生物工程专题复习

生物工程专题复习第1页/共28页克隆羊

问题1：克隆羊多利的产生是什么生殖方式？问题2：克隆羊多利的产生是属于哪一项生物工程技术？第2页/共28页基因工程细胞工程发酵工程酶工程生物工程的概念、特点、内容1、概念：也叫生物技术，是生物科学与工程技术有机结合而兴起的一门综合性科学技术。2、特点：以生物科学为基础，运用先进的科学原理和工程技术手段来加工或改造生物材料，如DNA、蛋白质、染色体、细胞等，从而生产工具出人类所需要的生物或生物制品。3、内容：第3页/共28页基因工程概念、特点、应用⒈概念：基因工程（也称遗传工程）：是指按照人类的愿望，将不同生物的遗传物质在体外人工剪切并和载体重组后转入细胞内进行扩增，并表达产生出所需的蛋白质的技术。⒉特点：基因工程能够打破种属的界限，在基因水平上改变生物遗传性，并通过工程化手段为人类提供有用的产品及服务。⒊应用：如将人的胰岛素基因等导入细菌中，由细菌生产出人的岛素。将一些外源基因导入植物细胞，培育出诸如抗虫棉花等植物新品种。将人的有关基因转移到动物细胞，得到诸如含有人干扰素的羊奶等。另外在基因诊断、基因治疗、基因工程疫苗、器官移植等方面也展现出广阔的前景。第4页/共28页DNA人体细胞DNA质粒细菌细胞控制产生胰岛素的基因片段限制酶限制酶胰岛素利用生物工程获得胰岛素12第5页/共28页第一步：获取目的基因：基因的直接分离或人工合成。即获取含有所需要的完整的遗传信息的DNA片段。目的基因获取方法①鸟枪法②分子杂交法③反（逆）转录法④人工合成法基因工程基本步骤目的基因获取方法第6页/共28页第二步：目的基因与运载体结合是指将不同来源的DNA重组。一般将目的基因和运载体（细菌的质粒、噬菌体等）用相同的限制性内切酶切断，将用适宜的DNA连接酶将其粘性末端连接，形成重组DNA。运载体的选择1能在宿主细胞内复制并稳定的保存

2具有多个限制酶切点，3具有某些标记基因第7页/共28页通过运载体把目的基因带入某生物体内，并使目的基因在受体细胞内能准确地转录和翻译。第三步：目的基因的导入和表达基因工程例1、基因工程方法基因工程在生活、生产中的应用前景极为广阔，它在生产基因药物、培育特殊的动植物品种以及环境保护等方面已展示出极大的魅力和其它传统育种方法所没有的优点。度运用有关原理分析作答⑴在培养转基因植物的基因操作中，所用基因的“剪刀”是

，基因的“针线”是

，基因的“输工具”是

。⑵与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程的方法来培育动植物新品种的主要优点是：。DNA限制性内切酶DNA连接酶目的基因的运载体（质粒等）①目的性强②育种周期短③克服远缘杂交的障碍第8页/共28页三、酶工程概念、特点⒈酶工程的概念：酶工程是指在一定的生物容器中，利用酶的生物催化作用，生产出人类所需要产品的技术。⒉酶工程的特点：酶具有高效性、专一性、多样性和使用条件温和性等特点，因此利用酶生产人类所需产品种类多，能耗低，转化率高，产品纯度高，产生的污染物少。第9页/共28页酶的生产、提取和分离纯化酶工程的内容制成酶制剂直接利用制成固定化酶后利用用于治疗疾病用于加工和生产一些产品用于化验诊断和水质监控用于生物工程其他分支领域酶制剂生产酶制剂的应用应用糖尿试纸葡萄糖氧化酶，过氧化氢酶，无色化合物固定化酶膜，变化器酶传感器第10页/共28页发酵和发酵工程的概念⑵发酵工程：是指采用工程技术手段，利用生物的某些功能，为人类生产有用的生物产品一种技术。这里所指的生物，包括来自自然界微生物、基因重组微生物和各种来源的动物细胞和植物细胞。这里所说的产品，包括利用基因工程菌生产人的胰岛素、干扰素等药品，也包括人们所熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒，利用乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌生产青霉素等第11页/共28页发酵工程的内容1菌种的选育基因工程细胞工程诱变育种2配置培养基和灭菌3扩大培养和接种4发酵过程5发酵产物的分离和提取PH溶氧温度搅拌第12页/共28页配置培养基原则及灭菌2营养物质协调：碳源、氮源、无机盐水、生长因子3PH值适宜1目的明确：自养或是异养灭除一切杂菌：如孢子、芽孢等第13页/共28页调整期：体积增大，合成微生物所需要的各种酶、ATP及细胞组成成分（初级代谢产物）对数期：细胞数目以等比数列的形式增加，获得菌种稳定期：微生物数量最多，获得次级代谢产物的时期衰亡期：细胞出现畸形，多种形态，开始裂解死亡，释放代谢产物微生物的生长第14页/共28页细胞工程概念和类型概念：细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的方法，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技术科学。类型：就技术范围而言，大致有细胞融合技术、细胞拆合技术、染色体导入技术、胚胎移植技术、和细胞组织培养技术等。⑴细胞融合技术是指把两个不同的细胞在融合剂的作用下，融合成一个细胞的技术。（如下图）仙苔病毒、硫酸二乙酯等促融剂融合第15页/共28页⑴细胞拆合技术 也称为细胞核（包括细胞器）移植技术，是将细胞核和细胞质用某种方法拆开，然后再把分离的不同细胞的细胞核和胞质体重新组合成一个新细胞。细胞工程的类型⑶细胞培养技术 是将生物体内的某一组织分散成单个细胞，接种在人工配制的培养基上，然后在适当的条件下（如一定的光照、温度和pH值等）进行培养技术。由于单个细胞的培养难度大一些，目前多采用组织培养技术。如通过植物胚胎或器官（根尖、茎尖、花药等）的离体培养，生成新植株（试管苗）。从而快速、大量繁殖一些有价值的植物。第16页/共28页细胞工程的应用１、单克隆抗体将免疫Ｂ淋巴与骨髓瘤细胞融合在一起，形成杂交瘤细胞。这种细胞既能够像肿瘤细胞那样长期进行无性繁殖，又能像Ｂ淋巴细胞那样分泌抗体。而且由于这种抗体可以是由单一的无性繁殖细胞系的细胞产生的，故又可以称单克隆抗体。２、植物组织培养是指将植物的器官、组织或细胞从植物体上取出，在一定的容器里供给适当的营养物质，使它们得到分化、发育和生长的培养技术。该技术的基本原理是植物细胞的全能性。珊已得到广泛的应用。如繁殖名贵优良的农作物品种，培养脱毒苗等。第17页/共28页细胞工程的应用３、试管婴儿是指将精子和卵子从人体内取出来，在人工提供的生活条件下（通常是试管内）进行受精，并让其发育到一定的阶段形成早期胚胎，再将其移植到“代理母亲”的子宫内继续发育，直至诞生。４、克隆动物克隆即无性繁殖系，是指从一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的ＤＮＡ分子、细胞或个体。克隆动物一般是指通过无性繁殖形成动物后代。如1997年英国生物学家首次用成年羊的（乳腺细胞）体细胞，成功地克隆出一只小母羊“多莉”。（如下图）第18页/共28页多莉羊的培育过程1、谁是“多莉”的母亲？2、“多莉羊”是雄还是雌？3、是否符合孟德尔遗传？问题卵细胞C母绵羊子宫Ａ母绵羊Ｂ母绵羊乳腺细胞细胞质细胞核细胞核移植胚胎移植早期胚胎多莉羊分娩卵裂融合后的卵细胞细胞拆合技术妊娠第19页/共28页多莉羊诞生的意义：

多莉羊在在技术上的突破之处在于供核细胞不是胚胎细胞，而是已分化的体细胞。这说明已经分化的动物体细胞核，仍然具有全能性，在合适的条件下，就可以发育成新的个体。 克隆技术在繁育优良家畜、治疗人类遗传病、抢救濒危物种和保护生物多样性等方面有广阔的应用前景。克隆的意义与应用第20页/共28页细胞工程应用例1、多莉⑴写出ａ、ｂ所指的细胞工程各称：ａｂ。⑵实施细胞工程ａ时，所需的受体细胞大多采用动物卵细胞的原因是：。⑶多莉面部的毛色是

，判断依据：

。⑷继植物组织培养之后，克隆绵羊培育成功，证明动物细胞也具有

。⑸请举例说明克隆绵羊培育成功的实际意义：。（1999上海高考）世界上第一只克隆绵羊“多莉”的培育等程序如图所示。请仔细看图后回答问题：黑面绵羊去核卵细胞白面绵羊卵腺细胞核重组细胞早期胚胎另一头母绵羊子宫克隆绵羊多莉ab电脉冲处理妊娠、出生第21页/共28页细胞工程应用例1、多莉羊答案1⑴细胞核移植、胚胎移植第22页/共28页细胞工程应用例1、多莉羊答案2⑵有利于细胞融合；卵细胞体积大，易操作，最主要的是卵细胞中具有启动核基因表达的信息蛋白质分子，能够使已经高度分化的细胞核脱分化。第23页/共28页细胞工程应用例1、多莉羊答案