高考生物总复习专题专题九第1讲演示课件

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1、一、基因工程 1.实现DNA重组技术需要的三种工具：准确切割DNA的“ 分子手术刀”限制性核酸内切酶(限制酶)、将DNA 片断再连接起来的“分子缝合针”DNA连接酶、将 体外重组好的DNA导入受体细胞的“运输工具”运载体。 2.限制酶：主要从 中分离纯化出来，能够识别双链 DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定 部位的两个核苷酸之间的 断裂。形成黏性末端 和平末端两种。,原核生物,磷酸二酯键,3.DNA连接酶：根据酶的来源不同分为两类：E.coli DNA 连接酶、T4DNA连接酶。二者都是将双连DNA片段“缝 合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的 键。 4.常用的运载体

2、：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病 毒。质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核 DNA分子之外并具有自我复制能力的 分子。 5.基因工程的基本操作步骤主要包括四步：目的基因的 获取、 、将目的基因导入受体细 胞、目的基因的检测与鉴定。,磷酸二酯,双链环状DNA,基因表达载体的构建,6.基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步，也是基 因工程的 。其目的是：使目的基因在受体细胞中 在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。其组 成是：目的基因、启动子、终止子、标记基因。 7.受体细胞有植物、动物、微生物之分。 8.目的基因导入受体细胞后，是否可以维持和表达其遗传 特性，只有通过检测与鉴定才能知道

3、。,核心,稳定存,9.将目的基因导入植物细胞的方法：农杆菌转化法、 花粉管通道法、基因枪法。 10.将目的基因导入动物细胞的方法：显微注射技术。 11.将目的基因导入微生物细胞：用CaCl2处理，增大细 胞壁的通透性。 12.检测目的基因是否插入到受体细胞的基因组中，是 否转录出mRNA的方法： 技术(用目的 基因做探针，如果显示出杂交带则成功)。 13.检测目的基因是否翻译成蛋白质的方法： 。,DNA分子杂交,抗原抗体杂交,14.除了分子检测外，有时还需要进行个体水平的鉴定， 方法是： 或 的接种实验。 15.目的基因的获取：从已有物种中直接分离，也可以人工 合成。 16.目的基因：主要是指

4、编码蛋白质的 基因，也可以是 一些具有 作用的因子。,抗虫,抗病,结构,调控,17.PCR的过程是高温变性、 、中温延伸。 18.植物基因工程硕果累累：抗虫转基因植物，抗病转基因 植物，抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。 19.动物基因工程前景广阔：用于提高动物的生长速度，用 于改善畜产品的品质，用转基因动物生产药物，用转基 因动物做器官移植的供体，基因工程药品异军突起。,低温复性,20.基因治疗：是把 基因导入病人体内，使该基因 的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。 21.蛋白质工程是指以蛋白质的结构规律及其与生物功 能的关系作为基础，通过 或基因合成，对 现有的蛋白质进行改

5、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。 22.蛋白质工程的基本途径：从预期的 出发 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸 序列 找出相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。,基因修饰,蛋白质功能,正常,二、细胞工程 1.细胞全能性：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。 2.植物细胞工程：植物组织培养技术(基础)、植物体 细胞杂交技术。 3.细胞脱分化：就是让已经分化的细胞，经过诱导 后，失去其特有的 和 而转变成未分 化细胞的过程。,结构,功能,4.植物组织培养就是在 和 控制条件下，将离体的 植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，

6、给予适宜的培养条件，诱导其产生 、 ，最 终形成完整植株。 5.植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞，在一定条 件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培养成新的植物体 的技术。 6.植物细胞工程的实际应用：植物繁殖的新途径、作物新 品种的培育、细胞产物的工厂化生产。,无菌,人工,愈伤组织,丛芽,7.动物细胞工程常用的技术手段有：动物细胞培养(基础)、 动物细胞融合、动物细胞核移植、生产单克隆抗体等。 8.动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它 分散成单个细胞( 或 )，然后，放在适 宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。 9.动物细胞培养时制备的细胞悬液中分散的细胞很快就贴 附在瓶壁，要求

7、培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、 易于贴附。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细 胞就会停止分裂增殖称为细胞的 。,胰蛋白酶,胶原蛋白酶,接触抑制,10.动物细胞培养的条件：无菌、无毒的环境；营养；适宜 的温度和pH； 环境。 11.动物核移植是将动物一个细胞的细胞核，移入一个已经 去掉细胞核的 细胞中，使其重组并发育成一个新的 胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。 12.哺乳动物核移植分为：胚胎细胞核移植、体细胞核移植。,气体,卵母,13.体细胞核移植的应用前景：转基因克隆动物可以促进 优良畜群繁育；保护濒危物种；作为生物反应器生产 医用蛋白；作为异种移植的供体；核移植胚胎干细胞 定向

8、诱导分化成相应的组织器官用于器官移植。 14.动物细胞融合也称为细胞杂交，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 来两个或多个细胞遗传信息的 细胞称为杂交细胞。,单核,15.动物细胞融合的方法：物理方法(离心、振动、电刺激)、 化学方法(聚乙二醇)、灭活的病毒。 16.单克隆抗体的制备：骨髓瘤细胞和 的小鼠脾脏中的 B淋巴细胞融合，再用特定的选择培养基进行筛选，只有融 合的杂种细胞才能生长，这种杂交细胞的特点是：既能迅 速大量 ，又能产生 。,已免疫,专一的抗体,繁殖,17.单克隆抗体的优点： 、灵敏度高，并可以 。 18.单克隆抗体的应用：作为诊断试剂(在诊断的应

9、用上具 有准确、高效、快速、简易的优点)，用于治疗疾病和 运载药物。,特异性强,大量制备,三、胚胎工程 1.精子的发生大体可以分为三个阶段：第一阶段，位于曲细 精管管壁的精原细胞先分裂为两个细胞，然后继续数次有 丝分裂产生多个初级精母细胞；第二阶段，初级精母细胞 连续两次分裂；第三阶段，圆形的精子细胞变形成精子， 其中细胞核变为精子头部，高尔基体发育为头部的顶体， 中心体演变为精子的尾，线粒体聚集在尾的基部形成线粒 体鞘膜。,2.受精：是精子与卵子结合形成合子的过程。包括受 精前的准备阶段和受精阶段：准备阶段1 ，准备阶段2卵子的准备，受精阶段主要 包括： 精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，

10、原核形成 和配子结合(受精过程中，首先发生 反应；在精 子触及卵黄膜的瞬间，发生 带反应，这是防止 多精入卵的第一道屏障；精子入卵后，发生 作用，这是防止多精入卵的第二道屏障)。,顶体,透明,卵黄膜,精子获能,封闭,3.一个卵泡成熟一个卵子；排卵：是指卵子从卵泡中排出； 刚排出的卵子尚未完全成熟，需要在输卵管内进一步成 熟直到 期才能与精子在 内结合完成受精。 卵子是否受精的标志：在卵黄膜和透明带的间隙观察到 时。 4.胚胎的发育：卵裂期、桑椹胚、囊胚、原肠胚、组织器 官形成。 5.胚胎工程技术：体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植( 是最后一道工序)、胚胎分割移植、胚胎干细胞。,MII中,两个极

11、体,输卵管,6.体外受精：主要包括卵母细胞的采集和培养，精子的采 集和获能、受精。 7.胚胎移植实际上是生产胚胎的 和孕育胚胎的 共 同繁殖后代的过程，优势是可以充分发挥雌性优良个 体的繁殖潜力，大大缩短了供体本身的繁育周期，使 良种畜群迅速扩大。 8.胚胎移植的生理学基础：供体与受体相同的生理变化； 胚胎在早期母体中处于游离状态；子宫不对外来胚胎发 生 反应；胚胎遗传性状不受受体任何影响。,供体,受体,免疫排斥,9.胚胎移植的基本程序：对供体和受体的选择和处理(同 期发情处理，超数排卵处理)、配种或进行人工授精、 对胚胎的收集检查培养或保存、进行胚胎移植。 10.胚胎分割：是指采用机械方法将

12、早期胚胎切割成2、4 或8等份等，经移植获得 或 的技术。 11.胚胎干细胞：简称ES或EK细胞，是由 或 性腺中分离出来的一类细胞。形态上：体积小，细 胞核大、核仁明显；功能上：具有发育的 ，体外 培养时可以增殖而不发生分化。,同卵双胎,多胎,早期胚胎,原始,全能性,1.基本工具,DNA连接酶连接两个DNA片段，而DNA聚合酶只能 将 单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。 限制性核酸内切酶是切割某种特定的脱氧核苷酸序列， 并使两条链中特定的位置断开，而解旋酶是将DNA的 两条链间的氢键打开形成两个单链。,2.目的基因的检测内容和方法,目的基因是指基因工程操作中的外源基因，它是能编 码某种蛋白

13、质的结构基因，如生物的抗虫基因等。 使用同一种限制酶切割目的基因和运载体(运载体，带 有标记基因)。 受体细胞有植物、动物、微生物之分，植物细胞可以 是卵细胞(受精卵)、体细胞，动物细胞一般用受精卵。 目的基因导入受体细胞不是基因工程成功的标志，基因 工程是否成功是目的基因是否表达成功。,3.蛋白质工程与基因工程的比较,结果,1.植物组织培养和动物细胞培养,项目,植物组织培养的目的不同，培养阶段不同：若培育人工种子，则培养到胚状体阶段；若提取细胞产品，则一般培养到愈伤组织阶段；若培育新个体，则应培育到试管苗阶段。,2.植物体细胞杂交与动物细胞融合,植物体细胞杂交,动物细胞融合(单克隆抗体制备)

14、,过 程,第 一 步,第 二 步,第 三 步,第 四 步,原生质体的制备 (酶解法),原生质体融合(物、化法),杂种细胞 的筛选与 培养,杂种植 株诱导 与鉴定,正常小 鼠免疫 处理,动物细胞 融合(物理 、化学、 生物法),杂交瘤 细胞筛 选与培养,单克隆 抗体的 提纯,植物体细胞杂交,动物细胞融合(单克隆抗体制备),意 义 和 用 途,克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展杂交亲本的组合范围,制备单克隆抗体 诊断、治疗、预防疾病 例如： a.肿瘤定位诊断，放射性抗体 肿瘤 b.生物导弹治疗，抗体抗癌药物 肿瘤,b.原理：细胞核的全能性。 c.应用：快速繁育良种、濒危的动物；改良动物新品种。 利

15、用植物组织培养技术育种。 利用人工种子繁殖物种。 植物体细胞杂交育种。,核移植和植物体细胞杂交产生的后代中都含有两个亲本的遗传物质；植物组织培养和人工种子产生的后代中都只含一个亲本的遗传物质。,2.几个概念 (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。 (2)供体：在胚胎移植中提供胚胎的个体叫做供体。 (3)受体：在胚胎移植中接受胚胎的个体叫做受体。,3.胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序” 在胚胎工程中通过任何一项技术，如转基因、核移植、或体外受精等技术获得的胚胎(先经动物细胞培养)，都必须移植给受体才能获得后代，即均用到胚胎移植技术。,(2009江苏高考)下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是 () A.卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加 B.胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割 C.胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点 D.胚胎干细胞是一类未分化细胞，可从早期胚胎中分离获取