苏教版生物选修三最全基础知识点梳理

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基因工程是一种在DNA分子水平上进行操作的技术，也称为重组DNA技术。它包括了在体外对生物基因进行剪切、拼接、导入和表达等操作。这些操作的对象是基因，水平则是分子水平。基因工程的基本过程包括获得目的基因、构建重组DNA和导入宿主细胞等步骤。

基因工程的基本工具包括限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体。限制酶主要用于识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并使其断开。DNA连接酶则用于恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。载体则是重组DNA在宿主细胞中复制和稳定保存的载体。

最早应用的载体是质粒，它是细菌细胞中的一种很小的双链环状DNA分子。除了质粒外，噬菌体和动、植物病毒也是常用的载体。

获得目的基因的方法主要有从自然界中分离和人工合成两种。对于原核细胞的目的基因，可以直接分离；对于真核细胞

的目的基因，则通常采用人工合成的方法。常用的人工合成方法有反转录法和化学合成法。此外，PCR技术也可以用于扩

增目的基因。

总之，基因工程技术已经广泛应用于医学、农业和工业等领域，为人类社会的发展做出了重要贡献。

PCR是一种核酸合成技术，可以在生物体外复制特定的DNA片段，其主要目的是获取大量的目的基因。其原理是

DNA双链复制，过程分为三步：首先加热至90～95℃使

DNA解链为单链，其次冷却到55～60℃，使引物与两条单链DNA结合，最后加热至70～75℃，使热稳定DNA聚合酶从

引物起始进行互补链的合成。PCR的特点是指数形式扩增。

制备重组DNA分子需要除目的基因外还必须有标记基因。标记基因的作用是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。制备方法是使用同种限制酶分别切割载体和目的基因，再用DNA连接酶将两者连接。

转化是将目的基因导入受体细胞并在受体细胞内维持稳定和表达的过程。常用的转化方法有农杆菌介导转化技术、基因枪介导转化技术和花粉管通道技术等。

筛选出获得目的基因的受体细胞，培养受体细胞并诱导目的基因的表达是目的基因的检测与鉴定的关键步骤。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DNA分子杂交技术。其次还要检测目的基因是否转录出mRNA，方法是采用DNA分子杂交技术。最后检测目的基因

是否翻译成蛋白质，方法是采用抗原—抗体杂交技术。有时还需要进行个体生物学水平的鉴定，如抗虫或抗病的鉴定等。

基因工程的应用包括植物基因工程、动物基因工程、基因诊断和基因治疗。植物基因工程可以生产抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。动物基因工程可以提高动物生长速度来提高产品产量、改善产品品质，用转基因动物生产药物，用转基因动物作器官移植的供体等。基因诊断是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体，而基因治疗则是指利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法。例如，ADA基因缺陷症可以通过基因治疗来治疗。

第三节：蛋白质工程

蛋白质工程的实质是根据蛋白质的结构与功能之间的关系，通过改造基因来定向改造天然蛋白质甚至创造自然界不存在的具有优良特性的蛋白质。其基本原理是首先预期蛋白质功能，然后测定蛋白质三维空间结构，推测应有的氨基酸序列，找到对应的脱氧核苷酸序列（基因），最终得到具有预期功能的蛋白质。蛋白质工程的应用包括通过改造酶的结构，有目的地提高蛋白质的热稳定性，合成嵌合抗体，改变蛋白质的活性等。

与基因工程不同，蛋白质工程是通过改造基因来定向改造蛋白质，甚至创造自然界不存在的蛋白质。虽然基因工程可以将目的基因从供体转移到受体细胞，并在受体细胞中表达，但是它只能生产自然界已存在的蛋白质。因此，蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出的第二代基因工程。

第二章：细胞工程

第一节：植物细胞工程

植物细胞具有全能性，即具有发育成完整个体所必需的全套遗传物质。其表现全能性的条件包括离体、无菌、一定的营养条件、植物激素诱导以及环境条件的影响。植物组织培养是利用细胞全能性，通过脱分化形成愈伤组织和愈伤组织再分化的核心过程。培养基的成分包括水分、无机盐、碳源、维生素、生长调节剂（细胞分裂素和生长素）、有机添加物等。在进行植物组织培养时需要注意实验用具的严格灭菌、接种过程的严格无菌操作以及愈伤组织和试管苗培养的不同光照条件。

植物细胞培养的应用包括植物育种、植物病毒学、植物生理学、植物分子生物学等领域。

细胞会在培养基中生长和繁殖，形成细胞群体。

②传代培养：将原代培养的细胞群体分散成单个细胞，再次培养，继续增殖，这个过程称为传代培养。

2、组织培养

1）概念：从动物体内取出一定的组织或细胞，将其培养

在适宜的培养基中，以维持组织的生长和分化，从而获得大量的组织或细胞的一种技术。

2）应用：组织工程、药物筛选、疾病模型研究等。

二、动物细胞的遗传工程

1、基因转染技术

1）概念：将外源基因导入到动物细胞中，使其表达特定

的蛋白质或产生特定的功能。

2）方法：病毒载体介导转染、质粒DNA转染、RNA干

扰等。

2、基因敲除技术

1）概念：通过干扰RNA或其他方法，使目标基因的表

达被抑制或消除，以研究基因功能或治疗疾病。

2）方法：RNA干扰、CRISPR-Cas9等。

三、动物细胞的克隆技术

1、概念：利用体细胞核移植技术，将成熟细胞核移植到

去核卵母细胞中，使其发育成为与供体细胞基因相同的个体。

2、方法：体细胞核移植、多倍体诱导等。

拓展延伸】

动物细胞工程技术在医药、食品、环境等领域有着广泛的应用。例如，利用动物细胞工程技术可以生产重要的生物制品，如抗体、疫苗、生长因子等；也可以用于疾病模型研究、药物筛选等方面。

传代培养是将原代培养的细胞分散成细胞悬浮液，分装到多个培养瓶中继续培养的过程。在原代培养的基础上，细胞会