选修三知识点总结

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1、专题一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 DNA1组技术。(一) 基因工程的基本工具1“分子手术刀”一一限制性核酸内切酶(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

2、子缝合针” 一一 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： 相同点：都缝合 磷酸二酯 键。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。(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. 获取目的基因的方法：(1) (2)此外，还可以3.

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 9095 C DNA解链；第二步：冷却到 5560 C,引物结合到互 补DNA链；第三步：加热至 7075C,热稳定_DNA聚合酶从引物起始互补链的合成_。 第二步 (这是基因工程的核心)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DN

4、A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，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

5、法是：先用Ca2+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：目的基因的检测与鉴定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。（用标记的目的基因作探针与DNA单链杂交）2. 其次还要检测 目的基因是否转录出了 mRNA方法是采用_分子杂交技术（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 ，方法是进行 抗原-抗体

6、杂交。4. 有时还需进行 个体水平的鉴定。女口 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。（三）基因工程的应用（简单了解）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）芳氨基酸序列1植物体组织培养的条件：（2）人工种子是指：组织培养得到的 经过人工薄膜包装。（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.

7、 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(PE G)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(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t用胰蛋白酶或胶原蛋白酶 处理分散成单个细胞t制成细胞悬液t转入培养瓶中进行原代培养t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

8、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 。 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。 温度：适宜温度：哺乳动物多是36.5 C+ 0.5 C ; pH: 7.27.4。 气体环境：95%空气+ 5%CO。Q是细胞代谢

9、所必需的,CO的主要作用是 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(比较容易)和 体细胞核移植(比较难)。(2) 动物核移植是指(3) 克隆的原理：(4) 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)选择供体母半受眛時牛闽期发情处理I核移植嗽脉冲轴徽 甲期庖備I胚胎移植芹一头母争羊的于玄生I无降缔羊手帀IS锻排卵i冲鄭Ir质检査*增养一*駆朋移

10、的iI(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; 用于组织器官的移植等。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、 肿瘤和生物生物新品种培育 的（4）动物细胞融合与植物体细胞

11、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 胞杂交细胞膜的流动性去除细胞壁后诱 导原生质体融合离心、电刺激、 振动，聚乙二醇 等试剂诱导克服了远缘杂交 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 彳氐、特异性差。（2）单克隆抗体的制备过程：细胞培（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

12、制备 。（5）单克隆抗体的作用：“生物导弹”:在单克隆抗体上连接上抗癌的药物专题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，女口胚胎移植、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。（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

13、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1、 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： 可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；

14、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； 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; 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； 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