高中生物选修三复习提纲Word格式.docx
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PCR技术扩增目的基因(既是重点也是难点,一定要认真复习!
(1)原理:
P10
(2)过程:
(3)前提:
一对引物(请一定要理解好)
(4)原料:
dNTP(dATP、dTTP、dGTP、dCTP)或者
(5)特殊的酶:
可能出现的考点:
扩增n次,消耗多少胸腺嘧啶脱氧核苷酸,消耗多少引物,第几个循环开始出现目的基因片段等等;
(一定要注意理解)
第二步:
1.目的:
P11
2.组成:
P11(重点写4个)
(1)启动子:
理解好再背,并且与起始密码子进行区别
(2)终止子:
理解好再背,并且与起终止码子进行区别
(3)标记基因的作用:
理解好再背(注意也可以选择荧光蛋白基因作为标记基因,筛选时会出现的现象,或者可以选择多个抗生素抗性基因,筛选时出现的现象要会正确的描述)
用标记基因进行筛选与后面的第四步目的基因的检测与鉴定并不冲突,因为用标记基因是进行初步筛选,将大多数导入失败的受体细胞筛选掉,减轻后期的工作量。
第三步:
1.转化的概念:
P12(注意与肺炎双球菌转化本质相同)
2.2.常用的转化方法:
将目的基因导入植物细胞:
P12(方法与适用范围)
将目的基因导入动物细胞:
P13
将目的基因导入微生物细胞:
P13(感受态细胞法或者用Ca2+或者CaCL2处理)
第四步:
1.首先要检测:
方法(注意理解)P14(稳定遗传)
2.其次还要检测:
方法(注意理解)P14(发挥功能的第一步)
3.最后检测:
方法P14
4.有时还需进行P14-15(接种实验)
(三)基因工程的应用(以划书背书为主)
1.植物基因工程:
抗逆能力包括抗虫、抗病、抗除草剂、抗干旱、抗盐碱转基因植物,利用转基因改良植物的品质和生产药物等方面。
用于杀虫的基因主要包括:
P17(划一下就可以)
用于抗病的基因包括:
P18(划一下就可以)
用于抗逆的基因包括:
P19(划一下就可以)调节细胞渗透压的基因、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因等
用于改良植物品质的基因:
P19(划一下就可以)必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因、与植物花青素代谢有关的基因等等。
3.动物基因工程:
提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物、用转基因动物作器官移植的供体;
重点了解一下:
肠乳糖酶基因、乳腺生物反应器、将器官供体基因组导入某种调节因子,以抑制抗原决定基因的表达,或设法除去抗原决定基因P21
4.基因工程药物:
P21-22(了解一下,注意:
高产青霉素为诱变育种)
5.基因治疗:
把正常的外源基因导入病人体内,使该基因表达产物发挥作用。
两种类型:
P23-24
(四)蛋白质工程的概念
1.蛋白质工程的概念:
P27
2.蛋白质工程的基本途径:
P27注意与中心法则比较
3.蛋白质工程与基因工程的异同:
最大的不同:
蛋白质工程产生的蛋白质一定不是自然界中已有的蛋白质,一定是对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质;
基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质
相同点:
都是利用基因工程进行操作,,蛋白质工程需要进行基因修饰或基因合成。
4.设计中的困难:
蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构(空间结构),这种高级结构十分复杂。
P28
专题二细胞工程(本专题注意技术和过程的基本原理)
细胞工程的概念P31
(1)植物细胞工程
1.理论基础(原理):
(根本原因:
全部遗传信息)P33
2.植物组织培养技术(生殖方式:
)
(1)几个重要概念:
脱分化、再分化、愈伤组织(P33)
(2)基本过程:
参考笔记
(3)实验过程:
注意以下几点:
①实验原理P34;
②选择形成层的原因P35;
③愈伤组织培养阶段要避光P35;
④分化培养基,结合P42-43植物生长调节剂;
⑤无菌操作的原因
(4)概念:
P36
注意:
愈伤组织再分化可形成胚状体(类似受精卵发育而成的胚)、丛芽、不定芽、腋芽、顶芽(都是芽)(不用刻意区分)。
(5)实际应用:
1.植物繁殖的新途径:
微型繁殖、作物脱毒(原理:
的病毒极少)P39、人工种子P39
2.作物新品种的培育:
单倍体育种(结合必修二内容)、突变体的利用(结合小知识理解一下)P39、细胞产物的工厂化生产(注意只培养到愈伤组织,从愈伤组织中获取细胞产物)
补充:
基因工程中受体细胞如果是体细胞,必须通过植物组织培养发育成转基因植株;
植物体细胞杂交获得杂种细胞后,也必须通过植物组织培养发育成杂种植株。
3.植物体细胞杂交技术(注意与动物细胞融合的比较)
(1)过程:
P36(包括原生质体融合与植物组织培养两大环节)
①如何去壁;
②理解原生质体,并与原生质层区别;
③诱导融合的方法(记住)P36
(2)概念:
P37
(3)意义:
(4)运用的原理:
细胞膜具有一定的流动性、植物细胞具有全能性、体现了酶的专一性
(答题技巧:
本专题的原理比较多,如果题目有“等等”,应该从最重要或最明显的原理先写,不要先写比较次要的或者比较不明显的!
★注意:
有性杂交获得的个体为二倍体,植物体细胞杂交技术获得的个体为四倍体
(二)动物细胞工程
1.动物细胞培养(是其他动物细胞工程技术的基础)
(1)概念:
分散、生长、增殖P44
参考笔记或者P45图2-16
①如何分散细胞P44;
②细胞贴壁P44;
③接触抑制P45;
④原代培养与传代培养(代的含义)P45;
⑤传代培养的特点P45(需要理解后再记忆)
(3)条件:
P46(需要理解后再记忆);
特别指出”合成培养基“
(4)应用:
P47(看看就可以)
2.动物细胞核移植技术(或者核移植技术)
小细节:
技术名称可以直接写核移植,或者如果可以判断的话,就写体细胞核移植或者胚胎细胞核移植,不能判断的话,就直接写核移植或者动物细胞核移植)
(1)结果:
得到(注意克隆动物不是技术,而是核移植技术的结果)
(2)生殖方式:
(3)类型:
(理解为何体细胞核移植难度明显高,注意表达P47)
P47
(5)原理:
动物细胞核具有全能性
(6)过程:
P48(参见图解或者笔记)
①供体细胞必须进行动物细胞培养;
②采集到的卵母细胞必须在体外培养到减数第二次分裂中期(MⅡ中期),此时细胞核的位置靠近第一极体,可以一并吸出细胞核与第一极体;
③去核的方法;
④操作中将供体细胞注入去核卵母细胞,易操作;
⑤促进细胞融合的方法;
⑥要会分析后代遗传物质的来源;
(7)应用:
P48(简单自己看)
①转基因克隆动物(先用基因工程获得转基因的受精卵,经培养后核移植增加数量;
或者先用基因工程获得转基因的动物体细胞,由于动物体细胞没有全能性,再进行核移植)②图2-22先用核移植获得早期胚胎,然后从胚胎中分离胚胎干细胞,诱导分化成各种组织与器官(结合P80胚胎干细胞技术,并且注意该过程没有体现全能性,因为终点不是个体)
(8)体细胞核移植技术存在的问题:
P50(自己看)
3.动物细胞融合(注意与植物体细胞杂交进行比较)
P52重点:
多个、单核细胞、杂交细胞(杂种细胞)
(2)促进融合的方法:
P52,注意与植物体细胞杂交的比较,以防万一,生物技术资料卡也要了解一下
P52
(4)原理:
(可与植物体细胞杂交进行比较)
4.单克隆抗体(重点也是难点,一定要多花时间去理解,尤其要与必修三免疫调节相联系)
(1)①与必修三联系紧密的基础知识:
抗原、抗体、B淋巴细胞、T淋巴细胞等免疫细胞、细胞免疫过程、体液免疫过程;
②新知识:
每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体,而且在体外培养条件下,是不可能无限增殖的。
P53
P53-P54(图要理解,文字部分也要记忆!
①要获得免疫小鼠需注射;
②提取的B淋巴细胞实际上包括:
未经免疫的B淋巴细胞(不识别该特定抗原)和能识别该特定抗原并分泌特异性抗体的浆细胞,而由于抗原上有多个抗原决定簇,因此提取的浆细胞实际上也有很多种,可以分泌针对不同抗原决定簇的不同抗体,因此该过程涉及两次筛选:
第一次筛选目的(选择培养基),第二次筛选的目的:
;
③最后将杂交瘤细胞如何培养?
并从提取大量的单克隆抗体。
总结一下:
只要涉及融合,由于融合的随机性与融合成功率不可能达到100%,都需要进行筛选!
补充一下:
“克隆上述杂交细胞”中的“克隆”是什么鬼?
克隆在拉丁语中是复制的意思,克隆实际上有3个层次:
分子水平,比如PCR技术,复制DNA分子;
细胞水平,其实就是进行动物细胞培养,使细胞增殖,这就是克隆上述杂交细胞的含义,说人话就是对杂交细胞进行动物细胞培养,使其数量增加;
个体水平的克隆就是大家理解的,利用核移植产生后代;
(3)杂交瘤细胞的特点:
既能大量增殖,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。
P54
(5)单克隆抗体的应用:
自己看,重点理解生物导弹。
三、胚胎工程
(一)动物胚胎发育的基本过程
(1)精子的发生:
补充,精原细胞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,高尔基体发育为顶体,中心体演变为精子的尾,线粒体在尾基部形成线粒体鞘膜,其他物质浓缩为原生质滴直至脱落。
[线粒体为精子运动提供能量]
(2)卵子的发生:
在胎儿时期,卵原细胞进行有丝分裂演变成初级卵母细胞[被卵泡细胞包围],减一分裂在排卵前后完成,形成次级卵母细胞和第一极体进入输卵管准备受精;
减二分裂是在受精过程中完成的。
(3)受精:
精子获能(在雌性动物生殖道内);
卵子的准备(排出的卵子要在输卵管中进一步成熟到减二中期才具备受精能力);
受精阶段[卵子周围的结构由外到内:
放射冠、透明带、卵黄膜],a顶体反应:
精子释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质,穿越放射冠。
b透明带反应:
顶体酶可将透明带溶出孔道,精子穿入,在精子触及卵黄膜的瞬间阻止后来精子进入透明带的生理反应[它是防止多精子入卵受精的第一道屏障];
c卵黄膜的封闭作用:
精子外膜和卵黄膜融合,精子入卵后,卵黄膜会拒绝其他精子再进入卵内的过程[它是防止多精子入卵受精的第二道屏障];
精子尾部脱落,原有核膜破裂形成雄原核,同时卵子完成减二分裂,形成雌原核[注意:
受精标志是第二极体的形成;
受精完成标志是雌雄原核融合成合子]。
(4)胚胎发育:
a卵裂期:
细胞进行有丝分裂,数量增加,胚胎总体积不增加;
b桑椹胚:
32个细胞左右的胚胎[之前所有细胞都能发育成完整胚胎的潜能属全能细胞];
c囊胚:
细胞开始分化,其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织;
而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘;
胚胎内部逐渐出现囊胚腔[注:
囊胚的扩大会导致透明带的破裂,胚胎伸展出来,这一过程叫孵化];
d原肠胚:
内细胞团表层形成外胚层,下方细胞形成内胚层,由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。
[细胞分化在胚胎期达到最大限度]
9胚胎工程的理论基础(识记)
(1)胚胎工程的概念及技术手段:
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。
(2)体外受精[属有性生殖过程]:
a卵母细胞的采集和培养对体型小的动物用促性腺激素处理,从输卵管冲取卵子(可直接受精);
对体型大的动物从卵巢中采集卵母细胞(要在体外培养成熟)b精子的采集假阴道法、手握法和电刺激法;
获能对啮齿动物、兔、猪等的精子用培养法(放入人工配制的获能液中);
对牛、羊等精子用化学法(放在肝素或钙离子载体溶液中)
(3)胚胎的早期培养:
a培养液成分:
无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等[注意与动物细胞培养液成分的比较];
b当胚胎发育到适宜的阶段时,可将其取出向受体移植或冷冻保存。
(4)胚胎移植:
a概念:
将雌性动物的早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。
是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程,通过转基因、核移植、体外受精获得的胚胎必须移植给受体才能获得后代。
b优势:
可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,缩短供体本身的繁殖周期。
c胚胎移植的生理学基础:
同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的[对供体和受体进行同期发情处理];
早期胚胎形成后处于游离状态,为胚胎的收集提供可能;
受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应;
移入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
d胚胎移植的程序:
对供、受体母牛进行选择,用激素进行同期发情处理;
对供体母牛用激素做超数排卵处理;
选择同种优秀公牛配种[有性生殖过程];
对胚胎进行收集[此时胚胎处于游离状态];
对胚胎进行质量检查[此时胚胎应发育到桑椹胚或囊胚];
胚胎移植[或冷冻保存];
检查受体母牛是否受孕;
产下胚胎移植的犊牛。
(5)胚胎分割:
用机械方法将早期胚胎切割成2、4、8等分等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术[可看作是动物无性繁殖或克隆]
b基本过程:
选择良好的桑椹胚或囊胚移入培养皿中,用分割针或分割刀片将其切开,吸出其中的半个胚胎注入透明带中或直接移植给受体。
[注意:
内细胞团要均等分割,否则会影响胚胎的恢复和进一步发育]
10胚胎干细胞的移植(识记)
(1)胚胎干细胞的含义:
由早期胚胎[囊胚]或原始性腺[胎儿]中分离出来的一类细胞,又叫ES或EK细胞。
(2)特征:
形态上体积小、细胞核大、核仁明显;
功能上具有发育的全能性,即可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。
[体外培养下,ES细胞可以只增殖不分化]
(3)应用:
用于治疗人类疾病,如利用ES细胞诱导其分化成新的组织细胞特性,移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复。
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。
(2)卵裂期:
特点:
细胞有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎的总体体积并不增加,或略有减小。
(3)桑椹胚:
胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹。
是全能细胞。
(4)囊胚:
细胞开始出现分化(该时期细胞的全能性仍比较高)。
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:
有了三胚层的分化,具有囊胚腔和原肠腔。
(二)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分离出来。
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:
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的理想材料,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;
③可以用于治疗人类的某些顽疾,如帕金森综合症、少年糖尿病等;
④利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性,移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能;
⑤随着组织工程技术的发展,通过ES细胞体外诱导分化,定向培育出人造组织器官,用于器官移植,解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。
(三)胚胎工程的应用
1.体外受精和胚胎的早期培养
(1)卵母细胞的采集和培养:
主要方法:
用促性腺激素处理,使其排出更多的卵子,然后,从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子在体外受精。
第二种方法:
从刚屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞;
第三种方法是借助超声波探测仪、腹腔镜等直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。
采集的卵母细胞,都要在体外经人工培养成熟后,才能与获能的精子受精。
(2)精子的采集和获能:
在体外受精前,要对精子进行获能处理。
(3)受精:
获能的精子和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
(4)胚胎的早期培养:
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的发育能力。
培养液成分较复杂,除一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。
当胚胎发育到适宜的阶段时,可将其取出向受体移植或冷冻保存。
不同动物胚胎移植的时间不同。
(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植,小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植,人的体外受精胚胎可在4个细胞阶段移植。
2.胚胎移植
(1)胚胎移植是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,移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。
其中提供胚胎的个体称为“供体”,接受胚胎的个体称为“受体”。
(供体为优良品种,作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。
地位:
如转基因、核移植,或体外受精等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:
大大缩短了供体本身的繁殖周期,充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。
(3)生理学基础:
①动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。
这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。
这就为胚胎的收集提供了可能。
③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。
这为胚胎在受体的存活提供了可能。
④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
(4)基本程序主要包括:
①对供、受体的选择和处理。
选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体,供体和受体是同一物种。
并用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。
②配种或人工授精。
③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(也叫冲卵)。
对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段。
直接向受体移植或放入-196℃的液氮中保存。
④对胚胎进行移植。
⑤移植后的检查。
对受体母牛进行是否妊娠的检查。
3.胚胎分割
是指采用机械方法将早期胚胎切割2等份、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相同的遗传物质,属于无性繁殖。
(3)材料:
发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚。
(桑椹胚至囊胚的发育过程中,细胞开始分化,但其全能性仍很高,也可用于胚胎分割。
(4)操作过程:
对囊胚阶段的胚胎分割时,要将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
(四)生物技术的安全性和伦理问题
1.转基因生物的安全性争论:
(1)基因生物与食物安全:
反方观点:
反对“实质性等同”、出现滞后效应、出现新的过敏原、营养成分改变
正方观点:
有安全性评价、科学家负责的态度、无实例无证据
(2)转基因生物与生物安全:
对生物多样性的影响
扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵外来物种、重组出有害的病原体、成为超级杂草、有可能造成“基因污染”
生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限
(3)转基因生物与环境安全:
对生态系统稳定性的影响
打破物种界限、二次污染、重组出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体
不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境
2.生物技术的伦理问题
(1)克隆人:
两种不同观点,多数人持否定态度。
否定的理由:
克隆人严重违反了人类伦理道德,是克隆技术的滥用;
克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念;
克隆人是在人为的制造在心理上和社会地位上都不健全的人。
肯定的理由:
技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法解决。
不成熟的技术也只有通过实践才能使之成熟。
中国政府的态度:
禁止生殖性克隆,不反对治疗性克隆。
四不原则:
不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。
(2)试管婴儿:
两种目的试管婴儿的区别两种。
不同观点,多数人持认可态度。
把试管婴儿当作人体零配件工厂,是对生命的不尊重;
早期生命也有活下去的权利,抛弃或杀死多余胚胎,无异于“谋杀”。
解决了不育问题,提供骨髓中造血干细胞救治患者最好、最快捷的方法,提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤。
(3)基因身份证:
个人基因资讯的泄漏造成基因歧视,势必造成遗传学失业大军、造成个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。
通过基因检测可以及早采取预防措施,适时进行治疗,达到挽救患者生命的目的。
3.生物武器
(1)种类:
致病菌、病毒、生化毒剂,以及经过基因重组的致病菌。
(2)散布方式:
吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等。
(3)特点:
致病力强、多数具传染性、传染途径多、污染面广、有潜伏期、不易被发现、危害时间长等。
(4)禁止生物武器公约及中国政府的态度:
在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器,并反对生物武器及其技术和设备的扩散
必修二
第3节人类遗传病
1、人类遗传病的概念:
改变引起
2、类型:
3类,分别对应的变异类型是
①要熟记3类遗传病常见具体的疾病,并根据遗传方式进行计算概率等;
②辨析:
单基因遗传病是由一个等位基因控制的遗传病(×
);
遗传病患者体内一定含有致病基因(×