人教版选修三专题123知识点

1.1 DNA重组技术的操作工具

一、操作工具

（一）限制酶

来源：原核生物

特点：识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并使每一条链中特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。

结果：产生粘性末端和平末端

（二）DNA连接酶

分类：大肠杆菌DNA连接酶和T4DNA连接酶

作用于磷酸二酯键

（三）运载体

种类：质粒、动植物病毒、噬菌体衍生物

运载体要具备的条件：①一个或多个限制酶切割位点②自我复制能力③有标记基因

1.2 基因工程的基本操作程序

一、目的基因的获取：

1．目的基因：符合人们需要的，编码蛋白质的结构基因___。

2．获取目的基因的方法

（1）从基因文库中获取目的基因

基因组文库

②基因文库

cDNA文库

（2）利用PCR技术扩增目的基因。

①PCR：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。

②前提条件：已知目的基因的核苷酸序列。

③原理：__DNA复制__

（3）人工合成法：基因较小，核苷酸序列已知，可以人工合成。

二、基因表达载体的构建

（1）表达载体的组成：目的基因+启动子+ 终止子+标记基因等。

（2）启动子：位于基因的首端，它是RNA聚合酶的结合的部位，驱动基因转录产生mRNA。

（3）终止子：位于基因的尾端，终止转录。

（5）标记基因：鉴别受体细胞是否含有目的基因。

（6）不同的受体细胞及目的基因导入受体细胞的方法不同，基因表达载体的构建上也会有所差别。

三、将目的基因导入受体细胞

方法：1．将目的基因导入植物细胞

(1)农杆菌转化法(2)_基因枪法___ (3)__花粉管通道法____

2．将目的基因导入动物细胞方法：显微注射技术。

3．将目的基因导人微生物细胞方法：用Ca2+处理细胞。

四、目的基因的检测与鉴定

（1）检测转基因生物的染色体的DNA 上是否插入了目的基因

方法：__DNA 分子杂交_____

（2）检测目的基因是否转录出了mRNA

方法: __DNA 分子杂交_____

（3）检测目的基因是否翻译成蛋白质的

方法：____抗原-抗体杂交____

1.4 蛋白质工程的崛起

1.基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。

2.蛋白质合成的过程：从预期的蛋白质功能出发，设计预期蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列。

3.蛋白质工程可以制造自然界中本没有的蛋白质。

2.1 植物细胞工程

一. 植物组织培养

1． 概念：

在（无菌 ）和（人工 ）控制条件下，将离体的器官、（组织）、（细胞），培养在人工配制的（ 培养基 ）上，给予适宜的培养条件，诱导其产生（ 愈伤组织 ）、从芽，最终形成完整的植株。

2． 过程（注：①②表示过程名称；③④表示培养基名称。）

外植体 ( ⑤ ) 幼苗

①过程中主要是细胞的( 分裂 )；②过程中既有 ( 分裂 )，又有（ 分化 ）。

3．原理：（细胞全能性 ）

4．培养基

（1）形态：（ 固体 ）培养基

（2）成分：1）有机营养成分 2） 无机营养成分 3）激素 4）琼脂

（3）培养基中的有机营养物质通常是（蔗糖 ）。

（4）培养基中的无机营养物质包括（ 水 ）、（ 无机盐 ）。

5．植物组织培养中涉及到的激素种类及作用。

（ 生长素 ），作用是诱导细胞分裂和（ 根 ）的分化 ；（细胞分裂素 ），促进细胞分裂和（ 芽 ）的分化。

（ 赤霉素 ），刺激培养细胞的（ 伸长 ），使从芽或小植株快速长高。

6．判断题（相关概念的理解）

（1）细胞再分化，是指已经分化的细胞失去其特有的结构和功能的过程。（F ）

（2）在理论上植物的任何一个细胞都具有发育成完整植株的潜力。（T ）

（3）生物的组织器官的不同，从根本上说是因为细胞中表达出的蛋白质的种类不同。（ T ）

（4）植物细胞培养的结果只能是发育成完整的植株。(F)

二、植物体细胞杂交

（ ③ ） （ ② ）

（ ① ） （ ④ ）

1．概念：将（不同）种的植物体细胞，在一定条件下融合成（杂种细胞），并将其培育成新的植物体的过程。

2．原理：（细胞全能性）

3．过程：（1）去除（细胞壁），获得有活力的（原生质体）。方法：（酶解法），需要的酶（纤维素酶）、（果胶酶）。

（2）诱导（原生质体）融合。人工诱导方法：（物理法）、（化学法），常用的化学试剂是（ PEG ）。

融合类型有（3 ）种。

（3）（细胞壁再生）。该过程进行时细胞中哪种细胞器比较活跃（高尔基体）。

（4）杂种细胞的组织培养。（过程同植物组织培养。）

三、实际应用

1.植物组织培养技术的优点：1）快速繁殖 2）保持物种的优良特性

2.在进行作物脱毒是，常常选用的植物的（分生区），如茎尖。

3.所谓人工种子就是以植物组织培养的得到的（胚状体）、（不定芽）、顶芽和腋芽等材料，经过人工（薄膜）包装得到的种子。

4.单倍体育种的优点：（缩短育种年限）。

5.单倍体育种的过程：植物花粉进行（花药离体培养）长成幼苗，然后用（秋水仙素）处理使染色体加倍，这样便可得到稳定遗传的优良品种。

6.通过植物细胞发酵，可以获得很多种细胞产物，例如（蛋白质）、(香料 )等。

2.2 动物细胞工程

一、动物细胞培养

1.概念是指从动物机体中取出相关的①组织，②分散成单个细胞，然后，放在适宜的③培养基中，让细胞生长和增殖。

①组织的选取选择（幼龄）动物或（胚胎）细胞

②用（胰蛋白酶）或（胶原蛋白酶）处理组织，将其分散成单个细胞。

③培养基从状态上来看，属于( 液体 )培养基；从营养成分上看，属于（合成）培养基。

动物细胞培养液中除了一些已知的营养成分外，还需要添加（血清）、（血浆）等天然成分。

④增殖的方式是（有丝分裂）。

⑤动物细胞培养的条件：1）无毒、无菌环境 2）营养 3）温度和ph 4）气体环境

2.过程

（1）取动物（组织块）

（2）剪碎

（3）用（胰蛋白酶）处理分散成单个细胞（消化）

（4）制成（细胞悬液）

（5）转入培养液中进行（原代）培养。

（6）当细胞出现（接触抑制），重新消化处理进行（传代）培养。

3.（ 10 ）代以内的细胞，维持正常的二倍体核型；（ 10-50 ）代的细胞，细胞核型可能会发生

改变。（ 50代以后）的细胞，少部分细胞获得不死性。目前使用的细胞是（冷冻）保存的（10代）以内的细胞。

4.动物细胞培养中，CO2的作用是（维持培养液PH ）；定期更换培养液的目的是（排除代谢废物）；

添加抗生素的目的是（避免染菌）。

5.判断

（1）动物细胞培养可以培养出单个个体。（ F ）

（2）动物细胞培养只能得到更多的细胞。（ F ）

二、动物细胞核移植

1.概念将动物的一个细胞的（核），移入一个已经（去除）细胞核的（卵母细胞）中，使其重组并发育成一个新的（胚胎），最终发育成功一个个体。

2.过程

（1）取体细胞，进行（动物细胞培养）。

（2）取（卵母细胞），在体外培养到（减二中期）时期，然后去核

（3）诱导体细胞与去核（卵母细胞）融合，构建重组（胚胎）。

诱导方法有（物理法）（化学法）（灭活病毒）。

（4）用物理、化学方法激活受体细胞完成分裂和发育。

（5）胚胎（移植）

（6）诞生克隆动物。

三、动物细胞融合

1.概念将两个或多个细胞，结合成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传特性的单核细胞，称为（杂交细胞）。

2.动物细胞融合常用的诱导方法（物理法）（化学法）（灭活病毒）。

四、单克隆抗体

1. 概念由单个B淋巴细胞经过无性繁殖（克隆），形成基因型相同的细胞群，这一细胞群所产生的化学性质单一、特异性强的抗体称为单克隆抗体。

2. 特点：特异性强、灵敏度高

3. 过程：

（1）免疫小鼠注射特定的抗原；

（2）获取B淋巴细胞；

（3）从患骨髓瘤的小鼠体内获取骨髓瘤细胞；

（4）诱导骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合；

（4）选择培养基筛选出杂交瘤细胞；

（5）筛选出能产生专一抗体的杂交瘤细胞；

（6）注射到小鼠腹腔内或体外培养；

（7）从小鼠腹水中或培养液中提取抗体。

4. 杂交瘤细胞的特点：既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体。

3.1 体内受精和早期胚胎发育

一、精子的发生

1.场所：__睾丸的曲细精管________

2.时期：从__初情期________开始，直到___生殖机能衰退__________结束。

3.发生的三个阶段：

4.精子细胞的变形过程

细胞核 精子头的主要部分 高尔基体 顶体 中心体 精子的尾

线粒体 线粒体鞘

细胞内的其它物质 原生质滴

二、卵子的发生

1. 场所：__输卵管_______、____卵巢______

2. 时期：从__胚胎出现性别分化____到生理机能衰退（绝经）。

3. 排卵：指__卵子______从_卵泡________排出。

4. 卵泡形成是在_________时期完成的。

5．发生的三个阶段：

胎儿时期

初级精

母细胞_________________

精原细胞

多个精原细胞

第一阶段 第二阶段 第三阶段

__有丝分裂

_________

M Ⅱ

精子细胞

___ 次级精母细胞_______________ M Ⅰ _变形_____

精子

染色体复制

卵原细胞

有丝分裂 多个卵原细胞

三、受精

1.场所:_输卵管__________

2.定义：受精是__精子_______和___卵子________，结合形成___合子________的过程。

3.受精的实质是：___精核与卵核结合___

4.受精的标志：___在卵黄膜与透明带之间出现两个极体___

5.受精准备包括：__精子获能_________和__卵子的准备____________。

6.当卵子发育到__减数第二次分裂中期__期时，才具备受精的能力。

7.阻止多精入卵的两道屏障是__透明带反应___、___卵黄膜封闭作用____

8.卵细胞的结构

在 完成 一般不进行M Ⅱ

M Ⅱ 退化消失

__受精过程_

M Ⅰ

初级卵母细胞 被_____________细胞包围，形成_卵泡______。

___合子____ __第二极体_____

受精

次级卵母细胞 第一极体 (3)卵黄膜

细胞核

(5)___细胞质_

(1)放射冠

透明带

卵泡

9.受精过程：（1）精卵相遇，发生__顶体反应_________，释放_顶体酶___，精子穿越____放射冠_ 接触_透明带___

（2）顶体释放___顶体酶___，穿越__透明带___，接触____卵黄膜___，发生_透明带反应

（3）精子被微绒毛抱合，精子外膜和卵黄膜融合，精子入卵，发生_卵黄膜封闭作用。

（4）雌雄原核形成。

（5）雌雄原核_融合，这是受精完成的标志。

10. 胚胎发育的过程：受精卵、___卵裂期__________、__桑椹胚___、__囊胚__、__原肠胚__、幼儿。11．胚胎发育的__囊胚____时期开始出现细胞分化。

3.2 体外受精和早期胚胎培养

一、体外受精

1.卵母细胞的采集和培养

（1）用__促性腺激素___处理，使其_超数排卵__。从输卵管中冲出卵子。

（2）从屠宰母畜的卵巢中采集_卵母细胞__。

（3）从_活体动物__取出卵母细胞，常用的工具是__内窥镜_____、__腹腔镜___、__超声波探测仪__。（4）（1）方法获得卵母细胞与（2）（3）方法的区别。

2.精子的采集和获能

（1）收集精子的方法有__假阴道法___、__手握法___、__电刺激法___

（2）精子获能的方法：

__培养法_________：获取的精子，放入人工配制的__获能__溶液中。

___化学诱导法________：用一定浓度的__肝素___或____钙离子载体____处理。

三、受精

获能的精子和卵子可以在___获能溶液______、_受精溶液中完成受精。

四、胚胎的早期培养

1.受精卵要移入__胚胎培养液___中继续培养。

2.哺乳动物胚胎的培养液成分包括：__有机盐____、__无机盐____、__营养成分___、_血清___。

3.3 胚胎工程的应用与前景

一、胚胎移植

1.概念指将雌性动物的早期胚胎，或者通过（体外受精）及其他方式得到的胚胎，移植到（同种的）、（生理状态相同）的其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。

2.优势：可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。

3.生理学基础

（1）通过（同期发情处理）可以使供受体动物处于（相同的生理状态）。

（2）哺乳动物早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立联系，为胚胎的收集提供了可能。（3）受体对移入子宫的外来胚胎，不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。（4）移入受体的胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响。

4.基本程序

（1）对供受体动物的选择和处理

①供体：选择（遗传性能）和（生产性能）优秀的个体。

受体：选择有（健康体质）和正常（繁殖能力）。

②处理：用激素对供受体母牛进行（同期发情处理）。

（2）供体用（促性腺激素）处理，使之（超数排卵）。

（3）配种或人工受精（4）胚胎的收集（冲卵）

（5）胚胎检查（桑椹胚或囊胚）

（6）胚胎移植（手术法和非手术法）或冷冻保存（7）妊娠检查（8）产下犊牛

二、胚胎分割

1.概念采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。

2使用仪器：实体显微镜和显微操作仪分割针或分割刀

3.选择胚胎：发育良好、形态正常的（桑椹胚或囊胚）。

注意：在对处于囊胚时期的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割

三、胚胎干细胞

1.简称ES或EK细胞

2.形态：体积小、细胞核大、核仁明显。

3.功能：具有发育的全能性，即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞。

4.在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。