高三生物一轮——基因工程.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,选修,三,现代生物科技专题,专题一 基因工程,一、基因工程的概念及原理,概念：,是指按照人们的的愿望的，,进行严格的设计，并通过,体外,DNA,重组,和,转基因,等技术，赋以生物,新的遗传,特性,，进而创造出更符合人们需要的,新的生物类型和生物产品。,基因工程的别名,操作环境,操作对象,操作水平,基本过程,结果,2,、原理：,基因拼接技术或,DNA,重组技术,生物体外,基 因,DNA,分子水平,剪切拼接导入表达,人类需要的基因产物,基因重组,一种限制酶,只能识别,一种特定,的核苷酸序列，并在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。（断开的不是氢键）,双链,DNA,结构和磷酸二酯键位置,G A A T T C,G,C T T A A,A A T T C,G,限制酶切割分子示意图,C T T A A G,思考,要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？,两个切口，四个黏性末端。,例,1.,据下图所示，有关工具酶功能的叙述错误的是（）,A限制性内切酶可以切断a处,BDNA聚合酶可以连接a处,C,解旋酶可以使b处解开,DDNA连接酶可以连接c处,考点,1,D,（,1,）连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的,DNA,分子。,（恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键）,2,、,分子缝合针,DNA,连接酶,（,2,）连接的部位：,磷酸二酯键（在,“,梯子,”,的扶手处），不是氢键（在,“,梯子,”,的踏板处）。,（,3,）结果：,两个相同的黏性末端的连接。,限制酶,DNA,连,接酶,DNA,聚合酶,解旋酶,作用底物,作用部位,作用特点,作用结果,DNA,分子,磷酸二,酯键,切割目的基因及载体，,能专一性识别双链,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,形成黏性末端或平末端,DNA,分子,片段,磷酸二,酯键,将双链,DNA,片段“缝合”起来，,恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,形成重组,DNA,分子,脱氧核苷酸,磷酸二,酯键,只能将,单个脱氧核苷酸,添加到脱氧核苷酸链上,形成新的,DNA,分子,DNA,分子,碱基对间,的氢键,将,DNA,两条链之,间的,氢键,打开,形成单链,DNA,分子,能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。,有多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接。,具有特殊的标记基因，以便进行筛选。,易考点,(2),具备的条件,1.,常用的载体是什么？它有什么特点？,作为运载体必须具备的条件有哪些？,(1),质粒,：,一种祼露的、结构简单、独立于细菌拟核,DNA,之外，能够自我复制的很小的双链环状,DNA,分子。,对受体细胞无害,大小适宜,特别提醒：一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行人工改造。,限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外，这样才能保证标记基因的完整性，有利于对目的基因的检测。,1.,细胞染色体外能自主复制的,小型环状,DNA,分子,2.,质粒,是基因工程中最常用的运载体,3.,最常用的质粒是,大肠杆菌的质粒,4.,存在于许多,细菌及酵母菌,等生物中,5.,质粒的存在,对宿主细胞无影响,6.,质粒的,复制只能在宿主细胞内完成,常用载体质粒的特点,1.,基因工程中常用细菌等原核生物作受体细胞的原因不包括（）,A.,繁殖速度快,B.,遗传物质相对较少,C.,多为单细胞，操作简便,D.DNA,为单链，变异少,D,随堂练习,2.,基因工程是,DNA,分子水平的操作，下列有关基因工程的叙述中，错误的是（）,A.,限制酶只用于切割获取目的基因,B.,载体与目的基因必须用同一种限制酶处理,C.,基因工程所用的工具酶是限制酶、,DNA,连接酶,D.,带有目的基因的载体是否进入受体细胞需检测,A,三、基本步骤：,第一步：目的基因的获取,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,第四步：目的基因的检测与鉴定,基因文库,基因组文库,部分基因文库,（如,:,cDNA,文库,）,基因文库？,(1),从基因文库中获取目的基因,将含有,某种生物,不同基因的许多,DNA,片断，导入到,受体菌,的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库,受体菌的整个群体包含了这种生物的全部基因,基因组文库的构建模式图,基因组文库与,cDNA,文库的比较,P,10,表,文库类型,基因组文库,cDNA,文库,大小,基因中是否有启动子,基因中是否有内含子,基因多少,物种间的基因交流,小,大,有,无,有,无,某种生物的全部基因,某种生物的部分基因,部分基因可以,可以,（,2,）人工合成,反转录法：,目的基因的,mRNA,杂交双链,(,单链,RNA/,单链,DNA),单链,DNA,反转录酶,DNA,聚合酶,双链,DNA,(,目的基因,),根据已知的氨基酸序列合成,DNA,法：,蛋白质的氨基酸序列,mRNA,的核苷酸序列,基因的脱氧核苷酸序列,推测,推测,目的基因,化学合成,1.,变性,（,90-95,）,双链,DNA,模板在热作用下，,_,断裂，形成,_,氢键,单链,DNA,2.,复性,(55-65),温度降低，,与,DNA,模板结合，形成局部,_,。,双链,引物,3.,延伸,（,70-75,）,在,的作用下，从引物的,连接,，合 成与模板互补的,DNA,链。,3,端,脱氧核苷酸,Taq,酶,DNA,复制,PCR,技术,不,同,点,解旋方式,场所,酶,温度条件,合成对象,联系,PCR,技术与,DNA,复制的比较,解旋酶催化,高温变性解旋,细胞内 主要在细胞核内,细胞外 主要在,PCR,扩增仪内,解旋酶、普通的,DNA,聚合酶等,耐热的,DNA,聚合酶（,Taq,酶）,细胞内温和条件,需控制温度，在较高温度下进行,DNA,分子,DNA,片段或基因,模板、原料、酶、引物、能量等均相同,你打算扩增下图所示的两端序列之间的,DNA,，,请写出的合适的引物。,5-GACCTGTGGAAGC-CATACGGGATTG-3,3-CTGGACACCTTCG-GTATBCCCTAAC-5,引物,1,引物,2,5-GACCTGTGGAAGC,5-CAATCCCGTATG,质粒,目的基因,限制酶处理,一个切口,两个黏性末端,两个切口,获得目的基因,DNA,连接酶,表达载体,同种,3.,过程,:,第三步：将目的基因导入,受体细胞,目的基因进入,_,内，并且在 受体细胞内维持,_,和,_,的过程,转化,受体细胞,稳定,表达,1,、将目的基因导入植物细胞的方法：农杆菌转化法,（,1,）农杆菌介绍：,（,2,）适用范围及原理,两次拼接？两次导入？,植物组织培养技术,转化过程,:,Ti,质粒,目的基因,构建,表达载体,导入,植物细胞,插入,植物细胞染色,DNA,表达,新性状,转入,农杆菌,基因枪法,花粉管通道法,2,、,将目的基因导入动物细胞,方法,:,显微注射技术,操作程序,:,提纯含目的基因表达载体,受精卵,显微注射,移植到输卵管或子宫,受精卵发育,新性状动物,思考：为什么要用受精卵而不用体,细胞,？,动物细胞受精卵的全能性大,3,、,将目的基因导入微生物细胞,常用法,：,Ca,2+,处理,常用菌,：大肠杆菌,微生物作受体细胞原因：,繁殖快,、多为单细胞、遗传物质相对少,过程：,Ca,2+,处理,大肠杆菌,感受态细胞,表达载体与感受态细胞混合,感受态细胞吸收,DNA,受体生物,植物,动物,微生物,受体细胞,导入方法,受精卵,体细胞,受精卵,细胞,/,个体,农杆菌转化法,基因枪法,花粉管通道法,显微注射法,用,Ca,2+,处理,成感受态细胞,第四步：目的基因的检测与鉴定,检测转基因生物染色体的,DNA,上是否插入了目的基因,1,、导入检测,目的：,方法：,DNA,分子杂交,从转基因生物中提取的基因组,DNA,探针？,杂交的对象？,用放射性同位素标记的含目的基因的,DNA,片段,2,、转录检测,目的：,检测目的基因是否转录出了,mRNA,方法：,分子杂交技术,用放射性同位素标记的含目的基因的,DNA,片段,探针？,杂交的对象？,从转基因生物中提取的,mRNA.,3,、翻译检测,目的：,检测目的基因是否翻译成蛋白质,方法,:,抗原抗体杂交技术,从转基因生物中提取的蛋白质,抗原？,抗体？,将目的基因编码的蛋白质注射进动物体内进行免疫产生的相应抗体,1.,运用现代生物技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因整合到棉花细胞中，为检测实验是否成功，最方便的方法是检测棉花植株是否有（）,A.,抗虫基因,B.,抗虫基因产物,C.,新的细胞核,D.,相应性状,2.,转基因动物转基因时的受体细胞是（）,A.,受精卵,B.,精细胞,C.,卵细胞,D.,体细胞,D,A,随堂练习,3.,人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工合成，通过转基因技术，可以使人 的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是（）,A.,大肠杆菌,B.,酵母菌,C.,噬菌体,D.,质粒,DNA,4.,人们利用基因工程方法，用大肠杆菌生产人类胰岛素，与此过程无关的是（）,A.,用限制酶对胰岛素基因与载体分别切割并催化两者连接,B.,把重组后的,DNA,分子导入受体细菌内进行扩增,C.,检测重组载体是否导入受体细菌内并成功表达,D.,筛选出能产生胰岛素的“工程菌”,B,A,（一）植物基因工程技术的应用,1,、提高农作物的抗逆能力,（,1,）,抗虫,转基因植物,抗虫基因的种类：,4,种,三、基因工程的应用,（,2,）,抗病,转基因植物,抗病转基因植物所用的基因：,常用：病毒外壳蛋白基因和,病毒的复制酶基因,抗真菌转基因植物中有：几丁质酶基因和抗毒素合成基因,（,3,）,其它抗逆,转基因植物,抗盐碱、干旱的基因：调节细胞渗透压的基因,抗冻蛋白基因,抗除草剂基因,2,、改良农作物的品质,富含赖氨酸的转基因玉米,导入与植物花青素代谢有关的基因的矮牵牛,（二）动物基因工程的应用,1,、用于提高动物生长速度,（如：导入外源,生长激素基因,鲤鱼）,2,、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，使乳糖的含量大大减低）,3,、用转基因动物生产药物,（如：转入人的,a-,抗胰蛋白基因的绵羊）,4,、用转基因动物作器官移植的供体,（如：改造猪的器官）,（三）基因工程药物,（四）基因治疗,是指是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。,基因治疗包括：,1,、体外基因治疗,2,、体内基因治疗,随堂练习,1.,运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的,Bt,基因转移到优质油菜中，培育出 转基因抗虫的油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白，对菜青虫 有显著抗性，能大大减轻菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，减小农药使用。根据以上信息，下列叙述正确的是（）,A.Bt,基因的化学成分是蛋白质,B.Bt,基因中有菜青虫的遗传物质,C.,转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有,Bt,基因,D.,转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物,C,2.,水母发光蛋白由,236,个氨基酸构成，其中,Asp,、,Gly,和,Ser,构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记，在转基因技术中，这种蛋白质的作用是（）,A.,促使目的基因到导入宿主细胞中,B.,促使目的基因在宿主细胞中复制,C.,使目的基因容易被检测出来,D.,使目的基因容易成功表达,C,四、蛋白质工程,（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在的蛋白质。,这些天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一 定完全符合人类生产和生活的需要。,如：胰岛素、干扰素、生长素,例子：,干扰素在体外保存困难,玉米中赖氨酸含量比较低,将分子中的一个半胱氨酸转变成丝氨酸,第,104,位的,天冬酰胺,变成,异亮氨酸,第,352,位的,苏氨酸,变成,异亮氨酸,解除赖氨酸对酶活性的限制,赖氨酸,天冬氨酸激酶,二氢吡啶二羧酸合成酶,（二）,蛋白质工程,的基本原理,1,、概念：,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，通过基因修饰或基因合成，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需求。,2,、基本原理：,（,1,）确定蛋白质的功能蛋白质应有的高级结构蛋白质应具备的折叠状态应有的氨基酸序列应有的碱基排列，,创造自然界不存在的蛋白质。,（,2,）其与基因工程的比较：,基因工程,是遵循中心法则，,从,DNAmRNA,蛋白质折叠产生功能，,生产出自然界已有的蛋白质。,1.,利用蛋白质工程改造天然蛋白质，进而改变其功能，获得毒副作用很小、专一性增强、药效加强、稳定性增强的理想的药物如胰岛素是治疗依赖型糖尿病的特效药物，但是天然胰岛素在人体内寿命只有几小时，重症病人每天得注射好几次药物，给病人带来不便和痛苦。通过蛋白质工程改变胰岛素的空间结构，以延长半衰期，得到长效胰岛素。还可以在不改变胰岛素活性部位结构的前提下，增强其他部位结合强度，使之难以被酶所破坏，从而增强其稳定性。,(1),蛋白质工程的基本途径是：,(2),与基因工程相比，合成的蛋白质有何特点？,(3),用蛋白质工程生产的胰岛素，与天然胰岛素比较，显著的优点是？,随堂练习,答案,（,1,）从预期的蛋白质功能出发设计预期的胰岛素分子结构推测应有的氨基酸序列找到相应的核苷酸序列（基因）,（,2,）合成的是自然界原本不存在的蛋白质,（,3,）稳定性强,专题二、克隆技术,一、植物的组织培养,1,、概念：,植物组织培养,就是在无菌和人工控制条件下，将,离体,的植物器官、组织、细胞，培养在,人工配制的培养基,上，给予,适宜的培养条件,，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。,2,、原理：,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能，也就是说，每个生物细胞都,具有全能性的特点,。,3,、过程：,植物的花瓣（高度分化的组织）,脱分化,愈伤组织,再分化,小植株,植物组织培养技术的流程简图：,植物材料消毒,接种到诱导培养基,诱导出愈伤组织,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,得到大量的愈伤组织,愈伤组织接种到分化培养基上,分化出幼苗,幼苗接种到生根培养基上,若诱导出幼苗的同时也实现生根，可以省略生根培养基,完整植株,移栽到大田,二、动物的细胞培养与体细胞克隆,1,、动物的细胞培养,动物细胞培养,概念：,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,基中，让这些细胞生长和增殖。,动物细胞培养过程,取动物组织块,剪碎组织,用胰蛋白酶处理分散成单个细胞,转入培养液中进行,原代培养,贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶处理分散成单个细胞，制成细胞悬液,转入培养液中进行,传代培养,放入二氧化碳培养箱中培养,动物细胞培养的条件,1,、无菌、无毒的环境,2,、营养（糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、血清等）,3,、温度和,PH,值（温度为,3637,PH,为,7.2,7.4,）,4,、气体环境（,氧气和二氧化碳，氧气是细胞代谢所必需的，二氧化碳的主要作用是维持培养液的,PH,）,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,为基因工程提供受体细胞,检测有毒物质，判断毒性,用于生理、病理、药理等方面的研究,2,、体细胞克隆,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,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,还不,能用类似植物组织培养,的方法获得完整的动,物个体，用动物体细胞克隆的动物，实际是,通过,核移植,来实现的。,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，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。,哺乳动物的核移植,胚胎细胞核移植,体细胞核移植,体细胞核移植的过程,体细胞核移植的应用前景,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，促进优良畜群繁育,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存活数量,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研究疾病的发展过程和治疗疾病。,三、细胞融合与单克隆抗体,1,、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。,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也类似，常用的诱导因素有,聚乙二醇（,PEG,）,、,灭活的病毒,、,电激,等。,动物细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使,远缘杂交,成为可能。,2,、单克隆抗体,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,血清中分离所需抗体。,（缺点：产量低、纯度低、特异性差）,单克隆抗体的制备,融合,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，灵敏度高，并可能大量制备。,单克隆抗体在诊断的应用上，具有准确、高效、简易、快速的优点,1,、作为诊断试剂,2、用于治疗疾病和运载药物,疗效高、毒副作用小的新型药物“生物导弹”,1.,植物细胞表现出全能性的必要条件是（）,A.,给予适宜的营养和外界条件,B.,导入其他植物细胞的基因,C.,脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件,D.,将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内,随堂练习,C,2.,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,织，其主要原因是这样的组织细胞（）,A.,容易产生各种变异,B.,具有更强的全能性,C.,取材十分方便,D.,分裂增殖的能力强,3.,动物细胞工程常用的技术手段中，最基础的是（）,A.,动物细胞培养,B.,动物细胞融合,C.,单克隆抗体,D.,胚胎、核移植,D,A,4.,关于单克隆抗体叙述不正确的是（）,A.,由无性繁殖后代获得,B.,化学性质单一,C.,特异性强,D.B,淋巴细胞体外培养获得,5.,能加快良种家畜繁殖能力的细胞工程技术是（）,A.,组织培养,B.,细胞融合,C.,胚胎移植,D.,细胞核移植,D,C,6.,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（）,A.,分离杂种细胞，直接接种便可获得,B.,筛选鉴定杂种细胞后，再经植物组织培养才能获得植株,C.,让杂种细胞自交获纯系植株,D.,杂种细胞经传代培养成植株,7.,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（）,A.,细胞融合,B.,细胞或组织培养,C.,细胞核移植,D.,动物胚胎移植,B,B,专题三、胚胎工程,一、动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础,（,1,）卵裂期,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,有丝分裂,，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。,（,2,）桑椹胚,细胞数目为,32,，全能细胞（都具有发育成一个完整,胚胎的潜能）,（,3,）囊胚,包括内细胞团，滋养层细胞，具有囊胚腔,。,（,4,）原肠胚,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）,胚胎工程的理论基础,（,1,）精子和卵子的发生,（,2,）受精,（,3,）早期胚胎的发育规律,（,1,）精子和卵子的发生,1,、场所：哺乳动物精子的发生是在睾丸内完成的。,精子的发生,2,、过程,：（分三个阶段）,第一阶段：精原细胞先分裂为两个细胞，然后继续进行数次有丝分裂，产生多个初级精母细胞。,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，高尔基体发育为头部的顶体，中心体变为精子的尾，线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘膜。细胞内的其他物质浓缩为球状，叫做原生质滴。,卵子的发生,1,、场所：哺乳动物卵子的发生是在卵巢内完成的。（哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在出生前,（胎儿期）,完成的，这是精子和卵子在发生上的重要区别）,2,、过程：,减数第一次分裂,是在雌性动物排卵前完成的，产生一个次级卵母细胞和第一极体，进入输卵管，准备与精子受精。,减数第二次分裂,是在精子与卵子结合的过程中完成的，次级卵母细胞经分裂产生一个成熟的卵子和第二极体。,判断卵子是否受精的重要标志,当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。,（,2,）受精,1,、概念：受精是精子与卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。它包括,受精前的准备阶段,和,受精阶段,。在自然条件下，受精是在雌性的,输卵管,内完成的。,2,、受精过程：,准备阶段,1,精子获能,刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。,准备阶段,2,卵子的准备,达到减数第二次分裂的中期时，才具备与精子受精的能力。,受精阶段,精子穿越放射冠和,透明带,，进入,卵黄膜,，原核形成和配子结合。（,透明带反应,和,卵黄膜封闭作用,是防止多精入卵了二道屏障）,1.,受精时精子穿入（）,A.,卵原细胞,B.,初级卵毋细胞,C.,次级卵母细胞,D.,成熟卵细胞,2.,精子获能是在（）,A.,生精小管内,B.,辜丸网内,C.,精液内,D.,以上都不对,3.,卵子完成第二次成熟分裂是在（）,A.,生长卵泡时期,B.,成熟卵泡时期,C.,排卵时,D.,受精时,C,D,D,4.,顶体反应在受精中的作用（）,A.,释放顶体酶,B.,利于精子和卵子的核融合,C.,阻止了其他精子的受精,D.,形成精子穿越放射冠的通路,5.,下列不属于精子入卵后的变化的是（）,A.,尾部脱离,B.,核膜破裂后再形成新的核膜,C.,核分裂,D.,形成雄原核,D,C,6.,哺乳动物卵裂期的特点有（）,A.,每个细胞的体积增大,B.,胚胎的总体积变化不大,C.,每个细胞的核遗传物质增多,D.,有机物数量增大,7.,关于囊胚的叙述不正确的是（）,A.,细胞开始出现初步的分化,B.,形成滋养层细胞，将来发育成胎膜和胎盘,C.,形成的囊胚腔中，不含任何物质,D.,囊胚的进一步扩大，会导致透明带破裂,B,C,二、胚胎干细胞的移植,胚胎干细胞的概念：,哺乳动物的胚胎干细胞简称为,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。,ES,细胞具有胚胎细胞的特性，在,形态上,，表现为体积小、细胞核大、核仁明显,;,在,功能上,，具有发育的全能性，即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，,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，也可进行遗传改造。,研究胚胎干细胞的意义,（,1,）,ES,细胞可以用于治疗人类的某些顽症。（,胚胎干细胞的移植）,（,2,）通过,ES,细胞体外诱导分化，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,细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。,胚胎干细胞的移植,将干细胞分化成某一特定的细胞、组织，甚至器官，通过移植，使之再建起受损的组织，甚至器官。（,比如，将干细胞在体外分化为胰岛细胞，注入病人胰脏中，通过增殖，构成病人新的胰岛组织，它就可以替代病人受损的胰岛组织，使依赖注射胰岛素维持生命的病人得到根治。）,三、胚胎工程的应用,1,、胚胎移植,胚胎移植的概念：,胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过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，使之继续发育为新个体的技术。,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）胚胎移植可充分发挥雌性优秀个体的繁殖潜力。,胚胎移植的生理学基础,（,1,）哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物的供受体生殖器官的生理变化是相同的，这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。,（,2,）哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能。,（,3,）受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。,（,4,）供体胚胎可与子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响。,胚胎移植的基本程序,胚胎移植主要包括对供、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、培养和保存，对胚胎进行移植，以及,移植后的检查。,2,、,胚胎分割,胚胎分割的概念：,胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成,2,等份、,4,等份或,8,等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。,胚胎分割使用的主要仪器：,实体显微镜和显微操作仪。,（,对囊胚阶段的胚胎要注意将,内细胞团,均等分割,）,随堂练习,1.,在胚胎移植时，所取胚胎大多在囊胚期以前，其原因是（）,A,这时胚胎细胞数目少，便于操作,B.,这时时细胞尚未出现分化,C.,囊胚时营养物质最丰富,D.,这时具有囊胚腔，成活率高,2.,胚胎工程技术包含的内容丰富，下列不属于该技术范畴的是（）,A.,体内受精,B.,胚胎移植,C.,胚胎分割,D.,体外受精,B,A,3.,关于胚胎移植的叙述中正确的是（）,A.,被移植的胚胎，可以是天然胚胎也可以是体外受精及其他方式得到的胚胎,B.,在“试管婴儿”的培育过程中，不涉及胚胎移植技术,C.,胚胎移植产生后代的过程中，至多涉及两个亲本,D.,胚胎移植后，再进行胚胎分割,4.,下列过程在胚胎移植中没有必要进行的是（）,A.,对供体、受体要进行选择,B.,要用激素对供体进行超数排卵处理,C.,供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应,D.,胚胎移植常采用手术法和非手术法两种方法,A,C,5.,胚胎分割技术是快速繁育的有效手段之一，下列关于此手段的叙述正确的是（）,A.,可以将胚胎任意分割成多块,B.,胚胎分割后，移植获得的后代的基因型完全不同,C.,胚胎分割是一种有性生殖方式,D.,胚胎分割可以看作是克隆,6.,胚胎分割时选择的胚胎所处时期为（）,A.,胎儿期,B.,卵裂期或原肠胚期,C.,囊胚期或原肠胚期,D.,桑椹胚或囊胚,D,D,专题四、生物技术的安全性和伦理问题,一、转基因生物的安全性,1,、转基因生物：即为了达到特定的目的而将,DNA,进行人为改造的生物。通常的做法是提取某生物具有特殊功能（如抗病虫害、增加营养成分）的基因片断，通过基因技术加入到目标生物当中。,2,、转基因生物安全性的争论（三方面）,（,1,）食物安全（主要指公众担心转基因生物会产生出毒性蛋白或过敏蛋白）,（,2,）生物安全（是指担心转基因生物可能影响到生物多样性）,（,3,）环境安全（是指转基因生物可能对环境造成新污染或破坏）,3,、理性看待转基因技术,正确的做法应该是,趋利避害，而不能因噎废食,。,二、生物武器对人类的威胁,1,、生物武器的主要种类,生物武器种类包括致,病菌,、,病毒,、,生化毒剂,，以及经过基因重组的,致病菌,等。,2,、生物武器对人类的威胁,（,1,）,天花,，是世界上传染性最强的疾病之一，是由,天花病毒,引起的烈性传染病，这种病毒繁殖快，能在空气中以惊人的速度传播。若做为生物武器其后果不堪设想！,（,2,）,炭疽,是由,炭疽杆菌,所引起的一种人畜共患急性传染病。,（,3,）有的国家已经研制出新型的,鼠痘病毒,，人类目前没有有效的治疗药物。,（,4,）在实验室里有人把,蜡状杆菌,通过转基因技术改造成像炭疽杆菌一样的致病菌。,（,5,）有人把,生物毒素分子的基因,与,流感病毒的基因,拼接在一起，然后用基因工程的方法进行批量生产。,（,6,）有人对流感病毒基因进行改造，以使具有某种易感基因的民族感染这种病毒，而施放国的人却不易感染。,3,、禁止生物武器、维护世界和平,（,1,）,1972,年,4,月,10,日，苏联、美国、英国分别在其首都签署了,禁止试制、生产和储存并销毁细菌（生物）和毒剂武器公约,（简称,禁止生物武器公约,），并于,1975,年,3,月,26,日生效。,1984,年,11,月,15,日，我国也加入了这一公约。,（,2,）,1998,年,6,月,27,日，中美两国元首在关于,禁止生物武器公约,议定书的联合声明中，重申了在任何情况下,不发展、不生产、不储存,生物武器，并,反对生物武器及其技术和设备的扩散,。,三、生物技术中的伦理问题,1,、,克隆技术即无性繁殖技术,。通常的有性生殖是由雌雄交配，精子和卵子结合发育成胚胎，经妊娠后产出新的个体。,克隆技术不需要雌雄交配，不需要精子和卵子的结合，只需从动物身上提取一个单细胞，用人工的方法将其培养成胚胎，再将胚胎植入雌性动物体内，就可孕育出新的个体,。这种以单细胞培养出来的克隆动物，具有与单细胞供体完全相同的特征，是单细胞供体的“复制品”。,克隆人技术的争论,中国政府对克隆人态度,中国政府的态度是禁止,生殖性克隆,人。一再重申四不原则：,不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验,。但是，中国不反对,治疗性克隆,。,1,、,体外受精联合胚胎移植技术,（,IVF,）：又称试管婴儿，是指分别将卵子与精子取出后，在体外,(,培养皿中,),使其受精，并发育成胚胎后，再植回母体子宫内。,2,、设计试管婴儿只是在特定背景下的一种应急措施，需要经过国家有关部门严格审批。它不宜推广，并要严防滥用（防止有人设计婴儿性别）。,设计试管婴儿的争论,（,1,）现在要对个人所有基因进行检测，是不现实的。因为现在有不少基因还没得到确定。即使只是对个别或少数基因进行检测，也并不是每个人都需要的。现在西方国家对某几种致病基因进行筛检时，接受测定的人也只是有这类遗传病家族史的个人，或这类疾病的高危个人。目的是使他们能及早采取防范措施，如养成良好生活习惯、定期检查身体、适时手术等。,基因检测是否必要的争论,（,2,）有某种致病基因，并不一定就会患病。患某种疾病，往往不是由单一原因引起的。况且已知人的很多疾病是多基因病，它是由遗传因素和环境因素共同决定的。如果有良好的生活习惯等，往往可以使人避免患上某些遗传性疾病。,（,3,）有许多疾病，测定其致病基因是相当困难的。因此科学家认为不如测定其所表达的蛋白质更为快捷、有效。,（,4,）基因检测给受试者造成的心理负担或压力必须考虑到。特别是给出似是而非的结论之后，往往会使受试者无所适从。,（,5,）现在记录有个人某些遗传信息的“身份证”已经出现，但仅仅是试验性质的。至于说拿着它去看病，起码在可以预见的将来是言过其实。,（,6,）将“基因身份证”上记录的信息和它的作用等问题弄清楚之后，才能决定要不要它。比如，现在有的试验性基因身份证仅仅记录个人特有的某一对或某几对等位基因信息，它可能在验明正身方面起更大的作用，这类基因身份证要它也无妨。,随堂练习,1.,上海医学院遗传研究所成功培育出第一头携带入白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的白蛋白提高了,30,多倍，这标志着我国转基因研究向产业化的目标迈进了一步。那么“转基因动物”是指（）,A.,提供基因的动物,B.,基因组中录入了外源基因的动物,C.,能产生白蛋白的动物,D.,能表达基因遗传信息的动物,C,C,C,2.,下列关于病毒与人类有关系描述，哪项是不正确的（）,A.,在转基因工程中，某些病毒能携带某些基因进入正常细胞,B.,接种牛痘疫苗，能预防天花,C.,艾滋病病毒的核酸种类与人体细胞相同，故易感染人体,D.,病毒的种类很多，在生物圈的分布十分广泛，营寄生生活,C,3.,炭疽热是由炭疽芽孢杆菌引起的，它可引起动物组织水肿，黏膜出血，造成死亡。法国著名科学家巴斯德在研究牲口炭疽病时进行了如下实验：把实验绵羊 用毒性已削弱的炭疽芽孢杆菌制剂注射，这些绵羊感染后没有发病。四天后，对实验绵羊注射毒性很强的炭疽芽孢杆菌制剂，经过一段时间后，实验绵羊全部正常生活。,本实验的结论是：实验绵羊获得了免疫力。请回答以下问题：,(1),实验绵羊在第二次注射炭疽抱杆菌后没有发病，其原理是绵羊体内产生了相应的抗体，从而获得免疫力，这属于,_,免疫。,毒性极弱的炭疽芽孢杆菌进入绵羊体内作为抗原起作用，使其体内产生了具有免疫力的物质，请写出所有与该物质产生有关的细胞名称：,_,。,(2),我们认为仅用该实验过程还不足以严密论证以,L,结论，请在上述实验的基础上补充相应的实验设计原则、步骤、预测结果。,实验设计原则,_,。,操作步骤：,_,。,预测结果：,_,。,答案,3.(1),体液；,吞噬细胞、,B,细胞、,T,细胞,(2),对照实验；,将未免疫的绵羊同时注射毒性极强的炭疽芽孢杆菌；,未免疫的绵羊全部死亡,