自制：生物高考選修3知識點(diǎn)總結(jié) (修復(fù)的)

1、選修3現(xiàn)代生物科技專題知識點(diǎn)總結(jié) 專題1 基因工程一、概念基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。由于基因工程是在DNA分子水平水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫做DNA重組技術(shù)。二、基因工程的基本工具（一）“分子手術(shù)刀”-限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）1、來源種類：主要是從原核生物中分離純化出來的，約有4000種。2、功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列（回文序列），并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開3、切割方式及結(jié)果（教材5頁圖1-3）：錯(cuò)位切-黏

2、性末端；平切-平末端（二）“分子縫合針”-DNA連接酶1、來源種類：從大腸桿菌分離得到的E·coliDNA連接酶；從T4噬菌體中分離得到的T4DNA連接酶2、功能（教材5頁圖1-4）：將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復(fù)兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。E·coliDNA只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間連接起來；而T4DNA連接酶能“縫合”兩種末端，但連接平末端的之間的效率較低。3、與DNA聚合酶作用的異同:DNA聚合酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個(gè)DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵。（三）“分子運(yùn)輸車”-基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載

3、體1、載體具備的條件：（1）能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存。（2）具有一至多個(gè)限制酶切點(diǎn)，供外源DNA片段插入。（3）具有標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。（4）大小合適，以便提取和在體外進(jìn)行操作（5）具有一定的安全性，對受體細(xì)胞無毒害作用2、最常用的載體是質(zhì)粒（教材6頁圖1-5）,它是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單的、獨(dú)立于細(xì)菌染色體之外，并具有自我復(fù)制能力的很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子。3、其它載體： 噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒4、在進(jìn)行基因工程操作中，真正被用作載體的質(zhì)粒，都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過人工改造的。三、基因工程的基本操作程序主要包括四個(gè)步驟（教材8頁圖1-6）：目的基因的獲取、基因表達(dá)載

4、體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測與鑒定（一）目的基因的獲取1、目的基因：主要是編碼蛋白質(zhì)的基因，也可以是一些具有調(diào)控作用的因子2、方法：從自然界中已有的物種中分離及人工合成（1）從基因文庫（基因組文庫和cDNA文庫）中獲取目的基因 （2）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因（教材10頁圖1-8）PCR是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的縮寫，由穆里斯等人發(fā)明，在PCR擴(kuò)增儀中完成。實(shí)質(zhì)：是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。原理：DNA雙鏈復(fù)制 前提：一段已知目的基因的核苷酸序列，以便合成引物條件： 模板（目的基因）、原料(脫氧核苷酸)、引物（一小段單鏈DNA）、熱穩(wěn)定DNA聚合酶、酶促反應(yīng)所

5、需離子等、溫度控制過程：第一步：（變性）加熱至9095DNA解鏈；第二步：（復(fù)性）冷卻到5560，引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈；第三步：（延伸）加熱至7075，熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物開始互補(bǔ)鏈的合成；第四步：多次重復(fù)。（3）通過DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成3、獲取目的基因的三種方法比較（1）如果知道目的基因全序列或兩端的核苷酸序列，而且基因比較大，可采用PCR技術(shù)擴(kuò)增（2）如果知道目的基因的序列，而且基因比較小，可采用化學(xué)方法人工合成（3）如果不知道目的基因的核苷酸序列，可采用構(gòu)建基因文庫的方法（二）基因表達(dá)載體的構(gòu)建1.目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳至下一代，同時(shí)，使目

6、的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。2.組成：目的基因啟動(dòng)子終止子標(biāo)記基因（1）啟動(dòng)子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質(zhì)。（2）終止子：也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段 ，位于基因的尾端，使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停止。（3）標(biāo)記基因：是為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。常用的標(biāo)記基因是抗生素基因等。3、構(gòu)建過程（三）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞1.轉(zhuǎn)化的概念：目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。2.常用的轉(zhuǎn)化方法：將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞：采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化

7、法（原理：農(nóng)桿菌感染雙子葉植物和裸子植物，其細(xì)胞中Ti質(zhì)粒上的T-DNA能夠轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞染色體DNA上。過程：見下圖-教材12頁圖1-11），其次還有基因槍法和花粉管通道法等。將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞：最常用的方法是顯微注射技術(shù)。此方法的受體細(xì)胞多是受精卵。操作程序是：目的基因表達(dá)載體提純 取卵（受精卵） 顯微注射 轉(zhuǎn)基因受精卵 胚胎早期培養(yǎng) 胚胎移植 新性狀動(dòng)物 將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞：原核生物作為受體細(xì)胞的原因是：繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少 。最常用的原核細(xì)胞是大腸桿菌，其轉(zhuǎn)化方法是：先用 Ca2+ 處理細(xì)胞，使其成為感受態(tài)細(xì)胞；再將重組表達(dá)載體DNA分子溶于緩

8、沖液中與感受態(tài)細(xì)胞混合，在一定的溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子，完成轉(zhuǎn)化過程。（四）目的基因的檢測與鑒定（在受體細(xì)胞中能否穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性）1.首先要檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，這是目的基因能否在受體細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵。方法是采用DNA分子雜交技術(shù)，即用放射性同位素或熒光分子等標(biāo)記的含有目的基因的DNA做探針，與轉(zhuǎn)基因生物基因組DNA雜交（教材14頁圖1-14）。如果顯示出雜交帶，就表明目的基因已插入染色體DNA中2.其次還要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA，這是檢測目的基因是否發(fā)揮功能作用的第一步。方法是采用分子雜交技術(shù)，即用標(biāo)記的目的基因作探針與轉(zhuǎn)基因生物

9、中提取的mRNA雜交。如果顯示出雜交帶，則表明目的基因轉(zhuǎn)錄出了mRNA3.最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)。方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原抗體雜交。若有雜交帶出現(xiàn)，表明目的基因已形成蛋白質(zhì)產(chǎn)品4.有時(shí)還需進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。如抗蟲或抗病接種實(shí)驗(yàn)，基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的功能進(jìn)行活性比較。四、基因工程的應(yīng)用五、蛋白質(zhì)工程1、概念：蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。2、原理與途徑（教材26頁圖1-29） 專題2 細(xì)胞工程一、概念與分類細(xì)胞工程

10、是指導(dǎo)應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上的操作，按照人的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。二、植物細(xì)胞工程（一）理論基礎(chǔ)（原理）-細(xì)胞全能性1、概念：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能，也就是說，每個(gè)生物細(xì)胞都具有全能性的特點(diǎn)。2、原因：細(xì)胞內(nèi)含有發(fā)育成完整個(gè)體所需要的全部基因。3、大小：（1）植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞（細(xì)胞核有全性）（2）受精卵生殖細(xì)胞干細(xì)胞體細(xì)胞（3）體細(xì)胞：分化程度低>分化程度高 （4）幼嫩的細(xì)胞>衰老的細(xì)胞 （5）分裂能力強(qiáng)的細(xì)胞>分裂能力弱的細(xì)胞4、生物體內(nèi)細(xì)胞沒有表

11、現(xiàn)出全能性的原因：理論上生物的任何一個(gè)細(xì)胞都具有發(fā)育成完整植物的潛力。但是在生物的生長發(fā)育過程中，細(xì)胞并不會(huì)表現(xiàn)出全能性，而是分化成各種組織和器官，是因?yàn)樵谔囟ǖ臅r(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會(huì)選擇性地表達(dá)出各種蛋白質(zhì)，從而構(gòu)成生物體的不同組織和器官。5、細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的條件：離體狀態(tài)；有一定營養(yǎng)物質(zhì)、激素和適宜的其他外界條件（二）植物組織培養(yǎng)技術(shù)1、概念：植物組織培養(yǎng)就是在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工控制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。2、過程、條件：（三）植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1、概念：將不同種植物的體細(xì)胞，在一

12、定條件下融合成一個(gè)雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的過程。 2、過程（教材36頁圖2-5）：（1）除去細(xì)胞壁的常用方法：酶解法（纖維素酶、果膠酶等）（2）原生質(zhì)體融合融合的基礎(chǔ)：細(xì)胞膜的流動(dòng)性（3）誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合方法：物理法-離心、振動(dòng)、電刺激等；化學(xué)法-聚乙二醇（PEG） （4）原生質(zhì)體融合完成（雜種細(xì)胞形成）的標(biāo)志：再生出細(xì)胞壁（5）雜種細(xì)胞需要篩選：考慮兩個(gè)細(xì)胞融合，共有五種細(xì)胞。（6）雜種細(xì)胞培養(yǎng)成雜種植株的方法：植物組織培養(yǎng)技術(shù)3、意義（與有性雜交方法比較）：克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，拓展了可用于雜交的親本組合范圍。（四）植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用1、植物繁殖的新途徑（1）微型

13、繁殖概念：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)（也叫快速繁殖技術(shù)）優(yōu)點(diǎn)： a.“高保真”：保持種苗優(yōu)良遺傳性狀(無性繁殖)；b.“高效率”：高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖；c.取材少，培養(yǎng)周期短,可產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，不受自然生長季節(jié)限制（2）作物脫毒原因：病毒在作物體內(nèi)逐年積累，會(huì)導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差取材：莖尖（分生區(qū)附近的病毒極少，甚至沒有）方法：植物組織培養(yǎng) （3）人工種子結(jié)構(gòu)：胚狀體（或不定芽、頂芽、腋芽）+人工薄膜(人工種皮) 優(yōu)點(diǎn)：a.解決了一些作物結(jié)仔困難、 繁殖力低、發(fā)芽率低等問題 b.屬于無性繁殖，能保持優(yōu)良品種的遺傳性狀（與有性繁殖比較） c.不受氣候、季節(jié)、地域的限制，節(jié)約

14、土地和糧食 d.方便儲(chǔ)存和運(yùn)輸（與試管苗比較） 人工種皮中的添加物: 適量的養(yǎng)分、無機(jī)鹽、有機(jī)碳源、農(nóng)藥、抗生素、有益菌；生長調(diào)節(jié)劑2、作物新品種的培育（1）單倍體育種方法優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短了育種年限（2）突變體的利用（體細(xì)胞誘變育種、教材40頁小知識）：利用組織培養(yǎng)時(shí)，分生狀態(tài)的細(xì)胞易受培養(yǎng)條件和外界壓力（如射線，化學(xué)物質(zhì)等）的影響而產(chǎn)生突變的原理，誘導(dǎo)并篩選出對人類有用的突變體，培育出新品種。（3）植物基因工程育種3、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：從人工培養(yǎng)的愈傷組織細(xì)胞中提取某種成分，如紫草素、香料等。 三、動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)，動(dòng)物細(xì)胞核移植，動(dòng)物細(xì)胞融合，生產(chǎn)單克隆

15、抗等。其中動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是其它動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。（一）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)1、概念：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個(gè)細(xì)胞，然后，放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長和繁殖。2、過程（教材45頁圖2-16）：取動(dòng)物組織塊（動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)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(gè)細(xì)胞制成細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中進(jìn)行原代培養(yǎng)貼滿瓶壁的細(xì)胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞，制成細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中進(jìn)行傳代培養(yǎng)。（1）取材：胚胎或幼齡動(dòng)物器官或組織。原因是分化程度低，增殖能力強(qiáng)，易培養(yǎng)。（2）處理成單個(gè)細(xì)胞:剪碎、用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理。原因是成塊的組

16、織中細(xì)胞與細(xì)胞靠在一起，彼此限制了細(xì)胞的生長和增殖；有利于細(xì)胞與培養(yǎng)液接觸，進(jìn)行物質(zhì)交換（吸收營養(yǎng)物質(zhì)、排出代謝產(chǎn)物）（3）培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞生長的特性細(xì)胞貼壁：在培養(yǎng)瓶懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上。要求培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿內(nèi)表面光滑、無毒，易于帖附。接觸抑制:當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時(shí),細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖（4）原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)：人們通常將動(dòng)物組織消化后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)；當(dāng)原代培養(yǎng)的細(xì)胞處于接觸抑制后, 用胰蛋白酶處理,使細(xì)胞從瓶壁上脫離下來,然后加入新的培養(yǎng)液,將細(xì)胞分離稀釋,并從原培養(yǎng)瓶內(nèi)轉(zhuǎn)接到新的培養(yǎng)瓶內(nèi)繼續(xù)培養(yǎng)，叫傳代培養(yǎng)。傳代培養(yǎng)的細(xì)胞有少部分細(xì)胞能度過10代危機(jī)和50

17、代危機(jī)，核型發(fā)生變化，可獲得不死性。目前，使用的或冷凍保存的正常細(xì)胞通常為10代以內(nèi)，以保持細(xì)胞正常的二倍體核型。3、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件無菌、無毒的環(huán)境：對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行無菌處理；培養(yǎng)液中添加抗生素防止培養(yǎng)過程中污染；定期更換培養(yǎng)液以清除代謝產(chǎn)物，防止對培養(yǎng)細(xì)胞造成危害。營養(yǎng)：液體合成培養(yǎng)基：糖、氨基酸、促生長因、水、無機(jī)鹽、微量元素等；通常還需加入血清、血漿等天然成分。溫度和：哺乳動(dòng)物細(xì)胞最適溫度為36.5±0.5。多數(shù)細(xì)胞生存的適宜PH為7.2-7.4氣體環(huán)境：主要有O2 和CO2 ，O2是細(xì)胞代謝必須的， CO2維持培養(yǎng)液的PH。將培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶置于“95空氣+5

18、CO2”的混合氣體的培養(yǎng)箱中。 4、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用（1）生產(chǎn)有重要價(jià)值的生物制品： 如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體（2）應(yīng)用于基因工程（3）檢測有毒物質(zhì)，判斷某種物質(zhì)的毒性 （4）培養(yǎng)正常或病變的細(xì)胞，用于生理、藥理、病理研究。如用于篩選抗癌藥物 （二）動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物1、原理： 動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性（動(dòng)物細(xì)胞的全能性會(huì)隨著動(dòng)物細(xì)胞分化程度的提高而逐漸受到限制，分化潛能逐漸變?nèi)?。因此，還不能用類似植物組織培養(yǎng)的方法獲得完整的動(dòng)物個(gè)體，用動(dòng)物體細(xì)胞克隆的動(dòng)物，實(shí)際是通過核移植實(shí)現(xiàn)的）。2、概念： 動(dòng)物核移植是將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核,移入一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中.使其

19、重組并發(fā)育成一個(gè)新的胚胎,這個(gè)新的胚胎最終發(fā)育為動(dòng)物個(gè)體。用核移植的方法得到的動(dòng)物稱為克隆動(dòng)物 3、分類：哺乳動(dòng)物核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植（比較容易）和體細(xì)胞核移植（比較難）。4、體細(xì)胞核移植的過程（教材48頁圖2-21）（1）受體細(xì)胞為減數(shù)第二次分裂中期的次級卵母細(xì)胞，此時(shí)在透明帶內(nèi)包含著第一極體，在去核的同時(shí)連同第一極體一并去掉。用卵母細(xì)胞做受體細(xì)胞原因：卵母細(xì)胞體積大，便于操作；卵黃多，營養(yǎng)物質(zhì)豐富；易激發(fā)細(xì)胞核全能性表達(dá)。（2）體細(xì)胞核移植技術(shù)最初是用玻璃微型吸管將供體細(xì)胞的細(xì)胞核吸出，再注人去核卵母細(xì)胞內(nèi);后來發(fā)展出了另外一種方法，即直接將供體細(xì)胞注人去核卵母細(xì)胞透明質(zhì)內(nèi)（透明帶

20、與次級卵母細(xì)胞膜間隙），然后用病毒介導(dǎo)或者電脈沖等方式使兩個(gè)細(xì)胞融合。這種方法操作簡便，對卵母細(xì)胞損傷較小，現(xiàn)在較為常用，多莉羊的產(chǎn)生就是用的這種方法。（3）克隆屬于無性繁殖，產(chǎn)生新個(gè)體的性別、絕大多數(shù)性狀與供核親本一致。5、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用：（1）利用體細(xì)胞克隆技術(shù)加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育； （2）利用體細(xì)胞核移植技術(shù)保護(hù)瀕危物種，增大存活數(shù)量；（3）轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白（聯(lián)系基因工程的應(yīng)用）； （4）轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物的細(xì)胞、組織和器官作為異種移植的供體（聯(lián)系基因工程的應(yīng)用）；（5）人的核移植胚胎干細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)分化，形成相應(yīng)的組織器官，用于組織器官

21、的移植（教材49頁圖2-22）；（6）研究克隆動(dòng)物和克隆細(xì)胞可使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程；（7）用克隆動(dòng)物做疾病模型，能使人們更好的追蹤研究疾病的發(fā)展過程和治療疾病。6、體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題：成功率低、技術(shù)環(huán)節(jié)有待改進(jìn)、克隆動(dòng)物存在健康問題、對克隆動(dòng)物食品的安全性問題存在爭議。（三）動(dòng)物細(xì)胞融合1、概念：動(dòng)物細(xì)胞融合也稱細(xì)胞雜交，是指兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過程。融合后形成的具有原來兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞，稱為雜交細(xì)胞。2、原理與誘導(dǎo)融合的方法：動(dòng)物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的原理基本相同，誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法類似，常用的誘導(dǎo)因素

22、有聚乙二醇(PEG)、滅活的病毒、電激等。3、過程、結(jié)果與成功標(biāo)志（教材52頁圖2-23）：經(jīng)過膜融合、質(zhì)融合、核融合形成雜交細(xì)胞，雜交細(xì)胞發(fā)生有絲分裂4、意義和應(yīng)用：（1）突破了有性雜交的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。（2）成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物新品種培育的重要手段 （3）利用雜交瘤技術(shù)，制備單克隆抗體。（四）單克隆抗體1、制備抗體的傳統(tǒng)方法及其缺點(diǎn)：向動(dòng)物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原，然后從血清中分離抗體。這種方法的缺點(diǎn)是產(chǎn)量低、純度低、特異性差2、單克隆抗體的概念： 每個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體?？寺我坏腂淋巴細(xì)胞形成細(xì)胞群，產(chǎn)生單一類型（針對一種抗原決定簇）的抗體。 存在的

23、問題是B淋巴細(xì)胞在體外不能無限增殖。3、單克隆抗體的制備 （1）米爾斯坦和科勒極富創(chuàng)造性的方案：將一種B淋巴細(xì)胞與能在體外大量增殖的骨髓瘤細(xì)胞融合，融合細(xì)胞（雜交瘤細(xì)胞）繼承了雙親細(xì)胞的遺傳物質(zhì)，既能迅速大量增殖，又能產(chǎn)生足夠數(shù)量的專一（特定）抗體。（2）制備過程（教材53頁圖2-24）：4、單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)：特異性強(qiáng)，靈敏度高，可大量制備。 5、單克隆抗體的應(yīng)用（1）作為診斷試劑：臨床生化診斷、病理組織定位、體內(nèi)腫瘤的定位等,與常規(guī)抗體相比,具有準(zhǔn)確、高效、簡易、快速的特點(diǎn).（2）用于治療疾病和運(yùn)載藥物：主要用于癌癥治療，可單獨(dú)使用，也可制成“生物導(dǎo)彈”。生物導(dǎo)彈： 組成及作用：抗癌細(xì)胞的單

24、克隆抗體（導(dǎo)向）+放射性同位素、化學(xué)藥物或細(xì)胞毒素（殺癌細(xì)胞） 優(yōu)點(diǎn)：既不損傷正常細(xì)胞，又減少了用藥劑量；療效高，副作用小 專題3 胚胎工程 本章知識網(wǎng)絡(luò)：一、概念胚胎工程是指對動(dòng)物早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如體外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。二、理論基礎(chǔ)： 哺乳動(dòng)物在自然條件下，配子的發(fā)生、受精和早期胚胎發(fā)育規(guī)律是胚胎工程的理論基礎(chǔ)。胚胎工程的許多技術(shù)，實(shí)際是在體外條件下，對動(dòng)物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進(jìn)行的模擬操作。（一） 精子的發(fā)生1、場所：睪丸（精巢） 2、時(shí)間：初情期-

25、生殖機(jī)能衰退3、過程教材61頁圖32：精子細(xì)胞變成精子示意圖（1） 精子細(xì)胞變形成精子的過程的主要變化（2）精子的形態(tài)和大?。撼墒斓耐庑嗡乞蝌?，分頭、頸和尾三大部分。不同種動(dòng)物精子的形態(tài)相似，大小略有不同，與動(dòng)物的體型大小無關(guān)。（二）卵子的發(fā)生1、場所：卵巢和輸卵管 2、過程與時(shí)間（教材63頁圖3-5）：（三）受精：1、概念:是精子和卵子結(jié)合形成合子（受精卵）的過程。2、標(biāo)志:當(dāng)在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極體時(shí)，說明卵子已經(jīng)完成了受精。 3、場所：輸卵管內(nèi)4、過程（1）受精前準(zhǔn)備階段：準(zhǔn)備階段1：精子獲能， 即精子必須在雌性動(dòng)物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后，才能獲得受精能力的現(xiàn)象。準(zhǔn)

26、備階段2：卵子的準(zhǔn)備，即卵子在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟達(dá)到減數(shù)第二分裂中期（M）時(shí)，才具備受精能力。（2）受精階段教材：P65圖3-6過程 變化 精子穿越放射冠 頂體反應(yīng)，頂體酶釋放 頂體酶釋溶解放射冠的卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì)，形成通路 精子穿越透明帶 頂酶將透明帶溶出一條孔道 透明帶反應(yīng)（防止多精入卵受精的第一道屏障） 精子進(jìn)入卵細(xì)胞膜 精子被卵細(xì)胞微絨毛抱合，精子外膜和卵細(xì)胞膜融合 卵細(xì)胞膜反應(yīng)（防止多精入卵受精的第二道屏障） 雌、雄原核形成 精子尾部脫離，核膜破裂，形成雄原核 激活的卵子完成減數(shù)第二次分裂，排出第二極體，形成雌原核 雌、雄原核融合 雌、雄原核充分發(fā)育后，同時(shí)向細(xì)胞中部靠攏，并相互融

27、合成一個(gè)細(xì)胞核，形成合子（受精卵） （四）胚胎發(fā)育（教材66頁圖3-8）：三、胚胎工程的技術(shù)手段試管動(dòng)物技術(shù)是指通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育成早期胚胎后，再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術(shù)。應(yīng)用的技術(shù)手段主要有體外受精、胚胎的早期培養(yǎng)和胚胎移植，意義在于快速繁殖動(dòng)物優(yōu)良品種。（一）體外受精（教材72頁圖3-14）：主要過程包括卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)、精子的采集和獲能、受精等幾個(gè)主要步驟。1、卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)：（1）對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和豬、羊等：用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然后，從輸卵管中沖取卵子，直接與獲能的精子在體外受精。（2）對大家畜或大型動(dòng)物: 從剛屠宰母畜的卵

28、巢中采集卵母細(xì)胞，也可以借助超聲波探測儀、腹腔鏡等直接從活體動(dòng)物的卵巢中吸取卵母細(xì)胞。采集的卵母細(xì)胞，都要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精。2、精子的采集和獲能：(1)收集的方法:假陰道法（大家畜） 、手握法（豬、犬等）、電刺激（野生或經(jīng)濟(jì)動(dòng)物）(2)獲能處理: 培養(yǎng)法：把精子放入獲能液中（嚙齒動(dòng)物、家兔和豬）化學(xué)法：把精子放入一定濃度肝素或鈣離子載體A23187溶液中（牛、羊） 3、受精：獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程。（二） 胚胎的早期培養(yǎng)1、哺乳動(dòng)物胚胎培養(yǎng)液（發(fā)育培養(yǎng)液）成分：無機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等2、培養(yǎng)的

29、目的：檢查受精狀況和受精卵發(fā)育能力3、去向：胚胎培養(yǎng)發(fā)育到適宜階段時(shí)，可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動(dòng)物胚胎移植時(shí)間不同：牛、羊-桑椹胚或囊胚階段 ；小鼠、家兔-卵裂期或囊胚階段；試管嬰兒-8個(gè)或16個(gè)細(xì)胞階段（三）胚胎移植1、概念、實(shí)質(zhì)、地位：胚胎移植是指將雌性動(dòng)物的早期胚胎,或者通過體外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物的體內(nèi),使之發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。其中提供胚胎的個(gè)體稱為“供體”（優(yōu)良品種），接受胚胎的個(gè)體稱為“受體”（常見或存量大的品種）。胚胎移植實(shí)際上是生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過程。胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下

30、空間位置的轉(zhuǎn)換，而胚胎本身的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變，因此各種性狀均能保持其原來的優(yōu)良特性。在胚胎工程中通過任何一項(xiàng)技術(shù)，如轉(zhuǎn)基因、核移植，或體外受精等技術(shù)獲得的胚胎，都必須移植給受體才能獲得后代。因此，胚胎移植又是胚胎工程其他技術(shù)的最后一道“工序”。2、意義：（1）大大縮短供體本身的繁殖周期,大幅度提高雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖力。（2）良種畜群迅速擴(kuò)大，加速了育種工作和品種改良(后代保持供體優(yōu)良特性)（3）胚胎移植不受時(shí)間和地域的限制，大量節(jié)省了購買種畜的費(fèi)用（4）增加雙胎或多胎的比例（5）利用胚胎冷凍保存技術(shù)，建立胚胎庫，保存品種資源和瀕危物種。3、生理學(xué)基礎(chǔ)：（1）動(dòng)物發(fā)情排卵后，同種動(dòng)物的供、受

31、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。（2）早期胚胎在一定時(shí)間內(nèi)處于游離狀態(tài)。這就為胚胎的收集提供了可能。（3）受體對移入子宮的外來胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。這為胚胎在受體的存活提供了可能。（4）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。4、基本程序主要包括（教材74頁圖3-16、教材77頁圖3-19）：對供、受體的選擇和處理：選擇遺傳特性和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的供體，有健康的體質(zhì)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(jìn)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、

32、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(nèi)的胚胎沖洗出來(也叫沖卵)。對胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查，此時(shí)的胚胎應(yīng)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(jìn)行移植：方法一：手術(shù)法,引出受體子宮和卵巢，將胚胎注入子宮角，縫合創(chuàng)口。方法二：非手術(shù)法,將裝有胚胎的移植管送入受體母牛子宮的相應(yīng)部位，注入胚胎。移植后的檢查：對受體母牛進(jìn)行是否妊娠的檢查（四）胚胎分割1、概念、實(shí)質(zhì)：是指采用機(jī)械方法將早期胚胎切割2等份、4等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，因此可以看做是動(dòng)物無性繁殖或克隆的方法之一。2、理論基礎(chǔ)、材料：胚

33、胎細(xì)胞的全能性，因此要選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。3、主要儀器：實(shí)體顯微鏡和顯微操作儀。4、具體操作（教材79頁圖3-23）：用分割針或分割刀片將胚胎切開，吸出其中的半個(gè)胚胎，注入預(yù)先準(zhǔn)備好的空透明帶中，或直接將裸半胚移植給受體。5、注意事項(xiàng)：對囊胚階段的胚胎分割時(shí)，要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，否則會(huì)影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。6、存在的問題：（1）剛出生動(dòng)物的體重偏低，毛色和斑紋還存在差異；（2）采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胎的可能性是有限的（五）胎干細(xì)胞（ES或EK細(xì)胞）1、來源（教材80頁圖3-24）：早期胚胎或從原始性腺中分離出來。2、特性：具有胚胎細(xì)胞的特性，在形態(tài)上表現(xiàn)為體

34、積小，細(xì)胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。另外，在體外培養(yǎng)的條件下，可以增殖而不發(fā)生分化，可進(jìn)行冷凍保存，也可進(jìn)行遺傳改造。3、胚胎干細(xì)胞的主要用途是：（1）治療人類的某些頑癥：人類由于細(xì)胞壞死、退化或功能異常引起的疾病，如帕金森綜合癥、少年糖尿病和老年癡呆癥等，已成為醫(yī)學(xué)上尚未攻克的頑癥。利用ES細(xì)胞可以誘導(dǎo)分化形成新的組織 細(xì)胞的特性，移植ES細(xì)胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能。目前，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方面，用ES細(xì)胞誘導(dǎo)分化出的某些組織細(xì)胞已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑難病癥。（2）培育出人造組織器官，用于器官移植：隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展，通過ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化，還可以培育出人造組織器官，解決目前臨床上存在的供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。（3）ES細(xì)胞也是研究體外細(xì)胞分化的理想材料：ES細(xì)胞在飼養(yǎng)層細(xì)胞上，或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中，能夠維持不分化的狀態(tài)。在培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子，如牛黃酸等化學(xué)物質(zhì)時(shí)，就可以誘導(dǎo)ES細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化，這為揭示細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理提供了有效的手段。專題5 生態(tài)工程一、概念生態(tài)工程是指人類應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的基本