选修3《现代生物科技专题》知识点总结
专题1 基因工程
一、基因工程的基本工具
1.“分子手术刀”——
（1）来源：主要是从 生物中分离纯化出来的。
② 。 ③具有 ，供 。
（2）最常用的运载体是 ，它是一种裸露的、结构简单的、独立于 ，并具有 的双链 。
二、基因工程的基本操作程序
第一步：目的基因的获取
1.目的基主要是指： ，也可以是一些具有 的因子。 2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有 法和 法。 3.PCR技术扩增目的基因
（1）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。 （2）目的：获取大量的目的基因 （3）原理：
（4）过程：第一步：加热至90～95℃，DNA解链为 ；
第二步：冷却到55～60℃， 与两条单链DNA结合；
第三步：加热至70～75℃， 从引物起始进行 的合成。
第二步：基因表达载体的构建
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 。
（2）功能：能够识别 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 性。
（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（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合 键。
②区别：E·coliDNA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。
连接的DNA 不同点 模板 连接的对象 作用实质 相同点 化学本质 3.“分子运输车”—— （1）运载体具备的条件：
① 。
蛋白质 DNA连接酶 链 模板 2个DNA片段 DNA聚合酶 链 模板 单个脱氧核苷酸加到已存在的单链DNA片段上 形成 选修3《现代生物科技专题》知识点总结 第 1 页 共 12 页
第三步：将目的基因导入受体细胞_
1. ：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。 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 。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，筛选含基因表达载体受体细胞的依据是 。 第四步：目的基因的检测和表达
1.首先要检测转基因生物DNA上是否 ，方法是采用 技术。 2.其次还要检测目的基因是否 ，方法是采用 技术。 3.最后检测目的基因是否 ，方法是采用 技术。 4.有时还需进行 的鉴定。如生物抗虫或抗病的鉴定等。
（2）用途：微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。 （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（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 上，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
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：受精卵＞生殖细胞＞干细胞＞体细胞；植物细胞 动物细胞 2.植物组织培养技术
（1）过程：离体的植物器官、组织或细胞 ―→愈伤组织 ―→试管苗 ―→植物体
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 ，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
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36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4。
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④ ：95% ＋5% 。O2是 所必需的，
CO2的主要作用 。
（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 、
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）哺乳动物核移植可以分为 核移植（比较容易）和 核移植（比较难）。 （2）选用去核卵(母)细胞的原因：
①卵(母)细胞 ； ②卵(母)细胞 ；
③卵(母)细胞含有 。 （3）体细胞核移植的大致过程是：（左图）
核移植 胚胎移植
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 ，成为研究细胞遗传、细胞
免疫、肿瘤和生物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：
比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 原理 细胞膜的流动性 细胞膜的流动性 方法 去除细胞壁后诱导原生质体融合 诱导手段 离心、电刺激、振动，聚乙二醇等试剂诱导 除应用植物细胞杂交手段外，再加灭活的病毒诱导 用法 克服了远缘杂交的不亲和性，获得杂种植株 制备单克隆抗体的技术之一 使细胞分散后诱导细胞融合 4.单克隆抗体
（1）抗体：一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。从血清中分离出的抗体产量 、纯
度 、特异性 。
（2）单克隆抗体的制备过程：
注入小鼠 抗原注入小鼠体内 分离 B淋巴细胞 细胞融合 杂交瘤细胞 细胞培养 骨髓瘤细胞 选择培养细胞 培养基 体内培养 从腹水提取 体外培养 从培养液提取 单克隆抗体 （3）杂交瘤细胞的特点： 。 （4）单克隆抗体的优点： 。
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（5）单克隆抗体的作用：
① 作为 ：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 的优点。
② 用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗 ，可制成“ ”，
也有少量用于治疗其它疾病。
a.精子穿越 ：顶体反应，透明带反应
3）受精阶段 b.进入 ： 反应
c.原核形成和配子结合
：细胞在透明带中进行有丝分裂
：胚胎细胞达 个左右，每一个细胞都是细胞
早期胚胎发育 ： 有囊胚腔，出现了囊胚从透明带中伸展出来的 过程
：
专题3 胚胎工程
一、 体内受精和早期胚胎发育
胚胎工程的建立
场所： 的曲细精管
时间：从 开始，到
精子的发生 1）精原细胞→多个 细胞（通过数次有丝分裂）
过程 2）1个初级精母细胞→2个次级精母细胞→4个精子细胞
3）精子细胞→精子（通过变形）
场所：
时间：从胎儿时期开始（胎儿期完成了卵泡的形成和在卵巢内的储备） 卵子的发生 1）卵原细胞→初级卵母细胞
过程 2）1个初级卵母细胞→1个次级卵母细胞＋第一极体（ 完成）
3）1个次级卵母细胞→1个卵子＋第二极体（ 过程中完成）
概念：精子和卵子结合成合子（受精卵）的过程。 受精 场所：雌性的 内
1）受精前的准备阶段1：精子获能
过程 2）受精前的准备阶段2：卵子的准备 3）受精阶段
二、体外受精和早期胚胎培养
试管动物技术：通过人工操作使卵子和精子在 条件下成熟和受精，并通过培养发育为
后，再经移植产生后代的技术。
方法一：用促性腺激素处理，使其超数排卵，从中输卵管冲取
卵子（针对卵母细胞的采集实验动物，家畜猪、羊等）
卵子的采集 方法二：从屠宰母畜卵巢中采集
方法三：借助超声波探测仪、内窥镜、腹腔镜等工具直接从活体
母畜 中吸取（针对大家畜或大型动物，如牛）
体外受精 卵母细胞的培养：在体外人工培养成熟（到达 期） 精子的采集：方法有假阴道法、手握法和电刺激法等
精子的获能：方法有 培养法（通过 ）
（通过肝素或钙离子载体A23187）
受精：在 或专用的 溶液中完成受精
胚胎早期培养 条件：受精卵在 培养液中培养
培养液成分：
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三、 胚胎工程的应用及前景
（一）动物胚胎发育的基本过程
1、胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子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：细胞有丝分裂，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
细胞。
（4）囊 胚：特点：细胞开始出现 （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 ，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。 （二）胚胎干细胞
1、哺乳动物胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于 中分离出来。 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 。 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免疫排斥的问题。 （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，都要在体外经人工培养成熟后，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获能溶液或专用的受精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，以检查受精状况和受精卵的发育能力。培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，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。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 胚阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在 阶段移植，人的体外受精胚胎可在4个细胞阶段移植。) 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 的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常见或存量大的品种。）
地位：如 、 ， 等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必须经过胚胎移植技术才能获得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。
(2) 胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的 ，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游离状态。这就为胚胎的 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 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 在 孕育过程中不受影响。
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