2022年高中生物选修复习提纲 .docx
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1、精品_精品资料_选修 3 复习提纲一、 基因工程1、 a基因工程的产生一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,又叫做DNA重组技术 .2 、 a基因工程的原理及技术原理:基因重组技术: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
2、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 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: EcoliDNA 连接酶来源于T 4 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
3、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DNA的鉴定和挑选 .2最常用的载体是 质粒 , 它是一种 暴露的、结构简洁的、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 .3其它载体:噬菌体的衍生物、动植物病毒 二 基因工程的基本操作程序第一步: 目的基因的猎取1. 目的基因是指:编码蛋白质的结构基因.直接别离 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 _.1原理: DNA双链复制2过程:第一步:加热至90 95 DNA
4、解链.其次步:冷却到 55 60, 引物结合到互补 DNA链.第三步:加热至70 75, 热稳固 DNA聚合酶从引物起始互补链的 合成 .其次步: 基因表达载体的构建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 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2. 组成: 目的基因 启动子 终止子 标记基因1启动子:是一段有特别结构的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 mRNA,最终获得所需的 蛋白质 .2终止子:也是一段有特别结构的DNA片段 ,位于基因的 尾端.3标记基因的作用:是
5、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护稳固和表达的过程.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 ,其次仍有 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: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依据是 标记基因是否表达.第四步: 目的基因的检测和表达转基因生物的染色体DNA上是否插
6、入了目的基因 ,方法是采纳DNA分子杂交技术 .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 .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.三 b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: 提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物.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.四 a蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以 蛋白质分子的结构规律及其生物
7、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 1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质2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二、细胞工程一
8、植物细胞工程1. 理论基础原理: 细胞全能性2. 植物组织培育技术 b1过程: 离体 的植物器官、组织或细胞 愈伤组织 试管苗 植物体可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2用途: 微型繁衍、 作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产.A 植物繁衍微型繁衍:可以高效快速的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B 作物新品种培育单倍体育种:a 过程:植株 AaB
9、b 通过减数分裂得到花粉 AB 、Ab 、aB、ab 四种类型.对花粉进行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挑选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体D 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.3位置:是培育 转基因植物 、植物体细胞杂交 培育植物新品种的最终一道工序.植可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资
10、料_1过物程:细胞A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_植物细胞B2诱导融合的方法:物理图 2杂种细胞愈伤组织杂种植株可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_法包括 离心、振动、电刺激 等.化学法一般是用 聚乙二醇 PEG 作为诱导剂.3意义: 克服了远缘杂交不亲和的障碍.二动物细胞工程1. 动物细胞培育 a1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 生长和繁衍 .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
11、原蛋白酶 处理分散成 单个细胞 制成 细胞悬液 转入培育瓶中进行 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连续 传代 培育.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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相互抑制 时,细胞就会 停止分裂增殖 ,这种现象称为 细胞的接触抑制 .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自身 造成危害 . 养分 :合
12、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%CO2.O2是 细胞代谢 所必需的, CO2 的主要作用是 维护培育液的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、培育医学讨论的各种细胞.1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 核移植比较难 .2选用去核 卵 母细胞的缘由:卵 母 细胞 比较大,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:高产奶牛供应体细胞进行细胞培育 .同时采集卵母细胞,
13、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?它可以供应充分的养分.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融合,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相同的犊牛4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. 生产宝贵的医用蛋白. 作为异种移植的供体. 用于组织器官的移植等.5体细胞核移植技术存在的问题:克隆动物存在着 健康问题、表现出 遗传和生理 缺陷等.1动物细胞融合也称 细胞杂交 ,是指两个或多个动物细胞结合形成一
14、个细胞的过程.融合后形成的具有原先两个或多个 细胞遗传信息的单核细胞,称为杂交细胞 .2动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同,诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似,常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等.3动物细胞融合的意义: 克服了 远缘杂交的不亲和性 ,成为讨论 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.4动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较:细胞工程植物体细胞杂交动物细胞融合可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_理论基础细胞的全能性、细胞膜的流淌性融合前处理酶解法去除细胞壁纤维素酶、果胶酶细胞增殖、细胞膜的流淌性注射特定抗原,免疫处理
15、正常小鼠可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_诱导手段物理法 : 离心、振动、电激物理法 : 离心、振动、电激可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_化学法:聚乙二醇 PEG化学法:聚乙二醇生物法:灭活的病毒灭活的仙台病毒可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_诱导过程第一步:原生质体的制备酶解法 其次步:原生质体融合物、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用途和意义克服远缘杂交的不亲和障 碍,大大扩展杂交的亲本组合范畴应用:白菜 - 甘蓝等杂种植株正常小鼠免疫处理动物细胞的融合物、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
16、隆抗体的提纯( 1) 制备单克隆抗体( 2) 诊断、 治疗、预防疾病,例如“生物导弹” 治疗癌症可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1抗体:一个 B 淋巴细胞只分泌一种 特异性抗体 .从血清中别离出的抗体产量低、纯度低、特异性差 .2单克隆抗体的制备过程:对免疫小鼠注射特定的抗原蛋白目的使小鼠产生了效应B 细胞 .提取 B 淋巴细胞. 同时用动物细胞培育的方法培育骨髓瘤细胞并提取.促使它们细胞融合 注:融合的结果是有许多不符合要求的.如有2 个 B 淋巴细胞融合的细胞等,所以要进行挑选 .在特定的挑选培育基上挑选出融合的杂种细胞 特点是能快速大量增殖, 又能产生专一的抗体 . 然后
17、对它进行 克隆化培育和抗体检测 挑选出能够分泌所需抗体的杂种细胞 .最终将杂交瘤细胞在体外做大规模培育或注射入小鼠腹腔内增殖,从细胞培育液或小鼠腹水中可 得到大量的单克隆抗体.3杂交瘤细胞的特点:既能大量繁衍 ,又能产生 专一的抗体 .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 ”,也有少量用于治疗其它疾病.三、胚胎工程一动物胚胎发育的基本过程1精子的发生:补充,精原细胞先
18、进行有丝分裂后进行减数分裂.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:在 胎儿时期 ,卵原细胞进行有丝分裂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预备受精 . 减二分裂是在 受精过程中完成 的.3受精:精子获能 在雌性动物生殖道内 .卵子的预备排出的卵子要在输卵管中进一步成熟到 减二中期 才具备受精才能 .受精阶段 卵子四周的结构由外到内:放射冠、透亮带、卵黄膜 ,a 顶体反应 :精子释放顶
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