选修3 现代生物科技专题

选修3 现代生物科技专题

专题1 基因工程与转基因生物的安全性和生物武器

1、优点：克服远缘杂交不亲和障碍，定向改造生物的遗传性状。 2、DNA重组技术的基本工具是：限制酶、DNA连接酶、载体

3、限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。它切割产生黏性末端或平末端 4、DNA连接酶按来源可分为E·coliDNA连接酶（即大肠杆菌DNA连接酶）和T4 DNA连接酶。E·coliDNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来 ；T4 DNA连接酶可以缝合两种末端，但连接平末端之间的效率较低。 5、常见的载体有质粒、噬菌体、动植物病毒

6、载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。②具有一个至多个限制酶切点，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。

7、基因工程的操作程序：目的基因的获取、基因表达载体构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定

8、目的基因的获取方法：(1)直接分离法：从基因组文库或cDNA文库中获取 (2)人工合成目的基因①如果基因比较小，核苷酸序列又已知，可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。

②以RNA为模板，在逆转录酶的作用下人工合成。

9、基因表达载体组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因

附：①启动子：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，驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质。 ②终止子：一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端，能使转录在所需要的地方停下。 ③标记基因：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，如抗生素抗性基因。

④构建基因表达载体时要用同种限制酶切割目的基因和载体

10、将目的基因导入受体细胞的方法①植物：农杆菌转化法、 基因枪法、花粉管通道法②

＋

动物：显微注射技术③微生物：感受态细胞法（Ca2处理细胞）。 它们的受体细胞分别为体细胞、受精卵和原核细胞

11、目的基因的检测与鉴定：(1)分子水平检测①导入检测：DNA分子杂交技术，用放射性同位素标记的含目的基因的DNA片段作探针。②转录检测：分子杂交法，用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。③翻译检测：抗原—抗体杂交法。(2)个体生物学水平鉴定：对转基因生物进行抗虫或抗病的接种实验，以确定是否具有抗性以及抗性的程度。

12、基因治疗：把正常基因导入病人体内，使其表达产物发挥功能，从而治疗疾病，分为体内基因治疗和体外基因治疗

13、蛋白质工程：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。它可以定向改造或生产人类所需的蛋白质，可生产自然界没有的蛋白质。其操作手段是基因修饰或基因合成。

14、蛋白质工程设计流程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸 序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。

15、转基因生物的优缺点：优点：①解决粮食短缺问题；②大大减少农药的使用量，减少环境污染；③增加食物营养，提高附加值；④增加食物种类，提升食物品质；⑤提高生产效率，带动相关产业发展。 缺点：①可能出现新的过敏原或重组形成新病毒；②可能产生抗除草剂的杂草；③可能使疾病的传播跨越物种障碍；④可能会损害生物多样性；⑤可能会对人类生活环境造成二次污染。

1

专题2 细胞工程及克隆技术引起的伦理问题

1、细胞工程：应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，在细胞水平或细胞器水平，按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。根据操作对象的不同，分为植物细胞工程和动物细胞工程。

2、细胞全能性原因：细胞含有本物种生长发育的全部遗传信息。 细胞全能性大小与细胞分化程度成反比。

体内细胞全能性不表达的原因：在特定的时间和空间条件下基因选择性表达的结果。 3、全能性表达的条件：处于离体状态，提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。 4、植物组织培养技术

5、植物体细胞杂交技术

(1)去壁：酶解法，所用酶为纤维素酶和果胶酶。

(2)诱导原生质体融合：物理法：离心、振动、电激；化学法：常用聚乙二醇(PEG)作诱导剂。 (3)植物体细胞杂交成功的标志：杂种细胞再生出细胞壁。 (4)优点：克服不同生物远缘杂交的障碍。

6、植物细胞工程的实际应用

(1) 植物繁殖的新途径：

微型繁殖：高效快速地实现大量繁殖

作物脱毒：利用分生区附近如茎尖组织 培养获得脱毒苗 人工种子：胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等包 上人工种皮制成 (2)作物新品种的培育：单倍体育种、突变体的利用。 (3)细胞产物的工厂化生产：培养到愈伤组织阶段。 7、动物细胞工程

营养——糖、氨基酸、促生长因子、无机盐和微量元素＋血清或血浆等天然成分。 气体环境——95%空气＋5%CO2(维持培养液的pH)

动物细胞培养中，为了维持无菌环境，常在培养基中加入抗生素

2

8、动物体细胞核移植的原理：动物细胞核具有全能性 9、单克隆抗体制备

(1)诱导动物细胞融合的方法：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。

两次筛选的目的：第一次筛选是筛选出杂交瘤细胞；第二次是筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞

单克隆抗体的优点：特异性强、灵敏度高、可大量制备。 10、试管婴儿与设计试管婴儿

①试管婴儿是利用体外受精和胚胎移植等技术繁殖个体

②设计试管婴儿与试管婴儿相比需在胚胎移植前对胚胎进行遗传学诊断，以筛选符合特殊要求的胚胎，进而生出特定类型的婴儿。

专题3 胚胎工程

1、刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须获能后才能获得受精能力。 2、卵子要在输卵管内进一步成熟到减Ⅱ中期，才具有受精作用。

3、受精过程：获能的精子穿越放射冠和透明带→进入卵细胞膜→形成原核→原核融合。 4、受精过程的两道屏障：透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障；卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的第二道屏障

5、胚胎发育过程：受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚→组织器官分化→幼体

(1)哺乳动物的胚胎发育早期是在输卵管中开始的，一般到桑椹胚期进入子宫，囊胚期着床 排卵是指卵子从卵泡中排出

囊胚期的内细胞团细胞具有发育全能性，能分化出幼体动物的所有组织器官。滋养层细胞不具有发育的全能性 受卵膜制约，从受精卵到囊胚阶段总体积不变或略有减小，所以每个细胞体积减少；总DNA含量增多，但每个细胞中DNA含量保持相对稳定；有机物总量减少。

6、精子的采集与获能：采集方法有假阴道法、手握法和电刺激法等；获能方法有培养法和化学诱导法。

7、胚胎移植时，供体动物注射促性腺激素,使其超数排卵；受体动物注射雌性激素作同期发

3

情处理

受体动物可移植的要求：受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 8、早期胚胎培养

培养液成分：无机盐、有机盐(两盐)；维生素、激素(两素)；氨基酸、核苷酸(两酸)，另外还有水、血清等。

9、胚胎分割的材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚 胚胎分割的实质是动物的无性繁殖或克隆 对囊胚分割时，注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。 10、胚胎干细胞的来源：早期胚胎或原始性腺

胚胎干细胞的特点：形态上，体积小、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分化。

11、干细胞的培养需要一种能促进胚胎干细胞的生长、但抑制其分化的一种培养体系，这种体系就是胚胎成纤维细胞。

专题4 生态工程

人类建设生态工程的根本目的就是遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展。 生态工程的特点：低消耗、多效益、可持续

生态工程所遵循的基本原理：物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理 解析：物质循环再生原理：“无废弃物农业” 物种多样性原理：“三北防护林”建设中的单纯林问题 协调与平衡原理：太湖富营养化问题

整体性原理：不单纯考虑环境保护，还要考虑社会、经济和人们的生活 系统学和工程学原理：①系统的结构决定功能原理：桑基鱼塘

②系统整体性原理：指整体大于部分之和，即1＋1>2。如珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系

4