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1、精品_精品资料_高二生物选修 3 学问点自我检查与总结归纳专题 1基因工程基因工程的概念基因工程是指根据人们的愿望,进行严格的设计,通过体外 DNA重组和转基因技术,给予生物以 新的遗传特性 ,制造出 更符合人们需要的新的生物类型和生物产品.基因工程是在 D NA分子水平 上进行设计和施工的,又叫做DNA重组技术 .（一）基因工程的基本工具1. “分子手术刀” 限制性核酸内切酶（限制酶）（ 1）主要是从 原核生物 中分别纯化出来的.（ 2）功能：能够识别双链DNA分子的某种 特定 的核苷酸序列,并且使每一条链中特定 部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 断开,因此具有 专一性.（ 3）结果：经限制
2、酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端 和平末端 .2. “分子缝合针” DNA连接酶(1) 两种 DNA连接酶（ E coliDNA 连接酶和 T4- DNA连接酶）的比较：相同点：都缝合磷酸二酯 键.区分： E coliDNA 连接酶来源于 T4 噬菌体 ,只能将双链 DNA片段互补的 黏性末端 之间的磷酸二酯键连接起来. 而 T4 DNA连接酶能缝合 两种末端 ,但连接平末端的之间的效率较低.(2) 与 DNA聚合酶作用的异同:DNA 聚合酶只能将 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. DNA连接酶是连接 两个 DNA片段 的末端,形成磷酸二酯键.3. “
3、分子运输车” 载体（ 1）载体具备的条件：能在受体细胞中复制并稳固储存.具有一至多个限制酶切点,供外源DNA片段插入 .具有标记基因,供重组DNA的鉴定和挑选 .（ 2）最常用的载体是 质粒, 它是一种 暴露的、结构简洁的、独立于细菌染色体之外,并具有自我复制才能的双链环状DNA分子 .（ 3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒 二 基因工程的基本操作程序第一步： 目的基因的猎取1. 目的基因是指：编码蛋白质的结构基因.2. 原核基因实行 直接分别 获得,真核基因是 人工合成 .人工合成目的基因的常用方法有反转录法 _和化学合成法 _.3. PCR 技术扩增目的基因（ 1）原理： DNA双链
4、复制（ 2）过程：第一步：加热至90 95 DNA解链 .其次步：冷却到55 60, 引物结合到互补DNA链.第三步：加热至7075, 热稳固 DNA聚合酶从引物起始互补链的合成.其次步： 基因表达载体的构建1. 目的：使目的基因在受体细胞中稳固存在 ,并且可以 遗传至下一代 ,使目的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：是一段有特别结构的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 mRN,A 最终获得所需的 蛋白质 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 2）终止子：也是一段有特别结构
5、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挑选出来.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护稳固和表达的过程.2. 常用的转化方法：将目的基因导入植物细胞：采纳最多的方法是农杆菌转化法 ,其次仍有 基因枪法 和 花粉管通道法 等.将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术 .此方法的受体细胞多是受精卵 .将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的缘由是繁衍快、多为单细胞、遗传物2+质相对较少 ,最常用的原核细胞
6、是 大肠杆菌 ,其转化方法是： 先用 Ca 处理细胞,使其成为 感受态细胞 ,再将 重组表达载体 DNA分子 溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在肯定的温度下促进感受态细胞吸取 DNA分子,完成转化过程.3. 重组细胞导入受体细胞后,挑选 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： 目的基因的检测和表达1. 第一要检测 转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采纳 DNA 分子杂交技术.2. 其次仍要检测目的基因是否转录出了mRN,A 方法是采纳用标记的目的基因作探针与mRNA杂交 .3. 最终检测 目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取蛋白质 ,用相
7、应的 抗体进行抗原抗体杂交 .4. 有时仍需进行个体生物学水平 的鉴定.如转基因抗虫植物是否显现抗虫性状.（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.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作用.（四）蛋白质工程的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 ,以满意人类的生产和生活的需求.（基因工程在原就上只能生产自然界已存在 的蛋白质）
8、转录翻译专题 2细胞工程（一）植物细胞工程1. 理论基础（原理）： 细胞全能性全能性表达的难易程度：受精卵生殖细胞干细胞体细胞. 植物细胞动物细胞2. 植物组织培育技术（ 1）过程： 离体的植物器官、组织或细胞 愈伤组织 试管苗 植物体可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 2）用途： 微型繁衍、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.（ 3）位置：是培育 转基因植物 、植物体细胞杂交 培育植物新品种的最终一道工序.3. 植物体细胞杂交技术（ 1）过程：（ 2）诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激 等.化学法一般是用 聚乙二醇（ PEG） 作为诱导剂.（
9、3）意义： 克服了远缘杂交不亲和的障碍.（二）动物细胞工程1. 动物细胞培育（ 1）概念：动物细胞培育就是从动物机体中取出相关的 组织 ,将它分散成 单个细胞 ,然后放在相宜的 培育基中,让这些细胞 生长和繁衍 .（ 2）动物细胞培育的流程：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 转入培育瓶中进行 原代 培育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连续 传代 培育.（ 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
10、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）动物细胞培育需要满意以下条件 无菌、无毒的环境 ：培育液应进行 无菌处理.通常仍要在培育液中添加肯定量的抗生素 , 以防培育过程中的污染.此外,应定期更换培育液,防止代谢产物积存对细胞自身造成危害. 养分 ：合成培育基成分：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 等自然成分. 温度 ：相宜温度：哺乳动物多是36.5 0.5 . pH： 7.2 7.4 . 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 维护培育液的 pH.（ 5）动物细胞培育技术的应用：
11、制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培育医学讨论的各种细胞.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（比较简洁）和体细胞 核移植（比较难）.（ 2）选用去核 卵 母 细胞的缘由：卵 母 细胞比较大,简洁操作.卵 母 细胞 细胞质多,养分丰富 .（ 3）体细胞核移植的大致过程是：（右图）核移植学习资料可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_胚胎移植（4）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. 爱护濒危物种,增大存活数量. 生产宝贵的医用蛋白. 作为异种移植的供体. 用于组织器官的移植等.（ 5）体细胞核移植技术存
12、在的问题：克隆动物存在着 健康 问题、表现出 遗传和生理 缺陷等.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的过程.融合后形成的具有原先两个或多个 细胞遗传信息的单核细胞,称为杂交细胞 .（ 2）动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同,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.（ 3）动物细胞融合的意义：克服了远缘杂交的不亲和性 ,成为讨论 细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物生物新品种培育的重要手段.（ 4）动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：比较项目细胞融合的原理细胞融合的方法诱导
13、手段用法可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_植物体细胞杂交动物细胞融合细胞膜的流淌性去除细胞壁后诱导原生质体融合细胞膜的流淌性使细胞分散后诱导细胞融合离心、电刺激、振动,聚乙二醇等试剂诱导除应用植物细胞 杂交手段外, 再加灭活的病毒诱导克服了远缘杂交 的不亲和性, 获得杂种植株制备单克隆抗体的技术之一可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4. 单克隆抗体（ 1）抗体： 一个 B 淋巴细胞只分泌一种 特异性抗体 .从血清中分别出的抗体产量低、 纯度低、特异性差 .（ 2）单克隆抗体的制备过程：抗原注入小鼠体内分别B 淋巴细胞骨髓瘤细胞可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精
14、品资料_注入小细胞融合杂交瘤细胞细胞培挑选培育细胞培育基可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料体内培育体外培育从腹水提取从培育液提单克隆抗体可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 3）杂交瘤细胞的特点：既能大量繁衍 ,又能产生 专一的抗体 .（ 4）单克隆抗体的优点：特异性强,灵敏度高,并能大量制备.（ 5）单克隆抗体的作用： 作为诊断试剂 ：精确识别各种 抗原 物质的微小差异,并跟 肯定抗原 发生特异性结合,具有精确、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（一）动物胚胎发育的基本过程1、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、胚胎干细胞培育等技术.经过处理后获得的胚胎,仍需移植到 雌性动物体内 生产后代,以满意人类的各种需求.2、动物胚胎发育的基本过程（ 1）受精场所是母体的 输卵管上段 .（ 2）卵裂期：特点：细胞有丝 分裂,细胞数量不断增加,但胚胎的总体体积并不增加,或略有减小 .（ 3）桑椹胚：特点：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 .（ 4）囊胚：特点：细胞开头显现分化 （该时期细胞的 全能性仍
16、比较高 ）.集合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.中间的空腔称为 囊胚腔 .（ 5）原肠胚：特点：有了三胚层 的分化,具有 囊胚 腔和原肠 腔.（二）胚胎干细胞1、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或 EK 细胞,来源于 早期胚胎或从原始性腺中分别出来.2、具有 胚胎细胞 的特性,在形状上表现为体积小, 细胞核 大, 核仁 明显.在功能上,具有 发育的全能性 ,可分化为成年动物体内任何一种组织细胞.另外,在体外培育的条件下,可以增殖 而不发生 分化 ,可进行 冷冻 储存,也可进行 遗传改造 .3、胚胎干细胞的主要用途是：可用于讨论哺乳动物个体发生和发育规律 .是在体
17、外条件下讨论 细胞分化 的抱负材料,在培育液中加入 分化诱导因子 ,如牛黄酸等化学物质时,就可以诱导 ES细胞向不同类型的组织细胞分化,这为揭示 细胞分化和细胞凋亡的机理供应了有效的手段.可以用于治疗 人类的某些顽疾 ,如帕金森综合症、少年糖尿病、亨廷顿舞蹈症等.利用可以被诱导分化形成新的组织细胞 的特性,移植 ES细胞可使 坏死或退化 的部位得以修复并复原正常功能.随着组织工程技术的进展,通过ES 细胞体外诱导分化 ,定向培育出 人造组织器官 ,用于 器官移植 ,解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥 的问题.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（三）胚胎工程的应用1. 体外受精和
18、胚胎的早期培育(1) 卵母细胞的采集和培育：主要方法：用 促性腺激素 处理,使其排出更多的卵子,然后,从 输卵管 中冲取卵子,直接与获能的精子在体外受精.其次种方法：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 人工培育成熟 后,才能与 获能的精子 受精.(2) 精子的采集和获能：在体外受精前,要对精子进行获能 处理.(3) 受精：获能的精子和培育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.(4) 胚胎的早期培育： 精子与卵子在体外受精后,应将受精卵移入发育培育液 中连续培育, 以
19、检查 受精状况和受精卵的发育才能.培育液成分较复杂,除一些无 机盐和有机盐外,仍需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等养分成分,以及 血清 等物质.当胚胎发育到相宜的阶段时,可将其取出向受体移植或冷冻储存 .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、家兔等试验动物可在更早的阶段 移植,人的体外受精胚胎可在4 个细胞 阶段移植. 2. 胚胎移植(1) 胚胎移植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,使之连续发育为新个体的技术.其中供应胚胎的个体称为 “供体” ,接受胚胎的个体称为“
20、受体” .（供体为 优良 品种,作为受体的雌性动物应为 常见或存量大 的品种.）位置：如 转基因、核移植,或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎,都必需经过胚胎移植技术 才能获得后代,是胚胎工程的最终一道“工序”.(2) 胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁衍周期 ,充分发挥 雌性优良个体的繁衍才能.(3) 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供应了相同的生理环境 .早期胚胎在肯定时间内处于游离 状态.这就为 胚胎的收集供应了可能.受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应 .这为 胚胎在受体的存活供应了可能.供体胚胎可与
21、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.(4) 基本程序主要包括： 对供、受体的挑选和处理.挑选 遗传特性和生产性能 优秀的供体,有 健康的体质和正常繁衍才能 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、培育或储存 .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 中储存.对 胚胎进行移植.移植后的检查.对受体
22、母牛进行 是否妊娠 的检查.3. 胚胎分割(1) 概念：是指采纳机械方法将 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 繁衍.(3) 材料：发育良好,形状正常的桑椹胚或囊胚 .（桑椹胚至囊胚的发育过程中,细胞开头分化,但其 全能性仍很高 ,也可用于胚胎分割.）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(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,否就会影响 分割后胚胎的复原和进一步发育.专题 4生物技术的安全性和伦理问题（一）转基因生物的安全性争辩：(1) 基因生物与食物
23、安全：反方观点： 反对“实质性等同”、显现滞后效应、显现新的过敏原、养分成分转变正方观点： 有安全性评判、科学家负责的态度、无实例无证据(2) 转基因生物与生物安全：对生物多样性的影响反方观点： 扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵外来物种、重组出有害的病原体、成为超级杂草、有可能造成“基因污染”正方观点： 生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限(3) 转基因生物与环境安全：对生态系统稳固性的影响反方观点： 打破物种界限、二次污染、重组出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体正方观点： 不转变生物原有的分类位置、削减农药使用、爱护农田土壤环境（二）生物技术的伦
24、理问题(1) 克隆人：两种不同观点,多数人持否定态度.否定的理由：克隆人严峻违反了 人类伦理道德 ,是克隆技术的滥用.克隆人冲击了 现有的婚姻、家庭和两性关系 等传统的伦理道德观念.克隆人是在人为的制造在 心理上和社会位置上 都不健全的人.确定的理由：技术性问题可以通过 胚胎分级、基因诊断和染色体检查 等方法解决.不成熟的技术也只有通过实践才能使之成熟.中国政府的态度： 禁止生殖性克隆,不反对治疗性克隆 .四不原就： 不赞成、不答应、不支持、不接受 任何生殖性克隆人的试验.(2) 试管婴儿：两种目的试管婴儿的区分两种.不同观点,多数人持认可态度.否定的理由：把试管婴儿当作人体零配件工厂,是对生
25、命的不敬重 .早期生命也有活下去的权益,抛弃或杀死余外胚胎,无异于“谋杀” .确定的理由：解决了不育问题,供应骨髓中造血干细胞救治患者最好、最快捷的方法,供应骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿 造成损耗.(3) 基因身份证：否定的理由：个人基因资讯的泄漏造成基因鄙视 ,势必造成 遗传学失业大军、 造成个人婚姻困难、人际关系疏远 等严峻后果.确定的理由：通过基因检测 可以及早实行预防措施,适时进行治疗,达到挽救患者生命的目的.（三）生物武器(1) 种类： 致病菌、病毒、生化毒剂,以及经过基因重组的致病菌.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(2) 散布方式： 吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等.(3) 特点： 致病力强、多数具传染性、传染途径多、污染面广、有埋伏期、不易被发觉、危害时间长等 .(4) 禁止生物武器公约及中国政府的态度可编辑资料 - - - 欢迎下载