最全的生物選修3《現(xiàn)代生物科技專題》知識(shí)點(diǎn)

1、高中生物人教版選修3現(xiàn)代生物科技專題選修3現(xiàn)代生物科技專題書本知識(shí)點(diǎn)總結(jié)專題1 基因工程1.基因工程的概念：基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，又叫做DNA重組技術(shù)。2、基因工程的原理：基因重組一、DNA重組技術(shù)的基本工具1.“分子手術(shù)刀”限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）（1）來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。（2）功能：能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，因此具有專一性。

2、（3）結(jié)果：經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。2.“分子縫合針”DNA連接酶(1)兩種DNA連接酶（E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶）的比較：相同點(diǎn)：都縫合磷酸二酯鍵。區(qū)別：E·coliDNA連接酶來源于T4噬菌體，只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來；而T4DNA連接酶能縫合兩種末端，但連接平末端的之間的效率較低。(2)與DNA聚合酶作用的異同:DNA聚合酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個(gè)DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵。3.“分子運(yùn)輸車”載體（1）載體具備的

3、條件：能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存。具有一至多個(gè)限制酶切點(diǎn)，供外源DNA片段插入。具有標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。（2）最常用的載體是質(zhì)粒，它是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單的、獨(dú)立于細(xì)菌染色體之外，并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。（3）其它載體：噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒。二、基因工程的基本操作程序 基因工程的基本操作程序主要包括四個(gè)步驟:目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測與鑒定。第一步：目的基因的獲取1.目的基因是指：編碼蛋白質(zhì)的基因 。2.基因組文庫：包含了一種生物的所有基因。 部分基因文庫（cDNA文庫）：只包含了一種生物的一部分基因。3.

4、 人工合成目的基因的常用方法有反轉(zhuǎn)錄法和化學(xué)合成法。4. PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因（1）概念：PCR是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。通過這一技術(shù)，可以在短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因。（2）原理：DNA雙鏈復(fù)制（3）過程：第一步：加熱至9095DNA解鏈；第二步：冷卻到5560，引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈；第三步：加熱至7075，熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）從引物起始互補(bǔ)鏈的合成。第二步：基因表達(dá)載體的構(gòu)建（基因工程的核心）1.目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。2.組成：目的基因啟動(dòng)子終止子標(biāo)記基因（1）啟動(dòng)子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的

5、DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質(zhì)。（2）終止子：也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段 ，位于基因的尾端。（3）標(biāo)記基因的作用：是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。常用的標(biāo)記基因是抗生素基因。第三步：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞_1.轉(zhuǎn)化的概念：是目的基因進(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。2.常用的轉(zhuǎn)化方法：（1）將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞：采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，其次還有基因槍法和花粉管通道法等。選農(nóng)桿菌的原因：農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體

6、細(xì)胞染色體的DNA上。（2） 將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞：最常用的方法是顯微注射技術(shù)。此方法的受體細(xì)胞多是受精卵。選受精卵作為受體細(xì)胞原因：因?yàn)槭芫寻l(fā)育的全能性最高，體積大，容易操作。（3）將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞：Ca2+ 處理法。原核生物作為受體細(xì)胞的原因是繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少 ，最常用的原核細(xì)胞是大腸桿菌，其轉(zhuǎn)化方法是：先用Ca2+ 處理細(xì)胞，使其成為感受態(tài)細(xì)胞，再將重組表達(dá)載體DNA分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細(xì)胞混合，在一定的溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子，完成轉(zhuǎn)化過程。3.重組細(xì)胞導(dǎo)入受體細(xì)胞后，篩選含有基因表達(dá)載體受體細(xì)胞的依據(jù)是標(biāo)記基因是否表達(dá)。第四步：目的基因的

7、檢測和表達(dá)1.首先要檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子雜交技術(shù)。如果顯示雜交帶，就表明目的基因已插入染色體DNA中。2.其次還要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，方法是采用用標(biāo)記的目的基因作探針與mRNA雜交。雜交帶3.最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原抗體雜交。雜交帶4.有時(shí)還需進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。如轉(zhuǎn)基因抗蟲植物是否出現(xiàn)抗蟲性狀。三、基因工程的應(yīng)用1.植物基因工程：抗蟲、抗病、抗逆轉(zhuǎn)基因植物，利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)。2.動(dòng)物基因工程：提高動(dòng)物生長速度（外源生長激素）、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物

8、生產(chǎn)藥物。3.基因治療：把正常的外源基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮作用。四、蛋白質(zhì)工程（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(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。（2）蛋白質(zhì)工程崛起的緣由：基因工程只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)。（3）蛋白質(zhì)工程的基本原理：它可以根據(jù)人的需求來設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，又稱為第二代的基因工程。（4）基本途徑：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的氨基酸序列找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）。特別注意：蛋白質(zhì)工程中，直接需要進(jìn)行操作的對(duì)象是基因結(jié)構(gòu)。專題

9、2 細(xì)胞工程1.細(xì)胞工程的概念：細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上的操作，按照人的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。根據(jù)操作對(duì)象的不同，可分為植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程兩大技術(shù)。一、植物細(xì)胞工程 1.理論基礎(chǔ)（原理）：細(xì)胞全能性（具有某種生物全部遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞都具有發(fā)育成完整個(gè)體生物體的潛能）全能性表達(dá)的難易程度：受精卵干細(xì)胞生殖細(xì)胞體細(xì)胞：植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞2.植物組織培養(yǎng)技術(shù) 再分化 脫分化（1）概念：植物組織培養(yǎng)體就是在無菌和人工控制條件下，將離體生物植物器官、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)

10、條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。（試管苗）（2）過程：離體的植物器官、組織或細(xì)胞 愈傷組織 胚狀體或叢芽 植物體胡蘿卜的組織培養(yǎng)案例注意事項(xiàng)：愈傷組織：特點(diǎn)排列疏松、不定形、高度液泡化的薄壁組織。選取胡蘿卜形成層的部位進(jìn)行脫分化的原因：分裂旺盛、全能性較高，容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。脫分化無光(形成愈傷組織之前需避光）、再分化需光照（長出芽和莖后需進(jìn)行光合作用制造營養(yǎng)物質(zhì)）。（3）用途：微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)（培養(yǎng)到愈傷組織階段）。植物繁殖的新途徑微型繁殖：快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。作物脫毒：采用莖尖組織培養(yǎng)技術(shù)來除去病毒（

11、因?yàn)橹参锓稚鷧^(qū)附近的病毒極少或沒有）。人工種子：以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)人工薄膜包裝得到的種子。人工種子的優(yōu)點(diǎn)：完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性，不受季節(jié)的限制；方便儲(chǔ)藏和運(yùn)輸。作物新品種培育單倍體育種：a 過程：植株（AaBb）通過減數(shù)分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab）對(duì)花粉進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)（技術(shù)是植物組織培養(yǎng)），得到單倍體植株（基因型分別為AB、Ab、aB、ab四種）對(duì)其幼苗時(shí)期進(jìn)行秋水仙素處理；得到了正常的純合二倍體植株（基因型分別為AABB、AAbb、aaBB、aabb四種）。b 優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限。突變體利用：在組織培養(yǎng)中會(huì)出現(xiàn)突變體，通過從有用的

12、突變體中選育出新品種（如篩選抗病、抗鹽、含高蛋白的突變體） 細(xì)胞產(chǎn)物的生產(chǎn)通過能夠產(chǎn)生對(duì)人們有利的產(chǎn)物的細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)，從而讓它們能夠產(chǎn)生大量的細(xì)胞產(chǎn)物。植物細(xì)胞A植物細(xì)胞B雜種細(xì)胞愈傷組織雜種植株（4）地位：是培育轉(zhuǎn)基因植物、植物體細(xì)胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。3.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)（1）過程： 其中，表示酶解法（纖維素酶和果膠酶去壁得到原生質(zhì)體），表示誘導(dǎo)融合，表示雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁（雜交成功的標(biāo)志，細(xì)胞壁形成與高爾基體有關(guān)），表示植物組織培養(yǎng)技術(shù)（脫分化和再分化）。（2）誘導(dǎo)融合的方法：物理法包括離心、振動(dòng)、電刺激等?；瘜W(xué)法一般是用聚乙二醇（PEG）作為誘導(dǎo)劑。（3）意義：克

13、服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。二、動(dòng)物細(xì)胞工程 1. 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)（1）概念：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個(gè)細(xì)胞，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長和繁殖。（2）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的流程：取動(dòng)物組織塊（動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的器官或組織）剪碎用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞制成細(xì)胞懸液（目的是使每個(gè)細(xì)胞能與培養(yǎng)液接觸）轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進(jìn)行原代培養(yǎng)（10代以內(nèi)）貼滿瓶壁的細(xì)胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)。（3）細(xì)胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細(xì)胞貼壁。細(xì)胞數(shù)目不斷增多，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互抑制時(shí)，細(xì)胞就會(huì)停

14、止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。注：一般來說，細(xì)胞在傳代培養(yǎng)至1050代左右時(shí)，增值會(huì)逐漸緩慢，以至于完全停止，這是少數(shù)細(xì)胞的核基因（遺傳物質(zhì)）發(fā)生變化，獲得不死性，朝著等同于癌細(xì)胞的方向發(fā)展。目前使用的或冷凍保存的正常細(xì)胞通常為10代以內(nèi)，以保持細(xì)胞正常的二倍體核基因（遺傳物質(zhì)）。（4）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要滿足以下條件無菌、無毒的環(huán)境：培養(yǎng)液應(yīng)進(jìn)行無菌處理。通常還要在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，以防培養(yǎng)過程中的污染。此外，應(yīng)定期更換培養(yǎng)液，防止代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。合適的營養(yǎng)：合成培養(yǎng)基成分：糖、氨基酸、促生長因子、無機(jī)鹽、微量元素等。通常需加入血清(或血漿）等天然成分。適宜的

15、溫度和PH：適宜溫度：哺乳動(dòng)物多是36.50.5；適宜pH：7.27.4。氣體環(huán)境：95%空氣5%CO2。O2是細(xì)胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。（5）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用：制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測有毒物質(zhì)、培養(yǎng)醫(yī)學(xué)研究的各種細(xì)胞。2.動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物（無性繁殖）（1）哺乳動(dòng)物核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植（比較容易）和體細(xì)胞核移植（比較難）。（2）選用去核卵(母)細(xì)胞的原因：卵(母)細(xì)胞體積大，容易操作；營養(yǎng)豐富，可以提供充足的營養(yǎng)，細(xì)胞質(zhì)不會(huì)抑制細(xì)胞核全能性的表達(dá)。（3）體細(xì)胞核移植的大致過程是：高產(chǎn)奶牛（提供體細(xì)胞）進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)（動(dòng)物培養(yǎng)技術(shù)）

16、，同時(shí)采集卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到減中期的卵母細(xì)胞，去核將供體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞通過電刺激使兩細(xì)胞融合，供體核進(jìn)入受體卵母細(xì)胞，構(gòu)建重組胚胎將胚胎移入受體（代孕）母牛體內(nèi)（胚胎移植技術(shù)）生出與供體奶牛遺傳基因相同的犢牛。注：體細(xì)胞核移植技術(shù)中的犢牛并非是對(duì)體細(xì)胞供體母牛100%的復(fù)制，其原因主要有：生物的性狀受體細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因共同控制；生物的性狀受環(huán)境因素的影響。（4）體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用：加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)良畜群繁育；保護(hù)瀕危物種，增大存活數(shù)量；生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白；作為異種移植的供體；醫(yī)學(xué)上用于組織器官的移植等。（5）體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題：克隆動(dòng)物存在著健康問題、表現(xiàn)

17、出遺傳和生理缺陷等。3.動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)（1）動(dòng)物細(xì)胞融合也稱細(xì)胞雜交，是指兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過程。融合后形成的具有原來兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞，稱為雜交細(xì)胞。（2）動(dòng)物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的原理基本相同，誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法類似，常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇（PEG）、滅活的病毒、電刺激等。（3）動(dòng)物細(xì)胞融合的意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親和性，成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物生物新品種培育的重要手段。4.單克隆抗體（1）抗體：一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。從血清中分離出的抗體產(chǎn)量低、純度低、特異性差。（2）單克隆抗體的制備過程：

18、對(duì)免疫小鼠注射特定的抗原蛋白，目的是使小鼠產(chǎn)生抗原刺激過的B淋巴細(xì)胞（效應(yīng)B細(xì)胞）；提取抗原刺激過的B淋巴細(xì)胞；同時(shí)用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的方法培養(yǎng)骨髓瘤細(xì)胞并提取；促使抗原刺激過的B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合；（注：融合的結(jié)果是出現(xiàn)多種雜交細(xì)胞，有不符合要求的：如有2個(gè)B淋巴細(xì)胞融合的細(xì)胞、有2個(gè)骨髓瘤細(xì)胞融合的細(xì)胞等，所以要用特定的選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。）在特定的選擇性培養(yǎng)基上篩選出融合的雜交瘤細(xì)胞（雜種細(xì)胞），該雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)是既能迅速大量增殖，又能產(chǎn)生專一的抗體；對(duì)上述雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，篩選出能產(chǎn)生所需特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞；最后將雜交瘤細(xì)胞在體外做大規(guī)模培養(yǎng)（培養(yǎng)基中培養(yǎng)）或

19、體內(nèi)培養(yǎng)（注射入小鼠腹腔內(nèi)增殖），從細(xì)胞培養(yǎng)液或小鼠腹水中可得到大量的單克隆抗體。培養(yǎng)骨髓瘤細(xì)胞（3）雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)：既能迅速大量繁殖，又能產(chǎn)生專一的抗體。（4）單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)：特異性強(qiáng)，靈敏度高，并能大量制備。（5）單克隆抗體的作用：作為診斷試劑：準(zhǔn)確識(shí)別各種抗原物質(zhì)的細(xì)微差異，并跟一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，具有準(zhǔn)確、高效、簡易、快速的優(yōu)點(diǎn)。用于治療疾病和運(yùn)載藥物：主要用于治療癌癥治療，可制成“生物導(dǎo)彈”，也有少量用于治療其它疾病。注：動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交的比較：細(xì)胞工程植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞融合理論基礎(chǔ)細(xì)胞的全能性、細(xì)胞膜的流動(dòng)性細(xì)胞增殖、細(xì)胞膜的流動(dòng)性融合前處理酶解法去除細(xì)胞壁

20、（纖維素酶、果膠酶）注射特定抗原，免疫處理正常小鼠誘導(dǎo)融合方法物理法:離心、振動(dòng)、電激化學(xué)法：聚乙二醇（PEG）物理法:離心、振動(dòng)、電激化學(xué)法：聚乙二醇（PEG）生物法：滅活的病毒誘導(dǎo)過程用酶去壁原生質(zhì)體融合（不同物種）雜種細(xì)胞雜種植株用酶（常用胰蛋白酶）處理組織單個(gè)細(xì)胞融合（不同物種）雜種細(xì)胞用途和意義克服遠(yuǎn)緣雜交的不親和障礙應(yīng)用：白菜-甘藍(lán)等雜種植株制備單克隆抗體、診斷、治療、預(yù)防疾病，例如“生物導(dǎo)彈”治療癌癥專題3 胚胎工程1.胚胎工程的概念：指對(duì)動(dòng)物早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如體外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需移植到雌性動(dòng)

21、物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的需求。一、體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育（一）精子和卵子的發(fā)生1.精子的發(fā)生（睪丸）：精原細(xì)胞先有絲分裂增值變多后每個(gè)精原細(xì)胞減數(shù)分裂形成4個(gè)精細(xì)胞，精細(xì)胞再變形成精子；變形過程中，細(xì)胞核為精子頭的主要部分，高爾基體發(fā)育為頂體，中心體演變?yōu)榫拥奈玻€粒體在尾基部形成線粒體鞘膜，其他物質(zhì)濃縮為原生質(zhì)滴直至脫落。（線粒體為精子運(yùn)動(dòng)提供能量）2.卵子的發(fā)生（卵巢）：在胎兒時(shí)期，卵原細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂不斷增加其數(shù)量，并進(jìn)一步演變成初級(jí)卵母細(xì)胞（被卵泡細(xì)胞包圍），減數(shù)第一次分裂是在排卵前后完成，形成次級(jí)卵母細(xì)胞和第一極體進(jìn)入輸卵管準(zhǔn)備受精；減數(shù)第二次分裂是在受精過程中完成的。（二）受

22、精1.精子獲能（在雌性動(dòng)物生殖道內(nèi)）；2.卵子的準(zhǔn)備（排出的卵子要在輸卵管中進(jìn)一步成熟到減中期才具備受精能力）；3.受精階段（卵子周圍的結(jié)構(gòu)由外到內(nèi)：放射冠、透明帶、卵細(xì)胞膜）：頂體反應(yīng)：精子釋放頂體酶溶解卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì)，穿越放射冠。透明帶反應(yīng)（防止多精子入卵受精的第一道屏障）：頂體酶可將透明帶溶出孔道，精子穿入，在精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間阻止后來精子進(jìn)入透明帶的生理反應(yīng)。卵細(xì)胞膜反應(yīng)（防止多精子入卵受精的第二道屏障）：精子入卵后，卵細(xì)胞膜會(huì)立即發(fā)生一種生理反應(yīng)，拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)的過程。精子尾部脫落，原有核膜破裂形成雄原核，同時(shí)卵子完成減分裂，形成雌原核。（注意：受精場所是母體的輸卵管

23、，當(dāng)在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極體時(shí)，說明卵子已經(jīng)完成了受精，這是判斷卵子是否受精的重要標(biāo)志）。（3） 胚胎發(fā)育1.卵裂期：細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，數(shù)量增加，胚胎總體積并不增加，或略有減??；2.桑椹胚：32個(gè)細(xì)胞左右的胚胎形成致密的細(xì)胞團(tuán)，形似桑椹，每一個(gè)細(xì)胞都是全能細(xì)胞；3.囊胚：細(xì)胞開始出現(xiàn)分化，其中個(gè)體較大的細(xì)胞叫內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成胎兒的各種組織；而滋養(yǎng)層細(xì)胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤；胚胎內(nèi)部逐漸出現(xiàn)囊胚腔；（注：囊胚的擴(kuò)大會(huì)導(dǎo)致透明帶的破裂，胚胎伸展出來，這一過程叫孵化）。4.原腸胚：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表層形成外胚層，下方細(xì)胞形成內(nèi)胚層，由內(nèi)胚層包圍的囊腔叫原腸腔。2、 體外受精和早期胚胎培養(yǎng)

24、1.體外受精（屬于有性生殖）：哺乳動(dòng)物的體外受精主要包括卵母細(xì)胞的采集、精子的獲取和受精等幾個(gè)主要的步驟。卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)：對(duì)體型小的動(dòng)物用促性腺激素處理，從輸卵管沖取卵子（可直接受精）；對(duì)體型大的動(dòng)物從卵巢中采集卵母細(xì)胞（要在體外培養(yǎng)成熟到減中期）。精子的獲取：假陰道法、手握法和電刺激法；獲能 對(duì)嚙齒動(dòng)物、兔、豬等的精子用培養(yǎng)法（放入人工配制的獲能液中）；對(duì)牛、羊等精子用化學(xué)法（放在肝素或鈣離子載體溶液中）。受精：一般情況下都可以在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程。2.胚胎的早期培養(yǎng)：培養(yǎng)液成分：無機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等物質(zhì)。當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時(shí)，可

25、將其取出向受體移植或冷凍保存。3、 胚胎工程的應(yīng)用及前景（一）胚胎移植1.概念：胚胎移植是指將雌性動(dòng)物體內(nèi)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(dòng)物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。2.優(yōu)點(diǎn)：可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力，大大縮短了供體本身的繁殖周期。3.地位：如轉(zhuǎn)基因、核移植，或體外受精等任何一項(xiàng)胚胎工程技術(shù)所生產(chǎn)的胚胎，都必須經(jīng)過胚胎移植技術(shù)才能獲得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。4.胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)：第一，同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的（對(duì)供體和受體進(jìn)行同期發(fā)情處理）；第二，早期胚胎形成后處于游離狀態(tài)，為胚胎的

26、收集提供可能；第三，受體對(duì)移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)；第四，移入受體的供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。4.胚胎移植的程序：對(duì)供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的供體，有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力的受體，供體和受體是同一物種。并用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理，用促性腺激素對(duì)供體母牛做超數(shù)排卵處理。配種或人工授精。對(duì)胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存。配種或輸精后第7天，用特制的沖卵裝置，把供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來(也叫沖卵)。對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查，此時(shí)的胚胎應(yīng)發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段。直接向受體移植或放入196的液氮中保存。對(duì)胚胎進(jìn)行移植。移植后的檢查。對(duì)受體母牛進(jìn)行是否妊娠

27、的檢查。（二）胚胎分割1.概念：用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份、8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)（來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，可以看做是克隆，屬于無性繁殖）。2.基本過程：選擇良好的桑椹胚或囊胚（細(xì)胞具有全能性）移入培養(yǎng)皿中，用分割針或分割刀片將其切開，吸出其中的半個(gè)胚胎注入透明帶中或直接移植給受體。（注意：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)要均等分割，否則會(huì)影響胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育）（三）胚胎干細(xì)胞1.胚胎干細(xì)胞的含義：由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞，又叫ES或EK細(xì)胞。2.特征：形態(tài)上體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯；功能上具有發(fā)育的全能性，即可分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。

28、（體外培養(yǎng)下，ES細(xì)胞可以只增殖不分化，可進(jìn)行冷凍保存，也可進(jìn)行遺傳改造。）3.應(yīng)用：可用于研究哺乳動(dòng)物個(gè)體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律；是在體外條件下研究細(xì)胞分化的理想材料，在培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子，如牛黃酸等化學(xué)物質(zhì)時(shí)，就可以誘導(dǎo)ES細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化，這為揭示細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理提供了有效的手段；可以用于治療人類的某些頑疾，如帕金森綜合癥、少年糖尿病等；利用可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞的特性，移植ES細(xì)胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能；隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展，通過ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化，定向培育出人造組織器官，用于器官移植，解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。專題4 生物技術(shù)的安全性和倫理問題（了解）1.轉(zhuǎn)基因生物的安全性爭論 (1)基因生物與食物安全(2)轉(zhuǎn)基因生物與生物安全：對(duì)生物多樣性的影響(3)轉(zhuǎn)基因生物與環(huán)境安全：對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響2.生物技術(shù)的倫理問題(1)克隆人中國政府的態(tài)度：禁止生殖性克隆，不反對(duì)治療性克隆。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(shí)驗(yàn)。(2)試管嬰兒(3)基因身份證3.生物武器：(1)種類：致病菌、病毒、生化毒劑，以及經(jīng)過基因重組的致病菌。(2)散布方式：吸入、誤食、接觸帶菌物品、被帶菌昆蟲叮咬等。(3)特點(diǎn)：致病力強(qiáng)、多數(shù)具傳染性、傳染途徑多、污染面廣、有潛伏