2023年高考生物选修三必考基础知识点复习提纲.pdf
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1、生 物 选 修 工 知 识 点.专 题 1 基 因 工 程 基 因 工 程 的 概 念 基 因 工 程 是 指 按 照 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,赋 予 生 物 以 新 的 遗 传 特 性,创 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。(-)基 因 工 程 的 基 本 工 具 1.“分 子 手 术 刀“一 一 限 制 性 核 酸 内 切 酶(限 制 酶)(1)来
2、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 赞 定 的 核 甘 酸 序 列,并 且 使 每 一 条 链 中 特 定 部 位 的 两 个 核 口 酸 之 间 的 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 一 一 DNA连 接 酶 两 种 DNA连 接 酶(E-coliDNA连 接 酶 和 T4-DNA连 接 酶)的 比 拟:相 同 点:都
3、缝 合 磷 酸 二 酯 键。区 别:E coliDNA连 接 酶 来 源 于 大 肠 杆 菌,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 T.DNA连 接 酶 能 缝 合 两 种 末 端,但 连 接 平 末 端 的 之 间 的 效 率 较 低。与 DNA聚 合 酶 作 用 的 异 同:DNA聚 合 酶 只 能 将 单 个 核 昔 酸 加 到 已 有 的 核 甘 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
4、 车 一 一 运 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 体 是 质 检,它 是 一 种 裸 露 的、结 构 简 单 的、独 立 于 细 菌 拟 核 DNA之 外,并 具 有 自 我 复 制 能 力 的 很 小 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(-)基 因 工 程 的 基 本 操 作 程 序 第 一 步
5、:目 的 基 因 的 获 取 1.目 的 基 因 是 指:编 码 蛋 白 质 的 基 因。2.原 核 基 因 采 取 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。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 90 95-DNA解 链;第 二 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 定 DNA聚 合 酶 从 引 物 起 始 进 行 互 补 链 的 合
6、成。第 二 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 定 存 在,并 且 可 以 遗 传 给 下 一 代,使 目 的 基 因 能 够 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 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 殊 结 构 的 DNA短 片 段,位 于
7、基 因 的 尾 端。(3)标 记 基 因 的 作 用:是 为 了 鉴 别 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。常 用 的 标 记 基 因 是 抗 生 素 抗 性 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 用 最 多 的 方 法 是 农 杆 菌 转 化 法,其 次 还 有 基
8、 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 原 因 是 量 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 Ca?+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
9、胞 混 合,在 一 定 的 温 度 下 促 进 感 受 态 细 胞 吸 收 DNA分 子,完 成 转 化 过 程。3.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 标 记 基 因 是 否 表 达。第 四 步:目 的 基 因 的 检 测 和 表 达 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 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 用 用 标 记 的 目 的 基 因 作 探
10、针 与 mRNA杂 交。3.最 后 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 行 抗 原 一 抗 体 杂 交。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 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:提 高 动 物 生 长 速 度、改 善 畜 产 品 品 质、用 转 基 因
11、 动 物 生 产 药 物。3.基 因 治 疗:把 正 常 基 因 导 入 病 人 体 内,使 该 基 因 表 达 产 物 发 挥 功 能(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 与 生 物 功 能 的 关 系 作 为 基 础,通 过 基 因 修 饰 或 基 因 合 耍,对 现 有 蛋 白 质 进 行 改 造,或 制 造 蚩 白 俄 工 鹿 熊 生 区 自 然 界 已 委 在 躅 日 需);折 叠 由 满 q 彳 甚 在 原 三 维 结 构 生 物 功 能 八 转 录 翻 译 专 题 2 细 胞 工 程(-)植 物 细 胞
12、 工 程 1.理 论 基 础(原 理):细 胞 全 能 性 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 2.植 物 组 织 培 养 技 术(1)过 程:离 体 的 植 物 器 官、组 织 或 细 胞 一 一 愈 伤 组 织-试 管 苗 一 一 植 物 体(2)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。(3)地 位:是 培 育 转 基 因 植 物、植 物 体 细 胞 杂 交 培 育 植 物 新 品 种 的 最 后 一 道 工 序。3.植
13、 物 体 细 胞 杂 交 技 术(1)过 程:植 瞬 胞 甲 一 碧 卜 原 生 质 脚 去 壁 h 新 的 原 生 植 物 细 胞 乙-里 卜 麟 质 体 乙/质 体 器/避 弱 脱 我 愈 伤 组 级 再 分 化 杂 种 植 株 细 胞 空(2)诱 导 融 合 的 方 法:物 理 法 包 括 离 心、振 动、电 激 等。化 学 法 一 般 是 用 聚 乙 二 醇(PEG)作 为 诱 导 齐 h(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 养(1)概 念:动 物 细 胞 培 养 就 是 从 动 物 机 体 中 取 出
14、相 关 的 组 织,将 它 分 散 成 单 个 细 胞,然 后 放 在 适 宜 的 培 养 基 中,让 这 些 细 胞 生 长 和 繁 殖。(2)动 物 细 胞 培 养 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 一 制 成 细 胞 悬 液 转 入 培 养 瓶 中 进 行 原 代 培 养 一 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 继 续 传 代 培 养。(3)细 胞 贴 壁 和
15、 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 接 触 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 养 需 要 满 足 以 下 条 件 无 菌、无 毒 的 环 境:培 养 液 应 进 行 无 菌 处 理。通 常 还 要 在 培 养 液 中 添 加 一 定 量 的 抗 生 素,以 防 培 养 过 程 中 的 污染。此 外,应 定 期 更 换 培 养 液,防 止 细 胞 代
16、 谢 产 物 积 累 对 细 胞 自 身 造 成 危 害。营 养:合 成 培 养 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 天 然 成 分。温 度:适 宜 温 度:哺 乳 动 物 多 是 36.5 C+0.5;pH:7.2 7.4。气 体 环 境:95%空 气+5%C()2。O 2是 细 胞 代 谢 所 必 需 的,C O?的 主 要 作 用 是 维 持 培 养 液 的 pH。(5)动 物 细 胞 培 养 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 养 医 学
17、研 究 的 各 种 细 胞。2.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 容 易)和 体 细 胞 核 移 植(比 拟 难)。(2)选 用 去 核 卵(母)细 胞 的 原 因 卵(母)细 胞 细 胞 质 多,营 养 丰 富。(3)体 细 胞 核 移 植 的 大 致 过 程 是 黑 面 绰 辛 白 而 绯 芈 去 技 州 加 庭 1 乳 1 备 胞 技 1 重 细 口 Ijfel 电 咏 汁 3H戏|早 期.在 聒|)|另 一 头 年 二#的 于 M核 移 植 夫 用 L.由 生|支.晦 绵 芈
18、多 利-1:卵(母)细 胞 比 拟 大,容 易 操 作;:(右 图)选 择 供 体 母 牛 受 体 母 牛 1 1.何 裕 发 情 处 理.1超 级 撵 卵 1供 体 公 牛*氏 科 1冲 卵 1质 舞 检 查、培 养 一 st胎 移 植,1好 照 梅 3 11分 娩(胚 胎 H M W 的 猿 中 胚 胎 移 植(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;保 护 濒 危 物 种,增 大 存 活 数 量;生 产 珍 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)
19、体 细 胞 核 移 植 技 术 存 在 的 问 题:绝 大 多 数 克 隆 动 物 存 在 着 健 康 问 题、表 现 出 遗 传 和 生 理 缺 陷 等。3.动 物 细 胞 融 合(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 个 细 胞 的 过 程。融 合 后 形 成 的 具 有 原 来 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 基 本 原 理 相 同,诱 导 动 物 细 胞 融 合 的 方 法 与 植 物
20、 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 研 究 细 胞 遗 传、细 胞 免 疫、肿 瘤 和 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 拟:比 拟 工 程 细 胞 融 合 的 原 理 细 胞 融 合 的 方 法 诱 导 手 段 用 法植 物 体 细 胞 杂 交 细 胞 膜 的 流 动 性 去 除 细 胞 壁 后 诱 导 原 生 质 体
21、融 合 离 心、电 刺 激、振 动,聚 乙 二 醇 等 试 剂 诱 导 克 服 了 远 缘 杂 交 的 不 亲 和 性,获 得 杂 种 植 株 动 物 细 胞 融 合 细 胞 膜 的 流 动 性 使 细 胞 分 散 后 诱 导 细 胞 融 合 除 应 用 植 物 细 胞 杂 交 手 段 外,再 加 灭 活 的 病 毒 诱 导 制 备 单 克 隆 抗 体 的 技 术 之 一 4.单 克 隆 抗 体(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
22、程:(3)杂 交 瘤 细 胞 的 特 点:既 能 迅 速 大 量 繁 殖,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:准 确 识 别 各 种 抗 原 物 质 的 细 微 差 异,并 跟 一 定 抗 原 发 生 特 异 性 结 合,具 有 准 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 癌 症 治 疗,可 制 成“生 物 导 弹,也 有 少 量 用 于 治 疗 其 它 疾 病。专 题 3 胚 胎
23、 工 程(一)动 物 胚 胎 发 育 的 基 本 过 程 1、胚 胎 工 程 是 指 对 动 物 早 期 胚 胎 或 配 子 所 进 行 的 多 种 显 微 操 作 和 处 理 技 术,如 胚 胎 移 植、体 外 受 精、胚 胎 分 割、胚 胎 干 细 胞 培 养 等 技 术。经 过 处 理 后 获 得 的 胚 胎,还 需 移 植 到 雌 性 动 物 体 内 生 产 后 代,以 满 足 人 类 的 各 种 需 求。2、动 物 胚 胎 发 育 的 基 本 过 程(1)受 精 场 所 是 母 体 的 输 卵 管 上 段。(2)卵 裂 期:特 点:细 胞 有 丝 分 裂,细 胞 数 量 不 断 增
24、加,但 胚 胎 的 总 体 体 积 并 不 增 加,或 略 有 减 小。(3)桑 根 胚:特 点:胚 胎 细 胞 数 目 到 达 32个 左 右 时,胚 胎 形 成 致 密 的 细 胞 团,形 似 桑 根。是 全 能 细 胞。(4)囊 胚:特 点:细 胞 开 始 出 现 分 化(该 时 期 细 胞 的 全 能 性 仍 比 拟 高)o 聚 集 在 胚 胎 一 端 个 体 较 大 的 细 胞 称 为 内 细 胞 团,将 来 发 育 成 胎 儿 的 各 种 组 织。中 间 的 空 腔 称 为 囊 胚 腔。(5)原 肠 胚:特 点:有 了 三 胚 层 的 分 化,具 有 囊 胚 腔 和 原 肠 腔。(
25、-)胚 胎 干 细 胞 1、哺 乳 动 物 的 胚 胎 干 细 胞 简 称 ES或 EK细 胞,来 源 于 早 期 胚 胎 或 从 原 始 性 腺 中 别 离 出 来。2、具 有 胚 胎 细 胞 的 特 性,在 形 态 上 表 现 为 体 积 小,细 胞 核 大,核 仁 明 显;在 功 能 上,具 有 发 育 的 全 能 性,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:可 用
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