專題九現(xiàn)代生物科技專題

專題九現(xiàn)代生物科技專題專題九現(xiàn)代生物科技專題專題九現(xiàn)代生物科技專題專題九現(xiàn)代生物科技專題專題九現(xiàn)代生物科技專題專題九現(xiàn)代生物科1如下圖所示，EcoRⅠ限制酶識別的堿基序列是

，切割位點在

之間；SmaⅠ限制酶識別的堿基序列是

，切割位點在

之間；說明限制酶具有

。GAATTCG和ACCCGGGG和C專一性2如下圖所示，EcoRⅠ限制酶識別的堿基序列是 ，(2)DNA連接酶①作用：將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的

。②類型常用類型E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶來源__________T4噬菌體功能只“縫合”__________“縫合”____________________結(jié)果恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的___________大腸桿菌黏性末端黏性末端和平末端磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵(2)DNA連接酶常用類型E·coliDNA連接酶T4D344(3)載體②其他載體：λ噬菌體衍生物、

等。③載體的作用：攜帶外源DNA片段進入受體細胞。雙鏈環(huán)狀DNA分子限制酶切割位點標記基因動植物病毒(3)載體②其他載體：λ噬菌體衍生物、 等。雙鏈環(huán)狀DN5(1)基因工程2種工具酶的化學本質(zhì)分別是什么？運載體的種類有哪些？想一想？(2)限制酶為何不切割自身DNA?(1)基因工程2種工具酶的化學本質(zhì)分別是什么？運載體的種類有6專題九現(xiàn)代生物科技專題72.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：主要指

的基因，也可以是一些具

作用的因子。編碼蛋白質(zhì)調(diào)控②獲取方法：a．從基因文庫中獲取c．通過化學方法人工合成。b．利用PCR技術(shù)擴增想一想

什么是基因文庫？基因文庫分為哪兩類？有什么區(qū)別？

PCR的原理和做法是怎么樣的？2.基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的獲取編碼蛋白質(zhì)調(diào)8第二步：基因表達載體的構(gòu)建①目的：使目的基因

，同時使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。②基因表達載體的組成在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代DNA片段，RNA聚合酶的識別和結(jié)合位點，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA終止轉(zhuǎn)錄標記基因，鑒別受體細胞中是否含有目的基因啟動DNA的復制第二步：基因表達載體的構(gòu)建①目的：使目的基因 ，9③構(gòu)建過程同種限制酶DNA連接③構(gòu)建過程同種限制酶DNA連接10生物種類植物細胞動物細胞微生物細胞常用方法_______________________________________受體細胞體細胞或受精卵_____________原核細胞轉(zhuǎn)化過程將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T－DNA上→導入農(nóng)桿菌→侵染植物細胞→整合到受體細胞的染色體DNA上→表達將含有目的基因的表達載體提純→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＋處理細胞→感受態(tài)細胞→重組表達載體及感受態(tài)細胞混合→感受態(tài)細胞吸收DNA分子農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射法轉(zhuǎn)化法受精卵第三步：將目的基因?qū)胧荏w細胞生物種類植物細胞動物細胞微生物細胞常用方法_________11農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法12第四步：目的基因的檢測及鑒定第四步：目的基因的檢測及鑒定133.PCR技術(shù)(1)PCR原理：

原理，即：DNA復制冷卻3.PCR技術(shù)(1)PCR原理： 原理，即：DNA復制冷卻14(2)PCR反應過程變性90℃50℃堿基互補配對延伸TaqDNA聚合酶(2)PCR反應過程變性90℃50℃堿基互補配對延伸Ta15(3)結(jié)果：

上述三步反應完成后，一個DNA分子就變成了

個DNA分子

，隨著重復次數(shù)的增多，DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反應過程都是在

中完成的。兩PCR擴增儀想一想：PCR的原料是什么？(3)結(jié)果：上述三步反應完成后，一個DNA分子就變成了 個16PCR儀PCR管PCR儀PCR管17Taq酶dNTPsTaq酶dNTPs184.基因工程的應用(1)動物基因工程：用于提高動物

從而提高產(chǎn)品產(chǎn)量；用于改善畜產(chǎn)品品質(zhì)；用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)

；用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的

等。(2)植物基因工程：培育

轉(zhuǎn)基因植物(如抗蟲棉)、______轉(zhuǎn)基因植物(如轉(zhuǎn)基因煙草)和

轉(zhuǎn)基因植物(如抗寒番茄)；利用轉(zhuǎn)基因改良植物的

(如新花色矮牽牛)。生長速度藥物供體抗蟲抗病抗逆品質(zhì)4.基因工程的應用(1)動物基因工程：用于提高動物 19(3)比較基因治療及基因診斷：

原理操作過程進展基因治療____________利用__________導入有基因缺陷的細胞中，以表達出正常性狀來治療(疾病)臨床實驗基因診斷____________制作特定__________及病人樣品DNA混合，分析雜交帶情況臨床應用基因表達正?；驂A基互補配對DNA探針(3)比較基因治療及基因診斷：

原理操作過程進展基因治療__205.蛋白質(zhì)工程(1)概念理解①基礎(chǔ)：蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其及生物功能的關(guān)系。②操作：

或基因合成。③結(jié)果：

現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出

。④目的：根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對

進行分子設(shè)計?；蛐揎椄脑炝诵碌牡鞍踪|(zhì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)5.蛋白質(zhì)工程(1)概念理解基因修飾改造了新的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)結(jié)21(2)操作過程從預期的蛋白質(zhì)

出發(fā)→設(shè)計預期的

→推測應有的

→找到相對應的

(基因)→基因表達→產(chǎn)生需要的蛋白質(zhì)。其流程圖如下：功能蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)氨基酸序列脫氧核苷酸序列(2)操作過程功能蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)氨基酸序列脫氧核苷酸序列22細胞工程1.植物細胞的全能性(1)概念：具有某種生物全部

的任何一個細胞，都具有發(fā)育成

的潛能。(2)原理：細胞內(nèi)含有本物種的

。(3)全能性表達條件：具有完整的細胞結(jié)構(gòu)，處于

狀態(tài)，提供一定的

和其他適宜外界條件。遺傳信息完整生物體全部遺傳信息離體營養(yǎng)、激素細胞工程1.植物細胞的全能性(1)概念：具有某種生物全部 232.植物組織培養(yǎng)技術(shù)(1)原理：植物細胞具有

。(2)過程：全能性人工種子脫分化再分化2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)(1)原理：植物細胞具有 。全能性人工243.植物體細胞雜交技術(shù)(1)概念：將

的植物體細胞，在一定條件下融合成

，并把雜種細胞培育成

的技術(shù)。(2)原理：體細胞雜交利用了細胞膜的

，雜種細胞培育成雜種植株利用了植物細胞的

。不同種雜種細胞新的植物體流動性全能性3.植物體細胞雜交技術(shù)(1)概念：將 的植物體25(3)過程(4)意義：克服不同種生物遠緣雜交的

性。纖維素酶和果膠原生質(zhì)體物理PEG細胞壁不親和(3)過程(4)意義：克服不同種生物遠緣雜交的 性。纖維素264.植物細胞工程的實際應用(1)植物繁殖的新途徑①微型繁殖：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。②作物脫毒技術(shù)：選取作物

(如莖尖)進行組織培養(yǎng)，獲得脫毒苗的技術(shù)。③人工種子：以植物組織培養(yǎng)得到的

、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。遺傳特性無毒組織胚狀體4.植物細胞工程的實際應用(1)植物繁殖的新途徑②作物脫毒技27(2)作物新品種的培育①單倍體育種a.實質(zhì)：花藥離體培養(yǎng)過程就是植物組織培養(yǎng)過程。c.優(yōu)點：后代不發(fā)生性狀分離，都是

，能夠穩(wěn)定遺傳，明顯

。單倍體幼苗純合子純合子縮短了育種年限(2)作物新品種的培育c.優(yōu)點：后代不發(fā)生性狀分離，都是 28②突變體的利用：在植物組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細胞一直處于不斷的分生狀態(tài)，因此容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力(如射線、化學物質(zhì)等)的影響而發(fā)生突變。從這些產(chǎn)生突變的個體中可以篩選出對人們有用的突變體，進而培育成

。(3)細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)①細胞產(chǎn)物：蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等②培養(yǎng)階段：

階段③技術(shù)基礎(chǔ)：植物組織培養(yǎng)技術(shù)新品種愈傷組織②突變體的利用：在植物組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細胞一直處于不295.動物細胞培養(yǎng)(1)地位：動物細胞工程常用的技術(shù)手段有動物細胞培養(yǎng)、動物細胞核移植、

等。其中

是其他動物細胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。動物細胞融合動物細胞培養(yǎng)5.動物細胞培養(yǎng)(1)地位：動物細胞工程常用的技術(shù)手段有動物30(2)培養(yǎng)過程胰蛋白酶原代培養(yǎng)二氧化碳培養(yǎng)箱胰蛋白酶傳代(2)培養(yǎng)過程胰蛋白酶原代培養(yǎng)二氧化碳培養(yǎng)箱胰蛋白酶傳代31(3)培養(yǎng)條件②營養(yǎng)：除糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素之外通常還需加入

等一些天然成分。③適宜的溫度：36.5℃±0.5℃；適宜的pH：7.2～7.4?？股嘏囵B(yǎng)液血清、血漿細胞代謝(3)培養(yǎng)條件②營養(yǎng)：除糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量322.動物體細胞克隆技術(shù)(核移植技術(shù))(1)原理：

。(2)核移植分類：

移植和體細胞核移植。(3)核移植過程(以克隆高產(chǎn)奶牛為例)(4)應用：①加速家畜

進程，促進優(yōu)良畜群繁育。②保護

。③生產(chǎn)醫(yī)用蛋白。④作為異種移植的供體。⑤用于組織器官的移植。動物細胞核具有全能性胚胎細胞核去核細胞融合移植遺傳改良瀕危物種2.動物體細胞克隆技術(shù)(核移植技術(shù))(1)原理： 。(333.動物細胞融合和單克隆抗體的制備(1)動物細胞融合①原理：

。②融合方法：聚乙二醇(PEG)、

、電激等。③意義：突破了

的局限，使

成為可能，也為制造

開辟了新途徑。細胞膜的流動性滅活的病毒有性雜交方法遠緣雜交單克隆抗體3.動物細胞融合和單克隆抗體的制備(1)動物細胞融合細胞膜的34(2)單克隆抗體①制備過程②優(yōu)點：特異性強、

，可大量制備。③用途：作為

；用于治療疾病和

。雜交瘤細胞能產(chǎn)生所需抗體靈敏度高診斷試劑運載藥物(2)單克隆抗體②優(yōu)點：特異性強、 ，可大量制備。351.精子和卵子的發(fā)生睪丸卵巢初情期均等不均等41胚胎工程1.精子和卵子的發(fā)生睪丸卵巢初情期均等不均等41胚胎工程36受精作用準備階段精子的準備:在雌性生殖道內(nèi)進行

。受精階段卵子的準備:需在內(nèi)進一步成熟，當達到

時，才具備及精子受精的能力。（1）精子穿越

和

：發(fā)生

。（2）細胞膜融合：在精子觸及卵細胞膜的瞬間，會產(chǎn)生阻止后來的精子進入透明帶的生理反應（）。（3）精子頭部進入卵細胞（尾部留在外面）：發(fā)生

，阻止其他精子再進入卵內(nèi)。（4）形成雌原核和雄原核。（5）細胞核相互融合，受精卵形成。“精子獲能”輸卵管減數(shù)第二次分裂的中期頂體反應放射冠透明帶透明帶反應卵細胞膜反應2.受精作用37受精作用準備階段精子的準備:在雌性生殖道內(nèi)進行3.早期胚胎發(fā)育全能胎兒的各種組織胎膜和胎盤3.早期胚胎發(fā)育全能胎兒的各種組織胎膜和胎盤384.體外受精輸卵管卵巢MⅡ中期假陰道培養(yǎng)法超數(shù)排卵法：需用促性腺激素處理后再沖卵直接采集法獲能液化學藥物誘導4.體外受精輸卵管卵巢MⅡ中期假陰道培養(yǎng)法超數(shù)排卵法：需用促39（1）目的：

(2)培養(yǎng)液成分：無機鹽、有機鹽(兩鹽)；

(兩素)；

(兩酸)，另外還有水、血清等。（3）胚胎去向：

。維生素、激素氨基酸、核苷酸向受體移植或冷凍保存5.早期胚胎培養(yǎng)檢查受精情況和受精卵的發(fā)育能力（1）目的：維生素、激素氨基酸、核苷酸向受體移植或冷凍保存5406.1胚胎移植(1)地位：胚胎工程其他技術(shù)的最后一道工序。(2)主要過程：超數(shù)排卵6.胚胎工程的應用6.1胚胎移植(1)地位：胚胎工程其他技術(shù)的最后一道工序。41(3)意義：充分發(fā)揮

。沖卵桑椹胚或囊胚妊娠雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能(3)意義：充分發(fā)揮 。沖卵桑椹胚或囊胚妊娠雌性426.2胚胎分割(1)材料：發(fā)育良好，形態(tài)正常的

。(2)實質(zhì)：胚胎分割可增加動物后代，其實質(zhì)是

。(3)注意：對囊胚分割時，注意將

均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。桑椹胚或囊胚動物的無性繁殖或克隆內(nèi)細胞團6.2胚胎分割(1)材料：發(fā)育良好，形態(tài)正常的 436.3胚胎干細胞(ES或EK細胞)(1)來源：

。(2)特點：形態(tài)上，體積小、細胞核大、核仁明顯；功能上，具有

；體外培養(yǎng)條件下可以_________________。(3)培養(yǎng)過程早期胚胎或原始性腺發(fā)育的全能性增殖而不分化6.3胚胎干細胞(ES或EK細胞)(1)來源： 。早441.生態(tài)工程