选修三复习6221.ppt

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1、专题专题1 1 基因工程基因工程（DNA分子水平）分子水平）1 1、基因工程的原理、基因工程的原理：基因重组基因重组2 2、基因工程的基本工具、基因工程的基本工具 限制酶限制酶 DNADNA连接酶连接酶 载体载体 分子手术刀分子手术刀”限制性核酸内切酶（限制酶）限制性核酸内切酶（限制酶）来源：来源：原核生物原核生物 功能：识别功能：识别DNADNA特定序列，切割特定部位特定序列，切割特定部位 的的磷酸二酯键磷酸二酯键，具，具专一性专一性。结果：结果：黏性末端黏性末端和和平末端平末端。.“.“分子缝合针分子缝合针”DNADNA连接酶连接酶 EcoliDNA连接酶连接酶 作用：作用：黏性末端之间的

2、磷酸二酯键黏性末端之间的磷酸二酯键 T4DNA连接酶连接酶 来源：来源：T4T4噬菌体噬菌体 作用：作用：能缝合两种末端能缝合两种末端.“.“分子运输车分子运输车”载体载体 条件：条件：A.A.能在受体细胞中复制并稳定保存。能在受体细胞中复制并稳定保存。B.B.具有一至多个限制酶切点，供外源具有一至多个限制酶切点，供外源DNADNA片片段插入。段插入。C.C.具有标记基因，供重组具有标记基因，供重组DNADNA的鉴的鉴定和选择。定和选择。质粒质粒：结构简单、自我复制、双链环状：结构简单、自我复制、双链环状DNADNA 载体种类：载体种类：质粒、质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒噬菌体的衍生物、动

3、植物病毒3 3、基因工程的基本操作程序、基因工程的基本操作程序 目的基因的获取目的基因的获取方法：基因文库中获取（方法：基因文库中获取（基因组文库，基因组文库，cDNAcDNA文库文库）人工合成（人工合成（反转录法）反转录法）PCR PCR（原理：（原理：DNADNA复制。复制。条件：条件：引物、模板引物、模板DNA、四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸、DNA聚合酶）聚合酶）基因表达载体的构建（核心）基因表达载体的构建（核心）组成：组成：目的基因目的基因启动子启动子终止子终止子标记基因标记基因将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞导入植物细胞：导入植物细胞：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法

4、农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法T-DNAT-DNA的作用：的作用：导入动物细胞：导入动物细胞：显微注射技术显微注射技术 受体细胞受体细胞 受精卵受精卵。导入微生物细胞：导入微生物细胞：CaCa2+2+受体细胞：受体细胞：大肠杆菌大肠杆菌目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达 检测是否插入目的基因方法：检测是否插入目的基因方法：DNADNA分子杂交分子杂交检测目的基因是否转录检测目的基因是否转录mRNAmRNA方法：方法：分子杂交分子杂交检测目的基因是否翻译成蛋白质：检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原抗体杂交抗原抗体杂交个体水平的鉴定：个体水平的鉴定：抗虫、抗病抗虫、抗病4 4、基因工程

5、的应用、基因工程的应用 基因治疗基因治疗：把：把正常的外源基因正常的外源基因导入病人导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用体内，使该基因表达产物发挥作用 转基因生物转基因生物：导入：导入外源基因的生物外源基因的生物 5 5、蛋白质工程、蛋白质工程 制造制造新的蛋白质新的蛋白质 又称为又称为第二代的基因工程第二代的基因工程基本途径：预期的蛋白质功能、设计蛋白质结构、推基本途径：预期的蛋白质功能、设计蛋白质结构、推测氨基酸序列、合成基因。测氨基酸序列、合成基因。依据：依据：蛋白质的功能蛋白质的功能 本质：本质：改造基因结构改造基因结构专题专题2 2.1植物细胞工程植物细胞工程1.1.植物细胞工程植

6、物细胞工程 原理：细胞全能性原理：细胞全能性2.2.植物组织培养：植物组织培养：离体的植物器官、组织或细胞最终离体的植物器官、组织或细胞最终形成完整植物体形成完整植物体3.3.用途：微型繁殖、作物脱毒（分生区附近的病毒极用途：微型繁殖、作物脱毒（分生区附近的病毒极少或没有）、制造人工种子（根、芽）、单倍体育种、少或没有）、制造人工种子（根、芽）、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产（愈伤组织）。细胞产物的工厂化生产（愈伤组织）。诱导融合的方法：物理法离心、振动、电激。诱导融合的方法：物理法离心、振动、电激。化学法聚乙二醇（化学法聚乙二醇（PEGPEG）融合完成的标志：融合完成的标志：杂种细胞再生出

7、细胞壁杂种细胞再生出细胞壁（高尔基体）（高尔基体）意义：意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍克服了远缘杂交不亲和的障碍。植物体细胞杂交原理：植物体细胞杂交原理：细胞的全能性、细胞膜的流动性细胞的全能性、细胞膜的流动性2.2 动物细胞工程动物细胞工程1.1.动物细胞培养（原理：动物细胞培养（原理：细胞增殖细胞增殖）：）：取动物组织块取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）剪碎剪碎胰蛋白胰蛋白酶或胶原蛋白酶酶或胶原蛋白酶处理成单个细胞处理成单个细胞制成细胞悬液制成细胞悬液原代原代培养（培养（1010代内）代内）重新用重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶

8、处理分处理分散成单个细胞散成单个细胞传代培养传代培养。2.细胞贴壁和接触抑制：细胞贴壁和接触抑制：3.动物细胞培养条件：动物细胞培养条件：无菌、无毒的环境无菌、无毒的环境营养：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元营养：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、素、血清、血浆血清、血浆。温度温度气体环境：气体环境：95%空气空气5%CO2。O2是细胞代谢所是细胞代谢所必需的，必需的，CO2是维持培养液的是维持培养液的pH。体细胞体细胞高产奶牛高产奶牛普通牛普通牛卵母细胞卵母细胞细胞质细胞质细胞核细胞核细胞核移植细胞核移植早期胚胎早期胚胎卵裂卵裂C C母牛子宫母牛子宫胚胎移植胚胎移植牛犊牛犊分娩

9、分娩妊娠妊娠4体细胞核移植的过程体细胞核移植的过程融合后的卵母细胞融合后的卵母细胞应用到技术有：应用到技术有：动物细胞培养、胚胎移植动物细胞培养、胚胎移植减数第二次减数第二次分裂中期分裂中期5.5.动物细胞融合动物细胞融合原理：原理：细胞膜的流动性细胞膜的流动性诱导方法：诱导方法：物理、化学、生物（灭活仙台病毒）物理、化学、生物（灭活仙台病毒）意义：意义：克服了远缘杂交的不亲和性克服了远缘杂交的不亲和性应用：应用：制备单克隆抗体制备单克隆抗体动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较6.6.单克隆抗体单克隆抗体 杂交瘤细胞的特点：杂交瘤细胞的特点：既能大量繁殖，又能产

10、生专一的抗体。既能大量繁殖，又能产生专一的抗体。单克隆抗体的优点：单克隆抗体的优点：特异性强，灵敏度高，并能大量制备特异性强，灵敏度高，并能大量制备。单克隆抗体流程图单克隆抗体流程图专题3 胚胎工程1.精子与卵细胞形成的区别精子与卵细胞形成的区别 场所、时间（精母细胞和卵母细胞）、精子有变形、场所、时间（精母细胞和卵母细胞）、精子有变形、减一减二是否连续减一减二是否连续2.精细胞变精子（每部分变化）精细胞变精子（每部分变化）3.精卵的准备精卵的准备4.受精过程（受精过程（2道屏障、是否受精标志和受精完成标志）道屏障、是否受精标志和受精完成标志）5.胚胎发育过程胚胎发育过程 卵裂期特点卵裂期特点

11、6.卵母细胞的采集方法卵母细胞的采集方法7.精母细胞的采集方法、获能方法精母细胞的采集方法、获能方法8.早期胚胎培养液成分早期胚胎培养液成分9.胚胎移植流程图胚胎移植流程图10.胚胎移植生理学基础胚胎移植生理学基础11.胚胎分割：时期、均等分割原因胚胎分割：时期、均等分割原因12.胚胎干细胞特点胚胎干细胞特点1.1.精子的发生：精子的发生：时间：时间：初情期到生殖机能衰退初情期到生殖机能衰退 精原细胞通过有丝分裂增殖精原细胞通过有丝分裂增殖 场所：场所：睾丸睾丸 变形：细胞核变形：细胞核精子头的主要部分精子头的主要部分 高尔基体高尔基体顶体顶体 中心体中心体精子的尾精子的尾 线粒体线粒体线粒体

12、鞘膜线粒体鞘膜 其他物质其他物质原生质滴原生质滴2.2.卵子的发生：卵子的发生：时间：初级卵母细胞时间：初级卵母细胞在胎儿时期在胎儿时期 减一分裂减一分裂排卵前后完成排卵前后完成 减二分裂减二分裂受精过程中完成受精过程中完成 场所：场所：卵巢卵巢3.3.受精：受精：受精场所：受精场所：输卵管输卵管受精准备：受精准备：精子获能精子获能 卵子（卵子（减二中期减二中期）排卵排卵:卵子从卵泡中排出卵子从卵泡中排出，排出的卵可能是，排出的卵可能是初级卵母细胞初级卵母细胞 也可能是也可能是次级卵母细胞次级卵母细胞。受精阶段：顶体反应受精阶段：顶体反应穿越放射冠穿越放射冠穿越透明带穿越透明带（透明带反应透明

13、带反应第一道屏障）第一道屏障）精子入卵（精子入卵（卵黄卵黄膜封闭作用膜封闭作用-第二道屏障）第二道屏障）雄原核、雌原核形雄原核、雌原核形成成雌雄原核融合（雌雄原核融合（受精完成标志受精完成标志）是否受精标志是否受精标志：卵黄膜与透明带间隙可观察到两个极体：卵黄膜与透明带间隙可观察到两个极体4.4.胚胎发育：受精卵胚胎发育：受精卵胎儿（幼体）胎儿（幼体）卵裂期：有丝分裂，细胞未分化卵裂期：有丝分裂，细胞未分化 细胞数量增加，有机物总量减少，总体积不增加细胞数量增加，有机物总量减少，总体积不增加或略有减小。每个细胞体积变小，或略有减小。每个细胞体积变小，DNADNA不变。不变。桑椹胚：桑椹胚：32

14、32个细胞左右的胚胎个细胞左右的胚胎 全能细胞全能细胞 囊胚：细胞开始分化囊胚：细胞开始分化 内细胞团：内细胞团：将来发育成胎儿的各种组织将来发育成胎儿的各种组织；滋养层细胞：滋养层细胞：将来发育成胎膜和胎盘将来发育成胎膜和胎盘 囊胚腔囊胚腔 孵化：孵化：原肠胚：原肠腔原肠胚：原肠腔 有三胚层的分化有三胚层的分化程度：程度：受精卵受精卵 各种干细胞各种干细胞 精细胞（卵细胞）精细胞（卵细胞）体细胞体细胞5.5.体外受精：体外受精：有性生殖过程有性生殖过程卵母细胞的采集方法：卵母细胞的采集方法：从输卵管冲取卵子（可直接受精）从输卵管冲取卵子（可直接受精）从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞从活体动物的

15、卵巢中吸取卵母细胞卵母细胞的培养：卵母细胞的培养：减数第二次分裂中期减数第二次分裂中期精子的采集：精子的采集：假阴道法、手握法和电刺激法假阴道法、手握法和电刺激法精子获能方法：精子获能方法：培养法培养法 化学法（肝素或钙离子载体）化学法（肝素或钙离子载体）受精：获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程受精：获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程胚胎的早期培养培养液成分：胚胎的早期培养培养液成分：无机盐、有机盐、维生无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清。素、激素、氨基酸、核苷酸、血清。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保

16、存或冷冻保存选择选择供体母牛供体母牛受体母牛受体母牛 同期发情同期发情超数排卵超数排卵供体公牛供体公牛配种配种冲卵冲卵质量检查、培养质量检查、培养胚胎移植胚胎移植妊娠检查妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）分娩（胚胎移植的犊牛）6.6.胚胎移植胚胎移植供体：供体：优良品种优良品种受体：受体：健康的体质和正常繁殖能力的同种健康的体质和正常繁殖能力的同种用激素处理用激素处理促性腺激素处理促性腺激素处理（受精卵或胚胎）（受精卵或胚胎）有性生殖过程有性生殖过程（手术法和（手术法和非手术法）非手术法）（桑椹胚或囊胚）（桑椹胚或囊胚）7.7.胚胎分割：来自同一胚胎的后代胚胎分割：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物具有相同的遗传物质质，属于，属于无性繁殖无性繁殖胚胎分割时间：胚胎分割时间：桑椹胚或囊胚桑椹胚或囊胚操作过程：对囊胚阶段的胚胎要操作过程：对囊胚阶段的胚胎要将内细胞团均等分割，将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。8.8.胚胎干细胞（胚胎干细胞（ESES或或EKEK细胞）细胞）形态：形态：体积小、细胞核大、核仁明显；体积小、细胞核大、