高中生物选修知识点简单框架

高中生物选修知识点简单框架
一、细胞工程
1. 植物细胞工程
植物组织培养
理论基础是植物细胞的全能性。

就是说植物的每个细胞都有发育成完整植株的潜能呢。

比如我们可以取植物的一个叶片细胞，在合适的条件下，就能让它长成一棵新的植株。

这过程中，得有脱分化和再分化的步骤。

脱分化就是让已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，变成愈伤组织，这愈伤组织就像个未分化的小团子。

再分化呢，就是让这个愈伤组织重新分化成根、芽等器官。

这里面需要的条件可不少，像无菌环境就超级重要，要是有细菌啥的混进去，那植物细胞可就长不好啦。

还得有合适的营养物质，像各种矿质元素啦，有机物啦。

另外，植物激素也起着关键作用，像生长素和细胞分裂素，它们的比例不同，就会影响植物细胞的分化方向哦。

植物体细胞杂交
这是把不同种的植物体细胞融合在一起的技术。

首先得用酶解法去掉植物细胞的细胞壁，让它们变成原生质体。

这个过程就像是给植物细胞“脱衣服”，
得用纤维素酶和果胶酶。

然后呢，用物理或者化学的方法让这些原生质体融合。

物理方法有离心、振动、电激等，化学方法可以用聚乙二醇（PEG）。

融合之后得到的杂种细胞，再通过植物组织培养的方法，就能培育出杂种植株啦。

不过这个过程也不是一帆风顺的，融合后的杂种细胞可能会出现不亲和的情况，就像两个人合不来一样，不能正常发育成植株。

2. 动物细胞工程
动物细胞培养
这是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖的技术。

这里面，首先得用胰蛋白酶或者胶原蛋白酶把组织块分散成单个细胞，就像把一团东西打散成一个个小颗粒。

然后把这些细胞放到培养瓶里，在合适的温度、pH和气体环境下培养。

动物细胞培养的条件很苛刻呢，它需要有血清这种营养成分，因为血清里含有很多细胞生长需要的因子。

而且动物细胞培养是有代次限制的，一般传代到一定次数后，细胞就会出现衰老、死亡的现象。

动物细胞核移植
这个技术可神奇啦，就是把动物的一个体细胞的细胞核移植到一个去掉细胞核的卵母细胞中。

这个卵母细胞就像个小房子，把体细胞的细胞核放进
去，然后通过一些方法让它们融合，再让这个重组细胞发育成新的胚胎，最后移植到代孕母体中，就能生出克隆动物啦。

比如说克隆羊多利，就是这样产生的。

不过这个技术也有很多伦理问题，像克隆人就是不被允许的，因为这会涉及到很多复杂的社会、伦理关系。

动物细胞融合
跟植物体细胞杂交有点像，也是把两个或者多个动物细胞融合成一个细胞的过程。

常用的方法有灭活的病毒诱导，这就像是给细胞之间搭个桥，让它们能够融合在一起。

融合后的细胞可以用来制备单克隆抗体。

单克隆抗体有很多优点，特异性强、灵敏度高，在疾病诊断、治疗等方面有很大的用途。

二、基因工程
1. 基因工程的基本工具
限制性核酸内切酶
这是一种能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割DNA分子的酶。

就像一把小剪刀，专门剪DNA的。

不同的限制性核酸内切酶识别的序列不一样，而且切割的方式也有两种，一种是平末端切割，一种是黏性末端切
割。

黏性末端就像有小尾巴一样，在基因工程中很有用，因为它可以和有互补黏性末端的DNA片段连接起来。

DNA连接酶
它的作用就是把切割后的DNA片段连接起来。

就像个小胶水，把断开的DNA分子重新粘起来。

如果是黏性末端的DNA片段，连接起来就比较容易，要是平末端的话，连接就稍微困难一点。

载体
载体就像是一辆小货车，把目的基因运到受体细胞里。

常见的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。

质粒是一种很小的环状DNA分子，它可以在细菌细胞里独立复制。

在构建基因表达载体的时候，得把目的基因和载体连接起来，这时候就需要用到前面说的限制性核酸内切酶和DNA连接酶啦。

2. 基因工程的基本操作程序
目的基因的获取
可以从基因文库中获取目的基因，基因文库就像是一个基因的仓库，里面有很多基因。

还可以通过PCR技术扩增目的基因，PCR技术就像一个复印
机，可以快速地复制出大量的目的基因。

另外，也可以人工合成目的基因，不过这种方法一般用于比较小的基因。

基因表达载体的构建
这是基因工程的核心步骤。

得把目的基因、启动子、终止子和标记基因等连接到载体上。

启动子就像一个开关，控制基因的转录，终止子就是控制转录的结束。

标记基因呢，可以用来筛选含有目的基因的受体细胞。

将目的基因导入受体细胞
导入植物细胞可以用农杆菌转化法，农杆菌就像个小快递员，能把目的基因送到植物细胞里。

导入动物细胞可以用显微注射法，就是用很细的针把目的基因注射到动物细胞里。

导入微生物细胞可以用感受态细胞法，让微生物细胞处于一种容易吸收外源DNA的状态，然后把目的基因加进去。

目的基因的检测与鉴定
首先要检测目的基因是否插入到受体细胞的染色体DNA上，可以用DNA 分子杂交技术。

然后要检测目的基因是否转录出mRNA，可以用分子杂交技术。

最后要检测目的基因是否翻译成蛋白质，可以用抗原- 抗体杂交技术。

如果目的基因表达出了我们想要的蛋白质，那就说明基因工程成功啦。

三、胚胎工程
1. 体内受精和早期胚胎发育
体内受精
精子和卵子在雌性动物的体内结合。

在这个过程中，精子得先经过获能处理，才能有受精的能力。

卵子呢，也得发育到减数第二次分裂中期才能受精。

受精的过程就像一场小小的约会，精子和卵子的细胞膜融合，精子的头部进入卵子，然后精子的细胞核和卵子的细胞核融合，就形成了受精卵。

早期胚胎发育
受精卵会进行有丝分裂，形成桑椹胚，这个时候的细胞还没有分化，都具有全能性。

然后继续发育成囊胚，囊胚有内细胞团和滋养层细胞。

内细胞团将来会发育成胎儿的各种组织器官，滋养层细胞会发育成胎膜和胎盘。

再往后就发育成原肠胚，这时候就开始出现了三胚层的分化。

2. 体外受精和早期胚胎培养
体外受精
就是把精子和卵子在体外让它们受精。

首先得从雌性动物体内采集卵子，可以用超数排卵的方法得到更多的卵子。

然后从雄性动物体内采集精子，对精子进行获能处理，再把获能的精子和卵子放在合适的培养液中，让它们受精。

早期胚胎培养
受精后的胚胎要放在合适的培养液中培养。

这个培养液的成分很复杂，有各种无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸等。

在体外培养到一定阶段后，就可以把胚胎移植到雌性动物的体内继续发育。

3. 胚胎工程的应用
胚胎移植
就是把一头雌性动物的早期胚胎，移植到另一头雌性动物的体内，让它继续发育成新的个体。

这在畜牧业中应用很广泛，可以提高优良家畜的繁殖率。

不过在胚胎移植之前，得让供体和受体的生理状态相同，这样才能保证胚胎的正常发育。

胚胎分割
把早期胚胎分割成几等份，然后每份都可以发育成一个新的个体。

这样就可以得到更多的相同的胚胎，提高优良品种的繁殖数量。

不过胚胎分割也不能分割得太多，因为分割得越多，每个胚胎发育成个体的成功率就越低。