生物選修三知識點生物選修三知識點

【一】

一、基因工程的概念

基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴格的設計，通過體外DNA重組和轉基因技術，賦予生物以新的遺傳特性，創造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。基因工程是在DNA分子水平上進行設計和施工的，又叫做DNA重組技術。二、基因工程的原理及技術原理：基因重組技術(2)功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，因此具有專一性。(3)結果：經限制酶切割產生的DN_末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端.2.“分子縫合針”——DNA連接酶

(1)兩種DNA連接酶(E?coliDNA連接酶和T4DNA連接酶)的比較：①.相同點：都縫合磷酸二酯鍵。②.區別：E?coliDNA連接酶來源于T4噬菌體，只能將雙鏈DN_互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來;而T4DNA連接酶能縫合兩種末端，但連接平末端的之間的效率較低。(2)與DNA聚合酶作用的異同:DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個DN_的末端，形成磷酸二酯鍵。3.“分子運輸車”——載體

(1)載體具備的條件：

①能在受體細胞中復制并穩定保存。②具有一至多個限制酶切點，供外源DN_插入。③具有標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。(2)最常用的載體是質粒：

它是一種裸露的、結構簡單的、獨立于細菌染色體之外，并具有自我復制能力的雙鏈環狀DNA分子。(3)其它載體：噬菌體的衍生物、動植物病毒

基因工程的基本操作程序

第一步：目的基因的獲取

1.目的基因是指：編碼蛋白質的結構基因。2.原核基因采取直接分離獲得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反轉錄法和化學合成法。3.PCR技術擴增目的基因

(1)原理：DNA雙鏈復制

(2)過程：①加熱至90～95℃DNA解鏈;

②冷卻到55～60℃，引物結合到互補DNA鏈;③加熱至70～75℃，熱穩定DNA聚合酶從引物起始互補鏈的合成

第二步：基因表達載體的構建

1.目的：使目的基因在受體細胞中穩定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達和發揮作用。2.組成：目的基因+啟動子+終止子+標記基因

(1)啟動子：是一段有特殊結構的DN_，位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結合的部位，能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質。(2)終止子：也是一段有特殊結構的DN_，位于基因的尾端。(3)標記基因的作用：是為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。常用的標記基因是抗生素基因。第三步：將目的基因導入受體細胞

1.轉化的概念：是目的基因進入受體細胞內，并且在受體細胞內維持穩定和表達的過程。2.常用的轉化方法：將目的基因導入植物細胞：采用最多的方法是農桿菌轉化法，其次還有基因槍法和花粉管通道法等。3.將目的基因導入動物細胞：最常用的方法是顯微注射技術。此方法的受體細胞多是受精卵。將目的基因導入微生物細胞：

4.重組細胞導入受體細胞后，篩選含有基因表達載體受體細胞的依據是

標記基因是否表達.第四步：目的基因的檢測和表達

1.首先要檢測轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子雜交技術.2.其次還要檢測目的基因是否轉錄出了mRNA，方法是采用用標記的目的基因作探針與mRNA

雜交。3.最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質，方法是從轉基因生物中提取蛋白質，用相應的抗體進行抗原-抗體雜交。4.有時還需進行個體生物學水平的鑒定。如轉基因抗蟲植物是否出現抗蟲性狀。基因工程的應用:

1.植物基因工程：抗蟲、抗病、抗逆轉基因植物，利用轉基因改良植物的品質。2.動物基因工程：提高動物生長速度、改善畜產品品質、用轉基因動物生產藥物。3.基因治療：把正常的外源基因導入病人體內，使該基因表達產物發揮作用。蛋白質工程的概念：

蛋白質工程：

是指以蛋白質分子的結構規律及其生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。(基因工程在原則上只能生產自然界已存在的蛋白質)

(1)蛋白質工程崛起的緣由：基因工程只能生產自然界已存在的蛋白質

(2)蛋白質工程的基本原理：它可以根據人的需求來設計蛋白質的結構，又稱為第二代的基因工程。(3)基本途徑：從預期的蛋白質功能出發，設計預期的蛋白質結構，推測應有的氨基酸序列，找到相對應的脫氧核苷酸序列(基因)以上是蛋白質工程特有的途徑;以下按照基因工程的一般步驟進行。(注意：目的基因只能用人工合成的方法)

(4)設計中的困難：如何推測非編碼區以及內含子的脫氧核苷酸序列

【二】

1.基因工程的誕生

(1)基因工程：按照人們的意愿，進行嚴格的設計，并通過體外DNA重組和轉基因等技術，從而創造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。(2)基因工程誕生的理論基礎是在生物化學、分子生物學和微生物學科的基礎上發展起來，技術支持有基因轉移載體的發現、工具酶的發現，DNA合成和測序儀技術的發明等。2.基因工程的原理及技術

基因工程操作中用到了限制酶、DNA連接酶、運載體

3.基因工程的應用

(1)在農業生產上：主要用于提高農作物的抗逆能力(如：抗除草劑、抗蟲、抗病、抗干旱和抗鹽堿等)，以及改良農作物的品質和利用植物生產藥物等方面。(2)基因治療不是對患病基因的修復，基因檢測所用的DNA分子只有處理為單鏈才能與被檢測的樣品，按堿基配對原則進行雜交。4.蛋白質工程

蛋白質工程的本質是通過基因改造或基因合成，對先有蛋白質進行改造或制造新的蛋白質，所以被形象地稱為第二代基因工程;基因工程在原則上只能生產自然界已存在的蛋白質高中生物選修三知識點

1.植物的組織培養

(1)細胞工程：指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通過細胞水平或者細胞器水平上的操作，按照人們的意愿來改變細胞內的遺傳物質或獲取細胞產品的一門綜合科學技術。在細胞器水平上改變細胞的遺傳物質，屬于細胞工程。(2)細胞全能性：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞，都具有發育成完整生物體的潛能。考點細化：

①都具有該生物全部遺傳信息，因此從理論上講，生物體的每一個活細胞都應該具有全能性。②細胞在生物體內沒有表現出全能性的原因是基因選擇性表達。③植物細胞的全能性得以實現的條件是離體，合適的營養和激素，無菌操作。④在生物的所有的細胞中，受精卵細胞的全能性。(3)植物組織培養：在無菌和人工控制的條件下，將離體的植物器官、組織、細胞，培養在人工配置的培養基上，給予適宜的培養條件，誘導其產生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。考點細化：

①已分化的細胞經過誘導后，失去其特有的結構和功能而轉變成未分化細胞的過程叫脫分化。②再分化是愈傷組織繼續進行培養，重新分化出根或芽等器官。③愈傷組織細胞排列疏松而無規則，高度液泡化的呈不定型狀態的薄壁細胞。④植物組織培養時培養基的成分有礦質元素、蔗糖、維生素、植物激素、有機添加物，與動物細胞培養相比需要蔗糖、植物激素，不需要動物血清。⑤在植物組織培養脫分化過程中，需要植物激素

⑥植物組織培養全過程中都需要無菌，愈傷組織之前不需要光照

(4)植物組織培養技術的用途：微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細胞產物的工廠化生產。考點細化：

①用植物體的莖尖、根尖來獲得無病毒植物

②人工種子中人工胚乳相當于大豆種子的子葉，人工種子與正常種子相比發芽率高。③轉基因植物的培育需要植物組織培養

(5)將不同種植物的體細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成新的植物體叫做植物體細胞雜交。考點細化：

①用纖維素酶、果膠酶去除細胞壁獲得原生質體

②物理方法：電刺激、振蕩、離心;化學方法：聚乙二醇

③植物體細胞雜交完成的標志是新細胞壁的形成④融合后的雜種細胞通過植物組織培養才能發育成完整的植物體

(6)植物體細胞雜交這一育種方法的優點是克服遠緣雜交不親和障礙

2.動物的細胞培養與體細胞克隆

(7)動物細胞工程常用的技術手段有動物細胞培養、動物細胞核移植、動物細胞融合、生產單克隆抗體、胚胎移植等

(8)動物細胞培養經過原代培養和傳代培養

考點細化：

①動物細胞培養液的成分有糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等

②動物細胞培養基液體，植物細胞培養基固體，培養的動物細胞通常取自胚胎、幼齡動物的組織器官

②動物細胞培養時的氣體環境是95%的空氣+5%二氧化碳的混合氣體，CO2起到調節PH值作用

③使用胰蛋白酶處理使動物組織分散成單個細胞

④動物組織處理使細胞分散后的初次培養稱為原代培養

⑤貼滿瓶壁的細胞需要重新用胰蛋白酶等處理，然后分瓶繼續培養，讓細胞繼續增殖。這樣的培養過程通常被稱為傳代培養。3.細胞融合與單克隆抗體

(9)動物細胞融合與植物原生質體融合的區別：操作步驟不同：植物原生質體融合需要先去除細胞壁，動物細胞無細胞壁;誘導方法不同：動物細胞融合可以用物理、化學和生物三種方法，植物原生質體融合只能用物理、化學方法;最終目的不同：植物原生質體融合最終是為了獲得雜種植株，動物細胞融合最主要目的是獲得單克隆抗體。(10)單克隆抗體與血清抗體相比特異性強、靈敏度高并可大量制備(11)熟悉單克隆抗體制備過程。考點細化

①生產雜交瘤細胞要用B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合

②注射相應抗原后，從小鼠脾臟中提取出B淋巴細胞

③雜交瘤細胞既能大量增殖，又能產生專一抗體。④制備單克隆抗體過程中需要兩次篩選

⑤體外條件下做大規模培養雜交瘤細胞或者注射到小鼠腹腔內增殖，從細胞培養液或者小鼠腹水內就可以提取出大量的單克隆抗體。生物選修三學習方法方法/步驟1:

第一，教科書要熟爛于心。生物，掌握了教材就是取得了一半的成功。書中的圖例、實驗、涉及的化學式(光合與呼吸)，要時常歸納、總結重點詞，如“功能、“作用”、“本質是”，這些都要留心，書上的黑體字