生物选修3知识点整理课件.ppt

1、选修三重要知识点整理选修三重要知识点整理第一章第一章 基因工程基因工程1.1.限制性核酸内切酶（限制酶）限制性核酸内切酶（限制酶）主要从原核生物（用于切割外源主要从原核生物（用于切割外源DNADNA，保护自身）中分离纯化出来，保护自身）中分离纯化出来，识别序列由识别序列由6 6个核苷酸（或个核苷酸（或4 4、5 5、8 8个）组成。个）组成。末端种类：平末端和黏性末端末端种类：平末端和黏性末端2.DNA2.DNA连接酶连接酶效率低3.运载体运载体(1)(1)作用：作用：作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。

2、利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。(2)(2)种类：质粒、种类：质粒、噬菌体的衍生物和动植物病毒等。噬菌体的衍生物和动植物病毒等。(3)(3)条件：条件：有一个或多个限制酶切位点有一个或多个限制酶切位点能自我复制能自我复制有标记基因有标记基因（4 4）一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要）一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此在基因工程中，对某些天然的载体进行人工改求，因此在基因工程中，对某些天然的载体进行人工改造。造。4.4.基因工程中形成的重组基因工程中形成的重组DNADNA是是DNADNA分子片段的连接，分子片段的连接，而不是合成而不是合成DNADNA分子或转录

3、合成分子或转录合成mRNAmRNA的过程的过程5.DNA5.DNA连接酶连接酶:不需要模板不需要模板DNADNA聚合酶聚合酶:需要模板需要模板 DNADNA复制时复制时 都形成磷酸二脂键都形成磷酸二脂键6.6.基因操作程序：基因操作程序：获取目的基因获取目的基因构建表达载体（核心）构建表达载体（核心）导入受体细胞导入受体细胞目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定获得目的基因获得目的基因（1 1）基因组文库（所有的）基因组文库（所有的）部分基因文库（部分的），如部分基因文库（部分的），如cDNAcDNA文库文库（2 2）PCRPCR技术扩增目的基因技术扩增目的基因原理：原理：DNADNA复制复

4、制 指数方式增加指数方式增加需要：模板需要：模板DNADNA，原料（游离的四种脱氧核苷酸），引物，原料（游离的四种脱氧核苷酸），引物，DNADNA聚合酶聚合酶（）人工合成（基因较小）（）人工合成（基因较小）化学合成：化学合成：DNADNA合成仪（已知序列）合成仪（已知序列）反转录法：未知序列反转录法：未知序列构建表达载体（核心）构建表达载体（核心）：目的基因、启动子、终止子、标记基因目的基因、启动子、终止子、标记基因导入受体细胞导入受体细胞（）植物细胞（）植物细胞农杆菌转化法：双子叶植物、裸子植物的体细胞或受精卵农杆菌转化法：双子叶植物、裸子植物的体细胞或受精卵基因枪法基因枪法花粉管通道法花粉

5、管通道法（）动物细胞：显微注射技术（）动物细胞：显微注射技术受体细胞：受精卵（受体细胞：受精卵（a a含有目的基因表达所需的物质；含有目的基因表达所需的物质；b b具有全能性）具有全能性）（）微生物细胞：原核生物（繁殖快、多为单细胞、遗传物质相（）微生物细胞：原核生物（繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少）作为受体细胞对较少）作为受体细胞大肠杆菌：大肠杆菌：CaCa处理细胞（感受态细胞）处理细胞（感受态细胞）目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定）检测：）检测：DNADNA分子杂交技术（原理：碱基互补配对）分子杂交技术（原理：碱基互补配对）目的基因作探针目的基因作探针转录出转录出mRNAmR

6、NA翻译成蛋白质：抗原抗体杂交翻译成蛋白质：抗原抗体杂交）鉴定：个体生物学水平）鉴定：个体生物学水平.逆转录形成的目的基因不含内含子逆转录形成的目的基因不含内含子原因：原因：mRNAmRNA形成时切掉了内含子转录的形成时切掉了内含子转录的RNARNA内含子：能转录不能翻译内含子：能转录不能翻译外显子：能转录能翻译外显子：能转录能翻译真核生物基因编码区：内含子和外显子真核生物基因编码区：内含子和外显子原核和真核生物的非编码区：对遗传起调控作用（启动子原核和真核生物的非编码区：对遗传起调控作用（启动子和终止子）和终止子）.植物基因工程技术植物基因工程技术提高农作物的抗逆能力提高农作物的抗逆能力改良

7、农作物的品质改良农作物的品质利用植物生产药物利用植物生产药物.杀虫的基因：杀虫的基因：BtBt毒蛋白基因（我国转基因抗虫棉）、蛋白酶毒蛋白基因（我国转基因抗虫棉）、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因10.10.病原微生物：病毒、真菌、细菌等。病原微生物：病毒、真菌、细菌等。11.11.转基因玉米：赖氨酸含量比对照提高转基因玉米：赖氨酸含量比对照提高30%30%12.12.动物基因工程：动物基因工程：导入生长素基因导入生长素基因-提高生长速度提高生长速度导入肠乳糖酶基因导入肠乳糖酶基因-改善畜产品品质改善畜产品品质生产药物生产药物-乳腺

8、生物反应器或乳房生物反应器乳腺生物反应器或乳房生物反应器优点：易提取、产量高、质量好、成本低优点：易提取、产量高、质量好、成本低转基因动物作器官移植的供体转基因动物作器官移植的供体优点：抑制抗原基因的表达、或除去抗原决定的基因、无免疫优点：抑制抗原基因的表达、或除去抗原决定的基因、无免疫排斥反应排斥反应13.13.工程菌工程菌第一种基因工程药物第一种基因工程药物-重组人胰岛素重组人胰岛素细胞因子、抗体、疫苗、激素等。细胞因子、抗体、疫苗、激素等。我国生产：白细胞介素我国生产：白细胞介素-2-2、干扰素（糖蛋白，为我国第一个批量生、干扰素（糖蛋白，为我国第一个批量生产的药物）、乙肝疫苗产的药物）

9、、乙肝疫苗14.14.体外基因治疗和体内基因治疗：都处于初期临床试验阶段体外基因治疗和体内基因治疗：都处于初期临床试验阶段15.15.基因工程是在两个物种间转移基因，克服了两个物种间由于基因工程是在两个物种间转移基因，克服了两个物种间由于生殖隔离不能进行基因交流的障碍，能定向培育生物新品种。生殖隔离不能进行基因交流的障碍，能定向培育生物新品种。16.16.基因重组：基因重组：1 1）有性生殖时：非等位基因的重新组合）有性生殖时：非等位基因的重新组合 2 2）DNADNA的拼接技术的拼接技术-基因工程基因工程17.17.基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质基因工程在原则上只能生产自然界已

10、存在的蛋白质18.18.蛋白质工程：第二代基因工程蛋白质工程：第二代基因工程基因修饰或基因合成基因修饰或基因合成第二章第二章 细胞工程细胞工程1.植物的组织培养植物的组织培养离体的组织、器官或细胞离体的组织、器官或细胞 愈伤组织愈伤组织 植物体植物体2.植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术生殖方式：无性生殖生殖方式：无性生殖脱分化脱分化再分化再分化外植体外植体固体培养基固体培养基营养：蔗糖、矿质元素（无机盐）营养：蔗糖、矿质元素（无机盐）激素：生长素、细胞分裂素（也有赤霉素）激素：生长素、细胞分裂素（也有赤霉素）注：愈伤组织之后需要给予光照条件注：愈伤组织之后需要给予光照条件原理：植物细胞的全

11、能性原理：植物细胞的全能性去除细胞壁的方法：酶解法（纤维素酶和果胶酶）去除细胞壁的方法：酶解法（纤维素酶和果胶酶）诱导原生质体融合的方法：诱导原生质体融合的方法：物理法：离心、振动和电激物理法：离心、振动和电激化学法：聚乙二醇（化学法：聚乙二醇（PEG）生长素含量细胞分裂素：诱导脱分化和根原基形成生长素含量细胞分裂素：诱导脱分化和根原基形成生长素含量生长素含量细胞分裂素：诱导再分化和芽原基形成细胞分裂素：诱导再分化和芽原基形成 一、植物细胞工程一、植物细胞工程杂种细胞形成的标志：生成新的细胞壁杂种细胞形成的标志：生成新的细胞壁植物体细胞杂交的原理：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性植物体细胞杂交

12、的原理：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性意义：克服不同物种远缘杂交的障碍意义：克服不同物种远缘杂交的障碍3 植物细胞工程的应用植物细胞工程的应用（1）微型繁殖）微型繁殖 意义：保持亲本优良性状、快速繁殖意义：保持亲本优良性状、快速繁殖（2）作物脱毒）作物脱毒 取材部位：茎尖、根尖（分生区）取材部位：茎尖、根尖（分生区）（3）人工种子：由胚状体和人工种皮（营养物质、杀菌剂）人工种子：由胚状体和人工种皮（营养物质、杀菌剂）（4）单倍体育种）单倍体育种（5)细胞产物的工厂化生产细胞产物的工厂化生产例如：从愈伤组织中提取紫草素例如：从愈伤组织中提取紫草素二、动物细胞工程二、动物细胞工程（一）动物细胞培

13、养（一）动物细胞培养1、过程：原代培养、过程：原代培养 幼龄动物的组织块幼龄动物的组织块 分散成单分散成单个细胞个细胞 细胞悬液细胞悬液 细胞贴壁细胞贴壁 接触抑制接触抑制胰蛋白酶或胶原蛋白酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶传代培养传代培养2、原理：细胞的增殖、原理：细胞的增殖10代以内，保持正常的二倍体核型代以内，保持正常的二倍体核型3、动物细胞培养条件：、动物细胞培养条件：无菌、无毒无菌、无毒 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、动物血清（液体培养基）无机盐、微量元素、动物血清（液体培养基）温度和温度和PH 气体环境（气

14、体环境（CO2、O2)动物细胞培养动物细胞培养植物组织培养植物组织培养原理原理目的目的结果结果培养液成分培养液成分细胞增殖细胞增殖细胞全能性细胞全能性获得细胞或细获得细胞或细胞分泌蛋白胞分泌蛋白脱毒植株、微型繁殖、人工种子脱毒植株、微型繁殖、人工种子获得新植株获得新植株获取大量细胞或细获取大量细胞或细胞产物胞产物无机盐、维生素、激无机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、素、氨基酸、核苷酸、葡萄糖、血清葡萄糖、血清液体培养基液体培养基蔗糖、矿质元素、维生素、蔗糖、矿质元素、维生素、植物激素、有机添加剂植物激素、有机添加剂固体培养基固体培养基（二）动物体细胞核移植技术（二）动物体细胞核移植技术胚胎细

15、胞核移植胚胎细胞核移植体细胞核移植（卵母细胞：减二中期）体细胞核移植（卵母细胞：减二中期）原理：动物细胞核的全能性原理：动物细胞核的全能性（三）动物细胞融合（三）动物细胞融合1、诱导方法：聚乙二醇、电激、灭活的病毒、诱导方法：聚乙二醇、电激、灭活的病毒2、原理：细胞膜的流动性、原理：细胞膜的流动性（四）单克隆抗体（四）单克隆抗体1、原理：免疫原理、动物细胞融合、动物细胞培养、原理：免疫原理、动物细胞融合、动物细胞培养2、细胞类型（种）、融合的细胞类型（种）细胞类型（种）、融合的细胞类型（种）、杂交瘤细胞的特点：无限增殖、产生单一抗体、杂交瘤细胞的特点：无限增殖、产生单一抗体、优点：特异性强、灵

16、敏度高、产量大、优点：特异性强、灵敏度高、产量大、应用：诊断试剂、应用：诊断试剂、治疗疾病和运载药物（生物导弹）治疗疾病和运载药物（生物导弹）第三章胚胎工程第三章胚胎工程1.1.精子的发生精子的发生:从初情期从初情期-生殖机能衰退生殖机能衰退(哺乳动物的睾丸的曲细精管里哺乳动物的睾丸的曲细精管里)1)1)精原细胞精原细胞有丝分裂大量精原细胞大量精原细胞其中部分其中部分初级精母细胞初级精母细胞2)2)初级精母细胞初级精母细胞MMMM四个单倍体精子细胞四个单倍体精子细胞3)3)变形变形:形似蝌蚪形似蝌蚪,分头颈尾。分头颈尾。细胞核细胞核-精子头部的主要部分精子头部的主要部分高尔基体高尔基体-精子头

17、部的顶体精子头部的顶体中心体中心体-精子的尾部精子的尾部线粒体线粒体-聚集在尾的基部形成线粒体鞘聚集在尾的基部形成线粒体鞘其他物质：浓缩为原生质滴，脱落和。其他物质：浓缩为原生质滴，脱落和。2.2.卵子的发生卵子的发生 1)1)场所场所:卵巢内卵巢内,输卵管中输卵管中2)2)时间时间:从性别分化到生殖机能衰退从性别分化到生殖机能衰退3)3)过程过程:卵原细胞卵原细胞有丝分裂有丝分裂大量卵原细胞大量卵原细胞其中部分其中部分初级卵母细胞初级卵母细胞(被卵泡细胞包围被卵泡细胞包围)形成卵泡形成卵泡减分减分成熟卵子成熟卵子MM：排卵前后完成（进入输卵管），产生：排卵前后完成（进入输卵管），产生1 1个

18、极体和个极体和1 1个次级卵母细胞个次级卵母细胞MM：精子与卵子结合时，生成成熟卵子和：精子与卵子结合时，生成成熟卵子和1 1个第二极体个第二极体4 4）卵子是否受精的重要标志）卵子是否受精的重要标志卵黄膜和透明带的间隙可观察到两个极体卵黄膜和透明带的间隙可观察到两个极体3.3.排卵：卵子从卵泡中排出排卵：卵子从卵泡中排出4.4.受精受精场所：输卵管中场所：输卵管中1 1）精子获能）精子获能2 2）卵子准备：进一步成熟，达到减二中）卵子准备：进一步成熟，达到减二中3 3）过程）过程顶体反应，释放顶体酶，穿越放射冠顶体反应，释放顶体酶，穿越放射冠透明带反应透明带反应-防止多精入卵的第一道屏障防止

19、多精入卵的第一道屏障卵黄膜封闭作用卵黄膜封闭作用-防止多精入卵的第二道屏障防止多精入卵的第二道屏障入卵后，尾部脱离，核膜破裂，形成雄原核入卵后，尾部脱离，核膜破裂，形成雄原核同时卵子被激活，完成减二分裂，形成雌原核同时卵子被激活，完成减二分裂，形成雌原核5.5.卵裂期：透明带内进行，胚胎总体积略减小，细胞行有丝分裂卵裂期：透明带内进行，胚胎总体积略减小，细胞行有丝分裂6.6.桑椹胚（桑椹胚（3232个），之前每个细胞都具全能性个），之前每个细胞都具全能性7.7.囊胚：内细胞团囊胚：内细胞团 发育成各种组织发育成各种组织 滋养层滋养层 胎膜胎膜 胎盘胎盘8.8.透明带破裂：孵化透明带破裂：孵化9

20、.9.原肠胚：原肠胚：内细胞团表层细胞内细胞团表层细胞 外胚层外胚层（细胞分化最旺盛）（细胞分化最旺盛）下方细胞下方细胞 内胚层内胚层 包围的原肠腔包围的原肠腔10.10.体外受精体外受精1)1)卵母细胞采集和培养卵母细胞采集和培养促性腺激素处理促性腺激素处理(小小)已屠宰母畜卵卵巢中采集已屠宰母畜卵卵巢中采集超声波探测仪超声波探测仪用真空泵吸取用真空泵吸取2)2)精子采集和获能精子采集和获能采集采集:假阴道法假阴道法手握法手握法电刺激法电刺激法获能获能:培养法培养法化学诱导法化学诱导法:肝素或钙离子载体肝素或钙离子载体11.11.胚胎早期培养胚胎早期培养:无机盐无机盐 有机盐有机盐 维生素维

21、生素 激素激素 氨基酸氨基酸 核苷酸核苷酸 血清等血清等12.12.胚胎移植胚胎移植:1)1)供受体生殖器官的生理变化相同供受体生殖器官的生理变化相同,相同生理环境相同生理环境2)2)处于游离态处于游离态3)3)不发生免疫排斥不发生免疫排斥4)4)可与受体子宫正常生理和组织联系可与受体子宫正常生理和组织联系13.13.胚胎移植基本程序胚胎移植基本程序:1)1)供受体选择处理供受体选择处理2)2)配种或人工受精配种或人工受精3)3)胚胎收集胚胎收集,检查检查,保存保存4)4)移植移植5)5)检查检查14.14.胚胎的分割胚胎的分割:桑葚胚或囊胚桑葚胚或囊胚15.15.胚胎干细胞胚胎干细胞(ES(

22、ES或或EK):EK):1)1)特点特点:体积小体积小,细胞质核大细胞质核大,核仁明显核仁明显,具发育的全能性具发育的全能性2)2)体外体外:可增殖不分化可增殖不分化3)3)应用应用:细胞坏死细胞坏死,退化退化,功能异常引起的疾病功能异常引起的疾病,如帕金森如帕金森,少年糖尿病少年糖尿病,老年痴呆症等老年痴呆症等4)4)分化诱导因子分化诱导因子:诱导诱导ESES分化分化16.16.比较比较 试管婴儿试管婴儿 克隆克隆1)1)生物原理或技术生物原理或技术2)2)生殖类型生殖类型3)3)后代遗传性状后代遗传性状继承特点继承特点体外受精体外受精,胚胎移植胚胎移植 细胞全能性细胞全能性,核移植核移植有性有性 无性无性 双亲特性双亲特性 几乎全部性状与提供核几乎全部性状与提供核 的亲本性状一样的亲本性状一样