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1、(一)概念:基因工程是在 水平上进行的设计和施工,因此又叫做(二)基因工程的基本工具包括:。DNA分子DNADNA重组技术或基因拼接技术重组技术或基因拼接技术限制酶、DNA连接酶、运载体知识一 基因工程1、限制酶(1)作用:能够识别双链DNA分子的的某种 序列,并且使每一条链中 的两个核苷酸之间的 断开。EcoRI限制酶识别的列:。SmaI限制酶识别的序列:。一种限制酶只能识别 种核苷酸序列。(2)作用结果:产生 或。特定核苷酸特定部位磷酸二酯键GAATTCCCCGGG一平末端黏性末端2、DNA连接酶(1)作用部位:。(2)根据酶的来源不同,可将这些酶分为两类:连接酶来源:。作用:只能“缝合”
2、具有 的双链DNA片段。连接酶来源:。作用:既可以连接,又可以连接。3、运载体常用的运载体有:等。磷酸二酯键EcoliDNA大肠杆菌黏性末端黏性末端平末端T4DNAT4噬菌体质粒、质粒、噬菌体衍生物、噬菌体衍生物、动植物病毒动植物病毒(三)基因工程的基本操作程序步骤:;。1、获取目的基因的方法(1)未知基因的核苷酸序列时:可从 中获取目的基因。(2)已知基因的核苷酸序列时:利用 扩增目的基因和利用 直接人工合成目的基因。目的基因获取基因表达载体的构建将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定基因文库PCR技术化学方法2、基因表达载体的构建(基因工程的)用一定的 切割质粒,使其露出。用 切断目的
3、基因,使其产生。将切下的目的基因片段插入质粒的切口处,再加入适量,形成了一个重组DNA分子。一个基因表达载体的组成,除了目的基因外,还必须有、以及 等。限制酶末端同种限制酶相同的末端DNA连接酶启动子终止子标记基因核心步骤启动子:位于基因的,它是 识别和结合的部位,驱动基因转录出mRNA。终止子:位于基因的,能终止。首端尾端 转录RNA聚合酶3、将目的基因导入受体细胞将目的基因导入植物细胞的方法:。将目的基因导入动物细胞的方法:。将目的基因导入微生物细胞的方法:。农杆菌转化法、花粉管通道法、基因枪法显微注射技术Ca2+处理法4、目的基因的检测与鉴定(1)检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了
4、目的基因(目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键。)方法:。(2)检测目的基因是否转录出了mRNA(检测目的基因是否发挥功能作用的第一步。)方法:。(3)检测目的基因是否翻译成蛋白质 方法:。DNA分子杂交技术分子杂交技术抗原抗体杂交(一)植物组织培养技术1、原理:。2、过程:植物细胞的全能性离体的植物器官、组织或细胞一定的营养、激素脱分化愈伤组织含有不同激素成分的培养基再分化胚状体或丛芽 完整小植株知识二 细胞工程一、植物细胞工程(二)植物体细胞杂交技术1、过程:(1)制备原生质体:用 酶和 酶去除细胞壁,获得具有活力的。(2)诱导原生质体间的融合诱导方法:物理法(包括、等)化学法(用()诱
5、导)(3)获得杂种细胞,在进行组织培养2、意义:克服不同生物 的障碍。纤维素 果胶原生质体离心振动 电激聚乙二醇PEG远缘杂交不亲和(三)植物细胞工程的实际应用1、作物脱毒(1)材料:植物的(如茎尖)(2)常用方法:。2、人工种子以植物组织培养得到的 等为材料,经过人工 包装得到的种子。3、细胞产物的工厂化生产利用组织培养技术形成 即可。分生区附近茎尖组织培养技术胚状体薄膜愈伤组织(一)动物细胞培养1、原理:2、过程:取动物组织块分散组织细胞(用 或)配置细胞悬液 培养 培养(最终不能培养成)原代细胞具有 和 的特点。胰蛋白酶胶原蛋白酶原代 传代生物体细胞贴壁 接触抑制二、动物细胞工程细胞增殖
6、3、动物细胞培养的条件(1)无菌、无毒的环境:(2)营养:合成培养基,成分有:、氨基酸、无机盐、微量元素、等。(3)适宜的温度和pH(4)气体环境细胞培养所需气体主要有 和。O2是细胞代谢所必需的;CO2的主要作用是。葡萄糖促生长因子血浆血清O2CO2维持培养液的pH(二)核移植1、概念: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 中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体。用核移植的方法得到的动物称为卵母细胞克隆动物2、类型:和体细胞核移植胚胎细胞核移植3、原理:动物细胞核的全能性胚胎移植细胞融合减中期供体动物中取出体细胞供体细胞培养供体细胞卵巢中的
7、卵母细胞去核卵母细胞注入电刺激使两细胞融合杂种细胞分分裂裂和和发发育育措施:用措施:用物理或化物理或化学方法学方法(如电脉(如电脉冲、钙离冲、钙离子载体、子载体、乙醇、蛋乙醇、蛋白酶合成白酶合成抑制剂等)抑制剂等)重组胚胎代孕动物与供体动物遗传物质基本相同的幼体。方法:显微操作(普遍)、梯度离心、方法:显微操作(普遍)、梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理等。紫外光短时间照射、化学物质处理等。4、过程:(三)动物细胞融合1、原理:。2、人工诱导的方法:物理法(离心、振动、电激等)、化学法(聚乙二醇)、生物法()。4、应用:克服了 的不亲和性,常利用该技术制造。细胞膜的流动性灭活的病毒远缘杂
8、交单克隆抗体(四)单克隆抗体的制备过程(四)单克隆抗体的制备过程(11)产生特异性抗体的)产生特异性抗体的BB淋巴细胞的制备:淋巴细胞的制备:向免疫小鼠体内注射特定的向免疫小鼠体内注射特定的,然后从,然后从小鼠小鼠 内获得相应的内获得相应的BB淋巴细胞。淋巴细胞。(22)杂交瘤细胞的获得:将鼠的)杂交瘤细胞的获得:将鼠的 与与BB淋巴细胞融合,用特定的选择培养基筛选出淋巴细胞融合,用特定的选择培养基筛选出。再通过再通过 筛选出筛选出特定的杂交瘤细胞,该细胞既能特定的杂交瘤细胞,该细胞既能 又能又能。(44)杂交瘤细胞的)杂交瘤细胞的 或注射或注射到到 内增殖。内增殖。(55)提取单克隆抗体:从
9、)提取单克隆抗体:从 或小鼠的或小鼠的 中提取。中提取。抗原蛋白脾脏骨髓瘤细胞杂交瘤细胞大量繁殖产生专一抗体体外条件下大规模培养小鼠腹腔细胞培养液腹水克隆化培养和抗体检测(一)精子的发生1、场所:精子的发生是在 内的 中完成的。2、时期:从 到。睾丸初情期曲细精管生殖机能衰退知识三 胚胎工程一、体内受精和早期胚胎发育3、精子细胞变形中的主要变化细 胞 核高尔基体中 心 体线 粒 体细胞内其他物质发育为演变为形成浓缩成变为精子头的主要部分头部的顶体精子的尾线粒体鞘(尾的基部)原生质滴(球状)(二)卵子的发生1、场所:卵子的发生是在 内中完成的。2、时期:(动物胚胎)在 以后,即。卵巢性别分化胎儿
10、期极体卵子结构图1、概念:指 和 结合形成(即)的过程。2、标志:在 和 的间隙可以观察到两个极体时。3、场所:受精是在 内完成的。(三)受精精子受精卵卵细胞膜 透明带输卵管卵子合子精子穿越 和4、过程受精前的准备阶段受精阶段受精过程精子获能准备阶段1:卵子的准备准备阶段2:放射冠雌雄原核形成透明带受精卵的形成精子进入卵黄膜(四)胚胎发育阶段:受精卵 原肠胚1、桑椹胚这一阶段的每个细胞都具有发育成 的潜能,属于 细胞。卵裂桑椹胚囊胚完整胚胎全能2、囊胚(细胞开始出现 的阶段)内细胞团:将来发育成。滋养层:将来发育成。胚胎的内部出现含有液体的囊腔。囊胚扩大导致 破裂,胚胎从其中伸展出来,该过程称
11、为。3、原肠胚:内细胞团表层的细胞形成,下方细胞形成,出现。分化胎儿的各种组织胎膜和胎盘囊胚腔透明带孵化外胚层内胚层 原肠腔主要步骤包括:卵母细胞的采集 精子的获取 受精(一)体外受精二、胚胎工程技术(1)实验动物(如小鼠、兔,以及家畜猪、羊等)卵母细胞采集的主要方法是:用 处理,使其排出更多的卵子,然后,从 中冲取卵子。(2)大家畜或大型动物(如牛)卵母细胞采集的主要方法是:从屠宰场已屠宰母畜的 中采集卵母细胞,也可以借助于、等工具,直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。1、卵母细胞的采集和培养促性腺激素输卵管卵巢超声波(B超)探测仪内窥镜腹腔镜(1)收集精子的方法有:、。(2)精子获能 精子
12、体外获能方法有 和 两种。培养法:即将取自附睾的精子,放入人工配制的 中,培养一段时间后,精子就获能。适用于啮齿动物、家兔和猪等动物的精子。化学诱导法:将精子放在一定浓度的 或 中,用化学药物诱导精子获能。适用于牛、羊等家畜的精子。假阴道法2、精子的收集和获能手握法 电刺激法培养法培养法化学诱导法化学诱导法获能液获能液肝素肝素钙离子载体钙离子载体A23187A23187溶液溶液3、受精获能的精子和培养成熟的卵子,一般情况下在 或 中完成受精过程。获能溶液 专用的受精溶液(二)胚胎的早期培养培养液成分:一般包括 和 外,还需添加、等营养成分,以及 等物质。无机盐无机盐有机盐类有机盐类维生素维生素
13、激素激素氨基酸氨基酸核苷酸核苷酸血清血清2、胚胎移植的生理学基础(三)胚胎移植(1)(2)(3)(4)供体和受体相同的生理环境早期胚胎处于游离状态,为胚胎收集提供了可能受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥胚胎与受体建立正常联系,但遗传物质没有改变1、概念胚胎移植是指将雌性动物体内的,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到 的其他雌性动物的体内,使之继续发育成为新个体的技术。早期胚胎同种的生理状态相同3、胚胎移植的过程对供、受体的选择和处理配种或进行人工授精对胚胎的收集、检查、培养或保存对胚胎进行移植胚胎移植后的检查同期发情处理 超数排卵处理冲卵 桑椹胚或囊胚阶段 液氮保存4、意义 充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能5、胚胎移植时间1、选择的胚胎:分割时应选择发育良好、形态正常常的 或。2、分割:在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将 均等分割。桑椹胚囊胚内细胞团1、概念:简称 细胞,是由 或 中分离出来的一类细胞。2、特点:(1)形态:、。(2)功能:具有发育的。ES或EK早期胚胎 原始性腺体积小 细胞核大核仁明显全能性(四)胚胎分割(五)胚胎干细胞
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