高中生物選修三知識點完整加強版

生物選修3學(xué)問點

（區(qū)分不同工程和不同操作程度）

專題1基因工程

概念：根據(jù)人們的愿望，進展嚴格的設(shè)計，通過體外DNA

重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù)，給予生物新的遺傳特性，創(chuàng)建

出更符合人們須耍的新的生物類型和生物產(chǎn)品。

根本原理：讓目的基因在受體細胞內(nèi)穩(wěn)定且高效的表達

理論根底：DNA是生物遺傳物質(zhì)的發(fā)覺，DNA雙螺旋構(gòu)造，

遺傳信息傳遞方式

（一）核心：構(gòu)建重組DXA分子

（-）根本工具（技術(shù)根底）

Cf工具&工具酶

1.限制性核酸內(nèi)切酶

（1）來源：主要是從原核生物中分別純化出來的

（2）（不切割自身DNA的緣由：原核生物中無該限

制酶的識別序列或其已被修飾）

功能：識別和切割DNA分子內(nèi)一小段特別的脫氧核昔酸序列（偶數(shù)堿基

對回文序列）

特異性表現(xiàn)：識別特定片段、切割該片段中的特

定位點、形成一種末端

Cf—GIGATCC—&—!GATC—

結(jié)果：DNA片段末端形成末端堿基互補的黏性末端或平末端

①用切割（質(zhì)粒）

②根據(jù)目的基因的位置或剪輯序列來確定限制酶的種類

③切割后的片段要畫全

2.DNA連接酶

（1）功能：連接具有末端堿基互補的2個DNA片段，形成重組

DNA分子

CfDNA聚合酶：只能將單個脫氧核甘酸逐個添加到已有的脫

氧核甘酸鏈之后，

需模板DNA,連接磷酸二酯鍵

3.載體

（1）條件：①能在受體細胞中穩(wěn)定保存并大量復(fù)制，根本不影

響受體細胞正常生命活動

②一至多個限制酣酶切位點（必需在所需標記基因

外），供外源DNA片段插入

③標記基因，便于挑選含有重組DNA分子的受體細

胞

一一往往須要根據(jù)需求改造自然載體

功能：①作為運載工具將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細胞內(nèi)

——載體選質(zhì)粒的緣由：具有環(huán)狀構(gòu)造，可以攜帶

目的基因

②利用它在受體細胞內(nèi)對目的基因進展大量復(fù)制和

轉(zhuǎn)錄/表達

⑵質(zhì)粒（最常用的載體）

一種可以自主復(fù)制，在細菌（或酵母菌）中獨立于染

色體之外存在的雙鏈環(huán)狀DNA分子

（4）其它載體：噬菌體、動植物病毒

（二）基因工程的根本操作程序

1.第一步：獲得目的基因

2.目的基因：人們所須要的編碼蛋白質(zhì)的構(gòu)造基因

3.方法

⑴序列已知

①化學(xué)合成法——較長DNA單鏈合成過程中簡潔出現(xiàn)堿基

缺失

如反轉(zhuǎn)錄法（e.g獲得mRNA逆轉(zhuǎn)錄成cDNA再用DNA聚合

酶生成雙鏈）

②聚合酶鏈式反響（PCR）擴增PolymeraseChainReaction

（1）原料：水、緩沖液、4種游離脫氧核甘酸、TaqDNA聚

合酶、模板DNA（……基因）、

對…基因特異的2段DNA引物（防止互相或自

身折疊）

（2）過程：第一步：加熱至90?95℃,DNA在高溫下變性

解鏈

第二步：冷卻到55?60C,引物結(jié)合到互補D

NA鏈（退火）

第三步：加熱至70?75C,熱穩(wěn)定DNA聚合酶

從引物起始互補鏈的合成

能量來源于dNTP

⑵序列未知

建立基因文庫：

建立一個包括目的基因在內(nèi)的基因文庫（保存在受體菌中）,

再從基因文庫中獲得

3.目的基因大量擴增/分子程度的克隆

①利用受體細胞（如E.coli）無性繁殖，利用基因探針釣取,

再導(dǎo)入最終受體細胞

e.g目的基因一大腸桿菌一農(nóng)桿菌一植物細胞一植物

（主要在細菌分裂時幾何級擴增，盡管質(zhì)粒獨立于擬核，可

在分裂時發(fā)生自我復(fù)制，

但由于多數(shù)細菌對胞內(nèi)質(zhì)粒數(shù)量有限制，故該種復(fù)制對擴

增效果不大）

②PCR技術(shù)

1.第二步：形成重組DNA分子（基因表達載體：啟動子+目的基

因+終止子+標記基因）

目的：轉(zhuǎn)運目的基因，并使在受體內(nèi)穩(wěn)定存在、復(fù)制、表達/轉(zhuǎn)

錄并穩(wěn)定遺傳（基因型X0）

過程：（1）單前切：用同種限制前分別切割目的基因和載體從

而形成一樣的粘性末端，然后用DNA

連接酶將目的基因和載體連接起來

——有時用不同限制酶也可以形成一樣

的粘性末端

（2）雙酶切：用兩種限制酶切割使目的基因和載體兩

端各形成兩種粘性末端，防

止載體和目的基因自身環(huán)化

第三步：將重組DNA分子導(dǎo)入受體細胞

——需將目的基因整合到動植物細胞的染色體DNA上

目的基因是否整合到染色體DNA上確定于基因表達載體

上是否有相關(guān)序列（形成酶）

植物體細胞：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（插入Ti質(zhì)粒上的T-DNA）,

基因槍法、花粉管通道法

——導(dǎo)入葉綠體DNA中，由于細胞質(zhì)/器DNA的遺傳與性別

相關(guān)聯(lián)，故可避開因花粉傳

播而造成基因污染（目的基因傳播到非轉(zhuǎn)基因生物中）

2,動物受精卵：顯微注射技術(shù)

用（如顯微注射）技術(shù)/方法將目的基因?qū)隿f轉(zhuǎn)基因/基因

工程技術(shù)

3.原核細胞:CaC12/Ca2+處理法（先用核2+處理增加細胞壁通

透性，使之成為感受態(tài)細胞，

再將重組質(zhì)粒與感受態(tài)細胞混合，在肯定溫度卜感

受態(tài)細胞汲取DNA分子）

——原核生物作為受體細胞的緣由：

①繁殖快②體積小新陳代謝旺盛（目的產(chǎn)物合成效率

高）③遺傳物質(zhì)少（便于操作）、

④單細胞（簡潔培育）

1.第四步：挑選含有目的基因的受體細胞

2.緣由：受體細胞接納重組DNA分子存在概率

3.原理：載體如質(zhì)粒上的抗性基因等標記基因

方法：利用選擇培育基挑選

①蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白：僅以蔗糖作為碳源的培育基

②菌落表現(xiàn)型：抗……不抗……

第五步：目的基因的檢測和表達

1.——目的基因?qū)胧荏w細胞可能僅進展大量擴增，但不肯

定以此為目的

2.DNA/核酸分子雜交技術(shù)

用cDNA作為探針與從受體細胞中提取并解旋的DNA/mRNA雜

交，視察是否會出現(xiàn)雜交帶

檢測①染色體DNA上是否插入了目的基因②目的基因是否

轉(zhuǎn)錄出了mRNA

——①一種基因探針只能檢測水體中的一種病毒；檢測病

毒可比照核酸序列

②放射性同位素標記探針

③基因探針是一小段cDNA,可以與相應(yīng)基因轉(zhuǎn)錄出

的mRNA結(jié)合（即使被切割）

采納DNA分子雜交技術(shù)/方法，用基因探針檢測

3.2.抗原一抗體雜交：目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)如E.coli

合成人胰島素原

個體程度的鑒定：如轉(zhuǎn)基因抗蟲植物（讓害蟲吞食該轉(zhuǎn)基因棉

植株的葉片，視察害蟲存活狀況，以確定其是否具有抗蟲形態(tài)）

——根本緣由：聯(lián)絡(luò)基因?qū)用妫琧f基因序列&堿基對/脫氧核苜

酸序列

（三）基因工程的應(yīng)用

1.動植物基因、細胞工程：優(yōu)點①所需時間短②克制遠緣雜交不

親和的缺陷（對應(yīng)傳統(tǒng)缺點）

2.基因工程藥物：首次是生長素釋放抑制激素，然后胰島素（E.

coli產(chǎn)酶原）、干擾素等

3.干擾素：我國第一個基因重組新藥。一組具有多種功能的活

性蛋白質(zhì)（主要是糖蛋白），是一種由單核細胞和淋巴細胞產(chǎn)生

的細胞因子。具有抗病毒、抗細胞分裂、免疫調(diào)整等多種生物學(xué)

功能，是治療病毒性肝炎和腫瘤的藥物。

干擾素是一種廣譜抗病毒劑，并不干脆殺傷或抑制病毒，而

主要是通過細胞外表受體作用使細胞產(chǎn)生抗病毒蛋白，從而抑

制乙肝病毒的復(fù)制；同時還可增加自然殺傷細胞（NK細胞）、巨

噬細胞和T淋巴細胞的活力，從而起到免疫調(diào)整作用，并增加

抗病毒實力。

基因治療：將正常功能的外源基因?qū)肴毕菁毎麅?nèi)（初級試驗階

段、未臨床理論）

——Cf有基因缺陷的染色體/DNA分子上：詳細與

那條DNA分子結(jié)合隨機

——治療隱性遺傳病（正?；蛳鄬θ毕莼虺曙@

性）

4.平安性問題：在導(dǎo)入目的基因的同時可能會導(dǎo)入其他基因如

抗生素抗性基因，可能會使人體內(nèi)細菌抗藥性增加，以致某些

藥物的藥效減弱

（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)

進展改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿意人類的消費和生活

的需求。（基因工程在原則上只能消費自然界已存在的蛋白質(zhì)）

轉(zhuǎn)錄翻譯

專題2細胞工程

（-）克隆

3.1.克隆clone:無性繁殖系（只由一個模板分子、母細胞或母

體干脆形成新一代…）

克隆技術(shù)cloning:從眾多基因或細胞群體中通過無性繁殖和選

擇獲得目的基因或特定類

型細胞的操作技術(shù)

內(nèi)容：（1）分子程度：基因克隆即目的基因的復(fù)制（受體細胞

的無性繁殖）、分別（特

定基因探針選擇、釣取目的基因）過

程

（2）細胞程度：雜交瘤制備單克隆抗體

（3）個體程度：不通過兩性細胞的結(jié)合，從一個單一

（體）細胞繁殖誕生物個體

——胚胎細胞克隆以胚胎/卵細胞作為

供體、利用核移植，不是嚴格

意義上的動物個體克隆

條件：（1）理論條件：細胞全能性/細胞有發(fā)育成完好個體的全

套遺傳物質(zhì)（根本緣由）

（2）根本條件：①具有包含物種完好基因組的細胞核

的活細胞

②具有能有效調(diào)控細胞核發(fā)育的細胞

質(zhì)物質(zhì)e.g去核卵細胞

③完成胚胎發(fā)育的必要的環(huán)境條件e.

g胚胎早期培育環(huán)境/子宮

非正面影響：豐富生物多樣性，促進生物進化，維護生態(tài)平衡

（二）植物克隆

1,全能性表達的難易程度：

受精卵〉生殖細胞〉胚胎/全能干細胞〉多能（干）細胞,專

能（干）細胞〉體細胞；

——生殖細胞在肯定刺激下染色體可加倍；一些動物存在孤雌

生殖

植物細胞〉動物細胞；低等動物>高等動物

——不同種類植物或同種植物的不同基因型個體間全能性的

表達程度大不一樣

長期培育后的全能性下降緣由：染色體畸變、核變異、非整倍

體產(chǎn)生；細胞或組織中激素平衡被打破；細胞對外源生長物質(zhì)

的敏感性變更；形成缺乏成胚性的細胞系

——植株在屢次繼代培育后，會漸漸喪失細胞全能性的表達實

力

2.植物組織培育（植物克隆的技術(shù)根底）

（1）理論根底：植物細胞全能性，即植物體的每個生活細胞都

具有遺傳上的全能性，因此

都具有發(fā)育成完好植株的潛能

過程：

①離體植物細胞、組織或器官（外植體）一獲得愈傷組

織一誘導(dǎo)形成試管苗一新植株

——外植體選取形成層（分生組織）局部易于誘導(dǎo)形

成愈傷組織

A.培育條件：

首先足離體培育（生物體內(nèi)細胞中基因在特定時間和

空間條件下選擇性表達，細胞

分化為不同組織、器官，故無法表現(xiàn)出全能性）

半/固體培育基（固體為例）

a.養(yǎng)分物質(zhì)：水、無機鹽、蔗糖、維生素、有機添加

劑（氨基酸、瓊脂凝固劑等）

b.植物激素/生長調(diào)整劑（適當(dāng)濃度配比誘導(dǎo)分化出芽

/根的頂端分生組織/花）

——IAA>CTK誘導(dǎo)外植體脫分化形成愈傷組織

C.無菌條件（外植體7096酒精消毒、器械高溫蒸汽滅

菌）——雜菌爭奪產(chǎn)毒

d.相宜的pH、溫度和浸透壓

B.光照：若外植體是（帶葉）莖段，不經(jīng)驗脫分化再分

化，組培全過程均須要光照；

若外植體是非光合作月部位（如胡蘿卜塊根），

再分化成芽后光照

C.試管苗移栽前需煉蓄（草炭土/蛭石，漸漸降濕）

D.愈傷組織：排列疏松的高度液泡化的活的薄壁組織團

②外植體一愈傷組織一搖床液體懸浮培育分散成單細胞一

胚狀體一人工種子

——單細胞植物克隆，類似受精卵的卵裂、分化、器

官發(fā)生、形態(tài)建成

A.單細胞：細胞質(zhì)豐富、液泡小、細胞核大（胚性細胞

特征）

③酶解細胞壁一原生質(zhì)體培育一新植株

（2）用處：微型繁殖、制造人工種子（胚狀體階段）、單倍

體育種、

作物脫毒（植物分生組織細胞，分裂

旺盛病毒極少Cf抗病毒）、

在培育基中參加不同濃度的氯化鈉溶液，可誘發(fā)

和挑選抗鹽植株

細胞產(chǎn)物工廠化消費（愈傷組織階段已可，試管培

育苗、細胞培育反響器也可）

3.原生質(zhì)體交融/植物體細胞雜交（不同植物）

獲得原生質(zhì)體：在甘露醇溶液環(huán)境（較高浸透壓）中用纖維素

酶和果膠酶混合液處理

用網(wǎng)篩過濾原生質(zhì)體到離心管內(nèi)，離心后搜集沉淀物，用等

滲溶液洗滌;

檢驗原生質(zhì)體是否符合要求：根據(jù)浸透作用原理，采納低滲脹

破法

（見比擬表格）

4.植物細胞工程：培育植物細胞（包括原生質(zhì)體），借用基因工

程技術(shù)將外源DNA導(dǎo)入受體

細胞或通過細胞交融將不同源的遺傳物質(zhì)重新組合，再通過

細胞培育，獲得具有特定性狀

的植株

Cf細胞工程：細胞培育和細胞交融（若基因型不同為細胞雜

交）

——基因定位：利用細胞雜交中染色體喪

失與特定基因產(chǎn)物的對應(yīng)關(guān)系

（三）動物細胞工程

（1）L動物細胞培育指明“動物”細胞培育

概念：動物細胞培育就是從動物機體中取出相關(guān)的組織，將它分

散成單個細胞，然后放在相宜的培育基中，讓這些細胞生

長和繁殖。

原理：細胞增殖

（2）動物細胞培育：

①取動物組織塊（動物胚胎或幼齡動物的器官或組織）

②機械消化或用胰蛋白酶處理分散成單個細胞（利于細胞

與培育液充分接觸，進而汲取氧氣和養(yǎng)分物質(zhì)并排出廢

物）

③制成細胞懸液轉(zhuǎn)入細胞培育瓶/卡式瓶中進展原代培

育

——細胞間互相依存，呈現(xiàn)肯定程度的組織特性，保持生

長分裂、接觸抑制、蒼老死亡

④貼滿瓶壁的細胞用胰蛋白酶處理使貼壁細胞從瓶壁上脫

落下來并分散成單個細胞稀釋分裝傳代培育（最初的若干

次傳代也歸入原代培育）

——大多數(shù)細胞最終蒼老、凋亡（①養(yǎng)分物質(zhì)耗盡②

遺傳物質(zhì)沒變，蒼老凋亡）

動物組織培育：動物組織在體外及人工條件下維持生活狀

態(tài)或生長特性

——可伴隨組織分化，但主要的生命活動仍以細胞為單

位；由于細胞運動變更，培育物組分發(fā)生變異，

長期培育最終成為簡潔的細胞培育

（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，稱為細胞貼壁。細胞數(shù)目不斷增多，當(dāng)貼壁細胞分裂生長

到外表互相抑制時，細胞就會停頓分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細

胞的接觸抑制。

（4）動物細胞培育條件（液體培育基）

①無菌無毒：培育液和用具無菌處理，肯定量的抗生素

（種、量），定期更換培育液

②養(yǎng)分：水無機鹽、葡萄糖、氨基酸、維生素、動物（胎

牛）血清、滋養(yǎng)細胞、激素

Cf自然（血清）和人工配制成分

③相宜浸透壓、溫度、pH（C02培育箱：維持相宜的pH值

7.2-7.4）

^形成率的措施：①選擇相宜的培育基和C02.pH②胰島素等激素刺激③添加

④滋養(yǎng)細胞支持生長（經(jīng)射線照耀本身失去增殖力的小鼠成纖維細胞）

可連續(xù)傳代的細胞（首次傳代細胞即成為細胞系）

①連續(xù)細胞系e.g異倍體惡性（致癌）

〔保存接觸抑制，不致癌）

②有限細胞系e.g二倍體細胞

一一傳代培育的緣由：①細胞密度過大②代謝消

耗引起養(yǎng)分枯竭

⑸細胞株：特別的細胞系

/克隆培育法：

定義：把一個單細胞從

群體中分別出來單獨培育，使之繁衍成一個新的細胞群體

特點：細胞群體來自于同一個細胞（否則具有異質(zhì)性），遺

傳性狀均一，表達性狀相像

要求：①最根本：分別出來的細胞是一個而非多個

②一般選擇連續(xù)細胞系：對培育環(huán)境有較大適應(yīng)范

圍并具有較強獨立生存實力

用處：從一股細胞系中分別出缺乏特別基因的突變細胞系

2.動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物

動物難以克隆的根本緣由：細胞分化過程中細胞質(zhì)中的調(diào)整蛋

白關(guān)閉了核中與個體發(fā)育有關(guān)的基因，使基因選擇性表達,

基因組中基因活動不完全

（1）原理：動物細胞核的全能性

（2）供核細胞：優(yōu)良動物的傳代培育10代以內(nèi)的細胞

——后代性別由核供體動物個體的性別確定

受體細胞：去核的MH中期的卵母細胞

一一①細胞較大，簡潔操作

②細胞質(zhì)養(yǎng)分豐富，具有調(diào)控細胞核發(fā)

育、促進核基因表達的物質(zhì)

（3）體細胞核移植的大致過程是：顯微操作去核法

——多莉羊的勝利說明：

①高度分化細胞經(jīng)過肯定技術(shù)處理，也可以回復(fù)到類似受

精卵時期的功能

②在胚胎和個體發(fā)育中，細胞質(zhì)具有調(diào)控細胞核發(fā)育的作

用

——無法培育出一樣個體/克隆動物的基因來源：

①受體細胞的細胞質(zhì)基因限制性狀表達②細胞分裂中基因

突變③環(huán)境因素

3.動物細胞交融

比擬細胞交融交融前誘導(dǎo)手段應(yīng)用

工

程

的原理處理

植物細胞膜流獲得(1)物理：離①克制了遠

體細淌性原生質(zhì)心、電刺激、振緣雜交的不

胞雜植物細胞蕩親和性

全能性⑵化學(xué):聚②探討質(zhì)遺

乙二醇

(3)化學(xué)：聚乙

二醇

動物細胞膜流細胞分(1/2)植物物制備單克隆

細胞淌性散化手段抗體

交融細胞增殖(3)滅活的仙

臺病毒

細胞交融時可出現(xiàn)多種雜種細胞

專題3胚胎工程

胚胎工程是指對動物早期胚胎或配子(針對胚胎發(fā)育過程)

所進展的多種顯微操作和處理技術(shù)；探討對象主要限定于高等脊

椎動物，尤其是哺乳動物；重點內(nèi)容包括胚胎移植、體外受精、

胚胎分割、胚胎干細胞培育等。

(-)動物胚胎發(fā)育的根本過程

1.受精作用：成熟的精卵交融成為受精卵的過程(獲能精子+減

II中期的成熟卵細胞)

過程：精卵識別、精子附著于卵膜、精卵質(zhì)膜交融

——受精時精卵質(zhì)膜交融后，次級卵母細胞才最終

完成減H,精卵核交融

場所：輸卵管上段

2.胚胎發(fā)育：受精卵發(fā)育到幼體

胚后發(fā)育：誕生到性成熟

個體發(fā)育：受精卵發(fā)育到性成熟

3.動物胚胎發(fā)育的根本過程

（1）卵裂期（2、8）:細胞數(shù)量增加，有機物總量/總體積減小，

每個細胞都具有全能性，

未出現(xiàn)細胞分化，每個細胞都能發(fā)育成

完好新個體

（2）桑根胚（16~32）

（3）囊胚/胚泡：細胞開場分化，形成滋養(yǎng)層（胚胎附屬構(gòu)造/

胚外構(gòu)造）和內(nèi)細胞團（胚

胎干/ES細胞，發(fā)育全能性），之間為囊胚腔

留意題目要求填寫滋養(yǎng)層細胞還是滋養(yǎng)層

原腸胚：三胚層分化，其將分化成各種器官原基；

——哺乳動物胚胎有機物總量增加（胚泡期已著

床），其他動物有機物削減

PS早期胚胎（桑甚胚和早期囊胚）

（二）胚胎干細胞

L哺乳動物胚胎干細胞來源于囊胚內(nèi)細胞團（ES）或胎兒的原始

性腺（EK）

3、2.形態(tài)特征：具有胚胎細胞的特性，休積小，核大，核仁明顯,

二倍體核型

4、功能特征：具有發(fā)育全能性

胚胎干細胞體外培育：分別早期胚胎中的內(nèi)細胞團；胰酶處理解

離培育

飼養(yǎng)層（胚胎成纖維細胞）：促

進生長，抑制分化

4、胚胎干細胞的主要用處是：

①基因敲除;

②用分化誘導(dǎo)因子誘導(dǎo)胚胎干細胞定向分化，組織器官移

植；

③治療人類的某些頑疾，修復(fù)壞死或退化的部位；

④胚胎干細胞核移植，經(jīng)胚激活、胚胎培育、胚胎移植；

⑤改進和創(chuàng)建動物新品種

（三）胚胎工程的應(yīng)用

1.體外受精

（1）卵母細胞的采集和培育：

①卵巢經(jīng)促性腺激素處理超數(shù)排卵，運用超聲監(jiān)視器確定

卵泡位置，插入穿刺針汲取

卵泡液，取出卵母細胞（各階段卵母細胞均有可能）

②體外培育至成熟（減H中）

（2）精子的采集和獲能（獲得能與卵細胞結(jié)合的實力）：獲能

液由相關(guān)物質(zhì)組成非ATP

（3）受精：獲能精