高中生物选修三知识点整理完整加强版Word文档下载推荐.docx

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Cf—G↓GATCC—&

—↓GATC—

（3）成果：

DNA片段末端形成末端碱基互补黏性末端或平末端

①用切割（质粒）

②依照目基因位置或剪辑序列来拟定限制酶种类

③切割后片段要画全

2.DNA连接酶

（1）功能：

连接具备末端碱基互补2个DNA片段，形成重组DNA分子

CfDNA聚合酶：

只能将单个脱氧核苷酸逐个添加到已有脱氧核苷酸链之后，

需模板DNA，连接磷酸二酯键

3.载体

（1）条件：

①能在受体细胞中稳定保存并大量复制，基本不影响受体细胞正常生命活动

②一至各种限制酶酶切位点（必要在所需标记基因外），供外源DNA片段插入

③标记基因，便于筛选具有重组DNA分子受体细胞

——往往需要依照需求改造天然载体

①作为运载工具将目基因转移到受体细胞内

——载体选质粒因素：

具备环状构造，可以携带目基因

②运用它在受体细胞内对目基因进行大量复制和转录/表达

（3）质粒（最惯用载体）

一种可以自主复制，在细菌（或酵母菌）中独立于染色体之外存在双链环状DNA分子

（4）其他载体：

噬菌体、动植物病毒

（二）基因工程基本操作程序

第一步：

获取目基因

1.目基因：

人们所需要编码蛋白质构造基因

2.办法

（1）序列已知

①化学合成法——较长DNA单链合成过程中容易浮现碱基缺失

如反转录法（e.g获取mRNA逆转录成cDNA再用DNA聚合酶生成双链）

②聚合酶链式反映（PCR）扩增PolymeraseChainReaction

（1）原料：

水、缓冲液、4种游离脱氧核苷酸、TaqDNA聚合酶、模板DNA（……基因）、

对…基因特异2段DNA引物（防止互相或自身折叠）

（2）过程：

加热至90～95℃，DNA在高温下变性解链

第二步：

冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链（退火）

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

能量来源于dNTP

（2）序列未知

建立基因文库：

建立一种涉及目基因在内基因文库（保存在受体菌中），再从基因文库中获取

3.目基因大量扩增/分子水平克隆

①运用受体细胞（如E.coli）无性繁殖，运用基因探针钓取，再导入最后受体细胞

e.g目基因→大肠杆菌→农杆菌→植物细胞→植物

（重要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，故该种复制对扩增效果不大）

②PCR技术

第二步：

形成重组DNA分子（基因表达载体：

启动子＋目基因＋终结子＋标记基因）

1.目：

转运目基因，并使在受体内稳定存在、复制、表达/转录并稳定遗传（基因型X0）

2.过程：

（1）单酶切：

用同种限制酶分别切割目基因和载体从而形成相似粘性末端，然后用DNA连接酶将目基因和载体连接起来

——有时用不同限制酶也可以形成相似粘性末端

（2）双酶切：

用两种限制酶切割使目基因和载体两端各形成两种粘性末端，防

止载体和目基因自身环化

第三步：

将重组DNA分子导入受体细胞

——需将目基因整合到动植物细胞染色体DNA上

目基因与否整合到染色体DNA上决定于基因表达载体上与否有有关序列（形成酶）

1.植物体细胞：

农杆菌转化法（插入Ti质粒上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遗传与性别有关联，故可避免因花粉传

播而导致基因污染（目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/办法将目基因导入cf转基因/基因工程技术

3.原核细胞：

CaCl2/Ca2+解决法（先用Ca2+解决增长细胞壁通透性，使之成为感受态细胞，

再将重组质粒与感受态细胞混合，在一定温度下感受态细胞吸取DNA分子）

——原核生物作为受体细胞因素：

①繁殖快②体积小新陈代谢旺盛（目产物合成效率高）③遗传物质少（便于操作）、

④单细胞（容易培养）

第四步：

筛选具有目基因受体细胞

1.因素：

受体细胞接纳重组DNA分子存在概率

2.原理：

载体如质粒上抗性基因等标记基因

3.办法：

运用选取培养基筛选

①蔗糖转运蛋白：

仅以蔗糖作为碳源培养基

②菌落体现型：

抗……不抗……

第五步：

目基因检测和表达

——目基因导入受体细胞也许仅进行大量扩增，但不一定以此为目

1.DNA/核酸分子杂交技术

用cDNA作为探针与从受体细胞中提取并解旋DNA/mRNA杂交，观测与否会浮现杂交带

检测①染色体DNA上与否插入了目基因②目基因与否转录出了mRNA

——①一种基因探针只能检测水体中一种病毒；

检测病毒可对照核酸序列

②放射性同位素标记探针

③基因探针是一小段cDNA，可以与相应基因转录出mRNA结合（虽然被切割）

采用DNA分子杂交技术/办法，用基因探针检测

2.抗原－抗体杂交：

目基因与否翻译成蛋白质如E.coli合成人胰岛素原

3.个体水平鉴定：

如转基因抗虫植物（让害虫吞食该转基因棉植株叶片，观测害虫存活状况，以拟定其与否具备抗虫形状）

——主线因素：

联系基因层面，cf基因序列&

碱基对/脱氧核苷酸序列

（三）基因工程应用

1.动植物基因、细胞工程：

长处①所需时间短②克服远缘杂交不亲和缺陷（相应老式缺陷）

2.基因工程药物：

初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：

国内第一种基因重组新药。

一组具备各种功能活性蛋白质（重要是糖蛋白），是一种由单核细胞和淋巴细胞产生细胞因子。

具备抗病毒、抗细胞分裂、免疫调节等各种生物学功能，是治疗病毒性肝炎和肿瘤药物。

干扰素是一种广谱抗病毒剂，并不直接杀伤或抑制病毒，而重要是通过细胞表面受体作用使细胞产生抗病毒蛋白，从而抑制乙肝病毒复制；

同步还可增强自然杀伤细胞（NK细胞）、巨噬细胞和T淋巴细胞活力，从而起到免疫调节作用，并增强抗病毒能力。

3.基因治疗：

将正常功能外源基因导入缺陷细胞内（初级实验阶段、未临床实践）

——Cf有基因缺陷染色体/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：

在导入目基因同步也许会导入其她基因如抗生素抗性基因，也许会使人体内细菌抗药性增强，以致某些药物药效削弱

（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）克隆

1.克隆clone：

无性繁殖系（只由一种模板分子、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选取获得目基因或特定类

型细胞操作技术

3.内容：

（1）分子水平：

基因克隆即目基因复制（受体细胞无性繁殖）、分离（特

定基因探针选取、钓取目基因）过程

（2）细胞水平：

杂交瘤制备单克隆抗体

（3）个体水平：

不通过两性细胞结合，从一种单一（体）细胞繁殖出生物个体

——胚胎细胞克隆以胚胎/卵细胞作为供体、运用核移植，不是严格

意义上动物个体克隆

4.条件：

（1）理论条件：

细胞全能性/细胞有发育成完整个体全套遗传物质（主线因素）

（2）基本条件：

①具备包括物种完整基因组细胞核活细胞

②具备能有效调控细胞核发育细胞质物质e.g去核卵细胞

③完毕胚胎发育必要环境条件e.g胚胎初期培养环境/子宫

5.非正面影响：

丰富生物多样性，增进生物进化，维护生态平衡

（二）植物克隆

1.全能性表达难易限度：

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；

——生殖细胞在一定刺激下染色体可加倍；

某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不同基因型个体间全能性表达限度大不相似

长期培养后全能性下降因素：

染色体畸变、核变异、非整倍体产生；

细胞或组织中激素平衡被打破；

细胞对外源生长物质敏感性变化；

形成缺少成胚性细胞系

——植株在多次继代培养后，会逐渐丧失细胞全能性表达能力

2.植物组织培养（植物克隆技术基本）

（1）理论基本：

植物细胞全能性，即植物体每个生活细胞都具备遗传上全能性，因而

都具备发育成完整植株潜能

（2）过程：

①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

——外植体选用形成层（分生组织）某些易于诱导形成愈伤组织

A.培养条件：

一方面是离体培养（生物体内细胞中基因在特定期间和空间条件下选取性表达，细胞

分化为不同组织、器官，故无法体现出全能性）

半/固体培养基（固体为例）

a.营养物质：

水、无机盐、蔗糖、维生素、有机添加剂（氨基酸、琼脂凝固剂等）

b.植物激素/生长调节剂（恰当浓度配比诱导分化出芽/根顶端分生组织/花）

——IAA>

CTK诱导外植体脱分化形成愈伤组织

c.无菌条件（外植体70%酒精消毒、器械高温蒸汽灭菌）——杂菌争夺产毒

d.适当pH、温度和渗入压

B.光照：

若外植体是（带叶）茎段，不经历脱分化再分化，组培全过程均需要光照；

若外植体是非光合伙用部位（如胡萝卜块根），再分化成芽后光照

C.试管苗移栽前需炼苗（草炭土/蛭石，逐渐降湿）

D.愈伤组织：

排列疏松高度液泡化活薄壁组织团

②外植体→愈伤组织→摇床液体悬浮培养分散成单细胞→胚状体→人工种子

——单细胞植物克隆，类似受精卵卵裂、分化、器官发生、形态建成

A.单细胞：

细胞质丰富、液泡小、细胞核大（胚性细胞特性）

③酶解细胞壁→原生质体培养→新植株

（2）用途：

微型繁殖、制造人工种子（胚状体阶段）、单倍体育种、

作物脱毒（植物分生组织细胞，分裂旺盛病毒很少Cf抗病毒）、

在培养基中加入不同浓度氯化钠溶液，可诱发和筛选抗盐植株

细胞产物工厂化生产（愈伤组织阶段已可，试管培养苗、细胞培养反映器也可）

3.原生质体融合/植物体细胞杂交（不同植物）

获得原生质体：

在甘露醇溶液环境（较高渗入压）中用纤维素酶和果胶酶混合液解决

用网筛过滤原生质体到离心管内，离心后收集沉淀物，用等渗溶液洗涤；

检查原生质体与否符合规定：

根据渗入作用原理，采用低渗胀破法

（见比较表格）

4.植物细胞工程：

培养植物细胞（涉及原生质体），借用基因工程技术将外源DNA导入受体

细胞或通过细胞融合将不同源遗传物质重新组合，再通过细胞培养，获得具备特定性状

植株

Cf细胞工程：

细胞培养和细胞融合（若基因型不同为细胞杂交）

——基因定位：

运用细胞杂交中染色体丢失与特定基因产物相应关系

（三）动物细胞工程

1.动物细胞培养指明“动物”