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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 生物选修三易考学问点背诵专题 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 DNA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来源：主要是从 原核生物 中别离纯化出来的；2功能：能够识别双链 DNA分子的某种 特定 的核苷酸序列,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
2、 专一性 ；3结果：DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端 和平末端 ；经限制酶切割产生的EcoRI 限制酶 的切割产生黏性末端, SmaI限制酶 的切割产生平末端；2. “ 分子缝合针” DNA连接酶 1 两种 DNA连接酶 EcoliDNA 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 大肠杆菌 ,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 T4DNA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
3、,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. “ 分子运输车” 运载体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1 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第一步： 目的基因的猎取1. 目的基因是
4、指：编码蛋白质的结构基因；直接别离 获得,从自然界已有的物种中别离, 如从基因文库中猎取； 真核基因是人工合成 ；人工合成目的基因的常用方法有1原理： DNA双链复制2过程：第 1 步：加热至 9095DNA解链 ；反转录法 _和化学合成法 _；第 2 步：冷却到 5560,引物结合到互补 DNA链；第 3 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 因能够 表达和发挥作用 ；稳固存在 ,并且可以 遗传至下一代 ,使目的基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
5、,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：也是一段有特别结构的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 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
6、 ；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、遗传物质相对较少,最常用的原核细胞是 大肠杆菌 ,其转化方法是：先用 Ca 2+ 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2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 导入检
7、测： DNA 分子杂交技术 使用 DNA 探针 ；表达检测转录检测：分子杂交技术检测mRNA翻译检测：用相应的抗体进行抗原抗体杂交个体生物学水平鉴定：如对转基因作物进行抗虫或抗病等的接种试验；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；目的基因是否转录出了mRNA,方法是采纳 用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交；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 ,用相应的 抗体进行抗原抗体杂交 ；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,利用转基因改进植物的品质；
8、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3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页精选学
9、习资料 - - - - - - - - - 1过程：离体 的植物器官、组织或细胞2用途：愈伤组织 试管苗植物体微型繁衍、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；1过程：2诱导融合的方法：物理法包括 乙二醇 PEG作为诱导剂；离心、振动、电刺激 等；化学法一般是用 聚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
10、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外表 细胞的接触抑制 ；相互抑制 时,细胞就会 停止分裂增殖 ,这种现象称为4动物细胞培育需要满意以下条件：无菌、无毒的环境 ：4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 培育液应进行 无菌处理；通常仍要在培育液
11、中添加肯定量的 抗生素 ,以防培 养过程中的污染； 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 ；pH：；气体环境 ：95%空气5%CO 2；O2是细胞代谢 所必需的, CO 2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：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
12、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体细胞核移植技术的应用：加速家畜遗传改进进程, 促进良畜群繁育；生产宝贵的医用蛋白；用于组织器官的移植等 ；4体细胞核移植技术存在的问题：爱护濒危物种, 增大存活数量；作为异种移植的供体；克隆动物存在着 健康 问题、表现出 遗传和生理 缺陷等；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；动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同,法与植物原生质体融合的方法类似,常用的诱导因素有 电刺激 等；诱导动物细胞融合的方 聚
13、乙二醇、灭活的病毒、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、肿瘤和生物新品种培育的重要手段；诱导手段用法细胞融合的原理细胞融合的方法5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 植物体细细胞膜的流淌性去除细胞壁后诱导离心、电刺激、克服了远缘杂交的胞杂交细胞膜的流淌性原生质体融合振动,聚乙二醇不亲和性,获得杂动物细胞使细胞分散后诱导等试剂诱导种植株除应用植物细胞制备单克隆抗体的融合细胞融合杂交手段外,再技术之一加灭活的病毒诱导抗体：一个 B 淋巴细胞只分泌一种 特异性抗体 ；从血清
14、中别离出的抗体 产量低、纯度低、特异性差 ；杂交瘤细胞的特点：既能大量繁衍 ,又能产生 专一的抗体 ；单克隆抗体的优点： 特异性强,灵敏度高,并能大量制备；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 ” ,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6 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1、胚胎工程是指对动物 早期胚胎或配
15、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 ；过程：受精卵 卵裂期 桑椹胚 囊胚原肠胚；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：胚胎细胞数目到达 是全能细胞 ；4囊胚：32 个左右时, 胚胎形成致密的细胞团, 形似桑椹；特点：细胞开头显现 分化该时期细胞的 全能性仍比较高 ；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
16、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 别离出来；ES或 EK细胞,来源于 早期胚胎或从原始性腺 中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 另外,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；在体外培育的条件下,可以 遗传改造 ；3、胚胎干细胞的主要用途是：增殖 而不发生 分化 ,可进行 冷冻储存,也可进行可用于讨论哺乳动物 个体发生和发育规律 ；是在体外条件下讨论 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
17、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、少年糖尿病等；7 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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；三胚胎工程的应用1、体内受精与胚胎发育精子与卵子的发生受精作用的
18、过程：1 受精前的预备阶段精子获能： 精子必需在雌性动物的生殖道中发生相应的生理变化后,才能获得受精才能的生理现象；卵子的预备： 在输卵管中发育到 减数其次次分裂的中期 ,才具备与精子受精的才能；2 受精阶段 第一步：精子穿越放射冠和透亮带；顶体反应 使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞之间的物质；透亮带反应 是防止多精入卵受精的 第一道屏障 ；其次步：精子进入卵黄膜；卵黄膜封闭作用 是防止多精入卵受精的 其次道屏障 ；第三步：原核形成； 雄原核和雌原核形成 ；第四步：配子结合； 雌、雄原核融合形成合子 受精卵 ；1受精的标志是在透亮带和卵黄膜之间观看到两个极体；2受精完成的标志是雌、
19、雄原核的融合；2. 体外受精和胚胎的早期培育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8 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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 3 受精 ：获能处理；获能的精子和培育成
20、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 植； 3. 胚胎分割816 个细胞 阶段移1 概念：是指采纳机械方法将 早期胚胎 切割
21、 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；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；4. 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 “ 受
22、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 ；9
23、 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 供体胚胎可与受体子宫建立正常的 孕育过程中不受影响；4 基本程序主要包括 ：生理和组织 联系,但供体胚胎的 遗传特性 在对供、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
24、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；对受体母牛进行 是否妊娠 的检查；胚胎移植是胚胎工程中最终一道程序,接移植受精卵；移植胚胎来源及生殖方式：移植的胚胎必需在原肠胚之前, 不能直核移植得到的重组细胞 早期胚胎培育 无性繁衍体外受精得到的受精卵 早期胚胎培育 有性生殖体内受精得到的早期胚胎冲卵移植有性生殖促性腺激素两次使用：a. 同期发情处理； b. 超数排卵；两次检查： a. 收集胚胎检查； b. 移植后是否妊娠检查；冲卵含义：冲出早期胚胎,不是冲出卵子；对囊胚进行分割时, 要留意将内细胞团均等分割, 否就会
25、影响分割后胚胎的恢复和进一步发育；5. 试管动物、克隆动物生产过程比较1试管动物生产流程2克隆动物的培育流程10 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 试管动物生殖实质是正常的有性生殖,只不过受精、早期胚胎发育在试管中 体外 进行；克隆动物生殖的实质是无性生殖,依靠动物细胞核 高度分化的体细胞的细胞核 具有全能性；特有的操作程序是核移植！专题 4 生态工程一、 生态工程的基本原理二、生态工程建设的目的遵循自然界物质循环规律,充分发挥资源的 生产潜力 ,防止环境污染, 到达 经济效益 和生态效益 的同步进展；11 名师
26、归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 项目理论基础意义实例物质循物质循环可防止环境污染及其对系统无废弃物农业环再生原理稳固和进展的影响“ 三北防护林”物种多生态系统的稳固生物多样性程度高,可提高系建设中的单纯林问题,珊瑚礁生样性原理性统的抗击力稳固性态系统的生物多样性问题和谐与平稳原生物与环境的协生物的数量不超过环境承载太湖富养分化问理调与平稳力,可防止系统的失衡和破坏题林业建设中自然整体性原理社会 经济 自统一和谐各种关系,保证生态系统与社会、经然复合系统系统的平稳和稳固济系统的关系问题系统的结构打算系统学功能原理： 分布式转变和优化系统的结构以改桑基鱼塘优于集中式和环善功能和工程学原理式保持很高的系统生产力珊瑚礁、藻类和系统整体性原理；整体大于部分珊瑚虫的关系12 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 12 页