专题九现代生物科技专题

专题九现代生物科技专题专题九现代生物科技专题专题九现代生物科技专题专题九现代生物科技专题专题九现代生物科技专题专题九现代生物科1如下图所示，EcoRⅠ限制酶识别的碱基序列是

，切割位点在

之间；SmaⅠ限制酶识别的碱基序列是

，切割位点在

之间；说明限制酶具有

。GAATTCG和ACCCGGGG和C专一性2如下图所示，EcoRⅠ限制酶识别的碱基序列是 ，(2)DNA连接酶①作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的

。②类型常用类型E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源__________T4噬菌体功能只“缝合”__________“缝合”____________________结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的___________大肠杆菌黏性末端黏性末端和平末端磷酸二酯键磷酸二酯键(2)DNA连接酶常用类型E·coliDNA连接酶T4D344(3)载体②其他载体：λ噬菌体衍生物、

等。③载体的作用：携带外源DNA片段进入受体细胞。双链环状DNA分子限制酶切割位点标记基因动植物病毒(3)载体②其他载体：λ噬菌体衍生物、 等。双链环状DN5(1)基因工程2种工具酶的化学本质分别是什么？运载体的种类有哪些？想一想？(2)限制酶为何不切割自身DNA?(1)基因工程2种工具酶的化学本质分别是什么？运载体的种类有6专题九现代生物科技专题72.基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取①目的基因：主要指

的基因，也可以是一些具

作用的因子。编码蛋白质调控②获取方法：a．从基因文库中获取c．通过化学方法人工合成。b．利用PCR技术扩增想一想

什么是基因文库？基因文库分为哪两类？有什么区别？

PCR的原理和做法是怎么样的？2.基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取编码蛋白质调8第二步：基因表达载体的构建①目的：使目的基因

，同时使目的基因能够表达和发挥作用。②基因表达载体的组成在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代DNA片段，RNA聚合酶的识别和结合位点，驱动基因转录出mRNA终止转录标记基因，鉴别受体细胞中是否含有目的基因启动DNA的复制第二步：基因表达载体的构建①目的：使目的基因 ，9③构建过程同种限制酶DNA连接③构建过程同种限制酶DNA连接10生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法_______________________________________受体细胞体细胞或受精卵_____________原核细胞转化过程将目的基因插入到Ti质粒的T－DNA上→导入农杆菌→侵染植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→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→感受态细胞→重组表达载体及感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子农杆菌转化法显微注射法转化法受精卵第三步：将目的基因导入受体细胞生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法_________11农杆菌转化法农杆菌转化法12第四步：目的基因的检测及鉴定第四步：目的基因的检测及鉴定133.PCR技术(1)PCR原理：

原理，即：DNA复制冷却3.PCR技术(1)PCR原理： 原理，即：DNA复制冷却14(2)PCR反应过程变性90℃50℃碱基互补配对延伸TaqDNA聚合酶(2)PCR反应过程变性90℃50℃碱基互补配对延伸Ta15(3)结果：

上述三步反应完成后，一个DNA分子就变成了

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

中完成的。两PCR扩增仪想一想：PCR的原料是什么？(3)结果：上述三步反应完成后，一个DNA分子就变成了 个16PCR仪PCR管PCR仪PCR管17Taq酶dNTPsTaq酶dNTPs184.基因工程的应用(1)动物基因工程：用于提高动物

从而提高产品产量；用于改善畜产品品质；用转基因动物生产

；用转基因动物作器官移植的

等。(2)植物基因工程：培育

转基因植物(如抗虫棉)、______转基因植物(如转基因烟草)和

转基因植物(如抗寒番茄)；利用转基因改良植物的

(如新花色矮牵牛)。生长速度药物供体抗虫抗病抗逆品质4.基因工程的应用(1)动物基因工程：用于提高动物 19(3)比较基因治疗及基因诊断：

原理操作过程进展基因治疗____________利用__________导入有基因缺陷的细胞中，以表达出正常性状来治疗(疾病)临床实验基因诊断____________制作特定__________及病人样品DNA混合，分析杂交带情况临床应用基因表达正常基因碱基互补配对DNA探针(3)比较基因治疗及基因诊断：

原理操作过程进展基因治疗__205.蛋白质工程(1)概念理解①基础：蛋白质分子的结构规律及其及生物功能的关系。②操作：

或基因合成。③结果：

现有蛋白质或制造出

。④目的：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对

进行分子设计。基因修饰改造了新的蛋白质蛋白质结构5.蛋白质工程(1)概念理解基因修饰改造了新的蛋白质蛋白质结21(2)操作过程从预期的蛋白质

出发→设计预期的

→推测应有的

→找到相对应的

(基因)→基因表达→产生需要的蛋白质。其流程图如下：功能蛋白质结构氨基酸序列脱氧核苷酸序列(2)操作过程功能蛋白质结构氨基酸序列脱氧核苷酸序列22细胞工程1.植物细胞的全能性(1)概念：具有某种生物全部

的任何一个细胞，都具有发育成

的潜能。(2)原理：细胞内含有本物种的

。(3)全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于

状态，提供一定的

和其他适宜外界条件。遗传信息完整生物体全部遗传信息离体营养、激素细胞工程1.植物细胞的全能性(1)概念：具有某种生物全部 232.植物组织培养技术(1)原理：植物细胞具有

。(2)过程：全能性人工种子脱分化再分化2.植物组织培养技术(1)原理：植物细胞具有 。全能性人工243.植物体细胞杂交技术(1)概念：将

的植物体细胞，在一定条件下融合成

，并把杂种细胞培育成

的技术。(2)原理：体细胞杂交利用了细胞膜的

，杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的

。不同种杂种细胞新的植物体流动性全能性3.植物体细胞杂交技术(1)概念：将 的植物体25(3)过程(4)意义：克服不同种生物远缘杂交的

性。纤维素酶和果胶原生质体物理PEG细胞壁不亲和(3)过程(4)意义：克服不同种生物远缘杂交的 性。纤维素264.植物细胞工程的实际应用(1)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。②作物脱毒技术：选取作物

(如茎尖)进行组织培养，获得脱毒苗的技术。③人工种子：以植物组织培养得到的

、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。遗传特性无毒组织胚状体4.植物细胞工程的实际应用(1)植物繁殖的新途径②作物脱毒技27(2)作物新品种的培育①单倍体育种a.实质：花药离体培养过程就是植物组织培养过程。c.优点：后代不发生性状分离，都是

，能够稳定遗传，明显

。单倍体幼苗纯合子纯合子缩短了育种年限(2)作物新品种的培育c.优点：后代不发生性状分离，都是 28②突变体的利用：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。从这些产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成

。(3)细胞产物的工厂化生产①细胞产物：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等②培养阶段：

阶段③技术基础：植物组织培养技术新品种愈伤组织②突变体的利用：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不295.动物细胞培养(1)地位：动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、

等。其中

是其他动物细胞工程技术的基础。动物细胞融合动物细胞培养5.动物细胞培养(1)地位：动物细胞工程常用的技术手段有动物30(2)培养过程胰蛋白酶原代培养二氧化碳培养箱胰蛋白酶传代(2)培养过程胰蛋白酶原代培养二氧化碳培养箱胰蛋白酶传代31(3)培养条件②营养：除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外通常还需加入

等一些天然成分。③适宜的温度：36.5℃±0.5℃；适宜的pH：7.2～7.4。抗生素培养液血清、血浆细胞代谢(3)培养条件②营养：除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量322.动物体细胞克隆技术(核移植技术)(1)原理：

。(2)核移植分类：

移植和体细胞核移植。(3)核移植过程(以克隆高产奶牛为例)(4)应用：①加速家畜

进程，促进优良畜群繁育。②保护

。③生产医用蛋白。④作为异种移植的供体。⑤用于组织器官的移植。动物细胞核具有全能性胚胎细胞核去核细胞融合移植遗传改良濒危物种2.动物体细胞克隆技术(核移植技术)(1)原理： 。(333.动物细胞融合和单克隆抗体的制备(1)动物细胞融合①原理：

。②融合方法：聚乙二醇(PEG)、

、电激等。③意义：突破了

的局限，使

成为可能，也为制造

开辟了新途径。细胞膜的流动性灭活的病毒有性杂交方法远缘杂交单克隆抗体3.动物细胞融合和单克隆抗体的制备(1)动物细胞融合细胞膜的34(2)单克隆抗体①制备过程②优点：特异性强、

，可大量制备。③用途：作为

；用于治疗疾病和

。杂交瘤细胞能产生所需抗体灵敏度高诊断试剂运载药物(2)单克隆抗体②优点：特异性强、 ，可大量制备。351.精子和卵子的发生睾丸卵巢初情期均等不均等41胚胎工程1.精子和卵子的发生睾丸卵巢初情期均等不均等41胚胎工程36受精作用准备阶段精子的准备:在雌性生殖道内进行

。受精阶段卵子的准备:需在内进一步成熟，当达到

时，才具备及精子受精的能力。（1）精子穿越

和

：发生

。（2）细胞膜融合：在精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应（）。（3）精子头部进入卵细胞（尾部留在外面）：发生

，阻止其他精子再进入卵内。（4）形成雌原核和雄原核。（5）细胞核相互融合，受精卵形成。“精子获能”输卵管减数第二次分裂的中期顶体反应放射冠透明带透明带反应卵细胞膜反应2.受精作用37受精作用准备阶段精子的准备:在雌性生殖道内进行3.早期胚胎发育全能胎儿的各种组织胎膜和胎盘3.早期胚胎发育全能胎儿的各种组织胎膜和胎盘384.体外受精输卵管卵巢MⅡ中期假阴道培养法超数排卵法：需用促性腺激素处理后再冲卵直接采集法获能液化学药物诱导4.体外受精输卵管卵巢MⅡ中期假阴道培养法超数排卵法：需用促39（1）目的：

(2)培养液成分：无机盐、有机盐(两盐)；

(两素)；

(两酸)，另外还有水、血清等。（3）胚胎去向：

。维生素、激素氨基酸、核苷酸向受体移植或冷冻保存5.早期胚胎培养检查受精情况和受精卵的发育能力（1）目的：维生素、激素氨基酸、核苷酸向受体移植或冷冻保存5406.1胚胎移植(1)地位：胚胎工程其他技术的最后一道工序。(2)主要过程：超数排卵6.胚胎工程的应用6.1胚胎移植(1)地位：胚胎工程其他技术的最后一道工序。41(3)意义：充分发挥

。冲卵桑椹胚或囊胚妊娠雌性优良个体的繁殖潜能(3)意义：充分发挥 。冲卵桑椹胚或囊胚妊娠雌性426.2胚胎分割(1)材料：发育良好，形态正常的

。(2)实质：胚胎分割可增加动物后代，其实质是

。(3)注意：对囊胚分割时，注意将

均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。桑椹胚或囊胚动物的无性繁殖或克隆内细胞团6.2胚胎分割(1)材料：发育良好，形态正常的 436.3胚胎干细胞(ES或EK细胞)(1)来源：

。(2)特点：形态上，体积小、细胞核大、核仁明显；功能上，具有

；体外培养条件下可以_________________。(3)培养过程早期胚胎或原始性腺发育的全能性增殖而不分化6.3胚胎干细胞(ES或EK细胞)(1)来源： 。早441.生态工程