高中生物選修三重點(diǎn).doc

選修三：現(xiàn)代生物科技專題一、基因工程1、基因工程需要用到的工具： 、 、 。2、限制酶主要是從 中分離純化出來的，能夠識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個脫氧核苷酸之間的 斷開。經(jīng)限制酶切割后的DNA片段末端通常有兩種形式 和 。3、DNA連接酶根據(jù)來源不同，可分為兩類： 和 。這兩種連接酶的作用差別是 。4、能夠作為基因工程運(yùn)載體的有 、 、 。作為運(yùn)載體必須具備的條件有 、 、 、 、 。在進(jìn)行基因工程操作中，真正用作載體的質(zhì)粒，都是 。5、基因工程的基本操作步驟 、 、 、 。其中的核心步驟是 。6、獲取目的基因的方法有 、 、 。7、基因表達(dá)載體至少要包括 、 、 、 。RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位是 。8、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法：導(dǎo)入雙子葉植物或裸子植物細(xì)胞的方法是 ，土壤中生活的農(nóng)桿菌中含有 質(zhì)粒，這種質(zhì)粒中有 片段（又被稱為 ），可將目的基因轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上，最后再將重組細(xì)胞進(jìn)行植物組織培養(yǎng)即可獲得轉(zhuǎn)基因植株；導(dǎo)入單子葉植物的方法是 ，還可以用 。導(dǎo)入動物細(xì)胞的方法是 ，受體細(xì)胞通常是 。導(dǎo)入微生物細(xì)胞的方法是（以大腸桿菌為受體細(xì)胞為例） 。微生物細(xì)胞作為受體細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是 。9、目的基因的檢測與鑒定，分子水平上的方法有 、 、 。有時還需要進(jìn)行 水平的鑒定。目的基因能否在受體細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是 ?；蛱结樖侵?。10、基因工程的應(yīng)用：用于殺蟲的基因主要是 、 、 、 ；其意義為 ?？瓜x棉使用的殺蟲基因是 ，是從 中分離出來的抗蟲基因。抗病轉(zhuǎn)基因植物所采用的主要抗病基因： 和 ，抗真菌轉(zhuǎn)基因植物中可使用的基因有 和 。乳腺生物反應(yīng)器：科學(xué)家將 與 等調(diào)控組件重組在一起，通過 等方法，導(dǎo)入哺乳動物的 中?；蛑委熓?；方法有 和 。這是治療遺傳病的最有效的手段。11、蛋白質(zhì)工程的基本途徑： ；蛋白質(zhì)工程的概念是 。蛋白質(zhì)工程是第 代基因工程。二、細(xì)胞工程（一）植物細(xì)胞工程 1、植物組織培養(yǎng)技術(shù)：植物細(xì)胞工程中最基本的技術(shù)之一（ ）植物組織培養(yǎng)的過程：離體的植物細(xì)胞、組織或器官 （ ） 。植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是 。所用培養(yǎng)基的成分為 、 、 、 。在組織培養(yǎng)過程中，關(guān)鍵要做到全程無菌（即所用器械的滅菌和實(shí)驗人員的無菌操作），為什么？ 。培養(yǎng)過程中還要注意在恒溫箱中 條件下培養(yǎng)。植物組織培養(yǎng)屬于 繁殖方式，其優(yōu)點(diǎn)是 。2、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)在進(jìn)行植物體細(xì)胞雜交之前，必須先利用 去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的 。誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合的方法有 和 。前者包括 、 、 等；后者一般是用 作為誘導(dǎo)劑。植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的意義是 。3、植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用：植物繁殖的新途徑：微型繁殖的優(yōu)點(diǎn)： 。培育脫毒作物的方法：取植物的 進(jìn)行植物組織培養(yǎng)。人工種子的結(jié)構(gòu)： 。人工種子的優(yōu)點(diǎn)：不會發(fā)生性狀分離；不受季節(jié)、氣候和地域的限制；制種過程不占用大量土地；克服了貯藏和運(yùn)輸?shù)碾y題。作物新品種的培育：單倍體育種的方法： ；優(yōu)點(diǎn)是 。體細(xì)胞誘變育種：將愈傷組織進(jìn)行誘變，促其發(fā)生突變，再通過誘導(dǎo)分化形成植株。從這些植株中篩選出對人們有用的突變體，就可以培育成新品種。細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) （人參皂甙、紫杉醇）（二）動物細(xì)胞工程1、動物細(xì)胞培養(yǎng)：是其他動物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。培養(yǎng)時要先用 處理動物組織塊，使組織分散成單個細(xì)胞。動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件： 、 、 、 。通常在細(xì)胞培養(yǎng)液中添加一定量的 ，以防止培養(yǎng)過程中的污染。動物細(xì)胞培養(yǎng)所用培養(yǎng)基的成分是 、 、 、 、 ，通常還需要加入 、 等一些天然成分。動物細(xì)胞培養(yǎng)時的溫度以 為宜，適宜的pH為 ，氣體環(huán)境為 。其中CO2的主要作用是 。動物細(xì)胞培養(yǎng)時懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上，稱為 。當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為 。動物組織消化后的初次培養(yǎng)稱為 。貼滿瓶壁的細(xì)胞需要重新用胰蛋白酶等處理，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，讓細(xì)胞繼續(xù)增殖。這樣的培養(yǎng)過程通常被稱為 。當(dāng)傳代培養(yǎng)只 代左右時，部分細(xì)胞的細(xì)胞核型可能會發(fā)生變化。正朝著等同于癌細(xì)胞的方向發(fā)展。目前使用的或冷凍保存的正常細(xì)胞通常為 代以內(nèi)，以保持細(xì)胞正常的二倍體核型。2、核移植技術(shù)核移植技術(shù)屬于 繁殖方式，可以分為 和 。提供細(xì)胞質(zhì)的細(xì)胞是 。用體細(xì)胞核移植技術(shù)方法生產(chǎn)的克隆動物是對體細(xì)胞供體動物進(jìn)行了100的復(fù)制嗎？為什么？ 。動物核移植技術(shù)說明 ?？捎梦锢砘蚧瘜W(xué)方法（如 、 、 、 ）激活受體細(xì)胞（重組細(xì)胞），使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程。3、動物細(xì)胞融合與單克隆抗體誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的常用方法有 、 、 。制備單克隆抗體過程中，一個B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。誘導(dǎo)細(xì)胞融合后還需經(jīng)過 、 和 才能獲得產(chǎn)生專一抗體的雜交瘤細(xì)胞。雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)是 、 。單克隆抗體最主要的優(yōu)點(diǎn)在于 。單克隆抗體的應(yīng)用： 、 。三、胚胎工程1、體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育精細(xì)胞的變形過程：細(xì)胞核 ，高爾基體 ，中心體 ，線粒體 ，其他物質(zhì) （消失）。卵子發(fā)生過程中，減數(shù)第一次分裂是在 完成的，減數(shù)第二次分裂是在 完成的；判斷卵子是否受精的重要標(biāo)志是 。精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別是 。排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？雄性剛剛排出的精子不能立即與卵子受精，需經(jīng)過 處理后才具備與卵子結(jié)合的能力。雌性剛排出的卵子成熟程度不同，當(dāng)卵子達(dá)到 時才具有與精子受精的能力。受精的過程主要包括 、 、 。阻止多精入卵的兩道屏障： 、 。胚胎發(fā)育的過程：受精卵多細(xì)胞胚胎 ；胚胎發(fā)育過程中的細(xì)胞分裂方式為 ；屬于全能細(xì)胞的時期是 。囊胚的 將來發(fā)育成胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層細(xì)胞將來發(fā)育成 。囊胚進(jìn)一步發(fā)育會導(dǎo)致透明帶的破裂，胚胎從其中伸展出來，這一過程叫做 。原腸胚中由內(nèi)胚層包圍的囊腔叫 。2、體外受精和早期胚胎培養(yǎng)試管動物技術(shù)是指 。體外受精主要包括 、 、 等幾個步驟。卵母細(xì)胞的采集方法：對于小動物采用 激素（該激素由 分泌）處理，使其超數(shù)排卵，然后沖卵。對于大型動物可采用 技術(shù)。收集精子的方法有 、 、 。體外精子獲能的方法有 和 。獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子，一般情況下都可以在 或 中完成受精過程。哺乳動物胚胎的早期培養(yǎng)，培養(yǎng)液成分是 、 、 、 、 、 ，以及 等物質(zhì)。3.胚胎工程的應(yīng)用及前景胚胎工程技術(shù)目前應(yīng)用較多的是家畜的 、 、 。 是胚胎工程其他技術(shù)的最后一道“工序”。進(jìn)行胚胎移植的優(yōu)勢（或意義）是 。在這項技術(shù)中，供體的主要職能變?yōu)?，繁重而漫長的妊娠和育仔的任務(wù)由受體取代，這就大大縮短了供體本身的繁殖周期。胚胎移植的實(shí)質(zhì)是 。胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)是 。 。 。 。胚胎移植的基本程序為 ， ， ， ， 。胚胎移植的胚胎為培養(yǎng)到 時期的胚胎。利用胚胎分割技術(shù)獲得的個體均具有相同的性狀，原因是 ，因此胚胎分割可以看作是 的方法之一。進(jìn)行胚胎分割時，應(yīng)選擇什么樣的胚胎進(jìn)行操作？ ；對囊胚進(jìn)行分割時應(yīng)注意 。胚胎干細(xì)胞是 ；其特點(diǎn)是在形態(tài)上 ，在功能上 。另外，在體外培養(yǎng)條件下，胚胎干細(xì)胞可以 。胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用價值：可以治療人類的某些頑癥；可以培育出人造組織器官用來解決臨床上存在的供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題；也是研究體外細(xì)胞分化的理想材料。四、生物技術(shù)的安全性和倫理問題（一）轉(zhuǎn)基因生物的安全性1、轉(zhuǎn)基因成果微生物方面制造出具有重要經(jīng)濟(jì)價值的各種重組微生物，如清除石油污染的 。使用 ，生產(chǎn)稀缺的生化藥物，即 。轉(zhuǎn)基因動物方面在培育 、 的轉(zhuǎn)基因家畜、家禽方面不斷取得輝煌成就。科學(xué)家把轉(zhuǎn)基因動物(如奶牛)變成 ，讓它們的奶中富含某種營養(yǎng)物質(zhì)、 或人類所需要的 。轉(zhuǎn)基因植物方面成果：目前科學(xué)家已經(jīng)培育出了大批具有 、 、抗除草劑、 等全新性狀的農(nóng)作物。 推廣國家及品種：全球種植轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的國家已經(jīng)有十幾個，種植面積較大的國家分別是 、 、 、 、 和 ，其中以種植 最多，其次是 。2、轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論（二）關(guān)注生物技術(shù)的倫理問題1、克隆人引發(fā)的倫理問題反對者觀點(diǎn):倫理學(xué)家認(rèn)為，克隆人嚴(yán)重違反了人類 ，是克隆技術(shù)的濫用；克隆人沖擊了現(xiàn)有 等傳統(tǒng)的倫理道德觀念；克隆人是在人為地制造在心理上和 上都不健全的人。生物學(xué)家認(rèn)為，由于 尚不成熟，現(xiàn)在做克隆人很可能孕育出有 的孩子。理由是 成功率低，移植入母體子宮后胚胎 低、 高、胎兒 率高，出生后 率高等，實(shí)際正常的個體極少。支持者觀點(diǎn)：克隆人是一項科學(xué)研究，既然是科學(xué)，那就有它自己的發(fā)展規(guī)律，因此社會應(yīng)該允許科學(xué)家研究克隆人。某些支持科學(xué)家認(rèn)為，克隆動物時的不成熟問題可以通過 、 和 等方法得到解決；不成熟的技術(shù)也只有通過實(shí)踐，才能使之成熟。中國政府的態(tài)度：禁止 克隆人，一再重申四不原則： 、 、 、 任何生殖性克隆人的實(shí)驗。不反對 。2、設(shè)計試管嬰兒引發(fā)的倫理問題反對者觀點(diǎn)：把試管嬰兒當(dāng)作人體 ，是對生命的不尊重；早期生命也有活下去的權(quán)利，拋棄或殺死多余胚胎，無異于“謀殺”。支持者觀點(diǎn)：設(shè)計試管嬰兒是為了救人，是救治患者的 、 的辦法之一；提供骨髓中 并不會對試管嬰兒造成損傷；臍帶血為“身外之物”，利用其中的 是更符合倫理道德的。3、基因檢測引發(fā)的倫理問題反對基因檢測的理由：目前人類對 及 尚缺乏足夠的認(rèn)識，通過 達(dá)到預(yù)防疾病的目的是很困難的；人類的多基因遺傳病，既與 有關(guān)，又與 有關(guān)；有某種基因的人不見得就會患病，基因正常也不一定不患病，可能因基因表達(dá)的蛋白質(zhì)，在 過程中出現(xiàn)錯誤，才表現(xiàn)出癥狀來；基因檢測結(jié)果會給受檢者帶來巨大的 壓力；造成基因 ，如個人婚姻困難、人際關(guān)系疏遠(yuǎn)，更明顯的是造成一支 的失業(yè)大軍。支持基因檢測的理由：有些遺傳性疾病在后代中病發(fā)率很高，通過基因檢測可及早采取 ，適時進(jìn)行治療，達(dá)到 的目的；對于基因歧視現(xiàn)象，可以通過正確的 傳播、 教育和 得以解決。4.禁止生物武器生物武器種類包括 、 、 ，以及 等。1972年4月10日，蘇聯(lián)、美國、英國分別簽署了禁止生物武器公約，我國于1984年加入這一公約。選修三答案一、基因工程1、限制性核酸內(nèi)切酶（簡稱限制酶） DNA連接酶 運(yùn)載體2、原核生物 磷酸二酯鍵 黏性末端 平末端3、E.coliDNA連接酶 T4DNA連接酶 E.coliDNA連接酶只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間連接起來，不能將雙鏈DNA片段平末端之間進(jìn)行連接。而T4DNA連接酶既可雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端，又可以連接雙鏈DNA片段的平末端，但連接平末端之間的效率比較低。4、質(zhì)粒 噬菌體的衍生物 動植物病毒 能自我復(fù)制 有一個或多個限制酶切割位點(diǎn) 有標(biāo)記基因 對受體細(xì)胞無害 大小合適 在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過人工改造的5、目的基因的獲取 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 目的基因的檢測與鑒定 基因表達(dá)載體的構(gòu)建6、從基因文庫中獲取 利用PCR技術(shù)擴(kuò)增 用化學(xué)方法直接人工合成7、目的基因 啟動子 終止子 標(biāo)記基因 啟動子8、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 Ti質(zhì)粒 TDNA 可轉(zhuǎn)移的DNA 基因槍法 花粉管通道法顯微注射技術(shù) 受精卵 用Ca2+處理細(xì)胞，使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)（感受態(tài)細(xì)胞）；將重組表達(dá)載體DNA分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細(xì)胞混合，在一定溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子 繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少9、DNA分子雜交技術(shù) 分子雜交技術(shù) 抗原抗體雜交 個體生物學(xué) 轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因 放射性同位素標(biāo)記的目的基因單鏈10、Bt毒蛋白基因 蛋白酶抑制劑基因 淀粉酶抑制劑基因 植物凝集素基因 減少農(nóng)藥用量，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染 Bt毒蛋白基因 蘇云金芽孢桿菌 病毒外殼蛋白基因 病毒的復(fù)制酶基因 幾丁質(zhì)酶基因 抗毒素合成基因 藥用蛋白基因 乳腺蛋白基因的啟動子 顯微注射 受精卵 把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的 體內(nèi)基因治療 體外基因治療11、預(yù)期的蛋白質(zhì)功能 設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 推測應(yīng)有的氨基酸序列 找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列 以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾的或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)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 二二、細(xì)胞工程（一）1、脫分化 愈傷組織 再分化 根、芽等器官（胚狀體） 幼苗（植株） 細(xì)胞的全能性 有機(jī)營養(yǎng) 無機(jī)營養(yǎng) 植物激素 瓊脂 培養(yǎng)基中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，不僅有利于培養(yǎng)物的生長，也有利于各種雜菌的生長。一旦污染，迅速生長的各種雜菌不僅會與培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)、而且雜菌會產(chǎn)生大量對培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)物死亡 避光 無性 有利于保持母本的優(yōu)良性狀并實(shí)現(xiàn)快速繁殖2、纖維素酶和果膠酶 原生質(zhì)體 物理法 化學(xué)法 離心 振動 電激 聚乙二醇（PEG）克服了不同生物遠(yuǎn)緣雜交的不親和性（或障礙）3、不僅可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性，還可以高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖 分生區(qū)（或莖尖等） 胚狀體（不定芽、頂芽、腋芽） 人工種皮 人工胚乳 花藥離體培養(yǎng) 人工誘導(dǎo)染色體加倍 明顯縮短育種年限 愈傷組織（二）1、胰蛋白酶或膠原蛋白酶 無菌、無毒的環(huán)境 營養(yǎng) 溫度和PH 氣體環(huán)境 抗生素 糖 氨基酸 促生長因子 無機(jī)鹽 微量元素 血清 血漿 36.50.5 7.27.4 95空氣+5CO2 維持培養(yǎng)液的pH 細(xì)胞貼壁 細(xì)胞的接觸抑制 原代培養(yǎng) 傳代培養(yǎng) 10-50 102、無性 體細(xì)胞核移植 胚胎細(xì)胞核移植 M中期的卵母細(xì)胞 不是 因為克隆動物絕大部分DNA來自于供體細(xì)胞核，但其核外還有少量的DNA即線粒體中的DNA來自于受體卵母細(xì)胞 動物細(xì)胞核具有全能性 電脈沖（或電刺激） 鈣離子載體 乙醇 蛋白酶合成抑制劑3、聚乙二醇（PEG） 滅活的病毒 電激 在特定的選擇培養(yǎng)基上篩選 克隆化培養(yǎng) 抗體檢測既能迅速大量繁殖（無限增值） 又能產(chǎn)生專一的（特異性）抗體 特異性強(qiáng)、靈敏度高，并可能大量制備 作為診斷試劑 用于治療疾病和運(yùn)載藥物三、胚胎工程1、精子頭的主要部分 精子頭部的頂體 精子的尾 線粒體鞘膜 原生質(zhì)滴 雌性動物排卵前后 精子和卵子結(jié)合的過程中 在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體 哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備，是在出生前（胎兒期）完成的 卵子從卵泡中排出 獲能 減數(shù)第二次分裂中期 精子穿越放射冠和透明帶 進(jìn)入卵細(xì)胞膜 原核形成和融合 透明帶反應(yīng) 卵細(xì)胞膜反應(yīng) 桑椹胚 囊胚 原腸胚 有絲分裂 桑椹胚及其之前 內(nèi)細(xì)胞團(tuán) 胎膜和胎盤 孵化 原腸腔2、通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術(shù) 卵母細(xì)胞的采集 精子的獲取 受精 促性腺 垂體 活體采卵 假陰道法 手握法 電刺激法 培養(yǎng)法 化學(xué)誘導(dǎo)法 獲能溶液 專用的受精溶液 無機(jī)鹽 有機(jī)鹽 維生素 激素 氨基酸 核苷酸 血清3.胚胎移植 胚胎分割 體外生產(chǎn)胚胎技術(shù) 胚胎移植 可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力 只產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎 早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移 哺乳動物