高中生物选修三全套知识点+填空
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生物选修3知识归纳填空含答案------------------------------------------作者------------------------------------------日期专题1 基因工程1.基因工程又叫做或。
就是按照人们的愿望,把一种生物的某种基因提取出来,加以,然后放到另一种生物的细胞里,改造生物的。
2.基因工程是在上进行的设计施工,基本工具是:基因的剪刀(分子手术刀)——;基因的针线(分子缝合针)——;基因的(分子运输车)——。
3.限制酶(又称):主要从中分离纯化出来;能够识别双链DNA分子的某种,并且使每一条链中的两个核苷酸之间的断开,因此具有。
DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端有和两种形式。
例如,EcoRⅠ限制酶识别的序列是,在之间切割;SmaⅠ限制酶识别的序列是,在之间切割。
4.DNA连接酶的作用是将拼接(即形成,注意不是黏合或形成氢等。
8.基因工程的基本操作流程:→→→。
9.目的基因主要是指,也可以是一些;目的基因可以从自然界中已有的物种中分离出来(,建立从中获取或通过获取,一般只适合于,真核基因因为含有不适合该类方法),也可以用人工的方法合成(,通过mRNA反转录得到cDNA,然后建立从中获取或通过获取;如果基因比较小且核苷酸序列已知,也可以通过用化学方法直接人工合成)。
10.基因组文库的构建:将某种生物体内的DNA提取出来,选用适当的,将DNA切成一定范围大小的DNA片段,然后,将这些DNA片段分别与连接起来,导入中储存,每个受体细菌都含有了一段不同的DNA片段,而这个群体包含了这种生物的。
11.cDNA文库的构建:用某种生物发育的通过产生(互补DNA)片段,与连接后储存在一个受体菌群中。
12.cDNA文库属于。
与基因组文库比较:cDNA文库较小,,仅含有某种生物的,;而基因组文库较大,,含有某种生物的,仅。
13.PCR是的缩写,它是一项利用的原理在生物的核酸合成技术。
高中生物选修3知识点总结(全)高中生物选修3课程主要涉及动植物的生殖与发育、生物技术与人类生活、病毒与人类健康、生态系统的稳定与破坏等内容。
下面是这门课程的主要知识点总结:1. 动物生殖与发育:- 不同动物群体的繁殖方式:无性生殖与有性生殖。
- 生殖器官的功能以及生殖激素的作用。
- 人类的生殖与发育过程,包括精子与卵子的形成、受精过程、胚胎的发育以及分娩过程等。
- 常见的生殖障碍和生育技术,如体外受精、试管婴儿技术等。
2. 植物生殖与发育:- 植物的有性生殖与无性生殖,包括花的结构与繁殖方式等。
- 花粉的产生与传播,以及受精与胚胎的发育过程。
- 植物生长发育的调控,包括植物激素的作用、光合作用与呼吸的调节、水分与营养物质的吸收等。
3. 生物技术与人类生活:- 基因工程与基因编辑技术,包括基因克隆、基因转导、基因突变等。
- 重组DNA技术在农业、医药、生物科学等领域的应用。
- 细胞培养与组织工程技术,包括细胞分裂、细胞培养、干细胞及其应用等。
4. 病毒与人类健康:- 病毒的结构、生活史以及病毒感染与人类免疫系统的关系。
- 常见病毒性疾病的传播途径、防治措施和预防方法,如流感、艾滋病、乙肝等。
- 疫苗的种类与原理,以及疫苗接种的意义和作用。
5. 生态系统的稳定与破坏:- 生态系统的组成与结构,包括生物群落、食物链、食物网等。
- 生态位与种间关系,包括捕食者与被捕食者、竞争者与合作者等。
- 生态系统的流能性与循环性,包括能量流与物质循环的路径与过程。
- 生态系统的稳定因素与破坏因素,包括人类活动对生态环境的影响与保护措施。
以上是高中生物选修3课程的主要知识点总结,希望对你有帮助!。
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D NA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E·col i细菌,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: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_。
3.PCR技术扩增目的基因(1)原理:DNA双链复制(2)过程:第一步:加热至90~95℃NA解链;第二步:冷却到55~60℃,引物结合到互补DNA 链;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。
[生物选修3知识点填空] 2018年语文答案生物选修3知识的知识点你都掌握了多少,一起来做做知识点填空查漏补缺吧。
接下来小编为你整理了生物选修3知识点填空,一起来看看吧。
生物选修3知识点填空(一)基因工程的基本操作程序主要包括:____________、____________、_______________ 。
(一)目的基因的获取1、概念:目的基因主要是指编码蛋白质的基因,也可以是一些具有调控作用的因子。
2、来源:(1)可以从自然界中已有_______________中直接分离出来。
(2)从________________中获取目的基因。
3、基因文库:(1)概念:将含有某种生物不同基因的许多片段导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同基因,称为基因文库。
(2)种类:基因组文库――含有一种生物的_____________________。
部分基因文库――含有一种生物的。
(如cDNA文库)4、获取目的基因的方法:(1)从基因文库中获取目的基因根据目的基因的有关信息,如根据基因的__________序列,基因的功能、基因在_________上的位置、基因的转录产物__________,以及基因的表达产物___________等特性来获取目的基因。
(2)利用PCR技术扩增目的基因:①原理:PCR技术是一项在生物体外复制_________片段的核酸合成技术。
②前提条件:提供已知__________的核苷酸序列,根据这段序列合成_____________。
③过程:目的基因DNA 变性形成DNA单链,与结合,然后在__________的作用下延伸形成DNA。
④特点:________扩增,即2n(n为扩增循环次数)。
(3)人工合成方法:当基因较小,核苷酸序列已知时,可以用人工方法合成(例如,通过______________直接合成)。
目的:使在受体细胞中稳定存在,并可以________________(二)、基因表达载体的构建基因表达载体的组成: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。
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片段互补的之间的磷酸二酯键连接起来;而TDNA连接酶能缝合,但连接4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70~75℃,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。
高中生物选修3知识点归纳
一、植物的生理生态
1.植物的生长与发育:包括营养、环境因素对植物生长发育的影响,植物对光、水、温度和土壤等要素的适应机制。
2.植物的营养吸收与传输:植物对水分、无机盐和有机物质的吸收和运输机制,根系结构与吸收效能的关系。
3.植物的激素与生长调控:植物激素的种类、生物合成、作用及调控机制,激素在植物生长发育过程中的调控作用。
4.植物对环境的响应:光、温度、水分等环境因素对植物的生长和发育的影响,植物的光合作用和光周期调节。
二、遗传与进化
1.基因与染色体:DNA与RNA的结构与功能,基因的表达与调控,染色体结构与细胞分裂过程。
2.遗传与变异:遗传物质的传递与基因重组,各种遗传变异形式的基本概念与特点,突变的起源与分类。
3.繁殖与发育:有性与无性生殖的基本过程与特点,有性生殖的机制与利弊,生殖细胞的形成与结构。
4.进化与演化:进化论的基本观点与证据,自然选择与适应性进化,物种形成与演化的机制。
三、生物技术
1.基因工程与重组DNA技术:DNA的切割、连接与克隆,转基因技术的原理与应用,基因的突变与修饰。
2.细胞工程与组织培养:细胞的培养与再生,植物体细胞的分化与再生,组织培养技术的原理与应用。
3.生物技术与农业:农业生产中的生物技术应用,农作物的遗传改良与转基因作物的发展,生物农药与抗性的应用。
4.生物技术与医药健康:生物制药与基因治疗的原理与应用,人工合成和修复细胞组织的技术,生物检测与分析技术的应用。
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片段末端通常有两种形式:和2.“分子缝合针”——连接酶)的比较:(1)两种连接酶(E·连接酶和T4①相同点:都缝合。
②区别:E·连接酶来源于,只能将双链片段互补的之间的磷酸二酯键连接起来;而T连接酶能缝合,但连接平末端的之间的4效率较。
(2)与聚合酶作用的异同: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。
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70~75℃,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。
此方法的受体细胞多是。
将目的基因导入微生物细胞:原核生物作为受体细胞的原因是,最常用的原核细胞是,其转化方法是:先用处理细胞,使其成为,再将溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定的温度下促进感受态细胞吸收分子,完成转化过程。
生物选修三知识点答案专题1 基因工程(一)基因拼接技术DNA重组技术基因重组分子打破物种界限定向(二)限制性核酸内切酶(限制酶)原核生物磷酸二酯键专一(特异)黏性末端平末端DNA连接酶磷酸二酯键黏性低单个脱氧核苷酸两个DNA片段载体复制限制酶标记基因质粒DNA分子λ噬菌体的衍生物、动植物病毒(三)变性延伸热稳定DNA聚合酶基因表达载体的构建启动子、终止子、标记基因RNA聚合酶目的基因含有目的基因的细胞将目的基因导入受体细胞农杆菌转化法基因枪法花粉管通道法显微注射法受精卵繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少大肠杆菌Ca2+感受态细胞目的基因的检测和鉴定稳定遗传DNA分子杂交技术分子杂交技术目的基因是否翻译成蛋白质抗原-抗体杂交抗虫的接种(四)乳腺膀胱受精卵正常基因治疗遗传病最有效的手段(五)基因修饰基因合成现有蛋白质新的蛋白质自然界已存在基因工程蛋白质结构氨基酸脱氧核苷酸专题2 细胞工程(一)植物细胞的全能性离体愈伤组织植物体生长素细胞分裂素茎尖组织明显缩短育种年限,得到的全为纯种细胞膜的流动性、植物细胞的全能性纤维素酶和果胶酶离心、振动、电激聚乙二醇(PEG)克服了远缘杂交不亲和的障碍(二)动物细胞培养胰蛋白酶胶原蛋白酶原代传代细胞贴壁细胞的接触抑制无菌、无毒的环境无菌抗生素代谢产物积累对细胞自身造成危害营养血清、血浆温度和PH气体环境CO2维持培养液的pH 胚胎细胞体细胞卵母细胞MⅡ中期卵母细胞体积大,易操作含有促使细胞全能性表达的物质和营养条件供体细胞去核卵母细胞重组胚胎胚胎移植细胞杂交细胞膜的流动性PEG、灭活的病毒、电激远缘杂交的不亲和的障碍特定抗原蛋白B淋巴细胞多种杂交细胞选择杂交瘤细胞专一抗体检测筛选出杂交瘤细胞筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞增殖专一的抗体特异性强,灵敏度高,并能大量制备抗原准确、高效、简易、快速生物导弹专题3 胚胎工程(一)早期胚胎配子睾丸初情期有丝分裂、减数分裂和变形细胞核顶体线粒体鞘中心体原生质滴卵巢和输卵管排卵前后受精作用输卵管精子获能减数第二次分裂中期时期透明带卵黄膜原核透明带反应卵黄膜封闭作用在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体有丝并不增加,或略有减小全能细胞分化内细胞团囊胚腔滋养层细胞原肠腔(二)促性腺激素卵巢培养化学肝素钙离子载体A23187获能血清(三)游离免疫排斥优良个体的繁殖潜力同一孕激素同期发情促性腺激素超数排卵早期胚胎桑椹胚或囊胚是否妊娠相同无性内细胞团桑椹胚或囊胚ES或EK早期胚胎原始性腺小大核仁全能性专题4 生物技术的安全性和伦理问题(一)(二)禁止生殖性克隆不赞成、不允许、不支持、不接受(三)致病菌、病毒、生化毒剂,以及经过基因重组的致病菌专题5 生态工程的原理物质循环再生物种多样性协调与平衡整体性系统性和工程学系统的结构决定功能原理系统整体性原理。
选修三知识点1.构建基因表达载体需要和工具酶。
2.基因工程常用的载体有、、。
3.基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤:4.目的基因的获取有三种方法:、和利用PCR技术扩增目的基因。
5.基因工程的核心是。
6.一个基因表达载体的组成,除了目的基因外,还必须有、、以及等。
7.构建基因表达载体的目的:。
8.标记基因的作用是。
9.将目的基因导入植物细胞采用最多方法是,除此之外,还有、10.将目的基因导入动物细胞采用最多方法是,且受体细胞往往是11.将目的基因导入微生物细胞采用最多方法是。
12.目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是,检测方法是,即将转基因生物的基因组DNA提取出来,在上用放射性同位素等做标记,以此作为探针,使探针与基因组DNA杂交。
检测目的基因是否转录出了mRNA,用的方法是;检测目的基因是否翻译成蛋白质,用。
13.个体生物学水平鉴定:对转基因生物进行的接种实验。
14.限制酶、DNA连接酶的作用部位分别是、。
15.蛋白质工程的基本途径是:、、、其实质是定向改造或生产人类所需的蛋白质,可产生自然界的蛋白质。
16.植物组织培养的原理:,其核心是和。
过程:。
17.愈伤组织的特点:。
18.人工种子:以植物组织培养得到的等为材料,经过包装得到的种子。
19.植物体细胞杂交,在进行体细胞杂交之前,必须先利用去除这层细胞壁,获得具有活力的。
杂交过程中的另一个关键环节,是。
进行原生质体的融合,必须要借助一定的技术手段进行人工诱导,其方法有和两大类。
前者有等,后者有等。
表示细胞融合完成的标志,植物体细胞杂交的终点是培育成植株,其特征为。
植物体细胞杂交的意义。
20.利用植物组织培养进行作物脱毒时,一般选取作为外植体,原因是这样,再生的植株就有可能不带病毒,从而获得。
21.进行动物细胞培养时,先从健康动物体内取出组织块,剪碎,用处理一段时间,使组织分散成单个细胞。
悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为。
细胞数目不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面时,细胞就会,这种现象称为。
专题一基因工程1. 科学家利用基因工程技术可以使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”。
目前科学家已在牛和羊等动物的乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品。
请回答有关问题:(1)将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子、终止子和______________等重组在一起,就可构建基因表达载体,再通过____________技术即可导入受精卵中。
(2)制备乳腺生物反应器的过程中,目的基因的受体细胞为____________,性染色体组成为________。
(3)为确定受体细胞中染色体的DNA上是否插入了目的基因,可利用____________技术进行检测,一般是用放射性同位素标记________________________________作探针。
(4)转化成功的受精卵发育成胚胎需要进行体外培养,在培养液中要加入____________等天然成分。
答案(1)标记基因显微注射(2)受精卵XX(3)DNA分子杂交含有目的基因的DNA片段(4)血清2.胰岛素可以用于治疗糖尿病,但是胰岛素被注射到人体后,会堆积在皮下,要经过较长的时间才能进入血液,而进入血液的胰岛素又容易分解,因此,治疗效果受到影响。
如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程,请据图回答有关问题:(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键,图中构建新的胰岛素模型的主要依据是________________。
(2)通过DNA合成形成的新基因应与____________结合后转移到______________________中才能得到准确表达。
(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素,需用到的生物工程有____________、____________和发酵工程。
(4)图中从胰岛素模型到新的胰岛素基因合成的基本思路是什么?_________ __________。
答案(1)蛋白质的预期功能(2)载体大肠杆菌等受体细胞(3)蛋白质工程基因工程(4)根据新的胰岛素中氨基酸的序列,推测出控制其合成的基因中的脱氧核苷酸序列,然后利用DNA合成仪合成出新的胰岛素基因3.(2012·新课标全国卷,40)根据基因工程的有关知识,回答下列问题:(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段,其末端类型有____________和____________。
高中生物选修3知识点总结(全)高中生物选修3知识点总结(全)一、细胞分裂1、细胞复制:DNA在细胞周期中的重要表现形式,双螺旋DNA通过复制产生两条完全相同的DNA分子。
2、有丝分裂&无丝分裂:细胞的核和细胞质分别进行有序的分裂过程。
有丝分裂包括前期、中期、后期和末期。
无丝分裂只有一个迅速缩小的分裂环,其成分与有丝分裂中纺锤体相似。
二、遗传学与生殖1、DNA复制:DNA在细胞周期中的重要表现形式,DNA双链通过复制产生两条完全相同的DNA分子。
2、基因和染色体:基因为遗传信息的主要载体,染色体是DNA和蛋白质的复合体。
染色体的数量为各种不同物种分别决定并具有物种一致性。
3、生殖激素:生殖激素会影响性成熟、生育和产生一系列的生殖生理变化。
4、遗传的原理:杂交实验、遗传咨询、分离群体、基因型和表现型、三性遗传、中间形态、多基因遗传、多因素遗传和环境影响、家族基因史。
5、性别决定:性别一般由一对性染色体决定,性别染色体有X和Y两种。
决定性别的因素可能还包括某些性别决定基因和环境因素。
三、进化论与自然选择1、进化:进化是描述生物种族对环境变化的适应行为,其包括了物种形态和生理等方面的变化等现象。
2、自然选择:自然选择是指在环境压力下,生物群体采取适应性行为,使群体成员寿命更长、更健康、更强壮的现象。
3、人类进化史:人类的进化史由早期人类到古人类时期,再到现代人文化的发展和演化这三个重要的时期组成。
4、种类形成:在解决物种形成和变化这类问题时,生物学家引用了自然选择的概念,而物种选择学说则被用来解释更具体的现象。
5、生物演化:生物演化是指生物种族在长时间里变化的过程,其包括了植物、动物和细菌等各种生物种类。
选修3易考知识点背诵专题1 基因工程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,因此具有特异性。
(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:都缝合磷酸二酯键。
噬菌体,只能将双链DNA片段互②区别:E·coliDNA连接酶来源于T4DNA连接酶能缝合两种末补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4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:噬菌体、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:是人们所需要转移或改造的基因2.获取目的基因的方法基因文库、人工合成、 PCR技术3.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_。
4.PCR技术扩增目的基因(1)原理:DNA双链复制(2)过程:第一步:加热至90~95℃DNA解链;第二步:冷却到55~60℃,引物结合到互补DNA链;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。
第二步:重组DNA分子1.目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。
2.组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因+复制原点(1)启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。
(2)终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端。
(3)标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
常用的标记基因是抗生素基因。
第三步:转化受体细胞1.转化的概念:是目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
2.常用的转化方法:将目的基因导入植物细胞:采用最多的方法是农杆菌转化法,其次还有基因枪法和花粉管通道法等。
将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是显微注射技术。
此方法的受体细胞多是受精卵。
将目的基因导入微生物细胞:原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少,最常用的原核细胞是大肠杆菌,其转化方法是:先用 Ca2+ 处理细胞,使其成为感受态细胞,再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合,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。
3.重组细胞导入受体细胞后,筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。
第四步:目的基因的检测和表达1.首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采用 DNA分子杂交技术。
2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA,方法是采用用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交。
3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原-抗体杂交。
4.有时还需进行个体生物学水平的鉴定。
如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。
(三)基因工程的应用1.植物基因工程:抗虫、抗病、抗逆转基因植物,利用转基因改良植物的品质。
2.动物基因工程:提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。
3.基因治疗:把正常的外源基因导入病人体内,使该基因表达产物发挥作用。
(四)蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其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,以满足人类的生产和生活的需求。
(基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质)转录翻译蛋白质的改造大改:设计并制造自然界中不存在的全新蛋白质,使之具有特定的氨基酸序列、空间结构和预期功能中改:在蛋白质分子中替代某一个肽段或一个特定的结构域小改:通过基因工程中的定点诱变技术,有目的改造蛋白质分子中某活性部位的1个或几个氨基酸残基,以改善蛋白质的性质和功能定点诱变技术是改变蛋白质结构的核心之一PCR技术是基因定点诱变的常用方法蛋白质工程基因工程实质通过改造基因,以定向改造天然蛋白质,甚至创造自然界不存在的蛋白质将目的基因从供体转移到受体细胞,并在受体细胞中表达结果合成自然界不存在的蛋白质只能生产自然界已存在的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程基础上,延伸出的第二代基因工程专题2细胞工程一、植物细胞工程(一)植物组织培养技术1、理论基础(原理):细胞全能性细胞具有全能性的原因:每个细胞都含有该物种的全套遗传物质全能性表达的难易程度:受精卵、生殖细胞、干细胞、体细胞;植物细胞、动物细胞,请排序受精卵>生殖细胞>干细胞>体细胞;植物细胞>动物细胞2、过程:离体的植物器官、组织或细胞(又称外植体)―→愈伤组织―→胚状体―→试管苗―→植物体愈伤组织的特点:一团没有特定结构和功能不处于旺盛分裂状态的薄壁细胞脱分化:已经分化的植物细胞形成愈伤组织的过程再分化:愈伤组织生长一段时间后,再移植到新的培养基上继续培养,从新诱导分化形成根和芽等器官的过程。
3、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。
A植物繁殖微型繁殖:可以高效快速地实现种苗的大量繁殖作物脱毒:采用茎尖组织培养来除去病毒(因为植物分生区附近的病毒极少或没有)人工种子: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,经人工薄膜包装得到的种子。
优点:完全保持优良品种的遗传特性,不受季节的限制;方便储藏和运输人工种子的结构包括:人工种皮、胚状体和人工胚乳。
B作物新品种培育单倍体育种:a过程:植株(AaBb)通过减数分裂得到花粉(AB、Ab、aB、ab四种类型);对花粉进行花药离体培养(技术是植物组织培养);得到单倍体植株;对其幼苗时期进行秋水仙素处理;得到了正常的纯合二倍体植株(AABB、AAbb、aaBB、aabb四种类型)。
b 优点:明显缩短育种年限(二)植物细胞培养:通过能够产生对人们有利的产物的细胞进行组织培养,从而让它们能够产生大量的次级代谢产物。
注意:1、原理:细胞增殖2、大规模获得细胞产品应用组织培养技术培养到愈伤组织阶段(三)植物体细胞杂交技术1、过程:2、植物诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等。
化学法一般是用聚乙二醇作为诱导剂。
(3)注意:a生理基础:细胞膜流动性,植物细胞全能性b植物细胞融合前需用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁(3)意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。
二、动物细胞工程一般包括动物细胞与组织培养、细胞核移植、体细胞克隆、细胞融合、单克隆抗体的制备等技术(一)动物细胞培养(1)概念:动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和繁殖。
(2)动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
(3)细胞贴壁和接触抑制:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁相互抑制时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。
(4)动物细胞培养需要满足以下条件①无菌、无毒的环境:培养液应进行无菌处理。
通常还要在培养液中添加一定量的抗生素,以防培养过程中的污染。
此外,应定期更换培养液,防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
②营养:合成培养基成分:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。
通常需加入血清、血浆等天然成分。
③温度:适宜温度:哺乳动物多是36.5℃+0.5℃;pH:7.2~7.4。
④气体环境:95%空气+5%CO2。
O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。
(5)动物细胞培养技术的应用:制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。
(6)动物细胞培养与组织培养的主要区别动物细胞培养过程需要用胰蛋白酶等是组织块中的细胞分散(二)动物体细胞核移植技术和克隆动物1、哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植(比较容易)和体细胞核移植(比较难)。
2、选用去核卵(母)细胞的原因:卵(母)细胞比较大,容易操作;卵(母)细胞细胞质多,营养丰富。
3、体细胞核移植的大致过程是:(右图)注意:(1)○a细胞核移植○b胚胎移植(2)原理:细胞核全能性克隆羊性别:白面绵羊3、体细胞核移植技术的应用:①加速家畜遗传改良进程,促进良畜群繁育;②保护濒危物种,增大存活数量;③生产珍贵的医用蛋白;④作为异种移植的供体;⑤用于组织器官的移植等。
4、体细胞核移植技术存在的问题:克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。
(三)动物细胞融合1、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。
2、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、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。
4.单克隆抗体(1)a.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。
b.B淋巴细胞特点:可以产生抗体,但不能无限增殖;骨髓瘤细胞特点:能无限增殖,但不能产生抗体。
(2)单克隆抗体的制备过程:”(连接 干扰素是由效应T T 淋巴细胞和骨髓瘤细胞。
(一)生殖细胞的发生和受精作用1.精子与卵细胞的发生过程(1)精子的发生:精原细胞先进行有丝分裂后进行减数分裂;变形过程中,细胞核为精子头的主要部分,高尔基体发育为顶体,中心体演变为精子的尾,线粒体在尾基部形成线粒体鞘膜,其他物质浓缩为原生质滴直至脱落。
[线粒体为精子运动提供能量](2)卵子的发生:卵原细胞演变成初级卵母细胞[被卵泡细胞包围],减一分裂在排卵前后完成,形成次级卵母细胞和第一极体进入输卵管准备受精;减二分裂是在受精过程中完成的。