高中生物选修3知识梳理.doc

选修3 现代生物科技专题专题一 基因工程一、DNA重组技术的工具1、限制性内切酶分子手术刀（1）分布：该酶主要分布于微生物中。在微生物中能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自己的DNA却无损害作用，这样可以保护细胞原有的遗传信息。这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶。（2）作用：基因工程中重要的切割工具，能将外来的DNA切断，对自己的DNA无损害。（3）作用部位：在DNA分子内部特定的部位进行切割，切割的是双链DNA分子的脱氧核苷酸链上的两个磷酸二酯键。（4）特点：具特异性，即识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割。该酶识别和切割部位一般都具有反向重复序列，即一条链正向读的碱基顺序与另一条链反向读的顺序完全一致。切点（5）切割方式举例5GAA TTC33CTTAAG5切点5G AA TTC33CTTAA G5 形成粘性末端粘性末端的特点：一条链正向读的碱基顺序，与另一条链反向读的顺序完全一致，它们之间正好能互补配对，即露出的末端的碱基能互补配对，可以通过氢键连接。这类限制酶在基因工程中最常使用。（6）作用结果：获得粘性末端和平末端的DNA分子片段。在基因工程中为了保证得到相同的粘性末端，必须用相同的限制性内切酶切割质粒和目的基因。2、DNA连接酶“分子缝合针”（1）概念：是将两条DNA连接起来的酶。（2）作用：DNA连接酶的功能是把两个DNA片段末端之间的“缝隙”连接起来。注意：DNA连接酶连接的是磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，而不是两条链之间互补配对碱基之间的氢键，它与限制性内切酶的作用是相反的。限制性内切酶和DNA连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯键，只是一个切开，一个连接。 在基因工程中被同一种限制性内切酶切割开来的目的基因和运载体，具有相同的黏性末端，将它们的黏性末端连接起来。就可以形成重组DNA分子。这就需要DNA连接酶来完成此功能，而且这是基因工程中构建重组载体中的必要环节。3、基因进入受体细胞的载体“分子运输车”（1）作用：与目的基因结合形成重组DNA，并将目的基因导入受体细胞。（2）类型细菌质粒：它是一种相对分子质量较小，独立于细菌DNA之外的小型环状DNA，有的细菌中有一个，有的细菌中有多个，质粒能通过细菌间的接合由一个细菌向另一个细菌转移，可以独立复制，也可以整合到细菌DNA中，随细菌DNA的复制而复制。噬菌体或某些动植物病毒（3）运载体具备的三个条件能在宿主细胞内稳定地保存并大量复制。具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接。每种没的切点最好只有一个，如大肠杆菌pBR322就有多种限制酶的单一识别位点，可适用于多种限制酶切割的DNA插入。具有某些标记基因，以便进行筛选。如大肠杆菌的pBR322质粒携带四环素抗性基因，就可以作为筛选的标记基因。此外，运载体的存在还需对宿主细胞生存没有影响。二、基因工程的基本操作程序1、目的基因的获取（1）从基因文库中获取目的基因优点：有了基因文库，就可随时从中提取所需要的目的基因，引入受体细胞使之表达。（2）人工合成目的基因反转录法：以目的基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需要的基因。人工合成：根据已知的蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的信使RNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测出它的结构基因的核苷酸序列，再通过化学的方法，以单核苷酸为原料合成目的基因。如人的血红蛋白基因、胰岛素基因等就可以通过人工合成基因的方法获得。（3）利用PCR技术扩增目的基因PCR：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。PCR扩增是获取目的基因的一种非常有用的方法，也是进行分子鉴定和检测的一种很灵敏的方法。目的：获取大量的目的基因原理：DNA复制需要条件：模板DNA、RNA引物、四种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）、离子方法：DNA受热变性解旋为单链、冷却后RNA引物与单链相应互补序列结合、DNA聚合酶作用下延伸合成互补链特点：指数形式扩增过程：变性、复性、延伸、重复。步骤名称需要温度过程第一步变性90-95将反应体系（包括双链模板、引物、耐高温的DNA聚合酶、四种脱氧核糖核苷酸以及酶促反应所需的离子等）加热至90-95，使双链DNA模板两条链之间的氢键打开，变成单链DNA，作为互补链聚合反应的模板第二步复性55-60将反应体系降温至55-60，使两种引物分别与模板DNA链3端的互补序列互补配对，这个过程为复性第三步延伸合成70-75将反应体系升温至70-75，在耐高温的DNA聚合酶催化作用下，将与模板互补的单个核苷酸加到引物所提供的3-OH上，使DNA链延伸，产生一条与模板链互补的DNA链上述三步反应完成后，一个DNA分子就变成了两个DNA分子，随着重复次数的增多，DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。2、基因表达载体的构建（1）目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可以遗传给下一代，并使目的基因能够表达和发挥作用。（2）表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。启动子：一段特殊结构的DNA片段，位于基因的首段。它是与RNA聚合酶结合的部位。终止子：一段特殊结构的DNA片段，位于基因的尾段。作用是使转录过程停止。标记基因：一般为抗生素基因或荧光基因等，其作用是鉴别受体细胞中是否受体细胞中是否含有目的基因（目的基因是否导入成功）。（3）构建步骤用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有黏性末端的切口。用同种限制酶切断目的基因，产生相同的黏性末端。将切下的目的基因片段，插入到质粒的切口处，再加入适量DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒。3、将目的基因导入受体细胞（1）目的：目的基因进入受体细胞内并在受体细胞内维持稳定和表达的过程。（2）受体种类不同，导入方法不同受体细胞种类方法植物细胞农杆菌转化法：目的基因插入Ti质粒的T-DNA农杆菌导入植物细胞稳定维持和表达；基因枪法；花粉管通道法动物细胞显微注射法：目的表达载体提纯取卵（受精卵）显微注射受精卵发育新性状动物微生物细胞Ca2+处理细胞感受态细胞表达载体与感受态细胞混合感受态细胞吸收DNA分子（3）受体生物不同，所用的受体细胞种类也不相同。植物：可以是卵细胞（受精卵）、体细胞（可经组织培养成为完整个体）动物：受精卵（因为体细胞的全能性受到严格限制）（4）转化实质：目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。4、目的基因的检测与鉴定（1）导入检测：DNA分子杂交法（使用DNA探针）检测是否插入目的基因，利用DNA分子杂交技术，使目的基因DNA一条链（作探针）与受体细胞中提取的DNA杂交，看是否有杂交带。（2）表达检测转录检测：分子杂交法检测目的基因是否转录出了mRNA，利用DNA分子杂交技术，使目的基因DNA一条链（作探针）与受体细胞中提取的mRNA杂交，看是否有杂交带。翻译检测：抗原-抗体杂交（免疫）法检测目的基因是否翻译成蛋白质。提取蛋白质用相应的抗体静心抗体-抗原杂交，看是否有杂交带。（3）个体生物学水平鉴定：根据其性状，如作物抗性等。三、蛋白质工程1、概念：以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因的修饰或基因的合成，对现有的基因进行改造，或制造一种新的蛋白质，满足人类的生产和生活的需求。2、蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产出天然蛋白质，蛋白质工程是为了生产出符合人类生产和生活需要的蛋白质。3、基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。 转录 翻译 折叠 DNA RNA 肽链 具有空间结构的蛋白质 表达生物特有的功能或性状 逆转录4、基本途径：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸的序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）。以上是蛋白质工程特有的途径；以后按照基因工程的一般步骤进行。（目的基因只能用人工合成的方法获取。）5、设计中的困难：如何推测非编码区以及内含子的脱氧核苷酸序列。基因（DNA）DNA合成氨基酸序列（多肽链）分子设计蛋白质三维结构6、蛋白质工程的步骤折叠预期功能 翻译转录生物功能 mRNA7、蛋白质工程与基因工程的比较项目蛋白质工程基因工程区别过程预期蛋白质功能设计蛋白质结构推测氨基酸序列推测脱氧核苷酸序列合成DNA表达出蛋白质获取目的基因构建表达载体导入受体细胞目的基因的检测与鉴定实质定向改造或生产人类所需蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品（基因的异体表达）结果生产自然界没有的蛋白质生产自然届中已有的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程，因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现四、转基因生物的安全性1、食品安全问题（1）对转基因生物安全性的疑问：担心出现滞后效应（即过一段时间后才出现不良效应）；担心出现新的过敏原；担心营养成分改变等。（2）实质性等同：指在转基因农作物中只要某些重要成分没有发生改变，就可以认为与天然品种“没有差别”，因此不必再进行安全性检测。对于转基因的安全问题主要是由技术手段不完善、对基因结构和功能的认识局限，特别是从对异种生物基因的结构和功能的了解不足，插入基因位置的随机性等方面考虑的。可以从实质性等同不是转基因食物安全性评价的终点而是起点，还有多环节、严谨的科学性评价，以及实例举证法等方面证明转基因食品是安全的。2、生物安全问题（1）由于转基因作物引入的只是某个基因，而且新性状的表达需要一定的相应的技术及环境条件，不同物种之间存在生殖隔离，花粉的传播距离及存活时间有限，所以一般来讲不大可能对生物的多样性造成威胁。（2）担心有可能会在近缘物种之间通过花粉杂交，造成基因库的污染；杂草或病毒如果被感染外源基因，会成为抗除草剂的超级杂草或重组病毒，有的害虫会获得某种抗性基因，还有的转基因作物可能成为入侵的外来物种，从而破坏生态系统的多样性；可能破坏区域生态平衡3、环境安全问题（1）外源基因扩散到其他物种（外源基因漂移）（2）转基因植物扩散影响生态系统的结构和功能（3）转基因植物扩散对生物多样性的影响（4）转基因植物残体或分泌物对环境的影响（5）重组微生物的中间产物可能会造成二次污染（6）转基因中的某些有毒蛋白或过敏蛋白可能通过食物链进入动物或人体内五、克隆技术引发的伦理问题1、从多利羊的生与死看待克隆人克隆人既有科学发展的内在规律，又有伦理道德观念的约束。从多利羊的生与死的过程中可以看出克隆技术还不成熟，我们坚持四不原则（不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验）。但是不反对治疗性克隆，克隆器官移植提供了大量的器官来源，且为器官移植的成活率做了极大的贡献。2、试管婴儿试管婴儿解决了不孕症的问题，促进了器官移植的研究和发展，技术上比较成熟。但是我们反对以性别选择为目的的试管婴儿，如果人为的设计婴儿的性别，将会改变人类社会的男女性别比例，从而影响社会的稳定。3、基因身份证的利与弊基因检测如果用于疾病的诊断从而快速有效地治疗将有非常大的好处，但它所测出的不良基因的信息一旦被暴露，会对人们的生活、就业、婚姻等造成许多不便，会造成基因歧视。对于基因歧视可以通过立法来约束。另外，转基因技术如果被用于战争制造出生物武器，那将是对人类社会极大的毁灭，所以我们坚决反对。六、生物武器的种类及对待生物武器的态度1、致病菌：鼠疫菌、霍乱弧菌、炭疽杆菌等。2、生化毒剂：肉毒杆菌毒素等。3、病毒：天花病毒或某些动物的痘病毒等。4、基因重组的致病生物：新型鼠痘病毒、带有炭疽杆菌特征的蜡状杆菌、具有种族感染特征的流感病毒等。5、人们对待生物武器的态度是：禁止生物武器的研发、生产、储存、扩散、使用。专题二 克隆技术一、植物组织培养技术1、植物组织培养原理：植物细胞的全能性，即具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。2、植物组织培养的过程：再分化激素、光脱分化离体的植物器官、组织或细胞 愈伤组织 根、芽 植物体3、脱分化、再分化的比较（1）细胞脱分化：已分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转化成未分化的细胞的过程。（2）生物体细胞不能表达全能性的原因：植物体细胞内的基因选择性表达。（3）脱分化和再分化的比较比较内容脱分化再分化过程细胞愈伤组织愈伤组织幼苗形成体特点排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞有根、芽需要条件离体；适宜的营养；生长素和细胞分裂素离体；适宜的营养；生长素和细胞分裂素；光照4、影响脱分化、再分化的因素影响脱分化、再分化的重要因素为植物激素。当细胞分裂素与生长素共同使用时，能强烈的促进愈伤组织的形成，两者不同浓度的配比在再分化过程中，分别对诱导根或芽的产生起关键作用。当细胞分裂素与生长素的浓度比高时，有利于芽的产生；浓度比低时，有利于根的产生。二、植物体细胞杂交1、过程聚乙二醇等促融剂亲本植物A A 原生质体杂种植株组织培养融合细胞纤维素酶、果胶酶亲本植物B B原生质体2、植物细胞工程的应用（1）快速繁殖（微型繁殖）：通过组织培养的方式，可以快速大量的繁殖种苗。（2）作物脱毒：采用茎尖（几乎无病毒）组织培养的方式来脱除植物的病毒。（3）制备人工种子：组织培养形成胚状体，外面包上人工种皮。（4）培育作物新品种：用植物的花药进行离体培养形成单倍体，人工诱导加倍后筛选出需要的新品种；利用组织培养过程中出现的突变体，培育新的品种。（5）细胞产物的工厂化生产：用人工培养的愈伤组织提取细胞中的某种成分，如紫草素、香料等。三、动物细胞培养1、动物细胞培养液的成分：葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。2、动物细胞培养液的特点：液体培养基、含动物血清。动物胚胎或幼龄动物器官胰蛋白酶细胞悬浮液（原代细胞）10代细胞50代细胞（细胞株）无限增殖（细胞系）细胞株细胞系原代培养传代培养3、动物细胞培养的条件：无菌、无毒的环境；营养物质；温度和pH；气体环境等。4、动物细胞培养的过程5、细胞贴壁和接触抑制悬浮中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。6、动物细胞培养技术的应用（1）生产病毒疫苗、单克隆抗体、干扰素等（2）利用动物细胞培养技术中的细胞贴壁生长和接触抑制的特点，可用烧伤病人自己的健康皮肤细胞培养出大量的自身薄层皮肤细胞，以供植皮所需。（3）培养的动物细胞用于检测有毒物质，判断物质的毒性。7、植物组织培养与动物细胞培养的比较项目植物组织培养动物组织培养理论基础植物细胞全能性细胞增殖培养基类型固体或半固体培养基液体培养基成分水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、动物血清等取材植物幼嫩部位或花药等动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织过程再分化 培养基 光照外植体（离体根、茎、叶等）脱分化 (半)固体培养基愈伤组织胚状体人工胚乳和种皮试管幼苗人工种子植株移栽动物胚胎或幼龄动物的组织器官剪碎 胰蛋白酶处理单个细胞培养液细胞悬浮液培养瓶中 原代培养(1-10代)细胞株传代培养(11-40或50代)细胞系（遗传物质发生改变）结果新的组织或植株个体，可以体现全能性新的细胞系或细胞株，不形成个体，不体现全能性目的植株快速繁殖；脱毒植株的培养；人工种子；生产药物、杀虫剂等；转基因植物的培育蛋白质生物制品的生产；皮肤移植材料的培育；检测有毒物质；生理、病理、药理学研究相同点两技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂；均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件。四、动物体细胞核移植技术和克隆动物1、动物核移植的概念：将一种生物的细胞核移植到另一种去核或不去核生物的细胞质中，发育成杂合新个体的方式。高产奶牛（供体）供体细胞培养从屠宰场收集牛卵巢，采集卵母细胞，在体外培养到减数第二次分裂中期去核的卵母细胞将供体细胞注入去核卵母细胞通过电刺激使两细胞融合，供体核进入受体卵母细胞，构建重组胚胎将胚胎移入受体(代孕)母牛体内生出与供体奶牛遗传基础相同的犊牛2、核移植的过程3、核移植特点：主要是指不同种的细胞的拆合、新个体具备双亲的遗传特性。4、动物体细胞核移植技术的应用（1）畜牧生产方面，培育良种动物（2）保护濒危物种（3）医药卫生方面：生产医用蛋白、器官和组织移植等5、动物体细胞核移植技术存在的问题（1）成功率低（2）克隆技术的各个环节有待进一步改进（3）克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷五、动物细胞融合1、理论基础：细胞全能性2、原理：细胞膜的流动性丧失感染活性（不感染细胞）保留融合活性（诱导细胞融合）紫外线3、诱导方法：物理法、化学法、生物法（灭活的仙台病毒）仙台病毒4、植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较植物体细胞杂交动物细胞融合细胞融合原理细胞膜的流动性细胞膜的流动性细胞融合方法用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后诱导原生质体融合用胰蛋白酶使细胞分散后，诱导细胞融合诱导手段离心、电刺激、振动、显微操作、聚乙二醇等诱导与植物体细胞杂交相比，还可用灭活的病毒诱导用途克服远缘杂交不亲和的障碍，扩展杂交亲本范围，培育新品种制备单克隆抗体、病毒疫苗、干扰素等六、单克隆抗体及其制备过程与原理1、单克隆抗体的概念由单个B淋巴细胞（浆细胞）进行无性繁殖，形成细胞群（称为克隆），由这样的细胞群产生的化学性质单一、特异性强的抗体称单克隆抗体。免疫小鼠(注射特定的抗原蛋白)B 淋巴细胞培养骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞融合多种杂交细胞在具有筛选作用的培养基上培养专一抗体检验阳性克隆上述杂交细胞专一抗体检验阳性将不同种杂交细胞分开，并克隆专一抗体检验阳性细胞体外培养注射小鼠单克隆抗体2、单克隆抗体的制备3、血清抗体与单克隆抗体的区别（1）血清抗体：产量低、种类多、纯度差、特异性差、反应不够灵敏（2）单克隆抗体：化学性质单一、特异性强、反应灵敏4、制备过程中要经过两次筛选第一次筛选：B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合之后，有三种融合情况：B淋巴细胞与B淋巴细胞融合、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞。而只有B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的细胞才是需要的杂种细胞。第二次筛选：在杂交瘤细胞中筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。5、单克隆抗体的应用（1）作为诊断试剂：诊断多种疾病、定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。（2）治疗疾病和运载药物：可以直接治疗疾病，也可以与药物结合制造成“生物导弹”，治疗肿瘤。专题三 胚胎工程一、精子的形成过程1、发生场所：睾丸2、形成时间：初情期精原细胞精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子有丝分裂MM变形第一阶段 第二阶段 第三阶段3、形成过程4、变形阶段的主要变化（1）细胞核变成精子头部的主要部分（2）高尔基体发育成精子头部的顶体（3）中心体演变为精子的尾（4）线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘膜（5）细胞内其他物质浓缩为球状（原生质滴），最后脱落二、卵细胞的形成1、形成部位：卵巢2、形成时间：减数第一次分裂是在雌性动物排卵前完成；减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的。3、形成过程卵子受精的标志：当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精作用。刚排出的卵子尚未完成成熟，仅完成第一次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。注意：正常情况下，1个卵泡只能形成1个成熟的卵子。排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子再输卵管内结合完成受精过程。三、精子形成与卵子形成的比较项目精子发生卵子发生区别场所睾丸曲细精管（场所唯一）卵巢（M）、输卵管（M）（场所不唯一）时间初情期后性别分化后开始，卵泡（含次级卵母细胞和第一极体的形成）的形成和在卵巢内的储备，是在出生前（胎儿时期）完成的，减是在精子和卵子的结合过程中（即受精过程中）完成的过程特点M和M是连续的，需变形；细胞质均等分配M和M是不连续的，不需要变形；细胞质不均等分配结果形成4个精子细胞形成1个卵细胞和3个极体相同点原始生殖细胞的增殖为有丝分裂；生殖细胞的成熟为减数分裂；成熟过程均经一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半四、受精作用1、受精作用的概念：精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。2、受精作用的场所：输卵管3、受精作用的过程（1）受精前的准备阶段精子获能：精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才获得受精能力的生理现象。卵子的准备：在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期，才具有与精子受精的能力。（2）受精阶段第一步：精子穿越放射冠和透明带。顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞，透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。第二步：精子进入卵黄膜。卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障。第三步：原核形成。雄原核形成和雌原核形成。第四步：配子结合。雌雄原核融合形成合子（受精卵）。4、受精作用的意义：维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定；对于生物的遗传和变异十分重要。5、防止多精入卵受精的两道屏障屏障一：透明带反应。当精子越过放射冠，进入透明带并接触卵黄膜的瞬间，卵子发出指令（信号），产生阻止后续的精子进入透明带的生理反应。屏障二：卵黄膜封闭作用。当第一个精子进入卵黄膜后，会立即引起卵黄膜的紧缩、增厚，产生阻止其他精子进入卵内与卵子结合受精的生理反应，也叫做多精子入卵阻滞。五、胚胎发育的过程受精卵卵裂桑葚胚分裂分化分裂分化分裂分化囊 胚原肠胚幼 体具有囊胚腔具有原肠腔三个胚层胚胎发育六、体外受精1、原理：人工模拟体内环境（包括营养、温度、pH等），使初级卵母细胞成熟和精子获能，最终完成受精和胚胎保存。2、主要操作步骤（1）卵母细胞的采集方法一：对小型动物一般采用促性腺激素处理、排卵后直接从输卵管中冲取卵子直接与获能的精子在体外受精。方法二：对大型动物一般采用从活体的卵巢中吸取卵母细胞，经体外人工培养成熟后与获能的精子再体外受精。（2）精子的采集和获能采集方法：假阴道法、手握法和电刺激法等。获能方法：培养法和诱导法。（3）获能精子和成熟卵子在共同培养一段时间后便可受精。七、胚胎的早期培养1、培养的目的：检测受精情况和受精卵的发育能力。2、培养液的成分：水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等。3、移植方式：冷冻保存，移植到受体动物子宫内培养。八、胚胎移植1、胚胎移植概念：将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。也就是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。2、胚胎移植的生理学基础（条件）（1）供体和受体具有相同的生理环境（2）早期胚胎处于游离状态，为胚胎的收集提供了可能（3）受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥（4）供体胚胎与受体子宫建立正常的生理和组织联系，且移入受体的胚胎的遗传物质不会改变。超数排卵配种同种良种公牛冲卵良种供体母牛受体母牛同期发情处理质量检查、培养胚胎移植妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）3、胚胎移植的基本程序（1）供体与受体的选择和处理（2）配种或人工授精（3）对胚胎的收集、检查、培养或保存（4）胚胎移植及移植后检查4、胚胎移植的意义（1）加速育种工作和品种改良（2）大量节省购买种蓄的费用（3）一胎多产（4）保存品种资源和濒危物种（5）充分发挥优良个体的繁殖潜能九、胚胎分割1、概念：采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。2、理论基础：细胞的全能性物质基础：每个细胞核内具有相同的遗传物质特点：每个后代具有相同的遗传特性3、胚胎的选择：发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚4、基本操作程序（1）将发育良好的胚胎移入含有培养液的培养皿中，在显微操作下用分割针或分割刀片将胚胎分割，或采用胰蛋白酶处理等方式将卵裂中的细胞分散。（2）将分割的胚胎或细胞直接移植给受体，或在体外培养到囊胚期再移植给受体，着床发育产仔。5、对囊胚阶段的胚胎进行分割时，必须将内细胞团均等分割内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。核心考点整合考点整合一：基因工程1基因工程的基本操作程序（1）目的基因的获取从基因文库中获取基因组文库：包含一种生物所有基因的基因文库。部分基因文库：包含一种生物的一部分基因，如cDNA文库。利用PCR（多聚酶链式反应）技术扩增目的基因目的获取大量的目的基因；原理双链DNA的复制；条件需要DNA模板、引物、四种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶和酶促反应所需的离子，同时还要控制温度；过程变性、复性和延伸。人工合成如果基因比较小、核苷酸序列已知，可以通过DNA合成仪用化学方法直接合成。（2）基因表达载体的构建（基因工程的核心）一个基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞导入植物细胞：农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法等；导入动物细胞：显微注射技术，即采用显微注射仪将目的基因注入受精卵；导入微生物细胞：转化法。早期用原核生物作为受体细胞，以大肠杆菌应用最广。一般是将细菌用氯化钙处理制成感受态细胞，再与重组表达载体DNA分子混合，在一定温度下完成转化过程。（4）目的基因的检测与鉴定类型 步骤 检测内容 方法 分 子 检 测 第一步 转基因生物染色体的DNA是否插入了目的基因 DNA分子杂交技术（DNA和DNA之间） 第二步 目的基因是否转录出mRNA 分子杂交技术（DNA和mRNA之间） 第三步 目的基因是否翻译成蛋白质 抗原抗体杂交技术（抗原和抗体之间） 个体水 平鉴定 包括抗虫、抗病的接种实验，以确定是否有抗性以及抗性程度；基因工程产品与天然产品活性比较，以确定功能活性是否相同等 2.基因工程中的工具（1）运载体作为运载体必须具备三个条件：能在宿主细胞中保存下来并大量复制；有一个至多个限制酶切位点；有一定的标记基因，便于进行筛选。如大肠杆菌割质粒携带的氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，就可以作为筛选的标记基因。常用的运载体主要有质粒（双链环状DNA分子）、噬菌体或某些病毒。（2）相关酶酶的名称 酶的作用 限制性内切酶 能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，形成黏性末端或平末端DNA连接酶 将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶断开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 考点整合二：细胞工程1