选修三知识点笔记整理专题2（人教版）
知识点整理：高中生物选修三《现代生物科技》基因工程
知识点整理：高中生物选修三《现代生物科技》细胞工程
知识点整理：高中生物选修三《现代生物科技》胚胎工程
知识点整理：高中生物选修三《现代生物科技》生态工程
1.3基因工程的应用一、植物：（一）提高农作物的抗逆能力：1．培育抗虫转基因植物（1）传统防虫方法：大多依靠农药，危害是造成环境污染（生物富集效应）、损害人类健康、增加成本。（2）发展趋势：是培育转基因抗虫植物，目的基因来源于苏云金芽孢杆菌的抗虫基因。2．培育抗病转基因植物（1）培育抗病毒转基因植物：多使用病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；（2）培育抗真菌转基因植物：可使用几丁质酶基因和抗毒素合成基因。3．培育其他抗逆转基因植物：正在研究提高农作物的抗盐碱和抗干旱能力（目的基因是调节细胞渗透压基因）、耐寒、抗除草剂植物等。（二）改良植物的品质：1．提高食品营养：许多食品含有的营养成分并不平衡。采用该技术将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。2．延长番茄贮存期3．提高花卉的观赏价值说明：培育转基因植物需植物组织培养技术手段支持。二、动物：（一）品种改良：1．提高生长速度：将外源生长激素基因导入动物体内，以提高动物的生长速率。2．改善畜产品品质：将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组获得的转基因牛分泌的乳汁乳糖的含量大大减低。说明：动物的品种改良、用转基因动物生产药物等应用需动物细胞的培养、胚胎移植等技术手段支持。（二）用转基因动物生产药物（生物反应器）：1．目的基因：药用蛋白基因2．基因表达载体构建：与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起3．将目的基因导入受体细胞的方法：显微注射等方法4．受体细胞：哺乳动物的受精卵5．辅助技术：将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物。6．产物获得：转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌的乳汁来生产所需要的药品。（三）作器官移植的供体（异种器官移植）：1．替代动物：科学家正试图利用基因工程方法对猪的器官进行改造2．原因：由于猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似，而且猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要远远少于灵长类动物3．采用的方法：（1）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（2）设法除去抗原决定基因再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。三、基因工程药品：1．传统生产方法：是直接从生物体的组织、细胞或血液中提取。缺点是受原料来源限制，价格十分昂贵。2．采用基因工程方法生产的优点是：高效率、高质量、低成本。3．举例：胰岛素、干扰素（糖蛋白）、乙肝疫苗、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子，以及预防乙肝、霍乱、伤寒、疟疾的疫苗，等等。说明：生产基因工程药品需发酵工程技术的支持。四、基因治疗：1．定义：是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。2．举例－复合型免疫缺陷症：（1）病因：由于腺苷酸脱氨酶基因缺失，造成体内缺乏腺苷酸脱氨酶（腺苷酸脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功能作用所必需的）。（2）治疗方法：将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细胞中，使淋巴细胞能够产生腺苷酸脱氨酶，然后，再将这种淋巴细胞转入患者体内。3．方法：类型方 法举 例特 点体外基因治疗从病人体内获得某种细胞进行培养→体外完成基因转移→筛选成功转移的细胞扩增培养→输入患者体内复合型免疫缺陷症的治疗操作复杂，但效果较为可靠。体内基因治疗直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法。遗传性囊性纤维化病的治疗简便4．用于基因治疗的基因种类：类 型作 用从健康人体上分离得到的功能正常的基因取代病变基因或依靠其表达产物弥补病变基因带来的生理缺陷。反义基因通过产生的mRNA分子，与病变产生的mRNA进行互补，来阻断非正常蛋白质的合成。自杀基因编码可以杀死癌变细胞的蛋白质酶。5．问题：处于初期临床试验阶段。可以说，在没有完全解释人类基因组的运转机制，充分了解基因调控机制和疾病的分子机理之前，进行基因治疗是十分困难的。存在技术、伦理道德以及安全性方面的诸多困难。6．展望：如果这些问题能逐一解决的话，基因治疗将推动21世纪的医学革命。1.4蛋白质工程的崛起一、产生（崛起）缘由：基因工程生产的蛋白质：1．自然界已存在；2．是生物在长期进化过程中形成的；3．它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。二、举例：1．利用蛋白质工程延长干扰素的保存时间；2．利用蛋白质工程提高玉米中赖氨酸的含量；3．许多工业用酶改变天然酶的特性后，使之适应生产和使用需要。三、基本流程：预期蛋白质功能→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）→合成DNA→表达出蛋白质。四、定义：1．设计依据：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2．方法：基因修饰或基因合成3．目的：对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质4．结果：以满足人类的生产和生活的需求即基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程，是包含多学科的综合科技工程领域。五、进展：难度大，成功的例子不多。原因是蛋白质的高级结构复杂，了解不够。六、前景：极为广阔，如科学家通过对胰岛素改造使其成为速效型药品。正积极探索将蛋门质工程应用于微电子方面（这种电子元件具有体积小、耗电少和效率高的特点）。七、展望：随着科学技术的深入发展，蛋白质工程将会给人类带来更多的福音。