人教版生物選修3知識提綱

1、【精品文檔】如有侵權，請聯(lián)系網站刪除，僅供學習與交流人教版生物選修3知識提綱.精品文檔. 選修三復習提綱 專題1 基因工程一、基因工程：指按照人們的愿望，進行嚴格的設計，通過體外DNA重組和轉基因技術，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品。不同生物DNA的基本單位、空間結構、堿基配對方式都相同，故不同生物DNA能夠重組。原理是基因重組。二、基因工程的基本工具 1、“分子手術刀”限制性核酸內切酶（限制酶）來源：主要從原核生物中分離純化出來。功能：能識別特定雙鏈DNA的核苷酸序列，并在特定位點切割兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。大多數(shù)限制酶的識別序列由6個核苷酸組成。結

2、果：產生的DNA片段末端有黏性末端和平末端兩種形式。2、“分子縫合針”DNA連接酶，縫合兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。分類：根據(jù)酶來源的不同，可分為EcoliDNA連接酶和T4 DNA連接酶兩類。作用：將兩個DNA片段連接成重組DNA。EcoIiDNA連接酶來源于大腸桿菌，只能連接黏性末端；T4 DNA連接酶能連接兩種末端，但連接平末端的效率較低。3、“分子運輸車”載體，攜帶目的基因進入受體細胞。特點：a、能在受體細胞中自我復制并穩(wěn)定保存。b、有一至多個限制酶切割位點，供外源DNA片段插入。c、有標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。d、對受體細胞無害。種類：質粒（核外能自我復制的小型雙鏈環(huán)狀DN

3、A）、噬菌體的衍生物、動植物病毒。三、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的基因。2、目的：有了目的基因才能賦予一種生物以另一種生物的遺傳特性。3、獲取方法：從基因文庫中獲取目的基因。PCR技術擴增目的基因。人工合成法：反轉錄法（mRNA反轉錄形成雙鏈DNA）和化學合成法（已知蛋白質氨基酸序列化學合成DNA）。4、注意：基因文庫包括基因組文庫（某生物的所有基因，有啟動子和內含子）和部分基因文庫（某生物的部分基因，如cDNA文庫，無啟動子和內含子）。cDNA指以mRNA為模板反轉錄產生的互補DNA。反轉錄和逆轉錄沒有本質區(qū)別，不過反轉錄在人工條件下實現(xiàn)，逆轉錄在生

4、物體內發(fā)現(xiàn)。PCR是聚合酶鏈式反應的縮寫，是一種體外復制特定DNA片斷的核酸合成技術。原理：DNA雙連復制。條件：模板、2種引物、TaqDNA聚合酶、四種游離的脫氧核苷酸。結果：呈指數(shù)形式擴增。過程：每一次循環(huán)包括變性、復性、延伸。第二步：基因表達載體的構建-基因工程的核心1、目的：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在遺傳至下一代，使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。2、組成：目的基因啟動子終止子標記基因啟動子：是一段有特殊結構的DNA片段，位于基因首端，是RNA聚合酶識別和結合的部位，啟動轉錄過程。終止子：是一段有特殊結構的DNA片段 ，位于基因尾端，終止轉錄過程。標記基因：鑒別受體細胞中是否含有目的基

5、因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。3、方法：同一種限制酶分別切割載體和含有目的基因的DNA分子，用DNA連接酶把兩者連接。第三步：將目的基因導入受體細胞1、轉化：指目的基因進入受體細胞內，并且在受體細胞內維持穩(wěn)定和表達的過程。2、常用方法：導入植物細胞：農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法。常用受體細胞是體細胞。采用最多的方法：農桿菌轉化法，原理：農桿菌能感染雙子葉植物和裸子植物，目的基因插入Ti質粒T-DNA轉入農桿菌導入植物細胞目的基因插入受體細胞染色體DNA上?；驑尫ㄊ菃巫尤~植物常用方法?；ǚ酃芡ǖ婪?，借助花粉管通道使目的基因進入受體細胞。導入動物細胞：顯微注射法。常用受體細胞是受

6、精卵。導入微生物細胞：Ca+處理法，Ca+處理受體細胞感受態(tài)細胞吸收DNA分子。常用受體細胞是原核生物，如大腸桿菌。原核生物特點：繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對較少。第四步：目的基因的檢測和表達-只有通過檢測和鑒定才能知道基因工程是否成功。1、檢測目的基因是否插入受體細胞的染色體DNA上，采用DNA分子雜交技術。2、檢測目的基因是否轉錄出mRNA，采用DNARNA雜交技術。3、檢測目的基因是否翻譯出蛋白質，采用抗原抗體雜交技術。4、個體生物學水平的鑒定，如抗性鑒定，功能活性鑒定等。四、基因工程的應用 1、植物基因工程：提高農作物的抗逆能力，改良農作物品質和利用植物生產藥物等。2、動物基因工程

7、：提高動物生長速度，改善畜產品品質，轉基因動物作為器官移植的供體，利用轉基因工程菌生產藥物。3、基因治療：把正常的外源基因導入病人體內，使該基因表達產物發(fā)揮作用，從而達到治病的目的。方法分為體內基因治療和體外基因治療。五、蛋白質工程在基因工程的基礎上延伸出來的第二代基因工程。 1、概念：指以蛋白質分子的結構規(guī)律及其生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。2、基本途徑：按照“中心法則”的逆推原理，從預期的蛋白質功能出發(fā)設計預期的蛋白質結構推測應有的氨基酸序列找到相應的脫氧核苷酸序列（基因）。3、蛋白質工程的目標：據(jù)

8、人們對蛋白質功能的特定需求，對蛋白質的結構進行分子設計。4、注意：基因工程原則上只能生產自然界已存在的蛋白質，卻不一定完全符合人類的生產和生活需要。對天然蛋白質進行改造是通過對基因的操作實現(xiàn)，因為天然蛋白質均由基因編碼，且對基因改造相對操作容易。蛋白質工程重點在于對已存在蛋白質分子的改造，酶工程重點則在于對已存在酶的合理利用。蛋白質工程目前成功例子不多，主要因為蛋白質的高級結構十分復雜，而且對大多數(shù)蛋白質的高級結構了解還很不夠。 專題2 細胞工程一、細胞工程：指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通過細胞水平或細胞器水平上的操作，按照人的意愿來改變細胞內的遺傳物質或獲得細胞產品的一門綜合科

9、學技術。二、植物細胞工程 2.1、植物組織培養(yǎng)技術 1）原理：植物細胞全能性。該技術的核心是脫分化和再分化。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試管苗植物體3）用途：植物繁殖的新途徑：a微型繁殖：保持優(yōu)良品種的遺傳特性，可以高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖；b作物脫毒：采用莖尖組織培養(yǎng)來除去病毒；c人工種子：以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料經人工薄膜包裝得到的種子。優(yōu)點：完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性，不受季節(jié)的限制；作物新品種培育：a單倍體育種：通過花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株，再對其幼苗進行秋水仙素處理，得到了正常的純合植株。優(yōu)點：明顯縮短育種年限。b突變體

10、利用：在組織培養(yǎng)中會出現(xiàn)突變體，通過從有用的突變體中選育出新品種。細胞產物的工廠化生產：利用組織培養(yǎng)技術大量生產對人們有利的細胞產物。4）注意：選取有形成層的部位易誘導成愈傷組織。在愈傷組織的誘導階段往往要暗培養(yǎng)，有利于細胞脫分化產生愈傷組織；當愈傷組織分化出芽和葉時，要有光照，利于葉綠素合成。2.2、植物體細胞雜交技術 1）原理：植物細胞的全能性和細胞膜的流動性。2）過程：植物細胞A去壁原生質體A 誘導融合新的原生質體AB再生細胞壁 植物細胞B去壁原生質體B 雜種細胞脫分化愈傷組織再分化雜種植株3）意義：克服不同生物遠緣雜交不親和的障礙，培育出自然界中沒有的優(yōu)良品種。4）注意：去壁方法：酶解

11、法，所用的酶是纖維素酶和果膠酶。誘導融合的方法：物理法包括離心、振動、電刺激等?；瘜W法一般用聚乙二醇（PEG）作誘導劑。三、動物細胞工程 3.1動物細胞培養(yǎng) 1）原理：細胞增殖。2）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原代培養(yǎng)貼滿瓶壁的細胞重新用胰蛋白酶等處理分散成單個細胞傳代培養(yǎng)。3）培養(yǎng)條件：無菌、無毒的環(huán)境：對培養(yǎng)液和所有用具進行無菌處理。通常培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，以防培養(yǎng)過程中的污染。定期更換培養(yǎng)液，防止細胞代謝產物積累對細胞自身造成危害。營養(yǎng)：糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等。使用合成培養(yǎng)基時還需加血清、血漿等。溫度：哺乳動物多為

12、36.50.5；多數(shù)細胞適宜pH 7.2-7.4。氣體環(huán)境：95%空氣5%CO2。O2是細胞代謝所必需的，CO2維持培養(yǎng)液的pH 。4）注意：細胞貼壁指懸液中分散的細胞貼附在瓶壁上生長。細胞的接觸抑制指當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖。原代培養(yǎng)指動物組織消化后的初次培養(yǎng)。傳代培養(yǎng)指將貼滿瓶壁的原代細胞取出，分瓶繼續(xù)培養(yǎng)的過程。細胞株是傳代培養(yǎng)里10-50代的細胞群。細胞系是50代以后的細胞群，遺傳物質改變，失去接觸抑制。一般動物細胞培養(yǎng)不需要脫分化過程，因高度分化的動物細胞失去發(fā)育成完整個體的能力。目前使用或冷凍保存的正常細胞通常為10代以內，以保持細胞正常的二倍體核型

13、。3.2、動物體細胞核移植技術 1）原理：動物體細胞核全能性。2）過程：去核卵母細胞 誘導融合重組細胞重組胚胎胚胎移植生出幼體 供體細胞 3）注意：核移植方法得到的動物稱克隆動物。哺乳動物核移植分為胚胎細胞核移植（易）和體細胞核移植（難），因為胚胎細胞分化程度低，恢復其全能性相對容易。選去核卵（母）細胞原因：卵（母）細胞體積大，易于操作；含有促使細胞核表達全能性的物質和營養(yǎng)條件。核移植產生的新個體性狀與細胞核供體基本相同，可能部分新性狀與細胞質供體有關。4）存在問題：體細胞核移植成功率非常低；克隆動物存在健康問題，表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷。3.3、動物細胞融合 （1）原理：細胞膜的流動性。（2）

14、過程：兩個或多個動物細胞誘導融合一個雜交細胞（3）誘導方法：物理法（電激）、化學法（聚乙二醇）、生物法（滅活的病毒）等。（4）單克隆抗體的制備： 單克隆抗體：指由一個B淋巴細胞經過克隆形成的細胞群產生的化學性質單一、特異性強的抗體。優(yōu)點：特異性強，靈敏度高，并能大量制備。 過程：B淋巴細胞 細胞融合多種雜交細胞選擇培養(yǎng)基篩選雜交瘤細胞專一 骨髓瘤細胞抗性檢驗陽性能產生所需抗體的雜交瘤細胞體外培養(yǎng)或注射到小鼠體內單克隆抗體意義：突破了有性雜交方法的局限，使遠緣雜交成為可能。注意：骨髓瘤細胞與經過免疫產生的效應B淋巴細胞融合成雜交瘤細胞，既能大量繁殖，又能產生專一抗體。制備單克隆抗體過程中，進行了

15、兩次篩選。 專題3 胚胎工程一、胚胎工程：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，經過處理后獲得的胚胎，還需移植到雌性動物體內生產后代，以滿足人類的各種需求。胚胎工程技術包括：體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等。二、體內受精和早期胚胎發(fā)育1、精子的發(fā)生 時間：從初情期開始，直到生殖機能衰退。場所：睪丸的曲細精管。成熟的精子并不代表具有受精能力，須獲能后才具備受精能力。精子大小與動物體型無關。2、卵子的發(fā)生 時間：從胚胎性別分化后開始。場所：卵巢（M）、輸卵管（M）。哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內的儲備，都是在出生前完成的。排卵指卵子從卵泡中排出。剛排出的卵

16、子尚未完全成熟，需在輸卵管中進一步成熟，當達到M時，才具備受精能力。3、受精 概念：精子和卵子結合形成受精卵的過程。場所：自然條件下，輸卵管內完成。過程：精、卵相遇，發(fā)生頂體反應精子穿越放射冠和透明帶精子觸及卵黃膜瞬間發(fā)生透明帶反應精子入卵后發(fā)生卵黃膜封閉作用雌雄原核形成兩個原核融合合子。受精標志：卵黃膜和透明帶的間隙觀察到兩個極體。受精完成標志：雌雄原核融合成合子。4、胚胎發(fā)育過程：受精卵（卵裂期）桑葚胚囊胚原腸胚幼體卵裂期：細胞進行有絲分裂，細胞數(shù)量不斷增加，但胚胎總體積并不增加，或略有縮小。桑椹胚：細胞數(shù)目32個左右時，形成致密的細胞團，形似桑椹，屬于全能細胞。囊胚：出現(xiàn)囊胚腔；開始細胞

17、分化，內細胞團將來發(fā)育成胎兒的各種組織。滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤。孵化：囊胚進一步擴大導致透明帶破裂，胚胎從其中伸展出來的過程。原腸胚：出現(xiàn)胚層分化，具有擴大的原腸腔，縮小的囊胚腔。三、體外受精和早期胚胎培養(yǎng)1、哺乳動物的體外受精主要步驟包括卵母細胞的采集、精子的獲取和受精等。卵母細胞的采集方法：對體型小的動物超數(shù)排卵處理，做法是給供體注射促性腺激素；對體型大的動物從已屠母畜的卵巢中采集卵母細胞或直接從活體動物卵巢中吸取卵母細胞。采集的卵母細胞，都要在體外經人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精。精子的采集后進行獲能處理。體外精子獲能的方法：培養(yǎng)法和化學誘導法。體外受精：獲能的精子和培養(yǎng)成

18、熟的卵細胞在獲能溶液或專用的受精溶液中完成受精過程。2、 早期胚胎的培養(yǎng)液成分：無機鹽、有機鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸及血清等。3、試管動物技術包括體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術。四、胚胎移植1、概念：指將雌性動物的早期胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其它雌性動物的體內，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術。提供胚胎的個體稱為“供體”，接受胚胎的個體稱為“受體”。2、優(yōu)勢：可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，縮短供體本身的繁殖周期。3、生理學基礎：哺乳動物排卵后，不管是否妊娠，一段時間內，同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的，為供體胚胎移入提供相同生理環(huán)境；早期胚胎形成后處于游離

19、狀態(tài)，為胚胎的收集提供可能；受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應，為胚胎在受體內存活提供可能；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：對供、受體選擇，并用激素進行同期發(fā)情處理用促性腺激素對供體母牛做超數(shù)排卵處理配種或人工授精胚胎的收集檢查、培養(yǎng)或保存胚胎移植妊娠檢查分娩5、注意：供體選擇遺傳特性和生產性能優(yōu)秀的個體，受體選擇有健康的體質和正常繁殖能力的同種個體。沖卵實質指把胚胎從供體母牛子宮內沖洗出來。不同動物其胚胎移植的時間不同。一般在桑椹胚或胚囊胚階段進行胚胎移植。胚胎移植后一定要對受體母牛進行是否妊娠的檢查。胚胎移植實質上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下的空間位置