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1、选修三知识点汇总 第1页（共 14 页）专题 1 基因工 程基因工程的概念基因工程是按照人们的意愿，将一种生物的基因导入另一种生物体内，创造出符合人们需要的生物新类型和生物产品，又叫做DNA 重组技术。操作环境：生物体外；操作水平： 分子水平 ；操作对象： 基因（或 DNA ）；能定向改变生物的遗传特性。（一）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。（2）功能：识别 双链 DNA分子的 特定的核苷酸序列， 并在特定位点 切割两个核苷酸之间的 磷酸二酯键 ，因此具有专一性。（3）限制酶切割的结果：黏性末端和平末端。2.“分子
2、缝合针”DNA 连接酶(1)两种 DNA 连接酶的比较：相同点：都能缝合双链 DNA片段之间的 磷酸二酯键 。区别：(1)E coliDNA连接酶来源于 大肠杆菌 ，只能 连接黏性末端 ；T4DNA连接酶来源于 T4噬菌体 ，能缝合 两种末端，连平末端效率较低。(2)与 DNA 聚合酶的比较 : 异：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，需要模板；而 DNA 连接酶是连接 两个 DNA 片段的末端，不需要模板。同：都形成磷酸二酯键。3.“分子运输车”载体（不管哪种载体都需要 人工改造）（1）具备的条件：能在受体细胞中复制并稳定 保存 。具有一至多个限制酶识别位点 。具有
3、 标记基因 ，供鉴定和选择。（2）最常用的载体是 质粒 ,它是一种 裸露的（不与蛋白质结合）、独立于细菌拟核 DNA 之外，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、动植物病毒等。（4）限制酶、 DNA 连接酶和 DNA 聚合酶化学本质都是蛋白质 ；质粒的化学本质为DNA 。( 二) 基因工程的基本操作程序原核基因与真核基因：1、原核基因精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 14 页选修三知识点汇总 第2页（共 14 页）2、真核基因不能转录为信使RNA ，不能编码蛋白质。：能转录相应的信
4、使RNA ，能编码蛋白质编码区非编码区原核细胞的基因结构有 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。非编码区非编码区编码区编码区上游编码区下游启动子终止子注意：起始密码：位于 mRNA 上，开始蛋白质的合成；终止密码： 位于 mRNA 上，终止蛋白质的合成。编码区非编码区非编码区与RNA 聚合酶结合内含子外显子启动子终止子编码区上游编码区下游真核细胞的基因结构编码区非编码区外显子：能编码蛋白质的序列内含子：不能编码蛋白质的序列：有调控作用的核苷酸序列，包括位于编码区上游的 RNA 聚合酶结合位点 等。非编码序列原核基因 :非编码区真核基因
5、:非编码区 + 内含子注意：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 14 页选修三知识点汇总 第3页（共 14 页）第一步：目的基因的获取1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。2.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（逆） 转录 法和化学合成 法。补充：、原核基因编码区不含内含子，可直接用于物种间的基因交流。、真核基因 含有 内含子，而原核生物没有 内含子的剪切拼接系统，因而不能直接 在原核生物中表达。、反转录法：以 mRNA 为模板， 在逆转录酶 的催化作用下， 得到一条与该
6、mRNA 互补的 DNA 单链；然后经核酸酶（水解RNA 的酶）的作用水解掉 mRNA ；然后以此条DNA 链为模板，在DNA聚合酶 的催化作用下，得到双链DNA （即 cDNA ）。、用某种生物发育的某个时期的mRNA 反转录得到的多种cDNA ，构建成的基因文库为 部分基因文库 ，叫做 cDNA文库 。、对于真核生物而言，反转录得到的cDNA 不含 内含子和非编码区，人工加上启动子和终止子后，可直接用于基因的交流。3.PCR 技术扩增目的基因（1）原理： DNA 双链复制（2）过程：第一步（ 变性 ）：加热至 90 95 DNA 解链（ 高温 使氢键断裂）；第二步（ 复性 ）：冷却到 55
7、60 ， 引物结合到 互补 DNA链；第三步（ 延伸）：加热至 7075，在 热稳定 DNA 聚合酶催化作用下，从引物处起始互补链的合成。（3）需要引物的原因：因为DNA 聚合酶只能将 单个 核苷酸加到已存在的核苷酸片段的末端，所以需要引物作为子链延伸的起点。（4）在生物体内进行DNA 复制时：解旋方式为 解旋酶 催化；温度条件 温和；也需要引物 。第二步：基因表达载体的构建（基因工程的 核心 ）组成： 目的基因启动子终止子标记基因（1）启动子： 是一段 DNA片段，位于基因首端， 是 RNA聚合酶 识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA 。（2）终止子：也是一段DNA片段，位于基因的尾端
8、，使转录停止下来。（3）标记基因： 为了鉴定受体细胞中是否已导入有目的基因，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。（4）若目的基因来自于基因组文库 或直接 从生物体中提取， 本身已携带有启动子和终止子；若目的基因来自于cDNA 文库，刚需 另外加上 启动子和终止子。（5）要让标记基因发挥作用，得保证标记基因的 完整 ，因此所用限制酶的切割位点需在标记基因以外的位置。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 14 页选修三知识点汇总 第4页（共 14 页）第三步：将目的基因导入受体细胞常用的转化方法：导入植物
9、细胞： 采用最多的方法是农杆菌转化法 ，其次还有基因枪法 （导入单子叶植物常用方法）和花粉管通道法（中国科学家独创） 等。农杆菌转化法原理：农杆菌能感染 双子叶植物和 裸子 植物. 农杆菌中的 Ti 质粒上的 T-DNA可转移 至受体细胞，并整合到受体细胞染色体DNA 上。因此，若将目的基因插入到T-DNA中，就可随 T-DNA整合到植物细胞的染色体DNA 中。导入动物细胞：最常用的方法是显微注射 技术。受体细胞多是受精卵 。导入微生物细胞： 最常用的原核细胞是大肠杆菌，转化方法是： 用 Ca2+ 处理细胞，使其成为感受态细胞，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。第四
10、步：目的基因的检测和表达1.首先要检测转基因生物的染色体DNA 上是否插入了 目的基因 ， 方法是采用 DNA 分子杂交技术 。2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA ，方法是采用标记的目的基因作探针与 mRNA 杂交（ DNA-RNA 分子杂交 ）。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。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。注意：不同生物的 DNA 能够连接在一起的原因：基因结构相同 。目的基因在受体细胞中表达出相应蛋白质的原因：共用一套遗传密码子。（三）基因工程的应用1、植物基因工
11、程用于杀虫的基因主要是Bt 毒蛋白基因（来自于苏云金芽孢杆菌），Bt 基因编码的蛋白质在害虫的肠道中被降解为较小的、有毒的多肽 ，多肽结合于肠上皮细胞的特异性受体 上，导致细胞膜穿孔，细胞肿胀裂解，最后害虫死亡。2、动物基因工程（1）用 外源生长激素基因提高动物的生长速率，要区别于植物的生长素。（2）乳腺（或乳房）生物反应器：指通过分泌的乳汁来生产所需要药品的转基因 雌性动物个体。在培育时，药用蛋白基因前须加上只在乳腺组织细胞中才启动转录过程（组织特异性）的启动子。现在又出现了膀精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 14 页选
12、修三知识点汇总 第5页（共 14 页）胱生物反应器：由膀胱上皮细胞合成目的蛋白，并分泌到膀胱腔中，再随尿液排出体外；不分雌雄 ，皆可生产药用蛋白。（3）用猪作为异种器官移植供体的优点：猪的内脏构造、 大小、血管分布与人极为相似；缺点：存在免疫排斥反应 ，这是由于猪器官细胞表面的抗原蛋白（由 抗原决定基因 编码）刺激受体的免疫系统引起细胞免疫造成的。解决方法：在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，或直接除去 之。（4）由基因治疗的概念可知，基因治疗不是修复或切除原有基因，而是导入正常基因以补偿功能的缺陷。因此，在细胞中正常基因和异常基因同时存在。由于正常基因只是导入了体细胞
13、中以改善患者的功能，所以不能遗传给下一代。（5）基因治疗包括体外基因治疗和体内基因治疗。基因治疗目前还处于临床实验阶段，没有大规模生产应用。蛋白质工程的概念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。（1）基因工程在原则上只能生产自然界 已存在 的蛋白质；蛋白质工程生产满足人们生产和生活需要但非自然界已存在 的蛋白质。（2）由于基因控制蛋白质的合成，因此蛋白质工程改造蛋白质时，是通过改造基因 实现的。而且改造过的基因可以遗传给下一代。（3）目前蛋白质工程成功的例子不
14、多 ，主要是因为蛋白质发挥功能依赖于正确的空间结构 ，而目前对大多数蛋白质的空间结构了解还很不够 。转录翻译专题 2 细胞工程（一）植物细胞工程1. 理论基础（原理）：细胞全能性细胞具全能性的 原因 ：细胞中含有该物种的全部 遗传信息（或基因）。全能性表达的难易程度：受精卵生殖细胞体细胞；植物细胞动物细胞；未分化或分化程度低的细胞分化程度高的细胞；细胞的分化程度不断提高，全能性逐渐减小。2. 植物组织培养技术精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 14 页选修三知识点汇总 第6页（共 14 页）（1）过程：离体的植物器官、组织或
15、细胞（外植体）（脱分化 ）愈伤组织(再分化 )胚状体或丛芽试管苗植物体、愈伤组织的 特点 ：其细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的具分生能力的薄壁细胞、培养基中的糖为蔗糖 :一能作为 碳源供能；二能维持较稳定的渗透压 。、当生长素和细胞分裂素比例不同时，产生的效果不同。当生长素含量 高于细胞分裂素时，诱导脱分化和 根的形成；当生长素含量 低于细胞发裂素时，诱导再分化和 芽的形成；当二者比例 适中 时，愈伤组织只分裂不分化。、诱导外植体脱分化时要避光 ；诱导再分化时 给予 光照。（2）用途：微型繁殖、作物脱毒（选用分生区 附近的细胞作为外植体）、制造人工种子（人工种皮起保护作用
16、，人工胚乳提供营养、植物激素类似物等）、单倍体育种（用的是生殖细胞，生殖方式为有性生殖 ）、细胞产物的工厂化生产（只需 培养到愈伤组织即可） 。（3）地位：是培育转基因植物、 植物体细胞杂交培育植物新品种的最后 一道工序。3.植物体细胞杂交技术（1）过程：（2）去壁方法：酶解法（用纤维素酶和果胶酶）。（3）原生质 体：细胞核 + 细胞质 + 细胞膜。原生质 层：液泡膜 +细胞膜 +两层膜之间的细胞质。（4） 由于融合是随机融合， 因此要进行 选择 。 考虑两个原生质体间的融合，有三种融合的原生质体。（5）原生质体融合成功的标志：再生出细胞壁（有高尔基体和线粒体参与） 。（6）杂种细胞的基因型，
17、染色体组数，染色体数目皆为亲代细胞的之和。（7）诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇（ PEG ）作为诱导剂。（8）原理：细胞膜的流动性和细胞的全能性。（9）缺点：目前还 不能让杂种植物按意愿表现出所需要的全部性状。（10）变异类型： 染色体数目的变异。（11）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 14 页选修三知识点汇总 第7页（共 14 页）（二）动物细胞工程 1. 动物细胞培养（1）原理：细胞增殖。（2）流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄 动物的器官或组
18、织）剪碎分散成单个细胞（用 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 ）制成细胞悬液转入培养瓶中进行原代培养细胞贴壁成 单层细胞增殖铺满瓶壁接触抑制用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分瓶继续传代培养传代 1050 代（遗传物质正常）大部分细胞衰老死亡， 少数存活（此时遗传物质可能会 改变）继续传代其中少数细胞发生突变，获得不死性。注意：、由于把细胞粘连在一起主要是细胞之间的蛋白质，所以用胰蛋白酶或胶原蛋白酶消化掉细胞间的蛋白质，可把细胞分散开来。、传代中的“代”与细胞增殖代数中的“代”不同：传代中的一代指把细胞放入培养瓶中培养直到再分瓶培养的这段时间。这段时间细胞会增殖多次。、不死性细胞具有癌细胞的一些特性：黏着性降低；
19、细胞膜表面的糖蛋白减少。、目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10 代以内 ，以保持遗传物质的正常。、 动物细胞培养只是让细胞进行生长和增殖，没有脱分化的过程。（3）条件无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理。通常还要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：糖（葡萄糖 ）、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常（ 不是必须 ）需加入血清、血浆等天然成分。温度：适宜温度：哺乳动物多是36.50.5；pH：7.27.4（因为胃蛋白酶的最适 PH 值约为 2.0，所以分散细胞时 不能用 ）。气体环境：
20、95%空气5%CO2。O2细胞代谢所必需，CO2维持培养液的 pH 。2. 动物体细胞核移植技术和克隆动物（1）分为胚胎细胞核移植（较容易）和体细胞核移植（ 较难）。（2）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；细胞质中含有使体细胞核表达出全能性所必需的因子。（3）克隆：指共同的祖先经过 无性繁殖 得到一大群分子，细胞或个体，它们与祖先具有相同 的遗传特性。如经过植物组织培养得到一大群植株；经过PCR 扩增得到大量 DNA 片断等等。（4）原理：动物细胞 核的全能性。（5）体细胞核移植的大致过程是：教材 P48 页。注意：精选学习资料 - -
21、 - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 14 页选修三知识点汇总 第8页（共 14 页）操作时，将体细胞与去核的卵母细胞直接融合 。用于核移植的供体细胞选传代10 代以内 的细胞。得到的克隆动物与供体动物性状基本相同 的原因：细胞质中含有受体卵母细胞的线粒体 DNA ；性状受环境的影响。生殖方式为 无性繁殖 。（4）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；转基因克隆动物用于生产珍贵的医用蛋白：将目的基因导入供体细胞中，再与去核卵母细胞融合，最终得到克隆动物，再用于生产医用蛋白；转基因克隆动物作为异种
22、移植的供体（如无免疫排斥反应的转基因克隆猪）；用于组织器官的移植：取患者的健康细胞（作为供体细胞）进行核移植，得到早期胚胎，再从中提取出胚胎干细胞，诱导其分化形成所需器官。（5）体细胞核移植技术存在的问题：克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等，还存在安全性问题。3. 动物细胞融合（1）动物细胞融合也称 细胞杂交 ，融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为 杂交细胞 。（2）诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似，常用的诱导因素有聚乙二醇、电刺激等，但动物细胞融合还常用灭活的病毒 。（3）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
23、免疫、肿瘤和生物生物新品种培育的重要手段。（4）动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：比较项目细胞融合的原理细胞融合的方法诱导手段用法植物体细胞杂交细胞膜的流动性去除细胞壁后诱导原生质体融合离心、电刺激、振动，聚乙二醇等试剂诱导克服了远缘杂交的不亲和性，获得杂种植株动物细胞融合细胞膜的流动性使细胞分散后诱导细胞融合除应用植物细胞杂交手段外，再加灭活的病毒诱导制备单克隆抗体的技术之一4. 单克隆抗体（1）抗体：一个B 淋巴细胞（浆细胞）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。（2）单克隆抗体的制备过程：教材P54 页第一段。两次筛选的目的：第一次 筛选出杂交瘤细胞：用选
24、择性培养基 ，里面的的试剂能抑制瘤细胞和瘤+瘤细胞的 DNA 复制 ，浆细胞和浆 + 浆细胞本身 不能增殖，从而最终只有杂交瘤细胞能存活下来。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 14 页选修三知识点汇总 第9页（共 14 页）第二次 筛选出产生 所需抗体的杂交瘤细胞 :进行克隆化培养和抗体检测。对杂交瘤细胞进行稀释，保证每份培养液中只有一个杂交瘤细胞，先让其增殖以增加细胞数目， 再加入特定抗原， 若出现了抗体与特定抗原的结合（即检测为阳性），说明该杂交瘤细胞产生的抗体是我们所需要的，从而把该杂交瘤细胞筛选出来。（4）杂交瘤细
25、胞的特点：既能大量繁殖，又能产生专一的抗体。（4）单克隆抗体的优点：特异性强，灵敏度高，并能大量制备。（5）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， 帮助医生确定病原体。 具准确、高效、简易、快速的优点。制成“生物导弹”：由单克隆抗体（能与癌细胞进行特异性结合），放射性同位素， 化学药物或细胞毒素组成 ；能将药物定向带到癌细胞的位置，在原位杀死癌细胞，不损伤正常细胞，又减少了用药剂量。专题 3 胚胎工程（一）体内受精和早期胚胎发育1、精子的发生场所：睾丸的曲细精管（场所是唯一的）时间：从初情期开始，到生殖机能衰退过程： 1）精原细胞多个初
26、级精母细胞（通过数次有丝分裂）2）1 个初级精母细胞 2 个次级精母细胞4 个精子细胞3）精子细胞精子 （变形的五个方面 ：细胞核精子头部的主要部分；高尔基体精子头部的顶体；线粒体精子尾基部的线粒体鞘；其他物质原生质滴，最后脱落。）2、卵子的发生场所：卵巢和输卵管时间：胎儿时期（完成了卵泡的形成和在卵巢内的储备）和初情期后。过程：教材 P63 页图 3-5 。补充：、卵子的发生胎儿期 已开始 ，只是被抑制在减前期，是初级卵母细胞，并且被卵泡细胞包围，形成卵泡，进入初情期后继续。、减在排卵 前后 完成。有些动物在排卵前完成，因此从卵巢中排出来的已是 次级卵母细胞，如猪、绵羊、牛等；有些动物在排卵
27、后才完成，因此从卵巢中排出来的还是初级卵母细胞，如马等。、排卵：指 卵子 从卵巢中排到输卵管中，由教材P62 图 3-4 可知卵泡并没有整个排出。、排出后， 在输卵管中进一步成熟，当到达 减中期 时才具有 受精能力 ，若受精了 才会 进一步完成减。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 14 页选修三知识点汇总 第10页（共 14 页）、卵子发生的场所不是 唯一的，先在卵巢，后在输卵管中。2、受精作用概念：精子和卵子结合成合子（受精卵）的过程。受精场所：雌性动物的输卵管 内过程：受精前的准备阶段1：精子获能（ 获得受精的能力 ）
28、受精前的准备阶段2：卵子的准备受精阶段： a.精子穿越放射冠和透明带：顶体反应，透明带反应顶体反应：顶体膜与精子细胞膜在某些位点融合并出现穿孔，顶体内的酶释放出来。教材P65 图 3-7 。透明带反应： 在精子触及卵细胞膜的瞬间，产生了阻止后来精子进入透明带的生理反应。这是防止多精入卵的第一道 屏障。b.进入卵细胞膜： 卵细胞膜反应 （防止多精入卵的 第二道 屏障）。c. 雌雄原核形成（不能理解成卵子、精子原来的细胞核，是在原来核的基础上形成的新核，原核膜已破裂）和配子结合是否受精的标志 ：在卵细胞膜和透明带的间隙能观察到两个极体受精完成标志 ：雌雄原核融合4、动物胚胎发育的基本过程（1）场所
29、：先在输卵管，后移至子宫内膜中。（2）卵裂期特点： 透明带 内进行， 营养物质由受情卵 自已 供给，细胞 有丝分裂 ，细胞数量不断 增加，DNA 总量不断 增加 ，有机物总量 减少 ，但胚胎的总体积并不增加，或略有减小。（3）桑椹胚特点：胚胎细胞数目达到32 个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹。是 全能细胞 。（4）囊胚特点： 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 ，将来发育成胎儿的各种组织。中间的空腔称为囊胚腔。（5）原肠胚特点：有了 三胚层 （外胚层、中胚层和内胚层）的分化，具有原肠腔。（二）体外受精和早期胚胎培养(1) 卵母细胞的采集和培养超数排卵处理（主
30、要方法）：用促性腺激素 处理，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。其他方法：从刚屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞或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：获能方法有培养法（通过获能培养液）、化学诱导法（通过肝素或钙离子载体A23187 ）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 14 页选修三知识点汇总 第11页（共 14 页）(3) 受精：获能的精子和培养成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成
31、受精过程。(4) 胚胎的早期培养： 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：两盐 （无机盐和有机盐）、 两素 （维生素和激素）、两酸 （氨基酸和核苷酸），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4 个细胞阶段移植。 ) （三）胚胎工程的应用1. 胚胎移植(1)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
32、体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“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。）地位：如转基因、核移植，或体外受精等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 ：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。(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
33、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：教材P77 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 孕激素 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、检查、培养或保存。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胚或囊胚 阶段。直接向受体移植或放入196 的液氮
34、中保存。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 14 页选修三知识点汇总 第12页（共 14 页）对胚胎进行移植：手术法和非手术法。移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。2. 胚胎分割(1)概念：是指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， 属于无性繁殖或克隆 。(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：对囊胚阶段的胚
35、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。3、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、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、胚胎干细胞的主要用途是：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
36、胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段；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；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（一）转基因生物的安全性争论(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
37、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、 花粉存活时间有限精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 14 页选修三知识点汇总 第13页（共 14 页）(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（二）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
38、；克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；克隆人是在人为的制造在心理上和社会地位上都不健全的人。肯定的理由：技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法解决。不成熟的技术也只有通过实践才能使之成熟。中国政府的态度： 禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。四不原则：不赞成、不允许、 不支持、 不接受任何生殖性克隆人的实验。(2)设计试管婴儿：区别两种不同观点，多数人持认可态度。否定的理由：把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重；早期生命也有活下去的权利，抛弃或杀死多余胚胎，无异于“谋杀”。肯定的理由：解决了不育问题，提供骨髓中造血干细胞救治患者最好、最快捷的方法
39、，提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤。(3)基因身份证：否定的理由：个人基因资讯的泄漏造成基因歧视，势必造成遗传学失业大军、造成个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。肯定的理由：通过基因检测可以及早采取预防措施，适时进行治疗，达到挽救患者生命的目的。（三）生物武器(1)种类：致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌。(2)散布方式：吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等。(3)特点：致病力强、多数具传染性、传染途径多、污染面广、有潜伏期、不易被发现、危害时间长等。(4)禁止生物武器公约及中国政府的态度专题 5 生态工程生态工程的基本原理生态工程建设目的：遵循 自然界物质循环
40、的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。（少消精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 14 页选修三知识点汇总 第14页（共 14 页）耗、多效益、可持续）生态经济 ：主要是通过实行“循环经济”原则，使一个系统产生出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化 ，而实现循环经济最重要的手段之一是生态工程。生态工程原理1）物质循环再生原理：物质能在生态系统中循环往复，分层分级利用2）物种多样性原理 ：物种繁多复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性3）协调与平衡原理 ：生态系统的生物数量不能超过环境承载力（环境容纳量）的限度4）整体性原理 ：生态系统建设要考虑自然、经济、社会的整体影响5）系统学和工程学原理系统的结构决定功能原理：要通过改善和优化系统结构改善功能系统整体性原理 ： 系统各组分间要有适当的比例关系，使得能量、物质、信息等的转换和流通顺利完成，并实现总体功能大于各部分之和的效果，即“ 1+12 ”精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 14 页