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      高中生物選修三知識提綱

      時間: 文娟843 分享

        學(xué)習(xí)生物需要講究方法和技巧,更要學(xué)會對知識點進(jìn)行歸納整理,生物選修三知識點有哪些呢?下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的高中生物選修三知識提綱,希望對大家有所幫助!

      高中生物選修三知識點復(fù)習(xí)提綱

        專題1 基因工程

        基因工程:是指按照人們的愿望,進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計,通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù),賦予生物以新的遺傳特性,創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計和施工的,又叫做DNA重組技術(shù)。

        (一)基因工程的基本工具

        1. “分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)

        (1)來源:主要是從原核生物中分離純化出來的。

        (2)功能:能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列,并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開,因此具有專一性。

        (3)結(jié)果:

        經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式:黏性末端和平末端。

        2. “分子縫合針”——DNA連接酶

        (1)兩種DNA連接酶(E·coliDNA連接酶和T4-DNA連接酶)的比較:

       ?、傧嗤c:都縫合磷酸二酯鍵。

        ②區(qū)別:E·coliDNA連接酶來源于大腸桿菌,只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來;而T4DNA連接酶能縫合兩種末端,但連接平末端的之間的效率較低。

        (2)與DNA聚合酶作用的異同:

        DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個DNA片段的末端,形成磷酸二酯鍵。

        3. “分子運輸車”——載體

        (1)載體具備的條件:

       ?、倌茉谑荏w細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存。

       ?、诰哂幸恢炼鄠€限制酶切點,供外源DNA片段插入。

       ?、劬哂袠?biāo)記基因,供重組DNA的鑒定和選擇。

        (2)最常用的載體是質(zhì)粒,它是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單的、獨立于細(xì)菌染色體之外,并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。

        (3)其它載體:λ噬菌體的衍生物、動植物病毒。

        (二)基因工程的基本操作程序

        第一步:目的基因的獲取

        1. 目的基因是指: 編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因 。

        2. 原核基因采取直接分離獲得,真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反轉(zhuǎn)錄法和化學(xué)合成法。

        3. PCR技術(shù)擴增目的基因

        (1)PCR的含義:是一項在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。

        (2)目的:獲取大量的目的基因

        (3)原理:DNA雙鏈復(fù)制

        (4)過程:

        第一步:加熱至90~95℃DNA解鏈為單鏈;

        第二步:冷卻到55~60℃,引物與兩條單鏈DNA結(jié)合;

        第三步:加熱至70~75℃,熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始進(jìn)行互補鏈的合成。

        (5)特點:指數(shù)(2n)形式擴增

        第二步:基因表達(dá)載體的構(gòu)建(核心)

        1. 目的:使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳至下一代,使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。

        2. 組成:目的基因+啟動子+終止子+標(biāo)記基因

        (1)啟動子:是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位,能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,最終獲得所需的蛋白質(zhì)。

        (2)終止子:也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段 ,位于基因的尾端。

        (3)標(biāo)記基因的作用:是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。常用的標(biāo)記基因是抗生素基因。

        第三步:將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞

        1. 轉(zhuǎn)化的概念:是目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi),并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。

        2. 常用的轉(zhuǎn)化方法:

        將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞:采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,其次還有基因槍法和花粉管通道法等。

        將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞:最常用的方法是顯微注射技術(shù)。方法的受體細(xì)胞多是受精卵。

        將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞:原核生物作為受體細(xì)胞的原因是繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少 ,最常用的原核細(xì)胞是大腸桿菌 ,其轉(zhuǎn)化方法是:

        先用Ca2+處理細(xì)胞,使其成為感受態(tài)細(xì)胞 ,再將重組表達(dá)載體DNA分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細(xì)胞混合,在一定的溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子,完成轉(zhuǎn)化過程。

        3. 重組細(xì)胞導(dǎo)入受體細(xì)胞后,篩選含有基因表達(dá)載體受體細(xì)胞的依據(jù)是標(biāo)記基因是否表達(dá)。

        第四步:目的基因的檢測和表達(dá)

        1. 首先要檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因,方法是采用DNA分子雜交(DNA-DNA)技術(shù)。

        2. 其次還要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA,方法是采用分子雜交(DNA-RNA)技術(shù)。

        3. 最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì),方法是采用抗原—抗體雜交技術(shù)。

        4. 有時還需進(jìn)行個體生物學(xué)水平的鑒定。如生物抗蟲或抗病的鑒定等。

        (三)基因工程的應(yīng)用

        1. 植物基因工程:抗蟲、抗病、抗逆轉(zhuǎn)基因植物,利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)。

        2. 動物基因工程:提高動物生長速度、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物。

        3. 基因治療:把正常的外源基因?qū)氩∪梭w內(nèi),使該基因表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮作用。

        4. 基因診斷:又稱為DNA診斷,是采用基因檢測的方法來判斷患者是否出現(xiàn)了基因異常或攜帶病原體。

        (四)蛋白質(zhì)工程的概念

        蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ),通過基因修飾或基因合成,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。(基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì))

        蛋白質(zhì)工程的基本途徑:

        從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)

        設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

        推測應(yīng)有的氨基酸序列

        找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)

        ★蛋白質(zhì)工程與基因工程區(qū)別  

              專題2 細(xì)胞工程

        (一)植物細(xì)胞工程

        1. 理論基礎(chǔ)(原理):細(xì)胞全能性

        全能性表達(dá)的難易程度:受精卵>生殖細(xì)胞>干細(xì)胞>體細(xì)胞;植物細(xì)胞>動物細(xì)胞

        2. 植物組織培養(yǎng)技術(shù)

        (1)過程:離體的植物器官、組織或細(xì)胞→愈傷組織→試管苗→植物體

        (2)用途:微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。

        (3)地位:是培育轉(zhuǎn)基因植物、植物體細(xì)胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。

        (二)動物細(xì)胞工程

        1. 動物細(xì)胞培養(yǎng)

        (1)概念:動物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動物機體中取出相關(guān)的組織,將它分散成單個細(xì)胞,然后放在適宜的培養(yǎng)基中,讓這些細(xì)胞生長和繁殖。

        (2)動物細(xì)胞培養(yǎng)的流程:取動物組織塊(動物胚胎或幼齡動物的器官或組

        織)→剪碎→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞→制成細(xì)胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進(jìn)行原代培養(yǎng)→貼滿瓶壁的細(xì)胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)。

        (3)細(xì)胞貼壁和接觸抑制:懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上,稱為細(xì)胞貼壁。細(xì)胞數(shù)目不斷增多,當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互抑制時,細(xì)胞就會停止分裂增殖,這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。

        (4)動物細(xì)胞培養(yǎng)需要滿足以下條件

       ?、贌o菌、無毒的環(huán)境:培養(yǎng)液應(yīng)進(jìn)行無菌處理。通常還要在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素,以防培養(yǎng)過程中的污染。此外,應(yīng)定期更換培養(yǎng)液,防止代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害。

       ?、跔I養(yǎng):合成培養(yǎng)基成分:糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等。通常需加入血清、血漿等天然成分。

       ?、蹨囟龋哼m宜溫度:哺乳動物多是36.5℃+0.5℃;pH:7.2~7.4。

       ?、軞怏w環(huán)境:95%空氣+5%CO2。O2是細(xì)胞代謝所必需的,CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。

        (5)動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用:制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測有毒物質(zhì)、培養(yǎng)醫(yī)學(xué)研究的各種細(xì)胞。

        2. 動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物

        (1)哺乳動物核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植(比較容易)和體細(xì)胞核移植(比較難)。

        (2)選用去核卵(母)細(xì)胞的原因:卵(母)細(xì)胞比較大,容易操作;卵(母)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)多,營養(yǎng)豐富。卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)可使體細(xì)胞細(xì)胞核全能性得到表達(dá)。

        (3)體細(xì)胞核移植的大致過程是:

        (4)體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用:

        ①加速家畜遺傳改良進(jìn)程,促進(jìn)良畜群繁育;

       ?、诒Wo(hù)瀕危物種,增大存活數(shù)量;

       ?、凵a(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白;

        ④作為異種移植的供體;

       ?、萦糜诮M織器官的移植等。

        (5)體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題:克隆動物存在著健康問題、表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等。

        3. 動物細(xì)胞融合

        (1)動物細(xì)胞融合也稱細(xì)胞雜交,是指兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程。融合后形成的具有原來兩個或多個細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞,稱為雜交細(xì)胞。

        (2)動物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的原理基本相同,誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法類似,常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激等。

        (3)動物細(xì)胞融合的意義:克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親和性,成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物生物新品種培育的重要手段。

        4. 單克隆抗體

        (1)抗體:一個B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。從血清中分離出的抗體產(chǎn)量低、純度低、特異性差。

        (2)單克隆抗體的制備過程:

        兩次篩選:第一次篩選出雜交瘤細(xì)胞,第二次篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞。

        (3)雜交瘤細(xì)胞的特點:既能大量繁殖,又能產(chǎn)生專一的抗體。

        (4)單克隆抗體的優(yōu)點:特異性強,靈敏度高,并能大量制備。

        (5)在腹腔內(nèi)增殖的優(yōu)點:不需要特定的培養(yǎng)基,不需要嚴(yán)格的外界條件。

        (6)篩選的時候用:特定的選擇性培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。

        (5)單克隆抗體的作用:

        ①作為診斷試劑:準(zhǔn)確識別各種抗原物質(zhì)的細(xì)微差異,并跟一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合,具有準(zhǔn)確、高效、簡易、快速的優(yōu)點。

       ?、谟糜谥委熂膊『瓦\載藥物:主要用于治療癌癥治療,可制成“生物導(dǎo)彈”(借助單克隆抗體的導(dǎo)向作用),也有少量用于治療其它疾病。

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