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1、1基基本本工工具具“分子手术刀分子手术刀”-限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶来源来源作用作用结果结果“分子缝合针分子缝合针”-DNA连接酶连接酶作用作用分类分类“分子运输车分子运输车”-基因进入受体细胞的基因进入受体细胞的载体载体常用的载体：常用的载体：-质粒质粒载体的条件载体的条件其他载体其他载体1.1 基因工程的基本工具基因工程的基本工具1.2 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序目的基因的获取目的基因的获取从基因文库中获取从基因文库中获取基因组文库基因组文库cDNA文库文库人工合成人工合成利用利用PCR技术扩增技术扩增原理原理大致过程大致过程 基因表达载体的构建基因表达载体的构建
2、 （核心步骤）（核心步骤）构建目的构建目的构建零件及其作用构建零件及其作用目的基因导入受体细胞目的基因导入受体细胞导入植物细胞方法导入植物细胞方法导入动物细胞方法：显微注射技术导入动物细胞方法：显微注射技术导入微生物细胞方法导入微生物细胞方法农杆菌转化法农杆菌转化法其他方法其他方法目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定分子水平的检验分子水平的检验个体生物学水平的鉴定个体生物学水平的鉴定1.3 基因工程的应用基因工程的应用一、植物基因工程一、植物基因工程（一）（一）抗虫转基因植物抗虫转基因植物1、抗虫转基因植物：抗虫转基因植物：2、杀虫基因的种类：、杀虫基因的种类：（二）二）抗病转基因植物抗病
3、转基因植物1、植物的病原微生物、植物的病原微生物2、抗病转基因植物、抗病转基因植物3、抗病基因抗病基因（三）（三）抗逆转基因植物抗逆转基因植物1、抗逆基因抗逆基因2、抗逆转基因植物：抗逆转基因植物：（四）利用转基因改良植物品质（四）利用转基因改良植物品质1、优良基因：、优良基因：2、改良作物：、改良作物：二、动物基因工程的成果二、动物基因工程的成果1、提高动物生长速度提高动物生长速度2、改善畜产品质量改善畜产品质量3、生产药物生产药物4、做器官移植供体做器官移植供体三、三、基因工程药物基因工程药物四、四、基因治疗基因治疗预期蛋白质功能预期蛋白质功能设计设计 推测应有的推测应有的 序列序列找到对
4、应的找到对应的 序列。序列。根据人们对蛋白质根据人们对蛋白质 的特定需求，的特定需求，对蛋白质的对蛋白质的 进行分子设计。进行分子设计。1.4 蛋白质工程的崛起蛋白质工程的崛起结构结构预期的蛋白质结构预期的蛋白质结构氨基酸氨基酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸功能功能改造基因改造基因(基因基因 或基因或基因 )。原理原理目的目的途径途径修饰修饰合成合成离体的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织愈伤组织根、芽根、芽植物体植物体外植体外植体脱分化脱分化植物激素：植物激素：细胞分裂素、生长素细胞分裂素、生长素再分化再分化2.1.1 植物组织培养过程植物组织培养过程植物组织培养条件植物组织培养条
5、件：含有全部营养成分的含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的气、无菌环境、适合的PHPH、适时光照等。适时光照等。遮光遮光光照光照原理：原理：植物细植物细胞的全胞的全能型能型杂杂种种植植株株融合的融合的原生质原生质体体ABAB再再生生出出细细胞胞壁壁脱脱分分化化愈愈伤伤组组织织再再分分化化植物细胞的融合植物细胞的融合植物组织培养植物组织培养植物细胞植物细胞A A原生质体原生质体B B原生质体原生质体A A杂种杂种细胞细胞AB去去 壁壁去去 壁壁人人工工诱诱导导方法？方法？促进融合促进融合的方法？的方法？融合融合完成完成的的标志标志植物细胞植物细胞B
6、B植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术细胞融合的基础：细胞融合的基础：细胞膜的流动性细胞膜的流动性2.1.2 植物细胞工程的实际应用繁殖植物的新途径繁殖植物的新途径微型育种微型育种作物脱毒作物脱毒人工种子人工种子育种新方法育种新方法单倍体育种单倍体育种诱导突变体诱导突变体细胞产物的工厂化生产细胞产物的工厂化生产动物胚胎或幼龄动物的动物胚胎或幼龄动物的组织、器官组织、器官细胞悬浮液细胞悬浮液10代细胞代细胞50代细胞代细胞传代培养传代培养无限传代无限传代单个细胞单个细胞加培养液加培养液原代培养原代培养胰蛋白酶胰蛋白酶剪碎剪碎细胞株细胞株细胞系细胞系遗传物质遗传物质未改变未改变遗传物质遗传物质已改
7、变已改变动物细胞动物细胞培养过程培养过程 1.3 动物细胞培养条件动物细胞培养条件1、无菌、无菌、无毒的环境无毒的环境对培养液和培养用具进行对培养液和培养用具进行无菌处理；无菌处理；在培养液中添加在培养液中添加一定量的抗生素一定量的抗生素;定期更换培养液；定期更换培养液；2、营养、营养葡萄糖、氨基酸、无机盐、促生长因子、微量元素等葡萄糖、氨基酸、无机盐、促生长因子、微量元素等动物血清、血浆动物血清、血浆3、温度和、温度和pH温度温度36.50.536.50.5度，度，pH7.2pH7.27.47.44、气体环境、气体环境O O2 2和和COCO2 2（95%95%空气和空气和5%CO5%CO2
8、 2 ）O O2 2是细胞代谢所必需的。是细胞代谢所必需的。COCO2 2维持培养液的维持培养液的pHpH。供体细胞供体细胞（供核）（供核）细胞培养细胞培养体细胞体细胞卵巢卵母细胞卵巢卵母细胞（M中期：供质中期：供质）去核去核无核卵无核卵母细胞母细胞注注入入细胞细胞融合融合重重组组细细胞胞构建重构建重组胚胎组胚胎胚胎胚胎移植移植代孕代孕母体母体生出与供体奶生出与供体奶牛遗传基础相牛遗传基础相同的犊牛同的犊牛归纳归纳:1.共分成两大阶段：共分成两大阶段：核移植和胚胎移植核移植和胚胎移植2.取卵细胞作受体细胞的原因是取卵细胞作受体细胞的原因是:它是最大的细胞它是最大的细胞,易操作易操作,它发育可它
9、发育可直接表达性状直接表达性状3.严格来说新个体有卵母细胞的细胞质所以有两个亲本的性状严格来说新个体有卵母细胞的细胞质所以有两个亲本的性状2.2.1 动物细胞核移植技术动物细胞核移植技术动物细胞动物细胞动物细胞动物细胞A A 动物细胞动物细胞动物细胞动物细胞B B 动物细胞动物细胞动物细胞动物细胞_法诱导法诱导法诱导法诱导 培养培养培养培养物理物理物理物理 化学化学化学化学 生物生物生物生物杂交细胞杂交细胞杂交细胞杂交细胞（单核）（单核）（单核）（单核）有丝分裂有丝分裂有丝分裂有丝分裂膜融合膜融合膜融合膜融合质融合质融合质融合质融合2.2.2 动物细胞融合动物细胞融合 单克隆抗体单克隆抗体筛选
10、二筛选二筛选二筛选二杂交细胞杂交瘤细胞体外或体外或体外或体外或体内培养体内培养体内培养体内培养筛选一筛选一筛选一筛选一骨髓瘤骨髓瘤细胞细胞 诱导融合诱导融合诱导融合诱导融合分泌特异抗体的杂交瘤细胞杂交瘤细胞群杂交瘤细胞群提取提取提取提取已免疫的B淋巴细胞动物动物动物动物细胞细胞细胞细胞融合融合融合融合技术技术技术技术动物动物动物动物细胞细胞细胞细胞培养培养培养培养技术技术技术技术单克隆抗体的制备既能大量繁殖既能大量繁殖既能大量繁殖既能大量繁殖又能产生专一抗体又能产生专一抗体又能产生专一抗体又能产生专一抗体特异性强特异性强特异性强特异性强灵敏度高灵敏度高灵敏度高灵敏度高可大量制备可大量制备可大量
11、制备可大量制备注射注射抗原抗原精子精子和和卵子的发生卵子的发生精子的发生精子的发生卵子的发生卵子的发生受精受精受精前准备受精前准备准备阶段准备阶段1：精子获能：精子获能准备阶段准备阶段2：卵子的准备：卵子的准备受精阶段受精阶段胚胎发育胚胎发育精子细胞变形精子细胞变形的主要变化的主要变化P62细胞核细胞核高尔基体高尔基体中心体中心体线粒体线粒体细胞内其他物质细胞内其他物质精子头精子头的主要部分的主要部分头部的头部的顶体顶体精子的精子的尾尾线粒体线粒体鞘鞘原生质滴原生质滴：2、两次分裂两次分裂的时间：的时间：在雌性动物在雌性动物排卵排卵前前后后完成。完成。：在在精子与卵子结合精子与卵子结合的过程完
12、成。的过程完成。3、卵子受精的卵子受精的标志：标志：当当卵细胞膜卵细胞膜和和透明带的间隙透明带的间隙观察到观察到两个极体两个极体时时1、卵泡形成卵泡形成的时间：的时间：胎儿时期胎儿时期卵子发生的有关问题卵子发生的有关问题三、受精三、受精 P63受精前的受精前的准备阶段准备阶段准备阶段准备阶段1：精子获能：精子获能准备阶段准备阶段2：卵子的准备：卵子的准备受精阶段受精阶段精子精子穿越放射冠穿越放射冠和和透明带透明带进入卵细胞膜进入卵细胞膜原核形成原核形成融合融合小结：小结：受精阶段受精阶段 P65穿越穿越放射冠：放射冠：顶体反应顶体反应穿越穿越透明带：透明带：透明带反应透明带反应 （屏障屏障1）
13、进入进入卵细胞膜：卵细胞膜：卵细胞膜反应卵细胞膜反应 （屏障屏障2）雌雄原核雌雄原核形成形成雌雄原核雌雄原核融合融合受精卵受精卵四、胚胎发育四、胚胎发育 P66受精卵受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊胚（含囊胚腔）囊胚（含囊胚腔）原肠胚（含原肠腔）原肠胚（含原肠腔）胎儿形成胎儿形成供体母牛供体母牛受体母牛受体母牛同期发情处理同期发情处理超数排卵超数排卵供体公牛供体公牛配种配种冲卵冲卵质量检查、培养质量检查、培养胚胎移植胚胎移植妊娠检查妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）分娩（胚胎移植的犊牛）胚胚胎胎移移植植的的基基本本程程序序外源激素外源激素剌激卵巢剌激卵巢促性腺促性腺激素激素体内受精体内受精胚胎胚胎
14、遗传性能和遗传性能和生产性能优生产性能优秀的个体秀的个体遗传性能和遗传性能和生产性能优生产性能优秀的个体秀的个体有健康体质和正常有健康体质和正常繁殖能力的个体繁殖能力的个体胚胎移植胚胎移植P74胚胎分割胚胎分割(1)需需要要的的主主要要仪仪器器设设备备：实实体体显显微微镜镜和和显显微微操作操作仪仪。(2)对对囊胚囊胚进进行分割行分割时时要注意将要注意将 进进行行均均等等分分割割，否否则则会会影影响响分分割割后后胚胚胎胎的的恢恢复复和和进进一步一步发发育。育。(3)用用胚胚胎胎分分割割增增加加动动物物后后代代，其其实实质质是是动动物物的无性繁殖或克隆。的无性繁殖或克隆。内细胞团内细胞团胚胎干细胞1来来源源：由由早早期期胚胚胎胎即即囊囊胚胚期期的的内内细细胞胞团团或原始性腺中分离出来。或原始性腺中分离出来。2特点特点(1)形形态态上：体上：体积积小、小、细细胞核大、核仁明胞核大、核仁明显显。(2)功能上：具有功能上：具有发发育的全能性。育的全能性。(3)体外培养：可以增殖而不分化。体外培养：可以增殖而不分化。