選修三知識點總結(jié)

1、選修3現(xiàn)代生物科技專題知識點總結(jié) 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，進行嚴格的設(shè)計，通過體外 重組和 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NA分子水平上進行設(shè)計和施工的，又叫做DNA重組技術(shù)。（一）基因工程的基本工具1.“分子手術(shù)刀” （1）來源：主要是從 中分離純化出來的。（2）功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的 斷開，因此具有專一性。（3）結(jié)果：經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式： 末端或 端。2.“分子縫合針” 連接酶(1)兩種DNA連接酶

2、（ DNA連接酶和 DNA連接酶）的比較：相同點：都縫合 鍵。區(qū)別：EcoliDNA連接酶來源于大腸桿菌，只能將雙鏈DNA片段互補的 之間的磷酸二酯鍵連接起來；而T4DNA連接酶能縫合 末端，但連接平末端的之間的效率較低。(2)與DNA聚合酶作用的異同:DNA聚合酶只能將 加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接 的末端，形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶DNA聚合酶不同點連接的DNA雙鏈單鏈模板不要模板要模板連接的對象2個DNA片段單個脫氧核苷酸加到已存在的單鏈DNA片段上相同點作用實質(zhì)形成磷酸二酯鍵化學(xué)本質(zhì)蛋白質(zhì)3.“分子運輸車” （1）載體具備的條件：能在受體細胞中復(fù)制并

3、穩(wěn)定保存。具有一至多個限制酶切點，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 ，它是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單的、獨立于細菌擬核之外，并具有自我復(fù)制能力的雙鏈 DNA分子。（3）其它載體： 的衍生物、 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反轉(zhuǎn)錄法_和化學(xué)合成法。3.PCR技術(shù)擴增目的基因（1）PCR的含義：是一項在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。（2）目的：獲取大量的目的基因（3）原理：DNA雙鏈復(fù)制（4）過程

4、：第一步：加熱至9095DNA解鏈為單鏈；第二步：冷卻到5560，引物與兩條單鏈DNA結(jié)合；第三步：加熱至7075， 聚合酶從引物起始進行互補鏈的合成。第二步：基因表達載體的構(gòu)建1.目的：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。2.組成：目的基因 標(biāo)記基因（1）啟動子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，是 聚合酶識別和結(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：是為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。常用的

5、標(biāo)記基因是抗生素基因。第三步：將目的基因?qū)胧荏w細胞1.轉(zhuǎn)化的概念：是目的基因進入受體細胞內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程。2.常用的轉(zhuǎn)化方法：將目的基因?qū)胫参锛毎翰捎米疃嗟姆椒ㄊ?轉(zhuǎn)化法，其次還有 法和 通道法等。將目的基因?qū)雱游锛毎鹤畛Ｓ玫姆椒ㄊ?技術(shù)。方法的受體細胞多是 。將目的基因?qū)胛⑸锛毎涸松镒鳛槭荏w細胞的原因是繁殖快、多為單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少 ，最常用的原核細胞是大腸桿菌，其轉(zhuǎn)化方法是：先用 處理細胞，使其成為 ，再將重組表達載體DNA分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細胞混合，在一定的溫度下促進感受態(tài)細胞吸收DNA分子，完成轉(zhuǎn)化過程。3.重組細胞導(dǎo)入受體細胞后

6、，篩選含有基因表達載體受體細胞的依據(jù)是標(biāo)記基因是否表達。第四步：目的基因的檢測和表達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 技術(shù)。2.其次還要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出 ，方法是采用 技術(shù)。3.最后檢測目的基因是否翻譯成 ，方法是采用 技術(shù)。4.有時還需進行個體生物學(xué)水平的鑒定。如生物 的鑒定等。（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)，使該基因表達產(chǎn)物發(fā)揮作用。4.基因診斷：又稱為DNA診斷，是采用

7、基因檢測的方法來判斷患者是否出現(xiàn)了基因異常或攜帶病原體。（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)）轉(zhuǎn)錄 翻譯蛋白質(zhì)工程與基因工程區(qū)別蛋白質(zhì)工程基因工程實質(zhì)通過改造 ，以定向改造天然蛋白質(zhì)，甚至創(chuàng)造自然界不存在的蛋白質(zhì)將 從供體轉(zhuǎn)移到受體細胞，并在受體細胞中表達結(jié)果合成自然界 的蛋白質(zhì)只能生產(chǎn)自然界 的蛋白質(zhì)聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上，延伸出的第二代基因工程專題2 細胞工程（一）植物細胞工程 1.理論基

8、礎(chǔ)（原理）：細胞 全能性表達的難易程度：受精卵生殖細胞干細胞體細胞；植物細胞動物細胞2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)（1）過程：離體的植物器官、組織或細胞 愈傷組織 試管苗 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、植物體細胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。3.植物體細胞雜交技術(shù)（1）過程： ： ： ： ： ： （2）誘導(dǎo)融合的方法：物理法包括 等。化學(xué)法一般是用 （PEG）作為誘導(dǎo)劑。（3）意義： 。（二）動物細胞工程 1.動物細胞培養(yǎng)（1）概念：動物細胞培養(yǎng)就是從動物機體中取出相關(guān)的組織，將它分散成 ，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，

9、讓這些細胞生長和繁殖。（2）動物細胞培養(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）剪碎用 處理分散成單個細胞制成 轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進行 培養(yǎng)貼滿瓶壁的細胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞繼續(xù) 培養(yǎng)。（3）細胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上，稱為 。細胞數(shù)目不斷增多，當(dāng)貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會 分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的 。（4）動物細胞培養(yǎng)需要滿足以下條件無菌、無毒的環(huán)境：培養(yǎng)液應(yīng)進行無菌處理。通常還要在培養(yǎng)液中添加一定量的 ，以防培養(yǎng)過程中的污染。此外，應(yīng)定期 ，防止代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害。營養(yǎng)：合成培養(yǎng)基成分：糖、氨基酸、

10、促生長因子、無機鹽、微量元素等。通常需加入 等天然成分。溫度：適宜溫度：哺乳動物多是36.50.5；pH：7.27.4。氣體環(huán)境：95%空氣5%CO2。O2是 所必需的，CO2的主要作用是 。（5）動物細胞培養(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)研究的各種細胞。2.動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物（1）哺乳動物核移植可以分為胚胎細胞核移植（比較容易）和體細胞核移植（比較難）。（2）選用去核卵(母)細胞的原因：卵(母)細胞比較大，容易操作；卵(母)細胞細胞質(zhì)多，營養(yǎng)豐富。（3）體細胞核移植的大致過程是：（下圖）（4）體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用：加速家畜遺傳改良進程，促進良畜

11、群繁育； 保護瀕危物種，增大存活數(shù)量；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）體細胞核移植技術(shù)存在的問題：克隆動物存在著健康問題、表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等。3.動物細胞融合（1）動物細胞融合也稱細胞雜交，是指兩個或多個動物細胞結(jié)合形成一個細胞的過程。融合后形成的具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞，稱為雜交細胞。（2）動物細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）動物細胞融合的意義：克服了 ，成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物生物新品種培育的重要手段。（

12、4）動物細胞融合與植物體細胞雜交的比較：細胞工程植物體細胞雜交動物細胞融合理論基礎(chǔ)細胞的全能性、細胞膜的流動性細胞增殖、細胞膜的流動性融合前處理酶解法去除細胞壁（纖維素酶、果膠酶）注射特定抗原，免疫處理正常小鼠誘導(dǎo)手段物理法:離心、振動、電激化學(xué)法：聚乙二醇（PEG）物理法:離心、振動、電激化學(xué)法：聚乙二醇生物法：滅活的病毒（滅活的仙臺病毒）誘導(dǎo)過程第一步：原生質(zhì)體的制備（酶解法）第二步：原生質(zhì)體融合（物、化法）第三步：雜種細胞的篩選和培養(yǎng)第四步：雜種植株的誘導(dǎo)與鑒定正常小鼠免疫處理動物細胞的融合（物、化、生法）雜交瘤細胞的篩選與培養(yǎng)專一抗體檢驗陽性細胞培養(yǎng)單克隆抗體的提純用途和意義克服遠緣雜

13、交的不親和障礙制備單克隆抗體、“生物導(dǎo)彈”治療癌癥4.單克隆抗體（1）抗體：一個B淋巴細胞只分泌一種 。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）雜交瘤細胞的特點：既能 ，又能產(chǎn)生 。（4）單克隆抗體的優(yōu)點： 。（5）單克隆抗體的作用： 作為診斷試劑：準確識別各種抗原物質(zhì)的細微差異，并跟一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，具有準確、高效、簡易、快速的優(yōu)點。 用于治療疾病和運載藥物：主要用于治療癌癥治療，可制成“ ”，也有少量用于治療其它疾病。專題3 胚胎工程一、動物胚胎發(fā)育的基本過程1.體外受精和胚胎的早期培養(yǎng)(1)卵母細胞的采集和培養(yǎng)：用 激素處理，使其排出更多的卵

14、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：從剛屠宰母畜的卵巢中采集卵母細胞；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胞。采集的卵母細胞，都要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后，才能與 精子受精。(2) 精子的采集和獲能：在體外受精前，要對精子進行 處理。(3) 受精：獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵細胞在獲能溶液或?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，除一些無機鹽和有機鹽外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分，以及 等物

15、質(zhì)。當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動物胚胎移植的時間不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚階段才能進行移植，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4個細胞階段移植)二、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、 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。）(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)良個體的繁殖能力。(3) 生理學(xué)

16、基礎(chǔ)：動物發(fā)情排卵后，同種動物的供、受體具有相同的生理環(huán)境。早期胚胎在一定時間內(nèi)處于 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 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，供體和受體是同一物種。并用激素進行 處理，用 激素對供體母牛做 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(也叫沖卵)。對胚

17、胎進行質(zhì)量檢查，此時的胚胎應(yīng)發(fā)育到桑椹或胚囊胚階段。直接向受體移植或放入196的液氮中保存。對胚胎進行移植。移植后的檢查。對受體母牛進行是否妊娠的檢查。三、.胚胎分割(1)概念：是指采用機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胎的技術(shù)。(2)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，形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的發(fā)育過程中，細胞開始分化，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)細胞團 分割，否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育。專題4 生物技術(shù)的安全性和倫理問題（了解）（一）轉(zhuǎn)基

18、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、重組出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通過食物鏈進入人體正方觀點：不改變生物原有的分類地位、減少農(nóng)藥使用、保護農(nóng)田土壤環(huán)境（二）生物技術(shù)的倫理問題(1)克隆人：兩種不同觀點，多數(shù)人持