【知识总结】生物官话：选修三

选修三 现代生物科技专题

专题一 基因工程

基因工程的概念（目的）：按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外 DNA 重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

DNA 成功拼接的理论基础：都是规则的双螺旋结构。

基因成功表达的理论基础：共用一套密码子（最关键）；都遵循中心法则；基因的独立性。

使用质粒作为载体的原因：有一个至多个纤至美切割位点供外援 DNA 片段插入其中；在细胞中进行自我复制，或整合到染色体 DNA 上，随染色体 DNA 进行同步复制；质粒 DNA 分子上有特殊的标记基因；运载体分子量不大；安全。

基因工程的步骤：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。

目的基因的获取方法：从自然界中已有的物种分离出来；用人工的方法合成。

目的基因的内容：主要指编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子。

基因文库的概念：将含有某种生物不同基因的许多 DNA 片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。

基因组文库的概念：包含一种生物所有基因的基因文库。

部分基因文库：只包含一种生物的一部分基因的基因文库，如 cDNA 文库。

PCR 技术的原理：DNA 双链复制。

引物的要求：长度适中（太长不易结合，太短特异性低）；引物之间不能互补；不能与自身互补。

构建基因表达载体的目的：使基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代；使目的基因能够表达和发挥作用。

基因表达载体的组成：目的基因；启动子；终止子；标记基因；复制原点。

转化的概念：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。

农杆菌的优点：趋化性，易感染；Ti 质粒上的 T-DNA 可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的 DNA 上。

基因工程的应用：抗虫转基因植物；抗病转基因植物；康妮转基因植物；利用转基因改良植物的品质；用于提高动物生长速度；用于改善畜产品的品质；用转基因动物生产药物；用转基因动物作器官移植的供体；基因工程药物；基因治疗。

工程菌的概念：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系。

蛋白质工程的基本原理：中心法则的逆推。

蛋白质工程的基本途径：从预期的蛋白质功能出发；设计预期的蛋白质结构；推测应有的氨基酸序列；找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）。

蛋白质工程的概念：以蛋白质分子的结构规律及其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，或指导一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。

专题二 细胞工程

细胞工程的概念：应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。

脱分化的概念：让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。

细胞的全能性的概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。

植物组织培养技术的理论基础：植物体的根、茎、叶细胞一般都具有全能性。

植物组织培养强调无菌的原因：植物细胞代谢弱，和细菌相比竞争实力弱；杂菌释放毒素。

植物组织培养的概念：在无菌和人工控制条件下将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的支柱。

培养基的组成：无机营养成分、有机营养成分、激素、琼脂。

植物体细胞杂交的概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。

植物体细胞杂交的原理：细胞膜的流动性。

植物体细胞杂交的意义：克服不同生物远缘杂交的障碍。

植物体细胞杂交中人工诱导原生质体融合的方法：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。

植物细胞工程的应用：植物繁殖的新途径（微型繁殖、作物脱毒、人工种子）；作物新品种的培育（单倍体育种、体细胞诱变育种）；细胞产物的工厂化生产。

微型繁殖的优点：不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖；成本低，选材少。

天然种子的缺点：不少树木需要生长数年后才能结出种子；一些作物优良杂种的后代会因发生性状分离而丧失其优良特性；常规种子的生产受到季节、气候和地域的限制；需要占用大量的土地。

单倍体育种的优点：极大缩短了育种的年限；节约了大量的人力物力。

体细胞诱变育种的方法：化学诱变利用一些化学诱变剂进行处理，如甲基磺酸乙酯（EMS）和叠氮化钠（SA）；物理诱变一般用电离辐射处理，如 γ 射线、β 射线、中子等。

体细胞诱变育种的优点：培养细胞一直处于不断地分生状态，容易受到培养条件和外界压力的影响产生突变；正在分裂的细胞基数大。

动物细胞培养的概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分三生单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。

动物细胞培养中用胰蛋白酶处理的原因：大块组织生长困难；充分接触营养物质，代谢废物便于排出。

细胞贴壁的概念：悬液中分散的细胞贴附在瓶壁上。

动物细胞培养中培养瓶或培养皿的特点：表面光滑、无毒，易于贴附。

接触抑制的概念：当细胞分裂生长到表面互相接触时，细胞就会停止分裂增殖。

原代培养的概念：动物组织消化后的初次培养。

传代培养的概念：贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖。

动物细胞培养的条件：无菌、无毒的环境；营养（糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，通常加入血清、血浆等天然成分）；温度和 pH ；气体环境。

动物细胞培养中 \(\mathrm{CO}_2\) 的作用：维持培养液的 pH 。

动物细胞培养技术的应用：制造生物制品，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等；作为基因工程技术的受体细胞；用于检测有毒物质，判断某种物质的毒性；用于生理、病理、药理等方面的研究；人工皮肤。

动物核移植的概念：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，这个新的胚胎最终发育为动物个体。分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。

动物核移植的原理：动物细胞核的全能性。

体细胞核移植的应用：加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；增加濒危动物存活数量；作为生物反应器，生产医用蛋白；转基因克隆动物细胞、组织和器官作为异种移植的供体；人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化形成相应的组织、器官，可用于组织器官的移植。

体细胞核移植技术存在的问题：成功率低；许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷；克隆动物食品的安全性问题。

动物细胞融合的概念：两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。

杂交细胞的概念：融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞。

诱导动物细胞融合的方法：聚乙二醇（PEG）、灭火的病毒、电激等。

灭活病毒诱导细胞融合的原理：病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够于细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。

细胞融合技术的意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。

血清抗体的缺点：产量低，纯度低；特异性差。

单克隆抗体的特点：特异性强；灵敏度高；可大量制备。

单克隆抗体的应用：作为诊断试剂（准确、高效、简易、快速）；用于治疗疾病和运载药物。

专题三 胚胎工程

胚胎工程的概念：对动物早期胚胎或胚子所进行的多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养、早期胚胎培养等。

受精的概念：精子与卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。

精子获能的概念：精子在雌性动物生殖道发生生理变化，获得受精能力的生理现象。

卵裂的特点：细胞分裂方式为有丝分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，或略有缩小。

孵化的概念：囊胚进一步扩大，导致透明带的破裂，胚胎从其中伸展出来的过程。

试管动物技术的概念：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。

卵母细胞的采集方法：用促性腺激素处理，从输卵管中冲取卵子；从屠宰场已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞；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。

收集精子的方法：假阴道法、手握法、电刺激法。

精子体外获能的方法：培养法、化学诱导法。

胚胎培养液的成分：无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸。

胚胎移植的概念：将雌性动物体内的早期胚胎，或通过体外受精及核移植来的重组细胞发育成的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内，是指继续发育为新个体的技术。提供胚胎的个体称为供体，接受胚胎的个体称为受体。胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。

胚胎移植的优点：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。

胚胎移植的生理学基础：哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物的供体、受体生殖器官的生理变化是相同的（生理环境）；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简历组织上的联系，而是处于游离状态（收集的基础）；受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应（存活的基础）；供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性不受影响（遗传特性稳定的基础）。

胚胎的移植方法：手术法；非手术法。

胚胎分割的概念：采用机械方法讲早期胚胎切割成 2 等份、4 等份或 8 等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。

胚胎干细胞（ES 或 EK 细胞）的概念：由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。

胚胎干细胞的特性：形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显；功能上具有发育的全能新；在体外培养的条件下可以增殖而不发生分化。

胚胎干细胞的应用：用于治疗人类的某些顽症；使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能；培育出人造组织器官，解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题；研究体外细胞分化的理想材料。

专题四 生物技术的安全性和伦理问题

我真的不知道这一个专题讲了什么重要的内容啊

专题五 生态工程

生态工程的概念：人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。

生态工程的目的：遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。

生态工程的优点：少消耗、多效益、可持续。

生态工程所遵循的基本原理：物质循环再生原理；物种多样性原理；协调与平衡原理；整体性原理；系统学和工程学原理。

有机肥的来源：人畜粪便、枯枝败叶、残羹剩饭、河泥、炕土、老墙土以及农产品加工过程中的废弃物等。

有机肥的作用：改善土壤结构；培育土壤微生物；实现了土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用。

沼气工程的优点：有效解决农村的燃料问题；为饲料、肥料开辟新的来源；对节省林木和保护林草植被具有重要意义；减轻环境污染。

湿地的概念：地球上独特的生态系统，是水域和陆地的自然过渡形态，被誉为地球的肾脏。

湿地的功能：蓄洪防旱，调节区域气候，控制土壤侵蚀，自然净化污水，为迁飞的鸟类和多种动植物提供栖息地，为人们提供休闲娱乐的环境。

点源污染 / 非点源污染的概念：能（不能）找到具体污染来源的污染。

城市生态系统的概念：由自然系统、经济系统和社会系统组成的人工生态系统。