高考必看現代生物技術專題

1、選修3 現代生物技術專題精要知識點匯總專題1 基因工程（一）基因工程的概念基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴格的設計，通過體外DNA重組和轉基因技術，賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品?；蚬こ淌窃贒NA分子水平上進行設計和施工的，又叫做DNA重組技術。（二）基因工程的原理：基因重組1.1 基因工程的基本工具一、“分子手術刀”限制性核酸內切酶（限制酶）1、來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。2、功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，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，因此具有專一性。3、結果：經限制酶切割產生的DNA片段

2、末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。二、“分子縫合針”DNA連接酶1、兩種DNA連接酶（E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶）的比較：相同點：都縫合磷酸二酯鍵。區(qū)別： E·coliDNA連接酶來源于大腸桿菌，只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來；而T4DNA連接酶來源于T4噬菌體，能縫合兩種末端，但連接平末端之間的效率較低。2、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”載體1、載體具備的條件：能在受體細胞中復制并穩(wěn)

3、定保存。具有一至多個限制酶切點，供外源DNA片段插入。具有標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。2、常用的載體是質粒,它是一種裸露的、結構簡單的、獨立于細菌染色體之外，并具有自我復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 1.2 基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的獲取1.目的基因主要是指： 編碼蛋白質的結構基因 。2.原核基因采取直接分離獲得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反轉錄法_和化學合成法_。3.從基因文庫中獲取目的基因 （1） 基因文庫：將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不

4、同的基因，這些受體菌稱為這種生物的基因文庫。（2）基因組文庫：如果一個基因文庫含有某種生物的全部基因，這個基因文庫就是該種生物的基因組文庫。（3）部分基因文庫：如果一個基因文庫含有某種生物的一部分基因，這個基因文庫就是該種生物的部分基因文庫。4. PCR技術擴增目的基因（1）什么是PCR？ PCR是一項在生物體外復制特定DNA片段的核酸合成技術。通過這一技術，可以在短時間內大量擴增目的基因。（2）原理：DNA雙鏈復制（3）過程：第一步：加熱至9095DNA解鏈；第二步：冷卻到5560，引物結合到互補DNA鏈；第三步：加熱至7075，熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始進行互補鏈的合成。第二步：基因表達

5、載體的構建 (這一步是基因工程的核心)1. 目的：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時，使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。2. 組成：啟動子目的基因終止子標記基因（1）啟動子：是一段有特殊結構的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結合的部位，能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質。（2）終止子：位于基因的尾端，也是一段有特殊結構的DNA短片段 ，它能使轉錄在所需要的地方停止下來。（3）標記基因的作用：是為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。常用的標記基因是抗生素抗性基因。第三步：將目的基因導入受體細胞1. 轉化的概念：是目的

6、基因進入受體細胞內，并且在受體細胞內維持穩(wěn)定和表達的過程。2. 常用的轉化方法：（1）將目的基因導入植物細胞：采用最多的方法是 農桿菌轉化法，其次還有 基因槍法和 花粉管通道法等。（2）將目的基因導入動物細胞：最常用的方法是 顯微注射技術。此方法的受體細胞多是 受精卵。（3）將目的基因導入微生物細胞： 早期的基因工程用原核生物作為受體細胞的原因：原核生物繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對較少等。 應用最為廣泛的微生物受體細胞是：大腸桿菌 大腸桿菌細胞最常用的轉化方法是：第一步，用Ca2+ 處理細胞,使細胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)，這種細胞稱為感受態(tài)細胞。第二步，將重組表達載體

7、DNA分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細胞混合，在一定的溫度下促進感受態(tài)細胞吸收DNA分子，完成轉化過程。3. 重組細胞導入受體細胞后，篩選含有基因表達載體受體細胞的依據是標記基因是否表達。第四步：目的基因的檢測與鑒定 （這是檢查基因工程是否做成功的一步）1. 首先要檢測 轉基因生物的染色體的DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA分子雜交技術。2. 其次還要檢測 目的基因是否轉錄出了mRNA，方法是采用 標記的目的基因作探針與mRNA雜交。3. 最后檢測 目的基因是否翻譯成蛋白質，方法是從轉基因生物中提取 蛋白質，用相應的 抗體進行 抗原抗體雜交 。4.有時還需進行 個體生物學水平 的鑒定。如

8、 轉基因抗蟲植物是否出現抗蟲性狀 。1.3 基因工程的應用1. 植物基因工程：抗蟲、抗病、其他抗逆轉基因植物；利用轉基因改良植物的品質。2. 動物基因工程：用于提高動物生長速度；用于改善畜產品品質；用轉基因動物生產藥物（乳腺生物反應器）；用轉基因動物作器官移植的供體。3. 基因治療：把正常的外源基因導入病人體內，使該基因的表達產物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的，這是治療遺傳病的最有效的手段。基因治療又可分體外基因治療和體內基因治療。1.4 蛋白質工程的崛起蛋白質工程的概念： 是指以蛋白質分子的結構規(guī)律及其生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白

9、質，以滿足人類的生產和生活的需求。（基因工程在原則上只能生產自然界已存在的蛋白質）（1）蛋白質工程崛起的緣由：基因工程只能生產自然界已存在的蛋白質（2）蛋白質工程的基本原理：它可以根據人的需求來設計蛋白質的結構，又稱為第二代的基因工程。（3）蛋白質工程的基本途徑：從預期的蛋白質功能出發(fā)，設計預期的蛋白質結構，推測應有的氨基酸序列，找到相對應的脫氧核苷酸序列（基因）。以上是蛋白質工程特有的途徑；以下按照基因工程的一般步驟進行。（注意：目的基因只能用人工合成的方法）設計中的困難：如何推測非編碼區(qū)以及內含子的脫氧核苷酸序列專題2 細胞工程1、細胞工程的概念：是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法

10、，通過細胞水平或細胞器水平上的操作，按照人們的意愿來改變細胞內的遺傳物質或獲得細胞產品的一門綜合科學技術。 2、根據操作對象的不同，細胞工程可分為 植物細胞工程 和 動物細胞工程。2.1 植物細胞工程一、植物組織培養(yǎng)技術1、原理：植物細胞具有 全能性 ，即具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞，都具有發(fā)育成完整個體的潛能。2、 過程： （脫分化） （再分化）離體的植物器官、組織或細胞 -愈傷組織 -幼根和芽 完整植株 3、幾個概念(1) 外植體： 從活植物體上切下進行培養(yǎng)的那部分組織或器官。(2) 細胞脫分化： 已 分化 的細胞，經過誘導后，失去 其特有的結構和功能 而轉變成未分化細胞的過程。

11、(3) 愈傷組織: 離體的植物器官、組織或細胞，在培養(yǎng)一段時間以后，通過細胞分裂，形成一種高度液泡化、無定形狀態(tài)薄壁細胞組成的排列疏松無規(guī)則的組織。( 愈傷組織細胞特點：是具有分生能力的薄壁細胞。)（4）再分化： 脫分化產生的愈傷組織在培養(yǎng)過程中重新分化根或芽等器官的過程。 （5）植物組織培養(yǎng): 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、叢芽，最終形成完整植株。4、植物組織培養(yǎng)的條件：（1）細胞離體（2）一定的營養(yǎng)物質、激素和其他外界條件（如含有全部營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基、一定的溫度、濕度、空氣、無菌環(huán)境、適

12、合的PH、適時光照等）。5、決定植物細胞脫分化、再分化的關鍵因素是 植物激素（主要是生長素與細胞分裂素）。當生長素含量高于細胞分裂素時，主要誘導植物組織脫分化和根原基的形成；而當細胞分裂素的效應高于生長素時，則主要誘導植物組織再分化和芽原基的形成。6、生物生長發(fā)育過程中，細胞不表現全能性的原因：基因的選擇性表達。7、植物組織培養(yǎng)的用途：微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細胞產物的工廠化生產。（1） 植物繁殖 微型繁殖：可以高效快速地實現種苗的大量繁殖 作物脫毒：采用莖尖組織培養(yǎng)來除去病毒（因為植物分生區(qū)附近的病毒極少或沒有） 人工種子：以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽

13、等為材料，經人工薄膜包裝得到的種子。（優(yōu)點：完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性，不受季節(jié)的限制；方便儲藏和運輸）（2） 作物新品種培育 單倍體育種：單倍體育種的過程：植株（AaBb）通過減數分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab四種類型）；對花粉進行花藥離體培養(yǎng)（技術是植物組織培養(yǎng)）, 得到單倍體植株；在單倍體的幼苗時期用秋水仙素處理；得到了正常的純合二倍體植株（AABB、AAbb、aaBB、aabb四種類型）。單倍體育種的優(yōu)點：明顯縮短育種年限。 突變體利用：在組織培養(yǎng)中會出現突變體，通過從有用的突變體中選育出新品種（如篩選抗病、抗鹽、含高蛋白的突變體）（3） 細胞產物的工廠化生產：通過對能夠產生對人

14、們有利的產物的細胞進行組織培養(yǎng)，從而讓它們能夠產生大量的細胞產物。如人參皂苷的工廠化生產。8、地位：是培育轉基因植物、植物體細胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。二、植物體細胞雜交技術1、過程（圖解）：植物細胞A植物細胞B雜種細胞愈傷組織雜種植株 2、注意點: 去細胞壁所用的物質： 纖維素酶和果膠酶 ；誘導融合的方法：物理法包括離心、振動、電刺激 等?；瘜W法一般是用 聚乙二醇（PEG）作為誘導劑。融合完成的標志： 雜種細胞再生出細胞壁 ； 過程： 植物細胞融合及植物組織培養(yǎng) ；3、植物體細胞雜交的概念：是將不同種的植物 體細胞 ，在一定條件下融合成 雜種 細胞，并把雜種細胞培養(yǎng)成新的植物體的技

15、術。 4、意義：打破不同種生物間的生殖隔離限制，在一定程度上克服了遠緣雜交不親和的障礙，大大擴展了可用于雜交的親本組合范圍。2.2 動物細胞工程 動物細胞工程常用的技術手段有：動物細胞培養(yǎng)、動物細胞核移植、動物細胞融合、生成單克隆抗體等。其中 動物細胞培養(yǎng)技術 是其他動物細胞工程技術的基礎。一、 動物細胞培養(yǎng)1、概念：動物細胞培養(yǎng)就是從動物機體中取出相關的組織，將它分散成單個細胞，然后，放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細胞生長和繁殖。2、動物細胞培養(yǎng)的流程：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

16、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、細胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細胞貼壁。細胞數目不斷增多，當貼壁細胞分裂生長到表面 相互接觸 時，細胞就會停止分裂增殖，這種現象稱為 細胞的接觸抑制。4、動物細胞培養(yǎng)需要滿足以下條件：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、血漿等天然成分。溫度和pH ： 適宜溫度：哺乳動物多是36.50.5； pH：7.2

17、7.4。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。5、動物細胞培養(yǎng)技術的應用：制備病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等；檢測有毒物質；培養(yǎng)醫(yī)學研究所需用的各種細胞。二、動物體細胞核移植技術和克隆動物1、概念：動物核移植就是將動物的一個細胞的細胞核，移入一個已經去掉細胞核的卵母細胞中，使其重組并發(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。用核移植方法得到的動物稱為克隆動物。2、哺乳動物核移植可以分為胚胎細胞核移植（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)

18、豐富。4、體細胞核移植的大致過程（以牛為例）是：高產奶牛（提供體細胞）進行細胞培養(yǎng)；同時采集卵母細胞，在體外培養(yǎng)到減數第二次分裂中期，去核（顯微操作）注：為什么要用卵細胞？它可以提供充足的營養(yǎng)；操作簡便；細胞質不會抑制細胞核全能性的表達；將供體細胞注入去核卵母細胞；通過電刺激使兩細胞融合，供體核進入受體卵母細胞，構建重組胚胎；將胚胎移入受體（代孕）母牛體內；生出與供體奶牛遺傳基因相同的犢牛。5、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。6、體細胞核移植技術存在的問題：成功率低；克

19、隆技術的各個環(huán)節(jié)有待改進；克隆動物存在著健康問題，表現出 遺傳和生理 缺陷等。三、動物細胞融合1、概念：動物細胞融合也稱細胞雜交，是指兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程。融合后形成的具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞，稱為雜交細胞。2、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（PEG）、滅活的病毒、電激 等。3、動物細胞融合的意義：突破了有性雜交方法的局限，使 遠緣雜交 成為可能, 成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物新品種培育等 的重要手段。4、動物細胞融合與植物體細胞雜交的比較：細胞工程植物體

20、細胞雜交動物細胞融合理論基礎細胞膜的流動性、細胞的全能性細胞膜的流動性融合前處理酶解法去除細胞壁（纖維素酶、果膠酶）注射特定抗原，免疫處理正常小鼠誘導手段物理法:離心、振動、電激化學法：聚乙二醇（PEG）物理法:離心、振動、電激化學法：聚乙二醇（PEG）生物法：滅活的病毒（滅活的仙臺病毒）誘導過程第一步：原生質體的制備（酶解法）第二步：原生質體融合（物、化法）第三步：雜種細胞的篩選和培養(yǎng)第四步：雜種植株的再生與鑒定正常小鼠免疫處理動物細胞的融合（物、化、生法）雜交瘤細胞的篩選與培養(yǎng)專一抗體檢驗陽性細胞培養(yǎng)單克隆抗體的提純意義和用途意義：克服了遠緣雜交不親和的障礙，大大擴展了用于雜交的親本組合范

21、圍。應用：白菜-甘藍等雜種植株（1）制備單克隆抗體（2）診斷、治療、預防疾病，例如“生物導彈”治療癌癥5、單克隆抗體（1）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。（2）單克隆抗體的制備過程：對免疫小鼠注射特定的抗原蛋白（目的使小鼠產生了效應B細胞）；提取B淋巴細胞；同時用動物細胞培養(yǎng)的方法培養(yǎng)骨髓瘤細胞并提取；促使它們細胞融合注：融合的結果是有很多不符合要求的；如有2個B淋巴細胞融合的細胞等，所以要進行篩選；在特定的選擇培養(yǎng)基上篩選出融合的雜種細胞 特點是能迅速大量增殖，又能產生專一的抗體；然后對它進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測 篩選出能夠分泌所需抗體

22、的雜種細胞；最后將雜交瘤細胞在體外做大規(guī)模培養(yǎng)或注射入小鼠腹腔內增殖，從細胞培養(yǎng)液或小鼠腹水中可得到大量的單克隆抗體。（3）雜交瘤細胞的特點：既能迅速大量繁殖，又能產生專一的抗體。（4）單克隆抗體的優(yōu)點：特異性強，靈敏度高，并可能大量制備。（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”（由抗癌細胞的單克隆抗體結合化學藥物而成），也有少量用于治療其它疾病。專題3 胚胎工程1、胚胎工程的概念：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，如

23、體外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術。經過處理后獲得的胚胎，還需要移植到雌性動物體內生產后代，以滿足人類的各種需求。2、胚胎工程的理論基礎：哺乳動物的受精卵和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律 3.1 內體受精和早期胚胎發(fā)育一、精子和卵子的發(fā)生 （一）精子的發(fā)生1、發(fā)生場所：睪丸2、時間： 初情期生殖機能衰老3、精子發(fā)生的過程 （1）精子細胞變形中的主要變化： （2）成熟精子外形似蝌蚪，分頭、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。 （二）卵子的發(fā)生1、發(fā)生部位：卵巢2、時間： 減數第一次分裂在雌性動物排卵前后完成；減數第二次分裂在精子和卵子結合的過程中完成

24、。3、卵子發(fā)生的過程在胎兒時期，卵原細胞進行有絲分裂演變成初級卵母細胞被卵泡細胞包圍，減一分裂在排卵前后完成，形成次級卵母細胞和第一極體進入輸卵管準備受精；減二分裂是在受精過程中完成的。 4、判斷卵子是否受精的重要標志： 當在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時，說明卵子已經完成了受精。 （ 受精完成的標志是：雌、雄原核融合為合子。）5、哺乳動物精子和卵子的發(fā)生主要有哪些相似點和不同點？ 相似之處：細胞分裂的最初階段為有絲分裂，不斷增加性原細胞的數量；經過減數分裂（MI和MII）才能形成精子或卵子。不同之處：由一個精原細胞分裂最后可產生多個精子；一個卵原細胞最后只能生成一個卵子。精子的形狀

25、為蝌蚪狀；卵子為球形。 特別提醒：精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別是哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內的貯備是在胎兒出生前完成。 二、受精1.概念：是精子和卵子結合形成合子（即受精卵）的過程。2.場所：輸卵管3.過程：（1)受精前的準備階段: 精子獲能:精子必須在雌性動物的生殖道發(fā)生相應的生理變化后,才獲得受精能力的生理現象。 卵子的準備:在輸卵管中發(fā)育到減數第二次分裂的中期,才具有與精子受精的能力。（2)受精階段: 精子穿越放射冠和透明帶 頂體反應：使頂體內的酶釋放出來并溶解放射冠內卵丘細胞之間的物質。 透明帶反應：是防止多精入卵受精的第一道屏障。 精子進入卵黃膜 卵黃膜封閉作用：是防止多精入卵受精的

26、第二道屏障。 原核形成 雄原核形成和雌原核形成。 配子結合 雌雄原核融合形成合子(受精卵)。4.意義：維持每種生物前后代體細胞中染色體數目的恒定 ；對于生物的遺傳和變異十分重要。三、胚胎發(fā)育（1）受精場所是母體的輸卵管。（2）卵裂期：特點：細胞有絲分裂，細胞數量不斷增加，但胚胎的總體體積并不增加，或略有減小。 （3）桑椹胚：特點：胚胎細胞數目達到32個左右時，胚胎形成致密的細胞團，形似桑椹。是全能細胞。（4）囊 胚：特點：細胞開始出現分化（該時期細胞的全能性仍比較高）。聚集在胚胎一端個體較大的細胞稱為內細胞團，將來發(fā)育成胎兒的各種組織。中間的空腔稱為囊胚腔。（5）原腸胚：特點：有了三胚層的分化

27、，具有囊胚腔和原腸腔。 3.2 體外受精和早期胚胎培養(yǎng)試管動物技術：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)育為 早期胚胎 后，再經移植產生后代的技術。一、體外受精屬有性生殖過程包括的主要步驟： 卵母細胞的采集、精子的獲取和受精 等1、卵母細胞的采集和培養(yǎng) 方法一： 對于體型小的動物，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。方法二： 從剛屠宰母畜的卵巢中采集卵母細胞；方法三： 借助超聲波探測儀、內窺鏡或腹腔鏡等直接從活體動物的卵巢中吸取卵母細胞。采集的卵母細胞，都要在體外經人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精。2、

28、精子的采集和獲能（1）收集精子的方法：假陰道法、手握法和電刺激法； （體外受精前，要對精子進行獲能處理）（2）獲能方法： 對嚙齒動物、兔、豬等的精子用 培養(yǎng)法（放入人工配制的獲能液中）；對牛、羊等精子用化學法（放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中）。 3、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。二、胚胎的早期培養(yǎng)：1、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。2、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。3、當胚胎發(fā)育到適宜的

29、階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動物胚胎移植的時間不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚階段才能進行移植，小鼠、家兔等實驗動物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎可在4個細胞階段移植。)3.3 胚胎工程的應用及前景一、胚胎移植1、概念：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，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術。其中提供胚胎的個體稱為“供體”，接受胚胎的個體稱為“受體”。（供體為優(yōu)良品種，作為受體的雌性動物應為常見或存量大的品種。）胚胎移植實際上是生產胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過程。2、地位：如轉基因、核移

30、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，胚胎移植是胚胎工程的最后一道“工序”。3、意義（或優(yōu)勢）：可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，縮短供體本身的繁殖周期。4、胚胎移植的生理學基礎：（1）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。（2）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。（3）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。（4）供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯系，但移入受體的供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。5

31、、胚胎移植的基本程序：（1）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排卵處理。（2）配種或人工授精。（3）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。（4）對胚胎進行移植。（5）移植后的檢查。對受體母牛進行是否妊娠的檢查。二、胚胎分割1、概念：是指采用機械方法將早期胚胎切割2等份、4等份或8等份等，經移植

32、獲得同卵雙胎或多胎的技術可看作是動物無性繁殖或克隆。2、意義：來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質，屬于無性繁殖。3、材料：發(fā)育良好，形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的發(fā)育過程中，細胞開始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。）4、操作過程：選擇良好的桑椹胚或囊胚移入培養(yǎng)皿中，用分割針或分割刀片將其切開，吸出其中的半個胚胎注入透明帶中或直接移植給受體。注意：對囊胚階段的胚胎分割時，內細胞團要均等分割，否則會影響胚胎的恢復和進一步發(fā)育。三、胚胎干細胞1、胚胎干細胞的含義：簡稱ES或EK細胞， 是由 早期胚胎 或 原始性腺 中分離出來的一類細胞。2、特征：具有胚胎細胞的特性，在形態(tài)上表現

33、為體積小，細胞核大，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任何一種組織細胞。另外，在體外培養(yǎng)的條件下，可以增殖而不發(fā)生分化?？蛇M行冷凍保存，也可進行遺傳改造。3、胚胎干細胞的主要用途是：可以用于治療人類的某些頑疾，如帕金森綜合癥、少年糖尿病等；利用可以被誘導分化形成新的組織細胞的特性，移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修復并恢復正常功能；隨著組織工程技術的發(fā)展，通過ES細胞體外誘導分化，定向培育出人造組織器官，用于器官移植，解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。是在體外條件下研究細胞分化的理想材料，在培養(yǎng)液中加入分化誘導因子，如牛黃酸等化學物質時，就可以誘導ES細胞

34、向不同類型的組織細胞分化，這為揭示細胞分化和細胞凋亡的機理提供了有效的手段；可用于研究哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律；專題4 生物技術的安全性和倫理問題一、轉基因生物的安全性爭論 ：1、基因生物與食物安全：反方觀點： 反對“實質性等同”、出現滯后效應、出現新的過敏原、營養(yǎng)成分改變正方觀點： 有安全性評價、科學家負責的態(tài)度、無實例無證據2、轉基因生物與生物安全：對生物多樣性的影響反方觀點：擴散到種植區(qū)之外變成野生種類、成為入侵外來物種、重組出有害的病原體、成為超級雜草、有可能造成“基因污染”正方觀點：生命力有限、存在生殖隔離、花粉傳播距離有限、花粉存活時間有限3、轉基因生物與環(huán)境安全：對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定

35、性的影響反方觀點：打破物種界限、二次污染、重組出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通過食物鏈進入人體正方觀點：不改變生物原有的分類地位、減少農藥使用、保護農田土壤環(huán)境二、生物技術的倫理問題1、克隆人：兩種不同觀點，多數人持否定態(tài)度。（1）否定的理由：克隆人嚴重違反了人類倫理道德，是克隆技術的濫用；克隆人沖擊了現有的婚姻、家庭和兩性關系等傳統(tǒng)的倫理道德觀念；克隆人是在人為的制造在心理上和社會地位上都不健全的人。（2）肯定的理由：技術性問題可以通過胚胎分級、基因診斷和染色體檢查等方法解決；不成熟的技術也只有通過實踐才能使之成熟。（3）中國政府的態(tài)度：禁止生殖性克隆，不反對治療性克隆。四不原則：不贊成、

36、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人的實驗。2、設計試管嬰兒：（設計試管嬰兒與試管嬰兒的區(qū)別：前者需進行基因檢測）兩種不同觀點，多數人持認可態(tài)度。（1）否定的理由：把試管嬰兒當作人體零配件工廠，是對生命的不尊重；早期生命也有活下去的權利，拋棄或殺死多余胚胎，無異于“謀殺”。（2）肯定的理由：解決了不育問題，提供骨髓中造血干細胞是 救治患者最好、最快捷 的方法，提供骨髓造血干細胞并不會對試管嬰兒造成損傷。3、基因身份證：（1）否定的理由：個人基因資訊的泄漏造成 基因歧視，勢必造成 遺傳性失業(yè)大軍、造成 個人婚姻困難、人際關系疏遠 等嚴重后果。（2）肯定的理由：通過 基因檢測 可以及早采取預防措

37、施，適時進行治療，達到挽救患者生命的目的。三、生物武器 1、種類：致病菌、病毒、生化毒劑，以及經過基因重組的致病菌。2、散布方式：吸入、誤食、接觸帶菌物品、被帶菌昆蟲叮咬等。3、特點：致病力強、多數具傳染性、傳染途徑多、污染面廣、有潛伏期、不易被發(fā)現、危害時間長等。4、禁止生物武器公約及中國政府的態(tài)度：在任何情況下不發(fā)展、不生產、不儲存生物武器，并反對生物武器及其技術和設備的擴散。專題5 生態(tài)工程5.1 生態(tài)工程的基本原理1、生態(tài)工程概念：生態(tài)工程是指人類應用生態(tài)學和系統(tǒng)學等學科的基本原理和方法，通過系統(tǒng)設計、調控和技術組裝，對已破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復、重建，對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產方式進行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產力，從而促進人類社會和自然環(huán)境和諧發(fā)展。2、生態(tài)工程建設的目的： 遵循自然界物質循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產潛力，防止環(huán)境污染，達到 經濟效益 和 生態(tài)效益 的同