高中生物选修三全套知识点填空.docx
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1、选修3易考学问点背诵专题1 基因工程基因工程的概念基因工程的别名基因拼接技术或DNA重组技术操作环境生物体外操作对象基因操作程度DNA分子程度根本过程剪切 拼接导入 表达结果产生人类须要的基因产物特点打破种的界限,定向改造生物本质基因重组(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磷酸二酯键断开,因此具有特异性。(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
2、种DNA连接酶(EcoliDNA连接酶和T4-DNA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
3、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、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:是人们所须要转移或改造的基因2.获得目的基因的方法基因文库 、人工合成、 PCR技术3.原核基因实行干脆分别获得,真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。4.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
4、成。第二步:重组DNA分子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+复制原点(1)启动子:是一段有特别构造的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,最终获得所需的蛋白质。(2)终止子:也是一段有特别构造的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:转化受体细胞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
5、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:原核生物作为受体细胞的缘由是 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少 ,最常用的原核细胞是 大肠杆菌 ,其转化方法是:先用 Ca2+ 处理细胞,使其成为 感受态细胞 ,再将 重组表达载体DNA分子 溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在肯定的温度下促进感受态细胞汲取DNA分子,完成转化过程。3.重组细胞导入受体细胞后,挑选含有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
6、的检测和表达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。(三)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
7、该基因表达产物发挥作用。(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 翻译蛋白质的改造大改:设计并制造自然界中不存在的全新蛋白质,使之具有特定的氨基酸序列、空间构造和预期功能中改:在蛋白质分子中替代某一个肽段或一个特定的构造域小改:通过基因工程中的定点诱变技术,有目的改造蛋白质分子中某活性部位的1个或几个氨基酸残基,以改善蛋白质的性质和功能定点诱变技术是变更蛋白质构造的核心之一PCR技术是基因定点诱变的常
8、用方法蛋白质工程与基因工程的关系蛋白质工程基因工程本质通过改造基因,以定向改造自然蛋白质,甚至创建自然界不存在的蛋白质将目的基因从供体转移到受体细胞,并在受体细胞中表达结果合成自然界不存在的蛋白质只能消费自然界已存在的蛋白质联络蛋白质工程是在基因工程根底上,延长出的第二代基因工程专题2 细胞工程一、植物细胞工程 (一)植物组织培育技术1、理论根底(原理):细胞全能性细胞具有全能性的缘由:每个细胞都含有该物种的全套遗传物质 全能性表达的难易程度:受精卵、生殖细胞、干细胞、体细胞;植物细胞、动物细胞,请排序受精卵生殖细胞干细胞体细胞;植物细胞动物细胞2、过程:离体的植物器官、组织或细胞(又称外植体
9、) 愈伤组织 胚状体试管苗 植物体 愈伤组织的特点:一团没有特定构造和功能不处于旺盛分裂状态的薄壁细胞脱分化:已经分化的植物细胞形成愈伤组织的过程再分化:愈伤组织生长一段时间后,再移植到新的培育基上接着培育,从新诱导分化形成根和芽等器官的过程。3、用处: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。A植物繁殖微型繁殖:可以高效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
10、运输人工种子的构造包括:人工种皮、胚状体和人工胚乳。B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(二)植物细胞培育: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次级代谢产物。留意:1、原理:细胞增殖 2、大规模获得细胞产品应用组织培育技术培育到愈伤组织阶段(三)植物体细胞杂交技术1、过程:2、植物诱导交融的方法
11、:物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇作为诱导剂。(3)留意:a生理根底:细胞膜流淌性,植物细胞全能性 b植物细胞交融前需用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁(3)意义:克制了远缘杂交不亲和的障碍。二、动物细胞工程一般包括动物细胞与组织培育、细胞核移植、体细胞克隆、细胞交融、单克隆抗体的制备等技术(一)动物细胞培育(1)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)剪碎用胰蛋白酶处理分散成单个细胞制成细胞悬液转入培育瓶中进展原代培育贴满瓶壁的细
12、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)动物细胞培育须要满意以下条件无菌、无毒的环境:培育液应进展无菌处理。通常还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
13、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。(6)动物细胞培育与组织培育的主要区分动物细胞培育过程须要用胰蛋白酶等是组织块中的细胞分散(二)动物体细胞核移植技术和克隆动物1、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)。2、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。3、体细胞核移植的大致过程是:(右图)留意:(1)细胞核移植胚胎移植(2)原理:细胞核全能性 克隆羊性别:白面绵羊3
14、、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。4、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。(三)动物细胞交融1、动物细胞交融与植物原生质体交融的原理根本一样,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、灭活的病毒、电刺激等。2、动物细胞交融的意义:克制了远缘杂交的不亲和性,成为探讨细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。3、动物细胞交融与植物体细胞杂交的比拟:(重点记忆)细胞工程植物体细胞杂交动物细胞交
15、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处和意义克制远缘杂交的不亲和障碍,大大扩展杂交的亲本组合范围应用:白菜-甘蓝等杂种植株(1
16、) 制备单克隆抗体(2) 诊断、治疗、预防疾病,例如“生物导弹”治疗癌症4.单克隆抗体(1)a.抗体:一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。从血清中分别出的抗体产量低、纯度低、特异性差。b.B淋巴细胞特点:可以产生抗体,但不能无限增殖;骨髓瘤细胞特点:能无限增殖,但不能产生抗体。(2)单克隆抗体的制备过程:注入小鼠细胞交融分别抗原注入小鼠体内B淋巴细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞细胞培育养选择培育细胞培育基体内培育体外培育从腹水提取从培育液提取单克隆抗体(3)杂交瘤细胞的特点:既能大量繁殖,又能产生专一的特异性抗体。(4)单克隆抗体的优点:特异性强,灵敏度高,并能大量制备。(5)单克隆抗体的作用: 作为
17、诊断试剂:精确识别各种抗原物质的微小差异,并跟肯定抗原发生特异性结合,具有精确、高效、简易、快速的优点。 用于治疗疾病和运载药物:主要用于治疗癌症治疗,可制成“生物导弹”(连接上抗癌药物的单克隆抗体),也有少量用于治疗其它疾病。补充: 淋巴因子中的干扰素是治疗病毒的特效药,通常只能从体内获得,且数量特别的少,为了在体外获得大量的干扰素,我们可以用鼠的效应T淋巴细胞与其骨髓瘤细胞进展交融,进而从小鼠的腹水中或从培育液中提取。干扰素是由效应T淋巴细胞产生的,所以在进展细胞交融时,选用的是效应T淋巴细胞和骨髓瘤细胞。专题3 胚胎工程(一)生殖细胞的发生和受精作用1.精子与卵细胞的发生过程(1)精子的
18、发生:精原细胞先进展有丝分裂后进展减数分裂;变形过程中,细胞核为精子头的主要部分,高尔基体发育为顶体,中心体演化为精子的尾,线粒体在尾基部形成线粒体鞘膜,其他物质浓缩为原生质滴直至脱落。线粒体为精子运动供应能量(2)卵子的发生:卵原细胞演化成初级卵母细胞被卵泡细胞包围,减一分裂在排卵前后完成,形成次级卵母细胞和第一极体进入输卵管打算受精;减二分裂是在受精过程中完成的。(3)精子与卵细胞发生过程比拟工程精子的发生过程卵子的发生过程发生场所发生时间发生过程是否连续核物质含量是否变形结果细胞质分裂2.受精作用:(1)受精场所:是母体的输卵管上段(2)受精前的打算a.精子获能(在雌性动物生殖道内);b
19、.卵子的打算(排出的卵子要在输卵管中进一步成熟到减数第二次分裂中期才具备受精实力);(3)受精过程卵子四周的构造由外到内:放射冠、透亮带、卵黄膜,a顶体反响:精子释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质,穿越放射冠。b透亮带反响:顶体酶可将透亮带溶出孔道,精子穿入,在精子触及卵黄膜的瞬间阻挡后来精子进入透亮带的生理反响它是防止多精子入卵受精的第一道屏障;c卵黄膜的封闭作用:精子外膜和卵黄膜交融,精子入卵后,卵黄膜会回绝其他精子再进入卵内的过程它是防止多精子入卵受精的第二道屏障;精子尾部脱落,原有核膜裂开形成雄原核,同时卵子完成减二分裂,形成雌原核留意:受精标记是第二极体的形成;受精完成标记是雌雄原核交
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