物理选修三重点知识归纳

必修三

一、基因工程

1. 基因工程的遗传学原理是。 2. 基因工程的基本工具有、和。

其中限制酶的作用是识别特定的核苷酸序列并在特定位点断开。 3. 基因工程的基本步骤有：

①获取；可以从基因组文库（含有该生物的基因）和cDNA 文库（含有该生物的基因）中获取，还可以人工合成。

②构建；这是最核心的步骤，目的是使和 。基因表达载体包含等部分。

③将目的基因导入；导入植物细胞使用的方法是（最常用）、法和法。导入动物细胞，常用的受体细胞是

，导入的方法是。导入微生物细胞常常要先用处理微生物细胞，使其变成细胞。

④目的基因的检测与鉴定；检测目的基因是否导入受体细胞，可检测是否表达。检测转基因生物体内是否有目的基因，所用的方法是；检测目的基因在生物体内是否转录，方法是；检测目的基因是否表达，方法是；检测转基因生物是否培育成功，检测转基因生物是否具有相应的。

4. 基因工程的应用

①转基因植物（抗旱、抗寒、抗盐碱等植物） ②转基因动物（生长速度快、乳房生物反应器） ③基因工程制药和生产疫苗

④基因治疗（体内基因治疗和体外基因治疗） 5. 蛋白质工程

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，以满足人类的生产和生活需求。

②步骤：预期——设计——推测应有的

——找出相对应的（基因）——通过对现有的基因进行的方法或者以的方法获得基因

二、细胞工程 1. 植物细胞工程.

（1）植物组织培养技术

①原理：植物细胞的，原因是。 ②植物组织培养技术流程图

（2）植物体细胞杂交 ①遗传学原理

②植物体细胞杂交技术流程图

③优点：所形成的杂种植株同时具有两个物种的遗传性，克服了的障碍。 （3）植物细胞工程的实际应用

①植物的微型繁殖技术，优点：后代保持优良品种的遗传特性，高效快速地大量繁殖 ②作物脱毒

③人工种子：胚状体（或不定芽、顶芽、腋芽）+人工种皮 ④单倍体育种

⑤细胞产物的工厂化生产

2. 动物细胞工程 （1）动物细胞培养 ①动物细胞培养过程 ②动物细胞培养的条件 无毒无菌的环境 无菌处理、添加、 定期更换等 营养

将细胞所需的营养物质按 种类和数量配制成合成培 养基，并添加或等 适宜的温度和pH

气体环境：95%空气+5%的CO 2，CO 2用于。

（2）动物体细胞核移植技术和克隆动物 ①动物核移植是将动物的一个细胞的，移入一个已经去掉细胞核的中，使其重组并发育成一个新的胚胎，并最终发育为。

②体细胞核移植的过程

（3）动物细胞融合与单克隆抗体 ①单克隆抗体的制备 ②单克隆抗体的优点： 。

三、胚胎工程

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。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内产生后代，以满足人类的各种需求。 ②体内受精和体内胚胎发育

a. 受精的场所是；阻止多精入卵受精的两道防线是和 。

b. 体内胚胎发育的过程是。 ③体外受精和早期胚胎培养

a. 给雌性动物注射，使其超数排卵，并从将次级卵母细胞冲出。

b. 体外受精前，精子要经过处理，卵子要培养至，才能在专门的受精溶液中完成受精。 c. 早期胚胎培养：在适宜的培养液中培养受精卵 ④胚胎工程的应用及前景

a. 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法获得的胚胎，移植

到的、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。

优点：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 胚胎移植的基本程序： b. 胚胎分割

当胚胎发育至或进行胚胎分割，属于繁殖，进行胚胎分割时，要将均等分，以免影响胚胎的后续发育。

c. 胚胎干细胞（ES 或EK 细胞）

从或中分离出来的一类细胞，形态上：细胞体积，细胞核，核仁；功能上：具有发育；在体外培养的条件下：可以而不发生分化。

练习题

1．阅读如下材料：

材料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。

材料乙：T 4溶菌酶在翁度较高时易失去活性，科学家对编码T 4溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T 4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97为的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T 4溶菌酶的耐热性。 材料丙：兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙的体内，成功产出兔甲的后代，证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。 回答下列问题：

（1）材料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用法。构建基因表达载体常用的工具酶有和。在培育转基因植物是，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是。 （2）材料乙中的技术属于工程的范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对进行改造，或制造一种的技术。在该实例中，引起T 4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的序列发生了改变。

（3）材料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到种的，生理状况相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中，兔甲称为体，兔乙称为体。

2. 甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A ，乙含有效成分B 。某研究小组拟培育同时含有A 和B 的新型药用植物。回答下列问题：

（1）为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用酶和酶去除细胞壁，获得具有活力的，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成组织，然后经过形成完整的杂种植株。这种培育技术称为。

（2）上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是。

（3）这处杂交植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到 的等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。

3、某研究者用抗原（A ）分别免疫3只同种小鼠（X 、Y 和Z ），每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价（能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数），结果如下图所示。

若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的B 淋巴细胞（染色体数目40条），并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞（染色体数目60条）按一定比例加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不断分泌抗A 抗体的杂交瘤细胞。回答下列问题： （1）制备融合所需的B 淋巴细胞时，所用免疫小鼠的稳中有降清抗体效价需达到16000以上，则小鼠最少需要经过________次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X 、Y 、Z 这3只免疫小鼠中，最适合用于制备B 淋巴细胞的是__________小鼠, 理由是_________________。 （2）细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有__________________________，体系中出现多种类型细胞的原因是______________。 （3）杂交瘤细胞中有_________个细胞核，染色体数目最多是________条。

（4）未融合的B 淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活，原因是_____________________。

4．植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关，若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。 回答下列问题： （1）理论上，基因组文库含有生物的____________基因；而cDNA 文库含有生物的________基因。

（2）若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中________出所需的耐旱基因。

（3）将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物________的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的___ _____，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的____ 是否得到提高。

（4）假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3:1时，则可推测该耐旱基因整合到了________（填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”）

5.HIV 属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。回答下列问题：

（1）用基因工程方法制备HIV 的某蛋白（目的蛋白）时，可先提取HIV 中的________，以其作为模板，在___________的作用下合成___________，获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。

（2）从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是__________，该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV ，检测的原理是_________。

（3

）已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见，但是在艾滋病患者中却多发。引起这种现

象的根本原因是HIV 主要感染和破坏了患者的部分________细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能。

（4）人的免疫系统有____________癌细胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤。

6．已知生物体内用一种蛋白质（P ），该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P 分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氮酸，改变后的蛋白质（P1）不但保留P 的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：

（1）从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的进行改造。

（2）以P 基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰基因或合成基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括的复制；以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：。

（3）蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，

通过和进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物进行鉴定。

7. 毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIF Ⅱ) 基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIF Ⅱ基因的高绒质绒山羊的简单流程如下图。

(1)过程①中最常用的运载工具是__________，所需要的酶是限制酶和______________。 (2)在过程②中，用______________处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中，将成纤维细胞置于5% CO2的气体环境中，CO 2的作用是____________________。 (3)在过程③中，用__________处理以获取更多的卵(母) 细胞；成熟卵(母) 细胞在核移植前需要进行__________处理。

(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是________________；在胚胎移植前，通过__________技术可获得较多胚胎。

8． 如图表示利用胚胎干细胞（ES 细胞）所作的一系列研究，请据图分析回答．

（1）图中的胚胎干细胞（ES 细胞）可以从_____________和______________中分离获取． （2）过程I 将胚胎干细胞置于γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，

并加入动物血

清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态．在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的____________，加入抗生素是为了____________________．该过程对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义． （3）过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤中里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官．实验时，必须去除小鼠的胸腺，使其存在免疫缺陷，该过程研究的意义在于解决______________________________等问题． （4）该研究中，包含的生物技术有___________________________________（至少写出两种）． （5）过程Ⅱ将带有遗传标记的ES 细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有___________的特点．在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是_____________． （6）过程Ⅲ是培育转基因小鼠，将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需___________________，将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是____________． 9、请回答有关下图的问题：

(1)图甲中①-⑤所示的生物工程为。

(2)图甲中序号④所示过程叫做，该过程遵循的碱基互补配对原则不同于翻译过程的是（请将模板碱基写在前）。

(3)若预期蛋白质欲通过乳腺生物反应器生产，则构建基因表达载体时，图乙中序号1代表的是；且在图甲中⑨过程之前，要对精子进行筛选，保留含性染色体 （填“X ”或“Y ”）的精子。

(4)从雌性动物卵巢内获取的卵母细胞需要培养到期才能完成受精作用，此时细胞中的染色体组数是（图甲中雌性、雄性动物均为二倍体）；⑩过程中通常选择

期的胚胎进行移植；为了获得更多的卵母细胞，往往需要向雌性动物体内注射。 10．下图为含铁量较高的转基因水稻的培育过程示意图，请分析回答:

（1）获得铁结合蛋白基因有两条途径，一是以铁结合蛋白基因的 mRNA 为模板，在反转录酶的催化下，合成互补的单链 DNA，然后在 酶作用下合成双链 DNA，从而获得所需基因； 二是根据目标蛋白质的 序列，推测出相应的mRNA 序列，再推测其DNA 的 序列，通过化学方法合成所需基因。

（2）重组 Ti 质粒的结构除了含有标记基因、目的基因、终止子和复制原点外，还必须有

，它是 的部位。

进行筛选培养。

(大于、等于、小于)cDNA 文

（3）重组 Ti 质粒的构建除了需要限制酶外，还需要酶，这两种酶的作用位点都是。 （4）除了基本营养物质外，培养基 2 还应加入 （6）理论上，基因组文库含有的生物基因数量 库中含有的生物基因数量。

11．长期以来，优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈，近年来发展起来的细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机，请据图完成下列问题： （5）检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻 。

（1）在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术有____________（答两种技术）。 （2）从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞，称为ES 或EK 细胞。这类细胞的形态特征有______。

（3）试管牛的性别为__________，克隆羊多利的性状和_________（黑面绵羊＼白面绵羊）最接近。

（4）超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射___________；冲卵实质上是用特定装置，将供体母牛子宫内的_____________冲洗出来。

（5）从A 到E 中，适宜于牛的胚胎移植时期有_________（填字母）。

参考答案

1. 答案：（1）显微注射 限制性内切酶 DNA连接酶 农杆菌可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中

（2）蛋白质 现有的蛋白质 氨基酸 （3）同 供 受 2．【答案】（1）纤维素酶（1分） 果胶酶（1分） 原生质体（2分） 愈伤（2分）

再分化（分化）（2分） 植物体细胞杂交技术（1） （2）体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体（2分，其他合理答案也给分）

在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常（3分，其他合理答案也给分）

（3）胚状体、不定芽、顶芽、腋芽 （1分、答对其中一个即给分） 3. 【答案】（1）4 Y Y小鼠的血清抗体效价最高

（2）B 淋巴细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞 细胞融合是随机的，且融合率达不到100% （3）1 100 （4）不能无限增殖

4. [生物——选修3：现代生物科技专题]（15分） （1）全部 部分 （2）筛选

（3）乙 表达产物 耐旱性 （4）同源染色体的一条上

5. （1）RNA 逆转录酶cDNA （或DNA ）

(2) 抗体抗原抗体特异性结合 （3）T （或T 淋巴） （4）监控和清除 6．【答案】

（1）氨基酸序列（或结构）（1分其他答案合理也给分）

（2）P P1（每空2分，共4分) DNA 和RNA （或遗传物质）（2分） DNA→RNA RNA→ DNA RNA →蛋白质（或转录、逆转录、翻译）（3分）

（3）设计蛋白质的结构 推测氨基酸的序列 （每空2分，共4分 ） 功能（1分） 7.(1)质粒 DNA 连接酶

(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 维持培养基(液) 的pH (3)促性腺激素 去核（1分） (4)(早期) 胚胎培养 胚胎分割

8. （1）早期胚胎(1分) 原始性腺(1分) （2）营养物质防止杂菌污染（3）临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等（4）动物细胞培养、转基因技术、早期胚胎培养、胚胎移植（5）全能性(1分) 原肠胚(1分) （6）构建基因表达载体显微注射法(1分) 9、（除特殊标注外，每空2分，共15分） （1）蛋白质工程（1分） （2）逆转录 A—T

（3）乳腺蛋白基因的启动子 X （4）MII 中（或减数第二次分裂中）（1分） 1 （1分） 桑椹胚或囊胚 促性腺激素

10. （15分)(1)DNA 聚合酶 氨基酸 脱氧核苷酸(或碱基)

(2)启动子（2分) RNA 聚合酶识别和结合(识别、结合二者缺一不得分) （2分) (3)DNA连接 磷酸二酯键（2分) (4)潮霉素（2分)

（5）种子中铁含量(答出铁含量即得分) （2分) （6）大于