生物选修三易考知识点背诵人教版

1、生物选修三易考知识点背诵专题1 基因工程基因工程的别名基因拼接技术或DNA重组技术操作环境生物体外操作对象基因操作水平DNA分子水平基本过程剪切 拼接导入 表达结果产生人类需要的基因产物特点打破种的界限，定向改造生物本质基因重组基因工程的概念按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。1.1基因工程的基本工具1.“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。300多种微生物分离出4000多种限制酶（

2、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，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。（4）限制性内切酶与DNA解旋酶的区别限制酶DNA解旋酶区别割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键将DNA两条链的氢键打开形成两条单链（5）、限制酶的识别序列：能被限制性内切酶特异性识别的切割部位都具有回文序列：在切割部位，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。限制酶所识别的序列，无论是6个碱基还是4个碱基，都可以找到一条中轴线（如图），中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称、重

3、复排列的。当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，产生的是黏性末端。当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，它们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。（6）要获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？两个四个思考：（1）、限制酶存在于原核生物中的作用是什么？原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，以防止外来病原物的侵害。限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起

4、到切割外源DNA、使之失效，从而达到保护自身的目的。（2）、为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？通过长期的进化，细菌中含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA的入侵2.“分子缝合针”DNA连接酶(1)两种DNA连接酶（EcoliDNA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：EcoliDNA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T4-DNA连

5、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。3.“分子运输车”载体（1）载体具备的条件：携带外源DNA片段的载体能在受体细胞中复制并稳定保存。或者整合到染色体DNA上，随染色体DNA同步复制具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。（2）最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。（3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒。

6、思考：作为分子运输车载体，如果没有切割位点将会怎样？霍乱菌的质粒有多个限制酶切点，你会用它来做分子运输车吗？假如目的基因导入受体细胞后不能复制，转基因生物能有预想的效果吗？目的基因有没有进入受体细胞，如何去发现？标记基因是否表达真正被用作载体的质粒都是在天然质粒的基础上进行人工改造的。补充：真核生物与原核生物基因结构的编码区：能转录相应的信使RNA，能编码蛋白质非编码区：不能转录为信使RNA，不能编码蛋白质有调控遗传信息表达的核苷酸序列，在该序列中，最重要的是位于编码区上游的RNA聚合酶结合位点。启动子：位于基因首端一段能与RNA聚合酶结合并能起始mRNA合成的序列。没有启动子，基因就不能转录

7、。终止子：位于基因的尾端的一段特殊的DNA片断，它能阻碍RNA聚合酶的移动，并使其从DNA模板链上脱离下来，使转录终止。RNA聚合酶:能够识别启动子上的结合位点并与其结合的一种蛋白质.催化DNA转录成mRNA原核细胞基因的编码区是连续的、不间隔的，真核细胞基因的编码区是间隔的、不连续的.真核基因包括编码区和非编码区，编码区又分为外显子和内含子,内含子不翻译蛋白质。原核细胞真核细胞不同点编码区是的编码区是间隔的、的相同点都由能够编码蛋白质的_和具有调控作用的 区组成的1.2.基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1.目的基因是指：是人们所需要转移或改造的基因2.获取目的基因的方法基因文库

8、、人工合成、 PCR技术3.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法。4、PCR技术 概念：PCR全称为多聚酶链式反应迅速扩增DNA片段，是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术 原理：条件：方式：以方式扩增，即（n为扩增循环的次数）PCR技术与体内DNA复制的区别：a. PCR不需要解旋酶；体内DNA复制需要；b. PCR需要耐热的DNA聚合酶（常用TaqDNA聚合酶），生物体内的聚合酶在高温时会变性；c. PCR一般要经历三十多次循环，而生物体内DNA复制受生物体遗传物质的控制。 a.变性(9095):DNA模板解链b.退火(5

9、560):引物与模板结合，形成局部双链c.延伸(7075):TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP为原料，从引物的5端3端延伸，合成与模板互补的DNA链c.重复循环：5.如何从基因文库中得到所需要的基因？依据：目的基因的有关信息如：根据基因的核苷酸序列 、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA、基因翻译产物蛋白质等特性第二步：基因表达载体的构建基因工程的核心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+复制原点（1）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

10、结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。（2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。（3）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。第三步：将目的基因导入受体细胞1.转化的概念：是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。2.常用的转化方法：(1)将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，（双子叶和裸子植物）其次还有基因枪法和花粉管通道法等。(2)将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。此方法的受体细胞多是受精卵。(3)将目的基因导入微生物

11、细胞：原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少 ，最常用的原核细胞是大肠杆菌，其转化方法是：先用Ca2+ 处理细胞，使其成为感受态细胞，再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。3.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。第四步：目的基因的检测和表达1.首先要检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子杂交技术。即用DNA探针2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交。方法是采用分子杂交技术

12、。3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原抗体杂交。4.有时还需进行个体生物学水平的鉴定。需要做抗虫或抗病的接种实验，如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。1.3基因工程的应用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和利用植物生产药物等方面抗虫基因Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等（控制合成一种糖蛋白，这种糖蛋白可与昆虫肠道黏膜上某物质结合，影响害虫对营养物质的吸收和利用）引起生物生病的微生物，主要有病毒、真菌和细菌等抗病转基因植物所采用的基因：病毒外壳蛋白基因,病毒的复制酶基因抗真菌

13、的基因：几丁质酶基因、抗毒素合成基因、其他抗逆转基因植物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，用转基因的动物作器官移植的供体利用基因工程对猪的器官进行改造方法：将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官基因工程药品异军突起利用基因工程方法制造转基因的工程菌，可高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。工程菌:用基因工程方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系传统疫苗存在许多缺点：生产过程需大量繁殖病原体，对工作人员健康造成很大威胁；病原体的减毒、灭活有可能不够彻

14、底，导致接种者直接感染。基因工程疫苗：将起关键作用的、序列保守的蛋白质基因重组到细菌或真核细胞内，生产蛋白质，制作成疫苗。它不使用病原体本身，所以安全，还可以把不同病原体的抗原基因重组到同一受体细胞，生产多价疫苗基因治疗曙光初照基因诊断：也称为DNA诊断或基因探针技术，即在DNA水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。探针制备：放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子；原 理：利用DNA分子杂交原理；基因探针：基因探针就是一段与目的基因或DNA互补的特异核苷酸序列。它包括整个基因，或基因的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之转录而来的RNADNA分子杂交原理：互补的DNA

15、单链能够在一定条件下结合成双链，即能够进行杂交。这种结合是特异的，即严格按照碱基互补配对进行。因此，当用一段已知基因的核苷酸序列作为探针，与被测基因进行接触，若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测基因中含有已知的基因序列。基因治疗概念：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，是治疗遗传病的最有效的手段。实例：对严重复合型免疫缺陷症的治疗，将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细胞中，再将这种淋巴细胞转入患者体内基因治疗的类型体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞，进行培养，然后在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。体内基因治疗

16、：直接向人体组织细胞中转移的治病方法。（如将治疗囊性纤维病的正常基因转入患者肺组织）1.4蛋白质工程的概念（1）蛋白质工程是指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，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）（1）蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质（2）蛋白质工程的基本原理：它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。（3）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，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）以上是蛋白

17、质工程特有的途径；以下按照基因工程的一般步骤进行。（注意：目的基因只能用人工合成的方法）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蛋白质的改造大改：设计并制造自然界中不存在的全新蛋白质，使之具有特定的氨基酸序列、空间结构和预期功能中改：在蛋白质分子中替代某一个肽段或一个特定的结构域小改：通过基因工程中的定点诱变技术，有目的改造蛋白质分子中某活性部位的1个或几个氨基酸残基，以改善蛋白质的性质和功能定点诱变技术是改变蛋白质结构的核心之一，PCR技术是基因定点诱变的常用方法蛋白质工程与基因工程的关系蛋白质工程基因工程实质通过改造基因，以定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的蛋白质将

18、目的基因从供体转移到受体细胞，并在受体细胞中表达结果合成自然界不存在的蛋白质只能生产自然界已存在的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出的第二代基因工程专题2 细胞工程概念：应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，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。细胞工程与基因工程：前者是细胞水平或细胞器水平上生物技术,后者是分子水平上的生物技术植物细胞工程的基本技术一、植物组织培养技术1、原理：植物的细胞全能性（生物体的细胞具有使后代细胞发育成完整个体的潜能的特性）细胞具有全能性的原因：生物体的每一个细胞都包含有该

19、物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。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、过程：离体的植物器官、组织或细胞（又称外植体）愈伤组织胚状体试管苗植物体 愈伤组织的特点：一团没有特定结构和功能不处于旺盛分裂状态的薄壁细胞，高度液泡化，无定形状态，排列疏松无规则的组织脱分化：已经分化的植物细胞形成愈伤组织的过程再分化：愈伤组织生长一段时间后，再移植到新的培养基上继续培养，重新诱导分化形成根和芽等器官的过程。3、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。（1）、为

20、什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？有光时，往往容易形成维管组织，不易形成愈伤组织。(2)在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？防止杂菌污染，因为杂菌生长快，会和培养物争夺营养。杂菌生长过程中会产生有害的物质，导致培养物迅速死亡。(3)在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取含有形成层部分，原因是这部分容易诱导形成愈伤组织。请思考一下，胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花），是否也能培养成小植株，你能用实验的方法进行验证吗？胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）也能培养再生形成小植株，只是诱导愈伤组织比较困难。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，

21、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，最终形成完整的植株。（4）脱分化的实质和结果分别是什么？实质是恢复细胞的全能性过程。结果是形成愈伤组织思考：番茄马铃薯利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？因为不同种生物之间存在着生殖隔离，所以用传统的有性杂交方法是不可能做到这一点的。2、植物诱导融合的方法：物理法离心、振动、电刺激等。化学法一般用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。注意：a生理基础：细胞膜流动性，植物细胞全能性b植物细胞融合前需用酶解法（纤维素酶和果胶酶）除去细胞壁3、意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。思考：“番茄马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，

22、地上长番茄、地下结马铃薯？主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，马铃薯番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，所以杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯。2.1.2植物细胞工程的实际应用（一）植物繁殖1、微型繁殖：可以高效快速地实现种苗的大量繁殖原理：植物细胞的全能性优点：繁殖率高，可大批量生产； 取材少、培养周期短； 保持优良性状。2、作物脱毒：采用茎尖植物分生区组织培养来除去病毒（因为植物分生区茎尖、根尖附近的病毒极少或没有）3、人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不

23、定芽、顶芽和腋芽等为材料，经人工薄膜包装得到的种子。优点：完全保持优良品种的遗传特性，不受季节的限制；方便储藏和运输人工种子结构：人工薄膜+胚状体（不定芽、顶芽、腋芽）优点：不受气候、季节、地域的限制；保留优良性状；时间短，占地少技术：组织培养原理：细胞全能性人工种皮中有效成分：养分、无机盐、有机碳源、农药、抗生素、有益菌 生长调节剂（二）作物新品种培育1、单倍体育种：a过程：植株（AaBb）通过减数分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab四种类型）；对花粉进行花药离体培养（技术是植物组织培养）；得到单倍体植株；对其幼苗时期进行秋水仙素处理；得到了正常的纯合二倍体植株（AABB、AAbb、aaBB

24、、aabb四种类型）。b 优点：明显缩短育种年限，后代稳定遗传突变体利用：诱导突变体利用组织培养时，分裂状态的细胞易受培养条件和外界压力（如射线，化学物质等）的影响而产生突变的原理，诱导并筛选出对人类有用的突变体（三）植物细胞培养：通过能够产生对人们有利的产物的细胞进行组织培养，让它们能够产生大量的次级代谢产物。注意：1、原理：细胞增殖 2、大规模获得细胞产品应用组织培养技术培养到愈伤组织阶段细胞产物的工厂化生产：紫草素、人参皂甘、红豆杉与紫杉醇（在愈伤组织阶段）2.2动物细胞工程一般包括动物细胞培养、细胞核移植、细胞融合、单克隆抗体的制备等技术2.21动物细胞培养和核移植技术（一）、动物细胞

25、培养（1）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，让这些细胞生长和繁殖。原理：细胞增殖，要求培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附（2）动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）剪碎用胰蛋白酶处理分散成单个细胞制成细胞悬液转入培养瓶中进行原代培养贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。（3）细胞贴壁和接触抑制：悬液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抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。只有一层细胞；（4）

26、动物细胞培养需要满足以下条件无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。营养：合成培养基成分：葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等天然成分。温度：适宜温度：哺乳动物多是36.5+（-）0.5；pH：7.27.4。气体环境：95%空气5%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。（5）动物细胞培养技术的应用：制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。生产蛋白生物制品：病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等

27、健康细胞培养：如获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮。用于检测有毒物质用于生理、病理、药理等方面的研究，为治疗和预防疾病提供理论依据思考：1、用胰蛋白酶分散细胞，由此可说明细胞间的物质主要是什么成分？主要是蛋白质(胶原蛋白等)2、胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？那将动物组织分散成单个细胞时要注意什么问题呢？能，应注意时间的控制3、能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？为什么？不能，因为动物细胞培养适宜的PH为7.27.4，此环境下胃蛋白酶（2.0）没有活性，而胰蛋白酶(7.2-8.4)的活性较高。（二）动物体细胞核移植技术和克隆动物概念：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

28、育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。1、哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植（细胞分化程度低，恢复全能性比较容易）和体细胞核移植（细胞分化程度高，恢复全能性困难）。2、受体细胞：M期的卵母细胞选用去核卵(母)细胞的原因：卵(母)细胞比较大，容易操作；卵(母)细胞细胞质多，营养丰富。卵母细胞质具有调控细胞核发育的作用或有启动核基因表达的物质3、体细胞核移植的大致过程是：（右图）思考：（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？为使核移植动物的主要遗传物质全部来自有利用价值的动物提供的细胞（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

29、一想，这是为什么？10代以内的细胞一般保持正常二倍体的核型，未发生突变（3）.你认为用上述体细胞核移植方法生产的克隆动物，是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？为什么？克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核外还有少量的DNA，即线粒体中的DNA是来自于受体卵母细胞。此外，即便动物的遗传基础完全相同，还与所处环境有很大关系.思考(1)对比多莉羊和高产奶牛的克隆过程，找出操作过程的不同点？多莉克隆过程的受体细胞是去核卵细胞，高产奶牛的克隆过程的受体细胞是去核卵母细胞；多莉克隆过程是将供体细胞核注入受体细胞，高产奶牛的克隆过程是将供体细胞注入受体细胞。（2）讨论分析上述哪一种措施更科学？

30、并说明理由？卵母细胞当中的细胞周期蛋白含量、活性比卵细胞高，用它作受体更容易成功将供体细胞注入受体细胞，使克隆动物更像供体动物，操作也方便高产奶牛的克隆过程更科（3）如果将克隆高产奶牛卢辛达的任务交给你，你将如何对它进行克隆？首先从卢辛达耳朵上剪取一小块组织，在体外培养获得该组织的细胞。从屠宰场取废弃的牛卵巢，抽取卵母细胞体外培养成熟。用显微针去除卵母细胞的核，再将耳细胞注入卵母细胞，用电刺激方法使卵母细胞与体细胞融合，这时供体核就进入了受体卵母细胞，再用电刺激或化学物质激活注入了体细胞核的卵母细胞，使其完成细胞分裂和发育过程。核移植胚胎在体外短时间培养后，挑选正常卵裂的胚胎植入经同期发情处理

31、的受体母牛体内。5、体细胞核移植技术的应用：加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育； 保护濒危物种，增大存活数量；生产珍贵的医用蛋白； 作为异种移植的供体；用于组织器官的移植等。、追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病6、体细胞核移植技术存在的问题：、成功率低、存在健康问题（如异常肥胖、发育困难、脏器缺陷、免疫失调等）、克隆动物食品的安全性也存在争议、克隆动物的各个环节也有待改进练习：1回答下列有关动物细胞培养的问题：在动物细胞培养过程中。当贴壁细胞分裂生长到细胞表面时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的。此时，瓶壁上形成的细胞层数是。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是。随着

32、细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成细胞，该种细胞的黏着性，细胞膜表面蛋白质（糖蛋白）的量。(3)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用细胞分裂到期的细胞用显微镜进行观察。(4)在细胞培养过程中，通常在条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中的活性降低，细胞的速率降低。(5)给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作进行攻击。2、继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发生器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的

33、生长激素并分泌到尿液中。请回答：（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是。（2）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的细胞中特异表达。（5）为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠细胞的转入细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体。该技术称为。该重组细胞发育的过程中还应用了技术。动物细胞融合与单克隆抗体1.细胞融合：是指两个或两个以上的细胞融合为一个细胞的过程。自然发生：受精卵人工诱导：利用诱导剂诱导动物细胞融合 诱导因素：聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒或电激等。 什么是病毒的灭活？灭活是指用物理或化学手段使病毒失去感染能力，但是并不破坏病毒的抗原结构。灭活病

34、毒诱导细胞融合的原理病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。2、动物细胞融合的意义：克服了远缘杂交的不亲和性，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。3、动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：（重点记忆）细胞工程植物体细胞杂交动物细胞融合理论基础细胞的全能性、细胞膜的流动性细胞增殖、细胞膜的流动性融合前处理酶解法去除细胞壁（纤维素酶、果胶酶）注射特定抗原，免疫处理正常小鼠诱导手段物理法:离心、振动、电激化学法：聚乙二醇（PEG）物理法:离心、振动、电激化学法：聚乙二醇生物法：

35、灭活的（仙台）病毒诱导过程第一步：原生质体的制备（酶解法）第二步：原生质体融合（物、化法）第三步：杂种细胞的筛选和培养第四步：杂种植株的诱导与鉴定正常小鼠免疫处理动物细胞的融合（物、化、生法）杂交瘤细胞的筛选与培养专一抗体检验阳性细胞培养单克隆抗体的提纯用途和意义克服远缘杂交的不亲和障碍，应用：白菜-甘蓝等杂种植株制备单克隆抗体治疗、预防疾病，例如“生物导弹”治疗癌症诊断4.单克隆抗体（1）a.抗体：一个效应B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。从血清中分离出的抗体产量低、纯度低、特异性差。b.B淋巴细胞特点：可以产生抗体，但不能无限增殖；骨髓瘤细胞特点：能无限增殖，但不能产生抗体。注入小鼠细胞融合

36、分离抗原注入小鼠体内B淋巴细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞细胞培养养选择培养细胞培养基体内培养体外培养从腹水提取从培养液提取单克隆抗体（2）单克隆抗体的制备过程：(如左图)细胞两两融合后，有哪些类型？B-B 瘤-瘤 B-瘤(杂交瘤细胞)如何筛选出杂交瘤细胞？单克隆抗体制备过程中，总共有两次筛选，第一次筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，两次筛选的原理和方法是不相同的。小资料细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，可是能不断分裂增殖。 你想到筛选杂交瘤细胞的方案了么？

37、在培养液中加入氨基嘌呤，收集增殖细胞！加入氨基嘌呤后，使 D 合成途径阻断，仅有 D 合成途径的骨髓瘤细胞及其彼此融合的细胞就不能增殖，但人淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂种细胞因为可以利用淋巴细胞中的 S 途径合成DNA而增殖。再筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞通常采用有限稀释克隆细胞的方法，将杂交瘤细胞多倍稀释，接种在多孔细胞培养板上培养，使每孔细胞不超过一个，再由这些单细胞克隆生长，然后检测各孔上清液中细胞分泌的抗体，那些上清液可与特定抗原结合的培养孔为阳性孔。最终选出分泌预定特异抗体的杂交细胞株进行扩大培养。（5）杂交瘤细胞的特点：既能大量繁殖，又能产生专一的特异性抗体。（6）单克隆抗体

38、的优点：特异性强，灵敏度高，并能大量制备。（7）单克隆抗体的作用：作为诊断试剂：准确识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合，具有准确、高效、简易、快速的优点。用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗癌症治疗，可制成“生物导弹”（连接上抗癌药物的单克隆抗体），也有少量用于治疗其它疾病。专题3 胚胎工程胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求1.操作对象：早期胚胎和配子2.技术手段：胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等3.理论

39、基础：哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律3.1 体内受精和早期胚胎发育（一）生殖细胞的发生和受精作用1.精子与卵细胞的发生过程（1）精子的发生：精原细胞先进行有丝分裂后进行减数分裂；变形过程中，细胞核为精子头的主要部分，高尔基体发育为顶体，中心体演变为精子的尾，线粒体在尾基部形成线粒体鞘膜，其他物质浓缩为原生质滴直至脱落。线粒体为精子运动提供能量精子细胞变成精子的过程中,细胞中很多结构会消失,而细胞核却保留了下来,对这一现象怎样理解?为什么精子中的线粒体集中在尾的基部?细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。线粒体则是精子进行有氧呼吸分

40、解营养物质产生运动能量的场所。精子的线粒体集中在精子的尾部，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。 （2）卵子的发生：第一阶段: 胚胎期间性别分化后开始到胎儿出生前完成,卵巢内卵原细胞就通过有丝分裂形 成初级卵母细胞,被卵泡细胞包围,形成卵泡.第二阶段: 初情期后初级卵母细胞减数分裂，卵泡发育成熟并排卵。 卵泡期-排卵期-黄体期 卵子是初级卵母细胞或次级卵母细胞第三阶段: 受精作用过程中减数第二次分裂是在 精子和 卵子结合的过程中完成的。成熟的卵细胞外层依次由 放射冠 、透明带、卵黄膜等三层结构组成。在卵黄膜和透明带的间隙可以看到二个极体时，标志完成了受精作用说明：马排出的是初级

41、卵母细胞；绵羊、牛、猪排出的是次级卵母细胞和第一极体卵原细胞演变成初级卵母细胞被卵泡细胞包围，减一分裂在排卵前后完成，形成次级卵母细胞和第一极体进入输卵管准备受精；减二分裂是在受精过程中完成的。判断卵子受精以观察到两个极体为标志，卵母细胞减数分裂不是形成三个极体吗？人类和大部分哺乳动物：第一极体很少再进行第二次分裂，只有少部分哺乳动物的第一极体才会分裂形成两个第二极体 ；即使分裂，在实际操作中也不容易三个都同时观察到，但只要能看到两个极体，就足以说明问题。 思考1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？

42、是指卵子从卵泡中排出。刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？刚排出的卵子尚未完全成熟。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。（3）精子与卵细胞发生过程比较项目精子的发生过程卵子的发生过程发生场所发生时间发生过程是否连续核物质含量是否变形结果细胞质分裂重要区别精子是从初情期开始的；而哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前完成的2.受精作用：指精子和卵子结合形成合子 (即受精卵)的过程。一)受精前的准备阶段:1)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,

43、才获得受精能力2)卵子的准备:卵子有些是初级卵母细胞，有些是次级卵母细胞，排出后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受精作用的标志：在透明带和卵黄膜间隙看到两个极体受精作用的实质：精子和卵子核物质融合受精作用的意义（1）恢复染色体数目（二倍体）（2）决定遗传性别: （3）激活卵细胞，启动卵裂。例、下图表示哺乳动物精子和卵细胞发生和成熟示意图。请据图回答下列问题。（1）请写出表示的过程：；。（2）雄性动物精子产生的时期是从到。雌性动物卵泡的形成是在时期完成的，这是精子和卵子在发生上的重要区别。（3）初级卵母细胞进行过程是在雌性动物时期完成的，过程是在过程中完成的，这也是精

44、子和卵子在发生上的重要区别。（4）过程在内完成，条件是精子必须发生现象，卵子必须达到时期。（二）动物胚胎发育1.胚胎发育是指受精卵发育成的过程2.胚胎发育各阶段的特点：（1）卵裂期：特点：细胞有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体体积并不增加。 （2）桑椹胚：特点：胚胎形成致密的细胞团，似桑椹。每个细胞都为全能细胞（3）囊胚：特点：细胞开始出现分化（该时期细胞的全能性仍比较高）。聚集在胚胎一端个体较大的细胞群称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织。而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘；胚胎内部逐渐出现囊胚腔注：囊胚的扩大会导致透明带的破裂，胚胎伸展出来，这一过程叫孵化例如图表示高等动物卵子的发生过

45、程，请据图回答有关问题。1)卵子的发生是在雌性动物的中完成的，哺乳动物卵子的发生从开始。(2)写出各个标号的名称：；。(3)从到发生了，细胞内染色体数目发生什么变化？。(4)其实并不是成熟的卵细胞，而且也不是一个细胞，它包括和，卵细胞形成的减数第二次分裂过程是在时完成的。 3.2体外受精和胚胎的早期培养（一）.体外受精和胚胎的早期培养试管动物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，再经移植产生后代的技术。目的：快速繁殖动物优良品种技术手段：体外受精和早期胚胎培养1卵母细胞的采集和培养：主要方法：对不同动物,采取卵母细胞的方法不同：（1）用促性腺激素处理，

46、使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。第二种方法：从刚屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞；第三种方法是借助超声波探测仪、腹腔镜等直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。采集的卵母细胞，都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。2、 精子的采集和获能：（1)收集的方法:假阴道法,手握法和电刺激等（2)获能处理:在体外受精前，要对精子进行获能处理 培养法：把精子放入获能液中。（啮齿动物、家兔和猪）化学法：把精子放入一定浓度肝素等溶液中。（牛、羊）3 受精：获能的精子和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。4、胚胎的早期培养：精子与卵子在体外受精

47、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。培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。不同动物胚胎移植的时间不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎可在816个细胞阶段移植。)不同动物胚胎移植时间不同牛、羊：桑椹胚或囊胚阶段 小鼠家兔：卵裂期或囊胚阶段试管婴儿：8个或16个细胞阶段3.3.胚胎工程的应用及前景（一）胚胎移植(1)胚胎移植的概念:是指将雌性动物的早期胚胎，或者

48、通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的的具有优良遗传性状的个体个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体”。（供体为优良品种，作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。）如体内受精（配种或人工授精）、体外受精、胚胎分割、细胞核移植得到的胚胎。任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必须经过胚胎移植技术才能获得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。(2) 胚胎移植的意义：1)加速育种工作和品种改良；2)大量节省购买种畜的费用；3)一胎多产；4)保存品种资源和濒危物种；大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体

49、的繁殖能力。(3) 生理学基础：动物发情排卵后，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。早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。(4) 基本程序主要包括：对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。配种或人工授精。对胚胎的收集、

50、检查、培养或保存。配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入196的液氮中保存。对胚胎进行移植。移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。思考：1、在胚胎移植操作中，怎样才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致？例如，供、受体的发情时间要一致吗？供体胚胎移入受体子宫的位置，应与在供体内的位置相同或相似吗？应对供体和受体母畜进行同期发情处理，使它们的生理条件达到同步后一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，这是胚胎移植成功与否的关键。位置相同或相似。胚胎移植

51、实质早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移（二）.胚胎分割(1)概念：采用机械方法将早期胚胎切割2等份、4等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。(2)意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。(3)材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。）(4)操作过程：用分割针或分割刀片将胚胎切开，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。对囊胚阶段的胚胎分割时，要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。(5)、使用的主要仪器：实体显微镜和显微操作仪。(6)

52、、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(7)、胚胎分割技术的应用:为转基因技术、性别控制技术提供活胚材料。三、胚胎干细胞及其应用1.干细胞的分类：（1）全能干细胞 （2）多能干细胞 （3）专能干细胞2.胚胎干细胞(1)、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。(2)、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，可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，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。(3)

53、、胚胎干细胞的主要用途是：（了解） 可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段；可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合症、少年糖尿病等；利用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；随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。专题4 生物技术的安全性和伦理问题4.1转基因生物的安全

54、性转基因生物的安全性：在转基因生物中,有时候会出现一些人们意想不到的后果的原因: a.对基因的结构,基因间的相互作用及基因的调空机制都了解的相当有限; b.转移的基因虽然是功能一定的基因,但不少是异种生物的基因; c.外源基因插入宿主基因组的部分往往是随机的.(1)基因生物与食物安全：反方观点：反对“实质性等同”、出现滞后效应、出现新的过敏原、营养成分改变正方观点：有安全性评价、科学家负责的态度、无实例无证据(2)转基因生物与生物安全：对生物多样性的影响反方观点：扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵外来物种、重组出有害的病原体、成为超级杂草、有可能造成“基因污染”正方观点：生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限(3)转基因生物与环境安全：对生态系统稳定性的影响反方观点：打破物种界限、二次污染、重组出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体正方观点：不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境4.2.生物技术的伦理问题(1)克隆人：两种不同观点，多数人持否定态度。否定的理由：克隆人严重违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用；