高中生物选修第三册复习资料包

高中生物选修三（现代生物科技专题）复习资料包第一章基因工程一、核心知识点梳理（一）基因工程的工具1.限制酶（限制性核酸内切酶）来源：主要从原核生物中分离纯化。作用：识别特定核苷酸序列，并在特定位点切割DNA分子（断裂磷酸二酯键），产生黏性末端（如EcoRⅠ切割）或平末端（如SmaⅠ切割）。特点：专一性（识别序列多为回文序列，如GAATTC）。2.DNA连接酶作用：连接两个DNA片段的磷酸二酯键，形成重组DNA。种类：*E.coli*DNA连接酶：仅连接黏性末端（需ATP/NAD⁺供能）。T4DNA连接酶：可连接黏性末端和平末端（需ATP供能）。3.载体（运载体）作用：携带目的基因进入受体细胞，使其稳定存在并表达。必备条件：能自我复制、含限制酶切点、有标记基因（如抗生素抗性基因）、对受体细胞无害。常用载体：质粒（细菌环状DNA）、λ噬菌体衍生物、动植物病毒（如腺病毒）。（二）基因工程的操作步骤1.获取目的基因方法：基因文库：基因组文库（含全部基因）或cDNA文库（含编码基因，无内含子）。PCR扩增：以目的基因模板，用Taq酶（耐高温）扩增，需引物、dNTP等。人工合成：已知序列的小基因（如胰岛素基因）可化学合成，或从mRNA反转录为cDNA。2.构建基因表达载体（核心）组成：启动子（启动转录）+目的基因+终止子（终止转录）+标记基因+复制原点。目的：使目的基因在受体细胞中稳定遗传、表达。3.导入受体细胞植物：农杆菌转化法（Ti质粒的T-DNA整合）、基因枪法、花粉管通道法。动物：显微注射法（受精卵）、病毒载体法。微生物：感受态细胞法（Ca²⁺处理大肠杆菌）。4.检测与鉴定分子水平：DNA分子杂交（检测目的基因）、分子杂交（检测转录）、抗原-抗体杂交（检测翻译）。个体水平：抗虫、抗病等性状检测（如转基因抗虫棉接种害虫）。二、易错点辨析限制酶与DNA连接酶均作用于磷酸二酯键，但限制酶“切割”、DNA连接酶“连接”；DNA聚合酶作用于单个脱氧核苷酸与DNA链的磷酸二酯键（复制用）。载体≠运载体：运载体是基因工程中专门运输目的基因的工具（如质粒）。目的基因导入≠表达：需检测转录、翻译才能确定是否表达。三、典例精析例题：下列关于基因工程的叙述，错误的是（）A.限制酶和DNA连接酶作用的化学键相同B.载体上的标记基因可用于筛选含重组DNA的细胞C.目的基因导入受体细胞后，其遗传信息的表达不受环境影响D.PCR扩增目的基因时，需已知一段目的基因的核苷酸序列解析：A项：限制酶切割、DNA连接酶连接磷酸二酯键，作用对象相同，A正确。B项：标记基因（如抗生素抗性）可筛选含重组载体的细胞，B正确。C项：基因表达受环境（如温度、营养）和内部调控共同影响，C错误。D项：PCR需根据目的基因序列设计引物，D正确。答案：C四、复习建议绘制概念图：梳理“工具→步骤→应用”逻辑链，对比工具酶、载体特点。流程图记忆：将操作步骤（获取→构建→导入→检测）绘制成流程图，标注关键细节（如农杆菌转化法的T-DNA转移）。第二章细胞工程一、核心知识点梳理（一）植物细胞工程1.植物组织培养原理：植物细胞全能性（已分化细胞仍能发育成完整个体）。过程：外植体→脱分化（避光，形成愈伤组织）→再分化（光照，形成根、芽）→完整植株。条件：无菌环境、蔗糖（碳源）、植物激素（生长素+细胞分裂素调控分化）。2.植物体细胞杂交目的：克服远缘杂交不亲和（如番茄-马铃薯杂种植株）。过程：去壁（纤维素酶+果胶酶）→原生质体融合（物理/化学法）→再生细胞壁→杂种细胞培养（组织培养）→杂种植株。（二）动物细胞工程1.动物细胞培养原理：细胞增殖（不体现全能性，除非核移植）。过程：原代培养（1~10代，二倍体核型）→传代培养（10代后部分突变，50代后获细胞系/株）。条件：无菌无毒（加抗生素、换液）、血清（含生长因子）、适宜温度（36.5±0.5℃）、5%CO₂（维持pH）。2.动物细胞核移植原理：动物细胞核全能性（体细胞核移植难度高于胚胎核，因体细胞分化程度高）。过程：供体细胞（如乳腺细胞）+去核卵母细胞（MⅡ期）→重组细胞→胚胎培养→移植→克隆动物（如多利羊）。3.动物细胞融合与单克隆抗体原理：细胞膜流动性。诱导方法：物理（电融合）、化学（PEG）、生物（灭活病毒，仅动物细胞）。单克隆抗体制备：免疫B细胞（产抗体但不增殖）+骨髓瘤细胞（增殖但不产抗体）→杂交瘤细胞（两次筛选：选择培养基+抗体检测）→单克隆抗体（特异性强、可大量制备）。二、易错点辨析植物组织培养（全能性）vs动物细胞培养（增殖）：动物体细胞全能性受限制，需核移植体现。原生质体融合（植物）vs动物细胞融合：植物不能用灭活病毒诱导。单克隆抗体制备：第一次筛选（选择培养基）去除未融合/同种融合细胞，第二次筛选（抗体检测）获产所需抗体的杂交瘤细胞。三、典例精析例题：下列关于植物体细胞杂交和动物细胞融合的叙述，正确的是（）A.两者的融合过程都需要灭活的病毒诱导B.两者的融合过程都依赖细胞膜的流动性C.两者都能获得杂种个体D.两者的培养基成分完全相同解析：A项：植物体细胞杂交用物理/化学法，动物细胞融合可用灭活病毒，A错误。B项：细胞融合依赖细胞膜流动性，B正确。C项：植物体细胞杂交获杂种植株，动物细胞融合仅获杂交细胞（如杂交瘤细胞），C错误。D项：植物培养基含蔗糖、植物激素，动物培养基含血清，成分不同，D错误。答案：B四、复习建议对比表格：整理植物组织培养与动物细胞培养的原理、过程、条件，强化区分。流程图记忆：绘制单克隆抗体制备流程图，标注两次筛选的目的。第三章胚胎工程一、核心知识点梳理（一）体内受精和早期胚胎发育1.受精过程精子获能（雌性生殖道）、卵子成熟（MⅡ期）。受精阶段：顶体反应（穿越放射冠）→透明带反应（第一道屏障）→卵细胞膜反应（第二道屏障）→雌雄原核融合（受精完成）。2.早期胚胎发育受精卵→卵裂期（细胞分裂，体积不变）→桑椹胚（32细胞，全能）→囊胚（内细胞团+滋养层，内细胞团全能）→原肠胚（三胚层分化）。（二）体外受精和胚胎移植1.体外受精卵母细胞采集：超数排卵（输卵管冲卵，直接受精）或卵巢取卵（培养至MⅡ期）。精子获能：培养法或化学诱导法。2.胚胎移植（核心工序）生理学基础：同期发情（供受体生理状态一致）、早期胚胎游离、受体无免疫排斥、胚胎遗传特性不受影响。过程：超数排卵→受精→胚胎收集→移植→妊娠检查。（三）胚胎分割和胚胎干细胞1.胚胎分割本质：无性繁殖（克隆），后代遗传物质相同。时期：桑椹胚或囊胚期（囊胚期需均等分割内细胞团）。2.胚胎干细胞（ES细胞）来源：早期胚胎（囊胚内细胞团）或原始性腺。特点：体积小、核大、核仁明显；全能性高；体外培养时只增殖不分化（加抑制因子），诱导分化（加分化诱导因子）。二、易错点辨析受精标志：卵细胞膜和透明带间出现两个极体；完成标志：雌雄原核融合。胚胎移植时期：桑椹胚或囊胚期（牛、羊常用）。胚胎分割：囊胚期需均等分割内细胞团，否则影响发育。三、典例精析例题：下列关于胚胎工程的叙述，错误的是（）A.胚胎移植前需对供体和受体进行同期发情处理B.胚胎分割时需将内细胞团均等分割C.胚胎干细胞在体外培养时可只增殖不分化D.受精过程中，透明带反应是防止多精入卵的第二道屏障解析：A项：同期发情使供受体生理状态一致，便于胚胎着床，A正确。B项：囊胚期分割需均等分割内细胞团，B正确。C项：ES细胞加抑制因子可只增殖不分化，C正确。D项：透明带反应是第一道屏障，卵细胞膜反应是第二道，D错误。答案：D四、复习建议时间线梳理：绘制受精过程时间线（精子获能→卵子成熟→顶体反应→透明带反应→原核融合）。流程图记忆：整理胚胎移植流程（超数排卵→受精→胚胎收集→移植→妊娠）。第四章生态工程一、核心知识点梳理（一）生态工程的基本原理1.物质循环再生原理：物质多级利用（如无废弃物农业，秸秆→沼气→沼渣肥田）。2.物种多样性原理：物种越多，生态系统抵抗力越强（如三北防护林引入多树种抗虫害）。3.协调与平衡原理：生物数量不超过环境承载力（如草原控制载畜量）。4.整体性原理：社会-经济-自然复合系统（如林业工程兼顾生态与经济效益）。5.系统学和工程学原理：结构决定功能（如桑基鱼塘分层结构）；系统整体性（如珊瑚礁共生系统，整体功能大于部分之和）。（二）生态工程的实例农村综合发展型：以沼气工程为核心，物质多级循环（秸秆→沼气→肥田）。小流域治理：保土蓄水（植树）、耕作（梯田）、林草（乔灌草）结合。大区域生态恢复：退耕还林还草（防风固沙）。湿地恢复：污水处理、种植芦苇、生态旅游。城市环境：垃圾分类、绿化、污水处理。二、易错点辨析物质循环再生（生态工程原理，强调“再生利用”）vs物质循环（生态系统功能，强调“循环流动”）。整体性原理（社会-经济-自然整体）vs系统整体性原理（系统内部各部分的整体功能）。生态工程≠自然恢复：需人为辅助（投入人力、技术），而非完全自然恢复。三、典例精析例题：下列生态工程实例与所依据的原理对应错误的是（）A.无废弃物农业——物质循环再生原理B.三北防护林——物种多样性原理C.桑基鱼塘——系统的结构决定功能原理D.城市绿化工程——协调与平衡原理解析：A项：无废弃物农业实现物质循环利用，A正确。B项：三北防护林引入多树种体现物种多样性原理，B正确。C项：桑基鱼塘通过分层结构优化功能，C正确。D项：城市绿化工程主要体现物种多样性原理（增加物种稳定性），而非协调与平衡原理，D错误。答案：D四、复习建议原理-实例对应表：整理每个原理的理论基础、实例，对比记忆。案例分析：选取桑基鱼塘等实例，分析设计思路、原理及生态效益。总复习策略1.构建知识网络：以“技术原理→操作流程→