生物选修3知识点总结【精选3篇】
生物选修3知识点总结 篇一
在生物选修3中,我们学习了许多重要的生物知识点。本篇文章将对其中的一些知识点进行总结。
首先是细胞的结构和功能。细胞是生物体的基本组成单位,具有许多重要的结构和功能。细胞膜是细胞的外部边界,控制物质的进出。细胞质是细胞内的液体,包含细胞器和细胞骨架。细胞核是细胞的控制中心,包含遗传物质DNA。细胞器包括内质网、高尔基体、溶酶体等,它们分别负责蛋白质合成、物质转运和分解等功能。细胞骨架由微丝、微管和中间纤维组成,起到维持细胞形态和运输物质的作用。
其次是遗传的基本规律。遗传是物种演化和个体发育的基础。孟德尔通过对豌豆杂交实验的研究,发现了遗传的基本规律。他提出了显性和隐性等位基因的概念,以及基因在配子中的随机组合和分离等原理。这些规律被称为孟德尔遗传规律,为后续的遗传研究奠定了基础。
另一个重要的知识点是基因的表达调控。基因的表达调控是指在不同细胞和不同发育阶段中,基因的表达水平和模式的调控。这一过程涉及到DNA的转录和翻译等过程。在这个过程中,转录因子和其他调控因子起到关键的作用。转录因子可以结合到基因的启动子区域,促进或抑制基因的转录。此外,DNA甲基化和组蛋白修饰等也可以影响基因的表达。
最后是生物技术的应用。生物技术利用生物体的生理和遗传特性,进行科学研究和生产应用。例如,基因工程技术可以通过改变DNA序列,创造出具有特定功能的基因。这种技术可以应用于农业、医学和工业等领域。另外,细胞培养和组织工程等技术也可以用于生物医学研究和药物生产。
生物选修3涵盖了许多重要的生物知识点。通过学习这些知识,我们可以更好地理解生物的结构和功能,以及遗传和生物技术的基本原理。这些知识对于我们进一步深入学习生物学和应用生物技术都非常重要。
生物选修3知识点总结 篇二
生物选修3是一门涵盖了许多重要的生物知识点的课程。在本篇文章中,我们将对其中的一些知识点进行总结。
首先是进化的基本原理。进化是生物界普遍存在的现象,它是生物多样性产生的基础。达尔文通过观察物种的变异和适应性,提出了天然选择和适者生存的理论。这个理论认为,物种在自然环境中会面临竞争和选择,只有适应环境的个体才能生存下来并繁殖后代。这样,适应性较强的特征将逐渐在整个种群中传播,导致物种的进化。
其次是生物的免疫系统。免疫系统是生物体内的一套防御机制,保护我们免受疾病和感染的侵害。免疫系统包括先天免疫和获得性免疫两个部分。先天免疫是我们天生具备的防御机制,包括皮肤和黏膜屏障、巨噬细胞和自然杀伤细胞等。获得性免疫是我们在接触到病原体后产生的,包括细胞免疫和体液免疫等。这些防御机制可以识别和抵御病原体,保持我们的健康。
另一个重要的知识点是生态系统的结构和功能。生态系统是生物体与环境相互作用的一个系统。它由生物群落、生物圈和生物间的相互关系组成。生态系统包括能量流动和物质循环两个方面。能量流动是指能量在生态系统中的传递和转化,从太阳光到植物再到消费者。物质循环是指物质在生态系统中的循环和转化,例如碳循环和氮循环等。生态系统的稳定性和健康与能量流动和物质循环的平衡密切相关。
最后是生物多样性的保护。生物多样性是指地球上所有生物的种类和差异。它是地球生态系统的重要组成部分,对维持地球生态平衡和人类生存具有重要意义。然而,由于人类活动的影响,生物多样性正面临着严重的威胁。为了保护生物多样性,我们需要采取措施保护自然栖息地、控制物种入侵、减少环境污染等。
生物选修3涵盖了许多重要的生物知识点。通过学习这些知识,我们可以更好地理解生物的进化、免疫系统、生态系统和生物多样性的重要性。这些知识对于我们保护环境、维护生态平衡和发展可持续的生物资源利用都非常重要。
生物选修3知识点总结 篇三
生物选修3虽然并不是主要的书本之一,但当中的知识点也会有经常考到的,下面生物选修3知识点总结是小编想跟大家分享的,欢迎大家浏览。
生物选修3知识点总结
专题1 基因工程
1.1 DNA重组技术的基本工具
1.基因工程是在 DNA分子 水平上进行设计施工的,因此又叫做 DNA重组 技术,这种技术是在生物体外,通过体外 DNA重组 和 转基因 等技术,赋予生物新的遗传特性。
2.基因操作的工具包括基因的“剪刀”―― 限制性核酸内切酶 ;基因的“针线”――DNA连接酶 ;基因的“运输工具”―― 运载体 。
3.限制酶主要来源于 原核生物 。限制酶的作用特点是能够识别DNA中 某种特定的核苷酸序列 ,切开两个 核苷酸 之间的 磷酸二酯键 。限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式: 黏性末端 和 平末端 。
4.DNA连接酶的作用是 将双链DNA片段连接起来 ,恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的 磷酸二脂键 。根据酶的来源不同,可以将这些酶分为两类: T4DNA连接酶和 E.coliDNA连接酶 。
5.目前基因工程中经常使用的运载体有 质粒 、 动植物病毒 和 λ噬菌体的衍生物 。
6.质粒是一种 裸露的 、 结构简单 、独立于 细菌染色体 之外,并具有 自我复制 能力的 双链环状 DNA分子。
7.作为基因进入细胞的载体,必须具备的条件是 能在宿主细胞中复制并稳定保存 、具有一至多个限制酶切点 、 具有某些标记基因 、 对宿主的生存没有决定性的作用。
1.2 基因工程的基本操作程序
1.基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤: 目的基因的获取 、 基因表达载体的构建 、 将目的基因导入受体细胞 、 目的基因的检测与鉴定 。
2.目的基因主要是指 编码蛋白质的结构基因 ,也可以是一些 具有调控作用的因子。获取目的基因的途径有 从基因文库中获取?、 利用PCR技术扩增获得 、 直接人工合成 。
3.PCR是利用 DNA双链复制 的原理,将基因的核苷酸序列加以复制,使其数目呈 指数 方式增加。需要的前提是 要有一段已知目的基因的核苷酸序列 ,扩增的过程是:目的基因DNA受热变性后解链为单链, 引物与单链 相应互补序列结合,然后在 DNA聚合酶 的作用下进行延伸,如此重复循环多次。
4.基因工程的核心是 基因表达载体的构建 ,其目的是 使目的基因在受体细胞中稳定存在,并可以遗传给下一代,同时,使目的基因能够表达和发挥作用 。
5.一个基因表达载体的组成有: 目的基因 、 启动子 、 终止子 和 标记基因 。
6.将目的基因导入植物细胞的方法有 农杆菌转化法 、 基因枪法 和 花粉管通道法 。采用最多的方法是 农杆菌转化法 ,通过农杆菌的转化作用,就可以使 目的基因 进入植物细胞,并将其插入到植物细胞中的 染色体DNA上,使 目的基因 的遗传性状得以稳定维持和表达。
7.基因工程选取原核生物作为受体细胞的原因是由于其具有其他生物没有的一些特点,如 繁殖快 、 多为单细胞 、 遗传物质相对较少 等
8.大肠杆菌常用的转化方法是:先用 Ca2+ 处理细胞,再将 载体DNA分子溶于缓冲液中 与此种细胞混合,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。
9.检测目的基因是否成功插入到转基因生物的染色体上的方法是采用 DNA分子杂交技术 ,此方法使用的探针是 同位素标记的含有目的基因的DNA片段 ,与检测目的基因是否转录出mRNA所用的探针 一样 。检测目的基因是否翻译成蛋白质,检测方法是从转基因生物体内提取蛋白质,用相应的 抗体 进行 抗原-抗体 杂交,若有 杂交带出现,表明目的基因已形成蛋白质产品。除了上述的分子检测外,有时还需要进行 个体生物学水平 的鉴定,如对抗虫植物做抗虫的接种实验。
1.3 基因工程的应用
1.植物基因工程技术主要用于提高农作物的 抗逆 能力,以及改良农作物的 品质 和利用植物生产 药物 等方面。
2.抗病转基因植物所采用的基因,使用最多的是 病毒外壳蛋白基因 和 病毒的复制基因 ;抗真菌转基因植物中可使用的基因有 几丁质酶基因 和 抗毒素合成基因 。
3.在培育抗逆转基因植物中,使用 调节细胞渗透压的基因 来提高农作物的抗盐碱和抗干旱的能力;将鱼的 抗冻蛋白 基因导入烟草和番茄,提高它们的耐寒能力;将 抗除草剂 基因导入作物,使作物抗除草剂。
4.在利用转基因改良植物的品质方面,我国科学家将 富含赖氨酸的蛋白质编码基因 导入玉米,获得的转基因玉米中赖氨酸的含量比对照提高30%。
5.动物基因工程从诞生那天起,就在 动物品种改良 、 建立生物反应器 、 器官移植 等很方面显示了广阔的前景。
6.乳腺生物反应器的操作过程为:将 药用蛋白 基因与 乳腺蛋白基因的启动子 等调控组件重组在一起,通过 显微注射 等方法,导入哺乳动物的 受精卵 中,然后,将 受精卵 送入母体内,使其生长发育成转基因动物。
7.为解决器官移植中的免疫排斥反应,科学家正在想办法对猪的器官进行改造,采用的方法是 将器官供体基因组导入某种调节因子,以抑制抗原决定基因的表达 或 设法除去抗原决定基因,结合克隆技术,培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官 。
8.基因治疗是把 正常基因 导入病人体内使 该基因的表达产物 发挥作用,从而达到治疗疾病的目的。其方法可以分为 体外基因治疗 和 体内基因治疗 。
1.4 蛋白质工程的崛起
1.蛋白质工程是指以 蛋白质分子的结构规律 及其与 生物功能 的关系作为基础,通过 基因修饰 或 基因合成 ,对现有蛋白质进行 改造 ,或制造一种 新的蛋白质 ,以满足人们生产和生活的需求。与基因工程合成的蛋白质的主要区别是 基因工程只能合成自然界已存在的蛋白质,而蛋白质工程可合成一些自然界中原本不存在的蛋白质 。
2.玉米中赖氨酸含量较低,原因是赖氨酸合成过程中两种酶――天冬氨酶激酶和二氢吡啶二羧酶合成酶的活性受细胞内 赖氨酸浓度 的影响,当 赖氨酸达到一定量 时会抑制这两种酶活性。
3.蛋白质工程的基本途径中 预期蛋白质功能 → 设计蛋白质结构 → 推测氨基酸序列 → 找出对应的脱氧核苷酸序列 。
专题2 细胞工程
2.1 植物细胞工程
2.1.1 植物细胞工程的基本技术
1.植物的花瓣属于 高度分化 的组织,利用它来培育出新的植株,首选要经过 激素的诱导,使其 脱分化 成为具有分生能力的薄壁细胞,进而形成 愈伤 组织。再经过一定的条件培养,又可以 再分化 出根和芽,形成完整的小植株。
2.每个植物都具有全能性的特点,原因是 每个细胞中都具有某种生物的全部遗传信息。
3.在植物的生长发育过程中,细胞并不会表现出全能性,而是分化成各种 组织和器官 ,原因是 细胞中的基因会选择性表达出各种蛋白质 ,从而构成植物的不同组织和器官。
4.植物的组织培养就是在 无菌 和人工控制的条件下,将 离体 的植物器官、组织、细胞,培养在人工配置的培养基上给予适宜的培养条件,诱导其产生 愈伤组织 、丛芽,最终形成完整的植株。
5.植物组织培养全过程,证明了 分化的植物细胞仍具有形成完整的植物所需要的全部基因 。
6.番茄和马铃薯不能进行传统的杂交,原因是它们是两个不同的 物种 ,因此它们之间想想着天然的 生殖隔离 ,但是,如果采用 体细胞杂交 的方法,就能得到“番茄-马铃薯”杂种植株,这各方法成功的关键是:
① 利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得具有活力的原生质体 ;② 原生质体融合 。
成功的标志是 融合后的杂种细胞再生细胞壁 。
7.进行原生质体间的融合,必须要借助一定的技术手段进行人工诱导。人工诱导的方法基本可以分为两大类――物理法和化学法,物理法包括 离心 、 振动 、 电激 等;化学法一般使用 聚乙二醇(PEG) 作为诱导剂来诱导细胞融合。
8.植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞,在一定的条件下融合成 杂种细胞 ,并将其培育成 新的植物体的技术 。植物体细胞融合引起的变异属于 染色体变异 。
9.植物细胞工程常采用的技术手段有 植物组织培养技术 和 植物体细胞杂交技术 等。
2.1.2 植物细胞工程的实际应用
1.植物的微型繁殖技术又称 快速繁殖技术 ,其意义是① 可以保持优良品种的遗传性状 ;② 高效快速地实现大量繁殖 。
2.植物长期进行 营养 生殖,病毒会在作物体内逐年积累,结果导致作物产量降低、品质变差。如果用 分生区(茎尖) 作为组织培养的材料,就会培育出无病毒的脱毒苗,用脱毒苗进行快速繁殖,种植的作物就不会或极少感染病毒。
3.所谓人工种子,就是以 植物组织培养 得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经过 人工薄膜 包装得到种子,人工种子在适宜的条件下同样能够萌发长成幼苗。人工种子由 人工种皮 、胶质和 胚状体 三部分组成,其中的胶质相当于单子叶植物种子的 胚乳 或双子叶植物种子的 子叶 。人工种皮的制备是 生物膜 结构和功能的研究深入到分子水平的体现。
4.通过花药培养获得 单倍体 ,再经过人工诱导使 染色体 加倍,即可得到稳定遗传的优良品种。这项技术称为 单倍体育种 ,其优点是 明显缩短育种年限 。该技术所依据的遗传学原理是 染色体变异 。
5.在植物的组织培养过程中,由于培养的细胞一直处于 不断分生 状态,因此容易受到培养条件和外界压力的影响而产生 突变 ,从这些生产突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新品种。
6.植物组织培养技术除了在农业上的应用外,还广泛应用于细胞产物的工厂化生产等领域,可获得 蛋白质 、 脂肪 、 糖类 、 药物 、 香料 、生物碱等细胞产物。
2.2 动物细胞工程
2.2.1 动物细胞培养和核移植技术
1.动物细胞工程常用的技术手段有 动物细胞培养 、 动物细胞核移植 、 动物细胞融合 、 生产单克隆抗体 等,其中 动物细胞培养技术 是其他动物细胞工程技术的基础。
2.将从健康的动物体内取出的组织块剪碎,加入 胰蛋白酶 或 胶原蛋白酶 处理一段时间后,组织块就会分散成单个细胞。对动物细胞进行培养时,要求培养皿或培养瓶内表面 光滑、无毒、易于贴附 ;当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会 停止分裂增殖 ,这种现象称为细胞的 接触抑制 。人们通常将动物组织消化后的初次培养称为 原代培养 。
3.贴满瓶壁的细胞需要重新用 胰蛋白酶 处理,然后分瓶继续培养,让细胞继续增殖,这样的培养称为 传代培养 。细胞传代至10代~50代左右时,增殖会逐渐减慢,以至于完全停止,但少部分细胞会克服寿命的极限,获得不死性,这些细胞已经发生了突变,正在朝着等同于癌细胞的方向发展。
4.动物细胞培养的条件包括 无菌、无毒的环境 , 营养 , 温度和pH, 气体环境 。
5.动物核移植是将动物的一个细胞的 细胞核 移入一个已经去掉 细胞核 的 卵母细胞 中,使其重组并发育成一个新的 胚胎 ,这个胚胎最终发育成为动物个体。
6.用于核移植的供体细胞一般都选用传代 10代 以内的细胞,因为这样的细胞能保持正常的二倍体核型。通过细胞核移植方法生产的克隆动物,并不是对核供体动物100%的复制,因为生物的性状除受 细胞核基因 控制以外,还受 细胞质基因 和 外界环境 的影响。
7.体细胞核移植技术的应用前景有: 促进优良畜群繁育 ; 保护濒危动物 ; 克隆人的细胞、组织、器官,进行器官移植 等。
2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体
1.动物细胞融合常用的诱导因素有 聚乙二醇(PEG) 、 灭活病毒 、 电激 等。细胞融合技术的优点是 突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能 。
2.制备单克隆抗体的技术流程是:用羊的红细胞对小鼠进行注射,使小鼠产生 免疫 反应。然后,把 相应的B淋巴 细胞和 骨髓瘤 细胞融合,再用 特定的选择性培养基 进行筛选,在该培养基上, 未融合的亲本 细胞和 融合的具有同一种核的 细胞都会死亡,只有 融合的杂种 细胞才能生长。这种杂种细胞的特点是既能 迅速大量繁殖 又能 产生专一性的抗体 。对上述经选择性培养的杂交瘤细胞,还需进行 克隆化培养 和 抗体检测 ,经过多次筛选,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。最后,将杂交瘤细胞在 体外 条件下做大规模培养,或注射到小鼠的 腹腔 内增殖,这样,从 细胞培养液 或 小鼠腹腔 中,就可以提取大量的单克隆抗体了。
3.单克隆抗体最主要的优点是 特异性强 、 灵敏度高 和 可大量制备 。
4.如果把抗癌细胞的单克隆抗体跟 放射性同位素 、 化学药物 或 细胞毒素 相结合,制成“生物导弹”注入体内,借助单克隆抗体的导向作用,能将药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞。这样既不损伤正常细胞,又减少了用药剂量。
专题3 胚胎工程
3.1 体内受精和早期胚胎发育
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 胚胎移植 、 体外受精 、 胚胎分割 、 胚胎干细胞培养 等技术。
2.哺乳动物精子的发生是在雄性动物的 睾丸 内完成的。
3.哺乳动物的成熟精子分为 头 、 颈 和 尾 三部分。其中 头部 主要由一个细胞核构成, 高尔基体 发育成顶体, 中心体 演变成尾, 线粒体 聚集在尾的基部形成鞘膜,细胞内的其他物质浓缩为球状,叫做 原生质滴 。
4.哺乳动物卵子的发生是在雌性动物的 卵巢 内完成的。卵母细胞的减数第一次分裂是在雌性动物 排卵 前后完成的,其结果是产生一个 次级卵母细胞 和 第一极体 ,进入 输卵管 ,准备与精子受精。减数第二次分裂是在 精子和卵子结合 的过程中完成的,次级卵母细胞经分裂产生一个 成熟的卵子 和 第二极体 。在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个 极体 时,说明卵子已经完成了受精。
5.受精是指 精子 与 卵子 结合成 合子(受精卵) 的过程,受精是在 输卵管 内完成的。
6.哺乳动物的受精过程主要包括: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。
7.获能后的精子与卵子相遇时,首先发生 顶体 反应,使 顶体 内的酶释放出来,溶解卵丘细胞之间的物质,形成精子穿越 放射冠 的通道。随后精子与 透明带 接触,再将 透明带 溶出一条孔道,精子借自身的运动穿越 透明带 ,并接触卵黄膜。在精子触及卵黄膜的瞬间,会产生 透明带 反应,防止多个精子进入卵内,这种生理反应称作 卵黄膜封闭 作用。
8.精子进入卵子后发生的变化,首先是 尾部 脱离,并且原有的 核膜 破裂;随后,精子形成一个新的 核膜 ;最后形成一个比原来精子核还要大的核,叫 雄原核 。与此同时,卵子完成 减数第二次 分裂,排出 第二极体 后,形成 雌原核 。
9.胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的,这一时期称为 卵裂 期。其特点是:细胞分裂方式为 有丝分裂 ,细胞的数量 增加 ,每个细胞的体积 减小 ,胚胎的总体积 不增加 。
10.根据胚胎形态的变化,可将早期发育的胚胎为 桑椹胚 、 囊胚 、 原肠胚 三个时期。细胞开始出现分化的时期是 囊胚 。
11.在原肠胚时期,内细胞团表层的细胞形成 外胚层 ,下方的细胞形成 内胚层 。滋养层则发育为胎儿的 胎膜 和 胎盘 。由内胚层包围的囊腔叫 原肠腔 。
3.2 体外受精和早期胚胎培养
1.试管动物技术是指通过人工操作使 卵子 和 精子 在 体外 条件下成熟和受精,并通过培养发育为 早期胚胎 后,再经 移植 产生后代的技术。
2.对于小型家畜,卵母细胞的采集采用的主要方法是:用 促性腺激素 处理,使其排出更多的卵子,然后从 输卵管 中取出卵子,直接与获能的 精子 在体外受精。
3.对于大型家畜,卵母细胞的采集采用的主要方法是:从屠宰场已经屠宰的母畜的卵巢中采集 卵母细胞 ,也可以借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜等工具,直接从活体动物的卵巢中吸取 卵母细胞 。
4.收集精子的方法有 假阴道法 、 手握法 和 电刺激法 。
5.通常采用的精子体外获能的方法有 培养法 和 化学诱导法 。
3.3 胚胎工程的应用及前景
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 及其他方式得到的胚胎移植到 同种 的、 生理状态 相同的其他雌性动物体内,使之继续发育成为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为 供体 ,接受胚胎的个体称为 受体 。
2.胚胎移植的生理学基础:
①供、受体生殖器官的 生理变化 是相同的,为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
②哺乳动物的早期胚胎形成后,在一定时间内不会与母体子宫建立 组织 上的联系,而处于 游离状态 ,这就为胚胎的收集提供了可能。
③受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生 免疫排斥 反应,这为胚胎在受体子宫内的存活提供了可能。
④供体胚胎可与受体子宫建立正常的 生理 和 组织 上的联系,且移入受体的供体胚胎的 遗传特性 在孕育过程中不受任何影响。
3.胚胎移植主要包括对供、受体的 选择和处理 ,配种或 进行人工授精 ,对胚胎的收集、检查、培养或保存,对胚胎进行 移植 以及 检查 等步骤。
4.胚胎分割是指采用 机械 方法将早期胚胎切割成2等份、4等份、8等份等,经移植获得 同卵双胎 或 多胎 的技术。
5.在进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的 桑椹胚 或 囊胚 。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将内细胞团 均等分割 。
6.胚胎分割的局限性: 同卵分割成功的比例很小,难以做到均等分割 。
7.哺乳动物的胚胎干细胞是从 早期胚胎 或 原始性腺 中分离出来的一类细胞。在形态上,表现为 体积 小、 细胞核 大、 核仁 明显;在功能上,具有发育的 全能 性,即可分化为成年动物体内的任何一种组织细胞。
8.胚胎干细胞可以用于治疗人类的某些顽症;培育出 人造组织器官 ;揭示 细胞分化 和 细胞凋亡 的机理。