高考生物選修3知識點總結

1、師中學2015屆高三生物科組二輪復習選修資料高考生物選修3知識點總結專題一 基因工程一、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）功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且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，因此具有專一性。結果：經限制酶切割產生的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（EcoliDNA連接酶和T4DNA連接酶）的比較：相同點：都縫合磷酸二酯鍵。區(qū)別：EcoliDNA連接酶只能連接黏性末端； T4DNA連接酶能縫合兩種末端，但效率較低。3、“分子運輸車”運載體（1）

2、載體具備的條件： 能在受體細胞中復制并穩(wěn)定保存。 具有一至多個限制酶切點，供外源DNA片段插入。 具有標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。（2）最常用的載體是:質粒，它是一種裸露的、結構簡單的、獨立于細菌染色體之外，并具有自我復制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。（3）其它載體：噬菌體的衍生物、動植物病毒二、基因工程的基本操作程序1、目的基因的獲取從基因文庫中獲得、人工合成、PCR擴增。人工合成目的基因的常用方法有反轉錄法_和化學合成法_。（了解基因組文庫和CDNA文庫？；如何從基因文庫中提取目的基因？）2、基因表達載體的構建（關鍵步驟）組成：目的基因啟動子終止子標記基因（1）啟動子：是一段有特殊結構

3、的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結合的部位，能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質。（2）終止子：也是一段有特殊結構的DNA片段 ，位于基因的尾端。（3）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。3、將目的基因導入受體細胞_（1）常用的轉化（導入）方法：導入植物細胞：常用農桿菌轉化法（雙子葉植物），其次還有基因槍法和花粉管通道法等。導入動物細胞：最常用的方法是顯微注射技術。此方法的受體細胞多是受精卵。導入微生物細胞：感受態(tài)細胞法。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

4、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，完成轉化過程。原核生物作為受體細胞的原因是繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對較少 ，最常用的原核細胞是大腸桿菌。（2）重組細胞導入受體細胞后，篩選含基因表達載體受體細胞的依據是標記基因是否表達。4、目的基因的檢測和表達檢測轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子雜交技術。檢測目的基因是否轉錄出mRNA，方法是采用用標記的目的基因作探針與mRNA雜交。檢測目的基因是否翻譯成蛋白質，提取蛋白質，用相應的抗體進行抗原抗體雜交。有時還需進行個體生物學水平的鑒定。如轉基因抗蟲植物是否出現(xiàn)抗蟲性狀。三、蛋白

5、質工程的概念蛋白質工程是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。（基因工程在原則上只能生產自然界已存在的蛋白質）專題2 細胞工程一、植物細胞工程 1、理論基礎（原理）：植物細胞全能性2、植物組織培養(yǎng)技術（1）過程：離體的植物器官、組織或細胞愈傷組織試管苗植物體（2）用途：微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細胞產物的工廠化生產。（3）地位：是培育轉基因植物、植物體細胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。3、植物體細胞雜交技術誘導融合的方法：物理法包括離心、振動、電刺激等?；瘜W法

6、用聚乙二醇（PEG）作誘導劑。原理：細胞膜的流動性。意義：克服了遠緣雜交不親和的障礙。二、動物細胞工程1、動物細胞培養(yǎng)（1）取動物組織塊（動物胚胎或幼齡動物的器官或組織）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或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)。（2）細胞貼壁：懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上。接觸抑制：細胞數目不斷增多，當貼壁細胞分裂生長到表面相互抑制時，會停止分裂增殖。（3）動物細胞培養(yǎng)需要滿足以下條件無菌、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

7、更換培養(yǎng)液，防止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。需加入血清、血漿等天然成分。溫度：適宜溫度：哺乳動物多是36.50.5；pH：7.27.4。氣體環(huán)境：95%空氣5%CO2。O2是細胞代謝所必需的，CO2作用是維持培養(yǎng)液的pH。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：卵(母)細胞比較大，容易操作；卵(母)細胞細胞質多，營養(yǎng)豐富。3、動物細胞融合（1）原理級方法：細胞膜的流動性。誘導融合的方法：物理法包括離心、振動、電刺激等?；瘜W法用聚乙二醇

8、（PEG）作誘導劑。還可以用滅活的病毒誘導。（2）動物細胞融合的意義：克服了遠緣雜交的不親和性。項目細胞融合的原理細胞融合的方法誘導手段用法植物體細胞雜交細胞膜的流動性去除細胞壁后誘導原生質體融合物理法、化學法克服遠緣雜交不親和性，獲得雜種植株動物細胞融合細胞膜的流動性使細胞分散后誘導細胞融合物理法、化學法、滅活的病毒誘導制備單克隆抗體的技術之一4、單克隆抗體（1）抗體：一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體。從血清中分離出的抗體產量低、純度低、特異性差。（2）雜交瘤細胞的特點：既能大量繁殖，又能產生專一的抗體。（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：作為

9、診斷試劑：準確識別各種抗原物質的細微差異，并跟一定抗原發(fā)生特異性結合，準確、高效、簡易、快速。用于治療疾病和運載藥物：主要用于治療癌癥治療，可制成“生物導彈”，也有少量用于治療其它疾病。專題3 胚胎工程一、動物胚胎發(fā)育的基本過程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。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。2、動物胚胎發(fā)育的基本過程（1）精子的發(fā)生：細胞核為精子頭的主要部分，高爾基體發(fā)育為頂體，中心體演變?yōu)榫拥奈?，線粒體在尾基部形成線粒體鞘膜，其他物質濃縮為原生質滴直至脫落。

10、（2）卵子的發(fā)生：在胎兒時期，卵原細胞進行有絲分裂演變成初級卵母細胞，減一分裂在排卵前后完成，形成次級卵母細胞和第一極體進入輸卵管；減二分裂是在受精過程中完成的。（3）受精：精子獲能（在雌性動物生殖道內）；卵子的準備（排出的卵子要在輸卵管中進一步成熟到減二中期才具備受精能力）；受精階段：透明帶反應：防止多精子入卵受精的第一道屏障。卵黃膜的封閉作用：它是防止多精子入卵受精的第二道屏障。受精標志是第二極體的形成；受精完成標志是雌雄原核融合成合子。受精場所是母體的輸卵管上段。（4）胚胎發(fā)育：卵裂期桑椹胚（全能細胞）囊胚：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細

11、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。原腸胚：有了三胚層的分化，具有囊胚腔和原腸腔。二、體外受精1、卵母細胞的采集和培養(yǎng)：對體型小的動物用促性腺激素處理，從輸卵管沖取卵子（可直接受精）；對體型大的動物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：對嚙齒動物、兔、豬等的精子用培養(yǎng)法（放入人工配制的獲能液中）；對牛、羊等精子用化學法（放在肝素或鈣離子載體溶液中）三、胚胎移植1、將雌性動物的早期胚胎移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的。通過轉基因、核移植、體外受精獲得的胚胎必須移植給受體才能獲得后代。2、優(yōu)勢：可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體

12、的繁殖潛力，縮短供體本身的繁殖周期。3、胚胎移植的生理學基礎：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是相同的。這就為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境。早期胚胎形成后處于游離狀態(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；為胚胎在受體的存活提供了可能。供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，遺傳特性在孕育過程中不受影響。4、胚胎移植的程序：對供、受體母牛進行選擇，用促性腺激素進行同期發(fā)情處理；對供體母牛用促性腺激素做超數排卵處理。選擇同種優(yōu)秀公牛配種；對胚胎進行收集此時胚胎處于游離狀態(tài)；對胚胎進行質量檢查此時胚胎應發(fā)育到桑椹胚或囊胚；胚胎移植

13、；檢查受體母牛是否受孕；產下胚胎移植的犢牛。四、胚胎分割1、概念：將早期胚胎切割成2、4、8等分等，經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質，屬于無性繁殖。2、操作要點：選擇發(fā)育良好，形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。內細胞團要均等分割，否則會影響胚胎的恢復和進一步發(fā)育。五、胚胎干細胞的移植（識記）1、含義：由早期胚胎囊胚或胎兒的原始性腺中分離出來的一類細胞，又叫ES或EK細胞。2、特征：形態(tài)上體積小、細胞核大、核仁明顯；功能上具有發(fā)育的全能性，即可分化為成年動物體內任何一種組織細胞。體外培養(yǎng)下，ES細胞可以只增殖不分化3、應用：用于治療人類疾病，如利用ES細胞誘導其分化成新

14、的組織細胞特性，移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修復。專題五 生態(tài)工程的原理（識記）1、對象：以破壞的生態(tài)系統(tǒng)進行修復和重建2、基本原理：物質循環(huán)再生原理如無廢棄物農業(yè)物種多樣性原理提高生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性協(xié)調與平衡原理處理生物與環(huán)境的協(xié)調與平衡，考慮環(huán)境容納量整體性原理考慮自然系統(tǒng)、經濟系統(tǒng)和社會系統(tǒng)的統(tǒng)一系統(tǒng)性和工程學原理系統(tǒng)的結構決定功能原理：考慮系統(tǒng)內部不同組分之間的結構，通過改變和優(yōu)化結構，達到改善系統(tǒng)功能的目的；系統(tǒng)整體性原理：實現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果相關考題：一、 一對表現(xiàn)型正常的夫婦，生了一個鐮刀型細胞貧血癥（常染色體隱性遺傳病）患兒。在他們欲生育第二胎時，發(fā)現(xiàn)妻

15、子的雙側輸卵管完全堵塞，不能完成體內受精。醫(yī)生為該夫婦實施了體外受精和產前基因診斷，過程如下圖。請回答：（1）過程是指在體外進行的_處理，從而使精子與卵子結合形成受精卵；過程稱為_。（2）在對胎兒進行鐮刀形細胞貧血癥的產前基因診斷時，要先從羊水中的胎兒細胞提取物質_進行PCR擴增。然后用Mst 對擴增產物進行切割，產生多個片段的酶切產物。據此判斷，Mst 是一種_酶。（3）不同長度的酶切產物在電泳時移動的速率不同，形成不同的電泳條帶。該家庭成員的鐮刀型細胞貧血癥基因分析的電泳帶譜如，據此判斷胎兒為_（填“正?！?、“患者”或“攜帶者”）。二、自1981年Evans和Kaufman首次成功分離小鼠

16、胚胎干細胞（ES細胞），醫(yī)學界對其的研究雖頗有爭議但也如火如荼，下圖表示利用胚胎干細胞(ES細胞)所做的一系列研究，請據圖分析回答：(1)過程將胚胎干細胞置于用射線滅活的鼠胎兒成纖維細胞的飼養(yǎng)層上，并加入動物血清、抗生素等物質，維持細胞不分化的狀態(tài)。在此過程中，飼養(yǎng)層提供干細胞增殖所需的_，加入抗生素是為了_，這對于研究細胞分化和細胞凋亡的機理具有重要意義。(2)過程將帶有遺傳標記的ES細胞注入早期胚胎的囊胚腔，通過組織化學染色，用于研究動物器官形成的時間、發(fā)育過程以及影響的因素，這項研究利用了胚胎干細胞具有_的特點。在哺乳動物早期發(fā)育過程中，囊胚的后一個階段是_。(3)過程中目的基因導入胚胎

17、干細胞最常用的方法是_，將獲得的目的基因轉入胚胎干細胞前需構建基因表達載體，其目的是_ (4)過程得到的小鼠畸胎瘤里面全是軟骨、神經管、橫紋肌和骨骼等人類組織和器官。實驗時，必須用X射線照射去除胸腺的小鼠，獲得免疫缺陷小鼠，其目的是_該過程研究的意義在于解決_問題。三、胚胎工程技術包含的內容很豐富，如圖是胚胎工程技術研究及應用的相關情況，其中供體1是良種荷斯坦高產奶牛，供體2是黃牛，請據圖回答下列問題：(1)應用1中獲得的小牛，其遺傳物質來源于 ，細胞B的名稱是 。(2)應用2中牛完成體內受精的場所是_，剛種植在子宮內的胚胎其發(fā)育程度一般為 ，胚胎種植后可以通過_從母體獲得正常發(fā)育所需要的物質。這種試管牛的產生，采用的胚胎工程技術有 （至少答出2種）等。(3)應用3中細胞C取自牛胎兒的 ，或 細胞。(4)應用4中通過 技術獲得二分胚和，得到兩只小牛，可以通過PCR技術進行小牛早期胚胎性別鑒定；也可以在細胞水平上通過對_的分析進行性別鑒定。答案：一、（1）