专题十二现代生物科技专题

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1、现代生物科技专题,专题十二 基因工程 专题十三 细胞工程 专题十四 胚胎工程 专题十五 生物技术的完全性和伦理问题,专题十二 基因工程,一、概念 基因工程又叫_技术或_ 通俗地讲，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，让其表达， _改造生物的性状。 二、实质不同种间的基因重组 改变生物基因的方式通常有两种： 1、改变基因结构（基因突变） 2、改变基因型（基因重组） 基因工程只是把外源基因（目的基因）通过一定的技术手段导入到受体细胞并使基表达，虽然也会对目的基因进行修饰和改造，但其目的只是为了让目的基因更好地导入和表达，并没有触及到基因本身的

2、主要结构，所以，基因工程的实质就是基因重组。,基因拼接,DNA重组技术,定向,专题五：遗传的基础,三、原理：不同生物间的_是相同的，并且不同的生物之间使用同一套_。 基因、DNA和染色体的关系,脱氧核糖,磷酸,含N碱基,基因,脱氧核苷酸,蛋白质,DNA,染色体,成百上千,多个,染色体是由DNA和蛋白质组成的 每一条染色单体含一个DNA分子 每个DNA分子上有很多基因 每个基因含有很多个脱氧核苷酸分子 基因是决定生物性状的基本单位 基因是有遗传效应的DNA片断,遗传物质,密码子,专题十二 基因工程,四、基本工具 基因的剪刀（ _）： 能识别特定的_，并在特定的切点上切割DNA分子 基因的针线（

3、_）： “缝合” _交替连接而构成的DNA骨架上的缺口 基因的运载体_、 _和_等： 将外源基因送入受体细胞的专门运输工具,限制性核酸内切酶,核苷酸序列,DNA连接酶,脱氧核糖和磷酸,质粒,噬菌体,动植物病毒,专题十二 基因工程,五、步骤 1、 _ 2、 _ 3、 _ 4、 _,获得目的基因,构建表达载体,导入受体细胞得到转基因生物,目的基因的检测与鉴定,同种,专题十二 基因工程,基因工程操作步骤,供体细胞：构建基因文库,限制酶切割DNA产生的DNA末端有两种方式： 1）黏性末端 当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端 2）平末端 当限制酶在它识别序列的

4、中心轴线处切开时，产生的则是平末端,GAATTC CTTAAG,专题十二 基因工程,将目的基因导入受体细胞： 导入植物细胞：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法 导入动物细胞：显微注射技术 导入微生物细胞：Ca2+处理后混合接触法,专题十二 基因工程,六、优点： 打破种间界限，克服远源杂交不亲和障碍。 七、应用 （一）作物育种：利用基因工程的方法，获高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育具有各种抗逆性的作物新品种，如抗虫棉等 （二）药物研制：利用基因工程的方法，培育转基因生物，利用转基因生物生产出各种高质量、低成本的药品，如胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等 （三）环境保护：如利用转基因细菌降低有毒有

5、害化合物，吸收环境中的金属，分解泄漏的石油，处理工业废水等,专题十二 基因工程,八、转基因生物和转基因食品的安全 九、蛋白质工程：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_进行改造，或制造一种_，以满足人类的生产和生活的需求。,现有蛋白,新的蛋白质,补充：PCR技术扩增目的基因,1、PCR：聚合酶链式反应 一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。 2、原理： 3、条件：已知基因的核苷酸序列 4、过程： 5、方式： 指数扩增=2n（n为扩增循环的次数）,PCR技术原理 DNA复制,1、概念： 2、时间： 3、场所： 4、过程,解旋,细胞核

6、,形成新的DNA,有丝分裂间期 减数第一次分裂的间期,以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。,碱基配对A=T，G=C,DNA,DNA,复制,5、条件： （1）模板以解开的DNA的两条单链分别作为模板 （2）原料四种脱氧核苷酸 （3）能量 （4）酶解旋酶、DNA聚合酶等 6、结果：,7、特点： （1）边解旋边复制 （2）半保留复制 8、意义： 将遗传信息从亲代传递给子代，从而保证了遗传信息的连续性,PCR扩增过程,第一步：变性 98 目的基因DNA受热变性后解链为单链 第二步：复性 50 引物与单链相应互补序列结合 第三步：延伸 72 在DNA聚合酶的作用下延伸形成DNA 第一轮产物作为第二轮

7、模板继续扩增,（基因） （性状）,转 录,逆 转 录,翻 译,蛋白质合成是遗传信息流动和表达的过程,补充：中心法则,中心法则：遗传信息的传递规律,专题十二 基因工程,应用： 1、遗传物质为DNA，遗传信息的传递是怎样的？ 2、遗传物质为RNA，遗传信息的传递又是怎样的？,DNA,转录,翻译,逆转录,翻译,转录,mRNA,蛋白质,mRNA,蛋白质,单链DNA,双链DNA,RNA,练习,（2)请简述HIV病毒在寄主细胞内复制繁殖的过程。,病毒侵人寄主细胞后，利用逆转录酶合成DNA，然后分别指导合成大量的病毒遗传物质和病毒蛋白质，并装配成完整的病毒颗粒。,专题十三 细胞工程,一、概念 细胞工程是指应

8、用_生物学和_生物学的原理和方法，通过_水平或_水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的_或获得_的一门综合性科学技术。 根据操作对象不同，可分为_细胞工程和_细胞工程两在领域。 植物细胞工程相关技术： （一）植物组织培养技术 （二）植物体细胞杂交技术 动物细胞工程相关技术： （一）动物细胞培养技术 （二）动物体细胞核移植技术 （三）动物细胞融合技术,细胞,分子,细胞,细胞器,遗传物质,细胞产品,植物,动物,专题十三 细胞工程,二、植物细胞工程 （一）植物组织培养技术 1、概念：植物组织培养就是在_条件下，将_的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生_组

9、织、丛芽，最终形成完整的植株。 2、原理：植物细胞具有_性，即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。 3、过程,无菌和人工控制,离体,愈伤,全能,专题十三 细胞工程,（二）植物体细胞杂交技术 1、概念：植物体细胞杂交就是将_的植物体细胞，在一定条件下融合成_细胞，并将其培养成新的_的技术。 2、过程,不同种,杂种,植物体,专题十三 细胞工程,植物体细胞杂交过程简图：,果胶酶和纤维素酶,果胶酶和纤维素酶,果胶酶和纤维素酶,专题十三 细胞工程,（三）植物细胞工程的实际应用 1、植物繁殖的新途径： _、 _、 _ 2、培育作物新品种： _、 _ 3、细胞产物的工厂化生

10、产： _,微型繁殖 作物脱毒 人工种子,单倍体育种 突变体的利用,组织培养技术,专题十三 细胞工程,三、动物细胞工程 动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞_、动物细胞_、动物细胞_、生产_抗体等，其中_技术是其他动物细胞工程技术的基础。 （一）动物细胞培养 1、概念：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_细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞_和_。 2、过程,培养,核移植,融合,单克隆,动物细胞培养,单个,生长,增殖,专题十三 细胞工程,原代培养与传代培养： 原代培养是指动物组织消化后的初次培养。 将出现接触抑制的细胞用胰蛋白酶等处理使细胞分散，然后分瓶继续培养的过程称

11、传代培养。 培养细胞的特点： （1）贴壁生长：多数的动物细胞具有贴壁生长的特征，也有一些细胞如淋巴细胞能够持续在悬浮状态下生长。 （2）接触抑制：细胞贴壁后进行有丝分裂，数量迅速增多，当细胞铺满培养瓶的整个表面、细胞表面相互接触后，细胞就会停止分裂增殖。,专题十三 细胞工程,原代培养与传代培养： 传代培养的细胞一般传至10代左右就不易传下去，大部分细胞衰老死亡。 少数可继续生长传至50代左右，又出现死亡危机。 继续传代培养，极少数细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，这些细胞已经发生突变，正在朝“癌细胞”的方向发展。 传至10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型； 传至1050代时，部分细胞

12、的细胞核型可能发生变化； 传至50代后的细胞已经发生了突变。,专题十三 细胞工程,（二）动物体细胞核移植技术和克隆动物 1、概念：动物体细胞核移植是将动物的一个细胞的_，移入一个去掉细胞核的_细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，最终发育成动物个体。 2、过程,细胞核,卵母,重组,重组,专题十三 细胞工程,专题十三 细胞工程,（三）动物细胞融合 1、概念：动物细胞融合也称细胞杂交，是指_动物细胞结合形成一个细胞的过程。 2、过程（略） 3、结果：融合后形成的杂交细胞是_核细胞，具有原来两个或多个细胞的_。,两个或多个,单,遗传信息,专题十三 细胞工程,（四）单克隆抗体 1、制备过程 2、杂交瘤

13、细胞的特点：既能迅速大量_，又能产生专一_。 3、单克隆抗体的优点： _强， _高，产量大。,杂交瘤,单克隆,繁殖,抗体,特异性,灵敏度,专题十三 细胞工程,单克隆抗体制备简图：,专题十四 胚胎工程,一、体内受精和早期胚胎发育 （一）胚胎工程的概念：对动物的_和_所进行的多种显微操作和处理技术。也就是在体外条件下，对动物_和_条件进行的模拟操作。 （二）精子的发生时间：初情期开始；场所： _ （三）卵子的发生时间： _以后；场所： _ （四）受精 1、场所：输卵管 2、受精前的准备阶段：包括精子_和_准备 3、受精阶段：精子穿越放射冠和_，进入_，原核形成和配子结合 4、胚胎发育：受精卵桑葚胚

14、囊胚_,早期胚胎,配子,自然受精,早期胚胎发育,睾丸,性别分化,卵巢,获能,卵子,透明带,卵黄膜,原肠胚,专题十四 胚胎工程,（五）试管动物技术 1、概念：是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和_，并通过培养发育为早期胚胎后，再经_产生后代的技术。 （六）体外受精 卵母细胞的采集和培养 精子的采集和获能 受精 （七）胚胎的早期培养,专题十四 胚胎工程,（八）胚胎移植 1、概念：是指将雌性动物的_，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到_的、 _的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术 2、生理基础 3、基本程序主要包括： 对供、受体的选择和处理 配种或进行_ 对胚胎的收集、检查、培养或保存 对胚胎进行_ 移植后的检查,专题十四 胚胎工程,（九）胚胎分割 1、概念：是指采用机械方法将_切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或_的技术。 （十）胚胎干细胞 1、概念：由早期胚胎或_中分离出来的一类细胞,专题十四 胚胎工