高中生物选修三知识点总结

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高中生物选修3知识点总结(全)

高中生物选修3知识点总结(全)

高中生物选修3知识点总结(全)生物质与天然气是两种常见的可再生能源,它们在减少化石燃料使用和减少空气污染方面都有着重要作用。

下面我们将对生物质和天然气进行比较。

一、定义生物质是指来自植物和动物等生物体的可再生、有机的原料,包括木材、麦秸、秸秆、谷物皮、枯枝落叶等。

天然气指的是主要由甲烷组成的一种气体燃料,通常来自石油和天然气田。

二、来源生物质可以通过农作物、林业、草原系畜牧业等方式获得。

生物质利用可以促进农业、林业、草原生态环境的可持续发展,也可以解决农作物秸秆等废弃物的处理问题。

天然气则主要来自油气井,是地球上自然形成的化石燃料。

三、能源密度生物质的能源密度较低,普遍不能直接用作燃料,需要进行加工处理。

例如,生物质可以经过压缩成为生物质颗粒进行燃烧,或者制成液态生物质燃料进行利用。

而天然气的能源密度较高,可以直接用于工业、生活和交通等领域。

四、环境影响生物质燃烧会产生二氧化碳,但这些二氧化碳不会对大气环境产生影响,因为这些二氧化碳来自于生物质在生长过程中吸收的二氧化碳。

而燃烧化石燃料会产生大量的二氧化碳,进一步加剧气候变化和环境污染。

天然气的燃烧会产生二氧化碳和少量的一氧化碳等污染物,但与化石燃料相比,它们排放的污染物要少得多。

五、可持续性生物质是可持续的能源来源,因为它们是可再生和可回收的。

生物质产生的废弃物可以用于肥料或其他用途,从而最大限度地减少了浪费和污染。

天然气则是一种非可再生和枯竭的资源。

六、价格与供应目前,天然气的价格较为稳定,主要取决于市场供需关系和国际油价。

而生物质的价格相对较低,但受到生产成本、产量和销售渠道等因素的影响。

生物质的供应也不够稳定,因为它们的收集和加工需要大量的能源和资金。

综上所述,生物质和天然气都是重要的可再生能源,它们在环保和可持续性方面具有很大的潜力,但它们也存在一些差异。

因此,在选择可再生能源时,应根据不同的能源来源、应用和地区,综合考虑其成本、可持续性和环保效益等因素。

重点高中生物选修三知识点整理(完整加强版)

重点高中生物选修三知识点整理(完整加强版)

重点高中生物选修三知识点整理(完整加强版)————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:生物选修3知识点(区别不同工程和不同操作水平)专题1 基因工程概念: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。

基本原理:让目的基因在受体细胞内稳定且高效的表达理论基础:DNA是生物遗传物质的发现,DNA双螺旋结构,遗传信息传递方式核心:构建重组DNA分子(一)基本工具(技术基础)Cf 工具&工具酶1.限制性核酸内切酶(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的(不切割自身DNA的原因:原核生物中无该限制酶的识别序列或其已被修饰)(2)功能:识别和切割DNA分子内一小段特殊的脱氧核苷酸序列(偶数碱基对回文序列)特异性表现:识别特定片段、切割该片段中的特定位点、形成一种末端Cf —G↓GATCC— & —↓GATC—(3)结果:DNA片段末端形成末端碱基互补的黏性末端或平末端①用切割(质粒)②根据目的基因的位置或剪辑序列来确定限制酶的种类③切割后的片段要画全2.DNA连接酶(1)功能:连接具有末端碱基互补的2个DNA片段,形成重组DNA分子Cf DNA聚合酶:只能将单个脱氧核苷酸逐个添加到已有的脱氧核苷酸链之后,需模板DNA,连接磷酸二酯键3.载体(1)条件:①能在受体细胞中稳定保存并大量复制,基本不影响受体细胞正常生命活动②一至多个限制酶酶切位点(必须在所需标记基因外),供外源DNA片段插入③标记基因,便于筛选含有重组DNA分子的受体细胞——往往需要根据需求改造天然载体(2)功能:①作为运载工具将目的基因转移到受体细胞内——载体选质粒的原因:具有环状结构,能够携带目的基因②利用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制和转录/表达(3)质粒(最常用的载体)一种能够自主复制,在细菌(或酵母菌)中独立于染色体之外存在的双链环状DNA分子(4)其它载体:噬菌体、动植物病毒(二)基因工程的基本操作程序第一步:获取目的基因1.目的基因:人们所需要的编码蛋白质的结构基因2.方法(1)序列已知①化学合成法——较长DNA单链合成过程中容易出现碱基缺失如反转录法(e.g获取mRNA逆转录成cDNA再用DNA聚合酶生成双链)②聚合酶链式反应(PCR)扩增Polymerase Chain Reaction(1)原料:水、缓冲液、4种游离脱氧核苷酸、TaqDNA聚合酶、模板DNA(……基因)、对…基因特异的2段DNA引物(防止相互或自身折叠)(2)过程:第一步:加热至90~95℃,DNA在高温下变性解链第二步:冷却到55~60℃,引物结合到互补DNA链(退火)第三步:加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成能量来源于dNTP(2)序列未知建立基因文库:建立一个包括目的基因在内的基因文库(保存在受体菌中),再从基因文库中获取3.目的基因大量扩增/分子水平的克隆①利用受体细胞(如E.coli)无性繁殖,利用基因探针钓取,再导入最终受体细胞e.g目的基因→大肠杆菌→农杆菌→植物细胞→植物(主要在细菌分裂时几何级扩增,尽管质粒独立于拟核,可在分裂时发生自我复制,但由于多数细菌对胞内质粒数量有限制,故该种复制对扩增效果不大)②PCR技术第二步:形成重组DNA分子(基因表达载体:启动子+目的基因+终止子+标记基因)1.目的:转运目的基因,并使在受体内稳定存在、复制、表达/转录并稳定遗传(基因型X0)2.过程:(1)单酶切:用同种限制酶分别切割目的基因和载体从而形成相同的粘性末端,然后用DNA连接酶将目的基因和载体连接起来——有时用不同限制酶也可以形成相同的粘性末端(2)双酶切:用两种限制酶切割使目的基因和载体两端各形成两种粘性末端,防止载体和目的基因自身环化第三步:将重组DNA分子导入受体细胞——需将目的基因整合到动植物细胞的染色体DNA上目的基因是否整合到染色体DNA上决定于基因表达载体上是否有相关序列(形成酶)1.植物体细胞:农杆菌转化法(插入Ti质粒上的T-DNA),基因枪法、花粉管通道法——导入叶绿体DNA中,由于细胞质/器DNA的遗传与性别相关联,故可避免因花粉传播而造成基因污染(目的基因传播到非转基因生物中)2.动物受精卵:显微注射技术用(如显微注射)技术/方法将目的基因导入cf转基因/基因工程技术3.原核细胞:CaCl2/Ca2+ 处理法(先用Ca2+处理增加细胞壁通透性,使之成为感受态细胞,再将重组质粒与感受态细胞混合,在一定温度下感受态细胞吸收DNA分子)——原核生物作为受体细胞的原因:①繁殖快②体积小新陈代谢旺盛(目的产物合成效率高)③遗传物质少(便于操作)、④单细胞(容易培养)第四步:筛选含有目的基因的受体细胞1.原因:受体细胞接纳重组DNA分子存在概率2.原理:载体如质粒上的抗性基因等标记基因3.方法:利用选择培养基筛选①蔗糖转运蛋白:仅以蔗糖作为碳源的培养基②菌落表现型:抗……不抗……第五步:目的基因的检测和表达——目的基因导入受体细胞可能仅进行大量扩增,但不一定以此为目的1.DNA/核酸分子杂交技术用cDNA作为探针与从受体细胞中提取并解旋的DNA/mRNA杂交,观察是否会出现杂交带检测①染色体DNA上是否插入了目的基因②目的基因是否转录出了mRNA——①一种基因探针只能检测水体中的一种病毒;检测病毒可对照核酸序列②放射性同位素标记探针③基因探针是一小段cDNA,可以与相应基因转录出的mRNA结合(即使被切割)采用DNA分子杂交技术/方法,用基因探针检测2.抗原-抗体杂交:目的基因是否翻译成蛋白质如E.coli合成人胰岛素原3.个体水平的鉴定:如转基因抗虫植物(让害虫吞食该转基因棉植株的叶片,观察害虫存活情况,以确定其是否具有抗虫形状)——根本原因:联系基因层面,cf基因序列&碱基对/脱氧核苷酸序列(三)基因工程的应用1.动植物基因、细胞工程:优点①所需时间短②克服远缘杂交不亲和的缺陷(对应传统缺点)2.基因工程药物:首次是生长素释放抑制激素,然后胰岛素(E.coli产酶原)、干扰素等干扰素:我国第一个基因重组新药。

高中生物选修三基础知识点总结

高中生物选修三基础知识点总结

高中生物选修三基础知识点总结高中生物选修三基础知识点总结(通用5篇)高中的学生在学习生物的时候,经常会不重视选修三的内容,虽然选修三的生物知识只是一个拓展性的内容,但是也是必须要掌握的。

下面是店铺为大家整理的高中生物必备的知识,希望对大家有用!高中生物选修三基础知识点总结篇1生态工程一、生态工程的基本原理1、生态工程的概念(1)原理技术应用生态学和系统学等学科的基本理论和方法通过系统设计、调控和技术组装(2)操作对已破坏的生态环境进行修复、重建对已造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善(3)结果提高生态系统的生产力促进人类社会和自然环境的和谐发展。

2、生态工程所遵循的基本原理(1)生态工程建设的目的:遵循自然界物质循环的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益和生态效益的同步发展。

(2)生态工程的特点:少消耗,多效益,可持续的生态工程。

项目理论基础意义实例物质循环再生原理物质循环可避免环境污染及影响系统的稳定和发展无废弃物农业物种多样性原理生态系统的稳定性生物多样性程度高,可提高系统的抵抗力稳定“三北”防护林建设中的性单纯林问题,珊瑚礁生态系统的生物多样性问题协调与平衡原理生物与环境的协调与平衡可避免系统的失衡和破坏太湖富营养化问题整体性原理社会、经济、自然复合系统统一协调各种关系,保障系统的平衡与稳定林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题系统学和工程学原理系统的结构决定功能原理:分布式优于集中式和环式改变和优化系统的结构以改善功能桑基鱼塘系统整体性原理:整体大于部分保持很高的系统生产力珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系二、生态工程的实例和发展前景1、生态工程的实例分析类型主要原理注意问题农村综合发展物质循环再生原①核心:沼气工程型生态工程理、整体性原理、物种多样性原理②优点:农林牧副渔全面发展;开发可更新资源,减少环境污染小流域综合治理生态工程整体性原理、协调与平衡原理、工程学原理①“综合”表现在同时考虑到生态效益和经济效益②不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区,生态工程模式应各具特色大区域生态系统恢复工程物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理工程建设中应注意的问题:①考虑树种生态适应性问题,种植适宜品种②考虑树种多样性,保证防护林体系稳定③不同地区应根据当地情况采取不同策略湿地生态恢复工程协调与平衡原理、整体性原理主要措施:退耕还林主要困难:解决迁出湖区居民的生计问题矿区废弃地的生态恢复工程系统学和工程学原理①种植耐旱的灌木、草和树②确定合理载牧量③改良表土城市环境生态工程协调与平衡原理、整体性原理①解决大气污染措施:禁止使用有铅汽油②水污染:减少或禁止污水排放,进行污水净化2、生态工程的发展前景(1)“生物圈2号”生态工程实验启示:使人类认识到与自然和谐共处的重要性,深化了我们对自然规律的认识,即自然界给人类提供的生命支持服务是无价之宝。

高中生物选修三知识点总结

高中生物选修三知识点总结

高中生物选修三知识点总结高中生物选修三主要包括细胞生物学、遗传与进化以及生态学三个方面的内容。

下面将对这三个方面的知识点进行总结。

一、细胞生物学1. 细胞的组成与结构:细胞是生物体的基本单位,由细胞质、细胞膜和细胞核组成。

细胞还包括细胞器,如线粒体、内质网、高尔基体等。

2. 细胞代谢:细胞通过代谢过程将养分转化为能量,并用于细胞的生长与分裂。

代谢过程包括呼吸作用、光合作用、化学反应等。

3. 细胞分裂:细胞分裂是细胞生物学中重要的过程,包括有丝分裂和无丝分裂。

丝粒体在有丝分裂中起到重要的作用,而无丝分裂则是原核细胞进行分裂的过程。

4. 遗传物质DNA:DNA是细胞中的遗传物质,能存储和传递遗传信息。

DNA由碱基、糖和磷酸组成,形成了DNA的双螺旋结构。

DNA的复制是生物遗传的基础。

二、遗传与进化1. 遗传基因与表现型:遗传基因是决定个体性状的基本单位,而表现型是基因在个体中表现出来的形态和功能特征。

2. 遗传变异与适应性:遗传变异是生物个体之间遗传信息的差异,它是进化的基础。

而适应性是指生物对环境的适应程度,适应性强的个体生存能力更强,繁殖后代的概率更高。

3. 自然选择与人工选择:自然选择是指环境选择适应性更好的个体,使其在繁殖中的比例增加,进而推动物种进化。

人工选择是指人类通过选择和育种的手段来改变物种的性状和品质。

4. 进化机理与证据:生物进化的机理主要有基因突变、基因流动、基因重组等。

进化的证据主要包括化石记录、同源性结构、胚胎发育等。

三、生态学1. 生态系统的组成与结构:生态系统由生物群落、生物栖息地和生物间的相互作用三个要素构成。

生态系统中各个层次的相互作用关系包括食物链、食物网、能量流动等。

2. 生态平衡与稳定性:生态平衡是指生态系统中各个组成部分之间的数量和结构保持相对稳定的状态。

生态系统中的正反馈与负反馈机制是维持生态平衡与稳定性的重要因素。

3. 生物多样性与保护:生物多样性是指地球上物种的多样性与丰富性。

高中生物选修三知识点归纳

高中生物选修三知识点归纳

高中生物选修三知识点归纳高中生物选修三知识点归纳一、生物技术1、基因工程(1)概念:将外源基因通过人工方法导入受体细胞,并使其在受体细胞中复制、表达的过程。

(2)应用:基因治疗、基因工程药物、基因疫苗等。

2、细胞工程(1)概念:在细胞水平上进行的生物工程,包括细胞培养、细胞融合等。

(2)应用:单克隆抗体、骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合产生单克隆抗体等。

3、蛋白质工程(1)概念:对蛋白质分子的结构与功能进行设计改造的基因工程。

(2)应用:胰岛素、干扰素、各种酶的改造等。

二、生态工程1、概念:应用生态系统中物质循环原理,结合系统工程的最优化方法设计的分层多级利用物质的生产工艺系统。

2、应用:农业生态工程、林业生态工程、工业生态工程等。

三、环境保护1、水体污染:工业废水、农业污水、生活污水等。

2、大气污染:工业废气、交通工具尾气等。

3、土壤污染:农药、重金属等。

4、噪声污染:工业、交通等。

5、辐射污染:核辐射、电磁辐射等。

6、处理方法:物理处理法、化学处理法、生物处理法等。

四、人体健康1、癌症:环境因素、生活方式、遗传因素等。

2、心血管疾病:高血压、冠心病等。

3、呼吸道疾病:感冒、肺炎等。

4、消化道疾病:胃炎、肝炎等。

5、性传播疾病:艾滋病、梅毒等。

6、处理方法:预防为主,治疗为辅。

五、总结本文对高中生物选修三的知识点进行了归纳,包括生物技术、生态工程、环境保护、人体健康等方面。

这些知识点是高中生物学习的重要内容,也是我们生活中经常遇到的问题。

希望通过本文的归纳,能够帮助大家更好地掌握这些知识点,为今后的学习与生活提供帮助。

选修三生物课后知识点总结

选修三生物课后知识点总结

选修三生物课后知识点总结一、生物进化与发展1. 进化的基本原理(1)达尔文的进化论:达尔文提出了物种的进化是由于自然选择和适者生存的原理,即适应环境的个体更容易生存和繁殖,从而使得具有有利性状的基因在种群中逐渐增多,进而导致种群的进化。

(2)孟德尔遗传学原理:孟德尔通过豌豆杂交实验,发现性状的遗传是由离散的基因控制的,呈现出显性和隐性的遗传规律。

这为后来的遗传学理论奠定了基础。

2. 生物的起源与演化(1)生命的起源:生命起源于地球上某个早期阶段的化学过程,而后经过数十亿年的演化,逐渐形成了现今各种生物种类。

生物的起源是一个跨学科性的问题,涉及化学、地质学和生物学等多个学科。

(2)古生物与化石记录:古生物学通过对地层化石的发现和研究,揭示了地球上生物的起源和演化过程。

3. 生物进化的机制(1)基因突变:基因突变是生物进化的重要机制之一,它能够引起生物个体的遗传变异,进而形成新的遗传类型。

基因突变还是繁殖隔离和自然选择等进化过程中的原始材料。

(2)自然选择:自然选择是指适应环境的生物个体更容易生存和繁殖,从而使得有利性状的基因在种群中逐渐增多,进而导致种群的进化。

(3)随机漂变:随机漂变是指由于环境因素和遗传漂变等原因导致基因频率发生随机性变化的过程。

随机漂变在小种群中更为明显。

二、生物多样性与保护1. 生物多样性的概念与特点(1)生态系统的组成:生态系统由生物群落和非生物环境共同组成,包括生物种类的多样性、生态系统结构和功能、生态服务等。

(2)生物多样性的特点:生物多样性包括物种多样性、基因多样性和生态系统多样性,是整个生命系统的重要组成部分。

2. 生物多样性的价值(1)生物资源:生物多样性为人类提供了丰富的生物资源,包括食物、药材和工艺品等。

(2)生态平衡:生物多样性维持了生态系统的平衡,保障了自然界的可持续发展。

(3)生态服务:生物多样性为生态系统提供了各种生态服务功能,如水源涵养、气候调节、土壤保持等。

人教版高中生物选修三知识点汇总(背诵版)

人教版高中生物选修三知识点汇总(背诵版)

人教版高中生物选修三知识点汇总(背诵版)1.基因工程的场所是生物体外。

2.基因工程操作的水平是DNA分子水平。

3.基因工程利用的技术是基因重组和转基因技术。

4.基因工程的原理是基因重组。

5.基因工程的别名是DNA重组技术。

6.基因工程的目的是获得人类需要的基因产物。

7.基因工程/DNA重组技术的基本工具包括限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶和载体。

8.工具酶包括限制酶和DNA连接酶。

9.限制酶主要分布在原核生物中,作用于磷酸二酯键。

10.限制酶的特异性是指它只能识别特定的双链DNA序列,并在特定的切割位点切割。

11.限制酶的专一性是指不同的限制酶识别不同的核苷酸序列。

12.限制酶作用的结果是形成黏性末端或平末端。

13.DNA连接酶分为两类,来自大肠杆菌的E.coli DNA连接酶只能催化连接黏性末端,来自T4噬菌体的T4 DNA连接酶既能催化连接黏性末端也能连接平末端。

14.DNA连接酶作用于磷酸二酯键。

15.DNA连接酶和DNA聚合酶的区别在于,DNA连接酶催化连接DNA片段,不需要模板,而DNA聚合酶催化连接单个脱氧核苷酸,需要模板。

16.载体的种类包括质粒(最常用)、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒。

17.作为载体必备的条件包括能够在受体细胞中稳定存在并自我复制、对受体细胞无害、有一个或多个酶切位点和具有标记基因。

18.质粒是独立于拟核以外的小型环状双链DNA分子。

19.标记基因的作用是供重组DNA的鉴定和选择,常用的有四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因。

20.基因工程中使用的质粒不是天然质粒,而是人工改造过的天然质粒。

21.基因工程的基本操作程序包括获取目的基因、基因表达载体的构建(核心工程)、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。

22.获取目的基因的方法包括从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和化学方法人工合成。

23.基因文库的分类包括基因组文库和部分基因文库(如cDNA文库)。

高中生物选修三知识点归纳

高中生物选修三知识点归纳

高中生物选修三知识点归纳一、生物进化生物进化是指物种在不同环境中逐渐改变其遗传特征的过程。

在高中生物选修三中,生物进化主要包括以下几个方面的知识点:1.进化的证据:通过化石记录、生物地理分布、生物胚胎发育、共同祖先等证据,可以推断出物种的进化关系和进化历史。

2.进化的驱动力:自然选择是导致生物进化的主要机制。

自然选择作用于个体的遗传变异,使适应环境的特征在种群中逐渐积累。

3.人类进化:人类的进化历史可以通过化石记录和基因组比较等手段进行推断。

人类与其他灵长类动物的共同祖先是大约6000万年前的一种类似猴子的动物。

4.进化与生态系统:生物的进化与生态系统之间存在着相互作用。

物种之间的进化关系影响着它们在生态系统中的角色和相互依赖关系。

二、生物多样性生物多样性是指地球上存在的各种生命形式的丰富性和多样性。

生物多样性的保护和维护是现代社会所面临的重要任务。

以下是高中生物选修三中涉及的生物多样性的几个重要知识点:1.物种多样性:物种是生物多样性的基本单元,种的形成和灭绝是生物多样性变化的重要驱动力。

2.功能多样性:不同物种具有不同的生态功能,如食物链中的不同层级、生物能量流动等。

保持功能多样性有助于生态系统的稳定和恢复。

3.遗传多样性:遗传多样性指的是物种内部个体之间的遗传差异。

保持遗传多样性有助于物种适应环境的变化和抵抗疾病的能力。

4.生态系统多样性:生态系统是由不同生物群落组成的,不同生态系统具有不同的结构和功能。

保护和维护各种类型的生态系统有助于保持生物多样性。

三、生态学生态学是研究生物与环境相互作用的学科,关注生物和环境之间的能量与物质的转化和循环。

以下是高中生物选修三中涉及的生态学的几个重要知识点:1.生态系统的组成和结构:生态系统由生物群落、生物种群和非生物因素组成。

不同组分之间的相互关系影响着生态系统的稳定性。

2.能量流动和物质循环:生态系统中能量从太阳辐射到地球,经过生物体内部的转化和传递,最终以热能散失。

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生物选修三知识点总结学网教湾囡波专题一基因工程基因工程: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DNA重组技术。

(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DNA连接酶(E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶)的比较:①相同点:都缝合磷酸二酯键。

②区别:E·coliDNA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.“分子运输车”——载体(1)载体具备的条件:①能在受体细胞中复制并稳定保存。

②具有一至多个限制酶切点,供外源DNA片段插入。

③具有标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。

(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:λ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.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。

(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90~95℃DNA解链为单链;第二步:冷却到55~60℃,引物与两条单链DNA结合;第三步:加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。

(5)特点:指数(2^n)形式扩增第二步:基因表达载体的构建(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DNA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。

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。

(三)基因工程的应用1.植物基因工程:抗虫、抗病、抗逆转基因植物,利用转基因改良植物的品质。

2.动物基因工程:提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。

3.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。

4.基因诊断:又称为DNA诊断,是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。

(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)蛋白质工程的基本途径:从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)★蛋白质工程与基因工程区别专题二细胞工程(一)植物细胞工程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。

(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→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①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。

②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。

③温度:适宜温度:哺乳动物多是36.5℃+0.5℃;pH:7.2~7.4。

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(母)细胞细胞质多,营养丰富。

卵细胞的细胞质可使体细胞细胞核全能性得到表达。

(3)体细胞核移植的大致过程是:(4)体细胞核移植技术的应用:①加速家畜遗传改良进程,促进良畜群繁育;②保护濒危物种,增大存活数量;③生产珍贵的医用蛋白;④作为异种移植的供体;⑤用于组织器官的移植等。

(5)体细胞核移植技术存在的问题:克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。

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重要手段。

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:两次筛选:第一次筛选出杂交瘤细胞,第二次筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。

(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)在腹腔内增殖的优点:不需要特定的培养基,不需要严格的外界条件。

(6)筛选的时候用:特定的选择性培养基进行筛选。

(5)单克隆抗体的作用:①作为诊断试剂: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,具有准确、高效、简易、快速的优点。

②用于治疗疾病和运载药物:主要用于治疗癌症治疗,可制成“生物导弹”(借助单克隆抗体的导向作用),也有少量用于治疗其它疾病。

专题三胚胎工程3.1体内受精和早期胚胎发育胚胎工程: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。

胚胎工程的许多技术,实际是在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。

3.2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体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎(桑葚胚或囊胚)后,再经移植产生后代的技术。

3.3胚胎工程的应用及前景专题四生物技术的安全性和伦理问题(一)转基因生物的安全性争论:(1)基因生物与食物安全:反方观点:反对“实质性等同”、出现滞后效应、出现新的过敏原、营养成分改变正方观点:有安全性评价、科学家负责的态度、无实例无证据(2)转基因生物与生物安全:对生物多样性的影响反方观点:扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵外来物种、重组出有害的病原体、成为超级杂草、有可能造成“基因污染”正方观点:生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限(3)转基因生物与环境安全:对生态系统稳定性的影响反方观点:打破物种界限、二次污染、重组出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体正方观点:不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境(二)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:克隆人严重违反了人类伦理道德,是克隆技术的滥用;克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念;克隆人是在人为的制造在心理上和社会地位上都不健全的人。

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