选修3《现代生物科技专题》学生版Word文档下载推荐.docx

1、化学本质蛋白质3.“分子运输车” （1）载体具备的条件： （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于 ，并具有 （3）其它载体： （二）基因工程的基本操作程序第一步：1.目的基因是指： 。2.原核基因采取 获得，真核基因是 。人工合成目的基因的常用方法有 _。3.PCR技术扩增目的基因（1）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。（2）目的：获取大量的目的基因（3）原理：（4）过程：加热至9095DNA解链为单链；第二步：冷却到5560，引物与两条单链DNA结合；第三步：加热至7075，TaqDNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。（5）特点：指数（

2、）形式扩增1.目的：使目的基因在受体细胞中 ，并且可以 ，使目的基因能够 。2.组成：（1）启动子：是一段有特殊结构的 ，位于基因的 ，是 识别和结合的部位，能驱动基因 ，最终获得所需的 。（2）终止子：也是一段有特殊结构的 ，位于基因的 。（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中 ，从而将 筛选出来。常用的标记基因是 。 _1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。2.常用的转化方法：将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是 ，其次还有 等。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 。方法的受体细胞多是 。将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的

3、原因是 ，最常用的原核细胞是 大肠杆菌 ，其转化方法是：先用 处理细胞，使其成为 ，再将 溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。3.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是 。第四步：1.首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否 ，方法是采用 技术。2.其次还要检测目的基因是否 ，方法是采用 技术。3.最后检测目的基因是否 ，方法是采用 技术。4.有时还需进行 的鉴定。如生物抗虫或抗病的鉴定等。（三）基因工程的应用1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善

4、畜产品品质、用转基因动物生产药物。3.基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。4.基因诊断：又称为DNA诊断，是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。（四）蛋白质工程的概念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，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）转录 翻译蛋白质工程与基因工程区别蛋白质工程基因工程实质通过改造基因，以定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的蛋白质将目的基因从供体转移到受体细胞，并在受体细胞中表达

5、结果合成自然界不存在的蛋白质只能生产自然界已存在的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出的第二代基因工程专题2 细胞工程（一）植物细胞工程 1.理论基础（原理）：全能性表达的难易程度： ；2.植物组织培养技术（1）过程：（2）用途：微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。（3）地位：是培育 、 培育植物新品种的最后一道工序。3.植物体细胞杂交技术（2）诱导融合的方法：物理法包括 等。化学法一般是用 作为诱导剂。（3）意义：（二）动物细胞工程 1. 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 ，将它分散成 ，然后放在适宜的 中，让这些细胞

6、。（2）动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）剪碎用 或处理分散成 制成 转入培养瓶中进行 培养贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续 培养。（3）细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就 上，称为 。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面 时，细胞就会 ，这种现象称为 。（4）动物细胞培养需要满足以下条件 ：培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的 以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止 。 ：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入 等天然成分。 ：适宜温度：哺乳动物多是36.5

7、0.5；pH：7.27.4。 ：95%空气5%CO2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。（5）动物细胞培养技术的应用：制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。2.动物体细胞核移植技术和克隆动物（1）哺乳动物核移植可以分为 核移植（比较容易）和体细胞核移植（比较难）。（2）选用去核卵（母）细胞的原因：卵（母）细胞 ；卵（母）细胞 。（3）体细胞核移植的大致过程是：（右图） （4）体细胞核移植技术的应用： （5）体细胞核移植技术存在的问题：克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。3.动物细胞融合（1）动物细胞融合也称 ，是指两个或多个动

8、物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来 细胞遗传信息的单核细胞，称为 。（2）动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似，常用的诱导因素有 等。（3）动物细胞融合的意义：克服了 ，成为研究细 的重要手段。（4）动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：比较项目细胞融合的原理细胞融合的方法诱导手段用法植物体细胞杂交动物细胞融合4.单克隆抗体（1）抗体：一个B淋巴细胞只分泌一种 。从血清中分离出的抗体 。（2）单克隆抗体的制备过程：（3）杂交瘤细胞的特点：既能 ，又能产生 。（4）单克隆抗体的优点：（5）单克隆抗体 作为诊断试剂：准确识别

9、各种抗原物质的细微差异，并跟 发生特异性结合，具有 的优点。 ：主要用于治疗 ，可制成“ ”，也有少量用于治疗其它疾病。专题3 胚胎工程3.1 体内受精和早期胚胎发育胚胎工程的建立 场所：时间：精子的发生 1）过程 2）3） 时间：卵子的发生 1） 概念： 受精 场所： 1） a.3）受精阶段 b.c. 卵裂期：早期胚胎发育 桑椹胚：囊胚：原肠胚：3.2 体外受精和早期胚胎培养试管动物技术： 方法一：卵母细胞的采集 方法二：方法三： 体外受精 卵母细胞的培养： 精子的采集：精子的获能： 获能溶液或专用的受精溶液受精：获能的精子 培养成熟的卵子 完成受精 胚胎早期培养 条件： 培养液成分：3.3

10、 胚胎工程的应用及前景概念：应用：现状：意义：胚胎移植成功与否关系到：胚胎移植 1）生理学基础 2）4）1）2）基本程序 3）5） 仪器设备：操作程序 1）胚胎分割 2）局限：概念特点 形态上： 功能上：胚胎干细胞 1） 意义 2） 3）（一）动物胚胎发育的基本过程1、胚胎工程是指对动物 所进行的多种显微操作和处理技术，如 等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到 生产后代，以满足人类的各种需求。2、动物胚胎发育的基本过程（1）受精场所是母体的 上段。（2）卵裂期：特点：细胞 分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体体积 。（3）桑椹胚：胚胎细胞数目达到32个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹

11、。是 。（4）囊 胚：细胞开始出现 （该时期细胞的全能性仍比较高）。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为 ，将来发育成胎儿的各种组织。中间的空腔称为 。（5）原肠胚：有了 的分化，具有 和 。（二）胚胎干细胞1、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于 中分离出来。2、具有 的特性，在形态上表现为 小， 大，核仁明显；在功能上，具有 ，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生 ，可进行 保存，也可进行 。3、胚胎干细胞的主要用途是：可用于研究哺乳动物 ；是在体外条件下研究 的理想材料，在培养液中加入 ，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导ES细胞向不同类型

12、的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段；可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合症、少年糖尿病等；利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能；随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。（三）胚胎工程的应用1.体外受精和胚胎的早期培养（1）卵母细胞的采集和培养：主要方法：用 处理，使其排出更多的卵子，然后，从 中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。第二种方法：从刚 中采集卵母细胞；第三种方法是借助超声波探测仪、腹腔镜等直接从

13、中吸取卵母细胞。采集的卵母细胞，都要在体外经 后，才能与 受精。（2） 精子的采集和获能：在体外受精前，要对精子进行 处理。（3） 受精：获能的精子和培养成熟的卵细胞在 溶液或 溶液中完成受精过程。（4）胚胎的早期培养：精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入 中继续培养，以检查 。培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需添加 等营养成分，以及血清等物质。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向 。不同动物胚胎移植的时间不同。（牛、羊一般要培育到 阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在 移植，人的体外受精胚胎可在 阶段移植。）2.胚胎移植（1）胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体

14、外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为 。（供体为优良品种，作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。地位：如转基因、核移植，或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必须经过胚胎移植技术才能获得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。 （2） 胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。（3） 生理学基础：动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。早期胚胎在一定时间内处于游离状

15、态。这就为胚胎的收集提供了可能。受体对移入子宫的外来胚胎不发生 。这为胚胎在受体的存活提供了可能。供体胚胎可与受体子宫建立正常的 联系，但供体胚胎的 在孕育过程中不受影响。（4） 基本程序主要包括： 。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行 ，用 对供体母牛做 处理。 。 。配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来（也叫冲卵）。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到 阶段。直接向受体移植或放入 中保存。对胚胎进行移植。移植后的检查。对受体母牛进行 的检查。3.胚胎分割是指采用机械方法将 切割2等份、4等

16、份等，经移植获得 的技术。（2）意义：来自同一胚胎的后代具有 的遗传物质，属于 繁殖。（3）材料：发育良好，形态正常的 。（桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。（4）操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将 分割，否则会影响 。专题4 生物技术的安全性和伦理问题（一）转基因生物的安全性争论 ：（1）基因生物与食物安全：反方观点：反对“实质性等同”、出现滞后效应、出现新的过敏原、营养成分改变正方观点：有安全性评价、科学家负责的态度、无实例无证据（2）转基因生物与生物安全：对生物多样性的影响扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵外来物种、重组出有害的病原体、成

17、为超级杂草、有可能造成“基因污染”生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限（3）转基因生物与环境安全：对生态系统稳定性的影响打破物种界限、二次污染、重组出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境（二）生物技术的伦理问题（1）克隆人：两种不同观点，多数人持否定态度。否定的理由：克隆人严重违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用；克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；克隆人是在人为的制造在心理上和社会地位上都不健全的人。肯定的理由：技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法解决。不成熟

18、的技术也只有通过实践才能使之成熟。中国政府的态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。四不原则： 任何生殖性克隆人的实验。（2）试管婴儿：两种目的试管婴儿的区别两种。不同观点，多数人持认可态度。把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重；早期生命也有活下去的权利，抛弃或杀死多余胚胎，无异于“谋杀”。解决了不育问题，提供骨髓中造血干细胞救治患者最好、最快捷的方法，提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤。（3）基因身份证：个人基因资讯的泄漏造成基因歧视，势必造成遗传学失业大军、造成个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。通过基因检测可以及早采取预防措施，适时进行治疗，达到挽救患者生命的目的。（三）生物武器 （1）种类：致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌。（2）散布方式：吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等。（3）特点：致病力强、多数具传染性、传染途径多、污染面广、有潜伏期、不易被发现、危害时间长等。（4）禁止生物武器公约及中国政府的态度