基因重组:
1、概念:是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合。
2、基因重组的类型及意义
基因重组类型 |
发生时间 |
发生重组的原因 |
特点 |
非同源染色体上非等位基因间的重组 |
减一后期 |
同源染色体分开,等位基因分离,非同源染色体自由组合,导致非同源染色体上非等位基因间的重组 |
①只产生新的基因型,并产生新的基因→无新蛋白质→无新性状(新性状不同于新性状组合)②发生于真核生物、有性生殖的和遗传中(DNA重组除外)③两个亲本杂合性越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多→后代变异越多 |
同源染色体上非等位基因的重组 |
减一四分体时期 |
同源染色体上非姐妹染色单体之间交叉互换,导致基因重组 |
认为导致基因重组(DNA重组) |
体内重组质粒 |
目的基因经运载体导入受体细胞,导致受体细胞中基因重组 |
细胞分裂图中的变异类型确定:
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A图 |
B图 |
分裂类型 |
有丝分裂 |
减数分裂 |
变异类型 |
基因突变 |
基因突变或基因重组 |
基因突变和基因重组的意义不同:
比较项目 |
基因突变 |
基因重组 |
生物变异 |
生物变异的根本来源 |
生物变异的重要来源 |
生物进化 |
为生物进化提供最初原始材料 |
为生物进化提供丰富的材料(物质基础) |
生物多样性 |
生物多样性的根本原因 |
生物多样性的重要原因之一 |
易错点拨: 1、基因重组使控制不同性状的基因重新组合,因此会产生不同于亲本的新类型,但只是原有的不同性状的重新组合,并不会产生新的性状。
2、基因重组发生的时间是在减数第一次分裂的后期和四分体时期,而不是在受精作用过程中。
3、基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源,是形成生物多样性的重要原因之一。
4、基因重组在人工操作下也可实现,如基因工程、肺炎双球菌转化过程中都发生了基因重组。
例 如图是某个二倍体动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体,字母代表染色体上带有的基因)。据图判断不正确的是( )
A.该动物的性别是雄性
B.乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组
C.1与2或1与4的片段交换,前者属基因重组,后者属染色体结构变异
D.丙细胞不能进行基因重组
思路点拨:3个图都来自于同一个体,所以只能来自雄性动物,A正确;甲图中,l、2同源染色体之间的片段交换为基因重组,1、4非同源染色体之间的片段交换为染色体结构变异,C正确;乙图为有丝分裂后期细胞,A、a所在染色体为同一染色体复制而来,A、a只能由基因突变而来,B错误;丙图为减Ⅱ后期细胞,不能发生基因重组,D正确。
答案B
免疫系统的组成和功能:
一、免疫系统的组成:
二、免疫系统的功能:
1、非特异性免疫
(1)组成:
①第一道防线:皮肤、黏膜。
②第二道防线:体液中的杀菌物质(如溶菌酶)和吞噬细胞。
(2)特点:人人生来就有,不针对某一特定病原体。
2、特异性免疫(第三道防线)
(1)组成:主要由免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环而组成。
(2)作用:抵抗外来病原体和抑制肿瘤等。
(3)方式:体液免疫和细胞免疫。
(4)过程
①体液免疫:
②细胞免疫
3.监控和清除功能:监控并清除体内已经衰老或因其他因素而被破坏的细胞,以及癌变的细胞。
知识点拨:
识别抗原和特异性识别抗原的细胞
1、识别抗原的细胞:吞噬细胞.B细胞、T细胞、记忆细胞、效应T细胞。
2、特异性识别抗原的细胞:吞噬细胞只能识别自己与非己成分,因而没有特异性的识别能力,除吞噬细胞以外①中其余的细胞都有特异性的识别能力。
3、抗体与抗原结合后的反应
①抑制病原体的繁殖,或揶制病原体对人体细胞的黏附。
②多数情况下,抗原、抗体形成沉淀或细胞集团进而被吞噬细胞吞噬消化。
4、体液免疫和细胞免疫的关系
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体液免疫 |
细胞免疫 |
作用对象 |
抗原 |
靶细胞 |
作用方式 |
浆细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合 |
①效应T细胞和靶细胞密切接触②T细胞释放淋巴因子,促进免疫作用 |
联系 |
①在病毒感染中,往往先通过体液免疫阻止病原体通过血液循环而散布;再通过细胞免疫予以彻底消灭②细胞免疫作用使靶细胞裂解、死亡,抗原暴露,与抗体结合而被消灭③二者相互配合,共同发挥免疫效应 |
知识拓展:1、免疫细胞的来源和功能
细胞名称 |
来源 |
功能 |
吞噬细胞 |
造血干细胞 |
处理、呈递抗原,吞噬抗体一抗原结合体 |
B细胞 |
造血干细胞(骨髓中成熟) |
识别抗原,分化成为浆细胞(效应B细胞)、记忆细胞 |
T细胞 |
造血干细胞(胸腺中成熟) |
识别抗原,分泌淋巴因子,分化为效应T细胞、记忆细胞 |
浆细胞(效应B细胞) |
B细胞或记忆B细胞 |
分泌抗体 |
效应T细胞 |
T细胞或记忆T细胞 |
与靶细胞结合发挥免疫效应 |
记忆细胞 |
B细胞或T细胞 |
识别抗原,分化成相应的效应细胞 |
2、免疫活性物质并非都由免疫细胞产生,如唾液腺、泪腺细胞都可产生溶菌酶。
3、抗原和抗体
①成分:抗原并非都是蛋白质,但抗体都是蛋白质。
②来源:抗原并非都是外来物质(异物性),体内衰老、癌变的细胞也是抗原;抗体是人体受抗原刺激后产生的,但也可通过免疫治疗输入。
③分布
抗原:主要存在于细胞外的抗原引起体液免疫,存在于细胞内的抗原由细胞免疫清除。
抗体:主要分布于血清,也分布于组织液和外分泌液(如乳汁)中。
生物技术药物与疫苗:
1、生物技术药物:
(1)概念:一般是指利用DNA重组技术或其他生物技术生产的药物。
(2)内容:包括基因工程药物、酶工程药物、发酵工程药物、细胞工程药物等。
2、基因工程药物
(1)生产过程:获得目的基因→构建基因工程菌→工程菌大规模培养→产物分离纯化→除菌过滤→半成品检测→成品加工→成品检测。
(2)例子:大肠杆菌合成人胰岛素、干扰素等。
3、细胞工程药物
(1)制取过程:植物细胞株→固体培养→液体悬浮培养→收集细胞→提取纯化产物→药物制剂 。
(2)例子:人参、甘草、红豆杉、黄连、隐形、紫草和长春花等植物药物已经细胞培养成功;乙肝疫苗狂犬病疫苗和脊髓灰质炎疫苗等,以及干扰素、白细胞介素、肿瘤坏死因子等动物细胞培养药物。
4、生物技术疫苗:指基因工程疫苗。将病原体的某个或几个抗原基因转入适当的宿主细胞进行表达,获得的表达产物就可以作为疫苗使用。
5、DNA疫苗的应用前景广阔。
(1)DNA疫苗:又称核酸疫苗,是将致病微生物中,能够编码引起机体免疫反应的抗原基因与适当的载体结合,通过基因工程方法导入宿主细胞,并与宿主染色体整合,通过宿主细胞的转录、翻译表达出抗原,诱导宿主产生免疫应答,从而达到预防和治疗疾病的目的。
(2)DNA疫苗在某些肿瘤、艾滋病和肝炎等疾病的预防上可以发挥独特的作用。
知识拓展:
1、基因工程药物的生产中,最主要的环节是构建工程菌,即通过转基因技术将目的基因转入细菌中,形成基因重组工程菌。利用工程菌可以高效地生产出各种高质量、低成本的药品。
2、在动物细胞培养中,培养的细胞通常取自动物胚胎或出生不久的幼龄动物。
3、生物技术疫苗的载体不仅可以是微生物、动物细胞,还可以是动物体和植物体。目前美国已经在14个州试种了300多种“制药”作物,如生产乙型肝炎疫苗的转基因药用西红柿、香蕉等。这种转基因植物为疫苗的接种和普及提供了方便。利用生物技术不仅可以生产抗原蛋白起到疫苗的作用,还可以利用生物技术敲除病原体中的某些致病基因,获得减毒更彻底、安全性更高的减毒活疫苗,如腺病毒疫苗等。