選修三專題一提綱

專題一 基因工程 11DNA重組技術(shù)的基本工具1.基因工程的概念基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過 和 等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。由于基因工程是在 水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫做DNA重組技術(shù)。2.限制性核酸內(nèi)切酶(1)來源：主要來自于 。(2)特點(diǎn)： 。(3)作用結(jié)果：產(chǎn)生 和 3.DNA連接酶(1)種類及來源： (2)特點(diǎn)： (3)作用結(jié)果： 。4.載體（1）載體的種類有 、 、 等。（2）常用載體 質(zhì)粒是 。（3） 作為載體的條件： 12基因工程的基本操作程序1基因工程的基本操作程序(1) (2) (3) (4) 2目的基因的獲取(1)目的基因：主要是指 的基因，也可以是一些具有 因子。(2)目的基因的獲取常見方法：從基因文庫中獲取 基因文庫的種類 如： 利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因原理： 條件： 過程：a b c 結(jié)果： 人工合成法： 反轉(zhuǎn)錄法：過程 3.基因表達(dá)載體的構(gòu)建(1)基因表達(dá)載體的組成 ， , , ， . 啟動子功能: 終止子功能： 標(biāo)記基因： 。(2) 基因表達(dá)載體的功能 4.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞(1)轉(zhuǎn)化的概念 (2)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞 法：將目的基因?qū)腚p子葉植物和祼子植物。 法：將目的基因?qū)雴巫尤~植物常用的方法。 法：我國科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)的一種方法。(3)將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞方法： 法。常用受體細(xì)胞： 。(4)將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞第一步：首先用Ca2處理細(xì)胞，使細(xì)胞處于一種能 狀態(tài)，這種細(xì)胞稱為 細(xì)胞。第二步：將重組表達(dá)載體DNA分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細(xì)胞混合，在一定溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收 ，完成轉(zhuǎn)化過程。5.目的基因的檢測與鑒定 (1)檢測內(nèi)容：轉(zhuǎn)基因生物的染色體上是否插入了目的基因，這是目的基因能否在真核生物中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵。方法： 技術(shù)(DNA探針轉(zhuǎn)基因生物 )。結(jié)果：如果顯示出雜交帶，就表明目的基因 。原理： (2)檢測內(nèi)容：目的基因是否轉(zhuǎn)錄方法： 技術(shù)(DNA探針轉(zhuǎn)基因生物 )。結(jié)果：如果顯示出雜交帶，則表明目的基因 。(3) 檢測內(nèi)容：目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)方法： 。結(jié)果：若有雜交帶出現(xiàn)，則表明目的基因 。(4)個體水平鑒定包括抗蟲、抗病的 實(shí)驗(yàn)，以確定是否有抗性及抗性程度?；蚬こ坍a(chǎn)品需要與天然產(chǎn)品活性進(jìn)行比較等。 1.3基因工程的應(yīng)用1 植物基因工程碩果累累 1 抗蟲轉(zhuǎn)基因植物用于殺蟲的基因有 2 抗病轉(zhuǎn)基因植物引起植物生病的微生物（病原微生物）有 抗病毒的基因有 抗真菌的基因有 3.其他抗逆轉(zhuǎn)基因植物抗逆基因：調(diào)節(jié)細(xì)胞 的基因，提高農(nóng)作物抗鹽堿和抗干旱能力；魚的 基因使作物耐寒；抗除草劑基因使作物抗除草劑。4.轉(zhuǎn)基因改良植物品質(zhì)(1)優(yōu)良基因：必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因、控制番茄果實(shí)成熟的基因和與植物花青素代謝有關(guān)的基因。(2)成果：富含 的轉(zhuǎn)基因玉米、轉(zhuǎn)基因延熟番茄和轉(zhuǎn)基因矮牽牛。二動物基因工程的應(yīng)用 1.提高動物的生長速度：基因 成果 2.改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)：基因 成果 3.轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物：藥用基因乳腺蛋白基因乳腺生物反應(yīng)器4.轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體方法 成果利用克隆技術(shù)培育沒有免疫排斥反應(yīng)的豬器官3 基因工程藥物1. 工程菌： ，生產(chǎn)的藥物有 。預(yù)防和治療人類腫瘤、心血管疾病、 、各種傳染病、 、類風(fēng)濕等疾病。四基因治療(1)概念 (2)成果：將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入患者 細(xì)胞中，治療復(fù)合型免疫缺陷癥。(3)方法體外基因治療：先從病人體內(nèi)獲得 ，如T淋巴細(xì)胞，進(jìn)行培養(yǎng)。然后，在 完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移的細(xì)胞 ，最后重新 。體內(nèi)基因治療：直接向人體組織細(xì)胞中 的治療方法。 1.4蛋白質(zhì)工程1蛋白質(zhì)工程的崛起(1)基因工程的優(yōu)勢與不足優(yōu)勢：將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，后者可以產(chǎn)生它本不能產(chǎn)的 ，進(jìn)而表現(xiàn)出 。這是基因工程的實(shí)質(zhì)。不足：原則上基因工程只能生產(chǎn) 。(2)天然蛋白質(zhì)的特點(diǎn)天然蛋白質(zhì)是生物在 中形成的，它們的 符合 的需要，卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。(3) 蛋白質(zhì)工程的提出1：983年，美國某基因公司的一名科學(xué)家提出了 隨即被廣泛地接受和采用。2 蛋白質(zhì)工程的原理 也就是說， 。3. 過程： 。 專題二細(xì)胞工程細(xì)胞工程的含義：原理 操作水平 目的 分類 21植物細(xì)胞工程2.1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)一細(xì)胞的全能性1.定義：具有某種生物 的任何一個細(xì)胞，都具有發(fā)育成 的潛能，也就是說，每個生物細(xì)胞 。2.植物細(xì)胞全能性實(shí)現(xiàn)的條件： 的植物器官、組織、細(xì)胞，一定的的營養(yǎng)條件， 等。3.生物體細(xì)胞內(nèi)不表達(dá)全能性的原因： 二植物組織培養(yǎng)1.原理： 。2.植物組織培養(yǎng)的流程圖三植物體細(xì)胞雜交技術(shù) 1概念：將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成 ，并把雜種細(xì)胞培養(yǎng)成新的 的技術(shù)。2.原理 3過程(1)原生質(zhì)體的制備：去除 ，分離出有活力的 (去除細(xì)胞壁后的植物細(xì)胞)。目前最常用的去除細(xì)胞壁的方法是酶解法，即用 、 等分解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁。(2)原生質(zhì)體的融合（3）雜種細(xì)胞通過 產(chǎn)生 4意義克服了 的障礙。 2.1.2植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用一.植物繁殖的新途徑1微型繁殖(1)概念：用于快速繁殖優(yōu)良品種的 技術(shù)。(2)優(yōu)點(diǎn)： 2作物脫毒(1)選材部位：植物 附近的部位，因?yàn)榇颂幖?xì)胞內(nèi)病毒極少，甚至無病毒。因此采用 來脫除病毒。(2)優(yōu)點(diǎn)：提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。3 人工種子定義： 優(yōu)點(diǎn)： 二作物新品種的培育1單倍體育種(1)過程圖解：(2)優(yōu)點(diǎn)：后代是純合子，能 。明顯縮短 。2突變體的利用(1)過程：植物組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于 ，易受培養(yǎng)條件和 的影響而產(chǎn)生 ，從中篩選出對人們有用的 ，進(jìn)而培養(yǎng)成新品種。(2)優(yōu)點(diǎn)：可以得到 (抗鹽、抗病和抗除草劑等)品種和含有 的植株。(3)實(shí)例：抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的野生煙草、抗除草劑的白三葉草等。三細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)(1)種類：蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、 、 、生物堿等。(2)技術(shù)： 技術(shù)。外植體(離體的植物器官、組織或細(xì)胞)愈傷組織 細(xì)胞懸液 細(xì)胞產(chǎn)物(3) 實(shí)例：人參、三七、紫草和銀杏的細(xì)胞產(chǎn)物都已實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)。2.2動物細(xì)胞工程動物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有 ， ， ， ， ，其中 是其他動物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。 2.2.1動物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)一動物細(xì)胞培養(yǎng)(1)概念：從動物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成 ，然后，放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞 和 。過程：取動物組織塊剪碎用 處理分散成 制成 轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進(jìn)行 培養(yǎng)貼滿瓶壁的細(xì)胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞繼續(xù) 。細(xì)胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細(xì)胞很快就 ，稱為 。細(xì)胞數(shù)目不斷增多，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互抑制時，細(xì)胞就會 ，這種現(xiàn)象稱為 條件：無菌、無毒的環(huán)境：對培養(yǎng)液和所有的 進(jìn)行無菌處理營養(yǎng) ， ， ， ， （合成培養(yǎng)基） 還需加入 ， 等一些天然成分 溫度和pH 溫度： （哺乳動物） pH ： 氣體環(huán)境 O2: CO2： 應(yīng)用生產(chǎn)生物制品：如病毒疫苗、干擾素、 等。應(yīng)用于基因工程 是基因工程技術(shù)中常用的 。應(yīng)用于檢測 ，判斷某種物質(zhì)的毒性。用于 等方面的研究，如篩選抗癌藥物等。二動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物1 動物核移植技術(shù)概念：將動物的一個細(xì)胞的 ，移入一個已經(jīng)去掉細(xì)胞核的 中，使其 并發(fā)育成一個 ，最終發(fā)育為動物個體。2分類：包括 移植和 移植，其中 移植較易成功。3應(yīng)用前景 (1)加速家畜 進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。(2)保護(hù)瀕危物種。(3)轉(zhuǎn)基因克隆動物可作為 ，生產(chǎn)許多醫(yī)用蛋白。(4)轉(zhuǎn)基因克隆動物細(xì)胞、組織和器官可作為異種移植的供體。(5)人的核移植 經(jīng)誘導(dǎo)分化，形成相應(yīng)的組織、器官后，可以用于組織器官的移植。(6)研究胚胎發(fā)育及衰老過程，追蹤研究疾病的發(fā)展過程和治療疾病。4 存在問題：(1)成功率非常 (低/高)。(2)絕大多數(shù)克隆動物還存在 問題。(3)克隆動物食品的安全性存在爭議。 2.2.2動物細(xì)胞融合與單克隆抗體一.動物細(xì)胞融合1概念： 。2原理： 。3誘導(dǎo)融合的方法(1)物理、化學(xué)方法：與植物體細(xì)胞雜交相同，如聚乙二醇、電激法等。(2)生物方法：滅活的病毒。5結(jié)果形成 細(xì)胞。6意義：突破了 方法的局限，使 成為可能。成為研