高中生物选修三复习(54张)

【一、基因工程】一、DNA重组所需的三种工具：1、限制性内切酶——“手术刀”作用：切割磷酸二酯键①EcoRⅠ→产生粘性末端②SmaⅠ→产生平末端2、DNA连接酶——“分子缝合针”作用：链接磷酸二酯键①E˙coliDNA连接酶→连接粘性末端②T4DNA连接酶→连接平末端或粘性末端3、载体——“分子运输车”条件：①有一个或者多个限制酶切割位点②能自我复制③有特殊的标记基因（常用质粒作为载体）二、基因工程的基本操作程序目的基因的获取基因表达载体的构建将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定1、目的基因的获取（1）从基因文库获取种类：基因组文库：部分基因文库：(如cDNA文库)含有一种生物的全部基因含有一种生物的部分基因（2）利用PCR技术扩增目的基因（3）人工合成比较项目DNA复制PCR技术区别解旋方式解旋酶催化DNA在高温下变性解旋场所细胞内(主要在细胞核内)细胞外(主要在PCR扩增仪中)酶解旋酶、DNA聚合酶耐热的DNA聚合酶温度细胞内温和条件控制温度，需90℃～95℃高温结果合成DNA分子合成DNA片段或基因联系(1)模板：均需要脱氧核苷酸双链作为模板(2)原料：均为四种脱氧核苷酸(3)酶：均需DNA聚合酶(4)引物：都需要引物，使DNA聚合酶从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸PCR技术与DNA复制的比较质粒DNA分子限制酶处理一个切口两个黏性末端两个切口获得目的基因DNA连接酶重组DNA分子（重组质粒）——核心同一种2、基因表达载体的构建①过程：:②组成：必须有启动子、目的基因、终止子以及标记基因等。方法导入植物细胞导入动物细胞导入微生物细胞农杆菌转化法基因枪法（单子叶）花粉管通道法——显微注射法——感受态细胞吸收DNA分子（Ca2法）3、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测与鉴定——检查是否成功检测—鉴定—①检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因②检测目的基因是否转录出了mRNA③检测目的基因是否翻译成蛋白质个体生物学水平的鉴定，如抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等方法——方法——方法——DNA分子杂交分子杂交抗原-抗体杂交三、基因工程的应用（1）植物方面1、抗虫转基因植物2、抗病转基因植物3、抗逆转基因植物4、改良植物品质（2）动物方面1、提高动物生长速度2、改善畜产品的品质3、用转基因动物生产药物4、用转基因动物作器官移植的供体（3）基因治疗：将外源基因通过基因转移技术将其插入病人的适当的受体细胞中，使外源基因制造的产物能治疗某种疾病【二、蛋白质工程】1、蛋白质工程的实质：定向改造或生产人类所需的蛋白质。2、结果：可以生产自然界没有的蛋白质3、操作对象：基因结构4、过程：先反中心法则，后顺中心法则。预期的蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）比较：基因工程和蛋白质工程基因工程蛋白质工程相同点都要改造基因，都属于分子水平产生的蛋白质原有的新的联系蛋白质工程是以基因工程为基础，是基因工程的应用和延伸；前者可为后者修饰、改造酶植物细胞工程动物细胞工程细胞工程动物细胞培养体细胞核移植技术与克隆动物动物细胞融合单克隆抗体植物组织培养植物体细胞杂交技术【三、细胞工程】一、植物细胞工程（一）植物的组织培养1、细胞全能性：已经分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。原因：生物的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质。2、全能性大小：受精卵＞生殖细胞＞体细胞植物细胞>动物细胞分化程度低>分化程度高细胞分裂能力强>细胞分裂能力弱幼嫩的细胞>衰老的细胞（2）过程：离体细胞、组织、器官脱分化（无光）再分化（有光）愈伤组织胚状体或丛芽试管苗愈伤组织：再分化：脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化成根或芽等器官的过程。一种高度液泡化、排列疏松无规则的薄壁细胞组成的的组织。（二）植物体细胞杂交意义：克服远缘杂交不亲和的障碍、培育新品种胚状体→胚薄膜→种皮培养基→胚乳应用：（1）微型繁殖（2）作物脱毒（3）人工种子（4）单倍体育种（5）细胞产物的工厂化生产二、动物细胞工程动物胚胎或幼龄动物的组织、器官细胞悬浮液胰蛋白酶（分解弹性纤维）10代细胞原代培养50代细胞细胞株无限传代细胞系遗传物质未改变遗传物质改变，无限增殖传代培养原代细胞1、动物细胞培养的条件1无菌无毒的环境2营养3温度和pH4气体环境2、植物组织培养和动物细胞培养的比较项目原理培养基结果培养目的植

物

动

物细胞全能性细胞增殖固体蔗糖植物激素液体葡萄糖动物血清培养成植株培养成细胞株细胞系快速繁殖培养无病毒植株获得细胞产品、细胞多莉羊的培育过程卵细胞C母绵羊子宫Ａ母绵羊Ｂ母绵羊乳腺细胞细胞质细胞核细胞核移植胚胎移植早期胚胎多莉羊分娩卵裂融合后的卵细胞细胞拆合技术妊娠3、4、克隆技术1、概念：是指从一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体，是一种人工诱导的无性繁殖方式。①分子水平克隆：PCR技术②细胞水平克隆：动物细胞培养（单克隆抗体）③个体水平克隆：克隆羊多利2、哺乳动物核移植：胚胎细胞移植、体细胞移植5、动物细胞融合细胞A细胞B杂种细胞灭活的病毒物理法（电击）化学法（聚乙二醇）仙台病毒疱疹病毒新城鸡瘟病毒过程：6、单克隆抗体（1）概念：由单个B淋巴细胞经过无性繁殖（克隆），形成基因型相同的细胞群，这一细胞群所产生的化学性质单一、特异性强的抗体称为单克隆抗体。

（2）特点：特异性强、灵敏度高，可大量制备（3）单克隆抗体制备过程

注射抗原B淋巴细胞骨髓瘤细胞细胞融合、筛选杂交瘤细胞细胞培养筛选，继续培养足够数量的、能产生特定抗体的细胞群体外培养注射到小鼠腹腔单克隆抗体精原细胞有丝分裂初级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子MⅠ第一阶段第二阶段第三阶段MⅡ1精子发生的过程多个精原细胞染色体复制变形!精原细胞经过有丝分裂产生多个初级精母细胞。初级精母细胞经减数分裂形成含有单倍染色体的精子细胞。细胞核---高尔基体---中心体---线粒体---其他物质---头部顶体尾原生质滴线粒体鞘（能量）初情期卵原细胞有丝分裂多个卵原细胞染色体复制初级卵母细胞MⅠ第一极体次级卵母细胞两个第二极体第二极体卵子退化消失MⅡ排卵前后完成!在受精过程完成!被卵泡细胞包围,形成卵泡2、卵子的形成过程：性别分化后过程受精前的准备阶段受精阶段准备阶段1精子获能准备阶段2卵子的准备即精子必须在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后，才能获得受精能力的现象。即卵子在输卵管内达到减数第二分裂中期（MⅡ）时，才具备受精能力。包括精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，原核形成和配子结合。3、受精4、受精过程的要点:1精子在受精前必须获能。精子获能的地点是_____________________。2在受精过程中,精子连续突破放射冠和透明带两道障碍都是依靠精子的哪些部分___________排他性!4卵子是在什么时候才彻底完成第二次减数分裂的_________透明带反应卵黄膜的封闭作用顶体等雌性动物的生殖道里受精时5受精作用完成的标志是_________________________________透明带和卵黄膜之间出现两个极体这两个极体分别是___________________第一、第二极体各一个受精卵：最初发育在输卵管进行有丝分裂。卵裂期：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。桑椹胚：由具有全能性细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹。囊胚（内含囊胚腔）：开始分化。内细胞团：发育成胎儿各组织;滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘原肠胚（内含原肠腔）5、胚胎发育6、体外受精（1）卵子的收集和培养冲卵法:用促性腺激素处理母畜,促使其超数排卵,并从其输卵管里冲取卵子,直接和获能精子在体外受精采集法:从已被屠宰的母畜的卵巢里采集卵母细胞,经体外人工培养后,再与获能精子体外受精（2）精子的采集和获能：

采集：假阴道法,手握法和电刺激等。获能：培养法、化学诱导法（3）受精：在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。7、胚胎的早期培养:（1）培养液的成分应包括:水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等。①试管牛的哪些阶段是在试管中完成的______________________________________②培育试管牛要利用哪些重要的生物技术______________________________________

体外受精，早期胚胎发育如卵裂体外受精，动物细胞培养，胚胎移植8、胚胎工程的应用前景一胚胎工程技术包括哪些1体外受精2胚胎移植3胚胎分割4体外生产胚胎技术5胚胎干细胞培养二目前应用较多的是哪些胚胎移植、胚胎分割、体外生产胚胎技术。（1）胚胎移植①概念:将雌性动物体内的早期胚胎或者通过其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之发育为新个体的技术。②胚胎移植的基本程序:（1）供体、受体的选择和处理（2）配种或进行人工受精（3）胚胎的收集、检查、培养或保存（4）胚胎移植（手术法、非手术法）（5）移植后的检查选择供体母牛良种!受体母牛【同期发情处理】­超数排卵!供体公牛良种配种冲卵收集胚胎质量检查、培养胚胎移植妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）②胚胎移植的基本程序以牛为例:1加速育种工作和品种改良；2可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,缩短繁殖周期,增加其一生中繁殖的后代数量。3大量节省购买种畜的费用；4一胎多产；5保存品种资源和濒危物种；③胚胎移植的现状和意义：（2）胚胎分割（无性繁殖、克隆）①概念:采用显微手术（机械方法）的方法将早期胚胎分割成2分胚,4分胚或8分胚,经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双胎或同卵多胎的技术。②理论基础:动物胚胎细胞的全能性。所以胚胎分割的时期为：囊胚或桑椹胚。③注意：内细胞团要均等分割。（3）干细胞①概念：是一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有分裂、分化为各种组织、器官和人体的潜在功能。②分类：全能干细胞：受精卵（具全能性）

万能干细胞：胚胎干细胞（具全能性）多能干细胞：（骨髓中的造血干细胞、神经干细胞、皮肤干细胞等，不能发育成个体。）

专能干细胞：（只能产生一种细胞，如肠上皮细胞）③胚胎干细胞：简称ES或E细胞,是由早期胚胎卵裂、桑椹胚、囊胚期或原始性腺中分离出来的一类细胞，能分裂、分化成各种组织器官。用途：1治疗人类的某些顽症。利用ES细胞可以诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。2）培育出人造组织器官，用于器官移植。3）ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。（三）生物技术的安全性和伦理问题1、转基因生物的安全性（1）转基因技术的安全性问题①安全：滞后效应、过敏原、营养成分改变。②安全：对生物多样性的影响。③安全：对生态系统稳定性的影响。食物环境生物（2）转基因生物存在安全性的原因①目前对基因的结构基因间的、基因的调控机制等都了解得相当有限。②目的基因往往是的基因。③外源基因插入宿主基因组的部位是的。相互作用异种生物随机2、生物技术中的伦理问题1克隆人：两种不同观点，多数人持否定态度。①否定的理由：克隆人严重违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用；克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；克隆人是在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人等。②肯定的理由：技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法解决；不成熟的技术也只有通过实践才能成熟。③中国政府的态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。2设计试管婴儿：两种不同观点，多数人认可。①否定的理由：把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重；早期生命也有活下去的权利，抛弃或杀死多余胚胎，无异于“谋杀”。②肯定的理由：解决了不育问题；提供造血干细胞是救治患者最好、最快捷的方法；提供脐带血并不会对试管婴儿造成损伤。3基因身份证①否定的理由：引起基因歧视，势必造成遗传性失业大军、造成个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。②肯定的理由：通过基因检测可以及早采取预防措施，适时进行治疗，达到挽救患者生命的目的；对于基因歧视对象，通过正确的科学知识传播、伦理道德教育和立法得以解决。3、禁止生物武器（1）生物武器的特点：①致病力强，传染性大。②有潜伏期。（潜伏期的症状不明显，难以及时发现。）③污染面积大，危害时间长。④传染途径（生物武器可通过多种途径使人感染发病。）种类例证病菌炭疽杆菌、伤寒杆菌、霍乱弧菌病毒天花病毒、动物痘病毒生化毒剂肉毒杆菌毒素经基因重组的致病菌通过转基因技术改造的蜡状杆菌、重组流感病毒（2）生物武器的种类：《禁止生物武器公约》14、2012·浙江五校联考下列关于转基因生物与环境安全的叙述错误的是A．重组的微生物在降解污染物的过程中可能产生二次污染。B．种植抗虫棉可以减少农药的使用量，对环境没有任何负面影响。C．如果转基因花粉中有毒蛋白或过敏蛋白，可能会通过食物链传递到人体内。D．转基因生物所带来的环境安全问题是可以解决的。15、设计试管婴儿未利用下列哪项技术手段A．体外受精技术B．胚胎移植技术C．植入前胚胎遗传学诊断技术D．转基因技术16、下列关于转基因生物安全性的叙述中，错误的是（）A我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度B国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害C开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提D目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性上17、据统计，从20世纪90年代至今，全世界包括基因制药在内的生物技术药物的销售额以年均30％的速度增长，生物制药已成为21世纪的朝阳产业。下列有关说法不正确的是（）

A我们可以利用转基因工程技术使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”B对于基因制药，我们应该科学地认识和评估，保障公众的知情权C利用转基因技术还可以进行基因治疗，现在技术已经完全成熟D由于转基因生物的安全问题，国家应建立相应的评估及预警机制1、在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌岭脱氧核苷酸是460个）放入DNA扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是（）个A540B8100C17280D75602、在判断抗虫基因是否成功转入棉花基因组的方法中，不属于分子检测的是。A．通过观察害虫吃棉叶是否死亡B．检测目的基因片段与DNA探针能否形成杂交带C．检测目的基因转录形成的mRNA与DNA探针能否形成杂交带D．检测目的基因表达产物蛋白质能否与特定抗体形成杂交带3、哪项不是基因表达载体的组成部分A启动子B终止密码C标记基因D目的基因4、2008,全国高考已知某种限制酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点。如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶酶切后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种数是（）A．3B．4 C9D．12

a

b

c

d8、精子与卵子结合过程中穿越的两道屏障是（）①顶体反应②透明带反应③卵黄膜封闭作用④精子穿越放射冠A．①②B．②③