2018高考生物選修三知識點(diǎn)總結(jié)_高中生物選修三重點(diǎn)知識
2018高考生物選修三知識點(diǎn)總結(jié)_高中生物選修三重點(diǎn)知識
2018高考正在緊張地備考中,生物選修三的知識點(diǎn)你都掌握了嗎?為了方便考生復(fù)習(xí),接下來學(xué)習(xí)啦小編為你整理了2018高考生物選修三知識點(diǎn)總結(jié),一起來看看吧。
2018高考生物選修三知識點(diǎn)總結(jié):基因工程
基因工程:是指按照人們的愿望,進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)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(jìn)行設(shè)計和施工的,又叫做DNA重組技術(shù)。
(一)基因工程的基本工具
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T4-DNA連接酶)的比較:
?、傧嗤c(diǎn):都縫合磷酸二酯鍵。
?、趨^(qū)別:E·coliDNA連接酶來源于大腸桿菌,只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)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(yùn)輸車”——載體
(1)載體具備的條件:
①能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存。
?、诰哂幸恢炼鄠€限制酶切點(diǎn),供外源DNA片段插入。
?、劬哂袠?biāo)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(dú)立于細(xì)菌染色體之外,并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。
(3)其它載體:λ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(xué)合成法。
3. PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因
(1)PCR的含義:是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。
(2)目的:獲取大量的目的基因
(3)原理:DNA雙鏈復(fù)制
(4)過程:
第一步:加熱至90~95℃DNA解鏈為單鏈;
第二步:冷卻到55~60℃,引物與兩條單鏈DNA結(jié)合;
第三步:加熱至70~75℃,熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成。
(5)特點(diǎn):指數(shù)(2n)形式擴(kuò)增
第二步:基因表達(dá)載體的構(gòu)建(核心)
1. 目的:使目的基因在受體細(xì)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(dá)和發(fā)揮作用。
2. 組成:目的基因+啟動子+終止子+標(biāo)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(biāo)記基因的作用:是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。常用的標(biāo)記基因是抗生素基因。
第三步:將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞
1. 轉(zhuǎn)化的概念:是目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi),并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。
2. 常用的轉(zhuǎn)化方法:
將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞:采用最多的方法是農(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?xì)胞:最常用的方法是顯微注射技術(shù)。方法的受體細(xì)胞多是受精卵。
將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞:原核生物作為受體細(xì)胞的原因是繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少 ,最常用的原核細(xì)胞是大腸桿菌 ,其轉(zhuǎn)化方法是:
先用Ca2+處理細(xì)胞,使其成為感受態(tài)細(xì)胞 ,再將重組表達(dá)載體DNA分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細(xì)胞混合,在一定的溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子,完成轉(zhuǎn)化過程。
3. 重組細(xì)胞導(dǎo)入受體細(xì)胞后,篩選含有基因表達(dá)載體受體細(xì)胞的依據(jù)是標(biāo)記基因是否表達(dá)。
第四步:目的基因的檢測和表達(dá)
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(DNA-DNA)技術(shù)。
2. 其次還要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA,方法是采用分子雜交(DNA-RNA)技術(shù)。
3. 最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì),方法是采用抗原—抗體雜交技術(shù)。
4. 有時還需進(jìn)行個體生物學(xué)水平的鑒定。如生物抗蟲或抗病的鑒定等。
(三)基因工程的應(yīng)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(dá)產(chǎn)物發(fā)揮作用。
4. 基因診斷:又稱為DNA診斷,是采用基因檢測的方法來判斷患者是否出現(xiàn)了基因異常或攜帶病原體。
(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(chǔ),通過基因修飾或基因合成,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)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))
蛋白質(zhì)工程的基本途徑:
從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)
設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)
推測應(yīng)有的氨基酸序列
找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)
2018高考生物選修三知識點(diǎn)總結(jié):細(xì)胞工程
(一)植物細(xì)胞工程
1. 理論基礎(chǔ)(原理):細(xì)胞全能性
全能性表達(dá)的難易程度:受精卵>生殖細(xì)胞>干細(xì)胞>體細(xì)胞;植物細(xì)胞>動物細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。
(二)動物細(xì)胞工程
1. 動物細(xì)胞培養(yǎng)
(1)概念:動物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動物機(jī)體中取出相關(guān)的組織,將它分散成單個細(xì)胞,然后放在適宜的培養(yǎng)基中,讓這些細(xì)胞生長和繁殖。
(2)動物細(xì)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(xì)胞→制成細(xì)胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進(jìn)行原代培養(yǎng)→貼滿瓶壁的細(xì)胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)。
(3)細(xì)胞貼壁和接觸抑制:懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上,稱為細(xì)胞貼壁。細(xì)胞數(shù)目不斷增多,當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互抑制時,細(xì)胞就會停止分裂增殖,這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。
(4)動物細(xì)胞培養(yǎng)需要滿足以下條件
?、贌o菌、無毒的環(huán)境:培養(yǎng)液應(yīng)進(jìn)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(yīng)定期更換培養(yǎng)液,防止代謝產(chǎn)物積累對細(xì)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(jī)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(xì)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(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)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(xué)研究的各種細(xì)胞。
2. 動物體細(xì)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(xì)胞核移植(比較容易)和體細(xì)胞核移植(比較難)。
(2)選用去核卵(母)細(xì)胞的原因:卵(母)細(xì)胞比較大,容易操作;卵(母)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)多,營養(yǎng)豐富。卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)可使體細(xì)胞細(xì)胞核全能性得到表達(dá)。
(3)體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用:
?、偌铀偌倚筮z傳改良進(jìn)程,促進(jìn)良畜群繁育;
?、诒Wo(hù)瀕危物種,增大存活數(shù)量;
?、凵a(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。
(4)體細(xì)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(xì)胞融合
(1)動物細(xì)胞融合也稱細(xì)胞雜交,是指兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程。融合后形成的具有原來兩個或多個細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞,稱為雜交細(xì)胞。
(2)動物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的原理基本相同,誘導(dǎo)動物細(xì)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(dǎo)因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激等。
(3)動物細(xì)胞融合的意義:克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親和性,成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物生物新品種培育的重要手段。
4. 單克隆抗體
(1)抗體:一個B淋巴細(xì)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:
兩次篩選:第一次篩選出雜交瘤細(xì)胞,第二次篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞。
(3)雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn):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(diǎn):特異性強(qiáng),靈敏度高,并能大量制備。
(5)在腹腔內(nèi)增殖的優(yōu)點(diǎn):不需要特定的培養(yǎng)基,不需要嚴(yán)格的外界條件。
(6)篩選的時候用:特定的選擇性培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。
(5)單克隆抗體的作用:
?、僮鳛樵\斷試劑:準(zhǔn)確識別各種抗原物質(zhì)的細(xì)微差異,并跟一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合,具有準(zhǔn)確、高效、簡易、快速的優(yōu)點(diǎn)。
②用于治療疾病和運(yùn)載藥物:主要用于治療癌癥治療,可制成“生物導(dǎo)彈”(借助單克隆抗體的導(dǎo)向作用),也有少量用于治療其它疾病。
2018高考生物選修三知識點(diǎn)總結(jié):生態(tài)工程
一、生態(tài)工程的基本原理
1、生態(tài)工程的概念
(1)原理技術(shù)
應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的基本理論和方法
通過系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)控和技術(shù)組裝
(2)操作
對已破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)、重建
對已造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善
(3)結(jié)果
提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力促進(jìn)人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。
2、生態(tài)工程所遵循的基本原理
(1)生態(tài)工程建設(shè)的目的:遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律,充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力, 防止環(huán)境污染,達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。
(2)生態(tài)工程的特點(diǎn): 少消耗,多效益,可持續(xù)的生態(tài)工程。
項(xiàng)目 | 理論基礎(chǔ) | 意義 | 實(shí)例 |
物質(zhì)循環(huán)再生原理 | 物質(zhì)循環(huán) | 可避免環(huán)境污染及影響 系統(tǒng)的穩(wěn)定和發(fā)展 | 無廢棄物農(nóng)業(yè) |
物種多樣性原理 | 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 | 生物多樣性程度高,可提高系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性 | “三北”防護(hù)林建設(shè)中的單 純林問題,珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng) 的生物多樣性問題 |
協(xié)調(diào)與平衡原理 | 生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡 | 可避免系統(tǒng)的失衡和破壞 | 太湖富營養(yǎng)化問題 |
整體性原理 | 社會、經(jīng)濟(jì)、自然 復(fù)合系統(tǒng) | 統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系,保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定 | 林業(yè)建設(shè)中自然系統(tǒng)與社 會、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系問題 |
系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理 | 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能 原理:分布式優(yōu) 于集中式和環(huán)式 | 改變和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以改善功能 | ?;~塘 |
系統(tǒng)整體性原理: 整體大于部分 | 保持很高的系統(tǒng)生產(chǎn)力 | 珊瑚礁藻類和珊瑚蟲的關(guān)系 |
二、生態(tài)工程的實(shí)例和發(fā)展前景
1、生態(tài)工程的實(shí)例分析
類型 | 主要原理 | 注意問題 |
農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程 | 物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理、物種多樣性原理 | ①核心:沼氣工程 ②優(yōu)點(diǎn):農(nóng)林牧副漁全面發(fā)展;開發(fā)可更新資源,減少環(huán)境污染 |
小流域綜合治理生態(tài)工程 | 整體性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、工程學(xué)原理 | ①“綜合”表現(xiàn)在同時考慮到生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益 ②不同氣候帶、不同自然條件和不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的地區(qū),生態(tài)工程模式應(yīng)各具特色 |
大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程 | 物種多樣性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理 | 工程建設(shè)中應(yīng)注意的問題: ①考慮樹種生態(tài)適應(yīng)性問題,種植適宜品種 ②考慮樹種多樣性,保證防護(hù)林體系穩(wěn)定 ③不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r采取不同策略 |
濕地生態(tài)恢復(fù)工程 | 協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理 | 主要措施:退耕還林 主要困難:解決遷出湖區(qū)居民的生計問題 |
礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程 | 系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理 | ①種植耐旱的灌木、草和樹 ②確定合理載牧量 ③改良表土 |
城市環(huán)境生態(tài)工程 | 協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理 | ①解決大氣污染措施:禁止使用有鉛汽油 ②水污染:減少或禁止污水排放,進(jìn)行污水凈化 |
2、生態(tài)工程的發(fā)展前景
(1)“生物圈2號”生態(tài)工程實(shí)驗(yàn)啟示: 使人類認(rèn)識到與自然和諧共處的重要性,深化了我們對自然規(guī)律的認(rèn)識,即自然界給人類提供的生命支持服務(wù)是無價之寶。
3、我國生態(tài)工程發(fā)展前景的分析與展望
前景:解決我國目前面臨的生態(tài)危機(jī),生態(tài)工程是途徑之一,需要走有中國特色的道路,不但要重視對生態(tài)環(huán)境的保護(hù),更要注重與經(jīng)濟(jì)、社會效益的結(jié)合?! 〈嬖趩栴}:缺乏定量化模型的指導(dǎo),難以設(shè)計出標(biāo)準(zhǔn)化、易操作的生態(tài)工程樣板設(shè)計缺乏高科技含量,生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控缺乏及時準(zhǔn)確的監(jiān)測技術(shù)支持,缺乏理論性指導(dǎo)等。