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1、2012高三生物晩读材料（选修三）一. 基因工程：1. 基因工程是狭义的遗传工程，广义的遗传工程泛指把一种生物的遗传物质（细胞核、染色 体脱氧核糖核酸等）移到另一种生物的细胞中去，并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体 细胞中表达。）2. 基因工程是定向改造生物的技术，其核心是构建重组DNA分子，实质是基因重组。3. DNA是生物遗传物质的发现、DNA双螺旋结构的确立、遗传信息传递方式的认定是基因 工程诞生的理论基础；限制性核酸内切陆、DNA连接酶和质粒载体的发现与应用是基因工 程的技术保障。4. 限制性核酸内切酶：从细菌中分离岀的能识别和切割DNA分了内一小段特殊核昔酸序列 的酶。切割的键是磷
2、酸二酯键，切割得到具粘性末端或平末端的DNA片段；DNA水解酶也可以破坏磷酸二酯键，但得到的是脱氧核昔酸；将一个冃的基因从DNA分了上切割下來，需要切两处，可同时产生4个粘性末端。5. DNA连接酶可将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接，形成重纟II DNA分子；DNA聚 合酶则是将游离脱氧核甘酸聚合成链，两者都形成磷酸二酯键，但DNA聚合酶需要模板， DNA连接酚不需要。6. 质粒：能够H主复制的小型双链环状DNA分子，在细菌中以独立于染色体之外的方式存 在，也发现于部分真核生物（酵母菌）；最常用的质粒是大肠杆菌质粒。7. 载体种类有：质粒、入噬菌体（前两者能把外源基因载入到大肠杆菌等宿主
3、细胞中）、植 物病毒、动物病毒（后两者把外源基因分别载入到植物细胞和动物细胞内）&基木原理：让人们感兴趣的慕因（即冃的棊因）在宿主细胞中稳定和高效地表达。步骤是: 获得目的基因形成重组DNA分子（基因工程的核心）将重组DNA分子导入受体细 胞筛选含有目的基因的受体细胞目的基因的表达9. 获取H的基因的方法：若H的基因的序列已知，化学合成（如胰岛素基因）或聚合酶链式 反应（PCR）扩增；若序列未知，则可以建立一个包括目的基因的基因文库，从中获取。10. 通常用相同的限制性核酸内切酶分别切割目的基因和载体DNA,然后用DNA连接酶将 目的基因和载体DNA连接在一起，形成重组DNA分子。连接产物有载
4、体-载体、载体目 的棊因、冃的基因冃的基因拼接产物。11常用的受体细胞有人肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌和动植物细胞等；获得转基因动物常选 择受精卵，导入常用显微注射法；获得转基因植物可用植物各种组织细胞，导入常用农杆 菌转化法；用质粒作为载体，受体细胞为细菌时，盂用氯化钙处理，增加细胞壁的通透性, 使含有F1的基因的重组质粒进入大肠杆菌宿主细胞（胞吞）。12. 转入了人胰岛素基因的大肠杆菌，可以合成人胰岛素原，还需进一步加工后才可获得具 有牛物活性的胰岛索。13. 可通过检验产物（分子水平）或性状（个体水平）来确定目的基因是否表达。14. 转棊凶梢物：育种时间短、克服远缘亲木难以杂交的障碍；常用农
5、杆菌转化法导入棊因。 转基因动物：转入了外源基因的动物，受体细胞一般为受精卵。15. 基因工程药物：如胰岛素（大肠杆菌）、干扰素（病毒侵入细胞后产生的糖蛋白，具有抗 病毒、抗细胞分裂和免疫调节等多种生物学功能，是治疗病毒性肝炎和肿瘤的药物）、乙型 肝炎疫苗（酵母菌）16. 基因治疗：向目标细胞中引入正常功能的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗目的 （原有的缺陷基因一般不作处理，一般只在当代发挥作用，不影响下一代），如重度免疫缺陷症可注射转基因的T淋巴细胞來治疗。二. 克隆技术：1. 克隆：只要不通过两个分子、细胞或个体的结合，只由一个模板分子、母细胞或母体直接 形成新一代分子、细胞或个体，
6、就是无性繁殖，既克隆。2. 个体克降的条件：具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞能有效调控细胞核发育 的物质完成胚胎发冇的必要的环境条件。胚胎细胞克隆不属于严格意义上动物个体克隆。3. 植物的克隆的技术基础是植物组织培养；理论依据是植物细胞具有全能性；植物细胞全能 性的基本含义：植物体的每个生活细胞都具有遗传上的全能性，因而都具有发育成完整植株 的潜能。4. 植物纽织培养程序：配制含有适当营养物质和植物牛长调节剂培养基从消毒的根、茎 或叶上切取一些小组织块脱分化获得愈伤组织以适当配比的营养物质和生长调节剂诱 导愈伤组织再生出新植株5. 愈伤组织：创伤表面的薄壁细胞团组成的浙生组织，高度液泡化
7、，细胞壁薄，不定型； 适量的激动素和细胞分类素配比可以诱导芽的分化；适量的口引喙乙酸及适当减除其他某些激索，则可以诱导生根；将含有愈伤组织的试管放在摇床上，通过液体悬浮培养可以分散成单细胞（细胞质丰富， 液泡小，细胞核大的胚性细胞）一细胞团一球形胚心形胚胚状体完整植株。冇些植物（风信子）可以在愈伤组织的基础上直接发育出花器官。6. 在较高渗透压的片露醇溶液环境下用纤维素酶、果胶酶水解细胞壁，可以获得分离的植物 细胞原生质体，用适当方法进行原生质体培养也可获得新植株。7. 植物体的每个生活细胞（根、茎、叶、花药、了房及幼胚），即使是已经高度成熟和分化的 细胞，都保持了恢复到分生状态的能力，都具冇
8、遗传上的全能性。由于不同种类植物或同种 植物的不同基因型个体ZI可遗传性的差异，细胞全能性的表达程度大不相同&某些作物在多次继代培养后，会丧失细胞全能性的表达能力（原因：有染色体畸变，细 胞核变界或非整倍体产生,J1其结果是不町逆的细胞或组织中激素平衡被打破或细胞对外 源生长物质的敏感性发生该改变，产生了缺乏成胚性的细胞系）9. 动物克隆的技术基础是动物的细胞和组织培养；动物细胞培养的原理是细胞增殖；10. 动物细胞培养需耍将组织经机械消化或胰酶消化后分散成单个的细胞，因为细胞间并菲 彼此独立而是在生命活动中相互依存，所以某种程度上也像体内一样呈现一定的组织特性。 11动物组织培养：动物纽织在
9、休外及人工条件下维持牛活状态或牛长特性，动物组织培养过程中可以伴随组织分化山于细胞的运动、变化，使得培养物的组织成分也发牛:结构和功 能变异，结果长期的培养经常只能是单一类型的细胞保存来，最终成了简单的细胞培养。12. 细胞培养分为：原代培养（从机体取出后立即进行的细胞、组织培养）和传代培养（将细 胞从一个培养瓶转移或移植到另一个培养瓶）；有时为了方便，也将最初若干次传代归入原 代培养范围。13. 细胞系：指可连续传代的细胞，原代培养物在首次传代时就成为细胞系，能连续培养下去 的细胞系称为连续细胞系，不能连续培养下去的细胞系称为冇限细胞系（二倍体细胞通常为 有限细胞系连续细胞系被认为是发生转化
10、了的细胞系，人多数具有异倍体核型。启的连 续细胞系是恶性细胞系，貝有界体致瘤性；有的连续细胞系获得了不死性，但保留接触抑制 现彖，不致癌）14. 细胞株：通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细 胞系，一般具有恒定的染色体组型、同功酶类型、病壽敏感性和牛化特性等。细胞系泛指可传代的细胞，细胞株是具有特殊性质的细胞系15. 细胞克隆（克隆培养法）：把一个单细胞从群体中分离出來单独培养，使Z繁衍成一个新 的细胞群体的技术。最慕木要求：必须保证分离出来的细胞是一个而不是多个，即必须肯定所建成的克隆来源于 单个细胞。未经克隆化地细胞系具有界质性。16. 原代培养细胞和有限
11、细胞系克隆起来有实际困难；无限细胞系、转化细胞系、肿瘤细胞系 等比较容易克隆（贝有对培养环境有较人适丿应范围和具有较强独立生存能力的细胞才容易做 细胞克隆，所以单细胞不如群体细胞）17. 提高细胞克隆形成率的措施：选择适宜的培养基添加血清（胎牛血清）以滋养细胞 （如经射线照射本身失去增殖力的小鼠成纤维细胞）支持牛长激素（胰岛素）刺激使用C02培养箱调节pH；细胞克隆的最主要用途之一，从普通细胞系中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系。18癌细胞仍能逆转为正常细胞，如小鼠畸胎癌能够分化为各种正常体细胞，所以，无论是分 化还是癌化，变化的都是表现型，基因组成的完整性可以保留19. 体细胞在进行核移植操作
12、前一般会进行营养限制性培养;核受体大多采川动物卵细胞的原 因：体积大，易操作，有调控核发育的物质；20. 体细胞羊的克隆成功证明：高度分化细胞经过一定技术也处理，也可以回复到类似受楮卵 时期的功能；在胚胎和个体发育中，细胞质具冇调控细胞核（包括异源的细胞核）发育作用21. 根据分了细胞生物学机理说明克隆羊获得成功的部分原因:重组卵细胞最初分裂时虽然复 制了 DNA,但基因的转录并未开始;同时，供体核DNA开始丢失來源于提供核的细胞的 调节蛋白，而正是这些调节蛋白最初阻止了核基因的表达;在重纽卵细胞开始望二送分裂时, 原供核细胞的调节蛋白便全部被卵细胞质中的蛋白因了替换了，因此核DNA被重新编排
13、， 胚细胞开始表达自己的基因，进而调控胚在代孕母亲子宫的进一步发育22. 胚胎细胞核移植的成功率远高于成体细胞；克隆动物的主要性状和核供体一致，部分性状和质供体一致，与代孕母无遗传关系。三. 胚胎工程：1受精：成熟的精卵融合成为受精卵的过程，包括：精卵识别、精子附着于卵膜、精卵质膜 融合。同种动物精子、卵细胞表面有特异性互相识別的糖蛋白。2. 胚胎发育的过程：受精卵一卵裂球一桑扌甚胚一囊胚一原肠胚；囊胚乂叫胚泡，外表为一层扁平细胞，称滋养层，胚胎的附属结构或胚外结构如胚盘就由 滋养层发冇形成；内细胞团的细胞为胚胎干细胞，是一种未分化的细胞，具有发冇全能性, 能分化出成体动物的所冇组织和器官。原
14、肠胚的内、中、外三个胚层逐渐分化形成各种器官原基。3. 胚胎工程的研究対象主要限定于高等脊椎动物，特别是哺乳动物；重点内容有：体外受梢、 胚胎体外培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养。4. 体外受楮过程：将成熟的粘:子（附睾中获取）放入培养液中培养，便箱子达到获能状态 超数排卵后，使用超声监视器确定卵泡的位置，插入穿刺针吸取卵泡液，取出卵母细胞, 在体外进行人工培养，促进其成愁获能的精子和成熟的卵细胞在体外合适的环境下共同培 养一段时间，便可受梢。受精后形成的受精卵需经早期发育培养，才能完成植入或着床。5. 胚胎体外培养是指通过人工创造的坏境，对获取的早期胚胎进行体外培养。进行胚胎体外 培
15、养时，必须配制一系列含有不同成分的培养液，用以培养不同发冇时期的胚胎。目前， 只能对少数物种不同阶段的胚胎进行培养，尚无从受精卵到新生儿全体外胚胎培养技术。6. 胚胎移植是胚胎工程获得后代的唯方法，通常移植的最适宜吋期是发育到8细胞以上的 胚胎，如早期囊胚。7. 将优良母畜，经过促性腺激索处理，使其超数排卵后与优良公畜配种，然后取出胚胎，将 发育的早期胚胎移植到与胚胎供体同期发情排卵但未配种的代孕母的了宫内，通过代孕母产 仔。&胚胎分割：指借助显微操作技术将早期胚胎切割成儿等分，再移植到代孕母子宫中发育， 产生同卵多仔后代，是一种加快繁殖良种畜的方法。基木过程：在显微镜下用切割针或切割刀把胚胎
16、分割开（如：将囊胚内细胞团均等分割）, 或者采用酶处理等方式将卵裂球小的细胞分散开；分割的胚胎或细胞可能直接移植给受体, 也可能需在体外培养到囊胚阶段再移植。（取决于分割产物的类型）9. 胚胎干细胞是一种未分化细胞，具有发育全能性和二倍体核型。在培养胚胎干细胞时，先 要在培养1111底部制备一层细胞，称为饲养层,然后将干细胞接种在饲养层上。用于饲养层的 细胞一般是胚胎成纤维细胞,因为胚胎成纤维细胞可以分泌一些能抑制细胞分化的物质，满 足促进丁细胞生长的同时抑制丁细胞分化的条件。把胚胎放在培养液中继续培养，直到内细 胞团突出饲养层外，然后用晦消化或机械剥离内细胞团,再把它用陋消化成单个细胞，置于 新鲜培养液中培养。若要使细胞分化，不加饲养层细胞培养。
