基因工程細(xì)胞工程胚胎工程

（優(yōu)選）基因工程細(xì)胞工程胚胎工程當(dāng)前第1頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)1基因工程相關(guān)知識整合 概述基因工程和蛋白質(zhì)工程基本操作過程，并思考下列問題。答案基因工程基本操作過程：獲取目的基因→構(gòu)建基因表達(dá)載體→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測與鑒定。蛋白質(zhì)工程基本操作過程：蛋白質(zhì)預(yù)期功能→蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu) 氨基酸序列的多肽鏈基因（DNA）分子設(shè)計DNA合成當(dāng)前第2頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)2（2）基因工程的基本操作步驟中哪幾處用到了限制酶，其特性和來源是什么？又有哪幾處涉及堿基互補(bǔ)配對？答案限制酶在第1、2步中用到而且要求同一種，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端；限制酶主要從原核生物中分離純化而來，它能識別DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且切割兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵，產(chǎn)生的末端有黏性末端和平末端；只有第三步將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞不需堿基互補(bǔ)配對，其余三個步驟都涉及堿基互補(bǔ)配對。當(dāng)前第3頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)3（3）基因表達(dá)載體如何構(gòu)建？答案當(dāng)前第4頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)4（4）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的常用方法？答案植物細(xì)胞：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；動物細(xì)胞：顯微注射法；微生物：Ca2+處理法。（5）目的基因的導(dǎo)入與表達(dá)如何進(jìn)行檢測與鑒定？答案①分子水平檢測a.插入檢測：DNA分子雜交技術(shù)，即使用放射性同位素標(biāo)記的含目的基因的DNA片段作探針檢測。b.表達(dá)檢測②個體生物學(xué)水平鑒定：對轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)行抗蟲或抗病的接種實(shí)驗。轉(zhuǎn)錄檢測：分子雜交法，即目的基因作 探針與mRNA雜交翻譯檢測：抗原—抗體雜交法當(dāng)前第5頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)5（沈陽質(zhì)檢）轉(zhuǎn)基因植物油是由轉(zhuǎn)基因植物通過壓榨或浸出法加工制得的，因其出油率高而被廣泛采用。我國是植物油消費(fèi)大國，每年都從國外進(jìn)口大量的轉(zhuǎn)基因植物油。（1）在培育轉(zhuǎn)基因油料植物的過程中，基因操作需要的工具酶是

。在基因表達(dá)載體中，目的基因的首端必須含有

，它是

識別和結(jié)合位點(diǎn)。（2）請寫出一種將目的基因?qū)胗土现参锛?xì)胞可以采用的方法：

。若受體細(xì)胞為植物體細(xì)胞，可采用

技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因植物體，該技術(shù)所依據(jù)的原理是

。限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶啟動子RNA聚合酶農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化（或基因槍、花粉管通道）法植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞全能性當(dāng)前第6頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)6（3）若要檢測（2）中獲得的植物細(xì)胞染色體上是否含有目的基因，可采用

技術(shù)。而想要得知上述植物是否真的出油率高，應(yīng)如何做？

。（4）若利用蛋白質(zhì)工程繼續(xù)提高油料植物的出油率，其設(shè)計流程應(yīng)從預(yù)期的

出發(fā)，設(shè)計預(yù)期的

結(jié)構(gòu)，推測出應(yīng)有的

序列，然后找到相對應(yīng)的

序列，再用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改變其現(xiàn)有性狀。DNA分子雜交將該植物制出植物油與同等質(zhì)量的非轉(zhuǎn)基因植物制出的植物油稱重比較蛋白質(zhì)功能蛋白質(zhì)氨基酸脫氧核苷酸當(dāng)前第7頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)7植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交 圖示植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交過程，并思考下列問題。當(dāng)前第8頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)8（1）上述兩過程依據(jù)的原理是什么？答案植物組織培養(yǎng)：細(xì)胞全能性；植物體細(xì)胞雜交：細(xì)胞膜的流動性和細(xì)胞的全能性。（2）在植物體細(xì)胞雜交過程中，原生質(zhì)體經(jīng)誘導(dǎo)劑處理后，會有幾種細(xì)胞類型？答案5種：甲、乙、甲甲、乙乙、甲乙當(dāng)前第9頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)9 野生馬鈴薯品種的植株具有較強(qiáng)的抗病、抗蟲、抗鹽堿、抗寒能力，但塊莖不能食用。俄、德、芬蘭專家共同做實(shí)驗研究，用野生馬鈴薯與馬鈴薯的體細(xì)胞進(jìn)行雜交，培育出了生活能力強(qiáng)的雜交系馬鈴薯。據(jù)圖分析回答問題：當(dāng)前第10頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)10（1）②過程可用聚乙二醇（PEG），其目的是

。（2）請用文字和箭頭表示出④⑤技術(shù)過程的實(shí)驗流程：

。由此過程可以看出植物細(xì)胞有形成完整個體的可能性，這是

。（3）在培養(yǎng)基上培養(yǎng)一段時間后，原生質(zhì)體會再生出細(xì)胞壁?？梢匀?，通過

實(shí)驗來鑒別細(xì)胞壁是否已經(jīng)再生。誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合融合細(xì)胞愈傷組織幼苗脫分化再分化植物細(xì)胞具有全能性的表現(xiàn)植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原當(dāng)前第11頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)11（5）請說明運(yùn)用植物體細(xì)胞雜交法的最大好處：

?？梢钥朔煌镞h(yuǎn)緣雜交不親和的障礙當(dāng)前第12頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)12 圖示動物細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞核移植和單克隆抗體制備過程，并思考以下問題。動物細(xì)胞工程技術(shù)的相關(guān)知識整合當(dāng)前第13頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)13當(dāng)前第14頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)14當(dāng)前第15頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)15（1）上述過程的原理是什么？答案①動物細(xì)胞培養(yǎng)：細(xì)胞增殖；②細(xì)胞核移植:細(xì)胞核全能性；③單克隆抗體的制備原理：a.免疫原理：經(jīng)免疫的B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生特異性抗體。b.增殖原理：骨髓瘤細(xì)胞能在體外培養(yǎng)的條件下大量增殖。c.融合原理：細(xì)胞膜的流動性以及病毒對宿主細(xì)胞的穿透性。（2）區(qū)分原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)、細(xì)胞株和細(xì)胞系。答案原代培養(yǎng)：可有兩種表述。a.細(xì)胞懸浮液第一次在瓶中培養(yǎng)，沒有分瓶培養(yǎng)之前的細(xì)胞培養(yǎng)；b.第1代細(xì)胞的培養(yǎng)與傳10代以內(nèi)的細(xì)胞培養(yǎng)統(tǒng)稱為原代培養(yǎng)。兩種表述沒有本質(zhì)區(qū)別。當(dāng)前第16頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)16傳代培養(yǎng)：同樣有兩種表述。a.細(xì)胞懸浮液培養(yǎng)一段時間后，分瓶再進(jìn)行的細(xì)胞培養(yǎng)；b.傳10代以后的細(xì)胞培養(yǎng)，統(tǒng)稱為傳代培養(yǎng)。細(xì)胞株：原代培養(yǎng)的細(xì)胞一般傳至10代左右會出現(xiàn)生長停滯，衰老死亡，少數(shù)度過“危機(jī)”的細(xì)胞能傳40~50代，形成細(xì)胞株。細(xì)胞株的遺傳物質(zhì)并沒有發(fā)生改變。細(xì)胞系：細(xì)胞株傳至50代以后，會出現(xiàn)第二次危機(jī)，少數(shù)度過第二次危機(jī)的細(xì)胞能夠無限制地傳下去，形成細(xì)胞系。細(xì)胞系的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，有癌細(xì)胞的特點(diǎn)。當(dāng)前第17頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)17（3）單克隆抗體制備過程中有哪兩次篩選？答案第一次篩選是將未融合的B細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞以及BB融合、瘤瘤融合的細(xì)胞通過選擇培養(yǎng)基淘汰，篩選出B瘤融合的細(xì)胞。第二次篩選是將產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞通過細(xì)胞培養(yǎng)用相應(yīng)抗原檢測的辦法篩選出來。因為從體內(nèi)獲取的免疫過的B淋巴細(xì)胞有很多種，形成的雜交瘤細(xì)胞有很多種，所以需篩選出產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。當(dāng)前第18頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)18 （濰坊質(zhì)檢）人CD20單克隆抗體是治療一些惡性腫瘤的特效藥物，目前主要是通過培養(yǎng)哺乳動物細(xì)胞的方式生產(chǎn)。我國科學(xué)家已經(jīng)培育出世界上第一頭轉(zhuǎn)入了CD20抗體基因的轉(zhuǎn)基因牛，可以從它產(chǎn)的牛奶中直接提取CD20抗體。這項技術(shù)成熟后，有望使這一特效藥的生產(chǎn)成本降至現(xiàn)在的1/10。請回答：（1）單克隆抗體的制備過程需先將

融合，這一過程的誘導(dǎo)方法與植物體細(xì)胞雜交不同的是

。（2）動物細(xì)胞培養(yǎng)需要在含

混合氣體的培養(yǎng)箱中進(jìn)行，培養(yǎng)液中通常需加入

等一些天然成分。經(jīng)過免疫的B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞用滅活病毒誘導(dǎo)血清、血漿95%空氣加5%CO2當(dāng)前第19頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)19（3）轉(zhuǎn)基因技術(shù)的核心是

。該過程用到的工具酶有

和

。基因表達(dá)載體的構(gòu)建限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）DNA連接酶知識依據(jù)單克隆抗體、植物體細(xì)胞雜交、動物細(xì)胞培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因完整分析單克隆抗體的制備首先是將經(jīng)過免疫的B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合，其誘導(dǎo)方法與植物體細(xì)胞雜交不同的是用滅活的病毒誘導(dǎo)。動物體細(xì)胞培養(yǎng)需要滿足以下條件：無菌無毒的環(huán)境、營養(yǎng)、溫度和當(dāng)前第20頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)20pH以及氣體環(huán)境。氣體環(huán)境必須是含95%的空氣加5%的CO2，O2是細(xì)胞代謝所必需的，CO2是維持培養(yǎng)液的pH。在使用合成培養(yǎng)基培養(yǎng)動物細(xì)胞時，由于人們對一些細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)還沒有完全搞清楚，因此通常需加入血清、血漿等一些天然成分。轉(zhuǎn)基因技術(shù)的核心是基因表達(dá)載體的構(gòu)建，用到的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。當(dāng)前第21頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)211.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞生物種類植物細(xì)胞動物細(xì)胞微生物細(xì)胞常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射技術(shù)Ca2+處理法受體細(xì)胞體細(xì)胞受精卵原核細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上→農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細(xì)胞→整合到受體細(xì)胞的DNA→表達(dá)將含有目的基因的表達(dá)載體提純→取卵（受精卵）→顯微注射→受精卵發(fā)育→獲得具有新性狀的動物Ca2+處理細(xì)胞→感受態(tài)細(xì)胞→重組表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合→感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子當(dāng)前第22頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)222.動物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交的不同項目動物細(xì)胞融合植物體細(xì)胞雜交原理細(xì)胞膜的流動性細(xì)胞膜的流動性及細(xì)胞的全能性誘導(dǎo)手段除物理、化學(xué)方法外還可用滅活的病毒物理、化學(xué)方法酶胰蛋白酶或膠原蛋白酶纖維素酶和果膠酶結(jié)果雜種細(xì)胞群雜種植株應(yīng)用制備單克隆抗體等培育白菜—甘藍(lán)等當(dāng)前第23頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)23學(xué)案 胚胎工程核心術(shù)語——(記準(zhǔn)、寫準(zhǔn)、理解透，把握內(nèi)涵和外延) 1.胚胎工程（胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)）。 2.胚胎發(fā)育［受精卵、卵裂、桑椹胚、囊胚（內(nèi)細(xì)胞團(tuán)、滋養(yǎng)層細(xì)胞）、原腸胚］。 3.同期發(fā)情、超數(shù)排卵、沖卵。 4.轉(zhuǎn)基因生物、生殖性克隆、治療性克隆、生物武器。當(dāng)前第24頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)24胚胎工程的基礎(chǔ)知識整合 概述精子、卵子發(fā)生過程和胚胎發(fā)育文字流程圖，并思考以下問題。當(dāng)前第25頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)25當(dāng)前第26頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)26（1）受精的標(biāo)志和受精完成的標(biāo)志分別是什么？答案受精的標(biāo)志是卵黃膜和透明帶的間隙出現(xiàn)兩個極體；受精完成標(biāo)志是雌雄原核融合為合子。（2）卵裂期、桑椹胚和囊胚中細(xì)胞各具有什么特點(diǎn)？答案①卵裂期的特點(diǎn)：細(xì)胞有絲分裂使細(xì)胞數(shù)目增加，但胚胎總體積并不增加或略縮小，因此每個細(xì)胞的體積會隨分裂的進(jìn)行不斷縮小，但核內(nèi)遺傳物質(zhì)并未減少。②桑椹胚以前的細(xì)胞均未分化，細(xì)胞全能性最高，是胚胎分割的最佳時期。當(dāng)前第27頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)27③桑椹胚至囊胚的發(fā)育過程中，細(xì)胞開始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。其中個體較大的細(xì)胞叫內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，將來發(fā)育成胎兒的各種組織；而滋養(yǎng)層細(xì)胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤。（3）體外受精的操作步驟是什么？答案①卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)。②精子的采集和獲能。③受精。（4）體外胚胎培養(yǎng)液的成分有什么？答案培養(yǎng)液成分鹽類：無機(jī)鹽和有機(jī)鹽營養(yǎng)物質(zhì)：氨基酸、核苷酸調(diào)節(jié)物質(zhì)：維生素、激素特有物質(zhì)：動物血清當(dāng)前第28頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)28胚胎工程技術(shù)的相關(guān)知識整合 繪出牛胚胎移植過程圖、牛胚胎性別鑒定和分割示意圖，并回答以下問題。答案胚胎移植過程圖：對供、受體母牛進(jìn)行選擇，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)排卵處理超數(shù)排卵的母牛與優(yōu)秀的公牛進(jìn)行配種或人工授精↓↓當(dāng)前第29頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)29胚胎的收集（沖卵）對胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查。這時的胚胎處于桑椹胚或囊胚階段，并培養(yǎng)或保存胚胎的移植對受體母牛進(jìn)行是否妊娠的檢查受體母牛產(chǎn)下胚胎移植的犢?！?dāng)前第30頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)30性別鑒定與胚胎分割示意圖：當(dāng)前第31頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)31（1）胚胎移植的實(shí)質(zhì)是什么？答案胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移，而胚胎本身的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變，因此各種性狀能保持其原來的優(yōu)良特性。（2）胚胎移植成功的保障是什么？答案第一,供、受體生殖器官的生理變化是相同的。第二，哺乳動物的早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，這就為胚胎的收集提供了可能。第三，受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。第四，供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但移入受體的供體胚胎的遺傳特性，在孕育過程中不受任何影響。當(dāng)前第32頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)32 （09·深圳3月）牛胚胎移植的基本程序如圖所示，請據(jù)圖回答：（1）圖中a、b、c過程分別是指

、

、

。（2）供體母牛的主要職能是

；受體母牛必須具備

。超數(shù)排卵沖卵胚胎移植只產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎健康的體質(zhì)和健康的繁殖能力當(dāng)前第33頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)33（3）為了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是

；處理的時期是

；理由是

。（4）從哺乳動物早期胚胎或原始性腺中分離出來的細(xì)胞，稱為ES或EK細(xì)胞。這類細(xì)胞的形態(tài)特征有

。（5）你認(rèn)為胚胎移植技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中的主要意義有哪些？

。胚胎分割移植桑椹胚或囊胚期此時還未出現(xiàn)細(xì)胞分化或分化程度低體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯胚胎移植技術(shù)可以加快優(yōu)良種畜的繁殖速度，迅速推廣新品種當(dāng)前第34頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)34試管嬰兒與克隆技術(shù) 圖示試管嬰兒和克隆人的過程圖，并思考以下問題。答案試管嬰兒過程圖：克隆人過程圖：當(dāng)前第35頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)35（1）上述兩過程的技術(shù)基礎(chǔ)、生殖方式、遺傳物質(zhì)方面有什么區(qū)別？答案試管嬰兒克隆人技術(shù)基礎(chǔ)體外受精、胚胎移植核移植技術(shù)、胚胎移植生殖方式有性生殖無性生殖遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)來自兩個個體遺傳物質(zhì)主要來自核供體當(dāng)前第36頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)36（2）治療性克隆與生殖性克隆有什么區(qū)別與聯(lián)系？答案類型項目治療性克隆生殖性克隆區(qū)別目的治療人類疾病用于生育，產(chǎn)生新個體水平細(xì)胞水平個體水平聯(lián)系都屬無性繁殖；產(chǎn)生新個體、新組織，遺傳信息相同當(dāng)前第37頁\共有40頁\編于星期五\7點(diǎn)37 “試管嬰兒”技術(shù)是通過將不孕夫婦的精子和卵細(xì)胞取出在