自制：生物高考選修3知識點總結(jié) (修復(fù)的)

1、選修3現(xiàn)代生物科技專題知識點總結(jié) 專題1 基因工程一、概念基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴(yán)格的設(shè)計，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分子水平水平上進行設(shè)計和施工的，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)兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。E·coliDNA只能將雙鏈DNA片段互補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DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵。（三）“分子運輸車”-基因進入受體細(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）具有一至多個限制酶切點，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、動植物病毒4、在進行基因工程操作中，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步驟（教材8頁圖1-6）：目的基因的獲取、基因表達載

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擴增儀中完成。實質(zhì)：是一項在生物體外復(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，使目

6、的基因能夠表達和發(fā)揮作用。2.組成：目的基因啟動子終止子標(biāo)記基因（1）啟動子：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)雱游锛?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.有時還需進行個體生物學(xué)水平的鑒定。如抗蟲或抗病接種實驗，基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的功能進行活性比較。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細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能，也就是說，每個生物細(xì)胞都具有全能性的特點。2、原因：細(xì)胞內(nèi)含有發(fā)育成完整個體所需要的全部基因。3、大小：（1）植物細(xì)胞動物細(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)胞并不會表現(xiàn)出全能性，而是分化成各種組織和器官，是因為在特定的時間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會選擇性地表達出各種蛋白質(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)胞膜的流動性（3）誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合方法：物理法-離心、振動、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： 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：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.方便儲存和運輸（與試管苗比較） 人工種皮中的添加物: 適量的養(yǎng)分、無機鹽、有機碳源、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：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，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、動物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段：動物細(xì)胞培養(yǎng)，動物細(xì)胞核移植，動物細(xì)胞融合，生產(chǎn)單克隆

15、抗等。其中動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是其它動物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。（一）動物細(xì)胞培養(yǎng)1、概念：動物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動物機體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個細(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(xì)胞制成細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中進行原代培養(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細(xì)胞，制成細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中進行傳代培養(yǎng)。（1）取材：胚胎或幼齡動物器官或組織。原因是分化程度低，增殖能力強，易培養(yǎng)。（2）處理成單個細(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,細(xì)胞就會停止分裂增殖（4）原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)：人們通常將動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代危機和50

17、代危機，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、動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用（1）生產(chǎn)有重要價值的生物制品： 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?；虿∽兊募?xì)胞，用于生理、藥理、病理研究。如用于篩選抗癌藥物 （二）動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物1、原理： 動物細(xì)胞核具有全能性（動物細(xì)胞的全能性會隨著動物細(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物個體，用動物體細(xì)胞克隆的動物，實際是通過核移植實現(xiàn)的）。2、概念： 動物核移植是將動物的一個細(xì)胞的細(xì)胞核,移入一個已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中.使其

19、重組并發(fā)育成一個新的胚胎,這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體。用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物 3、分類：哺乳動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，此時在透明帶內(nèi)包含著第一極體，在去核的同時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。（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程，促進優(yōu)良畜群繁育； （2）利用體細(xì)胞核移植技術(shù)保護瀕危物種，增大存活數(shù)量；（3）轉(zhuǎn)基因克隆動物作為生物反應(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、克隆動物存在健康問題、對克隆動物食品的安全性問題存在爭議。（三）動物細(xì)胞融合1、概念：動物細(xì)胞融合也稱細(xì)胞雜交，是指兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程。融合后形成的具有原來兩個或多個細(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：向動物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原，然后從血清中分離抗體。這種方法的缺點是產(chǎn)量低、純度低、特異性差2、單克隆抗體的概念： 每個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：特異性強，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.（2）用于治療疾病和運載藥物：主要用于癌癥治療，可單獨使用，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：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物早期胚胎或配子所進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)，實際是在體外條件下，對動物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進行的模擬操作。（一） 精子的發(fā)生1、場所：睪丸（精巢） 2、時間：初情期-

25、生殖機能衰退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?。撼墒斓耐庑嗡乞蝌剑诸^、頸和尾三大部分。不同種動物精子的形態(tài)相似，大小略有不同，與動物的體型大小無關(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極體時，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)進一步成熟達到減數(shù)第二分裂中期（M）時，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，同時向細(xì)胞中部靠攏，并相互融

27、合成一個細(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、受精等幾個主要步驟。1、卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)：（1）對實驗動物和豬、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)濟動物）(2)獲能處理: 培養(yǎng)法：把精子放入獲能液中（嚙齒動物、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、哺乳動物胚胎培養(yǎng)液（發(fā)育培養(yǎng)液）成分：無機鹽、有機鹽、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，可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動物胚胎移植時間不同：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個或16個細(xì)胞階段（三）胚胎移植1、概念、實質(zhì)、地位：胚胎移植是指將雌性動物的早期胚胎,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)相同的其他雌性動物的體內(nèi),使之發(fā)育為新個體的技術(shù)。其中提供胚胎的個體稱為“供體”（優(yōu)良品種），接受胚胎的個體稱為“受體”（常見或存量大的品種）。胚胎移植實際上是生產(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)良個體的繁殖力。（2）良種畜群迅速擴大，加速了育種工作和品種改良(后代保持供體優(yōu)良特性)（3）胚胎移植不受時間和地域的限制，大量節(jié)省了購買種畜的費用（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）動物發(fā)情排卵后，同種動物的供、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)。對胚胎進行質(zhì)量檢查，此時的胚胎應(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：對受體母牛進行是否妊娠的檢查（四）胚胎分割1、概念、實質(zhì)：是指采用機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：對囊胚階段的胚胎分割時，要將內(nèi)細(xì)胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育。6、存在的問題：（1）剛出生動物的體重偏低，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，可進行冷凍保存，也可進行遺傳改造。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，在動物實驗方面，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，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