高中生物選修3(浙科版)知識點總結[共8頁]

1、第一章 基因工程一、工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生1、基因工程的概念：（1）廣義的遺傳工程：泛指把一種生物的遺傳物質（細胞核、染色體脫氧核糖核酸等）移到另一種生物的細胞中去,并使這種遺傳物質所帶的遺傳信息在受體細胞中表達。（2）基因工程： 就是把一種生物的基因轉入另一種生物體中,使其產生我們需要的基因產物,或者讓它獲得新的遺傳性狀?；蚬こ痰暮诵氖菢嫿ㄖ亟MDNA分子。由于基因工程是在DNA分子水平上進行設計和施工的,因此又叫做DNA重組技術。（3）基因工程誕生的理論基礎： DNA是遺傳物質的發(fā)現(xiàn)過程、DNA雙螺旋結構的確立、遺傳信息傳遞方式的認定。2、基因工程的基本工具（1）“分子手術刀”限制性

2、核酸內切酶（限制酶） 來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。 功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列,并能切割（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。 例如：某種限制性核酸內切酶能識別的序列是GAATTC,能在G和A之間切割DNA,如下圖所示。 結果：能將DNA分子切割成許多不同的片段。備注：不同DNA分子用同一種限制性核酸內切酶切割形成的黏性末端都相同；同一個DNA分子用不同限制性核酸內切酶切割,產生的黏性末端一般不相同。（2）“分子縫合針”DNA連接酶 作用：將具有末端堿基互補的2個DNA片段連接在一起（縫合磷酸二酯鍵）形成的DNA分子稱為重

3、組DNA分子。 因此,DNA連接酶具有縫合DNA片段的作用,可以將外源基因和載體DNA連接在一起。（3）“分子運輸車”載體質粒 載體具備的條件：1）能在受體細胞中復制并穩(wěn)定保存。2）具有一至多個限制酶切點,供外源DNA片段插入。3）具有標記基因,供重組DNA的鑒定和選擇。 最常用的載體質粒：質粒在細菌中以獨立于擬核之外的方式存在,是一種特殊的遺傳物質,并具有自我復制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。最常用的質粒是大腸桿菌的質粒。 其它載體： 噬菌體的衍生物、動植物病毒二、基因工程的原理和技術1、基因工程的基本原理： 是讓人們感興趣的基因（即目的基因）在宿主細胞中穩(wěn)定和高效地表達。 為了實現(xiàn)基因工程的母

4、版,通常要有多種工具酶、目的基因、載體和宿主細胞等基本要素,并按照一定的程序進行操作：目的基因的獲得、重組DNA的形成、重組DNA導入受體細胞（宿主細胞）,篩選含有目的基因的受體細胞、基因表達。2：目的基因的獲得：即獲得我們所需要的基因,如人的胰島素基因。（1）目的基因：是指能編碼蛋白質的結構基因。（2）獲得目的基因的兩種方法： 目的基因的序列已知：用化學方法合成目的基因。如胰島素基因 或用聚合酶鏈式反應（PCR）擴增目的基因 目的基因的序列未知：建立一個包括目的基因在內的基因文庫,從基因文庫中找到目的基因3、形成重組DNA分子： 就是將目的基因與載體DNA連接在一起。 通常是用相同的限制性核

5、酸內切酶分別切割目的基因和載體DNA（如質粒）,就會在目的基因和載體DNA的兩端形成相同的黏性末端,然后用DNA連接酶將目的基因和載體DNA連接在一起,形成重組DNA分子。4、將重組DNA分子導入受體細胞用適當?shù)姆椒▽⑿纬傻闹亟MDNA分子轉移到合適的受體細胞中。常用的受體細胞有大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌和動植物細胞等。如用質粒作載體,宿主細胞應選擇大腸桿菌,用氯化鈣處理大腸桿菌,增加大腸桿菌細胞壁的通透性,使含有目的基因的重組質粒進入大腸桿菌宿主細胞。5、篩選含有目的基因的受體細胞： 并不是所有細胞都接納了重組DNA分子,因此需要篩選含有目的基因的受體細胞。 采用選擇性培養(yǎng)基篩選。6、目的基因

6、的表達：目的基因在宿主細胞中表達,能產生人們需要的功能物質。三：本章總結：基因工程就是把一種生物的基因轉入另一種生物體中,使其產生我們需要的基因產物,或者讓它獲得新的遺傳性狀?；蚬こ痰暮诵氖菢嫿ㄖ亟MDNA分子。DNA是遺傳物質的發(fā)現(xiàn)過程、DNA雙螺旋結構的確立和遺傳信息傳遞方式的認定是基因工程誕生的理論基礎,而限制性核酸內切酶、DNA連接酶和質粒載體的發(fā)現(xiàn)與應用,又為基因工程的創(chuàng)建提供了技術上的保障?；蚬こ痰牟僮饕徊桨ǎ耗康幕虻墨@得、重組DNA的形成、重組DNA導入受體細胞（也稱宿主細胞）、篩選含有目的基因的受體細胞核母妃基因表達。第二章 克隆技術一、什么是克隆1、繁殖的方式：（1）有

7、性繁殖：經過異性生殖細胞的結合,產生合子,再由合子發(fā)育成下一代個體的繁殖方式。（2）無性繁殖：不經過異性生殖細胞的結合,直接由母體產生下一代個體的繁殖方式。 無限繁殖產生的個體保持了親本的遺傳性狀,一次產生后代的數(shù)量可以很大,可以迅速擴大其種群的數(shù)量。2、無性繁殖系：個體通過無性繁殖可連續(xù)傳代并形成群體,這樣的群體稱為無性繁殖系。 克隆就是指無性繁殖系。3、克隆技術： 是指才眾多的基因或細胞群體中通過無性繁殖和選擇獲得目的基因或特定類型細胞的操作技術。在分子水平上,基因克隆是指某種目的基因的復制、分離的過程；在細胞水平上,細胞克隆技術在利用雜交瘤制備單克隆抗體的技術中得到應用；在個體水平上,克

8、隆技術就是一種通過單個細胞,特別是來自特定活體的單個體細胞進行無性繁殖從而產生新個體的過程或技術。基因克隆和細胞克隆是現(xiàn)代生物技術中的關鍵技術。從理論上說,由于細胞核具有基因組合全套遺傳信息,生物的體細胞有潛力直接發(fā)育成胚胎和形成與核供體完全相同的個體克隆。二、植物的克?。?、細胞全能性（1）植物細胞全能性：指植物體的每個活細胞都具有遺傳上的全能性,因而都具有發(fā)育成完整植株的潛能。 原因：從理論上講,每個細胞都包含該物種的全部遺傳物質（全部基因）,所以每個活細胞都應具有全能性 。（2）植物細胞全能性的體現(xiàn)：全能性表達的難易程度：受精卵生殖細胞干細胞體細胞；植物細胞動物細胞 植物細胞全能性表達能

9、力強：實踐表明,植物體的幾乎所有組織（如根、莖、葉、花藥、子房及幼胚等組織）的細胞,通過誘導都可再生新植株。即植物體的每個活細胞,即使是已經高度成熟和分化的細胞,都保持了恢復到分生狀態(tài)的能力,都具有遺傳上的全能性。所以植物的組織培養(yǎng)比動物更方便。 不同植物或同種植物不同基因型個體的細胞全能性有差異：由于不同種類植物或同種植物的不同基因型個體之間遺傳性的差異,細胞全能性的表達程度大不相同。如擬南芥、煙草和番茄等能在多個世代中保持細胞全能性的表達；而小麥、要么和水稻等在多次繼代培養(yǎng)后會喪失細胞全能性的表達能力。 長期培養(yǎng)中,細胞全能性表達能力下降的原因：1）遺傳物質不可逆改變：染色體畸變、細胞核變

10、異或非整倍體產生,且其結果不可逆；2）生長發(fā)育條件變化：細胞或組織中激素平衡被打破,或細胞對外源生長物質的敏感性發(fā)生改變；3）由于其他原因產生了缺乏成胚性的細胞系。植物克隆成功所需的條件：1）深入探討特定植物細胞全能性的表達條件（激素配比）；2）在植物克隆實驗中,選擇性狀優(yōu)良、細胞全能性表達充分的基因型。2.植物組織培養(yǎng)程序（1） 概念： 植物組織培養(yǎng)就是在無菌和人工控制的條件下,將離體的植物器官、組織、細胞培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上,給予適宜的培養(yǎng)條件,誘導其產生愈傷組織、生芽,最終形成完整的植株。（2） 培養(yǎng)過程：離體的植物器官、組織或細胞 愈傷組織 試管苗 植物體愈傷組織：一種相對沒有分化

11、的活的薄壁細胞團組成的新生組織。（細胞排列疏松、無規(guī)則）脫分化：已經高度分化的植物細胞,經過誘導重新恢復了分裂能力,產生愈傷組織的過程,又稱去分化。再分化：脫分化產生的愈傷組織經培養(yǎng),重新分化根或芽等器官的過程。組織培養(yǎng)具體過程： 配制含有適當營養(yǎng)物質和植物生長調節(jié)劑的半固體培養(yǎng)基（滅菌）； 從消毒的根、莖或葉上切取一些小組織塊； 將組織塊放在培養(yǎng)基上培養(yǎng),獲得愈傷組織；（無需光）植物組織切口處的細胞在創(chuàng)傷的刺激下發(fā)生脫分化稱為分裂的細胞,不斷進行分裂增殖,在創(chuàng)傷表面形成一種由相對沒有分化的活的的薄壁細胞團組成的新生組織,即愈傷組織。 以適當配比的營養(yǎng)物質和生長調節(jié)劑誘導愈傷組織,直到再生出新

12、植株。（需要光）（3）培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分： 無機營養(yǎng)成分：水、礦質元素（全部）,如硝酸鹽、銨鹽有機營養(yǎng)成分：1） 碳源：蔗糖2） 含N物質：氨基酸、維生素3） 瓊脂：0.7%1%,起支持作用植物生長調節(jié)劑：細胞分裂素、生長素PH值：5.06.03、植物的克隆：（1）理論基礎：植物細胞的全能性（2）技術基礎：植物組織培養(yǎng)（3）主要技術：植物細胞培養(yǎng)；植物器官培養(yǎng)；原生質體培養(yǎng)4、植物細胞培養(yǎng)（1）概念：指以單個游離細胞為外植體的離體無菌培養(yǎng)。 其目的是通過大規(guī)模的細胞培養(yǎng)以獲得人類所需的細胞次級代謝產物。（2）采用技術：懸浮細胞培養(yǎng)：通過液體懸浮培養(yǎng)使愈傷組織分散成單細胞,經適宜培養(yǎng)基中成分的誘導

13、,可從單細胞依次到細胞團、球形胚、心形胚和胚狀體,最后而形成新植株。5、器官培養(yǎng)：（1）概念：指以植物的根、莖、葉、花、果等器官為外植體的離體無菌培養(yǎng)。 （2）如何實現(xiàn)器官發(fā)生和形態(tài)建成：主要通過平衡的植物激素配比進行調控。1）誘導芽的分化：細胞分裂素生長素（激動素）2）誘導根的分化：生長素（IAA（吲哚乙酸）細胞分裂素 （3）細胞培養(yǎng)和器官培養(yǎng)的意義：細胞培養(yǎng)和器官培養(yǎng)時,植物克隆的結果,不一定是植物,也可以是器官,甚至是細胞群(愈傷組織)。人們要的可以是植物,也可以是細胞或者是細胞代謝產物。6、原生質體培養(yǎng)：（1）概念：用纖維素酶或果膠酶水解細胞壁,獲得球形的植物細胞原生質體（細胞中有代謝

14、活性的原生質部分,包括質膜、細胞質和細胞核）,用適當方法進行原生質體培養(yǎng),也可獲得新植株。（2）植物原生質體的獲得方法：在0.50.6mol/L的甘露醇溶液環(huán)境（較高滲透壓）下用纖維素酶和果膠酶混合液處理根尖、葉片、愈傷組織或懸浮培養(yǎng)細胞,將細胞壁消化除去,獲得球形的原生質體。問題：為什么要加較高滲透壓的甘露醇？原因：防止原生質體吸水脹破。7、植物體細胞雜交技術 在原生質體培養(yǎng)成功的基礎上,形成了體細胞雜交技術（原生質體融合）。（1） 概念： 植物體細胞雜交是指將來自兩個不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞,并把雜種細胞培育成新的植物體的方法。（2） 過程：（3）誘導融合的方法：物理法包括離心、

15、振動、電刺激等。化學法一般是用聚乙二醇（PEG）作為誘導劑。（4）融合完成的標志：新細胞壁的形成。（5）意義：克服了遠緣雜交不親和的障礙。8、植物細胞工程：（1）概念：培養(yǎng)植物細胞（包括原生質體）,借助基因工程方法,將外源遺傳物質（DNA）導入受體細胞（包括原生質體）中或通過細胞融合、顯微注射等將不同來源的遺傳物質重新組合,再通過對這些轉基因細胞或重組細胞進行培養(yǎng),獲得具有特定性狀的新植株。9、植物組織培養(yǎng)的應用：試管苗的快速繁殖、無病毒植物的培育、制造人工種子、單倍體育種、細胞產物的工廠化生產、轉基因植物的培育等。練習：（1）為什么體內細胞沒有表現(xiàn)出全能性,而是分化成為不同的組織、器官？答：

16、基因在特定空間和時間條件下選擇性表達的結果。在個體發(fā)育的不同時期,生物體不同部位的細胞表達的基因是不同的,合成的蛋白質也不一樣,從而形成了不同的組織和器官。（2）在植物組培過程中,為什么要進行一系列的消毒,滅菌,并且要求無菌操作？答：避免雜菌在上面迅速生長消耗營養(yǎng),且有些雜菌會危害培養(yǎng)物的生長。（3）列舉植物克隆的成就：答：1）細胞培養(yǎng)：如人工種子的制造,細胞產物的工廠化生產2）器官培養(yǎng)：如無病毒植物的培育,試管苗快速繁殖3）原生質體培養(yǎng)和植物細胞工程：轉基因植物培養(yǎng)、培養(yǎng)作物新品種三、動物的克隆 1、動物細胞、組織培養(yǎng)（1）動物細胞培養(yǎng)：就是從動物機體中取出相關的組織,經過機械消化或胰酶消化

17、,使其分散成單個細胞,然后放在適宜的培養(yǎng)基中,讓這些細胞生存、生長和繁殖。在某種程度上像體內一樣呈現(xiàn)一定的組織特性。（2）動物組織培養(yǎng)：體外培養(yǎng)動物組織,使其維持生活狀態(tài)或生長特性。可以伴隨組織分化,但最終成為細胞培養(yǎng)。2、動物細胞培養(yǎng)過程：（1）培養(yǎng)條件：無菌、無毒的環(huán)境：培養(yǎng)液應進行無菌處理。通常還要在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素,以防培養(yǎng)過程中的污染。此外,應定期更換培養(yǎng)液,防止代謝產物積累對細胞自身造成危害。營養(yǎng)：合成培養(yǎng)基成分：糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等。通常需加入血清(能促進細胞的生長、增殖和貼附)、血漿等天然成分。溫度：適宜溫度：哺乳動物多是36.50.5；pH：7

18、.27.4。氣體環(huán)境：95%空氣5%CO2。O2是細胞代謝所必需的,CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。（2）動物細胞培養(yǎng)的過程：取動物組織塊（動物胚胎或幼齡動物的器官或組織）剪碎用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞制成細胞懸液轉入培養(yǎng)瓶中進行原代培養(yǎng)貼滿瓶壁的細胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)。（3）培養(yǎng)過程中的幾點說明： 用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞：動物組織細胞間隙中含有一定量的膠原纖維蛋白質,將細胞網絡形成具有一定彈性和韌性的組織和器官。用蛋白酶可使其消化,從而使細胞相互分離。 原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)需要在CO2保養(yǎng)箱中保溫培養(yǎng)： 通過在培養(yǎng)箱內模

19、擬形成一個類似細胞或組織在生物體內的生長環(huán)境,如恒定的pH值（7.2-7.4）、穩(wěn)定的溫度（37°C）、較高的相對濕度（95%）、穩(wěn)定的CO2水平（5%）,來對細胞或組織進行體外培養(yǎng)的一種裝置。 原代培養(yǎng)：從機體取出后立即進行的細胞、組織培養(yǎng)。 傳代培養(yǎng)：將原代培養(yǎng)細胞分成若干份,接種到若干份培養(yǎng)基中,使其繼續(xù)生長、增殖。傳代培養(yǎng)的原因：如果不進行傳代培養(yǎng),就會因細胞密度過大和代謝消耗引起營養(yǎng)枯竭,不能正常生長。（4）離體動物細胞的生長特性： 細胞貼壁：懸浮液中分散的細胞緊貼培養(yǎng)瓶內壁才能生長。 接觸抑制：當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時,細胞就會停止分裂。 正常的生命活動：生長、

20、分裂、有規(guī)律的衰老、死亡等現(xiàn)象,但不分化。（5）動物細胞培養(yǎng)技術的應用：制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測有毒物質、培養(yǎng)醫(yī)學研究的各種細胞。3、細胞系、細胞株： 條件適合時,可以由傳代細胞建成細胞系或細胞株。（1）細胞系：指可連續(xù)傳代的細胞。原代培養(yǎng)物在首次傳代時就成為細胞系。 連續(xù)細胞系：遺傳物質改變,不死性 有的連續(xù)細胞系是惡性細胞系,具有異體致瘤性；有的連續(xù)細胞系獲得了不死性,但保留接觸抑制現(xiàn)象,不致癌。（2）細胞株：通過一定的選擇或純化方法,從原代培養(yǎng)物或細胞系中獲得的具有特殊性質的細胞系。如：單抗細胞株 細胞株一般具有恒定的染色體組型、同工酶類型、病毒敏感性和生化特性等。遺傳物質未改

21、變。細胞系泛指可傳代的細胞,細胞株指具有特殊性質的細胞系。4.克隆培養(yǎng)法（細胞克隆）：（1）概念： 把一個單細胞從群體中分離出來單獨培養(yǎng),使之繁衍成一個新的細胞群體的技術,叫克隆培養(yǎng)法或細胞克隆。（2）特點：遺傳性狀均一、表現(xiàn)的性狀相似,便于研究（3）細胞克隆的最基本要求：保證所建成的克隆來源于單個細胞（4）適合于克隆的細胞：對環(huán)境有較大適應范圍和具有較強獨立生存能力的細胞 群體細胞 單細胞無限細胞系、轉化或腫瘤細胞系原代細胞、有限細胞系（5）提高細胞克隆形成率的措施： 選擇適宜的培養(yǎng)基 添加血清 （胎牛血清） (能促進細胞的生長、增殖和貼附) 以滋養(yǎng)細胞支持生長（經射線照射的小鼠成纖維細胞）

22、 激素刺激（胰島素等） 使用CO2培養(yǎng)箱,調節(jié)PH（6）細胞克隆的主要途徑 從普通細胞系中分離出缺乏特殊基因的突變細胞系。 用于研究細胞的遺傳規(guī)律和生理特性。5、細胞融合與細胞雜交：（1）細胞融合：指用自然或人工方法,使兩個或多個不同的細胞融合成一個細胞的過程。（2）誘導融合的方法：1）生物法：滅活的仙臺病毒誘導融合,是動物細胞融合所特有的 2）化學法：聚乙二醇誘導融合 3）物理法：電融合技術：效率很高（3）細胞雜交：基因型不同的細胞間的融合稱為細胞雜交。（4）動物細胞融合技術的應用由于細胞雜交中染色體容易丟失,因此利用雜交細胞檢測特定染色體丟失與特定基因產物減少的對應關系,可以進行基因定位。

23、（5）動物細胞融合的意義：克服了遠緣雜交的不親和性,成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物新品種培育的重要手段。（6）動物細胞融合與植物體細胞雜交的比較：動物細胞融合與植物原生質體融合的原理基本相同,誘導動物細胞融合的方法與植物原生質體融合的方法類似,常用的誘導因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激等。比較項目細胞融合的原理細胞融合的方法誘導手段用途植物體細胞雜交細胞膜的流動性去除細胞壁后誘導原生質體融合離心、電刺激、振動,聚乙二醇等試劑誘導克服了遠緣雜交的不親和性,獲得雜種植株動物細胞融合細胞膜的流動性使細胞分散后誘導細胞融合除應用植物細胞雜交手段外,再加滅活的病毒誘導制備單克隆抗體的技術之一6

24、、雜交瘤技術和單克隆抗體制備：（1）雜交瘤技術：將抗體生成細胞同瘤細胞進行雜交的技術。該技術解決了抗血清的異質性問題。（2）雜交瘤技術制備單抗體： 抗體：一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體。從血清中分離出的抗體產量低、純度低、特異性差。 雜交瘤技術制備單抗體的基本方法：1） 用外界抗原刺激動物（如小鼠）,使其發(fā)生免疫反應,使B淋巴細胞產生抗體；2） 利用仙臺病毒或聚乙二醇等作介導,使經免疫的動物的脾細胞與可以無限傳代的骨髓瘤細胞融合；3） 經過篩選、克隆培養(yǎng),獲得來自單一細胞的既能產生特異抗體、又能無限增殖的雜交瘤細胞克隆。 單克隆抗體的制備過程：注入小鼠細胞融合分離抗原注入小鼠體內B淋巴細胞

25、骨髓瘤細胞雜交瘤細胞細胞培養(yǎng)選擇培養(yǎng)細胞培養(yǎng)基體內培養(yǎng)體外培養(yǎng)從腹水提取從培養(yǎng)液提取單克隆抗體 制備過程中的相關問題：1）單克隆抗體的制備運用了哪些動物細胞工程技術？ 答：動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合2）制備過程中進行了幾次篩選？每次篩選的目的是什么？ 答：兩次篩選：在細胞融合后選出雜交瘤細胞；對雜交瘤細胞進行培養(yǎng)后選出能產生特定抗體的細胞群,繼續(xù)培養(yǎng)。（3）雜交瘤細胞的特點：既能大量繁殖,又能產生專一的抗體。（4）雜交瘤技術制備單克隆抗體的優(yōu)點：可以從特異抗原成分比例極少的抗原混合物中獲得單抗。特異性強,靈敏度高。（5）單克隆抗體的作用： 作為診斷試劑：準確識別各種抗原物質的細微差異,并跟一定

26、抗原發(fā)生特異性結合,具有準確、高效、簡易、快速的優(yōu)點。 用于治療疾病和運載藥物：主要用于治療癌癥治療,可制成“生物導彈”,也有少量用于治療其它疾病。7、動物細胞全能性的表現(xiàn)程度：受精卵 二分裂球四分裂球八分裂球桑椹胚囊胚原腸胚組織、器官幼體 動物的受精卵,卵裂球含有2-8個細胞時,每個細胞具有全能性。 隨著胚胎發(fā)育的繼續(xù),有的細胞只具有分化出各種組織細胞的潛能,這樣的細胞叫多能干細胞。 有的細胞只能分化為一種細胞,叫單能干細胞。在動物體內,已經分化的細胞不再分化為其他細胞,甚至終生不再分裂,如高度分化的神經細胞 動物細胞全能性的表現(xiàn)程度 受精卵胚胎干細胞多能干細胞單能干細胞體細胞 低等動物細胞

27、：全能性一般容易體現(xiàn)。 癌細胞：仍能逆轉為正常細胞。無論分化還是癌變,變化的都是表現(xiàn)型,基因組成的完整性可以保留。8、動物難以克隆的根本原因： 基因的選擇性表達（差異表達）,使得細胞中合成了專一的蛋白質,即動物細胞已經發(fā)生了分化。分化的細胞,其細胞核中物種的基因組完整,具有全能性,但其基因組中的基因不同時進行活動,有的基因開放,有的基因關閉（如哺乳動物的紅細胞）,不能像受精卵那樣發(fā)揮細胞的全能性,以此為起點進行細胞克隆,難度很大。9、細胞核移植實驗和動物的克隆繁殖：（1）核移植概念：就是利用一個細胞的細胞核（核供體）來取代另一細胞中的細胞核,形成一個重建的“合子”。（2）哺乳動物核移植可以分為

28、胚胎細胞核移植（比較容易）和體細胞核移植（比較難）。（3）選用去核卵(母)細胞的原因：卵(母)細胞比較大,容易操作；卵(母)細胞細胞質多,營養(yǎng)豐富。（4）體細胞核移植的大致過程是： 核移植胚胎移植（5）多莉的培育用到了哪些技術？答：核移植、動物細胞培養(yǎng)、胚胎移植（6）體細胞克隆羊的培育成功,證明了什么？ 答：1）高度分化細胞經一定技術處理,也可回復到類似受精卵時期的功能。 2）在胚胎和個體發(fā)育中,細胞質具有調控細胞核（包括異源的細胞核）發(fā)育的作用。（7）體細胞克隆羊成功的分子細胞生物學機理有哪些？ 答：1）重組卵細胞最初分裂時雖然復制了DNA,但轉錄并未開始2）重組卵細胞的供體核DNA丟失了來

29、源于乳腺細胞的阻止核基因表達的調節(jié)蛋白。3）重組卵細胞開始第三次分裂時,原乳腺細胞的調節(jié)蛋白全部被卵細胞質中的蛋白因子替換了,核DNA被重新編排,胚細胞開始表達自己的基因,進而調控胚在代孕母親子宮中的進一步發(fā)育。4）核移植前對乳腺細胞的營養(yǎng)限制性培養(yǎng)（調節(jié)牛血清濃度）和電脈沖細胞融合技術,有利于核的變化和細胞融合后基因表達分子開關啟動。（8）體細胞核移植技術的應用：加速家畜遺傳改良進程,促進良畜群繁育； 保護瀕危物種,增大存活數(shù)量；生產珍貴的醫(yī)用蛋白； 作為異種移植的供體；用于組織器官的移植等。（9）體細胞核移植技術存在的問題：克隆動物存在著健康問題、表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等。（10）動物克隆成

30、功的條件： 1）具有包含本物種完整基因組的細胞核的活細胞。 如：乳腺上皮細胞；2）能有效調控細胞核發(fā)育的細胞質物質。 如：去核卵的細胞質；3）完成胚胎發(fā)育的必要的環(huán)境條件。 如：誘導重組細胞生長、分化的實驗條件和懷胎母體的子宮環(huán)境10、練習：（1）用于動物細胞培養(yǎng)的組織和細胞大都取自胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織,其主要原因是這樣的組織細胞 （ ） A、容易產生各種變異 B、具有更強的全能性C、取材十分方便 D、分裂增殖的能力強（2）下列為有關動物細胞培養(yǎng)的敘述,其中不正確的是（ ）A用于培養(yǎng)的細胞大都取自胚胎或幼齡動物的器官或組織B將所取的組織先用胰蛋白酶等進行處理使其分散成單個細胞C

31、在培養(yǎng)瓶中要定期用胰蛋白酶使細胞從瓶壁上脫離,制成懸浮液D動物細胞培養(yǎng)只能傳50代左右,所培養(yǎng)的細胞全部衰老死亡 （3）用動、植物成體的體細胞進行離體培養(yǎng),下列敘述正確的是（ ）A都需用CO2培養(yǎng)箱 B都須用液體培養(yǎng)基 C都要在無菌條件下進行 D都可體現(xiàn)細胞的全能性（4）動物細胞克隆是指（ ） A一個單細胞培養(yǎng)成一個新的細胞群的技術 B一個重組細胞經分裂、分化發(fā)育成一個動物個體的技術 C幾個同種動物的細胞培養(yǎng)成一個新的細胞群的技術 D一個卵裂球經胚胎分割發(fā)育成四個細胞群的技術（5）某研究小組為測定藥物對體外培養(yǎng)細胞的毒性,準備對某種動物的肝腫瘤細胞(甲)和正常肝細胞(乙)進行動物細胞培養(yǎng)。下列

32、說法正確的是 ( )A.在利用兩種肝組織塊制備肝細胞懸液時,也可用胃蛋白酶處理B.細胞培養(yǎng)應在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行,CO2的作用是刺激細胞的呼吸C.甲、乙細胞在持續(xù)的原代培養(yǎng)過程中,乙會出現(xiàn)停止增殖的現(xiàn)象D.僅用該培養(yǎng)液也能用來培養(yǎng)乙肝病毒（6）下列關于動物細胞培養(yǎng)的敘述,正確的是 ( )A.培養(yǎng)中的人效應T細胞能產生單克隆抗體B.培養(yǎng)中的人B細胞能夠無限地增殖C.人的成熟紅細胞經過培養(yǎng)能形成細胞株D.用胰蛋白酶處理肝組織可獲得單個肝細胞（7）世界上第一只克隆綿羊“多莉”的培育等程序如圖所示。請仔細看右圖后回答問題：1)圖中 過程為_。通過過程形成的重組細胞核遺傳物質與質遺傳物質各來

33、自哪里？_2)實施時,所需的受體細胞大多采用動物卵細胞的原因是：_。3)b過程細胞分裂的方式是_,此過程是否進行細胞分化？_（答“有”或“無”）4)圖中c所指過程為_ ,圖中d指的是克隆綿羊“多莉”經過在母體子宮內_后_。5)“多莉”面部的毛色和性別與 _綿羊相同,請根據(jù)遺傳學原理說明判斷依據(jù)：_ 。6)若不考慮環(huán)境因素影響,多莉的性狀是否全部像以上綿羊？為什么？7）植物組織培養(yǎng)之后,克隆綿羊培育成功,證明動物_。8）圖中技術具有多種用途,但是不能（ ）A.有選擇地繁殖某一性別的家畜 B.繁殖家畜中的優(yōu)良個體C.用于保存物種 D.改變動物的核基因（9）在現(xiàn)有技術條件下,還不能將從動物體內分離出

34、來的成熟的體細胞直接培養(yǎng)成一個新個體,而是必須將體細胞的細胞核移植到去核的卵細 胞中才能發(fā)育成新個體,你認為原因最可能是（ ）A.卵細胞大,便于操作 B.卵細胞含有的營養(yǎng)物質多C.卵細胞的細胞質可使體細胞核全能性得到表達 D.重組細胞才具有全能性答案：（1）D； （2）D （3）A （4）A （5）C （6）D（7）：1）細胞核移植；2）具有調控細胞核發(fā)育的細胞質物質；3）有絲分裂；有； 4）胚胎移植；妊娠；出生；5）白面；“多莉”綿羊的核基因和性染色體全部來自白面綿羊；6）卵細胞細胞質的遺傳物質也能控制某些性狀；7）細胞核也具有全能性；8）D；（9）C四、本章總結生命的基本特征之一是自我復制

35、和自我繁殖。個體通過無性繁殖可連續(xù)傳代并形成群體,這樣的群體稱無性繁殖系?？寺【褪侵笩o性繁殖系。在分子水平上,基因克隆是指某種目的基因的復制、分離過程；在細胞水平上,細胞克隆技術在利用雜交瘤制備單克隆抗體的技術中得到充分運用；在個體水平上,克隆技術就是一種通過單個細胞,特別是來自特定活體的單個體細胞進行無性繁殖從而產生新個體的過程或技術。克隆技術在分子細胞核個體水平上都得到很大發(fā)展。從理論上講,細胞（主要是包含遺傳物質的細胞核）具有的發(fā)育全能性是生物克隆的基本條件。實際研究表明,生物（特別是高等動物）的克隆需要以下基本條件：具有包含物種完整基因組的細胞核的活細胞、能有效調控細胞核發(fā)育的細胞質物

36、質、完成胚胎發(fā)育的必要的環(huán)境條件。植物克隆的技術基礎是植物的細胞核組織培養(yǎng),理論基礎是植物細胞的全能性。植物克隆可用于植物細胞培養(yǎng)植物器官培養(yǎng),在植物的細胞培養(yǎng)中,原生質體的分離與培養(yǎng)在解決整體植株上研究植物性狀及其遺傳特性的困難中,起到了重要作用。原生質體培養(yǎng)成功后,植物細胞工程技術得以發(fā)展,即在原生質體培養(yǎng)的基礎上,由原生質體融合（體細胞雜交）和轉基因技術結合的技術。植物組織培養(yǎng)和克隆的研究及時間經歷了一個世紀的發(fā)展,解決了人類生存的關鍵問題（糧食問題）。動物克隆的技術基礎是動物的細胞和組織培養(yǎng)。動物細胞培養(yǎng)可以獲得需要的細胞株系,把一個單細胞從群體中分離出來單獨培養(yǎng),使之繁殖成一個新的細

37、胞群體的克隆培養(yǎng)技術可以獲得純系細胞。動物細胞工程的主要技術手段是細胞培養(yǎng)和細胞融合,通過其發(fā)展起來的單克隆抗體技術帶來了細胞免疫學中的一次革命。由于動物個體發(fā)育過程中基因的選擇性表達,使得動物難以通過克隆進行繁殖。胚胎細胞克隆技術和體細胞核移植技術已經成功實現(xiàn)了部分動物的克隆繁殖。第三章 胚胎工程一、從受精卵談起:1、受精作用：（1）概念：成熟的精卵融合成為受精卵的過程。（2）場所：輸卵管（3）過程：（4）結果：形成受精卵（5）相關問題： 為什么只有同種動物精卵才能結合？答：同種動物精子、卵細胞表面有特異性相互識別的蛋白,這是同種動物精卵才能結合的原因之一。 受精作用完成的標志是什么？ 答：

38、在卵細胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時,說明卵子已經完成受精。2、胚胎發(fā)育的過程 受精卵是動物個體發(fā)育的起點。（1）胚胎發(fā)育過程： 受精卵卵裂球（包括包括2細胞期、4細胞期、8細胞、16細胞期、32細胞期）囊胚期原腸胚期（包括內、中、外三胚層和原腸腔）幼體（2）各發(fā)育時期的特點： 卵裂期：細胞有絲分裂,細胞數(shù)量不斷增加,但胚胎的總體體積并不增加,或略有減小。當卵裂球含28個細胞時,每個細胞都具有全能性,均可以發(fā)育成一個完整的個體。 桑椹胚：胚胎細胞數(shù)目達到32個左右時,胚胎形成致密的細胞團,形似桑椹。仍處于卵裂期,是全能細胞。 囊胚：細胞開始出現(xiàn)分化（該時期細胞的全能性仍比較高,也可用于

39、胚胎分割）：1）個體較小的滋養(yǎng)層細胞：位于囊胚外表,發(fā)育成胚胎的附屬結構或胚外結構,胚胎可通過這些組織從母體中獲得正常發(fā)育所需的氧氣和營養(yǎng)物質。2）聚集在胚胎一端個體較大的細胞：稱為內細胞團,即胚胎干細胞,是一種未分化的細胞,具有發(fā)育全能性,將來發(fā)育成胎兒的各種組織。3）中間的空腔稱為囊胚腔。 原腸胚：有了三胚層的分化,具有囊胚腔和原腸腔。原腸胚的內、中、外三個胚層逐漸分化形成各種器官原基。 器官的形成：3、總結：1）受精卵是新生命的第一個細胞,全能性最高。細胞全能性隨發(fā)育的深化而降低。 2）發(fā)育中的細胞分裂均為有絲分裂,產生的是體細胞；原腸胚階段是個體發(fā)育中分化程度最高的階段,但應注意細胞分

40、化貫穿整個個體發(fā)育過程。二、胚胎工程1、胚胎工程概念：泛指在動物胚胎發(fā)育過程中所進行的各種胚胎操作技術。 胚胎工程的研究對象主要限定于高等脊椎動物,特別是哺乳動物。研究的重點內容有：體外受精、胚胎體外培養(yǎng)、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等。2、體外受精和胚胎體外培養(yǎng)：（1）體外受精概念：就是采集雌性動物的卵細胞和雄性動物的精子,使其在試管中受精。（2）體外受精步驟： 卵母細胞的采集和培養(yǎng)：主要方法：用促性腺激素處理,使其排出更多的卵子,然后用穿刺針吸取卵泡液,取出卵母細胞,在體外經人工培養(yǎng)成熟后,才能與獲能的精子受精。 精子的采集和獲能：在體外受精前,要將成熟的精子放入培養(yǎng)液中培養(yǎng),對精子

41、進行獲能處理。 受精：獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵細胞在獲能溶液或專用的受精溶液中完成受精過程。（3）胚胎的體外培養(yǎng)：精子與卵子在體外受精后,應將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng),以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。培養(yǎng)液成分較復雜,除一些無機鹽和有機鹽外,還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分,以及血清等物質。當胚胎發(fā)育到適宜的階段時,可進行植入或著床。通常移植的最適宜時期是發(fā)育到8細胞以上的胚胎,如早期囊胚。3、胚胎移植（1）概念：也稱“借腹懷胎” 將經濟價值較高、遺傳性狀優(yōu)秀的母畜,經過激素處理,使其超數(shù)排卵后受精,然后將發(fā)育的早期胚胎分別移植到同期發(fā)情的代孕母的子宮內,通過代孕母妊娠產

42、仔的技術。供體：提供胚胎的個體。良種雌性動物受體：接受胚胎的個體。一般品種的雌性動物。（2）胚胎移植的基本程序：對供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和生產性能優(yōu)秀的供體,有健康的體質和正常繁殖能力的受體,供體和受體是同一物種。并用激素進行同期發(fā)情處理,用促性腺激素對供體母牛做超數(shù)排卵處理。 配種或人工授精。 對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存。配種或輸精后第7天,用特制的沖卵裝置,把供體母牛子宮內的胚胎沖洗出來(也叫沖卵)。對胚胎進行質量檢查,此時的胚胎應發(fā)育到桑椹或胚囊胚階段。直接向受體移植或放入196的液氮中保存。 對胚胎進行移植。 移植后的檢查。對受體母牛進行是否妊娠的檢查。（3）胚胎移植地

43、位：如轉基因、核移植,或體外受精等任何一項胚胎工程技術所生產的胚胎,都必須經過胚胎移植技術才能獲得后代,是胚胎工程的最后一道“工序”。（4）胚胎移植的意義：大大縮短了供體本身的繁殖周期,充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖能力。（5）胚胎移植的生理學基礎：（看一下即可） 移動到任何一頭動物子宮內都能發(fā)育嗎?答：應是同種動物。動物發(fā)情排卵后,同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的。這就為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境。為什么能收集到胚胎?早期胚胎在一定時間內處于游離狀態(tài)。這就為胚胎的收集提供了可能。 供體和受體會不會發(fā)生排斥？同種動物的受體對移入子宮的外來胚胎不發(fā)生免疫排斥反應。這為胚胎在受體的存活提供了可能。 移植的胚胎能否保留供體雙親的特性,是否具有受體的性狀?供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系,但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。（6）胚胎移植成功與否要有兩個關鍵條件 胚胎移植一般應在同種的雌性供體和受體之間進行。 進行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。4、