基因工程细胞工程胚胎工程

（优选）基因工程细胞工程胚胎工程本文档共40页；当前第1页；编辑于星期六\2点23分1基因工程相关知识整合 概述基因工程和蛋白质工程基本操作过程，并思考下列问题。答案基因工程基本操作过程：获取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定。蛋白质工程基本操作过程：蛋白质预期功能→蛋白质的三维结构 氨基酸序列的多肽链基因（DNA）分子设计DNA合成本文档共40页；当前第2页；编辑于星期六\2点23分2（2）基因工程的基本操作步骤中哪几处用到了限制酶，其特性和来源是什么？又有哪几处涉及碱基互补配对？答案限制酶在第1、2步中用到而且要求同一种，目的是产生相同的黏性末端；限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，它能识别DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且切割两个核苷酸之间的磷酸二酯键，产生的末端有黏性末端和平末端；只有第三步将目的基因导入受体细胞不需碱基互补配对，其余三个步骤都涉及碱基互补配对。本文档共40页；当前第3页；编辑于星期六\2点23分3（3）基因表达载体如何构建？答案本文档共40页；当前第4页；编辑于星期六\2点23分4（4）将目的基因导入受体细胞的常用方法？答案植物细胞：农杆菌转化法；动物细胞：显微注射法；微生物：Ca2+处理法。（5）目的基因的导入与表达如何进行检测与鉴定？答案①分子水平检测a.插入检测：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。b.表达检测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。转录检测：分子杂交法，即目的基因作 探针与mRNA杂交翻译检测：抗原—抗体杂交法本文档共40页；当前第5页；编辑于星期六\2点23分5（沈阳质检）转基因植物油是由转基因植物通过压榨或浸出法加工制得的，因其出油率高而被广泛采用。我国是植物油消费大国，每年都从国外进口大量的转基因植物油。（1）在培育转基因油料植物的过程中，基因操作需要的工具酶是

。在基因表达载体中，目的基因的首端必须含有

，它是

识别和结合位点。（2）请写出一种将目的基因导入油料植物细胞可以采用的方法：

。若受体细胞为植物体细胞，可采用

技术获得转基因植物体，该技术所依据的原理是

。限制性核酸内切酶和DNA连接酶启动子RNA聚合酶农杆菌转化（或基因枪、花粉管通道）法植物组织培养植物细胞全能性本文档共40页；当前第6页；编辑于星期六\2点23分6（3）若要检测（2）中获得的植物细胞染色体上是否含有目的基因，可采用

技术。而想要得知上述植物是否真的出油率高，应如何做？

。（4）若利用蛋白质工程继续提高油料植物的出油率，其设计流程应从预期的

出发，设计预期的

结构，推测出应有的

序列，然后找到相对应的

序列，再用转基因技术改变其现有性状。DNA分子杂交将该植物制出植物油与同等质量的非转基因植物制出的植物油称重比较蛋白质功能蛋白质氨基酸脱氧核苷酸本文档共40页；当前第7页；编辑于星期六\2点23分7植物组织培养和植物体细胞杂交 图示植物组织培养和植物体细胞杂交过程，并思考下列问题。本文档共40页；当前第8页；编辑于星期六\2点23分8（1）上述两过程依据的原理是什么？答案植物组织培养：细胞全能性；植物体细胞杂交：细胞膜的流动性和细胞的全能性。（2）在植物体细胞杂交过程中，原生质体经诱导剂处理后，会有几种细胞类型？答案5种：甲、乙、甲甲、乙乙、甲乙本文档共40页；当前第9页；编辑于星期六\2点23分9 野生马铃薯品种的植株具有较强的抗病、抗虫、抗盐碱、抗寒能力，但块茎不能食用。俄、德、芬兰专家共同做实验研究，用野生马铃薯与马铃薯的体细胞进行杂交，培育出了生活能力强的杂交系马铃薯。据图分析回答问题：本文档共40页；当前第10页；编辑于星期六\2点23分10（1）②过程可用聚乙二醇（PEG），其目的是

。（2）请用文字和箭头表示出④⑤技术过程的实验流程：

。由此过程可以看出植物细胞有形成完整个体的可能性，这是

。（3）在培养基上培养一段时间后，原生质体会再生出细胞壁。可以取样，通过

实验来鉴别细胞壁是否已经再生。诱导原生质体融合融合细胞愈伤组织幼苗脱分化再分化植物细胞具有全能性的表现植物细胞的质壁分离与复原本文档共40页；当前第11页；编辑于星期六\2点23分11（5）请说明运用植物体细胞杂交法的最大好处：

。可以克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍本文档共40页；当前第12页；编辑于星期六\2点23分12 图示动物细胞培养、细胞核移植和单克隆抗体制备过程，并思考以下问题。动物细胞工程技术的相关知识整合本文档共40页；当前第13页；编辑于星期六\2点23分13本文档共40页；当前第14页；编辑于星期六\2点23分14本文档共40页；当前第15页；编辑于星期六\2点23分15（1）上述过程的原理是什么？答案①动物细胞培养：细胞增殖；②细胞核移植:细胞核全能性；③单克隆抗体的制备原理：a.免疫原理：经免疫的B淋巴细胞产生特异性抗体。b.增殖原理：骨髓瘤细胞能在体外培养的条件下大量增殖。c.融合原理：细胞膜的流动性以及病毒对宿主细胞的穿透性。（2）区分原代培养和传代培养、细胞株和细胞系。答案原代培养：可有两种表述。a.细胞悬浮液第一次在瓶中培养，没有分瓶培养之前的细胞培养；b.第1代细胞的培养与传10代以内的细胞培养统称为原代培养。两种表述没有本质区别。本文档共40页；当前第16页；编辑于星期六\2点23分16传代培养：同样有两种表述。a.细胞悬浮液培养一段时间后，分瓶再进行的细胞培养；b.传10代以后的细胞培养，统称为传代培养。细胞株：原代培养的细胞一般传至10代左右会出现生长停滞，衰老死亡，少数度过“危机”的细胞能传40~50代，形成细胞株。细胞株的遗传物质并没有发生改变。细胞系：细胞株传至50代以后，会出现第二次危机，少数度过第二次危机的细胞能够无限制地传下去，形成细胞系。细胞系的遗传物质发生了改变，有癌细胞的特点。本文档共40页；当前第17页；编辑于星期六\2点23分17（3）单克隆抗体制备过程中有哪两次筛选？答案第一次筛选是将未融合的B细胞、骨髓瘤细胞以及BB融合、瘤瘤融合的细胞通过选择培养基淘汰，筛选出B瘤融合的细胞。第二次筛选是将产生特定抗体的杂交瘤细胞通过细胞培养用相应抗原检测的办法筛选出来。因为从体内获取的免疫过的B淋巴细胞有很多种，形成的杂交瘤细胞有很多种，所以需筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞。本文档共40页；当前第18页；编辑于星期六\2点23分18 （潍坊质检）人CD20单克隆抗体是治疗一些恶性肿瘤的特效药物，目前主要是通过培养哺乳动物细胞的方式生产。我国科学家已经培育出世界上第一头转入了CD20抗体基因的转基因牛，可以从它产的牛奶中直接提取CD20抗体。这项技术成熟后，有望使这一特效药的生产成本降至现在的1/10。请回答：（1）单克隆抗体的制备过程需先将

融合，这一过程的诱导方法与植物体细胞杂交不同的是

。（2）动物细胞培养需要在含

混合气体的培养箱中进行，培养液中通常需加入

等一些天然成分。经过免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞用灭活病毒诱导血清、血浆95%空气加5%CO2本文档共40页；当前第19页；编辑于星期六\2点23分19（3）转基因技术的核心是

。该过程用到的工具酶有

和

。基因表达载体的构建限制性核酸内切酶（限制酶）DNA连接酶知识依据单克隆抗体、植物体细胞杂交、动物细胞培养、转基因完整分析单克隆抗体的制备首先是将经过免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，其诱导方法与植物体细胞杂交不同的是用灭活的病毒诱导。动物体细胞培养需要满足以下条件：无菌无毒的环境、营养、温度和本文档共40页；当前第20页；编辑于星期六\2点23分20pH以及气体环境。气体环境必须是含95%的空气加5%的CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2是维持培养液的pH。在使用合成培养基培养动物细胞时，由于人们对一些细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，因此通常需加入血清、血浆等一些天然成分。转基因技术的核心是基因表达载体的构建，用到的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶。本文档共40页；当前第21页；编辑于星期六\2点23分211.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农杆菌转化法显微注射技术Ca2+处理法受体细胞体细胞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→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA→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→重组表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子本文档共40页；当前第22页；编辑于星期六\2点23分222.动物细胞融合与植物体细胞杂交的不同项目动物细胞融合植物体细胞杂交原理细胞膜的流动性细胞膜的流动性及细胞的全能性诱导手段除物理、化学方法外还可用灭活的病毒物理、化学方法酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶纤维素酶和果胶酶结果杂种细胞群杂种植株应用制备单克隆抗体等培育白菜—甘蓝等本文档共40页；当前第23页；编辑于星期六\2点23分23学案 胚胎工程核心术语——(记准、写准、理解透，把握内涵和外延) 1.胚胎工程（胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养技术）。 2.胚胎发育［受精卵、卵裂、桑椹胚、囊胚（内细胞团、滋养层细胞）、原肠胚］。 3.同期发情、超数排卵、冲卵。 4.转基因生物、生殖性克隆、治疗性克隆、生物武器。本文档共40页；当前第24页；编辑于星期六\2点23分24胚胎工程的基础知识整合 概述精子、卵子发生过程和胚胎发育文字流程图，并思考以下问题。本文档共40页；当前第25页；编辑于星期六\2点23分25本文档共40页；当前第26页；编辑于星期六\2点23分26（1）受精的标志和受精完成的标志分别是什么？答案受精的标志是卵黄膜和透明带的间隙出现两个极体；受精完成标志是雌雄原核融合为合子。（2）卵裂期、桑椹胚和囊胚中细胞各具有什么特点？答案①卵裂期的特点：细胞有丝分裂使细胞数目增加，但胚胎总体积并不增加或略缩小，因此每个细胞的体积会随分裂的进行不断缩小，但核内遗传物质并未减少。②桑椹胚以前的细胞均未分化，细胞全能性最高，是胚胎分割的最佳时期。本文档共40页；当前第27页；编辑于星期六\2点23分27③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。其中个体较大的细胞叫内细胞团，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。（3）体外受精的操作步骤是什么？答案①卵母细胞的采集和培养。②精子的采集和获能。③受精。（4）体外胚胎培养液的成分有什么？答案培养液成分盐类：无机盐和有机盐营养物质：氨基酸、核苷酸调节物质：维生素、激素特有物质：动物血清本文档共40页；当前第28页；编辑于星期六\2点23分28胚胎工程技术的相关知识整合 绘出牛胚胎移植过程图、牛胚胎性别鉴定和分割示意图，并回答以下问题。答案胚胎移植过程图：对供、受体母牛进行选择，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超数排卵的母牛与优秀的公牛进行配种或人工授精↓↓本文档共40页；当前第29页；编辑于星期六\2点23分29胚胎的收集（冲卵）对胚胎进行质量检查。这时的胚胎处于桑椹胚或囊胚阶段，并培养或保存胚胎的移植对受体母牛进行是否妊娠的检查受体母牛产下胚胎移植的犊牛↓↓↓↓本文档共40页；当前第30页；编辑于星期六\2点23分30性别鉴定与胚胎分割示意图：本文档共40页；当前第31页；编辑于星期六\2点23分31（1）胚胎移植的实质是什么？答案胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性。（2）胚胎移植成功的保障是什么？答案第一,供、受体生殖器官的生理变化是相同的。第二，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。第三，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。第四，供体胚胎可与受体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。本文档共40页；当前第32页；编辑于星期六\2点23分32 （09·深圳3月）牛胚胎移植的基本程序如图所示，请据图回答：（1）图中a、b、c过程分别是指

、

、

。（2）供体母牛的主要职能是

；受体母牛必须具备

。超数排卵冲卵胚胎移植只产生具有优良遗传特性的胚胎健康的体质和健康的繁殖能力本文档共40页；当前第33页；编辑于星期六\2点23分33（3）为了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是

；处理的时期是

；理由是

。（4）从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞，称为ES或EK细胞。这类细胞的形态特征有

。（5）你认为胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有哪些？

。胚胎分割移植桑椹胚或囊胚期此时还未出现细胞分化或分化程度低体积小、细胞核大、核仁明显胚胎移植技术可以加快优良种畜的繁殖速度，迅速推广新品种本文档共40页；当前第34页；编辑于星期六\2点23分34试管婴儿与克隆技术 图示试管婴儿和克隆人的过程图，并思考以下问题。答案试管婴儿过程图：克隆人过程图：本文档共40页；当前第35页；编辑于星期六\2点23分35（1）上述两过程的技术基础、生殖方式、遗传物质方面有什么区别？答案试管婴儿克隆人技术基础体外受精、胚胎移植核移植技术、胚胎移植生殖方式有性生殖无性生殖遗传物质遗传物质来自两个个体遗传物质主要来自核供体本文档共40页；当前第36页；编辑于星期六\2点23分36（2）治疗性克隆与生殖性克隆有什么区别与联系？答案类型项目治疗性克隆生殖性克隆区别目的治疗人类疾病用于生育，产生新个体水平细胞水平个体水平联系都属无性繁殖；产生新个体、新组织，遗传信息相同本文档共40页；当前第37页；编辑于星期六\2点23分37 “试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和