高二生物選修三現(xiàn)代生物科技專題ppt第1頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四知識結(jié)構(gòu)（依據(jù)考試說明）一、基因工程（1）基因工程的誕生（2）基因工程的原理及技術(shù)（3）基因工程的應(yīng)用（4）蛋白質(zhì)工程二、克隆技術(shù)（1）植物的組織培養(yǎng)（2）動物的細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆（3）細(xì)胞融合與單克隆抗體三、胚胎工程（1）動物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎(chǔ)（2）胚胎干細(xì)胞的移植（3）胚胎工程的應(yīng)用四、生物技術(shù)的安全性和倫理問題（1）轉(zhuǎn)基因生物的安全性（2）生物武器對人類的威脅（3）生物技術(shù)中的倫理問題第2頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四專題一、基因工程一、基因工程的誕生1、基因工程是分子水平對生物遺傳作人為干預(yù)，要認(rèn)識它，我們先從生物工程談起：生物工程主要有基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程和微生物工程等5個部分。其中基因工程就是人們對生物基因進(jìn)行改造，利用生物生產(chǎn)人們想要的特殊產(chǎn)品。第3頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四2、隨著DNA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和遺傳機制的秘密一點一點呈現(xiàn)在人們眼前，特別是當(dāng)人們了解到遺傳密碼是由信使RNA轉(zhuǎn)錄表達(dá)的以后，生物學(xué)家不再僅僅滿足于探索、提示生物遺傳的秘密，而是開始躍躍欲試，設(shè)想在分子的水平上去干預(yù)生物的遺傳特性。如果將一種生物的DNA中的某個遺傳密碼片斷連接到另外一種生物的DNA鏈上去，將DNA重新組織一下，不就可以按照人類的愿望，設(shè)計出新的遺傳物質(zhì)并創(chuàng)造出新的生物類型嗎？

第4頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四3、這與過去培育生物繁殖后代的傳統(tǒng)做法完全不同，它很像技術(shù)科學(xué)的工程設(shè)計，即按照人類的需要把這種生物的這個“基因”與那種生物的那個“基因”重新“施工”，“組裝”成新的基因組合，創(chuàng)造出新的生物。這種完全按照人的意愿，由重新組裝基因到新生物產(chǎn)生的生物科學(xué)技術(shù)，就被稱為“基因工程”，或者稱之為“遺傳工程”。

4、基因工程技術(shù)自20世紀(jì)70年代末誕生以來，在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)和食品科學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

第5頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四二、基因工程的原理及技術(shù)基因工程的別名基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)操作環(huán)境生物體外操作對象

基因操作水平DNA分子水平基本過程剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)結(jié)果人類需要的基因產(chǎn)物1、原理：第6頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四2、技術(shù)：（1）基本工具分子手術(shù)刀——限制酶分子縫合針——DNA連接酶分子運輸車——運載體第7頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四限制性核酸內(nèi)切酶－“分子手術(shù)刀”分布：主要在微生物中特點：特異性，即識別特定核苷酸序列，切割特定切點結(jié)果：產(chǎn)生黏性未端或平末端（堿基互補配對）舉例：大腸桿菌的一種限制酶能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開第8頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。（斷開的不是氫鍵）第9頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四雙鏈DNA結(jié)構(gòu)和磷酸二酯鍵位置第10頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四切割DNA分子時產(chǎn)生的兩種不同末端第11頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四分子縫合針——DNA連接酶連接酶的作用是：將互補配對的兩個黏性末端連接起來，使之成為一個完整的DNA分子。（恢復(fù)被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵）第12頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四連接酶的分類根據(jù)酶的來源分：１.Ｅ．coli

DNA連接酶２.Ｔ4DNA連接酶只能“縫合”ＤＮＡ片段互補的黏性末端能“縫合”ＤＮＡ片段互補的黏性末端和平末端第13頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四ＤＮＡ分子的切割和連接第14頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四作用：將外源基因送入受體細(xì)胞條件：（1）能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存（2）具有一個或多個限制酶切點（3）具有某些標(biāo)記基因（4）載體必須安全，不會對受體細(xì)胞有害種類：質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒基因的運輸工具——運載體第15頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四1.細(xì)胞染色體外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子2.質(zhì)粒是基因工程中最常用的運載體3.最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒4.存在于許多細(xì)菌及酵母菌等生物中5.質(zhì)粒的存在對宿主細(xì)胞無影響6.質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成常用載體－質(zhì)粒的特點第16頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四大腸桿菌及質(zhì)粒載體結(jié)構(gòu)示意圖復(fù)制原點目的基因插入位點氨芐青霉素抗性基因第17頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四1.在基因工程中使用的限制性核酸內(nèi)切酶，其作用是（）

A.將目的基因從染色體上切割出來

B.識別并切割特定的DNA核有酸序列

C.將目的基因與運載體結(jié)合

D.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞2.基因工程中常用細(xì)菌等原核生物作受體細(xì)胞的原因不包括（）A.繁殖速度快B.遺傳物質(zhì)相對較少C.多為單細(xì)胞，操作簡便D.DNA為單鏈，變異少BD隨堂練習(xí)第18頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四3.基因工程是DNA分子水平的操作，下列有關(guān)基因工程的敘述中，錯誤的是（）

A.限制酶只用于切割獲取目的基因

B.載體與目的基因必須用同一種限制酶處理

C.基因工程所用的工具酶是限制酶DNA連接酶

D.帶有目的基因的載體是否進(jìn)入受體細(xì)胞需檢測A第19頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四4.作為基因的運輸工具—運載體，必須具備的條件之一及理由是（）A.能夠在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定的保存下來并大量復(fù)制，以便提供大量的目的的基因B.具有多個限制酶切點，以便于目的基因的表達(dá)C.具有某些標(biāo)記基因，以便目的基因能夠與讓結(jié)合D.它的參與能夠使目的基因在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存5.基因工程中常見的載體是（）

A.質(zhì)體B.染色體C.質(zhì)粒D.線粒體DC第20頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四（2）基本步驟：第一步：目的基因的獲取第二步：基因表達(dá)載體的構(gòu)建第三步：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞第四步：目的基因的檢測與鑒定第21頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四基因工程的基本操作流程圖反轉(zhuǎn)錄第22頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四取出DNA用限制酶切斷DNA

目前被較廣泛提取使用的目的基因有：蘇云金桿菌抗蟲基因、人胰島素基因、人干擾素基因、種子貯藏蛋白基因、植物抗病基因等目的基因主要指編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因第一步：目的基因的獲取第23頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四①從基因文庫獲取目的基因基因組文庫（一種生物的所有基因）部分基因文庫：如cDNA文庫（部分基因）②利用PCR技術(shù)擴增目的基因原理：DNA雙鏈復(fù)制的原理③通過DNA合成儀直接人工合成

根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸順序推算出信使RNA核苷酸順序，然后按照堿激互補配對原則，推算出基因DNA的脫氧核苷酸順序。用游離脫氧核苷酸直接合成相應(yīng)的基因。第24頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四第二步：基因表達(dá)載體的構(gòu)建目的：是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代第25頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四啟動子終止子目的基因標(biāo)記基因第26頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四第三步：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程（叫轉(zhuǎn)化）。第27頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四

將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（感染雙子葉植物和裸子植物，對大多單子葉植物沒有感染力）基因槍法（常用于單子葉植物）花粉管通道法（轉(zhuǎn)基因抗蟲棉）

將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞顯微注射技術(shù)（“超級小鼠”）

將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞導(dǎo)入大腸桿菌的方法：先用鈣離子處理，使其轉(zhuǎn)為感受態(tài)細(xì)胞。再將重組載體與感受態(tài)細(xì)胞混合。第28頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四第四步：目的基因的檢測和鑒定分子水平的檢測檢測是否插入了目的基因檢測是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA檢測是否翻譯成蛋白質(zhì)個體生物學(xué)水平的檢測（做抗蟲或抗病的接種實驗）第29頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四1.運用現(xiàn)代生物技術(shù)，將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因整合到棉花細(xì)胞中，為檢測實驗是否成功，最方便的方法是檢測棉花植株是否有（）

A.抗蟲基因B.抗蟲基因產(chǎn)物

C.新的細(xì)胞核D.相應(yīng)性狀2.轉(zhuǎn)基因動物轉(zhuǎn)基因時的受體細(xì)胞是（）

A.受精卵B.精細(xì)胞

C.卵細(xì)胞D.體細(xì)胞DA隨堂練習(xí)第30頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四3.人的糖蛋白必須經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體進(jìn)一步加工合成，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，可以使人的糖蛋白基因得以表達(dá)的受體細(xì)胞是（）A.大腸桿菌B.酵母菌C.噬菌體D.質(zhì)粒DNA4.人們利用基因工程方法，用大腸桿菌生產(chǎn)人類胰島素，與此過程無關(guān)的是（）A.用限制酶對胰島素基因與載體分別切到并催化兩者連接B.把重組后的DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)菌內(nèi)進(jìn)行擴增C.檢測重組載體是否導(dǎo)入受體細(xì)菌內(nèi)并表達(dá)出性狀D.篩選出能產(chǎn)生胰島素的“工程菌”BA第31頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四

（一）植物基因工程技術(shù)的應(yīng)用1、提高農(nóng)作物的抗逆能力

（1）抗蟲轉(zhuǎn)基因植物抗蟲基因的種類：4種

三、基因工程的應(yīng)用第32頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四（2）抗病轉(zhuǎn)基因植物抗病轉(zhuǎn)基因植物所用的基因：①常用：病毒外殼蛋白基因和病毒的復(fù)制酶基因②抗真菌轉(zhuǎn)基因植物中有：幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因（3）其它抗逆轉(zhuǎn)基因植物①抗鹽堿、干旱的基因：調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因②抗凍蛋白基因③抗除草劑基因第33頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四2、改良農(nóng)作物的品質(zhì)富含賴氨酸的轉(zhuǎn)基因玉米導(dǎo)入與植物花青素代謝有關(guān)的基因的矮牽牛3、利用植物生產(chǎn)藥物

第34頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四（二）動物基因工程的應(yīng)用1、用于提高動物生長速度（如：導(dǎo)入外源生長激素基因鯉魚）2、用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)（如：將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，使乳糖的含量大大減低）3、用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物（如：轉(zhuǎn)入人的a-抗胰蛋白基因的綿羊）4、用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體（如：改造豬的器官）第35頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四（三）基因工程藥物第36頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四（四）基因治療是指是把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的。基因治療包括：1、體外基因治療2、體內(nèi)基因治療第37頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四隨堂練習(xí)1.運用現(xiàn)代生物技術(shù)的育種方法，將抗菜青蟲的Bt基因轉(zhuǎn)移到優(yōu)質(zhì)油菜中，培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲的油菜品種，這一品種在生長過程中能產(chǎn)生特異的殺蟲蛋白，對菜青蟲有顯著抗性，能大大減輕菜青蟲對油菜的危害，提高油菜產(chǎn)量，減小農(nóng)藥使用。根據(jù)以上信息，下列敘述正確的是（）A.Bt基因的化學(xué)成分是蛋白質(zhì)B.Bt基因中有菜青蟲的遺傳物質(zhì)C.轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜能產(chǎn)生殺蟲蛋白是由于具有Bt基因D.轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜產(chǎn)生的殺蟲蛋白是無機物C第38頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四2.水母發(fā)光蛋白由236個氨基酸構(gòu)成，其中Asp、Gly和Ser構(gòu)成發(fā)光環(huán)，現(xiàn)已將這種蛋白質(zhì)的基因作為生物轉(zhuǎn)基因的標(biāo)記，在轉(zhuǎn)基因技術(shù)中，這種蛋白質(zhì)的作用是（）A.促使目的基因到導(dǎo)入宿主細(xì)胞中B.促使目的基因在宿主細(xì)胞中復(fù)制C.使目的基因容易被檢測出來D.使目的基因容易成功表達(dá)C第39頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四四、蛋白質(zhì)工程（一）蛋白質(zhì)工程崛起的緣由基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)。這些天然蛋白質(zhì)是生物在長期進(jìn)化過程中形成的，它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。如：胰島素、干擾素、生長素第40頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四例子：干擾素在體外保存困難玉米中賴氨酸含量比較低將分子中的一個半胱氨酸轉(zhuǎn)變成絲氨酸第104位的天冬酰胺變成異亮氨酸第352位的蘇氨酸變成異亮氨酸解除賴氨酸對酶活性的限制賴氨酸天冬氨酸激酶二氫吡啶二羧酸合成酶第41頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四（二）蛋白質(zhì)工程的基本原理1、概念：蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類對生產(chǎn)和生活的需求。第42頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四2、基本原理：（1）確定蛋白質(zhì)的功能→蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級結(jié)構(gòu)→蛋白質(zhì)應(yīng)具備的折疊狀態(tài)→應(yīng)有的氨基酸序列→應(yīng)有的堿基排列，創(chuàng)造自然界不存在的蛋白質(zhì)。

（2）其與基因工程的比較：基因工程是遵循中心法則，從DNA→mRNA→蛋白質(zhì)→折疊產(chǎn)生功能，生產(chǎn)出自然界已有的蛋白質(zhì)。第43頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四1.利用蛋白質(zhì)工程改造天然蛋白質(zhì)，進(jìn)而改變其功能，獲得毒副作用很小、專一性增強、藥效加強、穩(wěn)定性增強的理想的藥物如胰島素是治療依賴型糖尿病的特效藥物，但是天然胰島素在人體內(nèi)壽命只有幾小時，重癥病人每天得注射好幾次藥物，給病人帶來不便和痛苦。通過蛋白質(zhì)工程改變胰島素的空間結(jié)構(gòu)，以延長半衰期，得到長效胰島素。還可以在不改變胰島素活性部位結(jié)構(gòu)的前提下，增強其他部位結(jié)合強度，使之難以被酶所破壞，從而增強其穩(wěn)定性。(1)蛋白質(zhì)工程的基本途徑是：(2)與基因工程相比，合成的蛋白質(zhì)有何特點？(3)用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)的胰島素，與天然胰島素比較，顯著的優(yōu)點是？

隨堂練習(xí)第44頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四答案（1）從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預(yù)期的胰島素分子結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相應(yīng)的核苷酸序列（基因）（2）合成的是自然界原本不存在的蛋白質(zhì)（3）穩(wěn)定性強第45頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四專題二、克隆技術(shù)一、植物的組織培養(yǎng)1、概念：植物組織培養(yǎng)就是在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。2、原理：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能，也就是說，每個生物細(xì)胞都具有全能性的特點。第46頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四3、過程：植物的花瓣（高度分化的組織）脫分化愈傷組織再分化小植株第47頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡圖：植物材料消毒接種到誘導(dǎo)培養(yǎng)基誘導(dǎo)出愈傷組織愈傷組織轉(zhuǎn)接到繼代培養(yǎng)基上可以不繼代培養(yǎng)直接誘導(dǎo)分化得到大量的愈傷組織愈傷組織接種到分化培養(yǎng)基上分化出幼苗幼苗接種到生根培養(yǎng)基上若誘導(dǎo)出幼苗的同時也實現(xiàn)生根，可以省略生根培養(yǎng)基完整植株移栽到大田第48頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四二、動物的細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆1、動物的細(xì)胞培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)概念：動物細(xì)胞培養(yǎng)：就是從動物機體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個細(xì)胞，然后，放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長和增殖。第49頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四動物細(xì)胞培養(yǎng)過程取動物組織塊剪碎組織用胰蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中進(jìn)行原代培養(yǎng)貼滿瓶壁的細(xì)胞用胰蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞，制成細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中進(jìn)行傳代培養(yǎng)放入二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng)第50頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件

1、無菌、無毒的環(huán)境2、營養(yǎng)（糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素、血清等）3、溫度和PH值（溫度為36~37,PH為7.2－7.4）4、氣體環(huán)境（氧氣和二氧化碳，氧氣是細(xì)胞代謝所必需的，二氧化碳的主要作用是維持培養(yǎng)液的PH）第51頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用大規(guī)模的生產(chǎn)有重要價值的生物制品為基因工程提供受體細(xì)胞檢測有毒物質(zhì)，判斷毒性用于生理、病理、藥理等方面的研究第52頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四2、體細(xì)胞克隆高度分化的植物組織仍保持著全能性，但動物細(xì)胞與植物細(xì)胞不同，動物細(xì)胞的全能性會隨著動物細(xì)胞分化程序的提高而逐漸受到限制，分化潛能逐漸變?nèi)酢Ｒ虼耍壳斑€不能用類似植物組織培養(yǎng)的方法獲得完整的動物個體，用動物體細(xì)胞克隆的動物，實際是通過核移植來實現(xiàn)的。第53頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四動物核移植的概念

動物核移植是將動物的一個細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發(fā)育成一個動物個體。用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物。哺乳動物的核移植胚胎細(xì)胞核移植體細(xì)胞核移植第54頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四體細(xì)胞核移植的過程第55頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四體細(xì)胞核移植的應(yīng)用前景1、畜牧業(yè)：利用體細(xì)胞克隆技術(shù)可以加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育2、保護瀕危物種方面：利用體細(xì)胞核移植技術(shù)增加這些動物的存活數(shù)量3、醫(yī)藥衛(wèi)生方面：轉(zhuǎn)基因克隆動物可以作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)許多珍貴的醫(yī)用蛋白;轉(zhuǎn)基因克隆動物細(xì)胞、組織和器官可以作為異種移植的供體;人的核移植胚胎干細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)分化，形成相應(yīng)的組織、器官后，可以用于組織器官的此外，研究克隆動物和克隆細(xì)胞可使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程;用克隆動物做疾病模型，能使人們更好的追蹤研究疾病的發(fā)展過程和治療疾病。第56頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四三、細(xì)胞融合與單克隆抗體1、細(xì)胞融合技術(shù)動物細(xì)胞融合也稱細(xì)胞雜交，是指兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程。融合后形成的具有兩個或多個細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞，稱為雜交細(xì)胞。動物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理相同，誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法也類似，常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇（PEG）、滅活的病毒、電激等。動物細(xì)胞融合技術(shù)突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。第57頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四2、單克隆抗體原始獲得抗體的方法：向動物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原，使動物產(chǎn)生抗體，然后，從動物血清中分離所需抗體。（缺點：產(chǎn)量低、純度低、特異性差）第58頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四單克隆抗體的制備融合第59頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四單克隆抗體的應(yīng)用

單克隆抗體的主要優(yōu)點在于它的特異性強，靈敏度高，并可能大量制備。單克隆抗體在診斷的應(yīng)用上，具有準(zhǔn)確、高效、簡易、快速的優(yōu)點1、作為診斷試劑2、用于治療疾病和運載藥物療效高、毒副作用小的新型藥物－－“生物導(dǎo)彈”第60頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四1.植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是（）

A.給予適宜的營養(yǎng)和外界條件

B.導(dǎo)入其他植物細(xì)胞的基因

C.脫離母體后，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件

D.將成熟篩管的細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞內(nèi)隨堂練習(xí)C第61頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四2.用于動物細(xì)胞培養(yǎng)的組織和細(xì)胞大都取自胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織，其主要原因是這樣的組織細(xì)胞（）A.容易產(chǎn)生各種變異B.具有更強的全能性C.取材十分方便D.分裂增殖的能力強3.動物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段中，最基礎(chǔ)的是（）A.動物細(xì)胞培養(yǎng)B.動物細(xì)胞融合C.單克隆抗體D.胚胎、核移植DA第62頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四4.關(guān)于單克隆抗體敘述不正確的是（）A.由無性繁殖后代獲得B.化學(xué)性質(zhì)單一C.特異性強D.B淋巴細(xì)胞體外培養(yǎng)獲得5.能加快良種家畜繁殖能力的細(xì)胞工程技術(shù)是（）A.組織培養(yǎng)B.細(xì)胞融合C.胚胎移植D.細(xì)胞核移植DC第63頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四6.經(jīng)誘導(dǎo)融合得到的融合細(xì)胞還需經(jīng)過下列哪項措施才能得到雜種植株（）A.分離雜種細(xì)胞，直接接種便可獲得B.篩選鑒定雜種細(xì)胞后，再經(jīng)植物組織培養(yǎng)才能獲得植株C.讓雜種細(xì)胞自交獲純系植株D.雜種細(xì)胞經(jīng)傳代培養(yǎng)成植株7.以下四種細(xì)胞工程技術(shù)中，培育出的新個體不能同時具有兩個親本遺傳性狀眠（）A.細(xì)胞融合B.細(xì)胞或組織培養(yǎng)C.細(xì)胞核移植D.動物胚胎移植BB第64頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四專題三、胚胎工程一、動物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎(chǔ)（1）卵裂期胚胎發(fā)育的基本過程在透明帶內(nèi)進(jìn)行，特點：細(xì)胞分裂方式為有絲分裂，細(xì)胞的數(shù)量不斷增加，但胚胎的總體積并不增加，或略有縮小。第65頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四（2）桑椹胚細(xì)胞數(shù)目為32，全能細(xì)胞（都具有發(fā)育成一個完整胚胎的潛能）（3）囊胚包括內(nèi)細(xì)胞團，滋養(yǎng)層細(xì)胞，具有囊胚腔。（4）原腸胚三個胚層（外胚層，內(nèi)胚層，中胚層），具原腸腔。（滋養(yǎng)層則發(fā)育為胎兒的胎膜和胎盤）第66頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四胚胎工程的理論基礎(chǔ)

（1）精子和卵子的發(fā)生（2）受精（3）早期胚胎的發(fā)育規(guī)律第67頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四（1）精子和卵子的發(fā)生

1、場所：哺乳動物精子的發(fā)生是在睪丸內(nèi)完成的。精子的發(fā)生2、過程：（分三個階段）第一階段：精原細(xì)胞先分裂為兩個細(xì)胞，然后繼續(xù)進(jìn)行數(shù)次有絲分裂，產(chǎn)生多個初級精母細(xì)胞。第二階段：初級精母細(xì)胞連續(xù)進(jìn)行兩次分裂。每個初級精母細(xì)胞產(chǎn)生四個精子細(xì)胞。第三階段：精子變形：細(xì)胞核變?yōu)榫宇^的主要部分，高爾基體發(fā)育為頭部的頂體，中心體變?yōu)榫拥奈玻€粒體聚集在尾的基部形成線粒體鞘膜。細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)濃縮為球狀，叫做原生質(zhì)滴。第68頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四卵子的發(fā)生1、場所：哺乳動物卵子的發(fā)生是在卵巢內(nèi)完成的。（哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備，是在出生前（胎兒期）完成的，這是精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別）2、過程：

減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前完成的，產(chǎn)生一個次級卵母細(xì)胞和第一極體，進(jìn)入輸卵管，準(zhǔn)備與精子受精。

減數(shù)第二次分裂是在精子與卵子結(jié)合的過程中完成的，次級卵母細(xì)胞經(jīng)分裂產(chǎn)生一個成熟的卵子和第二極體。第69頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四判斷卵子是否受精的重要標(biāo)志當(dāng)在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時，說明卵子已經(jīng)完成了受精。（2）受精1、概念：受精是精子與卵子結(jié)合形成合子（即受精卵）的過程。它包括受精前的準(zhǔn)備階段和受精階段。在自然條件下，受精是在雌性的輸卵管內(nèi)完成的。第70頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四2、受精過程：準(zhǔn)備階段1－－精子獲能剛剛排出的精子，不能立即與卵子受精，必須在雌性動物生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能獲得受精能力。準(zhǔn)備階段2－－卵子的準(zhǔn)備達(dá)到減數(shù)第二次分裂的中期時，才具備與精子受精的能力。受精階段精子穿越放射冠和透明帶，進(jìn)入卵黃膜，原核形成和配子結(jié)合。（透明帶反應(yīng)和卵黃膜封閉作用是防止多精入卵了二道屏障）第71頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四1.受精時精子穿入（）A.卵原細(xì)胞B.初級卵毋細(xì)胞C.次級卵母細(xì)胞D.成熟卵細(xì)胞2.精子獲能是在（）A.生精小管內(nèi)B.辜丸網(wǎng)內(nèi)C.精液內(nèi)D.以上都不對3.卵子完成第二次成熟分裂是在（）A.生長卵泡時期B.成熟卵泡時期C.排卵時D.受精時CDD第72頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四4.頂體反應(yīng)在受精中的作用（）A.釋放頂體酶B.利于精子和卵子的核融合C.阻止了其他精子的受精D.形成精子穿越放射冠的通路5.下列不屬于精子入卵后的變化的是（）A.尾部脫離B.核膜破裂后再形成新的核膜C.核分裂D.形成雄原核DC

第73頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四6.哺乳動物卵裂期的特點有（）A.每個細(xì)胞的體積增大B.胚胎的總體積變化不大C.每個細(xì)胞的核遺傳物質(zhì)增多D.有機物數(shù)量增大7.關(guān)于囊胚的敘述不正確的是（）A.細(xì)胞開始出現(xiàn)初步的分化B.形成滋養(yǎng)層細(xì)胞，將來發(fā)育成胎膜和胎盤C.形成的囊胚腔中，不含任何物質(zhì)D.囊胚的進(jìn)一步擴大，會導(dǎo)致透明帶破裂BC第74頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四二、胚胎干細(xì)胞的移植胚胎干細(xì)胞的概念：哺乳動物的胚胎干細(xì)胞簡稱為ES或EK細(xì)胞，是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞。ES細(xì)胞具有胚胎細(xì)胞的特性，在形態(tài)上，表現(xiàn)為體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯;在功能上，具有發(fā)育的全能性，即可以分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。另外，在體外培養(yǎng)的條件下，ES細(xì)胞可以增殖而不發(fā)生分化。對它可以進(jìn)行冷凍保存，也可進(jìn)行遺傳改造。第75頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四研究胚胎干細(xì)胞的意義

（1）ES細(xì)胞可以用于治療人類的某些頑癥。

（胚胎干細(xì)胞的移植）（2）通過ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化，可以培育出人造組織器官，解決目前臨床上存在的供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題（3）ES細(xì)胞也是研究體外細(xì)胞分化的理想材料。第76頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四胚胎干細(xì)胞的移植將干細(xì)胞分化成某一特定的細(xì)胞、組織，甚至器官，通過移植，使之再建起受損的組織，甚至器官。（比如，將干細(xì)胞在體外分化為胰島細(xì)胞，注入病人胰臟中，通過增殖，構(gòu)成病人新的胰島組織，它就可以替代病人受損的胰島組織，使依賴注射胰島素維持生命的病人得到根治。）第77頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四三、胚胎工程的應(yīng)用

1、胚胎移植胚胎移植的概念：胚胎移植是指將雌性動物的早期胚胎，或者通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。胚胎移植的現(xiàn)狀和意義：（1）加速育種工作和品種改良；（2）大量節(jié)省購買種畜的費用；（3）一胎多產(chǎn)；（4）保存品種資源和瀕危物種；（5）胚胎移植可充分發(fā)揮雌性優(yōu)秀個體的繁殖潛力。第78頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)（1）哺乳動物發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，在一段時間內(nèi)，同種動物的供受體生殖器官的生理變化是相同的，這就為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境。（2）哺乳動物的早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，這就為胚胎的收集提供了可能。（3）受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。（4）供體胚胎可與子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但移入受體的供體胚胎的遺傳特性，在孕育過程中不受任何影響。第79頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四胚胎移植的基本程序胚胎移植主要包括對供、受體的選擇和處理，配種或進(jìn)行人工授精，對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)和保存，對胚胎進(jìn)行移植，以及移植后的檢查。第80頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四2、胚胎分割

胚胎分割的概念：胚胎分割是指采用機械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。胚胎分割可以看做動物無性繁殖或克隆的方法之一。胚胎分割使用的主要儀器：實體顯微鏡和顯微操作儀。（對囊胚階段的胚胎要注意將內(nèi)細(xì)胞團均等分割）第81頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四隨堂練習(xí)1.在胚胎移植時，所取胚胎大多在囊胚期以前，其原因是（）A這時胚胎細(xì)胞數(shù)目少，便于操作B.這時時細(xì)胞尚未出現(xiàn)分化C.囊胚時營養(yǎng)物質(zhì)最豐富D.這時具有囊胚腔，成活率高2.胚胎工程技術(shù)包含的內(nèi)容豐富，下列不屬于該技術(shù)范疇的是（）A.體內(nèi)受精B.胚胎移植C.胚胎分割D.體外受精BA第82頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四3.關(guān)于胚胎移植的敘述中正確的是（）A.被移植的胚胎，可以是天然胚胎也可以是體外受精及其他方式得到的胚胎B.在“試管嬰兒”的培育過程中，不涉及胚胎移植技術(shù)C.胚胎移植產(chǎn)生后代的過程中，至多涉及兩個親本D.胚胎移植后，再進(jìn)行胚胎分割4.下列過程在胚胎移植中沒有必要進(jìn)行的是（）A.對供體、受體要進(jìn)行選擇B.要用激素對供體進(jìn)行超數(shù)排卵處理C.供體和受體要進(jìn)行免疫檢查，防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng)D.胚胎移植常采用手術(shù)法和非手術(shù)法兩種方法AC第83頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四5.胚胎分割技術(shù)是快速繁育的有效手段之一，下列關(guān)于此手段的敘述正確的是（）A.可以將胚胎任意分割成多塊B.胚胎分割后，移植獲得的后代的基因型完全不同C.胚胎分割是一種有性生殖方式D.胚胎分割可以看作是克隆6.胚胎分割時選擇的胚胎所處時期為（）A.胎兒期B.卵裂期或原腸胚期C.囊胚期或原腸胚期D.桑椹胚或囊胚DD第84頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四專題四、生物技術(shù)的安全性和倫理問題

一、轉(zhuǎn)基因生物的安全性1、轉(zhuǎn)基因生物：即為了達(dá)到特定的目的而將DNA進(jìn)行人為改造的生物。通常的做法是提取某生物具有特殊功能（如抗病蟲害、增加營養(yǎng)成分）的基因片斷，通過基因技術(shù)加入到目標(biāo)生物當(dāng)中。2、轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論（三方面）（1）食物安全（主要指公眾擔(dān)心轉(zhuǎn)基因生物會產(chǎn)生出毒性蛋白或過敏蛋白）（2）生物安全（是指擔(dān)心轉(zhuǎn)基因生物可能影響到生物多樣性）（3）環(huán)境安全（是指轉(zhuǎn)基因生物可能對環(huán)境造成新污染或破壞）3、理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)正確的做法應(yīng)該是趨利避害，而不能因噎廢食。第85頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四二、生物武器對人類的威脅

1、生物武器的主要種類生物武器種類包括致病菌、病毒、生化毒劑，以及經(jīng)過基因重組的致病菌等。2、生物武器對人類的威脅（1）天花，是世界上傳染性最強的疾病之一，是由天花病毒引起的烈性傳染病，這種病毒繁殖快，能在空氣中以驚人的速度傳播。若做為生物武器其后果不堪設(shè)想！第86頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四（2）炭疽是由炭疽桿菌所引起的一種人畜共患急性傳染病。（3）有的國家已經(jīng)研制出新型的鼠痘病毒，人類目前沒有有效的治療藥物。（4）在實驗室里有人把蠟狀桿菌通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)改造成像炭疽桿菌一樣的致病菌。（5）有人把生物毒素分子的基因與流感病毒的基因拼接在一起，然后用基因工程的方法進(jìn)行批量生產(chǎn)。（6）有人對流感病毒基因進(jìn)行改造，以使具有某種易感基因的民族感染這種病毒，而施放國的人卻不易感染。第87頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四3、禁止生物武器、維護世界和平（1）1972年4月10日，蘇聯(lián)、美國、英國分別在其首都簽署了《禁止試制、生產(chǎn)和儲存并銷毀細(xì)菌（生物）和毒劑武器公約》（簡稱《禁止生物武器公約》），并于1975年3月26日生效。1984年11月15日，我國也加入了這一公約。（2）1998年6月27日，中美兩國元首在關(guān)于《禁止生物武器公約》議定書的聯(lián)合聲明中，重申了在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器，并反對生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴散。第88頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四三、生物技術(shù)中的倫理問題1、克隆技術(shù)即無性繁殖技術(shù)。通常的有性生殖是由雌雄交配，精子和卵子結(jié)合發(fā)育成胚胎，經(jīng)妊娠后產(chǎn)出新的個體。克隆技術(shù)不需要雌雄交配，不需要精子和卵子的結(jié)合，只需從動物身上提取一個單細(xì)胞，用人工的方法將其培養(yǎng)成胚胎，再將胚胎植入雌性動物體內(nèi)，就可孕育出新的個體。這種以單細(xì)胞培養(yǎng)出來的克隆動物，具有與單細(xì)胞供體完全相同的特征，是單細(xì)胞供體的“復(fù)制品”。克隆人技術(shù)的爭論第89頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四中國政府對克隆人態(tài)度中國政府的態(tài)度是禁止生殖性克隆人。一再重申四不原則：不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人的實驗。但是，中國不反對治療性克隆。第90頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四1、體外受精聯(lián)合胚胎移植技術(shù)（IVF）：又稱試管嬰兒，是指分別將卵子與精子取出后，在體外(培養(yǎng)皿中)使其受精，并發(fā)育成胚胎后，再植回母體子宮內(nèi)。2、設(shè)計試管嬰兒只是在特定背景下的一種應(yīng)急措施，需要經(jīng)過國家有關(guān)部門嚴(yán)格審批。它不宜推廣，并要嚴(yán)防濫用（防止有人設(shè)計嬰兒性別）。設(shè)計試管嬰兒的爭論第91頁，共98頁，2023年，2月20日，星期四（1）現(xiàn)在要對個人所有基因進(jìn)行檢測，是不現(xiàn)實的。因為現(xiàn)在有不少基因還沒得到確定。即使只是對個別或少數(shù)基因進(jìn)行檢測，也并不是每個人都需要的。