2022届高三生物二轮复习课件 专题 十四 生物技术与工程

这是一份2022届高三生物二轮复习课件 专题 十四 生物技术与工程，共30页。PPT课件主要包含了消毒和灭菌，计数的两种方法，两个对照组，植物细胞工程，植物体，脱分化，再分化，愈伤组织，纤维素酶和果胶酶，动物细胞工程等内容，欢迎下载使用。
传统发酵技术的应用与发酵工程及其应用
传统发酵技术菌种来源：天然菌种，或上次的面团、卤汁形式：固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。特点：一般菌种是多样的，获得的产物一般不是单一的组分
发酵工程：菌种来源：选育的具有特定功能的纯菌种发酵形式：液体发酵特点：发酵条件人为控制，需经过菌种选育，培养基的配置，灭菌，扩大培养等等。
微生物的培养技术及其应用
一、微生物的培养基1.概念：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。2.营养成分（1）确定原则：根据微生物的需要。（2）主要营养物质：碳源、氮源、水和无机盐。（3）其他条件：pH、特殊营养（生长因子）和氧气3.培养基种类：（1）液体培养基、固体培养基、半固体培养基（2）选择培养基、鉴别培养基（3）天然培养基、合成培养基4.培养基的制备（1）步骤：计算→称量→溶化（→调pH）→定容→灭菌→倒平板。5.分离某种微生物：例：分离尿素（淀粉）分解菌-----选择培养基（以尿素（淀粉）为唯一氮源（碳源）的选择培养基）鉴定:酚红指示剂----红色（碘液-----透明圈）
三、纯化的两种方法（稀释涂布平板法和平板划线法）
判断培养基是否被污染------未接种的同种培养基判断是否具有选择作用------接种等量菌液的牛肉膏蛋白胨培养基
一、植物组织培养（原理：植物细胞的全能性）
培养条件：①无菌②营养物质③适宜环境（温度、PH、光等）④植物激素： 细胞分裂素 生长素
排列不规则，高度液泡化，呈不定型状态的薄壁细胞
离体的植物器官、组织或细胞（外植体）
愈伤组织重新分化为芽、根等器官
失去特有结构和功能转变成未分化的细胞
二、植物体细胞杂交技术
方法：物理方法（电融合法、离心法）化学方法（聚乙二醇融合法、高Ca2+-高pH融合法）
意义：克服不同种生物远缘杂交的不亲和性
三、植物细胞工程的应用1.植物繁殖的新途径：微型繁殖：优点是繁殖快，并可保持亲本的优良性状；作物脱毒：利用茎尖组织培养技术获得脱毒苗；人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。2.作物新品种的培育：单倍体育种和突变体的利用。3.细胞产物的工厂化生产细胞产物种类：蛋白质、药物、香料、生物碱等。技术基础：植物组织培养技术。培养阶段：愈伤组织阶段。
用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理
培养的条件:无菌、无毒的环境;营养物质(额外添加血清、血浆）；温度和pH；气体环境（含95%空气加5%CO2）动物细胞培养技术的应用（1）生产具有重要价值的生物制品，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。（2）检测有毒物质判断某种物质的毒性。（3）为烧伤病人植皮。（4）生产基因工程中的受体细胞。
二、动物细胞融合和单克隆抗体
灭活病毒、聚乙二醇（PEG）、电融合
能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
克隆化培养，专一抗体检验
体外培养或小鼠腹腔内增殖
特异性强灵敏度高可大量制备
三、动物体细胞核移植技术
应用：畜牧业：加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育生物多样性保护：保护濒危物种作为生物反应器_生产医用蛋白；转基因克隆动物的细胞、组织或器官可作为异种移植的供体人核移植胚胎干细胞经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官，将它们移植给患者可避免免疫排斥反应
对卵母细胞损伤较小；保证供体细胞的细胞核不被破坏，操作方便。
①卵母细胞体积大，易操作；②含促使细胞核表达全能性的物质和营养条件
判断卵子是否受精的标志是：观察到两个极体或者雌、雄原核
保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致，从而保证遗传的稳定性。
获能液：肝素和Ca2+
外胚层，中胚层，外胚层
卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律：有机物总量减少，胚胎总体积不增加，但细胞数目增多，每个细胞体积减小，细胞中总DNA含量增加，每个细胞DNA不变。
优良供体母牛（遗传性状优良，生产能力强）
受体母牛（有健康的体质和正常繁殖能力）
收集（冲卵）胚胎并检查
正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
用显微镜检查胚胎是否发育到桑葚胚或囊胚阶段
(1)材料：应选择发育良好、形态正常的______________。(2)实质：胚胎分割可增加动物后代的数量，其实质是动物的_________(或克隆)。(3)操作要求：对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将 __________均等分割。
②为遗传学研究提供__________相同的个体
③胚胎移植前进行_________、遗传病筛查等
①促进优良动物品种繁殖
一、基因工程操作的工具
1.限制酶：主要来源于原核生物，断开两个核苷酸之间的磷酸二酯键，产生平末端和黏性末端，具有专一性（识别双链DNA 特定核苷酸序列，只能在特定位点切割DNA分子）（1）获取目的基因和切割载体时, 通常使用同种限制酶,目的是 。（2）该方法缺点： （3）双酶切:确保目的基因与质粒的定向连接（4）原则：不破坏目的基因原则，保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则，在启动子和终止子之间，确保出现相同黏性末端原则。
为了产生相同的黏性末端，便于连接
目的基因自身环化，质粒重新环化，质粒与目的基因反向连接
（1）种类：质粒（环状双链DNA分子），噬菌体，动植物病毒等（2）作用：将目的基因送入受体细胞。（3）突破：作为载体的条件（以质粒为例）
具有一个或多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入其中能在受体细胞进行自我复制或整合到受体细胞随受体细胞DNA同步复制具有标记基因，用来鉴别或筛选含有重组DNA分子的细胞
（一)目的基因的筛选与获取
1.构建基因文库和cDNA文库来获取2.利用PCR获取和扩增目的基因3.人工合成
（二)基因表达载体的构建--核心
1.目的基因的筛选与获取
2.基因表达载体的构建
3.将目的基因导入受体细胞
4.目的基因的 检测与鉴定
（三)将目的基因导入受体细胞
——显微注射法（受精卵）
——Ca2+处理法（使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态--感受态细胞）
(1)导入受体细胞的方法
(2)筛选出含有目的基因的受体细胞
含环状目的基因的细菌、含重组质粒的细菌、含质粒的细菌。
方法：将细菌先放在含氨苄青霉素的培养基上培养，再利用灭菌的绒布影印到含有四环素的培养基上
（四)目的基因的检测与鉴定
转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因----DNA-DNA分子杂交目的基因是否转录出mRNA----DNA-RNA分子杂交目的基因是否翻译形成蛋白质-----抗原-抗体杂交技术是否具有相应抗性----抗性检测（个体水平）
三、PCR技术（DNA体外复制）
条件：DNA模板，四种脱氧核苷酸dNTP(dATP、dTTP、dCTP、dGTP)，耐高温的DNA聚合酶（Taq酶），引物（2种），稳定的缓冲溶液（一般添加Mg2+）过程：
变性：90℃以上，DNA双链解开
复性：50℃以上，引物与DNA结合
延伸：72℃左右，DNA从5’ 端到3’端延伸。
1个模板DNA分子经过n轮PCR，可以扩增出 个DNA片段，共需要引物数量为 。1个模板DNA分子经过 轮PCR，可以扩增出仅含引物之间的片段。引物作用：DNA复制只能从5′－端→3′－端延伸，使DNA聚合酶从引物的3′开始连接单个核苷酸。PCR产物的检测：琼脂糖凝胶电泳
1.蛋白质工程概念：是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。2.蛋白质工程的原理： 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→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。3.蛋白质工程的流程：