高中生物选修3知识大全

高中生物选修3知识点总结专题1 基因工程1.1 DNA重组技术的基本工具1.基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，因此又叫做DNA 重组技术，这种技术是在生物体外，通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性。

2.基因操作的工具包括基因的“剪刀”――限制性核酸内切酶;基因的“针线”――DNA连接酶;基因的“运输工具”――运载体。

3.限制酶主要来源于原核生物。

限制酶的作用特点是能够识别DNA中某种特定的核苷酸序列，切开两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

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。

4.DNA连接酶的作用是将双链DNA片段连接起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二脂键。

根据酶的来源不同，可以将这些酶分为两类：T4DNA连接酶和 E.coliDNA连接酶。

5.目前基因工程中经常使用的运载体有质粒、动植物病毒和λ噬菌体的衍生物。

6.质粒是一种裸露的、结构简单、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。

7.作为基因进入细胞的载体，必须具备的条件是能在宿主细胞中复制并稳定保存、具有一至多个限制酶切点、具有某些标记基因、对宿主的生存没有决定性的作用。

1.2 基因工程的基本操作程序1.基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。

2.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。

获取目的基因的途径有从基因文库中获取?、利用PCR技术扩增获得、直接人工合成。

3.PCR是利用DNA双链复制的原理，将基因的核苷酸序列加以复制，使其数目呈指数方式增加。

需要的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，扩增的过程是：目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在DNA聚合酶的作用下进行延伸，如此重复循环多次。

4.基因工程的核心是基因表达载体的构建，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。

5.一个基因表达载体的组成有：目的基因、启动子、终止子和标记基因。

6.将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。

采用最多的方法是农杆菌转化法，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞，并将其插入到植物细胞中的染色体DNA 上，使目的基因的遗传性状得以稳定维持和表达。

7.基因工程选取原核生物作为受体细胞的原因是由于其具有其他生物没有的一些特点，如繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等8.大肠杆菌常用的转化方法是：先用Ca2+ 处理细胞，再将载体DNA 分子溶于缓冲液中与此种细胞混合，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。

9.检测目的基因是否成功插入到转基因生物的染色体上的方法是采用DNA分子杂交技术，此方法使用的探针是同位素标记的含有目的基因的DNA片段，与检测目的基因是否转录出mRNA所用的探针一样。

检测目的基因是否翻译成蛋白质，检测方法是从转基因生物体内提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原-抗体杂交，若有杂交带出现，表明目的基因已形成蛋白质产品。

除了上述的分子检测外，有时还需要进行个体生物学水平的鉴定，如对抗虫植物做抗虫的接种实验。

1.3 基因工程的应用1.植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力，以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。

2.抗病转基因植物所采用的基因，使用最多的是病毒外壳蛋白基因和病毒的复制基因;抗真菌转基因植物中可使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因。

3.在培育抗逆转基因植物中，使用调节细胞渗透压的基因来提高农作物的抗盐碱和抗干旱的能力;将鱼的抗冻蛋白基因导入烟草和番茄，提高它们的耐寒能力;将抗除草剂基因导入作物，使作物抗除草剂。

4.在利用转基因改良植物的品质方面，我国科学家将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米，获得的转基因玉米中赖氨酸的含量比对照提高30%。

5.动物基因工程从诞生那天起，就在动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等很方面显示了广阔的前景。

6.乳腺生物反应器的操作过程为：将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中，然后，将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物。

7.为解决器官移植中的免疫排斥反应，科学家正在想办法对猪的器官进行改造，采用的方法是将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达或设法除去抗原决定基因，结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。

8.基因治疗是把正常基因导入病人体内使该基因的表达产物发挥作用，从而达到治疗疾病的目的。

其方法可以分为体外基因治疗和体内基因治疗。

1.4 蛋白质工程的崛起1.蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与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，以满足人们生产和生活的需求。

与基因工程合成的蛋白质的主要区别是基因工程只能合成自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程可合成一些自然界中原本不存在的蛋白质。

2.玉米中赖氨酸含量较低，原因是赖氨酸合成过程中两种酶――天冬氨酶激酶和二氢吡啶二羧酶合成酶的活性受细胞内赖氨酸浓度的影响，当赖氨酸达到一定量时会抑制这两种酶活性。

3.蛋白质工程的基本途径中预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→推测氨基酸序列→找出对应的脱氧核苷酸序列。

专题2 细胞工程2.1 植物细胞工程2.1.1 植物细胞工程的基本技术1.植物的花瓣属于高度分化的组织，利用它来培育出新的植株，首选要经过激素的诱导，使其脱分化成为具有分生能力的薄壁细胞，进而形成愈伤组织。

再经过一定的条件培养，又可以再分化出根和芽，形成完整的小植株。

2.每个植物都具有全能性的特点，原因是每个细胞中都具有某种生物的全部遗传信息。

3.在植物的生长发育过程中，细胞并不会表现出全能性，而是分化成各种组织和器官，原因是细胞中的基因会选择性表达出各种蛋白质，从而构成植物的不同组织和器官。

4.植物的组织培养就是在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配置的培养基上给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。

5.植物组织培养全过程，证明了分化的植物细胞仍具有形成完整的植物所需要的全部基因。

6.番茄和马铃薯不能进行传统的杂交，原因是它们是两个不同的物种，因此它们之间想想着天然的生殖隔离，但是，如果采用体细胞杂交的方法，就能得到“番茄-马铃薯”杂种植株，这各方法成功的关键是：①利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得具有活力的原生质体;②原生质体融合。

成功的标志是融合后的杂种细胞再生细胞壁。

7.进行原生质体间的融合，必须要借助一定的技术手段进行人工诱导。

人工诱导的方法基本可以分为两大类――物理法和化学法，物理法包括离心、振动、电激等;化学法一般使用聚乙二醇(PEG) 作为诱导剂来诱导细胞融合。

8.植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞，在一定的条件下融合成杂种细胞，并将其培育成新的植物体的技术。

植物体细胞融合引起的变异属于染色体变异。

9.植物细胞工程常采用的技术手段有植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术等。

2.1.2 植物细胞工程的实际应用1.植物的微型繁殖技术又称快速繁殖技术，其意义是①可以保持优良品种的遗传性状;②高效快速地实现大量繁殖。

2.植物长期进行营养生殖，病毒会在作物体内逐年积累，结果导致作物产量降低、品质变差。

如果用分生区(茎尖) 作为组织培养的材料，就会培育出无病毒的脱毒苗，用脱毒苗进行快速繁殖，种植的作物就不会或极少感染病毒。

3.所谓人工种子，就是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到种子，人工种子在适宜的条件下同样能够萌发长成幼苗。

人工种子由人工种皮、胶质和胚状体三部分组成，其中的胶质相当于单子叶植物种子的胚乳或双子叶植物种子的子叶。

人工种皮的制备是生物膜结构和功能的研究深入到分子水平的体现。

4.通过花药培养获得单倍体，再经过人工诱导使染色体加倍，即可得到稳定遗传的优良品种。

这项技术称为单倍体育种，其优点是明显缩短育种年限。

该技术所依据的遗传学原理是染色体变异。

5.在植物的组织培养过程中，由于培养的细胞一直处于不断分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变，从这些生产突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。

6.植物组织培养技术除了在农业上的应用外，还广泛应用于细胞产物的工厂化生产等领域，可获得蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等细胞产物。

2.2 动物细胞工程2.2.1 动物细胞培养和核移植技术1.动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。

2.将从健康的动物体内取出的组织块剪碎，加入胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间后，组织块就会分散成单个细胞。

对动物细胞进行培养时，要求培养皿或培养瓶内表面光滑、无毒、易于贴附;当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。

人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养。

3.贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖，这样的培养称为传代培养。

细胞传代至10代～50代左右时，增殖会逐渐减慢，以至于完全停止，但少部分细胞会克服寿命的极限，获得不死性，这些细胞已经发生了突变，正在朝着等同于癌细胞的方向发展。

4.动物细胞培养的条件包括无菌、无毒的环境，营养，温度和pH，气体环境。

5.动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个胚胎最终发育成为动物个体。

6.用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，因为这样的细胞能保持正常的二倍体核型。

通过细胞核移植方法生产的克隆动物，并不是对核供体动物100%的复制，因为生物的性状除受细胞核基因控制以外，还受细胞质基因和外界环境的影响。

7.体细胞核移植技术的应用前景有：促进优良畜群繁育; 保护濒危动物; 克隆人的细胞、组织、器官，进行器官移植等。

2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体1.动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG) 、灭活病毒、电激等。

细胞融合技术的优点是突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。

2.制备单克隆抗体的技术流程是：用羊的红细胞对小鼠进行注射，使小鼠产生免疫反应。

然后，把相应的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，再用特定的选择性培养基进行筛选，在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同一种核的细胞都会死亡，只有融合的杂种细胞才能生长。