高考必看現(xiàn)代生物技術(shù)專題

1、精選文檔選修3 現(xiàn)代生物技術(shù)專題精要學(xué)問(wèn)點(diǎn)匯總專題1 基因工程（一）基因工程的概念基因工程是指依據(jù)人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，通過(guò)體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù)，賜予生物以新的遺傳特性，制造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品?；蚬こ淌窃贒NA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)。（二）基因工程的原理：基因重組1.1 基因工程的基本工具一、“分子手術(shù)刀”限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）1、來(lái)源：主要是從原核生物中分別純化出來(lái)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(kāi)，因此具有專一性。3、結(jié)果：經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的D

2、NA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。二、“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)分： E·coliDNA連接酶來(lái)源于大腸桿菌，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(lái)；而T4DNA連接酶來(lái)源于T4噬菌體，能縫合兩種末端，但連接平末端之間的效率較低。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。三、“分子運(yùn)輸車”載體1、載體具備的條件：能在受體細(xì)胞中

3、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、常用的載體是質(zhì)粒,它是一種暴露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔的、獨(dú)立于細(xì)菌染色體之外，并具有自我復(fù)制力量的很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子。3、其它載體：噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒 1.2 基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的獵取1.目的基因主要是指： 編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因 。2.原核基因?qū)嵭兄苯臃謩e獲得，真核基因是人工合成。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_。3.從基因文庫(kù)中獵取目的基因 （1） 基因文庫(kù)：將含有某種生物不同基因的很多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲(chǔ)存，各個(gè)受體菌分別含有這種

4、生物的不同的基因，這些受體菌稱為這種生物的基因文庫(kù)。（2）基因組文庫(kù)：假如一個(gè)基因文庫(kù)含有某種生物的全部基因，這個(gè)基因文庫(kù)就是該種生物的基因組文庫(kù)。（3）部分基因文庫(kù)：假如一個(gè)基因文庫(kù)含有某種生物的一部分基因，這個(gè)基因文庫(kù)就是該種生物的部分基因文庫(kù)。4. PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因（1）什么是PCR？ 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(guò)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(guò)程：第一步：加熱至9095DNA解鏈；其次步：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聚合酶從引物起始進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成。其次步：

5、基因表達(dá)載體的構(gòu)建 (這一步是基因工程的核心)1. 目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時(shí)，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。2. 組成：?jiǎn)?dòng)子目的基因終止子標(biāo)記基因（1）啟動(dòng)子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的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：位于基因的尾端，也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA短片段 ，它能使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停止下來(lái)。（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(lái)。常用的標(biāo)記基因是抗生素抗性基因。第三步：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞1. 轉(zhuǎn)化的概念

6、：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(guò)程。2. 常用的轉(zhuǎn)化方法：（1）將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞：接受最多的方法是 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，其次還有 基因槍法和 花粉管通道法等。（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。（3）將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞： 早期的基因工程用原核生物作為受體細(xì)胞的緣由：原核生物繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少等。 應(yīng)用最為廣泛的微生物受體細(xì)胞是：大腸桿菌 大腸桿菌細(xì)胞最常用的轉(zhuǎn)化方法是：第一步，用Ca2+ 處理細(xì)胞,使細(xì)胞處于一種能吸取四周環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)，這種細(xì)胞稱為感受態(tài)細(xì)胞。其次步，將重組

7、表達(dá)載體DNA分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細(xì)胞混合，在肯定的溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸取DNA分子，完成轉(zhuǎn)化過(guò)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：目的基因的檢測(cè)與鑒定 （這是檢查基因工程是否做成功的一步）1. 首先要檢測(cè) 轉(zhuǎn)基因生物的染色體的DNA上是否插入了目的基因，方法是接受 DNA分子雜交技術(shù)。2. 其次還要檢測(cè) 目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，方法是接受 標(biāo)記的目的基因作探針與mRNA雜交。3. 最終檢測(cè) 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 。4.有時(shí)還需進(jìn)行 個(gè)體生物學(xué)水平 的

8、鑒定。如 轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)植物是否消滅抗蟲(chóng)性狀 。1.3 基因工程的應(yīng)用1. 植物基因工程：抗蟲(chóng)、抗病、其他抗逆轉(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：用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度；用于改善畜產(chǎn)品品質(zhì)；用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物（乳腺生物反應(yīng)器）；用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體。3. 基因治療：把正常的外源基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的，這是治療遺傳病的最有效的手段?；蛑委熡挚煞煮w外基因治療和體內(nèi)基因治療。1.4 蛋白質(zhì)工程的崛起蛋白質(zhì)工程的概念： 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(guò)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

9、新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。（基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)）（1）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)（2）蛋白質(zhì)工程的基本原理：它可以依據(jù)人的需求來(lái)設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，又稱為其次代的基因工程。（3）蛋白質(zhì)工程的基本途徑：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能動(dòng)身，設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推想應(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）。以上是蛋白質(zhì)工程特有的途徑；以下依據(jù)基因工程的一般步驟進(jìn)行。（留意：目的基因只能用人工合成的方法）設(shè)計(jì)中的困難：如何推想非編碼區(qū)以及內(nèi)含子的脫氧核苷酸序列專題2 細(xì)胞工程1、細(xì)胞工程的概念：是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原

10、理和方法，通過(guò)細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上的操作，依據(jù)人們的意愿來(lái)轉(zhuǎn)變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門(mén)綜合科學(xué)技術(shù)。 2、依據(jù)操作對(duì)象的不同，細(xì)胞工程可分為 植物細(xì)胞工程 和 動(dòng)物細(xì)胞工程。2.1 植物細(xì)胞工程一、植物組織培育技術(shù)1、原理：植物細(xì)胞具有 全能性 ，即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)體的潛能。2、 過(guò)程： （脫分化） （再分化）離體的植物器官、組織或細(xì)胞 -愈傷組織 -幼根和芽 完整植株 3、幾個(gè)概念(1) 外植體： 從活植物體上切下進(jìn)行培育的那部分組織或器官。(2) 細(xì)胞脫分化： 已 分化 的細(xì)胞，經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)后，失去 其特有的結(jié)構(gòu)和功能 而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞

11、的過(guò)程。(3) 愈傷組織: 離體的植物器官、組織或細(xì)胞，在培育一段時(shí)間以后，通過(guò)細(xì)胞分裂，形成一種高度液泡化、無(wú)定外形態(tài)薄壁細(xì)胞組成的排列疏松無(wú)規(guī)章的組織。( 愈傷組織細(xì)胞特點(diǎn)：是具有分生力量的薄壁細(xì)胞。)（4）再分化： 脫分化產(chǎn)生的愈傷組織在培育過(guò)程中重新分化根或芽等器官的過(guò)程。 （5）植物組織培育: 在 無(wú)菌 和人工把握的條件下，將 離體 的植物器官、組織、細(xì)胞，培育在人工配制的培育基上，賜予適宜的培育條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生 愈傷 組織、叢芽，最終形成完整植株。4、植物組織培育的條件：（1）細(xì)胞離體（2）肯定的養(yǎng)分物質(zhì)、激素和其他外界條件（如含有全部養(yǎng)分成分的培育基、肯定的溫度、濕度、空氣、無(wú)菌

12、環(huán)境、適合的PH、適時(shí)間照等）。5、打算植物細(xì)胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是 植物激素（主要是生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素）。當(dāng)生長(zhǎng)素含量高于細(xì)胞分裂素時(shí)，主要誘導(dǎo)植物組織脫分化和根原基的形成；而當(dāng)細(xì)胞分裂素的效應(yīng)高于生長(zhǎng)素時(shí)，則主要誘導(dǎo)植物組織再分化和芽原基的形成。6、生物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞不表現(xiàn)全能性的緣由：基因的選擇性表達(dá)。7、植物組織培育的用途：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)。（1） 植物繁殖 微型繁殖：可以高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖 作物脫毒：接受莖尖組織培育來(lái)除去病毒（由于植物分生區(qū)四周的病毒極少或沒(méi)有） 人工種子：以植物組織培育得到的胚狀體、不定芽、頂

13、芽和腋芽等為材料，經(jīng)人工薄膜包裝得到的種子。（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；便利貯存和運(yùn)輸）（2） 作物新品種培育 單倍體育種：?jiǎn)伪扼w育種的過(guò)程：植株（AaBb）通過(guò)減數(shù)分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab四種類型）；對(duì)花粉進(jìn)行花藥離體培育（技術(shù)是植物組織培育）, 得到單倍體植株；在單倍體的幼苗時(shí)期用秋水仙素處理；得到了正常的純合二倍體植株（AABB、AAbb、aaBB、aabb四種類型）。單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限。 突變體利用：在組織培育中會(huì)消滅突變體，通過(guò)從有用的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）（3） 細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：通過(guò)對(duì)能夠

14、產(chǎn)生對(duì)人們有利的產(chǎn)物的細(xì)胞進(jìn)行組織培育，從而讓它們能夠產(chǎn)生大量的細(xì)胞產(chǎn)物。如人參皂苷的工廠化生產(chǎn)。8、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終一道工序。二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1、過(guò)程（圖解）：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 2、留意點(diǎn): 去細(xì)胞壁所用的物質(zhì)： 纖維素酶和果膠酶 ；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。融合完成的標(biāo)志： 雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁 ； 過(guò)程： 植物細(xì)胞融合及植物組織培育 ；3、植物體細(xì)胞雜交的概念：是將不同種的植物 體細(xì)胞 ，在肯定條件下融合成 雜種 細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植

15、物體的技術(shù)。 4、意義：打破不同種生物間的生殖隔離限制，在肯定程度上克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，大大擴(kuò)展了可用于雜交的親本組合范圍。2.2 動(dòng)物細(xì)胞工程 動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有：動(dòng)物細(xì)胞培育、動(dòng)物細(xì)胞核移植、動(dòng)物細(xì)胞融合、生成單克隆抗體等。其中 動(dòng)物細(xì)胞培育技術(shù) 是其他動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。一、 動(dòng)物細(xì)胞培育1、概念：動(dòng)物細(xì)胞培育就是從動(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，放在適宜的培育基中，讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖。2、動(dòng)物細(xì)胞培育的流程：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)胞懸液轉(zhuǎn)入培育瓶中進(jìn)行原代培育貼滿瓶壁的

16、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，連續(xù)傳代培育。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(zhǎng)到表面 相互接觸 時(shí)，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為 細(xì)胞的接觸抑制。4、動(dòng)物細(xì)胞培育需要滿足以下條件：無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境：培育液應(yīng)進(jìn)行無(wú)菌處理。通常還要在培育液中添加肯定量的抗生素，以防培育過(guò)程中的污染。此外，應(yīng)定期更換培育液，防止代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。養(yǎng)分：合成培育基成分：糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽、微量元素等。通常需加入血清、血漿等自然成分。溫度和pH ： 適宜溫度：哺乳動(dòng)物多是36.50.5； pH

17、：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育液的pH。5、動(dòng)物細(xì)胞培育技術(shù)的應(yīng)用：制備病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等；檢測(cè)有毒物質(zhì)；培育醫(yī)學(xué)爭(zhēng)辯所需用的各種細(xì)胞。二、動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物1、概念：動(dòng)物核移植就是將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個(gè)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(gè)新的胚胎，這個(gè)新的胚胎最終發(fā)育為動(dòng)物個(gè)體。用核移植方法得到的動(dòng)物稱為克隆動(dòng)物。2、哺乳動(dòng)物核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植（比較簡(jiǎn)潔）和體細(xì)胞核移植（比較難）。 3、選用去核卵(母)細(xì)胞的緣由：卵(母)細(xì)胞比較大，簡(jiǎn)潔操作；卵(母)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)

18、多，養(yǎng)分豐富。4、體細(xì)胞核移植的大致過(guò)程（以牛為例）是：高產(chǎn)奶牛（供應(yīng)體細(xì)胞）進(jìn)行細(xì)胞培育；同時(shí)采集卵母細(xì)胞，在體外培育到減數(shù)其次次分裂中期，去核（顯微操作）注：為什么要用卵細(xì)胞？它可以供應(yīng)充分的養(yǎng)分；操作簡(jiǎn)便；細(xì)胞質(zhì)不會(huì)抑制細(xì)胞核全能性的表達(dá)；將供體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞；通過(guò)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)；生出與供體奶牛遺傳基因相同的犢牛。5、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； 愛(ài)護(hù)瀕危物種，增大存活數(shù)量；生產(chǎn)貴重的醫(yī)用蛋白； 作為異種移植的供體； 用于組織器官的移植等。6、體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問(wèn)題：成功

19、率低；克隆技術(shù)的各個(gè)環(huán)節(jié)有待改進(jìn)；克隆動(dòng)物存在著健康問(wèn)題，表現(xiàn)出 遺傳和生理 缺陷等。三、動(dòng)物細(xì)胞融合1、概念：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(guò)程。融合后形成的具有原來(lái)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、電激 等。3、動(dòng)物細(xì)胞融合的意義：突破了有性雜交方法的局限，使 遠(yuǎn)緣雜交 成為可能, 成為爭(zhēng)辯細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物新品種培育等 的重要手段。4、動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交的比較：細(xì)胞工

20、程植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞融合理論基礎(chǔ)細(xì)胞膜的流淌性、細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流淌性融合前處理酶解法去除細(xì)胞壁（纖維素酶、果膠酶）注射特定抗原，免疫處理正常小鼠誘導(dǎo)手段物理法: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（滅活的仙臺(tái)病毒）誘導(dǎo)過(guò)程第一步：原生質(zhì)體的制備（酶解法）其次步：原生質(zhì)體融合（物、化法）第三步：雜種細(xì)胞的篩選和培育第四步：雜種植株的再生與鑒定正常小鼠免疫處理動(dòng)物細(xì)胞的融合（物、化、生法）雜交瘤細(xì)胞的篩選與培育專一抗體檢驗(yàn)陽(yáng)性細(xì)胞培育單克隆抗體的提純意義和用途意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，大大擴(kuò)展了用于雜交的親

21、本組合范圍。應(yīng)用：白菜-甘藍(lán)等雜種植株（1）制備單克隆抗體（2）診斷、治療、預(yù)防疾病，例如“生物導(dǎo)彈”治療癌癥5、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。從血清中分別出的抗體產(chǎn)量低、純度低、特異性差。（2）單克隆抗體的制備過(guò)程：對(duì)免疫小鼠注射特定的抗原蛋白（目的使小鼠產(chǎn)生了效應(yīng)B細(xì)胞）；提取B淋巴細(xì)胞；同時(shí)用動(dòng)物細(xì)胞培育的方法培育骨髓瘤細(xì)胞并提取；促使它們細(xì)胞融合注：融合的結(jié)果是有很多不符合要求的；如有2個(gè)B淋巴細(xì)胞融合的細(xì)胞等，所以要進(jìn)行篩選；在特定的選擇培育基上篩選出融合的雜種細(xì)胞 特點(diǎn)是能快速大量增殖，又能產(chǎn)生專一的抗體；然后對(duì)它進(jìn)行克隆化培育和抗體檢測(cè) 篩選出能夠分泌

22、所需抗體的雜種細(xì)胞；最終將雜交瘤細(xì)胞在體外做大規(guī)模培育或注射入小鼠腹腔內(nèi)增殖，從細(xì)胞培育液或小鼠腹水中可得到大量的單克隆抗體。（3）雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)：既能快速大量繁殖，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，并可能大量制備。（5）單克隆抗體的作用：作為診斷試劑：精確識(shí)別各種抗原物質(zhì)的微小差異，并跟肯定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，具有精確、高效、簡(jiǎn)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”（由抗癌細(xì)胞的單克隆抗體結(jié)合化學(xué)藥物而成），也有少量用于治療其它疾病。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

23、技術(shù)，如體外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培育等技術(shù)。經(jīng)過(guò)處理后獲得的胚胎，還需要移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。2、胚胎工程的理論基礎(chǔ)：哺乳動(dòng)物的受精卵和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律 3.1 內(nèi)體受精和早期胚胎發(fā)育一、精子和卵子的發(fā)生 （一）精子的發(fā)生1、發(fā)生場(chǎng)所：睪丸2、時(shí)間： 初情期生殖機(jī)能年輕3、精子發(fā)生的過(guò)程 （1）精子細(xì)胞變形中的主要變化： （2）成熟精子外形似蝌蚪，分頭、頸和尾三大部分。不同種動(dòng)物精子的形態(tài)相像，大小略有不同，與動(dòng)物的體型大小無(wú)關(guān)。 （二）卵子的發(fā)生1、發(fā)生部位：卵巢2、時(shí)間： 減數(shù)第一次分裂在雌性動(dòng)物排卵前后完成；減數(shù)其次次分裂在精子和卵子結(jié)合的過(guò)

24、程中完成。3、卵子發(fā)生的過(guò)程在胎兒時(shí)期，卵原細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂演化成初級(jí)卵母細(xì)胞被卵泡細(xì)胞包圍，減一分裂在排卵前后完成，形成次級(jí)卵母細(xì)胞和第一極體進(jìn)入輸卵管預(yù)備受精；減二分裂是在受精過(guò)程中完成的。 4、推斷卵子是否受精的重要標(biāo)志： 當(dāng)在卵黃膜和透亮帶的間隙可以觀看到兩個(gè)極體時(shí)，說(shuō)明卵子已經(jīng)完成了受精。 （ 受精完成的標(biāo)志是：雌、雄原核融合為合子。）5、哺乳動(dòng)物精子和卵子的發(fā)生主要有哪些相像點(diǎn)和不同點(diǎn)？ 相像之處：細(xì)胞分裂的最初階段為有絲分裂，不斷增加性原細(xì)胞的數(shù)量；經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂（MI和MII）才能形成精子或卵子。不同之處：由一個(gè)精原細(xì)胞分裂最終可產(chǎn)生多個(gè)精子；一個(gè)卵原細(xì)胞最終只能生成一個(gè)卵子。精

25、子的外形為蝌蚪狀；卵子為球形。 特殊提示：精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)分是哺乳動(dòng)物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的貯備是在胎兒誕生前完成。 二、受精1.概念：是精子和卵子結(jié)合形成合子（即受精卵）的過(guò)程。2.場(chǎng)所：輸卵管3.過(guò)程：（1)受精前的預(yù)備階段: 精子獲能:精子必需在雌性動(dòng)物的生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后,才獲得受精力量的生理現(xiàn)象。 卵子的預(yù)備:在輸卵管中發(fā)育到減數(shù)其次次分裂的中期,才具有與精子受精的力量。（2)受精階段: 精子穿越放射冠和透亮帶 頂體反應(yīng)：使頂體內(nèi)的酶釋放出來(lái)并溶解放射冠內(nèi)卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì)。 透亮帶反應(yīng)：是防止多精入卵受精的第一道屏障。 精子進(jìn)入卵黃膜 卵黃膜封閉作用：是防止多精入

26、卵受精的其次道屏障。 原核形成 雄原核形成和雌原核形成。 配子結(jié)合 雌雄原核融合形成合子(受精卵)。4.意義：維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定 ；對(duì)于生物的遺傳和變異格外重要。三、胚胎發(fā)育（1）受精場(chǎng)所是母體的輸卵管。（2）卵裂期：特點(diǎn)：細(xì)胞有絲分裂，細(xì)胞數(shù)量不斷增加，但胚胎的總體體積并不增加，或略有減小。 （3）桑椹胚：特點(diǎn)：胚胎細(xì)胞數(shù)目達(dá)到32個(gè)左右時(shí)，胚胎形成致密的細(xì)胞團(tuán)，形似桑椹。是全能細(xì)胞。（4）囊 胚：特點(diǎn)：細(xì)胞開(kāi)頭消滅分化（該時(shí)期細(xì)胞的全能性仍比較高）。聚集在胚胎一端個(gè)體較大的細(xì)胞稱為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織。中間的空腔稱為囊胚腔。（5）原腸胚：特點(diǎn)：有了三胚

27、層的分化，具有囊胚腔和原腸腔。 3.2 體外受精和早期胚胎培育試管動(dòng)物技術(shù)：是指通過(guò)人工操作使卵子和精子在 體外條件 下成熟和受精，并通過(guò)培育發(fā)育為 早期胚胎 后，再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術(shù)。一、體外受精屬有性生殖過(guò)程包括的主要步驟： 卵母細(xì)胞的采集、精子的獵取和受精 等1、卵母細(xì)胞的采集和培育 方法一： 對(duì)于體型小的動(dòng)物，用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然后，從輸卵管中沖取卵子，直接與獲能的精子在體外受精。方法二： 從剛屠宰母畜的卵巢中采集卵母細(xì)胞；方法三： 借助超聲波探測(cè)儀、內(nèi)窺鏡或腹腔鏡等直接從活體動(dòng)物的卵巢中吸取卵母細(xì)胞。采集的卵母細(xì)胞，都要在體外經(jīng)人工培育成熟后，才能與獲能的精子受

28、精。2、精子的采集和獲能（1）收集精子的方法：假陰道法、手握法和電刺激法； （體外受精前，要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理）（2）獲能方法： 對(duì)嚙齒動(dòng)物、兔、豬等的精子用 培育法（放入人工配制的獲能液中）；對(duì)牛、羊等精子用化學(xué)法（放在肯定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中）。 3、受精： 獲能的精子和培育成熟的卵細(xì)胞在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^(guò)程。二、胚胎的早期培育：1、精子與卵子在體外受精后，應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培育液中連續(xù)培育，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育力量。2、培育液成分: 較簡(jiǎn)單，除一些無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鹽外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等養(yǎng)分成分，以及血清等物質(zhì)。3、當(dāng)胚胎發(fā)育

29、到適宜的階段時(shí)，可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚階段才能進(jìn)行移植，小鼠、家兔等試驗(yàn)動(dòng)物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎可在4個(gè)細(xì)胞階段移植。)3.3 胚胎工程的應(yīng)用及前景一、胚胎移植1、概念：是指將雌性動(dòng)物的早期胚胎，或者通過(guò)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)，使之連續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。其中供應(yīng)胚胎的個(gè)體稱為“供體”，接受胚胎的個(gè)體稱為“受體”。（供體為優(yōu)良品種，作為受體的雌性動(dòng)物應(yīng)為常見(jiàn)或存量大的品種。）胚胎移植實(shí)際上是生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過(guò)程。2、地位：如轉(zhuǎn)基

30、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，都必需經(jīng)過(guò)胚胎移植技術(shù)才能獲得后代，胚胎移植是胚胎工程的最終一道“工序”。3、意義（或優(yōu)勢(shì)）：可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力，縮短供體本身的繁殖周期。4、胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)：（1）動(dòng)物發(fā)情排卵后，同種動(dòng)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供應(yīng)了相同的生理環(huán)境。（2）早期胚胎在肯定時(shí)間內(nèi)處于游離狀態(tài)。這就為胚胎的收集供應(yīng)了可能。（3）受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。這為胚胎在受體的存活供應(yīng)了可能。（4）供體胚胎可與受體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(guò)程中不受

31、影響。5、胚胎移植的基本程序：（1）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)和正常繁殖力量的受體，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。（2）配種或人工授精。（3）對(duì)胚胎的收集、檢查、培育或保存。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(lái)(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)育到桑椹或胚囊胚階段。直接向受體移植或放入196的液氮中保存。（4）對(duì)胚胎進(jìn)行移植。（5）移植后的檢查。對(duì)受體母牛進(jìn)行是否妊娠的檢查。二、胚胎分割1、概念：是指接受機(jī)械方法將早期胚胎切割2等份、4等份或8等份等

32、，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)可看作是動(dòng)物無(wú)性繁殖或克隆。2、意義：來(lái)自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，屬于無(wú)性繁殖。3、材料：發(fā)育良好，形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞開(kāi)頭分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。）4、操作過(guò)程：選擇良好的桑椹胚或囊胚移入培育皿中，用分割針或分割刀片將其切開(kāi)，吸出其中的半個(gè)胚胎注入透亮帶中或直接移植給受體。留意：對(duì)囊胚階段的胚胎分割時(shí)，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：簡(jiǎn)稱ES或EK細(xì)胞， 是由 早期胚胎 或 原始性腺 中分別出來(lái)的一類細(xì)胞。2、特征：具有胚胎細(xì)胞的特性，在形

33、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，可分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。另外，在體外培育的條件下，可以增殖而不發(fā)生分化?？蛇M(jìn)行冷凍保存，也可進(jìn)行遺傳改造。3、胚胎干細(xì)胞的主要用途是：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)的進(jìn)展，通過(guò)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(wèn)題。是在體外條件下?tīng)?zhēng)辯細(xì)胞分化的抱負(fù)材料，在培育液中加入分化誘導(dǎo)因子，如牛黃酸等化學(xué)物質(zhì)時(shí)，就可以誘導(dǎo)

34、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)理供應(yīng)了有效的手段；可用于爭(zhēng)辯哺乳動(dòng)物個(gè)體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律；專題4 生物技術(shù)的平安性和倫理問(wèn)題一、轉(zhuǎn)基因生物的平安性爭(zhēng)辯 ：1、基因生物與食物平安：反方觀點(diǎn)： 反對(duì)“實(shí)質(zhì)性等同”、消滅滯后效應(yīng)、消滅新的過(guò)敏原、養(yǎng)分成分轉(zhuǎn)變正方觀點(diǎn)： 有平安性評(píng)價(jià)、科學(xué)家負(fù)責(zé)的態(tài)度、無(wú)實(shí)例無(wú)證據(jù)2、轉(zhuǎn)基因生物與生物平安：對(duì)生物多樣性的影響反方觀點(diǎn)：集中到種植區(qū)之外變成野生種類、成為入侵外來(lái)物種、重組出有害的病原體、成為超級(jí)雜草、有可能造成“基因污染”正方觀點(diǎn)：生命力有限、存在生殖隔離、花粉傳播距離有限、花粉存活時(shí)間有限3、轉(zhuǎn)基因生物與環(huán)境平安：對(duì)生態(tài)

35、系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響反方觀點(diǎn)：打破物種界限、二次污染、重組出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體正方觀點(diǎn)：不轉(zhuǎn)變生物原有的分類地位、削減農(nóng)藥使用、愛(ài)護(hù)農(nóng)田土壤環(huán)境二、生物技術(shù)的倫理問(wèn)題1、克隆人：兩種不同觀點(diǎn)，多數(shù)人持否定態(tài)度。（1）否定的理由：克隆人嚴(yán)峻違反了人類倫理道德，是克隆技術(shù)的濫用；克隆人沖擊了現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關(guān)系等傳統(tǒng)的倫理道德觀念；克隆人是在人為的制造在心理上和社會(huì)地位上都不健全的人。（2）確定的理由：技術(shù)性問(wèn)題可以通過(guò)胚胎分級(jí)、基因診斷和染色體檢查等方法解決；不成熟的技術(shù)也只有通過(guò)實(shí)踐才能使之成熟。（3）中國(guó)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：

36、不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人的試驗(yàn)。2、設(shè)計(jì)試管嬰兒：（設(shè)計(jì)試管嬰兒與試管嬰兒的區(qū)分：前者需進(jìn)行基因檢測(cè)）兩種不同觀點(diǎn)，多數(shù)人持認(rèn)可態(tài)度。（1）否定的理由：把試管嬰兒當(dāng)作人體零配件工廠，是對(duì)生命的不敬重；早期生命也有活下去的權(quán)利，拋棄或殺死多余胚胎，無(wú)異于“謀殺”。（2）確定的理由：解決了不育問(wèn)題，供應(yīng)骨髓中造血干細(xì)胞是 救治患者最好、最快捷 的方法，供應(yīng)骨髓造血干細(xì)胞并不會(huì)對(duì)試管嬰兒造成損傷。3、基因身份證：（1）否定的理由：個(gè)人基因資訊的泄漏造成 基因卑視，勢(shì)必造成 遺傳性失業(yè)大軍、造成 個(gè)人婚姻困難、人際關(guān)系疏遠(yuǎn) 等嚴(yán)峻后果。（2）確定的理由：通過(guò) 基因檢測(cè) 可以及早實(shí)

37、行預(yù)防措施，適時(shí)進(jìn)行治療，達(dá)到挽救患者生命的目的。三、生物武器 1、種類：致病菌、病毒、生化毒劑，以及經(jīng)過(guò)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(chóng)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、有潛伏期、不易被發(fā)覺(jué)、危害時(shí)間長(zhǎng)等。4、禁止生物武器公約及中國(guó)政府的態(tài)度：在任何狀況下不進(jìn)展、不生產(chǎn)、不儲(chǔ)存生物武器，并反對(duì)生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的集中。專題5 生態(tài)工程5.1 生態(tài)工程的基本原理1、生態(tài)工程概念：生態(tài)工程是指人類應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的基本原理和方法，通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)控和技術(shù)組裝，對(duì)已破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)、重建，對(duì)造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，從而促進(jìn)人類社會(huì)和自然環(huán)境和諧進(jìn)展。2、生態(tài)工程建設(shè)的目的： 遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達(dá)到 經(jīng)濟(jì)效益 和 生態(tài)效益 的同