一轮基因工程教学资料.ppt

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1、一轮基因工程一轮基因工程2016一一轮复复习基因工程基因工程 基因工程基因工程 又叫又叫DNA拼接技术拼接技术或或DNA重组技术重组技术该技术该技术通过对通过对有关有关DNA分子进行分子进行人工人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”，对生物的基因进行对生物的基因进行改造和重新改造和重新组合，然后组合，然后导入导入受体细胞，使重组基因在受体细胞，使重组基因在受体细胞内表达，从而创造出人类所需要受体细胞内表达，从而创造出人类所需要的新的生物类型和基因产物。的新的生物类型和基因产物。定向改造生定向改造生物的遗传性状。物的遗传性状。一、基因工程的原理及技术一、基因工程的原理及技术基因工程的别名基因工程的别名

2、基因工程的别名基因工程的别名基因拼接技术或基因拼接技术或基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNADNADNA重组技术重组技术重组技术重组技术操作环境操作环境操作环境操作环境生物体外生物体外生物体外生物体外操作对象操作对象操作对象操作对象 基基基基 因因因因操作水平操作水平操作水平操作水平DNADNADNADNA分子水平分子水平分子水平分子水平基本过程基本过程基本过程基本过程剪切剪切剪切剪切拼接拼接拼接拼接导入导入导入导入表达表达表达表达结果结果结果结果人类需要的基因产物人类需要的基因产物人类需要的基因产物人类需要的基因产物1 1、原理：、原理：2 2、技术：、技术：（1 1）基本工具）基本工具

3、v限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”分布分布：主要在主要在原核生物原核生物中中特点特点：特异性，：特异性，即识别特定核苷酸序列，切即识别特定核苷酸序列，切割特定切点割特定切点结果结果：产生产生黏性黏性未端或未端或平平末端末端举例举例：大肠杆菌的一种限制酶能识别大肠杆菌的一种限制酶能识别GAATTCGAATTC序列，并在序列，并在GG和和A A之间切开之间切开v一种限制酶一种限制酶只能识别只能识别一种特定一种特定的核苷的核苷酸序列，并在每一条链中特定部位的两酸序列，并在每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的个核苷酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键断开。（断断开。（断开的不是氢键）开

4、的不是氢键）EcoR黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端Sma平末端平末端平末端平末端平末端平末端平末端平末端连接酶连接酶的作用是：将互补配对的两个末端连接起的作用是：将互补配对的两个末端连接起来，使之成为一个完整的来，使之成为一个完整的DNADNA分子。（恢复被分子。（恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键）分子缝合针分子缝合针DNADNA连接酶连接酶连接酶的分类连接酶的分类根据酶的来源分：根据酶的来源分：.colicoli DNA DNA连接酶连接酶：只能：只能“缝合缝合”片段互补的片段互补的黏性末端黏性末端.4 4DNADNA连接酶

5、：连接酶：能能“缝合缝合”片段互补片段互补的的黏性末端黏性末端和和平末端平末端DNA聚合酶聚合酶和和DNA连接酶连接酶有何相同点和有何相同点和不同点？不同点？DNA连接酶连接酶DNA聚合酶聚合酶连接连接DNA链链连接部位连接部位双链双链在两在两DNADNA片片断断之间形成之间形成磷酸二酯键磷酸二酯键单链单链将将单个单个核苷酸加核苷酸加到已存在的核酸到已存在的核酸片断片断33末端形成末端形成磷酸二酯键磷酸二酯键1.1.作用作用：将外源基因送入受体细胞：将外源基因送入受体细胞2.2.条件条件：（1 1）能在宿主细胞内复制并稳定地保存）能在宿主细胞内复制并稳定地保存（2 2）具有一个或多个限制酶切点

6、）具有一个或多个限制酶切点（3 3）具有某些标记基因）具有某些标记基因（4 4）载体必须安全，不会对受体细胞有害）载体必须安全，不会对受体细胞有害3.3.种类种类：质粒、噬菌体和动植物病毒：质粒、噬菌体和动植物病毒基因的运输工具基因的运输工具运载体运载体1.1.细胞染色体外能自主复制的细胞染色体外能自主复制的小型环状小型环状DNADNA分子分子2.2.质粒质粒是基因工程中最常用的运载体是基因工程中最常用的运载体3.3.最常用的质粒是最常用的质粒是大肠杆菌的质粒大肠杆菌的质粒4.4.存在于许多存在于许多细菌及酵母菌细菌及酵母菌等生物中等生物中5.5.质粒的存在质粒的存在对宿主细胞无影响对宿主细胞

7、无影响常用载体质粒的特点常用载体质粒的特点知识点一：知识点一：1.1.原核细胞的基因结构原核细胞的基因结构非编码区非编码区非编码区非编码区编码区编码区编码区上游编码区上游 编码区下游编码区下游 与与RNARNA聚合酶结合位点聚合酶结合位点启动子启动子终止子终止子启动子：启动子：能与能与RNARNA聚合酶聚合酶结合并能起始结合并能起始mRNAmRNA合成的序列。合成的序列。没有启动子，基因就不能转录。没有启动子，基因就不能转录。终止子：终止子：它能阻碍它能阻碍RNARNA聚合酶的移动，并使其从聚合酶的移动，并使其从DNADNA模板模板链上脱离下来，使转录终止。链上脱离下来，使转录终止。RNARN

8、A聚合酶聚合酶:能够识别启动子上的结合位点并与其结合能够识别启动子上的结合位点并与其结合的一种蛋白质的一种蛋白质.(.(以模板转录然后脱落以模板转录然后脱落)不能转录为信使不能转录为信使RNARNA，不能，不能 编码蛋白质。编码蛋白质。：能转录相应的信使：能转录相应的信使RNARNA，能，能 编码蛋白质编码蛋白质 编码区编码区非编码区非编码区原核原核细胞细胞的的 基因基因结构结构有调控遗传信息表达的核有调控遗传信息表达的核 苷酸序列，在该序列中，苷酸序列，在该序列中，最重要的是位于编码区上最重要的是位于编码区上 游的游的RNARNA聚合酶结合位点。聚合酶结合位点。非编码区非编码区非编码区非编码

9、区编码区编码区编码区上游编码区上游 编码区下游编码区下游 启动子启动子终止子终止子编码区编码区非编码区非编码区非编码区非编码区与与RNARNA聚合酶聚合酶结合位点结合位点内含子内含子 外显子外显子 能够编码蛋白质的序列叫做外显子能够编码蛋白质的序列叫做外显子 不能够编码蛋白质的序列叫做内不能够编码蛋白质的序列叫做内含子含子启动子启动子终止子终止子编码区上游编码区上游 编码区下游编码区下游 内含子：内含子：外显子：外显子：知识点一：知识点一：2.2.真核细胞的基因结构真核细胞的基因结构二、基本步骤：二、基本步骤：第一步：目的基因的获取第一步：目的基因的获取第一步：目的基因的获取第一步：目的基因的

10、获取第二步：基因表达载体的构建第二步：基因表达载体的构建第二步：基因表达载体的构建第二步：基因表达载体的构建第三步：将目的基因导入受体细胞第三步：将目的基因导入受体细胞第三步：将目的基因导入受体细胞第三步：将目的基因导入受体细胞第四步：目的基因的检测与鉴定第四步：目的基因的检测与鉴定第四步：目的基因的检测与鉴定第四步：目的基因的检测与鉴定基基因因工工程程的的基基本本操操作作流流程程图图反转录反转录反转录反转录取出取出取出取出DNADNADNADNA用限制酶切用限制酶切用限制酶切用限制酶切断断断断DNADNADNADNA 目前被较广泛提取使用的目前被较广泛提取使用的目前被较广泛提取使用的目前被较

11、广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫目的基因有：苏云金杆菌抗虫目的基因有：苏云金杆菌抗虫目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰基因、人胰岛素基因、人干扰基因、人胰岛素基因、人干扰基因、人胰岛素基因、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基因、素基因、种子贮藏蛋白基因、素基因、种子贮藏蛋白基因、素基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等植物抗病基因等植物抗病基因等植物抗病基因等目的基因目的基因主要指编码蛋白质的结构基因主要指编码蛋白质的结构基因第一步：第一步：目的基因的获取目的基因的获取从基因文库获取目的基因从基因文库获取目的基因基因组文库（一种生物的基因组文库（一种生物的所有基因所有基因）

12、部分基因文库：如部分基因文库：如cDNAcDNA文库（文库（部分基因部分基因）利用利用PCRPCR技术扩增目的基因技术扩增目的基因原理：原理：DNADNA双链复制的原理双链复制的原理通过通过DNADNA合成仪直接人工合成合成仪直接人工合成 根据蛋白质的根据蛋白质的氨基酸顺序氨基酸顺序推算出推算出信使信使RNARNA核苷酸顺序核苷酸顺序，然后按照碱激互补配对原则，然后按照碱激互补配对原则，推算出基因推算出基因DNADNA的脱氧核苷酸顺序的脱氧核苷酸顺序。用游。用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基因。离脱氧核苷酸直接合成相应的基因。某生物体内全部某生物体内全部DNADNA 许多许多DNADNA片段片段

13、受体菌群体受体菌群体限制酶限制酶与运载体连接导入与运载体连接导入基因组文库基因组文库cDNAcDNA反转录反转录受体菌群体受体菌群体与运载体连接导入与运载体连接导入部分基因文库部分基因文库（cDNA文库）文库）基因组基因组DNADNA文库与文库与cDNAcDNA文库的比较文库的比较某种生物某个时期的某种生物某个时期的mRNAmRNAPCR技术扩增与技术扩增与DNA复制的比较复制的比较PCR技术技术DNA复制复制相相同同点点原理原理原料原料条件条件不不同同点点解旋解旋方式方式场所场所酶酶结果结果碱基互补配对碱基互补配对四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸模板、能量、酶模板、能量、酶DNADNA在高温下变

14、性解旋在高温下变性解旋解旋酶催化解旋酶催化体外复制体外复制细胞核内细胞核内热稳定的热稳定的DNADNA聚合酶聚合酶细胞内的细胞内的DNADNA聚合酶聚合酶大量的大量的DNADNA片段片段形成整个形成整个DNADNA分子分子小结：三种目的基因获取方法的前提条件小结：三种目的基因获取方法的前提条件1、从基因文库中获取：、从基因文库中获取：2、利用、利用PCR：3、人工合成：、人工合成：适用于目的基因的序列为未知的情况适用于目的基因的核苷酸序列为已知的情况适用于目的基因不是很大且序列是已知的第二步：第二步：基因表达载体的构建基因表达载体的构建目的：是使目的基因在受体目的：是使目的基因在受体细胞中稳定

15、存在，并且可以细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代遗传给下一代1.1.用一定的用一定的_切割切割 质粒，使其出现一个切质粒，使其出现一个切 口，露出口，露出_。2.2.用用_切断目切断目 的基因，使其产生的基因，使其产生_ _ _。3.3.将切下的目的基因片段插入将切下的目的基因片段插入质粒的切口处，再加入适量质粒的切口处，再加入适量_，形成了一个重组，形成了一个重组 DNADNA分子（重组质粒）分子（重组质粒）限制酶限制酶黏性末端黏性末端同一种限制酶同一种限制酶的黏性末端的黏性末端DNADNA连接酶连接酶相同相同4.4.过程过程:质粒质粒DNADNA分子分子一个切口一个切口两个黏性末端两个黏

16、性末端两个切口两个切口获得目的基因获得目的基因DNADNA连接酶连接酶重组重组DNADNA分子（重组质粒）分子（重组质粒）限制酶处理限制酶处理同一种同一种思考思考 目的基因与目的基因与运载体结合的运载体结合的结果可能有几结果可能有几种情况？种情况？1 1、目的基因与目的、目的基因与目的基因结合基因结合2 2、质粒与质粒结合、质粒与质粒结合3 3、目的基因与质粒目的基因与质粒结合结合。启动子启动子终止子终止子目的基因目的基因标记基因标记基因v表达载体模式图表达载体模式图v表达载体=目的基因目的基因+启动子启动子+终止子终止子+标记基因标记基因第三步第三步：将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体

17、细胞目的基因进入受体细胞内，并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且在受体细胞内维持稳定和表达的过程（叫转化）。达的过程（叫转化）。v（唯一没有出（唯一没有出现碱基互碱基互补配配对的的过程）程）将目的基因导入将目的基因导入植物植物细胞细胞农杆菌农杆菌转化法（感染双子叶植物和裸子植物，转化法（感染双子叶植物和裸子植物，对大多单子叶植物没有感染力）对大多单子叶植物没有感染力）基因枪法（常用于单子叶植物）基因枪法（常用于单子叶植物）花粉管通道法（转基因抗虫棉）花粉管通道法（转基因抗虫棉）将目的基因导入将目的基因导入动物动物细胞细胞显微注射技术（显微注射技术（“超级小鼠超级小鼠”）将目

18、的基因导入将目的基因导入微生物微生物细胞细胞导入大肠杆菌方法：先用导入大肠杆菌方法：先用CaCa2+2+处理，使其转为感处理，使其转为感受态细胞。再将重组载体与感受态细胞混合。受态细胞。再将重组载体与感受态细胞混合。抗虫鉴定抗虫鉴定 抗病鉴定抗病鉴定活性鉴定等活性鉴定等抗原抗体杂交法抗原抗体杂交法抗原抗体杂交法抗原抗体杂交法DNA-RNADNA-RNA分子杂交法分子杂交法分子杂交法分子杂交法DNADNA分子杂交法分子杂交法分子杂交法分子杂交法受体是否具有受体是否具有受体是否具有受体是否具有转基因特征转基因特征转基因特征转基因特征个体个体个体个体水平水平水平水平目的基因是否翻译目的基因是否翻译目

19、的基因是否翻译目的基因是否翻译目的基因是否转录目的基因是否转录目的基因是否转录目的基因是否转录目的基因是否导入目的基因是否导入目的基因是否导入目的基因是否导入分子分子分子分子水平水平水平水平方法方法方法方法检测对象检测对象检测对象检测对象第四步：第四步：目的基因的检测和鉴定目的基因的检测和鉴定（一）植物基因工程技术的应用（一）植物基因工程技术的应用1 1、提高农作物的抗逆能力、提高农作物的抗逆能力 （1 1）抗虫抗虫转基因植物抗虫基因的种类：转基因植物抗虫基因的种类：4 4种种三、基因工程的应用三、基因工程的应用（2 2）抗病抗病转基因植物转基因植物抗病转基因植物所用的基因：抗病转基因植物所用

20、的基因：常用：病毒外壳蛋白基因和常用：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因病毒的复制酶基因抗真菌转基因植物中有：几丁质酶基因和抗真菌转基因植物中有：几丁质酶基因和抗毒素合成基因抗毒素合成基因（3 3）其它抗逆其它抗逆转基因植物转基因植物抗盐碱、干旱的基因：调节细胞渗透压的抗盐碱、干旱的基因：调节细胞渗透压的基因基因抗冻蛋白基因抗冻蛋白基因抗除草剂基因抗除草剂基因2 2、改良农作物的品质、改良农作物的品质富含赖氨酸的转基富含赖氨酸的转基因玉米因玉米导入与植物花青素代谢有关的基因的矮牵牛导入与植物花青素代谢有关的基因的矮牵牛3 3、利用植物生产药物、利用植物生产药物（二）动物基因工程的应用（二）动物

21、基因工程的应用1 1、用于提高动物生长速度、用于提高动物生长速度（如：导入外源（如：导入外源生长激素基因生长激素基因鲤鱼）鲤鱼）2 2、用于改善畜产品的品质、用于改善畜产品的品质（如：将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使（如：将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使乳糖的含量大大减低）乳糖的含量大大减低）3 3、用转基因动物生产药物、用转基因动物生产药物（如：转入人的（如：转入人的a-a-抗胰蛋白基因的绵羊）抗胰蛋白基因的绵羊）4 4、用转基因动物作器官移植的供体、用转基因动物作器官移植的供体（如：改造猪的器官）（如：改造猪的器官）（三）基因工程药物（三）基因工程药物（四）基因治疗（四）基因治疗是指是把健

22、康的是指是把健康的外源基因外源基因导入有导入有基因缺陷基因缺陷的的细胞中，达到治疗疾病的目的。细胞中，达到治疗疾病的目的。基因治疗包括：基因治疗包括：1 1、体外基因治疗、体外基因治疗2 2、体内基因治疗、体内基因治疗四、蛋白质工程四、蛋白质工程（一）蛋白质工程崛起的缘由（一）蛋白质工程崛起的缘由 基因工程在原则上只能生产自然界已存基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。在的蛋白质。这些天然蛋白质是生物在长这些天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们的结构和功能期进化过程中形成的，它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一符合特定物种生存的需要，却不一 定完全定完全符合人类生产和

23、生活的需要。符合人类生产和生活的需要。如：胰岛素、干扰素、生长素如：胰岛素、干扰素、生长素例子：例子：干扰素在体外保存困难干扰素在体外保存困难玉米中赖氨酸含量比较低玉米中赖氨酸含量比较低将分子中的一个将分子中的一个半胱半胱氨酸转变成氨酸转变成丝氨酸丝氨酸第第第第104104104104位的位的位的位的天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺变成变成变成变成异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸第第第第352352352352位的位的位的位的苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸变成变成变成变成异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸解除赖氨酸对酶活性的限制解除赖氨酸对酶活性的限制解除赖氨酸对酶活性的限制解除赖氨酸对酶活性的限制赖

24、氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶二氢吡啶二羧酸合成酶二氢吡啶二羧酸合成酶二氢吡啶二羧酸合成酶二氢吡啶二羧酸合成酶（二）（二）蛋白质工程蛋白质工程的基本原理的基本原理1 1、概念：、概念：蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修基因修饰或基因合成饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造或制造，对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质，以满足人类对生产和生活的一种新的蛋白质，以满足人类对生产和生活的需求。需求。2 2、基本原理、基本原理 ：（1 1）确定蛋白质的

25、功能）确定蛋白质的功能蛋白质应有的高级结蛋白质应有的高级结构构蛋白质应具备的折叠状态蛋白质应具备的折叠状态应有的氨基酸应有的氨基酸序列序列应有的碱基排列，应有的碱基排列，创造自然界不存在的蛋白质。创造自然界不存在的蛋白质。（2 2）其与基因工程的比较：）其与基因工程的比较：基因工程基因工程是遵循中心法则，从是遵循中心法则，从DNAmRNADNAmRNA蛋白蛋白质质折叠产生功能，折叠产生功能，生产出自然界已有的蛋白生产出自然界已有的蛋白质。质。3、蛋白质工程的进展和前景、蛋白质工程的进展和前景l1、蛋白质工程的诞生是有其理论与技术条件的，蛋白质工程的诞生是有其理论与技术条件的，它是随着分子生物学

26、、晶体学以及计算机技术的发它是随着分子生物学、晶体学以及计算机技术的发展而诞生的，与基因组学、蛋白质组学、生物信息展而诞生的，与基因组学、蛋白质组学、生物信息学的发展等因素有关学的发展等因素有关l2、现状：成功的例子不多，主要是因为蛋白质发、现状：成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的空间结构，而科学家目挥其功能需要依赖于正确的空间结构，而科学家目前对大多数蛋白质的前对大多数蛋白质的空间结构了解很少空间结构了解很少。专题二、克隆技术专题二、克隆技术一、植物的组织培养一、植物的组织培养1 1、概念：、概念：植物组织培养植物组织培养就是在无菌和人工控就是在无菌和人工控制条件下，

27、将制条件下，将离体离体的植物器官、组织、细的植物器官、组织、细胞，培养在胞，培养在人工配制的培养基人工配制的培养基上，给予上，给予适适宜的培养条件宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。芽，最终形成完整的植株。2 2、原理：、原理：具有某种生物全部遗传信息的任何具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能，也就是说，每个生物细胞都能，也就是说，每个生物细胞都具有全能具有全能性的特点性的特点。3 3、过程：、过程：植物的花瓣（高度分化的组织）植物的花瓣（高度分化的组织）脱分化脱分化愈伤组织愈伤

28、组织再分化再分化小植株小植株植物组织培养技植物组织培养技植物组织培养技植物组织培养技术的流程简图：术的流程简图：术的流程简图：术的流程简图：植物材料消毒植物材料消毒植物材料消毒植物材料消毒接种到诱导培养基接种到诱导培养基接种到诱导培养基接种到诱导培养基诱导出愈伤组织诱导出愈伤组织诱导出愈伤组织诱导出愈伤组织愈伤组织转接到继代培养基上愈伤组织转接到继代培养基上愈伤组织转接到继代培养基上愈伤组织转接到继代培养基上可以不继代培养直接诱导分化可以不继代培养直接诱导分化可以不继代培养直接诱导分化可以不继代培养直接诱导分化得到大量的愈伤组织得到大量的愈伤组织得到大量的愈伤组织得到大量的愈伤组织愈伤组织接种

29、到分化培养基上愈伤组织接种到分化培养基上愈伤组织接种到分化培养基上愈伤组织接种到分化培养基上分化出幼苗分化出幼苗分化出幼苗分化出幼苗幼苗接种到生根培养基上幼苗接种到生根培养基上幼苗接种到生根培养基上幼苗接种到生根培养基上若诱导出幼苗的同时也若诱导出幼苗的同时也若诱导出幼苗的同时也若诱导出幼苗的同时也实现生根，可以省略生实现生根，可以省略生实现生根，可以省略生实现生根，可以省略生根培养基根培养基根培养基根培养基完整植株完整植株完整植株完整植株移栽到大田移栽到大田移栽到大田移栽到大田二、动物的细胞培养与体细胞克隆二、动物的细胞培养与体细胞克隆1 1、动物的细胞培养、动物的细胞培养动物细胞培养动物细

30、胞培养概念：概念：动物细胞培养：就是从动物机体中取出相关的组动物细胞培养：就是从动物机体中取出相关的组动物细胞培养：就是从动物机体中取出相关的组动物细胞培养：就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。基中，让这些细胞生长和增殖。基中，让这些细胞生长和增殖。基中，让这些细胞生长和增殖。动物细胞培养过程动物细胞培养过程取动物组织块取动物组织块取动物组织块取动物组织块剪碎组织剪碎组织剪碎组织剪碎组织用胰蛋白酶处用

31、胰蛋白酶处用胰蛋白酶处用胰蛋白酶处理分散成单个理分散成单个理分散成单个理分散成单个细胞细胞细胞细胞转入培养液中转入培养液中转入培养液中转入培养液中进行进行进行进行原代培养原代培养原代培养原代培养贴满瓶壁的细贴满瓶壁的细贴满瓶壁的细贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶胞用胰蛋白酶胞用胰蛋白酶胞用胰蛋白酶处理分散成单处理分散成单处理分散成单处理分散成单个细胞，制成个细胞，制成个细胞，制成个细胞，制成细胞悬液细胞悬液细胞悬液细胞悬液转入培养液转入培养液转入培养液转入培养液中进行中进行中进行中进行传代传代传代传代培养培养培养培养放入二氧化放入二氧化放入二氧化放入二氧化碳培养箱中碳培养箱中碳培养箱中碳培养箱中培养培

32、养培养培养动物细胞培养的条件动物细胞培养的条件1 1、无菌、无毒的环境、无菌、无毒的环境2 2、营养（糖、氨基酸、促生长因子、营养（糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、血清等）无机盐、微量元素、血清等）3 3、温度和、温度和PHPH值（温度为值（温度为3637,3637,PHPH为为7.27.27.47.4）4 4、气体环境（、气体环境（氧气和二氧化碳，氧气是氧气和二氧化碳，氧气是细胞代谢所必需的，二氧化碳的主要作细胞代谢所必需的，二氧化碳的主要作用是维持培养液的用是维持培养液的PHPH）动物细胞培养技术的应用动物细胞培养技术的应用大规模的生产有重要价值的生物制品大规模的生产有重要价值的

33、生物制品为基因工程提供受体细胞为基因工程提供受体细胞检测有毒物质，判断毒性检测有毒物质，判断毒性用于生理、病理、药理等方面的研究用于生理、病理、药理等方面的研究2 2、体细胞克隆、体细胞克隆高度分化的植物组织仍保持着全能性，但动高度分化的植物组织仍保持着全能性，但动物细胞与植物细胞不同，动物细胞的全能性物细胞与植物细胞不同，动物细胞的全能性会随着动物细胞分化程序的提高而逐渐受到会随着动物细胞分化程序的提高而逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱。因此，目前限制，分化潜能逐渐变弱。因此，目前还不还不能用类似植物组织培养能用类似植物组织培养的方法获得完整的动的方法获得完整的动物个体，用动物体细胞克隆的动物

34、，实际是物个体，用动物体细胞克隆的动物，实际是通过通过核移植核移植来实现的。来实现的。动物核移植的概念动物核移植的概念动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成一

35、个动物个体。用核移植的方法得到终发育成一个动物个体。用核移植的方法得到终发育成一个动物个体。用核移植的方法得到终发育成一个动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。的动物称为克隆动物。的动物称为克隆动物。的动物称为克隆动物。哺乳动物的哺乳动物的哺乳动物的哺乳动物的核移植核移植核移植核移植胚胎细胞核移植胚胎细胞核移植胚胎细胞核移植胚胎细胞核移植体细胞核移植体细胞核移植体细胞核移植体细胞核移植体细胞核移植的过程体细胞核移植的过程体细胞核移植的应用前景体细胞核移植的应用前景1 1 1 1、畜牧业：利用体细胞克隆技术可以加速家畜遗传改良进程，、畜牧业：利用体细胞克隆技术可以加速家畜遗传改良进程，

36、、畜牧业：利用体细胞克隆技术可以加速家畜遗传改良进程，、畜牧业：利用体细胞克隆技术可以加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育促进优良畜群繁育促进优良畜群繁育促进优良畜群繁育2 2 2 2、保护濒危物种方面：利用体细胞核移植技术增加这些动物的、保护濒危物种方面：利用体细胞核移植技术增加这些动物的、保护濒危物种方面：利用体细胞核移植技术增加这些动物的、保护濒危物种方面：利用体细胞核移植技术增加这些动物的存活数量存活数量存活数量存活数量3 3 3 3、医药卫生方面：转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产、医药卫生方面：转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产、医药卫生方面：转基因克隆动物可以作为生物反

37、应器，生产、医药卫生方面：转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白许多珍贵的医用蛋白许多珍贵的医用蛋白许多珍贵的医用蛋白;转基因克隆动物细胞、组织和器官可以作转基因克隆动物细胞、组织和器官可以作转基因克隆动物细胞、组织和器官可以作转基因克隆动物细胞、组织和器官可以作为异种移植的供体为异种移植的供体为异种移植的供体为异种移植的供体;人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，形成人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，形成人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，形成人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，形成相应的组织、器官后，可以用于组织器官的相应的组织、器官后，可以用于组织器官的相应的组织、器官后，可以

38、用于组织器官的相应的组织、器官后，可以用于组织器官的此外，研究克隆动物和克隆细胞可使人类更深入地了解胚胎发此外，研究克隆动物和克隆细胞可使人类更深入地了解胚胎发此外，研究克隆动物和克隆细胞可使人类更深入地了解胚胎发此外，研究克隆动物和克隆细胞可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程育及衰老过程育及衰老过程育及衰老过程;用克隆动物做疾病模型，能使人们更好的追踪用克隆动物做疾病模型，能使人们更好的追踪用克隆动物做疾病模型，能使人们更好的追踪用克隆动物做疾病模型，能使人们更好的追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病。研究疾病的发展过程和治疗疾病。研究疾病的发展过程和治疗疾病。研究疾病的发展过程和治疗疾病。三

39、、细胞融合与单克隆抗体三、细胞融合与单克隆抗体1 1、细胞融合技术、细胞融合技术动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有两个胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有两个胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有两个胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。或多个细胞遗传信息的

40、单核细胞，称为杂交细胞。动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法也类似，常用的诱导因素有也类似，常用的诱导因素有也类似，常用的诱导因素有也类似，常用的诱导因素有聚乙二醇（聚乙二醇（聚乙二醇（聚乙二醇（PEGPEGPEGPEG）、灭活灭活灭活灭活的病毒的病毒的病毒的病毒、电

41、激电激电激电激等。等。等。等。动物细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使动物细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使动物细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使动物细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远远远远缘杂交缘杂交缘杂交缘杂交成为可能。成为可能。成为可能。成为可能。2 2、单克隆抗体、单克隆抗体原始获得抗体的方法：向动物体内反复注射原始获得抗体的方法：向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后，从动物某种抗原，使动物产生抗体，然后，从动物血清中分离所需抗体。血清中分离所需抗体。（缺点：产量低、纯度低、特异性差）（缺点：产量低、纯度低、特异性差）单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备

42、融合融合单克隆抗体的应用单克隆抗体的应用单克隆抗体的主要优点在于它的特异性强，单克隆抗体的主要优点在于它的特异性强，单克隆抗体的主要优点在于它的特异性强，单克隆抗体的主要优点在于它的特异性强，灵敏度高，并可能大量制备。灵敏度高，并可能大量制备。灵敏度高，并可能大量制备。灵敏度高，并可能大量制备。单克隆抗体在诊断的应用上，单克隆抗体在诊断的应用上，单克隆抗体在诊断的应用上，单克隆抗体在诊断的应用上，具有准确、高效、简易、快速具有准确、高效、简易、快速具有准确、高效、简易、快速具有准确、高效、简易、快速的优点的优点的优点的优点1 1 1 1、作为诊断试剂、作为诊断试剂、作为诊断试剂、作为诊断试剂2

43、 2 2 2、用于治疗疾病和运载药物、用于治疗疾病和运载药物、用于治疗疾病和运载药物、用于治疗疾病和运载药物疗效高、毒副作用小的新疗效高、毒副作用小的新疗效高、毒副作用小的新疗效高、毒副作用小的新型药物型药物型药物型药物“生物导弹生物导弹生物导弹生物导弹”1.1.植物细胞表现出全能性的必要条件是（植物细胞表现出全能性的必要条件是（）A.A.给予适宜的营养和外界条件给予适宜的营养和外界条件 B.B.导入其他植物细胞的基因导入其他植物细胞的基因 C.C.脱离母体后，给予适宜的营养和外界条脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件件 D.D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细将成熟筛管的细胞核移植到去核的

44、卵细胞内胞内随堂练习随堂练习C C2.2.用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组 织，其主要原因是这样的组织细胞（）织，其主要原因是这样的组织细胞（）A.A.容易产生各种变异容易产生各种变异B.B.具有更强的全能性具有更强的全能性C.C.取材十分方便取材十分方便D.D.分裂增殖的能力强分裂增殖的能力强3.3.动物细胞工程常用的技术手段中，最基础动物细胞工程常用的技术手段中，最基础的是（）的是（）A.A.动物细胞培养动物细胞培养B.B.动物细胞融合动物细胞融合C.C.单克隆抗体单克隆抗体D.D.

45、胚胎、核移植胚胎、核移植DDA A4.4.关于单克隆抗体叙述不正确的是（）关于单克隆抗体叙述不正确的是（）A.A.由无性繁殖后代获得由无性繁殖后代获得B.B.化学性质单一化学性质单一C.C.特异性强特异性强D.BD.B淋巴细胞体外培养获得淋巴细胞体外培养获得5.5.能加快良种家畜繁殖能力的细胞工程技术能加快良种家畜繁殖能力的细胞工程技术是（）是（）A.A.组织培养组织培养B.B.细胞融合细胞融合 C.C.胚胎移植胚胎移植 D.D.细胞核移植细胞核移植DDC C6.6.经诱导融合得到的融合细胞还需经过下列经诱导融合得到的融合细胞还需经过下列哪项措施才能得到杂种植株（）哪项措施才能得到杂种植株（）

46、A.A.分离杂种细胞，直接接种便可获得分离杂种细胞，直接接种便可获得B.B.筛选鉴定杂种细胞后，再经植物组织培养筛选鉴定杂种细胞后，再经植物组织培养才能获得植株才能获得植株C.C.让杂种细胞自交获纯系植株让杂种细胞自交获纯系植株D.D.杂种细胞经传代培养成植株杂种细胞经传代培养成植株7.7.以下四种细胞工程技术中，培育出的新个以下四种细胞工程技术中，培育出的新个体不能同时具有两个亲本遗传性状眠（）体不能同时具有两个亲本遗传性状眠（）A.A.细胞融合细胞融合B.B.细胞或组织培养细胞或组织培养C.C.细胞核移植细胞核移植D.D.动物胚胎移植动物胚胎移植B BB B专题三、胚胎工程专题三、胚胎工程

47、一、动物胚胎发育的基本过程与胚胎一、动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础工程的理论基础（1 1）卵裂期）卵裂期胚胎发育的基本过程胚胎发育的基本过程在透明带内进行，特点：细胞分裂方式为在透明带内进行，特点：细胞分裂方式为有有丝分裂丝分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，或略有缩小。并不增加，或略有缩小。（2 2）桑椹胚）桑椹胚细胞数目为细胞数目为细胞数目为细胞数目为32323232，全能细胞（都具有发育成一个完整，全能细胞（都具有发育成一个完整，全能细胞（都具有发育成一个完整，全能细胞（都具有发育成一个完整胚胎的潜能）胚胎的潜能）胚胎的潜能）

48、胚胎的潜能）（3 3）囊胚）囊胚包括内细胞团，滋养层细胞，具有囊胚腔包括内细胞团，滋养层细胞，具有囊胚腔包括内细胞团，滋养层细胞，具有囊胚腔包括内细胞团，滋养层细胞，具有囊胚腔。（4 4）原肠胚）原肠胚三个胚层（外胚层，内胚层，中胚层），具原肠腔。三个胚层（外胚层，内胚层，中胚层），具原肠腔。三个胚层（外胚层，内胚层，中胚层），具原肠腔。三个胚层（外胚层，内胚层，中胚层），具原肠腔。（滋养层则发育为胎儿的胎膜和胎盘）（滋养层则发育为胎儿的胎膜和胎盘）（滋养层则发育为胎儿的胎膜和胎盘）（滋养层则发育为胎儿的胎膜和胎盘）胚胎工程的理论基础胚胎工程的理论基础（1 1）精子和卵子的发生）精子和卵子的发

49、生（2 2）受精）受精（3 3）早期胚胎的发育规律）早期胚胎的发育规律（1 1）精子和卵子的发生）精子和卵子的发生1 1、场所：哺乳动物精子的发生是在睾丸内完、场所：哺乳动物精子的发生是在睾丸内完成的。成的。精子的发生精子的发生2 2、过程、过程：（分三个阶段）：（分三个阶段）第一阶段：精原细胞先分裂为两个细胞，然后继续进第一阶段：精原细胞先分裂为两个细胞，然后继续进第一阶段：精原细胞先分裂为两个细胞，然后继续进第一阶段：精原细胞先分裂为两个细胞，然后继续进行数次有丝分裂，产生多个初级精母细胞。行数次有丝分裂，产生多个初级精母细胞。行数次有丝分裂，产生多个初级精母细胞。行数次有丝分裂，产生多个

50、初级精母细胞。第二阶段：初级精母细胞连续进行两次分裂。每个初第二阶段：初级精母细胞连续进行两次分裂。每个初第二阶段：初级精母细胞连续进行两次分裂。每个初第二阶段：初级精母细胞连续进行两次分裂。每个初级精母细胞产生四个精子细胞级精母细胞产生四个精子细胞级精母细胞产生四个精子细胞级精母细胞产生四个精子细胞 。第三阶段：精子变形：细胞核变为精子头的主要部分，第三阶段：精子变形：细胞核变为精子头的主要部分，第三阶段：精子变形：细胞核变为精子头的主要部分，第三阶段：精子变形：细胞核变为精子头的主要部分，高尔基体发育为头部的顶体，中心体变为精子的尾，线高尔基体发育为头部的顶体，中心体变为精子的尾，线高尔基