2007年高考生物二轮复习之基因工程.发酵工程[上下学期通用]

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二轮复习之基因工程、发酵工程
第一课时
一、复习内容：
基因工程和发酵工程
二、教学目标：
1、基因操作的工具（理解和掌握）
2、基因操作发基本步骤（理解和掌握）
3、基因工程的成果和发展前景（了解）
4、应用发酵工程的实例：以谷氨酸的发酵生产为例（理解和掌握）
5、发酵工程的概念和内容（了解）
6、发酵工程的应用（理解和掌握）
三、教学过程
1、基因工程的概念：
基因工程又叫做 或 这种技术是在生物体外，通过DNA分子进行人工 和 ，对生物的基因进行 和 ，然后导入 进行无形繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的 。
2、基因操作的工具：
（1）基因的剪刀：
（2）基因的针线：
（3）基因的运输工具：
作为运载体必须具备的条件：
常用的运载体有：
3、基因操作的基本步骤：
（1）、提取目的基因：
常用的方法：鸟枪法和人工合成基因
鸟枪法具体做法：
优点和缺点：
人工合成基因的途径有：
（2）目的基因与运载体结合：
实质是： 的过程
注意要用 同的DNA限制酶切割。
（3）将目的基因导入受体
常用的受体细胞有：
为了增大受体细胞细胞壁的通透性，一般用 处理细胞壁。
（4）目的基因的检测和表达：
重组DNA分子进入受体细胞后，受体细胞必须 才能说明目的基因完成了表达工程。
4、基因工程的成果和发展前景
（1）生产基因工程药品
（2）用于基因诊断和基因治疗
（3）用于农牧业、食品加工
（4）基因工程与环境保护
5、发酵过程的生产实例：谷氨酸的生产
（1）生产菌：
（2）培养基成分：
（3）生长因子：
（4）培养条件：要通入 空气，搅拌，搅拌的目的
。
温度控制在：
PH控制在： 经过 小时就可获得产物。
6、发酵工程的概念和内容
（1）概念：
（2）过程包括：
等6个阶段。其中 是发酵的中心阶段。
7、发酵工程的应用：
（1）在医药方面的应用：
（2）在食品工业上的应用：
四、典型例题
[例1]采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导人目的基因的作法正确的是
①将毒素蛋白注射到棉受精卵中 ②将编码毒索蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中 ③将编码毒索蛋白的DNA序列，与质粒重组，导人细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养 ④将编码毒索蛋白的DNA序列，与质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵
A．①② B．②③ C．③④ D．④①
例二．我国科学工作者经研究发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死，而此毒蛋白对人畜无害。通过科技攻关，我国科工作者已成功地将该毒蛋白基因导人棉花植株体内并实现了表达。由于棉铃虫吃了新品种“转基因抗虫棉”植株后就会死亡，所以该棉花新品种在近年推广后，已收到了很好的经济效益，请据以上所给材料回答下列问题：
(1)害虫抗药性的增强是 的结果
(2)“转基因”抗虫棉新；品种的培育应用了 新技术
(3)在培育新基因抗虫棉新品种过程中，所用的基因的“剪刀”是 ，基因的“针线”是 ，基因的“运载工具”是
(4)控制毒蛋白合成的基因结构中的编码区的特点是
(5)“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可以表示为
(6)该科技成果在环保上的重要作用是
例三、如图为发酵罐，回答：（括号中填数字如[1]）
①配制适合大肠杆菌的培养基，调整 ，然后对培养基进行 处理并装入发酵罐，将上述大肠杆菌接种于发酵罐发酵
②若经检测若发现放料口排出的旧培养基中微生物细胞形态多样，甚至出现畸形，则此时微生物的生长处于 期，加料口[ ]添加新培养基的速度应该适当 ，并从[ ]以适当速度通入
③若该装置阶段发酵的目的是为扩大培养生产酵母菌菌种，则应尽可能延长 期，采取的主要措施为：加料口放料的速度都 ，通人的无菌空气成分中应 ，搅拌的速度适当
④影响发酵过程中温度变化的因素是
⑤发酵过程中pH变化的原因是
⑥搅拌器搅拌的作用是
(3)发酵完毕后，从培养基中 并 胰岛素，经过一定的加工成为药用胰岛素，经 合格后，可投入使用。
第二课时
模拟试题
一、选择题
1、全国统一考试理科综合能力测试（全国一））采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵，培育出了转基因羊。但是，人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。以下有关叙述，正确的是
A．人体细胞中凝血因子基因编码区的碱基对数目，等于凝血因子氨基酸数目的3倍
B．可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵
C．在该转基因样中，人凝血因子基因存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中
D．人凝血因子基因开始转录后，DNA连接酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA
2、（2006年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试）采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵，培育出了转基因羊。但是，人凝血因子只存在于该转基因羊的浮汁中。以下有关叙述，正确的是 ( )
A.人体细胞中凝血因子基因编码区的碱基对数目，等于凝血因子氨基酸数目的3倍
B.可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵
C.在该转基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中
D.人凝血因子基因开始转录后，DNA连接酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA
3、2006年普通高等学校招生全国统一考试(广东卷) 下列关于基因工程应用的叙述，正确的是
A.基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因
B．基因诊断的基本原理是DNA分子杂交
C.一种基因探针能检测水体中的各种病毒
D.原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良
4、2006 年普通高等学校招生全国统一考试（江苏卷）我国科学家运用基因工程技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导人棉花细胞并成功表达，培育出了抗虫棉。下列叙述不正确的是
A．基因非编码区对于抗虫基因在棉花细胞中的表达不可缺少
B．重组DNA分子中增加一个碱基对，不一定导致毒蛋白的毒性丧失
C．抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作用，从而造成基因污染
D．转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对抗生素抗性来确定的
5、2006 年普通高等学校招生全国统一考试（四川卷）用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述不正确的是
A．常用相同的限制性内切酶处理的基因和质粒
B．DNA连接酶和 RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶
C．可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒
D．导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达
6、2006年普通高等学校招生全国统一考试(广东卷)下列不需要利用发酵工程的是
A.生产单细胞蛋白饲料 B．通过生物技术培育可移植的皮肤
C．利用工程菌生产胰岛素 D．工厂化生产青霉素
7．下列黏性末端属于同一种限制酶切割而成的是（ ）
A． ①② B． ①③ C． ①④ D． ②③
8．下面图中a、b、c、d 代表的结构正确的是（ ）


A．a--质粒RNA B． b--限制性外切酶 C．c--RNA聚合酶 D． d—外源基因
9．应用发酵工程生产的产品不包括 ( )
A．初级代谢产物 B．次级代谢产物 C．单细胞蛋白 D．目的基因
10．下列对微生物连续培养优点的叙述，不正确的是（ ）
A．能及时连续补充微生物所需的营养物质，提高产量
B．有利于微生物尽快将代谢产物释放到培养基中
C．提高了设备利用率且便于自动控制与管理
D．能及时排除部分有害代谢产物
二、非选择题
11、2006 年普通高等学校招生全国统一考试（江苏卷）(8分)基因工程又叫基因拼接技术。
(1)在该技术中，用人工合成方法获得目的基因的途径之一是：以目的基因转录的 ▲ 为模板， ▲ 成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成 ▲ 。
(2)基因工程中常用的受体细胞有细菌、真菌、 ▲ 。若将真核基因在原核细胞中表达，对该目的基因的基本要求是 ▲ 。
(3)假设以大肠杆菌质粒作为运载体，并以同一种限制性内切酶切割运载体与目的基因，将切割后的运载体与目的基因片段混合，并加入DNA连接酶。连接产物至少有 ▲ 种环状DNA分子，它们分别是 ▲ 。
12、2006 年普通高等学校招生全国统一考试（江苏卷）(8分)右图为谷氨酸发酵装置图。
(1)图中3．6处是发酵罐夹层中水的进出口，
水在发酵罐夹层流动的作用是 ▲ 。
(2)谷氨酸发酵液的pH应控制在7-8范围
内。随着代谢产物的积累，发酵液pH变
化趋势是 ▲ ，控制办法是 ▲ 。
发酵过程中，若谷氨酸积累过量，会抑制
▲ 的活性，导致合成途径中断，这种
代谢调节方式称为 ▲ 调节。
(3)如果在4处通入空气，谷氨酸产量会 ▲ ，
原因是 ▲ 。
二轮复习之基因工程和发酵工程答案
例一、[解析]该题型的结构属于材料信息类，供选答案提供的实例都不是教材中直接的资料，但是这些资料中隐含的信息确是学生已知的，考生用已知信息对问题材料的正误作出科学判断。
本题以抗虫棉培育为材料背景，主要考查基因操作中的关键步骤--将目的基因导人受体细胞，导人目的基因必需选择恰当载体，以保证导人目的基因不被受体细胞所降解，并成功的实现复制、转录和翻译。
[答案]C
例二．(1)自然选择 (2)基因工程(或DNA重组技术) (3)限制性内切酶；DNA连接酶；运载体 (4)连续的
(5)抗虫基因RNA毒蛋白 (6)减少农药对环境的污染，保护生态系统的稳定性
例三、①pH；灭菌②衰退；[1]；[4]；无菌空气③对数；加快；有充足的氧；加快④微生物代谢，机械搅拌、罐壁散热、水分蒸发、冷却水循环等⑤营养物质的消耗、代谢产物的积累⑥增加溶氧；使菌种与培养基充分接触提高原料利用率 (3)提取、提纯、检验
1、B 2、B 3、B 4、D 5、B 6、B 7、B 8、D 9、D 10、B
11、1)信使RNA(mRNA)逆转录(反转录)双链DNA(目的基因)
(2)动植物细胞除去内含子
(3)3 运载体自连的、目的基因片段自连的、运载体与目的基因片段相连的环状DNA分子
12、(1)冷却(降温或使温度控制在30℃一37℃)
(2)下降加碱(氨水)谷氨酸脱氢酶酶活性(反馈、负反馈)
（3)下降混入杂菌产生竞争，分解或吸收谷氨酸
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