高中生物選修3知識點總結(jié)

1、選修3易考知識點背誦專題1 基因工程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，通過 體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù)， 賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品?；蚬こ淌窃贒Ng子水平上進(jìn)行設(shè)計和施工的，又叫做一DNAt組技術(shù)二(一)基因工程的基本工具1. ”分子手術(shù)刀”一一限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)(1)來源：主要是從 原核生物中分離純化出來的。(2)功能：能夠識別雙鏈 DNA子的某種 特定的核甘酸序列,并且使每一條鏈中 特定部 位的兩個核甘酸之間的 磷酸二酯函!正開,因此具有 專一性。(3)結(jié)果：經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNM段末端通常有兩種形式:黏性末端

2、 和平末端。2. ”分子縫合針” 一一 DNA1接酶(1)兩種DNA1接酶(E-coliDNA連接酶和T4-DNAl接酶)的比較：相同點：都縫合 磷酸二酯 鍵。區(qū)別：E- coliDNA連接酶來源于 T4噬菌體，只能將雙鏈 DNM段互補(bǔ)的黏性末端之間 的磷酸二酯鍵連接起來；而 T4DNA1接酶能縫合兩種末端，但連接平末端的之間 的效率較低。(2)與DNAm合酶作用的異同：DNA聚合酶只能將單個核甘酸加到已有的核甘酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵。 DNA1接酶是連接兩個DNM段的末端,形成磷酸二酯鍵。3. ”分子運(yùn)輸車”一一 載隹(1)載體具備的條件： 能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存。具有一至多個限

3、制酶切點，供外源DNA片段插入。具有標(biāo)記基因，供重組 DNA的鑒定和選擇。(2)最常用的載體是四里，它是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單的、獨立于細(xì)菌染色體之外，并具 有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀 DNA子。(3)其它載體：噬菌體的衍生物、動植物病毒(二)基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的獲取1 .目的基因是指：編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因。2 .原核基因采取 直接分離獲得,真核基因是 人工合成。人工合成目的基因的常用方法有 區(qū) 轉(zhuǎn)錄法和化學(xué)合成法。3 .PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因(1)原理：DNA鏈復(fù)制(2)過程：第一步：加熱至 9095CDNAS鏈；第二步:冷卻到 5560C,引物結(jié)合到 互補(bǔ)DNAjj;第三步

4、:加熱至 7075C,熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始互補(bǔ)鏈的合成 。 第二步：基因表達(dá)載體的構(gòu)建1 .目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以 遺傳至下一代，使目的基因能夠 表達(dá)和發(fā)揮作用。2 .組成：目的基因+啟動子+終止子+標(biāo)記基因(1)啟動子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNM段,位于基因的正遇，是RNAm合酶識別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動基因 轉(zhuǎn)錄出mRNA最終獲得所需的 蛋白質(zhì)。(2)終止子：也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,位于基因的尾端。(3)標(biāo)記基因的作用：是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將 含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。常用的標(biāo)記基因是 抗生素基因。第三步：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞

5、1 .轉(zhuǎn)化的概念：是目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。2 .常用的轉(zhuǎn)化方法：將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞：采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，其次還有 基因槍法 和 花粉管通道法等。將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞：最常用的方法是顯微注射技術(shù)。此方法的受體細(xì)胞多是受精典。將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞：原核生物作為受體細(xì)胞的原因是繁殖快、多為單細(xì)胞、遺2+. .傳物質(zhì)相對較少 ，最常用的原核細(xì)胞是 大腸桿菌,其轉(zhuǎn)化方法是：先用Ca 處理細(xì)胞, 使其成為 感受態(tài)細(xì)胞，再將重組表達(dá)載體 DN后子溶于緩沖液中與感受態(tài)細(xì)胞混合, 在一定的溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DN肪子，完成轉(zhuǎn)化過程。3.重組細(xì)胞導(dǎo)入

6、受體細(xì)胞后，篩選 含有基因表達(dá)載體受體細(xì)胞 的依據(jù)是標(biāo)記基因是否表達(dá)。 第四步：目的基因的檢測和表達(dá)1 .首先要檢測 轉(zhuǎn)基因生物的染色體 DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA分子雜 交技術(shù)。2 .其次還要檢測 目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了 mRNA方法是采用 用標(biāo)記的目的基因作探針與 mRN原交。3 .最后檢測 目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì) ，方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原-抗體雜交。4 .有時還需進(jìn)行個體生物學(xué)水平的鑒定。如轉(zhuǎn)基因抗蟲植物是否出現(xiàn)抗蟲性狀。(三)基因工程的應(yīng)用1 .植物基因工程：抗蟲、抗病、抗逆轉(zhuǎn)基因植物，利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)。2 .動物基因工程： 提

7、高動物生長速度、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物。3 .基因治療：把正常的外源基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮作用。(四)蛋白質(zhì)工程的概念蛋白質(zhì)工程是指以 蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系 作為基礎(chǔ),通過基因修飾或 基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行 改造，或制造一種 新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的 需求。(基因工程在原則上只能生產(chǎn) 自然界已存在 的蛋白質(zhì))蛋白壓工裝DNA合成一分子沒什 福郵t+i的艘壺匕ad植髓列1-恒噩生物功能 中心法則專題2 細(xì)胞工程(一)植物細(xì)胞工程1 .理論基礎(chǔ)(原理)：細(xì)胞全能性全能性表達(dá)的難易程度：受精卵生殖細(xì)胞干細(xì)胞體細(xì)胞；植物細(xì)胞動物細(xì)胞2 .

8、植物組織培養(yǎng)技術(shù)(1)過程：離體的植物器官、組織或細(xì)胞一-愈傷組織一-試管苗一-植物體 (2)用途：微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)(3)地位：是培育轉(zhuǎn)基因植物、植物體細(xì)胞雜交培育植物 新品種的最后一道工序:3 .植物體細(xì)胞雜交技術(shù)(1)過程：植物細(xì)胞甲恚L鞋質(zhì)柵去壁以新的麟植物細(xì)胞乙理n原生質(zhì)體占/質(zhì)體A種細(xì)服用帥由傷組織再殂k奧種植株(2)誘導(dǎo)融合的方法：物理法包括 離心、振動、電刺激等?；瘜W(xué)法一般是用聚乙二醇(PEG作為誘導(dǎo)劑。(3)意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。(二)動物細(xì)胞工程1 .動物細(xì)胞培養(yǎng)(1)概念：動物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動物機(jī)體中取出相關(guān)的組

9、叟，將它分散成單個細(xì)胞，然后放在適宜的埴養(yǎng) 堇中，讓這些細(xì)胞生長和繁殖。(2)動物細(xì)胞培養(yǎng)的流程：取動物組織塊(動物胚胎或幼齡動物的器官或組織)一剪碎一用 胰蛋白酶或膠原蛋白酶 處理分散成 單個細(xì)胞-制成細(xì)胞懸液一轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進(jìn)行原住培養(yǎng)一貼滿瓶壁的細(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) 傳代培養(yǎng)。(3)細(xì)胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細(xì)胞貼壁。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 停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。(4)動物細(xì)胞培養(yǎng)需要滿足以下條件無菌、無毒的環(huán)境：培養(yǎng)液應(yīng)進(jìn)行 無菌處理。通常還要在培養(yǎng)液中添加一定

10、量的抗生素，以防培養(yǎng)過程中的污染。此外，應(yīng)定期更換培養(yǎng)液，防止代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害 。營養(yǎng):合成培養(yǎng)基成分：糖、氨基酸、促生長因子、無機(jī)鹽、微量元素等。通常需加入 血清、血漿等天然成分。溫度:適宜溫度：哺乳動物多是 36.5 C+ 0.5 C ; pH: 7.27.4。氣體環(huán)境：95吸氣+ 5%PO。Q是細(xì)胞代謝所必需的,CO的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH(5)動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用：制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測有毒物質(zhì)、培養(yǎng)醫(yī)學(xué)研究的各種細(xì)胞。2 .動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物(1)哺乳動物核移植可以分為 胚胎細(xì)胞 核移植(比較容易)和 體細(xì)胞核移植(比較難)。(2)選用去核

11、 卵(母)細(xì)胞的原因：卵(母)細(xì)胞比較大，容易操作；卵(母)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)多， 營養(yǎng)豐富。(3)體細(xì)胞核移植的大致過程是：(右圖)諛擇供體母牛受體母牛I I,同期發(fā)懦如理 I 超級排卵相伴依甲一國若沖卵I r質(zhì),橙盍.熔界f 睡的芯的I死蠅拾森I分娩雁匿暮他的嗦牛(4)體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用：保護(hù)瀕危物種，增大存活數(shù)量;加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)良畜群繁育;生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白；作為異種移植的供體；用于組織器官的移植等。(5)體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題：克隆動物存在著健星問題、表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等。3 .動物細(xì)胞融合(1)動物細(xì)胞融合也稱 細(xì)胞雜交，是指兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程。融

12、合后形成的具有原來 兩個或多個 細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞,稱為 雜交細(xì)胞。(2)動物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的原理基本相同，誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法類似，常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激 等。(3)動物細(xì)胞融合的意義：克服了 遠(yuǎn)緣雜交的不親和性，成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物新品種培育的重要手段。(4)動物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交的比較:比較項目細(xì)胞融合的原理細(xì)胞融合的方法誘導(dǎo)手段用法植物體細(xì) 胞雜交細(xì)胞膜的流動性去除細(xì)胞壁后誘 導(dǎo)原生質(zhì)體融合離心、電刺激、 振動，聚乙二醇 等試劑誘導(dǎo)克服了遠(yuǎn)緣雜交 的/、親和性，獲得 雜種植株動物細(xì)胞 融合細(xì)胞膜的流

13、動性使細(xì)胞分散后誘 導(dǎo)細(xì)胞融合除應(yīng)用植物細(xì)胞 雜交手段外，再加 滅活的病毒誘導(dǎo)制備單克隆抗體 的技術(shù)之一4 .單克隆抗體(1)抗體：一個 B淋巴細(xì)胞只分泌一種 特異性抗體。從血清中分離出的抗體 產(chǎn)量低、純 度低、特異性差。(2)單克隆抗體的制備過程：(3)雜交瘤細(xì)胞的特點：既能大量 K，又能產(chǎn)生專一的抗體。(4)單克隆抗體的優(yōu)點： 特異性強(qiáng)，靈敏度高，并能大量制備。(5)單克隆抗體的作用：作為診斷試劑：準(zhǔn)確識別各種抗原物質(zhì)的細(xì)微差異,并跟一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合, 具有準(zhǔn)確、高效、簡易、快速 的優(yōu)點。用于治療疾病和運(yùn)載藥物 ：主要用于治療癌癥治療，可制成“生物導(dǎo)彈”,也有少量 用于治療其它疾病。

14、專題3胚胎工程(一)動物胚胎發(fā)育的基本過程1、胚胎工程是指對動物 早期胚胎或配子 所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù),如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過處理后獲得的 胚胎，還需移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代,以滿足人類的各種需求。2、動物胚胎發(fā)育的基本過程(1)受精場所是母體的 輸卵管上段。(2)卵裂期：特點：細(xì)胞 有絲分裂,細(xì)胞數(shù)量不斷增加，但胚胎的總體體積并不增加，或略有減小。(3)桑棋胚：特點：胚胎細(xì)胞數(shù)目達(dá)到 32個左右時，胚胎形成致密的細(xì)胞團(tuán)， 形似桑棋。 是全能細(xì)胞。(4)囊 胚：特點：細(xì)胞開始出現(xiàn) 分化(該時期細(xì)胞的全能性仍比較高)。聚集在胚胎一端個體較大的細(xì)胞稱

15、為(5)原腸胚：特點：有了內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，將來發(fā)育成胎兒的各種組織。 中間的空腔稱為 囊胚腔。 三胚層的分化,具有 囊胚腔和原腸腔。(二)胚胎干細(xì)胞1、哺乳動物的胚胎干細(xì)胞簡稱 ES或EK細(xì)胞，來源于早期胚胎或從原始性腺 中分離出來。2、具有胚胎細(xì)胞的特性,在形態(tài)上表現(xiàn)為 體積小,細(xì)胞核 大,，明顯；在功能上，具 有發(fā)育的全能性，可分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。另外，在體外培養(yǎng)的條 件下，可以增殖而不發(fā)生分化,可進(jìn)行途遂保存，也可進(jìn)行遺傳改造。3、胚胎干細(xì)胞的主要用途是：可用于研究哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律 ;是在體外條件下研究 細(xì)胞分化的理想材料,在培養(yǎng)液中加入 分化誘導(dǎo)因子，如牛黃酸等 化

16、學(xué)物質(zhì)時，就可以誘導(dǎo) ES細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化，這為揭示細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理提供了有效的手段;可以用于治療 人類的某些頑疾，如帕金森綜合癥、少年糖尿病等；利用可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞的特性，移植ES細(xì)胞可使壞死或退化的部位得 以修復(fù)并恢復(fù)正常功能；隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展，通過ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化，定向培育出人造組織器官，用于器官移植，解決供體器官不足和器官移植后 免疫排斥的問題。(三)胚胎工程的應(yīng)用1 .體外受精和胚胎的早期培養(yǎng)(1)卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)：主要方法：用 促性腺激素 處理,使其排出更多的卵子，然后，從 輸卵管中沖取卵子,直接 與獲能的精子在體外受精。第二種方法：

17、從剛屠宰母畜的卵巢 中采集卵母細(xì)胞;第三種方法是借助超聲波探測儀、腹腔鏡等直接從活體動物的卵巢中吸取卵母細(xì)胞。采集的卵母細(xì)胞，都要在體外經(jīng) 人工培養(yǎng)成熟 后,才能與 獲能的精子 受精。(2)精子的采集和獲能：在體外受精前，要對精子進(jìn)行獲能處理。(3)受精：獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵細(xì)胞在 獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程。(4)胚胎的早期培養(yǎng)：精子與卵子在體外受精后，應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液 中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力 。培養(yǎng)液成分較復(fù)雜,除一些無機(jī)鹽和有機(jī)鹽外， 還需添加維生素、激素、氨基酸、核甘酸 等營養(yǎng)成分,以及 血清等物質(zhì)。當(dāng)胚胎發(fā)育到適 宜的階段時，可將其取出向

18、 受體移植或冷凍保存。不同動物胚胎移植的時間不同。(牛、羊一般要培育到 桑棋胚或囊胚 階段才能進(jìn)行移植,小鼠、家兔等實驗動物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎可在 816個細(xì)胞階段移植。)2 .胚胎移植(1)胚胎移植是指將雌性動物的早期胚胎，或者通過體外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的 其它雌性動物的體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。其中 提供胚胎的個體稱為 “供體”，接受胚胎的個體稱為“受體”。(供體為優(yōu)良品種，作為受體的雌性動物應(yīng)為 常見或存量大 的品種。)地位：如轉(zhuǎn)基因、核移植，或體外受精 等任何一項胚胎工程技術(shù)所生產(chǎn)的胚胎,都必須經(jīng) 過胚胎移植技術(shù) 才能獲得后代

19、，是 胚胎工程的最后一道“工序”。(2)胚胎移植的意義：大大縮短了 供體本身的繁殖周期，充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖能 (3)生理學(xué)基礎(chǔ)：動物發(fā)情排卵后，同種動物的供、受體生殖器官的 生理變化是相同的。 這就為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境。早期胚胎在一定時間內(nèi)處于游離狀態(tài)。這就為胚胎的收集提供了可能。受體對移入子宮的外來胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。這為胚胎在受體的存活提供了可能 。供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系,但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。(4)基本程序主要包括：對供、受體的選擇和處理 。選擇遺傳特性和生產(chǎn)性能 優(yōu)秀的供體,有 健康的體質(zhì)和正常 繁殖能力的受體,

20、供體和受體是 同一物種。并用激素進(jìn)行 同期發(fā)情處理，用促性腺激素 對 供體母牛做超數(shù)排卵處理。配種或人工授精。對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存。配種或輸精后第 7天，用特制的 沖卵裝置,把供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來一(也叫沖卵)。對胚胎進(jìn)行 質(zhì)量檢查,此時的威而i發(fā)育到 桑牛 或胚囊胚 階段。直接向受體移植或放入 196C的液if不葆存。一對胚胎進(jìn)行移植。移植后的檢查。對受體母牛進(jìn)行是否妊娠的檢查。3.胚胎分割(1)概念：是指采用機(jī)械方法將 早期胚胎 切割2等份、4等份等，經(jīng)移植獲得 同卵雙胎或多 覽的技術(shù)。囪意義：來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，屬于 無性繁殖。(3)材料：發(fā)育良好，形

21、態(tài)正常的 桑棋胚或囊胚。(桑棋胚至囊胚的發(fā)育過程中，細(xì)胞開 始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。)(4)操作過程：對囊胚階段的胚胎分割時，要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育 。專題4生物技術(shù)的安全性和倫理問題(一)轉(zhuǎn)基因生物的安全性爭論：(1)基因生物與食物安全：反方觀點：反對“實質(zhì)性等同”、出現(xiàn)滯后效應(yīng)、出現(xiàn)新的過敏原、營養(yǎng)成分改變正方觀點：有安全性評價、科學(xué)家負(fù)責(zé)的態(tài)度、無實例無證據(jù)(2)轉(zhuǎn)基因生物與生物安全：對生物多樣性的影響反方觀點：擴(kuò)散到種植區(qū)之外變成野生種類、成為入侵外來物種、重組出有害的病原體、成為超級雜草、有可能造成“基因污染”正方觀點：生命力有限、存在生殖隔離、花粉傳播距離有限、花粉存活時間有限(3)轉(zhuǎn)基因生物與環(huán)境安全：對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響反方觀點：打破物種界限、二次污染、重組