目錄選修三生物知識點歸納 高中生物選修三第一章知識點總結(jié) 人教版高中生物選修三知識點總結(jié) 生物選修三電子課本人教版 選修三生物人教版
思想家孔子曾說:“學而不思則罔,思而不學則殆。”這句話就闡述了學習與思考的辯證關(guān)系。說明,學習是要經(jīng)過思考的,否則將一事無成。思考后就能得出學習成果,說的是非常對的。以下是我給大家整理的高二生物選修三的知識點,希望能幫助到你!
高二生物選修三的知識點1
名詞:
1生物的富集作用:指一些污染物(如重金屬、化學農(nóng)藥),通過食物鏈在生物體內(nèi)大量積聚的過程。這些污染物一般的特點是化學性質(zhì)穩(wěn)定而不易分解,在生物體內(nèi)積累不易排出。因此生物的富集作用會隨著食物鏈的延長而不斷加強。
2、富營養(yǎng)化:由于水體中氮、磷等植物必需元素含量過多,導致藻類等大量繁殖。藻類的的呼吸作用及死亡藻類的分解作用消耗大量的氧,并分解出有毒物質(zhì),致使水體處于嚴重的缺氧狀態(tài),引起水質(zhì)量惡化和魚群死亡的現(xiàn)象
3、水華:在淡水湖泊中發(fā)生富營養(yǎng)化現(xiàn)象。
4、赤潮:在海洋中發(fā)生富營養(yǎng)化現(xiàn)象。
語句:
1、環(huán)境污染主要包括:有大氣污染、水污染、土壤污染、固體廢棄物污染與噪聲污染。
2、大氣污染的危害:①我國大氣污染類型是煤炭型污染,主要污染物有煙塵、二氧化硫,此外,還有氮氧化物和一氧化碳。②危害:直接危類和其它生物,導致吸疾病,(如氣管炎、哮喘、肺氣腫、等。)③致癌物主要有3,4—苯并芘和含Pb的化合物。尤其是3,4—苯并芘引起肺癌耐戚的作用烈。④可以通過水體、土壤及植物進而危及動物。
3、水污染的危害:①水俁病事件:汞在水中轉(zhuǎn)化成_汞后,富集在魚、蝦體內(nèi),人若長期食用了這些食物就會危害中樞神經(jīng),有運動失調(diào),痙攣、麻痹、語言和聽力發(fā)生障礙等癥狀,甚至死亡。②水體中過量的N、P主要來自含有化肥的農(nóng)田用水,城市生活污水和工業(yè)廢水。③赤潮和水華的形成都是水體富營養(yǎng)化的結(jié)果。
4、土壤污染的危害:①“鎘米”事件:土壤被鎘污染后,會經(jīng)過生物的富集作用進入人、畜體內(nèi),引起骨痛,自然骨折,骨缺損,導致全身性神經(jīng)劇痛等癥,最終死亡。影響植物的生長發(fā)育危害動物和人的生存。5、噪聲污染的危害:損傷聽力,干擾睡眠,誘發(fā)多種疾病,影響心理健康。
高二生物選修三的知識點2
1、神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式:反射
2、反射:是指在中樞神經(jīng)的參與下,動物或人體對內(nèi)外環(huán)境變化作出的規(guī)律性應答。
3、反射的結(jié)構(gòu)基礎:反射弧
4、反射弧:包括感受器、傳入神經(jīng)、神經(jīng)中樞、傳出神經(jīng)、效應器五個譽畝信部分。
5、反射活動需要完整的反射弧才能完成。
6、興奮:是指動物或人體內(nèi)的某些組織(如神經(jīng)組織)或細胞感受外界刺激后,由相對靜止狀態(tài)變?yōu)轱@著活躍狀態(tài)的過程。
7、神經(jīng)沖動:是指在神經(jīng)中,以電信號的形式沿著神經(jīng)纖維傳導的興奮。
8、靜息狀態(tài):是指在未受刺激時,神經(jīng)纖維所處于的狀態(tài)。膜外側(cè)帶有正電荷,膜內(nèi)側(cè)帶有等量的負電荷,整個神經(jīng)元細胞不顯電性。
9、靜息電位:指未受刺激時,神經(jīng)元細胞膜兩側(cè)的電位表現(xiàn)未外正內(nèi)負。
10、興奮狀態(tài):指受刺激后,神經(jīng)元細胞受刺激部位膜外側(cè)帶負電荷,膜內(nèi)側(cè)帶有等量正電荷的狀態(tài)。
11、興奮在神經(jīng)纖維上的傳導:是以電信號(局部電流)的形式傳導的。
12、突觸小體:指神經(jīng)元軸突末梢膨大呈杯狀或球狀的結(jié)構(gòu)。內(nèi)有突觸小泡,小泡內(nèi)有神經(jīng)遞質(zhì)。
13、突觸:指突觸小慶輪體與其他神經(jīng)元的細胞體、樹突或軸突相接觸所形成的結(jié)構(gòu)。包括突觸前膜、突觸間隙、突觸后膜。
14、只有軸突末梢的突觸小泡內(nèi)有神經(jīng)遞質(zhì),所以,興奮只能由軸突末梢傳遞給其他神經(jīng)元。
15、神經(jīng)遞質(zhì)只能由突觸前膜釋放,作用于突觸后膜的受體。
16、興奮在神經(jīng)元之間的傳遞是單向的。
17、語言功能:是人腦特有的高級功能,包括與語言、文字有關(guān)的全部智力活動,涉及聽、說、讀、寫。
18、語言中樞:位于人大腦左半球,為人腦特有。
19、語言中樞功能障礙:
⑴、W區(qū)功能障礙:不能寫字;能看懂文字,能講話,能聽懂話。
⑵、V區(qū)功能障礙:不能看懂文字;能寫字,能講話,能聽懂話。
⑶、S區(qū)功能障礙:不能講話;能看懂文字,能寫字,能聽懂話(運動性失語癥)。
⑷、H區(qū)功能障礙:不能聽懂話;能寫字,能看懂文字,能講話。
二、應會知識點
1、感受器:指傳入神經(jīng)的末梢。是機體內(nèi)能夠接受刺激產(chǎn)生興奮的結(jié)構(gòu)。
2、傳入神經(jīng):也叫感覺神經(jīng),是將興奮從感受器傳送到神經(jīng)中樞的神經(jīng)。
3、神經(jīng)中樞:是腦或脊髓的灰質(zhì)部分,具有對傳入的信息進行分析和綜合的功能。
4、傳出神經(jīng):也叫運動神經(jīng)。是將興奮從神經(jīng)中樞傳送到效應器的神經(jīng)。
5、效應器:是傳出神經(jīng)的末梢和它所支配的肌肉或腺體。
6、神經(jīng)(或神經(jīng)元細胞)的任何部位都能接受刺激并產(chǎn)生興奮,在動物和人體內(nèi),只有感受器能
直接接受刺激,是興奮的“發(fā)源地”。
7、興奮:簡單地說,興奮就是神經(jīng)元細胞膜上的電位變化。
8、在生物體內(nèi),神經(jīng)中興奮的傳導是單向的。沿著“樹突→胞體→軸突”方向傳導;
而在實驗條件下,神經(jīng)纖維上的興奮是可以雙向傳導的。
9、膜離子通道:是指神經(jīng)元細胞膜上的特殊通道蛋白質(zhì),當神經(jīng)元細胞受到刺激時,通道打開,Na+快速內(nèi)流,K+快速外流。膜電位表現(xiàn)為外負內(nèi)正。
10、神經(jīng)細胞內(nèi)K+濃度明顯高于膜外,Na+濃度比膜外低。
11、動作電位:指神經(jīng)元細胞受到刺激后表現(xiàn)出來的膜電位外負內(nèi)正的變化。
12、突觸類型:
軸突——軸突;軸突——樹突;軸突——胞體;樹突——樹突。
13、神經(jīng)遞質(zhì):主要有乙酰膽堿、多巴_、去甲腎上腺素、腎上腺素、5—羥色_、谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、一氧化氮等。
14、人的神經(jīng):
⑴、中樞神經(jīng):腦、脊髓
腦:大腦、小腦、腦干、下丘腦
①、大腦:即大腦皮層。是調(diào)節(jié)機體活動的級中樞。
②、小腦:有維持身體平衡的中樞
③、腦干:有調(diào)節(jié)呼吸運動的中樞
④、下丘腦:有體溫、水平衡調(diào)節(jié)中樞
脊髓:有調(diào)節(jié)軀體運動的低級中樞(如排尿、排便、膝跳反射中樞
⑵、周圍神經(jīng)腦神經(jīng)(12對)、脊神經(jīng)(31對)
15、人腦的高級功能:
人大腦的皮層,有140億神經(jīng)元,組成眾多神經(jīng)中樞,是神經(jīng)級部位。具有感知外部世界、
控制機體的分設活動、語言、學習[記憶和思考等高級功能。
16、神經(jīng)調(diào)節(jié)是動物和人體生命活動的主要調(diào)節(jié)方式。
高二生物選修三的知識點3
1.群落演替的原因
①環(huán)境不斷變化,為群落中某些物種提供有利的繁殖條件,但對另一些物種生存產(chǎn)生不利影響。
②生物本身不斷的繁殖,遷移或者遷徙。
③種內(nèi)與種間關(guān)系的改變。
④外界環(huán)境條件的改變。
⑤人類活動的干擾。人對生物群落的影響遠遠超過其他的自然因素。
2.演替的類型
(1)初生演替
①概念:在一個從來沒有被植物覆蓋的地面,或原來存在過植被、但被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。如在沙丘、火山巖、冰川泥上進行的演替。
地衣階段→地衣階段→苔蘚階段→草本植物階段→灌木階段→森林階段。
③特點:演替緩慢。
(2)次生演替
①概念:在原有植被雖已不存在,但原有土壤條件基本保留,甚至還保留了植物的種子或其他繁殖體(如能發(fā)芽的地下莖)的地方發(fā)生的演替。如火災過后的草原、過量砍伐的森林、棄耕的農(nóng)田上進行的演替。
一年生小灌木→一年生小灌木→多年生小灌木→灌木→喬木。
③特點:演替快速。
(3)總結(jié)
①演替概念中一個群落被另一個群落所代替,這里的“代替”不是“取而代之”,而是優(yōu)勢的取代。
②群落演替的過程可劃分為三個階段
a.侵入定居階段。一些物種侵入裸地定居成功并改良了環(huán)境,為以后侵入的同種或異種生物創(chuàng)造了有利條件。
b.競爭平衡階段。通過種內(nèi)或種間斗爭,優(yōu)勢物種定居并繁殖后代,劣勢物種被排斥,相互競爭過程中共存下來的物種,在利用資源上達到相對平衡。
c.相對穩(wěn)定階段。物種通過競爭,平衡地進入?yún)f(xié)同進化階段,資源利用更為充分有效,群落結(jié)構(gòu)更加完善,有比較固定的物種組成和數(shù)量比例,群落結(jié)構(gòu)復雜、層次多。
③演替的趨勢:生物數(shù)量越來越多,種類越來越豐富,群落的結(jié)構(gòu)也越來越復雜,穩(wěn)定性增強。
④初生演替和次生演替的比較
分類依據(jù):群落演替發(fā)生的起始條件
演替的種類初生演替次生演替
起點尚無生物
和土壤已有土壤、生物、植物地下莖或種子
形成群落
所需時間經(jīng)歷時間長經(jīng)歷時間短
速度較慢較快
影響因素自然因素人類活動較為關(guān)鍵
實例裸巖上的演替棄耕的農(nóng)田上的演替
3.知識延伸
(1)演替現(xiàn)象一直存在,貫穿于整個群落發(fā)展的始終。
(2)氣候條件適宜時、棄耕農(nóng)田可演替出樹林,而在干旱的荒漠地區(qū)只能演替到草本植物或稀疏灌木階段。
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基因工程 包括DNA重組技棚舉術(shù),PCR擴增技術(shù)蛋白質(zhì)工程(第二代基因功程)運用中心法則 細胞工程中植物組織培養(yǎng)運用植物細胞的全能性 植物體細胞雜交棗歷運用細胞膜的流動性 核移植運用動物細胞鏈巖碧的全能性 動物細胞培養(yǎng)運用動物細胞有絲分裂 胚胎工程運用哺乳動物受精卵和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律
專題1 基因工程
基因工程的概念
基因工程是指按照人們的愿望,進行嚴格的設計,通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù),賦予生物以新的遺傳特性,創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。基因工程是在DNA分子水平上進行設計和施工的,又叫做DNA重組技術(shù)。
(一)基因工程的基本
1.“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)
(1)來源:主要是從原核生物中分離純化出來的。
(2)功能:能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列,并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開,因此具有專一性。
(3)結(jié)果:經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式:黏性末端和平末端。
2.“分子縫合針”——DNA連接酶臘緩談
(1)兩種DNA連接酶(E?coliDNA連接酶和T4-DNA連接酶)的比較:
①相同點:都縫合磷酸二酯鍵。
②區(qū)別:E?coliDNA連接酶來源于T4噬菌體,只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來;而T4DNA連接酶能縫合兩種末端,但連接平末端的之間的效率較低。
(2)與DNA聚合酶作用的異同:??????????????????????DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個DNA片段的末端,形成磷酸二酯鍵。
3.“分子運輸車”——載體
(1)載體具備的條件:①能在受體細胞中復制并穩(wěn)定保存。
②具有一至多個限制酶切點,供外源DNA片段插入。
③具有標記基因,供重組DNA的鑒定和選擇。
(2)最常用的載體是??質(zhì)粒,它是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單的、獨立于細菌染色體之外,并具有自我復制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。
(3)其它載體:噬菌體的衍生物、動植物病毒
(二)基因工程的基本操作程序
第一步:目的基因的獲取
1.目的基因是指: 編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因 。
2.原核基因采取直接分離獲得,真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反轉(zhuǎn)錄法_和化學合成法_。
3.PCR技術(shù)擴增目的基因
(1)原理:DNA雙鏈復制
(2)過程:哪耐第一步:加熱至90~95℃DNA解鏈;第二步:冷卻到55~60℃,引物結(jié)合到互補DNA鏈;第三步:加熱至70~75℃,熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始互補鏈的合成。
第二步:基因表達載體的構(gòu)建
1.目的:使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳至下一代,使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。
2.組成:目的基因+啟動子+終止子+標記基因
(1)啟動子:是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位,能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,最終獲得所需的蛋白質(zhì)。
(2)終止子:也是一段有特殊輪碰結(jié)構(gòu)的DNA片段 ,位于基因的尾端。
(3)標記基因的作用:是為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細胞篩選出來。常用的標記基因是抗生素基因。
第三步:將目的基因?qū)胧荏w細胞_
1.轉(zhuǎn)化的概念:是目的基因進入受體細胞內(nèi),并且在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程。
2.常用的轉(zhuǎn)化方法:
將目的基因?qū)胫参锛毎翰捎米疃嗟姆椒ㄊ?農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,其次還有 基因槍法和 花粉管通道法等。
將目的基因?qū)雱游锛毎鹤畛S玫姆椒ㄊ?顯微注射技術(shù)。此方法的受體細胞多是 受精卵。
將目的基因?qū)胛⑸锛毎涸松镒鳛槭荏w細胞的原因是 繁殖快、多為單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少 ,最常用的原核細胞是 大腸桿菌 ,其轉(zhuǎn)化方法是:先用 Ca2+處理細胞,使其成為感受態(tài)細胞 ,再將 重組表達載體DNA分子 溶于緩沖液中與感受態(tài)細胞混合,在一定的溫度下促進感受態(tài)細胞吸收DNA分子,完成轉(zhuǎn)化過程。
3.重組細胞導入受體細胞后,篩選含有基因表達載體受體細胞的依據(jù)是標記基因是否表達。
第四步:目的基因的檢測和表達
1.首先要檢測 轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因,方法是采用 DNA分子雜交技術(shù)。
2.其次還要檢測 目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA,方法是采用 用標記的目的基因作探針與 mRNA雜交。
3.最后檢測 目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì),方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取 蛋白質(zhì),用相應的 抗體進行抗原-抗體雜交。
4.有時還需進行 個體生物學水平的鑒定。如 轉(zhuǎn)基因抗蟲植物是否出現(xiàn)抗蟲性狀。
(三)基因工程的應用
1.植物基因工程:抗蟲、抗病、抗逆轉(zhuǎn)基因植物,利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)。
2.動物基因工程:提高動物生長速度、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物。
3.基因治療:把正常的外源基因?qū)氩∪梭w內(nèi),使該基因表達產(chǎn)物發(fā)揮作用。
(四)蛋白質(zhì)工程的概念
蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎,通過基因修飾或基因合成,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。(基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì))
轉(zhuǎn)錄翻譯
專題2細胞工程
(一)植物細胞工程
1.理論基礎(原理):細胞全能性
全能性表達的難易程度:受精卵>生殖細胞>干細胞>體細胞;植物細胞>動物細胞
2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)
(1)過程:離體的植物器官、組織或細胞 ―→愈傷組織 ―→試管苗 ―→植物體
(2)用途:微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。
(3)地位:是培育轉(zhuǎn)基因植物、植物體細胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。
3.植物體細胞雜交技術(shù)
(1)過程:
(2)誘導融合的方法:物理法包括離心、振動、電刺激等。化學法一般是用聚乙二醇(PEG)作為誘導劑。
(3)意義:克服了遠緣雜交不親和的障礙。
(二)動物細胞工程
1. 動物細胞培養(yǎng)
(1)概念:動物細胞培養(yǎng)就是從動物機體中取出相關(guān)的組織,將它分散成單個細胞,然后放在適宜的培養(yǎng)基中,讓這些細胞生長和繁殖。
(2)動物細胞培養(yǎng)的流程:取動物組織塊(動物胚胎或幼齡動物的器官或組織)→剪碎→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞→制成細胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進行原代培養(yǎng)→貼滿瓶壁的細胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)。
(3)細胞貼壁和接觸抑制:懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上,稱為細胞貼壁。細胞數(shù)目不斷增多,當貼壁細胞分裂生長到表面相互抑制時,細胞就會停止分裂增殖,這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。
(4)動物細胞培養(yǎng)需要滿足以下條件
①無菌、無毒的環(huán)境:培養(yǎng)液應進行無菌處理。通常還要在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素,以防培養(yǎng)過程中的污染。此外,應定期更換培養(yǎng)液,防止代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害。
②營養(yǎng):合成培養(yǎng)基成分:糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等。通常需加入血清、血漿等天然成分。
③溫度:適宜溫度:哺乳動物多是36.5℃+0.5℃;pH:7.2~7.4。
④氣體環(huán)境:95%空氣+5%CO2。O2是細胞代謝所必需的,CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。
(5)動物細胞培養(yǎng)技術(shù)的應用:制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測有毒物質(zhì)、培養(yǎng)醫(yī)學研究的各種細胞。
2.動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物
(1)哺乳動物核移植可以分為胚胎細胞核移植(比較容易)和體細胞核移植(比較難)。
(2)選用去核卵(母)細胞的原因:卵(母)細胞比較大,容易操作;卵(母)細胞細胞質(zhì)多,營養(yǎng)豐富。
(3)體細胞核移植的大致過程是:(右圖)
核移植
胚胎移植
(4)體細胞核移植技術(shù)的應用:
①加速家畜遺傳改良進程,促進良畜群繁育;②保護瀕危物種,增大存活數(shù)量;
③生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白;④作為異種移植的供體;
⑤用于組織器官的移植等。
(5)體細胞核移植技術(shù)存在的問題:
克隆動物存在著健康問題、表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等。
3.動物細胞融合
(1)動物細胞融合也稱細胞雜交,是指兩個或多個動物細胞結(jié)合形成一個細胞的過程。融合后形成的具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞,稱為雜交細胞。
(2)動物細胞融合與植物原生質(zhì)體融合的原理基本相同,誘導動物細胞融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法類似,常用的誘導因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激等。
(3)動物細胞融合的意義:克服了遠緣雜交的不親和性,成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物新品種培育的重要手段。
(4)動物細胞融合與植物體細胞雜交的比較:
比較項目 細胞融合的原理 細胞融合的方法 誘導手段 用法
植物體細胞雜交 細胞膜的流動性 去除細胞壁后誘導原生質(zhì)體融合 離心、電刺激、振動,聚乙二醇等試劑誘導 克服了遠緣雜交的不親和性,獲得雜種植株
動物細胞融合 細胞膜的流動性 使細胞分散后誘導細胞融合 除應用植物細胞雜交手段外,再加滅活的病毒誘導 制備單克隆抗體的技術(shù)之一
4.單克隆抗體
(1)抗體:一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體。從血清中分離出的抗體產(chǎn)量低、純度低、特異性差。
(2)單克隆抗體的制備過程
(3)雜交瘤細胞的特點:既能大量繁殖,又能產(chǎn)生專一的抗體。
(4)單克隆抗體的優(yōu)點:特異性強,靈敏度高,并能大量制備。
(5)單克隆抗體的作用:
① 作為診斷試劑:準確識別各種抗原物質(zhì)的細微差異,并跟一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合,具有準確、高效、簡易、快速的優(yōu)點。
② 用于治療疾病和運載藥物:主要用于治療癌癥治療,可制成“生物導彈”,也有少量用于治療其它疾病。
專題3胚胎工程
(一)動物胚胎發(fā)育的基本過程
1、胚胎工程是指對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術(shù),如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過處理后獲得的胚胎,還需移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代,以滿足人類的各種需求。
2、動物胚胎發(fā)育的基本過程
(1)受精場所是母體的輸卵管上段。
(2)卵裂期:特點:細胞有絲分裂,細胞數(shù)量不斷增加,但胚胎的總體體積并不增加,或略有減小。
(3)桑椹胚:特點:胚胎細胞數(shù)目達到32個左右時,胚胎形成致密的細胞團,形似桑椹。是全能細胞。
(4)囊胚:特點:細胞開始出現(xiàn)分化(該時期細胞的全能性仍比較高)。聚集在胚胎一端個體較大的細胞稱為內(nèi)細胞團,將來發(fā)育成胎兒的各種組織。中間的空腔稱為囊胚腔。
(5)原腸胚:特點:有了三胚層的分化,具有囊胚腔和原腸腔。
(二)胚胎干細胞
1、哺乳動物的胚胎干細胞簡稱ES或EK細胞,來源于早期胚胎或從原始性腺中分離出來。
2、具有胚胎細胞的特性,在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小,細胞核大,核仁明顯;在功能上,具有發(fā)育的全能性,可分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細胞。另外,在體外培養(yǎng)的條件下,可以增殖而不發(fā)生分化,可進行冷凍保存,也可進行遺傳改造。
3、胚胎干細胞的主要用途是:
①可用于研究哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律;
②是在體外條件下研究細胞分化的理想材料,在培養(yǎng)液中加入分化誘導因子,如牛黃酸等化學物質(zhì)時,就可以誘導ES細胞向不同類型的組織細胞分化,這為揭示細胞分化和細胞凋亡的機理提供了有效的手段;
③可以用于治療人類的某些頑疾,如帕金森綜合癥、少年糖尿病等;
④利用可以被誘導分化形成新的組織細胞的特性,移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修復并恢復正常功能;
⑤隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展,通過ES細胞體外誘導分化,定向培育出人造組織器官,用于器官移植,解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。
(三)胚胎工程的應用
1.體外受精和胚胎的早期培養(yǎng)
(1)卵母細胞的采集和培養(yǎng):
主要方法:用促性腺激素處理,使其排出更多的卵子,然后,從輸卵管中沖取卵子,直接與獲能的精子在體外受精。第二種方法:從剛屠宰母畜的卵巢中采集卵母細胞;第三種方法是借助超聲波探測儀、腹腔鏡等直接從活體動物的卵巢中吸取卵母細胞。采集的卵母細胞,都要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后,才能與獲能的精子受精。
(2) 精子的采集和獲能:在體外受精前,要對精子進行獲能處理。
(3) 受精:獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵細胞在獲能溶液或?qū)S玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程。
(4)胚胎的早期培養(yǎng):精子與卵子在體外受精后,應將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng),以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。培養(yǎng)液成分較復雜,除一些無機鹽和有機鹽外,還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分,以及血清等物質(zhì)。當胚胎發(fā)育到適宜的階段時,可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動物胚胎移植的時間不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚階段才能進行移植,小鼠、家兔等實驗動物可在更早的階段移植,人的體外受精胚胎可在8~16個細胞階段移植。)
2.胚胎移植
(1)胚胎移植是指將雌性動物的早期胚胎,或者通過體外受精及其它方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其它雌性動物的體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。其中提供胚胎的個體稱為“供體”,接受胚胎的個體稱為“受體”。(供體為優(yōu)良品種,作為受體的雌性動物應為常見或存量大的品種。)
地位:如轉(zhuǎn)基因、核移植,或體外受精等任何一項胚胎工程技術(shù)所生產(chǎn)的胚胎,都必須經(jīng)過胚胎移植技術(shù)才能獲得后代,是胚胎工程的最后一道“工序”。
(2) 胚胎移植的意義:大大縮短了供體本身的繁殖周期,充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖能力。
(3) 生理學基礎:①動物發(fā)情排卵后,同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的。這就為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境。
②早期胚胎在一定時間內(nèi)處于游離狀態(tài)。這就為胚胎的收集提供了可能。
③受體對移入子宮的外來胚胎不發(fā)生免疫排斥反應。這為胚胎在受體的存活提供了可能。
④供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系,但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。
(4) 基本程序主要包括:
①對供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的供體,有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力的受體,供體和受體是同一物種。并用激素進行同期發(fā)情處理,用促性腺激素對供體母牛做超數(shù)排卵處理。
②配種或人工授精。
③對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存。配種或輸精后第7天,用特制的沖卵裝置,把供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來(也叫沖卵)。對胚胎進行質(zhì)量檢查,此時的胚胎應發(fā)育到桑椹或胚囊胚階段。直接向受體移植或放入-196℃的液氮中保存。
④對胚胎進行移植。
⑤移植后的檢查。對受體母牛進行是否妊娠的檢查。
3.胚胎分割
(1)概念:是指采用機械方法將早期胚胎切割2等份、4等份等,經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。
(2)意義:來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì),屬于無性繁殖。
(3)材料:發(fā)育良好,形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。(桑椹胚至囊胚的發(fā)育過程中,細胞開始分化,但其全能性仍很高,也可用于胚胎分割。)
(4)操作過程:對囊胚階段的胚胎分割時,要將內(nèi)細胞團均等分割,否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。
專題4生物技術(shù)的安全性和倫理問題
(一)轉(zhuǎn)基因生物的安全性爭論 :
(1)基因生物與食物安全:
反方觀點:反對“實質(zhì)性等同”、出現(xiàn)滯后效應、出現(xiàn)新的過敏原、營養(yǎng)成分改變
正方觀點:有安全性評價、科學家負責的態(tài)度、無實例無證據(jù)
(2)轉(zhuǎn)基因生物與生物安全:對生物多樣性的影響
反方觀點:擴散到種植區(qū)之外變成野生種類、成為入侵外來物種、重組出有害的病原體、成為超級雜草、有可能造成“基因污染”
正方觀點:生命力有限、存在生殖隔離、花粉傳播距離有限、花粉存活時間有限
(3)轉(zhuǎn)基因生物與環(huán)境安全:對生態(tài)穩(wěn)定性的影響
反方觀點:打破物種界限、二次污染、重組出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通過食物鏈進入人體
正方觀點:不改變生物原有的分類地位、減少農(nóng)藥使用、保護農(nóng)田土壤環(huán)境
(二)生物技術(shù)的倫理問題
(1)克隆人:兩種不同觀點,多數(shù)人持否定態(tài)度。
否定的理由:克隆人嚴重違反了人類倫理道德,是克隆技術(shù)的濫用;克隆人沖擊了現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關(guān)系等傳統(tǒng)的倫理道德觀念;克隆人是在人為的制造在心理上和社會地位上都不健全的人。
肯定的理由:技術(shù)性問題可以通過胚胎分級、基因診斷和染色體檢查等方法解決。不成熟的技術(shù)也只有通過實踐才能使之成熟。
中國政府的態(tài)度:禁止生殖性克隆,不反對治療性克隆。四不原則:不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人的實驗。
(2)試管嬰兒:兩種目的試管嬰兒的區(qū)別兩種。不同觀點,多數(shù)人持認可態(tài)度。
否定的理由:把試管嬰兒當作人體零配件工廠,是對生命的不尊重;早期生命也有活下去的權(quán)利,拋棄或殺死多余胚胎,無異于“謀殺”。
肯定的理由:解決了不育問題,提供骨髓中造血干細胞救治患者最好、最快捷的方法,提供骨髓造血干細胞并不會對試管嬰兒造成損傷。
(3)基因身份證:
否定的理由:個人基因資訊的泄漏造成基因歧視,勢必造成遺傳學失業(yè)大軍、造成個人婚姻困難、人際關(guān)系疏遠等嚴重后果。
肯定的理由:通過基因檢測可以及早采取預防措施,適時進行治療,達到挽救患者生命的目的。
(三)生物武器
(1)種類:致病菌、病毒、生化毒劑,以及經(jīng)過基因重組的致病菌。
(2)散布方式:吸入、誤食、接觸帶菌物品、被帶菌昆蟲叮咬等。
(3)特點:致病力強、多數(shù)具傳染性、傳染途徑多、污染面廣、有潛伏期、不易被發(fā)現(xiàn)、危害時間長等。
(4)禁止生物武器公約及中國政府的態(tài)度。
http://wenku.baidu.com/view/4a35986e7e21af45b307a87c.html
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基因工程是生物選修三課本的內(nèi)容,也是高中生要掌握的重要知識點。下面我為大家整理高中生物選修三基因工程知識點,希望對大家有所幫助!
高中生物選修三基因工程知識點
一、基因工程的概念
基因工程是指按照人們的愿望,進行嚴格的設計,通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù),賦予生物以新的遺傳特性,創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。基因工程是在DNA分子水平上進行設計和施工的,又叫做DNA重組技術(shù)。
二、基因工程的原理及技術(shù)原理:基因重組技術(shù)
基因工程的基本
1.“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)
(1)來源:主要是從原核生物中分離純化出來的。
(2)功能:能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列,并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開,因此具有專一性。
(3)結(jié)果:經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式:黏性末端和平末端.
2.“分子縫合針”——DNA連接酶
(1)兩種DNA連接酶(E?coliDNA連接酶和T4DNA連接酶)的比較:
①.相同點:都縫合磷酸二酯鍵。
遲毀②.區(qū)別:E?coliDNA連接酶來源于T4噬菌體,只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來;而T4DNA連接酶能縫合兩種末端,但連接平末端的之間的效率較低。
(2)與DNA聚合酶作用的異同:DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個DNA片段的末端,形成磷酸二酯鍵。
3.“分子運輸車”——載體
(1)載體具備的條件:
①能在受體細胞中復制并穩(wěn)定保存。
②具有一至多個限制酶切點,供外源DNA片段插入。
③具有標記基因,供重組DNA的鑒定和選擇。
(2)最常用的載體是質(zhì)粒:
它是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單的、獨立于細菌染色體之外,并具有自我復制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。
(3)其它載體:噬菌體的衍生物、動植物病毒
基因工程的基本操作程序
第一步:目的基因的獲取
1.目的基因是指:編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因。
2.原核基因采取直接分離獲得,真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反轉(zhuǎn)錄法和化學合成法。
3.PCR技術(shù)擴增目的基因
(1)原理:DNA雙鏈復制
(2)過程:①加熱至90~95℃DNA解鏈;
②冷卻到55~60℃,引物結(jié)合到互補DNA鏈;
③加熱至70~75℃,熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始互補鏈的合成
第二步:基因表達載體的構(gòu)建
1.目的:使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳至下一代,使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。
2.組成:目的基因+啟動子+終止子+標記基因
(1)啟動子:是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位,能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,最終獲得所需的蛋白質(zhì)。
(2)終止子:也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段 ,位于基因的尾端。
(3)標記基因的作用:是為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細胞篩選出來。常用的標記基因是抗生素基因。
第三步:將目的基因?qū)胧荏w細碼棗備胞
1.轉(zhuǎn)化的概念:是目的基因進入受體細胞內(nèi),并且在受體細胞內(nèi)巖畝維持穩(wěn)定和表達的過程。
2.常用的轉(zhuǎn)化方法:將目的基因?qū)胫参锛毎翰捎米疃嗟姆椒ㄊ?農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,其次還有 基因槍法和 花粉管通道法等。
3.將目的基因?qū)雱游锛毎鹤畛S玫姆椒ㄊ?顯微注射技術(shù)。此方法的受體細胞多是受精卵。將目的基因?qū)胛⑸锛毎?/p>
4.重組細胞導入受體細胞后,篩選含有基因表達載體受體細胞的依據(jù)是
標記基因是否表達.
第四步:目的基因的檢測和表達
1.首先要檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因,方法是采用 DNA分子雜交技術(shù).
2.其次還要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA,方法是采用 用標記的目的基因作探針與mRNA
雜交。
3.最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì),方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取
蛋白質(zhì),用相應的抗體進行抗原-抗體雜交。
4.有時還需進行個體生物學水平的鑒定。如 轉(zhuǎn)基因抗蟲植物是否出現(xiàn)抗蟲性狀。
基因工程的應用:
1.植物基因工程:抗蟲、抗病、抗逆轉(zhuǎn)基因植物,利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)。
2.動物基因工程:提高動物生長速度、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物。
3.基因治療:把正常的外源基因?qū)氩∪梭w內(nèi),使該基因表達產(chǎn)物發(fā)揮作用。
蛋白質(zhì)工程的概念:
蛋白質(zhì)工程:
是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎,通過基因修飾或基因合成,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。(基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì))
(1)蛋白質(zhì)工程崛起的緣由:基因工程只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)
(2)蛋白質(zhì)工程的基本原理:它可以根據(jù)人的需求來設計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),又稱為第二代的基因工程。
(3)基本途徑:從預期的蛋白質(zhì)功能出發(fā),設計預期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),推測應有的氨基酸序列,找到相對應的脫氧核苷酸序列(基因)以上是蛋白質(zhì)工程特有的途徑;以下按照基因工程的一般步驟進行。(注意:目的基因只能用人工合成的方法)
(4)設計中的困難:如何推測非編碼區(qū)以及內(nèi)含子的脫氧核苷酸序列
高中生物選修三知識要點
1.基因工程的誕生
(1)基因工程:按照人們的意愿,進行嚴格的設計,并通過體外 DNA 重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù),從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。
(2)基因工程誕生的理論基礎是在生物化學、分子生物學和微生物學科的基礎上發(fā)展起來,技術(shù)支持有基因轉(zhuǎn)移載體的發(fā)現(xiàn)、酶的發(fā)現(xiàn),DNA 合成和測序儀技術(shù)的發(fā)明等。
2.基因工程的原理及技術(shù)
基因工程操作中用到了限制酶、DNA 連接酶、運載體
3. 基因工程的應用
(1)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上:主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力(如:抗除草劑、抗蟲、抗病、抗干旱和抗鹽堿等),以及改良農(nóng)作物的品質(zhì)和利用植物生產(chǎn)藥物等方面。
(2)基因治療不是對患病基因的修復,基因檢測所用的 DNA 分子只有處理為單鏈才能與被檢測的樣品,按堿基配對原則進行雜交。
4. 蛋白質(zhì)工程
蛋白質(zhì)工程的本質(zhì)是通過基因改造或基因合成,對先有蛋白質(zhì)進行改造或制造新的蛋白質(zhì),所以被形象地稱為第二代基因工程;基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)
高中生物選修三知識點
1. 植物的組織培養(yǎng)
(1)細胞工程:指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法,通過細胞水平或者細胞器水平上的操作,按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲取細胞產(chǎn)品的一門綜合科學技術(shù)。在細胞器水平上改變細胞的遺傳物質(zhì),屬于細胞工程。
(2)細胞全能性:具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞,都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。
考點細化:
① 都具有該生物全部遺傳信息,因此從理論上講,生物體的每一個活細胞都應該具有全能性。
② 細胞在生物體內(nèi)沒有表現(xiàn)出全能性的原因是基因選擇性表達。
③ 植物細胞的全能性得以實現(xiàn)的條件是離體,合適的營養(yǎng)和激素,無菌操作。
④ 在生物的所有的細胞中,受精卵細胞的全能性最高。
(3)植物組織培養(yǎng):在無菌和人工控制的條件下,將離體的植物器官、組織、細胞,培養(yǎng)在人工配置的培養(yǎng)基上,給予適宜的培養(yǎng)條件,誘導其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽,最終形成完整的植株。
考點細化:
① 已分化的細胞經(jīng)過誘導后,失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細胞的過程叫脫分化。
② 再分化是愈傷組織繼續(xù)進行培養(yǎng),重新分化出根或芽等器官。
③ 愈傷組織細胞排列疏松而無規(guī)則,高度液泡化的呈不定型狀態(tài)的薄壁細胞。
④ 植物組織培養(yǎng)時培養(yǎng)基的成分有礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素、有機添加物,與動物細胞培養(yǎng)相比需要蔗糖、植物激素,不需要動物血清。
⑤ 在植物組織培養(yǎng)脫分化過程中,需要植物激素
⑥ 植物組織培養(yǎng)全過程中都需要無菌,愈傷組織之前不需要光照
(4)植物組織培養(yǎng)技術(shù)的用途:微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。
考點細化:
① 用植物體的莖尖、根尖來獲得無病毒植物
②人工種子中人工胚乳相當于大豆種子的子葉,人工種子與正常種子相比發(fā)芽率高。
③ 轉(zhuǎn)基因植物的培育需要植物組織培養(yǎng)
(5)將不同種植物的體細胞,在一定條件下融合成雜種細胞,并把雜種細胞培育成新的植物體叫做植物體細胞雜交。
考點細化:
① 用纖維素酶、果膠酶去除細胞壁獲得原生質(zhì)體
② 物理方法:電刺激、振蕩、離心;化學方法:聚乙二醇
③ 植物體細胞雜交完成的標志是新細胞壁的形成
④ 融合后的雜種細胞通過植物組織培養(yǎng)才能發(fā)育成完整的植物體
(6)植物體細胞雜交這一育種方法的最大優(yōu)點是克服遠緣雜交不親和障礙
2.動物的細胞培養(yǎng)與體細胞克隆
(7)動物細胞工程常用的技術(shù)手段有動物細胞培養(yǎng)、動物細胞核移植、動物細胞融合、生產(chǎn)單克隆抗體、胚胎移植等
(8)動物細胞培養(yǎng)經(jīng)過原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)
考點細化:
① 動物細胞培養(yǎng)液的成分有糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等
② 動物細胞培養(yǎng)基液體,植物細胞培養(yǎng)基固體,培養(yǎng)的動物細胞通常取自胚胎、幼齡動物的組織器官
② 動物細胞培養(yǎng)時的氣體環(huán)境是95%的空氣+5%二氧化碳的混合氣體,CO2 起到調(diào)節(jié) PH值作用
③ 使用胰蛋白酶處理使動物組織分散成單個細胞
④ 動物組織處理使細胞分散后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)
⑤ 貼滿瓶壁的細胞需要重新用胰蛋白酶等處理,然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng),讓細胞繼續(xù)增殖。這樣的培養(yǎng)過程通常被稱為傳代培養(yǎng)。
3.細胞融合與單克隆抗體
(9)動物細胞融合與植物原生質(zhì)體融合的區(qū)別:操作步驟不同:植物原生質(zhì)體融合需要先去除細胞壁,動物細胞無細胞壁;誘導方法不同:動物細胞融合可以用物理、化學和生物三種方法,植物原生質(zhì)體融合只能用物理、化學方法;最終目的不同:植物原生質(zhì)體融合最終是為了獲得雜種植株,動物細胞融合最主要目的是獲得單克隆抗體。
(10)單克隆抗體與血清抗體相比特異性強、靈敏度高并可大量制備
(11)熟悉單克隆抗體制備過程。
考點細化
① 生產(chǎn)雜交瘤細胞要用B 淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合
② 注射相應抗原后,從小鼠脾臟中提取出B 淋巴細胞
③ 雜交瘤細胞既能大量增殖,又能產(chǎn)生專一抗體。
④ 制備單克隆抗體過程中需要兩次篩選