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高中生物选修3知识汇编
2010．4
专题 1 基因工程
知识点1．1 DNA重组技术的基本工具
1．基因工程：是指按照人们的意愿，进行严格的设计，通过体外 DNA重组 和 转基因 等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们的需要的新的生物类型和生物产品。又叫做DNA重组技术。
2．限制性核酸内切酶－“分子手术刀”
（1）主要来源： 生物
（2）特点：能够识别DNA的特定的核苷酸序列，切开两个 之间的
（3）DNA末端：包括 末端和 末端
3．DNA连接酶－“分子缝合针”
（1）作用：将双链片断“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
（2）种类及作用
①E·coli DNA连接酶：只能缝合DNA的 末端
②T4DNA连接酶：既可缝合DNA的 末端，又可缝合DNA的 末端。
4．基因进入受体细胞的载体－“分子运输车”
（1）种类： 、 、 ；基因治疗时常用的运载体是：
（2）载体的特点：
①能够在宿主细胞中 ，
②有一个或多个 切割位点，便于外源DNA的插入，
③具有 基因，供鉴定和选择。
【例题】
1．关于限制酶的说法中正确的时 （ ）
Ａ．只能识别GAATTC的碱基序列
Ｂ．EcoRI切割的是G－A之间的氢键
Ｃ．一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNA
Ｄ．它只存在于原核生物中
2．DNA连接酶的重要功能是 ( )
Ａ．DNA复制时母链和子链之间的氢键
Ｂ．黏性末端碱基之间形成氢键
Ｃ．将DNA末端之间的缝隙连接起来
Ｄ．以上都不对
3．作为基因运载体，必需具备的条件之一及理由是 （ ）
Ａ．能够在宿主细胞中保存下来，并大量复制，以便提供大量的目的基因
Ｂ．具有多个限制酶的切点，便于基因表达
Ｃ．具有标记基因，为目的基因表达提供条件
Ｄ．能够在宿主细胞中复制，便于筛选。

知识点1．２　基因工程的基本操作程序
1．目的基因的获取
（1）目的基因是指编码蛋白质的 。
注：结构基因是由非编码区和编码区组成。非编码区的作用是调控转录能否进行，其上有启动子（非编码区上游）和终止子（非编码区下游）。原核生物的编码区是连续的，表达时全部能转录和翻译；真核生物的编码区是不连续的，即由外显子和内含子相间排列，外显子能转录和翻译，内含子部分转录分被剪切，不参与翻译。
（2）方法：
①基因文库中获取目的基因（又叫直接分离法、鸟枪法、散弹射击法）：适合于原核生物的目的基因，
一般不适合于真核生物的目的基因。优点：操作简便；缺点：盲目，工作量大。
基因文库包括：基因组文库（含有某种生物的全部基因）和cDNA文库（含某种生物的部分基因）、
②利用PCR技术扩增目的基因
过程：
③人工合成法：核苷酸序列已知，包括反转录法和已知氨基酸序列推测法，真核生物的目的基因获
取常用此法。优点：专一性强；缺点：仅限于合成核苷酸对较少的简单基因
2．基因表达载体的构建（基因工程的核心）
（1）目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以 遗传给下一代，同时使目的基因表达和发挥作用
启动子： 它是RNA聚合酶识别和结合的位点，驱动基因转录mRNA
目的基因： 编码蛋白质
（2）构成及作用 终止子： 终止合成mRNA
标记基因： 鉴别受体细胞中是否含有目的基因。
3．将目的基因导入受体细胞（四个过程中唯一一步不涉及碱基互补配对原则）
① 导入植物细胞：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法
表达载体
Ca2
② 导入动物细胞：显微注射法
③ 导入微生物细胞：大肠杆菌 感受态细胞 转化
4．目的基因的检测和鉴定
① 检测目的基因：基因探针（DNA杂交技术）
② 检测目的基因是否转录mRNA：分子杂交技术
③ 检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原与抗体结合法、个体生物学水平的鉴定
【例题】
1．下列属于获取目的基因的方法是 （ ）
① 利用mRNA反转录形成 ②从基因组文库中提取 ③从受体细胞中提取
④利用PCR技术扩增 ⑤利用DNA转录 ⑥人工合成
Ａ．①②③⑤ Ｂ．①②⑤⑥ Ｃ．①②③④ Ｄ．①②④⑥
2．不属于基因与运载体结合的过程是 （ ）
Ａ．用一定的限制酶切割质粒暴露出黏性末端
Ｂ．用同一种限制酶切割目的基因露出黏性末端
Ｃ．将切下的目的基因插入到质粒的切口处
Ｄ．将重组的DNA引入到受体细胞中
知识点1．1 例题答案：１C 2C 3A
知识点1．３　基因工程的应用
一．植物基因工程的成果
（一）抗虫转基因植物
1． 杀虫基因的种类：Bt毒蛋白基因、 蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因
2．成果：抗虫：棉、玉米、马铃薯、番茄
（二）抗病转基因植物
1．植物的病原微生物：病毒、真菌、细菌
2．抗病基因种类
（1）抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因
（2）抗真菌基因：几丁质酶基因和抗毒素合成基因
（三）抗逆转基因植物
1．抗逆基因：调节细胞渗透压基因使作物抗碱、抗旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基
因使作物抗除草剂。
2．成果：烟草、大豆、番茄、玉米
（四）转基因改良植物品质
1．优良基因：必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。
2．成果：转基因玉米、转基因迟熟的番茄和转基因矮牵牛。
二．动物基因工程的成果
（一）提高动物的生长速度
1．生长基因： 外源 生长激素 基因 2．成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼
（二）改善畜产品的品质
1．优良基因：肠乳糖酶基因 2．成果：转基因牛乳糖含量少
（三）转基因动物生产药物
1．基因来源：药用蛋白 基因＋乳腺蛋白基因的启动子。2．成果：乳腺生物反应器。
（四）转基因动物作器官移植的供体　　　器官供体：抑制或除去抗原决定基因
三．基因工程药物
1．来源：转基因 工程菌 　　　2．成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素
四．基因治疗
1．概念：把 正常基因 导入病人体内，使该基因表达产物发挥功能，达到治疗疾病的目的
2．成果：将腺苷脱氢酶基因导入患者的淋巴细胞。
【例题】
1．抗虫棉的体细胞内含有的基因是 （ ）
Ａ．Bt毒蛋白基因 Ｂ．Bt毒蛋白基因和叶绿体基因
Ｃ．Bt毒蛋白基因和棉花的部分基因 Ｄ．Bt毒蛋白基因和棉花的全部基因
2．切取某生物的生长激素基因，转移到鲇鱼的受精卵中，从而使该鲇鱼比同类大3－4倍，此研究遵循的原理是 （ ）
Ａ．基因突变，DNA→ RNA → 蛋白质
Ｂ．基因工程，DNA → tRNA → 蛋白质
Ｃ．细胞工程，DNA → RNA → 蛋白质
Ｄ．基因重组，DNA → RNA → 蛋白质
知识点1．2 例题答案：1D 2D
知识点1．4 蛋白质工程的崛起
1．原因：天然蛋白质不能满足人类的需求
2．目标：根据人们对蛋白质功能的需求，对蛋白质结构进行设计，得到原来自然界不存在的蛋白质。
3．原理：基因改造
4．过程：预期蛋白质功能 设计蛋白质结构 推测氨基酸序列 找到对应的 序列
【例题】
1．蛋白质工程中，直接需要进行操作的对象是 （ ）
Ａ．氨基酸结构 Ｂ．蛋白质空间结构
Ｃ．肽链结构 Ｄ．基因结构
2．蛋白质工程中目前已经实现的是 （ ）
Ａ．对胰岛素进行改造，生产速效型药品
Ｂ．蛋白质工程用于微电子方面
Ｃ．生产体外耐储存的干扰素
Ｄ．用蛋白质工程生产高产赖氨酸的玉米
知识点1．3 例题答案：1D 2C
专题 2 细胞工程
知识点2．1 植物细胞工程
一． 植物细胞工程的基本技术
（一）植物组织培育技术
1．原理：植物细胞的
2．过程：离体的器官、组织或细胞 组织 幼根和芽 完整植物
3．培养基的营养组成： 水 、 无机盐 、 小分子有机物 ；是固体培养基（含琼脂）
4．诱导分化的重要激素有：生长素 和 细胞分裂素
5．植物组织培育的概念：在 和人工控制的调节下，将 的植物器官、组织
细胞培养在人工配制的培养基上，给予适当的培养条件，诱导其产生 组织、丛芽
最终形成完整植物
（二）植物体细胞杂交技术
1．概念：将不同种植物的 体细胞，在一定条件下融合成 杂种细胞，并把杂种细胞培养成新的植物
体的技术
2．过程：不同种细胞 不同细胞原生质体 原生质体融合 杂种细胞　　杂种植物
3．获得原生质体的方法是:酶解法，即用 酶和 酶处理细胞
4．原生质体融合的方法是：①物理法：离心、振动、电激；②化学法：聚乙二醇（PEG）
5．意义：克服 不同生物 远源杂交不亲和的障碍
二．植物细胞工程的实际应用
（一）植物繁殖的新途径
1．微型繁殖
（1）概念：快速繁殖优良品种的植物组织培养技术
（2）特点：可保持优良品种的遗传特性，可高效快速地实现种苗的大量繁殖
2．作物脱毒：用 无毒的茎尖 进行组织培养
3．人工种子
（1）技术：植物组织培养　　　（2）结构：人工薄膜＋胚状体或不定芽或顶芽或腋芽
（二）作物新品种的培育：单倍体育种，突变体的利用
（三）细胞产物的工厂化生产
1．产品：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱
2．技术：植物组织培养
【例题】
1．在植物组织培养形成愈伤组织的过程中，下列哪一项是不需要的 （ ）
Ａ．消毒灭菌 Ｂ．适宜的温度 Ｃ．充足的光照 Ｄ．适宜的养料和激素
2．下列不是诱导原生质体融合的方法的是 （ ）
Ａ．振动 Ｂ．电激
Ｃ．PEG试剂 Ｄ．重压
知识点1．4 例题答案：1D 2A
知识点 2．2 动物细胞工程
一．动物细胞培养
1．概念：______________________________________________________________________
②
①
2．过程：
动物组织 单个细胞 细胞悬液 原代培养 传代培养（50代后不死细胞）
注：①②处要用 或 处理。
培养液中加入一定量的抗生素，目的：___________；培养中需要定期更换培养液，目的：_______
3．条件：_______________________________
4．应用：生产生物制品：病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体；检测有毒物质；生产人造皮肤。
二．动物体细胞核移植和克隆技术
1．概念：___________________
2．分类：胚胎细胞核移植（易）、体细胞核移植（难）
3．过程：___________________
4．应用：___________________
三．动物细胞融合
1．概念：两个或多个细胞结合成一个细胞的过程，又叫细胞杂交。
2．结果：形成杂交细胞
3．过程：类似植物原生质体的融合，还可用 灭活的病毒 作融合的诱导剂
4．应用：制备单克隆抗体
四．单克隆抗体
1．概念：由单个B淋巴细胞产生的性质单一的抗体
2．制备过程：__________
3．优点：特异性强、灵敏度高、产量大
4．应用：作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物：如制备“生物导弹”
【例题】
1．动物细胞培养和植物组织培养的培养基成分的区别是 （ ）
Ａ．无机盐 Ｂ．氨基酸 Ｃ．血清 Ｄ．氧气
2．关于动物细胞培养的叙述错误的是 （ ）
Ａ．用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织
Ｂ．将所取的组织先用胰蛋白酶等进行处理使其分散成单个细胞
Ｃ．在培养瓶中要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱落，制成细胞悬液
Ｄ．动物细胞只能传至50代左右，所培育的细胞都会衰老死亡
3．一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核所置换，这个细胞发育成早期胚胎后，移入第三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔，这种技术有多种用途，但不能 （ ）
Ａ．有选择性地繁殖某一性别的家畜 Ｂ．繁殖家畜中的优良个体
Ｃ．用于保存物种 Ｄ．改良动物的遗传特性、
知识点2．1 例题答案：1C 2D
专题 3 胚胎工程
知识点3．1体内受精和早期胚胎发育
一．精子的发生
1．场所：________ 2．过程：
第一阶段：初级精母细胞的形成(初情期)
第二阶段：减数第一次分裂和减数第二次分裂
第三阶段：变形：__________
二．卵子的发生
1．场所：2．过程:
2N
卵原细胞
有丝分裂
胎儿期

2N

初级卵母细胞
初级卵母细胞生长
透明带形成
2N
初级卵母细胞 透明带
卵黄膜
减1分裂 马
N
绵羊
猪
牛
初情期
·
次级卵母细胞 排卵
第一极体
减2分裂
受精
2N

·
·
合子
第二极体
三．受精
1．卵子受精的标志：在 透明带和卵黄膜 的间隙可以观察到 两个极体 时。
2．场所：输卵管
3．过程：准备阶段1――精子获能
准备阶段2――卵子获能（到达减数分裂第二次分裂中期）
受精阶段――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。
（防止多个精子进入卵细胞的第一道屏障是 透明带反应 ，第二道屏障是 卵黄膜封闭作用 ）
卵裂
四．胚胎发育 内细胞团 原肠胚（有三个胚层）
受精卵 桑椹胚（全能） 囊胚
滋养层 胎膜和胎盘
卵裂期的特点：细胞有丝分裂，细胞数目不断增加，胚体总体积并不增加或略有缩小。
【例题】
1．下列不是精子、卵子发生的区别的是 （ ）
Ａ．初级精母、卵母细胞的形成时间
Ｂ．MI和MII的时间连续性
Ｃ．成熟生殖细胞是否经过变形
Ｄ．成熟生殖细胞中染色体的数目
2．受精作用的实质是 （ ）
Ａ．精子和卵子相互识别 Ｂ．精子头部进入卵细胞
Ｃ．卵子和精子结合 Ｄ．卵核和精核互相融合
3．下列说法正确的是 （ ）
Ａ．卵裂期细胞经过了细胞分裂，不再分化 Ｂ．原肠胚细胞属于全能性细胞
Ｃ．囊胚腔先于原肠腔出现 Ｄ．桑椹胚开始进行孵化
知识点2．2 例题答案：1C 2D 3D
知识点3．2 体外受精和早期胚胎培养
一．试管动物技术：________________________________
二．体外受精（包括卵母细胞的采集、精子获取和受精）
1．卵母细胞的采集和培养
小型动物主要方法：用 促性腺激素 处理，排卵后再从 输卵管 中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精
大型动物主要方法：从屠宰场已屠宰的母畜的卵巢中采集卵母细胞或直接从活体中采，但都必需经体外人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。
2．精子的采集和获能
①采集方法：假阴道法、手握法、电刺激法 ②获能方法：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
三．胚胎的早期培养
培养液成分一般含有：无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等。
【例题】
1．采集的卵母细胞，一般要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精，以下原因不正确的是 （ ）
Ａ．动物排出的卵子成熟度不同
Ｂ．卵子也要经过类似精子的获能过程
Ｃ．体外培养至减数分裂第二次分裂中期，才算成熟
Ｄ．体外培养的卵母细胞体积增大
2．试管婴儿所采用的技术有 （ ）
①胚胎移植 ②基因工程 ③细胞工程 ④体外受精 ⑤克隆技术
Ａ．①③④ Ｂ．②③④ Ｃ．①②③ Ｄ．①③⑤
知识点3．1 例题答案：1D 2D 3C
知识点3．3　胚胎工程的应用及前景
一．胚胎移植
1．概念：_______________________________________________________________________
2．生理学基础：
（1）同种动物排卵后，生殖器官的生理变化是相同的，为供体提供了相同的生理环境
（2）早期胚胎处于游离状态，为胚胎收集提供了可能。
（3）受体对外来胚胎不发生免疫排斥反应，为胚胎存活提供了可能。
（4）供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其遗传性不受影响。
3．胚胎移植的基本程序
选择 供体母牛 受体母牛
同期发情处理
超数排卵

供体公牛 配种

冲卵

质检、培养 胚胎移植 妊娠检查 分娩
4．意义：
二．胚胎分割移植
1．概念：指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份或多等份，获得同卵双胎或多胎的技术。
2．胚体选择：选发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。（分割囊胚时内细胞团要均等）
三．胚胎干细胞（ES细胞）
1．来源：早期胚胎 或 原始性腺
2．特点：形态：体积小，细胞核大，核仁明显;功能上：具有全能性（体外培养可以只分裂不分化）
3．应用：治疗人类的某些顽症、培育出人造器官、研究体外细胞分化。
【例题】
1.下列有关胚胎移植的叙述中，错误的是 （ ）
Ａ．受孕母畜体内的受精卵和胚胎均能移植
Ｂ．受体母畜必须与供体母畜处于同步的发情状态
Ｃ．超数排卵技术要使用一定的激素
Ｄ．试管婴儿只是受精和早期卵裂过程在试管中进行
2．供体的胚胎移植到受体后，游离的胚胎在发育过程中形成胎盘与受体相连，并通过胎盘与受体的血液发生物质交换。以下说法正确的是 （ ）
Ａ．受体是为供体胚胎发育提供条件
Ｂ．受体与胚胎血型应相同，否则会发生免疫排斥发应
Ｃ．受体与胚胎血液混融在一起
Ｄ．游离的胚胎心肺功能都能正常运转
3．利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原因是 （ ）
Ａ．细胞分裂 Ｂ．细胞特化 Ｃ．细胞分化 Ｄ．细胞增殖
知识点3．2 例题答案：1D 2A
专题 5 生态工程
知识点5．1 生态工程的基本原理
一．关注生态工程的建设
1．生态工程的概念：___________________
2．生态工程建设的目的： __________________________
二．生态工程的基本原理
1．物质循环再生原理 2．物种多样性原理 3．协调与平衡原理 4．整体性原理：
5．系统学和工程学原理：
1) 系统的结构决定功能的原理 2)系统整体性原理：
【例题】
1．下列不属于生态工程建设的目的的是 （ ）
Ａ．对造成环境污染和破坏的生态系统进行改善
Ｂ．防止环境污染
Ｃ．单纯追求粮食产量
Ｄ．促进人类社会和自然环境的和谐发展
2．1＋1>2是生态工程基本原理的哪一个 （ ）
Ａ．物种多样性原理 Ｂ．整体性原理
Ｃ．协调与平衡原理 Ｄ．系统学与工程学原理
知识点4．3 例题答案：1C 2c 3A 不发展 不生产 不储存
知识点5．２ 生态工程的实例和发展前景
一．生态工程实例
1．农村综合发展型生态工程
主要原理：物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理。
2．小流域综合治理生态工程
主要原理： 整体性 原理、协调与平衡 原理，以及系统学和工程学原理
3．大区域生态系统恢复工程
4．湿地生态恢复工程
5．矿区废弃地的生态恢复工程
6．城市生态恢复工程
二．生态工程发展的前景
（一）．“生物圈2号”实验：
1．设计目的：
2．组成：密闭的钢架构型＋7种模拟的生态群落区＋2个 大气扩张室＋阳光
3．失败原因：温度失调，CO2增多，O2减少
4．启示：认识到人类与自然和谐共处的重要性，深化了对 自然规律 的认识；人类没有能力完全模拟出自然系统
（二）我国生态工程发展前景的分析与展望
1．西方国家：
2．我国：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
3．我国生态遵循：整体、协调、再生、循环 的基本原则
4．不足：① 缺乏 定量化模型 的指导，难以像近年来西方出现的“精确农业”那样，设计出标准化、易操作的生态工程样板；
② 设计缺乏 高科技含量，生态系统的调控缺乏及时准确的检测技术支持，缺乏理论性指导。
【例题】
1．小流域综合治理生态工程中，没有体现的生态工程基本原理是 （ ）
Ａ．整体性原理 Ｂ．协调与平衡原理
Ｃ．工程学原理 Ｄ．物质循环再生原理
2．下列不属于湿地生态系统的功能的是 （ ）
Ａ．调节流量，控制洪水
Ｂ．防风消浪，护岸固堤
Ｃ．降低风速，防风固沙
Ｄ．净化污水，休闲娱乐
3．下列措施不适合用于矿区生态恢复的是 （ ）
Ａ．机械法整平压实土地
Ｂ．人工制造表土，种树种草
Ｃ．排石整地，改良优化土壤
Ｄ．开发农田，广种农作物，增加农民收入
4．下列措施中不符合城市生态工程建设基本原理的是 （ ）
Ａ．城市规划，分区建设工业区、居住区、生态绿地
Ｂ．大力推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺
Ｃ．采用浮床工艺法等手段治理污水
Ｄ．用法律手段严禁汽车上路

知识点5．1 例题答案：1C 2D
知识点5．2 例题答案：1B 2C 3D 4D

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