在不久的将来，动物也会像植物一样能够在“动物工厂”里生产。

2.1.2.2 培育动物的优良品系

利用转基因技术可以将与动物优良品质有关的基因转移到动物体内，使动物获得新的品质。1983 年，美国科学家利用这一技术成功培育了世界上第一例转基因动物转基因小鼠。除此之外，科学家还成功培育了转基因羊、转基因兔、转基因猪、转基因鱼等多种动物新品种。

2.2 医药产业上的应用

医药生物技术是生物技术领域中最活跃、产业发展最快、效益最显著的领域。生物技术在医药领域的应用主要涉及到新药开发、新诊断技术、预防措施及新的治疗技术。

抗生素我们最熟悉、应用最广泛的生物技术药物。目前已分离得到 6000 多种不同的抗生素，其中有 100 多种被广泛应用。

目前，用基因工程技术生产的药物已有很多种，诸如人生长激素释放抑制激素、人胰岛素、人生长激素、人心钠素、人干扰素、肿瘤坏死因子等。2004 年FDA批准的 36 种新分子实体中有 5 种是生物技术药物。目前我国约有 300 家研究院（所）和 300 家公司从事生物药物的研究与开发。已有 20 多种基因工程药物和疫苗上市。

20 世纪 90 年代兴起的基因治疗技术已经对医学、生物学、社会学和伦理学等产生了深远的影响。成为人们研究与关注的热点问题。它不仅可以用于疾病预防，还可用于疾病治疗。已知的人类基因病有 4000 多种，基因缺陷造成了 30%的儿童死亡、25%的生理缺陷和 60%的成年人疾病。因此，基因治疗具有广阔的引用前景。目前已有涉及

到恶性肿瘤、遗传病、代谢性疾病、传染病等多个治疗方案正在实施中。

2.3 能源开发和环境保护方面的应用

2.3.1 开发清新能源

我们生活的每一个方面都离不开能源。目前，石油和煤炭是我们生活中的主要能源。然而，这些能源是不可再生的，必将枯竭。因此，寻找新的替代能源将是我们面临的一大重要课题。在全国首届化学工程和生物化工年会上,与会专家纷纷就新能源开发的技术与发展战略等热点问题展开交流,共同寻求我国经济和社会可持续发展的技术支撑和发展战略。大家一致认为：加快开发新能源是解决我国可持续发展的关键。而生物能源将是最有希望的能源之一。目前，世界各地的科学家正在致力于这一研究，并取得了许多成果。“生物柴油”就是一种可再生的、环保的新能源，但存在成本高、急需政府扶持政策等问题。菲律宾总统府宣布他们正在与美国共同开发一种用椰油制造的“生物柴油”。美国也在用大豆油、黄脂膏和牛油脂等生产“生物柴油”。德国也将建造世界最大的生物柴油装置。

另外，通过微生物发酵技术，将农业生产中的废弃物变为沼气或氢气，也是一种取之不尽、用之不竭的能源。

2.3.2 环境保护

现代农业以及石油、化工等现代化工业的发展，开发了一大批天然或合成的有机化合物，如农药、塑料、染料等工业产品，这些物质连同生产过程中大量排放的工业废水、废气、废物给我们赖以生存的地球带来了严重的污染。目前已发现有致癌活性的污染物达 1100 多种，严重威胁着人类的健康。但是小小的微生物有着惊人的降解这些污染物的能力。马梅荣等人的研究表明生物除臭与物理、化学方法除臭相比具有彻底性、实用性与经济性的特点,在环境保护与资源的重复利用方面有着巨大的应用潜力。人们可以利用生物技术手段改造微生物，使其对有害物质的降解速率变的更快，这样将更有利于利用微生物来净化有毒物质、降解石油污染等。

2.4 工业上的应用

2.4.1 制造工业原料

利用微生物发酵技术可以为工业生产制造原料。目前利用这一技术制造的工业原料主要有乙醇、丙酮、丁醇、丙烯酰胺、粘康酸、衣康酸、长链二羧酸、乙烯等。

2.4.2 生产贵重金属

在冶金工业中，面对贫矿、尾矿、废渣矿等，采用一般的采矿技术已无能为力，唯有利用细菌浸矿技术才能对这类矿石进行提炼。可浸提的金属有金、银、铜、铀、锰等多种贵金属。

3 结语

笔者在前面的文字中对生物技术及其在农业、医药、能源开发、环境保护和工业中的应用作了一些简单的叙述。由于笔者学识短浅、能力有限，未能将生物技术这一新课题及其应用阐述清楚。望读者见谅。尽管如此，笔者还是认为生物技术这一高新技术在我们未来的生活中必将产生巨大的影响。这是因为生物技术可以保障未来食物的安全、提高人民的健康水平、改善生态环境、缓解能源压力、保障国家安全、开发生物新资源。

我们有理由相信：将来，生物技术必将渗入我们生活的每一个角落。

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高中生物选修三现代生物技术试题复习课程

高中生物选修三测试题二 2012.2.29 班级姓名 一共六大题，50个空每空2分，共100分，时间50分钟，要求答案要认真推敲，力求准确 1．据报道，美国佛罗里达大学的亨利·丹尼尔教授利用基 因工程，研制出转基因莴苣，可用其中的有效药物成分制造胰岛 素胶囊来治疗糖尿病。如图所示是获得转基因莴苣的技术流程， 请据图回答下列问题： (1)①过程需要的酶有________________。 (2)为了便于筛选，质粒A上应具有________。 (3)接受重组质粒的受体细胞C1可能有三种情况：如果受体 细胞是土壤农杆菌，则导入它的目的是为了________________， 以便于得到大量的含目的基因的土壤农杆菌，然后用土壤农杆菌 侵染受体细胞C2，受体细胞C2可以是________或其他细胞，然 后应用组织培养技术，经________和________过程，形成转基因莴苣。 (4)这种药物是从转基因莴苣中提取制得的，也必须制成粉末状，装入胶囊后才能使用，因为服 用剂量必须仔细加以控制。如果服用的量太大，可能导致患者出现________症状。 2．人工种子的培育过程如图所示，请回答下列问题： (1)人工种子依据的原理是______________________，经过__________________技术培育而成的。 (2)包埋胚状体的胶质可以看作是种子的哪部分结构？ ________________________________________________________________________。 (3)某二倍体植物基因型有DdTt，利用这种生物技术采用花药离体培养的方法，可培育成“花粉胚”，也可制成人工种子，这种种子萌发形成的个体为__________________，基因型为______________________。 (4)如果外植体为植物的茎尖，通过①的处理可使细胞彼此分离，可加入下列哪种试剂。 ( ) A．15%的盐酸B．淀粉酶 C．果胶酶D．胰蛋白酶 (5)②表示脱分化过程，其实质是______________________________________________； ③表示再分化的过程，其实质是______________________________________________。

2019高考：《现代生物科技专题》高考试题汇编

《现代生物科技专题》高考试题汇编 1、（2011海南卷）【生物——选修3：现代生物科技专题】（15分） 回答有关基因工程的问题： （1）．构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生粘性末端，也可能产生末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生（相同，不同）粘性末端的限制酶。 （2）．利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是提供。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用处理大肠杆菌，以利于表达载体进入。为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为。为了检测胰岛素基因转录的mRNA 是否翻译成，常用抗原-抗体杂交技术。 （3）．如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质 粒的中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的上。 2、（2011全囯Ⅰ卷）【生物——选修3：现代生物科技专题】（15分） 现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池→曝光池→兼氧池→植物池”，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题： （1）．污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中，微生物通过呼吸将有机物分解。 （2）．植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了（生态系统、群落、种群）。在植物池的食物网中，植物位于第营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于所固定的。 （3）．生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、和等原理。（4）．一般来说，生态工程的主要任务是对进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。 3、（2012海南卷）【生物——选修3：现代生物科技专题】（15分） 已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而减产，乙种昆虫食用某种原核生物分泌的丙种蛋白质后死亡。因此，可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体内，使甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力。回答下列问题： （1）．为了获得丙种蛋白质的基因，在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上，推测出丙种蛋白质的序列，据此可利用方法合成目的基因。获得丙中蛋白质的基因还可用、方法。 （2）．在利用上述丙中蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中，常需使用酶和酶。 （3）．将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共培养，筛选出含有丙种蛋白质的愈伤组织，由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗的危害。 （4）．若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，则该植株的种子 （填“含有”或“不含”）丙种蛋白质基因。 4、（2012全囯Ⅰ卷）【生物——选修3：现代生物科技专题】（15分） 根据基因工程的有关知识，回答下列问题：· （1）．限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有和。（2）．质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下： 为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是 。 （3）．按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即DNA连接酶和DNA连接酶。 （4）．反转录作用的模板是，产物是。若要在体外获得大量反转录产物，常采用技术。 （5）．基因工程中除质粒外，和也可作为运载体。（6）．若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是。

选修三现代生物技术专题全套课后答案

选修3现代生物科技专题 专题1基因工程 1.1DNA重组技术的基本工具 （一）思考与探究 1.限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗？以下是四种不同限制酶切割形成的DNA片段： (1) …CTGCA (2) …AC (3) GC… …G …TG CG… （4）…G (5) G… (6) …GC …CTTAA ACGTC……CG (7) GT… (8)AATTC… CA… G… 你是否能用DNA连接酶将它们连接起来？ 答： 2和7能连接形成…ACGT… …TGCA…； 4和8能连接形成…GAATTC… …CTTAAG…； 3和6能连接形成…GCGC… …CGCG…； 1和5能连接形成…CTGCAG… …GACGTC…。 2.联系你已有的知识，想一想，为什么细菌中限制酶不剪切细菌本身的DNA？ 提示：迄今为止，基因工程中使用的限制酶绝大部分都是从细菌或霉菌中提取出来的，它们各自可以识别和切断DNA上特定的碱基序列。细菌中限制酶之所以不切断自身DNA，是因为微生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，对于外源入侵的DNA可以降解掉。生物在长期演化过程中，含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA的入侵（本题不要求学生回答的完全，教师可参考教师用书中的提示，根据学生的具体情况，给予指导。上述原则也应适用于其他章节中有关问题的回答。）。 3.天然的DNA分子可以直接用做基因工程载体吗？为什么？

高中生物现代生物科技专题2020年高考题汇总附答案

现代生物科技专题2020年高考题 1.（2020北京卷）番茄根尖经过植物组织培养过程可以获得完整的番茄植株，有关此过程的叙述错误的是( ) A.此过程中发生了细胞的脱分化、再分化 B.植物激素在此过程中起调节作用 C.此过程中若发生杂菌污染则难以获得目的植株 D.根尖细胞最终发育为无叶绿体的植株 2. （2020北京卷）下列关于单克隆抗体制备过程的叙述，错误的是( ) A.获得B细胞之前需给动物注射特定的抗原 B.分离出的B细胞应与骨髓瘤细胞融合 C.需要从融合的细胞中筛选出杂交瘤细胞 D.得到的所有杂交瘤细胞产生的抗体均相同 3. （2020江苏卷，多选）小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞，制备流程如下图所示。下列叙述错误的是( ) A.为获得更多的囊胚，采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子 B.细胞a和细胞b内含有的核基因不同，所以全能性高低不同 C.用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞 D.胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养 4.（2020天津卷）在克隆哺乳动物过程中，通常作为核移植受体细胞的是去核的( ) A.卵原细胞 B.初级卵母细胞 C.次级卵母细胞 D.卵细胞 5.（2020浙江卷）下列关于基因工程的叙述，正确的是（） A.若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内切酶，则一定有利于该重组质粒进入受体并保持结构稳定

B.抗除草剂基因转入某抗盐植物获得2个稳定遗传转基因品系，抗性鉴定为抗除草剂抗盐和抗除草剂不抗盐。表明一定是抗盐性的改变与抗除草剂基因的转入无关 C.抗除草剂基因转入某植物获得转基因植株，其DNA检测均含目的基因，抗性鉴定为抗除草剂和不抗除草剂。表明一定是前者表达了抗性蛋白而后者只表达抗性基因RNA D.已知不同分子量DNA可分开成不同条带，相同分子量的为一条带。用某种限制性核酸内切酶完全酶切环状质粒后，出现3条带。表明该质粒上一定至少有3个被该酶切开的位置6.（2020山东卷）两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理，将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种，过程如下图所示。下列说法错误的是( ) A.过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞 B.过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂 C.过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合 D.耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段 7.（2020山东卷）经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚，通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是( ) A.用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子 B.体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理 C.胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植 D.遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得 8.（2020山东卷）新型冠状病毒的检测方法目前主要有核酸检测法和抗体检测法。下列说法错误的是( ) A.抗体检测法利用了抗原与抗体特异性结合的原理 B.感染早期，会出现能检测出核酸而检测不出抗体的情况 C.患者康复后，会出现能检测出抗体而检测不出核酸的情况 D.感染该病毒但无症状者，因其体内不能产生抗体不适用抗体检测法检测

选修3现代生物科技专题重点知识点(填空)

选修3《现代生物科技专题》知识点总结 专题1 基因工程 一、基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”—— （1）来源：主要是从生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别 DNA分子的某种的核苷酸序列，并且使每一条链中部位的两个核苷酸之间的断开，因此具有性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式： 和。 2.“分子缝合针”—— (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：都缝合键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于，只能将双链DNA片段互补的 之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合，但连接平 末端的之间的效率较。 (2)与DNA聚合酶作用的异同：DNA聚合酶只能将加到已有的核苷酸片段的末端， 形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接的末端，形成磷酸二酯键。 3.“分子运输车”—— （1）运载体具备的条件： ①。 ②。 ③具有，供。 （2）最常用的运载体是，它是一种裸露的、结构简单的、独立于 ，并具有的双链。 二、基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.目的基主要是指：，也可以是一些具有的因子。 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 法和法。 3.PCR技术扩增目的基因 （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： （4）过程：第一步：加热至90～95℃，DNA解链为； 第二步：冷却到55～60℃，与两条单链DNA结合； 第三步：加热至70～75℃，从引物起始进行的合成。 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，并且可以， 使目的基因能够。 2.组成：＋＋＋＋ （1）启动子：是一段有特殊结构的，位于基因的，是 识别和结合的部位，能驱动基因，最终获得所需的。 （2）终止子：也是一段有特殊结构的，位于基因的。 （3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中，从而将 筛选出来。常用的标记基因是。

高中生物选修三《现代生物科技专题》经典知识点

高中生物 记忆材料 《现代生物科技专题》 经典知识点 班级： 姓名： 诸城繁华中学

★考点1、（Ⅰ）基因工程的诞生——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。 ★考点2、（Ⅱ）基因工程的原理及技术 原理：基因重组 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T4DNA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。 直接分离基因最常用的方法是“鸟枪法”，又叫“散弹射击法”。具体做法是：用限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段，将这些片段分别载入运载体，然后通过运载体分别转入不同的受体细胞，让供体细胞所提供的DNA(外源DNA)的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制(在遗传学中叫做扩增)，从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把带有目的基因的DNA片段分离出来。如许多抗虫、抗病毒的基因都可以用上述方法获得。用“鸟枪法”获取目的基因的缺点是工作量大，具有一定的盲目性。 人工合成目的基因的常用方法有反转录法（以目的基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需要的基因）和化学合成法（根据已知的蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的信使RNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测出它的结构基因的核苷酸序列，再通过化学的方法，以单核苷酸为原料合成目的基因。如人的血红蛋白基因、胰岛素基因等就可以通过人工合成基因的方法获得） 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——是基因工程的核心

高中生物选修3《现代生物技术专题》高考复习资料

2020届高三生物选修3复习资料 专题1 基因工程 一、基因工程的基本工具（限制酶、DNA连接酶、载体） 1．限制性核酸内切酶（限制酶）——“分子手术刀”（具特异性） (1)来源：主要从原核生物中分离纯化而来。(某些真核生物如酵母菌细胞内也存在) (2)作用：能够识别双链DN A分子的某种特定的核苷酸序列，使特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 (3)结果：产生黏性末端（中心轴线两侧切）或平末端（中心轴线处切）。 (4)注意：①限制酶识别序列的核苷酸数目不一定为6个；获得目的基因一般要切2个切口，产生4个黏性末端。 ②一般用同种限制酶切割目的基因和质粒，以获得相同的黏性末端，利于重组质粒的构建（但可能导致目的 基因自身环化和随意连接）。 ③用两种限制酶同时切割目的基因和质粒，可防止目的基因和质粒自身环化和随意连接。 ④限制酶切割时不能破坏目的基因、全部的标记基因、复制原点；限制酶切割运载体时，切点应在启动子和 终止子之间；若质粒上标出T-DNA片段，切点应位于T-DNA上。 ⑤原核生物体内的限制酶不切割自身DNA的原因：原核生物的DNA中不存在该酶的识别序列或识别序列已经 被修饰。（限制酶不能切割RNA和单链DNA） 2．DNA连接酶——“分子缝合针”（不具特异性） （1）作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键，不需要模板。 (2) （3）比较有关DNA的酶（化学本质都是蛋白质） ①DNA水解酶：能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸，彻底水解成磷酸、脱氧核糖和含氮碱基 ②解旋酶：能够将DNA或DNA的某一段解成两条长链，作用的部位是氢键。注意：使DNA解成两条长链的方法 除用解旋酶以外，在适当的高温、重金属盐的作用下，也可使DNA解旋。 ③DNA聚合酶：能将单个的脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。（针对单个的脱氧核苷酸） ④DNA连接酶：是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。（针对游离的DNA片段）3.载体——“分子运输车” （1）作用：携带目的基因进入受体细胞。 （2）种类：质粒、动植物病毒、λ噬菌体衍生物等。 （3）常用载体——质粒(裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并且具有自我复制能力）质粒的化学本质：双链环状DNA分子 （3）载体必须具备的条件：①具有一个或多个限制酶切割位点，便于外源基因插入；②能够自我复制或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行自我复制；③带有标记基因，供重组DNA的鉴定和筛选；④本身是安全的，不能对受体细胞产生危害；⑤大小适中，便于操作。实际上，天然载体一般不会同时具备上述条件，所以在基因工程中需要对载体进行人工改造。现在所用的质粒几乎都是人工改造的。 二、基因工程的操作程序 （四个步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定）（一）目的基因的获取（目的基因：主要指编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子）获取方法：①从基因文库获取；②利用PCR技术扩增；③人工合成法 1、从基因文库中获取 （1）将含有某种生物不同基因的许多DNA片断，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。 （2）分类：基因组文库含有某种生物的全部基因；部分基因文库（如cDNA文库）：含有某种生物的部分基因，可由mRNA反转录而来。 （3）基因组文库较大,基因中有启动子、终止子，真核生物还有内含子，部分基因可以在物种间交流。cDNA文库较小,基因中没有启动子、终止子、内含子，基因都可以在物种间交流。 2、利用PCR技术扩增目的基因 （1）PCR的全称：多聚酶链式反应 （2）概念：PCR是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。通过这一技术，可以在短时间内大量扩增目的基因。 （3）前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。 （4）原理：DNA双链复制 （5）条件：模板DNA、原料（4种脱氧核苷酸或dNTP或dATP、dCTP、dGTP、dTTP）、Taq酶（热稳定DNA聚合酶）、引物（单链DNA或RNA片段，能与模板链互补配对，每次扩增需要2种） （6）引物的作用：使Taq酶从引物3′端开始连接脱氧核苷酸 （7）过程：①变性：加热至90～95℃，DNA解旋成单链（不需要解旋酶）； ②复性：冷却到55～60℃，引物与单链相应互补序列结合； ③延伸：加热至70～75℃，Taq酶从引物起始进行互补链的合成。(DNA合成方向：从子链的5′端到3′端) （8）特点：目的基因以指数的形式扩增，即2n扩增。 （9）仪器：PCR扩增仪 3.人工合成法 （1）逆转录法：目的基因的mRNA →单链DNA(cDNA) →双链DNA（目的基因） （2）化学合成法：如果基因比较小，核苷酸序列又已知，可通过DNA合成仪用化学方法人工合成(不需要模板) （二）基因表达载体的构建（基因工程的核心步骤——体外进行） 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：启动子＋目的基因＋终止子＋标记基因（+复制原点） （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，使转录在所需 的地方停止下来(终止转录)。 基因工程的别名DNA重组技术、基因拼接技术、转基因技术操作环境生物体外 操作对象基因操作水平DNA分子水平 原理/实质 （变异类型） 基因重组结果人类需要的基因产物 优点克服远缘杂交不亲和的障碍（与杂交育种相比），定向改造生物的遗传性状（与诱变育种相比） 理论基础①不同生物的DNA分子结构基本相同②所有生物共用一套遗传密码 常用类型E·coli DNA连接酶T4 DNA连接酶来源大肠杆菌T4噬菌体 功能只连接互补的黏性末端连接互补黏性末端和平末端，但对平末端的连接效率低

生物：《现代生物科技专题》书本知

选修3 一、基因工程 1、（a）基因工程的诞生 （一）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。 2、（a）基因工程的原理及技术 原理：基因重组 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 DNA连接酶）的比较： (1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T 4 ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的②区别：E·coliDNA连接酶来源于T 4 磷酸二酯键连接起来；而T DNA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。 （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：

2017-2018学年高中生物第4章现代生物技术第14课时蛋白质的提取和分离同步备课教学案北师大版选修1

第14课时蛋白质的提取和分离 [学习导航] 1.阅读教材P74～75内容，理解电泳、同工酶和蛋白质组学。2.结合教材P73～75内容，进行乳酸脱氢酶同工酶的提取和电泳分离。3.结合教材P73～75内容，总结在琼脂糖凝胶电泳中影响蛋白质迁移率的因素。 [重难点击] 1.进行乳酸脱氢酶同工酶的提取和电泳分离。2.总结在琼脂糖凝胶电泳中影响蛋白质迁移率的因素。 一、电泳、同工酶和蛋白质组学 带电荷的物质在电场中的趋向运动称为电泳。电泳的种类多，应用非常广泛，它已成为分子生物学技术中分离生物大分子的重要手段。 1.电泳 (1)概念：带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。 (2)原理 ①带电粒子：许多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都具有可解离的基团，在一定的pH 下，这些基团会带上正电或负电。 ②迁移动力与方向：在电场的作用下，带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。 ③分离依据：电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。 (3)常用的电泳方法 ①琼脂糖凝胶电泳：在电泳缓冲液和凝胶中加入琼脂糖，蛋白质分子的迁移速率主要取决于其所带净电荷以及分子的大小和形状等因素。 ②变性胶电泳：在电泳缓冲液和凝胶中加入十二烷基硫酸钠(SDS)变性剂，蛋白质都变为椭圆

形，SDS带有大量的负电荷，掩盖了不同蛋白质的电荷差异，因此变性胶电泳中影响蛋白质的迁移速率的主要因素是蛋白质分子的大小。 2.同工酶 同工酶是指催化相同的化学反应而酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。乳酸脱氢酶一般含有5种同工酶，其相对分子质量相同，但所带电荷不同。 3.蛋白质组学 蛋白质组学指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征，包括蛋白质的氨基酸组成分析、立体结构研究和蛋白质的人工合成等。由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生、细胞代谢等过程的整体而全面的认识。蛋白质组学的研究不仅能分析生物体内蛋白质的组成，还可以揭示各种蛋白质在生物体内的相互作用与联系。 1.从电荷方面思考，适合电泳法分离的各种分子需具备什么条件？ 答案各种分子应带有不同种类和不同量的电荷。 2.变性胶电泳分离蛋白质是否依据蛋白质所带电荷的差异？为什么？ 答案否。因为SDS能与蛋白质结合，形成蛋白质－SDS复合物，SDS所带负电荷的量远大于蛋白质分子原有的电荷量，因而掩盖了不同蛋白质间的电荷差异，使电泳迁移率完全由蛋白质分子的大小决定。 归纳总结琼脂糖凝胶电泳和变性胶电泳的两点区别 (1)分离原理不同 ①琼脂糖凝胶电泳依据分子所带电荷的差异和分子大小、形状等。 ②变性胶电泳则完全取决于分子大小，而非电荷性质和分子形状。 (2)用途不同 ①琼脂糖凝胶电泳广泛应用于核酸的研究中，用于分离大分子核酸。 ②变性胶电泳则广泛应用于分离蛋白质和相对分子质量较小的核酸。 1.带电荷的蛋白质在电场中移动的速度主要取决于( ) A.所带的电荷多少 B.蛋白质的分子大小 C.蛋白质的相对分子质量 D.蛋白质的分子大小和所带的电荷多少 答案 D

现代生物技术在土木工程专业的应用

现代生物技术在土木工程专业的应用 从古自今，生物技术都有着极其广泛的应用，誉满天下的洛阳桥又名万安桥，位于洛阳江入海处。距泉州市区10公里。明代诗人凌登名称赞"洛阳之桥天下奇，飞虹千丈横江垂。"而今虽时历千载，而那种镇波涛、锁蛟螭、跨江接海、势若飞虹的雄姿，依然不减当年。这座梁式右石桥，始建于北宋皇佑五年。全桥长约千米，宽约五米。有桥墩40座，桥栏500个。建在江海汇合处，采用著名的"筏型基础"与"种蛎固基法"。所谓"筏型基础"，就是先抛置大量石块形成石提，作为基础，然后在堤上造筏型桥墩，以分水势。桥墩至今犹存。远远望去，就像一排排小船乘风破浪并肩托起大桥。 为了巩固桥堤，又在桥下大量种植附着力强、繁殖迅速的牡蛎，创造了把生物学应用于桥梁工程建筑的先例 在科学技术飞速发展的今天，生物技术更是有着不可替代的应用。 几十年来，科学家们一直试图找到或制造出这样一种材料，既能像塑料一样具有良好的可塑性和较低的加工成本，又能像钢一样具有很好的强度和耐久性。这并非不切实际的幻想，据美国物理学家组织网3月2日报道，日前美国耶鲁大学的科学家们已实现了这一目标，耶鲁大学材料学家简·施洛尔斯领导的一个研究小组证明，由他们制成的一种块体非晶合金(BMGs)材料能够像制作玻璃或塑料制品一样吹膜成型，且不会牺牲其原有的强度和耐久性。相关论文已在线发表在国际材料学著名期刊《今日材料》杂志上。据介绍，这种材料由包括锆、镍、钛和铜在内的多种金属构成。其材料成本与高端钢材大致相同，但加工成本却和塑料一样便宜。吹塑过程在低温低压下进行，此时这种非晶合金会逐渐软化，并能像融化的塑料一样流动，但又不会像普通的金属一样出现结晶现象，由此为后续的吹塑工作带来了前所未有的便捷。为了达到并保持理想的精度和温度，吹塑过程能在真空或液体中进行。施洛尔斯说，目前金属材料加工中面临的关键问题就是如何避免不必要的摩擦，而对于这种合金材料来说则完全不存在这个问题，借助吹塑工艺就可以制造出任意复杂形状的物体，最小可到纳米级。到目前为止，该团队已经用该材料制造出了无缝金属瓶、表壳等外形较为简单的物品和用于微机电系统（MEMS）的微型谐振器以及生物医学植入物等结构较为复杂的设备。这些材料的加工过程不到一分钟，但强度可以达到普通钢材的两倍

高中生物现代生物技术专题及经典例题解析

现代生物技术专题及经典例题解析 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、胚胎工程等一系列的现代生物技术，关于基因工程、细胞工程、胚胎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2007年约占26分，2008年约占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，重视各工程之间的相互关系，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、胚胎工程知识，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。建议在复习过程中通过案例探究的方法，来提高学生的能力，可以选择现代生物科技的热点信息作为载体，将生物工程问题及必修中的相关知识融为一体，编制成简答题让学生进行训练，从而达到关注社会热点、激发兴趣、巩固知识、提升能力的目的。 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

现代生物科技 论文

现代生物科技论文 ——干细胞治疗技术与基因编辑展望 干细胞作为人体各种组织细胞的祖细胞，其未来有望从细胞层面，在人类几乎所有重大疾病中发挥重要作用。 干细胞移植治疗，是一门先进的医学技术,为一些疑难杂症的治疗带来了希望。干 细胞移植治疗是把健康的干细胞移植到患者体内，以达到修复或替换受损细胞或组织，从而达到治愈的目的。干细胞移植治疗范围很广，一般能治疗神经系统疾病、免疫系统疾病、还有其他的一些内外科疾病。干细胞在医学界被称为“万用细胞”， 它可以分化成多种功能细胞或组织器官。因在APSC多能细胞实验室中培育出来 的干细胞具有“无限”增殖、多向分化潜能，具有造血支持、免疫调控和自我复制等 特点。 干细胞治疗在未来几年爆发的主要逻辑，除了基本面上广阔的应用前景外，更重要的是其在今明两年将面临全球及国内多重催化剂“共振”： 1）从美国看，“FDA III 期+大选政治周期”将使得奥巴马政府进一步加码包括 干细胞治疗、精准医疗在内的高端生物医药成为大概率事件； 2）从欧洲看，首个干细胞药物大概率获批上市将带来示范效应，同时，参考 工业 4.0 各国政策加码经验，欧洲版精准医疗方案也有望继中、美后推出； 3）从国内政策看，今年的干细胞放开只是第一步，后续的看点至少有三个，包括：商业化及临床化治疗的放开、质控与疗效评价标准的明确以及异体干细胞治疗的放开，此外，精准医疗成为十三五重大科技专项，上升国家战略也将带来强催化。 “干细胞疗法”完全摆脱了单一的药物治病的概念，它是从人体内采集出单核细胞，进行体外特殊培养，使其发育成树突细胞并大量扩增后与效应肽或靶向肽结合，成为专门攻击杀伤病毒的“细胞导弹”。 它是真正意义上的个体化治疗，所以效果迅速，用自己的细胞治自己的病，不会有

《现代生物科技专题》记忆知识点总结

《现代生物科技专题》书本知识点总结学案 一、基因工程 1、（a）基因工程的诞生 （一）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。 2、（a）基因工程的原理及技术 原理：基因重组 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T4DNA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： 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。

现代生物技术选修课论文

XXX 化学化工学院 应化1506班 学号1502150623 讲课教师：余润兰周洪波朱建裕时间：2015年12月20日

现代生物技术结课论文 一、心得 要说自己的专业与生物学科的关系，我身为应用化学专业学子才应该是最有发言权的！ 俗话说“生化一家亲”，都是理科不说，甚至还专门有生物化学这门学科！可见它们之间的联系千丝万缕，互相连接成片。从小生物就是我最喜欢的学科，没有之一。小时字都认不全的我，整天坐在电视机前，盼望着《动物世界》开播，吃饭都喊不应。百科全书里关于生物体的部分也是被我翻得破烂。那时，像达尔文这样的科学家就是我的男神！ 然而上了高中之后，生物对我的意义就变了。它变成了课本上密密麻麻的知识点，被反复背诵反复记忆，大量的题目也渐渐磨灭了我对它的热爱。说实话第一次听您的课，我感到有一丝失望。因为基因工程、蛋白质工程那一部分，是我在高中阶段烂熟于心的知识。ppt上的知识点，都是生物课本上被我拿记号笔重重圈上的句子。 但是随后我接触到了一些新的：生物技术与食品发酵的关系，与医学的关系，与环境治理等等等等，像是为我打开了新世界的大门！原来我只是受了应试教育的迫害，只顾写题从而忽略了生物的趣味性和大自然的神奇之处。那些奇妙的微生物，那些神奇的方法，竟有如此之功效！人类真的是极其具有智慧的生物，在千百万年的进化中对这个领域了解如此之深！ 虽然我的专业不是生物，但总存在着像生物化学这样的交叉学科，也总存在着许多共同的研究领域。上过短短几节生物技术选修课，我不敢不负责任地说它给了我多么多么深刻的影响，但我能很负责任地说，它拓宽了我未来选择就业或者研究方向的视野。 二、现代生物技术目前的进展： 现代生物技术是以生命科学为基础,利用生物或生物组织、细胞及其他组成部分的特性和功能,设计、构建具有预期性能的新物质或新品系,并与工程原理相结合,加工生产生物制品的综合性技术。现代生物技术包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等五个领域。

高中生物选修三知识点 现代生物技术专题

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。 （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 （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：λ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）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：加热至90～95℃DNA解链为单链； 第二步：冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合； 第三步：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

现代新科技

现代新科技 一、现代生物技术 现代生物技术是以DNA分子技术为基础，包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术在农 作物改良、医药研究、食品工程、治理污染、环境生物监测等方面发 挥着重要的作用。由于现代生物技术对解决人类面临的重大问题如： 粮食、健康、环境和能源等将开辟广阔的前景，因此越来越为各国政 府和企业界所关注，与信息、新材料和新能源技术并列成为影响国计 民生的四大科学技术支柱，是21世纪高新技术产业的先导。 遗传工程 遗传工程的研究发展，为器官移植提供了一个很有前途的新手段利用 动物的器官代替人的器官。科学研究表明人体异种器官移植，猪较为 合适。首先猪器官的大小与人的相当，生理上也比较接近;其次猪在无病原体条件下比较容易饲养和容易保证无病的供体;此外猪的繁殖率高，每窝可产十几只猪崽，存活率也较高。为了保证植入的器官不被排斥，生物学者正在培养具有人的基因的新型猪，这种猪叫转基因猪。 基因治疗 基因治疗是21世纪国际生物技术的又一个热点。基因治疗就是将外源基因通过载体导入人体内并在体内表达，从而达到治病的目的。基因 治疗开辟了医学预防和治疗的崭新领域。自从1990年临床上首次将腺苷酸脱氨酶基因导入患者白细胞，治疗遗传病重度联合免疫缺损病以来，利用基因治疗的手段治疗囊性纤维化、血友病，还扩大用于治疗 肿瘤和艾滋病的临床试验已数以百计，基因治疗将引起临床医学的一 场革命，将为治疗目前尚无理想治疗手段的大部分遗传病、重要病毒 性传染病、恶性肿瘤、心脑血管疾病和老年病等开辟了十分广阔的前景。可以比较乐观地认为，随着人类基因组计划的顺利实施，随着“后基因组”时代的即将到来，人类23对染色体大约60亿个核苷酸的排列顺序被测定，人类基因组所包含的约3万个基因中与人的重要生命功 能和重要疾病相关的基因将不断被发现，6000多种人类单基因遗传病和一些严重危害人类健康的多基因病将有可能由此得到预防、诊断和