高中生物选修三知识点总结

高中生物选修三知识点总结

一、基因工程（DNA重组技术）：体外、定向、分子水平

基本工具：限制性核酸内切酶（限制酶）来自原核细胞，识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，使

每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。

DNA连接酶：EcoliDNA连接酶（只黏性末端）

T4DNA连接酶（黏、平末端也可但效率低）

载体：质粒、入菌体的衍生物、动植物病毒

条件：①能在宿主细胞内稳定存在复制表达

②一种或多种限制酶切点

③标记基因（抗生素抗性基因、荧光基因）

基本操作程序：

1、目的基因的获取：（人工合成、体内提取）①从基因文库获取基因组文库大小大启动子有内含子有基因数目某种生物全部基因物种间基因交流部分可以e.g.cDNA文库（部分基因文库）小无无部分基因（基因选择性表达）可以（mRNA逆转录）②PCR技术扩增目的基因：模板、Taq酶（热稳定DNA聚合酶）、原料&能量（dXTP）、引物（过量）五物混合，加热至90～95℃，DNA解旋，冷却到55～60℃，引物与互补DNA链结合，加热至70～75℃，Taq酶从引物起始互补链的合成

③人工化学合成：基因比较小，核苷酸序列已知2、基因表达载体的构建：（基因工程的核心）

启动子：DNA片段，基因的首端，RNA聚合酶识别和结合的部位目的基因

终止子：DNA片段，基因的尾端

标记基因：鉴别受体细胞中是否含有外源基因，从而将含有外源基因的细胞筛选出来。（复制原点：仅自我复制的需要，整合到宿主染色体上再表达的不需要）3、将目的基因导入受体细胞：

转化：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。（1）导入植物细胞（体细胞、受精卵）①农杆菌转化法（双子叶植物、裸子植物）

受损，伤口细胞分泌酚类化合物，吸引农杆菌移向，Ti质粒上T-DNA（上插目的基因）转移至受体细胞整合到受体细胞染色体上②基因枪法（单子叶植物）③花粉管通道法

（2）导入动物细胞（受精卵）显微注射技术（3）导入微生物细胞

优点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少、对人体无害（大肠杆菌）步骤：Ca

2+

处理细胞，使其成为感受态细胞，重组表达载体DNA分子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4、目的基因的检测与鉴定：

①DNA分子杂交技术：转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因（目的基因是否进入原核细胞）转基因生物的染色体DNA（原核质粒）+有同位素标记的目的基因

②RNA分子杂交技术：目的基因是否转录出了mRNA转基因生物的mRNA+有同位素标记的目的基因③抗原－抗体杂交：目的基因是否翻译成蛋白质转基因生物的蛋白质+相应的抗体④个体生物学水平的鉴定：抗虫抗病的接种实验

二、蛋白质工程（自然界不存在的蛋白质）

预期蛋白质功能，设计蛋白质结构，推测氨基酸序列，找对应的脱氧核苷酸序列，人工合成基因，基因工程，蛋白质产品三、细胞工程：（一）植物细胞工程：1、植物组织培养技术：（1）原理：植物体细胞的全能性

（2）过程：离体的植物器官、组织或细胞，脱分化（避光），愈伤组织（未分化，薄壁细胞），再分化，

根芽，细胞分裂分化，植株

（3）条件：无菌（防止微生物污染）营养（无机盐、有机物、水）

激素（生长素、细胞分裂素，=1诱导脱分化，>1生根，

3、动物细胞融合（细胞杂交）：除物理化学法外，还可用灭活的病毒诱导4、杂交瘤技术（生产单克隆抗体）

（1）传统方法：向动物体内反复注射某种抗原，产生抗体后从血清中分离，抗体产量低纯度低特异性差（2）单克隆抗体优点：特异性强，灵敏度高，并能大量制备

四、胚胎工程：早期胚胎或配子水平（一）体内受精和早期胚胎发育：

1、精子的发生：睾丸的曲细精管内，初情期开始

变形：细胞核精子头，高尔基体顶体，中心体尾，线粒体尾的基部的线粒体鞘，其他物质原生质滴向后脱落2、卵子的发生：卵巢及输卵管

胎儿性别分化后：卵原细胞有丝分裂，并变成初级卵母细胞，被卵泡细胞包围形成卵泡卵泡的形成和在卵巢内的储备在出生前（胎儿时期完成）

初情期后：初级卵母细胞次级卵母细胞和第一极体减二中期停卵子、极体马狗排卵猪牛羊排卵受精卵子是否受精的标志：卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体3、受精：输卵管内完成（1）精子获能

（2）卵子的准备：达到减数第二次分裂中期（3）受精：

顶体反应，释放顶体内酶，溶解卵丘细胞之间的物质，穿越放射冠、透明带，（精子触及卵黄膜的瞬间）透明带反应，精子外膜和卵黄膜相互融合（标志着精子入卵），卵黄膜的封闭作用&精子尾部脱离形成雄原核，卵子减二完成，排出第二极体，形成雌原核，比雄原核小，核融合（标志受精卵的产生）防止多精入卵：透明带反应卵黄膜的封闭作用

4、胚胎发育：卵裂期（透明带内，有丝分裂，胚胎的总体体积并不增加，或略有减小）（1）桑椹胚：细胞数目32个，全能细胞

（2）囊胚：开始出现分化，内细胞团（胎儿）；囊胚腔；滋养层细胞（胎膜胎盘）孵化：透明带破裂，胚胎伸展出来

（3）原肠胚：内细胞团外胚层、内胚层、中胚层，原肠腔（二）体外：1、体外受精：

（1）卵母细胞的采集：实验动物、猪、羊促性腺激素处理超数排卵，输卵管中冲取

大牛：屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞；活体动物的卵巢中吸取卵母细胞人工培养至减二中期

（2）精子的采集和获能：假阴道法、手握法、电刺激法

获能处理：培养法（人工配制的获能液）；化学诱导法（一定浓度的肝素或钙离子载体溶液）（3）受精：获能溶液或专用的受精溶液2、胚胎的早期培养：

无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清向受体移植或冷冻保存3、胚胎移植：

（1）意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖能力；大大缩短了供体本身的繁殖周期；良种畜群迅速扩大，加速了育种工作和品种改良；不受时间地域限制，节省购买种畜费用；胚胎冷冻保存品种资源和濒危物种（2）基本程序：

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，供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。②同种优秀公牛配种或人工授精。

③把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(冲卵)，胚胎进行质量检查，向受体移植或放入液氮中保存。④对受体母牛进行是否妊娠的检查。（3）生理学基础：

①同期发情处理，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游离状态，不与母体子宫建立组织上联系，可以胚胎收集。③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应，胚胎可以在受体的存活。

④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但遗传特性在孕育过程中不受影响。4、胚胎分割：

实体显微镜、显微操作仪

发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚（内细胞团均等分割）5、胚胎干细胞（ES或EK细胞）:来源于早期胚胎或原始性腺

具有胚胎细胞的特性：体积小，细胞核大，核仁明显；具有发育的全能性体外诱导分化：（1）治疗人类的某些顽症

（2）培育出人造组织器官，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。

（3）饲养层细胞上或添加抑制剂的培养液中不分化，加入分化诱导因子（牛黄酸、丁酰环

腺苷酸），是在体外条件下研究细胞分化的理想材料。

扩展阅读：高中生物选修三知识点总结

选修3易考知识点

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。基因工程是在上进行设计和施工的，又叫做。（一）基因工程的基本工具

1.“分子手术刀”（）（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分子的某种的核苷酸序列，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。

（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：

和

2.“分子缝合针”

(1)两种DNA连接酶（EcoliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：①相同点：都缝合。

②区别：EcoliDNA连接酶来源于，只能将双链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，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”

（1）载体具备的条件：①

②③

（2）最常用的载体是,它是一种（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：。

2.原核基因采取获得，真核基因是。人工合成目的基因的常用方法有_和_。3.PCR技术扩增目的基因

（1）原理：（2）过程：第一步：加热至90～95℃；第二步：冷却到55～60℃，；第三步：加热至70～75℃，第二步：

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.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。（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中，从而将筛选出来。常用的标记基因是。第三步：_

1.转化的概念：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，筛选的依据是第四步：

1.首先要检测，方法是采用2.其次还要检测，方法是采用3.最后检测，方法是从转基因生物中提取，用相应的进行。4.有时还需进行的鉴定。如（三）基因工程的应用

1.植物基因工程：2.动物基因工程：3.基因治疗：（四）蛋白质工程的概念：蛋白质工程是指以作为基础，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）

A表示B表示

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：；2.植物组织培养技术

（1）过程：的植物器官、组织或细胞—

→—→试管苗—→植物体

（2）用途：、、

、、。

（3）地位：是培育、

培育植物新品种的最后一道工序。

3.植物体细胞杂交技术（1）过程：

（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（

）→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胰蛋白酶或胶原蛋白酶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，当贴壁细胞分裂生长到表面时，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%＋5%。O2是

所必需的，CO2的主要作用是。

（5）动物细胞培养技术的应用：

2.动物体细胞核移植技术和克隆动物

（1）哺乳动物核移植可以分为核移植（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：（下图）

a表示b表示（4）体细胞核移植技术的应用：

①②③④⑤

（5）体细胞核移植技术存在的问题：

克隆动物存在着问题、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

方法与植物原生质体融合的方法类似，常用的诱导因素有等。

（3）动物细胞融合的意义：克服了，成为研

究、、的重要手段。（4）动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：比较项目细胞融合的原理细胞融合的方法诱导手段用法植物体细细胞膜的流动性去除细胞壁后诱离心、电刺激、克服了远缘杂交胞杂交导原生质体融合振动，聚乙二醇的不亲和性，获得等试剂诱导杂种植株动物细胞细胞膜的流动性使细胞分散后诱除应用植物细制备单克隆抗体融合导细胞融合胞杂交手段外，的技术之一再加灭活的病毒诱导4.单克隆抗体（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。（2）单克隆抗体的制备过程：抗原注入小鼠体内分离

B淋巴细胞骨髓瘤细胞

细胞融合

杂交瘤细胞

细胞培选择培养细胞

注入小培养

体内培养体外培养

从腹水提取

从培养液提单克隆抗体

（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：准确识别各种物质的细微差异，并跟发生特异性结合，具有的优点。②：主要用于治疗，可制成，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，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）受精场所是母体的。

（2）卵裂期：特点：细胞分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的

总体体积。

（3）桑椹胚：特点：胚胎细胞数目达到32个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹。是。

（4）囊胚：特点：细胞开始出现（该时期细胞的）。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为，将来发育成胎儿的各种组织。中间的空腔称为。

（5）原肠胚：特点：有了的分化，具有腔和腔。（二）胚胎干细胞

1、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于中分离出来。

2、具有的特性，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，定向培育出，用于，解决供体器官不足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：

主要方法：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

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。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。（供体为品种，作为受体的雌性动物应为的品种。）

地位：如、，或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。

(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。

②早期胚胎在一定时间内处于状态。这就为③受体对移入子宫的外来胚胎不发生。这为

④供体胚胎可与受体子宫建立正常的联系，但供体胚胎的在孕育过程中不受影响。(4)基本程序主要包括：

①。选择优秀的供体，有的受体，供体和受体是物种。并用激素进行，用对供体母牛做处理。②。

③、、或。配种或输精后第7天，用特制的装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行，此时的胚胎应发育到阶段。直接向受体移植或放入中保存。

④对进行移植。

⑤移植后的检查。对受体母牛进行的检查。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，也可用于胚胎分割。）

(4)操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将分割，否则会影响。

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：、、(2)转基因生物与生物安全：对生物多样性的影响反方观点：

、、、

、

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：、

、

（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、和

等方法解决。不成熟的技术也只有通过实践才能使之成熟。

中国政府的态度：，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；早期生命也有活下去的权利，抛弃或杀死多余胚胎，。

肯定的理由：解决了不育问题，提供骨髓中造血干细胞、的方法，提供骨髓造血干细胞并不会对造成损伤。(3)基因身份证：

否定的理由：个人基因资讯的泄漏造成，势必造成造成、等严重后果。

肯定的理由：通过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：(3)特

点：、、、、、、等。(4)禁止生物武器公约及中国政府的态度

专题5生态工程

一、生态工程的基本原理

1、生态工程的概念

（1）原理技术

应用和等学科的基本理论和方法通过、和（2）操作

对进行

对进行（3）结果

提高促进2、生态工程所遵循的基本原理

1.生态工程建设的目的：遵循，充分，防止，达到和的同步发展。2.生态工程的特点：。项目理论基础物质循环生态系统的稳定性生物与环境的协调与平衡社会、经济、自然复合系统系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式系统整体性原理：整体大于部分意义可避免环境污染及其对系统稳定和发展生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性可避免系统的失衡和破坏统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定改变和优化系统的结构以改善功能实例无废弃物农业“三北”防护林建设中的单纯林问题，珊瑚礁生态系统的生物多样性问题太湖富营养化问题林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题桑基鱼塘保持很高的系统生产力珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系二、生态工程的实例和发展前景1、生态工程的实例分析类型主要原理注意问题物质循环再生原理、①核心：沼气工程农村综合发展型生整体性原理、物种多②优点：农林牧副渔全面发展；态工程小流域综合治理生态工程开发可更新资源，减少环境污染①“综合”表现在同时考虑到生态效益和经济效益②不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区，生态工程模式应各具特色物种多样性原理、协工程建设中应注意的问题调与平衡原理、整体①考虑树种生态适应性问题，种大区域生态系统恢性原理植适宜品种复工程②考虑树种多样性，保证防护林体系稳定③不同地区应根据当地情况采取不同策略湿地生态恢复工程协调与平衡原理、整①主要措施：退耕还林体性原理②主要困难：解决迁出湖区居民的生计问题系统学和工程学原①种植耐旱的灌木、草和树矿区废弃地的生态理②确定合理载牧量恢复工程③改良表土协调与平衡原理、整①解决大气污染措施：禁止使用城市环境生态工体性原理有铅汽油程②水污染：减少或禁止污水排放，进行污水净化2、生态工程的发展前景（1）“生物圈2号”生态工程实验启示：（2）对我国生态工程发展前景的分析与展望

前景：解决我国目前面临的生态危机，生态工程是途径之一，需要走有中国特色的道路，不但要重视对生态环境的保护，更要注重与经济、社会效益的结合。存在问题：缺乏定量化模型的指导，难以设计出标准化、易操作的生态工程样板设计缺乏高科技含量，生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持，缺乏理论性指导等。

样性原理整体性原理、协调与平衡原理、工程学原理

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