一號站註冊登錄網_高中生物選修三知識點總結歸納

　　基因工程是高中生物核心知識點。基因工程是指按照人們的願望，進行嚴格的設計，通過體外DNA重組和轉基因技術，賦予生物以新的遺傳特性，創造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。

　　基因工程

　　(DNA重組技術)：體外、定向、分子水平

　　基本工具：限制性核酸內切酶(限制酶)來自原核細胞，識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，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。

　　DNA連接酶： E·coliDNA連接酶(只黏性末端)

　　T4DNA連接酶(黏、平末端也可但效率低)

　　載體：質粒、入菌體的衍生物、動植物病毒

　　條件：①能在宿主細胞內穩定存在複製表達

　　②一種或多種限制酶切點

　　③標記基因(抗生素抗性基因、熒光基因)

　　基本操作程序：

　　1、目的基因的獲取：(人工合成、體內提取)

　　①從基因文庫獲取

基因組文庫	e.g.cDNA文庫（部分基因文庫）
大小	大	小
啟動子	有	無
內含子	有	無
基因數目	某種生物全部基因	部分基因（基因選擇性表達）
物種間基因交流	部分可以	可以（mRNA逆轉錄）

　　②PCR技術擴增目的基因：模板、Taq酶(熱穩定DNA聚合酶)、原料&能量(dXTP)、引物(過量)

　　五物混合，加熱至90～95℃，DNA解旋，冷卻到55～60℃，引物與互補DNA鏈結合，加熱至70～75℃，

　　Taq酶從引物起始互補鏈的合成

　　③人工化學合成：基因比較小，核苷酸序列已知

　　2、基因表達載體的構建：(基因工程的核心)

　　啟動子：DNA片段，基因的首端，RNA聚合酶識別和結合的部位

　　目的基因

　　終止子：DNA片段 ，基因的尾端

　　標記基因：鑒別受體細胞中是否含有外源基因，從而將含有外源基因的細胞篩選出來。

　　(複製原點：僅自我複製的需要，整合到宿主染色體上再表達的不需要)

　　3、將目的基因導入受體細胞：

　　轉化：是目的基因進入受體細胞內，並且在受體細胞內維持穩定和表達的過程。

　　(1)導入植物細胞(體細胞、受精卵)

　　①農桿菌轉化法(雙子恭弘=叶 恭弘植物、裸子植物)

　　受損，傷口細胞分泌酚類化合物，吸引農桿菌移向，Ti質粒上T-DNA(上插目的基因)轉移至受體細胞整合到受體細胞染色體上

　　②基因槍法(單子恭弘=叶 恭弘植物)

　　③花粉管通道法

　　(2)導入動物細胞(受精卵)顯微注射技術

　　(3)導入微生物細胞

　　優點：繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對較少、對人體無害(大腸桿菌)

　　步驟：Ca2+ 處理細胞，使其成為感受態細胞，重組表達載體DNA分子溶於緩衝液中與感受態細胞混合，在一定的溫度下促進感受態細胞吸收DNA分子

　　4、目的基因的檢測與鑒定：

　　①DNA分子雜交技術：轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因(目的基因是否進入原核細胞)

　　轉基因生物的染色體DNA(原核質粒)+有同位素標記的目的基因

　　②RNA分子雜交技術：目的基因是否轉錄出了mRNA 轉基因生物的mRNA+有同位素標記的目的基因

　　③抗原-抗體雜交：目的基因是否翻譯成蛋白質 轉基因生物的蛋白質+相應的抗體

　　④個體生物學水平的鑒定：抗蟲抗病的接種實驗

　　蛋白質工程

　　(自然界不存在的蛋白質)

　　預期蛋白質功能，設計蛋白質結構，推測氨基酸序列，找對應的脫氧核苷酸序列，人工合成基因，基因工程，蛋白質產品

　　細胞工程：

　　(一)植物細胞工程：

　　1、植物組織培養技術：

　　(1)原理：植物體細胞的全能性

　　(2)過程：離體的植物器官、組織或細胞，脫分化(避光)，愈傷組織(未分化，薄壁細胞)，再分化，根芽，細胞分裂分化，植株

　　(3)條件：無菌(防止微生物污染)

　　營養(無機鹽、有機物、水)

　　激素(生長素、細胞分裂素，=1誘導脫分化，>1生根，<1生芽，激素槓桿)

　　離體

　　2、植物體細胞雜交技術：克服生殖隔離(不同生物遠緣雜交不親和的障礙)

　　(二)動物細胞工程：

　　1、動物細胞培養：

　　(1)原理：一些動物細胞在體外可生長增殖

　　(2)過程：

　　動物組織塊，剪碎，胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，分散成單個細胞，製成細胞懸液

　　原代培養：轉入培養瓶，細胞貼壁(培養瓶內壁光滑無毒易於貼附)，細胞有絲分裂，接觸抑制

　　胰蛋白酶處理

　　分瓶繼續傳代培養(10代以內以保持正常的二倍體核型，50代以上癌細胞)

　　(3)條件：

　　無菌無毒的環境：用具無菌處理;培養液中加抗生素;定期更換培養液(清除代謝產物，防止細胞代謝產物積累對細胞自身造成危害)

　　營養：糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素、血清血漿

　　溫度和pH：動物體溫(哺乳36+ -0.5℃)，pH=7.2-7.4

　　氣體環境：95%空氣+5%CO2(維持培養液pH)

　　2、動物體細胞核移植技術(克隆動物)胚胎細胞核移植(易) 移入去核卵母細胞

　　3、動物細胞融合(細胞雜交)：除物理化學法外，還可用滅活的病毒誘導

　　4、雜交瘤技術(生產單克隆抗體)

　　(1)傳統方法：向動物體內反覆注射某種抗原，產生抗體后從血清中分離，抗體產量低純度低特異性差

　　(2)單克隆抗體優點：特異性強，靈敏度高，並能大量製備

　　胚胎工程：

　　早期胚胎或配子水平

　　(一)體內受精和早期胚胎髮育：

　　1、精子的發生：睾丸的曲細精管內，初情期開始

　　變形：細胞核—精子頭，高爾基體—頂體，中心體—尾，線粒體—尾的基部的線粒體鞘，

　　其他物質—原生質滴向後脫落

　　2、卵子的發生：卵巢及輸卵管

　　胎兒性別分化后：卵原細胞有絲分裂，並變成初級卵母細胞，被卵泡細胞包圍形成卵泡

　　卵泡的形成和在卵巢內的儲備在出生前(胎兒時期完成)

　　初情期后：初級卵母細胞——次級卵母細胞和第一極體——減二中期停——卵子、極體

　　馬狗排卵 豬牛羊排卵 受精

　　卵子是否受精的標誌：卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體

　　3、受精：輸卵管內完成

　　(1)精子獲能

　　(2)卵子的準備：達到減數第二次分裂中期

　　(3)受精：

　　頂體反應，釋放頂體內酶，溶解卵丘細胞之間的物質，穿越放射冠、透明帶，(精子觸及卵黃膜的瞬間)透明帶反應，精子外膜和卵黃膜相互融合(標志著精子入卵)，卵黃膜的封閉作用&精子尾部脫離形成雄原核，卵子減二完成，排出第二極體，形成雌原核，比雄原核小，核融合(標誌受精卵的產生)

　　防止多精入卵：透明帶反應 卵黃膜的封閉作用

　　4、胚胎髮育：卵裂期(透明帶內，有絲分裂，胚胎的總體體積並不增加，或略有減小)

　　(1)桑椹胚：細胞數目32個，全能細胞

　　(2)囊 胚：開始出現分化，內細胞團(胎兒);囊胚腔;滋養層細胞(胎膜胎盤)

　　孵化：透明帶破裂，胚胎伸展出來

　　(3)原腸胚：內細胞團—外胚層、內胚層、中胚層，原腸腔

　　(二)體外：

　　1、體外受精：

　　(1)卵母細胞的採集：實驗動物、豬、羊—促性腺激素處理超數排卵，輸卵管中沖取

　　大牛：屠宰母畜的卵巢中採集卵母細胞;活體動物的卵巢中吸取卵母細胞

　　人工培養至減二中期

　　(2)精子的採集和獲能：假陰道法、手握法、電刺激法

　　獲能處理：培養法(人工配製的獲能液);化學誘導法(一定濃度的肝素或鈣離子載體溶液)

　　(3)受精：獲能溶液或專用的受精溶液

　　2、胚胎的早期培養：

　　無機鹽、有機鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清

　　向受體移植或冷凍保存

　　3、胚胎移植：

　　(1)意義：充分發揮雌性優良個體的繁殖能力;大大縮短了供體本身的繁殖周期;良種畜群迅速擴大，加速了育種工作和品種改良;不受時間地域限制，節省購買種畜費用;胚胎冷凍保存品種資源和瀕危物種

　　(2)基本程序：

　　①對供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和生產性能優秀的供體，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。並用激素進行同期發情處理，用促性腺激素對供體母牛做超數排卵處理。

　　②同種優秀公牛配種或人工授精。

　　③把供體母牛子宮內的胚胎沖洗出來(沖卵)，胚胎進行質量檢查，向受體移植或放入液氮中保存。

　　④對受體母牛進行是否妊娠的檢查。

　　(3)生理學基礎：

　　①同期發情處理，為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環境。

　　②早期胚胎在一定時間內處於遊離狀態，不與母體子宮建立組織上聯繫，可以胚胎收集。

　　③受體對移入子宮的外來胚胎不發生免疫排斥反應，胚胎可以在受體的存活。

　　④供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯繫，但遺傳特性在孕育過程中不受影響。

　　4、胚胎分割：

　　實體顯微鏡、顯微操作儀

　　發育良好，形態正常的桑椹胚或囊胚(內細胞團均等分割)

　　5、胚胎干細胞(ES或EK細胞):

　　來源於早期胚胎或原始性腺

　　具有胚胎細胞的特性：體積小，細胞核大，核仁明顯;具有發育的全能性

　　體外誘導分化：(1)治療人類的某些頑症

　　(2)培育出人造組織器官，解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。

　　(3)飼養層細胞上或添加抑製劑的培養液中不分化，加入分化誘導因子(牛黃酸、丁酰環腺苷酸)，是在體外條件下研究細胞分化的理想材料。