高中生物选修三现代生物科技专题经典知识点.docx
《高中生物选修三现代生物科技专题经典知识点.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中生物选修三现代生物科技专题经典知识点.docx(11页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、高中生物记忆材料现代生物科技专题经典学问点班级: 姓名: 诸 城 繁 华 中 学考点1、()基因工程的诞生基因工程的概念基因工程是指根据人们的愿望,进展严格的设计,通过体外DNA重组和转基因技术,给予生物以新的遗传特性,创建出更符合人们须要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子程度上进展设计和施工的,又叫做DNA重组技术。考点2、()基因工程的原理及技术原理:基因重组技术:(一)基因工程的根本工具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分别纯化出来的。(2)功能:可以识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的
2、磷酸二酯键断开,因此具有专一性。(3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。2.“分子缝合针”DNA连接酶(1)两种DNA连接酶(EcoliDNA连接酶和T4DNA连接酶)的比拟:一样点:都缝合磷酸二酯键。区分:EcoliDNA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。(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。3.“分子运输车”载体(1)载
3、体具备的条件:能在受体细胞中复制并稳定保存。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DNA的鉴定和选择。(2)最常用的载体是质粒,它是一种袒露的、构造简洁的、独立于细菌染色体之外,并具有自我复制实力的双链环状DNA分子。(3)其它载体: 噬菌体的衍生物、动植物病毒(二)基因工程的根本操作程序第一步:目的基因的获得1.目的基因是指: 编码蛋白质的构造基因 。2.原核基因实行干脆分别获得,真核基因是人工合成。干脆分别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
4、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,再用确定的方法把带有目的基因的DNA片段分别出来。如很多抗虫、抗病毒的基因都可以用上述方法获得。用“鸟枪法”获得目的基因的缺点是工作量大,具有确定的盲目性。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,从而获得所须要的基因)和化学合成法(根据已知的蛋白质的氨基酸序列,推想出相应的信使RNA序列,然后根据碱基互补配对原则,推想出它的构造基因的核苷酸序列,再通过化学的方法,以单
5、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工合成基因的方法获得)3.PCR技术扩增目的基因(1)原理:DNA双链复制(2)过程:第一步:加热至9095DNA解链;第二步:冷却到5560,引物结合到互补DNA链;第三步:加热至7075,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。第二步:基因表达载体的构建是基因工程的核心1.目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因可以表达和发挥作用。2.组成:目的基因启动子终止子标记基因(1)启动子:是一段有特殊构造的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mRNA,最终
6、获得所需的蛋白质。(2)终止子:也是一段有特殊构造的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,从而将含有目的基因的细胞挑选出来。常用的标记基因是抗生素基因。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持稳定和表达的过程。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,其次还有 基因枪法和 花粉管通道法等。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,挑选含有
7、基因表达载体受体细胞的根据是标记基因是否表达。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1.首先要检测 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分子杂交技术。2.其次还要检测 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mRNA杂交。3.最终检测 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,用相应的 抗体进展抗原抗体杂交。4.有时还需进展 个体生物学程度的鉴定。如 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。如大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组合在一起形成重组质粒,并被转入受体细胞后,就可以根据受体细胞
8、是否具有青霉素抗性来推断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,棉铃虫并没有被杀死,这说明抗虫基因还不能在高等植物中表达。科学家在探讨的根底上,又一次对棉植株中的抗虫基因进展了修饰,然后再让棉铃虫食用棉的叶片,结果食用的第二天棉铃虫就中毒死亡了。这说明抗虫基因在棉植株中得到了表达。例如:用基因工程的方法,使大肠杆菌消费出鼠的-珠蛋白。(1)从小鼠中克隆出-珠蛋白基因的编码序列(cDNA)注:鼠是真核生物因此用人工合成的方
9、法来获得目的基因(2)将cDNA前接上在大肠杆菌中可以适用的启动子,另外加上抗四环素基因(为了在受体细胞中挑选出含有目的基因的细胞),构建成一个表达载体。(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此死掉;假如培育基上长出大肠杆菌菌落,则说明-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,搜集菌体,裂开后从中提取-珠蛋白。考点3、()基因工程的应用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的品质。2.动物基因工程:进步动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因
10、动物消费药物。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)注:假如工程菌为原核生物,因其没有内质网、高尔基体,所以不能消费糖蛋白类物质考点4、()蛋白质工程(1)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)(2)蛋白质工程崛起的缘由:基因工程只能消费自然界已存在的蛋白质(3)蛋白质工程的根本原理:它可以根据人的需求来设计蛋白质的构造,又称为第二代的基因工程。根本途径:
11、从预期的蛋白质功能动身,设计预期的蛋白质构造,推想应有的氨基酸序列,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;以下根据基因工程的一般步骤进展。(留意:目的基因只能用人工合成的方法)设计中的困难:如何推想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,即具有完全一样的遗传组成的一群细胞或者生物的个体。如今则指个体、细胞、基因等不同程度上的无性增殖物。(1)个体程度: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物细胞培育发育
12、成完全的个体(愈伤组织),采纳这种方法得到的具有一样基因型的个体群,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,让其发育并得到克隆蛙。克隆动物具有均一遗传性质,在探讨环境条件对发育、分化的影响以及药物的检测方面都是重要的试验材料。(2)细胞程度:由一个细胞经过有丝分裂生成的细胞群叫克隆。但假如培育细胞发生转化,则很简洁引起染色体变异。(3)基因程度:利用基因重组操作技术,使特定的基因与载体结合,在细菌等宿主中进展增殖,有可能得到匀称的基因群。克隆是重组DNA技术的核心局部。事实上,克隆技术现已被人们用来通过养分方式繁殖病毒等微生物
13、和植物的纯种,从而保证了这些生物基因组的精确连续性。细胞生物的克隆只须要养分培育基,而基因的克隆则须要某种载体复制子、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育成完好植株的潜力。缘由:细胞中含有本物种全部的遗传信息。植物细胞全能性是植物组织培育的理论根底。3、植物组织培育的概念:从植物体分别出符合须要的组织.器官或细胞,原生质体等,通过无菌操作,在人工限制条件下进展培育以获得再生的完好植株或消费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
14、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(选择出没有被污染的);进展转接到分化培育基上,进展再分化(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:整个过程要进展无菌操作愈伤组织细胞的特点:排列疏松无规则,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:产生的愈伤组织接着进展培育,又可以重新分化成根、芽等器官。5、植物组织培育的实际应用:微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化消费。(1) 植物繁殖微型繁殖:可以高效
15、快速地实现种苗的大量繁殖作物脱毒:采纳茎尖组织培育来除去病毒(因为植物分生区旁边的病毒极少或没有)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;便利贮存和运输(2)作物新品种培育单倍体育种:a过程:植株(AaBb)通过减数分裂得到花粉(AB、Ab、aB、ab四种类型);对花粉进展花药离体培育(技术是植物组织培育);得到单倍体植株;对其幼苗时期进展秋水仙素处理;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:在组织培育中会出现突变
16、体,通过从有用的突变体中选育出新品种(如挑选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体)(3)细胞产物的消费:通过可以产生对人们有利的产物的细胞进展组织培育,从而让它们可以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1、动物的细胞培育(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,让这些细胞生长和繁殖。(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)转入培育瓶中进展
17、原代培育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接着传代培育。(3)细胞贴壁:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。接触抑制: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。原代培育:动物组织消化后的初次培育。传代培育:贴满瓶壁的细胞要重新用胰蛋白酶处理,然后分瓶接着培育,让细胞接着增殖细胞株: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(遗传物质未变更)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(遗传物质已变更)(4)动物细胞培育须要满意以下条件无菌、无毒的环境:培育液应进展
18、无菌处理。通常还要在培育液中添加确定量的抗生素,以防培育过程中的污染。此外,应定期更换培育液,防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。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。通常需参加血清、血浆等自然成分。温度:相宜温度:哺乳动物多是36.50.5;pH:7.27.4。气体环境:95%空气5%CO2。O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培育液的pH。(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、培育医学探讨的各种细胞。2、动物体细胞核移植技术和克隆动物(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
19、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,复原其全能性特别困难。细胞分化程度:体细胞生殖细胞受精卵; 细胞全能性:受精卵生殖细胞体细胞(2)哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植(比拟简洁)和体细胞核移植(比拟难)。(3)选用去核卵(母)细胞的缘由:卵(母)细胞比拟大,简洁操作;卵(母)细胞细胞质多,养分丰富。(4)体细胞核移植的大致过程是:高产奶牛(供应体细胞)进展细胞培育;同时采集卵母细胞,在体外培育到减二分裂中期的卵母细胞,去核(显微操作)注:为什么要用卵细胞?它可以供
20、应足够的养分;操作简便;细胞质不会抑制细胞核全能性的表达;将供体细胞注入去核卵母细胞;通过电刺激使两细胞交融,供体核进入受体卵母细胞,构建重组胚胎;将胚胎移入受体(代孕)母牛体内;生出与供体奶牛遗传基因一样的犊牛(5)体细胞核移植技术的应用:加速家畜遗传改进进程,促进良畜群繁育;爱护濒危物种,增大存活数量;消费宝贵的医用蛋白;作为异种移植的供体;用于组织器官的移植等。(6)体细胞核移植技术存在的问题:克隆动物存在着安康问题、表现出遗传和生理缺陷等。考点7、()细胞交融和单克隆抗体1.动物细胞交融(1)动物细胞交融也称细胞杂交,是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。交融后形成的具有原来两
21、个或多个细胞遗传信息的单核细胞,称为杂交细胞。(2)动物细胞交融的原理:细胞膜的流淌性、细胞增殖,诱导动物细胞交融的方法与植物原生质体交融的方法类似,常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电刺激等。(3)根本过程:不同DNA的两个细胞进展交融;形成交融细胞;再使之进展有丝分裂后,得到两个完好的杂交细胞。(4)动物细胞交融的意义:杂交细胞可以具备原先两种细胞的特点,打破了有性杂交方法的局限,克制了远缘杂交的不亲和性,成为探讨细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物生物新品种培育的重要手段。特殊是利用细胞交融技术而发涨起来的杂交瘤技术,为制造单克隆抗体开拓了新途径。(5)动物细胞交融完成的标记:多
22、个细胞核交融成一个细胞核(6)动物细胞交融与植物体细胞杂交的比拟:植物体细胞杂交动物细胞交融理论根底细胞的全能性、细胞膜的流淌性细胞增殖、细胞膜的流淌性交融前处理酶解法去除细胞壁(纤维素酶、果胶酶)注射特定抗原,免疫处理正常小鼠诱导手段物理法:离心、振动、电激化学法:聚乙二醇(PEG)物理法:离心、振动、电激化学法:聚乙二醇生物法:灭活的病毒(灭活的仙台病毒)诱导过程第一步:原生质体的制备(酶解法)第二步:原生质体交融(物、化法)第三步:杂种细胞的挑选和培育第四步:杂种植株的诱导与鉴定正常小鼠免疫处理动物细胞的交融(物、化、生法)杂交瘤细胞的挑选与培育专一抗体检验阳性细胞培育单克隆抗体的提纯用
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中生物 选修 现代 生物科技 专题 经典 知识点
限制150内