1、现代生物科技专题重点知识点填空选修3现代生物科技专题知识点总结 专题1 基因工程一、基因工程的基本工具1.“分子手术刀” （1）来源：主要是从 生物中分离纯化出来的。（2）功能：能够识别 DNA分子的某种 的核苷酸序列，并且使每一条链中 部位的两个核苷酸之间的 断开，因此具有 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： 和 。2.“分子缝合针” (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 键。区别：EcoliDNA连接酶来源于 ，只能将双链DNA片段互补的 之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合 ，但连接平末端的
2、之间的效率较 。(2)与DNA聚合酶作用的异同：DNA聚合酶只能将 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 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 链 链模板 模板 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 化学本质蛋白质3.“分子运输车” （1）运载体具备的条件： 。 。具有 ，供 。（2）最常用的运载体是 ，它是一种裸露的、结构简单的、独立于 ，并具有 的双链 。二、基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1.目的基主要是指： ，也可以是一些具有 的因子。2.原核基因采取直接分离获得，真
3、核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有 法和 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： （4）过程：第一步：加热至9095，DNA解链为 ；第二步：冷却到5560， 与两条单链DNA结合；第三步：加热至7075， 从引物起始进行 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 ，并且可以 ，使目的基因能够 。2.组成： （1）启动子：是一段有特殊结构的 ，位于基因的 ，是 识别和结合的部位，能驱动基因 ，最终获得所需的 。（2）终止子：也是一段有特殊结构的 ，位于基
4、因的 。（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中 ，从而将 筛选出来。常用的标记基因是 。第三步：将目的基因导入受体细胞_1. ：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 ，其次还有 和 等。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 。方法的受体细胞多是 。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 ，最常用的原核细胞是 ，其转化方法是：先用 处理细胞，使其成为 ，再将 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，筛选含基因表达
5、载体受体细胞的依据是 。第四步：目的基因的检测和表达1.首先要检测转基因生物DNA上是否 ，方法是采用 技术。2.其次还要检测目的基因是否 ，方法是采用 技术。3.最后检测目的基因是否 ，方法是采用 技术。4.有时还需进行 的鉴定。如生物抗虫或抗病的鉴定等。专题2 细胞工程一、植物细胞工程 1.理论基础（原理）： 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 、 培育植物新品种的最后一道工序
6、。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 等。化学法一般是用 （ ）作为诱导剂。（3）意义： 。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 ，将它分散成 ，然后放在适宜的 中，让这些细胞 。（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 处理分散成 制成 转入培养瓶中进行 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 培养。（3）细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就 上，称为 。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面 时，细胞就会 ，这种现象称为 。（4
7、）动物细胞培养需要满足以下条件 ：培养液应进行 处理。通常还要在培养液中添加一定量的 ，以防培养过程中的污染。此外，应定期 ，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。 ：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 等天然成分。 ：适宜温度：哺乳动物多是36.50.5；pH：7.27.4。 ：95% 5% 。O2是 所必需的，CO2的主要作用 。（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 、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 核移植（比较容易）和 核移植（比较难）。（2）选用去核卵(母)细胞的原因：
8、卵(母)细胞 ；卵(母)细胞 ； 卵(母)细胞含有 。（3）体细胞核移植的大致过程是：（左图）核移植 胚胎移植3.动物细胞融合（1）动物细胞融合也称 ，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 细胞遗传信息的单核细胞，称为 。（2）动物细胞融合与植物原生质体融合原理基本相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合方法类似，常用的诱导因素有 等。（3）动物细胞融合的意义：克服了 ，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：比较项目原理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
9、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 、纯度 、特异性 。（2）单克隆抗体的制备过程：（3）杂交瘤细胞的特点： 。（4）单克隆抗体的优点： 。（5）单克隆抗体的作用： 作为 ：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 的优点。 用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗 ，可制成“ ”，也有少量用于治疗其它疾病。专题3 胚胎工程一、 体
10、内受精和早期胚胎发育胚胎工程的建立场所： 的曲细精管时间：从 开始，到 精子的发生 1）精原细胞多个 细胞（通过数次有丝分裂）过程 2）1个初级精母细胞2个次级精母细胞4个精子细胞3）精子细胞精子（通过变形） 场所： 时间：从胎儿时期开始（胎儿期完成了卵泡的形成和在卵巢内的储备）卵子的发生 1）卵原细胞初级卵母细胞过程 2）1个初级卵母细胞1个次级卵母细胞第一极体（ 完成）3）1个次级卵母细胞1个卵子第二极体（ 过程中完成） 概念：精子和卵子结合成合子（受精卵）的过程。 受精 场所：雌性的 内1）受精前的准备阶段1：精子获能 过程 2）受精前的准备阶段2：卵子的准备 3）受精阶段a.精子穿越
11、：顶体反应，透明带反应3）受精阶段 b.进入 ： 反应c.原核形成和配子结合 ：细胞在透明带中进行有丝分裂 ：胚胎细胞达 个左右，每一个细胞都是细胞早期胚胎发育 ： 有囊胚腔，出现了囊胚从透明带中伸展出来的 过程 ： 二、体外受精和早期胚胎培养试管动物技术：通过人工操作使卵子和精子在 条件下成熟和受精，并通过培养发育为 后，再经移植产生后代的技术。 方法一：用促性腺激素处理，使其超数排卵，从中输卵管冲取卵子（针对卵母细胞的采集实验动物，家畜猪、羊等） 卵子的采集 方法二：从屠宰母畜卵巢中采集方法三：借助超声波探测仪、内窥镜、腹腔镜等工具直接从活体母畜 中吸取（针对大家畜或大型动物，如牛） 体外
12、受精 卵母细胞的培养：在体外人工培养成熟（到达 期） 精子的采集：方法有假阴道法、手握法和电刺激法等精子的获能：方法有 培养法（通过 ） （通过肝素或钙离子载体A23187） 受精：在 或专用的 溶液中完成受精胚胎早期培养 条件：受精卵在 培养液中培养 培养液成分： 三、 胚胎工程的应用及前景（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 等技术。经过处理后获得的 ，还需移植到 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 。（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 。 （3）
13、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 细胞。（4）囊 胚：特点：细胞开始出现 （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 ，将来发育成胎儿的各种组织。中间的空腔称为 。（5）原肠胚：特点：有了 的分化。（二）胚胎干细胞1、哺乳动物胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于 中分离出来。2、具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为 小， 大， 明显；在功能上，具有 ，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 而不发生 ，可进行 保存，也可进行 。随着组织工程技术的发展，通过ES细胞 ，定向培育出 ，用于 ，解决供体器
14、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 处理，使其排出更多的卵子，然后，从 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 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 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 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 处理。(3) 受精：获能的精子和培养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)胚胎的早期培养：精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入 中继续培养，以检查受精状况和受精
15、卵的发育能力。培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向 。不同动物胚胎移植的时间不同。(牛、羊一般要培育到 胚阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在 阶段移植，人的体外受精胚胎可在4个细胞阶段移植。)2.胚胎移植(1)胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到 的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“ ”，接受胚胎的个体称为“ ”。（供体为优良品种，作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。）地位：如 、 ， 等任何一
16、项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必须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：大大缩短了供体本身的 ，充分发挥 。(3) 生理学基础：动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的 。这就为供体的胚胎移入受体提供了 。早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的 提供了可能。受体对移入子宫的外来胚胎不发生 。这为胚胎在受体的 提供了可能。供体胚胎可与受体子宫建立正常的 联系，但供体胚胎的 在孕育过程中不受影响。(4) 基本程序主要包括：对供、受体的选择和处理。选择 的供体，有 的受体，供体和受体是 物种。并用激素进行 处理，用 激素对供体母牛做超数排卵处
17、理。配种或人工授精。对胚胎的收集、检查、培养或保存。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 )。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到 阶段。直接向受体移植或放入 中保存。对胚胎进行移植。 移植后的检查。对受体母牛进行是否 的检查。3.胚胎分割(1)概念：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 的技术。(2)意义：来自同一胚胎的后代具有 的遗传物质，属于 繁殖。(3)材料：发育良好，形态正常的 。（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，也可用于胚胎分割。）(4)操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将 分割，否则会影响
18、。专题4 生物技术的安全性和伦理问题1.转基因生物的安全性争论包括： 、 、 2.生物技术的伦理问题(1)克隆人：两种不同观点，多数人持否定态度。否定的理由：克隆人严重违反了 ，是克隆技术的滥用；克隆人冲击了 等传统的伦理道德观念；克隆人是在人为的制造在 都不健全的人。肯定的理由：技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法解决。不成熟的技术也只有通过实践才能使之成熟。中国政府的态度： 。四不原则： 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区别两种。不同观点，多数人持认可态度。否定的理由：把试管婴儿当作人体零配件工厂，是 ；早期生命也有活下去的权利，抛弃或杀死多余胚
19、胎，无异于“谋杀”。肯定的理由：解决了不育问题，提供骨髓中造血干细胞救治患者 的方法，提供骨髓造血干细胞并不会对 造成损伤。(3)基因身份证：否定的理由：个人基因资讯的泄漏造成 ，势必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后果。肯定的理由：通过基因检测可以及早采取预防措施，适时进行治疗，达到挽救患者生命的目的。专题5 生态工程 1） 原理：物质能在生态系统中循环往复，分层分级利用 2） 原理：物种繁多复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性生态工程 3） 原理：生态系统的生物数量不能 的原理 以及生物与环境相适应 4） 原理：生态系统建设要考虑自然、经济、社会的整体影响 5） 原
20、理： 原理：要通过改善和优化系统结构改善功能，如 原理：系统各组分间要有适当的比例关系，使得能量、物质、信息等的转换和流通顺利完成，并实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1+12” 选修3现代生物科技专题知识点总结 专题1 基因工程一、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DN
21、A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。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
22、子运输车”运载体（1）运载体具备的条件：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，供重组DNA的鉴定和选择。（2）最常用的运载体是质粒,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。二、基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1.目的基因主要是指： 编码蛋白质的结构基因 ，也可以是一些具有调控作用的因子。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）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
23、。（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9095，DNA解链为单链；第二步：冷却到5560，引物与两条单链DNA结合；第三步：加热至7075，TaqDNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。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）
24、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。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 Ca2+ 处理细胞，使其成为
25、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(DNA-DNA)技术。2.其次还要检测目的基因是否转录出mRNA，方法是采用DNA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，方法是采用抗原抗体杂交技术。4.有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如生物抗虫或抗病的鉴定等。专题2 细胞工程一、植物细胞工
26、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（1）概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组
27、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
28、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36.50.5；pH：7.27.4。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）选用去核卵(母)细胞的原因：卵(母)细胞比较大，容易操作；卵
29、(母)细胞细胞质多，营养丰富。（3）体细胞核移植的大致过程是：（左图） 胚胎移植核移植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：比较项目原理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：
