高三生物一轮专题复习精品课件——选修专题基因工程.ppt

1、选修三,现代生物科技专题,2013年考试说明中选考的内容及要求,51 基因工程 (1)基因工程的诞生 (2)基因工程的原理和技术 (3)基因工程的应用 (4)蛋白质工程 ,分析近4年我省高考试题的考察特点来看在高考生物试题在落实体现在考试说明的情况,分析基因工程考试内容,基因工程：常结合图形考查试图的能力，所涉及的问题集中在基本概念、操作流程、限制酶的作用特点、重组质粒的构建和目的基因的检测方法等,. 基因工程的概念,这种技术是在生物体外，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，定向的改造生物的性状，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。,一、基因工程诞生的理论基础

2、1基因拼接的理论基础 (1)DNA是生物的主要遗传物质。 (2)DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。 (3)双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。,2外源基因在受体内表达的理论基础 (1)基因是控制生物性状的独立遗传单位。 (2)遗传信息的传递都遵循中心法则阐述的信息流动方向。 (3)生物界共用一套遗传密码。,二、基因工程的原理及技术,1、原理：,2、技术：,（1）基本工具,限制性核酸内切酶“分子手术刀”,来源：原核生物中分离纯化而来 特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定位点 结果：产生黏性未端或平末端（2个切口，4个末端） 举例：大肠杆菌的一种限制酶能识别GAATTC序列

3、，并在G和A之间切开,一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在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。（断开的不是氢键 切割目的基因时最好用同一种限制酶，以产生相同的末端。 限制性核酸内切酶在质粒上的切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以便于检测。,双链DNA结构和磷酸二酯键位置,切割DNA分子时产生的两种不同末端,DNA连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。 （恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键）,分子缝合针DNA连接酶,（1）连接酶的分类,根据酶的来源分： .coli DNA连接酶：只能“缝合”片段互补的黏性末端

4、 .4DNA连接酶：能“缝合”片段互补的黏性末端和平末端,(2)DNA连接酶与DNA聚合酶的比较,分子的切割和连接,作用：将外源基因送入受体细胞和利用它的宿主细胞内对 目的基因进行大量复制 条件： （1）能在宿主细胞内复制并稳定地保存 （2）具有一个或多个限制酶切点 （3）具有某些标记基因 （4）载体必须安全，不会对受体细胞有害 种类：常用载体：质粒（人工改造） 其他载体：噬菌体和动植物病毒,基因的运输工具运载体,1.细胞染色体外能自主复制的 2.质粒是基因工程中最常用的运载体 3.最常用的质粒是大肠杆菌的质粒 4.存在于许多细菌及酵母菌等生物中 5.质粒的存在对宿主细胞无影响 6.质粒的复制

5、只能在宿主细胞内完成,常用载体质粒的特点,DNA分子,小型环状,大肠杆菌及质粒载体结构示意图,复制原点,目的基因插入位点,氨苄青霉素抗性基因,1.在基因工程中使用的限制性核酸内切酶，其作用是（） A.将目的基因从染色体上切割出来 B.识别并切割特定的DNA核有酸序列 C.将目的基因与运载体结合 D.将目的基因导入受体细胞 2.基因工程中常用细菌等原核生物作受体细胞的原因不包括（） A.繁殖速度快 B.遗传物质相对较少 C.多为单细胞，操作简便 D. DNA为单链，变异少,B,D,随堂练习,3.基因工程是DNA分子水平的操作，下列有关基因工程的叙述中，错误的是（） A.限制酶只用于切割获取目的基

6、因 B.载体与目的基因必须用同一种限制酶处理 C.基因工程所用的工具酶是限制酶DNA连接酶 D.带有目的基因的载体是否进入受体细胞需检测,A,4.作为基因的运输工具运载体，必须具备的条件之一及理由是（） A.能够在宿主细胞中稳定的保存下来并大量复制，以便提供大量的目的的基因 B.具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达 C.具有某些标记基因，以便目的基因能够与让结合 D.它的参与能够使目的基因在宿主细胞中复制并稳定保存 5.基因工程中常见的载体是（） A.质体B.染色体C.质粒D.线粒体,D,C,二、基本步骤 第一步：目的基因的获取 第二步：基因表达载体的构建 第三步：将目的基因导入受体细胞

7、第四步：目的基因的检测与鉴定,基因工程的基本操作流程图,反转录,取出DNA,用限制酶切断DNA,目前被较广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等,目的基因主要指编码蛋白质的结构基因,第一步：目的基因的获取,从基因文库获取目的基因 基因组文库（一种生物的所有基因） 部分基因文库：如cDNA文库（部分基因） 利用PCR技术扩增目的基因 原理：DNA双链复制的原理 通过DNA合成仪直接人工合成 根据蛋白质的氨基酸顺序推算出信使RNA核苷酸顺序，然后按照碱激互补配对原则，推算出基因DNA的脱氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基

8、因。,PCR技术,原理： 前提： 原料 方式,PCR扩增仪,DNA复制,一段已知目的基因的核苷酸序列,：以_方式扩增， 即_（n为扩增循环的次数）,指数,2n,模板DNA；DNA引物；四种脱氧核苷酸；热稳定DNA聚合酶（Taq酶）；离子,过程,变性、退火、延伸三步曲,变性：加热至9095双链DNA解链成为单链DNA 退火：冷却至5560部分引物与模板的单链DNA的特定互补部位相配对和结合 延伸：加热至7075以目的基因为模板，合成互补的新DNA链, PCR技术与DNA复制的比较,二、基因表达载体的构建核心,（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

9、_ _。,（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,同一种限制酶,的黏性末端,切口,DNA连接酶,相同,1.过程:,基因表达载体的组成：,它们有什么作用？,a、目的基因,b、启动子,c、终止子,d、标记基因,位于基因的首端,是RNA聚合酶结合位点,位于基因的末端,终止转录,检测目的基因是否导入受体细胞,第三步：将目的基因导入受体细胞,导入原理：借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。 目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（叫转化）。,1、将目的基因导入植物细胞,（1）农杆菌转化法,特点:,能感染双子叶植物和祼

10、子植物,对单子叶植物无感染能力,Ti质粒的TDNA可转移至受体细胞并整合到其染色体上,转化过程:,Ti质粒 目的基因,构建,表达载体,植物细胞,植物细胞整合DNA,新性状,农杆菌,（2）基因枪法,基因枪法又称微弹轰击法，是利用压缩气体产生的动力，将包裹在金属颗粒表面的表达载体DNA打入受体细胞中，使目的基因与其整合并表达的方法。,（3）花粉通道法,植物花粉在柱头上萌发后，花粉管要穿过花柱直通胚囊。花粉管通道法就是在植物受粉后，花粉形成的花粉管还未愈合前，剪去柱头，然后，滴加DNA（含目的基因），使目的基因借助花粉管通道进入受体细胞。,2、将目的基因导入动物细胞,方法:,显微注射技术,操作程序:

11、,提纯含目的基因表达载体,取受精卵,显微注射,移植到子宫,受精卵发育,新性状动物,3、将目的基因导入微生物细胞,常用法：Ca2+处理,常用菌：大肠杆菌,微生物作受体细胞原因： 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对少,过程：,Ca2+处理大肠杆菌,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,第四步：目的基因的检测和鉴定(1)（1）分子水平检测 导入检测：DNA分子杂交技术，即使用放射性同位素标记的含目的基因的DNA片段作探针检测。,(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.运用现代生物技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因整合到棉花细胞中，为检测实验是否成功，最

12、方便的方法是检测棉花植株是否有（） A.抗虫基因B.抗虫基因产物 C.新的细胞核D.相应性状 2.转基因动物转基因时的受体细胞是（） A.受精卵B.精细胞 C.卵细胞D.体细胞,D,A,随堂练习,3.人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工合成，通过转基因技术，可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是（） A.大肠杆菌 B.酵母菌 C.噬菌体D.质粒DNA 4.人们利用基因工程方法，用大肠杆菌生产人类胰岛素，与此过程无关的是（） A.用限制酶对胰岛素基因与载体分别切到并催化两者连接 B .把重组后的DNA分子导入受体细菌内进行扩增 C.检测重组载体是否导入受体细菌内并表达出性状 D.筛选出能

13、产生胰岛素的“工程菌”,B,A,（一）植物基因工程技术的应用 1、提高农作物的抗逆能力 （1）抗虫转基因植物 抗虫基因的种类：4种,三、基因工程的应用,（2）抗病转基因植物 抗病转基因植物所用的基因： 常用：病毒外壳蛋白基因和 病毒的复制酶基因 抗真菌转基因植物中有：几丁质酶基因和抗毒素合成基因 （3）其它抗逆转基因植物 抗盐碱、干旱的基因：调节细胞渗透压的基因 抗冻蛋白基因 抗除草剂基因,2、改良农作物的品质,富含赖氨酸的转基因玉米,导入与植物花青素代谢有关的基因的矮牵牛,3、利用植物生产药物,（二）动物基因工程的应用 1、用于提高动物生长速度 （如：导入外源生长激素基因鲤鱼） 2、用于改善

14、畜产品的品质 （如：将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使乳糖的含量大大减低） 3、用转基因动物生产药物 （如：转入人的a-抗胰蛋白基因的绵羊） 4、用转基因动物作器官移植的供体 （如：改造猪的器官）,（三）基因工程药物,（四）基因治疗,是指是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。 基因治疗包括： 1、体外基因治疗 2、体内基因治疗,随堂练习,1.运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的Bt基因转移到优质油菜中，培育出转基因抗虫的油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白，对菜青虫有显著抗性，能大大减轻菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，减小农药使用。根据以上信息，下列

15、叙述正确的是（） A.Bt基因的化学成分是蛋白质 B. Bt基因中有菜青虫的遗传物质 C.转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt基因 D.转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物,C,2.水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中Asp、Gly和Ser构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记，在转基因技术中，这种蛋白质的作用是（） A.促使目的基因到导入宿主细胞中 B.促使目的基因在宿主细胞中复制 C.使目的基因容易被检测出来 D.使目的基因容易成功表达,C,四、蛋白质工程,（一）蛋白质工程崛起的缘由 基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。这些天然蛋白质是生物在长期进化过程中

16、形成的，它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一 定完全符合人类生产和生活的需要。 如：胰岛素、干扰素、生长素,（二） 蛋白质工程的基本原理 1、概念： 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质，以满足人类对生产和生活的需求。,2、基本原理 ： （1）确定蛋白质的功能蛋白质应有的高级结构蛋白质应具备的折叠状态应有的氨基酸序列应有的碱基排列， 创造自然界不存在的蛋白质。 （2）其与基因工程的比较： 基因工程是遵循中心法则， 从DNAmRNA蛋白质折叠产生功能， 生产出自然界已有的蛋白质。,专题二、细胞

17、工程,高考要求： 1.植物组织培养 2.动物细胞培养和体细胞克隆 3.动物细胞融合和单克隆抗体 ,概念：利用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平的操作，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。,分类： 植物细胞工程 动物细胞工程,植物细胞工程的理论基础是： 植物细胞的全能性,全能性高低：,受精卵胚胎干细胞生殖细胞体细胞 植物细胞动物细胞,植物细胞工程常用的技术,一、植物的组织培养 1、概念：植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完

18、整的植株。 2、原理：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，也就是说，每个生物细胞都具有全能性的特点。,脱分化,再分化,过程,（分化）,（未分化）,（分化）,条件？,优点？,特点？,繁殖速度快 不受季节限制 幼苗无毒 保持优良性状,适宜温度、无光照、 pH和无菌环境、外源营养。 无机、有机成分和植物激素（生长素，细胞分裂素）,无定形状态 薄壁细胞 高度液泡化 排列疏松、无规则,分化程度低去分化较易,离体的植物器官、组织或细胞,愈伤组织,有光照、少营养物质。 植物激素,二、植物细胞的杂交技术,将不同种植物的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的

19、植物体的技术。 意义：克服不同生物的远缘杂交。,1、细胞杂交技术概念,原生质体A,原生质体B,原生质体融合,正在融合的原生质体,再生出细胞壁（融合成功的标志）,杂种细胞,愈伤组织,杂种植株,纤维素酶 果胶酶,物理方法 化学方法：,离心 振动 电刺激,聚乙二醇,植物组织培养,植物细胞融合,请问杂种植株能进行有性生殖吗？,3、植物体细胞杂交过程,二、植物体细胞杂交技术,成果和未解决的问题,成果：克服不同生物远缘杂交的障碍，出 现自然界没有的新品种。,未解决的问题：未能让杂种植物按照人们 的需要表现出亲代的优良。,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,

20、植物细胞的全能性,小结,2.1.2植物细胞工程的实际应用,（一）微型繁殖技术（也称快速繁殖技术）,一 植物繁殖的新途径,1.概念:,快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,2.特点:,1）能保持亲本的遗传特性 2）能实现高效、快速、大量繁殖,一 植物繁殖的新途径,（二）作物脱毒,1.作物脱毒的原因: 2.作物脱毒的材料: 3.作物脱毒的方法: 4.作物脱毒的结果:,长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病 毒，导致产量降低，品质变差,分生区（如茎尖）的细胞,进行组织培养,获得脱毒苗,5.成就:,（三）神奇的人工种子,一 植物繁殖的新途径,1.天然种子的局限,1）培育周期长 2）优良杂种的后代会发生性

21、状分离而丧失其优良特性 3）生产会受到季节、气候和地域的限制，并且需要占用大量的土地实现制种,（三）神奇的人工种子,一 植物繁殖的新途径,通过植物组织培养得到的胚状体、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。,（1）人工种子概念 （2）人工种子组成,胚状体（或不定芽、顶芽和腋芽）+人工种皮,（三）神奇的人工种子,一 植物繁殖的新途径,培植周期短 后代无性状分离 不受气候,季节和地域限制 可以很方便地贮藏和运输,加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、 抗生素、有益菌、植物生长调节剂等,1）优点：,2）人工种皮的有效成分,花药,花粉细胞培养,接种,脱分化,愈伤 组织,分化出

22、 小植物,再分化,单倍体 植株,移栽,正常 植株,染色体加倍,（一）单倍体育种,二 作物新品种的培育,后代都是纯合子，明显缩短育种年限,5.优点：,6.成就,（二）突变体的利用,二 作物新品种的培育,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，易受到培养条件和外界 压力的影响而产生突变,1.产生：,筛选对人们有利突变体,进而培育新品种,2.利用：,蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等,1.细胞产物种类：,三 细胞产物的工厂化生产,植物的组织培养,2.技术：,3.过程：,4.成就：,外植体 愈伤组织 细胞悬液 细胞产物,脱分化,分散开,发酵 提取,例2：右图为植物体细胞杂交过程

23、 示意图。据图回答：,1）步骤是_ _ 最常用的方法是_. 2）步骤一般常用的化学试剂是 _目的是_ _. 3）在利用杂种细胞培育成为杂种 植株的过程中，运用的技术手段 是_ ，其中步骤相 当于_，步骤相当于_,去掉细胞壁分离出有 活力的原生质体,酶解法,聚乙二醇（PEG）,诱导原生质体融合,植物组织培养,脱分化,再分化,例2：右图为植物体细胞杂交过程 示意图。据图回答：,4）植物体细胞杂交的目的是获得 新的杂种植株。使_ 能够在新的植物体上有所表现， 其根本原因: 5）从理论上讲，杂种植株的育性 _。若运用传统有性杂交方法 能否实现？_。并说明理由： 因此，这项研究对于培养作物新品 种方面的

24、重大意义在于： .,两个亲本的遗传性状,杂种植株获得了双亲的遗传物质,可育,不能,因为不同种生物之间存在生殖隔离,克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了 可用于杂交的亲本组合范围,2.2 动物细胞工程,专题2 细胞工程,动物细胞培养,动物细胞融合,生产单克隆抗体,动物细胞核移植(克隆技术),动物细胞工程常用技术,其中动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础,动物的细胞培养与体细胞克隆,1、动物的细胞培养 动物细胞培养概念： 动物细胞培养：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。,动物细胞培养过程,动物胚胎或幼龄动物的组织、器官,细胞

25、悬浮液,胰蛋白酶,10代细胞,原代培养,传代培养,无限传代,单个细胞,加培养液,这些组织或器官 上的细胞生命力 旺盛，分裂能力强,细胞贴壁生长,接触抑制,3.动物细胞培养条件：,（1）、无菌、无毒的环境 （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、无机盐、维生素、动物血清等。） （3）、温度和PH 36.5+（-）0.5度, 7.2-7.4 （4）、气体环境： O2和CO2（95%空气和5% CO2 ）,保证细胞顺利的生长增殖,4.培养特点： 贴壁生长 ： 悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁 接触抑制： 当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时， 细胞就会停

26、止分裂增殖，这种现象称为细胞,有关概念:,原代培养：指将要培养的动物细胞取出后,先用胰蛋白酶等使组织分散成单个细胞,然后配制成一定浓度的细胞悬浮液，再将该悬浮液放入培养瓶中培养。,传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，配制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养，称为传代培养。,如何界定原代培养和传代培养；细胞株和细胞系？,遗传物质改变,贴壁生长细胞分裂生长到相互接触时就停止分裂增殖的现象叫接触抑制,4、动物细胞培养技术应用,（1）、大规模培养生产生物制品（病 毒疫苗、干扰素、单克隆抗体） （2）、作为基因工程中的受体细胞 （3）、培养的动物细胞可以用于检测有毒物质，判断某种物质的毒

27、性 （4）、为治疗和预防癌症及其他疾病提供理论依据,细胞的全能性,细胞增殖,植物组织培养和动物细胞培养的比较,固体培养基,液体培养基,蔗糖 植物激素,葡萄糖 动物血清,植物体,细胞株、细胞系,快速繁殖、培育无病毒植株,获得细胞或细胞分泌蛋白,动物核移植技术,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卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成一个动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。,哺乳动物的核移植,胚胎细胞核移植,体细胞核移植,无性生殖,2、为什么不是取供体细胞核进行核移植操作，而是直接将供体细胞整个注入去核卵母细胞中？,保证供核不被破坏，

28、使所得个体的性状更符合供体。,想一想,1、受体细胞为什么选用卵母细胞？,卵母细胞体积大，易操作，而且含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。,2.体细胞核移植的过程,P49 讨论：,为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏。,1.在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？,2.用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，想一想，这是为什么？,培养的动物细胞一般当传代至1050代左右时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞遗传物质可能会发生突变，而1

29、0代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此，在体细胞核移植中，为了保证供体细胞正常的遗传基础，通常采用传代10代以内的细胞。,3.体细胞核移植技术的应用前景,（1）在畜牧业 中可以加速家畜 遗传改良的进程.,（2）保护濒危 物种.,（3）医药卫生领域生产医用蛋白质及组织器官的移植.,一、动物细胞融合,1.概念：,动物细胞融合（cell fusion）也成细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。,融合和形成的具有原来两个或多个细胞遗传物质的单核细胞，称为杂交细胞。,2、原理：,细胞膜的流动性,动物细胞A 动物细胞B,诱导，融合,2个完整的杂交细胞AB,有丝分裂,（膜融合、,诱

30、导方法,质融合、,核融合）,单核细胞,植物细胞杂交与动物细胞融合的比较,细胞膜的流动性细胞的全能性,细胞膜的流动性,纤维素酶、果胶酶,胰蛋白酶,物理方法 （离心、振荡、电激） 化学方法（PEG）,物理、化学方法 灭活的病毒,去除细胞壁后诱导原生质体融合,使细胞分散后诱导细胞融合,（只考虑两两融合）培养液中细胞有几种类型？融合细胞几种类型？,杂交瘤细胞继承了双亲细胞的遗传特性， 既能产生专一抗体又能无限增殖。,注射特定抗原蛋白,单克隆抗体的应用,诊断试剂最广泛应用 准确、高效、简易、快速,运载药物 (“生物导弹” 单抗导向，药物为弹头),1.植物细胞表现出全能性的必要条件是（ ） A.给予适宜的

31、营养和外界条件 B.导入其他植物细胞的基因 C.脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件 D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内,随堂练习,C,2.用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组 织，其主要原因是这样的组织细胞（） A.容易产生各种变异 B.具有更强的全能性 C.取材十分方便 D.分裂增殖的能力强 3.动物细胞工程常用的技术手段中，最基础的是（） A.动物细胞培养B.动物细胞融合 C.单克隆抗体D.胚胎、核移植,D,A,4.关于单克隆抗体叙述不正确的是（） A.由无性繁殖后代获得 B.化学性质单一 C.特异性强 D. B淋巴细胞体外培养获得 5.能加快良

32、种家畜繁殖能力的细胞工程技术是（） A.组织培养B.细胞融合 C.胚胎移植 D.细胞核移植,D,C,6.经诱导融合得到的融合细胞还需经过下列哪项措施才能得到杂种植株（） A.分离杂种细胞，直接接种便可获得 B.筛选鉴定杂种细胞后，再经植物组织培养才能获得植株 C.让杂种细胞自交获纯系植株 D.杂种细胞经传代培养成植株 7.以下四种细胞工程技术中，培育出的新个体不能同时具有两个亲本遗传性状眠（） A.细胞融合B.细胞或组织培养 C.细胞核移植D.动物胚胎移植,B,B,专题三、胚胎工程,动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础 胚胎干细胞的移植 胚胎工程的应用,一、动物胚胎发育的基本过程与胚胎工

33、程的理论基础,（1）卵裂期,胚胎发育的基本过程,在透明带内进行，特点：细胞分裂方式为有丝分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，或略有缩小。,（2）桑椹胚,细胞数目为32，全能细胞（都具有发育成一个完整 胚胎的潜能）,（3）囊胚,包括内细胞团，滋养层细胞，具有囊胚腔。,（4）原肠胚,三个胚层（外胚层，内胚层，中胚层），具原肠腔。,（滋养层则发育为胎儿的胎膜和胎盘）,胚胎工程的理论基础,（1）精子和卵子的发生 （2）受精 （3）早期胚胎的发育规律,（1）精子和卵子的发生,1、场所：哺乳动物精子的发生是在睾丸内完成的。,精子的发生,2、过程：（分三个阶段）,第一阶段：精原细胞先分裂为两个

34、细胞，然后继续进行数次有丝分裂，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。每个初级精母细胞产生四个精子细胞 。 第三阶段：精子变形：细胞核变为精子头的主要部分，高尔基体发育为头部的顶体，中心体变为精子的尾，线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘膜。细胞内的其他物质浓缩为球状，叫做原生质滴。,卵子的发生,1、场所：哺乳动物卵子的发生是在卵巢内完成的。（哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在出生前（胎儿期）完成的，这是精子和卵子在发生上的重要区别） 2、过程： 减数第一次分裂是在雌性动物排卵前完成的，产生一个次级卵母细胞和第一极体，进入输卵管，准备与精子受精。 减数第二次分裂是在

35、精子与卵子结合的过程中完成的，次级卵母细胞经分裂产生一个成熟的卵子和第二极体。,判断卵子是否受精的重要标志,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。,（2）受精,1、概念：受精是精子与卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。它包括受精前的准备阶段和受精阶段。在自然条件下，受精是在雌性的输卵管内完成的。,2、受精过程：,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，必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。,准备阶段2卵子的准备,达到减数第二次分裂的中期时，才具备与精子受精的能力。,受精阶段,精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，原核形成和配子

36、结合。（透明带反应和卵黄膜封闭作用是防止多精入卵了二道屏障）,1.受精时精子穿入（ ） A.卵原细胞B.初级卵毋细胞 C.次级卵母细胞D.成熟卵细胞 2.精子获能是在（ ） A.生精小管内B.辜丸网内 C.精液内D.以上都不对 3.卵子完成第二次成熟分裂是在（） A.生长卵泡时期B.成熟卵泡时期 C.排卵时D.受精时,C,D,D,4.顶体反应在受精中的作用（） A.释放顶体酶 B.利于精子和卵子的核融合 C.阻止了其他精子的受精 D.形成精子穿越放射冠的通路 5.下列不属于精子入卵后的变化的是（） A.尾部脱离 B.核膜破裂后再形成新的核膜 C.核分裂 D.形成雄原核,D,C,6.哺乳动物卵裂

37、期的特点有（） A.每个细胞的体积增大 B.胚胎的总体积变化不大 C.每个细胞的核遗传物质增多 D.有机物数量增大 7.关于囊胚的叙述不正确的是（） A.细胞开始出现初步的分化 B.形成滋养层细胞，将来发育成胎膜和胎盘 C.形成的囊胚腔中，不含任何物质 D.囊胚的进一步扩大，会导致透明带破裂,B,C,二、胚胎干细胞的移植,胚胎干细胞的概念：哺乳动物的胚胎干细胞简称为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。ES细胞具有胚胎细胞的特性，在形态上，表现为体积小、细胞核大、核仁明显;在功能上，具有发育的全能性，即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，ES

38、细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可进行遗传改造。,研究胚胎干细胞的意义,（1）ES细胞可以用于治疗人类的某些顽症。（胚胎干细胞的移植） （2）通过ES细胞体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题 （3）ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。,胚胎干细胞的移植,将干细胞分化成某一特定的细胞、组织，甚至器官，通过移植，使之再建起受损的组织，甚至器官。（比如，将干细胞在体外分化为胰岛细胞，注入病人胰脏中，通过增殖，构成病人新的胰岛组织，它就可以替代病人受损的胰岛组织，使依赖注射胰岛素维持生命的病人得到根治。）,三、胚胎工程的

39、应用,1、胚胎移植 胚胎移植的概念：胚胎移植是指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的体内，使之继续发育为新个体的技术。 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）胚胎移植可充分发挥雌性优秀个体的繁殖潜力。,胚胎移植的生理学基础 （1）哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物的供受体生殖器官的生理变化是相同的，这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。 （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

40、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。,胚胎移植的基本程序,胚胎移植主要包括对供、受体的选择和处 理，配种或进行人工授精，对胚胎的收集、 检查、培养和保存，对胚胎进行移植，以及 移植后的检查。,2、胚胎分割,胚胎分割的概念：胚胎分割是指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。胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。 胚胎

41、分割使用的主要仪器： 实体显微镜和显微操作仪。 （对囊胚阶段的胚胎要注意将内细胞团均等分割）,随堂练习,1.在胚胎移植时，所取胚胎大多在囊胚期以前，其原因是（） A这时胚胎细胞数目少，便于操作 B.这时时细胞尚未出现分化 C.囊胚时营养物质最丰富 D.这时具有囊胚腔，成活率高 2.胚胎工程技术包含的内容丰富，下列不属于该技术范畴的是（） A.体内受精B.胚胎移植 C.胚胎分割D.体外受精,B,A,3.关于胚胎移植的叙述中正确的是（） A.被移植的胚胎，可以是天然胚胎也可以是体外受精及其他方式得到的胚胎 B.在“试管婴儿”的培育过程中，不涉及胚胎移植技术 C.胚胎移植产生后代的过程中，至多涉及两

42、个亲本 D.胚胎移植后，再进行胚胎分割 4.下列过程在胚胎移植中没有必要进行的是（） A.对供体、受体要进行选择 B.要用激素对供体进行超数排卵处理 C.供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应 D.胚胎移植常采用手术法和非手术法两种方法,A,C,5.胚胎分割技术是快速繁育的有效手段之一，下列关于此手段的叙述正确的是（） A.可以将胚胎任意分割成多块 B.胚胎分割后，移植获得的后代的基因型完全不同 C.胚胎分割是一种有性生殖方式 D.胚胎分割可以看作是克隆 6.胚胎分割时选择的胚胎所处时期为（） A.胎儿期B.卵裂期或原肠胚期 C.囊胚期或原肠胚期D.桑椹胚或囊胚,D,D,专题四、生物技

43、术的安全性和伦理问题,一、转基因生物的安全性 1、转基因生物：即为了达到特定的目的而将DNA进行人为改造的生物。通常的做法是提取某生物具有特殊功能（如抗病虫害、增加营养成分）的基因片断，通过基因技术加入到目标生物当中。 2、转基因生物安全性的争论（三方面） （1）食物安全（主要指公众担心转基因生物会产生出毒性蛋白或过敏蛋白） （2）生物安全（是指担心转基因生物可能影响到生物多样性） （3）环境安全（是指转基因生物可能对环境造成新污染或破坏） 3、理性看待转基因技术 正确的做法应该是趋利避害，而不能因噎废食。,二、生物武器对人类的威胁,1、生物武器的主要种类 生物武器种类包括致病菌、病毒、生化毒

44、剂，以及经过基因重组的致病菌等。 2、生物武器对人类的威胁 （1）天花，是世界上传染性最强的疾病之一，是由天花病毒引起的烈性传染病，这种病毒繁殖快，能在空气中以惊人的速度传播。若做为生物武器其后果不堪设想！,（2）炭疽是由炭疽杆菌所引起的一种人畜共患急性传染病。 （3）有的国家已经研制出新型的鼠痘病毒，人类目前没有有效的治疗药物。 （4）在实验室里有人把蜡状杆菌通过转基因技术改造成像炭疽杆菌一样的致病菌。 （5）有人把生物毒素分子的基因与流感病毒的基因拼接在一起，然后用基因工程的方法进行批量生产。 （6）有人对流感病毒基因进行改造，以使具有某种易感基因的民族感染这种病毒，而施放国的人却不易感染

45、。,3、禁止生物武器、维护世界和平,（1） 1972年4月10日，苏联、美国、英国分别在其首都签署了禁止试制、生产和储存并销毁细菌（生物）和毒剂武器公约（简称禁止生物武器公约），并于1975年3月26日生效。 1984年11月15日，我国也加入了这一公约。 （2）1998年6月27日，中美两国元首在关于禁止生物武器公约议定书的联合声明中，重申了在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。,三、生物技术中的伦理问题,1、克隆技术即无性繁殖技术。通常的有性生殖是由雌雄交配，精子和卵子结合发育成胚胎，经妊娠后产出新的个体。克隆技术不需要雌雄交配，不需要精子和卵子的结合，只需从动物身上提取一个单细胞，用人工的方法将其培养成胚胎，再将胚胎植入雌性动物体内，就可孕育出新的个体。这种以单细胞培养出来的克隆动物，具有与单细胞供体完全相同的特征，是单细胞供体的“复制品”。,克隆人技术的争论,中国政府对克隆人态度,中国政府的态度是禁止生殖性克