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1、精品_精品资料_选修 3 易考学问点背诵专题 1基因工程基因工程的概念基因工程是指根据人们的愿望,进行严格的设计, 通过体外 DNA 重组和转基因技术, 给予生物以 新的遗传特性 ,制造出 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 .（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 中分别纯化出来的.（ 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
2、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 .2. “分子缝合针”DNA 连接酶(1) 两种 DNA 连接酶（ EcoliDNA连接酶和 T 4- DNA 连接酶）的比较：相同点：都缝合磷酸二酯 键.区分： E coliDNA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T4DNA 连接酶能缝合 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
3、. “分子运输车”载体（ 1）载体具备的条件：能在受体细胞中复制并稳固储存. 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 的鉴定和挑选 .（ 2）最常用的载体是 质粒 ,它是一种 暴露的、结构简洁的、独立于细菌染色体之外,并具有自我复制才能的双链环状DNA 分子 .（ 3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒二基因工程的基本操作程序第一步： 目的基因的猎取可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1. 目的基因是指：编码蛋白质的结构基因.2. 原核基因实行 直接分别 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、3. PCR 技术扩增目的基因（ 1）原理： DNA 双链复制（ 2）过程：第一步：加热至90 95 DNA 解链 .其次步：冷却到55 60, 引物结合到互补 DNA 链.第三步：加热至70 75, 热稳固 DNA 聚合酶从引物起始互补链的合成.其次步： 基因表达载体的构建1. 目的：使目的基因在受体细胞中稳固存在 ,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（ 1）启动子：是一段有特别结构的DNA 片段,位于基因的 首端,是 RNA 聚合酶 识别和结合的部位,能驱动基因转录出 mRNA ,最终获得所需的 蛋白质 .（ 2）终止
5、子：也是一段有特别结构的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 挑选出来.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护稳固和表达的过程.2. 常用的转化方法：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_将目的基因导入植物细胞：采纳最多的方法是农杆菌转化法 ,其次仍有 基因枪法 和 花粉管通道法 等.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.将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受
6、体细胞的缘由是繁衍快、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Ca 2+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,在肯定的温度下促进感受态细胞吸取DNA 分子,完成转化过程.3. 重组细胞导入受体细胞后,挑选 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. 第一要检测 转基因生物的染色体DNA 上是否插入了目的基因,方法是采纳DNA 分子杂交技术 .2. 其次仍要检测目的基因是否转录出了mRNA ,方法是采纳 用标记的目的基因作探针与mRNA杂交.3. 最
7、终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. 有时仍需进行个体生物学水平 的鉴定.如 转基因抗虫植物是否显现抗虫性状.（三）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.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.3. 基因治疗： 把正常的外源基因导入病人体内,使该基因表达产物发挥作用.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（四）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
8、进行 改造,或制造一种 新的蛋白质 ,以满意人类的生产和生活的需求.（基因工程在原就上只能生产自然界已存在 的蛋白质）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. 植物组织培育技术（ 1）过程： 离体 的植物器官、组织或细胞愈伤组织 试管苗 植物体（ 2）用途： 微型繁衍、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.（ 3）位置：是培育 转基因植物 、植物体细胞杂交 培育植物新品种的最终一道工序.3. 植物体细胞杂交技术（ 1）过程：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品
9、资料_（ 2）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（ P EG ） 作为诱导剂.（ 3）意义： 克服了远缘杂交不亲和的障碍.（二）动物细胞工程1. 动物细胞培育（ 1）概念：动物细胞培育就是从动物机体中取出相关的组织 ,将它分散成 单个细胞 ,然后放在相宜的 培育基 中,让这些细胞 生长和繁衍 .（ 2）动物细胞培育的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）剪碎用胰蛋白酶或胶原蛋白酶 处理分散成 单个细胞 制成细胞悬液 转入培育瓶中进行原代 培育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连续传代 培育.（ 3）细胞贴壁和接触抑制
10、：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 .（ 4）动物细胞培育需要满意以下条件 无菌、无毒的环境 ：培育液应进行 无菌 处理.通常仍要在培育液中添加肯定量的抗生素 , 以防培育过程中的污染.此外,应定期更换培育液,防止代谢产物积存对细胞自身造成危害. 养分 ：合成培育基成分：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 等自然成分. 温度 ：相宜温度：哺乳动物多是36.5 0.5 .pH ： 7.2 7.4 . 气体环境 ： 95% 空气5%
11、CO 2.O2 是细胞代谢 所必需的, CO 2 的主要作用是 维护培育液的 pH .（ 5）动物细胞培育技术的应用：制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培育医学讨论的各种细胞.2. 动物体细胞核移植技术和克隆动物（ 1）哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞 核移植（比较简洁）和 体细胞 核移植（比较难）.（ 2）选用去核 卵母细胞 的缘由：卵 母细胞 比较大,简洁操作 .卵 母细胞细胞质多, 养分丰富 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 3）体细胞核移植的大致过程是：（右图）核移植胚胎移植（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.爱护濒危物种
12、,增大存活数量. 生产宝贵的医用蛋白.作为异种移植的供体. 用于组织器官的移植等.（ 5）体细胞核移植技术存在的问题：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_克隆动物存在着 健康 问题、表现出 遗传和生理 缺陷等.3. 动物细胞融合（ 1）动物细胞融合也称 细胞杂交 ,是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程.融合后形成的具有原先两个或多个 细胞遗传信息的单核细胞,称为杂交细胞 .（ 2）动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同,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、灭活的病毒、电刺激等.（ 3）动物细胞融合的意义：克服了远缘杂交的不亲和
13、性 ,成为讨论 细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和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可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_植物体细胞杂交动物细胞融合细胞膜的流淌性去除细胞壁后诱导原生质体融合细胞膜的流淌性使细胞分散后诱导细胞融合离心、电刺激、振动,聚乙二醇等试剂诱导除应用植物细胞 杂交手段外, 再加灭活的病毒诱导克服了远缘杂交 的不亲和性, 获得杂种植株制备单克隆抗体的技术之一可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4. 单克隆抗体（ 1）抗体：一个 B 淋巴细胞只分泌一种 特异性抗体 .从血清中分别
14、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：抗原注入小鼠体内分别B 淋巴细胞骨髓瘤细胞可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_注入小细胞融合杂交瘤细胞细胞培挑选培育细胞培育基可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_体内培育体外培育从腹水提取从培育液提单-可克编隆辑抗修改体-可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 3）杂交瘤细胞的特点：既能大量繁衍,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 ：精确识别各种 抗原 物质的微小差异,并跟 肯定抗原 发生特异性结合, 具
15、有 精确、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 ”,也有少量用于治疗其它疾病.专题 3胚胎工程（一）动物胚胎发育的基本过程可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1、胚胎工程是指对动物 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、胚胎干细胞培育等技术.经过处理后获得的胚胎 ,仍需移植到雌性动物体内 生产后代,以满意人类的各种需求.2、动物胚胎发育的基本过程（ 1）受精场所是母体的 输卵管上段 .（ 2）卵裂期：特点：细胞有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎的总体体积并不增加, 或略有减小 .（ 3
16、）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：细胞开头显现分化（该时期细胞的 全能性仍比较高 ）.集合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 的分化,具有 囊胚 腔和原肠 腔.（二）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别出来.2、具有 胚胎细胞 的特性,在形状上表现为体积 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
17、体外培育的条件下,可以 增殖 而不发生 分化 ,可进行 冷冻 储存,也可进行 遗传改造 .3、胚胎干细胞的主要用途是：可用于讨论哺乳动物个体发生和发育规律 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_是在体外条件下讨论 细胞分化 的抱负材料,在培育液中加入 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 的机理供应了有效的手段.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 的部位得以修复并复原正常功能.随着组织工程技术的进展,
18、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.（三）胚胎工程的应用1. 体外受精和胚胎的早期培育(1) 卵母细胞的采集和培育：主要方法：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.其次种方法：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育成熟 后,才能与 获能的精子 受精.(2) 精子的采集和获能：在体外受精前,要对精子进行获能 处理.(3) 受精：获能的精子和培育
19、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胚胎的早期培育： 精子与卵子在体外受精后,应将受精卵移入发育培育液 中连续培育,以检查 受精状况和受精卵的发育才能.培育液成分较复杂, 除一些无机盐和有机盐外, 仍需添加 维生素、激素、氨基酸、核苷酸等养分成分,以及血清 等物质.当胚胎发育到相宜的阶段时, 可将其取出向 受体移植或冷冻储存 .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、家兔等试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. 2. 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体内,使之连续发育为新个体的技术.其中提可编辑资料 - - - 欢迎下载