高中生物选修三知识点完整加强版

生物选修3学问点

（区分不同工程和不同操作程度）

专题1基因工程

概念：根据人们的愿望，进展严格的设计，通过体外DNA

重组和转基因技术，给予生物新的遗传特性，创建

出更符合人们须耍的新的生物类型和生物产品。

根本原理：让目的基因在受体细胞内稳定且高效的表达

理论根底：DNA是生物遗传物质的发觉，DNA双螺旋构造，

遗传信息传递方式

（一）核心：构建重组DXA分子

（-）根本工具（技术根底）

Cf工具&工具酶

1.限制性核酸内切酶

（1）来源：主要是从原核生物中分别纯化出来的

（2）（不切割自身DNA的缘由：原核生物中无该限

制酶的识别序列或其已被修饰）

功能：识别和切割DNA分子内一小段特别的脱氧核昔酸序列（偶数碱基

对回文序列）

特异性表现：识别特定片段、切割该片段中的特

定位点、形成一种末端

Cf—GIGATCC—&—!GATC—

结果：DNA片段末端形成末端碱基互补的黏性末端或平末端

①用切割（质粒）

②根据目的基因的位置或剪辑序列来确定限制酶的种类

③切割后的片段要画全

2.DNA连接酶

（1）功能：连接具有末端碱基互补的2个DNA片段，形成重组

DNA分子

CfDNA聚合酶：只能将单个脱氧核甘酸逐个添加到已有的脱

氧核甘酸链之后，

需模板DNA,连接磷酸二酯键

3.载体

（1）条件：①能在受体细胞中稳定保存并大量复制，根本不影

响受体细胞正常生命活动

②一至多个限制酣酶切位点（必需在所需标记基因

外），供外源DNA片段插入

③标记基因，便于挑选含有重组DNA分子的受体细

胞

一一往往须要根据需求改造自然载体

功能：①作为运载工具将目的基因转移到受体细胞内

——载体选质粒的缘由：具有环状构造，可以携带

目的基因

②利用它在受体细胞内对目的基因进展大量复制和

转录/表达

⑵质粒（最常用的载体）

一种可以自主复制，在细菌（或酵母菌）中独立于染

色体之外存在的双链环状DNA分子

（4）其它载体：噬菌体、动植物病毒

（二）基因工程的根本操作程序

1.第一步：获得目的基因

2.目的基因：人们所须要的编码蛋白质的构造基因

3.方法

⑴序列已知

①化学合成法——较长DNA单链合成过程中简洁出现碱基

缺失

如反转录法（e.g获得mRNA逆转录成cDNA再用DNA聚合

酶生成双链）

②聚合酶链式反响（PCR）扩增PolymeraseChainReaction

（1）原料：水、缓冲液、4种游离脱氧核甘酸、TaqDNA聚

合酶、模板DNA（……基因）、

对…基因特异的2段DNA引物（防止互相或自

身折叠）

（2）过程：第一步：加热至90〜95℃,DNA在高温下变性

解链

第二步：冷却到55〜60C,引物结合到互补D

NA链（退火）

第三步：加热至70〜75C,热稳定DNA聚合酶

从引物起始互补链的合成

能量来源于dNTP

⑵序列未知

建立基因文库：

建立一个包括目的基因在内的基因文库（保存在受体菌中）,

再从基因文库中获得

3.目的基因大量扩增/分子程度的克隆

①利用受体细胞（如E.coli）无性繁殖，利用基因探针钓取,

再导入最终受体细胞

e.g目的基因一大肠杆菌一农杆菌一植物细胞一植物

（主要在细菌分裂时几何级扩增，尽管质粒独立于拟核，可

在分裂时发生自我复制，

但由于多数细菌对胞内质粒数量有限制，故该种复制对扩

增效果不大）

②PCR技术

1.第二步：形成重组DNA分子（基因表达载体：启动子+目的基

因+终止子+标记基因）

目的：转运目的基因，并使在受体内稳定存在、复制、表达/转

录并稳定遗传（基因型X0）

过程：（1）单前切：用同种限制前分别切割目的基因和载体从

而形成一样的粘性末端，然后用DNA

连接酶将目的基因和载体连接起来

——有时用不同限制酶也可以形成一样

的粘性末端

（2）双酶切：用两种限制酶切割使目的基因和载体两

端各形成两种粘性末端，防

止载体和目的基因自身环化

第三步：将重组DNA分子导入受体细胞

——需将目的基因整合到动植物细胞的染色体DNA上

目的基因是否整合到染色体DNA上确定于基因表达载体

上是否有相关序列（形成酶）

植物体细胞：农杆菌转化法（插入Ti质粒上的T-DNA）,

基因枪法、花粉管通道法

——导入叶绿体DNA中，由于细胞质/器DNA的遗传与性别

相关联，故可避开因花粉传

播而造成基因污染（目的基因传播到非转基因生物中）

2,动物受精卵：显微注射技术

用（如显微注射）技术/方法将目的基因导入cf转基因/基因

工程技术

3.原核细胞:CaC12/Ca2+处理法（先用核2+处理增加细胞壁通

透性，使之成为感受态细胞，

再将重组质粒与感受态细胞混合，在肯定温度卜感

受态细胞汲取DNA分子）

——原核生物作为受体细胞的缘由：

①繁殖快②体积小新陈代谢旺盛（目的产物合成效率

高）③遗传物质少（便于操作）、

④单细胞（简洁培育）

1.第四步：挑选含有目的基因的受体细胞

2.缘由：受体细胞接纳重组DNA分子存在概率

3.原理：载体如质粒上的抗性基因等标记基因

方法：利用选择培育基挑选

①蔗糖转运蛋白：仅以蔗糖作为碳源的培育基

②菌落表现型：抗……不抗……

第五步：目的基因的检测和表达

1.——目的基因导入受体细胞可能仅进展大量扩增，但不肯

定以此为目的

2.DNA/核酸分子杂交技术

用cDNA作为探针与从受体细胞中提取并解旋的DNA/mRNA杂

交，视察是否会出现杂交带

检测①染色体DNA上是否插入了目的基因②目的基因是否

转录出了mRNA

——①一种基因探针只能检测水体中的一种病毒；检测病

毒可比照核酸序列

②放射性同位素标记探针

③基因探针是一小段cDNA,可以与相应基因转录出

的mRNA结合（即使被切割）

采纳DNA分子杂交技术/方法，用基因探针检测

3.2.抗原一抗体杂交：目的基因是否翻译成蛋白质如E.coli

合成人胰岛素原

个体程度的鉴定：如转基因抗虫植物（让害虫吞食该转基因棉

植株的叶片，视察害虫存活状况，以确定其是否具有抗虫形态）

——根本缘由：联络基因层面，cf基因序列&碱基对/脱氧核苜

酸序列

（三）基因工程的应用

1.动植物基因、细胞工程：优点①所需时间短②克制远缘杂交不

亲和的缺陷（对应传统缺点）

2.基因工程药物：首次是生长素释放抑制激素，然后胰岛素（E.

coli产酶原）、干扰素等

3.干扰素：我国第一个基因重组新药。一组具有多种功能的活

性蛋白质（主要是糖蛋白），是一种由单核细胞和淋巴细胞产生

的细胞因子。具有抗病毒、抗细胞分裂、免疫调整等多种生物学

功能，是治疗病毒性肝炎和肿瘤的药物。

干扰素是一种广谱抗病毒剂，并不干脆杀伤或抑制病毒，而

主要是通过细胞外表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；同时还可增加自然杀伤细胞（NK细胞）、巨

噬细胞和T淋巴细胞的活力，从而起到免疫调整作用，并增加

抗病毒实力。

基因治疗：将正常功能的外源基因导入缺陷细胞内（初级试验阶

段、未临床理论）

——Cf有基因缺陷的染色体/DNA分子上：详细与

那条DNA分子结合随机

——治疗隐性遗传病（正常基因相对缺陷基因呈显

性）

4.平安性问题：在导入目的基因的同时可能会导入其他基因如

抗生素抗性基因，可能会使人体内细菌抗药性增加，以致某些

药物的药效减弱

（四）蛋白质工程的概念

蛋白质工程是指以蛋白质分子的构造规律及其生物功

能的关系作为根底，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质

进展改造，或制造一种新的蛋白质，以满意人类的消费和生活

的需求。（基因工程在原则上只能消费自然界已存在的蛋白质）

转录翻译

专题2细胞工程

（-）克隆

3.1.克隆clone:无性繁殖系（只由一个模板分子、母细胞或母

体干脆形成新一代…）

克隆技术cloning:从众多基因或细胞群体中通过无性繁殖和选

择获得目的基因或特定类

型细胞的操作技术

内容：（1）分子程度：基因克隆即目的基因的复制（受体细胞

的无性繁殖）、分别（特

定基因探针选择、钓取目的基因）过

程

（2）细胞程度：杂交瘤制备单克隆抗体

（3）个体程度：不通过两性细胞的结合，从一个单一

（体）细胞繁殖诞生物个体

——胚胎细胞克隆以胚胎/卵细胞作为

供体、利用核移植，不是严格

意义上的动物个体克隆

条件：（1）理论条件：细胞全能性/细胞有发育成完好个体的全

套遗传物质（根本缘由）

（2）根本条件：①具有包含物种完好基因组的细胞核

的活细胞

②具有能有效调控细胞核发育的细胞

质物质e.g去核卵细胞

③完成胚胎发育的必要的环境条件e.

g胚胎早期培育环境/子宫

非正面影响：丰富生物多样性，促进生物进化，维护生态平衡

（二）植物克隆

1,全能性表达的难易程度：

受精卵〉生殖细胞〉胚胎/全能干细胞〉多能（干）细胞,专

能（干）细胞〉体细胞；

——生殖细胞在肯定刺激下染色体可加倍；一些动物存在孤雌

生殖

植物细胞〉动物细胞；低等动物>高等动物

——不同种类植物或同种植物的不同基因型个体间全能性的

表达程度大不一样

长期培育后的全能性下降缘由：染色体畸变、核变异、非整倍

体产生；细胞或组织中激素平衡被打破；细胞对外源生长物质

的敏感性变更；形成缺乏成胚性的细胞系

——植株在屡次继代培育后，会渐渐丧失细胞全能性的表达实

力

2.植物组织培育（植物克隆的技术根底）

（1）理论根底：植物细胞全能性，即植物体的每个生活细胞都

具有遗传上的全能性，因此

都具有发育成完好植株的潜能

过程：

①离体植物细胞、组织或器官（外植体）一获得愈伤组

织一诱导形成试管苗一新植株

——外植体选取形成层（分生组织）局部易于诱导形

成愈伤组织

A.培育条件：

首先足离体培育（生物体内细胞中基因在特定时间和

空间条件下选择性表达，细胞

分化为不同组织、器官，故无法表现出全能性）

半/固体培育基（固体为例）

a.养分物质：水、无机盐、蔗糖、维生素、有机添加

剂（氨基酸、琼脂凝固剂等）

b.植物激素/生长调整剂（适当浓度配比诱导分化出芽

/根的顶端分生组织/花）

——IAA>CTK诱导外植体脱分化形成愈伤组织

C.无菌条件（外植体7096酒精消毒、器械高温蒸汽灭

菌）——杂菌争夺产毒

d.相宜的pH、温度和浸透压

B.光照：若外植体是（带叶）茎段，不经验脱分化再分

化，组培全过程均须要光照；

若外植体是非光合作月部位（如胡萝卜块根），

再分化成芽后光照

C.试管苗移栽前需炼蓄（草炭土/蛭石，渐渐降湿）

D.愈伤组织：排列疏松的高度液泡化的活的薄壁组织团

②外植体一愈伤组织一摇床液体悬浮培育分散成单细胞一

胚状体一人工种子

——单细胞植物克隆，类似受精卵的卵裂、分化、器

官发生、形态建成

A.单细胞：细胞质丰富、液泡小、细胞核大（胚性细胞

特征）

③酶解细胞壁一原生质体培育一新植株

（2）用处：微型繁殖、制造人工种子（胚状体阶段）、单倍

体育种、

作物脱毒（植物分生组织细胞，分裂

旺盛病毒极少Cf抗病毒）、

在培育基中参加不同浓度的氯化钠溶液，可诱发

和挑选抗盐植株

细胞产物工厂化消费（愈伤组织阶段已可，试管培

育苗、细胞培育反响器也可）

3.原生质体交融/植物体细胞杂交（不同植物）

获得原生质体：在甘露醇溶液环境（较高浸透压）中用纤维素

酶和果胶酶混合液处理

用网筛过滤原生质体到离心管内，离心后搜集沉淀物，用等

渗溶液洗涤;

检验原生质体是否符合要求：根据浸透作用原理，采纳低渗胀

破法

（见比拟表格）

4.植物细胞工程：培育植物细胞（包括原生质体），借用基因工

程技术将外源DNA导入受体

细胞或通过细胞交融将不同源的遗传物质重新组合，再通过

细胞培育，获得具有特定性状

的植株

Cf细胞工程：细胞培育和细胞交融（若基因型不同为细胞杂

交）

——基因定位：利用细胞杂交中染色体丧

失与特定基因产物的对应关系

（三）动物细胞工程

（1）L动物细胞培育指明“动物”细胞培育

概念：动物细胞培育就是从动物机体中取出相关的组织，将它分

散成单个细胞，然后放在相宜的培育基中，让这些细胞生

长和繁殖。

原理：细胞增殖

（2）动物细胞培育：

①取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）

②机械消化或用胰蛋白酶处理分散成单个细胞（利于细胞

与培育液充分接触，进而汲取氧气和养分物质并排出废

物）

③制成细胞悬液转入细胞培育瓶/卡式瓶中进展原代培

育

——细胞间互相依存，呈现肯定程度的组织特性，保持生

长分裂、接触抑制、苍老死亡

④贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶处理使贴壁细胞从瓶壁上脱

落下来并分散成单个细胞稀释分装传代培育（最初的若干

次传代也归入原代培育）

——大多数细胞最终苍老、凋亡（①养分物质耗尽②

遗传物质没变，苍老凋亡）

动物组织培育：动物组织在体外及人工条件下维持生活状

态或生长特性

——可伴随组织分化，但主要的生命活动仍以细胞为单

位；由于细胞运动变更，培育物组分发生变异，

长期培育最终成为简洁的细胞培育

（3）细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶

壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长

到外表互相抑制时，细胞就会停顿分裂增殖，这种现象称为细

胞的接触抑制。

（4）动物细胞培育条件（液体培育基）

①无菌无毒：培育液和用具无菌处理，肯定量的抗生素

（种、量），定期更换培育液

②养分：水无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生素、动物（胎

牛）血清、滋养细胞、激素

Cf自然（血清）和人工配制成分

③相宜浸透压、温度、pH（C02培育箱：维持相宜的pH值

7.2-7.4）

^形成率的措施：①选择相宜的培育基和C02.pH②胰岛素等激素刺激③添加

④滋养细胞支持生长（经射线照耀本身失去增殖力的小鼠成纤维细胞）

可连续传代的细胞（首次传代细胞即成为细胞系）

①连续细胞系e.g异倍体恶性（致癌）

〔保存接触抑制，不致癌）

②有限细胞系e.g二倍体细胞

一一传代培育的缘由：①细胞密度过大②代谢消

耗引起养分枯竭

⑸细胞株：特别的细胞系

/克隆培育法：

定义：把一个单细胞从

群体中分别出来单独培育，使之繁衍成一个新的细胞群体

特点：细胞群体来自于同一个细胞（否则具有异质性），遗

传性状均一，表达性状相像

要求：①最根本：分别出来的细胞是一个而非多个

②一般选择连续细胞系：对培育环境有较大适应范

围并具有较强独立生存实力

用处：从一股细胞系中分别出缺乏特别基因的突变细胞系

2.动物体细胞核移植技术和克隆动物

动物难以克隆的根本缘由：细胞分化过程中细胞质中的调整蛋

白关闭了核中与个体发育有关的基因，使基因选择性表达,

基因组中基因活动不完全

（1）原理：动物细胞核的全能性

（2）供核细胞：优良动物的传代培育10代以内的细胞

——后代性别由核供体动物个体的性别确定

受体细胞：去核的MH中期的卵母细胞

一一①细胞较大，简洁操作

②细胞质养分丰富，具有调控细胞核发

育、促进核基因表达的物质

（3）体细胞核移植的大致过程是：显微操作去核法

——多莉羊的胜利说明：

①高度分化细胞经过肯定技术处理，也可以回复到类似受

精卵时期的功能

②在胚胎和个体发育中，细胞质具有调控细胞核发育的作

用

——无法培育出一样个体/克隆动物的基因来源：

①受体细胞的细胞质基因限制性状表达②细胞分裂中基因

突变③环境因素

3.动物细胞交融

比拟细胞交融交融前诱导手段应用

工

程

的原理处理

植物细胞膜流获得(1)物理：离①克制了远

体细淌性原生质心、电刺激、振缘杂交的不

胞杂植物细胞荡亲和性

全能性⑵化学:聚②探讨质遗

乙二醇

(3)化学：聚乙

二醇

动物细胞膜流细胞分(1/2)植物物制备单克隆

细胞淌性散化手段抗体

交融细胞增殖(3)灭活的仙

台病毒

细胞交融时可出现多种杂种细胞

专题3胚胎工程

胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子(针对胚胎发育过程)

所进展的多种显微操作和处理技术；探讨对象主要限定于高等脊

椎动物，尤其是哺乳动物；重点内容包括胚胎移植、体外受精、

胚胎分割、胚胎干细胞培育等。

(-)动物胚胎发育的根本过程

1.受精作用：成熟的精卵交融成为受精卵的过程(获能精子+减

II中期的成熟卵细胞)

过程：精卵识别、精子附着于卵膜、精卵质膜交融

——受精时精卵质膜交融后，次级卵母细胞才最终

完成减H,精卵核交融

场所：输卵管上段

2.胚胎发育：受精卵发育到幼体

胚后发育：诞生到性成熟

个体发育：受精卵发育到性成熟

3.动物胚胎发育的根本过程

（1）卵裂期（2、8）:细胞数量增加，有机物总量/总体积减小，

每个细胞都具有全能性，

未出现细胞分化，每个细胞都能发育成

完好新个体

（2）桑根胚（16~32）

（3）囊胚/胚泡：细胞开场分化，形成滋养层（胚胎附属构造/

胚外构造）和内细胞团（胚

胎干/ES细胞，发育全能性），之间为囊胚腔

留意题目要求填写滋养层细胞还是滋养层

原肠胚：三胚层分化，其将分化成各种器官原基；

——哺乳动物胚胎有机物总量增加（胚泡期已着

床），其他动物有机物削减

PS早期胚胎（桑甚胚和早期囊胚）

（二）胚胎干细胞

L哺乳动物胚胎干细胞来源于囊胚内细胞团（ES）或胎儿的原始

性腺（EK）

3、2.形态特征：具有胚胎细胞的特性，休积小，核大，核仁明显,

二倍体核型

4、功能特征：具有发育全能性

胚胎干细胞体外培育：分别早期胚胎中的内细胞团；胰酶处理解

离培育

饲养层（胚胎成纤维细胞）：促

进生长，抑制分化

4、胚胎干细胞的主要用处是：

①基因敲除;

②用分化诱导因子诱导胚胎干细胞定向分化，组织器官移

植；

③治疗人类的某些顽疾，修复坏死或退化的部位；

④胚胎干细胞核移植，经胚激活、胚胎培育、胚胎移植；

⑤改进和创建动物新品种

（三）胚胎工程的应用

1.体外受精

（1）卵母细胞的采集和培育：

①卵巢经促性腺激素处理超数排卵，运用超声监视器确定

卵泡位置，插入穿刺针汲取

卵泡液，取出卵母细胞（各阶段卵母细胞均有可能）

②体外培育至成熟（减H中）

（2）精子的采集和获能（获得能与卵细胞结合的实力）：获能

液由相关物质组成非ATP

（3）受精：获能精