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1、2009届届现代生物科技专题现代生物科技专题专题复习专题复习1:1:基因工程基因工程（1）基因工程的诞生）基因工程的诞生（2）基因工程的原理及技术）基因工程的原理及技术（3）基因工程的应用）基因工程的应用第一章第一章2 2:克隆技术克隆技术（1）植物的组织培养）植物的组织培养（2）动物的细胞培养与体细胞克隆）动物的细胞培养与体细胞克隆第二章第二章3 3:胚胎工程胚胎工程（1）动物胚胎发育的基本过）动物胚胎发育的基本过 程与胚胎工程的理论基础程与胚胎工程的理论基础（2）胚胎干细胞的移植）胚胎干细胞的移植（3）胚胎工程的应用）胚胎工程的应用第三章第三章4:4:生物技术的安全性和伦理问题生物技术的安
2、全性和伦理问题（1）转基因生物的安全性）转基因生物的安全性（2）生物武器对人类的威胁）生物武器对人类的威胁（3）生物技术中的伦理问题）生物技术中的伦理问题第四章第四章5:5:生态工程生态工程（1）生态工程的原理）生态工程的原理（2）生态工程的实例）生态工程的实例第五章第五章（1 1）基因工程的诞生）基因工程的诞生P1：基因工程的核心？：基因工程的核心？构建重组构建重组DNA分子分子（基因表达载体的构建基因表达载体的构建）基因工程诞基因工程诞生的生的基础基础DNA是遗传物质的发现是遗传物质的发现DNA双螺旋结构的确立双螺旋结构的确立中心法则中心法则（1 1）基因工程的诞生）基因工程的诞生P1：基
3、因工程的核心？：基因工程的核心？构建重组构建重组DNA分子分子 （基因表达载体的构建）（基因表达载体的构建）限制性核酸内切酶（限制酶）限制性核酸内切酶（限制酶）DNADNA连接酶连接酶载体（运载体）载体（运载体）三大工具三大工具工具酶工具酶仅指仅指限制酶和限制酶和DNA连接酶，连接酶，不包含不包含载体。载体。工具工具与与工具酶的区别工具酶的区别基因工程基因工程的技术的技术保障保障限制性核酸内切酶（限制酶）限制性核酸内切酶（限制酶）1 1、作用特点：、作用特点：特定特定的序列的序列特定特定的位点的位点对外不对内对外不对内2 2、作用的本质：、作用的本质：在特定位点水解在特定位点水解磷酸二酯键磷酸
4、二酯键，把，把DNADNA分子切成片段分子切成片段3 3、效果：、效果：形成黏性末端形成黏性末端或或平末端平末端限制酶所识别的序列有什么特点？限制酶所识别的序列有什么特点？GAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAG反向对称重复排列反向对称重复排列(回文结构回文结构)EcolIEcolIl 什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？当限制酶当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的被限制酶切开的DNADNA两条两条单链的切口单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的互补配对，这样的切口切口叫叫黏性末端
5、黏性末端。特点：单链凸出特点：单链凸出G/CTTAAAATTC/Gl 什么叫平末端？什么叫平末端？当限制酶当限制酶从识别序列的中心轴线处切从识别序列的中心轴线处切开时，开时，切开的切开的DNADNA两条单链的切口，是平两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫整的，这样的切口叫平末端平末端。特点：没有单链凸出特点：没有单链凸出CCC GGGGGG CCCCCCGGGGGGCCCSma分析限制酶的切割作用的一般方法分析限制酶的切割作用的一般方法先将告知的单链变双链，明确识别序列及其碱基对数，先将告知的单链变双链，明确识别序列及其碱基对数，然后根据切点画出黏性末端，对不同限制酶的末端进然后根据切点画出
6、黏性末端，对不同限制酶的末端进行比较作出答案。行比较作出答案。下面是下面是5种限制酶对种限制酶对DNA分子的识别序列和剪切位点图（箭分子的识别序列和剪切位点图（箭头表示剪切点、切出的断面为黏性末端）。头表示剪切点、切出的断面为黏性末端）。限制酶限制酶1：GATC 限制酶限制酶2：CATG限制酶限制酶3：GGATCC 限制酶限制酶4：CCGCGG限制酶限制酶5：CCAGG下例叙述正确的是（下例叙述正确的是（）A限制酶限制酶2和和4识别的序列都包含识别的序列都包含4个碱基对个碱基对B限制酶限制酶3和和5识别的序列都包含识别的序列都包含5个碱基对个碱基对C限制酶限制酶1和和2切出的黏性末端相同切出的
7、黏性末端相同D限制酶限制酶1和和3切出的黏性末端相同切出的黏性末端相同为为了解基因了解基因结结构，通常构，通常选选取一特定取一特定长长度的度的线线性性DNA分子，先分子，先用一种限制用一种限制酶酶切割，通切割，通过电过电泳技泳技术术将将单单酶酶水解片段分离，水解片段分离，计计算相算相对对大小；然后再用另一种大小；然后再用另一种酶酶对单对单酶酶水解片段水解片段进进行降解，行降解，分析片分析片段段大小。下表是某小大小。下表是某小组进组进行的相关行的相关实验实验：(1)由由实验实验可知，在可知，在这这段已知序列上，段已知序列上，A酶酶与与B酶酶的的识别识别序列序列分分别为别为_个和个和_个。个。已知
8、一已知一线性线性DNA序序列共有列共有5000bp（bp为为碱基对）碱基对）第一步水解第一步水解产物产物（单位（单位bp）第二步水解第二步水解产物产物（单位（单位bp）A酶切酶切2100将第一步水将第一步水解产物分离解产物分离后，分别用后，分别用B酶切割酶切割1900 2001400800 60010001000500500B酶切酶切2500将第一步水将第一步水解产物分离解产物分离后，分别用后，分别用A酶切割酶切割1900 6001300800 50012001000 200经经A、B酶同酶同时切时切1900 1000 800 600 500 200(2)根据表中数据，根据表中数据，请请在下在
9、下图图中中标标出相出相应应限制性限制性酶酶的的酶酶切位切位点并注明相关片点并注明相关片段段的大小的大小。已知一已知一线性线性DNA序序列共有列共有5000bp（bp为为碱基对）碱基对）第一步水解第一步水解产物产物（单位（单位bp）第二步水解第二步水解产物产物（单位（单位bp）A酶切酶切2100将第一步水将第一步水解产物分离解产物分离后，分别用后，分别用B酶切割酶切割1900 2001400800 60010001000500500B酶切酶切2500将第一步水将第一步水解产物分离解产物分离后，分别用后，分别用A酶切割酶切割1900 6001300800 50012001000 200经经A、B酶
10、同酶同时切时切1900 1000 800 600 500 20050080060019002001000B酶酶B酶酶A酶酶A酶酶A酶酶(3)已知已知BamH I与与Bgl的的识别序列及切割位点如序列及切割位点如图所示，用所示，用这两种两种酶和和DNA连接接酶对一段含有数个一段含有数个BamH I和和BglU识别序列的序列的DNA分子分子进行：反复的切割、行：反复的切割、连接操作，若干循接操作，若干循环后后和和 _ 序列明序列明显显增多。增多。ATCTAGGATCT A GCCTAGGATCC G G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T
11、 T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GEcol切割切割DNADNA连接酶连接酶在脱氧核在脱氧核糖与磷酸基之间形成糖与磷酸基之间形成磷酸二酯键磷酸二酯键DNA连接酶连接酶DNA连接酶连接酶分为两类：分为两类：从大肠杆菌中分离得到：从大肠杆菌中分离得到：EcolDNA连接酶，只能将双连接酶，只能将双链链DNA片段互补的黏性末端之间连接。片段互补的黏性末端之间连接。从从T4噬菌体中分离到：噬菌体中分离到：T4连接酶，既可以连接酶，既可以“缝合缝合”双链双链DNA片段互补的黏性末端，又可以片段互补的黏性末端，又可
12、以“缝合缝合”双链双链DNA片段片段的平末端，但连接平末端之间的效率比较低。的平末端，但连接平末端之间的效率比较低。DNA连接酶与连接酶与DNA聚合酶的比较聚合酶的比较DNA连接酶连接酶DNA聚合酶聚合酶对象不同对象不同本质相同本质相同结果不同结果不同将与模板链碱基将与模板链碱基互补配对的脱氧互补配对的脱氧核苷酸连接起来核苷酸连接起来形成子链形成子链将两个将两个DNA分子分子连接起来形成连接起来形成重组重组DNA分子分子载体载体能将能将外源基因外源基因送入送入受体细胞受体细胞的的工具工具就是载体。就是载体。种类：质粒、噬菌体和动、植物病毒种类：质粒、噬菌体和动、植物病毒转基因技术的核心是构建重
13、组转基因技术的核心是构建重组DNA分子分子重组重组DNADNA分子基因表达载体，一个基因表达载分子基因表达载体，一个基因表达载体必须具有体必须具有目的基因目的基因外，还应该有外，还应该有启动子启动子、终终止子止子和和标记基因标记基因等。等。为什么不能将为什么不能将目的基因目的基因直接直接导入受体细胞完成转化呢？导入受体细胞完成转化呢？载体载体种类：质粒、噬菌体和动植物病毒种类：质粒、噬菌体和动植物病毒能够在能够在宿主细胞宿主细胞中复制并稳定地保存中复制并稳定地保存对受体细胞无害对受体细胞无害具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。具有某些标记基因，便于进行筛
14、选。具有某些标记基因，便于进行筛选。作为载体的必要条件作为载体的必要条件受体细胞受体细胞最常用的载体质粒最常用的载体质粒质粒质粒细胞染色体（或拟核细胞染色体（或拟核DNA分子）外能自主复制分子）外能自主复制的小型环状的小型环状DNA分子；分子；质粒应具备以下几个条件：质粒应具备以下几个条件：在宿主细胞内能自主复制，具有复制原点，可以使插入的目在宿主细胞内能自主复制，具有复制原点，可以使插入的目的基因在受体细胞内复制；的基因在受体细胞内复制；有多个限制酶酶切点，且切点不在复制原点内；有多个限制酶酶切点，且切点不在复制原点内；具备易于检测的标记基因，如抗生素抗性基因。具备易于检测的标记基因，如抗生
15、素抗性基因。但天然质粒往往不能满足上述要求，因此需要根据不同目的和但天然质粒往往不能满足上述要求，因此需要根据不同目的和需要，对质粒进行人工改造，现在所使用的质粒几乎都是经过需要，对质粒进行人工改造，现在所使用的质粒几乎都是经过改造的。改造的。（2 2）基因工程的）基因工程的的原理及技术的原理及技术原理原理变异类型：变异类型：广义上的广义上的基因重组基因重组实现性状定向改造：实现性状定向改造：目的基因在宿主细胞中目的基因在宿主细胞中稳定和高效稳定和高效地表达。地表达。即即复制、转录和翻译复制、转录和翻译操作操作步骤步骤获得目的基因获得目的基因形成重组形成重组DNADNA分子分子将重组将重组DN
16、ADNA分子导入受体细胞分子导入受体细胞筛选含有目的基因的受体细胞筛选含有目的基因的受体细胞目的基因表达目的基因表达（2 2）基因工程的）基因工程的的原理及技术的原理及技术获得目的基因获得目的基因（2 2）基因工程的）基因工程的的原理及技术的原理及技术方法方法1 1：从基因文库中筛选目的基因：从基因文库中筛选目的基因（需应用限制酶）（需应用限制酶）方法方法2 2：人工合成目的基因：人工合成目的基因反转录法反转录法化学合成法化学合成法多数目的基因的获得方法多数目的基因的获得方法真核细胞基因到原核细胞中真核细胞基因到原核细胞中表达表达扩增目的基因扩增目的基因PCR技术技术获得目的基因获得目的基因形
17、成重组形成重组DNADNA分子分子（2 2）基因工程的）基因工程的的原理及技术的原理及技术具有相同的物质和结构基础具有相同的物质和结构基础 以脱氧核苷酸为单位的双螺旋结构以脱氧核苷酸为单位的双螺旋结构 重组的基础：重组的基础：相同相同的限制酶的限制酶与与双酶切双酶切形成的重组形成的重组DNA分子上：分子上：既有既有目的基因目的基因又有又有标记基因标记基因同一种限制酶同一种限制酶相同限制酶（相同限制酶（P6P6）目的基因目的基因AATTCGCTTAAG目的基因目的基因AATTCGCTTAAG目的基因目的基因AATTCGCCTAGG目的基因目的基因AATTCGCCTAGG仅用限制酶仅用限制酶Eco
18、RI（GAATTC）切割：）切割：限制酶限制酶EcoRI（GAATTC）和）和BamHI（GGATCC）联合切割：）联合切割：GCTTAAGATCCG质粒质粒目的基因目的基因AATTCGCCTAGG某一某一DNA分子片段可被限制性内切酶分子片段可被限制性内切酶Bbu I切成三段（切点为切成三段（切点为CGTACG），中间一段被限制性内切酶），中间一段被限制性内切酶Not I切成两段切成两段（切点为（切点为GCCGGC）。）。（1）在下面写出被两种限制性内切酶所切的一段）在下面写出被两种限制性内切酶所切的一段DNA分子分子的两个黏性末端。的两个黏性末端。该该DNA片段能否首尾连接形成环？片段能否
19、首尾连接形成环？，为什么？，为什么？。（2）上述的两种限制性内切酶作用的化学键是否相同？为什）上述的两种限制性内切酶作用的化学键是否相同？为什么？么？（3）如上述的）如上述的DNA片段中含有某目的基因，现要实现目的片段中含有某目的基因，现要实现目的基因与运载体的结合，需要哪些酶？基因与运载体的结合，需要哪些酶？CGTACCGTACG GCCGGG GCCGGC C CGTAC CGTACGGGGCATGC CATGC CGGCCG G GCATGCCATGCCATG-C/G 两个黏性末两个黏性末端的碱基不端的碱基不能互补配对能互补配对 限制性内切酶作用于两个核苷酸间的磷酸二酯键限制性内切酶作用
20、于两个核苷酸间的磷酸二酯键 不能不能相同相同限制性内切酶限制性内切酶Bbu IDNA连接酶连接酶 G GCCGG CATGC C+Not IC/G-CCGG获得目的基因获得目的基因形成重组形成重组DNADNA分子分子将重组将重组DNADNA分子导入受体细胞分子导入受体细胞（2 2）基因工程的）基因工程的的原理及技术的原理及技术常用的受体细胞：常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。酵母菌和动植物细胞等。常用方法？常用方法？显微注射技术显微注射技术Ca2+处理诱导法处理诱导法农杆菌介导法农杆菌介导法增加细菌细胞增加细菌细胞壁还是细胞膜
21、壁还是细胞膜的通透性？的通透性？先导入土壤农先导入土壤农杆菌的目的杆菌的目的？获得目的基因获得目的基因形成重组形成重组DNADNA分子分子将重组将重组DNADNA分子导入受体细胞分子导入受体细胞（2 2）基因工程的）基因工程的的原理及技术的原理及技术常用的受体细胞：常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。酵母菌和动植物细胞等。常用方法？常用方法？显微注射技术显微注射技术Ca2+处理诱导法处理诱导法农杆菌介导法农杆菌介导法在导入重组在导入重组DNADNA分子时，分子时，不是所有的不是所有的细胞都接纳了细胞都接纳了重组重组DNADNA分
22、子！分子！获得目的基因获得目的基因形成重组形成重组DNADNA分子分子将重组将重组DNADNA分子导入受体细胞分子导入受体细胞筛选含有目的基因的受体细胞筛选含有目的基因的受体细胞（2 2）基因工程的）基因工程的的原理及技术的原理及技术分子水平：分子水平：DNA分子杂交法（技术）分子杂交法（技术）核心核心DNA探针探针目的基因的脱氧核苷目的基因的脱氧核苷酸（单链）序列片段酸（单链）序列片段用荧光分子用荧光分子或或放射性放射性同位素标记同位素标记看能否形看能否形成杂合的成杂合的双链区双链区获得目的基因获得目的基因形成重组形成重组DNADNA分子分子将重组将重组DNADNA分子导入受体细胞分子导入受
23、体细胞筛选含有目的基因的受体细胞筛选含有目的基因的受体细胞（2 2）基因工程的）基因工程的的原理及技术的原理及技术分子水平：分子水平：DNA分子杂交技术分子杂交技术标记基因标记基因筛选法筛选法利用抗性基因利用抗性基因选择性培养基选择性培养基Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因表示四环素抗性基因图图a a示基因工程中经常选用的载体示基因工程中经常选用的载体pBR322pBR322质粒，质粒，AmpAmpr r表示氨苄青霉素抗表示氨苄青霉素抗性基因，性基因，TetTetr r表示四环素抗性基因。目的表示四环素抗性基因。目的基因如果插入基因如果插入四环素
24、抗性四环素抗性基因中，将使该基因中，将使该基因失活，而不再具有相应的抗性。基因失活，而不再具有相应的抗性。abAmprTetrc再将灭菌绒布按到图再将灭菌绒布按到图b的培养基上，的培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布平使绒布面沾上菌落，然后将绒布平移按到含四环素的培养基上培养，移按到含四环素的培养基上培养，得到如图得到如图c的结果（空圈表示与的结果（空圈表示与b对对照无菌落的位置）。照无菌落的位置）。为了检查载体是否导入原本没有为了检查载体是否导入原本没有Ampr 和和Tetr的大肠杆菌，将大的大肠杆菌，将大肠杆菌培养在含氨苄青霉素的培肠杆菌培养在含氨苄青霉素的培养基上，得到如图养基上，得到
25、如图b的结果（黑的结果（黑点表示菌落）。点表示菌落）。获得目的基因获得目的基因形成重组形成重组DNADNA分子分子将重组将重组DNADNA分子导入受体细胞分子导入受体细胞筛选含有目的基因的受体细胞筛选含有目的基因的受体细胞目的基因表达目的基因表达（2 2）基因工程的）基因工程的的原理及技术的原理及技术：利用核酸（利用核酸（DNA-RNA）分子杂交法看是否生成了相应）分子杂交法看是否生成了相应mRNA：用抗原抗体发生特异性结合看是否合成了相应的蛋白质用抗原抗体发生特异性结合看是否合成了相应的蛋白质：从个体水平看是否表现出特定的性状，如用棉花叶喂虫，从个体水平看是否表现出特定的性状，如用棉花叶喂虫
26、，看虫食用后是否死亡判断抗虫基因在棉花植株上的表达。看虫食用后是否死亡判断抗虫基因在棉花植株上的表达。插入哪一条染色体、插入某一染色体的位插入哪一条染色体、插入某一染色体的位置都是随机的，这样可能破坏正常基因的置都是随机的，这样可能破坏正常基因的结构和功能，使受体细胞不能完成某项生结构和功能，使受体细胞不能完成某项生命活动甚至死亡。命活动甚至死亡。目的基因插入动植物细胞基因组的目的基因插入动植物细胞基因组的随机性问题随机性问题糖蛋白是蛋白质肽链上有共价结合的糖链，这些糖蛋白是蛋白质肽链上有共价结合的糖链，这些糖链是在糖链是在内质网内质网上加工完成的。内质网存在于真上加工完成的。内质网存在于真核
27、细胞中，大肠杆菌不存在这种细胞器，因此，核细胞中，大肠杆菌不存在这种细胞器，因此，由大肠杆菌中生产糖蛋白是不可能的。由大肠杆菌中生产糖蛋白是不可能的。基因工程中生产糖蛋白，为什么不选大基因工程中生产糖蛋白，为什么不选大肠杆菌而选酵母菌为受体细胞？肠杆菌而选酵母菌为受体细胞？这就可以解释基因工程中为何用大肠杆菌生产这就可以解释基因工程中为何用大肠杆菌生产人胰岛素原、而用酵母菌生产干扰素。人胰岛素原、而用酵母菌生产干扰素。（3 3）基因工程的应用）基因工程的应用一、基因工程与作物育种一、基因工程与作物育种1.抗虫转基因植物抗虫转基因植物2.抗病转基因植物抗病转基因植物3.其他抗逆转基因植物其他抗逆
28、转基因植物（如抗盐、抗旱、抗除草剂植物等）（如抗盐、抗旱、抗除草剂植物等）4.利用转基因改良植物的品质利用转基因改良植物的品质基因工程在农业上的应用：基因工程在农业上的应用：1 1）高产、稳产和具优良品质的品种）高产、稳产和具优良品质的品种2 2）抗逆性品种）抗逆性品种基因工程在畜牧基因工程在畜牧基因工程在畜牧基因工程在畜牧养殖业上的应用养殖业上的应用养殖业上的应用养殖业上的应用:（3 3）基因工程的应用）基因工程的应用一、基因工程与作物育种一、基因工程与作物育种二、基因工程与疾病治疗二、基因工程与疾病治疗（）基因工程药物（）基因工程药物（2 2）基因诊断）基因诊断（3 3）基因治疗）基因治疗
29、三、三、基因工程与环境保护基因工程与环境保护基因诊断基因诊断第二章第二章2 2:克隆技术克隆技术基因克隆基因克隆（分子水平）（分子水平）细胞克隆（细胞水平）细胞克隆（细胞水平）个体克隆（植物克隆和动物克隆）个体克隆（植物克隆和动物克隆）一、克隆概念的发展（三个水平）一、克隆概念的发展（三个水平）2 2:克隆技术克隆技术二、克隆技术的发展二、克隆技术的发展1 1、微生物克隆（细胞克隆）、微生物克隆（细胞克隆）2 2、遗传工程克隆（、遗传工程克隆（DNADNA克隆）克隆）3 3、个体水平克隆、个体水平克隆2 2:克隆技术克隆技术三、三、动物克隆的条件动物克隆的条件1、理论条件、理论条件2、基本条件
30、、基本条件具有包含具有包含物种完整基因组物种完整基因组的细胞核的活性细胞的细胞核的活性细胞；能有效调控细胞核发育的细胞质物质能有效调控细胞核发育的细胞质物质；完成胚胎发育的必要的环境条件完成胚胎发育的必要的环境条件。细胞细胞(主要是包含遗传物质的细胞核主要是包含遗传物质的细胞核)具有的具有的发育全能性发育全能性。2 2:植物组织培养植物组织培养理论基础理论基础 植物组织培养植物组织培养 核心概念核心概念2 2:植物组织培养植物组织培养理论基础理论基础 植物细胞的全能性植物细胞的全能性细胞细胞具有发育成完整植株的潜能。具有发育成完整植株的潜能。这种潜能植物细胞的全能性。这种潜能植物细胞的全能性。
31、植物体的每个细胞都包含有植物体的每个细胞都包含有该该物种所特有的全套遗传物物种所特有的全套遗传物质质，都有发育成为完整个体，都有发育成为完整个体所所必需的全部基因必需的全部基因。不同种类、不同个体的植物细胞全能性相同吗？不同种类、不同个体的植物细胞全能性相同吗？2 2:植物组织培养的植物组织培养的过程过程离体的植物器官或组织或细胞离体的植物器官或组织或细胞（外植体）（外植体）愈伤组织愈伤组织细胞分裂和细胞分裂和脱脱分化分化胚状体胚状体或或不定芽不定芽植物幼体植物幼体继续发育继续发育（单细胞）（单细胞）分散分散一棵完整的植株一棵完整的植株细胞分裂细胞分裂和和再再分化分化需要适需要适宜的环宜的环境
32、条件境条件2 2:植物组织培养的植物组织培养的过程过程离体的植物器官或组织或细胞离体的植物器官或组织或细胞（外植体）（外植体）愈伤组织愈伤组织细胞分裂和细胞分裂和脱脱分化分化胚状体胚状体或或不定芽不定芽植物幼体植物幼体继续发育继续发育（单细胞）（单细胞）分散分散一棵完整的植株一棵完整的植株细胞分裂细胞分裂和和再再分化分化光照问题光照问题:形成愈伤组织不需形成愈伤组织不需要光照而愈伤组织要光照而愈伤组织的再分化需要光照的再分化需要光照愈伤组织细胞中愈伤组织细胞中有有叶绿体叶绿体吗？吗？适当调整植物激素的适当调整植物激素的比例比例生长素生长素与与细胞分裂素细胞分裂素的浓度及其比例不同的浓度及其比例
33、不同调控脱分化和根与芽调控脱分化和根与芽的再分化的再分化2 2:植物组织培养中的植物组织培养中的核心概念核心概念是将是将离体的离体的植物植物器官器官(根、茎、叶、花、果实、种子等根、茎、叶、花、果实、种子等)、组织组织(形成层、花药组织、胚乳、皮层形成层、花药组织、胚乳、皮层等等)、细胞细胞(体细胞、生殖细胞体细胞、生殖细胞等等)、胚胚(成熟和未成熟的胚成熟和未成熟的胚)、胚乳胚乳、原生质体原生质体，在无菌条件下，在无菌条件下培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱发产生培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱发产生愈伤组织愈伤组织、胚状体或不定芽胚状体或不定芽等，再长成完整的
34、等，再长成完整的植株植株，统称为植，统称为植物组织培养。物组织培养。根据外植体来源和培养对象的不同，又分为器官培养、根据外植体来源和培养对象的不同，又分为器官培养、组织培养、胚培养、原生质体培养等。组织培养、胚培养、原生质体培养等。植物组织培养植物组织培养:2 2:植物组织培养中的植物组织培养中的核心概念核心概念愈伤组织：愈伤组织：胡萝卜的愈伤组织胡萝卜的愈伤组织 细胞排列细胞排列疏松疏松而无规则，是而无规则，是相对未分化的相对未分化的薄壁细胞群薄壁细胞群。脱分化脱分化 ：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。伤组织的过
35、程，称为植物细胞的脱分化。实质是指实质是指已经分化的细胞已经分化的细胞失去其特有的结构和功能变成具失去其特有的结构和功能变成具有有未分化细胞未分化细胞（胚性细胞）特征的过程。（胚性细胞）特征的过程。2 2:植物组织培养中的植物组织培养中的核心概念核心概念无毒植物无毒植物抗毒植物抗毒植物再分化再分化:脱分化产生的愈伤组织继续脱分化产生的愈伤组织继续进行培养又可以重新分化成进行培养又可以重新分化成根或芽等器官，这一过程称根或芽等器官，这一过程称为植物细胞的再分化。为植物细胞的再分化。实质是指已去分化的实质是指已去分化的胚性细胞胚性细胞在某种诱导因素的激活下，再在某种诱导因素的激活下，再出现出现程序
36、化的分化程序化的分化。用于植物性药物生产用于植物性药物生产植物组织培养技术在植物组织培养技术在科学研究科学研究和和生产实践生产实践上具有多方面的用途上具有多方面的用途用于用于器官分化器官分化、形态建成、物质代谢、形态建成、物质代谢以及细胞遗传、病毒学等方面的研究。以及细胞遗传、病毒学等方面的研究。用于快速繁殖用于快速繁殖用于培养无病毒植株用于培养无病毒植株用于改良植物品种用于改良植物品种2 2:动物克隆动物克隆高度分化了的体细胞的高度分化了的体细胞的细胞核细胞核具有全能性；具有全能性；细胞质对细胞核的发育具有调控作用细胞质对细胞核的发育具有调控作用。对生物遗传病的治疗对生物遗传病的治疗对优良品
37、种的培育和扩群对优良品种的培育和扩群对濒危动物的种质保护对濒危动物的种质保护对转基因动物的扩群对转基因动物的扩群直接意义：直接意义：体细胞克隆的深远意义：体细胞克隆的深远意义：动物克隆成功的意义？动物克隆成功的意义？动物的克隆繁殖动物的克隆繁殖体细胞克隆体细胞克隆胚胎细胞克隆胚胎细胞克隆指用指用胚胎细胞胚胎细胞核核移植的方法移植的方法，包括胚胎细胞和，包括胚胎细胞和胚胎干细胞的胚胎干细胞的核核移植，以移植，以克隆出新的个体克隆出新的个体，是，是动物克隆技术的主要方法之一。动物克隆技术的主要方法之一。动物核移植是将动物的一个动物核移植是将动物的一个体细胞体细胞的的细胞核细胞核（供体核）（供体核）
38、,移如入一个已经移如入一个已经去掉细胞核的次去掉细胞核的次级卵母细胞级卵母细胞中，中，形成一个形成一个重建的重建的“合子合子”，并并发育成一个发育成一个重组胚胎重组胚胎,这个新的胚胎最终发育这个新的胚胎最终发育为为动物个体动物个体。肠上皮细胞肠上皮细胞囊胚囊胚实验证明：实验证明：胚胎细胞核移植的成功率胚胎细胞核移植的成功率远高于远高于成体细胞。成体细胞。12502 2:动物克隆的动物克隆的技术基础技术基础细胞核移植细胞核移植动物细胞培养动物细胞培养2 2:动物克隆的动物克隆的技术基础技术基础动物细胞培养动物细胞培养动物体内一部分组织动物体内一部分组织分散的单个细胞分散的单个细胞机械消化机械消化
39、 或或 胰酶消化胰酶消化原代培养原代培养传代培养传代培养分散成单个细胞后容易培养分散成单个细胞后容易培养，细，细胞所需的营养容易供应，其代谢胞所需的营养容易供应，其代谢废物容易排出；同时，分散成单废物容易排出；同时，分散成单个细胞培养，可使得在细胞水平个细胞培养，可使得在细胞水平操作的其他技术得以实现。操作的其他技术得以实现。用酶消化的是细胞间基质，细用酶消化的是细胞间基质，细胞间基质主要成分有胶原蛋白、胞间基质主要成分有胶原蛋白、层粘连蛋白、纤粘连蛋白、弹性层粘连蛋白、纤粘连蛋白、弹性蛋白等成分。用胰蛋白酶可使其蛋白等成分。用胰蛋白酶可使其消化，从而使细胞相互分离。消化，从而使细胞相互分离。
40、为什么动物细胞要分散成单个为什么动物细胞要分散成单个细胞培养？用酶消化的是什么细胞培养？用酶消化的是什么物质？物质？动物细胞培养动物细胞培养动物体内一部分组织动物体内一部分组织分散的单个细胞分散的单个细胞机械消化机械消化 或或 胰酶消化胰酶消化原代培养原代培养传代培养传代培养原代培养到一定时期，原代培养到一定时期，细胞会因为密度过大细胞会因为密度过大和代谢消耗引起和代谢消耗引起营养营养枯竭枯竭，有害代谢产物有害代谢产物积累积累，导致细胞不能，导致细胞不能正常生长，贴壁生长正常生长，贴壁生长还会出现还会出现接触抑制接触抑制现现象，所以需要进行传象，所以需要进行传代培养。代培养。?原代培养原代培养
41、和和传代培养传代培养动物体内一部分组织动物体内一部分组织分散的单个细胞分散的单个细胞机械消化机械消化 或或 胰酶消化胰酶消化原代培养原代培养传代培养传代培养分瓶分瓶前前的培养是原代培养，的培养是原代培养，分瓶分瓶后后的培养为传代培养。的培养为传代培养。细胞系细胞系和和细胞株细胞株细胞系：细胞系：原代培养物开始第一次传代培养后的原代培养物开始第一次传代培养后的细胞细胞称之为细胞称之为细胞系。系。其中，能够连续传代的细胞叫做连续细胞系或无限细无限细胞系胞系，不能连续培养的细胞称为有限细胞系有限细胞系。大多数大多数二倍体细胞二倍体细胞为有限细胞系。无限细胞本质上已为有限细胞系。无限细胞本质上已是发生
42、是发生转化转化（遗传物质改变）的细胞系，如肿瘤细胞。（遗传物质改变）的细胞系，如肿瘤细胞。细胞株：细胞株：用单细胞分离法或通过筛选的方法，由用单细胞分离法或通过筛选的方法，由单细胞单细胞增殖形增殖形成的成的细胞群细胞群，称细胞株。，称细胞株。动物细胞培养动物细胞培养动物体内一部分组织动物体内一部分组织分散的单个细胞分散的单个细胞机械消化机械消化 或或 胰酶消化胰酶消化原代培养原代培养传代培养传代培养动物血清动物血清使用使用COCO2 2培养箱培养箱把把一个单细胞一个单细胞从群体中分从群体中分离出来单独培养，使之繁离出来单独培养，使之繁衍成一个新的衍成一个新的细胞群体细胞群体的的技术叫做技术叫做
43、克隆培养法克隆培养法（细细胞克隆胞克隆）。）。克隆培养法克隆培养法（细胞克隆细胞克隆）第三章第三章95%空气空气5%CO2。O2是是细胞代谢细胞代谢所必需的，所必需的，CO2的主要作用是的主要作用是维持培维持培养液的养液的pH。3 3:胚胎工程胚胎工程胚胎工程胚胎工程是将雌性动物的早期胚胎是将雌性动物的早期胚胎,或者通过其他或者通过其他方式得到的胚胎，移植到方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同同种的、生理状态相同的的其他雌性动物的体内，使之发育为新个体的技术。其他雌性动物的体内，使之发育为新个体的技术。胚胎工程中需要用到的技术手段有胚胎工程中需要用到的技术手段有体外受精体外受精、胚胎体外
44、培养胚胎体外培养(动物细胞培养动物细胞培养)、胚胎移植胚胎移植等。等。1 1胚胎工程和相应的技术手段胚胎工程和相应的技术手段3 3:胚胎工程胚胎工程刚排出的卵子刚排出的卵子尚未完全成熟尚未完全成熟，仅完成第一次减数，仅完成第一次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的二次分裂的中期中期才能与精子结合完成减数分裂。才能与精子结合完成减数分裂。所以在胚胎工程的体外受精中有卵细胞的采集和所以在胚胎工程的体外受精中有卵细胞的采集和培养培养环节。环节。2 2刚排出的卵是成熟的卵子吗？刚排出的卵是成熟的卵子吗？3 3:胚胎工程胚胎工程体内受精过程中
45、精子是在雌性动物的生殖道体内受精过程中精子是在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才获得受精能力。发生相应的生理变化后，才获得受精能力。胚胎工程的体外受精中精子获能的方法有胚胎工程的体外受精中精子获能的方法有培培养法养法和和化学诱导法化学诱导法，牛、羊的精子常用化学，牛、羊的精子常用化学药物诱导获能，诱导获能的药物常用肝素和药物诱导获能，诱导获能的药物常用肝素和钙离子载体。钙离子载体。3 3精子获能问题精子获能问题3 3:胚胎工程胚胎工程受精卵受精卵卵裂球卵裂球(桑椹胚桑椹胚)囊胚囊胚原肠胚原肠胚三胚三胚层分化为各种组织和器官层分化为各种组织和器官从卵膜孵出的幼体或从从卵膜孵出的幼体或从母体
46、产出的幼体。母体产出的幼体。4 4胚胎发育的过程？胚胎发育的过程？3 3:胚胎工程胚胎工程(2009年浙江省会考试题年浙江省会考试题)下列有关动物胚胎移植的叙述，下列有关动物胚胎移植的叙述，错误的是错误的是 A受精卵或胚胎均能移植受精卵或胚胎均能移植 B超数排卵技术要使用相关的激素超数排卵技术要使用相关的激素 C 受体母畜必须处于与供体母畜同期发情的状态受体母畜必须处于与供体母畜同期发情的状态 D试管动物培养只是受精及早期卵裂过程在试管中进行试管动物培养只是受精及早期卵裂过程在试管中进行5 5受精卵可直接动物胚胎移植吗受精卵可直接动物胚胎移植吗？5受精卵可直接动物胚胎移植吗？受精卵可直接动物胚
47、胎移植吗？解析：解析：受精卵不断分裂，初期形成实心细胞团，形如桑椹，叫做桑受精卵不断分裂，初期形成实心细胞团，形如桑椹，叫做桑椹胚。接着卵裂下去，桑椹胚中出现一个腔，形成一个囊泡椹胚。接着卵裂下去，桑椹胚中出现一个腔，形成一个囊泡状的结构，称为胚泡。胚泡的周围是一单层细胞，称为滋养状的结构，称为胚泡。胚泡的周围是一单层细胞，称为滋养层。层。进入子宫的胚泡，通过滋养层可分泌蛋白消化酶，与子进入子宫的胚泡，通过滋养层可分泌蛋白消化酶，与子宫内膜接触处的滋养层细胞迅速分化出另一层细胞，它们的宫内膜接触处的滋养层细胞迅速分化出另一层细胞，它们的细胞膜消失，形成一团含多个细胞核的细胞质细胞膜消失，形成一
48、团含多个细胞核的细胞质合胞体滋合胞体滋养层。合胞体滋养层侵入子宫内膜，消化它所接触的子宫细养层。合胞体滋养层侵入子宫内膜，消化它所接触的子宫细胞，使子宫内膜溶解成一缺口，胚泡由此逐渐埋入子宫内膜。胞，使子宫内膜溶解成一缺口，胚泡由此逐渐埋入子宫内膜。子宫上皮细胞增生将缺口修复，完成着床（植入）。子宫上皮细胞增生将缺口修复，完成着床（植入）。由于受精卵表面没有滋养层结构，直接移植到子宫无法由于受精卵表面没有滋养层结构，直接移植到子宫无法完成着床，所以在胚胎移植时用早期胚胎而不是受精卵。陈完成着床，所以在胚胎移植时用早期胚胎而不是受精卵。陈阅增阅增普通生物学普通生物学第第2版版192页页3 3:胚
49、胎工程胚胎工程供体母本要选择供体母本要选择 的个体；的个体；受体母本要选择受体母本要选择 的个体；的个体；受体母本与供体母本需要受体母本与供体母本需要同一物种同一物种是为了使移植的是为了使移植的胚胎在受体子宫中胚胎在受体子宫中 。处理供体母本是为了处理供体母本是为了 ，采集卵细胞，采集卵细胞,获得较多的胚胎；获得较多的胚胎；对对供体供体和和受体母畜受体母畜进行注射进行注射 的的同期发情同期发情处理，处理，是为了使受体和供体的是为了使受体和供体的 ，这样才能使供体的胚，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，能够胎移入受体后有相同或相似的生存条件，能够 。6 6供体母本、受体母本的
50、选择和处理问题供体母本、受体母本的选择和处理问题具有优良遗传性状具有优良遗传性状健康和正常繁殖能力健康和正常繁殖能力不发生免疫排斥不发生免疫排斥超数排卵超数排卵促性腺激素促性腺激素生理状态相同生理状态相同正常发育正常发育3 3:胚胎工程胚胎工程促性腺激素可以促进雌性激素的分泌和卵促性腺激素可以促进雌性激素的分泌和卵细胞的生成。细胞的生成。如果大量注射雌性激素，就会通过如果大量注射雌性激素，就会通过负反馈负反馈调节调节影响到下丘脑、垂体和卵巢的分泌功影响到下丘脑、垂体和卵巢的分泌功能，能，减少减少，抑制卵巢抑制卵巢活动，严活动，严重的话会重的话会导致卵巢萎缩导致卵巢萎缩，对机体健康造成，对机体健