选修三知识要点填空ppt课件

（一）概念：（一）概念： 基因工程是在基因工程是在 水平上进行的设计水平上进行的设计 和施工，因此又叫做和施工，因此又叫做 （二）基因工程的基本工具包括：（二）基因工程的基本工具包括： 。 DNADNA分子分子 DNADNA重组技术或基因拼接技术重组技术或基因拼接技术 限制酶、限制酶、 DNADNA连接酶、运载体连接酶、运载体 知识一 基因工程 1、限制酶 （1）作用：能够识别双链DNA分子的的某种 序列，并且使每一条链中 的两 个核苷酸之间的 断开。 EcoRI限制酶识别的列： 。 SmaI限制酶识别的序列： 。 一种限制酶只能识别 种核苷酸序列。 （2 2）作用结果：产生）作用结果：产生 或或 。 特定核苷酸特定核苷酸 特定部位特定部位 磷酸二酯键磷酸二酯键 GAATTCGAATTC CCCGGGCCCGGG 一一 平末端平末端 黏性末端黏性末端 2 2、DNADNA连接酶连接酶 （1 1）作用部位：）作用部位： 。 （2 2）根据酶的来源不同，可将这些酶分为两类：）根据酶的来源不同，可将这些酶分为两类： 连接酶连接酶 来源：来源： 。 作用：只能作用：只能“缝合缝合”具有具有 的双链的双链DNADNA片片 段。段。 连接酶连接酶 来源：来源： 。 作用：既可以连接作用：既可以连接 ，又可以连接，又可以连接 。 3 3、运载体、运载体 常用的运载体有：常用的运载体有： 等等 。 磷酸二酯键磷酸二酯键 EcoliDNAEcoliDNA 大肠杆菌大肠杆菌 黏性末端黏性末端 黏性末端黏性末端 平末端平末端 T T4 4 DNADNA T T4 4 噬菌体噬菌体 质粒、质粒、 噬菌体衍生物、噬菌体衍生物、 动植物病毒动植物病毒 （三）基因工程的基本操作程序（三）基因工程的基本操作程序步骤：步骤： ； ； ； 。 1 1、获取目的基因的方法、获取目的基因的方法 （1 1）未知基因的核苷酸序列时：）未知基因的核苷酸序列时： 可从可从 中获取目的基因。中获取目的基因。 （2 2）已知基因的核苷酸序列时：）已知基因的核苷酸序列时： 利用利用 扩增目的基因和扩增目的基因和 利用利用 直接人工合成目的基因。直接人工合成目的基因。 目的基因获取目的基因获取 基因表达载体的构建基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定 基因文库基因文库 PCRPCR技术技术 化学方法化学方法 （3 3）条件条件： 、 、 、 _ _ _等。等。 模板模板DNADNA 四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸一对引物一对引物 热稳定热稳定DNADNA聚合酶（聚合酶（TaqTaq酶酶 ） 利用利用PCRPCR技术扩增目的基因技术扩增目的基因 （2）原理： （1）全称： DNA双链复制 聚合酶链式反应 2 2、基因表达载体的构建基因表达载体的构建 （基因工程的（基因工程的 ） 用一定的用一定的 切割切割 质粒，使其露出质粒，使其露出 。 用用 切断目的切断目的 基因，使其产生基因，使其产生 。 将切下的目的基因片段将切下的目的基因片段 插入质粒的切口处，插入质粒的切口处， 再加入适量再加入适量 ， 形成了一个重组形成了一个重组DNADNA分子。分子。 一个基因表达载体的组成，一个基因表达载体的组成， 除了目的基因外，还必须除了目的基因外，还必须 有有 、 以及以及 等。等。 限制酶限制酶 末端末端 同种限制酶同种限制酶 相同的末端相同的末端 DNADNA连接酶连接酶 启动子启动子 终止子终止子 标记基因标记基因 核心步骤核心步骤 启动子：位于基因的启动子：位于基因的 ，它是，它是 识别识别 和结合的部位，驱动基因转录出和结合的部位，驱动基因转录出mRNAmRNA。 终止子：位于基因的终止子：位于基因的 ，能终止，能终止 。 首端首端 尾端尾端转录转录 RNARNA聚合酶聚合酶 3 3、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞 将目的基因导入植物细胞的方法：将目的基因导入植物细胞的方法： 。 将目的基因导入动物细胞的方法：将目的基因导入动物细胞的方法： 。 将目的基因导入微生物细胞的方法：将目的基因导入微生物细胞的方法： 。 农杆菌转化法、花粉管通道法、基因枪法农杆菌转化法、花粉管通道法、基因枪法 显微注射技术显微注射技术 CaCa2+ 2+处理法 处理法 4 4、目的基因的检测与鉴定、目的基因的检测与鉴定 （1 1）检测转基因生物染色体的）检测转基因生物染色体的DNADNA上是否插上是否插 入了目的基因（目的基因能否在真核生物中入了目的基因（目的基因能否在真核生物中 稳定遗传的关键。）稳定遗传的关键。） 方法：方法： 。 （2 2）检测目的基因是否转录出了）检测目的基因是否转录出了mRNAmRNA（检测（检测 目的基因是否发挥功能作用的第一步。）目的基因是否发挥功能作用的第一步。） 方法：方法： 。 （3 3）检测目的基因是否翻译成蛋白质）检测目的基因是否翻译成蛋白质 方法：方法： 。 DNADNA分子杂交技术分子杂交技术 分子杂交技术分子杂交技术 抗原抗体杂交抗原抗体杂交 （一）植物组织培养技术（一）植物组织培养技术 1 1、原理：、原理： 。 2 2、过程：、过程： 植物细胞的全能性植物细胞的全能性 离体离体的植物的植物 器官、组织器官、组织 或细胞或细胞 一定的营养、激素一定的营养、激素 脱分化脱分化 愈伤组织愈伤组织 含有不同含有不同 激素成分激素成分 的培养基的培养基 再分化再分化 胚状体或丛芽胚状体或丛芽完整小植株完整小植株 知识二 细胞工程 一、植物细胞工程 （二）植物体细胞杂交技术（二）植物体细胞杂交技术 1 1、过程：、过程： （1 1）制备原生质体：用）制备原生质体：用 酶和酶和 酶酶 去除细胞壁，获得具有活力的去除细胞壁，获得具有活力的 。 （2 2）诱导原生质体间的融合）诱导原生质体间的融合 诱导方法：诱导方法： 物理法（包括物理法（包括 、 、 等等 ） 化学法（用化学法（用 （ ）诱导）诱导） （3 3）获得杂种细胞，在进行组织培养）获得杂种细胞，在进行组织培养 2 2、意义：克服不同生物、意义：克服不同生物 的的 障碍。障碍。 纤维素纤维素果胶果胶 原生质体原生质体 离心离心 振动振动电激电激 聚乙二醇聚乙二醇PEGPEG 远缘杂交不亲和远缘杂交不亲和 （三）植物细胞工程的实际应用（三）植物细胞工程的实际应用 1 1、作物脱毒、作物脱毒 （1 1）材料：植物的）材料：植物的 （如茎尖（如茎尖 ） （2 2）常用方法：）常用方法： 。 2 2、人工种子、人工种子 以植物组织培养得到的以植物组织培养得到的 等为材料，等为材料， 经过人工经过人工 包装得到的种子。包装得到的种子。 3 3、细胞产物的工厂化生产、细胞产物的工厂化生产 利用组织培养技术形成利用组织培养技术形成 即可。即可。 分生区附近分生区附近 茎尖组织培养技术茎尖组织培养技术 胚状体胚状体 薄膜薄膜 愈伤组织愈伤组织 （一）动物细胞培养（一）动物细胞培养 1 1、原理：、原理： 2 2、过程：、过程： 取动物组织块取动物组织块分散组织细胞分散组织细胞 （用（用 或或 ）配置细配置细 胞悬液胞悬液 培养培养 培养（培养（最终不最终不 能培养成能培养成 ） 原代细胞具有原代细胞具有 和和 的特点的特点 。 胰蛋白酶胰蛋白酶 胶原蛋白酶胶原蛋白酶 原代原代传代传代 生物体生物体 细胞贴壁细胞贴壁接触抑制接触抑制 二、动物细胞工程 细胞增殖 3 3、动物细胞培养的条件、动物细胞培养的条件 （1 1）无菌、无毒的环境：）无菌、无毒的环境： （2 2）营养：）营养： 合成培养基，成分有：合成培养基，成分有： 、氨基酸、氨基酸 、 、无机盐、微量元素、无机盐、微量元素、 、 等。等。 （3 3）适宜的温度和）适宜的温度和pH pH （4 4）气体环境）气体环境 细胞培养所需气体主要有细胞培养所需气体主要有 和和 。 O O2 2 是细胞代谢所必需的；是细胞代谢所必需的；COCO 2 2 的主要作用是的主要作用是 。 葡萄糖葡萄糖 促生长因子促生长因子 血浆血浆 血清血清 O O2 2 COCO 2 2 维持培养液的维持培养液的pHpH （二）核移植 1、概念： 动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核， 移入一个已经去掉细胞核的 中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个 新的胚胎最终发育为动物个体。用核移植的 方法得到的动物称为 卵母细胞 克隆动物 2、类型 ： 和 体细胞核移植 胚胎细胞核移植 3、原理：动物细胞核的全能性 胚胎移植胚胎移植 细胞细胞 融合融合 减减 中期中期 供体动物供体动物 中取出体中取出体 细胞细胞 供体供体 细胞细胞 培养培养 供体供体 细胞细胞 卵巢中卵巢中 的卵母的卵母 细胞细胞 去核去核 卵母卵母 细胞细胞 注入注入 电刺激使两细电刺激使两细 胞融合胞融合 杂种杂种 细胞细胞 分分 裂裂 和和 发发 育育 措施：用措施：用 物理或化物理或化 学方法（学方法（ 如电脉冲如电脉冲 、钙离子、钙离子 载体、乙载体、乙 醇、蛋白醇、蛋白 酶合成抑酶合成抑 制剂等）制剂等） 重组重组 胚胎胚胎 代孕代孕 动物动物 与供体动物遗传与供体动物遗传 物质基本相同的物质基本相同的 幼体。幼体。 方法：显微操作（普遍）、梯度离心、方法：显微操作（普遍）、梯度离心、 紫外光短时间照射、化学物质处理等。紫外光短时间照射、化学物质处理等。 4、过程： （三）动物细胞融合（三）动物细胞融合 1 1、原理：、原理： 。 2 2、人工诱导的方法：物理法（离心、振动、人工诱导的方法：物理法（离心、振动、 电激等）、化学法（聚乙二醇）、生物法电激等）、化学法（聚乙二醇）、生物法 （ ）。）。 4 4、应用：克服了应用：克服了 的不亲和性，常的不亲和性，常 利用该技术制造利用该技术制造 。 细胞膜的流动性细胞膜的流动性 灭活的病毒灭活的病毒 远缘杂交远缘杂交 单克隆抗体单克隆抗体 （四）单克隆抗体的制备过程（四）单克隆抗体的制备过程 （1 1）产生特异性抗体的）产生特异性抗体的B B淋巴细胞的制备：淋巴细胞的制备： 向免疫小鼠体内注射特定的向免疫小鼠体内注射特定的 ，然后从，然后从 小鼠小鼠 内获得相应的内获得相应的B B淋巴细胞。淋巴细胞。 （2 2）杂交瘤细胞的获得：将鼠的）杂交瘤细胞的获得：将鼠的 与与B B 淋巴细胞融合，用特定的选择培养基筛选出淋巴细胞融合，用特定的选择培养基筛选出 。 再通过再通过 筛选出筛选出 特定的杂交瘤细胞，该细胞既能特定的杂交瘤细胞，该细胞既能 又能又能 。 （4 4）杂交瘤细胞的）杂交瘤细胞的 或注射或注射 到到 内增殖。内增殖。 （5 5）提取单克隆抗体：从）提取单克隆抗体：从 或小鼠的或小鼠的 中提取。中提取。 抗原蛋白抗原蛋白 脾脏脾脏 骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞 杂交瘤细胞杂交瘤细胞 大量繁殖大量繁殖 产生专一抗体产生专一抗体 体外条件下大规模培养体外条件下大规模培养 小鼠腹腔小鼠腹腔 细胞培养液细胞培养液 腹水腹水 克隆化培养和抗体检测 （一）精子的发生（一）精子的发生 1 1、场所、场所: :精子的发生是在精子的发生是在 内的内的 中完成的。中完成的。 2 2、时期、时期: :从从 到到 。 睾丸睾丸 初情期初情期 曲细精管曲细精管 生殖机能衰退生殖机能衰退 知识三 胚胎工程 一、体内受精和早期胚胎发育 3 3、精子细胞变形中的主要变化、精子细胞变形中的主要变化 细细 胞胞 核核 高尔基体高尔基体 中中 心心 体体 线线 粒粒 体体 细胞内其他物质细胞内其他物质 发育为发育为 演变为演变为 形成形成 浓缩成浓缩成 变为变为 精子头的主要部分精子头的主要部分 头部的顶体头部的顶体 精子的尾精子的尾 线粒体鞘线粒体鞘( (尾的基部尾的基部) ) 原生质滴原生质滴( (球状球状) ) （二）卵子的发生（二）卵子的发生 1 1、场所、场所: :卵子的发卵子的发 生是在生是在 内中内中 完成的。完成的。 2 2、时期、时期: :（动物胚（动物胚 胎）在胎）在 以后，即以后，即 。 卵巢卵巢 性别分化性别分化 胎儿期胎儿期 极体 卵子结构图 1 1、概念、概念: :指指 和和 结合形成结合形成( (即即 ) )的过程。的过程。 2 2、标志、标志: :在在 和和 的间隙可以观的间隙可以观 察到两个极体时。察到两个极体时。 3 3、场所、场所: :受精是在受精是在 内完成的。内完成的。 （三）受精（三）受精 精子精子 受精卵受精卵 卵细胞膜卵细胞膜透明带透明带 输卵管输卵管 卵子卵子 合子合子 精子穿越精子穿越 和和 4 4、过程、过程 受精前受精前 的准备的准备 阶段阶段 受精阶段受精阶段 受受 精精 过过 程程 精子获能精子获能 准备阶段准备阶段1 1： 卵子的准备卵子的准备 准备阶段准备阶段2 2： 放射冠放射冠 雌雄原核形成雌雄原核形成 透明带透明带 受精卵的形成受精卵的形成 精子进入精子进入 卵黄膜卵黄膜 （四）胚胎发育（四）胚胎发育 阶段：受精卵阶段：受精卵 原肠胚原肠胚 1 1、桑椹胚桑椹胚 这一阶段的每个细胞都具有发育成这一阶段的每个细胞都具有发育成 的潜能，属于的潜能，属于 细胞。细胞。 卵裂卵裂 桑椹胚桑椹胚 囊胚囊胚 完整胚胎完整胚胎 全能全能 2 2、囊胚（细胞开始出现、囊胚（细胞开始出现 的阶段）的阶段） 内细胞团：将来发育成内细胞团：将来发育成 。 滋养层：将来发育成滋养层：将来发育成 。 胚胎的内部出现含有液体的囊腔胚胎的内部出现含有液体的囊腔 。 囊胚扩大导致囊胚扩大导致 破裂，胚胎从其中伸展破裂，胚胎从其中伸展 出来，该过程称为出来，该过程称为 。 3 3、原肠胚：、原肠胚： 内细胞团表层的细胞形成内细胞团表层的细胞形成 ，下方细，下方细 胞形成胞形成 ，出现，出现 。 分化分化 胎儿的各种组织胎儿的各种组织 胎膜和胎盘胎膜和胎盘 囊胚腔囊胚腔 透明带透明带 孵化孵化 外胚层外胚层 内胚层内胚层 原肠腔原肠腔 主要步骤包括主要步骤包括 ： 卵母细胞的采集卵母细胞的采集 精子的获取精子的获取 受精受精 （一）体外受精（一）体外受精 二、胚胎工程技术 （1 1）实验动物（如小鼠、兔，以及家畜猪、羊等）实验动物（如小鼠、兔，以及家畜猪、羊等 ） 卵母细胞采集的主要方法是：卵母细胞采集的主要方法是： 用用 处理，使其排出更多的卵子，处理，使其排出更多的卵子， 然后，从然后，从 中冲取卵子。中冲取卵子。 （2 2）大家畜或大型动物（如牛）大家畜或大型动物（如牛） 卵母细胞采集的主要方法是：卵母细胞采集的主要方法是： 从屠宰场已屠宰母畜的从屠宰场已屠宰母畜的 中采集卵母中采集卵母 细胞，也可以借助于细胞，也可以借助于 、 等工具，直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。等工具，直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。 1 1、卵母细胞的采集和培养、卵母细胞的采集和培养 促性腺激素促性腺激素 输卵管输卵管 卵巢卵巢 超声波（超声波（B B超）探测仪超）探测仪 内窥镜内窥镜 腹腔镜腹腔镜 （1 1）收集精子的方法）收集精子的方法有有： 、 、 。（。（2 2）精子获能）精子获能 精子体外获能方法有精子体外获能方法有 和和 两种两种。 培养法：即将取自附睾的精子，放入人工配制培养法：即将取自附睾的精子，放入人工配制 的的 中，培养一段时间后，精子就获能。中，培养一段时间后，精子就获能。 适用于啮齿动物、家兔和猪等动物的精子。适用于啮齿动物、家兔和猪等动物的精子。 化学诱导法：将精子放在一定浓度的化学诱导法：将精子放在一定浓度的 或或 中，用化学药物诱中，用化学药物诱 导精子获能。适用于牛、羊等家畜的精子。导精子获能。适用于牛、羊等家畜的精子。 假阴道法假阴道法 2 2、精子的收集和获能、精子的收集和获能 手握法手握法电刺激法电刺激法 培养法培养法化学诱导法化学诱导法 获能液获能液 肝素肝素 钙离子载体钙离子载体A23187A23187溶液溶液 3 3、受精、受精 获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下在获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下在 或或 中完成受精中完成受精 过程。过程。 获能溶液获能溶液专用的受精溶液专用的受精溶液 （二）胚胎的早期培养（二）胚胎的早期培养 培养液成分：一般包括培养液成分：一般包括 和和 外外， 还需添加还需添加 、