2017高考生物选修3(知识必背清单).doc

1高中生物选修 3（知识必背清单）专题 1 基因工程基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外 DNA 重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品基因工程是在 DNA 分子水平上进行设计和施工的，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）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的2）功能：能够识别双链 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，因此具有专一性3）结果：经限制酶切割产生的 DNA 片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端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区别：E·coliDNA 连接酶来源于 T4噬菌体，只能将双链 DNA 片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而 T4DNA 连接酶能缝合两种末端，但连接平末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末端，形成磷酸二酯键。

DNA 连接酶是连接两个 DNA 片段的末端，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稳定保存②具有一至多个限制酶切点，供外源 DNA 片段插入③具有标记基因，供重组 DNA 的鉴定和选择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，并具有自我复制能力的双链环状 DNA 分子3）其它载体： 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：目的基因的获取1.目的基因是指： 编码蛋白质的结构基因 2.原核基因采取直接分离获得，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（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℃，热稳定 DNA 聚合酶从引物起始互补链的合成第二步：基因表达载体的构建1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因（1）启动子：是一段有特殊结构的 DNA 片段，位于基因的首端，是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出 mRNA，最终获得所需的蛋白质。

2）终止子：也是一段有特殊结构的 DNA 片段 ，位于基因的尾端3）标记基因的作用：是为了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.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程2.常用的转化方法：2将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是 农杆菌转化法，其次还有 基因枪法和 花粉管通道法等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 繁殖快、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 ，其转化方法是：先用 Ca 2+ 处理细胞，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，在一定的温度下促进感受态细胞吸收 DNA分子，完成转化过程3.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 标 记 基 因 是 否 表 达 第四步：目的基因的检测和表达1.首先要检测 转基因生物的染色体 DNA 上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA 分子杂交技术。

2.其次还要检测 目的基因是否转录出了 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 目的基因是否翻译成蛋白质，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 个体生物学水平的鉴定如 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状三）基因工程的应用1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质2.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 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）蛋白质工程的概念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，通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.植物组织培养技术（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（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）诱导融合的方法：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）作为诱导剂3）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍二）动物细胞工程1. 动物细胞培养3（1）概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖2）动物细胞培养的流程：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处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养3）细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，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相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制4）动物细胞培养需要满足以下条件①无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害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。

通常需加入血清、血浆等天然成分③温度：适宜温度：哺乳动物多是 36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4④气体环境：9 5%空 气 ＋ 5%CO2 O2是 细 胞 代 谢 所 必 需 的 ， CO2的 主 要 作 用 是 维 持 培 养 液 的 pH5）动物细胞培养技术的应用：制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养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)细胞的原因：卵(母)细胞比较大，容易操作；卵(母)细胞细胞质多，营养丰富3）体细胞核移植的大致过程是：（右图）核移植胚胎移植（4）体细胞核移植技术的应用：①加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育； ②保护濒危物种，增大存活数量；③生产珍贵的医用蛋白； 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，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程融合后形成的具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）动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似，常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等3）动物细胞融合的意义：克服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）动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：比较项目 细胞融合的原理 细胞融合的方法 诱导手段 用法植物体细 细胞膜的流动性 去除细胞壁后诱 离心、电刺激、 克服了远缘杂交4胞杂交 导原生质体融合 振动，聚乙二醇等试剂诱导的不亲和性，获得杂种植株动物细胞融合细胞膜的流动性 使细胞分散后诱导细胞融合除应用植物细胞杂交手段外，再加灭活的病毒诱导制备单克隆抗体的技术之一4.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离出的抗体产量低、纯度低、特异性差2）单克隆抗体的制备过程：（3）杂交瘤细胞的特点：既能大量繁殖，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5）单克隆抗体的作用：① 作为诊断试剂：准确识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合，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：主要用于治疗癌症治疗，可制成“生物导弹”，也有少量用于治疗其它疾病。

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，但胚胎的总体体积并不增加，或略有减小 （3）桑椹胚：特点：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：特点：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：特点：有了三胚层的分化，具有囊胚腔和原肠腔二）胚胎干细胞注入小鼠细胞融合分离抗原注入小鼠体内B 淋巴细胞 骨髓瘤细胞杂交瘤细胞细胞培养选择培养细胞培养基体内培养 体外培养从腹水提取 从培养液提取单克隆抗体51、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。