选修三生物知识点总结

选修三生物知识点总结

高中生物选修三涵盖了现代生物科技的多个重要领域，包括基因工程、细胞工程、胚胎工程和生态工程等。以下是对这些知识点的详细总结。

一、基因工程

基因工程，又称为 DNA 重组技术，是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。

（一）基因工程的工具

1、 限制性核酸内切酶（简称限制酶）

来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

作用：能够识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列，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。

特点：具有特异性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割 DNA 分子。

2、 DNA 连接酶

作用：将两个具有相同末端的 DNA 片段连接起来，形成重组 DNA

分子。 种类：E·coli DNA 连接酶和 T4DNA 连接酶。

3、 载体

种类：常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

具备的条件：能在受体细胞中复制并稳定保存；具有一至多个限制酶切点，供外源 DNA 片段插入；具有标记基因，便于重组 DNA 的筛选。

（二）基因工程的基本操作程序

1、 目的基因的获取

从基因文库中获取

利用 PCR 技术扩增目的基因

人工合成

2、 基因表达载体的构建

目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。

组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因等。

3、 将目的基因导入受体细胞

导入植物细胞：采用农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法等。

导入动物细胞：常用显微注射法。 导入微生物细胞：感受态细胞法。

4、 目的基因的检测与鉴定

分子水平的检测：检测转基因生物染色体的 DNA 是否插入目的基因，常用 DNA 分子杂交技术；检测目的基因是否转录出 mRNA，常用分子杂交技术；检测目的基因是否翻译成蛋白质，常用抗原 抗体杂交技术。

个体水平的鉴定：如抗虫或抗病的接种实验等。

二、细胞工程

细胞工程是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得细胞产品的一门综合科学技术。

（一）植物细胞工程

1、 植物组织培养技术

原理：植物细胞的全能性。

过程：离体的植物器官、组织或细胞（外植体）经过脱分化形成愈伤组织，再经过再分化形成根、芽，最终发育成完整的植株。

应用：微型繁殖、作物脱毒、人工种子、细胞产物的工厂化生产等。

2、 植物体细胞杂交技术

原理：细胞膜的流动性和细胞的全能性。 过程：去除细胞壁获得原生质体，诱导原生质体融合，形成杂种细胞，再经过植物组织培养技术培育成杂种植株。

意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。

（二）动物细胞工程

1、 动物细胞培养

原理：细胞增殖。

过程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织），剪碎后用胰蛋白酶或胶原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处理分散成单个细胞，继续传代培养。

条件：无菌、无毒的环境；营养；适宜的温度和 pH；气体环境（95%空气 ＋ 5%CO2）。

应用：生产生物制品，如疫苗、干扰素等；检测有毒物质；用于生理、病理、药理等方面的研究。

2、 动物体细胞核移植技术

原理：动物细胞核的全能性。

过程：将供体细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使其重组并发育成新个体。

应用：加速家畜遗传改良进程，保护濒危物种，生产医用蛋白等。 3、 动物细胞融合

原理：细胞膜的流动性。

方法：物理法（离心、振动、电激等）、化学法（聚乙二醇）、生物法（灭活的病毒）。

应用：制备单克隆抗体。

（三）单克隆抗体

1、 制备过程

给小鼠注射特定的抗原蛋白，使小鼠产生免疫反应。

从小鼠脾脏中获取 B 淋巴细胞，与骨髓瘤细胞融合。

用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞。

对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。

将杂交瘤细胞在体外大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖，从培养液或小鼠腹水中提取单克隆抗体。

2、 优点：特异性强、灵敏度高，并可大量制备。

3、 应用：作为诊断试剂、用于治疗疾病和运载药物。

三、胚胎工程 胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。

（一）体内受精和早期胚胎发育

1、 精子和卵子的发生

精子的发生：从初情期开始，直到生殖机能衰退。精原细胞经过有丝分裂增殖，部分细胞分化形成初级精母细胞，再经过减数分裂形成精子。

卵子的发生：在胎儿时期，卵原细胞增殖并演变为初级卵母细胞，被卵泡细胞包围，形成卵泡。排卵前后完成减数第一次分裂，在受精过程中完成减数第二次分裂。

2、 受精

场所：输卵管。

过程：包括精子穿越放射冠和透明带、进入卵黄膜、原核形成和配子结合。

3、 早期胚胎发育

过程：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚。

（二）体外受精和早期胚胎培养

1、 体外受精

步骤：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。 2、 早期胚胎培养

培养液成分：无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。

（三）胚胎移植

1、 概念：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的体内，使之继续发育为新个体的技术。

2、 意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。

3、 生理学基础：同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的；早期胚胎在一定时间内处于游离状态；受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应；供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但遗传特性在孕育过程中不受影响。

（四）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、 特点：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质。

（五）胚胎干细胞

1、 来源：早期胚胎或原始性腺。

2、 特点：形态上，体积小、细胞核大、核仁明显；功能上，具有发育的全能性；体外培养条件下可以增殖而不发生分化。 3、 应用：治疗人类的某些顽疾；培育出人造组织器官，用于器官移植；研究体外细胞分化的理想材料。

四、生态工程

生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。

（一）生态工程的基本原理

1、 物质循环再生原理：物质能够在各类生态系统中，进行区域小循环和全球地质大循环，循环往复，分层分级利用，从而达到取之不尽、用之不竭的效果。

2、 物种多样性原理：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。

3、 协调与平衡原理：生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力。

4、 整体性原理：在进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更重要的是，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。

5、 系统学和工程学原理

系统的结构决定功能原理：通过改变和优化系统结构，达到改善系统功能的目的。 系统整体性原理：系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果。

（二）生态工程的实例和发展前景

1、 生态工程的实例：农村综合发展型生态工程、小流域综合治理生态工程、大区域生态系统恢复工程、湿地生态恢复工程、矿区废弃地的生态恢复工程、城市环境生态工程等。

2、 生态工程的发展前景：“生物圈 2 号”生态工程的实验及启示；对我国生态工程发展前景的分析与展望。

总之，选修三生物的知识内容丰富多样，这些现代生物科技在解决人类面临的粮食、健康、环境等问题方面发挥着重要作用，同时也为我们进一步探索生命的奥秘提供了有力的工具和方法。希望同学们能够扎实掌握这些知识，为未来的学习和研究打下坚实的基础。