高中生物选修三重要知识点汇结

1、 高中生物选修三知识点总结 专题1 基因工程 基因工程的概念 概念理解通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰和改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。操作环境：体外优点：定向改造生物的遗传性状操作水平：DNA分子水平原理：基因重组（一）基因工程的基本工具限制性核酸内切酶（限制酶） DNA连接酶 载体 （1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来的。（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，使磷酸二酯键断开，因此具有专一性。（3）结果：形成黏性末端和平末端。类型EcoliDNA连接酶T4-DNA连接

2、酶（1）作用：将目的基因导入受体细胞（2）载体具备的条件：能在受体细胞中复制并稳定保存。具有一至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入。具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。（3）最常用的载体是质粒，它是一种具有自我复制能力的双链环状DNA分子。（4）其它载体： 噬菌体的衍生物、动植物病毒来源大肠杆菌T4噬菌体功能连接黏性末端连接黏性末端或平末端。结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键注意：DNA连接酶与DNA聚合酶作用的异同 DNA连接酶 DNA聚合酶连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键；用于基因工程将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键；用于DNA复制（二

3、）基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1.目的基因：是指编码蛋白质的基因 。2.获取目的基因的方法从基因文库中获取目的基因 利用PCR技术扩增目的基因通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成基因组文库：包含某生物的全部基因；cDNA文库：包含某生物的部分基因。原理：DNA双链复制前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物条件：DNA模板、引物、Taq酶、原料（四种脱氧核苷酸）过程：变性（9095）复性或退火（5560）-延伸（7075)适用基因比较小，核苷酸序列已知第二步：基因表达载体的构建1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的

4、基因能够表达和发挥作用。2.组成：目的基因启动子终止子标记基因（1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。（2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段 ，位于基因的尾端。（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。第三步：将目的基因导入受体细胞_1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。2.常用的转化方法：细胞类型 植物细胞 动物细胞 微生物细胞方法常用：农杆菌转化法其次：基因枪法和花

5、粉管通道法 显微注射技术 Ca2处理法受体细胞体细胞 受精卵原核细胞（大肠杆菌）转化过程将目的基因插入Ti质粒的T-DNA上农杆菌转化作用进入植物细胞并插入到受体细胞的染色体DNA上表达将含有目的基因的表达载体提纯取卵（受精卵）显微注射经胚胎早期培养后移植到雌性子宫内发育称为具有新性状的动物Ca2+处理细胞微生物细胞壁的通透性增加重组质粒与感受态细胞混合感受态细胞吸收DNA分子（注意：原核生物作为受体细胞的原因是：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。）3.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。第四步：目的基因的检测与鉴定 检测过程方法 做法 原理首先

6、要检测：转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因DNA分子杂交技术提取转基因生物的基因组DNA，用放射性同位素等标记含有目的基因的DNA片段作为探针，使探针与基因组DNA杂交，是否出现杂交带碱基互补配对原则其次还要检测：目的基因是否转录出了mRNA分子杂交技术用标记的目的基因做探针，与mRNA杂交，是否出现杂交带最后检测：目的基因是否翻译成蛋白质抗原抗体杂交提取蛋白质，用相应的抗体进行杂交抗原抗体特异性结合有时还需进行：个体生物学水平的鉴定抗虫或抗病接种实验；基因工程产品需要与天然产品的功能进行活性比较（三）基因工程的应用1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品

7、质。2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。（用转基因动物生产药物：科学家将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法导入哺乳动物的受精卵中，发育成转基因动物，通过分泌乳汁来生产药物，称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。）3.基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。（方法：体外基因治疗和体内基因治疗）（四）蛋白质工程1、概念：蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的

8、需求。2、基本途径：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相对应的脱氧核苷酸序列（基因）3、基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程生产自然界没有的蛋白质。 专题2 细胞工程（一）植物细胞工程 技术 植物组织培养 植物体细胞杂交原理植物细胞的全能性细胞膜的流动性、植物细胞的全能性过程外植体（离体的植物器官、组织、细胞）-愈伤组织-胚状体（根或芽）-完整植株考点解读1、 培养条件：离体（必要条件）营养物质激素（细胞分裂素、生长素）适宜的条件（无菌、温度、pH等）2、 生长素/细胞分裂素：脱分化（比例适中）；再分化（比例高诱导生根；比例低诱导生芽）3、

9、全能性的实例：花药离体培养、植物的组织培养等1、去除细胞壁：酶解法（纤维素酶和果胶酶）2、诱导融合的方法：物理法：离心、振动、电刺激等；化学法：聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。3、杂种细胞形成的标志：再生出细胞壁4、杂种植株：染色体数通常是两亲本的之和，形成异源多倍体。5、意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。应用微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。例如：作物脱毒：切取植物茎尖或根尖进行组织培养，获得脱毒苗。人工种子：就是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。（2） 动物细胞工程1. 动物细胞培养（1）概念：动物细胞培养就

10、是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。（2）流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）剪碎组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞制成细胞悬液转入培养瓶中进行原代培养贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。（原代培养和传代培养都是放入二氧化碳培养箱培养）（3）细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。（4）动物细胞培养需要满足以下条件 无菌、无毒的环境：培养液应

11、进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。 营养：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等天然成分。 温度：适宜温度：哺乳动物多是36.50.5；pH：7.27.4。 气体环境：95%空气5%CO2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。（5）动物细胞培养技术的应用：制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。2.动物体细胞核移植技术和克隆动物（1）哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植（比较容易）和体细胞核移植（比较

12、难）。（2）体细胞核移植的大致过程是：如右图（3）原理：动物细胞核的全能性（4）选去核卵(母)细胞作为受体细胞的原因： 体积大，易于操作； 卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养； 能激发重组细胞分裂分化（5） 卵母细胞选择时期：减数第二次分裂中期（吸出细胞核与第一极体)（6） 该过程用到的技术手段：动物细胞培养、细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎移植。（7）体细胞核移植技术的应用：加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育； 保护濒危物种，增大存活数量；生产珍贵的医用蛋白； 作为异种移植的供体；用于组织器官的移植等。3.动物细胞融合（1）动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞

13、的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。（2）原理：细胞膜的流动性（3）诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似，常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等。（4）动物细胞融合的意义：克服了远缘杂交的不亲和性；成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的重要手段；制备单克隆抗体4.单克隆抗体（1）传统抗体制备：从血清中分离出的抗体产量低、纯度低、特异性差。（2）单克隆抗体的制备过程：注入小鼠鼠细胞融合分离抗原注入小鼠体内B淋巴细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞细胞培养选择培养细胞培养基体内培养体外培养从腹水提取从培养液提取单克隆抗体两种培养提取场所

14、：体外培养培养液提取体内小鼠腹腔内培养小鼠腹水中提取B淋巴细胞特点：能产生特异性抗体；骨髓瘤细胞特点：能无限增殖用到的技术手段：动物细胞培养、动物细胞融合（3） 两次筛选的目的及方法： 筛选杂交瘤细胞（选择性培养基）； 筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞（进行克隆化培养和 抗体检测）（4）杂交瘤细胞的特点：既能无限增殖，又能产生特异性抗体。（5）单克隆抗体的优点：特异性强，灵敏度高，并能大量制备。（6）单克隆抗体的作用： 作为诊断试剂：准确识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合，具有准确、高效、简易、快速的优点。 用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗癌症治疗，可制成“生物导弹”，

15、也有少量用于治疗其它疾病。 专题3 胚胎工程胚胎工程：是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。1、 体内受精和早期胚胎发育1、体内受精过程 考点解读精子的发生场所：睾丸； 时期：初情期（相当于人的青春期）卵子的发生场所：卵巢和输卵管； 时期：胎儿时期（性别分化以后）和初情期以后受精场所：输卵管；过程：精子获能；卵子准备：达到减数第二次分裂中期才具备受精能力。受精：顶体反应释放顶体酶，穿越放射冠；透明带反应和卵细胞膜反应防止多精入卵的两道屏障；雌、雄原

16、核融合成合子（受精卵）。区别受精的标志：在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体。受精完成的标志：雌原核和雄原核的融合2、胚胎发育过程 特点受精卵发育场所：输卵管和子宫；进行有丝分裂卵裂期细胞有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，或略有减小。 桑椹胚胚胎细胞数目达到32个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹。是全能细胞。囊胚细胞开始出现分化（该时期细胞的全能性仍比较高）。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织，而沿透明带内壁扩展和排列的，个体较小的细胞，称为滋养层细胞，将来发育成胎膜和胎盘。中间的空腔称为囊胚腔。原肠胚有了三胚层（外胚层、中胚层、内胚层

17、）的分化，具有囊胚腔和原肠腔。2、 体外受精和早期胚胎培养1、 体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤。几个主要步骤 考点解读卵母细胞的采集和培养主要方法：用促性腺激素处理，使其超数排卵，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。第二种方法：从刚屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞；第三种方法是借助超声波探测仪、腹腔镜等工具直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。采集的卵母细胞，都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。精子的采集和获能收集精子的方法：假阴道法、手握法和电刺激法等。在体外受精前，要对精子进行获能处理。获能方法有培养法（放入人工配制的获能液中）和化

18、学诱导法（放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中）两种。受精获能的精子和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。2、胚胎的早期培养(1) 精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。(2) 培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。（巧计：两“盐”、两“素”、两“酸”、另有水和血清等）(3) 当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。不同动物胚胎移植的时间不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在更早

19、的阶段移植，人的体外受精胚胎可在816个细胞阶段移植。)(4) 体外受精技术取得很大进展：以牛的体外受精技术为例，每个卵巢平均可采集10枚可用的卵母细胞，经体外培养成熟和受精后，约可获得4枚可用的胚胎，移植给受体母牛最终可能产下12头犊牛。3、 胚胎工程的应用及前景1、胚胎移植概念是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体”。地位如转基因、核移植，或体外受精等技术获得的胚胎，都必须经过胚胎移植技术移植给受体才能获得后代，是胚胎工程的最后一道“

20、工序”。优势充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。（供体的主要职能变为只产生具有优良遗传特性的胚胎）生理学基础动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。基本程序对供、受体的选择和处理：选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对

21、供体母牛做超数排卵处理。配种或人工授精：对胚胎的收集、检查、培养或保存：配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入196的液氮中保存。对胚胎进行移植：手术法和非手术法。移植后的检查：对受体母牛进行是否妊娠的检查。2、胚胎分割(1)概念：是指采用机械方法将早期胚胎切割2等份、4等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。(2)意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。(3)材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。(4)操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。（拓展：取滋养层细胞可做DNA分析性别鉴定）3、胚胎干细胞（简称ES或EK细胞）（1）来源：早期胚胎或原始性腺中分离出来。（2）特性：在形态