浙科版生物选修三知识要点整理

选修三

P2 基因工程核心：构建重组DNA分子定向改造生物的技术

实质：基因重组

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。）

理论基础：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

技术保障：限制性核酸内切酶、DNA连接酶（前两者为基因的分离和重组提供了必要的手段）和质粒载体的发现与应用

限制性核酸内切酶：识别和切割DNA分子内一小段特殊核苷酸序列的酶

细菌中分离出

对DNA分子上不同的特定的核苷酸序列进行识别和切割

切割的是磷酸二酯键

粘性末端、平末端

将一个基因从DNA分子上切割下来，需要切两处，同时产生4个粘性末端

识别序列eg GAATTC

DNA连接酶：作用：将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接在一起，形成的DNA分子成为重组DNA分子

DNA聚合酶需要模板，DNA连接酶不需要

连接的是磷酸二酯键

质粒：能够自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，是一种特殊的遗传物质

质粒作为载体的条件：1、能自我复制

2、具有切割位点

3、有标记基因，以供重组DNA的鉴定和选择

质粒可以从真核生物（酵母菌），微生物中获取

质粒可在自身细胞、受体细胞、体外（PCR技术）复制

载体：质粒、λ噬菌体（前两者能把外源基因载入到大肠杆菌等宿主细胞中）、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）

P5 基因工程的原理和技术

基本原理：让人们感兴趣的基因（即目的基因）在宿主细胞中稳定和高效地表达

步骤：一、获得目的基因

方法一：目的基因的序列已知：化学合成（胰岛素基因）or 聚合酶链式反应（PCR）扩增｛在短时间内形成大量DNA片段，DNA复制形成的是整个DNA

分子｝or 反转录法（已知RNA→cDNA）

PCR:体外的小试管中通过酶促反应有选择的大量扩增特定DNA片段的技术高温DNA解旋

方法二：序列未知，从基因文库中获取

二、形成重组DNA分子（基因工程的核心）

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

三、将重组DNA分子导入受体细胞

常用的受体细胞：大肠杆菌[人胰岛素、人生长激素、白细胞介素-2]、枯草杆菌、酵母菌（真核）[α-干扰素、乙型肝炎疫苗等蛋白质产品]和动植物细

胞[生物新品种]

Eg 用质粒作为载体，宿主细胞应该选择大肠杆菌。用氯化钙处理大肠杆菌，增加大肠杆菌细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入大肠杆菌宿主细胞（胞吞进入）四、筛选含有目的基因的受体细胞

经过培养，目的基因能和质粒一起在宿主细胞内大量扩增

五、目的基因的表达

Eg 转入了人胰岛素原基因的大肠杆菌，可以合成人胰岛素原。进一步加工（内质网、高尔基体）后可获得具有生物活性的胰岛素

检测和筛选目的基因的其他方法：①采用DNA分子杂交技术（目的基因为探针）

②核酸分子杂交法（标记的目的基因作探针与mRNA杂交）

③抗原抗体杂交法←检测是否表达

P9 基因工程的应用

转基因植物：时间短、克服远缘亲本难以杂交

转基因动物：省时省力

基因工程药物：胰岛素（大肠杆菌）

干扰素：是病毒侵入细胞后成熟的糖蛋白

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（并不直接杀伤或抑制病毒，而主要是通过细胞表面受体作

用使细胞产生抗病毒蛋白，从而抑制乙肝病毒的复制；同时还可增强自然杀伤细

胞（NK细胞）、巨噬细胞和T淋巴细胞的活力，从而起到免疫调节作用，并增强

抗病毒能力。）

乙型肝炎疫苗：乙肝抗原在酵母菌中表达成功

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，载体常用逆转录病毒）

无性繁殖：不经过异性生殖细胞的结合，直接由母体产生下一代个体的繁殖方式（保持了亲本的遗传性状，一次产生后代的数量可以很大，可以迅速扩大其种

群的数量）

P18克隆技术指从众多的基因或细胞群体中通过无性繁殖和选择获得目的基因或特定类型细胞的操作技术

分子水平上，基因克隆指某种目的基因的复制、分离过程，通常是将生物材料的遗传物质（DNA）用限制性核酸内切酶切成片段，插入到载体

分子中，并将所得的重组载体转入宿主细胞中，通过宿主细胞的无性

繁殖使其扩增，然后再用某种探针选择、钓取目的基因

克隆的条件：①具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞②能有效调控细胞核发育的物质③完成胚胎发育的必要的环境条件

P21 植物的克隆技术基础：植物组织培养

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

植物组织培养程序：①配制含有适当营养物质和植物生长调节剂的含0.7%~1%琼脂的培养基，倒在灭菌试管中凝固成半固体②从消毒的根、茎或叶上切取一

些小组织块③将组织块放在固体培养基上获得愈伤组织④以适当配比

的营养物质和生长调节剂诱导愈伤组织，直到再生出新的植株植物组织块切口处得细胞在创伤的刺激下发生脱分化成为分裂的细胞，并且可以继续不断地进行分增殖

愈伤组织：创伤表面的薄壁细胞团组成的新生组织。高度液泡化，细胞壁薄，不定型诱导出芽（分裂素多）和根（生长素多）的顶端分生组织

适量的激动素和细胞分类素配比可以诱导芽的分化；适量的吲哚乙酸及适当减

除其他某些激素，则可以诱导生根

Or 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，细胞核大胚性细胞）→细胞团→球形胚→心形胚→胚状体→

完整植株

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（细胞中有代谢活性的原生质部分，包括质膜、细胞质、细胞核），用适当方法进行原生质体培养

也可获得新植株

植物体的每个生活细胞（根、茎、叶、花药、子房及幼胚），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，都具有遗传上的全能性

由于不同种类植物或同种植物的不同基因型个体之间遗传性的差异，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：①有染色体畸变，细胞核变异或非整倍体产生，且其结果是不可逆的②细胞或组织中激素平衡被打破③细胞对外源生长物质的敏感性发生该改变斯由于其他各种原因产生了缺乏成胚性的细胞系）

植物原生质体的获得方法：在0.5~0.6mol/L的甘露醇溶液环境（较高渗透压）下用纤维素酶和果胶酶混合处理根尖、叶片、愈伤组织或悬浮培养细胞，将细胞壁消化除去，获得球形的原生质体

原生质体融合方法：物理法：离心振动，电刺激

化学法：聚乙二醇（PEG）

杂种细胞形成标志：细胞壁的形成

P27 动物的克隆

技术基础：动物的细胞和组织培养

动物细胞培养的原理：细胞增殖

动物细胞培养：机械消化，胰酶消化后分散成单个的细胞

因为细胞间并非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

动物组织培养：动物组织在体外及人工条件下维持生活状态或生长特性。动物组织培养过程中可以伴随组织分化

组织培养过程中哦主要的生命活动仍以细胞为单位

由于细胞的运动、变化，使得培养物的组织成分也发生结构和功能变异，

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

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

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

细胞培养瓶——卡式瓶

从人的组织切片中取下小片样品→胰蛋白酶酶解，消化组织中的胶原纤维（蛋白质）和细胞外的其他成分，获得单个的成纤维细胞悬浮液→转入特殊培养液中进行原代培养→将原代细胞分装到多个卡式瓶中进行传代培养（放入CO2培养箱中保温培养）

条件适合时，可以由传代细胞建成细胞系或细胞株

（1）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有限细胞系

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了的细胞系，大

多数具有异倍体核型。有的连续细胞系是恶性细胞系，具有异体致瘤性；有的

连续细胞系获得了不死性，但保留接触抑制现象，不致癌

（2）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、病毒敏感性和生化

特性等

所以，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

细胞克隆（克隆培养法）：把一个单细胞从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术

未经克隆化地细胞系具有异质性（一个细胞或个体含有不同遗传背景细胞质的现象）最基本要求：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

原代培养细胞和有限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（只有对培养环境有较大适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，so 单细胞不如群体细胞）

提高细胞克隆形成率的措施：①选择适宜的培养基②添加血清（胎牛血清最好）③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）支持生长④激素（胰岛素）刺激⑤使用CO2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

受精卵具有全能性，即具有使后代细胞形成完整个体的潜能，第一次卵裂后全能性没有丧失小鼠囊胚期原始外胚层细胞是多能细胞，可分化为生殖细胞等多种细胞、组织

在动物体内，已经分化的细胞不在分化为其他细胞，甚至终生不再分裂，如高度分化的神经细胞

癌细胞仍能逆转为正常细胞so 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

细胞分化使得细胞发生了基因的表达，有的基因开放，有的基因关闭

胚胎细胞核移植的成功率远高于成体细胞

重建合子的细胞质必须来自卵的原因：卵中没有关闭与个体发育有关的调节蛋白

所需受体细胞大多采用动物卵细胞的原因：体积大，易操作，有调控核发育的物质

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精卵时期的功能；在胚胎和个体发育中，细胞质具有调控细胞核（包括异源的细胞核）发育的作用根据分子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 开始丢失来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；在重组卵细胞开始第三次分裂时，原供核细胞的调节蛋白便全部被卵细胞质中的蛋白因子替换了，因此核DNA被重新编排，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

P41

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别的蛋白

胚胎发育的过程：

受精卵→卵裂球（体积与受精卵一样大，细胞逐渐变小，有机物减少；当卵裂球含2~8个细胞时，每个细胞都具有全能性，即可发育成一个完整的个体）→桑椹胚→囊胚（又叫胚泡，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育形成；内细胞团的细胞为胚胎干细胞，是一种未分化的细胞，具有发育全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官）→原肠胚（内、中、外三个胚层逐渐分化形成各种器官原基）以上过程体积不变

胚胎工程通常指各种胚胎操作技术

研究对象：主要限定于高等脊椎动物，特别是哺乳动物

重点内容：体外受精、胚胎体外培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养

体外受精过程：将成熟的精子（附睾中获取）放入培养液中培养，使精子达到获能状态→超数排卵（促性腺激素，因为性激素会负反馈作用于下丘脑、垂体，使促性腺激素分泌减少，导致性器官萎缩）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，促进其成熟→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，便可受精→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，通常移植的最适宜时期是发育到8细胞以上的胚胎，如早期囊胚；经分娩产仔就得到试管动物

胚胎体外培养是指通过人工创造的环境，对获取的早期胚胎进行体外培养。进行胚胎体外培养时，必须配制一系列含有不同成分的培养液，用以培养不同发育时期的胚胎。

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。

胚胎移植：是胚胎工程获得后代的唯一方法

将经济价值较高、遗传性状优良的母畜，经过激素处理，使其超数排卵后受精，然后将发育的早期胚胎分别移植到同期发情的代孕母的子宫内，通过代孕母妊娠产仔

提供胚胎的动物称为供体，接受胚胎的动物叫做受体（代孕母），良种雌性动物可以专门提供胚胎，而代孕的任务让一般品种的雌性动物来完成

（供体胚胎要优秀，受体同期发情，身体健康即可。同种雌性供体、受体）

基本过程：一头母畜（供体）发情排卵并经配种（体内or体外受精）后，在一定时间内从其生殖器官中（输卵管和子宫角）取出早期胚胎，然后把它们分别移植到另外一头与供体同时发情排卵、但未经配种的母畜（受体）的相应部位（输卵管或子宫角）。这个来自供体的胚胎能够在受体的子宫着床，并继续生长发育，最后产下供体的后代。

受精卵不能直接胚胎移植：因为表面没有滋养层结构，无法在子宫着床

不同动物胚胎移植时间不同

胚胎分割：指借助显微操作技术将早期胚胎切割成及等分，在移植到代孕母子宫中发育，产生同卵多仔后代

囊胚内细胞团均等分割

是一种快速繁殖良种畜的方法

基本过程：将发育良好的胚胎移入含有培养液的培养皿中，在显微镜下用切割针或切割刀把胚胎分割开，或者采用酶处理等方式将卵裂球中的细胞分散开；分割的胚胎或者细胞直接移植给受体，或在体外培养到囊胚阶段，在移植到受体内，着床发育产仔

卵裂球中的细胞能直接用于胚胎移植

胚胎干细胞的培养：来源：早期胚胎或原始的性腺细胞

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，先要在培养皿底部制备一层细胞，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，满足促进干细胞生长的同时抑制干细胞分化的条件。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，然后用酶消化或机械剥离内细胞团，再把它用酶消化成单个细胞，置于新鲜培养液中培养。

不加饲养层细胞培养→细胞分化

胚胎干细胞核移植：把胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术

卵细胞体外成熟后去核

胚胎干细胞可以进行基因敲除，获得基因敲除动物，减弱或消除排斥反应；人体的胚胎干细胞可以转变成人体的任何一种细胞和组织，可以培育用于移植的细胞、组织或器官；可以在试管中改良并创造动物新品种，再结合基因工程等技术培育出生长快、抗病力强、高产的家畜品种，生产有价值的动物等

人体血糖的调节以体液调节为主，同时又接受神经系统的调节。当血糖含量升高时，下丘脑的相关区域兴奋，通过副交感神经直接刺激胰岛B细胞释放胰岛素，并同时抑制胰岛A细胞分泌胰高血糖素，从而使血糖含量降低。当血糖含量降低时，下丘脑另一相关区域兴奋，通过交感神经作用于胰岛A细胞分泌胰高血糖素，并抑制胰岛B细胞分泌胰岛素，使血糖含量升高。机体通过神经—体液调节维持了血糖含量的相对稳定。

下丘脑间接调节血糖

神经系统还通过控制甲状腺和肾上腺的分泌活动来调节血糖含量。

PH=2的醋酸的浓度大于10倍PH=3的醋酸的浓度。这主要是因为浓度大的弱电解质溶液电离度较小的原因。

年龄组成常常作为预测未来种群密度变化的主要依据，是通过影响出生率和死亡率来影响种群密度。

①竞争关系可致使劣势物种绝灭，以利于优势物种得到更多的资源与空间。

②捕食关系是捕食者与被捕食者相互制约双方种群数量的种间关系，而被捕食者不会被捕食者灭绝。

水域中，某些水生动物也有分层现象，比如湖泊、海洋中的浮游动物即表现出明显的垂直分层现象。影响浮游动物垂直分布的原因主要决定于阳光、温度、食物和含氧量等。多数浮游动物一般是趋向弱光的，因此，它们白天多分布在较深水层，而夜间则上升到表层活动。此外，在不同季节也会因光照条件的不同而引起垂直分布的变化。

在水平方向上，由于光照强度、地形、湿度等因素的影响，不同地段分布着不同的生物种群，例如我国由东到西的群落分布主要是受水分制约，由南到北的群落水平结构主要是受温度的制约。

5. 群落演替的结果

（1）演替方向。演替是群落组成向着一定方向、具有一定规律、随时间而变化的有序过程，因而它往往是能预见的或可测的，一般都可以发生演替到森林阶段这一最高阶段。

（2）能量：总生产量增加，群落的有机物总量增加。

（3）结构：生物种类越来越多，群落的结构越来越复杂。

（4）稳定性：演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和空间上的不可逆变化，稳定性越来越高。

群落的演替不一定最终都能够达到森林阶段，这与各地的大环境有关。在气候条件适宜的情况下，从弃耕的农田演替出树林，需要数十年时间。如果是在干旱的荒漠地区，群落的演替很难形成树林，或许只发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。例如在中国的西北内陆干旱地区，群落就只能演替到草本植物阶段或者灌木阶段。

（单倍体）基因组是用来研究的，是为了破译某生物的全套遗传信息而进行的测序，这样，每一个基因都要测序，XY有不同源的地方，所以全都要测

染色体组是发育的，只要含能发育成个体的全部信息就可以了，只要XY中的一个就成。

糖蛋白由蛋白质和糖类构成，一般位于细胞膜表面。功能许多，不同的部位功能会有差异，但在动物体内主要起识别、保护、润滑等作用。还可以作为激素的受体。总之，细胞间信息传递要靠它

糖被的作用

1.消化道和呼吸道上表皮的糖蛋白有保护和润滑作用；

2.糖被与细胞表面的识别有密切关系。

3.糖被与细胞的粘连性有关

4.红细胞膜上糖被决定血型。

在条件适宜时，光合作用过程的每一环节都以一定速率进行，当某一条件突然改变，直接影响哪一环节的进行速率，除此环节外，其他各环节仍按原适宜条件的速率进行，进而分析出相关物质的变化。

细胞凋亡：指由于细胞内部程序激活而发生的自杀性死亡，是增殖的淋巴细胞被清除的主要方式。/ 由死亡信号诱发的受调节的细胞死亡过程, 是细胞生理性死亡的普遍形式。凋亡过程中DNA发生片段化，细胞皱缩分解成凋亡小体，被邻近细胞或巨噬细胞吞噬，不发生炎症。/ 生物体内细胞在特定的内源和外源信号诱导下，其死亡途径被激活，并在有关基因的调控下发生的程序性死亡过程。是程序性死亡过程的一种主要形式，强调的是形态学上的改变。它涉及染色质凝聚和外周化、细胞质减少、核片段化、细胞质致密化、与周围细胞联系中断、内质网与细胞膜融合，最终细胞片段化形成许多细胞凋亡体，被其他细胞吞入。/由生理或病理信号引发的自主性的细胞清除过程。

光化学烟雾

大气中因光化学反应而形成的有害混合烟雾。如大气中碳氢化合物和氮氧化合物在阳光的作用下起化学反应所产生的化学污染物。

大气中的氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物及其受紫外线照射后产生的以臭氧为主的二次污染物所组成的混合污染物。

光化学烟雾指的是一系列对环境和健康有害的化学品。它们称之为光化学烟雾是因为它们由最初的污染物质光解而产生的。光化学烟雾是一种淡蓝色烟雾，属于大气中二次污染物。

屠呦呦

2011年9月获得拉斯克临床医学奖，获奖理由是“因为发现青蒿素——一种用于治疗疟疾的药物，挽救了全球特别是发展中国家的数百万人的生命。”

一个科技工作者，是不该满足于现状的，要对党、对人民不断有新的奉献。

成功，在190次失败之后。

1971年，屠呦呦课题组在第191次低沸点实验中发现了抗疟效果为100%的青蒿提取物。1972年，该成果得到重视，研究人员从这一提取物中提炼出抗疟有效成分青蒿素。这些成就并未让屠呦呦止步，1992年，针对青蒿素成本高、对疟疾难以根治等缺点，她又发明出双氢青蒿素这一抗疟疗效为前者10倍的“升级版”。