高中生物选修三专题复习.ppt

单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,江苏省六合高级中学,江苏省六合高级中学（曹阳）,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,江苏省六合高级中学,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,江苏省六合高级中学,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,江苏省六合高级中学,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,江苏省六合高级中学,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,江苏省六合高级中学,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,江苏省六合高级中学,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,江苏省六合高级中学,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,江苏省六合高级中学,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,江苏省六合高级中学,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,江苏省六合高级中学,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,江苏省六合高级中学,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,江苏省六合高级中学,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,基因工程概念,基因工程是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过,体外,DNA,重组,和,转基因,等技术，赋予生物以,新的遗传特性,，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。,由于基因工程是在,DNA,分子水平,上进行设计和施工的，因此又叫做,DNA,重组技术,定向改造生物啦！,1,、基因工程又叫做,_,_,或,_,。,基因工程相关要点,基因拼接技术,DNA,重组技术,2,、基本工具：,“分子手术刀”,:,“分子缝合针”,:,基因进入受体细胞的载体,:,3,、,基本操作步骤：,运载体,DNA,连接酶,限制性核酸内切酶,1,、目的基因的,获取,2,、基因表达载体的,构建,（核心）,3,、将目的基因,导入,受体细胞,4,、目的基因的,检测,与鉴定,基因工程的别名,操作环境,操作对象,操作水平,基本过程,实质,结果,基因拼接技术或,DNA,重组技术,生物体外,基因,DNA,分子水平,新生物类型、生物产品,剪切,拼接,导入,表达,基因重组,黏性末端,黏性末端,1.,限制性核酸内切酶,一种限制性内切酶只能,识别,双链,DNA,分子的某种,特定的核苷酸序列,，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的,磷酸二酯键,断开（,切割,DNA,分子）,来源：,主要从原核细胞分离,作用：,作用结果：,EcoRI,重难点剖析,:,基因工程的“专用工具”,形成,平未端,（,SmaI,）及,黏性未端,（,EcoRI,）,1),、种类：,2),、作用部位：,E,coli DNA,连接酶,（黏性末端）,T,4,DNA,连接酶,（黏性末端和平末端）,磷酸二酯键,DNA,连接酶,可把,平未端或,黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即相当于把梯子两边的扶手的断口连接起来，这样一个,重组,DNA,分子,就形成了。,2.DNA,连接酶,“,分子缝合针,”,3.,分子运载车,运载体,（,1,）作用：,将目的基因送入受体细胞,（,2,）具备的条件：,a.,能自我复制,.,b.,具有一个或多个酶切位点,.,c.,有标记基因,.,d.,对受体细胞无害,.,质粒、噬菌体、动植物病毒,（,3,）种类：,质粒,细菌拟核,DNA,之外结构简单、能,自主复制,的很小的,环状,DNA,分子,。,小结,基因工程,的工具,限制酶,主要存在于原核生物中,具有专一性,(,识别序列,),切开,DNA,分子的磷酸二酯键,DNA,连,接酶,连接磷酸二酯键,种类,E.coliDNA,连接酶,T,4,DNA,连接酶,运载,工具,具备的,条件,结构简单,大小适中,能在宿主细胞中自,我复制并稳定存在,具一个或多个限制酶切位点,具标记基因,质粒、,噬菌体衍生物、动植物病毒,（一）目的基因的提取,目的基因：主要是指,_,。,获取方法：,1,、,_,中获取目的基因,2,、人工合成法：化学方法合成,DNA,片段（反转录法、直接合成法）,3,、,PCR,反应扩增,DNA,基本操作步骤,从基因文库,编码蛋白质的结构基因,原理：,DNA,复制,过程：加热,DNA,解链 冷却引物结合到互补,DNA,链 互补链合成,条件：,耐高温,DNA,聚合酶,基因文库的构建：,提取某种生物的全部,DNA,用适当的限制酶切,一定大小的,DNA,片段,将,DNA,片段与载体连接,导入受体菌中储存,基因组文库,某种生物的,mRNA,单链互补,DNA,双链,cDNA,片段,导入受体菌中储存,与载体连接,cDNA,文库,逆转录,（,二）基因表达载体构建,1,、基因表达载体由,_,、,_,_,、,_,四部分组成。,目的基因,启动子,标记基因,终止子,2,、启动子作用：,3,、标记基因的作用：,RNA,聚合酶识别和结合的位点，启动转录的“开关”。,鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从普通细胞中筛选出含目的基因的受体细胞,（,1,）用一定的,_,切割质粒，使其出现一个切口，露出,_,。,（,2,）用,_,切断目的基因，使其产生,_,。,（,3,）将切下的目的基因片段插入质粒的,_,处，再加入适量,_,，形成了一个重组,DNA,分子（重组质粒）,限制酶,黏性末端,同一种限制酶,相同,的黏性末端,切口,DNA,连接酶,重组质粒形成过程,:,导入植物 细胞：,（三）将目的基因导入受体细胞,导入动物 细胞：,导入微生物细胞：,受体细胞 导入方法,体细胞 受精卵,受精卵,显微注射法,Ca,2,处理法,农杆菌转化法,基因枪法,花粉管通道法,将目的基因导入微生物细胞,原核生物,繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，故早期常作为受体细胞。,大肠杆菌细胞,用,Ca,2+,处理,感受态细胞,重组表达载体,DNA,溶于缓冲液,混合,导入,目的基因是否插入转基,因生物染色体的,DNA,上,（四）目的基因的检测与鉴定,目的基因是否表达：,目的基因是否转录,：,方法,:,DNA,分子杂交,方法,:,分 子 杂 交,方法,:,抗原抗体杂交,鉴定,抗虫性鉴定、抗病性鉴定、生物活性鉴定等（,生理、性状水平的检测,）,检测,转基因生物,转基因生物是指利用,技术导入,培育出的能够将新性状,稳定地,给后代的,生物。,基因工程,外源基因,遗传,基因工程,优点：,打破了常规育种难以突破的,，,的改变了生物的遗传性状,.,物种之间的界限,(,生殖隔离,),定向,1.,抗虫转基因植物,（一）植物基因工程硕果累累,:,2.,抗病转基因生物,3.,抗逆转基因作物,基 因 工 程 的 应 用,4.,利用转基因改良植物的品质,方法,:,利用转基因动物生产药物,-,动物,乳腺生物反应器,获取目的基因,（药用蛋白基因）,构建基因表达载体,（,在药用蛋白基因前加乳腺蛋白基因的启动子,）,显微注射导入哺乳动物受精卵中,形成早期胚胎,将胚胎送入母体动物,发育成转基因动物（只有在产下的雌性动物个体中，转入的基因才能表达）,（二）动物基因工程前景广阔,:,用转基因动物作器官移植的供体,供体动物：,存在的难题：,解决方法：,猪,免疫排斥,将供体基因组导入某种基因调节因子，以,抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，,再结合克隆技术，培育出,没有免疫排斥反应,的转基因克隆猪器官。,（三）、基因工程药品异军突起,:,工程菌：,用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系。我国已生产的产品：,白细胞介素,-2,、干扰素、乙肝疫苗等,（四）基因诊断与基因治疗,:,基因诊断：,用放射性同位素等标记的,“,DNA,探针,”,检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷，不但准确而且迅速。,我国研究人员正在制备用于基因治疗的基因工程细胞,基因治疗：,把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。,体外基因治疗,体内基因治疗,基因治疗的类型,比较：基因工程和蛋白质工程,基因工程,蛋白质工程,相同点,都要改造基因，都属于分子水平,产生新的,基因型，无新基因,基因（型）,产生的蛋白质,原有的,可以是新的,联系,蛋白质工程是以基因工程为基础，,是基因工程的应用和延伸；前者可为后者修饰、改造酶,蛋白质工程流程图,从预期的蛋白质,功能,出发,设计预期的蛋白质,结构,推测应有的,氨基酸,序列,找到相应的,脱氧核苷酸序列,(,即基因,),板书：用干扰素例子，反推过程。第,4,步后接着做什么？,基因,DNA,mRNA,氨基酸序列,多肽链,蛋白质,三维结构,转录,翻译,折叠,生物功能,预期功能,分子,设计,DNA,合成,以中心法则为原理和线索,蛋白质工程,专题二、,细胞工程,1,、概念,:,应用的原理和方法,研究的水平,研究的目的,细胞生物学和分子生物学,细胞整体水平或细胞器水平,按照人们的意愿来,改变细胞内的遗传物质,或,获得细胞产品,2,、分类,植物细胞工程,动物细胞工程,所采用技术的理论基础,植物细胞工程,通常采用的技术手段,植物,组织培养,植物,体细胞杂交,植物细胞的,全能性,一、植物细胞工程,(,离体的植物器官、组织或细胞,),脱分化,再分化,愈伤组织,根、芽,（胚状体）,植物体,培养条件：,离体、含有,全部营养成分,的培养基、一定的温度、空气、,无菌环境,、适合的,PH,、适合的光照等,外植体,举例：,花药离体培养；基因工程培育的抗棉铃虫,的棉花植株；细胞工程中培育的,“,番茄,-,马,铃薯,”,杂种植株等。,1,、植物组织培养,扩大培养,植物,A,细胞,植物,B,细胞,加酶去壁,原生质体,A,原生质体,B,原生质体融合,融合细胞,再生壁,杂种细胞,脱分化,去壁的常用方法：,酶解法,（纤维素酶、果胶酶等）,诱导原生质体融合方法：,物理方法：,离心、振动、电刺激等,化学方法：,聚乙二醇（,PEG,）,融合成功的标志,人工诱导,筛选,愈伤组织,杂种植株,再分化,2,、植物体细胞杂交的过程,（,1,）植物繁殖的新途径（,见资料,）,1,）微型繁殖（快速繁殖）,2,）作物脱毒,3,）神奇的人工种子,（,2,）作物新品种的培育,1,）单倍体育种,2,）突变体的利用,3,）转基因植物的培育,（,3,）细胞产物的工厂化生产,3,、植物细胞工程的实际应用,二、,动物细胞工程,植物细胞工程常用的技术手段：,植物组织培养、植物体细胞杂交,强调：,是其他动物细胞工程技术的,基础,。,动物细胞培养,动物细胞核移植,动物细胞融合,单克隆抗体制备,等,动物细胞培养技术,回顾：,常用的技术手段：,动物,胚胎,或,幼龄,动物的组织、器官,胰蛋白酶,剪碎,单个细胞,加培养液,制成,细胞悬浮液,去掉组织间蛋白,初次培养,分瓶培养,无限传代,原代培养,传代培养,部分细胞遗传物质改变,动物细胞培养不能最终培养成动物体,随细胞增多，细胞就会停止分裂增殖,1.,动物细胞培养,:,植物组织培养和动物细胞培养的比较,项目,培养基,结果,应用,植物组织培养,动物细胞培养,均需适宜的外界条件：,PH,温度,营养及无菌、无毒环境以及气体环境等。,固体,、营养物质、,蔗糖、植物激素,培养成植株,液体,、营养物质、,葡萄糖、,动物血清,培育成细胞系或细胞株,1.,生产蛋白质制品（如病毒疫苗、干扰素、,单克隆抗体,、动物激素）,2.,用于某些器官移植,1.,试管苗的快速繁殖,2.,无病毒植物的培育,3.,生产药物等,4.,人工种子（见资料）,5.,转基因植物的培育,细胞,A,细胞,B,杂种细胞,物理法、化学法,灭活,的仙台病毒,2,、动物细胞融合,过程,诱导动物细胞融合与植物原生质体融合的,原理,和,方法,是否基本相同？,思考？,制备单克隆抗体：,不具有繁殖性但具有抗原性,获得,杂种植株,用途,物理、化学方法,（同左）,生物：灭活的病毒,物理（离心、振荡、电刺激）,化学（,PEG,）,诱导方法,使细胞,分散后,诱,导细胞融合,去除细胞壁后诱导,原生质体融合,细胞融合的方法,细胞膜的,流动性,细胞膜的,流动性,、,植物细胞,全能性,原理,动物细胞融合,植物体细胞杂交,比较项目,植物体细胞杂交、动物细胞融合的比较,主要用于制备,单克隆抗体,卵细胞,母绵羊,母绵羊,乳腺细胞,细胞质,细胞核,细胞核移植,早期胚胎,卵裂,C,母绵羊子宫,胚胎移植,多莉羊,分娩,妊娠,多莉羊的培育过程,融合后的卵细胞,3.,核移植与克隆动物：,动物细胞核有全能性,抗原,动物体内,刺激,效应,B,抗体,特点：产量低、特异性差、纯度低、反应不够灵敏,4,、单克隆抗体,1,、常规抗体制备,：,一个,B,淋巴细胞,：只分泌一种,特异性抗体,2,、单克隆抗体制备：,杂交瘤细胞,小鼠,骨髓瘤细胞,：能,无限增殖,融合,单克隆抗体,培养,抗原注入小鼠体内,已免疫的,B,淋巴细胞,骨髓瘤细胞,筛选,出,杂交瘤细胞,筛选,出能产生特异性抗体的细胞群,体外培养,体内培养,从培养液中提取,从小鼠腹水中提取,单克隆抗体,细胞融合,动物细胞培养,单克隆抗体的制备,(,特定的,选择培养基,),主要用于疾病的诊断、治疗和预防。,若在单抗上带上抗癌药物制成,“,生物导弹,”,，将药物,定向,带到癌细胞所在部位，既消灭了癌细胞又不会伤害健康细胞。,特点：与常规抗体相比，具有,特异性强、灵敏度高、化学性质单一,的优点。,单克隆抗体的应用：,单克隆抗体是指：,杂交瘤细胞产生的单一抗体,例,(06,江苏,),下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。,（,1,）,_,技术是单克隆抗体技术的基础。,（,2,）根据培养基的用途分类，图中,HAT,培养基属于,_,培养基。,（,3,）单克隆抗体与常规的血清抗体相比，最大的优越性是,_,。,（,4,）动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用的诱导剂外，还可以采用,_,。,（,5,）选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的,_,特点，又具备淋巴细胞的,_,特点。,（,6,）淋巴细胞是由动物体,_,中的,_,细胞分化、发育而来。,（,7,）杂交瘤细胞从培养基中吸收葡萄糖、氨基酸的主要方式是,_,。,动物细胞培养,选择,特异性强,灵敏度高,灭活的病毒,在体外大量增殖,分泌特异性抗体,骨髓,造血干细胞,主动运输,6,、基因型为,AaBb,的水稻,(,具有,24,条染色体,),的花粉通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下形成试管苗的育种过程。,(1),愈伤组织是花粉细胞不断分裂后的形成的不规则细胞团，愈伤组织形成中，必须从培养基中获得,_,。,(2),要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有,_,和,_,_,两类激素。,(3),愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是,_,利用光照制造有机物，供试管苗生长。,(4),试管苗的细胞核中含有,_,条脱氧核苷酸链。,(5),培养出的试管基因型有,。如果要获得育种需要的植株，并能繁殖新品种，后面的育种步骤是,_,。,各种营养,(,水、无机盐、蔗糖等能量物质,),和小分子有机物,生长素 细胞分裂素,叶绿体,24,AB,、,Ab,、,ab,、,a,用一定浓度的秋水仙素处理组织培养获得的幼苗,教学目标：,1,、胚胎工程的概念,2,、精子和卵子的发生,3,、受精作用,4,、胚胎发育,1,、胚胎工程的概念,操作的对象,早期胚胎或配子,技术手段,胚胎干细胞培养、胚胎分割、胚胎移植、体外受精等,最后结果,产生动物个体，满足人类需求,体内受精,和,早期胚胎发育,一、精子的发生,1,、场所：,2,、时期：,3,、过程：,精子的发生是在,睾丸,的,曲细精管,内完成的,从,初情期,开始直到,生殖功能衰退,发生的过程大体可分为,三个阶段,曲细精管,第二阶段：,精原细胞,经过数次,有丝分裂,产生大量的,精原细胞,其中一部分经过染色体复制等活动,进一步形成,初级精母细胞,。,每一个,初级精母细胞,经,减数分裂,形成四个含有,单倍染色体,的,精子细胞,。,第一阶段：初级精母细胞的形成,第二阶段：精子细胞的形成,第三阶段,精子变形,_,变为精子,头部,的主要部分；,_,发育为头部的,顶体,；,_,演变为精子的,尾,；,_,形成,线粒体鞘膜,；,其它物质浓缩成,_,（,球形,）,。,第三阶段：精子变形,细胞核,高尔基体,中心体,线粒体,原生质滴,4,、精子的形态：,（,1,）外形似蝌蚪，分,_,、,_,、,_,、,三大部分。,（,2,）不同种动物精子的形态,_,，大小略有,_,，与动物的体形大小,_,。,头 颈 尾,相似,不同 无关,二、卵子的发生,1.,场所：,2.,时期：,卵子的发生是在,卵巢,内完成 的,(,卵巢有,产卵与排卵,、,分泌多种激素,这两大功能）,。,性别分化以后,（放射冠）,3,、过程：,雌性胎儿卵巢内的,卵原细胞,，通过,有丝分裂,增加其数量，并演变为,初级卵母细胞,，被,卵泡细胞,包围,形成,卵泡,。初级卵母细胞经过,减数分裂,变为成熟的,卵子,。,减数第,一,次分裂的时间是在雌性动物,排卵前后,完成的，结果是产生,1,个,次级卵母细胞,和,1,个,第一极体,(,暂不分离,),进入输卵管,准备与精子受精。,减数第,二,次分裂时间是在,精子,和,卵子结合,的过程中，结果是产生,1,个成熟卵子,和,3,个第二极体,。,三、精子与卵子的发生比较,场 所,开始时间,细胞增殖方式,子细胞数目,是否变形,重要区别,精子,卵子,场 所,开始时间,细胞增殖方式,子细胞数目,是否变形,重要区别,精子,睾丸,初情期以后,先有丝分裂,后减数分裂,(,连续完成,),4,个,精子细胞,变形,哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在,出生前,完成的；,而精子是从,初情期,开始的,卵子,卵巢,输卵管,性别分化以后,(,较早,),先有丝分裂,后减数分裂,(,不连续完成,),1,个卵细胞,3,个极体,不变形,四、受精作用,1,、概念,:,3,、场所,:,1,、概念,:,指,精子和卵子,结合形成,合子,(,即,受精卵,),的过程。,2,、,受精的标志,:,在,卵黄膜和透明带,的间隙可以观察到,两个极体,时,;,受精完成的标志,：雌雄原核的融合。,3,、场所,:,受精是在,输卵管,内完成的。,4,、过程,受精前的准备阶段,受精阶段,准备阶段,1,：,精子获能,准备阶段,2,：,卵子的准备,准备阶段,1,：,精子获能,即精子必须在,雌性动物生殖道内,发生相应生理变化后，才能获得受精能力的现象。,准备阶段,2,：,卵子的准备,即卵子在,输卵管内,成熟到,减数第二分裂中期（,M,）,时，才具备受精能力。,受精阶段,包括,精子穿越放射冠,和,透明带,、进入,卵细胞膜,、,雌雄原核形成,和,精卵结合,等内容。,精、卵相遇,顶体反应,顶体酶释放,顶体酶溶解透明带,接触透明带,穿越放射冠,溶解卵丘细胞 （放射冠）,穿越透明带,接触卵细胞膜,产生透明带反应,形成第一道屏障,精子被微绒毛抱合,精子外膜与卵细胞膜融合,精子进入卵,精子进入卵后,变化,变化,变化,产生卵细胞膜封闭作用,形成第二道屏障,尾部脱离核膜破裂,形成雄原核,形成雌原核,激活卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体,发育 移动 接触 合并,形成受精卵,受精作用的,特点,和,实质,特点,:,1,、只有一个精子与一个卵细胞结合，形成一个受精卵。,2,、进入卵细胞的只是精子的头部（细胞核）,3,、受精卵的细胞质几乎都只来自卵细胞。,实质,:,雄原核与雌原核 的融合。,五、胚胎发育,1,、卵裂期的特点,：,细胞分裂方式为,_,细胞数目,_,胚胎总体积,_,或略有,_,每个细胞体积,_,DNA,总量,_,但,_,有丝分裂,增加,不增加,缩小,减小,增加,每个细胞,DNA,含量不变,2,、早期胚胎发育的几个阶段,桑椹胚：,囊胚：,原肠胚：,桑椹胚,：细胞均属于,全能细胞,。,囊胚,：,细胞开始分化,;,内细胞团,将来发育成,各种组织,滋养层,将来发育成,胎膜,、,胎盘,;,出现囊胚腔后，进一步扩大会导致,孵化,。,原肠胚,：内细胞团,表皮的细胞形成外胚层,，,下方的细胞形成内胚层,，出现,原肠腔,。,3.2,体外受精和早期胚胎培养,专题,3:,胚胎工程,3.2,体外受精和早期胚胎培养,一、教学目标：,1.,简述,哺乳动物体外受精技术,的,主要操作步骤,。,2.,简述,哺乳动物胚胎的早期培养,方法。,3.,认同体外受精在家畜快速繁殖中的重要,意义,。,二、教学重点：,1.,体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。,2.,哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。,三、教学难点：,1.,卵母细胞的采集和培养。,2.,精子的采集和获能。,我国奶牛的产奶量较低,我国年均产奶量：,3000Kg/,头,国际年均产奶量：,10000Kg/,头,蒙古黄牛体重：,300Kg/,头,澳大利亚海福特牛：,800Kg/,头（两岁）,有什么方法可以提高产量,?,.,讨论,买一头公牛,母牛,进行胚胎工程,.,.,试管牛过程,1.,试管动物技术,是指通过人工操作使,卵子,和,精子,在,体外条件下,成熟和受精，并通过培养发育成,早期胚胎,后，再经,胚胎移植,（到受体母亲体内）产生后代的技术。,采集良种母牛的卵母细胞,卵母细胞的,体外培养,采集良种公牛精子,精子,体外获能,体外受精,良种牛体外受精,胚胎早期培养,胚胎移植,受体牛,良种犊牛,成熟期牛,屠宰加工厂,市场,采集卵巢中的,卵母细胞,“试管牛”工厂化生产的技术流程图,体外受精,1.,卵母细胞的收集和培养,对不同动物,采取卵母细胞的方法不同,2.,精子的收集和获能,1),收集的方法,:,假阴道法,手握法,和,电刺激,等,2),获能处理,:,培养法：啮齿动物、,家兔和猪,化学法：牛、羊,3.,受精,在,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,一般比较复杂,培养液,:,水、无机盐、有机盐、,维生素,、,激素,、氨基酸、核苷酸以及,动物血清,等,.,培养发育到适宜阶段时，可将其取出向受体移植或冷动保存,.,2.,胚胎移植,1).,概念,:,将雌性动物的,早期胚胎,或经,体外受精,及其他方式得到的胚胎,移植到,同种的、生理状态相同,的,其他雌性动物,的体内,使之发育为新个体的技术。,一 胚胎移植,2,）,.,胚胎移植的现状和意义,（,1),加速育种工作和品种改良,；,（,2),大量节省购买种畜的费用；,（,3),一胎多产；,（,4),保存品种资源和濒危物种；,（,5),可以,充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,缩短繁殖周期,增加一生繁殖的后代数量,。,3,）,.,胚胎移植的生理学基础,（,1).,供体和受体具,相同的生理环境,；,（,2).,早期胚胎处于,游离状态,为胚胎的收集提供了可能；,（,3).,受体对移入子宫的胚胎,基本上不发生免疫排斥,；,（,4).,胚胎与受体,能建立正常的组织联系,但遗传物质没有改变,。,讨论,:,胚胎移植的实质,是早期胚胎在相同生理环境条件下,空间位置的转移,。你认为这样的概括正确吗？,正确,4),、胚胎移植的基本程序,(,阅读课本，思考胚胎移植的基本程序包括哪几个步骤？,),（,1,）供体、受体的选择和,同期发情处理,（,2,）配种或进行人工受精,（,3,）胚胎的收集、,检查,、培养或保存,（,4,）胚胎移植,（,5,）移植后是否妊娠的,检查,（,1,）,.,对供体、受体进行选择,供体：,遗传性能和生产性能优秀的个体；,受体：,健康和正常繁殖能力的个体,处理：,同期发情,具体做法：,注射孕激素,（,2,）,.,采集卵母细胞,方法：,超数排卵,具体做法：,注射促性腺激素,（,2,）,.,配种或人工受精,精子来源：,同种优良的雄性动物。,（,3,）,.,胚胎的收集,在配种或输精后,第,7,天,，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的,胚胎,冲洗出来。,（,3,）,.,对胚胎进行质量检查,（,3,）,.,胚胎的保存或移植,（,4,）,.,胚胎的移植,方法一：手术法,具体做法：引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口。,方法二：非手术法,将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。,（,5,）,.,对受体母牛进行是否妊娠的检查,(,第二次检查,),（,6,）,.,受体母牛产下胚胎移植的犊牛,选择,供体母牛,受体母牛,同期发情处理,超数排卵,供体公牛,配种,冲卵,(,胚胎,),胚胎质量,检查,、,培养,胚胎移植,妊娠检查,分娩（胚胎移植的犊牛）,总结：,3,、胚胎分割,(,阅读课本，思考以下问题：,),（,1,）胚胎分割的概念,（,2,）胚胎分割特点,（,3,）胚胎分割的理论基础,（,4,）胚胎分割操作过程,1).,概念,:,采用,显微手术（机械方法）,的方法将,早期胚胎,分割成,2,分胚,4,分胚或,8,分胚,经,体内或体外培养后,植入受体，以得到,同卵双胎或同卵多胎,的技术。,2).,特点：,后代具有相同的遗传物质，,因此胚胎分割可以看做动物,无性繁殖或克隆,的方法之一。,3),、理论基础,:,动物胚胎细胞的,全能性,。,所以胚胎分割的时期为：,囊胚或桑椹胚,。,4),、选择的胚胎：,发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚。,5),、使用的主要仪器：,实体显微镜,和,显微操作仪,。,6),、具体操作,用,分割针,或,分割刀片,将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的,空透明带,中，或直接将,裸半胚,移植给受体。,胚胎分割移植的显微操作,7),、操作注意事项：,对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要,将内细胞团均等分割,。,原因：内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，,少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育,等问题。,7),、操作注意事项：,胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功率也越低,。,早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看到；再者，细胞数目是有限的。分割的份数越多，不但难以做到均等分割，每一份的细胞数会越少，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大。因此，分割的份数越多，技术的难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。,8),、胚胎分割技术的缺陷,（,1,）刚出生动物的,体重偏低,，毛色和斑纹还存在差异；,（,2,）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的,可能性是有限的,。,4.,胚胎干细胞,(,阅读课本，思考以下问题,（,1,）什么是胚胎干细胞？,简称是什么？,（,2,）胚胎干细胞的来源。,（,3,）胚胎干细胞的特性。,（,4,）胚胎干细胞的应用。,1).,概念：,简称,ES,或,EK,细胞,是由,早期胚胎,或,原始性腺,中分离出来的一类细胞。,2).,特点,:,（,1,）形态：,体积小,细胞核大,核仁明显,；,（,2,）功能：具有发育的,全能性,可经诱导分化为成年动物体内,任何一种组织细胞,;,（,3,）在,体外,培养的条件下，,ES,细胞可以,增殖而不发生分化,。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。,3).,主要用途,阅读课本相关内容，说说胚胎干细胞有什么具体用途？,（,1,）,.,治疗人类的某些顽症,利用,ES,细胞可以诱导分化形成新的组织 细胞的特性，移植,ES,细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。目前，在动物实验方面，用,ES,细胞诱导分化出的某些组织细胞已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难病症。,（,2,）,.,培育出人造组织器官，用于器官移植。,随着组织工程技术的发展，通过,ES,细胞体外诱导分化，还可以培育出人造组织器官，解决目前临床上存在的,供体器官不足,和,器官移植后免疫排斥,的问题。,（,3,）,.ES,细胞也是理论上研究体外细胞分化的理想材料。,ES,细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。,在培养液中加入,分化诱导因子,就可以诱导,ES,细胞向不同类型的组织细胞分化,.,4.,利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的,重要原理,是（）,A.,细胞分裂,B.,细胞特化,C.,细胞分化,D.,细胞增殖,C,专题,4,生物技术的安全性和伦理问题,一,.,转基因生物安全性,(,的争论,),1,、转基因生物存在安全性的原因,（,1,）目前，对基因的结构、基因间的相互作用及基因的调控机制都了解得相当有限。,（,2,）转移来的基因多是异种生物的基因。,（,3,）外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。,2,、转基因生物与,食物安全,的争论,反对,“,实质性等同,”,担心出现,滞后,效应,担心出现,新的过敏源,担心营养,成分被改变,一方认为存在食物安全的理由,:,认同“实质性等同”,多环节、严谨的,安全性评价,可保证转基因食品的安全,科学家的,认真负责,会,及时销毁出现新的过敏源,等不利因素的转基因生物,多年来大量人口食用转基因食物并,未出现健康问题,无足够的证据证明转基因食物存在安全问题，即,不能举证排除,。,一方认为不存在,食物安全,问题的理由,:,一方认为可能存在,生物安全,问题的理由,:,转基因植物可能会成为杂草；,转基因生物可能成为“,入侵的外来物种,”，威胁其他生物生存；,外源基因有可能与某些细菌或病毒杂交,，重组出对人类或其他生物有害的病原体；,转基因植物的抗除草剂基因，有可能通过花粉传播进入杂草，而成为,“,超级杂草,”,。,3,、转基因生物与,生物安全,问题的争论,一方认为不存在,生物安全,问题的理由：,转基因作物生命力不是很强，扩散到种植区外很容易死亡；,转基因作物新性状的表现必需一定的水、肥条件及配套技术，不易带来威胁；,由于生殖隔离，转基因作物很难通过杂交传播转入基因；,花粉传播的距离有限，转入基因很难通过花粉传播；,花粉存活时间有限，很难传播转入基因。,4,、转基因生物与,环境安全,问题的争论,一方认为可能带来,环境安全,问题的理由：,（,1,）可能会打破自然物种原有界限，,改变生态系统中能量流动和物质循环,；,（,2,）重组,的,微生物在降解某些化合物过程中所产生的,中间产物，可能会对环境造成二次污染,；,（,3,）,重组,的,DNA,可能与微生物杂交,产生对动植物或人类有害的病原微生物。,转基因植物的花粉中含,有毒蛋白或过敏蛋白,，通过蜜蜂采集，再,经食物链传递到其他动物或人体内,。,一方认为不会影响,环境安全,的理由：,（,1,）转入基因只是自然界中原有的一两种外源基因，,不会改变生物原有的分类地位,，不会破坏生态系统的稳定性；,（,2,）抗虫作物的种植,可大大减少农药用量,，利于保护环境和人畜安全，有益昆虫的数量也会大增；,（,3,）抗除草剂作物的种植便于田间管理，也,保护了农田土壤环境；,（,4,）公众对转基因作物的恐惧来自于,某些实验结果的不确切,及,某些新闻报道不真实,。,5,、理性看待转基因技术,1.,转基因生物的优缺点分析：,见资料,;,2.,对待转基因生物的正确态度,:,要,趋利避害,不能因噎废食,;,3.,建立相应法规，规范转基因行为；,4.,转基因生物或产品研究中,科学家遵守研究道德,:,（,1,）转基因受体限制在遗传上具有特定缺陷的生物上,（,2,）转基因受体的菌株，限定在使用,370C,下便会死去的菌株,（,3,）对外源,DNA,认真选择，避免产生对人体有害或过敏的蛋白质,（,4,）一旦发现安全性问题，要求马上停止实验并销毁重组生物。,二,.,关注生物技术的伦理问题,1,、克隆人的过程和分类,:,见资料,一）关于克隆人,2,、中国政府的态度,（,1,）,禁止,性克隆的四不原则：,生殖,（,2,）,不反对,治疗,性克隆,不赞成、,不允许、,不支持、,不接受任何相关的实验,1),、赞成克隆人的观点,:,（,1,）是一种,科学,研究，既然是科学，就应该允许研究克隆人,（,2,）现在的问题可以通过,胚胎分级,、,基因诊断,和,染色体检查,等方法得到解决,3.,对待克隆人的态度,2),不赞成克隆人的观点,:,（,1,）严重违反了人类的,伦理道德,（,2,）冲击了现有的 、,和 等传统的伦理道德观念,;,婚姻,家庭,两性关系,（,3,）是在,人为地制造心理上,和,社会上,都不健全的人,;,（,4,）克隆技术尚不成熟，可能克隆出 的孩子,有严重生理缺陷,.,二）,设计试管婴儿,引发的伦理性问题,体外受精技术,俗称,“,试管婴儿,”,，目前是世界上最广为采用的生殖辅助技术。,“,试管婴儿,”,并不是真正在试管里长大的婴儿，而是从卵巢内取出几个卵子，在实验室里让它们与男方的精子结合，形成胚胎，然后转移胚胎到子宫内，使之在妈妈的子宫内着床，妊娠,。正常的受孕需要精子和卵子在输卵管相遇，二者结合，形成受精卵，然后受精卵再回到子宫腔，继续妊娠。所以,“,试管婴儿,”,可以简单地理解成,由实验室的试管代替了输卵管的功能而称为,“,试管婴儿,”,。尽管体外受精原用于治疗由输卵管阻塞引起的不孕症，现已发现体外受精对由于宫内膜异位症（,endometriosis,），精子异常（数目异常或形态异常）引起的不孕症，甚至原因不明性不孕症都有所帮助。研究显示一个周期治疗后的妊娠率在,40,左右，出生率稍微低一点。,试管婴儿简图,设计试管婴儿,：与试管婴儿相比需,在胚胎转移之前,对胚胎进行,遗传学诊断,，以筛选出符合特殊要求的胚胎，进而,生出特定类型的婴儿,。,观点,理由,1.,不符合伦理道德,(1),把试管婴儿当作人体零配件工厂,是对生命的不尊敬,;,(2),早期的生命也有活下去的权利,抛弃或杀死多余的胚胎,无异于,”,谋杀,”,;,(3),有人会滥用设计试管婴儿技术,而设计婴儿性别,;,2.,符合伦理道德,(1),设计试管婴儿是为了救人,是救治患者的最好,最快捷的办法之一,;,(2),提取骨髓中造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤,;(3),脐带血乃试管婴儿的,”,身外之物,”,.,3.,中国政府的观点,中国卫生部在,中规定：,实施体外受精,-,胚胎移植及其衍生技术必须获得卫生部批准证书,.,三）基因检测引发的伦理性问题,基因检测,是用血液或其他体液和细胞检测一个人的,DNA,的技术。基因检测,可以诊断疾病,，,也可以用于疾病风险的预测,。疾病诊断是用基因检测技术检测引起遗传性疾病的突变基因。目前应用最广泛的基因检测是,新生儿遗传性疾病的检测,、,遗传疾病的诊断和某些常见病的辅助诊断,。目前有,一千多种,疾病可以通过基因技术做出诊断。,近年非常令人兴奋的是,预测性基因检测,的开展。利用基因检测技术在疾病发生前发现疾病发生的风险，提早预防。目前已经有,20,多种,疾病可以用基因检测的方法预测。,检测的时候，先把受检者的基因从血液或其他细胞中提取出来。然后用可以识别可能存在的突变基因的,引物和,PCR,技术,将这部份基因,复制许多倍,。复制后，有许多方法可以判断这部分基因是否存在突变,:,用有特殊标记物的突变基因探针方法,、,酶切方法,和,基因序列检测,的方法等。,基因检测的优点：,通过基因检测可以,及早采取预防的措施,适时进行治疗,达到挽救患者生命的目的,.,基因检测引发的问题及解决的办法,1,、问题,:,目前人类对基因结构及基因间相互作用尚缺乏足够的认识,要想通过基因检测达到预防疾病的目的是困难的,;,基因检测结果本身会给受检者带来巨大的心理压力,;,个人基因资讯的泄露会造成基因歧视,.,2,、解决的办法,:,对于基因歧视现象,可以通过正确的科学知识传授,伦理道德教育,立法得以解决,.,禁止生物武器,生物战剂,及,施放它的武器、器材的总称,叫,生物武器。生物战剂是指,在战争中使人、畜致病，毁伤农作物的微生物及其毒素,等,。,1,、生物武器的概念,2,、生物武器的种类,通常分为,病菌、