选修三《现代生物技术专题》必背知识点(人教版)(11页).doc

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1、-选修三现代生物技术专题必背知识点(人教版)-第 11 页生物选修三易考知识点背诵专题1 基因工程1.基因工程:又名 或 操作环境: ；操作对象: ；操作水平: 基本过程: 特点: ；本质（原理）： 2基因工程的基本工具.“分子手术刀” （1）来源：主要是从 中分离纯化出来的。（2）功能：能够识别 ，并且使 断开。（3）结果：产生的DNA片段末端 。（4）要获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？ .“分子缝合针” (1)两种DNA连接酶（ 和 ）的比较：相同点：都缝合 键。区别：前者来源于 ，只能连接 ；而后者来源于 ，能连接 ，但连接平末端的之间的效率较低。(2

2、)与DNA聚合酶作用的区别：DNA聚合酶只能将 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 的末端，形成磷酸二酯键。.“分子运输车”载体（1）载体具备的条件：能在受体细胞中 上，并随染色体DNA同步复制；具有一至多个 ，供外源DNA片段插入；具有 ，供重组DNA的鉴定和选择。（2）最常用的载体是 ，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核之外，并具有自我复制能力的 。（3）其它载体： 3.基因工程的基本操作程序第一步： (1)获取目的基因的方法： 、 、 (2)PCR技术原理： 条件： 、 、 、 PCR技术与体内DNA复制的区别：a. PCR不需要 酶；体内DNA复制需

3、要； b. PCR需要 酶（即Taq酶），生物体内的聚合酶在高温时会变性；c. PCR一般要经历三十多次循环，而生物体内DNA复制受生物体遗传物质的控制。 (3)注意：构建基因文库需要哪些操作工具？ 第二步： 基因工程的核心基因表达载体组成： +复制原点（1） ：是一段有特殊的DNA片段，位于基因的首端，是 识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA。没有启动子，基因就不能转录。（2） ：也是一段有特殊的DNA片段，位于基因的尾端，使转录终止。（3）标记基因的作用： ，常用的标记基因是 。第三步：将目的基因导入受体细胞常用的转化方法：(1)导入植物细胞：采用最多的方法是 法，其次还有基因枪法和

4、花粉管通道法等。(2)导入动物细胞：最常用的方法是 技术。此方法的受体细胞多是 。(3)将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是 ，最常用的原核细胞是大肠杆菌，其转化方法是：先用 处理细胞，使其成为 ，有利于促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。注意：重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是 。第四步： （1）首先要检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 。用 （2）其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用方法是 。用 （3）最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是 。（4）有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是

5、否出现抗虫性状，需要 。4.基因工程的应用(1)抗虫基因：Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等(2)基因诊断：也称DNA诊断或基因探针技术，即在DNA水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断；原理是利用 。基因探针：基因探针就是一段与 的特异核苷酸序列。DNA分子杂交原理：用一段已知基因的核苷酸序列作为探针，与被测基因进行接触，若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测基因中含有已知的基因序列。(3)基因治疗概念：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，是治疗遗传病的最有效的手段。基因治疗的类型： （如囊性纤维病）和 （如严

6、重复合型免疫缺陷症）5.蛋白质工程的概念:蛋白质工程是指以 作为基础，通过 ，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（注意：以上是蛋白质工程特有的途径,目的基因只能用人工合成的方法）专题2 细胞工程一、植物细胞工程的基本技术1.植物组织培养(1)原理： 细胞具有全能性的原因：生物体的每一个细胞都包含有 。 (2)过程： 的植物器官、组织或细胞愈伤组织胚状体试管苗植物体 愈伤组织的特点：一团具有 ，排列疏松无规则的组织。植物组织培养必须经历的两个阶段 需要的培养条件： (3)用途：微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。2.植物体细

7、胞杂交技术(1)生理基础：酶的专一性， ， (2)过程：（见课本）注意：a. 植物细胞融合前需用酶解法（ ）除去细胞壁 b.诱导融合的方法：物理法离心、振动、电刺激等。化学法一般用 作为诱导剂。c.杂种细胞形成的标志： (3)意义：克服了 。二、动物细胞工程技术1动物细胞培养（1）原理： 。（2）流程：（见课本）分散动物组织为单个细胞需要 处理。两个特点： 培养细胞出现接触抑制之前的培养成为 ；此时的培养细胞常常选作为科研材料的理由是 ；传代培养到50代后，有极少数细胞变为不死性细胞，此时细胞具有 特点，细胞内遗传物质和二倍体核型 。（3）动物细胞培养需要满足以下条件无菌、无毒的环境：培养液应

8、进行 处理。还要在培养液中添加 ，以防培养过程中的污染。此外，还应 ，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。营养：合成培养基成分：葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入 等天然成分。温度和PH：适宜温度：哺乳动物多是+（-）； pH：7.27.4。气体环境：95% 5%CO2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是 。（4）动物细胞培养技术的应用：制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、 、培养医学研究的各种细胞。 思考：用胰蛋白酶分散细胞，由此可说明细胞间的物质主要是什么成分？能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？为什么？ 2.动物体细胞核移植技术和克隆动物(1)概念：将动物的一个细胞的

9、细胞核，移入一个已经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，这个新的胚胎最终发育成动物个体。原理： (2)可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，其中前者更容易成功的原因是 。 (3)受体细胞：选用 期的去核卵母细胞的原因： (4)体细胞核移植的大致过程是：（见课本）思考：在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？你认为用上述体细胞核移植方法生产的克隆动物，是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？为什么？ 3.动物细胞融合(1)细胞融合：是指两个或两个以上的细胞融合为一个 细胞的过程。(2)理论基础（原理）： (3)诱导手段：物理法:离心、振动、电激

10、；化学法：聚乙二醇；生物法： 4.单克隆抗体(1)基本概念：a.抗体：一个B淋巴细胞只分泌 种特异性抗体。从血清中分离出抗体的特点是 。b.B淋巴细胞特点：可以产生抗体，但不能无限增殖。c.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：(见课本)(3)细胞两两融合后，有哪些类型？ 如何筛选出杂交瘤细胞？单克隆抗体制备过程中，总共有两次筛选，第一次筛选出 ，淘汰 ；第二次筛选出 。（5）杂交瘤细胞的特点： 。（6）单克隆抗体的优点： ，并能大量制备。（7）单克隆抗体的作用： 作为诊断试剂：与特定抗原发生结合，识别各种抗原，具有准确、高效、简易、快速的优点。 用于治疗疾病

11、和运载药物：主要用于治疗癌症，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。专题3 胚胎工程1.概念：操作对象： 技术手段： 理论基础： 2.体内受精和早期胚胎发育（1）精子与卵细胞的发生过程精子的发生：精原细胞在 开始先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 ， 演变为精子的尾，线粒体在 形成线粒体鞘膜，其他物质浓缩为原生质滴直至脱落。 为精子运动提供能量卵子的发生：在 后开始到胎儿出生前完成,卵原细胞通过有丝分裂形成初级卵母细胞,被卵泡细胞包围,形成卵泡。在 初级卵母细胞减数分裂，卵泡发育成熟并排卵。在 过程中完成减数

12、第二次分裂。成熟的卵细胞外层依次由 、 、 等三层结构组成。在卵细胞膜和透明带的间隙可以看到 时，标志完成了受精作用。思考：正常情况下，一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？ 排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？ 刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？ （2）受精作用受精前的准备阶段:1)精子获能：精子在 内获得受精的能力。2)卵子发育到 期可进行受精。 受精过程三次反应依次是： 、 、 注意：a.三次发生时间分别 。b.防止多精入卵的屏障是 ；（3）动物胚胎发育1)胚胎发育是指受精卵发育成 的过程2)胚胎发育各阶段的特点：卵裂期特点： 。 桑椹胚特点：每个细胞为 囊

13、胚特点：细胞 （该时期细胞的全能性仍比较高）。内有囊胚腔和 ，将来发育成胎儿的各种组织。而外为 细胞将来发育成 。 注意：囊胚的扩大会导致透明带的破裂，胚胎伸展出来，这一过程叫 。(1)卵母细胞的采集和培养：主要方法：用 处理，使其排出更多的卵子，然后从 中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。（其他方法见课本）(2)精子的采集和获能：收集的方法:假阴道法,手握法和电刺激等获能处理: 培养法放入获能液； 化学法放入一定浓度肝素等溶液 (3)受精：获能的精子和培养成熟的卵细胞在 溶液或 溶液中完成受精过程。(4)胚胎的早期培养：将受精卵移入 中继续培养，以检查 能力。培养液成分较复杂，除一些无机

14、盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及 等物质。4.胚胎移植(1)概念:指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到 其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必须经过胚 胎移植技术才能获得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。(2) 胚胎移植的意义：大大缩短了 ，充分发挥 。(3) 生理学基础：动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的 。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。早期胚胎在一定时间内处于 状态。这就为胚胎的收集提供了可能。受体对移入子宫的外来胚胎 。这为胚胎在受体的存活提供了可

15、能。供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的在孕育过程中 不受影响。(4) 基本程序主要包括：对供、受体的选择和处理。选择的 供体，有 的受体，供体和受体是 物种。并用激素进行 ，用促性腺激素对供体母牛做 处理。配种或人工授精。对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫 )。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到 阶段。直接向受体移植或放入 中保存。对胚胎进行移植。移植后的检查。对受体母牛进行 的检查。注意：胚胎移植实质早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。5.胚胎分割(1)概念：采用机械方法将 切割2等份

16、、4等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。(2)意义：来自同一胚胎的后代具有的 遗传物质，属于 繁殖。(3)材料：发育良好，形态正常的 。(4)操作过程注意：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将 ，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(5)使用的主要仪器： 。6.胚胎干细胞及其应用(1)胚胎干细胞：哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于 中分离出来。(2)特性：在形态上表现为 ；在功能上，具有 ，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。(3)胚胎干细胞的主要用途是：（了解） 是在体外条件下，在培养液中加入 ，

17、如牛黄酸等化学物质时，就可以定向诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段。专题5生态工程1生态工程建设的目的是：遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。与传统的工程相比，生态工程是一类 的工程体系。2生态经济：通过实行 的原则，使一个系统产出的污染物能够成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现 。实现手段：生态工程3生态工程的基本原理(1) 原理如无废弃物农业 理论基础:物质循环(2) 原理提高生态系统的抵抗力稳定性 理论基础：生态系统的稳定性(3) 原理处理生物与环境的协调与平衡，考虑环

18、境容纳量 理论基础：生物与环境的协调与平衡(4) 原理考虑自然系统、经济系统和社会系统的统一 理论基础：社会、经济、自然复合系统(5) 原理系统的结构决定功能原理：考虑系统内部不同组分之间的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的；系统整体性原理：实现总体功能大于各部分之和的效果，1+12，豆科作物和固氮菌的共生基因工程参考答案：1.基因拼接技术或DNA重组技术、生物体外、基因、DNA分子水平、剪切拼接导入表达、打破种的界限，定向改造生物遗传特性、基因重组2.限制性核酸内切酶（限制酶）、原核生物、双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列、每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键、黏性

19、末端和平末端、两个、四个DNA连接酶、EcoliDNA连接酶和T4-DNA连接酶、磷酸二酯、大肠杆菌、黏性末端、T4噬菌体、两种末端、单个核苷酸、两个DNA片段复制并稳定保存或者整合到染色体DNA、限制酶切点、标记基因、质粒、双链环状DNA分子、噬菌体的衍生物、动植物病毒3.目的基因的获取、基因文库、 PCR技术、人工合成 双链DNA复制 模板（DNA的两条链）、引物（2种）、Taq酶、原料（4种） 解旋 耐热的DNA聚合 限制酶、DNA连接酶、载体基因表达载体的构建 目的基因启动子终止子标记基因 启动子 RNA聚合酶 终止子 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筛选出来

20、抗生素抗性基因农杆菌转化 显微注射 受精卵 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少 Ca2+ 感受态细胞 标记基因是否表达目的基因的检测和鉴定 DNA分子杂交技术 标记的目的基因探针 分子杂交技术 标记的目的基因探针 抗原抗体杂交技术 做抗虫或抗病的接种实验4.DNA分子杂交原理 目的基因相同或互补 体外基因治疗 体内基因治疗5.蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系 基因修饰或基因合成植物细胞工程参考答案:1.植物的细胞全能性 该物种所特有的全套遗传物质 离体 分生能力的薄壁细胞 脱分化和再分化 无菌、一定的营养物质和植物激素、适宜的光照和温度等2.细胞膜流动性，植物细胞全能性、纤维素酶和果胶

21、酶、聚乙二醇（PEG） 形成新的细胞壁 远缘杂交不亲和的障碍动物细胞工程参考答案：1.细胞增殖 胰蛋白酶（或胶原蛋白酶） 细胞贴壁生长和接触抑制 原代培养 此时期细胞一般保持正常二倍体的核型，遗传物质未发生突变 癌变 改变 无菌 一定量的抗生素 定期更换培养液 血清、血浆 空气 维持培养液的pH 检测有毒物质7.4，此环境下胃蛋白酶（2.0）没有活性，而胰蛋白酶(7.2-8.4)的活性较高。2.动物细胞核具有全能性 细胞分化程度低，恢复全能性比较容易 M中 体积较大，易操作；含细胞质多，营养丰富。具有调控细胞核发育的作用或有启动核基因表达的物质为使核移植动物的主要遗传物质全部来自有利用价值的动

22、物提供的细胞克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核外还有少量的DNA，即线粒体中的DNA是来自于受体卵母细胞。此外，即便动物的遗传基础完全相同，还与所处环境有很大关系3.单核 细胞增殖、细胞膜的流动性 灭活的病毒4.一 产量低、纯度低、特异性差 B-B杂交细胞 瘤-瘤杂交细胞 B-瘤杂交细胞(杂交瘤细胞) 杂交瘤细胞 同种类型的融合细胞和未融合的细胞 能增殖且能产生所需抗体的杂交瘤细胞 既能迅速大量繁殖，又能产生专一的特异性抗体 特异性强，灵敏度高胚胎工程参考答案：1.早期胚胎和配子 胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等 哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律 2.初情期 顶体

23、 中心体 尾基部 线粒体 胚胎期间性别分化 初情期后 受精作用 放射冠 透明带 卵细胞膜 两个极体 1个 卵子从卵泡中排出 不是 输卵管 雌性动物生殖道 M中期 顶体反应透明带反应 卵细胞膜反应 精卵相遇时、精子触及卵细胞膜的瞬间、精子入卵后瞬间 透明带反应、卵细胞膜反应细胞有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体体积并不增加 全能细胞，都未分化。开始出现分化 内细胞团 滋养层 胎膜和胎盘 孵化3.促性腺激素 输卵管 获能液 一定浓度肝素 获能 专用的受精 发育培养液 受精状况和受精卵的发育 血清4.同种的、生理状态相同的 供体本身的繁殖周期 雌性优良个体的繁殖能力 生理变化是相同的 游离 不发

24、生免疫排斥反应 遗传特性 遗传特性和生产性能优秀 健康的体质和正常繁殖能力 同一 同期发情处理 超数排卵 冲卵 桑椹胚或胚囊胚 196的液氮 是否妊娠5.早期胚胎 相同 无性 桑椹胚或囊胚 内细胞团均等分割 实体显微镜和显微操作仪6. 早期胚胎或原始性腺 体积小，细胞核大，核仁明显 发育的全能性 分化诱导因子生态工程参考答案：少消耗、多效益、可持续 循环经济 废弃物的资源化 物质循环再生 物种多样性 协调与平衡 整体性 系统性和工程学练习：1回答下列有关动物细胞培养的问题：在动物细胞培养过程中。当贴壁细胞分裂生长到细胞表面时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的。此时，瓶壁上形成的细胞层数是

25、 。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是。随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现 现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成细胞，该种细胞的黏着性，细胞膜表面蛋白质（糖蛋白）的量 。(3)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用细胞分裂到期的细胞用显微镜进行观察。(4)在细胞培养过程中，通常在 条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中 的活性降低，细胞的速率降低。(5)给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作进行攻击。2、继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发生器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是 。（2）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的细胞中特异表达。（3）为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠细胞的 转入 细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体。该技术称为 。该重组细胞发育的过程中还应用了技术。