人教版生物选修3知识提纲填空版

1 选修三复习提纲选修三复习提纲 专题专题 1 1 基因工程基因工程 一 基因工程一 基因工程 指按照人们的愿望 进行严格的设计 通过体外 DNA 重组和转基因技术 赋 予生物以新的遗传特性 创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品 不同生物 DNA 的基本单位 空间结构 碱基配对方式都相同 故不同生物 DNA 能够重组 原理是 二 基因工程的基本工具二 基因工程的基本工具 1 分子手术刀 限制性核酸内切酶 限制酶 来源 主要从 中分离纯化出来 功能 能识别特定双链 DNA 的核苷酸序列 并在特定位点切割两个核苷酸之间的 键 大多数限制酶的识别序列由 6 个核苷酸 组成 结果 产生的 DNA 片段末端有 末端和 末端两种形式 2 分子缝合针 DNA 连接酶 缝合两个核苷酸之间的 键 分类 根据酶来源的不同 可分为 E coliDNA 连接酶和 T4 DNA 连接酶两类 作用 将两个 DNA 片段连接成重组 DNA 连接酶来源于大肠杆菌 只能连接黏 性末端 连接酶能连接两种末端 但连接平末端的效率较低 3 分子运输车 载体 携带目的基因进入受体细胞 特点 a 能在受体细胞中自我复制并稳定保存 b 有一至多个限制酶切割位点 供外源 DNA 片段插入 c 有标记基因 供重组 DNA 的鉴定和选择 d 对受体细胞无害 种类 核外能自我复制的小型双链环状 DNA 噬菌体的衍生物 动植物病 毒 三 基本操作程序三 基本操作程序 第一步 目的基因的获取 1 目的基因主要是指 的基 因 2 目的 有了目的基因才能赋予一种生物以另一种生物的遗传特性 3 获取方法 从基因文库中获取目的基因 PCR 技术扩增目的基因 人工合成法 反转录法 mRNA 反转录形成双链 DNA 和化学合成法 已知蛋白质氨基酸序列化学合成 DNA 4 注意 基因文库包括基因组文库 某生物的所有基因 有启动子和内含子 和部分基 因文库 某生物的部分基因 如 cDNA 文库 无启动子和内含子 cDNA 指以 mRNA 为模 板反转录产生的互补 DNA 反转录和逆转录没有本质区别 不过反转录在人工条件下实现 逆转录在生物体内发现 PCR 是 的缩写 是一种体外复制特定 DNA 片断 的核酸合成技术 原理 条件 模板 2 种引物 四种游离 的脱氧核苷酸 结果 呈指数形式扩增 过程 每一次循环包括 第二步 基因表达载体的构建 基因工程的核心 1 目的 使目的基因在受体细胞中稳定存在遗传至下一代 使目的基因能够表达和发挥作 用 2 组成 启动子 是一段有特殊结构的 片段 位于基因首端 是 酶识别和结合的部 位 启动转录过程 终止子 是一段有特殊结构的 片段 位于基因尾端 终止转录 过程 标记基因 鉴别受体细胞中是否含有目的基因 从而将含有目的基因的细胞筛选出 来 3 方法 同一种限制酶分别切割载体和含有目的基因的 DNA 分子 用 DNA 连接酶把两者连 接 第三步 将目的基因导入受体细胞 1 指目的基因进入受体细胞内 并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程 2 常用方法 导入植物细胞 农杆菌转化法 基因枪法和花粉管通道法 常用受体细胞 是 采用最多的方法 原理 农杆菌能感染 植物和 植物 目 2 的基因插入 Ti 质粒 T DNA 转入农杆菌 导入植物细胞 目的基因插入受体细胞 上 基因枪法是 植物常用方法 花粉管通道法 借助花粉管通道使目的基因进入受体 细胞 导入动物细胞 法 常用受体细胞是 导入微生物细胞 法 Ca 处理受体细胞 感受态细胞 吸收 DNA 分子 常用受体 细胞是 如大肠杆菌 原核生物特点 繁殖快 多为单细胞 遗传物质相对较少 第四步 目的基因的检测和表达 只有通过检测和鉴定才能知道基因工程是否成功 1 检测目的基因是否插入受体细胞的染色体 DNA 上 采用 技术 2 检测目的基因是否转录出 mRNA 采用 技术 3 检测目的基因是否翻译出蛋白质 采用 技术 4 个体生物学水平的鉴定 如抗性鉴定 功能活性鉴定等 四 基因工程的应用四 基因工程的应用 1 植物基因工程 提高农作物的 能力 改良农作物 和利 用植物生产药物等 2 动物基因工程 提高动物生长速度 改善畜产品品质 转基因动物作 为器官移植的供体 利 用 生产药物 3 基因治疗 把 导入病人 体内 使该基因表达产物发挥作用 从而达到治病的目的 方法分为体内基因治疗和体外基 因治疗 五 蛋白质工程五 蛋白质工程 在 的基础上延伸出来的第二代基因工程 1 概念 指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础 通过基因修饰或基因 合成 对现有蛋白质进行改造 或制造一种新的蛋白质 以满足人类的生产和生活的需求 2 基本途径 按照 的逆推原理 从预期的蛋白质功能出发 设计预期的蛋白 质结构 推测应有的氨基酸序列 找到相应的脱氧核苷酸序列 基因 3 蛋白质工程的目标 据人们对蛋白质功能的特定需求 对蛋白质的结构进行分子设计 4 注意 基因工程原则上只能生产 的蛋白质 却不一定完全符合人类的生产 和生活需要 对天然蛋白质进行改造是通过对 的操作实现 因为天然蛋白质均由基 因编码 且对基因改造相对操作容易 蛋白质工程重点在于对已存在蛋白质分子的改造 酶工程重点则在于对已存在酶的合理利用 蛋白质工程目前成功例子不多 主要因为蛋白 质的 十分复杂 而且对大多数蛋白质的 了解还很不够 专题专题 2 2 细胞工程细胞工程 一 细胞工程一 细胞工程 指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法 通过细胞水平或细胞器水平 上的操作 按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术 二 植物细胞工程二 植物细胞工程 2 1 植物组织培养技术 1 原理 该技术的核心是 和 2 过程 离体的植物器官 组织或细胞 脱分化 再分化 试管苗 植物体 3 用途 植物繁殖的新途径 a 微型繁殖 保持优良品种的遗传特性 可以高效快速地 实现种苗的大量繁殖 b 作物脱毒 采用 组织培养来除去病毒 c 人工种子 以植物组 织培养得到的胚状体 不定芽 顶芽和腋芽等为材料经人工薄膜包装得到的种子 优点 完 全保持优良品种的遗传特性 不受季节的限制 作物新品种培育 a 单倍体育种 通过花 药离体培养得到单倍体植株 再对其幼苗进行 处理 得到了正常的纯合植株 优 点 明显缩短育种年限 b 突变体利用 在组织培养中会出现突变体 通过从有用的突变体 中选育出新品种 细胞产物的工厂化生产 利用组织培养技术大量生产对人们有利的细胞 产物 4 注意 选取有 的部位易诱导成愈伤组织 在愈伤组织的诱导阶段往往要 培 养 有利于细胞脱分化产生愈伤组织 当愈伤组织分化出芽和叶时 需要 利于叶绿 素合成 2 2 植物体细胞杂交技术 1 原理 和 3 2 过程 植物细胞 A 去壁 原生质体 A 诱导融合 新的原生质体 AB 再生细胞壁 植物细胞 B 去壁 原生质体 B 杂种细胞 脱分化 愈伤组织 再分化 杂种植株 3 意义 克服不同生物 不亲和的障碍 培育出自然界中没有的优良品种 4 注意 去壁方法 酶解法 所用的酶是 酶和 酶 诱导融合的方法 物理法包括离心 振动 电激等 化学法一般用 PEG 作诱导剂 三 动物细胞工程三 动物细胞工程 3 1 动物细胞培养 1 原理 2 流程 取动物组织块 剪碎 用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞 制成细胞 悬液 原代培养 贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶等处理分散成单个细胞 传代培养 3 培养条件 的环境 对培养液和所有用具进行无菌处理 通常培养液中添 加一定量的 以防培养过程中的污染 定期更换培养液 防止细胞代谢产物积累对 细胞自身造成危害 营养 糖 微量元素等 使用合 成培养基时还需加 血浆等 温度 哺乳动物多为 36 5 0 5 多数细胞适宜 pH 7 2 7 4 气体环境 95 空气 5 CO2 O2是细胞代谢所必需的 CO2维持培养液的pH 4 注意 指悬液中分散的细胞贴附在瓶壁上生长 指当贴壁细 胞分裂生长到表面相互接触时 细胞就会停止分裂增殖 指动物组织消化后的 初次培养 指将贴满瓶壁的原代细胞取出 分瓶继续培养的过程 是传 代培养里 10 50 代的细胞群 是 50 代以后的细胞群 遗传物质改变 失去接触抑 制 一般动物细胞培养不需要脱分化过程 因高度分化的动物细胞失去发育成完整个体的 能力 目前使用或冷冻保存的正常细胞通常为 代以内 以保持细胞正常的二倍体核 型 3 2 动物体细胞核移植技术 1 原理 2 过程 去核卵母细胞 诱导融合 重组细胞 重组胚胎 胚胎移植 生出幼体 供体细胞 3 注意 核移植方法得到的动物称 哺乳动物核移植分为胚胎细胞核移植 易 和体细胞核移植 难 因为胚胎细胞分化程度低 恢复其全能性相对容易 选去核卵 母 细胞原因 卵 母 细胞体积大 易于操作 含有促使细胞核表达全能性的物质和营 养条件 核移植产生的新个体性状与 基本相同 可能部分新性状与细胞质供体 有关 4 存在问题 体细胞核移植成功率非常低 克隆动物存在健康问题 表现出遗传和生理缺 陷 3 3 动物细胞融合 1 原理 2 过程 两个或多个动物细胞 诱导融合 一个杂交细胞 3 诱导方法 物理法 电激 化学法 聚乙二醇 生物法 灭活的病毒 等 4 单克隆抗体的制备 单克隆抗体 指由一个 B 淋巴细胞经过克隆形成的细胞群产生 的化学性质单一 特异性强的抗体 优点 强 高 并能大量制备 过程 B 淋巴细胞 细胞融合 多种杂交细胞 筛选 杂交瘤细胞 专 一 骨髓瘤细胞 抗性检验阳性 能产生所需抗体的杂交瘤细胞 体外培养或注射到小鼠体内 单克隆抗体 意义 突破了 方法的局限 使远缘杂交成为可能 注意 骨髓瘤细胞与经过免疫产生的效应 B 淋巴细胞融合成杂交瘤细胞 既能 又能 制备单克隆抗体过程中 进行了两次筛选 4 专题专题 3 3 胚胎工程胚胎工程 一 胚胎工程一 胚胎工程 指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术 经过处理后获 得的胚胎 还需移植到雌性动物体内生产后代 以满足人类的各种需求 胚胎工程技术包括 体外受精 早期胚胎培养 胚胎移植 胚胎分割 胚胎干细胞培养等 二 体内受精和早期胚胎发育二 体内受精和早期胚胎发育 1 精子的发生 时间 从 开始 直到生殖机能衰退 场所 的曲细精 管 成熟的精子并不代表具有受精能力 须获能后才具备受精能力 精子大小与动物体型 无关 2 卵子的发生 时间 从 开始 场所 M M 哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备 都是在出生前完成的 排卵指 从卵 泡中排出 刚排出的卵子尚未完全成熟 需在输卵管中进一步成熟 当达到 时 才具 备受精能力 3 受精 概念 精子和卵子结合形成受精卵的过程 场所 自然条件下 内完 成 过程 精 卵相遇 发生顶体反应 精子穿越放射冠和透明带 精子触及卵黄膜瞬间发生 透明带反应 精子入卵后发生卵黄膜封闭作用 雌雄原核形成 两个原核融合 合子 受精标志 卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体 受精完成标志 雌雄原核融合成合子 4 胚胎发育过程 受精卵 卵裂期 桑葚胚 囊胚 原肠胚 幼体 卵裂期 细胞进行 分裂 细胞数量不断 但胚胎总体积并不增加 或略有缩 小 桑椹胚 细胞数目 个左右时 形成致密的细胞团 形似桑椹 属于 细胞 囊胚 出现囊胚腔 开始 分化 将来发育成胎儿的各种组织 将 来发育成胎膜和胎盘 囊胚进一步扩大导致透明带破裂 胚胎从其中伸展出来的 过程 原肠胚 出现 分化 具有扩大的 腔 缩小的 腔 三 体外受精和早期胚胎培养三 体外受精和早期胚胎培养 1 哺乳动物的体外受精主要步骤包括卵母细胞的采集 精子的获取和受精等 卵母细胞的采集方法 对体型小的动物 处理 做法是给供体注射 激 素 对体型大的动物从 中采集卵母细胞或直接从活体动物卵巢中吸取卵母 细胞 采集的卵母细胞 都要在体外经 后 才能与获能的精子受精 精子的采集后进行 处理 体外精子获能的方法 法和 法 体外受精 获能的精子和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程 2 早期胚胎的培养液成分 盐 盐 素 素 酸 酸及血 清 3 试管动物技术包括 和 等技术 四 胚胎移植四 胚胎移植 1 概念 指将雌性动物的早期胚胎 移植到同种的 生理状态相同的其它雌性动物的体内 使之继续发育为新个体的技术 提供胚胎的个体称为 接受胚胎的个体称为 2 优势 可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 缩短供体本身的繁殖周期 3 生理学基础 哺乳动物排卵后 不管是否妊娠 一段时间内 同种动物的供 受体生 殖器官的 是相同的 为供体胚胎移入提供相同生理环境 早期胚胎形成后处于 状态 为胚胎的收集提供可能 受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生 反应 5 为胚胎在受体内存活提供可能 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系 但供 体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响 4 基本程序 对供 受体选择 并用激素进行 处理 用促性腺激素对供体母牛 做 处理 配种或人工授精 胚胎的收集检查 培养或保存 胚胎移植 妊娠检查 分 娩 5 注意 供体选择 和 优秀的个体 受体选择有 和 能 力的同种个体 冲卵实质指把 从供体母牛子宫内冲洗出来 不同动物其胚胎移植 的时间不同 一般在 阶段进行胚胎移植 胚胎移植后一定要对受体母牛 进行是否妊娠的检查 胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环