选修3知识点复习

专题1 基因工程

（一）基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。原理是基因重组，操作水平是分子水平。优点：打破物种界限；定向地改造生物的遗传性状。

（二）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）

（1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来。

（2）功能：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（3）特点具有专一（特异）性。

（4）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。

2.“分子缝合针”——

（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：都缝合磷酸二酯键。②区别：E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端；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低。

（2）与DNA聚合酶作用的异同：DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有的脱氧核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。

3.“分子运输车”——1）载体具备的条件：①能够稳定保存并 ③含有记基因，便于筛选。④对受体细胞无害。

（2）最常用的载体是质粒，化学本质是DNA分子。（3）其它载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒

（三）基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取

1.目的基因主要是指编码蛋白质的基因。

3.人工合成目的基因的两个条件：基因比较；核苷酸序列

4.PCR技术扩增目的基因

（1）PCR是多聚酶链式反应的缩写，原理DNA双链复制。

（2）过程：第一步变性：加热至90～95℃，DNA解链，不需要解旋酶；第二步复性：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链。变性和复性利用了DNA的热变性原理；第三步延伸：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。

第二步：基因表达载体的构建 基因表达载体的组成：除了目的基因外，还必须有启动子、终止子、标记基因等。启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位。标记基因的作用：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。常用的标记基因是抗生素基因。

第三步：将目的基因导入受体细胞 常用的导入方法：将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射法。此方法的受体细胞多是受精卵。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繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，最常用的原核细胞是大肠杆菌，其转化方法是：先用Ca2+处理细胞，使其成为感受态细胞，再将重组表达载体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，完成转化过程。 第四步：目的基因的检测和鉴定

1.首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用

2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是

3.最后检测

4.有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如：转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。

（四）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：如生物反应器，方法是将目的基因导入哺乳动物的受精卵中，使其发育成转基因动物。

3.基因治疗是把使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗的目的，这是的手段。

（五）蛋白质工程的概念：基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，蛋白质工程师在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→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。

专题2 细胞工程

（一）植物细胞工程

1.植物组织培养技术（1）原理：植物细胞的全能性

（2）过程：离体的植物器官、组织或细胞 脱分化 愈伤组织 再分化 植物体

常用的植物激素生长素和细胞分裂素。

（3）用途：微型繁殖、作物脱毒（选材应该选择茎尖组织）、制造人工种子、单倍体育种（最大的优点是明显缩短育种年限，得到的全为纯种）、筛选突变体、细胞产物的工厂化生产。

2.植物体细胞杂交技术

（1）原理：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性

（2）过程：

去壁的方法：酶解法；诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电激等。化学法是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。

（3）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。

（二）动物细胞工程 动物细胞工程中常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中，动物细胞培养是其他技术的基础。

1.动物细胞培养

（1）流程：取动物组织块→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。

（2）悬液中分散的细胞很快就贴服在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。

（3）动物细胞培养需要满足以下条件

①无菌、无毒的环境：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抗生素，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。

②营养：培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐等。通常需加血清、血浆等天然成分。

③温度和PH：适宜温度：哺乳动物多是36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4。

④气体环境：95%空气＋O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。

（4）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。

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胚胎细胞核移植（比较容易）和体细胞核移植（比较难）。 （2）选用去核卵母细胞的原因：比较大，容易操作；细胞质多，营养丰富；含有多种促进细胞发挥全能性的物质。

（3）体细胞核移植的大致过程是：（书本P74）

供体体细胞→细胞培养→将供体细胞

↓注入

卵巢中卵母细胞（M II中期）→去核→去核卵母细胞代孕动物遗传基础相同的犊牛

3.动物细胞融合

（1）动物细胞融合也称细胞杂交，原理是细胞膜的流动性。

（2）诱导动物细胞融合方法与植物原生质体融合方法类似，常用的诱导因素有PEG、灭活的病毒、电激等。

（3）动物细胞融合的意义：克服了远缘杂交的不亲和的障碍，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。

4.单克隆抗体 （1）单克隆抗体的制备过程：给小鼠注射特定抗原蛋白→分离出B淋巴细胞培养骨髓瘤细胞→骨髓瘤细胞杂交瘤细胞

单克隆抗体 阳性细胞 体外培养（2）杂交瘤细胞的特点：既能大量增殖，又能产生专一的抗体。

（3）单克隆抗体的优点：特异性强，灵敏度高，并能大量制备。

（4）单克隆抗体的作用：① 作为诊断试剂：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 用于治疗疾病和运载药物：可制成“生物导弹”，将药物定向带到癌细胞所在位置。

专题3 胚胎工程

（一）体内受精和早期胚胎发育

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，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。

2.精子和卵子的发生

（1）精子的发生：①场所：睾丸。②时间：初情期至生理机能衰退。③精子发生的三个阶段有丝分裂、减数分裂和变形。④精子变形：细胞核变为精子的头部的主要部分；高尔基体发育为顶体；中心体演变为精子的尾；线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘，其他物质浓缩为球状的原生质滴，最后脱落。 克隆 体内培养

（2）卵子的发生 ①场所：卵巢和输卵管。②卵子发生过程中：减数第一次分裂发生在排卵前后（时候），减数第二次分裂发生在受精作用过程中。

3.受精（1）场所：。（2）刚排出的精子，不能立即与卵子结合，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，这一生理现象成为精子获能。排出的卵子要在输卵管内进一步成熟，当达到减数第二次分裂中期时期时，才具备与精子受精的能力。

（3）受精的过程：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。透明带反应和卵黄膜封闭作用是防止多精入卵的两道屏障。

（4）判断卵子是否受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。

4.胚胎发育

（1）卵裂期：特点：细胞进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，或略有减小。

（2）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。是全能细胞。

（3）囊胚：特点：细胞开始出现分化（该时期细胞的全能性仍比较高）。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织。中间的空腔称为囊胚腔。滋养层细胞则发育为胎儿的胎膜和胎盘。（4）原肠胚：有了三胚层的分化，内胚层包围的腔叫原肠腔。

（二）体外受精和早期胚胎培养

1.卵母细胞的采集和培养：对实验动物如小鼠、兔以及家畜猪、羊等，等，用处理，从输卵管冲取卵子（可直接受精）；对大家畜或大型，如牛，从卵巢中采集卵母细胞（要在体外培养成熟）。

2.精子的采集和获能：采集的方法有假阴道法、手握法、点刺激法等；获能的方法有两种：对啮齿动物、家兔和猪等动物的精子，一般采用培养法；对牛、羊等家畜的精子，常采用化学法，即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，诱导获能。

3.体外受精：可在

4.早期胚胎培养：培养液的成分除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。

（三）胚胎工程的应用

1.胚胎移植 胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。

（1）生理学基础：①动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化。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游离状态。这为胚胎的收集提供了可能。

③受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥。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生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。

（2）胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。

（3）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，供体和受体是同一物种。并用孕激素进行同期发情，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。

②配种或人工受精。

③对胚胎的收集、检查、培养或保存。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早期胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃中保存。 ④对早期胚胎进行移植。⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。

2.胚胎分割

（1）意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。（2）材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。（3）操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，否则影响分割后胚胎的进一步发育。

3.胚胎干细胞

（1）哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。

（2）具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。

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 ：阅读课本P87-93

（二）生物技术的伦理问题

克隆人：中国政府的态度：禁止生殖性克隆。四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。

（三）生物武器（1）种类：致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌。

（2）特点：传染性强、污染面广、难以防治、容易受外界影响等。

专题5 生态工程的原理

①基本原理：物质循环再生原理（如无废弃物农业）②物种多样性原理（提高生态系统的抵抗力稳定性）③协调与平衡原理（处理生物与环境的协调与平衡，考虑环境容纳量）④整体性原理（考虑自然系统、经济系统和社会系统的统一）⑤系统性和工程学原理（系统的结构决定功能原理：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；系统整体性原理：实现总体功能大于各部分之和的效果）。

 

第二篇：高中生物选修3知识点小结

现代生物科技专题

一、基因工程

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3DNA的某种特定核苷酸序列，并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分子经限制酶切割后产生黏性末端和平末端。

4、DNA连接酶有两种：核苷酸之间的磷酸二酯键。

5粒是一种裸露的、结构简单、独立于细胞拟核DNA之外，并且有自我复制能力的很小的双链环状

6目的基因的检测与鉴定。

7较小，核苷酸序列又已知，也可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。

8子以及标记基因，复制原点等。启动子位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，其作用是驱动基因转录，启动子是一段特殊结构的DNA片段。终止子也是一段特殊结构的DNA片段，其作用是使转录停止下来。标记基因的作用是为了鉴别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。

9动物细胞的方法是显微注射技术，导入微生物细胞的方法用Ca2+处理。

10Ti质粒上的移至受体细胞，并整合到受体细胞染色体DNA上。

11用Ca2+处理大肠杆菌的目的是使其成为感受态细胞，提高吸收周围环境DNA的能力。

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13、要检测是否插入了目的基因，方法是要检测目的基础是否转录出了mRNA，方法是分子杂交技术；检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是抗原-抗体杂交。除了上述分子检测外，有时还需进行个体生物学水平的鉴定，如抗虫或抗病的接种实验。

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15因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。它的

基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的aa序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。

16而蛋白质工程可以产生自然界原本没有的蛋白质。

17、基因工程有哪些方面的应用？

植物：①提高农作物的抗逆能力；②改良农作物的品质；③利用植物生产药物。

动物：①提高动物生长速度；②改善畜产品品质；③生物反应器生产药物；④器官移植供体； 医药：①生产基因工程药物；②基因治疗；③基因芯片。

二、细胞工程

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2（物理性质）培养基。其培养基成分大多数都是由无机营养成分、有机营养成分、激素和琼脂组成。

3有性杂交方法的原因是不同生物之间存在生殖隔离。

4解法。所用酶为纤维素酶和果胶酶，因为植物细胞壁的成分为纤维素和果胶；②促使原生质体融合的方法有物理法（包括离心、振动、电激等）和化学法（一般是用聚乙二醇（PEG）作诱导剂），融合后的原生质体有3种（只考虑两两融合）。原生质体之间能融合，体现了细胞膜的流动性，融合完成的标志是杂种细胞再生出细胞壁。融合后细胞中染色体数是两种细胞染色体之和。融合后的细胞还需通过脱分化和再分化形成杂种植株。 ③植物体细胞杂交技术的优点是克服了不同生物远缘杂交障碍，扩大了亲本杂交组合范围。 ④“番茄——马铃薯”没有如人们想像的地上结番茄，地下结马铃薯，其原因可能是两种生物的遗传物质表达时相互干扰，不能有序表达。

5、植物组织培养的主要应用为：物新品种；5、细胞产物工厂化生产。

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9体，其中动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。

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11、动物细胞培养基本过程：取材→分散→原代培养→传代培养。

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3）贴满瓶壁的细胞（贴壁生长）需要重新用胰蛋白酶处理，然后分瓶继续培养，称为传代培养。在继续传代培养时，少部分细胞会发生突变，获得不死性，这些细胞称为细胞系。因此，目前使用或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型。

12境需进行无菌处理，通常还可加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液。动物细胞培养基的营养成分有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，通常还加入血清、血浆等天然成分。

气体环境主要有O2和CO2。CO2的作用是维持培养液的PH。

13药理方面的研究。

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16②卵细胞大，便于操作；③为早期胚胎提供营养物质。

17、体细胞核移植技术有哪些应用前景？

①促进优良畜群繁育；②保护濒危物种；③用于人类疾病治疗（如器官移植）。

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21、单克隆抗体的制备：

1）提取小鼠B胞，产生特定的抗体。

2）为什么用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合？融合后的杂交细胞有3种，B淋巴细胞能产生单一抗体，但不能在体外增殖；骨髓瘤细胞能无限增殖，但不能产生抗体。融合后的杂交瘤细胞既能不断增殖，又能产生出特异性抗体。

3）制单抗过程中有两次筛选，各有什么目的？

第一次筛选出杂交瘤细胞；第二次筛选出能产生特异性抗体的细胞群。

4）如何进行抗体检测？抗原—抗体杂交。

5）获得单克隆抗体有哪两条途径？

1、小鼠内体内培养。2、培养液中体外培养。

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23、单克隆抗体有哪些应用：

24、什么是灭活？灭活病毒诱导细胞融合的原理是什么？

①灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构。 ②病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。

三、胚胎工程

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3卵子。减I是在排卵前后完成的，其结果是产生一个次级卵母细胞和第一极体，进入输卵管。排出的卵子有的可能是初级卵母细胞（马、犬），有的可能是次级卵母细胞（猪、羊），都要有输卵管内成熟，达到减II中期才能与获能的精子受精。

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6发育成胎儿的各种组织。

7以及血清等。

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9的、生理状态相同的其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。它是胚胎工程的最后一道工序。

10同时，对供体施行超数排卵处理，获得多枚胚胎，使供体生产下的后代数量自然繁殖的十几倍到几十倍。

11、胚胎移植的生理学基础是什么？

1）同种动物发情排卵后供、受体生殖器官的生理变化相同；

2）早期胚胎形成后在一定时间内处于游离状态；

3）受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应；

4）供体胚胎可与受体子宫建立正常生理联系，但遗传特性不受任何影响。

12、胚胎移植的基本程序：对供、受体的选择和处理；配种或进行人工授精；对胚胎的收集、检查、培养或保存；胚胎移植以及移植后的检查等。

13件：①同（同，不同）种的，生理状态相同的其他雌性动物；②体质健康，繁殖能力正常。

14 胚胎移植一般在桑椹胚或囊胚阶段。不能用原肠胚，因为原肠胚分化程度较高了。

15分割时，应选择发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分裂，若不均等分裂，内细胞团少的部分发育受阻或不良，甚至不发育。

16、胚胎干细胞（ES或EK细胞）ES细胞的特性：在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性，在体外培养条件下，可以增殖而不发生分化，可以进行冷冻保存或遗传改造。

17通过ES细胞体外诱导分化，还可以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。

18、为了获得已知性别的胚胎，可以通过X精子或Y精子给母畜输精（或体外受精），也可以对已有性别的胚胎进行性别鉴定，有两种方法：DNA分子杂交技术或分析胚胎细胞的染色体组型。

四、生态工程

1、充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。与传统工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。

2一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化，实现循环经济的最重要手段之一就是生态工程。

3原理、系统学和工程学原理。 系统学和工程学原理又分为系统的结构决定功能原理、系统整体性原理。

4、“无废弃物农业”

5种多样性原理。

6、太湖水中水葫芦和藻类疯长；西北地区种植乔木杨树，成了残败的“灰色长城”；过度放牧导致草场破坏，都说明要遵循协调与平衡原理。

7、如果农民的生计得不到保证，随时会发生“前面造林，后面砍林”现象。这提醒我们进行生态工程建设时要遵循整体性原理。

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第三篇：高中生物选修3知识点总结

选修3知识点复习

专题1 基因工程

（一）基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。原理是基因重组，操作水平是分子水平。优点：打破物种界限；定向地改造生物的遗传性状。

（二）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）

（1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来。

（2）功能：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（3）特点具有专一（特异）性。

（4）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。

2.“分子缝合针”——

（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：都缝合磷酸二酯键。②区别：E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端；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低。

（2）与DNA聚合酶作用的异同：DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有的脱氧核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。

3.“分子运输车”——1）载体具备的条件：①能够稳定保存并 ③含有记基因，便于筛选。④对受体细胞无害。

（2）最常用的载体是质粒，化学本质是DNA分子。（3）其它载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒

（三）基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取

1.目的基因主要是指编码蛋白质的基因。

3.人工合成目的基因的两个条件：基因比较；核苷酸序列

4.PCR技术扩增目的基因

（1）PCR是多聚酶链式反应的缩写，原理DNA双链复制。

（2）过程：第一步变性：加热至90～95℃，DNA解链，不需要解旋酶；第二步复性：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链。变性和复性利用了DNA的热变性原理；第三步延伸：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。

第二步：基因表达载体的构建 基因表达载体的组成：除了目的基因外，还必须有启动子、终止子、标记基因等。启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位。标记基因的作用：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。常用的标记基因是抗生素基因。

第三步：将目的基因导入受体细胞 常用的导入方法：将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射法。此方法的受体细胞多是受精卵。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繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，最常用的原核细胞是大肠杆菌，其转化方法是：先用Ca2+处理细胞，使其成为感受态细胞，再将重组表达载体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，完成转化过程。 第四步：目的基因的检测和鉴定

1.首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用

2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是

3.最后检测

4.有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如：转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。

（四）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：如生物反应器，方法是将目的基因导入哺乳动物的受精卵中，使其发育成转基因动物。

3.基因治疗是把使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗的目的，这是的手段。

（五）蛋白质工程的概念：基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，蛋白质工程师在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→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。

专题2 细胞工程

（一）植物细胞工程

1.植物组织培养技术（1）原理：植物细胞的全能性

（2）过程：离体的植物器官、组织或细胞 脱分化 愈伤组织 再分化 植物体

常用的植物激素生长素和细胞分裂素。

（3）用途：微型繁殖、作物脱毒（选材应该选择茎尖组织）、制造人工种子、单倍体育种（最大的优点是明显缩短育种年限，得到的全为纯种）、筛选突变体、细胞产物的工厂化生产。

2.植物体细胞杂交技术

（1）原理：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性

（2）过程：

去壁的方法：酶解法；诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电激等。化学法是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。

（3）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。

（二）动物细胞工程 动物细胞工程中常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中，动物细胞培养是其他技术的基础。

1.动物细胞培养

（1）流程：取动物组织块→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。

（2）悬液中分散的细胞很快就贴服在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。

（3）动物细胞培养需要满足以下条件

①无菌、无毒的环境：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抗生素，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。

②营养：培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐等。通常需加血清、血浆等天然成分。

③温度和PH：适宜温度：哺乳动物多是36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4。

④气体环境：95%空气＋O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。

（4）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。

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胚胎细胞核移植（比较容易）和体细胞核移植（比较难）。 （2）选用去核卵母细胞的原因：比较大，容易操作；细胞质多，营养丰富；含有多种促进细胞发挥全能性的物质。

（3）体细胞核移植的大致过程是：（书本P74）

供体体细胞→细胞培养→将供体细胞

↓注入

卵巢中卵母细胞（M II中期）→去核→去核卵母细胞代孕动物遗传基础相同的犊牛

3.动物细胞融合

（1）动物细胞融合也称细胞杂交，原理是细胞膜的流动性。

（2）诱导动物细胞融合方法与植物原生质体融合方法类似，常用的诱导因素有PEG、灭活的病毒、电激等。

（3）动物细胞融合的意义：克服了远缘杂交的不亲和的障碍，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。

4.单克隆抗体 （1）单克隆抗体的制备过程：给小鼠注射特定抗原蛋白→分离出B淋巴细胞培养骨髓瘤细胞→骨髓瘤细胞杂交瘤细胞

单克隆抗体 阳性细胞 体外培养（2）杂交瘤细胞的特点：既能大量增殖，又能产生专一的抗体。

（3）单克隆抗体的优点：特异性强，灵敏度高，并能大量制备。

（4）单克隆抗体的作用：① 作为诊断试剂：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 用于治疗疾病和运载药物：可制成“生物导弹”，将药物定向带到癌细胞所在位置。

专题3 胚胎工程

（一）体内受精和早期胚胎发育

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，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。

2.精子和卵子的发生

（1）精子的发生：①场所：睾丸。②时间：初情期至生理机能衰退。③精子发生的三个阶段有丝分裂、减数分裂和变形。④精子变形：细胞核变为精子的头部的主要部分；高尔基体发育为顶体；中心体演变为精子的尾；线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘，其他物质浓缩为球状的原生质滴，最后脱落。 克隆 体内培养

（2）卵子的发生 ①场所：卵巢和输卵管。②卵子发生过程中：减数第一次分裂发生在排卵前后（时候），减数第二次分裂发生在受精作用过程中。

3.受精（1）场所：。（2）刚排出的精子，不能立即与卵子结合，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，这一生理现象成为精子获能。排出的卵子要在输卵管内进一步成熟，当达到减数第二次分裂中期时期时，才具备与精子受精的能力。

（3）受精的过程：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。透明带反应和卵黄膜封闭作用是防止多精入卵的两道屏障。

（4）判断卵子是否受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。

4.胚胎发育

（1）卵裂期：特点：细胞进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，或略有减小。

（2）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。是全能细胞。

（3）囊胚：特点：细胞开始出现分化（该时期细胞的全能性仍比较高）。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织。中间的空腔称为囊胚腔。滋养层细胞则发育为胎儿的胎膜和胎盘。（4）原肠胚：有了三胚层的分化，内胚层包围的腔叫原肠腔。

（二）体外受精和早期胚胎培养

1.卵母细胞的采集和培养：对实验动物如小鼠、兔以及家畜猪、羊等，等，用处理，从输卵管冲取卵子（可直接受精）；对大家畜或大型，如牛，从卵巢中采集卵母细胞（要在体外培养成熟）。

2.精子的采集和获能：采集的方法有假阴道法、手握法、点刺激法等；获能的方法有两种：对啮齿动物、家兔和猪等动物的精子，一般采用培养法；对牛、羊等家畜的精子，常采用化学法，即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，诱导获能。

3.体外受精：可在

4.早期胚胎培养：培养液的成分除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。

（三）胚胎工程的应用

1.胚胎移植 胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。

（1）生理学基础：①动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化。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游离状态。这为胚胎的收集提供了可能。

③受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥。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生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。

（2）胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。

（3）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，供体和受体是同一物种。并用孕激素进行同期发情，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。

②配种或人工受精。

③对胚胎的收集、检查、培养或保存。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早期胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃中保存。 ④对早期胚胎进行移植。⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。

2.胚胎分割

（1）意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。（2）材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。（3）操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，否则影响分割后胚胎的进一步发育。

3.胚胎干细胞

（1）哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。

（2）具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。

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 ：阅读课本P87-93

（二）生物技术的伦理问题

克隆人：中国政府的态度：禁止生殖性克隆。四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。

（三）生物武器（1）种类：致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌。

（2）特点：传染性强、污染面广、难以防治、容易受外界影响等。

专题5 生态工程的原理

①基本原理：物质循环再生原理（如无废弃物农业）②物种多样性原理（提高生态系统的抵抗力稳定性）③协调与平衡原理（处理生物与环境的协调与平衡，考虑环境容纳量）④整体性原理（考虑自然系统、经济系统和社会系统的统一）⑤系统性和工程学原理（系统的结构决定功能原理：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；系统整体性原理：实现总体功能大于各部分之和的效果）。