选修三《现代生物技术专题》必背知识点.docx
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选修三《现代生物技术专题》必背知识点
生物选修三易考知识点背诵
专题1 基因工程
1.基因工程:
又名或
操作环境:
；操作对象:
；操作水平:
基本过程:
特点:
；本质（原理）：
2．基因工程的基本工具
Ⅰ.“分子手术刀”——
（1）来源：
主要是从中分离纯化出来的。
（2）功能：
能够识别，并且使
断开。
（3）结果：
产生的DNA片段末端——。
（4）要获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？
可产生几个黏性末端？
Ⅱ.“分子缝合针”——
（1）两种DNA连接酶（和）的比较：
①相同点：
都缝合键。
②区别：
前者来源于，只能连接；而后者来源于，能连接，但连接平末端的之间的效率较低。
（2）与DNA聚合酶作用的区别：
DNA聚合酶只能将加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接的末端，形成磷酸二酯键。
Ⅲ.“分子运输车”——载体
（1）载体具备的条件：
①能在受体细胞中上，并随染色体DNA同步复制；
②具有一至多个，供外源DNA片段插入；
③具有，供重组DNA的鉴定和选择。
（2）最常用的载体是，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核之外，并具有自我复制能力的。
（3）其它载体：
3.基因工程的基本操作程序
第一步：
（1）获取目的基因的方法：
、、
（2）PCR技术
①原理：
②条件：
、、、
③PCR技术与体内DNA复制的区别：
a.PCR不需要酶；体内DNA复制需要；
b.PCR需要酶（即Taq酶），生物体内的聚合酶在高温时会变性；
c.PCR一般要经历三十多次循环，而生物体内DNA复制受生物体遗传物质的控制。
（3）注意：
构建基因文库需要哪些操作工具？
第二步：
——基因工程的核心
基因表达载体组成：
+复制原点
（1）：
是一段有特殊的DNA片段，位于基因的首端，是识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA。
没有启动子，基因就不能转录。
（2）：
也是一段有特殊的DNA片段，位于基因的尾端，使转录终止。
（3）标记基因的作用：
，常用的标记基因是。
第三步：
将目的基因导入受体细胞
常用的转化方法：
（1）导入植物细胞：
采用最多的方法是法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。
（2）导入动物细胞：
最常用的方法是技术。
此方法的受体细胞多是。
（3）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，最常用的原核细胞是大肠杆菌，其转化方法是：
先用处理细胞，使其成为，有利于促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。
注意：
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。
第四步：
（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。
用
（2）其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用方法是。
用
（3）最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是。
（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，需要。
4.基因工程的应用
（1）抗虫基因：
Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等
（2）基因诊断：
也称DNA诊断或基因探针技术，即在DNA水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断；原理是利用。
基因探针：
基因探针就是一段与的特异核苷酸序列。
DNA分子杂交原理：
用一段已知基因的核苷酸序列作为探针，与被测基因进行接触，若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测基因中含有已知的基因序列。
（3）基因治疗概念：
把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，是治疗遗传病的最有效的手段。
基因治疗的类型：
（如囊性纤维病）和（如严重复合型免疫缺陷症）
5.蛋白质工程的概念:
蛋白质工程是指以作为基础，通过，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
（注意：
以上是蛋白质工程特有的途径,目的基因只能用人工合成的方法）
专题2细胞工程
一、植物细胞工程的基本技术
1.植物组织培养
（1）原理：
细胞具有全能性的原因：
生物体的每一个细胞都包含有。
（2）过程：
的植物器官、组织或细胞→愈伤组织→胚状体→试管苗→植物体
①愈伤组织的特点：
一团具有，排列疏松无规则的组织。
②植物组织培养必须经历的两个阶段
③需要的培养条件：
（3）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。
2.植物体细胞杂交技术
（1）生理基础：
酶的专一性，，
（2）过程：
（见课本）
注意：
a.植物细胞融合前需用酶解法（）除去细胞壁
b.诱导融合的方法：
物理法离心、振动、电刺激等。
化学法一般用作为诱导剂。
c.杂种细胞形成的标志：
（3）意义：
克服了。
二、动物细胞工程技术
1．动物细胞培养
（1）原理：
。
（2）流程：
（见课本）
①分散动物组织为单个细胞需要处理。
②两个特点：
③培养细胞出现接触抑制之前的培养成为；此时的培养细胞常常选作为科研材料的理由是；
④传代培养到50代后，有极少数细胞变为不死性细胞，此时细胞具有特点，细胞内遗传物质和二倍体核型。
（3）动物细胞培养需要满足以下条件
①无菌、无毒的环境：
培养液应进行处理。
还要在培养液中添加，以防培养过程中的污染。
此外，还应，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
②营养：
合成培养基成分：
葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。
通常需加入等天然成分。
③温度和PH：
适宜温度：
哺乳动物多是36.5℃+（-）0.5℃；pH：
～。
④气体环境：
95%＋5%CO2。
O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是。
（4）动物细胞培养技术的应用：
制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、、培养医学研究的各种细胞。
思考：
①用胰蛋白酶分散细胞，由此可说明细胞间的物质主要是什么成分？
②能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？
为什么？
2.动物体细胞核移植技术和克隆动物
（1）概念：
将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。
原理：
（2）可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，其中前者更容易成功的原因是。
（3）受体细胞：
选用期的去核卵母细胞的原因：
。
（4）体细胞核移植的大致过程是：
（见课本）
思考：
①在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？
②你认为用上述体细胞核移植方法生产的克隆动物，是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？
为什么？
3.动物细胞融合
（1）细胞融合：
是指两个或两个以上的细胞融合为一个细胞的过程。
（2）理论基础（原理）：
（3）诱导手段：
物理法:
离心、振动、电激；化学法：
聚乙二醇；生物法：
4.单克隆抗体
（1）基本概念：
a.抗体：
一个B淋巴细胞只分泌种特异性抗体。
从血清中分离出抗体的特点是。
淋巴细胞特点：
可以产生抗体，但不能无限增殖。
c.骨髓瘤细胞特点：
能无限增殖，但不能产生抗体。
（2）单克隆抗体的制备过程：
（见课本）
（3）细胞两两融合后，有哪些类型？
⑷如何筛选出杂交瘤细胞？
单克隆抗体制备过程中，总共有两次筛选，第一次筛选出，淘汰
；第二次筛选出。
（5）杂交瘤细胞的特点：
。
（6）单克隆抗体的优点：
，并能大量制备。
（7）单克隆抗体的作用：
①作为诊断试剂：
与特定抗原发生结合，识别各种抗原，具有准确、高效、简易、快速的优点。
②用于治疗疾病和运载药物：
主要用于治疗癌症，可制成“生物导弹”（连接上抗癌药物的单克隆抗体），也有少量用于治疗其它疾病。
专题3胚胎工程
1.概念：
操作对象：
技术手段：
理论基础：
2.体内受精和早期胚胎发育
（1）精子与卵细胞的发生过程
①精子的发生：
精原细胞在开始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，演变为精子的尾，线粒体在形成线粒体鞘膜，其他物质浓缩为原生质滴直至脱落。
[为精子运动提供能量]
②卵子的发生：
在后开始到胎儿出生前完成,卵原细胞通过有丝分裂形成初级卵母细胞,被卵泡细胞包围,形成卵泡。
在初级卵母细胞减数分裂，卵泡发育成熟并排卵。
在过程中完成减数第二次分裂。
成熟的卵细胞外层依次由、、等三层结构组成。
在卵细胞膜和透明带的间隙可以看到时，标志完成了受精作用。
思考：
①正常情况下，一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？
②排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？
③刚排出的卵是成熟的卵子吗？
它在母体的什么部位与精子受精？
（2）受精作用
①受精前的准备阶段:
1）精子获能：
精子在内获得受精的能力。
2）卵子发育到期可进行受精。
②受精过程三次反应依次是：
、、
注意：
a.三次发生时间分别。
b.防止多精入卵的屏障是；
（3）动物胚胎发育
1）胚胎发育是指受精卵发育成的过程
2）胚胎发育各阶段的特点：
①卵裂期特点：
。
②桑椹胚特点：
每个细胞为
③囊胚特点：
细胞（该时期细胞的全能性仍比较高）。
内有囊胚腔和，将来发育成胎儿的各种组织。
而外为细胞将来发育成。
注意：
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。
3.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：
用处理，使其排出更多的卵子，然后从中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。
（其他方法见课本）
（2）精子的采集和获能：
①收集的方法:
假阴道法,手握法和电刺激等
②获能处理:
培养法——放入获能液；化学法——放入一定浓度肝素等溶液（3）受精：
获能的精子和培养成熟的卵细胞在溶液或溶液中完成受精过程。
（4）胚胎的早期培养：
将受精卵移入中继续培养，以检查能力。
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，以及等物质。
4.胚胎移植
（1）概念:
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
其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。
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，充分发挥。
（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。
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。
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。
选择的供体，有的受体，供体和受体是物种。
并用激素进行，用促性腺激素对供体母牛做处理。
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）。
对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到阶段。
直接向受体移植或放入中保存。
④对胚胎进行移植。
⑤移植后的检查。
对受体母牛进行的检查。
注意：
胚胎移植实质早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
5.胚胎分割
（1）概念：
采用机械方法将切割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的遗传物质，属于繁殖。
（3）材料：
发育良好，形态正常的。
（4）操作过程注意：
对囊胚阶段的胚胎分割时，要将，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
（5）使用的主要仪器：
。
6.胚胎干细胞及其应用
（1）胚胎干细胞：
哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于中分离出来。
（2）特性：
在形态上表现为；在功能上，具有，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：
（了解）
是在体外条件下，在培养液中加入，如牛黄酸等化学物质时，就可以定向诱导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。
专题5生态工程
1．生态工程建设的目的是：
遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。
与传统的工程相比，生态工程是一类的工程体系。
2．生态经济：
通过实行的原则，使一个系统产出的污染物能够成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现。
[实现手段：
生态工程]
3．生态工程的基本原理
（1）原理[如无废弃物农业]理论基础:
物质循环
（2）原理[提高生态系统的抵抗力稳定性]理论基础：
生态系统的稳定性
（3）原理[处理生物与环境的协调与平衡，考虑环境容纳量]理论基础：
生物与环境的协调与平衡
（4）原理[考虑自然系统、经济系统和社会系统的统一]
理论基础：
社会、经济、自然复合系统
（5）原理[系统的结构决定功能原理：
考虑系统内部不同组分之间的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的；系统整体性原理：
实现总体功能大于各部分之和的效果，1+1＞2，豆科作物和固氮菌的共生]
《基因工程》参考答案：
1.基因拼接技术或DNA重组技术、生物体外、基因、DNA分子水平、剪切→拼接→导入→表达、打破种的界限，定向改造生物遗传特性、基因重组
2.限制性核酸内切酶（限制酶）、原核生物、双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列、每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键、黏性末端和平末端、两个、四个
DNA连接酶、E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶、磷酸二酯、大肠杆菌、黏性末端、T4噬菌体、两种末端、单个核苷酸、两个DNA片段
复制并稳定保存或者整合到染色体DNA、限制酶切点、标记基因、质粒、双链环状DNA分子、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒
3.目的基因的获取、基因文库、PCR技术、人工合成双链DNA复制模板（DNA的两条链）、引物（2种）、Taq酶、原料（4种）解旋耐热的DNA聚合限制酶、DNA连接酶、载体
基因表达载体的构建目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因启动子RNA聚合酶终止子鉴定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抗生素抗性基因
农杆菌转化显微注射受精卵繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少Ca2+感受态细胞标记基因是否表达
目的基因的检测和鉴定DNA分子杂交技术标记的目的基因探针分子杂交技术标记的目的基因探针抗原－抗体杂交技术做抗虫或抗病的接种实验
分子杂交原理目的基因相同或互补体外基因治疗体内基因治疗
5.蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系基因修饰或基因合成
《植物细胞工程》参考答案:
1.植物的细胞全能性该物种所特有的全套遗传物质离体分生能力的薄壁细胞脱分化和再分化无菌、一定的营养物质和植物激素、适宜的光照和温度等
2.细胞膜流动性，植物细胞全能性、纤维素酶和果胶酶、聚乙二醇（PEG）形成新的细胞壁远缘杂交不亲和的障碍
《动物细胞工程》参考答案：
1.细胞增殖胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）细胞贴壁生长和接触抑制原代培养此时期细胞一般保持正常二倍体的核型，遗传物质未发生突变癌变改变无菌一定量的抗生素定期更换培养液血清、血浆空气维持培养液的pH检测有毒物质
主要是蛋白质（胶原蛋白等）不能，因为动物细胞培养适宜的PH为—，此环境下胃蛋白酶（）没有活性，而胰蛋白酶的活性较高。
2.动物细胞核具有全能性细胞分化程度低，恢复全能性比较容易MⅡ中体积较大，易操作；含细胞质多，营养丰富。
具有调控细胞核发育的作用或有启动核基因表达的物质
为使核移植动物的主要遗传物质全部来自有利用价值的动物提供的细胞
克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核外还有少量的DNA，即线粒体中的DNA是来自于受体卵母细胞。
此外，即便动物的遗传基础完全相同，还与所处环境有很大关系
3.单核细胞增殖、细胞膜的流动性灭活的病毒
4.一产量低、纯度低、特异性差B-B杂交细胞瘤-瘤杂交细胞B-瘤杂交细胞（杂交瘤细胞）杂交瘤细胞同种类型的融合细胞和未融合的细胞能增殖且能产生所需抗体的杂交瘤细胞既能迅速大量繁殖，又能产生专一的特异性抗体特异性强，灵敏度高
《胚胎工程》参考答案：
1.早期胚胎和配子胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律
2.初情期顶体中心体尾基部线粒体胚胎期间性别分化初情期后受精作用放射冠透明带卵细胞膜两个极体
1个卵子从卵泡中排出不是输卵管雌性动物生殖道MⅡ中期顶体反应透明带反应卵细胞膜反应精卵相遇时、精子触及卵细胞膜的瞬间、精子入卵后瞬间透明带反应、卵细胞膜反应
细胞有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体体积并不增加全能细胞，都未分化。
开始出现分化内细胞团滋养层胎膜和胎盘孵化
3.促性腺激素输卵管获能液一定浓度肝素获能专用的受精发育培养液受精状况和受精卵的发育血清
4.同种的、生理状态相同的供体本身的繁殖周期雌性优良个体的繁殖能力生理变化是相同的游离不发生免疫排斥反应遗传特性
遗传特性和生产性能优秀健康的体质和正常繁殖能力同一同期发情处理超数排卵冲卵桑椹胚或胚囊胚－196℃的液氮是否妊娠
5.早期胚胎相同无性桑椹胚或囊胚内细胞团均等分割实体显微镜和显微操作仪
6.早期胚胎或原始性腺体积小，细胞核大，核仁明显发育的全能性分化诱导因子
《生态工程》参考答案：
少消耗、多效益、可持续循环经济废弃物的资源化物质循环再生物种多样性协调与平衡整体性系统性和工程学
练习：
1回答下列有关动物细胞培养的问题：
⑴在动物细胞培养过程中。
当贴壁细胞分裂生长到细胞表面 时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的 。
此时，瓶壁上形成的细胞层数是 。
要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是 。
⑵随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现 现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成 细胞，该种细胞的黏着性 ，细胞膜表面蛋白质（糖蛋白）的量 。
（3）检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用细胞分裂到 期的细胞用显微镜进行观察。
（4）在细胞培养过程中，通常在 条件下保存细胞。
因为在这种条件下，细胞中的活性降低，细胞 的速率降低。
（5）给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作 进行攻击。
2、继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发生器的研究也取得了一定进展。
最近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。
请回答：
（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是。
（2）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的 细胞中特异表达。
（3）为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠细胞的 转入 细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体。
该技术称为 。
该重组细胞发育的过程中还应用了 技术。
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