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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流普通高中课程标准实验教科书生物选修3现代生物科技.精品文档.生物选修31.1 DNA重组技术的基本工具作用部位：磷酸二酯键(1)限制性内切酶，又称限制酶(2)DNA连接酶从 大肠杆菌 中分离得到的,称为EcoliDNA连接酶44从T 噬菌体 中分离得到的,称为T DNA连接酶(3)DNA导入受体细胞的运载体（质粒：独立于细菌，具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子）满足条件：自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因（供重组DNA的鉴定和选择）1.2基因工程的基本操作程序实施基因工程的四个步骤目的基因的获取 基因表达载体的构建 将
2、目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定目的基因的获取 方法1：从基因文库中获得目的基因方法2：利用PCR技术扩增目的基因 原理：PCR是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术 前提：已知一段目的基因的核苷酸序列 方法3：通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成基因表达载体的构建（基因工程的核心）基因表达载体的组成有： 目的基因 启动子（RNA聚合酶识别和结合的部分，转录mDNA）终止子（停止转录） 标记基因（鉴别受体细胞中是否含有目的基因）将目的基因导入受体细胞植物细胞：农杆菌转化法+动物细胞：显微注射法微生物细胞：受体细胞为大肠杆菌，首先用Ca 处理细胞（改变细胞通透性）这种细胞称
3、为感受态细胞目的基因的检测与鉴定 从分子水平上：（采用DNA分子杂交技术）实用工具为探针（放射性同种标记基因的目的基因的片段） 从细胞水平上：（抗原-抗体杂交） 检测目的基因是否翻译成 蛋白质 从个体生物学水平上：（直接检测） 检测目的基因是否赋予植物抗虫或抗病特性2.1植物细胞工程培养新植株，首先要通过细胞的脱分化过程，培养出愈伤组织（具有还原性），然后从愈伤组织中，再分化形成小植株 原理：细胞的全能性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 换言之，生物体的每一个细胞都含有该物种的全套遗传物质，都含有发育成完整个体所必须
4、的全部基因，从理论上讲，生物的每一个活细胞都应该具有全能性 基因选择性表达基本技术：植物组织培养技术植物体细胞杂交技术在进行体细胞杂交前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除这层细胞壁，获得具有活力的原生质层原生质层间融合，需要借助一定的技术手段进行人工诱导 物理法离心、振动、电激 化学法：聚乙二醇（PEG） 2.2动物细胞工程技术手段：动物细胞培养 动物细胞核移植 动物细胞融合 生产单克隆抗体动物细胞培养从健康动物体内取出组织块，剪碎，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间，这样组织就会分散成单个细胞，悬液中分散的细胞很快就会贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁；当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会 停
5、止 分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养；让细胞继续增殖，继续分瓶培养称为传代培养（重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理 贴满瓶壁的细胞即可传代培养）动物细胞培养的条件： 无菌、无毒的环境 在组织培养液中添加一定量的抗生素（防止培养过程中的污染）；以及定期更换培养液（清除代谢产物对自身造成危害） 营养 加入血清、血浆 PH和温度 温度为 37C左右 PH为7.2-7.422气体环境 O (新陈代谢) CO （维持培养液的PH）动物细胞核移植（方法）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
6、个新的胚胎最终发育为动物个体。动物细胞融合动物细胞融合与植物原生质层融合的基本原理相同，方法：聚乙二醇（PEG）、灭火的病菌、电激）生产单克隆抗体把一种B淋巴细胞与能在体外大量增殖的骨髓瘤细胞进行融合，所得到的融合细胞就能大量增殖，产生足够数量特定抗体 【先注射特定的抗原蛋白，再用特定的选择培养基进行筛选，只有融合的杂种细胞（迅速大量繁殖 能产生专一的抗体）才能生长；但还需要进行克隆化培养和抗体检测】 单克隆抗体的优点：特异性强、灵敏度高并能大量制备 如果把抗癌的单克隆抗体跟放射性同位素、化学药物和细胞毒素相结合，制成“生物导弹”（注入体内，借助单克隆抗体的导向作用，能将药物特定向带到癌细胞所
7、在位置）3.1体内受精和早期胚胎发育精子和卵子的发生卵子的发生 减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的，其结果产生一个次级卵母细胞和第一极体，进入输卵管，准备于精子受精；减数第二分裂是在精子和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。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，这是判断卵子是否受精的重要标志哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在出生前（即胎儿时期）完成的，这是精子和卵子在发生上的重要区别 受精 受精是在雌性的输卵管内的部位完成的 准备阶段1精子获能（实现了各种哺乳动物在体外条件下的获能）准备阶段2卵子的准备哺乳动物受
8、精阶段 过程：精子穿越放射带和卵黄膜 进入卵黄膜 原核形成 配子结合获能后的精子和卵子相遇时，首先，发生顶体反应（使体内的酶释放出来 形成精子穿越放射冠的通路）；其次，精子触及卵黄膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，这个反应称为做透明带反应（防止多个精子进入透明带，引起多精子入卵受精的第一道屏障）；再次，精子入卵后，卵黄膜立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵细胞内，这种生理反应称做卵黄膜封闭作用（防止多精入卵受精的第二道屏障）胚胎发育 桑椹胚 当胚胎细胞数目达到32个时，叫做桑椹胚 囊胚 桑椹胚进一步的发育，细胞开始出现分化，聚集在胚胎一端，个体较大的细胞称为内细胞团，个
9、体较小的细胞称为滋养层细胞（将来发育成胎儿的胎膜和胎盘） 一步发育，胚胎的内部出现了含有液体的囊腔囊胚腔 原肠腔 囊胚孵化后，再进一步发育，内细胞团表层的细胞形成外胚胎层，下方的细胞形成内胚层。3.2体外受精和早期胚胎培养体外受精 卵母细胞的采集和培养：用促性腺激素处理（使其排出更多的卵子） 从屠宰场已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞，也可以借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜等工具，直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞精子的获能 采取体外获能培养法：将精子放入人工配制的获能液中 化学诱导法：将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中3.3胚胎工程的应用及前景胚胎移植 胚胎移植是指将雌性动物
10、体内的早期胚胎，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（如转基因、核移植，或体外受精等技术获得的胚胎，都必须移植给受体才能获得后代，因此，胚胎移植又是胚胎工程其他技术的最后一道工序）胚胎移植的生理学基础 哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，生理环境都会的相同 哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内受体是处于游离状态 不发生免疫排斥反应 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分割 采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份、8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的 技术；进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚；在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意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胚胎干细胞 由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，在功能上，具有发育的全能性5.1生态工程所遵循的基本原理物质循环再生原理物种多样性原理协调与平衡原理整体性原理系统学和工程学原理