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生物选修三专题复习【一、基因工程】一、DNA重组所需的三种工具：1、限制性内切酶——“手术刀”作用：切割磷酸二酯键①EcoRⅠ→产生粘性末端②SmaⅠ→产生平末端2、DNA连接酶——“分子缝合针”作用：链接磷酸二酯键①E˙coliDNA连接酶→连接粘性末端②T4DNA连接酶→连接平末端或粘性末端3、载体——“分子运输车”条件：①有一个或者多个限制酶切割位点②能自我复制③有特殊的标记基因（常用质粒作为载体）1、目的基因的获取（1）从基因文库获取种类：基因组文库：部分基因文库：(如cDNA文库)含有一种生物的全部基因含有一种生物的部分基因（2）利用PCR技术扩增目的基因（3）人工合成比较项目DNA复制PCR技术区别解旋方式解旋酶催化DNA在高温下变性解旋场所细胞内(主要在细胞核内)细胞外(主要在PCR扩增仪中)酶解旋酶、DNA聚合酶耐热的DNA聚合酶温度细胞内温和条件控制温度，需90℃～95℃高温结果合成DNA分子合成DNA片段或基因联系(1)模板：均需要脱氧核苷酸双链作为模板(2)原料：均为四种脱氧核苷酸(3)酶：均需DNA聚合酶(4)引物：都需要引物，使DNA聚合酶从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸PCR技术与DNA复制的比较质粒DNA分子限制酶处理一个切口两个黏性末端两个切口获得目的基因DNA连接酶重组DNA分子（重组质粒）——核心同一种2、基因表达载体的构建①过程：:②组成：必须有启动子、目的基因、终止子以及标记基因等。方法导入植物细胞导入动物细胞导入微生物细胞农杆菌转化法基因枪法（单子叶）花粉管通道法——显微注射法——感受态细胞吸收DNA分子（Ca2+法）3、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测与鉴定——检查是否成功检测—鉴定—①检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因②检测目的基因是否转录出了mRNA③检测目的基因是否翻译成蛋白质个体生物学水平的鉴定，如抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等方法——方法——方法——DNA分子杂交分子杂交抗原-抗体杂交三、基因工程的应用（1）植物方面1、抗虫转基因植物2、抗病转基因植物3、抗逆转基因植物4、改良植物品质（2）动物方面1、提高动物生长速度2、改善畜产品的品质3、用转基因动物生产药物4、用转基因动物作器官移植的供体（3）基因治疗：将外源基因通过基因转移技术将其插入病人的适当的受体细胞中，使外源基因制造的产物能治疗某种疾病。（只是改变体细胞的基因，生殖细胞未改变，后代可能还会患病。）1、在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌岭脱氧核苷酸是460个）放入DNA扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是（）个A.540B.8100C.17280D.75602、在判断抗虫基因是否成功转入棉花基因组的方法中，不属于分子检测的是()。A．通过观察害虫吃棉叶是否死亡B．检测目的基因片段与DNA探针能否形成杂交带C．检测目的基因转录形成的mRNA与DNA探针能否形成杂交带D．检测目的基因表达产物蛋白质能否与特定抗体形成杂交带3、哪项不是基因表达载体的组成部分()A.启动子B.终止密码C.标记基因D.目的基因4、(2008,全国高考)已知某种限制酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点。如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶酶切后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种数是（）A．3B．4C.9D．12abcd【二、蛋白质工程】1、蛋白质工程的实质：定向改造或生产人类所需的蛋白质。2、结果：可以生产自然界没有的蛋白质3、操作对象：基因结构4、过程：先反中心法则，后顺中心法则。预期的蛋白质功能→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）【三、细胞工程】一、植物细胞工程（一）植物的组织培养1、细胞全能性：已经分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。原因：生物的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质。2、全能性大小：受精卵＞生殖细胞＞体细胞植物细胞动物细胞分化程度低分化程度高细胞分裂能力强细胞分裂能力弱幼嫩的细胞衰老的细胞3、植物组织培养（1）培养基：①水②无机盐③有机小分子：糖、氨基酸等④激素：生长素，细胞分裂素⑤琼脂：起支持作用还需提供适宜的条件（如无菌环境和适宜温度）（2）过程：离体细胞、组织、器官脱分化（无光）再分化（有光）愈伤组织胚状体或丛芽试管苗愈伤组织特点：细胞排列疏松、高度液泡化、细胞壁薄、呈无定形状态注意：取材须取形成层，生长素和细胞分裂素的比例。（二）植物体细胞杂交意义：克服远缘杂交不亲和的障碍、培育新品种胚状体→胚薄膜→种皮培养基→胚乳应用：（1）微型繁殖（2）作物脱毒（3）人工种子（4）单倍体育种（5）细胞产物的工厂化生产二、动物细胞工程动物胚胎或幼龄动物的组织、器官细胞悬浮液胰蛋白酶（分解弹性纤维）10代细胞原代培养50代细胞细胞株无限传代细胞系传代培养原代细胞1、动物细胞培养的条件(1)无菌无毒的环境(2)营养(3)温度和pH(4)气体环境2、植物组织培养和动物细胞培养的比较项目原理培养基结果培养目的植物动物细胞全能性细胞增殖固体蔗糖植物激素液体葡萄糖动物血清培养成植株培养成细胞株细胞系快速繁殖培养无病毒植株获得细胞产品、细胞多莉羊的培育过程卵细胞C母绵羊子宫Ａ母绵羊Ｂ母绵羊乳腺细胞细胞质细胞核细胞核移植胚胎移植早期胚胎多莉羊分娩卵裂融合后的卵细胞细胞拆合技术妊娠3、4、克隆技术1、概念：是指从一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体，是一种人工诱导的无性繁殖方式。①分子水平克隆：PCR技术②细胞水平克隆：动物细胞培养（单克隆抗体）③个体水平克隆：克隆羊多利2、哺乳动物核移植：胚胎细胞移植、体细胞移植5、动物细胞融合细胞A细胞B杂种细胞灭活的病毒物理法（电击）化学法（聚乙二醇）仙台病毒疱疹病毒新城鸡瘟病毒过程：6、单克隆抗体（1）概念：由单个B淋巴细胞经过无性繁殖（克隆），形成基因型相同的细胞群，这一细胞群所产生的化学性质单一、特异性强的抗体称为单克隆抗体。（2）特点：特异性强、灵敏度高，可大量制备（3）单克隆抗体制备过程注射抗原B淋巴细胞骨髓瘤细胞细胞融合、筛选杂交瘤细胞细胞培养筛选，继续培养足够数量的、能产生特定抗体的细胞群体外培养注射到小鼠腹腔单克隆抗体5、植物体细胞杂交与动物细胞工程中所用技术与原理不相符的是（）A．纤维素酶、果胶酶处理和胰蛋白酶处理——酶的专一性B．植物组织培养和动物细胞培养——细胞的全能性C．原生质体融合和动物细胞融合——生物膜的流动性D．紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞分裂6、下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是（）A．培养中的人效应T细胞能产生单克隆抗体B．培养中的人B细胞能够无限地增殖C．人的成熟红细胞经过培养能形成细胞株D．用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞7、（多选）下列关于单克隆抗体的制备和应用的叙述中，正确的是（）A．B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合，一般不需要灭活的仙台病毒或聚乙二醇诱导B．融合后形成的杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生单克隆抗体C．体外培养时，一个效应B淋巴细胞可以产生抗体，但不能无限增殖D．单克隆抗体与常规抗体相比，特异性强，灵敏度高，优越性明显精原细胞有丝分裂初级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子MⅠ第一阶段第二阶段第三阶段MⅡ1.精子发生的过程多个精原细胞染色体复制变形!精原细胞经过有丝分裂产生多个初级精母细胞。初级精母细胞经减数分裂形成含有单倍染色体的精子细胞。细胞核---高尔基体---中心体---线粒体---其他物质---头部顶体尾原生质滴线粒体鞘（能量）初情期卵原细胞有丝分裂多个卵原细胞染色体复制初级卵母细胞MⅠ第一极体次级卵母细胞两个第二极体第二极体卵子退化消失MⅡ排卵前后完成!在受精过程完成!被卵泡细胞包围,形成卵泡2、卵子的形成过程：性别分化后即精子必须在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后，才能获得受精能力的现象。即卵子在输卵管内达到减数第二分裂中期（MⅡ）时，才具备受精能力。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、受精4、受精过程的要点:1.精子在受精前必须获能。精子获能的地点是_____________________。2.在受精过程中,精子连续突破放射冠和透明带两道障碍都是依靠精子的哪些部分?___________.3.防止多个精子进入卵中受精的两道屏障分别是____________和_________________.(排他性!)4.卵子是在什么时候才彻底完成第二次减数分裂的?_________.透明带反应卵黄膜的封闭作用顶体等雌性动物的生殖道里受精时5.受精作用完成的标志是_________________________________.透明带和卵黄膜之间出现两个极体.这两个极体分别是___________________第一、第二极体各一个受精卵：最初发育在输卵管进行有丝分裂。卵裂期：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。桑椹胚：由具有全能性细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹。囊胚（内含囊胚腔）：开始分化。内细胞团：发育成胎儿各组织;滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘原肠胚（内含原肠腔）5、胚胎发育8、精子与卵子结合过程中穿越的两道屏障是（）•①顶体反应②透明带反应③卵黄膜封闭作用④精子穿越放射冠•A．①②B．②③C．③④D．②④9、在受精过程中（）•①精子必须发生顶体反应，释放顶体酶•②顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、卵细胞膜•③卵细胞恢复并很快完成了第一次成熟分裂•④精子和卵细胞的细胞核分别形成雄原核和雌原核•⑤透明带反应防止了多精入卵和多精受精的发生•A．①②⑤B．①④⑤C．②③④D．②④⑤6、体外受精（1）卵子的收集和培养冲卵法:用促性腺激素处理母畜,促使其超数排卵,并从其输卵管里冲取卵子,直接和获能精子在体外受精采集法:从已被屠宰的母畜的卵巢里采集卵母细胞,经体外人工培养后,再与获能精子体外受精（2）精子的采集和获能：采集：假阴道法,手握法和电刺激等。获能：培养法、化学诱导法（3）受精：在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。7、胚胎的早期培养:（1）培养液的成分应包括:水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等。①试管牛的哪些阶段是在试管中完成的?______________________________________.②培育试管牛要利用哪些重要的生物技术?______________________________________.体外受精，早期胚胎发育(如卵裂)体外受精，动物细胞培养，胚胎移植8、胚胎工程的应用前景(一)胚胎工程技术包括哪些?1.体外受精2.胚胎移植3.胚胎分割4体外生产胚胎技术5.胚胎干细胞培养(二)目前应用较多的是哪些?胚胎移植、胚胎分割、体外生产胚胎技术。（1）胚胎移植①概念:将雌性动物体内的早期胚胎(或者通过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,使之发育为新个体的技术。②胚胎移植的基本程序:（1）供体、受体的选择和处理（2）配种或进行人工受精（3）胚胎的收集、检查、培养或保存（4）胚胎移植（手术法、非手术法）（5）移植后的检查选择供体母牛(良种!)受体母牛【同期发情处理】超数排卵(!)供体公牛(良种)配种冲卵(收集胚胎)质量检查、培养胚胎移植妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）②胚胎移植的基本程序(以牛为例):1)加速育种工作和品种改良；2)可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,缩短繁殖周期,增加其一生中繁殖的后代数量。3)大量节省购买种畜的费用；4)一胎多产；5)保存品种资源和濒危物种；③胚胎移植的现状和意义：（2）胚胎分割（无性繁殖、克隆）①概念:采用显微手术（机械方法）的方法将早期胚胎分割成2分