选修三知识要点整理

1、选修3现代生物科技专题学科指导意见第一章 基因工程基本要求1.说出基因工程的含义并指出基因工程的主要内容2.说出限制性核酸内切酶的含义及作用特点3.说出DNA连接酶的作用4.简述质粒的含义、特性及其在基因工程中的作用5.简述基因工程的原理6.描述基因工程基本步骤的几个步骤7.举例说出基因工程在遗传育种、疾病治疗与生态环境保护方面的应用8.说出基因治疗的基本原理9.关注基因工程新进展第二章 克隆技术基本要求1.简述植物细胞全能性的含义2.简述植物组织培养的程序3.说出植物克隆成功所需的条件4.简述植物细胞培养和器官培养的方法和意义5.简述植物细胞工程的概念、操作过程和应用6.简述动物细胞、组织培

2、养7.描述细胞系及细胞株的含义8.简述动物的克隆培养法9.描述动物细胞全能性的表现程度，说出动物难以克隆的原因10.简述动物细胞核移植的概念和核移植的程序第三章 胚胎工程基本要求1.说出受精、卵裂、囊胚、原肠胚、三胚层等概念。2.简述动物胚胎发育的基本过程3.描述体外受精和胚胎体外培养。4.简述胚胎移植和胚胎分割。5.说出胚胎干细胞的培养和胚胎干细胞核移植6.举例说出胚胎工程的应用。考试说明基因工程的诞生 基因工程的原理和技术 基因工程的应用 动物胚胎发育的基本过程 胚胎工程及其应用 植物的克隆 动物的克隆 生态工程的原理及主要类型 生态工程在农业上的应用 注：知道 理解一、知识条目整理1.基

3、因工程 核心：构建重组DNA分子 实质：基因重组 优点：克服远缘杂交不亲和的障碍；定向改造生物性状 理论基础：DNA是生物遗传物质的发现、DNA双螺旋结构的确立、遗传信息传递方式的认定 技术保障：限制性核酸内切酶、DNA连接酶、质粒载体的发现与应用2.限制性核酸内切酶：识别和切割DNA分子内一小段特殊核苷酸序列的酶 从细菌中分离得到，切割的是磷酸二酯键，得到粘性末端或平末端 将一个基因从DNA分子上切割下来，需要切两处，同时产生4个粘性末端3.DNA连接酶：将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接在一起，形成的DNA分子称为重组DNA分子，连接的是磷酸二酯键几种酶的比较：限制性核酸内切酶、DNA

4、连接酶、DNA聚合酶、DNA酶、RNA酶、 解旋酶、Taq DNA连接酶4.质粒：能够自主复制的小型双链环状DNA分子，主要存在于细菌中（酵母菌中也有），是一种特殊的遗传物质，上有控制细菌抗药性、固氮和抗生素生成等性状的基因。质粒作为载体的条件：能自我复制；具有多个限制性核酸内切酶酶切位点； 有标记基因，以供重组DNA的鉴定和选择其他基因工程的载体：噬菌体、植物病毒、动物病毒等5.基因工程的原理和技术基本原理：让人们感兴趣的基因（即目的基因）在宿主细胞中稳定和高效地表达步骤：（1）获得目的基因 目的基因的序列已知：化学合成（如人胰岛素基因）、聚合酶链式反应（PCR扩增）、反转录法 目的基因的序

5、列未知：从基因文库中获取（比较基因库和基因文库）（2）形成重组DNA分子（基因工程的核心） 通常用相同的限制性核酸内切酶分别切割目的基因和载体DNA，然后用DNA连接酶将目的基因和载体DNA连接在一起，形成重组DNA分子（若用两种不同的限制性核酸内切酶分别切割目的基因和载体DNA，只要黏性末端能够互补，经过DNA连接酶处理后，也能够形成重组DNA分子。）（3）将重组DNA分子导入受体细胞 常用的受体细胞：大肠杆菌人胰岛素、人生长激素、白细胞介素-2、枯草杆菌、酵母菌 干扰素、乙型肝炎疫苗等蛋白质产品动植物细胞生物新品种等 目的基因导入受体细胞的方法：农杆菌转化法植物细胞；显微注射法动物细胞；

6、Ca2+处理法大肠杆菌等原核细胞（胞吞）（4）筛选含有目的基因的受体细胞：利用重组质粒上的抗性基因在选择培养基上进行筛选利用DNA分子杂交技术检测目的基因探针与受体细胞中DNA是否形成杂交带（5）目的基因的表达： 分子水平鉴定：检测目的基因是否表达出蛋白质（如抗原抗体杂交法） 个体水平鉴定：抗虫或抗病的接种实验，观察是否出现抗虫或抗病性状6.基因工程的应用（1）转基因植物、转基因动物（2）基因工程药物：胰岛素（大肠杆菌）、干扰素、乙肝疫苗（酵母菌）等干扰素是病毒侵入细胞后产生的糖蛋白，具有抗病毒、抗细胞分裂和免疫调节等多种生物学功能，是治疗病毒性肝炎和肿瘤的药物（并不直接杀伤或抑制病毒，而主要

7、是通过细胞表面受体作用使细胞产生抗病毒蛋白，从而抑制乙肝病毒的复制；同时还可增强自然杀伤细胞（NK细胞）、巨噬细胞和T淋巴细胞的活力，从而起到免疫调节作用，并增强抗病毒能力。）（3）基因治疗：向目标细胞中引入正常功能的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗目的（原有的缺陷基因一般不作处理，一般只在当代发挥作用，载体常用逆转录病毒）7.无性繁殖和有性繁殖：无性繁殖：不经过异性生殖细胞的结合，直接由母体产生下一代个体的繁殖方式（保持了亲本的遗传性状）有性繁殖：经过异性生殖细胞的结合，产生合子，再由合子发育成下一代个体的繁殖方式。（孤雌生殖或孤雄生殖也属于有性繁殖。）8.克隆技术：分子水平上基因克隆

8、：将DNA用限制性核酸内切酶切成片段，插入到载体分子中，并将所得的重组载体转入宿主细胞中，通过宿主细胞的无性繁殖使其扩增，然后再用某种探针选择、钓取目的基因细胞水平上细胞克隆：如利用杂交瘤细胞制备单克隆抗体（知道就行）个体水平上胚胎细胞克隆（不属于严格意义上的动物个体克隆） 体细胞克隆（如“多莉”羊、植物克隆等）生物个体克隆的基本条件：具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞能有效调控细胞核发育的细胞质物质完成胚胎发育的必要的环境条件在植物克隆试验中，由于不同种类植物或同种植物的不同基因型个体之间遗传性的差异，全能性表达程度大不相同，因此尽量选择性状优良、全能性表达充分的基因型。9.植物的克隆

9、技术基础：植物组织培养 原理：植物细胞的全能性 植物细胞全能性：植物体的每个生活细胞都具有遗传上的全能性，因而都具有发育成完整植株的潜能 10.植物组织培养程序：配制含有适当营养物质和植物生长调节剂的固体培养基（灭菌处理）；从消毒的根、茎或叶上切取一些小组织块；将组织块放在固体培养基上获得愈伤组织；以适当配比的营养物质和生长调节剂诱导愈伤组织，直到再生出新的植株。愈伤组织：创伤表面形成一种相对没有分化的活的薄壁细胞组成的新生组织。高度液泡化，细胞壁薄，不定型可诱导出芽（细胞分裂素较多时）和根（生长素较多时）的顶端分生组织液体悬浮培养：将含有愈伤组织的试管放在摇床上，通过液体悬浮培养可以分散成单

10、细胞（细胞质丰富，液泡小，细胞核大胚性细胞特征），在适宜条件下，这种单细胞可发育成胚状体，进而形成完整植株。11.原生质体培养：在0.50.6mol/L的甘露醇溶液环境（较高渗透压）下用纤维素酶和果胶酶混合处理根尖、叶片、愈伤组织或悬浮培养细胞，将细胞壁消化除去，获得球形的原生质体。原生质体融合（植物体细胞杂交）方法：物理法：离心振荡，电刺激 化学法：聚乙二醇（PEG）处理杂种细胞形成标志：细胞壁的形成 优点：克服远缘杂交不亲和的障碍12.动物的克隆（1）技术基础：动物的细胞和组织培养（2）动物细胞培养：将动物一部分组织通过机械消化或胰蛋白酶消化后分散成单个细胞，在人工控制的培养条件下，保持生

11、长、分裂，最终出现接触抑制和有规律的衰老、死亡等现象。胰蛋白酶消化的是组织细胞间的胶原纤维（蛋白质）和细胞外的其他成分。（3）动物组织培养：动物组织在体外及人工条件下维持生活状态或生长特性。组织培养过程中主要的生命活动仍以细胞为单位。由于细胞的运动、变化，使得培养物的组织成分也发生结构和功能变异，结果长期的培养经常只能是单一类型的细胞保存来，最终成了简单的细胞培养。13.原代培养和传代培养原代培养：从机体取出后立即进行的细胞、组织培养传代培养：将细胞从一个培养瓶转移或移植到另一个培养瓶细胞培养瓶卡氏瓶，细胞培养箱CO2培养箱14.细胞系和细胞株细胞系：指可连续传代的细胞。a有限细胞系：通常为二

12、倍体细胞。b连续细胞系：发生转化了的细胞系，大多数具有异倍体核型。包括恶性细胞系（具有异体致瘤性）和不死性细胞系（保留接触抑制现象，不致癌）。细胞株：一般具有恒定的染色体组型、同功酶类型、病毒敏感性和生化特性等。细胞系泛指可传代的细胞，细胞株是具有特殊性质的细胞系。15.细胞克隆（克隆培养法）：把一个单细胞从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术，这个细胞群体成为纯系，如单抗细胞株。最基本要求：必须肯定所建成的克隆来源于单个细胞原代培养细胞和有限细胞系克隆形成率要低于无限细胞系或肿瘤细胞系等。提高细胞克隆形成率的措施：选择适宜的培养基；添加血清（胎牛血清最好）；以滋养细胞（如

13、经射线照射本身失去增殖力的小鼠成纤维细胞）支持生长；激素（胰岛素）刺激；使用CO2培养箱调节pH。细胞克隆的最主要用途之一，从普通细胞系中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系16.动物的克隆繁殖（1）动物难以克隆的根本原因：细胞分化使得细胞发生了基因的差异表达，有的基因开放，有的基因关闭，基因活动很不完全，不能像受精卵那样发挥细胞的全能性。（2）细胞核移植：包括胚胎细胞核移植和成体细胞核移植，前者的成功率远高于后者。（3）重建合子的细胞质必须来自卵的原因：卵中没有关闭与个体发育有关的调节蛋白。（4）所需受体细胞采用动物卵细胞的原因：体积大，易操作，有调控核发育的物质。（5）克隆羊获得成功的部分原因：

14、重组卵细胞最初分裂时虽然复制了DNA，但基因的转录并未开始；同时，供体核DNA 开始丢失来源于提供核的细胞的调节蛋白，而正是这些调节蛋白最初阻止了核基因的表达；在重组卵细胞开始第三次分裂时，原供核细胞的调节蛋白便全部被卵细胞质中的蛋白因子替换了，因此核DNA被重新编排，胚细胞开始表达自己的基因，进而调控胚在代孕母亲子宫的进一步发育。17.受精：成熟的精卵融合成为受精卵的过程。包括：精卵识别（糖蛋白）、精子附着于卵膜、精卵质膜融合等三个过程。18.胚胎发育的过程：受精卵卵裂球桑椹胚囊胚原肠胚以上过程总体积不变，细胞数量增多，体积变小，有机物减少。卵裂球含28个细胞时，每个细胞都具有全能性，即可发

15、育成一个完整的个体。囊胚外表为滋养层细胞，发育为胚胎的附属结构或胚外结构。囊胚内细胞团的细胞为胚胎干细胞，是一种未分化的细胞，具有发育全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官。原肠胚有内、中、外三个胚层的分化。19.体外受精：将成熟的精子（附睾中获取）放入培养液中培养，使精子达到获能状态；超数排卵（用促性腺激素）处理后，取出卵母细胞，体外培养，促进其成熟；获能的精子和成熟的卵细胞在体外合适的环境下共同培养一段时间，便可受精；受精后形成的受精卵需经早期发育培养（一般培养到囊胚），才能完成植入或着床；经分娩产仔就得到“试管动物”。20.胚胎体外培养：指通过人工创造的环境，对获取的早期胚胎进行体外培

16、养。目前，只能对少数物种不同阶段的胚胎进行培养，尚无从受精卵到新生儿全体外胚胎培养技术。21.胚胎移植：是胚胎工程获得后代的唯一方法。基本过程：供体发情排卵并经配种（体内或体外受精）后，在一定时间内从输卵管或子宫角中取出早期胚胎，然后把它们移植到另外一头与供体同时发情排卵、但未经配种的母畜（受体）的相应部位（输卵管或子宫角）。这个来自供体的胚胎能够在受体的子宫着床，并继续生长发育，最后产下供体的后代。提供胚胎的动物称为供体，接受胚胎的动物叫做受体，供体必须要良种雌性动物，而受体可以为一般品种的同种雌性动物。22.胚胎分割：基本过程：将发育良好的胚胎移入含有培养液的培养皿中，在显微镜下用切割针或

17、切割刀把胚胎分割开，或者采用酶处理等方式将卵裂球中的细胞分散开；分割的胚胎或者细胞可直接移植给受体，也可在体外培养到囊胚阶段，再移植到受体内，着床发育产仔。囊胚的分割一般用切割针或切割刀，要确保将滋养层和内细胞团均等分割。23.胚胎干细胞的培养：来源：囊胚内细胞团细胞性质：胚胎干细胞是一种未分化细胞，具有发育全能性和二倍体核型培养：先在培养皿底部制备饲养层（一般选择胚胎成纤维细胞，因为胚胎成纤维细胞可以分泌一些能抑制细胞分化的物质），然后将干细胞接种在上面。24.胚胎干细胞核移植：把胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术应用：胚胎干细胞可

18、以进行基因敲除，获得基因敲除动物，减弱或消除排斥反应；人体的胚胎干细胞可以转变成人体的任何一种细胞和组织，可以培育用于移植的细胞、组织或器官。二、选修三专项训练（ ）1.ch1L基因是蓝细菌拟核DNA上控制叶绿素合成的基因。为研究该基因对叶绿素合成的控制，需要构建该种生物缺失ch1L基因的变异株细胞。技术路线如下图所示，对此描述错误的是Ach1L基因的基本组成单位是脱氧核苷酸B过程中使用的限制性核酸内切酶的作用是将DNA分子的磷酸二酯键打开C过程都要使用DNA聚合酶D若操作成功，可用含红霉素的培养基筛选出该变异株（ ）2.基因芯片技术是近几年才发展起来的崭新技术，涉及生命科学、信息学、微电子学

19、、材料学等众多的学科，固定在芯片上的各个探针是已知的单链DNA分子，而待测DNA分子用同位素或能发光的物质标记。如果这些待测的DNA分子中正好有能与芯片上的DNA配对的它们就会结合起来，并在结合的位置发出荧光或者射线，出现“反应信号”，下列说法中不正确的是A基因芯片的工作原理是碱基互补配对B待测的DNA分子首先要解旋变为单链，才可用基因芯片测序C待测的DNA分子可以直接用基因芯片测序D由于基因芯片技术可以检测未知DNA碱基序列，因而具有广泛的应用前景，好比能识别的“基因身份”（ ）3.第八因子是合成某种凝血因子的重要原料，是一条多肽链，2332个氨基酸组成的糖蛋白。A型血友病就是由于X染色体上

20、控制合成第八因子的基因突变引起的，目前的治疗方法是向患者体内输入外援性的第八因子。下列说法错误的是A双亲正常其弟患病的正常女子与正常男子婚配，他们的子女正常的概率是7/8B第八因子基因是由6996个碱基对组成C第八因子可以通过基因工程和动物细胞培养技术获得D人体细胞合成第八因子主要经过转录和翻译两个过程（ ）4.下列所示的黏性末端是由几种限制性内切酶作用产生的A1种 B2种 C3种 D4种（ ）5.下列关于现代生物工程技术的叙述中，正确的说法有几项将某人的肝癌细胞在实验室中繁殖成一个细胞系，该技术属于基因工程技术  从禽流感患者血清中分离出的病毒基因制备的DNA探针可检测肝炎病毒基因

21、工程中必需用同种限制性内切酶处理目的基因和载体利用基因突变的原理，创造出了“超级细菌”人和大肠杆菌在合成胰岛素时，转录和翻译的场所是相同的基因工程具有打破生殖隔离，在分子水平上定向改变生物遗传的特性     A3项         B1项        C 2项       D0项（ ）6.下面是4种限制性核酸内切酶所识别的DNA分子序列和剪切位点

22、图（表示剪切点、切出的断面为粘性末端）：限制酶1：GATC 限制酶2：CATG限制酶3：GGATCC 限制酶4：CCGCGG请指出下列哪组表达正确A. 限制性核酸内切酶1和2切出的DNA片段可通过DNA连接酶拼接 B.在使用限制性核酸内切酶的同时还需要解旋酶C. 限制性核酸内切酶1、2、4识别的序列都是由4个脱氧核苷酸组成D. 限制性核酸内切酶1和3剪出的粘性末端相同（ ）7.进行生物工程设计，选择好的实验材料是成功的一半，下表中选择的实验材料与实验目的不相符的一组是组别实验目的实验材料材料特点A动物细胞核移植卵（母）细胞细胞大，细胞质物质能有效调控核发育B表达生长激素的转基因动物乳腺细胞分泌

23、乳汁产生药物C胚胎干细胞培养胚胎内细胞团未分化的细胞，有很强的分裂能力D基因治疗重度免疫缺陷症T淋巴细胞与机体特异性免疫机能有关（ ）8.我国自主研制的复制型艾滋病疫苗，是把艾滋病病毒的核酸的几个重要片段逆转录后插入天花病毒DNA中，形成重组病毒疫苗。该疫苗具有复制能力，可以持续刺激免疫系统，使人产生较强的免疫能力。该疫苗研制过程中A运用了RNA病毒容易突变的能力 B运用了基因工程手段，使用质粒作为载体C可利用动物的细胞培养技术D该重组病毒的形成说明艾滋病病毒和天花病毒具有相同的遗传物质（ ）9.中科院动物所和福州大熊猫研究中心合作，通过将大熊猫的细胞核植入去核后的兔子卵细胞中，在世界上最早克

24、隆出一批大熊猫胚胎，这表明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走在世界前列。下列有关克隆大熊猫胚胎的叙述中，错误的是A将大熊猫的细胞核进行移植是因为其体细胞细胞质抑制细胞核全能性的表达B兔子卵细胞质的作用只是激发大熊猫细胞核的全能性的表现C克隆出的早期胚胎中，各细胞核具有相同的遗传信息D在形成早期胚胎的过程中，细胞进行有丝分裂（ ）10.现代生物科技中，下列处理或操作正确的是A在胚胎移植时，用性激素对供体母牛做超数排卵处理B用体细胞核移入同种去核的初级卵母细胞中，克隆濒危动物C用人工薄膜包裹植物组织培养得到的愈伤组织，制备人工种子D将目的基因导入叶绿体DNA上，防止目的基因随花粉逃逸（ ）11.对右图

25、所示的培养过程的叙述正确的是Aa、b、c、d中的植物细胞都具有完全相同的DNA和RNABab与bc的培养过程中，植物生长调节剂的种类可能相同，但比例不同C此为植物花药离体培养，其中花药经ad发育成试管苗的过程中可能存在基因突变、基因重组和染色体畸变等变异Dd中的试管苗可以直接转移至土中培养（ ）12.下列各项关于植物细胞工程的叙述，正确的是A. 植物细胞只要在离体状态下即可表现出全能性B制备原生质体时可利用酶或植物激素去除细胞壁C. 愈伤组织经过细胞的增殖会形成新的植物组织器官D叶肉细胞经脱分化形成愈伤组织离不开植物激素的作用（ ）13.关于动物细胞培养的叙述，不正确的是A. 培养基中应加入动

26、物血清    B. 培养基添加胰岛素可促进细胞对葡萄糖的摄取C. 胰蛋白酶能分散动物细胞   D. 动物细胞培养的原理是细胞具有全能性（ ）14.下列关于动物细胞培养的说法正确的是A连续细胞系不具有异倍体核型B动物组织细胞间的胶原纤维可用纤维素酶水解C提高动物细胞克隆形成率需要以滋养细胞支持生长及激素刺激等条件D原代培养细胞、有限细胞系比无限细胞系、肿瘤细胞更容易克隆（ ）15.下列有关细胞的“分化”与“脱分化”的叙述中，正确的是A愈伤组织形成是离体的植物细胞分化的结果B分化过程是基因选择表达过程，脱分化过程则是基因“不表达”过程。C转基因大肠杆菌的培育过程不涉及“分化”与“脱分化”D脱分化过程中细胞的结构没有变化，而功能发生了明显改变（ ）16.下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是A卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加B胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割C胚胎干细胞蛋白质