2022年重点高中生物选修三知识点整理.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 重点高中生物选修三学问点整理 完整加强版 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 作者:日期:2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 生物选修 3 学问点(区分不同工程和不同操作水平)专题 1 基因工程概念: 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;基本原理:让目的基因在受体细胞内稳固且高效的表达理论基
2、础: DNA是生物遗传物质的发觉,核心:构建重组 DNA分子(一)基本工具(技术基础)Cf 工具 &工具酶 1. 限制性核酸内切酶DNA双螺旋结构,遗传信息传递方式(1)来源:主要是从原核生物中分别纯化出来的(不切割自身 DNA的缘由:原核生物中无该限制酶的识别序列或其已被修饰)(2)功能 :识别和切割 DNA分子内一小段特别的脱氧核苷酸序列(偶数碱基对回文序列)特异性表现:识别特定片段、切割该片段中的特定位点、形成一种末端 Cf G GATCC & GATC(3)结果: DNA片段末端形成末端碱基互补的黏性末端或平末端用 切割(质粒)依据目的基因的位置或剪辑序列来确定限制酶的种类切割后的片段
3、要画全2.DNA连接酶(1)功能 :连接具有末端碱基互补的2 个 DNA片段,形成重组DNA分子 Cf DNA 聚合酶:只能将单个脱氧核苷酸逐个添加到已有的脱氧核苷酸链之后,需模板 DNA,连接磷酸二酯键3. 载体(1)条件 :能在受体细胞中稳固储存并大量复制,基本不影响受体细胞正常生命活动一至多个限制酶酶切位点(必需在所需标记基因外),供外源 DNA片段插入标记基因,便于挑选含有重组 DNA分子的受体细胞往往需要依据需求改造自然载体(2)功能 :作为运载工具将目的基因转移到受体细胞内载体选质粒的缘由:具有环状结构,能够携带目的基因利用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制和转录 / 表达(3)
4、质粒(最常用的载体)一种能够自主复制,在细菌 或酵母菌 中独立于染色体之外存在的双链环状DNA分子(4)其它载体:噬菌体、动植物病毒 二 基因工程的基本操作程序第一步:猎取目的基因1. 目的基因:人们所需要的编码蛋白质的结构基因2. 方法1 序列已知化学合成法较长 DNA单链合成过程中简洁显现碱基缺失如 反转录法 (e.g 猎取 mRNA逆转录成 cDNA再用 DNA聚合酶生成双链)聚合酶链式反应 PCR扩增 Polymerase Chain Reaction3名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - (1)原料 :水、缓
5、冲液、 4 种游离脱氧核苷酸、TaqDNA聚合酶、模板DNA 基因 、对 基因特异的 2 段 DNA引物(防止相互或自身折叠)(2)过程:第一步:加热至9095, DNA在高温下变性解链其次步:冷却到 5560,引物结合到互补 DNA链(退火)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能量来源于 dNTP2 序列未知建立基因文库:建立一个包括目的基因在内的基因文库 储存在受体菌中 ,再从基因文库中猎取3. 目的基因大量扩增 / 分子水平的克隆利用受体细胞(如 E.coli)无性繁殖,利用基因探针钓取,再导入最终受体细胞 e.g 目的基因大肠杆菌农杆菌植物细胞植物(主要
6、在细菌分裂时几何级扩增,尽管质粒独立于拟核,可在分裂时发生自我复制,但由于多数细菌对胞内质粒数量有限制,故该种复制对扩增成效不大) PCR技术其次步:形成重组 DNA分子(基因表达载体:启动子目的基因终止子标记基因)1. 目的 :转运目的基因, 并使在受体内稳固存在、复制、 表达 / 转录并稳固遗传 (基因型 X0)2. 过程: (1)单酶切:用同种限制酶分别切割目的基因和载体从而形成相同的粘性末端,然后用 DNA连接酶将目的基因和载体连接起来有时用不同限制酶也可以形成相同的粘性末端(2)双酶切:用两种限制酶切割使目的基因和载体两端各形成两种粘性末端,防止载体和目的基因自身环化第三步:将重组
7、DNA分子导入受体细胞需将目的基因整合到动植物细胞的染色体 DNA上目的基因是否整合到染色体 1. 植物体细胞:农杆菌转化法(插入DNA上打算于基因表达载体上是否有相关序列(形成酶)Ti 质粒上的 T-DNA),基因枪法、花粉管通道法导入叶绿体DNA中,由于细胞质/ 器 DNA的遗传与性别相关联,故可防止因花粉传播而造成 基因污染 (目的基因传播到非转基因生物中)2. 动物受精卵:显微注射技术 用(如显微注射)技术 / 方法将目的基因导入 cf 转基因 / 基因工程技术 3. 原核细胞: CaCl 2/Ca 2+ 处理法 (先用 Ca2+处理增加细胞壁通透性,使之成为感受态细胞,再将重组质粒与
8、感受态细胞混合,在肯定温度下感受态细胞吸取 DNA分子) 原核生物作为受体细胞的缘由:繁殖快体积小新陈代谢旺盛 单细胞(简洁培育)第四步:挑选含有目的基因的受体细胞(目的产物合成效率高) 遗传物质少 (便于操作) 、1. 缘由:受体细胞接纳重组 DNA分子存在概率 2. 原理 :载体如质粒上的抗性基因等标记基因 3. 方法 :利用挑选培育基挑选 蔗糖转运蛋白:仅以蔗糖作为碳源的培育基菌落表现型:抗 不抗 第五步:目的基因的检测和表达目的基因导入受体细胞可能仅进行大量扩增,但不肯定以此为目的1. DNA/核酸分子杂交技术4名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资
9、料 - - - - - - - - - 用 cDNA作为探针与从受体细胞中提取并解旋的DNA/mRNA杂交,观看是否会显现杂交带检测 染色体 DNA上是否插入了目的基因目的基因是否转录出了mRNA 一种基因探针只能检测水体中的一种病毒;检测病毒可对比核酸序列放射性同位素标记探针 基因探针 是一小段 cDNA,可以与相应基因转录出的 采纳 DNA分子杂交技术 / 方法,用基因探针检测mRNA结合(即使被切割) 2. 抗原抗体杂交:目的基因是否翻译成蛋白质 如 E.coli 合成人胰岛素原3. 个体水平的鉴定:如 转基因抗虫植物(让害虫吞食该转基因棉植株的叶片,观看害虫存活情形,以确定其是否具有抗
10、虫外形)根本缘由:联系基因层面,(三)基因工程的应用cf 基因序列 &碱基对 / 脱氧核苷酸序列1. 动植物基因、 细胞工程: 优点 所需时间短克服远缘杂交不亲和的缺陷(对应传统缺点)2. 基因工程药物:首次是生长素释放抑制激素,然后胰岛素(E.coli 产酶原)、干扰素等干扰素 :我国第一个基因重组新药;一组具有多种功能的活性蛋白质(主要是糖蛋白),是一种由单核细胞和淋巴细胞产生的细胞因子;生物学功能,是治疗病毒性肝炎和肿瘤的药物;具有抗病毒、 抗细胞分裂、 免疫调剂等多种干扰素是一种广谱抗病毒剂,并不直接杀伤或抑制病毒,而主要是通过细胞表面受体作用使细胞产生抗病毒蛋白,从而抑制乙肝病毒的复
11、制;同时仍可增强自然杀伤细胞(NK 细胞)、巨噬细胞和 T 淋巴细胞的活力,从而起到免疫调剂作用,并增强抗病毒才能;3. 基因治疗 :将正常功能的外源基因导入缺陷细胞内(初级试验阶段、未临床实践) Cf 有基因缺陷的染色体/DNA分子上:详细与哪条DNA分子结合随机治疗隐性遗传病(正常基因相对缺陷基因呈显性)4. 安全性问题: 在导入目的基因的同时可能会导入其他基因如抗生素抗性基因,可能会使人体内细菌抗药性增强,以致某些药物的药效减弱(四)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
12、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)转录 翻译专题 2 细胞工程(一)克隆1. 克隆 clone :无性繁殖系(只由一个模板分子、母细胞或母体直接形成新一代 )2. 克隆技术 cloning :从众多基因或细胞群体中通过无性繁殖和挑选获得目的基因或特定类型细胞的操作技术3. 内容:( 1)分子水平:基因克隆即目的基因的复制(受体细胞的无性繁殖)、分别(特定基因探针挑选、钓取目的基因)过程5名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - (2)细胞水平:杂交瘤制备单克隆抗体(3)个体水平:不通过
13、两性细胞的结合,从一个单一(体)细胞繁殖诞生物个体胚胎细胞克隆以胚胎/ 卵细胞作为供体、 利用核移植, 不是严格意义上的动物个体克隆4. 条件:( 1)理论条件 :细胞全能性 / 细胞有发育成完整个体的全套遗传物质(根本缘由)(2)基本条件 :具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞具有能有效调控细胞核发育的细胞质物质 e.g 去核卵细胞完成胚胎发育的必要的环境条件 e.g 胚胎早期培育环境 / 子宫5. 非正面影响:丰富生物多样性,促进生物进化,爱护生态平稳(二)植物克隆1. 全能性表达的难易程度:受精卵生殖细胞胚胎/ 全能干细胞多能(干)细胞专能(干)细胞体细胞;生殖细胞在肯定刺激下染色体可
14、加倍;一些动物存在孤雌生殖植物细胞动物细胞;低等动物高等动物不同种类植物或同种植物的不同基因型个体间全能性的表达程度大不相同长期培育后的全能性下降缘由:染色体畸变、 核变异、非整倍体产生;细胞或组织中激素平稳被打破;细胞对外源生长物质的敏锐性转变;形成缺乏成胚性的细胞系植株在多次继代培育后,会逐步丢失细胞全能性的表达才能2. 植物组织培育(植物克隆的技术基础)(1)理论基础: 植物细胞全能性,即植物体的每个生活细胞都具有遗传上的全能性,因而都具有发育成完整植株的潜能(2)过程:离体植物细胞、组织或器官(外植体)获得愈伤组织诱导形成试管苗新植株外植体选取形成层 分生组织 部分易于诱导形成愈伤组织
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