高考 必会 知识点：生物选修3知识点清单

《高考 必会 知识点：生物选修3知识点清单》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考 必会 知识点：生物选修3知识点清单（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、高中生物选修高中生物选修 3 知识点知识点 专题专题 1 基因工程基因工程 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，通过体外体外 DNA 重组重组和转基因 技术 转基因 技术， 赋予生物以新的遗传特性新的遗传特性， 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 分子水平分子水平上进行设计和施工的， 又叫做 DNA 重组技术重组技术。 基因工程的原理：基因重组基因重组 （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：能够识别识别双链 DNA 分子的某种特定的

2、核苷酸序列特定的核苷酸序列，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 连接酶连接酶 (1)两种 DNA 连接酶（EcoliDNA 连接酶和 T4-DNA 连接酶）的比较： 相同点：都缝合磷酸二酯键磷酸二酯键。 区别：EcoliDNA 连接酶来源于大肠杆菌，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

3、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。 DNA 连接酶 DNA 聚合酶 不同点 连接的 DNA 双链 单链 模板 不要模板 要模板 连接的对象 2 个 DNA 片段 单个脱氧核苷酸加到已存在的单链 DNA 片段上 相同点 作用实质 形成磷酸二酯键 化学本质 蛋白质 3.“分子运输车”载体 （1）载体具备的条件：能在受体细胞中复制并稳定保存。 具有一至多个限制酶切点，供外源 DNA 片段插入。 具有标记基因标记基因，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

4、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直接分离获得，真核基因是人工合成人工合成。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）PCR 的含义：是一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术。 （2）目的：获取大量的目的基因 （3）原理：DNA 双链复制 （4）过程：第一步：加热至 9095DNA 解链为单链； 第二步：冷却到 5560，引物与两条单链

5、 DNA 结合； 第三步：加热至 7075，热稳定热稳定 DNA 聚合酶聚合酶从引物起始进行互 补链的合成。 （5）特点：指数(2n)形式扩增 第二步：基因表达载体的构建(核心) 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。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：

6、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： 将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是 农杆菌转化法农杆菌转化法，其次还有 基因枪基因枪 法法和 花粉管通道法花粉管通道法等。 将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 显微注射技术显微注射技术。方法的受体细胞多 是 受精卵受精卵。 将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体

7、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 Ca2+ 处理细胞，使其成为 感受态细胞感受态细胞 ，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 分子杂交分子杂交(DNA-DNA)技术技术。 2.其次还要检测目的基因是否转录出 mRNA，方法是采用

8、分子杂交分子杂交(DNA-RNA)技 术。 3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是采用抗原抗原抗体杂交抗体杂交技术。 4.有时还需进行个体生物学水平个体生物学水平的鉴定。如生物抗虫或抗病的鉴定等。 （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。 4.基因诊断： 又称为 DNA 诊断， 是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基 因异常或携带病原体。 （四）蛋白质工程的概念 1、概念：蛋白质

9、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） A 转录 B 翻译 2、蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质 3、蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基 因工程。 4、蛋白质工程的基本途径：从预期的蛋白质功能出发 设计预期的蛋白质 结构 推测应有的氨基酸序列 找到相对应的脱氧核苷酸序列 （基因） 注意：目的基因只能用人工合成的方法

10、注意：目的基因只能用人工合成的方法 5、设计中的困难：如何推测非编码区以及内含子的脱氧核苷酸序列如何推测非编码区以及内含子的脱氧核苷酸序列 6、 蛋白质工程与基因工程区别 蛋白质工程 基因工程 实质 通过改造基因，以定向改造天然蛋白 质，甚至创造自然界不存在的蛋白质 将目的基因从供体转移到受体细 胞，并在受体细胞中表达 结果 合成自然界不存在的蛋白质 只能生产自然界已存在的蛋白质 联系 蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出的第二代基因工程 专题专题 2 细胞工程细胞工程 一、植物细胞工程 1.理论基础（原理） ：细胞全能性细胞全能性 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

11、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。 A 植物繁殖 微型繁殖：可以高效快速地实现种苗的大量繁殖 作物脱毒：采用茎尖茎尖组织培养来除去病毒（因为植物分生区附近的病毒极少或没有植物分生区附近的病毒极少或没有） 人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经人 工薄膜包装得到的种子。 优点： 完全保持优良品种的遗传特性， 不受季节的限制；优点： 完全保持优良品种的遗传特性， 不受季节的限制； 方便储藏和运输方便储藏和运输 B 作物新品

12、种培育 单倍体育种： a 过程：植株（AaBb）通过减数分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab 四种类型） ；对 花粉进行花药离体培养（技术是植物组织培养）花药离体培养（技术是植物组织培养） ；得到单倍体植株单倍体植株；对其幼苗时 期进行秋水仙素秋水仙素处理；得到了正常的纯合二倍体植株（AABB、AAbb、aaBB、aabb 四种类型） 。 b 优点：明显缩短育种年限 C 突变体利用： 在组织培养中会出现突变体， 通过从有用的突变体中选育出新品 种（如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体） D 细胞产物的生产：通过能够产生对人们有利的产物的细胞进行组织培养，从 而让

13、它们能够产生大量的细胞产物。 （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、电刺激离心、振动、电刺激等。 化学法一般是用聚乙二醇（聚乙二醇（PEGPEG）作为诱导剂。 （3）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。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 （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动物胚胎

14、或幼龄动物的器官或组织） 剪碎用胰蛋白酶或胶原蛋白胰蛋白酶或胶原蛋白 酶处理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 无菌、无毒无菌、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

15、危害。 营养营养：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 常需加入血清血清、血浆等天然成分。 温度温度：适宜温度：哺乳动物多是 36.50.5；pH：7.27.4。 气体环境气体环境：95%空气空气5%CO2。O2 是细胞代谢所必需的，是细胞代谢所必需的，CO2 的主要作用是的主要作用是 维持培养液的维持培养液的 pH。 （5）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胚胎细胞核移植 （比较容易） 和体细胞核移植体细胞核移植 （比 较难）

16、 。 （2）选用去核卵(母)细胞的原因：卵(母)细胞比较大细胞比较大，容易操作容易操作；卵(母)细胞细细 胞质多，营养丰富胞质多，营养丰富。卵细胞的细胞质可使体细胞细胞核全能性得到表达。 （3）体细胞核移植的大致过程是： （右图） 高产奶牛（提供体细胞）进行细胞培养细胞培养；同时采集卵母细胞，在体外培养到 减二分裂中期的卵母细胞减二分裂中期的卵母细胞，去核（显微操作）注：为什么要用卵细胞？它可以注：为什么要用卵细胞？它可以 提供充足的营养；操作简便；细胞质不会抑制细胞核全能性的表达提供充足的营养；操作简便；细胞质不会抑制细胞核全能性的表达；将供体细 胞注入去核卵母细胞；通过电刺激使两细胞融合，供体核进入受体卵母细胞，构 建重组胚胎；将胚胎移入受体（代孕）母牛体内；生出与供体奶牛遗传基因相同 的犊牛。 （4）体细胞核移植技术的应用： 加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育； 保护濒危物种，增大存活数量； 生产珍贵的医用蛋白； 作为异种移植的供体； 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健康问题、表现出遗传和生理缺陷遗传和生理缺陷等。 3.动物细胞