生物选修三知识点Word格式文档下载.docx

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（2）与DNA聚合酶作用异同:

DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有核苷酸片段末端，形成磷酸二酯键。

DNA连接酶是连接两个DNA片段末端，形成磷酸二酯键。

3.“分子运送车”——载体

（1）载体具备条件：

①能在受体细胞中复制并稳定保存。

②具备一至各种限制酶切点，供外源DNA片段插入。

③具备标记基因，供重组DNA鉴定和选取。

（2）最惯用载体是质粒,它是一种裸露、构造简朴、独立于细菌染色体之外，并具备自我复制能力双链环状DNA分子。

（3）其他载体：

噬菌体衍生物、动植物病毒

（二）基因工程基本操作程序

第一步：

目基因获取

1.目基因是指：

编码蛋白质构造基因。

2.原核基因采用直接分离获得，真核基因是人工合成。

人工合成目基因惯用办法有反转录法_和化学合成法_。

3.PCR技术扩增目基因

（1）原理：

DNA双链复制

（2）过程：

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聚合酶从引物起始互补链合成。

基因表达载体构建

1.目：

使目基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目基因可以表达和发挥作用。

2.构成：

目基因＋启动子＋终结子＋标记基因

（1）启动子：

是一段有特殊构造DNA片段，位于基因首端，是RNA聚合酶辨认和结合部位，能驱动基因转录出mRNA，最后获得所需蛋白质。

（2）终结子：

也是一段有特殊构造DNA片段，位于基因尾端。

（3）标记基因作用：

是为了鉴定受体细胞中与否具有目基因，从而将具有目基因细胞筛选出来。

惯用标记基因是抗生素基因。

将目基因导入受体细胞_

1.转化概念：

是目基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达过程。

2.惯用转化办法：

将目基因导入植物细胞：

采用最多办法是农杆菌转化法，另一方面尚有基因枪法和花粉管通道法等。

将目基因导入动物细胞：

最惯用办法是显微注射技术。

此办法受体细胞多是受精卵。

将目基因导入微生物细胞：

原核生物作为受体细胞因素是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，最惯用原核细胞是大肠杆菌，其转化办法是：

先用Ca2+解决细胞，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，在一定温度下增进感受态细胞吸取DNA分子，完毕转化过程。

3.重组细胞导入受体细胞后，筛选具有基因表达载体受体细胞根据是标记基因与否表达。

第四步：

目基因检测和表达

1.一方面要检测转基因生物染色体DNA上与否插入了目基因，办法是采用DNA分子杂交技术。

2.另一方面还要检测目基因与否转录出了mRNA，办法是采用用标记目基因作探针与mRNA杂交。

3.最后检测目基因与否翻译成蛋白质，办法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应抗体进行抗原－抗体杂交。

4.有时还需进行个体生物学水平鉴定。

如转基因抗虫植物与否浮现抗虫性状。

（三）基因工程应用

1.植物基因工程：

抗虫、抗病、抗逆转基因植物，运用转基因改良植物品质。

2.动物基因工程：

提高动物生长速度、改进畜产品品质、用转基因动物生产药物。

3.基因治疗：

把正常外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。

（四）蛋白质工程概念

蛋白质工程是指以蛋白质分子构造规律及其生物功能关系作为基本，通过基因修饰或基因合成，对既有蛋白质进行改造，或制造一种新蛋白质，以满足人类生产和生活需求。

（基因工程在原则上只能生产自然界已存在蛋白质）

转录翻译

专项2细胞工程

（一）植物细胞工程

1.理论基本（原理）：

细胞全能性

全能性表达难易限度：

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：

离体植物器官、组织或细胞―→愈伤组织―→试管苗―→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、细胞产物工厂化生产。

（3）地位：

是哺育转基因植物、植物体细胞杂交哺育植物新品种最后一道工序。

3.植物体细胞杂交技术

（2）诱导融合办法：

物理法涉及离心、振动、电刺激等。

化学法普通是用聚乙二醇（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有关组织，将它分散成单个细胞，然后放在适当培养基中，让这些细胞生长和繁殖。

（2）动物细胞培养流程：

取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶解决分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶解决分散成单个细胞继续传代培养。

（3）细胞贴壁和接触抑制：

悬液中分散细胞不久就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。

细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面互相抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞接触抑制。

（4）动物细胞培养需要满足如下条件

①无菌、无毒环境：

培养液应进行无菌解决。

普通还要在培养液中添加一定量抗生素，以防培养过程中污染。

此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身导致危害。

②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。

普通需加入血清、血浆等天然成分。

③温度：

适当温度：

哺乳动物多是36.5℃＋0.5℃；

pH：

7.2～7.4。

④气体环境：

95%空气＋5%CO2。

O2是细胞代谢所必须，CO2重要作用是维持培养液pH。

（5）动物细胞培养技术应用：

制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究各种细胞。

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（比较容易）和体细胞核移植（比较难）。

（2）选用去核卵（母）细胞因素：

卵（母）细胞比较大，容易操作；

卵（母）细胞细胞质多，营养丰富。

（3）体细胞核移植大体过程是：

（右图）

核移植

胚胎移植

（4）体细胞核移植技术应用：

①加速家畜遗传改良进程，增进良畜群繁育；

②保护濒危物种，增大存活数量；

③生产贵重医用蛋白；

④作为异种移植供体；

⑤用于组织器官移植等。

（5）体细胞核移植技术存在问题：

克隆动物存在着健康问题、体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，是指两个或各种动物细胞结合形成一种细胞过程。

融合后形成具备本来两个或各种细胞遗传信息单核细胞，称为杂交细胞。

（2）动物细胞融合与植物原生质体融合原理基本相似，诱导动物细胞融合办法与植物原生质体融合办法类似，惯用诱导因素有聚乙二醇、灭活病毒、电刺激等。

（3）动物细胞融合意义：

克服了远缘杂交不亲和性，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种哺育重要手段。

（4）动物细胞融合与植物体细胞杂交比较：

比较项目

细胞融合原理

细胞融合办法

诱导手段

用法

植物体细胞杂交

细胞膜流动性

去除细胞壁后诱导原生质体融合

离心、电刺激、振动，聚乙二醇等试剂诱导

克服了远缘杂交不亲和性，获得杂种植株

动物细胞融合

使细胞分散后诱导细胞融合

除应用植物细胞杂交手段外，再加灭活病毒诱导

制备单克隆抗体技术之一

4.单克隆抗体

（1）抗体：

一种B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。

从血清中分离出抗体产量低、纯度低、特异性差。

（2）单克隆抗体制备过程：

（3）杂交瘤细胞特点：

既能大量繁殖，又能产生专一抗体。

（4）单克隆抗体长处：

特异性强，敏捷度高，并能大量制备。

（5）单克隆抗体作用：

①作为诊断试剂：

精确辨认各种抗原物质细微差别，并跟一定抗原发生特异性结合，具备精确、高效、简易、迅速长处。

②用于治疗疾病和运载药物：

重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他疾病。

专项3胚胎工程

（一）动物胚胎发育基本过程

1、胚胎工程是指对动物初期胚胎或配子所进行各种显微操作和解决技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。

通过解决后获得胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后裔，以满足人类各种需求。

2、动物胚胎发育基本过程

（1）受精场合是母体输卵管上段。

（2）卵裂期：

特点：

细胞有丝分裂，细胞数量不断增长，但胚胎总体体积并不增长，或略有减小。

（3）桑椹胚：

胚胎细胞数目达到32个左右时，胚胎形成致密细胞团，形似桑椹。

是全能细胞。

（4）囊胚：

细胞开始浮现分化（该时期细胞全能性仍比较高）。

汇集在胚胎一端个体较大细胞称为内细胞团，将来发育成胎儿各种组织。

中间空腔称为囊胚腔。

（5）原肠胚：

有了三胚层分化，具备囊胚腔和原肠腔。

（二）胚胎干细胞

1、哺乳动物胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于初期胚胎或从原始性腺中分离出来。

2、具备胚胎细胞特性，在形态上体现为体积小，细胞核大，核仁明显；

在功能上，具备发育全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。

此外，在体外培养条件下，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、胚胎干细胞重要用途是：

①可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；

②是在体外条件下研究细胞分化抱负材料，在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导ES细胞向不同类型组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡机理提供了有效手段；

③可以用于治疗人类某些顽疾，如帕金森综合症、少年糖尿病等；

④运用可以被诱导分化形成新组织细胞特性，移植ES细胞可使坏死或退化部位得以修复并恢复正常功能；

⑤随着组织工程技术发展，通过ES细胞体外诱导分化，定向哺育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官局限性和器官移植后免疫排斥问题。

（三）胚胎工程应用

1.体外受精和胚胎初期培养

（1）卵母细胞采集和培养：

重要办法：

用促性腺激素解决，使其排出更多卵子，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能精子在体外受精。

第二种办法：

从刚屠宰母畜卵巢中采集卵母细胞；

第三种办法是借助超声波探测仪、腹腔镜等直接从活体动物卵巢中吸取卵母细胞。

采集卵母细胞，都要在体外经人工培养成熟后，才干与获能精子受精。

（2）精子采集和获能：

在体外受精前，要对精子进行获能解决。

（3）受精：

获能精子和培养成熟卵细胞在获能溶液或专用受精溶液中完毕受精过程。

（4）胚胎初期培养：

精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵发育能力。

培养液成分较复杂，除某些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。

当胚胎发育到适当阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保