重點高中生物選修三全套知識點+填空

1、重點高中生物選修三全套知識 點+填空作者:日期:選修3易考知識點背誦專題1 基因工程基因工程的概念基因工程的別名基因拼接技術或DNA重組技術操作環(huán)境生物體外操作對象基因操作水平DNA分子水平根本過程剪切f 拼接f導入f 表達結果產生人類需要的基因產物特點打破種的界限，定向改造生物本質基因重組一基因工程的根本工具1“分子手術刀一一 限制性核酸內切酶限制酶1來源：主要是從 原核生物中別離純化出來的。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，因此具有特 異性。3結果：經限制酶切割產生的 DNA片段末端通常有兩種形式：黏 性末端

2、 和平末端。2. “分子縫合針 一一DNA連接酶1兩種DNA連接酶E coliDNA連接酶和T4-DNA連接酶的比擬： 相同點：都縫合 磷酸二酯鍵。區(qū)別：E- coliDNA連接酶來源于T4噬菌體，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。 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. “分子運輸車一一載體1載體具備的條件： 能在受體細胞中復制并穩(wěn)定保存。 具有一至多個限制酶切點，供外源 D

3、NA片段插入。 具有標記基因，供重組 DNA勺鑒定和選擇。2最常用的載體是質粒,它是一種裸露的、結構簡單的、獨立于細菌染 色體之外，并具有自我復制能力的雙鏈環(huán)狀 DNA分子。3其它載體：噬菌體、動植物病毒(二) 基因工程的根本操作程序第一步：目的基因的獲取1. 目的基因是指：是人們所需要轉移或改造的基因2. 獲取目的基因的方法 基因文庫、人工合成、PCR技術3. 原核基因采取直接別離獲得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的 常用方法有反轉錄法_和化學合成法_。4.PCR技術擴增目的基因(1) 原理：DNA雙鏈復制(2) 過程：第一步：加熱至 9095C DNA軍鏈；第二步：冷卻到5560C

4、, 引物結合到互補DNA鏈；第三步：加熱至7075 C,熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始 互補鏈的合成。第二步：重組DNA分子1. 目的：使目的基因在受體細胞中 穩(wěn)定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的 基因能夠表達和發(fā)揮作用。2. 組成：目的基因+啟動子+終止子+標記基因+復制原點(1) 啟動子：是一段有特殊結構的 DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合 酶識別和結合的部位，能驅動基因 轉錄出mRNA最終獲得所需的蛋白質。(2) 終止子：也是一段有特殊結構的 DNA片段，位于基因的尾端。(3) 標記基因的作用：是為了鑒定受體細胞中 是否含有目的基因，從而將含 有目的基因的細胞 篩選出來。常用的標

5、記基因是 抗生素基因。第三步：轉化受體細胞1. 轉化的概念：是目的基因進入受體細胞內，并且在受體細胞內 維持穩(wěn)定和表達的過程。2. 常用的轉化方法：將目的基因導入植物細胞：采用最多的方法是 農桿菌轉化法，其次還有基因 槍法和花粉管通道法等。將目的基因導入動物細胞：最常用的方法是顯微注射技術。此方法的受體細胞多是受精卵。將目的基因導入微生物細胞：原核生物作為受體細胞的原因是繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對較少 ，最常用的原核細胞是 大腸桿菌，其轉化方法是： 先用Ca2+處理細胞，使其成為 感受態(tài)細胞，再將重組表達載體DNA分子溶于 緩沖液中與感受態(tài)細胞混合，在一定的溫度下促進感受態(tài)細胞吸收DNA

6、分子，完成轉化過程。3. 重組細胞導入受體細胞后，篩選含有基因表達載體受體細胞的依據是標記基 因是否表達。第四步：目的基因的檢測和表達1. 首先要檢測 轉基因生物的染色體 DNAh是否插入了目的基因，方法是采 用DNA分子雜交技術。2. 其次還要檢測 目的基因是否轉錄出了 mRNA方法是采用 用標記的目的基 因作探針與mRNA雜交。3. 最后檢測 目的基因是否翻譯成蛋白質，方法是從轉基因生物中提取 蛋白 質，用相應的 抗體進行抗原-抗體雜交。4. 有時還需進行個體生物學水平的鑒定。如轉基因抗蟲植物是否出現抗蟲 性狀。三基因工程的應用1. 植物基因工程：抗蟲、抗病、抗逆轉基因植物，利用轉基因改進

7、植物的品質。2. 動物基因工程：提高動物生長速度、改善畜產品品質、用轉基 因動物生產藥物。3. 基因治療：把正常的外源基因導入病人體內，使該基因表達產物發(fā)揮作用。四蛋白質工程的概念蛋白質工程是指以 蛋白質分子的結構規(guī)律及其生物功能的關系 作為根底,通過基因修飾或基因合成，足人類的生產和生活的需求。對現有蛋白質進行 改造，或制造一種新的蛋白質，以滿 基因工程在原那么上只能生產 自然界已存在的蛋白質蛋白壓工涯t 預期功能 生物功能仔殳計 1氮基醛序列中衛(wèi)詵那么蛋白廣三堆結構蛋白質的改造大改:設計并制造自然界中不存在的全新蛋白質，使之具有特定的氨基 酸序列、空間結構和預期功能皿：在蛋白質分子中替代某

8、一個肽段或一個特定的結構域小改:通過基因工程中的定點誘變技術，有目的改造蛋白質分子中某活性部位 的1個或幾個氨基酸殘基，以改善蛋白質的性質和功能定點誘變技術是改變蛋白質結構的核心之一PCF技術是基因定點誘變的常用方法 蛋白質工程與基因工程的關系蛋白質工程基因工程實質通過改造基因，以疋向改造天然 蛋白質，甚至創(chuàng)造自然界不存在 的蛋白質將目的基因從供體轉移到受體細胞， 并在受體細胞中表達結果合成自然界不存在的蛋白質只能生產自然界已存在的蛋白質聯系蛋白質工程是在基因工程根底上，延伸出的第二代基因工程專題2細胞工程一、植物細胞工程一植物組織培養(yǎng)技術1、理論根底原理：細胞全能性細胞具有全能性的原因：每個

9、細胞都含有該物種的全套遺傳物質全能性表達的難易程度：受精卵、生殖細胞、干細胞、體細胞；植物細胞、 動物細胞,請排序受精卵生殖細胞干細胞體細胞 ；植物細胞動物細胞2、 過程：離體的植物器官、組織或細胞又稱 外植體 愈傷組織 一-胚狀體一-試管苗 一-植物體愈傷組織的特點：一團沒有特定結構和功能不處于旺盛分裂狀態(tài)的薄壁細胞脫分化：已經分化的植物細胞形成愈傷組織的過程再分化：愈傷組織生長一段時間后，再移植到新的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)，從新誘導 分化形成根和芽等器官的過程。3、用途：微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細胞產物的工廠化生產。A植物繁殖微型繁殖：可以高效快速地實現種苗的大量繁殖作物脫

10、毒：采用莖尖組織培養(yǎng)來除去病毒因為植物分生區(qū)附近的病毒極少或沒有 人工種子：以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經人工 薄膜包裝得到的種子。優(yōu)點：完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性，不受季節(jié)的限制；方 便儲藏和運輸人工種子的結構包括：人工種皮、胚狀體和人工胚乳。B作物新品種培育單倍體育種：a過程：植株AaBb通過減數分裂得到花粉AB Ab、aB ab四種類型；對花 粉進行花藥離體培養(yǎng)技術是植物組織培養(yǎng)；得到單倍體植株；對其幼苗時期進 行秋水仙素處理；得到了正常的純合二倍體植株AABB AAbb aaBB aabb四種類 型。b優(yōu)點：明顯縮短育種年限二植物細胞培養(yǎng)：通過能夠產生對人們

11、有利的產物的細胞進行組織培養(yǎng)，從而 讓它們能夠產生大量的次級代謝產物。注意：1、原理：細胞增殖2 、大規(guī)模獲得細胞產品應用組織培養(yǎng)技術培養(yǎng)到愈傷組織階段三植物體細胞雜交技術1、過程：植物細胞甲L蘭聖原生質體甲、融4 "訃H亠 植物細胞乙-三里*原生質協乙/慣體$噩"朶種細胞恥W愈傷姐織再分化雜種植株2、植物誘導融合的方法：物理法包括 離心、振動、電刺激 等。化學法一般是用 聚 乙二醇作為誘導劑。3注意：a生理根底：細胞膜流動性，植物細胞全能性b植物細胞融合前需用纖維素酶和果膠酶除去細胞壁3意義：克服了遠緣雜交不親和的障礙。二、動物細胞工程一般包括動物細胞與組織培養(yǎng)、細胞核移

12、植、體細胞克隆、細胞融合、單克隆抗體 的制備等技術一動物細胞培養(yǎng)1概念：動物細胞培養(yǎng)就是從動物機體中取出相關的 組織，將它分散成單個細胞，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細胞生長和繁殖。2動物細胞培養(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處理 分散成單個細胞制成細胞懸液一轉入培養(yǎng)瓶中進行 原代培養(yǎng)一貼滿瓶壁的細胞 重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞繼續(xù) 傳代培養(yǎng)。3細胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細胞很快就 貼附在瓶壁上，稱為細胞貼 壁。細胞數目不斷增多，當貼壁細胞分裂生長到外表 相互抑制時，細胞就會 停止分裂增殖，這種現象稱為細胞的接觸抑制4動物細胞培養(yǎng)需要

13、滿足以下條件 無菌、無毒的環(huán)境：培養(yǎng)液應進行無菌處理。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，應定期更換培養(yǎng)液, 防止代謝產物積累對細胞自身造成危害。 營養(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。通常需參加血清、血漿等天然成分。 溫度：適宜溫度：哺乳動物多是 36.5 C + 0.5 C； pH: 7.27.4。 氣體環(huán)境：95濤氣+ 5%CO O是細胞代謝所必需的，CO的主要作用是維持培養(yǎng)液£捶卵令Ifc電酥沖刑H r早期胚夠用一天母爭羊時于玄I5動物細胞培養(yǎng)技術的應用： 制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測有毒物質、培養(yǎng)醫(yī)學研究的各

14、種細胞。6動物細胞培養(yǎng)與組織培養(yǎng)的主要區(qū)別動物細胞培養(yǎng)過程需要用胰蛋白酶等是 組織塊中的細胞分散二動物體細胞核移植技術和克隆動物1、哺乳動物核移植可以分為 胚胎細胞核移植比擬容易和 體細胞核移植比擬 難。2、選用去核卵母細胞的原因：卵母細胞比擬大, 容易操作；卵母細胞細胞質多，營養(yǎng)豐富。3、 體細胞核移植的大致過程是：右圖注意：細胞核移植Cb胚胎移植原理：細胞 核全能性克隆羊性別：白面綿羊3、體細胞核移植技術的應用： 加速家畜遺傳改進進程，促進良畜群繁育；保護瀕危物種，增大存活數量； 生產珍貴的醫(yī)用蛋白；作為異種移植的供體；用于組織器官的移植等。4、體細胞核移植技術存在的問題：克隆動物存在著

15、健康冋題、表現出遺傳和生理缺陷等。三動物細胞融合1、動物細胞融合與植物原生質體融合的原理根本相同，誘導動物細胞融合的方法與植物原生質體融合的方法類似，常用的誘導因素有 聚乙二醇、滅活的病毒、 電刺激等。2、動物細胞融合的意義：克服了 遠緣雜交的不親和性，成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物新品種培育的重要手段。3、動物細胞融合與植物體細胞雜交的比擬：重點記憶細胞工程植物體細胞雜交動物細胞融合理論根底細胞的全能性、細胞膜的流動性:細胞增殖、細胞膜的流動性t融合前處理酶解法去除細胞壁纖維素酶、 果膠酶注射特定抗原，免疫處理正常小鼠誘導手段物理法：離心、振動、電激 化學法：聚乙二醇peg物理法:離

16、心、振動、電激 化學法：聚乙二醇生物法：滅活的病毒滅活的仙臺 病毒誘導過程第一步：原生質體的制備酶解 法第二步：原生質體融合物、化 法第三步：雜種細胞的篩選和培養(yǎng) 第四步：雜種植株的誘導與鑒定正常小鼠免疫處理動物細胞的融 合物、化、生法雜交瘤細胞的 篩選與培養(yǎng)專一抗體檢驗陽性細 胞培養(yǎng)單克隆抗體的提純用途和意義克服遠緣雜交的不親和障礙，大 大擴展雜交的親本組合范圍 應用：白菜-甘藍等雜種植株1制備單克隆抗體2診斷、治療、預防疾病，例 如“生物導彈治療癌癥4. 單克隆抗體1a.抗體：一個B淋巴細胞只分泌一種 特異性抗體。從血清中別離出的抗體 產 量低、純度低、特異性差。b.B淋巴細胞特點：可以產

17、生抗體，但不能無限增殖: 骨髓瘤細胞特點：能無限增殖，但不能產生抗體。2單克隆抗體的制備過程：3雜交瘤細胞的特點：既能大量繁殖，又能產生專一的特異性抗體。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單克隆抗體的作用： 作為診斷試劑：準確識別各種抗原物質的細微差異，并跟一定抗原發(fā)生特異性 結合，具有準確、高效、簡易、快速的優(yōu)點。 用于治療疾病和運載藥物：主要用于治療癌癥治療，可制成“生物導彈連 接上抗癌藥物的單克隆抗體，也有少量用于治療其它疾病。補充：淋巴因子中的干擾素是治療病毒的特效藥，通常只能從體內獲得，且數量非常 的少，為了在體外獲得大量的干擾素，我們可以用鼠的效應T淋巴細胞與

18、其骨髓瘤細胞進行融合，進而從小鼠的 腹水中或從培養(yǎng)液中提取。干擾素是由效應T淋巴細胞產生的，所以在進行細胞融合時， 選用的是效應T淋巴 細胞和骨髓瘤細胞。專題3胚胎工程一生殖細胞的發(fā)生和受精作用1. 精子與卵細胞的發(fā)生過程1精子的發(fā)生：精原細胞先進行有絲分裂后進行減數分裂；變形過程中，細胞核為精子頭的主要局部，高爾基體發(fā)育為頂體，中心體演變?yōu)榫拥奈玻€ 體在尾基部形成線粒體鞘膜，其他物質濃縮為原生質滴直至脫落。線粒體為精子 運動提供能量2卵子的發(fā)生：卵原細胞演變成初級卵母細胞被卵泡細胞包圍，減一分 裂在排卵前后完成，形成次級卵母細胞和第一極體進入輸卵管準備受精;減二分裂 是在受精過程中完成的

19、。(3)精子與卵細胞發(fā)生過程比擬工程精子的發(fā)生過程卵子的發(fā)生過程發(fā)生場所發(fā)生時間發(fā)生過程是否連續(xù)核物質含量是否變形結果細胞質分裂2.受精作用：(1) 受精場所：是母體的 輸卵管上段(2) 受精前的準備a. 精子獲能(在雌性動物生殖道內)；b. 卵子的準備(排出的卵子要在輸卵管中進一步成熟到 減數第二次分裂 中期才具備受精能力)；(3) 受精過程卵子周圍的結構由外到內：放射冠、透明帶、卵黃膜 ,a頂體反響：精子釋放頂體酶溶解卵丘細胞之間的物質，穿越放射冠。b透明帶反響：頂體酶可將透明帶溶出孔道，精子穿入，在精子觸及卵黃膜的 瞬間阻止后來精子進入透明帶的生理反響它是防止多精子入卵受精的第一道屏 障

20、；c卵黃膜的封閉作用：精子外膜和卵黃膜融合，精子入卵后，卵黃膜會拒絕其 他精子再進入卵內的過程它是防止多精子入卵受精的第二道屏障;精子尾部脫 落，原有核膜破裂形成雄原核，同時卵子 完成減二分裂，形成雌原核注意：受精標志是第二極體的形成：受精完成標志是雌雄原核融合成合子(二) 動物胚胎發(fā)育的根本過程1. 胚胎發(fā)育是指受精卵發(fā)育成 勺過程2. 胚胎發(fā)育的各個階段的特點：(1) 卵裂期：特點：細胞 有絲分裂，細胞數量不斷增加，但胚胎的總體體積 并 不增加。(2) 桑椹胚：特點：胚胎細胞數目到達 32個左右時，胚胎形成致密的細胞團， 形似桑椹。是全能細胞。(3) 囊 胚：特點：細胞開始出現 分化(該時

21、期細胞的全能性仍比擬高)。 聚集在胚胎一端個體較大的細胞群稱為 內細胞團，將來發(fā)育成胎兒的各種組織。而 滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤；胚胎內部逐漸出現囊胚腔注：囊胚的擴大會 導致透明帶的破裂，胚胎伸展出來，這一過程叫 孵化(4) 原腸胚：特點：有了三胚層的分化，具有原腸腔。(三) 胚胎工程的應用胚胎工程指對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術，由 體外 受精技術、胚胎移植技術、胚胎分割技術、胚胎冷凍保存技術和性別控制技術等組 成的現代生物技術。1. 體外受精和胚胎的早期培養(yǎng)(1) 卵母細胞的采集和培養(yǎng)：主要方法：用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然后，從 輸卵管中沖取 卵子，

22、直接與獲能的精子在體外受精。第二種方法：從剛 屠宰母畜的卵巢中采集卵 母細胞；第三種方法是借助超聲波探測儀、腹腔鏡等直接從 活體動物的卵巢中吸取 卵母細胞。采集的卵母細胞，都要在體外經 人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受 精。(2) 精子的采集和獲能：在體外受精前，要對精子進行 獲能處理。(3) 受精：獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵細胞在獲能溶液或專用的受精溶液中完成 受精過程。(4) 胚胎的早期培養(yǎng)：精子與卵子在體外受精后，應將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查 受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。培養(yǎng)液成分較復雜，除一些無 機鹽和有機鹽外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分，以及血清 等

23、物質。當胚胎發(fā)育到適宜的階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動物胚胎移植的時間不同。(牛、羊一般要培育到 桑椹胚或囊胚階段才能進行移植, 小鼠、家兔等實驗動物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎可在 816個細胞 階段移植。)2. 胚胎移植(1) 胚胎移植是指將雌性動物的早期胚胎，或者通過體外受精及其它方式得到 的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的 其它雌性動物的體內，使之繼續(xù)發(fā)育為新 個體的技術。其中提供胚胎的個體稱為 “供體，接受胚胎的個體稱為“受體。(供體為優(yōu)良品種，作為受體的雌性動物應為 常見或存量大的品種。)地位：如轉基因、核移植，或體外受精等任何一項胚胎工程技術所生產的胚胎

24、， 都必須經過胚胎移植技術才能獲得后代，是胚胎工程的最后一道“工序。(2) 胚胎移植的意義：大大縮短了 供體本身的繁殖周期，充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個 體的繁殖能力。(3) 生理學根底：動物發(fā)情排卵后，同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的。這就為供體的胚胎移入受體提供了 相同的生理環(huán)境。丕胎在一定時間內處于 游離狀態(tài)。這就為胚胎的收集提供了可能。 受體對移入子宮的外來胚胎不發(fā)生免疫排斥反響。這為胚胎在受體的存活提 供了可能。 供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯系,但供體胚胎的遺傳特性 在孕育過程中不受影響。(4) 根本程序主要包括:選擇供體母牛受休母牛胚胎移植的叢木程序超數排卵(促性腺

25、激素供體公牛-配種沖卵質量檢查"培養(yǎng)肝胎移植妊娠檢查 對供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和生產性能優(yōu)秀的供體，有健康的 體質和正常繁殖能力 的受體,供體和受體是同一物種。并用激素進行同期發(fā)情處理， 用促性腺激素 對供體母牛做 超數排卵處理。 配種或人工授精。 對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存。配種或輸精后第7天，用特制的沖卵裝 置，把供體母牛子宮內的胚胎沖洗出來(也叫沖卵)。對胚胎進行質量檢查，此時的 胚胎應發(fā)育到桑椹或胚囊胚 階段。直接向受體移植或放入 196C的液氮中保存。 對胚胎進行移植。 移植后的檢查。對受體母牛進行 是否妊娠的檢查。3. 胚胎分割(1) 概念：是指采用機械方

26、法將 早期胚胎切割2等份、4等份等，經移植獲得同 卵雙胎或多胎 的技術。(2) 意義：來自同一胚胎的后代具有 相同的遺傳物質，屬于 無性繁殖。(3) 材料：發(fā)育良好，形態(tài)正常的 桑棋胚或囊胚。(桑棋胚至囊胚的發(fā)育過程 中，細胞開始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。)(4) 操作過程：對囊胚階段的胚胎分割時，要將 內細胞團均等分割，否那么會影 響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育 。(四) 胚胎干細胞及其應用1. 干細胞分類(1) .按照分化潛能的大小分(例、(例)、(例 。(2) .按來源分、。2. 胚胎干細胞(1) 、哺乳動物的胚胎干細胞簡稱 ES或EK細胞，來源于早期胚胎或從原始 性腺中

27、別離出來。、具有胚胎細胞的特性，在形態(tài)上表現為體積小，細胞核大，核仁明顯； 在功能上，具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動物體內任何一種組織細胞。另 夕卜，在體外培養(yǎng)的條件下，可以增殖而不發(fā)生分化，可進行冷凍保存，也可進 行遺傳改造。(3) 、胚胎干細胞的主要用途是：(了解) 可用于研究哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律； 是在體外條件下研究 細胞分化的理想材料，在培養(yǎng)液中參加 分化誘導因 子，如牛黃酸等化學物質時，就可以誘導 ES細胞向不同類型的組織細胞分化， 這為揭示細胞分化和細胞凋亡的機理提供了有效的手段； 可以用于治療人類的某些頑疾，如帕金森綜合癥、少年糖尿病等； 利用可以被誘導分化形成新的組織細

28、胞的特性，移植ES細胞可使壞死或 退化的部位得以修復并恢復正常功能； 隨著組織工程技術的開展，通過 ES細胞體外誘導分化，定向培育出人造 組織器官，用于器官移植，解決供體器官缺乏和器官移植后 免疫排斥的問題。專題四生態(tài)工程一、生態(tài)工程的概念生態(tài)工程是指應用生態(tài)系統中物種共生與物質循環(huán)再生原理、結構與功能相 協調原那么，結合系統分析的最優(yōu)化方法而設計的促進物質被分層多級利用的生產工 藝系統。二、生態(tài)工程的根本原理生態(tài)工程的設計所依據的是生態(tài)學和工程學原理1、生態(tài)學原理(1) 物種共生原理：自然界任何一種生物都不能離開其他生物而單獨生存和 繁衍，存在著共生、競爭等關系，這構成了生態(tài)系統的 自我調節(jié)

29、和反響機制。(2) 生態(tài)位原理：生態(tài)系統中各種生物都占有一定的生態(tài)位，依據此原理，可構建一個具有多層次、多種群的穩(wěn)定而高效的生態(tài)系統。3食物鏈原理：食物鏈/食物網是實現生態(tài)系統中 物質循環(huán)、能量流動和信 息傳遞的根底，物種間的 食物關系是生態(tài)工程設計的重要因素。4物種多樣性原理:生態(tài)系統中生物多樣性越高，抵抗力穩(wěn)定性越陷越 高， 生態(tài)系統就越1 急定。如“三北防護林蟲害、珊瑚礁區(qū)的生機2、工程學原理1物質循環(huán)再生原理: 物質能在生態(tài)系統中循環(huán)往復，分層分級利用。我 國古代的“無廢棄物農業(yè)一一利用收集到的一切可能的有機物質轉變?yōu)橛袡C肥料， 改善了土壤結構，培育了土壤微生物，實現了 N P、K等元

30、素的循環(huán)利用。2協調與平衡原理：要處理好生物與環(huán)境的協調與平衡，生態(tài)系統中的生物數量不能超過環(huán)境承載力環(huán)境容納量的限度。太湖等水體富營養(yǎng)化，導致水葫蘆和藻類瘋長現象；西北衰敗的楊樹和繁茂的當地樹種間的大反差。3整體性原理：生態(tài)工程建設，不但要考慮自然生態(tài)系統的規(guī)律，還要考 慮到社會和經濟等系統的影響力。只有應用整體性原理，才能統一協調當前與長遠、 局部與整體、開發(fā)與環(huán)境建設之間的關系，保障生態(tài)系統的平衡與穩(wěn)定。三、生態(tài)工程建設的根本過程1. 生態(tài)工程建設的核心環(huán)節(jié)是技術設計.2. 生態(tài)工程設計的方法及實例1 食物鏈網的“相接，如稻田養(yǎng)魚農業(yè)生態(tài)工程。2 食物鏈網的“加環(huán)，如玉米芯的充分利用。3

31、. 生態(tài)工程在設計時要考慮到有利于人和自然兩方面，突出 低消耗、多效益、可 持續(xù)的特征。二、我國生態(tài)工程建設的實例1. 治污生態(tài)工程1內容：主要涉及 固體、液體、有機廢物 的處理,生態(tài)肥料的研制與試用, 湖區(qū)污染的生態(tài)治理，塑料的再生利用。2實例“人工濕地生態(tài)工程：1 濕地的重要特點之一是生物多樣性豐富，濕地生態(tài)系統具有較強的功能，被譽為“地球之腎。2 “人工濕地的凈化作用是通過濕地環(huán)境中所發(fā)生的物理、化學和生物作 用的綜合效應實現的，由不同類型的 水牛植物和微生物的共同作用來完成。3 水生植物可吸收、轉化污水中的 N、P等物質，還能促進 細菌等微生物對 污水的處理和凈化?！就卣埂咳斯竦厥且?/p>

32、個綜合的生態(tài)系統，它應用生態(tài)系統中 物種共生、物質循環(huán) 再生原理，結構與功能協調原那么，在促進廢水中污染物質良性循環(huán)的前提下，充分 發(fā)揮資源的生產潛力，防止環(huán)境的再污染，獲得 污水處理與資源化的最正確效益。2. 生態(tài)恢復工程(1) 生態(tài)恢復工程的第一步是 恢復植被.(2) 實例a.礦山廢棄地生態(tài)恢復工程：在礦區(qū)廢棄地的生態(tài)修復中，植被要注意選擇生長快和抗逆性強的樹種，優(yōu)先 選擇負擔樹種，盡量選擇適應性強的鄉(xiāng)土樹種和先鋒樹種, 注意樹種的多功能效益 b.西部的生態(tài)治理水土流失是西部生態(tài)問題中最本質、最突出的矛盾。3. 生態(tài)農業(yè)工程生態(tài)農業(yè)以保持生態(tài)系統的生態(tài)平衡為主導思想，促進物質在系統內循環(huán)和

33、重 復使用,以最少的投入獲取最大的 經濟效益和生態(tài)效益。填空選修3易考知識點背誦專題1 基因工程 基因工程的概念P9基因工程的別名操作環(huán)境操作對象操作水平根本過程結果特點(優(yōu)點)本質(原理)(一) 基因工程的根本工具1“分子手術刀 一一-(1) 來源：主要是從 別離純化出來的。(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 開，因此具有(3) 結果：經限制酶切割產生的 DNA片段末端通常有兩種形式： 和2. “分子縫合針 _ 兩種DNA連接酶(E coliDNA連接酶和T4-DNA連接酶)的比擬： 相同點：都縫合。 區(qū)別：E coliDN

34、A連接酶來源于T4噬菌體，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。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 一一(1) 載體具備的條件： 。(2) 最常用的載體是質粒,它是一種裸露的、結構簡單的、獨立于細菌染色體之外， 并具有自我復制能力的雙鏈環(huán) DNA分子。(3) 其它常見載體(二) 基因工程的根本操作程序第一步:1. 目的基因是指：。2. 獲取目的基因的方法3. 原

35、核基因采取直接別離獲得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方 法有反轉錄法_和化學合成法_。4. PCR技術擴增目的基因(1) 原理：DNA雙鏈復制(2) 過程：第一步：加熱至 9095C DNA解鏈；第二步：冷卻到5560C，引物 結合到互補DNAS;第三步：加熱至7075C,熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始互補 鏈的合成。第二步:1. 目的：使目的基因在受體細胞中 穩(wěn)定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的基因 能夠表達和發(fā)揮作用。2. 組成：1 啟動子：是一段有特殊結構的 DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識 別和結合的部位，能驅動基因 轉錄出mRNA最終獲得所需的 蛋白質。2終

36、止子：也是一段有特殊結構的 DNA片段，位于基因的尾端。3 標記基因的作用：是為了鑒定受體細胞中7從而將含有目的基因的細胞篩選出來。常用的標記基因是。第三步1. 轉化的概念：是目的基因進入受體細胞內，并且在受體細胞內維持穩(wěn)定和表達的過程。2. 常用的轉化方法：將目的基因導入植物細胞：采用最多的方法是 其次還有 基因槍法和花粉管通道法等。將目的基因導入動物細胞：最常用的方法是 此方法的受體細胞多為2. 目的基因導入微生物細胞：原核生物作為受體細胞的原因是繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對較少，最常用的原核細胞是 ，其轉化方法是：先用Ca2+處理細胞，使其成為 感受態(tài)細胞，再將重組表達載體DNA分子

37、溶于 緩沖液中與感受態(tài)細胞混合，在一定的溫度下促進感受態(tài)細胞吸收DNA分子，完成轉化過程。3. 重組細胞導入受體細胞后，篩選含有基因表達載體受體細胞的依據是標記基因是否 表達。第四步：目的基因的檢測和表達1. 首先要檢測 轉基因生物的染色體 DNAE是否插入了目的基因，方法是采用DNA 分子雜交技術。2. 其次還要檢測 目的基因是否轉錄出了 mRNA方法是采用 用標記的目的基因作探 針與mRNA雜交。3. 最后檢測 目的基因是否翻譯成蛋白質，方法是從轉基因生物中提取 蛋白質，用 相應的 抗體進行抗原-抗體雜交。4. 有時還需進行 個體生物學水平 的鑒定。如 轉基因抗蟲植物是否出現抗蟲性狀。三基

38、因工程的應用1. 植物基因工程： 2. 動物基因工程:基因檢測原理作用四蛋白質工程的概念蛋白質工程是指以 蛋白質分子的結構規(guī)律及其生物功能的關系 作為根底,通過基因 修飾或基因合成，對現有蛋白質進行 改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的 生產和生活的需求?；蚬こ淘谠敲瓷现荒苌a 自然界已存在的蛋白質蛋白底工程分干設計氨基酸庫列中尤，袪那么翻譯“| 蛋白曉轉錄扌躍三昨蛋白質的改造:設計并制造自然界中不存在的全新蛋白質，使之具有特定的氨基酸序列、 空間結構和預期功能:在蛋白質分子中替代某一個肽段或一個特定的結構域:通過基因工程中的定點誘變技術， 有目的改造蛋白質分子中某活性部位的 1 個或

39、幾個氨基酸殘基，以改善蛋白質的性質和功能改變蛋白質結構的核心之一基因定點誘變的常用方法蛋白質工程與基因工程的關系蛋白質工程基因工程實質結果聯系專題2細胞工程一、植物細胞工程一植物組織培養(yǎng)技術1、理論根底原理：細胞具有全能性的原因： 全能性表達的難易程度：受精卵、生殖細胞、干細胞、體細胞；植物細胞、動物細胞,請排序；2、 過程：離體的植物器官、組織或細胞又稱 愈傷組織 一-胚狀體一-試管苗 一-植物體愈傷組織的特點：脫分化：再分化3、用途：微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細胞產物的工廠化 生產。A植物繁殖微型繁殖：可以高效快速地實現種苗的大量繁殖作物脫毒：采用莖尖組織培養(yǎng)來除去病毒

40、因為植物分生區(qū)附近的病毒極少或沒有 人工種子：以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經人工 薄膜包裝得到的種子。優(yōu)點：完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性， 不受季節(jié)的限制；方 便儲藏和運輸人工種子的結構包括：、和。B作物新品種培育單倍體育種：a過程：植株AaBb通過減數分裂得到花粉AB Ab、aB ab四種類型；對花 粉進行技術是植物組織培養(yǎng)；得到單倍體植株；對其幼苗時期進行 理；得到了正常的 株AABB AAbb aaBB aabb四種類 型b優(yōu)點：二植物細胞培養(yǎng)：通過能夠產生對人們有利的產物的細胞進行組織培養(yǎng)，從而 讓它們能夠產生大量的物。注意：1、原理：2 、大規(guī)模獲得細胞產品

41、應用組織培養(yǎng)技術培養(yǎng)到 段三植物體細胞雜交技術1、過程:新的原主植物細胞甲民壬-原生質體甲、融含 植物細胞乙-蘭塁-生質體乙/慣悴壬鬆朶種細胞脫外愈傷組織再牝于朶種植株2、植物誘導融合的方法：物理法包括 離心、振動、電刺激 等?；瘜W法一般是用 作為誘導劑。3注意：a生理根底：，b植物細胞融合前需用和除去細胞壁3意義：二、動物細胞工程一般包括 等技 術一動物細胞培養(yǎng)1概念：動物細胞培養(yǎng)就是從動物機體中取出相關的 組織，將它分散成單個細胞，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細胞生長和繁殖。2動物細胞培養(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處理分散成單個細胞制成細胞懸液一轉入培養(yǎng)瓶中

42、進行 養(yǎng)一貼滿瓶壁的細胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞繼續(xù) 養(yǎng)。3細胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細胞很快就 貼附在瓶壁上，稱為細胞貼壁。細胞數目不斷增多，當貼壁細胞分裂生長到外表 相互抑制時，細胞就會 停止分裂增殖，這種現象稱為。4動物細胞培養(yǎng)需要滿足以下條件 無菌、無毒的環(huán)境：培養(yǎng)液應進行無菌處理。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，應定期更換培養(yǎng)液， 防止代謝產物積累對細胞自身造成危害。 營養(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。通常需參加血清、血漿等天然成分。 溫度：適宜溫度：哺乳動物多是 36.5 C + 0.5 C

43、； pH: 7.27.4。 氣體環(huán)境：95濤氣+ 5%CQ Q是細胞代謝所必需的，CO的主要作用是維持培養(yǎng)液的pHo5動物細胞培養(yǎng)技術的應用：制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測有毒物質、培養(yǎng)醫(yī)學研究的各種細胞。6動物細胞培養(yǎng)與組織培養(yǎng)的主要區(qū)二動物體細胞核移植技術和克隆動物1、哺乳動物核移植可以分為 胚胎細胞核移植比擬容易和 體細胞核移植比擬難。2、選用去核卵母細胞的原因：卵母細胞比擬大，容易操作；卵母細胞細胞 質多，營養(yǎng)豐富。3、體細胞核移植的大致過程是：右圖也脈沖刑輕Y期齟臉男一頭率年羊的于官丸隆舞羊旻麗注意： © 2原理：能性克隆羊性別：3、體細胞核移植技術的應用： 加速家畜遺

44、傳改進進程，促進良畜群繁育；保護瀕危物種，增大存活數量； 生產珍貴的醫(yī)用蛋白；作為異種移植的供體；用于組織器官的移植等。4、體細胞核移植技術存在的問題：克隆動物存在著 健康問題、表現出遺傳和生理缺陷 等。三動物細胞融合1、動物細胞融合與植物原生質體融合的原理根本相同，誘導動物細胞融合的方法與植物原生質體融合的方法類似，常用的誘導因素 等。2、 動物細胞融合的意義：克服了 成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物新品種培育的重要手段。3、動物細胞融合與植物體細胞雜交的比擬：重點記憶細胞工程植物體細胞雜交動物細胞融合理論根底細胞的全能性、細胞膜的流 動性細胞增殖、細胞膜的流動性融合前處理酶解法去除細

45、胞壁纖維素 酶、果膠酶注射特定抗原，免疫處理正常小鼠誘導手段物理法：離心、振動、電激 化學法：聚乙二醇peg物理法:離心、振動、電激化學法：聚乙二醇生物法：滅活的病毒滅活的仙臺病 毒誘導過程第一步：原生質體的制備 酶解法第二步：原生質體融合物、化法第三步：雜種細胞的篩選和 培養(yǎng)第四步：雜種植株的誘導與 鑒定正常小鼠免疫處理動物細胞的融合物、化、生法雜交瘤細胞的篩選與培養(yǎng)專一抗體檢驗陽性細胞培養(yǎng)單克隆抗體的提純用途和意義克服遠緣雜交的不親和障 礙，大大擴展雜交的親本組 合范圍應用：白菜-甘藍等雜種植株3制備單克隆抗體4診斷、治療、預防疾病，例如“生物導彈治療癌癥4. 單克隆抗體1a.抗體：一個B

46、淋巴細胞只分泌一種 。從血清中別離出的抗體產量低、純度低、特異性差。b.B淋巴細胞特點：可以產生 ，但不能無限增殖;骨髓瘤細胞特點：能 ，但不能產生抗體。2單克隆抗體的制備過程：抗原注入小(3)(4)(5)從腹水雜交瘤細胞的特點：既能大單克隆抗體的優(yōu)點：單克隆抗體的作用：雜交瘤細胞' 細胞選擇培養(yǎng)細 注入一 體內培培1 體外培 一 培養(yǎng) 單克隆抗體產生_吉產生-B骨髓瘤細胞細胞 作為診斷試劑：準確識別各種抗原物質的細微差異，并跟一定抗原發(fā)生特異性 結合，具有準確、高效、簡易、快速 的優(yōu)點。 用于治療疾病和運載藥物：主要用于治療 癌癥治療，可制成“生物導彈，也有少量用于治療其它疾病。補充

47、：淋巴因子中的干擾素是治療病毒的特效藥，通常只能從體內獲得，且數量非常 的少，為了在體外獲得大量的干擾素，我們可以用鼠的效應T淋巴細胞與其骨髓瘤細胞進行融合，進而從小鼠的 腹水中或從培養(yǎng)液中提取。干擾素是由效應T淋巴細胞產生的，所以在進行細胞融合時， 選用的是效應T淋巴 細胞和骨髓瘤細胞。胚胎工程專題3一生殖細胞的發(fā)生和受精作用1. 精子與卵細胞的發(fā)生過程1精子的發(fā)生：精原細胞先進行有絲分裂后進行減數分裂；變形過程中， 細胞核為精子頭的主要局部，高爾基體發(fā)育為頂體，中心體演變?yōu)榫拥奈?，線粒 體在尾基部形成線粒體鞘膜，其他物質濃縮為原生質滴直至脫落。線粒體為精子 運動提供能量2卵子的發(fā)生：卵原

48、細胞演變成初級卵母細胞被卵泡細胞包圍，減一分裂在形成次級卵母細胞和第一極體進入輸卵管準備受精;減二分裂是在程中完成的。3精子與卵細胞發(fā)生過程比擬工程精子的發(fā)生過程卵子的發(fā)生過程發(fā)生場所發(fā)生時間發(fā)生過程是否連續(xù)核物質含量是否變形結果細胞質分裂2.受精作用：1受精場所：是母體的 2受精前的準備a. 精子獲能在雌性動物生殖道內；b. 卵子的準備排出的卵子要在輸卵管中進一步成熟到 才具備受精能力；3受精過程卵子周圍的結構由外到內：放射冠、透明帶、卵黃膜 ,a頂體反響：精子釋放頂體酶溶解卵丘細胞之間的物質，穿越放射冠。B:頂體酶可將透明帶溶出孔道，精子穿入，在精子觸及卵黃膜的瞬間阻止后來精子進入透明帶的

49、生理反響它是防止多精子入卵受精的第一道屏障;C：精子外膜和卵黃膜融合，精子入卵后，卵黃膜會拒絕其他精子再進入卵內的過程它是防止多精子入卵受精的第二道屏障;精子尾部脫 落，原有核膜破裂形成雄原核，同時卵子 完成減二分裂，形成雌原核注意：受精標志是的形成；受精完成標志(二) 動物胚胎發(fā)育的根本過程1. 胚胎發(fā)育是指受精卵發(fā)育成 勺過程2. 胚胎發(fā)育的各個階段的特點：(1) 卵裂期：特點：細胞進行 分裂，細胞數量不斷增加，但胚胎的總體 體積并不增加。(2) 桑椹胚：特點：胚胎細胞數目到達 32個左右時，胚胎形成致密的細胞團，形似桑椹，是細胞。(3) 囊胚：特點：細胞開始出現 分化(該時期細胞的全能性

50、仍比擬高)。聚集在胚胎一端個體較大的細胞群稱為 將來發(fā)育成胎兒的各種組織。而滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤；胚胎內部逐漸出現注：囊胚的擴大會導致透明帶的破裂，胚胎伸展出來，這一過程叫 孵化(4) 原腸胚：特點：有了 的分化，具有原腸腔。(三) 胚胎工程的應用胚胎工程指對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術，由 、 胚胎冷凍保存技術和 術等組 成的現代生物技術。1. 體外受精和胚胎的早期培養(yǎng)(1) 卵母細胞的采集和培養(yǎng)：主要方法：用 理，使其排出更多的卵子，然后，從 輸卵管中沖取卵子，直接與獲能的精子在體外受精。第二種方法：從剛 屠宰母畜的卵巢 中采 集卵母細胞；第三種方法是借助超聲

51、波探測儀、腹腔鏡等直接從 活體動物的卵巢中 吸取卵母細胞。采集的卵母細胞，都要在體外經 人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精 子受精。(2) 精子的采集和獲能：在體外受精前，要對精子進行 處理。(3) 受精：獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵細胞在獲能溶液或專用的受精溶液中完成 受精過程。(4) 胚胎的早期培養(yǎng)：精子與卵子在體外受精后，應將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查 受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。培養(yǎng)液成分較復雜，除一些無 機鹽和有機鹽外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分，以及血清 等物質。當胚胎發(fā)育到適宜的階段時，可將其取出向 受體移植或冷凍保存。不同動 物胚胎移植的時間不同。(牛、

52、羊一般要培育到或_階段才能進行移植,小鼠、家兔等實驗動物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎可在 816個細胞 階段移植。)2. 胚胎移植(1) 胚胎移植是指將雌性動物的早期胚胎，或者通過體外受精及其它方式得到 的胚胎，移植到 它動物的體內，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術。其中提供胚胎的個體稱為 “_，接受胚胎的個體稱為“。(供體為優(yōu)良品種，作為受體的雌性動物應為 常見或存量大的品種。)地位：如轉基因、核移植，或體外受精等任何一項胚胎工程技術所生產的胚胎， 都必須經過胚胎移植技術 才能獲得后代，是 胚胎工程的最后一道“工序。(2) 胚胎移植的意義：大大縮短了 供體本身的繁殖周期，充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個

53、 體的繁殖能力。(3) 生理學根底：動物發(fā)情排卵后，同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的。這就為供體的胚胎移入受體提供了 相同的生理環(huán)境。 早期胚胎在一定時間內處于 游離狀態(tài)。這就為胚胎的收集提供了可能。 受體對移入子宮的外來胚胎不發(fā)生。這為胚胎在受體的存活提供了可能。 供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯系,但供體胚胎的遺傳特性 在孕育過程中不受影響。(4) 根本程序主要包括:選擇供體母牛受休母牛胚胎移植的叢木程序超數排卵(促性腺激素)供體公牛f配種沖卵質量檢查"培養(yǎng)胚胎移植妊娠檎查 對供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和生產性能優(yōu)秀的供體，有健康的體質和正常繁殖能力 的受體,供體和受體是同一物種。并用激素進行，用促性腺激素 對供體母牛做 理。 配種或人工授精。