高中生物选修三知识点总结
高中生物选修三基因工程知识点总结

高中生物选修三基因工程知识点总结
高中生物选修三(基因工程)知识点总结如下:
1. 基因工程的基本步骤:
- 分离基因:从目标DNA序列中分离特定的基因。
- 转录:将分离得到的基因转录成RNA。
- 修饰:对转录后的基因进行修饰,使其更具表达效果。
- 克隆:用适当的载体将修饰过的基因导入目标细胞中。
- 表达:使目标细胞中导入的基因表达。
2. 基因工程的主要方法:
- 重组DNA技术:包括文库制备、扩增和筛选。
- 外源DNA片段导入技术:包括限制性内切酶消化、连接、转化、融合等。
- 自组织培养技术:包括离心、培养基选择、细胞培养等。
- 基因编辑技术:包括CRISPR/Cas9、CRISPR-Cas13a等。
3. 基因工程的应用:
- 细胞治疗:通过基因工程手段治疗一些遗传性疾病。
- 农业育种:通过基因工程技术改良作物品质和产量。
- 生物恐怖袭击防御:通过基因工程技术检测和防御生物恐怖袭击。
- 环境污染治理:通过基因工程技术处理污染物。
4. 基因工程的限制:
- 伦理和道德问题:基因工程技术可能会带来未知的伦理和道德
问题。
- 技术成本:基因工程技术相对其他技术更为复杂,成本较高。
- 技术安全:基因工程技术的安全性需要持续进行研究和维护。
5. 基因工程的安全性问题:
- 基因突变:基因工程过程中可能会引发基因突变,导致不良后果。
- 质量控制:基因工程技术的产品需要进行质量控制,以确保其质量和稳定性。
高中生物选修3知识点总结

选修3知识点复习专题1 基因工程(一)基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。
原理是基因重组,操作水平是分子水平。
优点:打破物种界限;定向地改造生物的遗传性状。
(二)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:主要从原核生物中分离纯化出来。
(2)功能: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(3)特点具有专一(特异)性。
(4)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连接酶只能连接黏性末端;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聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有的脱氧核苷酸片段的末端,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。
3.“分子运输车”——载体(1)载体具备的条件:①能够稳定保存并复制;②有一至多个限制酶酶切位点③含有标记基因,便于筛选。
④对受体细胞无害。
(2)最常用的载体是质粒,化学本质是DNA分子。
(3)其它载体:λ噬菌体的衍生物、动植物病毒(三)基因工程的基本操作程序第一步:目的基因的获取1.目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因。
3.人工合成目的基因的两个条件:基因比较小;核苷酸序列已知。
4.PCR技术扩增目的基因(1)PCR是多聚酶链式反应的缩写,原理DNA双链复制。
(2)过程:第一步变性:加热至90~95℃,DNA解链,不需要解旋酶;第二步复性:冷却到55~60℃,引物结合到互补DNA链。
变性和复性利用了DNA的热变性原理;第三步延伸:加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。
第二步:基因表达载体的构建基因表达载体的组成:除了目的基因外,还必须有启动子、终止子、标记基因等。
高中生物选修3(浙科版)知识点总结

第一章基因工程一、工具酶的发觉和基因工程的诞生1、基因工程的概念:(1)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。
(2)基因工程:就是把一种生物的基因转入另一种生物体中,使其产生我们须要的基因产物,或者让它获得新的遗传性状。
基因工程的核心是构建重组DNA分子。
由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,因此又叫做DNA 重组技术。
(3)基因工程诞生的理论基础:DNA是遗传物质的发觉过程、DNA双螺旋结构的确立、遗传信息传递方式的认定。
2、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别纯化出来的。
②功能:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并能切割(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。
例如:某种限制性核酸内切酶能识别的序列是GAATTC,能在G和A之间切割DNA,如下图所示。
黏性末端黏性末端③结果:能将DNA分子切割成很多不同的片段。
备注:不同DNA分子用同一种限制性核酸内切酶切割形成的黏性末端都相同;同一个DNA分子用不同限制性核酸内切酶切割,产生的黏性末端一般不相同。
(2)“分子缝合针”——DNA连接酶①作用:将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接在一起(缝合磷酸二酯键)形成的DNA分子称为重组DNA 分子。
因此,DNA连接酶具有缝合DNA片段的作用,可以将外源基因和载体DNA连接在一起。
(3)“分子运输车”——载体——质粒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——质粒:质粒在细菌中以独立于拟核之外的方式存在,是一种特殊的遗传物质,并具有自我复制实力的双链环状DNA分子。
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。
高中生物选修三专题二细胞扩增知识点

高中生物选修三专题二细胞扩增知识点在生物学的研究中,我们将接触到许多关于细胞的知识,其中一个专题是细胞扩增。
下面是关于高中生物选修三专题二细胞扩增的一些重要知识点:1. 细胞扩增的定义:细胞扩增指的是细胞数量的增加,即一个细胞分裂成多个细胞。
细胞扩增的定义:细胞扩增指的是细胞数量的增加,即一个细胞分裂成多个细胞。
2. 细胞周期:细胞扩增是通过细胞周期中的有序过程实现的。
细胞周期包括四个连续的阶段:G1期(生长期)、S期(DNA复制期)、G2期(前期)和M期(分裂期)。
细胞周期:细胞扩增是通过细胞周期中的有序过程实现的。
细胞周期包括四个连续的阶段:G1期(生长期)、S期(DNA复制期)、G2期(前期)和M 期(分裂期)。
3. 有丝分裂:有丝分裂是细胞扩增的一种方式,主要发生在体细胞中。
它包括纺锤体形成、染色体分离、核分裂和细胞分裂四个阶段。
有丝分裂:有丝分裂是细胞扩增的一种方式,主要发生在体细胞中。
它包括纺锤体形成、染色体分离、核分裂和细胞分裂四个阶段。
4. 减数分裂:减数分裂是生殖细胞中的一种特殊细胞扩增方式,通过减数分裂,父母细胞能生成具有一半染色体数目的单倍体细胞。
减数分裂:减数分裂是生殖细胞中的一种特殊细胞扩增方式,通过减数分裂,父母细胞能生成具有一半染色体数目的单倍体细胞。
5. 细胞分裂的重要意义:细胞分裂是生物体生长和发育的基础,它保证了细胞数量的不断增加,并对遗传物质的传递和生物遗传多样性起着重要作用。
细胞分裂的重要意义:细胞分裂是生物体生长和发育的基础,它保证了细胞数量的不断增加,并对遗传物质的传递和生物遗传多样性起着重要作用。
6. 干细胞:干细胞是一类具有自我更新和分化为不同细胞类型能力的细胞,它们在维持组织和修复受损组织方面具有重要作用。
干细胞:干细胞是一类具有自我更新和分化为不同细胞类型能力的细胞,它们在维持组织和修复受损组织方面具有重要作用。
以上是关于高中生物选修三专题二细胞扩增的一些重要知识点,希望对你的学习有所帮助!。
高中生物选修3知识要点
高中生物选修3知识要点高中生物选修3知识要点汇总高中生物的选修课本都是必修课本内容的拓展和补充,学习选修三的生物,我们可以掌握更多生物知识。
下面是店铺为大家整理的高中生物选修3知识要点汇总,希望对大家有用!高中生物选修3知识要点1高中生物选修3知识一、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。
二、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。
三、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。
高中生物实验知识一、叶绿体色素的提取和分离1、提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水酒精等提取色素。
2、分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。
溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢。
3、各物质作用:无水乙醇或丙酮:提取色素;层析液:分离色素;二氧化硅:使研磨得充分;碳酸钙:防止研磨中色素被破坏。
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)专题一基因工程1.2.3.4.5.6.7.8.9.基因工程的场所?(生物体外)基因工程操作水平?(DNA分子水平)基因工程利用的技术?(基因重组和转基因技术)基因工程的原理?(基因重组)基因工程的别名?(DNA重组技术)基因工程的目的?(获得人类需要的基因产物)基因工程/DNA重组技术的基本工具?(限制性核酸内切酶(限制酶),DNA连接酶,载体)工具酶?(限制酶,DNA连接酶)限制酶的分布?(主要分布在原核生物中)限制酶的作用部位?(磷酸二酯键)10.限制酶的特异性?(限制酶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?(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连接酶的种类?(2类。
来自大肠杆菌的E.coliDNA连接酶(只能催化连接黏性末端),来自T4噬菌体的T4DNA连接酶(既能催化连接黏性末端也能连接平末端))14.DNA连接酶的作用位点?(磷酸二酯键)15.DNA连接酶和DNA聚合酶的区分?(DNA连接酶催化连接DNA片断,不需要模板,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?(质粒(最常用),λ噬菌体的衍生物,动植物病毒)17.作为载体必备的条件?(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,具有标志基因)18.质粒?(独立于拟核之外的小型环状双链DNA 份子)19.标志基因的作用?常用的有?(供重组DNA的鉴定和选择)(四环素抗性基因,氨苄青霉素抗性基因)20.基因工程中使用的质粒是否是天然质粒?(不是,使用的是人工改造过的天然质粒)21.基因工程的基本操作程序的步骤?(4个,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,目的基因的检测与鉴定)24.PCR(多聚酶链式回响反映)技术的原理?(DNA复制)25.PCR技术操作环境?(生物体外,在PCR扩增仪中)26.PCR与DNA复制不同之处?(前者不需要解旋酶,高温解旋,后者要用解旋酶解旋;前者的DNA聚合酶要求热稳定性高,后者环境温和不需要热稳定性高的DNA聚合酶)(PCR技术中需要一种特殊的酶:Taq酶,又叫热稳定性DNA聚合酶)27.若基因较小,核苷酸序列,则能够通过DNA合成仪?(用化学方法直接人工合成)28.基因表达载体?(不同生物构建的表达载体有差别,但都需具备四部分:启动子,终止子,目的基因,标记基因)(复制原点)29.启动子和起始密码子,终止子和终止密码子?(启动子和终止子是DNA,起始密码子和终止密码子是RNA。
【人教版】高中生物选修三知识点总结(最新整理)
高中生物选修三专题1 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。
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。
高中生物选修三知识点总结
选修3易考知识点专题1 基因工程基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过,赋予生物以,创造出。
基因工程是在上进行设计和施工的,又叫做。
(一)基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——()(1)来源:主要是从中分离纯化出来的。
(2)功能:能够识别双链DNA分子的某种的核苷酸序列,并且使每一条链中部位的两个核苷酸之间的断开,因此具有。
(3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:和2.“分子缝合针”——DNA连接酶)的比较:(1)两种DNA连接酶(E·coliDNA连接酶和T4-①相同点:都缝合。
②区别:E·coliDNA连接酶来源于,只能将双链DNA片段互DNA连接酶能缝合补的之间的磷酸二酯键连接起来;而T4,但连接平末端的之间的效率较。
(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接的末端,形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——(1)载体具备的条件:①②③(2)最常用的载体是,它是一种(3)其它载体:(二)基因工程的基本操作程序第一步:1.目的基因是指:。
2.原核基因采取获得,真核基因是。
人工合成目的基因的常用方法有 _和 _。
3.PCR技术扩增目的基因(1)原理:(2)过程:第一步:加热至90~95℃;第二步:冷却到55~60℃,;第三步:加热至7 0~75℃,第二步:1.目的:使目的基因在受体细胞中,并且可以,使目的基因能够。
2.组成:+++(1)启动子:是一段有特殊结构的,位于基因的,是识别和结合的部位,能驱动基因,最终获得所需的。
(2)终止子:也是一段有特殊结构的,位于基因的。
(3)标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中,从而将筛选出来。
常用的标记基因是。
第三步: _1.转化的概念: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,其次还有和等。
将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是。
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高中生物选修三知识点总结一、基因工程1. 基因工程的诞生1 基因工程:按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外 DNA 重组和转基因等技术,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
2 基因工程诞生的理论基础是在生物化学、分子生物学和微生物学科的基础上发展起来,技术支持有基因转移载体的发现、工具酶的发现,DNA 合成和测序仪技术的发明等。
2. 基因工程的原理及技术3 基因工程操作中用到了限制酶、DNA 连接酶、运载体考点限制酶细化:限制酶主要从原核生物生物中分离纯化出来,这种酶在原核生物中的作用是识别 DNA 分子的特定核苷酸序列,并且使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
①限制酶的特性是识别特定核苷酸序列,切割特定切点。
限制酶产生的末端有两种:粘性末端和平末端。
② DNA 连接酶与 DNA 聚合酶的作用部位是磷酸二酯键,二者在作用上的区别为前者是恢复被限制性内切酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,后者单个的核苷酸连接到DNA分子上。
③作为基因工程的载体应该具备标记基因、多个限制性内切酶切点、能够在宿主细胞内复制和稳定存等特点。
⑤常见的载体种类有质粒、动植物病毒、噬菌体4 基因工程四步骤: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、目的基因的检测和表达。
考点细化:①目的基因的获取方法为根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在载体上的位置、基因的转录产物、以及基因的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。
②基因文库、基因组文库、cDNA 文库的区别:含有某种生物不同基因的许多DNA 片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌体分别含有这种生物的不同基因,称之为基因文库。
如果含有一种生物所有基因,叫做基因组文库。
只包含一种生物的一部分基因,这种基因文库叫做部分基因文库,如cDNA 文库。
③基因重组操作中构建基因表达载体的目的是将目的基因在受体细胞中稳定存在,并且遗传给下一代,同时目的基因能够表达和发挥作用。
④一个完整的基因表达载体包括:目的基因、启动子、终止子、标记基因。
⑤将目的基因导入植物细胞、动物细胞和微生物细胞的常用方法分别是脓杆菌转化法、显微注射法、Ca2+处理法。
⑥基因工程的受体细胞选择,植物可以采用体细胞,动物不能用体细胞,一般采用受精卵细胞。
因为受精卵具有全能性。
⑦当受体细胞是大肠杆菌时常用Ca2+处理细胞,这样做的目的是使细胞处于一种能够吸收周围环境中的DNA 分子的感受态细胞。
⑧目的基因的检测:转基因生物的 DNA 是否插入了目的基因 DNA分子杂交技术;目的基因是否转录出了 mRNA 分子杂交技术;目的基因是否翻译成蛋白质抗原-抗体杂交;个体生物学水平鉴定直接观察和检测性状。
⑨目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因的检测和表达一般需要碱基互补配对。
将目的基因导入受体细胞不需要碱基互补配对3. 基因工程的应用5 在农业生产上:主要用于提高农作物的抗逆能力如:抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等 ,以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
6 基因治疗不是对患病基因的修复,基因检测所用的 DNA 分子只有处理为单链才能与被检测的样品,按碱基配对原则进行杂交。
4. 蛋白质工程7 蛋白质工程的本质是通过基因改造或基因合成,对先有蛋白质进行改造或制造新的蛋白质,所以被形象地称为第二代基因工程;基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质二、克隆技术1. 植物的组织培养1 细胞工程:指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法,通过细胞水平或者细胞器水平上的操作,按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获取细胞产品的一门综合科学技术。
在细胞器水平上改变细胞的遗传物质,属于细胞工程。
2 细胞全能性:具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整生物体的潜能。
考点细化:①都具有该生物全部遗传信息,因此从理论上讲,生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。
②细胞在生物体内没有表现出全能性的原因是基因选择性表达。
③植物细胞的全能性得以实现的条件是离体,合适的营养和激素,无菌操作。
④在生物的所有的细胞中,受精卵细胞的全能性最高。
3 植物组织培养: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。
考点细化:①已分化的细胞经过诱导后,失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程叫脱分化。
②再分化是愈伤组织继续进行培养,重新分化出根或芽等器官。
③愈伤组织细胞排列疏松而无规则,高度液泡化的呈不定型状态的薄壁细胞。
④植物组织培养时培养基的成分有矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素、有机添加物,与动物细胞培养相比需要蔗糖、植物激素,不需要动物血清。
⑤在植物组织培养脱分化过程中,需要植物激素⑥植物组织培养全过程中都需要无菌,愈伤组织之前不需要光照4 植物组织培养技术的用途: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。
考点细化:①用植物体的茎尖、根尖来获得无病毒植物②人工种子中人工胚乳相当于大豆种子的子叶,人工种子与正常种子相比发芽率高。
③转基因植物的培育需要植物组织培养5 将不同种植物的体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体叫做植物体细胞杂交。
考点细化:①用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁获得原生质体②物理方法:电刺激、振荡、离心;化学方法:聚乙二醇③植物体细胞杂交完成的标志是新细胞壁的形成④融合后的杂种细胞通过植物组织培养才能发育成完整的植物体(6)植物体细胞杂交这一育种方法的最大优点是克服远缘杂交不亲和障碍2.动物的细胞培养与体细胞克隆7 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、胚胎移植等8 动物细胞培养经过原代培养和传代培养考点细化:①动物细胞培养液的成分有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等②动物细胞培养基液体,植物细胞培养基固体,培养的动物细胞通常取自胚胎、幼龄动物的组织器官②动物细胞培养时的气体环境是95%的空气+5%二氧化碳的混合气体,CO2起到调节 PH值作用③使用胰蛋白酶处理使动物组织分散成单个细胞④动物组织处理使细胞分散后的初次培养称为原代培养⑤贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理,然后分瓶继续培养,让细胞继续增殖。
这样的培养过程通常被称为传代培养。
3.细胞融合与单克隆抗体9 动物细胞融合与植物原生质体融合的区别:操作步骤不同:植物原生质体融合需要先去除细胞壁,动物细胞无细胞壁;诱导方法不同:动物细胞融合可以用物理、化学和生物三种方法,植物原生质体融合只能用物理、化学方法;最终目的不同:植物原生质体融合最终是为了获得杂种植株,动物细胞融合最主要目的是获得单克隆抗体。
10 单克隆抗体与血清抗体相比特异性强、灵敏度高并可大量制备11 熟悉单克隆抗体制备过程。
考点细化①生产杂交瘤细胞要用B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合②注射相应抗原后,从小鼠脾脏中提取出B 淋巴细胞③杂交瘤细胞既能大量增殖,又能产生专一抗体。
④制备单克隆抗体过程中需要两次筛选⑤体外条件下做大规模培养杂交瘤细胞或者注射到小鼠腹腔内增殖,从细胞培养液或者小鼠腹水内就可以提取出大量的单克隆抗体。
联想拓展:①杂交瘤细胞融合时,对 B 淋巴细胞为免疫过的B 淋巴细胞②一种 B 细胞只能产生一种抗体③A 和 B 两种细胞融合,只考虑两两融合,融合方式有 AA、BB、AB 融合三种④制备单克隆抗体过程中需要经过两次筛选第一次筛选出杂交瘤细胞用选择培养基筛选培养基中加入特定化学物质。
第二次筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞抗体—抗原杂交检测培养基中加入特定抗原。
13 单克隆抗体在多种人类疾病及动植物病害的诊断和病原鉴定中发挥重要作用。
主要用于癌症治疗,也有少量用于其它疾病治疗。
拓展:生物导弹中,单抗的作用是导向作用,能将药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞。
既不损伤正常细胞,又减少了用药量。
14 去核卵母细胞能够激发核的全能性,选用的卵母细胞应该是培养到减数第二次分裂中期的卵母细胞15 核移植技术获得的动物因为有细胞质基因的影响、生活环境的差异、可能发生基因突变造成核移植动物与供核动物性状不完全相同。
三、胚胎工程1. 动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础动物胚胎发育的基本过程:受精卵→2细胞→4细胞→8细胞→桑葚胚→囊胚→原肠胚胚胎工程的理论基础:哺乳动物受精和早期胚胎发育规律1 精子和卵子的产生过程中精子变形,卵子没有。
卵泡的形成和在卵巢内的储备,是在出生前完成的。
考点细化:①精细胞产生后要经过顶体形成、尾部发育、细胞质浓缩最终精子形成②卵子的发生在胎儿时期就完成了卵泡的形成和在卵巢内的储备,排卵前后进行了减数第一次分裂,减Ⅱ分裂在精子和卵细胞结合过程中完成。
2 精、卵细胞结合前各自要发生哪些生理过程提示:在受精前精子要在雌性动物生殖道内获能;排出的卵子要在输卵管中进一步成熟到减Ⅱ中期才具备受精能力。
3 受精过程:精子获能→卵子准备阶段→受精。
卵子防止多精入卵的屏障:透明带反应和卵细胞膜反应拓展:①桑椹胚一般指 32 个左右的细胞数目的胚胎。
②胚胎分割选用的胚胎最好处于桑椹胚或者囊胚时期,因为全能性较高6 胚胎工程包含的技术:体外受精技术、胚胎早期培养技术、胚胎干细胞培养、胚胎分割技术、胚胎移植技术7 获得精子必须经获能处理后才能进行体外受精8 采集卵子前一般要对雌体进行促性腺激素处理,从较大体型动物卵巢中采集卵母细胞都要经过体外人工培养成熟后,才能与获能精子受精。
9 胚胎的早期培养培养液还需要添加激素和血清10 获得的早期胚胎有向受体移植、冷冻保存两种去向2. 胚胎干细胞的移植11 从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞可以称为胚胎干细胞12 胚胎干细胞在形态上:体积小、细胞核大、核仁明显;在功能上,具有发育的全能性。
另外在体外培养的条件下,胚胎干细胞可以增殖二不发生分化。
对它可以进行冷冻保存,也可进行遗传改造。
13 干细胞按分化潜能可分为全能干细胞如胚胎干细胞可以分化形成所有的成体组织细胞,甚至发育成为完整的个体、多能干细胞具有多向分化的潜能,可以分化形成除自身组织细胞外的其他组织细胞,如造血干细胞、神经干细胞、间充质干细胞、皮肤干细胞等和专能干细胞维持某一特定组织细胞的自我更新,如肠上皮干细胞三种类型。
14 干细胞可以通过从哺乳动物的早期胚胎囊胚的内细胞团或从胎儿的原始性腺中分离而来3. 胚胎工程的应用15 胚胎分割时要注意注意将内细胞团均等分割。
16 胚胎移植技术包括对供、受体的选择和处理,配种或进行人工授精,对胚胎的收集冲卵 ,检查、培养或保存,对胚胎进行移植,以及移植后的检查等步骤考点细化:①胚胎移植的生理学基础:a.哺乳动物发情排卵后,不论是否妊娠,在一段时间内同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的,这为胚胎移入受体提供了相同的生理环境b.早期胚胎在一定时间内处于游离状态,为胚胎的收集提供了可能c.受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,为胚胎在受体内的存活提供了可能d.供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但移入受体的供体胚胎的遗传特性,在孕育过程中不受任何影响。