高中生物選修三全套知識點填空

選修3易考學問點背誦專題1

基因工程基因工程的概念基因工程的別名

基因拼接技術或DNA重組技術操作環(huán)境

生物體外操作對象

基因操作水平

DNA分子水平基本過程

剪切→拼接→導入→表達結果

產生人類須要的基因產物特點

打破種的界限，定向改造生物本質

基因重組（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）（1）來源：主要是從原核生物中分別純化出來的。（2）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，因此具有特異性。（3）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（E·coliDNA連接酶和T4-DNA連接酶）的比較：①相同點：都縫合磷酸二酯鍵。②區(qū)分：E·coliDNA連接酶來源于T4噬菌體，只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來；而T4DNA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)與DNA聚合酶作用的異同:DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵。3.“分子運輸車”——載體（1）載體具備的條件：①能在受體細胞中復制并穩(wěn)定保存。②具有一至多個限制酶切點，供外源DNA片段插入。③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,它是一種袒露的、結構簡潔的、獨立于細菌染色體之外，并具有自我復制實力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。（3）其它載體：噬菌體、動植物病毒(二)基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的獲得1.目的基因是指：是人們所須要轉移或改造的基因2.獲得目的基因的方法基因文庫、人工合成、PCR技術3.原核基因實行干脆分別獲得，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錄法_和化學合成法_。4.PCR技術擴增目的基因（1）原理：DNA雙鏈復制（2）過程：第一步：加熱至90～95℃DNA解鏈；其次步：冷卻到55～60℃，引物結合到互補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鏈的合成。其次步：重組DNA分子1.目的：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳至下一代，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+復制原點（1）啟動子：是一段有特別結構的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：也是一段有特別結構的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。第三步：轉化受體細胞1.轉化的概念：是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.常用的轉化方法：將目的基因導入植物細胞：采納最多的方法是農桿菌轉化法，其次還有基因槍法和花粉管通道法等。將目的基因導入動物細胞：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。將目的基因導入微生物細胞：原核生物作為受體細胞的緣由是繁殖快、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，其轉化方法是：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分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細胞混合，在肯定的溫度下促進感受態(tài)細胞汲取DNA分子，完成轉化過程。3.第四步：目的基因的檢測和表達1.首先要檢測轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是采納DNA分子雜交技術。2.其次還要檢測目的基因是否轉錄出了mRNA，方法是采納用標記的目的基因作探針與mRNA雜交。3.最終檢測目的基因是否翻譯成蛋白質，方法是從轉基因生物中提取蛋白質，用相應的抗體進行抗原－抗體雜交。4.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抗蟲性狀。（三）基因工程的應用1.植物基因工程：抗蟲、抗病、抗逆轉基因植物，利用轉基因改良植物的品質。2.動物基因工程：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。（四）蛋白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，對現有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿意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）轉錄翻譯蛋白質的改造大改：設計并制造自然界中不存在的全新蛋白質，使之具有特定的氨基酸序列、空間結構和預期功能中改：在蛋白質分子中替代某一個肽段或一個特定的結構域小改：通過基因工程中的定點誘變技術，有目的改造蛋白質分子中某活性部位的1個或幾個氨基酸殘基，以改善蛋白質的性質和功能定點誘變技術是變更蛋白質結構的核心之一PCR技術是基因定點誘變的常用方法蛋白質工程與基因工程的關系

蛋白質工程基因工程實質通過改造基因，以定向改造自然蛋白質，甚至創(chuàng)建自然界不存在的蛋白質將目的基因從供體轉移到受體細胞，并在受體細胞中表達結果合成自然界不存在的蛋白質

只能生產自然界已存在的蛋白質聯系

蛋白質工程是在基因工程基礎上，延長出的其次代基因工程專題2細胞工程一、植物細胞工程（一）植物組織培育技術1、理論基礎（原理）：細胞全能性細胞具有全能性的緣由：每個細胞都含有該物種的全套遺傳物質全能性表達的難易程度：受精卵、生殖細胞、干細胞、體細胞；植物細胞、動物細胞,請排序受精卵＞生殖細胞＞干細胞＞體細胞；植物細胞＞動物細胞2、過程：離體的植物器官、組織或細胞（又稱外植體）―→愈傷組織―→胚狀體―→試管苗―→植物體愈傷組織的特點：一團沒有特定結構和功能不處于旺盛分裂狀態(tài)的薄壁細胞脫分化：已經分化的植物細胞形成愈傷組織的過程再分化：愈傷組織生長一段時間后，再移植到新的培育基上接著培育，從新誘導分化形成根和芽等器官的過程。3、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。A植物繁殖微型繁殖：可以高效快速地實現種苗的大量繁殖作物脫毒：采納莖尖組織培育來除去病毒（因為植物分生區(qū)旁邊的病毒極少或沒有）人工種子：以植物組織培育得到的胚狀體、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；便利貯存和運輸人工種子的結構包括：人工種皮、胚狀體和人工胚乳。B作物新品種培育單倍體育種：a過程：植株（AaBb）通過減數分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab四種類型）；對花粉進行花藥離體培育（技術是植物組織培育）；得到單倍體植株；對其幼苗時期進行秋水仙素處理；得到了正常的純合二倍體植株（AABB、AAbb、aaBB、aabb四種類型）。b優(yōu)點：明顯縮短育種年限（二）植物細胞培育：通過能夠產生對人們有利的產物的細胞進行組織培育，從而讓它們能夠產生大量的次級代謝產物。留意：1、原理：細胞增殖2、大規(guī)模獲得細胞產品應用組織培育技術培育到愈傷組織階段（三）植物體細胞雜交技術1、過程：2、植物誘導融合的方法：物理法包括離心、振動、電刺激等?；瘜W法一般是用聚乙二醇作為誘導劑。（3）留意：a生理基礎：細胞膜流淌性，植物細胞全能性b植物細胞融合前需用纖維素酶和果膠酶除去細胞壁（3）意義：克服了遠緣雜交不親和的障礙。二、動物細胞工程一般包括動物細胞與組織培育、細胞核移植、體細胞克隆、細胞融合、單克隆抗體的制備等技術（一）動物細胞培育（1）概念：動物細胞培育就是從動物機體中取出相關的組織，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。（2）動物細胞培育的流程：取動物組織塊（動物胚胎或幼齡動物的器官或組織）→剪碎→用胰蛋白酶處理分散成單個細胞→制成細胞懸液→轉入培育瓶中進行原代培育→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接著傳代培育。（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。細胞數目不斷增多，當貼壁細胞分裂生長到表面相互抑制時，細胞就會停止分裂增殖，這種現象稱為細胞的接觸抑制。（4）動物細胞培育須要滿意以下條件①無菌、無毒的環(huán)境：培育液應進行無菌處理。通常還要在培育液中添加肯定量的抗生素，以防培育過程中的污染。此外，應定期更換培育液，防止代謝產物積累對細胞自身造成危害。②養(yǎng)分：合成培育基成分：糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等。通常需加入血清、血漿等自然成分。③溫度：相宜溫度：哺乳動物多是36.5℃＋0.5℃；pH：④氣體環(huán)境：（5）動物細胞培育技術的應用：制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測有毒物質、培育醫(yī)學探討的各種細胞。(6)動物細胞培育與組織培育的主要區(qū)分動物細胞培育過程須要用胰蛋白酶等是組織塊中的細胞分散（二）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（比較簡潔）和體細胞核移植（比較難）。2、選用去核卵(母)細胞的緣由：卵(母)細胞比較大，簡潔操作；卵(母)細胞細胞質多，養(yǎng)分豐富。3、體細胞核移植的大致過程是：（右圖）留意：(1)eq\o\ac(○,a)細胞核移植eq\o\ac(○,b)胚胎移植(2)原理：細胞核全能性克隆羊性別：白面綿羊3、體細胞核移植技術的應用：①加速家畜遺傳改良進程，促進良畜群繁育；②愛護瀕危物種，增大存活數量；③生產寶貴的醫(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。4、體細胞核移植技術存在的問題：克隆動物存在著健康問題、表現出遺傳和生理缺陷等。（三）動物細胞融合1、動物細胞融合與植物原生質體融合的原理基本相同，誘導動物細胞融合的方法與植物原生質體融合的方法類似，常用的誘導因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激等。2、動物細胞融合的意義：克服了遠緣雜交的不親和性，成為探討細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物新品種培育的重要手段。3、動物細胞融合與植物體細胞雜交的比較：（重點記憶）細胞工程植物體細胞雜交動物細胞融合理論基礎細胞的全能性、細胞膜的流淌性細胞增殖、細胞膜的流淌性融合前處理酶解法去除細胞壁（纖維素酶、果膠酶）注射特定抗原，免疫處理正常小鼠誘導手段物理法:離心、振動、電激化學法：聚乙二醇（PEG）物理法:離心、振動、電激化學法：聚乙二醇生物法：滅活的病毒（滅活的仙臺病毒）誘導過程第一步：原生質體的制備（酶解法）其次步：原生質體融合（物、化法）第三步：雜種細胞的篩選和培育第四步：雜種植株的誘導與鑒定正常小鼠免疫處理動物細胞的融合（物、化、生法）雜交瘤細胞的篩選與培育專一抗體檢驗陽性細胞培育單克隆抗體的提純用途和意義克服遠緣雜交的不親和障礙，大大擴展雜交的親本組合范圍應用：白菜-甘藍等雜種植株制備單克隆抗體診斷、治療、預防疾病，例如“生物導彈”治療癌癥4.單克隆抗體（1）a.抗體：一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體。從血清中分別出的抗體產量低、純度低、特異性差。b.B淋巴細胞特點：可以產生抗體，但不能無限增殖；骨髓瘤細胞特點：能無限增殖，但不能產生抗體。（2）單克隆抗體的制備過程：注入小鼠注入小鼠細胞融合分別抗原注入小鼠體內B淋巴細胞骨髓瘤細胞雜交瘤細胞細胞培育養(yǎng)選擇培育細胞培育基體內培育體外培育從腹水提取從培育液提取單克隆抗體（3）雜交瘤細胞的特點：既能大量繁殖，又能產生專一的特異性抗體。（4）單克隆抗體的優(yōu)點：特異性強，靈敏度高，并能大量制備。（5）單克隆抗體的作用：①作為診斷試劑：精確識別各種抗原物質的微小差異，并跟肯定抗原發(fā)生特異性結合，具有精確、高效、簡易、快速的優(yōu)點。②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”（連接上抗癌藥物的單克隆抗體），也有少量用于治療其它疾病。補充：淋巴因子中的干擾素是治療病毒的特效藥，通常只能從體內獲得，且數量特別的少，為了在體外獲得大量的干擾素，我們可以用鼠的效應T淋巴細胞與其骨髓瘤細胞進行融合，進而從小鼠的腹水中或從培育液中提取。干擾素是由效應T淋巴細胞產生的，所以在進行細胞融合時，選用的是效應T淋巴細胞和骨髓瘤細胞。專題3胚胎工程（一）生殖細胞的發(fā)生和受精作用1.精子與卵細胞的發(fā)生過程（1）精子的發(fā)生：精原細胞先進行有絲分裂后進行減數分裂；變形過程中，細胞核為精子頭的主要部分，高爾基體發(fā)育為頂體，中心體演化為精子的尾，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。[線粒體為精子運動供應能量]（2）卵子的發(fā)生：卵原細胞演化成初級卵母細胞[被卵泡細胞包圍]，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打算受精；減二分裂是在受精過程中完成的。（3）精子與卵細胞發(fā)生過程比較項目精子的發(fā)生過程卵子的發(fā)生過程發(fā)生場所

發(fā)生時間

發(fā)生過程是否連續(xù)

核物質含量

是否變形

結果

細胞質分裂

2.受精作用：（1）受精場所：是母體的輸卵管上段（2）受精前的打算a.精子獲能（在雌性動物生殖道內）；b.卵子的打算（排出的卵子要在輸卵管中進一步成熟到減數其次次分裂中期才具備受精實力）；（3）受精過程[卵子四周的結構由外到內：放射冠、透亮帶、卵黃膜]，a頂體反應：精子釋放頂體酶溶解卵丘細胞之間的物質，穿越放射冠。b透亮帶反應：頂體酶可將透亮帶溶出孔道，精子穿入，在精子觸及卵黃膜的瞬間阻擋后來精子進入透亮帶的生理反應[它是防止多精子入卵受精的第一道屏障]；c卵黃膜的封閉作用：精子外膜和卵黃膜融合，精子入卵后，卵黃膜會拒絕其他精子再進入卵內的過程[它是防止多精子入卵受精的其次道屏障]；精子尾部脫落，原有核膜裂開形成雄原核，同時卵子完成減二分裂，形成雌原核[留意：受精標記是其次極體的形成；受精完成標記是雌雄原核融合成合子]（二）動物胚胎發(fā)育的基本過程1.胚胎發(fā)育是指受精卵發(fā)育成_______________的過程2.胚胎發(fā)育的各個階段的特點：（1）卵裂期：特點：細胞有絲分裂，細胞數量不斷增加，但胚胎的總體體積并不增加。（2）桑椹胚：特點：胚胎細胞數目達到32個左右時，胚胎形成致密的細胞團，形似桑椹。是全能細胞。（3）囊胚：特點：細胞起先出現分化（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群稱為內細胞團，將來發(fā)育成胎兒的各種組織。而滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤；胚胎內部漸漸出現囊胚腔[注：囊胚的擴大會導致透亮帶的裂開，胚胎伸展出來，這一過程叫孵化]（4）原腸胚：特點：有了三胚層的分化，具有原腸腔。(三)胚胎工程的應用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，由體外受精技術、胚胎移植技術、胚胎分割技術、胚胎冷凍保存技術和性別限制技術等組成的現代生物技術。1.體外受精和胚胎的早期培育(1)卵母細胞的采集和培育：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，干脆與獲能的精子在體外受精。其次種方法：從剛屠宰母畜的卵巢中采集卵母細胞；第三種方法是借助超聲波探測儀、腹腔鏡等干脆從活體動物的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育成熟后，才能與獲能的精子受精。(2)精子的采集和獲能：在體外受精前，要對精子進行獲能處理。(3)受精：(4)胚胎的早期培育：精子與卵子在體外受精后，應將受精卵移入發(fā)育培育液中接著培育，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育實力。培育液成分較困難，除一些無機鹽和有機鹽外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等養(yǎng)分成分，以及血清等物質。當胚胎發(fā)育到相宜的階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動物胚胎移植的時間不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚階段才能進行移植，小鼠、家兔等試驗動物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎可在8~16個細胞階段移植。)2.胚胎移植(1)胚胎移植是指將雌性動物的早期胚胎，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)相同的其它雌性動物的體內，使之接著發(fā)育為新個體的技術。其中供應胚胎的個體稱為“供體”，接受胚胎的個體稱為“受體”。（供體為優(yōu)良品種，作為受體的雌性動物應為常見或存量大的品種。）地位：如轉基因、核移植，或體外受精等任何一項胚胎工程技術所生產的胚胎，都必需經過胚胎移植技術才能獲得后代，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)良個體的繁殖實力。(3)生理學基礎：①動物發(fā)情排卵后，同種動物的供、受體生殖器官的生理變更是相同的。這就為供體的胚胎移入受體供應了相同的生理環(huán)境。②早期胚胎在肯定時間內處于游離狀態(tài)。這就為胚胎的收集供應了可能。③受體對移入子宮的外來胚胎不發(fā)生免疫排斥反應。這為胚胎在受體的存活供應了可能。④供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯系，但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。(4)基本程序主要包括：①對供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和生產性能優(yōu)秀的供體，有健康的體質和正常繁殖實力的受體，供體和受體是同一物種。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排卵處理。②配種或人工授精。③對胚胎的收集、檢查、培育或保存。配種或輸精后第7天，用特制的沖卵裝置，把供體母牛子宮內的胚胎沖洗出來(也叫沖卵)。對胚胎進行質量檢查，此時的胚胎應發(fā)育到桑椹或胚囊胚階段。干脆向受體移植或放入－196℃的液氮④對胚胎進行移植。⑤移植后的檢查。對受體母牛進行是否妊娠的檢查。3.胚胎分割(1)概念：是指采納機械方法將早期胚胎切割2等份、4等份等，經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。(2)意義：來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質，屬于無性繁殖。(3)材料：發(fā)育良好，形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的發(fā)育過程中，細胞起先分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。）(4)操作過程：對囊胚階段的胚胎分割時，要將內細胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的復原和進一步發(fā)育。（四）胚胎干細胞及其應用1.干細胞分類(1).根據分化潛能的大小分______________(例___________________________)、______________（例________________）、______________（例_____________）。(2).按來源分___________________、_____________________。2.胚胎干細胞(1)、哺乳動物的胚胎干細胞簡稱ES或EK細胞，來源于早期胚胎或從原始性腺中分別出來。(2)、具有胚胎細胞的特性，在形態(tài)上表現為體積小，細胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動物體內任何一種組織細胞。另外，在體外培育的條件下，可以增殖而不發(fā)生分化，可進行冷凍保存，也可進行遺傳改造。(3)、胚胎干細胞的主要用途是：（了解）①可用于探討哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律；②是在體外條件下探討細胞分化的志向材料，在培育液中加入分化誘導因子，如牛黃酸等化學物質時，就可以誘導ES細胞向不同類型的組織細胞分化，這為揭示細胞分化和細胞凋亡的機理供應了有效的手段；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利用可以被誘導分化形成新的組織細胞的特性，移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修復并復原正常功能；⑤隨著組織工程技術的發(fā)展，通過ES細胞體外誘導分化，定向培育出人造組織器官，用于器官移植，解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。專題四生態(tài)工程一、生態(tài)工程的概念生態(tài)工程是指應用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生與物質循環(huán)再生原理、結構與功能相協調原則，結合系統(tǒng)分析的最優(yōu)化方法而設計的促進物質被分層多級利用的生產工藝系統(tǒng)。二、生態(tài)工程的基本原理生態(tài)工程的設計所依據的是生態(tài)學和工程學原理1、生態(tài)學原理（1）物種共生原理：自然界任何一種生物都不能離開其他生物而單獨生存和繁衍，存在著共生、競爭等關系，這構成了生態(tài)系統(tǒng)的自我調整和反饋機制。（2）生態(tài)位原理：生態(tài)系統(tǒng)中各種生物都占有肯定的生態(tài)位，依據此原理，可構建一個具有多層次、多種群的穩(wěn)定而高效的生態(tài)系統(tǒng)。（3）食物鏈原理：食物鏈/食物網是實現生態(tài)系統(tǒng)中物質循環(huán)、能量流淌和信息傳遞的基礎，物種間的食物關系是生態(tài)工程設計的重要因素。（4）物種多樣性原理：生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性越高，反抗力穩(wěn)定性越陷越高，生態(tài)系統(tǒng)就越穩(wěn)定。（如“三北防護林”蟲害、珊瑚礁區(qū)的朝氣）2、工程學原理（1）物質循環(huán)再生原理：物質能在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往復，分層分級利用。我國古代的“無廢棄物農業(yè)”——利用收集到的一切可能的有機物質轉變?yōu)橛袡C肥料，改善了土壤結構，培育了土壤微生物，實現了N、P、K等元素的循環(huán)利用。（2）協調與平衡原理：要處理好生物與環(huán)境的協調與平衡，生態(tài)系統(tǒng)中的生物數量不能超過環(huán)境承載力（環(huán)境容納量）的限度。太湖等水體富養(yǎng)分化，導致水葫蘆和藻類瘋長現象；西北衰敗的楊樹和繁茂的當地樹種間的大反差。（3）整體性原理：生態(tài)工程建設，不但要考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，還要考慮到社會和經濟等系統(tǒng)的影響力。只有應用整體性原理，才能統(tǒng)一協調當前與長遠、局部與整體、開發(fā)與環(huán)境建設之間的關系，保障生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。三、生態(tài)工程建設的基本過程1.生態(tài)工程建設的核心環(huán)節(jié)是技術設計.2.生態(tài)工程設計的方法及實例（1）食物鏈（網）的“相接”，如稻田養(yǎng)魚農業(yè)生態(tài)工程。（2）食物鏈（網）的“加環(huán)”，如玉米芯的充分利用。3.生態(tài)工程在設計時要考慮到有利于人和自然兩方面，突出低消耗、多效益、可持續(xù)的特征。二、我國生態(tài)工程建設的實例1.治污生態(tài)工程（1）內容：主要涉及固體、液體、有機廢物的處理，生態(tài)肥料的研制與試用，湖區(qū)污染的生態(tài)治理，塑料的再生利用。（2）實例——“人工濕地”生態(tài)工程：（1）濕地的重要特點之一是生物多樣性豐富，濕地生態(tài)系統(tǒng)具有較強的功能，被譽為“地球之腎”。（2）“人工濕地”的凈化作用是通過濕地環(huán)境中所發(fā)生的物理、化學和生物作用的綜合效應實現的，由不同類型的水生植物和微生物的共同作用來完成。（3）水生植物可汲取、轉化污水中的N、P等物質，還能促進細菌等微生物對污水的處理和凈化?！就卣埂咳斯竦厥且粋€綜合的生態(tài)系統(tǒng)，它應用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質循環(huán)再生原理，結構與功能協調原則，在促進廢水中污染物質良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生產潛力，防止環(huán)境的再污染，獲得污水處理與資源化的最佳效益。2.生態(tài)復原工程（1）生態(tài)復原工程的第一步是復原植被.（2）實例a.礦山廢棄地生態(tài)復原工程：在礦區(qū)廢棄地的生態(tài)修復中，植被要留意選擇生長快和抗逆性強的樹種，優(yōu)先選擇負擔樹種，盡量選擇適應性強的鄉(xiāng)土樹種和先鋒樹種，留意樹種的多功能效益。b.西部的生態(tài)治理水土流失是西部生態(tài)問題中最本質、最突出的沖突。3.生態(tài)農業(yè)工程生態(tài)農業(yè)以保持生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)平衡為主導思想，促進物質在系統(tǒng)內循環(huán)和重復運用,以最少的投入獲得最大的經濟效益和生態(tài)效益。填空選修3易考學問點背誦專題1

基因工程基因工程的概念P9基因工程的別名

操作環(huán)境

操作對象

操作水平

基本過程

結果

特點（優(yōu)點）

本質（原理）

（一）基因工程的基本工具1.“分子手術刀”——--_____________________________（1）來源：主要是從___________________中分別純化出來的。（2）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___________斷開，因此具有___________________。（3）結果：經限制酶切割產生的DNA片段末端通常有兩種形式：___________和__________________。2.“分子縫合針”——____________________(1)兩種DNA連接酶（E·coliDNA連接酶和T4-DNA連接酶）的比較：①相同點：都縫合____________________________。②區(qū)分：E·coliDNA連接酶來源于T4噬菌體，只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來；而T4DNA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)與DNA聚合酶作用的異同:DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵。3.“分子運輸車”——______________________（1）載體具備的條件：①_______________________________________。②________________________________________③________________________________________（2）最常用的載體是質粒,它是一種袒露的、結構簡潔的、獨立于細菌染色體之外，并具有自我復制實力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。（3）其它常見載體________________________________________(二)基因工程的基本操作程序第一步:____________________________________1.目的基因是指：___________________________________。2.獲得目的基因的方法__________________________________________3.原核基因實行干脆分別獲得，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錄法_和化學合成法_。4.PCR技術擴增目的基因（1）原理：DNA雙鏈復制（2）過程：第一步：加熱至90～95℃DNA解鏈；其次步：冷卻到55～60℃，引物結合到互補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鏈的合成。其次步：____________________________________1.目的：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。2.組成：_____________________________________（1）啟動子：是一段有特別結構的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：也是一段有特別結構的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_______________，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。常用的標記基因是___________________。第三步____________________________________1.轉化的概念：是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.常用的轉化方法：將目的基因導入植物細胞：采納最多的方法是_____________，其次還有基因槍法和花粉管通道法等。將目的基因導入動物細胞：最常用的方法是_______________。此方法的受體細胞多為_________________________2.目的基因導入微生物細胞：原核生物作為受體細胞的緣由是繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對較少，最常用的原核細胞是_______________，其轉化方法是：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分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細胞混合，在肯定的溫度下促進感受態(tài)細胞汲取DNA分子，完成轉化過程。3.第四步：目的基因的檢測和表達1.首先要檢測轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是采納DNA分子雜交技術。2.其次還要檢測目的基因是否轉錄出了mRNA，方法是采納用標記的目的基因作探針與mRNA雜交。3.最終檢測目的基因是否翻譯成蛋白質，方法是從轉基因生物中提取蛋白質，用相應的抗體進行抗原－抗體雜交。4.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抗蟲性狀。（三）基因工程的應用1.植物基因工程：_______________________________________________________________________________________________________________2.動物基因工程：3.基因治療：概念________________________________________________基因檢測原理__________________________________________作用____________________________________________________________（四）蛋白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，對現有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿意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）轉錄翻譯蛋白質的改造_____：設計并制造自然界中不存在的全新蛋白質，使之具有特定的氨基酸序列、空間結構和預期功能_____：在蛋白質分子中替代某一個肽段或一個特定的結構域_____：通過基因工程中的定點誘變技術，有目的改造蛋白質分子中某活性部位的1個或幾個氨基酸殘基，以改善蛋白質的性質和功能_______________是變更蛋白質結構的核心之一__________是基因定點誘變的常用方法蛋白質工程與基因工程的關系

蛋白質工程基因工程實質

結果

聯系

專題2細胞工程一、植物細胞工程（一）植物組織培育技術1、理論基礎（原理）：_____________細胞具有全能性的緣由：_______________________________________全能性表達的難易程度：受精卵、生殖細胞、干細胞、體細胞；植物細胞、動物細胞,請排序_________________________________；___________________2、過程：離體的植物器官、組織或細胞（又稱_______）―→愈傷組織―→胚狀體―→試管苗―→植物體愈傷組織的特點：____________________________________________________脫分化：___________________________________________再分化_________________________________________________________________________3、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。A植物繁殖微型繁殖：可以高效快速地實現種苗的大量繁殖作物脫毒：采納莖尖組織培育來除去病毒（因為植物分生區(qū)旁邊的病毒極少或沒有）人工種子：以植物組織培育得到的胚狀體、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；便利貯存和運輸人工種子的結構包括：________、_______和________。B作物新品種培育單倍體育種：a過程：植株（AaBb）通過減數分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab四種類型）；對花粉進行__________（技術是植物組織培育）；得到單倍體植株；對其幼苗時期進行__________處理；得到了正常的_________植株（AABB、AAbb、aaBB、aabb四種類型）。b優(yōu)點：_______________（二）植物細胞培育：通過能夠產生對人們有利的產物的細胞進行組織培育，從而讓它們能夠產生大量的__________產物。留意：1、原理：__________2、大規(guī)模獲得細胞產品應用組織培育技術培育到____________階段（三）植物體細胞雜交技術1、過程：2、植物誘導融合的方法：物理法包括離心、振動、電刺激等?；瘜W法一般是用_____________作為誘導劑。（3）留意：a生理基礎：_______________，_______________b植物細胞融合前需用___________和___________除去細胞壁（3）意義：______________________二、動物細胞工程一般包括__________________________________________________________________等技術（一）動物細胞培育（1）概念：動物細胞培育就是從動物機體中取出相關的組織，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。（2）動物細胞培育的流程：取動物組織塊（動物胚胎或幼齡動物的器官或組織）→剪碎→用__________處理分散成單個細胞→制成細胞懸液→轉入培育瓶中進行_______培育→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接著_________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。細胞數目不斷增多，當貼壁細胞分裂生長到表面相互抑制時，細胞就會停止分裂增殖，這種現象稱為_________________。（4）動物細胞培育須要滿意以下條件①無菌、無毒的環(huán)境：培育液應進行無菌處理。通常還要在培育液中添加肯定量的抗生素，以防培育過程中的污染。此外，應定期更換培育液，防止代謝產物積累對細胞自身造成危害。②養(yǎng)分：合成培育基成分：糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等。通常需加入血清、血漿等自然成分。③溫度：相宜溫度：哺乳動物多是36.5℃＋0.5℃；pH：④氣體環(huán)境：（5）動物細胞培育技術的應用：制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測有毒物質、培育醫(yī)學探討的各種細胞。(6)動物細胞培育與組織培育的主要區(qū)________________________________________________（二）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（比較簡潔）和體細胞核移植（比較難）。2、選用去核卵(母)細胞的緣由：卵(母)細胞比較大，簡潔操作；卵(母)細胞細胞質多，養(yǎng)分豐富。3、體細胞核移植的大致過程是：（右圖）留意：(1)eq\o\ac(○,a)__________eq\o\ac(○,b)________(2)原理：_________全能性克隆羊性別：________3、體細胞核移植技術的應用：①加速家畜遺傳改良進程，促進良畜群繁育；②愛護瀕危物種，增大存活數量；③生產寶貴的醫(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。4、體細胞核移植技術存在的問題：克隆動物存在著健康問題、表現出遺傳和生理缺陷等。（三）動物細胞融合1、動物細胞融合與植物原生質體融合的原理基本相同，誘導動物細胞融合的方法與植物原生質體融合的方法類似，常用的誘導因素_______________________等。2、動物細胞融合的意義：克服了__________________，成為探討細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物新品種培育的重要手段。3、動物細胞融合與植物體細胞雜交的比較：（重點記憶）細胞工程植物體細胞雜交動物細胞融合理論基礎細胞的全能性、細胞膜的流淌性細胞增殖、細胞膜的流淌性融合前處理酶解法去除細胞壁（纖維素酶、果膠酶）注射特定抗原，免疫處理正常小鼠誘導手段物理法:離心、振動、電激化學法：聚乙二醇（PEG）物理法:離心、振動、電激化學法：聚乙二醇生物法：滅活的病毒（滅活的仙臺病毒）誘導過程第一步：原生質體的制備（酶解法）其次步：原生質體融合（物、化法）第三步：雜種細胞的篩選和培育第四步：雜種植株的誘導與鑒定正常小鼠免疫處理動物細胞的融合（物、化、生法）雜交瘤細胞的篩選與培育專一抗體檢驗陽性細胞培育單克隆抗體的提純用途和意義克服遠緣雜交的不親和障礙，大大擴展雜交的親本組合范圍應用：白菜-甘藍等雜種植株制備單克隆抗體診斷、治療、預防疾病，例如“生物導彈”治療癌癥4.單克隆抗體（1）a.抗體：一個B淋巴細胞只分泌一種_____________。從血清中分別出的抗體產量低、純度低、特異性差。b.B淋巴細胞特點：可以產生________，但不能無限增殖；骨髓瘤細胞特點：能__________，但不能產生抗體。（2）單克隆抗體的制備過程：注入小鼠注入小鼠細胞融合分別抗原注入小鼠體內B淋巴細胞骨髓瘤細胞雜交瘤細胞細胞培育養(yǎng)選擇培育細胞培育基體內培育體外培育從腹水提取從培育液提取單克隆抗體（3）雜交瘤細胞的特點：既能大量______，又能產生_________________。（4）單克隆抗體的優(yōu)點：_______________________________________________。（5）單克隆抗體的作用：①作為診斷試劑：精確識別各種抗原物質的微小差異，并跟肯定抗原發(fā)生特異性結合，具有精確、高效、簡易、快速的優(yōu)點。②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。補充：淋巴因子中的干擾素是治療病毒的特效藥，通常只能從體內獲得，且數量特別的少，為了在體外獲得大量的干擾素，我們可以用鼠的效應T淋巴細胞與其骨髓瘤細胞進行融合，進而從小鼠的腹水中或從培育液中提取。干擾素是由效應T淋巴細胞產生的，所以在進行細胞融合時，選用的是效應T淋巴細胞和骨髓瘤細胞。專題3胚胎工程（一）生殖細胞的發(fā)生和受精作用1.精子與卵細胞的發(fā)生過程（1）精子的發(fā)生：精原細胞先進行有絲分裂后進行減數分裂；變形過程中，細胞核為精子頭的主要部分，高爾基體發(fā)育為頂體，中心體演化為精子的尾，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。[線粒體為精子運動供應能量]（2）卵子的發(fā)生：卵原細胞演化成初級卵母細胞[被卵泡細胞包圍]，減一分裂在_______________，形成次級卵母細胞和第一極體進入輸卵管打算受精；減二分裂是在_________過程中完成的。（3）精子與卵細胞發(fā)生過程比較項目精子的發(fā)生過程卵子的發(fā)生過程發(fā)生場所

發(fā)生時間

發(fā)生過程是否連續(xù)

核物質含量

是否變形

結果

細胞質分裂

2.受精作用：（1）受精場所：是母體的______________（2）受精前的打算a.精子獲能（在雌性動物生殖道內）；b.卵子的打算（排出的卵子要在輸卵管中進一步成熟到_______________才具備受精實力）；（3）受精過程[卵子四周的結構由外到內：放射冠、透亮帶、卵黃膜]，a頂體反應：精子釋放頂體酶溶解卵丘細胞之間的物質，穿越放射冠。B_________：頂體酶可將透亮帶溶出孔道，精子穿入，在精子觸及卵黃膜的瞬間阻擋后來精子進入透亮帶的生理反應[它是防止多精子入卵受精的第一道屏障]；C__________________：精子外膜和卵黃膜融合，精子入卵后，卵黃膜會拒絕其他精子再進入卵內的過程[它是防止多精子入卵受精的其次道屏障]；精子尾部脫落，原有核膜裂開形成雄原核，同時卵子完成減二分裂，形成雌原核[留意：受精標記是___________的形成；受精完成標記____________________（二）動物胚胎發(fā)育的基本過程1.胚胎發(fā)育是指受精卵發(fā)育成_______________的過程2.胚胎發(fā)育的各個階段的特點：（1）卵裂期：特點：細胞進行______分裂，細胞數量不斷增加，但胚胎的總體體積并不增加。（2）桑椹胚：特點：胚胎細胞數目達到32個左右時，胚胎形成致密的細胞團，形似桑椹，是______細胞。（3）囊胚：特點：細胞起先出現分化（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群稱為___________，將來發(fā)育成胎兒的各種組織。而滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤；胚胎內部漸漸出現_______[注：囊胚的擴大會導致透亮帶的裂開，胚胎伸展出來，這一過程叫孵化]（4）原腸胚：特點：有了______的分化，具有原腸腔。(三)胚胎工程的應用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，由________、___________、____________、胚胎冷凍保存技術和_________技術等組成的現代生物技術。1.體外受精和胚胎的早期培育(1)卵母細胞的采集和培育：主要方法：用_____________處理，使其排出更多的卵子，然后，從輸卵管中沖取卵子，干脆與獲能的精子在體外受精。其次種方法：從剛屠宰母畜的卵巢中采集卵母細胞；第三種方法是借助超聲波探測儀、腹腔鏡等干脆從活體動物的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育成熟后，才能與獲能的精子受精。(2)精子的采集和獲能：在體外受精前，要對精子進行______處理。(3)受精：(4)胚胎的早期培育：精子與卵子在體外受精后，應將受精卵移入發(fā)育培育液中接著培育，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育實力。培育液成分較困難，除一些無機鹽和有機鹽外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等養(yǎng)分成分，以及血清等物質。當胚胎發(fā)育到相宜的階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動物胚胎移植的時間不同。(牛、羊一般要培育到_____或______階段才能進行移植，小鼠、家兔等試驗動物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎可在8~16個細胞階段移植。)2.胚胎移植(1)胚胎移植是指將雌性動物的早期胚胎，或者通過體外受精及其它方式得到的胚胎，移植到____________________其它_____動物的體內，使之接著發(fā)育為新個體的技術。其中供應胚胎的個體稱為“____”，接受胚胎的個體稱為“___”。（供體為優(yōu)良品種，作為受體的雌性動物應為常見或存量大的品種。）地位：如轉基因、核移植，或體外受精等任何一項胚胎工程技術所生產的胚胎，都必需經過胚胎移植技術才能獲得后代，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)良個體的繁殖實力。(3)生理學基礎：①動物發(fā)情排卵后，同種動物的供、受體生殖器官的生理變更是相同的。這就為供體的胚胎移入受體供應了相同的生理環(huán)境。②早期胚胎在肯定時間內處于游離狀態(tài)。這就為胚胎的收集供應了可能。③受體對移入子宮的外來胚胎不發(fā)生____________。這為胚胎在受體的存活供應了可能。④供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯系，但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。(4)基本程序主要包括：①對供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和生產性能優(yōu)秀的供體，有健康的體質和正常繁殖實力的受體，供體和受體是同一物種。并用激素進行____________，用促性腺激素對供體母牛做____________處理。②配種或人工授精。③對胚胎的收集、檢查、培育或保存。配種或輸精后第7天，用特制的沖卵裝置，把供體母牛子宮內的胚胎沖洗出來(也叫沖卵)。對胚胎進行質量檢查，此時的胚胎應發(fā)育到_______________階段。干脆向受體移植或放入－196℃的液氮④對胚胎進行移植。⑤移植后的檢查。對受體母牛進行是否妊娠的檢查。3.胚胎分割(1)概念：是指采納機械方法將______________切割2等份、4等份等，經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。(2)意義：來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質，屬于_______繁殖。(3)材料：發(fā)育良好，形態(tài)正常的_____________。（桑椹胚至囊胚的發(fā)育過程中，細胞起先分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。）(4)操作過程：對囊胚階段的胚胎分割時，要將___________均等分割，否則會影響分割后胚胎的復原和進一步發(fā)育。（四）胚胎干細胞及其應用1.干細胞分類(1).根據分化潛能的大小分______________(例___________________________)、______________（例________________）、______________（例_____________）。(2).按來源分___________________、_____________________。2.胚胎干細胞(1)、哺乳動物的胚胎干細胞簡稱ES或EK細胞，來源于_____________或____________中分別出來。(2)、具有胚胎細胞的特性，在形態(tài)上表現為體積小，細胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性，可分化為成