内容正文:
专题20 生物技术
本章主要介绍生物技术。生物技术(biotechnology),是指人们以现代生命科学为基础,结合其他基础科学的科学原理,采用先进的科学技术手段,按照预先的设计改造生物体或加工生物原料,为人类生产出所需产品或达到某种目的的技术方式。生物技术利用对微生物、动植物等多个领域的深入研究,利用新兴技术对物质原料进行加工,从而为社会服务提供产品。因此,生物技术不仅是一门新兴的、综合性的学科,更是一个深受人们依赖与期待的,亟待开发与拓展的领域。现代生物技术研究所涉及的方面非常广,其发展与创新也是日新月异的。现今生物科学的专业研究综合了基因工程、分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、有机化学、无机化学、物理化学、物理学、信息学及计算机科学等多学科技术。随着社会的成熟与发展,生物技术的发展不断改善着人们的生活,使人们的需求得到越来越多的满足,为很多与人们生活切实相关的问题找到解决的方法。生物技术的发展,意味着人类科学各领域技术水平的综合发展;生物技术的发达程度与安全程度,也意味着人类文明的发达程度。
一、发酵技术:
1.过程
2.原理
(1)酿酒原理:葡萄糖→酒精+二氧化碳+能量
(2)酸奶的制作原理:葡萄糖→乳酸+能量
3.实例
(1)利用乳酸菌:制作酸奶、泡菜、青贮饲料等。
(2)利用酵母菌:制作馒头、面包、酿酒(白酒、米酒、葡萄酒)等。
(3)利用醋酸菌:制作果醋。
(4)利用毛霉:制作腐乳。
4.米酒的制作过程
5.沼气发酵
(1)概念:在无氧条件下,利用微生物将有机物制成沼气的过程。
(2)沼气成分:主要是甲烷。
(3)利用的微生物:主要是甲烷细菌。
6.工业发酵产品:抗生素、氨基酸、甜味剂、食用有机酸、酶制剂等。
二、转基因技术:
1.概念:把一个生物体的基因转移到另一个生物中的生物技术。
2.转基因技术与制药
(1)技术应用:转基因技术可使植物、动物甚至微生物成为制造药物的“微型工厂”。
知识延伸
①生物反应器的优势:节省建设厂房和购买仪器设备的费用,可以减少复杂的生产程序和环境污染。
②利用大肠杆菌生产胰岛素。
③培育抗虫、抗病、抗除草剂的农作物新品种,如转基因棉花能有效抵御害虫。
④改良作物品质,如培育出高蛋白含量的马铃薯和玉米,能产生大豆蛋白的水稻,耐储藏的西红柿等。
⑤“超级菌”能分解石油,“吞噬”汞等。
三、克隆技术:
1.克隆羊“多莉”的培育过程:采用了核移植、细胞培养和胚胎移植等现代生物技术。
2.图示:
图示解读:克隆羊“多莉”的性状表现与母羊“B”相同,因为重组卵细胞的细胞核来自此母羊,它们的核基因完全相同。与C羊没有亲缘关系。
四、组织培养:
1.概念:在无菌条件下,把花药、子房、叶片、茎或根的一部分等接种到人工配制的培养基上,能够生长发育成一个完整的植物体的技术。
2.过程:
在无菌条件下,将外植体接种到培养基上,形成愈伤组织,最终发育成完整植株,如图所示:
3.原理:植物的无性生殖。
4.优势:
(1)培育优良的植物品种。
(2)短时间内大量繁殖植物。
(3)培养无病毒感染植株。
(4)实现优良品种的长期保存和长途运输。
五、无土栽培:
1.概念:根据植物生活需要的无机盐种类、数量和比例配制营养液,用营养液来栽培植物,这就是无土栽培。
2.优点:人工配置的营养液能更合理地满足植物体的需要,种植出优质、无污染、高产量的作物。
3.意义:无土栽培不仅使种植进入家庭成为可能,而且改变了传统农业离不开土壤的限制,为粮食,蔬菜和花卉的工厂化,自动化生产开辟了广阔的前景。
六、仿生技术:
1.概念:模仿生物的某些结构和功能来发明创造各种仪器设备。
2.实例:蝙蝠的回声定位与雷达、乌龟的贝壳与薄壳建筑。
1.(2021·江苏·淮安市东城开明中学中考真题)我国科学家成功地将苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因转入棉花植株,培育出了抗棉铃虫的新型棉花,此培育过程中运用的核心技术是( )
A.胚胎移植技术 B.太空育种技术 C.转基因技术
2.(2021·湖北黄冈·中考真题)通过组织培养技术培养草莓,通过发酵技术利用酵母菌制面包和利用乳酸菌制酸奶,通过克隆技术培育克隆羊“多莉”,通过转基因技术利用大肠杆菌生产胰岛素等都是经典的生物技术。下列有关生物技术的叙述正确的是( )
A.草莓的组织培养技术可产生无病毒感染的植株
B.克隆羊“多莉”的培育利用的是有性生殖的原理
C.生产胰岛素的转基因技术可说明生物的性状是由环境控制的
D.发酵技术中的酵母菌和乳酸菌的生殖方式都是出芽生殖
3.(2021·贵州贵阳·中考真题)下图是科学家用显微注射法获得转基因超级鼠的示意图。下列说法错误的是
A.在这项研究中,被研究的性状是鼠的个体大小
B.控制被研究性状的基因是大鼠生长激素基因
C.在生物传种接代的