高中生物選修3知識點總結

高中生物選修3知識點總結高中生物選修3知識點總結高中生物選修3知識點總結V:1.0精細整理，僅供參考高中生物選修3知識點總結日期：20xx年X月選修3知識點復習專題1

基因工程（一）基因工程又叫基因拼接技術或DNA重組技術。原理是基因重組，操作水平是分子水平。優(yōu)點：打破物種界限；定向地改造生物的遺傳性狀。（二）基因工程的基本工具1.“分子手術刀”——限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）（1）來源：主要從原核生物中分離純化出來。（2）功能：使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開（3）特點具有專一（特異）性。（4）結果：經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。2.“分子縫合針”——DNA連接酶（1）兩種DNA連接酶（E·coliDNA連接酶和T4-DNA連接酶）的比較：①相同點：都縫合磷酸二酯鍵。②區(qū)別：E·coliDNA連接酶只能連接黏性末端；而T4DNA連接酶能縫合兩種末端，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聚合酶只能將單個脫氧核苷酸加到已有的脫氧核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵。3.“分子運輸車”——載體（1）載體具備的條件：①能夠穩(wěn)定保存并復制；②有一至多個限制酶酶切位點③含有標記基因，便于篩選。④對受體細胞無害。（2）最常用的載體是質(zhì)粒，化學本質(zhì)是DNA分子。（3）其它載體：λ噬菌體的衍生物、動植物病毒（三）基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的獲取1.目的基因主要是指編碼蛋白質(zhì)的結構基因。2.基因文庫包括基因組文庫和cDNA文庫。二者的區(qū)別：文庫類型文庫大小基因中是否有啟動子基因中是否有內(nèi)含子基因多少物種間基因交流cDNA文庫小無無某種生物的部分基因可以基因組文庫大有有某種生物的全部基因部分基因可以3.人工合成目的基因的兩個條件：基因比較?。缓塑账嵝蛄幸阎?。4.PCR技術擴增目的基因（1）PCR是多聚酶鏈式反應的縮寫，原理DNA雙鏈復制。（2）過程：第一步變性：加熱至90～95℃，DNA解鏈，不需要解旋酶；第二步復性：冷卻到55～60℃，引物結合到互補DNA鏈。變性和復性利用了DNA的熱變性原理；第三步延伸：加熱至70～75℃，熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始互補鏈的合成。第二步：基因表達載體的構建基因表達載體的組成：除了目的基因外，還必須有啟動子、終止子、標記基因等。啟動子是RNA聚合酶識別和結合的部位。標記基因的作用：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。常用的標記基因是抗生素基因。第三步：將目的基因?qū)胧荏w細胞常用的導入方法：將目的基因?qū)胫参锛毎翰捎米疃嗟姆椒ㄊ寝r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，其次還有基因槍法和花粉管通道法等。將目的基因?qū)雱游锛毎鹤畛Ｓ玫姆椒ㄊ秋@微注射法。此方法的受體細胞多是受精卵。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Ca2+處理細胞，使其成為感受態(tài)細胞，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。第四步：目的基因的檢測和鑒定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DNA分子雜交技術。2.其次還要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，方法是分子雜交技術。3.最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應的抗體進行抗原－抗體雜交。4.有時還需進行個體生物學水平的鑒定。如：轉(zhuǎn)基因抗蟲植物是否出現(xiàn)抗蟲性狀。（四）基因工程的應用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：3.基因治療是把正常基因?qū)氩∪说捏w內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療的目的，這是治療遺傳病最有效的手段。（五）蛋白質(zhì)工程的概念：基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)工程師在基因工程的基礎上，延伸出來的第二代基因工程?；就緩绞牵簭念A期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設計預期的蛋白質(zhì)結構→推測應有的氨基酸序列→找到相對應的脫氧核苷酸序列。專題2細胞工程（一）植物細胞工程1.植物組織培養(yǎng)技術（1）原理：植物細胞的全能性（2）過程：離體的植物器官、組織或細胞脫分化愈傷組織再分化植物體常用的植物激素生長素和細胞分裂素。（3）用途：微型繁殖、作物脫毒（選材應該選擇莖尖組織）、制造人工種子、單倍體育種（最大的優(yōu)點是明顯縮短育種年限，得到的全為純種）、篩選突變體、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。2.植物體細胞雜交技術（1）原理：細胞膜的流動性、植物細胞的全能性（2）過程：去壁的方法：酶解法；誘導融合的方法：物理法包括離心、振動、電激等?；瘜W法是用聚乙二醇（PEG）作為誘導劑。（3）意義：克服了遠緣雜交不親和的障礙。（二）動物細胞工程動物細胞工程中常用的技術手段有動物細胞培養(yǎng)、動物細胞核移植、動物細胞融合、生產(chǎn)單克隆抗體等，其中，動物細胞培養(yǎng)是其他技術的基礎。1.動物細胞培養(yǎng)（1）流程：取動物組織塊→剪碎→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞→制成細胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進行原代培養(yǎng)→貼滿瓶壁的細胞重新用胰蛋白酶處理分散成單個細胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)。（2）懸液中分散的細胞很快就貼服在瓶壁上，稱為細胞貼壁。細胞數(shù)目不斷增多，當貼壁細胞分裂生長到表面接觸時，細胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。（3）動物細胞培養(yǎng)需要滿足以下條件①無菌、無毒的環(huán)境：培養(yǎng)液應進行無菌處理。通常還要在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，以防培養(yǎng)過程中的污染。此外，應定期更換培養(yǎng)液，防止代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害。②營養(yǎng)：培養(yǎng)基成分：糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽等。通常需加血清、血漿等天然成分。③溫度和PH：適宜溫度：哺乳動物多是36.5℃＋0.5④氣體環(huán)境：（4）動物細胞培養(yǎng)技術的應用：制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測有毒物質(zhì)。2.動物體細胞核移植技術和克隆動物（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：比較大，容易操作；細胞質(zhì)多，營養(yǎng)豐富；含有多種促進細胞發(fā)揮全能性的物質(zhì)。（3）體細胞核移植的大致過程是：（書本P74）供體體細胞→細胞培養(yǎng)→將供體細胞↓注入（胚胎移植）卵巢中卵母細胞（M=2\*ROMANII中期）→去核→去核卵母細胞重組胚胎代孕動物遺傳基礎相同的犢牛3.動物細胞融合（1）動物細胞融合也稱細胞雜交，原理是細胞膜的流動性。（2）誘導動物細胞融合方法與植物原生質(zhì)體融合方法類似，常用的誘導因素有PEG、滅活的病毒、電激等。（3）動物細胞融合的意義：克服了遠緣雜交的不親和的障礙，成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物新品種培育的重要手段。4.單克隆抗體（1）單克隆抗體的制備過程：給小鼠注射特定抗原蛋白→分離出B淋巴細胞融合（選擇）培養(yǎng)基培養(yǎng)骨髓瘤細胞→骨髓瘤細胞多種雜交細胞雜交瘤細胞單克隆抗體克隆體內(nèi)培養(yǎng)單克隆抗體專一抗體檢測陽性細胞體外培養(yǎng)（2）雜交瘤細胞的特點：既能大量增殖，又能產(chǎn)生專一的抗體。（3）單克隆抗體的優(yōu)點：特異性強，靈敏度高，并能大量制備。（4）單克隆抗體的作用：①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)生特異性結合，具有準確、高效、簡易、快速的優(yōu)點。②用于治療疾病和運載藥物：可制成“生物導彈”，將藥物定向帶到癌細胞所在位置。專題3胚胎工程（一）體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育1.胚胎工程是指對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術。2.精子和卵子的發(fā)生（1）精子的發(fā)生：①場所：睪丸。②時間：初情期至生理機能衰退。③精子發(fā)生的三個階段有絲分裂、減數(shù)分裂和變形。④精子變形：細胞核變?yōu)榫拥念^部的主要部分；高爾基體發(fā)育為頂體；中心體演變?yōu)榫拥奈?；線粒體聚集在尾的基部形成線粒體鞘，其他物質(zhì)濃縮為球狀的原生質(zhì)滴，最后脫落。（2）卵子的發(fā)生①場所：卵巢和輸卵管。②卵子發(fā)生過程中：減數(shù)第一次分裂發(fā)生在排卵前后（時候），減數(shù)第二次分裂發(fā)生在受精作用過程中。3.受精（1）場所：輸卵管。（2）剛排出的精子，不能立即與卵子結合，必須在雌性動物生殖道內(nèi)發(fā)生相應生理變化后，才能獲得受精能力，這一生理現(xiàn)象成為精子獲能。排出的卵子要在輸卵管內(nèi)進一步成熟，當達到減數(shù)第二次分裂中期時期時，才具備與精子受精的能力。（3）受精的過程：精子穿越放射冠和透明帶，進入卵黃膜，原核形成和配子結合。透明帶反應和卵黃膜封閉作用是防止多精入卵的兩道屏障。（4）判斷卵子是否受精的標志是在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體。4.胚胎發(fā)育（1）卵裂期：特點：細胞進行有絲分裂，細胞數(shù)量不斷增加，但胚胎的總體積并不增加，或略有減小。（2）桑椹胚：特點：胚胎細胞數(shù)目達到32個左右時，胚胎形成致密的細胞團，形似桑椹。是全能細胞。（3）囊胚：特點：細胞開始出現(xiàn)分化（該時期細胞的全能性仍比較高）。聚集在胚胎一端個體較大的細胞稱為內(nèi)細胞團，將來發(fā)育成胎兒的各種組織。中間的空腔稱為囊胚腔。滋養(yǎng)層細胞則發(fā)育為胎兒的胎膜和胎盤。（4）原腸胚：有了三胚層的分化，內(nèi)胚層包圍的腔叫原腸腔。（二）體外受精和早期胚胎培養(yǎng)1.卵母細胞的采集和培養(yǎng)：對實驗動物如小鼠、兔以及家畜豬、羊等，等，用促性腺激素處理，從輸卵管沖取卵子（可直接受精）；對大家畜或大型，如牛，從卵巢中采集卵母細胞（要在體外培養(yǎng)成熟）。2.精子的采集和獲能：采集的方法有假陰道法、手握法、點刺激法等；獲能的方法有兩種：對嚙齒動物、家兔和豬等動物的精子，一般采用培養(yǎng)法；對牛、羊等家畜的精子，常采用化學法，即將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中，誘導獲能。3.體外受精：可在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程。4.早期胚胎培養(yǎng)：培養(yǎng)液的成分除一些無機鹽和有機鹽類外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分，以及血清等物質(zhì)。（三）胚胎工程的應用1.胚胎移植胚胎移植是胚胎工程其他技術的最后一道“工序”。（1）生理學基礎：①動物發(fā)情排卵后，同種動物的供、受體生殖器官的生理變化。這就為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境。②早期胚胎在一定時間內(nèi)處于游離狀態(tài)。這為胚胎的收集提供了可能。③受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥。這為胚胎在受體的存活提供了可能。④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。（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)良個體的繁殖潛力。（3）基本程序主要包括：①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。并用孕激素進行同期發(fā)情，用促性腺激素對供體母牛做超數(shù)排卵處理。②配種或人工受精。③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)的早期胚胎沖洗出來(也叫沖卵)。對胚胎進行質(zhì)量檢查，此時的胚胎應發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段。直接向受體移植或放入-196℃④對早期胚胎進行移植。⑤移植后的檢查。對受體母牛進行是否妊娠的檢查。2.胚胎分割（1）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。（2）材料：發(fā)育良好，形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。（3）操作過程：對囊胚階段的胚胎分割時，要將內(nèi)細胞團均等分割，否則影響分割后胚胎的進一步發(fā)育。3.胚胎干細胞（1）哺乳動物的胚胎干細胞簡稱ES或EK細胞，是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞。（2）具有胚胎細胞的特性，在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小，細胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細胞。專題4生物技術的安全性和倫理問題（一）轉(zhuǎn)基因生物的安全性爭論：閱讀課本P87-93（二）生物技術的倫理問題克隆人：中國政府的態(tài)度：禁止生殖性克隆。四不原則：不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人的實