高中生物選修三知識點(diǎn)總結
具有動(dòng)能的生命體,也是一個(gè)物體的集合,而個(gè)體生物指的是生物體,與非生物相對。下面是小編為大家整理的高中生物選修三知識點(diǎn)總結,希望對大家有所幫助。
高中生物選修三知識點(diǎn)總結
基因工程的概念
基因工程是指按照人們的愿望,進(jìn)行嚴格的設計,通過(guò)體外DNA重組和轉基因技術(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(lèi)型和生物產(chǎn)品;蚬こ淌窃贒NA分子水平上進(jìn)行設計和施工的,又叫做DNA重組技術(shù)。
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1.“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內切酶(限制酶)
。1)來(lái)源:主要是從原核生物中分離純化出來(lái)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(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開(kāi),因此具有專(zhuān)一性。
。3)結果:經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DN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(DNA連接酶和DNA連接酶)的比較:①相同點(diǎn):都縫合磷酸二酯鍵。
、趨^別:DNA連接酶來(lái)源于T4噬菌體,只能將雙鏈DN段互補的黏性末端之間的磷酸
二酯鍵連接起來(lái);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(gè)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(gè)DN段的末端,形成磷酸二酯鍵。
3.“分子運輸車(chē)”——載體
。1)載體具備的條件:①能在受體細胞中復制并穩定保存。
、诰哂幸恢炼鄠(gè)限制酶切點(diǎn),供外源DN段插入。③具有標記基因,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、結構簡(jiǎn)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:噬菌體的衍生物、動(dòng)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
從基因文庫中獲取
1、獲取目的基因的方法鳥(niǎo)槍法
人工合成
2.目的基因是指:編碼蛋白質(zhì)的結構基因。3.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錄法_和化學(xué)合成法_。4.PCR技術(shù)擴增目的基因
。1)原理:DNA雙鏈復制
。2)過(guò)程:第一步:加熱至90~95℃DNA解鏈;第二步:冷卻到55~60℃,引物結合到互補DNA鏈;第三步:加熱至70~75℃,熱穩定DNA聚合酶從引物起始互補鏈的合成。第二步:基因表達載體的構建
1.目的:使目的基因在受體細胞中穩定存在,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(dòng)子+終止子+標記基因
。1)啟動(dòng)子:是一段有特殊結構的DN段,位于基因的首端,是RNA聚合酶識別和結合的部位,能驅動(dòng)基因轉錄出mRNA,最終獲得所需的蛋白質(zhì)。
。2)終止子:也是一段有特殊結構的DN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(lái)。常用的標記基因是抗生素基因。
3、目的基因與運載體結合(以質(zhì)粒為運載體)
第三步:將目的基因導入受體細胞_1.將目的基因導入受體細胞
受體細胞:細菌
↓氯化鈣細胞壁的通透性增大
↓
重組質(zhì)粒進(jìn)入受體細胞
↓
目的基因隨受體細胞的繁殖而復制
2.轉化的概念:是目的基因進(jìn)入受體細胞內,并且在受體細胞內維持穩定和表達的過(guò)程。
3.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(dòng)物細胞:最常用的方法是顯微注射技術(shù)。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2+物質(zhì)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Ca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。
4.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DNA上是否插入了目的基因,方法是采用DNA分子雜交技術(shù)。
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(zhì),方法是從轉基因生物中提取蛋白質(zhì),用相應的抗體進(jìn)行抗原-抗體雜交。
4.有時(shí)還需進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。如轉基因抗蟲(chóng)植物是否出現抗蟲(chóng)性狀。
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1.植物基因工程:抗蟲(chóng)、抗病、抗逆轉基因植物,利用轉基因改良植物的品質(zhì)。
2.動(dòng)物基因工程:提高動(dòng)物生長(cháng)速度、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、用轉基因動(dòng)物生產(chǎn)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(chǎn)物發(fā)揮作用。
。ㄋ模┑鞍踪|(zhì)工程的概念
蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結構規律及其生物功能的關(guān)系作為基礎,通過(guò)基因修飾或基因合成,對現有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿(mǎn)足人類(lèi)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))轉錄翻譯
專(zhuān)題2細胞工程
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1.理論基礎(原理):細胞全能性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(dòng)物細胞2.植物組織培養技術(shù)
。1)過(guò)程:離體的植物器官、組織或細胞―→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、細胞產(chǎn)物的工廠(chǎng)化生產(chǎn)。
。3)地位:是培育轉基因植物、植物體細胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。
3.植物體細胞雜交技術(shù)
。1)過(guò)程:
。2)誘導融合的方法:物理法包括離心、振動(dòng)、電刺激等;瘜W(xué)法一般是用聚乙二醇(PEG)作為誘導劑。
。3)意義:克服了遠緣雜交不親和的障礙。
。ǘ﹦(dòng)物細胞工程1.動(dòng)物細胞培養
。1)概念:動(dòng)物細胞培養就是從動(dòng)物機體中取出相關(guān)的組織,將它分散成單個(gè)細胞,然后放在適宜的培養基中,讓這些細胞生長(cháng)和繁殖。
。2)動(dòng)物細胞培養的流程:取動(dòng)物組織塊(動(dòng)物胚胎或幼
齡動(dòng)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(gè)細胞→制成細胞懸液→轉入培養瓶中進(jìn)行原代培養→貼滿(mǎn)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(gè)細胞繼續傳代培養。
。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(chēng)為細胞貼壁。細胞數目不斷增多,當貼壁細胞分裂生長(cháng)到表面相互抑制時(shí),細胞就會(huì )停止分裂增殖,這種現象稱(chēng)為細胞的接觸抑制。
。4)動(dòng)物細胞培養需要滿(mǎn)足以下條件
、贌o(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境:培養液應進(jìn)行無(wú)菌處理。通常還要在培養液中添加一定量的抗生素,以防培養過(guò)程中的污染。此外,應定期更換培養液,防止代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害。
、跔I(yíng)養:合成培養基成分:糖、氨基酸、促生長(cháng)因子、無(wú)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(dòng)物多是36.5℃+0.5℃;pH:7.2~7.4。
、軞怏w環(huán)境:95%空氣+5%CO2。O2是細胞代謝所必需的,CO2的主要作用是維持培養液的pH。
。5)動(dòng)物細胞培養技術(shù)的應用:制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測有毒物質(zhì)、培養醫學(xué)研究的各種細胞。
2.動(dòng)物體細胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物
。1)哺乳動(dòng)物核移植可以分為胚胎細胞核移植(比較容易)和體細胞核移植(比較難)。
。2)選用去核卵(母)細胞的原因:卵(母)細胞比較大,容易操作;卵(母)細胞細胞質(zhì)多,營(yíng)養豐富。
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