高中生物選修3知識點(diǎn)總結(jié)

選修3易考學(xué)問點(diǎn)背誦

專題1基因工程

基因工程的概念

基因工程是指根據(jù)人們的愿望，進(jìn)展嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù),

給予生物以新的遺傳特性,創(chuàng)建出更符合人們須要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。基因工程

是在DNA分子程度上進(jìn)展設(shè)計(jì)和施工的,又叫做DNA重組技術(shù)。

(一)基因工程的根本工具

1.“分子手術(shù)刀“一一限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)

(1)來源：主要是從原核生物中分別純化出來的。

(2)功能：可以識別雙鏈DNA分子的某種特定的核昔酸序列，并且使每一條鏈中黃定部

位的兩個(gè)核昔酸之間的磷酸二酯鍵斷開,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：黏性末端和平末端。

2.“分子縫合針”一一DNA連接酶

⑴兩種DNA連接酶(E-coliDNA連接酶和T+DNA連接酶)的比擬：

①一樣點(diǎn)：都縫合磷酸二酯鍵。

②區(qū)分：E-coliDNA連接酶來源于T,噬菌體,只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間

的磷酸二酯鍵連接起來；而T&DNA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)及DNA聚合酶作用的異同:DNA聚合酶只能將蚯核苴酸加到已有的核甘酸片段的末

端，形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個(gè)DNA片段的末端,形成磷酸二酯鍵。

3.“分子運(yùn)輸車”一一載體

(1)載體具備的條件：①能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存。

②具有一至多個(gè)限制酶切點(diǎn)，供外源DNA片段插入。

③具有標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。

(2)最常用的載體是質(zhì)粒，它是一種袒露的、構(gòu)造簡潔的、獨(dú)立于細(xì)菌染色體之外,并具

有自我復(fù)制實(shí)力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。

(3)其它載體：噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒

(-)基因工程的根本操作程序

第一步：目的基因的獲得

1.目的基因是指：編碼蛋白質(zhì)的構(gòu)造基因。

2.原核基因?qū)嵭懈纱喾謩e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(kuò)增目的基因

(1)原理：DNA雙鏈復(fù)制

(2)過程：第一步：加熱至90?95CDNA解鏈；第二步:冷卻到55?60℃,引物結(jié)合到

互補(bǔ)DNA鏈；第三步:加熱至70?75℃,熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始互補(bǔ)鏈的合成。

第二步：基因表達(dá)載體的構(gòu)建

L目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳至下一代,使目的基因可以表

達(dá)和發(fā)揮作用。

2.組成：目的基因+啟動(dòng)子+終止子+標(biāo)記基因

(1)啟動(dòng)子：是一段有特別構(gòu)造的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶識別和結(jié)

合的部位，能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,最終獲得所需的蛋白質(zhì)。

（2）終止子：也是一段有特別構(gòu)造的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(xì)胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因

的細(xì)胞挑選出來。常用的標(biāo)記基因是抗生素基因。

第三步：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞

L轉(zhuǎn)化的概念：是目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。

2.常用的轉(zhuǎn)化方法：

將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞：采納最多的方法是農(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?dòng)物細(xì)胞：最常用的方法是顯微注射技術(shù)。此方法的受體細(xì)胞多是筌精

卵。

將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞：原核生物作為受體細(xì)胞的緣由是繁殖快、多為單細(xì)胞、遺

傳物質(zhì)相對較少，最常用的原核細(xì)胞是大腸桿菌，其轉(zhuǎn)化方法是：先用處理細(xì)胞,

使其成為感受態(tài)細(xì)胞，再將重組表達(dá)載體DNA分子溶于緩沖液中及感受態(tài)細(xì)胞混合,

在確定的溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞汲取DNA分子，完成轉(zhuǎn)化過程。

3.重組細(xì)胞導(dǎo)入受體細(xì)胞后，挑選含有基因表達(dá)載體受體細(xì)胞的根據(jù)是標(biāo)記基因是否表達(dá)。

第四步：目的基因的檢測和表達(dá)

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,方法是采納DNA分子雜

交技術(shù)。

2.其次還要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA,方法是采納用標(biāo)記的目的基因作探針及

mRNA雜交。

3.最終檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì),方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取遁白質(zhì)，用相應(yīng)的

抗體進(jìn)展抗原一抗體雜交。

4.有時(shí)還需進(jìn)展個(gè)體生物學(xué)程度的鑒定。如轉(zhuǎn)基因抗蟲植物是否出現(xiàn)抗蟲性狀。

（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)基因改進(jìn)植物的品質(zhì)。

2.動(dòng)物基因工程：進(jìn)步動(dòng)物生長速度、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物消費(fèi)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(dá)產(chǎn)物發(fā)揮作用。

（四）蛋白質(zhì)工程的概念

蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的構(gòu)造規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為根底,通過基因修飾或

基因合成,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)展改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿意人類的消費(fèi)和生活的

需求。（基因工程在原則上只能消費(fèi)自然界已存在的蛋白質(zhì)）

轉(zhuǎn)錄翻譯

專題2細(xì)胞工程

（一）植物細(xì)胞工程

1.理論根底（原理）：細(xì)胞全能性

全能性表達(dá)的難易程度：受精卵〉生殖細(xì)胞〉干細(xì)胞＞體細(xì)胞;植物細(xì)胞＞動(dòng)物細(xì)胞

2.植物組織培育技術(shù)

（1）過程：離體的植物器官、組織或細(xì)胞一-＞愈傷組織一-＞試管苗一一植物體

（2）用處：微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化消費(fèi)。

(3)地位：是培育轉(zhuǎn)基因植物、植物體細(xì)胞雜交培育植物

新品種的最終一道工序。

3.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)

(1)過程：

(2)誘導(dǎo)交融的方法：物理法包括離心、振動(dòng)、電刺激等。

化學(xué)法一般是用聚乙二醇(PEG)作為誘導(dǎo)劑。

(3)意義：克制了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。

(二)動(dòng)物細(xì)胞工程

1.動(dòng)物細(xì)胞培育

(1)概念：動(dòng)物細(xì)胞培育就是從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組

織，將它分散成單個(gè)細(xì)胞,然后放在相宜的培直

基中，讓這些細(xì)胞生長和繁殖。

(2)動(dòng)物細(xì)胞培育的流程：取動(dòng)物組織塊(動(dòng)物胚胎或幼

齡動(dòng)物的器官或組織)一剪碎一用胰蛋白酶或膠原蛋

白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞-制成細(xì)胞懸液一轉(zhuǎn)入培育

瓶中進(jìn)展原代培育一貼滿瓶壁的細(xì)胞重新用胰蛋白酶

或膠原蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞接著傳代培育。

(3)細(xì)胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附

在瓶壁上,稱為細(xì)胞貼壁。細(xì)胞數(shù)目不斷增多，當(dāng)貼

壁細(xì)胞分裂生長到外表互相抑制時(shí)，細(xì)胞就會停頓分

裂增殖,這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。

(4)動(dòng)物細(xì)胞培育須要滿意以下條件

①無菌、無毒的環(huán)境:培育液應(yīng)進(jìn)展無菌處理。通常還要在培育液中添加確定量的抗生素,

以防培育過程中的污染。此外，應(yīng)定期更換培育液，防止代謝產(chǎn)物

積累對細(xì)胞自身造成危害。

②養(yǎng)分:合成培育基成分：糖、氨基酸、促生長因子、無機(jī)鹽、微量元素等。通常需參加

血清、血漿等自然成分。

③溫度:相宜溫度：哺乳動(dòng)物多是36.5℃+0.5℃；pH：7.2?7.4。

④氣體環(huán)境:95%空氣+5%C02。0。是細(xì)胞代謝所必需的,CO?的主要作用是維持培育液的pH。

(5)動(dòng)物細(xì)胞培育技術(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)、培育

醫(yī)學(xué)探討的各種細(xì)胞。

2.動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物

(1)哺乳動(dòng)物核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植(比擬簡潔)和體細(xì)胞核移植(比擬難)。

(2)選用去核卵(母)細(xì)胞的緣由：卵(母)細(xì)胞比擬大，簡潔操作;卵(母)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)多,

養(yǎng)分豐富。

(3)體細(xì)胞核移植的大致過程是：(右圖)

核移植

胚胎移植

(4)體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用：

①加速家畜遺傳改進(jìn)進(jìn)程，促進(jìn)良畜群繁育；②愛護(hù)瀕危物種，增大存活數(shù)量；

③消費(fèi)寶貴的醫(yī)用蛋白；④作為異種移植的供體；

⑤用于組織器官的移植等。

(5)體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題：

克隆動(dòng)物存在著安康問題、表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等。

3.動(dòng)物細(xì)胞交融

(1)動(dòng)物細(xì)胞交融也稱細(xì)胞雜交,是指兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過程。

交融后形成的具有原來兩仝或多企細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞，稱為雜交細(xì)胞。

(2)動(dòng)物細(xì)胞交融及植物原生質(zhì)體交融的原理根本一樣，誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞交融的方法及植

物原生質(zhì)體交融的方法類似，常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激等。

(3)動(dòng)物細(xì)胞交融的意義：克制了遠(yuǎn)緣雜交的不親和性,成為探討細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、

腫瘤和生物新品種培育的重要手段o

(4)動(dòng)物細(xì)胞交融及植物體細(xì)J庖雜交的比擬：

比擬工程細(xì)胞交融的原理細(xì)胞交融的方法誘導(dǎo)手段用法

植物體細(xì)細(xì)胞膜的流淌性去除細(xì)胞壁后誘離心、電刺激、克制了遠(yuǎn)緣雜交

胞雜交導(dǎo)原生質(zhì)體交融振動(dòng)，聚乙二醇的不親和性,獲得

等試劑誘導(dǎo)雜種植株

動(dòng)物細(xì)胞細(xì)胞膜的流淌性使細(xì)胞分散后誘除應(yīng)用植物細(xì)胞制備單克隆抗體

交融導(dǎo)細(xì)胞交融雜交手段外，再加的技術(shù)之一

滅活的病毒誘導(dǎo)

4.單克隆抗，體

(1)抗體：一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。從血清中分別出的抗體產(chǎn)量低、純

度低、特異性差。

(2)單克隆抗體的制備過程:

抗原注入小鼠體內(nèi)

(3)雜交瘤細(xì)胞的特電聞能大量繁殖，又能產(chǎn)生專一的抗體。

單克隆蘋休的優(yōu)』?特導(dǎo)性瑞\靈敏度高，并能大■&制名C

(4)

(5)單克隆人B淋巴細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞

①作為診斷試劑:精確識別各種抗原并跟確定抗原發(fā)生特異性結(jié)合,

具有精確、高效、簡易、快速的優(yōu)點(diǎn)。I細(xì)胞交融

②用于治療疾病和運(yùn)載藥物:4雜交瘤細(xì)胞可制成“生物導(dǎo)彈”，也有少量

用于治療其它疾病。

細(xì)胞培

專題3胚胎工程選擇培育細(xì)胞

「富%黑鬻曲%所進(jìn)展…乍和處理技術(shù),如3

培育基,

體外受精、胚胎分割、等技］住處翳上&獲得的胚胎,還需移植到

雌性動(dòng)物體內(nèi)消費(fèi)從腹水提取息人類的各種需求。i從培育液提

2、動(dòng)物胚胎發(fā)育的根本過程單克隆抗體

(1)受精場所是母體的輸卵管上段。

(2)卵裂期：特點(diǎn)：細(xì)胞有絲分裂,細(xì)胞數(shù)量不斷增加，但胚胎的總體體積并不增加,

或略有減小。

(3)桑松胚：特點(diǎn)：胚胎細(xì)胞數(shù)目到達(dá)32個(gè)左右時(shí)，胚胎形成致密的細(xì)胞團(tuán)，形似桑棋。

是全能細(xì)胞。

(4)囊胚：特點(diǎn)：細(xì)胞開場出現(xiàn)分化(該時(shí)期細(xì)胞的全能性仍比擬高)-聚集在胚胎

一端個(gè)體較大的細(xì)胞稱為內(nèi)細(xì)胞團(tuán),將來發(fā)育成胎兒的各種組織。中間的空腔稱為囊胚腔。

(5)原腸胚：特點(diǎn)：有了三胚層的分化,具有囊胚腔和原腸腔。

(二)胚胎干細(xì)胞

1、哺乳動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞簡稱ES或EK細(xì)胞，來源于早期胚胎或從原始性腺中分別出來。

2、具有胚胎細(xì)胞的特性,在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小,細(xì)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(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。另外，在體外培育的條

件下，可以增殖而不發(fā)生分化,可進(jìn)展冷凍保存,也可進(jìn)展遺傳改造。

3、胚胎干細(xì)胞的主要用處是：

①可用于探討哺乳動(dòng)物個(gè)體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律;

②是在體外條件下探討細(xì)胞會化的志向材料，在培育液中參加分化誘導(dǎo)因子,如牛黃酸等

化學(xué)物質(zhì)時(shí)，就可以誘導(dǎo)ES細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化，這為提醒細(xì)胞分化和細(xì)

胞遁亡的機(jī)理供應(yīng)了有效的手段；

③可以用于治療人類的某些頑疾,如帕金森綜合癥、少年糖尿病等；

④利用可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞的特性,移植ES細(xì)胞可使壞死或退化的部位得

以修復(fù)并復(fù)原正常功能；

⑤隨著組織工程技術(shù)的開展，通過ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化,定向培育出人造組織器官,用

于器官移植,解決供體器官缺乏和器官移植后免疫排擠的問題。

(三)胚胎工程的應(yīng)用

1.體外受精和胚胎的早期培育

⑴卵母細(xì)胞的采集和培育：

主要方法：用促性腺激素處理,使其排出更多的卵子，然后，從輸卵管中沖取卵子,干脆

及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(xì)胞;第三種方

法是借助超聲波探測儀、腹腔鏡等干脆從活體動(dòng)物的卵巢中汲取卵母細(xì)胞。采集的卵母細(xì)

胞，都要在體外經(jīng)人工培育成熟后,才能及獲能的精子受精。

(2)精子的采集和獲能：在體外受精前，要對精子進(jìn)展獲能處理。

(3)受精：獲能的精子和培育成熟的卵細(xì)胞在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程。

(4)胚胎的早期培育：精子及卵子在體外受精后，應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培育液中接著培

育，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育實(shí)力。培育液成分較困難，除一些無機(jī)鹽和有機(jī)鹽外，

還需添加維生素、激素、氨基酸、核昔酸等養(yǎng)分成分,以及血清等物質(zhì)。當(dāng)胚胎發(fā)育到相

宜的階段時(shí)，可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同。(牛、

羊一般要培育到桑梅胚或囊胚階段才能進(jìn)展移植,小鼠、家兔等試驗(yàn)動(dòng)物可在更早的階段

移植，人的體外受精胚胎可在8~16個(gè)細(xì)胞階段移植。)

2.胚胎移植

⑴胚胎移植是指將雌性動(dòng)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、生理狀態(tài)一樣的其它雌性動(dòng)物的體內(nèi),使之接著發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。其中

供應(yīng)胚胎的個(gè)體稱為“供體”，承受胚胎的個(gè)體稱為“受體”。(供體為優(yōu)良品種,作為

受體的雌性動(dòng)物應(yīng)為常見或存量大的品種。)

地位：如轉(zhuǎn)基因、核移植，或體外受精等任何一項(xiàng)胚胎工程技術(shù)所消費(fèi)的胚胎,都必需經(jīng)

過胚胎移植技術(shù)才能獲得后代，是胚胎工程的最終一道“工序”。

(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(gè)體的繁殖實(shí)

力。

(3)生理學(xué)根底：①動(dòng)物發(fā)情排卵后，同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的生理變更是一樣的。

這就為供體的胚胎移入受體供應(yīng)了一樣的生理環(huán)境。

②早期胚胎在確定時(shí)間內(nèi)處于游離狀態(tài)。這就為胚胎的搜集供應(yīng)了可能。

③受體對移入子宮的外來胚胎不發(fā)生免疫排擠反響。這為胚胎在受體的存活供應(yīng)了可能。

④供體胚胎可及受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)絡(luò),但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程

中不受影響。

(4)根本程序主要包括：

①對供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和消費(fèi)性能優(yōu)秀的供體,有安康的體質(zhì)和正常

繁殖實(shí)力的受體,供體和受體是同二物種。并用激素進(jìn)展同期發(fā)情處理,用促性腺激素對

供體母牛做超數(shù)排卵處理。

②配種或人工授精。

③對胚胎的搜集、檢查、培育或保存。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)。對胚胎進(jìn)展質(zhì)量檢查，此時(shí)的胚胎應(yīng)發(fā)育到桑檀

或胚囊胚階段。干脆向受體移植或放入一196C的液氮中保存。

④對胚胎進(jìn)展移植。

⑤移植后的檢查。對受體母牛進(jìn)展是否妊娠的檢查。

3.胚胎分割

⑴概念：是指采納機(jī)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二柱的遺傳物質(zhì)，屬于無性繁殖。

⑶材料：發(fā)育良好，形態(tài)正常的桑福胚或囊胚。(桑根胚至囊胚的發(fā)育過程中，細(xì)胞開

場分化，但其全能性仍很高,也可用于胚胎分割。)

⑷操作過程：對囊胚階段的胚胎分割時(shí)，要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,否則會影響分割后胚

胎的復(fù)原和進(jìn)一步發(fā)育。

專題4生物技術(shù)的平安性和倫理問題

(一)轉(zhuǎn)基因生物的平安性爭辯：

⑴基因生物及食物平安：

反方觀點(diǎn)：反對“本質(zhì)性等同”、出現(xiàn)滯后效應(yīng)、出現(xiàn)新的過敏原、養(yǎng)分成分變更

正方觀點(diǎn)：有平安性評價(jià)、科學(xué)家負(fù)責(zé)的看法、無實(shí)例無證據(jù)

(2)轉(zhuǎn)基因生物及生物平安：對生物多樣性的影響

反方觀點(diǎn)：擴(kuò)散到種植區(qū)之外變成野生種類、成為入侵外來物