2022年高中生物选修三《现代生物科技专题》经典知识点.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 高中生物 记忆材料每天背诵 10 分钟,学习生物真轻松!每天背诵 10 分钟,学习生物真轻松!现代生物科技专题经典学问点班级:诸 城 繁 华 中 学第 1 页正面共 11 页第 1 页反面共 11 页名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 每天背诵 10 分钟,学习生物真轻松!考点 1、基因工程的产生 基因工程的概念 基因工程是指依据人们的愿望,进行严格的设计,通过 体外 DNA重组和每天背诵 10 分钟,学习生物真轻松!2最常用的载体是质粒, 它是一种暴露的、结构简洁的
2、、独立于细菌 染色体之外,并具有自我复制才能的双链环状 DNA分子;转基因技术,给予生物以新的遗传特性 ,制造出更符合人们需要的新的3其它载体:噬菌体的衍生物、动植物病毒生物类型和生物产品;基因工程是在 DNA分子水平上进行设计和施工的, 二基因工程的基本操作程序又叫做 DNA重组技术;第一步:目的基因的猎取考点 2、基因工程的原理及技术1. 目的基因是指: 编码蛋白质的结构基因 ;原理:基因重组 直接别离获得,真核基因是人工合成;技术:一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1来源:主要是从原核生物中别离纯化出来的;2功能:能够识别双链 DNA分子的某种特定的核苷
3、酸序列,并且使 每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的 磷酸二酯键断开,因此具有专直接别离基因最常用的方法是“ 鸟枪法” ,又叫“ 散弹射击法” ;详细做法是:用限制酶将供体细胞中的 DNA切成很多片段,将这些片段 分别载入运载体,然后通过运载体分别转入不同的受体细胞,让供体细 胞所供应的 DNA外源 DNA的全部片段分别在各个受体细胞中大量复制 在遗传学中叫做扩增 ,从中找出含有目的基因的细胞,再用肯定的方一性;法把带有目的基因的 DNA片段别离出来;如很多抗虫、抗病毒的基因都3结果:经限制酶切割产生的 DNA片段末端通常有两种形式: 黏性可以用上述方法获得;用“ 鸟枪法” 猎取目的基因的缺点
4、是工作量大,末端和平末端;具有肯定的盲目性;2. “ 分子缝合针” DNA连接酶 1 两种 DNA连接酶E coliDNA 连接酶和 T4DNA连接酶的比较:相同点:都缝合磷酸二酯键;区分:E coliDNA 连接酶来源于 T4噬菌体,只能将双链 DNA片段互补 的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而 T4DNA连接酶能缝合两种末 端,但连接平末端的之间的效率较 低;人工合成目的基因的常用方法有 反转录法以目的基因转录成的信使 RNA为模板,反转录成互补的单链 DNA,然后在酶的作用下合成双链 DNA,从而获得所需要的基因和 化学合成法依据已知的蛋白质的氨 基酸序列,估计出相应的信使 RNA序
5、列,然后依据碱基互补配对原就,估计出它的结构基因的核苷酸序列,再通过化学的方法,以单核苷酸为原料合成目的基因;如人的血红蛋白基因、胰岛素基因等就可以通过人2 与 DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将 单个核苷酸加到已有的 工合成基因的方法获得核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键; DNA连接酶是连接两个 DNA片段的末端,形成磷酸二酯键;1原理:DNA双链复制3. “ 分子运输车” 载体1载体具备的条件:能在受体细胞中复制并稳固储存 ;具有一 至多个限制酶切点,供外源 DNA片段插入;具有标记基因,供重组 DNA2过程:第一步:加热至 9095DNA解链;其次步:冷却到 5560,引物结合到
6、互补 DNA链;第三步:加热至 7075,热稳固 DNA 聚合酶从引物起始互补链的合成 ;名师归纳总结 的鉴定和选择;第 2 页正面共 11 页其次步:基因表达载体的构建是基因工程的核心第 2 页,共 11 页第 2 页反面共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 每天背诵 10 分钟,学习生物真轻松!1. 目的:使目的基因在受体细胞中 稳固存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用 ;2. 组成:目的基因启动子终止子标记基因1启动子:是一段有特殊结构的 DNA片段,位于基因的首端,是 RNA 聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出
7、 mRNA,最终获得所需的蛋每天背诵 10 分钟,学习生物真轻松!一起形成重组质粒,并被转入受体细胞后,就可以依据受体细胞是否具 有青霉素抗性来判定受体细胞是否获得了目的基因;重组的 DNA分子进 入受体细胞后,受体细胞必需表现出特定的性状,才能说明目的基因完 成了表达过程;如科学家最初做抗虫棉试验时,虽然已经检测出棉的植 株中含有抗虫的基因,但让棉铃虫食用棉的叶片时,棉铃虫并没有被杀白质;死,这说明抗虫基因仍不能在高等植物中表达;科学家在讨论的基础上,2终止子:也是一段有特殊结构的 DNA片段 ,位于基因的尾端;3标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中 是否含有目的基因 ,从又一次对棉植株中的
8、抗虫基因进行了修饰,然后再让棉铃虫食用棉的叶 片,结果食用的其次天棉铃虫就中毒死亡了;这说明抗虫基因在棉植株而将含有目的基因的细胞 选择出来;常用的标记基因是 抗生素基因;中得到了表达;第三步:将目的基因导入受体细胞 _ 1. 转化的概念:是目的基因进入受体细胞内, 并且在受体细胞内维护稳例如:用基因工程的方法,使大肠杆菌生产出鼠的 - 珠蛋白;1从小鼠中克隆出 - 珠蛋白基因的编码序列cDNA注:鼠是真核定和表达的过程;生物因此用人工合成的方法来获得目的基因2. 常用的转化方法:将目的基因导入植物细胞:采纳最多的方法是 农杆菌转化法,其次仍2将 cDNA前接上在大肠杆菌中可以适用的启动子,另
9、外加上抗四环 素基因为了在受体细胞中选择出含有目的基因的细胞 ,构建成一个有 基因枪法和 花粉管通道法等;表达载体;将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是显微注射技术;此方法的受体细胞多是受精卵;将目的基因导入微生物细胞:最常用的受体细胞是 大肠杆菌;3. 重组细胞导入受体细胞后,选择含有基因表达载体受体细胞 的依据是 标记基因是否表达;3将表达载体导入无四环素抗性的大肠杆菌中,然后在含有四环素的 培育基上培育大肠杆菌;假如表达载体未进入大肠杆菌中,大肠杆菌会 因不含有抗四环素基因而死掉;假如培育基上长出大肠杆菌菌落,就说 明 - 珠蛋白基因已进入其中;4培育进入了 - 珠蛋白基因的大肠杆菌,
10、收集菌体,破裂后从中提第四步:目的基因的检测和表达 是检查基因工程是否胜利的一步 取 - 珠蛋白;转基因生物的染色体 DNA上是否插入了目的基因 ,方法是采纳 DNA分考点 3、基因工程的应用子杂交技术;1. 植物基因工程:抗虫、抗病、抗逆转基因植物,利用转基因改进植物目的基因是否转录出了 mRNA,方法是采纳 用标记的目的基因作探针与 的品质;mRNA杂交;2. 动物基因工程:提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物目的基因是否翻译成蛋白质 ,方法是从转基因生物中提取 蛋白质,用 生产药物;相应的 抗体进行抗原抗体杂交;个体生物学水平的鉴定;如 转基因抗虫植物是否显现抗虫性状 ;如大
11、肠杆菌的某种质粒具有青霉素抗性基因,当这种质粒与外源 DNA组合在3. 基因治疗:把正常的外源基因导入病人体内, 使该基因表达产物发挥 作用;从根本上治疗遗传病,不能治疗传染病名师归纳总结 第 3 页正面共 11 页第 3 页反面共 11 页第 3 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 每天背诵 10 分钟,学习生物真轻松!注:假如工程菌为原核生物, 因其没有内质网、高尔基体,所以不能生每天背诵 10 分钟,学习生物真轻松!3基因水平:利用基因重组操作技术,使特定的基因与载体结合,在产糖蛋白类物质 细菌等宿主中进行增殖,有可能得到匀称的基因
12、群;克隆是重组 DNA技考点 4、蛋白质工程1蛋白质工程是指以 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,以满意人类的生产和生活的需求; 基因工程在原就上 只能生产自然界已存在的蛋白质2蛋白质工程崛起的缘由: 基因工程只能生产自然界已存在的蛋白术的核心部分;事实上,克隆技术现已被人们用来通过养分方式繁衍病 毒等微生物和植物的纯种,从而保证了这些生物基因组的精确连续性;细胞生物的克隆只需要养分培育基,而基因的克隆就需要某种载体复制 子、特定的寄主细胞和养分培育基;2、植物细胞全能性的含义:生物的任何一个细胞都具有发
13、育成完整植株 的潜力;缘由:细胞中含有本物种全部的遗传信息; 植物细胞全能性是质 植物组织培育的理论基础;3蛋白质工程的基本原理:它可以依据人的需求来设计蛋白质的结构,又称为其次代的基因工程;基本途径:从预期的蛋白质功能动身,设计预期的蛋白质结构,估计应 有的氨基酸序列,找到相对应的脱氧核苷酸序列基因 以上是蛋白质 工程特有的途径;以下依据基因工程的一般步骤进行; 留意:目的基 因只能用人工合成的方法设计中的困难:如何估计非编码区以及内含子的脱氧核苷酸序列考点 5、植物的组织培育 1、克隆的含义:克隆clone是指通过无性生殖而产生的遗传上均一 的生物群,即具有完全相同的遗传组成的一群 细胞或
14、者生物的个体;现 在就指个体、细胞、基因等不同水平上的无性增殖物;1个体水平:在植物的无性增殖中,植物的发芽、插条等由同一个体 通过无性生殖而增长的个体群均被视为克隆;采纳组织培育方法可使植3、植物组织培育的概念:从植物体别离出符合需要的组织 . 器官或细胞,原生质体等,通过无菌操作,在人工掌握条件下进行培育以获得再生的 完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术;4、植物组织培育过程:取外植体离体的器官、组织、细胞,留意要 消毒可用次氯酸钠、无菌水处理,在超净工作台上操作;将外植体接 种到培育基,并封口培育基成分:有机物、生长素、细胞分裂素、水、矿质元素、琼脂;通过脱分化,形成愈伤组织选择出
15、没有被污染的;进行转接到分化培育基上, 进行再分化生长素浓度较高利于生根, 细 胞分裂素浓度较高利于生芽 ;一段时间后诱导出试管苗; 移栽到大田;留意:整个过程要进行无菌操作 愈伤组织细胞的特点:排列疏松无规章,是一种高度液泡化的薄壁细胞;脱分化:由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程;再分化:产生的愈伤组织连续进行培育, 又可以重新分化成根、芽等器物细胞培育发育成完全的个体愈伤组织,采纳这种方法得到的具有相 官;同基因型的个体群,也被称为克隆;在动物的无性增殖中,典型的例子 是采纳核移植试验方法,把分化细胞的核移植到一个事先去核的蛙卵中,5、植物组织培育的实际应用:微型繁衍、作物
16、脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产 ;让其发育并得到克隆蛙;克隆动物具有均一遗传性质,在讨论环境条件1 植物繁衍对发育、分化的影响以及药物的检测方面都是重要的试验材料;2细胞水平:由一个细胞经过有丝分裂生成的细胞群叫克隆; 但假如微型繁衍:可以高效快速地实现种苗的大量繁衍 作物脱毒:采纳茎尖组织培育来除去病毒由于植物分生区邻近的病毒名师归纳总结 培育细胞发生转化,就很简洁引起染色体变异;极少或没有第 4 页反面共 11 页第 4 页,共 11 页第 4 页正面共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 每天背诵 10 分钟,学习生物
17、真轻松!每天背诵 10 分钟,学习生物真轻松!人工种子:以植物组织培育得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材 物组织消化后的初次培育;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,传代培育:贴满瓶壁的细胞要重新用胰蛋白酶处理,然后分瓶连续培育,不受季节的限制;便利贮存和运输 让细胞连续增殖2作物新品种培育细胞株:原代培育的细胞传至 10到 50 代左右,这种传代细胞叫细胞株单倍体育种:遗传物质未转变a 过程:植株AaBb通过减数分裂得到花粉 AB、Ab、aB、ab 四种类细胞系:有可能在培育条件下无限制传代下去, 这种传代细胞称细胞系型;对花粉进行花药离体培育技术是植物组织培
18、育;得到单倍体植遗传物质已转变株;对其幼苗时期进行 秋水仙素 处理;得到了正常的纯合二倍体植株AABB、AAbb、aaBB、aabb四种类型;b 优点:明显缩短育种年限 C 突变体利用:在组织培育中会显现突变体,通过从有用的突变体中选 育出新品种如选择抗病、抗盐、含高蛋白的突变体 3细胞产物的生产:通过能够产生对人们有利的产物的细胞进行组织 培育,从而让它们能够产生大量的细胞产物;考点 6、动物的细胞培育与体细胞克隆4动物细胞培育需要满意以下条件无菌、无毒的环境 :培育液应进行无菌处理;通常仍要在培育液中添 加肯定量的抗生素,以防培育过程中的污染;此外,应定期更换培育液,防止代谢产物积存对细胞
19、自身造成危害 ;养分:合成培育基成分:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元 素等;通常需加入血清、血浆等自然成分;温度:相宜温度:哺乳动物多是;pH:;气体环境:95%空气5%CO 2;O2是细胞代谢所必需的,CO 2的主要作用1、动物的细胞培育 是维护培育液的 pH;1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5动物细胞培育技术的应用: 制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检 测有毒物质、培育医学讨论的各种细胞;长和繁衍;2、动物体细胞核移植技术和克隆动物2动物细胞培育的流程:取动物组织块 动物胚胎或幼龄动物的器 官
20、或组织剪碎用胰蛋白酶或胶原蛋白酶 处理分散成单个细胞制 成细胞悬液含有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、血清、血浆;留意与植物培育基成分的区分 转入培育瓶中进行原代培育1动物细胞核移植的概念:将动物细胞的细胞核移入已去掉细胞核的 卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,最终发育为动物个体;哺乳动物核移植分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植; 注:动物胚胎细 胞分化程度低,复原其全能性相对简洁;而动物体细胞分化程度高, 恢贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞连续 复其全能性特别困难;传代培育;细胞分化程度:体细胞生殖细胞受精卵;细胞全能性:受精卵3细胞贴壁:悬液中分散
21、的细胞很快就 贴附在瓶壁上 ,称为细胞贴 生殖细胞体细胞壁;2哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞 核移植比较简洁和体细胞接触抑制:细胞数目不断增多,当贴壁细胞分裂生长到外表 相互抑制时,核移植比较难;细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制;原代培育:动名师归纳总结 第 5 页正面共 11 页第 5 页反面共 11 页第 5 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 每天背诵 10 分钟,学习生物真轻松!3选用去核卵 母细胞的缘由:卵 母细胞比较大,简洁操作;卵 母每天背诵 10 分钟,学习生物真轻松!细胞融合技术而发涨起来的杂 交瘤技术,
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