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高中生物選修3重點知識點歸納

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你熟悉選修三的生物課本內容嗎?知道這本書都講了哪些知識點嗎?其實選修三主要是介紹了一些重要的生物科學技術。下面是小編精心整理的高中生物選修3重點知識點歸納,歡迎大家分享。

高中生物選修3重點知識點歸納

  基因工程

基因工程:是指按照人們的願望,進行嚴格的設計,通過體外DNA重組和轉基因技術,賦予生物以新的遺傳特性,創造出更符合人們需要的新的生物型別和生物產品。基因工程是在DNA分子水平上進行設計和施工的,又叫做DNA重組技術。

(一)基因工程的基本工具

1、“分子手術刀”——限制性核酸內切酶(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,並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)結果:

經限制酶切割產生的DNA的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連線酶

(1)兩種DNA連線酶(E·coliDNA連線酶和T4—DNA連線酶)的比較:

①相同點:都縫合磷酸二酯鍵。

②區別:E·coliDNA連線酶來源於大腸桿菌,只能將雙鏈DNA的片段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連線起來;而T4DNA連線酶能縫合兩種末端,但連線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連線酶是連線兩個DNA的片段的末端,形成磷酸二酯鍵。

DNA連線酶

DNA聚合酶

不同點

連線的DNA

雙鏈

單鏈

模板

不要模板

要模板

連線的物件

2個DNA的片段

單個脫氧核苷酸加到已存在的單鏈DNA的片段上

相同點

作用實質

形成磷酸二酯鍵

化學本質

蛋白質

3、“分子運輸車”——載體

(1)載體具備的條件:

①能在受體細胞中複製並穩定儲存。

②具有一至多個限制酶切點,供外源DNA的片段插入。

③具有標記基因,供重組DNA的鑑定和選擇。

(2)最常用的載體是質粒,它是一種裸露的、結構簡單的、獨立於細菌染色體之外,並具有自我複製能力的雙鏈環狀DNA分子。

(3)其它載體:λ噬菌體的衍生物、動植物病毒。

  基因工程的基本操作程式

第一步:目的基因的獲取

1、目的基因是指:編碼蛋白質的結構基因。

2、原核基因採取直接分離獲得,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錄法和化學合成法。

3、PCR技術擴增目的基因

(1)PCR的含義:是一項在生物體外複製特定DNA的片段的核酸合成技術。

(2)目的:獲取大量的目的基因

(3)原理:DNA雙鏈複製

(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結合;

第三步:加熱至70~75℃,熱穩定DNA聚合酶從引物起始進行互補鏈的合成。

(5)特點:指數(2n)形式擴增

第二步:基因表達載體的構建(核心)

1。目的:使目的基因在受體細胞中穩定存在,並且可以遺傳至下一代,使目的基因能夠表達和發揮作用。

2。組成:目的基因+啟動子+終止子+標記基因

(1)啟動子:是一段有特殊結構的DNA的片段,位於基因的首端,是RNA聚合酶識別和結合的部位,能驅動基因轉錄出mRNA,最終獲得所需的`蛋白質。

(2)終止子:也是一段有特殊結構的DNA的片段,位於基因的尾端。

(3)標記基因的作用:是為了鑑定受體細胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細胞篩選出來。常用的標記基因是抗生素基因。

第三步:將目的基因匯入受體細胞

1、轉化的概念:是目的基因進入受體細胞內,並且在受體細胞內維持穩定和表達的過程。

2、常用的轉化方法:

將目的基因匯入植物細胞:採用最多的方法是農桿菌轉化法,其次還有基因槍法和花粉管通道法等。

將目的基因匯入動物細胞:最常用的方法是顯微注射技術。方法的受體細胞多是受精卵。

將目的基因匯入微生物細胞:原核生物作為受體細胞的原因是繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對較少,最常用的原核細胞是大腸桿菌,其轉化方法是:

先用Ca2+處理細胞,使其成為感受態細胞,再將重組表達載體DNA分子溶於緩衝液中與感受態細胞混合,在一定的溫度下促進感受態細胞吸收DNA分子,完成轉化過程。

3、重組細胞匯入受體細胞後,篩選含有基因表達載體受體細胞的依據是標記基因是否表達。

第四步:目的基因的檢測和表達

1、首先要檢測轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因,方法是採用DNA分子雜交(DNA—DNA)技術。

2、其次還要檢測目的基因是否轉錄出mRNA,方法是採用分子雜交(DNA—RNA)技術。

3、最後檢測目的基因是否翻譯成蛋白質,方法是採用抗原—抗體雜交技術。

4、有時還需進行個體生物學水平的鑑定。如生物抗蟲或抗病的鑑定等。

  高中選修一生物知識

DNA的粗提取與鑑定

提取DNA的溶解性原理包括DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同;DNA不溶於酒精。

DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解度的特點:在0.14mol/L時溶解度最小;要使DNA溶解,需要較高濃度?要使DNA析出,又需要0。14mol/L的濃度?

在溶解細胞中的DNA時,人們通常選用2mol/LNaCl溶液;將DNA分子析出的方法是向溶有DNA的NaCl溶液中緩慢注入蒸餾水,以稀釋NaCl溶液。酒精是一種常用有機溶劑,但DNA卻不能溶於酒精(特別是95%冷卻酒精),但細胞中蛋白質可溶於酒精。

從理論上分析,預冷的乙醇溶液具有以下優點。一是抑制核酸水解酶活性,防止DNA降解;二是降低分子運動,易於形成沉澱析出;三是低溫有利於增加DNA分子柔韌性,減少斷裂。

採用DNA不溶於酒精的原理,可以達到的目的是:將DNA和蛋白質進一步分離。

提取DNA還可以利用DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性原理。利用該原理時,應選用蛋白酶,因為酶具有專一性,蛋白酶只水解蛋白質而不會對DNA產生影響。溫度值為60~80℃,因為該溫度值蛋白質變性沉澱,而DNA不會變性。

補充:DNA的變性是指DNA分子在高溫下解螺旋,其溫度在80℃以上,如在PCR技術中DNA變性溫度在95℃。

當鑑定提取出的物質是否是DNA時,需要使用什麼指示劑進行鑑定?

答:在沸水浴條件下,DNA遇二苯胺呈現藍色。

原理總結:通過利用不同濃度NaCl溶液溶解或析出DNA,可以從細胞中提取和提純DNA;再利用酒精進一步將DNA與蛋白質分離開來,達到提純的目的;最後利用二苯胺試劑鑑定提取的物質是否是DNA。

實驗材料的選取:

不同生物的組織中DNA含量不同。在選取材料時,應本著DNA含量高、材料易得、便於提取的原則。

本實驗用雞血細胞做實驗材料有兩個原因。一是因為雞血細胞核的DNA含量豐富,材料易得;二是雞血細胞極易吸水脹破,而用動物肝臟細胞作實驗材料常常需要勻漿和離心,對裝置要求較高,操作繁瑣,歷時較長。

雞血細胞破碎以後釋放出的DNA,容易被玻璃容器吸附,所以在提取過程中為了減少DNA的損失,最好使用塑料的燒杯和試管盛放雞血細胞液。

破碎細胞,獲取含DNA的濾液。

若選用雞血和洋蔥作實驗材料,則怎樣獲取含DNA的濾液?

答:在雞血細胞液中加入一定量蒸餾水並用玻棒攪拌,過濾後收集濾液;切碎洋蔥,加入一定量洗滌劑和食鹽,攪拌研磨,過濾後收集濾液。

為什麼加入蒸餾水能使雞血細胞破裂?

答:蒸餾水對於雞血細胞來說是一種低滲液體,水分可以大量進入血細胞內,使血細胞脹裂,再加上攪拌的機械作用,就加速了雞血細胞的破裂(細胞膜和核膜的破裂),從而釋放出DNA。