高中生物选修3知识点识记填空版

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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                上进行设计和施工的，又叫做                    。

（一）基因工程的原理及技术

基因工程的原理：                    

基因工程的基本工具：

1.“分子手术刀”——全称：                          简称:                   

（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                       ，并且使每一条链中     部位的两个核苷酸之间的              断开，因此具有专一性。

（3）结果：经酶切割产生的DNA片段末端通常有两种末端，即                     和                     。

2.“分子缝合针”——是指                

(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：缝合部位都是          键。

②区别：E·coliDNA连接酶来源于         ，只能缝合双链DNA片段互补的        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   。

(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”——运载体

（1）载体需要具备的条件：①                                                。

②                                                 。

③                                                 。

④                                                 。

（2）最常用的载体是     ,它是一种裸露的、结构简单的、于细菌         之外，并具有            能力的           DNA分子。

（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：编码蛋白质的结构基因 。

2.原核基因采取         获得，真核基因常用           。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：                  

（2）过程：第一步：加热至90～95℃ 使          ；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℃，热稳定的        从引物起始互补链的合成，逐步延伸。

第二步（核心）：                                  

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.结构组成：          ＋       ＋       ＋          

（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       。作用是      （3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中                     ，从而将              的细胞筛选出来。常用的标记基因是              。

第三步：                                  _

1.转化的概念：是                                                      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               ，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DNA分子，完成转化过程。

3.重组细胞导入受体细胞后，需要筛选                  的受体细胞，依据是         基因是否表达。

第四步：                                       

1.首先要检测                                               ，方法是采用                    。

2.其次还要检测                              ，方法是采用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交，这种方法叫               。

3.最后检测                                 ，方法是从转基因生物中提取        ，用相应的      进行              杂交。

4.有时还需进行                 的鉴定。如 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状等。

（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                ，对现有蛋白质进行      ，或制造一种               ，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               的蛋白质）

专题2  细胞工程

（一）植物细胞工程 

1.理论基础（原理）：                  

全能性表达的难易程度：           ＞  生殖细胞  ＞ 干细胞 ＞              ；

                ＞ 动物细胞   

2.植物组织培养技术

（1）过程：离体的                     ―→经过脱分化，得到              ―→再经过               ，得到试管苗 ―→植物体

（2）用途：微型繁殖、             、制造人工种子、             、细胞产物的工厂化生产等。

单倍体育种：

a过程：植株（AaBb）通过减数得到花粉（AB、Ab、aB、ab四种类型）；对花粉进行                                   ；得到单倍体植株；对其幼苗时期用                 进行处理；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

（3）地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的               。

3.植物体细胞杂交技术

（1）过程：

①                

②                

③                

④                

⑤                

（2）诱导融合的方法：物理法包括                   等。化学法一般是用                   作为诱导剂。

（3）意义：                                     。

（二）动物细胞工程

 1. 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       ，将它分散成          ，然后放在适宜的        中，让这些细胞                。

（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                    处理分散成        →制成        →转入培养瓶中进行    培养→贴满瓶壁的细胞重新用          或          处理分散成单个细胞继续      培养。

（3）细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就             ，称为         。细胞数目不断增多，当贴壁细胞生长到表面          时，细胞就会                ，这种现象称为                   。

（4）动物细胞培养需要满足以下条件

①               ：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      ，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止                            。

②      ：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               等天然成分。

③      ：适宜温度：哺乳动物多是            ；pH：              。

④          ：95%空气＋5%CO2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是               。

（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。

2.动物体细胞核移植技术和克隆动物

（1）哺乳动物核移植可分为         核移植（比较容易）和        核移植（比较难）。

（2）选用去核             的原因：卵(母)细胞               ；卵(母)细胞                        。

（3）体细胞核移植的大致过程是： 

（4）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                                ；

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。

（5）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             缺陷等。

3.动物细胞融合

（1）动物细胞融合也称           ，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来               细胞遗传信息的单核细胞，称为         。

（2）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诱导植物原生质体融合的方法类似，常用的诱导方法有物理法包括                  等。化学法一般是用                   作为诱导剂。另外，比诱导植物原生质体融合多的一个生物方法是用                  进行诱导。

（3）动物细胞融合的意义：克服了                               ，成为研究细胞遗传、             、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。

（4）动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：

（1）抗体：一个B淋巴细胞只分泌一种                      。从血清中分离出的抗体                                  ，因此可用生物手段生产单克隆抗体。 

（2）单克隆抗体的制备过程：

注：诱导融合的细胞需要进行两次筛选，第一次是为了获得                ，第二次是为了获得                               。

（3）杂交瘤细胞的特点：既能大量             ，又能产生                  。

（4）单克隆抗体的优点：                                                 。

（5）单克隆抗体的作用：

①                       ：准确识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合，具有准确、高效、简易、快速的优点。

②                       ：主要用于癌症治疗，可制成“生物导弹”，也有少量用于治疗其它疾病。

专题3  胚胎工程

（一）动物胚胎发育的基本过程

1、胚胎工程是指对动物                      所进行的多种显微操作和处理技术，如          、          、          、               等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到                生产后代，以满足人类的各种需求。

2、动物胚胎发育的基本过程

（1）精子的发生：

a.场所：                 。

b.时期：              开始，直到                  。

c.过程：精原细胞先进行有丝后进行减数；变形过程中，细胞核变形为              ，              发育为顶体，中心体演变为              ，线粒体在尾基部形成              ，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：

a.场所：                 。

b.时期：              和                  。

c.过程：在             时期，卵原细胞在        进行有丝并演变成初级卵母细胞[被卵泡细胞包围]，减数第一次在                 完成，形成次级卵母细胞和第一极体进入           准备受精；减数第二次是在       过程中完成的。

（3）受精：

准备阶段：精子获能：在雌性动物             内获能；卵子的准备（排出的卵子接下来要在             中进一步成熟到              期才具备受精能力）。

受精阶段：[卵子周围的结构由外到内：放射冠、             、             ]，

a.穿越放射冠——发生            ：精子释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质，穿越放射冠。

b.穿越透明带——透明带反应：在精子触及卵黄膜的瞬间会发生阻止后来精子进入透明带的生理反应它是防止多精子入卵受精的                  ；

c.进入卵黄膜——卵黄膜的封闭作用：精子外膜和卵黄膜融合，精子入卵后，卵黄膜会拒绝其他精子再进入卵内，它是防止多精子入卵受精的                 ；

d.形成原核：精子尾部脱落，原有核膜破裂，合成新膜形成雄原核，同时卵子完成                 ，形成雌原核[注意：受精标志是             的形成；受精完成标志是             融合成合子]。

e.形成受精卵。

（4）胚胎发育：a卵裂期：受精卵在             中进行有丝，细胞数量增加，但是胚胎总体积             ；b桑椹胚：32个细胞左右的胚胎[之前所有细胞都是能发育成完整胚胎的          ]；c囊胚：细胞开始出现             ，其中个体较大的细胞叫          将来发育成胎儿的             ；而滋养层细胞将来发育成          ；胚胎内部逐渐出现囊胚腔[注：囊胚的扩大会导致透明带的破裂，胚胎伸展出来，这一过程叫      ]；d原肠胚：内细胞团表层形成外胚层，下方细胞形成内胚层，由内胚层包围的囊腔叫             。[细胞分化在             达到最大限度]

（二）胚胎干细胞

1、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于                     分离出来。

2、具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为    小，      大，    明显；在功能上，具有             ，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以      而不发生      ，可进行      保存，也可进行          。

3、胚胎干细胞的主要用途是：

①可用于研究哺乳动物             ；

②是在体外条件下研究             的理想材料，在培养液中加入           ，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示                      的机理提供了有效的手段；

③可以用于治疗                ，如帕金森综合症、少年糖尿病等；

④利用可以被诱导分化形成             的特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能；

⑤随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体外             ，定向培育出              ，用于器官移植，解决            和器官移植后          的问题。

（三）胚胎工程的应用

1.体外受精和胚胎的早期培养

(1)卵母细胞的采集和培养：

超数排卵：用         处理，使其排出更多的卵子，然后，从      中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。第二种方法：从刚屠宰母畜的     中采集卵母细胞；第三种方法是借助超声波探测仪、腹腔镜等直接从              中吸取卵母细胞。采集的卵母细胞，都要在体外经             后，才能与     的精子受精。

(2) 精子的采集和获能：在体外受精前，要对精子进行      处理。

(3) 受精：获能的精子和培养成熟的卵细胞在     溶液或           溶液中完成受精过程。

(4)胚胎的早期培养：精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入          中继续培养，以检查受精状况和             。培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需添加                            等营养成分，以及      等物质。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向                 。不同动物胚胎移植的时间不同。(牛、羊一般要培育到           阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎可在             阶段移植。)

2.胚胎移植

(1)胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到                     其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为        ，接受胚胎的个体称为        。（供体为优良品种，作为受体的雌性动物应为             的品种。）

地位：如转基因、核移植，或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必须经过          才能获得后代，是胚胎工程的                。

(2) 胚胎移植的意义：大大缩短了                         ，充分发挥                                                   。

(3) 生理学基础：①动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的              。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。

②早期胚胎在一定时间内处于      状态。这就为胚胎的收集提供了可能。

③受体对移入子宫的外来胚胎不发生            。这为胚胎在受体的存活提供了可能。

④供体胚胎可与受体子宫建立正常的          联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。

(4) 基本程序主要包括：

①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是             。并用        进行同期发情处理，用            对供体母牛做超数排卵处理。

②配种或人工授精。

③                             。配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到            阶段。直接向受体移植或放入－196℃的液氮中保存。

④对胚胎进行           。

⑤               。对受体母牛进行是否妊娠的检查。

3.胚胎分割

(1)概念：是指采用机械方法将          切割2等份、4等份等，经移植获得                  的技术。

(2)意义：来自同一胚胎的后代具有             的遗传物质，属于      繁殖。

(3)材料：发育良好，形态正常的            。（桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。）

(4)操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将          均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。

专题4  生物技术的安全性和伦理问题

（一）转基因生物的安全性争论 ：

(1)基因生物与食物安全：

反方观点：                                                                

正方观点：有安全性评价、科学家负责的态度、无实例无证据

(2)转基因生物与生物安全：对生物多样性的影响

反方观点：扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵外来物种、重组出有害的病原体、成为超级杂草、有可能造成“基因污染”

正方观点：                                                                    

(3)转基因生物与环境安全：对生态系统稳定性的影响

反方观点：                                                                                                                                                                                                                             

正方观点：不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境

（二）生物技术的伦理问题

(1)克隆人：两种不同观点，多数人持否定态度。

否定的理由：克隆人严重违反了                   ，是克隆技术的滥用；克隆人冲击了                                 等传统的伦理道德观念；克隆人是在人为的制造在                                 都不健全的人。

肯定的理由：技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法解决。不成熟的技术也只有通过实践才能使之成熟。

中国的态度：                                                           。四不原则：                                          任何生殖性克隆人的实验。

(2)试管婴儿：两种目的试管婴儿的区别两种。不同观点，多数人持认可态度。

否定的理由：把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重；早期生命也有活下去的权利，抛弃或杀死多余胚胎，无异于“谋杀”。

肯定的理由：解决了不育问题，提供骨髓中造血干细胞救治患者最好、最快捷的方法，提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤。

(3)基因身份证：

否定的理由：个人基因资讯的泄漏造成基因歧视，势必造成遗传学失业大军、造成个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。

肯定的理由：通过基因检测可以及早采取预防措施，适时进行治疗，达到挽救患者生命的目的。

（三）生物武器

 (1)种类：                                                                  。

(2)散布方式：吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等。

(3)特点：致病力强、多数具传染性、传染途径多、污染面广、有潜伏期、不易被发现、危害时间长等。

(4)禁止生物武器公约及中国的态度：                                       

。

专题5  生态工程

（1）生态工程建设的目的：遵循自然界             的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到             和             的同步发展。

（2）生态经济：通过实行               的原则，使一个系统产出的污染物能够成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现               。[实现手段：生态工程]

（3）基本原理：

①．                               [如无废弃物农业]

②．                               [提高生态系统的抵抗力稳定性]

③．                               [处理             的协调与平衡，考虑环境容纳量]

④．                               [考虑                                 的统一]

⑤．                               [                       ：考虑系统内部不同组分之间的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的；                 ：实现总体功能大于各部分之和的效果]