選修3復(fù)習(xí)學(xué)案

本模塊知識內(nèi)容的構(gòu)建順序:

基因工程

(一)基因工程的概念

概念：基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴格的設(shè)計，通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因

技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。

基因工程是在DNA分子水平上進行設(shè)計和施工的，又叫做DNA重組技術(shù)。

原理：基因重組

(二)基因工程的根本工具

1.“分子手術(shù)刀”一一限制性核酸內(nèi)切酶〔限制酶〕

(1)來源：主要是從原核生物中別離純化出來的。

(2)功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苜酸序列,并且使每一條鏈中特定

部位的兩個核甘酸之間的磷酸二酯鍵斷開，因此具有專一性。

(3)結(jié)果：經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端.

2.“分子縫合針”一一DNA連接酶

(1)兩種DNA連接酶(大腸桿菌、T4噬菌體)的比擬：

①相同點：都縫合磷酸二酯鍵。

②區(qū)別：E-coliDNA連接酣來源于大腸桿菌,只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之

間的磷酸二酯鍵連接起來：而的DNA連接酶能縫合兩種末端,但連接平末端的之間的效

率較低。

(2)與DNA聚合酶作用的異同:

DNA聚合聚只能將單個核個酸加到已有的核的酸片段的末端,形成磷酸二酯鍵.

DNA連接酶是連接兩個DNA片段的末端,形成磷酸二酯鍵。

3.“分子運輸車”一一〔運〕載體

(1)載體具備的條件：

①能在受體細胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存°

②具有一至多個限制酶切點，供外源DNA片段插入。

③具有標記基因，供重組DNA的鑒定和選接口

④對受體細胞無害。

(2)最常用的載體是理，它是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單的、獨立于細菌染色體之外,

并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。

(3)其它載體：噬菌體的衍生物、動植物病毒

(三)基因工程的根本操作程序

第一步：目的基因的獲取

1.目的基因是指：編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因.

X原核細胞的基因結(jié)構(gòu)與真核細胞的基因結(jié)構(gòu)的異同點

真核細胞基因結(jié)構(gòu)要比原核細胞的基因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，編碼區(qū)間隔的、不連續(xù)，能夠

編碼蛋白質(zhì)的序列被不能夠編碼蛋白質(zhì)的序列分隔開來，成為一種斷裂的形式，分為:

外顯子：能夠編碼蛋白質(zhì)的序列；內(nèi)含子：不能夠編碼蛋白質(zhì)的序列

一、原核細胞的茗因結(jié)構(gòu)

調(diào)控遺傳信息的我達

一和編碼區(qū)一一非編碼區(qū)一

編碼區(qū)上訥編碼區(qū)下游

屯姐聚合港結(jié)合位點

編碼同白質(zhì)

二、真校細胞的基因結(jié)構(gòu)

調(diào)控遺傳信息的表達

一非帳碼區(qū)T納碼區(qū)非俄碼區(qū)-

演朋區(qū)上游循碼區(qū)下游

外顯子內(nèi)金子

RNA聚合薛結(jié)合優(yōu)點

2.目的基因的獲取方法：

人工合成目的基因：常用的方法有化學(xué)合成法和反轉(zhuǎn)錄法.

從基因文庫中獲取

化學(xué)合成法I蛋白質(zhì)分析>氨基酸序列推冽〉RNA堿基序列推測>DNA

(基因組文庫、cDNA文庫)

用化學(xué)方法直接人工合成堿基序列一>用4種脫氧核甘酸人工合成目的基因

用PCR技術(shù)擴增日的基因反轉(zhuǎn)錄海分離出供體細胞mRNA逆轉(zhuǎn)錄金>單轉(zhuǎn)DNA—雪塞”f合成

3.PCR技術(shù)擴增目的基因

目的基因

(1)原理：DNA雙鏈復(fù)制

(2)過程：

第一步變性：加熱至90?95℃第A解鏈：

第二步退火：冷卻到55?60℃,引物結(jié)合到互補DNA鏈;

第三步延伸：加熱至70?75℃,熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始互補鏈的合成。

第二步：基因表達載體的構(gòu)建〔目的基因與運載體結(jié)合〕

1.目的：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳至下一代,

使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。

2.組成：目的基因+啟動子+終止子+標記基因+復(fù)制原點

(1)啟動子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,位于基因的首端,是

RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位,能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出水NA,最終獲得所

'需:的蛋白質(zhì)。

S1-10表達轂々■模式圖

(2)終止子：也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的尾端。

(3)標記基因的作用：是為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基

因的細胞篩選出來。常用的標記基因是抗生素基因。

第三步：將目的基因?qū)胧荏w細胞—

1.轉(zhuǎn)化的概念：是目的基因進入受體細胞內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過

程。

2.常用的轉(zhuǎn)化方法：

將目的基因?qū)胫参锛毎翰捎米疃嗟姆椒ㄊ寝r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,其次還有基因槍法和

花粉管通道法等。

將目的基因?qū)雱游锛毎鹤畛Ｓ玫姆椒ㄊ且伙@微注射技術(shù)。此方法的受體細胞多是一受

精卵。

將目的基因?qū)胛⑸锛毎篊aCI2處理使細菌成為感受態(tài)細胞

3.重組細胞導(dǎo)入受體細胞后，篩選含有基因表達載體受體細胞的依據(jù)是標記基因是否

表達。

第四步：目的基因的檢測和鑒定

1.檢測

首先要檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因,方法是采用DNA分子

雜交技術(shù)。其次還要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA,方法是采用用標記的目的

基因單鏈作探針與mRNA進行核酸分子雜交。

最后檢測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)

的抗體進行抗原一抗體雜交O

2.鑒定：

有時還需進行個體生物學(xué)水平的鑒定。如抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等

思考：真核生物的基因?qū)爰毦毎?，不能正常發(fā)揮成效的可能原因

①被細菌體內(nèi)的限制性內(nèi)切酶破壞。

②該基因指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)不能在細菌體內(nèi)正確修飾和表達。

③細菌的RNA聚合酶不能識別真核基因的位點，致使不能啟動轉(zhuǎn)錄。

④細菌細胞中沒有切除內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄局部的酶。

（四）基因工程的應(yīng)用

1.植物基因工程：抗蟲、抗病、抗逆轉(zhuǎn)基因植物，利用轉(zhuǎn)基因改進植物的品質(zhì)。

2.動物基因工程：提高動物生長速度、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物。

3.基因治療：把正常的外源基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因表達產(chǎn)物發(fā)揮作用。

（五）基因工程的意義：

能夠打破生物種屬的界限（即打破生殖隔離，克服遠源雜交不親和的障礙），在分

子水平上定向改變生物的遺傳特性。

（六）蛋白質(zhì)工程的概念（第二代的基因工程）

基因工程在原那么上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)工程對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì),

1.從預(yù)期的蛋白蛋白質(zhì)工程

質(zhì)功能出發(fā).預(yù)期功能

-------生物功能

2.設(shè)計預(yù)期的蛋?

中心法則

白質(zhì)結(jié)構(gòu)

3.推測應(yīng)用的氨基酸序列

4.找到相應(yīng)的脫氧核甘酸序列5.人工合成新的目的基因6.將此目的基因?qū)胧荏w細胞

表達

參與生理過程

名稱作用

及應(yīng)用

DNA連接酶連接兩個DN昉段

限制性核酸內(nèi)切酶切割某種特定的脫氧核昔酸序列基因工程

DNA聚合酶在脫氧核苛酸鏈上添加單個脫氧核普酸DNA復(fù)制

RNA聚合酶在核昔酸鏈上添加單個核昔酸轉(zhuǎn)錄

解旋酶使堿基同氫鍵斷裂形成單脫氧核甘酸鏈DNA復(fù)制

逆轉(zhuǎn)錄酶以RNA為模板合成DNA逆轉(zhuǎn)錄、基因工程

?基因拼接

?外源基因在受體細胞內(nèi)的表達

［兩個理論基礎(chǔ)

?限制性核酸內(nèi)切酶

店種工具］—

基因工程（DNA重組技術(shù)）——個就念「?DMA連接的

?基因進入受體細胞的載體

\/

［姻!程］

?目的基因的獲取?植物基因工程

?基因表達戟體的構(gòu)建?動物基因工程

?將目的基因?qū)胧荏w細胞四步驟操作/應(yīng)用

?基因工程藥物

練習(xí)：

一、判斷正誤

1.限制性內(nèi)切酶能識別和切割RNA

2.利用DNA連接酶復(fù)制目的基因

3.DNA連接酶和RNA聚合酶是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需工具能

4.可用含抗生素的培養(yǎng)基檢測大腸桿菌中是否導(dǎo)入了重組質(zhì)粒

5.基因表達載體的構(gòu)建方法是一致的

6.顯微注射技術(shù)是最為有效的一種將目的基因?qū)胫参锛毎姆椒?/p>

7.大腸桿菌是常用的微生物受體

8.基因工程經(jīng)常以抗菌素抗性基因為目的基因

9.診斷苯丙酮尿癥的探針是指合成苯丙羥化酶的雙鏈DNA片段

10.選用細菌作為重組質(zhì)粒的受體細胞主要是因為細菌繁殖快、遺傳物質(zhì)少

11.只要目的基因進入受體細胞就能成功實現(xiàn)表達

12.DNA連接酶將黏性末端的堿基連接起來

13.人工合成目的基因不用限制性核酸內(nèi)切酶

14.采用反轉(zhuǎn)錄的方法得到的目的基因有內(nèi)含子

15.基因非編碼區(qū)對于目的基因在塊莖中的表達是不可缺少的

16.工程菌”是指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達的菌類細胞株系

17.基因治療是指用DNA探針修復(fù)缺陷基因

18.重組DNA技術(shù)所用的工具腋是限制酶、連接前和運載體

二、填空題：

1、以重組DNA技術(shù)為核心的基因工程正在改變著人類的生活。請答復(fù)以下問題。

⑴獲得目的基因的方法通常包括和o

⑵切割和連接DNA分子所使用的酶分別是和。

⑶運送目的基因進入受體細胞的載體一般選用病毒或,后

者的性狀呈o

⑷由于重組DNA分子成功導(dǎo)入受體細胞的頻率,所以在轉(zhuǎn)化后通常需

要進行

________________操作。

⑸將人胰島素基因分別導(dǎo)入大腸桿菌與酵母菌，從兩者中生產(chǎn)的胰島素在功能和

序列上是相同的。

答案：（1）化學(xué)合成（人工合成）從基因文庫中獲取、PCR

（2）限制性核酸內(nèi)切酶邛艮制酶）DNA連接酶（連接酶）

（3）質(zhì)粒小型環(huán)狀（雙鏈環(huán)狀、環(huán)狀）（4）低篩選（5）氨基酸

2、將動物致病菌的抗原基因?qū)腭R鈴薯制成植物疫苗，飼喂轉(zhuǎn)基因馬鈴薯可使動物獲

得免疫力。以下是與植物疫苗制備過程相關(guān)的圖和表。

引物對表1引物對序列表

一/DNA引物對P\AACTGAAATGTAGCTATC

A.P2TTAAGTCCATTACTCTAG

模板--MHIRHIIII山山山舟山!川1刖川11州111川11肅111。11陽引物對61GTCCGACTAGTGGCTGTG

BS2AGCTGGCGTTTAGCCTCG

圖2引物對與模板結(jié)合示意圖

表2幾種限制醐識別序列及切割位點表

限制酶AluIEcoRIPSLISmaI

AG!CTGIAATTCCTGCAiGCCCIGGG

切割位點

TCfGACTTAATGGtACGTCGGGfCCC

請根據(jù)以上圖表答復(fù)以下問題。

（1）在采用常規(guī)PCR方法擴增目的基因的過程中，使用的DNA聚合酣不同于一般生物

體內(nèi)的DNA聚合酶，其最主要的特點是。

（2）PCR過程中退火（復(fù)性）溫度必須根據(jù)引物的堿基數(shù)量和種類來設(shè)定。表1為根

據(jù)模板設(shè)計的兩對引物序列，圖2為引物對與模板結(jié)合示意圖。請判斷哪一對引物可

采用較高的退火溫度？O

（3）圖1步驟③所用的DNA連接酶對所連接的DNA兩端堿基序列是否有專一性要

求？O

（4）為將外源基因轉(zhuǎn)入馬鈴薯，圖1步驟⑥轉(zhuǎn)基因所用的細菌3通常

為。

(5)對符合設(shè)計要求的重組質(zhì)粒T進行酶切，。假設(shè)所用的酶均可將識別位點完全切

開，請根據(jù)圖1中標示的酶切位點和表2所列的識別序列，對以下酶切結(jié)果作出判斷。

①采用EcoRI和PstI酶切，得到_________種DNA片斷。

②采用EcoRI和SmaI酶切,得到種DNA片斷。

答案：(1)耐高溫2)引物對B(3)否(4)農(nóng)桿菌(5)①2②1

DNA連接酶對序列沒有要求，但需要被鏈接的DNA的接頭為同尾酶酶切造成的可互補

的末端或平末端。

Tm值(解鏈溫度)=4(G+C)+2(A+T)

復(fù)性溫度=Tm值?(5?10C)

退火溫度：取決于反響體系中引物的濃度，引物長度及其核甘酸的組成，溫度以比引物擴增的Tm值

[(A+T)X2+(C+G)X4]低5。為宜

二、克隆技術(shù)(細胞工程)

(—)克隆

L個體通過無性繁殖可以連續(xù)傳代并形成群體，這樣的群體稱為無性繁殖系

2.克隆就是指無性繁殖系(名詞);是通過單個細胞，特別是來自特定個體的矍個母細

胞進行無性繁殖，從而產(chǎn)生新個體的過程或技術(shù)(動詞)

3.無性生殖

①.概念：不經(jīng)過兩性生殖細胞的結(jié)合，由母體直接產(chǎn)生新個體的生殖方式。

②.種類：

n概念舉例共同點

分裂生殖由一個生物體直接分裂成為兩個新個體。這草履蟲新個體是由

兩個新個體，大小和形狀根本相同.細菌母體直接產(chǎn)

出芽生殖在母體的一定部位上長出芽體。芽體長大以水蝗、生出來，新個

后從母體上脫落下來，成為與母體一樣的新酵母菌體所含的遺

個體。傳物質(zhì)與母

真菌和一些植物，能夠產(chǎn)生一種無性的生殖根霉、體的相同，因

抱子生殖細胞，稱抱子。抱子在適宜的環(huán)境條件下，鐵線蕨而新個體能

能夠萌發(fā)并長成新植株。夠保持母體

營養(yǎng)生殖植物體營養(yǎng)器官的一局部，在與母體脫離后，草莓、的一切性狀。

能夠發(fā)育成為一個新個體。馬鈴薯

4.有性生殖

①.概念：由親本產(chǎn)生有性生殖細胞，經(jīng)過兩性生瘦細胞的結(jié)合，成為合子，再由全

壬發(fā)育成新個體的生殖方式。

②.意義：產(chǎn)生的后代具備了雙親的遺傳特性,具有更強的生活力和變異性,對于生

物的生存和進化具有重要的意義。

5.克隆的理論根底：從理論上說，由于細胞核具有基因組全套遺傳信息,生物的體細

胞有潛力直接發(fā)育成胚胎和形成與核供體完全相同的個體克隆(具有發(fā)育的全能性)，

但實際上動物胚胎發(fā)育的條件和基因調(diào)控機理復(fù)雜,動物克隆的實現(xiàn)并非是一件簡單

的事。

6.克隆的條件：細胞(主要是包含遺傳物質(zhì)的細胞核)具有發(fā)育全能性是生物克隆的

根木條件(嚴格說是克隆的潛能)。實際研究說明，生物(特別是高等動物)克隆的根

本條件：11）具有包含物種完整基因組的細胞核的活細胞;（2）能有效調(diào)控細胞核發(fā)

育的細胞質(zhì)物質(zhì);（3）完成胚胎發(fā)育的必要的處境條件。

（-）植物細胞工程

1、植物組織培養(yǎng)技術(shù)

（1）理論根底（原理）：細胞全能性（2）過程：

調(diào)控：生長素和細

，施分裂素的比例、、

脫麻植

|外植體|

愈傷組織再分化根、芽物

（分化）條件（未分化）（胚狀體）體

特點：無定形狀態(tài)、簿

營養(yǎng)條件：水、無機鹽、

壁細胞、高度液泡化、

蔗糖、氨基酸、維生素等排列疏松無規(guī)那么

激素：生長素類和細胞分

[3疑卷集.離體、無菌、營養(yǎng)物質(zhì)、激素、光照等其他情宣!光

⑷上咸連微岑/殖、作物脫j毒、制造人工種子、單倍體育種、突變體的利用、細胞

①植物繁殖

微型繁殖：可以高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖

作物脫毒：采用莖尖組織培養(yǎng)來除去病毒〔因為植物分生區(qū)附近的病毒極少或沒有）

人工種子：以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)人工

薄膜包裝得到的種子。

優(yōu)點：完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性，不受季節(jié)的限制；方便儲藏和運輸

②作物新品種培育

單倍體育種，

a過程：

植株（AaBb）通過減數(shù)分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab四種類型）;

對花粉進行花藥離體培養(yǎng)（技術(shù)是植物組織培養(yǎng)）,得到單倍體植株;

對其幼苗時期進行秋水仙素處理，得到了正常的純合二倍體植株（AABB、AAbb、aaBB、

也由四種類型）。

b標誦：明顯縮短育種年限，迅速獲得純系植株。

突變體利用：在組織培養(yǎng)中會出現(xiàn)突變體，通過從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細胞產(chǎn)物的生產(chǎn)：通過能夠產(chǎn)生對人們有利的產(chǎn)物的細胞進行組織培養(yǎng)，從而讓它

們能夠產(chǎn)生大量的細胞產(chǎn)物。

（5）地位：是培育轉(zhuǎn)基因植物、植物體細胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。

2.植物體細胞雜交技術(shù)

（1）過程：

種

雜

植株

①去壁的方法：。解法〔纖維素酶和果膠醮〕

②誘導(dǎo)融合的方法：物理法包括離心、振動、電刺激等?；瘜W(xué)法一般是用聚乙二醇〔PEG〕

作為誘導(dǎo)劑。

(2)意義：克服了遠緣雜交不親和的障礙，培育作物新品種的又一途徑。

(二)動物細胞工程

1.動物細胞培養(yǎng)3)

(1)概念：動物細胞培養(yǎng)就是從動物機體中取出相關(guān)的組空，將它分散成單個細胞,

然后放在適宜的培養(yǎng)基中,讓這些細胞生長和繁殖。

(2)動物細胞培養(yǎng)的流程：取動物組織塊(動物胚胎或幼齡動物的器官或組織)一剪

碎一用胰蛋白酶?或膠原蛋白酶?處理分散成單個細胞f制成細胞懸液f轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進

行生&培養(yǎng)一貼滿瓶壁的細胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞繼續(xù)

傳代培養(yǎng)。

(3)細胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上,稱為細胞貼壁。

細胞數(shù)目不斷增多，當(dāng)貼壁細胞分裂生長到外表相互抑制時,細胞就會停止分裂增殖,

這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸把制。

動物剪碎r單個加培養(yǎng),細胞貼壁接觸抑：分瓶J0代少數(shù)旨50代少數(shù),不死

組織塊枝蛋白酶.細胞懸液f生長培素’細胞~?細胞瘍變.細胞

、-------?-------'-----------------------'

原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)

(4)動物細胞培養(yǎng)需要滿足以下條件

①無菌、無毒的環(huán)境:培養(yǎng)液應(yīng)進行正直處理。通常還要在培養(yǎng)液中添加一定量的抗

生素,以防培養(yǎng)過程中的污染。此外，應(yīng)定期更換培養(yǎng)液，防止代謝產(chǎn)物積累對細胞

自身造成危害。

②營養(yǎng):合成培養(yǎng)基成分：糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等。通常需

參加血清、血漿等天然成分。

③溫度：適宜溫度：哺乳動物多是36.5℃+0.5℃；pll：1.2?7.4.

④氣體環(huán)境:95/空氣+5$C（）2。（）2是細胞代謝所必需的,CO?的主要作用是維持培養(yǎng)液

的pH。

（5）動物細胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用：制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測有毒物質(zhì)、培

養(yǎng)醫(yī)學(xué)研究的各種細胞。

2.動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物

（1）哺乳動物核移植可以分為胚胎組胞核移植（比抵容易）和體細胞核移植（比擬難）。

（2）選用去核卵（母）細胞的原因:卵（母）細胞比擬大，容易操作;卵（母）細胞細胞質(zhì)

多，營養(yǎng)豐富。

（3）體細胞核移植的大致過程是：

高產(chǎn)奶牛（提供體細胞）進行細胞培養(yǎng)；同時采集卵母細胞，在體外培養(yǎng)到減二分裂

中期的卵母細胞，去核（顯微操作）［注：為什么要用卵細胞？它可以提供充足的營養(yǎng);

操作簡便；細胞質(zhì)不會抑制細胞核全能性的表達］;將供體細胞注入去核卵母細胞；通

過電刺激使兩細胞融合，供體核進入受體卵母細胞，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

（4）體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用：

①加速家畜遺傳改進進程，促進良畜群繁育；②保護瀕危物種，增大存活數(shù)量；

③生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白；④作為異種移植的供體；⑤用于組織器官的移植等。

（5）體細胞核移植技術(shù)存在的問題：

克隆動物存在著迎問題、表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等。

3.動物細胞融合

（1）動物細胞融合也稱細胞雜交,是指兩個或多個動物細胞結(jié)合形成一個細胞的過程。

融合后形成的具有原來西企遞紅細胞遺傳信息的單核細胞，稱為雜交細胞。

（2）動物細胞融合與植物原生質(zhì)體融合的原理根本相同，誘導(dǎo)動物細胞融合的方法叮

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、滅活的病毒、電刺激等。

（3）動物細胞融合的意義：克服了遠緣雜交的不親和性,成為研究細胞遺傳、細胞免

疫、腫瘤和生物生物新品種培育的重要手段。

（4）動物細胞融合與植物體細胞雜交的比擬:

細胞工程植物體細胞雜交動物細胞融合

理論根底細胞的金解性、細胞膜的速動性細胞增殖、細胞膜的流動性

融合前處理酶解法去除細胞壁（纖維素酶、果膠注射特定抗原，免疫處理正常小

酶）鼠

誘導(dǎo)手段物理法:離心、振動、電激物理法:離心、振動、電激

化學(xué)法：聚乙二醇（PEG）化學(xué)法：聚乙二醇

生物法：滅活的病毒（滅活的仙

臺病毒）

誘導(dǎo)過程第一步：原生質(zhì)體的制備正常小鼠免疫處理

（酶解法）動物細胞的融合

第二步：原生質(zhì)體融合（物、化、生法）

（物、化法）雜交瘤細胞的篩選與培養(yǎng)

第三步：雜種細胞的篩選和培養(yǎng)專一抗體檢驗陽性細胞培養(yǎng)

第四步：雜種植株的誘導(dǎo)與鑒定單克隆抗體的提純

結(jié)果獲取雜種植株獲得雜種細胞，以生產(chǎn)細胞產(chǎn)是

用途和意義克服遠緣雜交的不親和障礙，大大擴（1）制備單克隆抗體

展雜交的親本組合范圍(2)診斷、治療、預(yù)防疾病，例

應(yīng)用：白菜-甘藍等雜種植株如“生物導(dǎo)彈”治療癌癥

4.單克隆抗體

(1)抗體：一種效應(yīng)B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體。從血清中別離出的抗體摩

低、純度低、特異性差C

(2)單克隆抗體的制備過程：

對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細胞)；提取B淋巴細胞;

同時用動物細胞培養(yǎng)的方法培養(yǎng)骨髓瘤細胞并提?。淮偈顾鼈兗毎诤希圩ⅲ喝诤系慕Y(jié)

果是有很多不符合要求的；如有2個B淋巴細胞融合的細胞等，所以要進行篩選］;在

特定的選擇培養(yǎng)基上篩選出融合的雜種細胞［特點是能迅速大量增殖，又能產(chǎn)生專一的

抗體］;然后對它進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測［篩選出能夠分泌所需抗體的雜種細胞］;

最后將雜交瘤細胞在體外做大規(guī)模培養(yǎng)或注射入小鼠腹腔內(nèi)增殖，從細胞培養(yǎng)液或小

鼠腹水中可得到大量的單克隆抗體。

(3)雜交瘤細胞的特點：既能大量繁殖,又能產(chǎn)生專一的抗體。

(4)單克隆抗體的優(yōu)點：特異性強，靈敏度高，并能大量制備。

(5)單克隆抗體的作用：作為診斷試劑:準確識別各種抗原物質(zhì)的細微差異，并跟二

定抗原發(fā)生特異性結(jié)合,具有準確、高效、簡易、快速的優(yōu)點。用于治療疾病和運載

藥物:主要用于治療癌癥治療,可制成“生物導(dǎo)彈”，也有少量用于治療其它疾病。

1.植物組織培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)的比擬

植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)

原理細胞的全能性細胞的增殖

培養(yǎng)基的物理性固體液體(合成培養(yǎng)基)

質(zhì)

培養(yǎng)基的成分水、礦質(zhì)元素、維生素、蔗糖、葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、

氨基酸、瓊脂、激素等動物血清等

結(jié)果培育成新的植株或組織培育成細胞系或細胞株

培養(yǎng)目的①植株快速繁殖①蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn)②皮膚

②脫毒植株的培育移植材料的培育

③人工種子③檢測有毒物質(zhì)

④生產(chǎn)藥物、殺蟲劑等④生理、病理、藥理學(xué)研究

⑤轉(zhuǎn)基因植物的培育

取材植物幼嫩的部位或花藥等動物胚胎或出生不久的幼齡動物

的器官或組織

其他條件均為無菌操作，需要適宜的溫度、pH、O2等條件

3.生物技術(shù)與育種

技術(shù)原理優(yōu)點缺點

誘變育種基因突變提高生物廉價的頻率,使后代變異盲目性

性狀較快穩(wěn)定；可大幅度改進某些大，需

性狀，縮短育種進程大量處

理供試

材料

雜交育種基因重組使位于不同個體的優(yōu)良性狀集中周期

于一個個體長，難

以克服

遠緣雜

交不親

和的障

礙

單倍體育種染色體變異獲得個體均為純種，明顯縮短育種技術(shù)復(fù)

年限雜，須

與雜交

育種配

合、且

需細胞

工程參

與

多倍體育種染色體變異器官大，提高產(chǎn)量和營養(yǎng)成分適用于

植物，

動物方

面難以

展開

基因工程育種分子遺傳學(xué)原理打破物種界限，定向地改造生物遺技術(shù)要

傳性狀求高

細胞工程育種細胞生物學(xué)和分子生物植物體細胞雜交可以克服遠緣雜遠緣雜

學(xué)原理、基因突變交不親和的障礙,擴大了用于雜交種不能

的親本范圍；定向改造生物遺傳性按人們

狀的需要

表現(xiàn)出

親代的

優(yōu)良性

狀

4、細胞增殖:

無絲分裂（蛙的紅細胞）

①真核細胞分裂的方式:有絲分裂（形成體細胞）最主要的分裂方式

減數(shù)分裂（形成生殖細胞）

②細胞周期：細胞周期是連續(xù)分裂的細胞從前次分裂完成到后次分裂完成所經(jīng)歷的過

程，包括兩次分裂之間的分裂間期和正在分裂的分裂期。

③過程分裂間期前期中期后期末期

變化DNA分子復(fù)核膜、核仁著絲點排列著絲點分核膜、核仁出現(xiàn)，紡

制，有關(guān)蛋白消失，紡錘在細胞中央裂，姐妹染錘體、染色體消失，

質(zhì)合成體、染色體的赤道板上色單體別細胞中央出現(xiàn)細胞板

出現(xiàn)離

解旋//

染色體形事螺旋化粵XX-別離八八

x?----?----------

態(tài)->//

DNA含量2N____4N4N4N4N4N___2N

A

染色體數(shù)2N2N2N4N4N___2N

單體數(shù)0------?4N4N4N00

④有絲分裂的意義

遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定對于生物十分重要，染色體上有遺傳物質(zhì),必須準確而萬無一失

地傳遞給后代！紡錘絲的形成保證了每個染色體分裂后平均分配到兩個子細胞中去。

從而保證染色體的的遺傳物質(zhì)在親代與子代細胞之間穩(wěn)定的傳遞。

一、判斷題：

1、從理論上講，由于細胞核具有基因組全套遺傳信息，生物的體細胞有潛力直接發(fā)育

成胚胎和形成與核供體完全相同的個體克隆。

2、基因克隆技術(shù)和細胞克隆技術(shù)是現(xiàn)代生物技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)。

3、胚胎細胞克隆屬于嚴格意義上的動物克隆

4、植物組織切口處的細胞在創(chuàng)傷的刺激下發(fā)生脫分化而繼續(xù)進行分裂增殖、形成愈傷

組織。

5、由于植物細胞具有全能性，不同種類植物或同種植物的不同基因型個體，細胞全能

性的表達程度相同。

6、植物細胞工程技術(shù)就是在原生質(zhì)體培養(yǎng)的根底上的原生質(zhì)體融合技術(shù)。

7、細胞系泛指可能傳代的細胞，細胞株是具有特殊性質(zhì)的細胞系。

8、細胞克隆的要求必須保證別離出來的細胞是一個或多個別離的細胞。

9、核移植就是利用一個細胞的細胞核(供體核)來取代另一個細胞中的細胞核，形成

一個重建的“合子二

10、羅斯林研究所克隆成功的綿羊“多莉”，是利用胚胎細胞進行核移植克隆的。

11、從理論上講，生物體的每一個活細胞都應(yīng)該具有全能性。但是，同一個體的不同

組織卻表現(xiàn)不同的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能，這是因為在分化的過程中細胞的基因型會

發(fā)生變化。

12、離體的植物器官、組織或細胞產(chǎn)生愈傷組織的過程叫做脫分化，也叫去分化。

13、能克服遠源雜交不親和的技術(shù)是：基因工程、細胞融合和胚胎移植。

14、將胡蘿卜韌皮部的細胞放入配制的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，獲得了許多完整的植株，這種

繁殖方式和現(xiàn)代生物技術(shù)分別屬于：出芽生殖和組織培養(yǎng)。

15、具有完整細胞核的細胞，離體狀態(tài)，導(dǎo)入外源基因、一定的營養(yǎng)物質(zhì)和植物激素,

均是將胡蘿卜韌皮部細胞培養(yǎng)成完整植株的必要條件。

16、用高度分化的植物細胞、組織和器官進行組織培養(yǎng)可以形成愈傷組織，該愈傷組

織是由排列疏松的薄壁細胞組成。

17、科學(xué)家用小鼠的骨髓瘤細胞與經(jīng)過免疫的B淋巴細胞融合，得到的雜交細胞能夠

用于癌癥的治療。

18、動物克隆技術(shù)能夠有選擇的繁殖某一性別的家畜。

19、我國從荷蘭引進了十幾頭性狀優(yōu)良的乳牛，畜牧工作者為了推廣這一優(yōu)良品種，

利用本地的雌性黃牛，迅速繁殖出一大批純種荷蘭乳牛，這種成熟的繁育方法是：胚

胎分割移植。

20、原代培養(yǎng)的細胞一般傳至10代左右便會出現(xiàn)生長停滯。

21、利用植物體細胞雜交技術(shù)可克服生殖隔離的限制，培育遠緣雜種

22、不同種植物原生質(zhì)體融合的過程屬于植物體細胞雜交過程

23、用動、植物成體的體細胞進行離體培養(yǎng)都可表達細胞的全能性且都需用CO2培養(yǎng)

箱都須用液體培養(yǎng)基

24、卵裂期胚胎中細胞數(shù)目和有機物總量在不斷增加

25、胚胎分割時需將原腸胚的內(nèi)細胞團均等分割

26、胚胎干細胞具有細胞核大、核仁小和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點

27、胚胎干細胞是一類未分化細胞，可從早期胚胎中別離獲取

二、簡答題

1、右圖為細胞融合的簡略過程，請據(jù)圖答復(fù)：

(1)假設(shè)A、B是植物細胞，在細胞融合之前己用—____________

處理，除去了_______________;由A、B到細胞C的過程中，常用的物理方

中

法是O融合完成的標志是0

（2）假設(shè)A、B是植物細胞，那么形成的D細胞還要應(yīng)用

技術(shù)把D培養(yǎng)成植株。

（3）假設(shè)A、B是動物細胞，一般取自，然后用使

其分散開來；由A、B到C的過程中，常用的不同于植物細胞融合的手段是

A、B融合為C的過程說明了細胞膜具有。

（4）假設(shè)該過程是制備單克隆抗體，A為小鼠效應(yīng)B細胞，那么，在獲得此細胞

之前，小鼠已經(jīng)被注射了o注射后小鼠身體發(fā)生了相應(yīng)的免疫反響，生成了

__________________________________________，圖中B為-

（5）假設(shè)該過程仍是制備單克隆抗體，在A、B到C的過程中，所形成的C有一種

（只考慮兩兩融合的細胞），用來培養(yǎng)的D細胞應(yīng)該是。從中篩選出它的

方法是用培養(yǎng)基培養(yǎng)，獲得D后，常用的培養(yǎng)方法是培養(yǎng)和

___________培養(yǎng)。

答案：纖維素酶和果膠酶細胞壁離心振動電刺激產(chǎn)生新的細胞壁植

物組織培養(yǎng)幼齡動物的組織或器官或胚胎胰蛋白酶滅活的病毒誘導(dǎo)

流動性抗原效應(yīng)B細胞、記憶細胞、抗體骨髓瘤細胞3雜交瘤細胞

特定選擇培養(yǎng)基體外體內(nèi)

2、有性生殖的生物產(chǎn)生后代需進行受精作用，植物體細胞雜交要進行原生質(zhì)體的融合,

單克隆抗體的制備需進行動物細胞融合，可見細胞的融合技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用。以下

為細胞融合的簡略過程，據(jù)圖答復(fù)相關(guān)問題：

一有性雜交后代

（1）假設(shè)a、b分別是基因型為Hhrr、hhRr

兩個煙草品種的花粉，且這兩對基因分別位于兩f體細胞雜交植悚

對同源染色體上。由于一對隱性純合基因（“或

hh）的作用，在光照強度大于800lx時都不能生f單克雁抗體

長。要想從融合細胞的培養(yǎng)液中別離出基因型為

HhRr的雜種細胞，較為簡便的篩選方法是一▲。

（2）假設(shè)a、b表示兩種植物體細胞,那么由d細胞形成雜種植株的原理物▲

這種育種方法的優(yōu)點是一▲0

（3）假設(shè)a、b分別為骨髓瘤細胞和效應(yīng)B淋巴細胞,那么d細胞特點是一▲.

由d細胞產(chǎn)生的抗體與普通血清抗體相比擬，具有▲的特點。生產(chǎn)上一般不

能通過直接培養(yǎng)效應(yīng)B細胞的方法生產(chǎn)單克隆抗體的主要原因是

⑷以下各圖表示單克隆抗體制備過程的各階段圖解，請用箭頭把代表各圖解的字母按單

克隆抗體制備過程的順序連接起來。順序是▲（2分）

0(5>

0G)

己免疫的

B淋巴細的

C

培養(yǎng)獲取的把產(chǎn)生特定抗體

的雜交婚細棗

胥口瘤細胞注入小*腹鬃

EH

40.(8分)(1)大于800僅光照

(2)植物細胞的全能性克服了遠源雜交不親和的障礙

(3)既能無限繁殖，又能產(chǎn)生特定的抗體特異性強、靈敏度高、化學(xué)性質(zhì)單一(答

出兩

個可得1分)效應(yīng)B細胞高度分化，不能增殖

(2分)

三、胚胎工程

胚胎工程是指對動物〔主要是哺乳動物〕早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和

處理技術(shù)，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過處理

后獲得的胚胎，還需移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。

(一)體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育

1、體內(nèi)受精

精子和卵子的發(fā)生及其翻作用

2、動物胚胎發(fā)育

受精卵形成場所是母體的榆卵管上段。

(1)卵裂期：特點：細胞直絲分裂，細胞數(shù)量不斷增加，但胚胎的總體體積并不增加,

或略有減小。

桑根胚：特點：胚胎細胞數(shù)目到達32個左右時，胚胎形成致密的細胞團，形似

桑根。是全能細胞。

(2)囊胚：特點：細胞開始出現(xiàn)金色(該時期細胞的全能性仍比擬高)。聚集在胚

胎一端個體較大的細胞稱為蟲細胞團，將來發(fā)育成胎兒的各種組

織；而送JL星細胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤。中間的空腔稱為堂強

度口［注：囊胚的擴大會導(dǎo)致透明帶的破裂，胚胎伸展出來］

（3）原腸胚：特點：有了三屆展的分化,具有囊胚腔和原腸腔。［細胞分化在胚胎

期到達最大限度］

（4）器官的系統(tǒng)的構(gòu)建形成幼體

（二）胚胎工程技術(shù)

1、體外受精【屬有性生殖過程］：

a卵母細胞的采集和培養(yǎng)對動物用促性朦激素處理,促進處救林卵

b精子的采集和荻能

對嚙齒動物、式豬等的精子用培養(yǎng)法（放入人工配制的獲能液中）；對牛、羊

等精子用化學(xué)法（放在肝素或鈣離子載體溶液中）

卵好細胞的采集和培養(yǎng)

超數(shù)排卵+i構(gòu)P屠宰的母畜或活體采卵

?在透明帶內(nèi)進行

?細胞分裂方式為有絲分裂，細胞的數(shù)

量不斷增加，但胚胎的總體積并不增

卵裂期

加，或略有縮小

這一階段前的每個細胞都具有全能性早

旦

胚胎培養(yǎng)液成分期

用

近

?無機鹽，有機鹽的

抬

?細胞開始出現(xiàn)分化，形成內(nèi)細胞團和

胎

?血清友

后

滋秀層育

?維生素、激素、氨基酸、靠

—?!?內(nèi)含囊胚腔

核甘酸等

?囊胚進一步擴大，導(dǎo)致透明帶破裂,

近胎從其中伸展出來

?形成外、中、內(nèi)三個胚層

?內(nèi)含原腸腔

幼體

2、早期胚胎的體外培養(yǎng)：

a培養(yǎng)液成分：無機鹽、有機鹽、維生素、激素、氨基酸、核昔酸、血清等

b當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。

將體外培養(yǎng)的早期胚胎移植到受體子宮時，應(yīng)選擇發(fā)育至系樵那或新屈期的胚胎,從

而有利于提高