选修三 现代生物技术 详尽复习PPT课件

1、.,1,生物选修三复习,高二生物,.,2,.,3,先问问自己，这些都掌握了没有？,1、什么是基因工程？ 2、世界上第一个转基因小鼠是用什么方法导入目的基因的？ 3、世界上第一例转基因烟草是用什么方法导入目的基因的？ 4、DNA重组技术需用哪些基本工具？ 5、简述基因工程的基本操作程序。 6、什么是目的基因？ 7、标记基因的作用是什么？ 8、什么是PCR技术？ 9、分子杂交技术在基因工程上有哪些应用？ 10、什么是“工程菌”？它在基因工程中有何作用？,.,4,11、限制性核酸内切酶的来源？ 12、限制性核酸内切酶的功能是什么？ 13、限制性核酸内切酶切割产生的DNA片断末端有哪两种形式？ 14、

2、DNA连接酶的作用是什么？ 15、E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶的功能有什么不同？ 16、DNA连接酶和DNA聚合酶有什么区别？ 17、具备什么条件才能充当“分子运输车”？ 18、基因工程中使用的载体有哪几种？ 19、获取目的基因有哪几种方法？ 20、PCR技术的原理是什么？,.,5,21、PCR技术中基因增加的方式是什么？ 22、PCR技术的步骤包括哪几步？ 23、基因表达载体包括哪些必需部分？ 24、启动子的作用是什么？通常启动子来自哪里？ 25、终止子的作用是什么？ 26、将目的基因导入植物细胞有哪几种方法？ 27、将目的基因导入动物细胞的常用方法是？ 28、动物基因工程的受

3、体细胞通常是？ 29、原核生物具有什么特点？ 30、大肠杆菌最常用的转化方法是什么？,.,6,概念：,原理：,工具,步骤,应用,基因工程小结,限制性核酸内切酶：,DNA连接酶：,载体：,来源；作用及特点；结果,种类；作用,作用；必备条件；常用载体,目的基因的获取,基因表达载体的构建,将目的基因导入受体细胞 (称为转化）,目的基因的检测与鉴定,从自然界已有物种中分离,从基因文库中获取,人工合成,利用PCR技术扩增,：构建目的、组成,导入植物细胞方法,导入动物细胞方法,导入微生物细胞方法,分子水平,检测插入染色体,检测转录mRNA,检测翻译蛋白质,个体水平鉴定,.,7,基因工程概念,基因工程是指按

4、照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。 由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术,定向改造生物啦！,.,8,1、基因工程又叫做_ _或_ 。,基因工程相关要点,基因拼接技术,DNA重组技术,2、基本工具： “分子手术刀”: “分子缝合针”: 基因进入受体细胞的载体:,3、基本操作步骤：,运载体,DNA连接酶,限制性核酸内切酶,1、目的基因的获取 2、基因表达载体的构建（核心） 3、将目的基因导入受体细胞 4、目的基因的检测与鉴定,.,9,基因拼接技术或DNA重

5、组技术,生物体外,基因,DNA分子水平,新生物类型、生物产品,剪切, 拼接, 导入, 表达,基因重组,基因工程相关要点,.,10,1.限制性核酸内切酶,EcoRI,基因工程的基本工具,.,11,来源：原核生物 作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列（反向对称重复排列），切割特定切点（磷酸二酯键）。 结果：产生黏性未端（EcoRI）（碱基互补配对）或平末端（SmaI）。,基因工程的基本工具,1、限制性核酸内切酶-“分子手术刀”,.,12,基因工程的基本工具,2.DNA连接酶“分子缝合针”,1)、种类： 2)、作用部位：,磷酸二酯键,DNA连接酶可把平未端或黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即相当于

6、把梯子两边的扶手的断口连接起来，这样一个重组DNA分子就形成了。,对比DNA聚合酶,.,13,具有1至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入 在受体细胞中能复制并稳定保存 具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择,作用：将外源基因送入受体细胞。 常用载体：拟核外环状DNA （质粒） 其他种类：噬菌体衍生物和动植物病毒 条件：,3.分子运载车运载体,质粒细菌拟核DNA之外结构简单、能自主复制的很小的环状DNA分子。,.,14,小结,.,15,基因工程基本操作的四个步骤：,1、目的基因的获取,2、基因表达载体的构建,3、将目的基因导入受体细胞,4、目的基因的检测与鉴定,.,16,（一）目的基因的提取,

7、目的基因：主要是指_ 。 获取方法： 1、_中获取目的基因 2、人工合成法：化学方法合成DNA片段（反转录法、直接合成法） 3、 PCR反应扩增DNA,三、基本操作步骤,从基因文库,编码蛋白质的结构基因,原理：DNA复制 过程：加热DNA解链 冷却引物结合到互补DNA链 互补链合成 条件 ：耐高温DNA聚合酶,.,17,聚合酶链式反应（PCR）,模板DNA 4种脱氧核苷酸 一对引物 热稳定DNA聚合酶(Taq酶）温度控制,原理：DNA半保留复制,前提：一段已知目的基因的核苷酸序列,条件：,延伸(70 -75 ),变性(90-95 ),退火(55 -60 ),过程：,.,18,利用PCR技术扩增

8、目的基因,PCR的全称： 聚合酶链式反应 PCR的原理： DNA复制 PCR技术扩增目的基因的前提条件： 要有一段已知的目的基因的核苷酸序列。,选修1P58,.,19,模板 原料 引物 酶 控制温度,利用PCR技术扩增目的基因,目的基因DNA,四种脱氧核苷酸,如单链DNA分子片段,耐热的DNA聚合酶,PCR仪自动调控,PCR的条件：,.,20,用化学方法直接人工合成,条件：,基因较小，核苷酸序列已知。,.,21,小,大,无,有,无,有,某生物的部分基因,某生物的全部基因,可以,部分可以,.基因组文库与cDNA文库的构建,.利用PCR技术扩增目的基因,总结：获取目的基因,.,22,（二）基因表达

9、载体构建,1、基因表达载体由 _、_ _、_、_ 四（五）部分组成。,目的基因,启动子,标记基因,终止子,2、启动子作用：,3、标记基因的作用：,RNA聚合酶识别和结合的位点，启动转录的“开关”。,鉴别受体细胞中是否含有目的基因 ，从普通细胞中筛选出含目的基因的受体细胞,（复制原点）,.,23,（1）用一定的_切割质粒，使其出现一个切口，露出_。 （2）用_切断目的基因，使其产生 _。,（3）将切下的目的基因片段插入质粒的_处，再加入适量_，形成了一个重组DNA分子（重组质粒）,限制酶,黏性末端（平末端）,同一种限制酶,相同的黏性末端,切口,DNA连接酶,重组质粒形成过程:,.,24,转化:目

10、的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。,将目的基因导入受体细胞,农杆菌转化法（双子叶植物、裸子植物） 基因枪法（单子叶植物） 花粉管通道法,显微注射技术：目的基因表达载体提纯 取卵（受精卵）显微注射受精卵发育新性状动物,用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,.,25,将目的基因导入微生物细胞,原核生物繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，故早期常作为受体细胞。,重组表达载体DNA 溶于缓冲液,导入,.,26,分子水平检测： 检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因： 方法DNA分子杂交(探针与基因组DNA) 检测目的基因是否

11、转录出了mRNA： 方法分子杂交（探针与生物体mRNA） 检测目的基因是否翻译成蛋白质： 方法抗原抗体杂交(生物中蛋白质与抗体),个体水平鉴定（性状） 抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等,目的基因的检测与鉴定,分子探针：同位素标记的目的基因的单链,.,27,转基因生物,转基因生物是指利用 技术导入 培育出的能够将新性状稳定地 给后代的 生物。,基因工程,外源基因,遗传,基因工程,优点：,打破了常规育种难以突破的 ， 的改变了生物的遗传性状.,物种之间的界限(生殖隔离),定向,.,28,四、 基因工程的应用,1、植物基因工程成果,2、动物基因工程成果,抗虫转基因植物（抗虫棉） 抗病转基因植物（病毒外

12、壳蛋白基因） 抗逆转基因植物（抗性基因） 改良植物品质（营养、实用、观赏价值）,提高动物生长速度（外源生长激素基因） 改善畜产品质量 生产药物（乳腺生物反应器） 做器官移植供体（导入调节因子，避免排异反应） 基因工程药物（转基因工程菌生产抗体、细胞因子等）,方法:,.,29,3、基因诊断:用放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。,基因工程的应用,4、基因治疗:把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。,.,30,蛋白质工程,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

13、基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产生活的需要。,原理：,步骤：,DNA,mRNA,肽链,具有空间结构的蛋白质,基因 DNA,氨基酸序列 多肽链,蛋白质 三维结构,预期功能,生物功能,mRNA,转录,翻译,折叠,DNA合成,分子设计,.,31,比较：基因工程和蛋白质工程,.,32,基因工程步骤,1,3,4,2,.,33,(2009福建卷) 转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有Pst、Sma、EcoR、Apa等四种限制酶切割位点。请回答：,1）构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶 ， 对 进行切割。,（2）培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组

14、织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有 ，作为标记基因。,（3）香蕉组织细胞具有 ，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中、依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的 。,（2）抗卡那霉素基因,Pst、EcoR,含抗病基因的DNA、质粒,全能性,脱分化、再分化,.,34,（10福建卷）32生物现代生物科技专题(10分)红细胞生成素(EPO)是体内促进红细胞生成的一种糖蛋白，可用于治疗肾衰性贫血等疾病由于天然EP0来源极为有限，目前临床使用的红细胞生成素主要来自于基因工程技术生产的重组人红细胞生成素(rhEPO）期间要生产流程

15、如右图,.,35,（1）图中所指的是 技术。 （2）图中所指的物质是 ，所指的物质是 。 （3）培养重组CHO 细胞时，为便于清除代谢产物，防止细胞严物积累对细胞自身造成危害，应定期更换 。 （4）检测 rhEPO外活性需用抗rhEPO单克隆抗体。分泌单克隆抗体的 细胞，可由rhEPO免疫过的小鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成,PCR,mRNA,rhEPO,培养液,杂交瘤,.,36,（10天津卷）.（14分）下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性金银，BamHI、HindIII、SmaI直线所示为三种限制酶的酶切位点。

16、 据图回答： （1）图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用 限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含 的培养基上进行。,Hind和BamH；氨苄青霉素,.,37,（2）能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是 （填字母代号）。 A.启动子 B. tetR C.复制原点 D. ampR （3）过程可采用的操作方法是 （填字母代号）。 A.农杆菌转化 B. 大肠杆菌转化 C.显微注射 D. 细胞融合 （4）过程可采用的生物技术是 。,胚胎移植技术,A,C,.,38,（5）对早期胚胎进行切割，经过程可获得多个新个体。这利用了细胞的 性。 （6）为检测人乳铁蛋

17、白是否成功表达，可采用 （填字母代号）技术。 A.核酸分子杂交 B. 基因序列分析 C.抗原抗体杂交 D. PCR,全能,C,.,39,3、以重组DNA技术为核心的基因工程正在改变人类的生活，请回答有关问题： （1）基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：第一步是目的基因的获取，获得目的基因的方法通常包括 和 ；第二步是基因表达载体的构建，第三步是将目的基因导入受体细胞，第四步是 。 通常在第一步和第二步的操作中需要相同的工具酶是 。 利用PCR技术扩增目的基因的过程中，目的基因受热形成单链并与引物结合，在 酶的作用下延伸形成DNA。 基因表达载体的组成包括 四个部分， 将目的基因导入植物细胞

18、一般采用 ，培养该细胞再生成植株的过程中，往往需要使用植物激素，人为地控制细胞的 和 。 （多选）如果转基因植物的花粉中含有毒蛋白，将引起的安全性问题包括 （ ）。 A生物安全 B环境安全 C食品安全 D伦理道德问题 蛋白质工程的基本原理是：预期蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推测应有的 序列找到相对应的 序列。,人工合成,基因文库获得,目的基因的检测与表达,限制性核酸内切酶,DNA聚合,启动子、目的基因、终止子、标记基因,农杆菌转化法,氨基酸,脱氧核苷酸,脱分化,再分化,ABC,.,40,.,41,1、什么是细胞的全能性？ 2、请简述植物组织培养的过程？哪些步骤需要激素的诱导？ 3、什么是脱分

19、化？需要哪些条件？ 4、请简述植物体细胞杂交的过程？ 5、杂种细胞形成的标志是什么？ 6、人工诱导的方法有哪些？具体方法如何？ 7、植物体细胞杂交培育新品种的优点是什么？ 8、快繁的优点有哪些？ 9、作物脱毒的常用方法是怎样的？ 10、人工种子由哪几部分组成？ 11、单倍体育种的优点是什么？ 12、请简述细胞产物工厂化生产的过程。,先问问自己，这些都掌握了没有？,.,42,13、动物细胞工程包括哪些技术？这些技术中作为基础的是哪项技术？ 14、简述动物细胞培养的概念？过程？ 15、动物细胞培养在取材上有什么讲究？ 16、胰蛋白酶在动物细胞培养中起的作用是什么？什么是接触抑制？ 17、什么是原代

20、培养？什么是传代培养？ 18、细胞株指多少代的细胞？细胞系指多少代的细胞？ 19、动物细胞培养需要哪些条件？为何要定期更换培养液？ 20、什么是合成培养基？什么是选择培养基？ 21、为何对动物细胞培养时常要加动物血清？ 22、动物细胞培养的气体环境有什么具体要求？,.,43,23、什么是动物核移植？使用什么时期的卵母细胞？ 24、动物核移植技术在畜牧业应用中有什么优点？ 25、什么是动物细胞融合？杂交细胞有何特点？ 26、动物细胞融合的过程是怎样的？诱导方法有哪些？ 27、单克隆抗体有什么优点？ 28、请简述单克隆抗体的过程？要经过几次筛选？每次筛选的作用是什么？ 29、什么是生物导弹？其原理

21、是什么？,.,44,细胞工程,.,45,主要技术,植物组织培养,植物体细胞杂交,动物细胞培养,动物细胞融合,单克隆抗体技术,胚胎移植,核移植,植物细胞工程技术,动物细胞工程技术,46,1、概念:,植物细胞工程 动物细胞工程 微生物工程（略）,细胞工程,.,47,细胞分化原因？,所有细胞含全套基因 但表达的基因不同-分化的根本原因 使转录的mRNA不同 翻译成的蛋白质不同-分化的直接原因 导致细胞的形态、结构、功能不同,.,48,细胞的全能性,定义：生物体的细胞，具有使后代细胞发 育成完整个体的潜能。 原因：生物的每一个细胞都含有该物种所 特有的全套遗传物质。,全能性大小：受精卵生殖细胞体细胞,

22、具有全能性一定能表现出全能性吗？,.,49,.,50,.,51,概念：,分类,细胞工程小结,植物细胞工程,动物细胞工程,植物体细胞杂交,植物组织培养,（基础）,动物细胞核移植,动物细胞培养,生产单克隆抗体,动物细胞融合,（基础）,原理、过程、应用（3项）,原理、过程、优势及缺陷、应用（1项）,原理、过程、培养条件、应用（4项）,原理、过程、类型、应用（5项）、问题,原理、过程、应用（1项）,原理、过程、单抗特点、应用（2项）,例题,例题,52,所采用技术的理论基础,植物细胞工程,通常采用的技术手段,植物组织培养,植物体细胞杂交,植物细胞的全能性,一、植物细胞工程,.,53,原理：,过程：,应用

23、：,细胞全能性（概念？原因？大小？分化？）,（关键步骤？培养条件？）,植物繁殖的新途径,作物新品种的培育,细胞产物的工厂化生产,微型繁殖,作物脱毒,人工种子,单倍体育种,突变体的利用,（优势？）,（原理？方法？）,（组成？优势？）,（步骤？优势？）,（原因？）,（生产材料？）,？,？,1、植物组织培养,54,(离体的植物 器官、组织或细胞),脱分化,再分化,培养条件：,离体、含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的PH、适合的光照等,外植体,举例：,花药离体培养；基因工程培育的抗棉铃虫 的棉花植株；细胞工程中培育的“番茄-马 铃薯”杂种植株等。,1、植物组织培养,扩大培养,

24、.,55,过程,离体的植物器官、组织或细胞,愈伤组织,根、芽,植物体,外植体,脱分化,植物激素：细胞分裂素、生长素,再分化,组培条件：,含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的pH、适时光照等。,1.植物组织培养,.,56,原理：,过程：,细胞膜流动性和细胞的全能性,优势：,应用：,（具体方法？）,克服了远缘杂交不亲和的障碍,未能让杂种植物按照人们的需要表现出双亲的优良性状。,培育作物新品种,缺陷：,？,？,？,2、植物体细胞杂交的过程,57,融合细胞,杂种细胞,去壁的常用方法：,诱导原生质体融合方法：,融合成功的标志,人工诱导,筛选,2、植物体细胞杂交的过程,.,58,植

25、物A细胞,植物B细胞,去 壁,原生质体A,原生质体B,原生质体 融合,融合体,再生壁,杂种细胞,细胞分裂,愈伤组织,杂种植株,去壁的常用方法：,酶解法（纤维素酶、果胶酶等）,原生质体融合方法：,物理法：离心、振动、电刺激等,化学法：聚乙二醇（PEG）,2.植物体细胞杂交,过程示意图,59,（1）植物繁殖的新途径（见资料）,1）微型繁殖（快速繁殖） 2）作物脱毒 3）神奇的人工种子,（2）作物新品种的培育,1）单倍体育种 2）突变体的利用 3）转基因植物的培育,（3）细胞产物的工厂化生产,3、植物细胞工程的实际应用,.,60,（宁夏卷）38生物选修模块3：现代生物科技专题(15分) 请回答： （

26、1）植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品种的 ，繁殖种苗的速度 。离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有该植物的全部 。 (2)把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上进行，其原因是避免 的污染。 （3）微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗 ，而与 配比适宜时可促进芽的增殖。若要抑制试管苗的生长，促使愈伤组织产生和生长，需要使用的生长调节剂是 (脱落酸、2，4-D)。 （4）将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后，单株鲜重和光合作用强度的变化如图。据图分析，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用强度

27、的变化趋势是 ，单株鲜重的变化趋势是 。据图判断，培养基中不含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物的量 (能、不能)满足自身最佳生长的需要。 (5)据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力，应 (降低，增加)培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。,（1）遗传特性 快 遗传信息 （2）微生物 （3）生根 细胞分裂素 2，4-D （4）逐渐减小 先增加后下降 不能 （5）降低,.,61,62,二、动物细胞工程,植物细胞工程常用的技术手段：,植物组织培养、 植物体细胞杂交等,强调：,是其他动物细胞工程技术的基础。,动物细胞培养,动物细胞核移植,动物细胞融合,单克隆抗体制备等,动物

28、细胞培养技术,回顾：,常用的技术手段：,63,动物胚胎或幼龄动物的组织、器官,胰蛋白酶,剪碎,单个细胞,加培养液,制成,细胞悬浮液,去掉组织间蛋白,10代细胞,50代细胞,无限传代,部分细胞遗传物质改变,动物细胞培养不能最终培养成动物体,随细胞增多，细胞就会停止分裂增殖,1.动物细胞培养:,.,64,动物细胞培养,原理：,过程：,细胞增殖,培养条件：,应用：,细胞生长特点？,工具酶及作用？,培养类型？,无菌、无毒环境,营养,适宜的温度和PH,气体环境（95%空气和5%CO2）,生产生物制品,为基因工程培养细胞,检测有毒物质,生理学、医药学研究,.,65,细胞悬浮液,10代细胞,50代细胞,无限

29、传代,原代培养与传代培养、细胞株与细胞系,多数组织细胞固定在表面生长和分裂。,随细胞增多，细胞就会停止分裂增殖,遗传物质改变,动物细胞培养液：,液体培养基;,成分中有动物血清等,1、动物细胞培养,66,植物组织培养和动物细胞培养的比较,均需适宜的外界条件：PH,温度,营养及“无菌、无毒环境”等（见资料）。,固体、营养物质、蔗糖、植物激素,培养成植株,液体、营养物质、葡萄糖、动物血清,培育成细胞系或细胞株,1.生产蛋白质制品 （如病毒疫苗、干扰素、 单克隆抗体、动物激素） 2.用于某些器官移植,1.试管苗的快速繁殖 2.无病毒植物的培育 3.生产药物等 4.人工种子（见资料） 5.转基因植物的培

30、育,67,物理法、化学法,灭活的仙台病毒,2、动物细胞融合,过程,制备单克隆抗体：,68,获得杂种植株,用途,物理、化学方法（同左）,生物：灭活的病毒,物理（离心、振荡、电刺激）,化学（PEG）,诱导方法,使细胞分散后诱导细胞融合,去除细胞壁后诱导原生质体融合,细胞融合的方法,细胞膜的流动性,细胞膜的流动性、植物细胞全能性,原理,动物细胞融合,植物体细胞杂交,比较项目,植物体细胞杂交、动物细胞融合的比较,主要用于制备单克隆抗体,69,细胞核移植,多莉羊的培育过程,3.核移植与克隆动物：,动物细胞核有全能性,.,70,动物细胞核移植,原理：,过程：,应用：,动物细胞核的全能性,动物A细胞核,动物

31、B去核的M卵母细胞,重组细胞,核移植,胚胎移植,克隆动物,分娩,重组胚胎,哺乳动物代孕母体子宫,繁育优良畜群,保护濒危动物,转基因克隆动物生产医用蛋白,器官移植的供体,生理、病理学研究,问题：,成功率低,克隆动物存在健康问题,克隆动物食品的安全性问题,.,71,3、细胞核移植,供体,采集卵母细胞,减中期 卵母细胞,去核,去核 卵母细胞,供体细胞,培养,激活 分裂、分化,胚胎移植,克隆奶牛,重复获得更多克隆牛,72,特点：产量低、特异性差、纯度低、反应不够灵敏,4、单克隆抗体,1、常规抗体制备：,一个B淋巴细胞：只分泌一种特异性抗体,2、单克隆抗体制备：,杂交瘤细胞,小鼠骨髓瘤细胞：能无限增殖,

32、融合,73,抗原注入小鼠体内,已免疫的B淋巴细胞,骨髓瘤细胞,筛选出杂交瘤细胞,筛选出能产生特异性抗体的细胞群,从培养液中提取,从小鼠腹水中提取,细胞融合,动物细胞培养,单克隆抗体的制备,(特定的选择培养基),.,74,、诱导动物细胞融合的方法,物理法：,仙台病毒,紫外线,丧失感染活性（不感染细胞）,保留融合活性 （诱导细胞融合）,聚乙二醇（PEG）,电刺激,灭活病毒,化学法：,生物法:,4.单克隆抗体的概念,.,75,.单克隆抗体概念,单个细胞,化学性质单一、特异性强,无性繁殖,B淋巴细胞：寿命短,分泌特异性抗体 骨髓瘤细胞：寿命长 杂交瘤细胞：寿命长，单克隆抗体,.单克隆抗体特性,均一性：

33、纯度很高的均一性抗体,专一性：只对抗原某一抗原决定簇起反应,大量产生及稳定性：杂交瘤细胞能无限繁殖,由单个B淋巴细胞经无性繁殖（克隆），形成基因型相同的细胞群，所产生的化学性质单一、特异性强的抗体。,单：,抗体：,克隆：,特异性强、灵敏度高、产量大,76,主要用于疾病的诊断、治疗和预防。 若在单抗上带上抗癌药物制成“生物导弹”，将药物定向带到癌细胞所在部位，既消灭了癌细胞又不会伤害健康细胞。 特点：与常规抗体相比，具有特异性强、灵敏度高、化学性质单一的优点。,单克隆抗体的应用：,单克隆抗体是指：,杂交瘤细胞产生的单一抗体,.,77,例题(2009年江苏卷)动物器官的体外培养技术对于研究器官的生

34、理、病理过程及其机制意义重大。下图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图，请回答下列问题。,.,78,(1)肝脏切成小薄片，这有利于肝脏细胞_。 (2)气室中充入5%CO2气体的主要作用是_。 (3)培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长，但要注意选择抗生素的_，以保证抗生素对肝脏无害。,.,79,(4)有机物X有毒性，可诱发染色体断裂。利用上图所示装置和提供的下列材料用具，探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。 材料用具： 肝脏小块，外周血淋巴细胞，淋巴细胞培养液，植物凝集素(刺激淋巴细胞分裂)；显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，滴管；吉姆萨染液(使染色体着色)，有机物X溶液等。实验过程： 在

35、淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞，取4等份，备用。,.,80,利用甲、乙、丙、丁4组上图所示装置，按下表步骤操作(“”表示已完成的步骤)。 上表中还需进行的操作是_。,.,81,培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养。 一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片。在显微镜下观察_，并对比分析。若丙组淋巴细胞出现异常，而甲组的淋巴细胞正常，则说明_。,.,82,【解析】 在动物细胞培养过程中，细胞会表现出接触抑制现象，此时是单层细胞。用胰蛋白酶可以使贴壁细胞从瓶壁上分离开来。随着细胞传代培养代数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现衰老甚至死亡的

36、现象，但极少数细胞可以连续增殖，有些细胞会因遗传物质改变而变成不死性细胞。由于活细胞的膜具选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，而死细胞的细胞膜丧失选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色。由于中期染色体形态固定、数目清晰，因此最好选用细胞分裂到中期的细胞用显微镜观察染色体数目。由于在冷冻超低温液氮下，细胞中酶的活性降低，细胞新陈代谢的速率降低，通常在此条件下保存细胞。机体把移植的皮肤组织当作抗原攻击，会发生排斥现象。,.,83,【答案】 (1)相互接触 接触抑制 单层(或一层) 胰蛋白酶 (2)衰老甚至死亡 不死性 降低 减少 (3)由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细

37、胞内，故活细胞不能着色(或由于死细胞的膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色) (4)中 (5)冷冻(或超低温、液氮) 酶 新陈代谢 (6)抗原,.,84,(2008年上海生物)制备单克隆抗体所采用的细胞工程技术包括( ) 细胞培养 细胞融合 胚胎移植 细胞核移植 A B C D,.,85,【解析】 制备单克隆抗体时，首先采用细胞融合技术得到杂交瘤细胞，再采用动物细胞培养技术获得能产生所需抗体的细胞群。 【答案】 A,86,例(06江苏)下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。,（1）_技术是单克隆抗体技术的基础。 （2）根据培养基的用途分类，图中HAT培养基属于_培养基。 （3）单

38、克隆抗体与常规的血清抗体相比，最大的优越性是_。 （4）动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用的诱导剂外，还可以采用_。 （5）选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的_特点，又具备淋巴细胞的_特点。 （6）淋巴细胞是由动物体_中的_细胞分化、发育而来。 （7）杂交瘤细胞从培养基中吸收葡萄糖、氨基酸的主要方式是_。,动物细胞培养,选择,特异性强,灵敏度高,灭活的病毒,在体外大量增殖,分泌特异性抗体,骨髓,造血干细胞,主动运输,87,6、基因型为AaBb的水稻(具有24条染色体)的花粉通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下形成试管苗的育种过程。 (1)愈伤组织是花粉细胞不断分裂后的形成的不规则细

39、胞团，愈伤组织形成中，必须从培养基中获得_。 (2)要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_和_两类激素。 (3)愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是_利用光照制造有机物，供试管苗生长。 (4)试管苗的细胞核中含有_条脱氧核苷酸链。 (5)培养出的试管基因型有 。如果要获得育种需要的植株，并能繁殖新品种，后面的育种步骤是_。,各种营养(水、无机盐、蔗糖等能量物质)和小分子有机物,生长素、 细胞分裂素,叶绿体,24,AB、Ab、ab、a,用一定浓度的秋水仙素处理组织培养获得的幼苗,88,.,89,.,90,1.精子的发生场所是？发生的时期？ 2、简

40、述精子的变形过程中细胞结构的变化特点。 3、卵泡的形成时期是？卵子和精子的发生有什么主要区别？ 4、什么是排卵？卵子形成的两次减数分裂分别在何时完成？ 5、受精完成的标志是什么？ 6、受精部位是？ 7、什么是精子获能？什么时期的卵子具有受精能力？ 8、受精的过程有哪些？,先问问自己，这些都掌握了没有？,.,91,9、防止多精入卵的屏障是什么？ 10、什么是雄原核？什么是雌原核？ 11、胚胎发育过程有哪几个重要阶段？每一阶段的主要特点分别是什么？ 12、什么是试管动物技术？ 13、体外受精的主要步骤有哪些？ 14、卵母细胞的采集方法有哪些？ 15、什么是超数排卵？ 16、精子的收集方法有哪些？

41、17、体外受精的媒介是？ 18、胚胎体外培养需要哪些条件？,92,教学目标： 1、胚胎工程的概念 2、精子和卵子的发生 3、受精作用 4、胚胎发育,93,1、胚胎工程的概念,操作的对象 早期胚胎或配子 技术手段 胚胎干细胞培养、胚胎分割、胚胎移植、体外受精等 最后结果 产生动物个体，满足人类需求,94,体内受精 和 早期胚胎发育,95,一、精子的发生,1、场所：,2、时期：,3、过程：,精子的发生是在睾丸的曲细精管内完成的,从初情期开始直到生殖功能衰退,发生的过程大体可分为三个阶段,曲细精管,96,精原细胞经过数次有丝分裂,产生大量的精原细胞,其中一部分经过染色体复制等活动,进一步形成初级精母

42、细胞。,每一个初级精母细胞经减数分裂形成四个含有单倍染色体的精子细胞。,第一阶段：初级精母细胞的形成,第二阶段：精子细胞的形成,97,第三阶段 精子变形,98,_变为精子头部的主要部分； _发育为头部的顶体； _演变为精子的尾； _形成线粒体鞘膜； 其它物质浓缩成_（球形）。,第三阶段：精子变形,细胞核,高尔基体,中心体,线粒体,原生质滴,99,4、精子的形态：,（1）外形似蝌蚪，分_、_、_、三大部分。,（2）不同种动物精子的形态_，大小略有_，与动物的体形大小_。,头 颈 尾,相似,不同 无关,100,二、卵子的发生,1.场所：,2.时期：,卵子的发生是在卵巢内完成 的(卵巢有产卵与排卵、

43、分泌多种激素这二大功能）。,性别分化以后,（放射冠）,101,3、过程：,雌性胎儿卵巢内的卵原细胞，通过有丝分裂增加其数量，并演变为初级卵母细胞，被卵泡细胞包围,形成卵泡。初级卵母细胞经过减数分裂变为成熟的卵子。,减数第一次分裂的时间是在雌性动物排卵前后完成的，结果是产生1个次级卵母细胞和1个第一极体(暂不分离),进入输卵管,准备与精子受精。,减数第二次分裂时间是在精子和卵子结合的过程中，结果是产生1个成熟卵子和3个第二极体。,102,103,104,三、精子与卵子的发生比较,105,四、受精作用,1、概念:,3、场所:,1、概念:指精子和卵子结合形成合子 (即受精卵)的过程。,2、受精的标志

44、:在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时; 受精完成的标志：雌雄原核的融合。,3、场所:受精是在输卵管内完成的。,106,4、过程,受精前的准备阶段,受精阶段,准备阶段1：精子获能,准备阶段2：卵子的准备,107,准备阶段1：精子获能,即精子必须在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后，才能获得受精能力的现象。,准备阶段2：卵子的准备,即卵子在输卵管内成熟到减数第二分裂中期（M）时，才具备受精能力。,108,受精阶段,包括精子穿越放射冠和透明带、进入卵黄膜、雌雄原核形成和精卵结合等内容。,109,精、卵相遇,顶体反应,顶体酶释放,顶体酶溶解透明带,接触透明带,穿越放射冠,溶解卵丘细胞 （放射冠

45、）,穿越透明带,接触卵黄膜,产生透明带反应,形成第一道屏障（作用 ）,精子被微绒毛抱合,精子外膜与卵黄膜融合,精子进入卵,110,精子进入卵后,变化,变化,变化,产生卵黄膜封闭作用,形成第二道屏障 （作用？）,尾部脱离核膜破裂,形成雄原核,形成雌原核,激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体,发育 移动 接触 合并,形成受精卵,111,受精作用的特点和实质,特点: 1、只有一个精子与一个卵细胞结合，形成一个受精卵。 2、进入卵细胞的只是精子的头部（细胞核） 3、受精卵的细胞质几乎都只来自卵细胞。,实质: 雄原核与雌原核 的融合。,112,五、胚胎发育,1、卵裂期的特点：,细胞分裂方式为_ 细胞

46、数目_ 胚胎总体积_或略有_ 每个细胞体积_, DNA总量_但_,有丝分裂,增加,不增加,缩小,减小,增加,每个细胞DNA含量不变,113,114,2、早期胚胎发育的几个阶段,囊胚：,桑椹胚：细胞均属于全能细胞。,细胞开始分化;内细胞团将来发育成各种组织, 滋养层将来发育成胎膜、胎盘;出现囊胚腔后，进一步扩大会导致孵化。,原肠胚：内细胞团表皮的细胞形成外胚层，下方的细胞形成内胚层，出现原肠腔。,115,3.2体外受精和早期胚胎培养,专题3:胚胎工程,116,3.2体外受精和早期胚胎培养,一、学习目标： 1.简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。 2.简述哺乳动物胚胎的早期培养方法。 3.认同

47、体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。 二、学习重点： 1.体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。 2.哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。 三、学习难点： 1.卵母细胞的采集和培养。 2.精子的采集和获能。,117,1.试管动物技术,是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经胚胎移植（到受体母亲体内）产生后代的技术。,118,采集良种母牛的卵母细胞,卵母细胞的体外培养,采集良种公牛精子,精子体外获能,体外受精,良种牛体外受精胚胎早期培养,胚胎移植,受体牛,良种犊牛,成熟期牛,屠宰加工厂,市场,采集卵巢中的 卵母细胞,“试管牛”工厂化生产的技术流程图,11

48、9,体外受精,1.卵母细胞的收集和培养,对不同动物,采取卵母细胞的方法不同,120,121,2.精子的收集和获能,1)收集的方法:假阴道法,手握法和电刺激等 2)获能处理: 培养法：啮齿动物、 家兔和猪 化学法：牛、羊,122,3.受精,在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程,123,胚胎的早期培养,一般比较复杂 培养液: 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. 培养发育到适宜阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存.,124,2.胚胎移植 1).概念: 将雌性动物的早期胚胎,或经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的体内,使之发育为

49、新个体的技术。,一 胚胎移植,125,2）.胚胎移植的现状和意义,（1)加速育种工作和品种改良； （2)大量节省购买种畜的费用； （3)一胎多产； （4)保存品种资源和濒危物种； （5)可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,缩短繁殖周期,增加一生繁殖的后代数量。,126,3）.胚胎移植的生理学基础,（1).供体和受体具相同的生理环境； （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).胚胎与受体能建立正常的组织联系,但遗传物质没有改变。,127,讨论: 胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。你认为这样的概括正

50、确吗？ 正确,128,4)、胚胎移植的基本程序 (阅读课本，思考胚胎移植的基本程序包括哪几个步骤？) （1）供体、受体的选择和同期发情处理 （2）配种或进行人工受精 （3）胚胎的收集、检查、培养或保存 （4）胚胎移植 （5）移植后是否妊娠的检查,129,（1）.对供体、受体进行选择,供体： 遗传性能和生产性能优秀的个体； 受体： 健康和正常繁殖能力的个体 处理： 同期发情 具体做法： 注射促性腺激素。,130,（2）.采集卵母细胞 方法： 超数排卵 具体做法： 注射促性腺激素,131,（2）.配种或人工受精,精子来源： 同种优良的雄性动物。,132,（3）.胚胎的收集,在配种或输精后第7天，用

51、特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来。,133,（3）.对胚胎进行质量检查,134,（3）.胚胎的保存或移植,135,（4）.胚胎的移植,方法一：手术法 具体做法：引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口。 方法二：非手术法 将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。,136,（5）.对受体母牛进行是否妊娠的检查(第二次检查),137,（6）.受体母牛产下胚胎移植的犊牛,138,选择,供体母牛,受体母牛,同期发情处理,超数排卵,供体公牛,配种,冲卵(胚胎),胚胎质量检查、培养,胚胎移植,妊娠检查,分娩（胚胎移植的犊牛）,总结：,139,3、胚胎分割 (阅读课本，思

52、考以下问题：) （1）胚胎分割的概念 （2）胚胎分割特点 （3）胚胎分割的理论基础 （4）胚胎分割操作过程,140,1).概念: 采用显微手术（机械方法）的方法将早期胚胎分割成2分胚,4分胚或8分胚,经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双胎或同卵多胎的技术。,141,2).特点： 后代具有相同的遗传物质， 因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。 3)、理论基础: 动物胚胎细胞的全能性。 所以胚胎分割的时期为： 囊胚或桑椹胚。,142,4)、选择的胚胎： 发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚。 5)、使用的主要仪器： 实体显微镜和显微操作仪。 6)、具体操作 用分割针或分割刀片将胚胎

53、切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中，或直接将裸半胚移植给受体。,143,胚胎分割移植的显微操作,144,7)、操作注意事项： 对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。 原因：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。,145,7)、操作注意事项： 胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功率也越低。 早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看到；再者，细胞数目是有限的。分割的份

54、数越多，不但难以做到均等分割，每一份的细胞数会越少，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大。因此，分割的份数越多，技术的难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。,146,8)、胚胎分割技术的缺陷 （1）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异； （2）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。,147,4. 胚胎干细胞,(阅读课本，思考以下问题 （1）什么是胚胎干细胞？ 简称是什么？ （2）胚胎干细胞的来源。 （3）胚胎干细胞的特性。 （4）胚胎干细胞的应用。,148,1).概念： 简称ES或EK细胞,是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。,14

55、9,2).特点: （1）形态：体积小,细胞核大,核仁明显； （2）功能：具有发育的全能性,可经诱导分化为成年动物体内任何一种组织细胞; （3）在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。,150,3).主要用途 阅读课本相关内容，说说胚胎干细胞有什么具体用途？,151,（1）.治疗人类的某些顽症 利用ES细胞可以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地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难病症。,152,（2）.培育出人造组织器官

56、，用于器官移植。 随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体外诱导分化，还可以培育出人造组织器官，解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。,153,（3）.ES细胞也是理论上研究体外细胞分化的理想材料。 ES细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。 在培养液中加入分化诱导因子,就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化.,154,4.利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原理是（ ） A.细胞分裂 B.细胞特化 C.细胞分化 D.细胞增殖,C,.,155,156,一. 转基因生物安全性(的争论),157,1、转基因生物存在安全性的原因,（1）目前，对基因的结构、基因间的相