完整版高中生物选修3知识点总结.docx
《完整版高中生物选修3知识点总结.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《完整版高中生物选修3知识点总结.docx（52页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
完整版高中生物选修3知识点总结
选修3易考知识点背诵
专题1基因工程
基因工程的见解
基因工程是指依照人们的梦想，进行严格的设计，
经过体外DNA重组和转基因技术，赐予生物以新的遗传
特点，创立出更吻合人们需要的新的生物种类和生物产
品。
基因工程是在DNA分子水平进步行设计和施工的，
又叫做DNA重组技术。
（一）基因工程的基本工具
1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）
（1）本源：
主若是从原核生物中分别纯化出来的。
（2）功能：
能够鉴别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此拥有专
一性。
（3）结果：
经限制酶切割产生的DNA片段尾端平时有
两种形式：
黏性尾端和平尾端。
2.“分子缝合针”——DNA连接酶
（1）两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：
①相同点：
都缝合磷酸二酯键。
②差异：
E·coliDNA连接酶本源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性尾端之间的磷酸二酯
1
键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种尾端，但连接平尾端的之间的效率较低。
（2）与DNA聚合酶作用的异同:
DNA聚合酶只能将单个核
苷酸加到已有的核苷酸片段的尾端，形成磷酸二酯
键。
DNA连接酶是连接两个DNA片段的尾端，形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——载体
（1）载体具备的条件：
①能在受体细胞中复制并牢固保存。
②拥有一至多个限制酶切点，
供外源DNA片段插入。
③拥有标记基因，供重组DNA
的判断和选择。
（2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单
的、独立于细菌染色体之外，并拥有自我复制能力的双链环状DNA分子。
（3）其他载体：
噬菌体的衍生物、动植物病毒
（二）基因工程的基本操作程序
第一步：
目的基因的获得
1.目的基因是指：
编码蛋白质的结构基因。
2.原核基因采用直接分别获得，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
2
（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℃，热牢固DNA聚合酶从引物初步互补链的合成。
第二步：
基因表达载体的成立
1.目的：
使目的基因在受体细胞中牢固存在，并且能够
遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。
2.组成：
目的基因＋启动子＋停止子＋标记基因
（1）启动子：
是一段有特别结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶鉴别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最后获得所需的蛋白质。
（2）停止子：
也是一段有特别结构的DNA片段，位于基因的尾端。
（3）标记基因的作用：
是为了判断受体细胞中可否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞精选出来。
常用的标记基因是抗生素基因。
第三步：
将目的基因导入受体细胞_
1.转变的见解：
是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内保持牢固和表达的过程。
2.常用的转变方法：
将目的基因导入植物细胞：
采用最多的方法是农杆菌转变法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。
3
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
原因是生殖快、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，其转变方法是：
先用C
a2+办理细胞，使其成为感觉态细胞，再将重组表
达载体DNA分子溶于缓冲液中与感觉态细胞混杂，在
必然的温度下促进感觉态细胞吸取DNA分子，完成转变
过程。
3.重组细胞导入受体细胞后，精选含有基因表达载体受
体细胞的依照是标记基因可否表达。
第四步：
目的基因的检测和表达
1.第一要检测转基因生物的染色体DNA上可否插入了目的基因，方法是采用DNA分子杂交技术。
2.其次还要检测目的基因可否转录出了mRNA，方法是
采用用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。
3.最后检测目的基因可否翻译成蛋白质，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－抗体杂交。
4.有时还需进行个体生物学水平的判断。
如转基因抗虫植物可否出现抗虫性状。
（三）基因工程的应用
4
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质量。
2.动物基因工程：
提高动物生长速度、改进畜产质量量、用转基因动物生产药物。
3.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。
（四）蛋白质工程的见解
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，经过基因修饰或基因合成，
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。
（基因工程在原则上只能生产自然
界已存在的蛋白质）
转录翻译
专题2细胞工程
（一）植物细胞工程
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.植物组织培育技术
（1）过程：
离体的植物器官、组织或细胞―→愈伤组
织―→试管苗―→植物体
5
（2）用途：
微型生殖、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.植物体细胞杂交技术
（1）过程：
（2）引诱交融的方法：
物理法包括离心、振动、电刺激等。
化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为引诱剂。
（3）意义：
战胜了远缘杂交不亲和的阻挡。
（二）动物细胞工程
1.动物细胞培育
（1）见解：
动物细胞培育就是从动物机体中取出相关
的组织，将它分别成单个细胞，尔后放在合适的培育基中，让这些细胞生长和生殖。
6
（2）动物细胞培育的流程：
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办理分别成单个细胞→制成细胞悬
液→转入培育瓶中进行原代培育→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶办理分别成单个细胞连续传代培育。
（3）细胞贴壁和接触控制：
悬液中分其他细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。
细胞数量不断增加，当贴壁细胞分裂生长到表面相互控制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触控制。
（4）动物细胞培育需要满足以下条件
①无菌、无毒的环境：
培育液应进行无菌办理。
平时还要在培育液中增加必然量的抗生素，以防培育过程中的污染。
其他，应如期更换培育液，防范代谢产物积累对细胞自己造成危害。
②营养：
合成培育基成分：
糖、氨基酸、促生长因子、
无机盐、微量元素等。
平时需加入血清、血浆
等天然成分。
③温度：
合适温度：
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是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是保持培育液的pH。
7
（5）动物细胞培育技术的应用：
制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培育医学研究的各种细胞。
2.动物体细胞核移植技术和克隆动物
（1）哺乳动物核移植能够分为胚胎细胞核移植（比较简单）和体细胞核移植（比较难）。
（2）采用去核卵（母）细胞的原因：
卵（母）细胞比较大，简单操作；卵（母）细胞细胞质多，营养丰富。
（3）体细胞核移植的大体过程是：
（右图）
核移植
胚胎移植
8
（4）体细胞核移植技术的应用：
①加速牲口遗传改进进度，促进良畜群繁育；②保护濒危物种，增大存活数量；
③生产可贵的医用蛋白；④作为
异种移植的供体；
⑤用于组织器官的移植等。
（5）体细胞核移植技术存在的问题：
克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理弊端等。
3.动物细胞交融
（1）动物细胞交融也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。
交融后形成的拥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）动物细胞交融与植物原生质体交融的原理基真相同，引诱动物细胞交融的方法与植物原生质体交融
的方法近似，常用的引诱因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等。
（3）动物细胞交融的意义：
战胜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）动物细胞交融与植物体细胞杂交的比较：
比细胞融细胞融引诱手用法
9
较
合的原
合的方
段
项
理
法
目
植
细胞膜
去除细
离心、
战胜了远缘杂交的
物
的流动
胞壁后
电刺
不亲和性，获得杂种
体
性
引诱原
激、振
植株
细
生质体
动，聚
胞
交融
乙二醇
杂
等试剂
交
引诱
动
细胞膜
使细胞
除应用
制备单克隆抗体的
物
的流动
分别后
植物细
技术之一
细
性
引诱细
胞杂交
胞
胞交融
手段
融
外，再
合
加灭活
的病毒
引诱
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。
从血清中分别出的抗体产量低、纯度低、特异性差。
（2）单克隆抗体的制备过程：
10
抗原注入小鼠体内
分别
B淋巴细胞骨髓瘤细胞
细胞交融
杂交瘤细胞
细胞培育
选择培育细胞
注入小鼠培育基
体内培育体外培育
从腹水提取从培育液提取
单克隆抗体
（3）杂交瘤细胞的特点：
既能大量生殖，又能产生专一的抗体。
（4）单克隆抗体的优点：
特异性强，矫捷度高，并能
大量制备。
（5）单克隆抗体的作用：
①作为诊断试剂：
正确鉴别各种抗原物质的细微差异，并跟必然抗原发生特异性结合，拥有正确、高效、简单、快速的优点。
11
②用于治疗疾病和运载药物：
主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。
专题3胚胎工程
（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办理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎切割、胚胎干细胞培育等技术。
经过办理后获得的胚胎，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，细胞数量不断增加，但胚胎的整体体积其实不增加，或略有减小。
（3）桑椹胚：
特点：
胚胎细胞数量达到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：
特点：
细胞开始出现分化（该时期细胞的全能性仍比较高）。
齐聚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，拥有囊胚腔和原肠腔。
12
（二）胚胎干细胞
1、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，本源于
早期胚胎或从原始性腺中分别出来。
2、拥有胚胎细胞的特点，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，拥有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。
其他，
在体外培育的条件下，能够增殖而不发生分化，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资料，在培育液
中加入分化引诱因子，如牛黄酸等化学物质时，就可以引诱ES细胞向不相同种类的组织细胞分化，这为揭
示细胞分化和细胞凋亡的机理供应了有效的手段；③能够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利用能够被引诱分化形成新的组织细胞的特点，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，经过ES细胞体外引诱分化，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。
13
（三）胚胎工程的应用
1.体外受精和胚胎的早期培育
（1）卵母细胞的收集和培育：
主要方法：
用促性腺激素办理，使其排出更多的卵子，尔后，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收集卵母细胞；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。
收集的卵母细胞，都要在体外经人工培育成熟后，才能与获能的精子受精。
（2）精子的收集和获能：
在体外受精前，要对精子进行获能办理。
（3）受精：
获能的精子和培育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）胚胎的早期培育：
精子与卵子在体外受精后，应将
受精卵移入发育培育液中连续培育，以检查受精情况和受精卵的发育能力。
培育液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需增加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。
当胚胎发育到合适的阶
段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。
不相同动物胚胎移植的时间不相同。
（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8~16个细胞阶段
移植。
）
2.胚胎移植
14
（1）胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，也许经过体
外受精及其他方式获得的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之连续发育为新个体的技术。
其中供应胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体”。
（供体为优秀品种，作为受体的雌性动物应为常有或存量大的品种。
）
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，都必定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：
大大缩短了供体自己的生殖周期，充发散挥雌性优秀个体的生殖能力。
（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供应了相同的生理环境。
②早期胚胎在一准时间内处于游离状态。
这就为胚胎的收集供应了可能。
③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反响。
这为胚胎在受体的存活供应了可能。
④供体胚胎可与受体子宫成立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特点在孕育过程中不受影响。
（4）基本程序主要包括：
①对供、受体的选择和办理。
选择遗传特点和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常生殖能力的受体，供
15
体和受体是同一物种。
并用激素进行同期发情办理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵办理。
②配种或人工授精。
③对胚胎的收集、检查、培育或保存。
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。
对受体母牛进行可否妊娠的检查。
3.胚胎切割
（1）见解：
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拥有相同的遗传物质，属于无性生殖。
（3）资料：
发育优秀，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，也可用于胚胎切割。
）
（4）操作过程：
对囊胚阶段的胚胎切割时，要将内细胞团均等切割，否则会影响切割后胚胎的恢复和进一步发育。
专题4生物技术的安全性和伦理问题
（一）转基因生物的安全性争论：
（1）基因生物与食品安全：
16
反方见解：
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
正方见解：
有安全性议论、科学家负责的态度、无实例无凭据
（2）转基因生物与生物安全：
对生物多样性的影响
反方见解：
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”
正方见解：
生命力有限、存在生殖隔断、花粉流传距离有限、花粉存活时间有限
（3）转基因生物与环境安全：
对生态系统牢固性的影响反方见解：
打破物种界限、二次污染、重组出有害的病原微生物、毒蛋白等可能经过食品链进入人体
正方见解：
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
（二）生物技术的伦理问题
（1）克隆人：
两种不相同见解，多数人持否定态度。
否定的原因：
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见解；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。
必然的原因：
技术性问题能够经过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法解决。
不行熟的技术也只有经过实践才能使之成熟。
17
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：
不赞同、不相赞同、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差异两种。
不相同见解，多数人持认可态度。
否定的原因：
把试管婴儿看作人体零配件工厂，是对生命的不敬爱；早期生命也有活下去的权益，抛弃或杀死节余胚胎，无异于“谋杀”。
必然的原因：
解决了不育问题，供应骨髓中造血干细胞救治患者最好、最快捷的方法，供应骨髓造血干细胞其实不会对试管婴儿造成伤害。
（3）基因身份证：
否定的原因：
个人基因资讯的泄漏造成基因歧视，必然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结果。
必然的原因：
经过基因检测能够提前采用预防措施，合时进行治疗，达到挽救患者生命的目的。
（三）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、传染路子多、污
染面广、有暗藏期、不易被发现、危害时间长等。
18
（4）禁止生物武器合约及中国政府的态度
专题5生态工程一、生态工程的基本源理
理论
意义
实例
项目
基础
可防范环境
物质
污染及其
无荒弃物农业
循环
对系统牢固
和发展
生物多样性
“三北”防范
生态
林建设中的单
程度高，可提
系统
纯林问题，珊
高系
的稳
瑚礁生态系统
统的抵抗力
定性
的生物多样性
牢固性
问题
生物
与环
可防范系统
境的
太湖富营养化
的失衡和破
协调
问题
坏
与平
衡
社
一致协调各
林业建设中自
会、
种关系，保障
然系统与社
经
系统
会、经济系统
济、
的平衡与稳
的关系问题
自然
定
19
复合
系统
系统
的结
构决
定功
能
改变和优化
原
系统的结构
理：
桑基鱼塘
以改进
散布
功能
式优
于集
中式
和环
式
系统
整体
性原
保持很高的珊瑚礁藻类和
理：
系统生产力珊瑚虫的关系
整体
大于
部分
二、生态工程的实例和发展远景
1、生态工程的实例解析
种类主要原理注意问题
20
物质循环再
①核心：
沼气工程
农村综合发
生原理、整体
②优点：
农林牧副渔
展型生态工
性原理、物种
全面发展；开发可更
程
多样性原理
新资源，减少环境污
染
整体性原理、①“综合”表现在同
小流域综合
协调与平衡
时考虑到生态效益和
治理生态工
原理、工程学
经济效益
程
原理
②不相同天气带、不相同
自然条件和不相同经济
发展水平的地区，生
态工程模式应各具特
色
物种多样性
工程建设中应注意的
原理、协调与问题
大地区生态
平衡原理、整①考虑树种生态适应
系统恢复工
体性原理
性问题，种植合适品
程
种
②考虑树种多样性，
保证防范林系统牢固
③不相同地区应依照当
地情况采用不相同策略
湿地生态恢
协调与平衡①主要措施：
退耕还林
复工程
原理、整体性②主要困难：
解决迁出
原理
湖区居民的生计问题
21
系统学和工
①种植耐旱的灌木、
矿区荒弃地
程学原理
草和树
的生态恢复
②确定合理载牧量
工程
③改进表土
协调与平衡
①解决大气污染措
城市环境
原理、整体性
施：
禁止使用有铅汽
生态工程
原理
油
②水污染：
减少或禁
止污水排放，进行污
水净化
一、生态工程的见解
生态工程是指应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理、结构与功能相协调原则，结合系统解析的最优化方法而设计的促进物质被分层多级利用的生产工艺系统。
二、生态工程的基本源理
生态工程的设计所依照的是生态学和工程学原理1、生态学原理
（1）物种共生原理：
自然界任何一种生物都不能够走开其他生物而单独生计和繁衍，存在着共生、竞争等关系，这组成了生态系统的自我调治和反响体系。
（2）生态位原理：
生态系统中各种生物都占有必然的生态位，依照此原理，可成立一个拥有多层次、多种群的牢固而高效的生态系统。
（3）食品链原理：
食品链/食品网是实现生态系统
22
中物质循环、能量流动和信息传达的基础，物种间的食品关系是生态工程设计的重要因素。
（4）物种多样性原理：
生态系统中生物多样性越高，抵抗力牢固性越陷越高，生态系统就越牢固。
（如
“三北防范林”虫害、珊瑚礁区的活力）2、工程学原理
（1）物质循环再生原理：
物质能在生态系统中循环往复，分层分级利用。
我国古代的
升级会员 