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文档简介
1、生物必修3会考复习提纲第一章 人体的内环境与稳态1、细胞生活的环境(1)人体细胞必须通过内环境才能与外界环境进行物质和能量交换。(2)内环境的组成: 体液细胞内液血浆组织液(是体内大多数细胞直接生活的环境,为细胞提供营养物质)淋巴(有大量的淋巴细胞和吞噬细胞,协助机体抵御疾病)(内环境) 细胞外液 (3)内环境的作用:是细胞与外界环境进行物质交换的媒介:细胞可直接与内环境进行物质交换,不断获取生命活动需要的物质,同时不断排出代谢产生的废物。内环境与外界环境的物质交换过程,需要体内各个器官系统的参与。(4)细胞外液的理化性质:本质是种盐溶液,类似于海水。渗透压:770kpa,相当于0.9的生理盐
2、水 PH:7.357.452、内环境稳态的重要性(1)概念:正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定的状态叫做稳态。(2)稳态主要调节机制:神经体液免疫调节网络(3)意义:是机体进行正常生命活动的必要条件。(4)生物体维持PH稳定机制的实验。(见书9)第二章 动物和人体生命活动的调节1、通过神经系统的调节(1)、反射:是神经系统的基本活动方式。是指在中枢神经系统参与下,动物体或人体对内外环境变化作出的规律性应答。(2)反射弧:是反射活动的结构基础和功能单位。包括(感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器)效应器2、 兴奋在神经纤维上的传导(1) 兴奋:指动物
3、体或人体内的某些组织(如神经组织)或细胞感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。(2) 兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的,这种电信号也叫神经冲动。(3) 兴奋的传导过程:静息状态时,细胞膜电位外正内负受到刺激,兴奋状态时,细胞膜电位为外负内正(4) 兴奋部位与未兴奋部位间由于电位差的存在形成局部电流(膜外:未兴奋部位兴奋部位;膜内:兴奋部位未兴奋部位)(5) 兴奋的传导的方向:双向3、 兴奋在神经元之间的传递:(1)神经元之间的兴奋传递就是通过突触实现的 突触:包括突触前膜、突触间隙、突触后膜(2)兴奋的传递方向:由于神经递质只存在于突触小体的突触小泡内,所以兴奋在神经元之
4、间(即在突触处)的传递是单向的,只能是:突触前膜突触间隙突触后膜(上个神经元的轴突下个神经元的细胞体或树突)4、 激素调节的发现(1) 促胰液素是人们发现的第一种激素。(2) 概念:由内分泌器官(或细胞)分泌的化学物质进行调节,这就是激素调节。(3) 人体主要内分泌腺及其分泌的激素激素分泌部位激素名称激素分泌部位激素名称下丘脑促甲状腺激素释放激素等胰岛胰岛素、胰高血糖素垂体生长激素卵巢雌性激素等促甲状腺激素等睾丸雄性激素甲状腺甲状腺激素胸腺胸腺激素肾上腺肾上腺素等5、 激素调节的实例:血糖平衡的调节6、激素调节和神经调节的特点及比较比较项目神经调节体液调节作用途径反射弧体液运输反应速度迅速较缓
5、慢作用范围准确、比较局限较广泛作用时间短暂比较长7、 两种调节方式的协调关系:一方面不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节,在这种情况下,体液调节可以看作神经调节的一个环节。另一方面,内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能,如幼年是甲状腺激素缺乏(如缺碘),就会影响脑的发育;成年时,甲状腺激素分泌不足会使神经系统的兴奋性降低。免疫器官(免疫细胞生成、成熟或集中的场所)第一道防线免疫系统8、免疫调节: 免疫细胞:吞噬细胞、淋巴细胞(T细胞:在胸腺中成熟,B细胞(在骨髓中成熟)第三道防线免疫活性物质:抗体、淋巴因子、溶菌酶等第二道防线9、艾滋病的发病机理、症状、死因发病机理:
6、HIV侵入人体后与T淋巴细胞相结合,破坏T淋巴细胞,使免疫调节受到抑制,并逐渐使得人体的免疫系统瘫痪、功能瓦解,最终使得人体无法抵抗其他病菌、病毒的入侵,或发生恶性肿瘤而死亡。直接死因往往是由念珠菌、肺囊虫等多种病原体引起的严重感染或恶性肿瘤等疾病。10、自身免疫病:由于免疫系统异常敏感、反应过度,将自身物质当作外来异物进行攻击而引起。如类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮。 过敏:指已产生免疫的机体,在再次接受相同的抗原时所发生的组织损伤或功能紊乱。特点是反应迅速、强烈、消退较快,一般不会破坏组织细胞,也不会引起组织严重损伤,有遗传倾向。11、体液调节的大致过程 体液免疫 (抗原非首次进入机体内)
7、 备注:1、抗体的本质是球蛋白2、 抗原:病毒或自身病发、衰老细胞(癌细胞) 细胞免疫(结核杆菌、麻风杆菌、病毒)12、免疫通过防卫功能、监控和清除功能,实现它在内环境稳态中的作用。应用主要是:疫苗、器官移植、检测抗原等。第3章 植物激素的调节1、植物生长素的发现 向光性的原因:单侧光照引起生长素向背光侧运输,导致生长素在植物体内分布不均匀使背光侧生长比向光侧快从而引起向光生长。2、生长素的产生:幼嫩的芽、叶和发育中的种子。运输:方向是极性运输(只能由形态学上端向形态学下端运输),方式是主动运输。分布:分布在各器官中,但相对集中地分布在生长旺盛的部位。3、生长素的生理作用:促进植物生长,促果实
8、发育、促扦插枝条生根。特点:具有两重性,一般低浓度促进生长,高浓度抑制生长。顶端优势是顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。原因是顶芽产生的生长素向下运输,使近顶端的侧芽部位生长素浓度较高,从而抑制了该部位侧芽的生长。4、其他植物激素 名称主要作用赤霉素促进细胞伸长、植株增高,促进果实生长细胞分裂素促进细胞分裂脱落酸促进叶和果实的衰老和脱落乙烯促进果实成熟5、植物细胞的分化、器官的发生、发育、成熟和衰老,整个植株的生长等,是多种激素相互协调、共同调节的结果。6、植物生长调节剂:人工合成的对植物生长发育有调节作用的化学物质成为植物生长调节剂。第4章 种群和群落1、种群密度:种群在单位面积或单位体积中
9、的个体数。是种群最基本的数量特征。2、种群的特征:数量特征:(出生率和死亡率决定因素,迁入率和迁出率,年龄组成和性别例可用来预测一个种群将来一段时间内的数量变化趋势)3、调查种群密度的方法:样方法:以若干样方(随机取样)平均密度估计总体平均密度的方法。标志重捕法:4、种群数量的增长规律l 种群增长的“J”型曲线:Nt= N0t(1)条件:在食物(养料)和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等理想条件下(2)特点:种群内个体数量连续增长;增长率不变种群增长的“S”型曲线:(1)条件:有限的环境中,种群密度上升,种内个体间的竞争加剧,捕食者数量增加(2)特点:种群内个体数量达到环境容纳量(K值)时,种
10、群个体数量将不再增加;种群增长率变化:K/2时增速最快,K时为05、群落概念:在同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。群落是由一定的动物、植物和微生物种群组成。丰富度:群落中物种数目的多少。越靠近热带,单位面积内的物种越丰富。6、生物群落的结构群落结构是由群落中的各个种群在进化过程中通过相互作用形成的,主要包括垂直结构和水平结构。(1)垂直结构:指群落在垂直方向上的分层现象。植物因群落中的生态因子光的分布不均,由高到低分为乔木层、灌木层、草本层;动物分层主要是因群落的不同层次的食物不同。(2)水平结构:指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。影响因素:地形、光照、湿度、人与动物
11、影响等。7、生物种间关系:竞争、捕食、寄生、互利共生8、群落的演替:概念:随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,就叫做演替。类型:初生演替(在一个从来没有被植物覆盖的地面或者是原来存在过植被,但被彻底消灭了的地方发生的演替。例如裸岩上的演替)地衣苔藓草本灌木森林 次生演替:在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。第5章 生态系统及其稳定性1、生态系统的范围:概念:由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体,叫做生态系统。范围:有大有小,最大是生物圈。3、生态系统的结构(1)成分: 非生物的物质和能量:无机盐、阳光、温度、
12、水 等 生产者:主要是绿色植物(最基本、最关键的的成分)绿色植物通过光合作用将无机物合成有机物。还有蓝藻等光合细菌。 消费者:主要是各种动物。能加快物质循环。 分解者:主要是腐生细菌和真菌,也包括蚯蚓等腐生动物。它们能分解动植物遗体、粪便等,最终将有机物分解为无机物。(2)营养结构:食物链、食物网 同一种生物在不同食物链中,可以占有不同的营养级。植物(生产者)总是第一营养级;植食性动物(即一级/初级消费者)为第二营养级;肉食性动物和杂食性动物所处的营养级不是一成不变的,如猫头鹰捕食鼠时,则处于第三营养级;当猫头鹰捕食吃虫的小鸟时,则处于第四营养级。4、生态系统的能量流动概念:生态系统中能量的输
13、入、传递、转化和散失的过程,称为生态系统的能量流动。特点:单向流动,逐级递减,传递效率大约是10%20%起点:绿色植物光合作用固定太阳能,所固定的太阳能即流经该生态系统的总量。实践意义:可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。如建立生态农业。帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效的流向对人类最有益的部分。5、生态系统的物质循环碳循环:在无机环境与生物群落间以二氧化碳的形式往返利用。在生物群落内部以有机物形式利用。特点是:循环利用 6、 生态系统中信息种类:(1)物理信息:光、声、热、电、磁、温度等。如植物的向光性(2)化学信息:性外激素、告警外激素、
14、尿液等(3)行为信息:动物求偶时的舞蹈、运动等作用:生物进行正常生命活动,种群的繁衍,还可以调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定。农业中的应用:一是提高农、畜产品的产量,如短日照处理能使菊花提前开花;二是对有害动物进行控制,如喷洒人工合成的性外激素类似物干扰害虫交尾的环保型防虫法。7、生态系统的稳定性:原因:生态系统具有自我调节能力,其基础是负反馈调节。抵抗力稳定性:生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状。恢复力稳定性:生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。一般来说:生态系统成分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高,恢复力稳定性就越弱。、提高生
15、态系统稳定性的措施:控制对生态系统的干扰程度,对生态系统的利用应该适度,不应超过生态系统的自我调节能力;对人类利用强度较大的生态系统,应实施相应的物质、能量投入。如施肥、灌溉、控制病虫害、建造“生态屏障”,例如防护林。第章生态环境的保护我国人口现状:经过多年的努力,我国人口增长过快的情况得到了有效的控制,人口出生率和自然增长率明显下降,目前已经进入低生育水平国家的行列。前景:年控制在亿以内,年控制在亿以内,世纪中叶达到峰值亿。1、人口增长引发环境问题的实质是人类的活动超出了环境的承受能力,对人类自身赖以生存的生态系统的结构和功能造成了破坏。2、全球性生态环境问题主要包括:全球气候变化、水资源短
16、缺、臭氧层破坏、酸雨、土壤荒漠化、海洋污染、生物多样性锐减、植被破坏、水土流失、环境污染 等3、生物多样性包括3个层次基因多样性(所有生物拥有的全部基因)、物种多样性(指生物圈内所有的动物、植物、微生物)、生态系统多样性。4、生物多样性保护的意义:生物多样性是人类赖以生存和发展的的基础,对生物进化和维持生物圈的稳态具有重要意义,因此,为了人类的可持续发展,必须保护生物多样性。5、生物多样性保护的措施:(1)就地保护:自然保护区和国家森林公园是生物多样性就地保护的场所。(2)迁地保护:动物园、植物园、濒危物种保护中心。(3)加强宣传和执法力度。(4)建立精子库、种子库,利用生物技术对濒危物种的基
17、因进行保护等。生物选修3专题1 基因工程1.1 DNA重组技术的基本工具-1.2 基因工程的基本操作程序一、与DNA分子相关的几种酶及基因工程的其他工具1、与DNA分子相关的酶限制酶DNA连接酶DNA聚合酶解旋酶作用底物DNA分子DNA分子片段脱氧核苷酸DNA分子作用部位磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键碱基对间的氢键作用结果形成粘性末端或平末端形成重组DNA分子形成新的DNA分子形成单链DNA分子“分子手术刀”限制性核酸内切酶(限制酶)(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。(2)功能:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,
18、因此具有专一性。(3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。“分子缝合针”DNA连接酶(1)两种DNA连接酶(E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶)的比较:相同点:都缝合磷酸二酯键。区别:E·coliDNA连接酶来源于T4噬菌体,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶能缝合两种末端,但连接平末端的之间的效率较低。(2) 与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端,形成磷酸二酯键。2、载体(1)条件:能
19、在宿主细胞中稳定保存下来并大量复制。 有一个至多个限制性核酸内切酶切割点,以便与外源基因连接。具有特殊的标记基因,便于筛选。(2)种类:质粒(常用)、噬菌体的衍生物、动植物病毒。(3)作用:作为运载工具,将目的基因转移到宿主细胞内;利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。二、基因工程基本操作程序1、目的基因的获取途径(目的基因: 编码蛋白质的结构基因 。)(1)从基因文库中获取(2)人工合成目的基因,人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法。(原核基因采取直接分离获得,真核基因是人工合成。)(3)PCR技术扩增目的基因 原理:DNA双链复制过程:第一步:加热至9095DNA解链;
20、第二步:冷却到5560,引物结合到互补DNA链;第三步:加热至7075,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。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,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。(2)组成:目的基因启动子终止子标记基因启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段 ,位于基因的尾端。标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。3、将目的基因导入受
21、体细胞生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法采用最多的方法是 农杆菌转化法其次还有 基因枪法和 花粉管通道法等显微注射技术Ca2+ 处理法使其处于感受态受体细胞体细胞受体细胞多是 受精卵受精卵原核细胞转化过程将目的基因插入Ti质粒的TDNA上农杆菌导入植物细胞整合到受体细胞的DNA表达将含有目的基因的表达载体提纯取卵(受精卵)显微注射受精卵发育获得具有新性状的动物Ca2处理细胞微生物细胞壁的通透性增加重组质粒与感受态细胞混合感受态细胞吸收DNA分子4、目的基因的检测与鉴定(1)分子水平检测导入检测即转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因:DNA分子杂交技术,即使用放射性同位素标记的含
22、目的基因的DNA片段作探针。转录检测即检测目的基因是否转录出了mRNA:分子杂交法,即目的基因作探针与mRNA杂交翻译检测即检测目的基因是否翻译成蛋白质:抗原抗体杂交法(2)个体生物学水平鉴定:对转基因生物进行抗虫或抗病的接种实验。1.3 基因工程的应用-1.4 蛋白质工程的崛起一、基因工程的成果1.植物基因工程:抗虫、抗病、抗逆转基因植物,利用转基因改良植物的品质。2.动物基因工程:提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。3.基因治疗:把正常的外源基因导入病人体内,使该基因表达产物发挥作用。二、蛋白质工程与基因工程的比较蛋白质工程基因工程区别过程预期蛋白质功能设计预期的蛋白质
23、结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列获取目的基因构建基因表达载体将目的基因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的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结果可产生自然界没有的蛋白质只能生产自然界已有的蛋白质结果(1)蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程(2)基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质进行修饰、改造2.1 植物细胞工程一、植物细胞工程 1、原理:细胞全能性:细胞具有该生物的全部遗传信息 并具有发育成完成个体的能力。全能性表达的难易程度:受精卵生殖细胞干细胞体细胞;植物细胞动物细胞2、 植物组织培养技术 概念:
24、是指依据细胞全能性的原理,在无菌条件下,分离植物的器官、组织、细胞或原生质体(称为外植体),并在培养基上培养,在适宜的条件下使其长成部分或完整植株的技术。(1)过程:离体的植物器官、组织或细胞 脱分化愈伤组织 再分化试管苗 植物体(2)用途:微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。(3)地位:是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。l 愈伤组织:是一团没有特定结构和功能并处于旺盛分裂状态的薄壁细胞。l 脱分化:由已分化的植物细胞形成愈伤组织的过程。l 再分化:愈伤组织生长一段时间后再移植到新的培养基(人教版:分化培养基)上继续培养,重新诱导分化
25、形成根、芽等器官的过程。(4)条件:首先用消毒剂除去外植体表面的微生物,在无菌条件下将其放到适宜的培养基上。培养基一般有五类成分:(1)水(2)无机营养:包括大量元素和微量元素。(3)有机营养:主要有糖、维生素、氨基酸。(4)生长物质:指植物激素,常用的有生长素和细胞分裂素,离体培养物的根芽分化取决于激素间的比例。此外,赤霉素对刺激细胞的伸长也有一定的作用。(5)天然附加物:如椰子乳、酵母提取物等。3.植物体细胞杂交技术(1)过程:(2)诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。(3)意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。二、植物细胞工程的应用1、
26、植物繁殖的新途径(1)微型繁殖:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。特点:保持优良品种的遗传特性;高效快速的实现种苗的大量繁殖。(2)作物脱毒:植物分生区附近,如茎尖、根尖,很少被病毒感染,甚至无病毒,因而被用来培育无病毒植株。(3)人工种子:以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等为材料,经过人工薄膜包装得到的种子。2、作物新品种的培育:单倍体育种和突变体的利用。3、细胞产物的工厂化生产:细胞产物有蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。【要点名师精解】植物组织培养和植物体细胞杂交的比较名称植物组织培养植物体细胞杂交原理细胞的全能性细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性过程注意事
27、项选材:选取根尖、茎尖、形成层部位、最容易诱导脱分化光照:脱分化过程不需光照,再分化过程一定要有光去细胞壁的方法:酶解法,所用的酶是纤维素酶和果胶酶人工诱导融合的方法:物理法:离心、振动 电激;化学法:用聚乙二醇诱导2.2 动物细胞工程1、 动物细胞培养 概念:就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。这项技术是动物细胞工程的基础。用于培养的动物细胞和组织大多取自动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织1、原理:细胞增殖 2、过程:相关概念l 细胞贴壁:培养时悬液中分散的细胞很快就会贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。l 接触抑制:当贴壁细胞分
28、裂生长到表面相互相互接触时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。l 原代培养:是指从供体获取组织或细胞后的初次培养。l 传代培养:将原代培养的细胞分离稀释后转入新的培养瓶中继续培养。(一般情况下,传代培养10-50次后,细胞增殖会明显放缓,甚至完全停止,但有少部分细胞克服细胞寿命的自然极限,获得不死性,这些细胞已经发生了突变,正在朝着等同于癌细胞的方向发展。)3、结果:获得细胞群4、传代培养的原因:培养到一定时期细胞密度过大和代谢消耗引起营养枯竭。5、条件:(1)无菌、无毒的环境培养液和培养用具进行无菌处理 培养液中添加一定量的抗生素 定期更换培养液(2)营养葡萄糖、氨基酸、维生
29、素、无机盐、微量元素、促生长因子等。 合成培养基中还需加入动物血清、血浆等(3)温度和PH温度:细胞体外培养的温度一般与动物的体温相近,哺乳动物多以36.5±0.5为宜。PH:多数细胞最适PH为7.2-7.4。(4)气体环境 细胞培养所需气体主要是O2和CO2,O2 是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的PH。 进行细胞培养时,通常采用培养皿或松盖培养瓶,将其置于95%空气加5% CO2的混合气体的培养箱 中进行培养。附:培养基的的种类(按来源分)天然培养基:主要取自动物血清、动物组织提取液和鸡胚汁等,具有营养价值高、成分复杂的特点。合成培养基:是人工配制的,具有成分明确
30、、便于控制实验条件的特点。4、应用:(1)许多有重要价值的生物制品,如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等,都可以借助动物细胞的大规模培养来生产。(2)作为基因工程的受体细胞。(3)用于检测有毒物质,判断某种物质的毒性。(4)用于医学研究二、动物体细胞核移植概念:将供体体细胞的细胞核与受体去核卵细胞的细胞质进行人工组合,借助于卵细胞的发育能力,经过培养发育成胚胎,进而形成个体的技术。1、不同细胞全能性的表现程度不同,如:受精卵胚胎干细胞多能干细胞单能干细胞体细胞。2、动物细胞核的移植技术项目细胞核的移植概念利用一个细胞的细胞核(供体核)来取代另一个细胞中的细胞核,形成一个重建的“合子”原理动物体细胞
31、核具有全能性过程结果获得与供体遗传物质基本相同的个体意义有利于遗传疾病的治疗,优良品种的培育对物种的优化、濒危动物的保护和转基因动物的扩群有重要意义降低畜牧业的成本,缩短育种年限,提高生产效率3、 动物细胞融合与单克隆抗体制备概念:指在一定条件下将2个或多个动物细胞融合为一个细胞的过程。(融合成的细胞称为杂交细胞)1、原理:细胞膜的流动性、细胞增殖2、诱导融合的因素:聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。3、意义:制备单克隆抗体。4、单克隆抗体的制备:(1)过程(2)主要优点:特异性强、灵敏度高,并可大量制备。【要点名师精解】动物细胞融合与植物体细胞杂交的不同比较项目细胞融合的原理细胞融合的
32、方法诱导手段用法植物体细胞杂交细胞膜的流动性去除细胞壁后诱导原生质体融合离心、电刺激、振动,聚乙二醇等试剂诱导克服了远缘杂交的不亲和性,获得杂种植株动物细胞融合细胞膜的流动性使细胞分散后诱导细胞融合除应用植物细胞杂交手段外,再加灭活的病毒诱导制备单克隆抗体的技术之一专题3 胚胎工程概念:是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和技术处理,经过处理后获得的胚胎,还需移植到雌性动物体内产生后代,以满足人类的各种需求。技术:体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎干细胞移植技术、胚胎冷冻保存技术、性别控制技术等操作对象:生殖细胞、受精卵和早期胚胎细胞 3.1 动物胚胎发育的基本过程(一)精
33、子的发生1、场所:睾丸 2、时间:初情期3、过程:第一阶段:位于曲细精管管壁的精原细胞进行数次有丝分裂,产生多个初级精母细胞。第二阶段:初级精母细胞连续进行两次分裂(即减数分裂,包括M和M),第一次分裂产生2个次级精母细胞,每个次级精母细胞再分裂一次产生2个精子细胞。第三阶段:圆形的精子细胞经过变形成为精子。(二)卵子的发生1、场所:卵巢2、时间及过程:l 胎儿期动物的胚胎在性别分化后以后,卵原细胞通过有丝分裂不断增加数量,并进一步演变为初级卵母细胞,这时,它被卵泡细胞包围,形成卵泡。l 初情期后减数第一次分裂:是在雌性动物排卵前后完成的,结果产生1个次级卵母细胞和1个第一极体,进入输卵管,准
34、备与精子受精。减数第二次分裂:是在精子和次级卵母细胞(减中期)结合的过程中形成的,次级卵母细胞经分裂产生1个卵子和1个第二极体。(当在卵细胞膜和透明带的间隙观察到2个极体时,说明卵子已经完成了受精,这是判断卵子是否受精的重要标志)(三)受精准备阶段1精子获能刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在雌性动物的生殖道(子宫和输卵管)发生相应的生理变化后,才能获得受精的能力,这种现象称为“精子获能”。(苏教版:卵泡液、输卵管分泌物、血清等液体可使精子获能)准备阶段2卵子的准备 卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程。动物排出的卵子成熟程度不同,有的可能是次级卵母细胞,有的可能是初级卵母细胞,它们都
35、要在输卵管内进一步成熟,当达到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。受精阶段(1)场所:输卵管(2)主要过程(哺乳动物):精子穿越放射冠和透明带,进入卵细胞膜,原核形成和配子结合。获能后的精子与卵子相遇时,首先发生顶体反应,使顶体内的顶体酶释放出来,以溶解透明带外面的放射冠(由卵泡细胞构成的放射状结构),形成精子穿越的通道。精子穿越透明带后,在接触卵细胞膜的瞬间,会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应,这个反应称作透明带反应。这是防止多精子入卵受精的第一道屏障。精子外膜与卵细胞膜相互融合,精子入卵。精子入卵后,卵黄膜会立即发生一种生理反应,拒绝其他精子再进入卵内,这种生理反应称作卵细
36、胞膜反应。这是防止多精子入卵受精的第二道屏障。精子入卵后的另一个变化,是尾部脱离,并且原有的核膜破裂;随后,精子形成一个新的核膜,最后形成一个比原来精子核还大的雄原核。与此同时,精子入卵后被激活的卵子完成减数第二次分裂,排出第二极体后,形成雌原核。 雄、雌原核充分发育后,相向移动,彼此接触,二者体积缩小、合并,形成一个含二倍染色体的合子,即受精卵。受精过程至此结束,受精卵的发育也由此开始。注意:1、 一个卵泡中一般能形成一个成熟的卵子。2、排卵是指卵子从卵泡中排出而不是指卵泡从卵巢中排出。3、刚排出的卵子尚未完全成熟,一般仅完成减数第一次分裂,需要在输卵管内进一步成熟。4、成熟的精子无受精能力
37、,需要在生殖道内获能后方能受精2、 动物排出的卵子并未成熟,只有达到减数第二次分裂中期时,才具备受精能力。3、 受精卵的遗传物质中,核遗传物质一半来自精子,一半来自卵子,细胞质遗传物质几乎全来自卵子。二、哺乳动物胚胎发育的基本过程1、胚胎发育概念:是指受精卵发育成幼体的过程,包括卵裂、囊胚、原肠胚、胚层分化等主要阶段。(卵裂期细胞数目为32个左右时的胚胎,叫做桑椹胚)2、胚胎发育过程:苏教版:胚胎发育分为3个阶段胚卵期(受精卵第1周末)胚胎期(第2周第8周)胎儿期(第9周始)注意:发育中的细胞分裂均为有丝分裂,原肠胚阶段是个体发育中分化程度最高的阶段,但要注意细胞分化贯穿整个个体发育过程中。
38、3.3 胚胎干细胞的移植(一)干细胞1、概念:是动物(包括人)胚胎及某些器官中具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞,是重建、修复病损或衰老组织、器官功能的种子细胞。2、类型:专能干细胞:只能分化为一种或功能密切相关的两种细胞。如上皮组织基底层的干细胞,肌肉中的成肌细胞。多能干细胞:能分化为多种细胞或组织。如造血干细胞。全能干细胞:能分化为各种细胞、组织或器官。如胚胎干细胞。(二)胚胎干细胞1、概念:是在人胚胎发育早期的囊胚(受精后约56d)中未分化的细胞。(人教版:是由早期胚胎或原始性腺分离出来的一类细胞,简称ES或EK细胞。)2、特点(人教版) 形态上:体积小,细胞核大、核仁明显。 功能上:
39、具有发育的全能性。3、胚胎干细胞的分离途径:见下图4、胚胎干细胞的应用(1)用于治疗人类的某些顽症。 人类的某些顽症是由于细胞坏死、退化或功能异常引起的,如帕金森综合症、少年糖尿病和老年痴呆等。利用ES细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性,移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。目前,在动物实验方面,用ES细胞诱导分化出的某些组织细胞已成功治愈糖尿病、肝衰竭等。也许将来当我们身体某一类细胞功能出现异常或退化时,可以通过诱导ES细胞定向分化来及时修补。(2)通过诱导ES细胞体外诱导分化,可以培育出人造组织器官,解决目前临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。 (3)ES
40、细胞是研究体外细胞分化的理想材料 3.4 胚胎工程的应用一、体外受精1、概念:是指哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。主要包括卵母细胞的采集、精子的获能和受精等几个主要步骤。 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,同时使精子获能,最终完成受精作用,并有计划地保存胚胎等。2、过程:见图下3、意义:加快优良家畜的繁殖速度。二、胚胎早期培养1、概念:精子与卵子在体外受精后,应将受精卵移入发育培养液中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力。当胚胎发育到适宜阶段时,可将其取出向受体移植或冷冻保存。2、胚胎培养液:成分包括无机盐、有机盐、维生素、激素、
41、氨基酸、核苷酸等营养成分,及血清等物质。3、牛体外受精胚胎工程化生产流程:三、胚胎移植1、概念:是指将良种母畜(供体)配种后,从其生殖道取出受精卵或早期胚胎(人教版:或通过体外受精及其他方式得到的胚胎),移植到生理状态相同的同种母畜(受体)体内,使之继续发育成为新个体的技术。2、过程:见右图 【特别提示】用于移植的胚胎应为桑葚胚或囊胚。胚胎移植的供体和受体必须是同种生物,同一物种的动物才有可能具有相同的生理特征。作为供体的是优良品种,受体的雌性动物则是常见或存量大的品种。3、关键技术:超数排卵(促性腺激素处理)、人工授精、同期发情、胚胎采集等。4、意义:大大缩短了供体本身的繁殖周期,充分发挥雌
42、性优良个体的繁殖潜能。 5、胚胎移植的生理学基础(1)排卵后,供、受体生殖器官的生理变化是相同的(2)哺乳动物的早期胚胎形成后,在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系,而是处于游离状态,这就为胚胎的收集提供了可能。(3)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。(4)供体胚胎可与子宫建立正常的生理和组织联系,但移入受体的供体胚胎的遗传特性,在孕育过程中不受任何影响。四、胚胎分割1、概念:用显微手术的方法将一枚胚胎分割成二分胚、四分胚甚至八分胚,经体内或体外培养后植入受体,以得到同卵双生或同卵多生后代的技术。这种方法可视为一种胚胎克隆方法。2、材料:发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚。(注意:对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育)1、 意义:提高家畜的胚胎利用率。注意:桑椹胚以前的细胞均未分化,细胞全能性高,是胚胎分割的最佳时期桑椹胚到囊胚的发育过程中,细胞开始分化,但其全能性仍很高,也可用于胚胎分割(三)胚胎冷冻保存技术1、概念:将动物的早期胚胎,通过特殊的保护剂和降温措施,使其长期保存在超低温环境下。2、意义:可以使胚胎移植不受时间和
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