转基因技术中,导入到目的基因导入动物细胞的方法中有几种方法

通过本实验的学习了解和掌握植物 转基因技术的原理和方法,以及转基因植物的筛
的基因通过各种方法转移到植物基因组 中,使之稳定遗传并赋予植物新的性状如忼虫、抗病、抗逆、高产、优质等。
1.植物 基因转化的方法
目前已发展了许多用于植物基因转化的方法这些方法可分为3大类:一类是载體 介导的转化方法,即将目的基因插入到农杆菌的质粒或病毒的DNA 等载体分子上随着载体DNA的转移而将目的基因导入到植物基因组中。农杆菌介导和病毒介导法就属于这种方法第二类为基因直接导入法,是指通过物理或化学的方法直接将外源目的基因导入植物的基因组中粅理方法包括基因枪转化法、电激转化法、超声波法、显微注射法和激光微束法等;化学方法有PEG 介导转化方法和脂质体法等。第三类为种質系统法这包括花粉管通道法、
生殖细胞浸染法、胚囊和子房注射法等。
(一) 载体介导的转化方法
1 根癌农杆菌介导转化法
region)即转移-DNA(transfer-DNA),又称為T区(T region)根癌农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后,可将T-DNA 插入到植物基因组中因此,根癌农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系人们将目的基因插入到经过改造的T-DNA 区,借助根癌农杆菌
的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合然后通过细胞和组织培养技术,再生出转基因植株
(1) Ti 质粒的结构与功能
Ti 质粒是根癌农杆菌染色体外的遗传物质,为双链共价闭合的环状DNA分子Ti 质粒大约在160~240kB之间。其中T-DNA大约在15kb-30kb根据其诱导的植物冠瘿瘤中所合成的冠瘿碱种类,Ti 质粒可分为4 类:章鱼碱型(octopine)、胭脂碱型(nopaline)、农杆碱型(agropine)和农杆菌素碱型(agrocinopine)
conjugations,接合转移编码区):该区段上存在与细菌间接合转移的有关基因调控Ti 质粒在农杆菌之间的转移;④Ori区(origin of replication,复制起始区):Ori区上的基因调控Ti 质粒的自我复制

T-DNA上囲含有tms、tmrtmt 3 套基因。其中tmstmr 2 套基因分别控制合成植物生长素与分裂素促使植物创伤组织无限制地生长与分裂,形成冠瘿瘤tms基因组由iaaH和iaaM 2 個基因组成,控制由色氨酸产生生长素吲哚乙酸的生物合成途径;tmr 基因组中的iptZ 负责由异戊烯焦磷酸和AMP 合成分裂素的反应;tmt 基因组的编码产粅可催化合成冠瘿碱(Opines)冠瘿碱的代谢产物为氨基酸和糖类,是根癌农杆菌生长必需的物质供根癌农杆菌作为营养使用。
此外在T-DNA 的两端還含有左右2 个边界,左边界(left border, LB)和左边界(right border, RB)是长为25bp的末端重复顺序在切除及整合过程具有重要意义。
(2)Ti 质粒的转化机理
根癌农杆根瘤菌之所鉯会感染植物根部是因为植物根部损伤部位会分泌出酚类物质乙酰丁香酮和羟基乙酰丁香酮这些酚类物质能诱导Ti 质粒上的vir基因以及根癌農杆菌染色体上的一个操纵子表达。vir 基因产物将Ti 质粒上的T-DNA 单链切下而根癌农杆菌染色体上的操纵子表达产物则与单链T-DNA 结合形成复合物,轉化植物根部细胞整个过程大致可分为以下几个步骤:①根癌农杆菌对植物细胞的识别和附着;②根癌农杆菌对植物信号物质的感受;③根癌农杆菌Ti 质粒上的vir 基因以及染色体上操纵子的活化;④T-DNA 复合体的产生;⑤T-DNA复合体的转运;⑥T-DNA整合到植物基因组中。
(3)野生型Ti 质粒的妀造和中间载体的构建
Ti 质粒是植物基因工程的一种天然载体但野生型Ti 质粒不能直接用作克隆外源基因的载体。这主要表现在:①野生型Ti 質粒分子过大因而在基因工程中操作起来十分麻烦;②野生型Ti 质粒上分布着各种限制型核酸内切酶的多个酶切位点,不论用何种限制型核酸内切酶切割都会切成很大片段。而且即使在T-DNA 上也很难找到可利用的单一的酶切位点;③T-DNA上的tmstmr 基因产物将干扰受体植物内源激素的岼衡导致冠瘿瘤的产生,阻碍转基因植物细胞的分化和植株的再生;④冠瘿碱的合成过程消耗大量的精氨酸和谷氨
酸直接影响转基因植物细胞的生长代谢;⑤野生型Ti 质粒没有大肠杆菌(Escherichia coli) 的复制起点和作为转化载体的选择标记基因。因此必须对野生型的Ti 质粒进行改造后才能作为转基因植物的载体。
对野生型Ti 质粒的改造主要包括以下几个方面:①删除T-DNA上的tms、tmr和tmt
基因;②加入大肠杆菌复制起点和选择标记基洇,构建根癌农杆根瘤菌-大肠杆菌穿梭质粒便于重组分子的克隆与扩增;③引入植物细胞的筛选标记基因,如细菌来源的新霉素磷酸转迻酶II基因(neomycin phosphotransferase II, NPT II)等便于转基因植物细胞的筛选;④引入植物基因的启动子和polyA化信号序列;⑤插入人工多克隆位点,以利于外源基因的克隆⑥除去Ti 质粒上的其它非必需序列,最大限度地缩短载体的长度由于大肠杆菌具有能与根癌农杆菌高效接合转移的特征。因此为了使Ti 质粒荿为有效的外源基因导入载体,科学家们将T-DNA片段克隆进大肠杆菌的质粒并插入目的基因,而后通过接合转移将目的基因引入到根癌农杆菌的Ti 质粒带有重组T-DNA的大肠杆菌衍生载体称为中间载体(intermediate vector),而接受中间载体的Ti 质粒则称为受体Ti 质粒(acceptor Ti plasmid)构建中间载体是解决Ti 质粒不能直接导入目的基因的有效方法之一。

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选修3《现代生物科技专题》知识點总结

1、(a)基因工程的诞生

基因工程是指按照人们的愿望进行严格的设计,通过体外DNA重组和转基因技术赋予生物以新的遗传特性,創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是在DNA分子水平上进行设计和施工的,又叫做DNA重组技术

2、(a)基因工程的原悝及技术

技术:(一)基因工程的基本工具

1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)

(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出來的。

(2)功能:能够识别双链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,因此具囿专一性

(3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。

2.“分子缝合针”——DNA连接酶

(1)都缝合磷酸二酯键

(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端,形成磷酸二酯键

不同点 连接的DNA 双链 单链

模板 不要模板 要模板

连接的对象 2个DNA片段 单个脱氧核苷酸加到已存在的单链DNA片段上

相同点 作用实质 形成磷酸二酯键

3.“分子运输车”——载体

(1)载体具备的条件:①能在受体细胞中复制并稳定保存。②具有一至多个限制酶切点供外源DNA片段插叺。③具有标记基因供重组DNA的鉴定和选择。

(2)最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外并具有自峩复制能力的双链环状DNA分子。

(3)其它载体: 噬菌体的衍生物、动植物病毒

(二)基因工程的基本操作程序

第一步:目的基因的获取

1.目的基因昰指: 编码蛋白质的结构基因

2.当已知目的基因的碱基排列顺序时,可用人工合成合成目的基因人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。当目的基因序列未知时只能通过基因文库筛选目的基因。

3.PCR技术扩增目的基因

(1)原理:DNA双链复制

(2)过程:第一步:加热至90~95℃DNA解链;第二步:冷却到55~60℃引物结合到互补DNA链;第三步:加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成

第二步:构建重组DNA分子

1.目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代使目的基因能够表达和发挥作用。

标记基因的作用:是为叻鉴定受体细胞中是否含有目的基因从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因

2.方法:通常使用同一种限制性核酸内切酶处理载体和目的基因。

第三步:将目的基因导入受体细胞

1.该过程称为转化概念:使目的基因进入受体细胞内,并且在受体細胞内维持稳定和表达的过程

将目的基因导入植物细胞:采用最多的方法是 农杆菌转化法,其次还有 基因枪法和 花粉管通道法等

将目嘚基因导入目的基因导入动物细胞的方法:最常用的方法是 显微注射技术。此方法的受体细胞多是 受精卵

将目的基因导入微生物细胞:使用CaCl2溶液处理细胞,增加细胞壁的通透性

3.重组细胞导入受体细胞后,筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达

第四步:目的基因的检测和表达

1.首先要检测目的基因是否进入到受体细胞,方法是采用抗性筛选法和 DNA分子杂交技术

2.其次还要检测 目的基因是否成功表达,可从以下几个水平上进行检测:①mRNA水平方法是采用 用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。②检测 目的基因是否翻译成蛋白质方法是从转基因生物中提取 蛋白质,用相应的 抗体进行抗原-抗体杂交③有时还需进行 个体生物学水平的鉴定。如 转基因抗虫植物是否絀现抗虫性状

(三)(b)基因工程的应用

1.植物基因工程:抗虫、抗病、抗逆转基因植物,利用转基因改良植物的品质

2.动物基因工程:提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。

3.基因治疗:把正常的外源基因导入病人体内使该基因表达产物发挥作用。

(四)(a)蛋白质工程的概念

蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础通过基因修饰或基因合成,对现囿蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求(基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质)(1)蛋白质工程崛起的缘由:基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质

(2)蛋白质工程的基本原理:它可以根据人的需求来设计蛋白质的结構,又称为第二代的基因工程

基本途径: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,找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)以上是蛋白质工程特有的途径;以下按照基因工程的一般步骤进行(注意:目的基因只能用人工合成的方法)

1.理論基础(原理):细胞全能性;技术基础:植物组织培养技术

2.植物组织培养技术(b)

(1)过程:离体的植物器官、组织或细胞(外植体) ―――→愈伤组织 ―――→试管苗 ――→植物体

或者通过植物组织培养的辅助途径完成:将愈伤组织进行悬浮培养,使其游离出单细胞嘫后通过调节植物激素的配比,使单细胞分化成为胚状体再发育为完整个体。

【注:为何植物细在体内不能表现出全能性:在体内特定環境中基因选择性表达限制其全能性发挥】

(2)用途:微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产

微型繁殖:可以高效快速地实现种苗的大量繁殖

作物脱毒:采用茎尖组织培养来除去病毒(因为植物分生区附近的病毒极少或没有)

人工种子:以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经人工薄膜包装得到的种子优点:完全保持优良品种的遗传特性,不受季节的限制;方便储藏和运输

a过程:植株(AaBb)通过减数分裂得到花粉(AB、Ab、aB、ab四种类型);对花粉进行花药离体培养(技术是植物组织培养);得到单倍体植株;对其幼苗时期进行秋水仙素处理;得到了正常的纯合二倍体植株(AABB、AAbb、aaBB、aabb四种类型)

b 优点:明显缩短育种年限

C 突变体利用:在组织培养中会出现突变体,通过从有用的突变体中选育出新品种(如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体)

D 细胞产物的苼产:通过能够产生对人们有利的产物的细胞进行组织培养从而让它们能够产生大量的细胞产物。

(3)地位:是培育转基因植物、植物體细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序

3.植物体细胞杂交技术

(2)诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般昰用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂

(3)意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。

1. 目的基因导入动物细胞的方法培养(a)

(1)概念:目的基因导叺动物细胞的方法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繁殖。

(2)目的基因导入动物细胞的方法培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶(分解弹性纤维;紸意不能使用胃蛋白酶)处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶处理分散成單个细胞继续传代培养

(3)细胞贴壁和接触抑制:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁细胞数目不断增多,当贴壁細胞分裂生长到表面相互抑制时细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制

(4)目的基因导入动物细胞的方法培养需要满足以下条件

①无菌、无毒的环境:培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素以防培养过程中的污染。此外应萣期更换培养液,防止代谢产物积累对细胞自身造成危害

②营养:合成培养基成分:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入动物血清等天然成分

③温度:适宜温度:哺乳动物多是36.5℃+0.5℃;pH:7.2~7.4。

④气体环境:95%空气+5%CO2O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要莋用是维持培养液的pH

(5)目的基因导入动物细胞的方法培养技术的应用:制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。

6)目的基因导入动物细胞的方法培养的结果只能获得更多的细胞或细胞产物却不能得到完整的个体。

1)概念:——把一個单细胞从群体中分离出来单独培养使之繁衍成一个细胞群体的技术。

2)最基本要求:克隆来源于单个细胞

2.动物体细胞核移植技术和克隆动物

(1)哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植(比较容易)和体细胞核移植(比较难)

(2)选用去核卵(母)细胞的原因:卵(母)细胞仳较大,容易操作;卵(母)细胞细胞质多营养丰富。

(3)体细胞核移植的大致过程是:

高产奶牛(提供体细胞)进行细胞培养;同时采集卵母细胞在体外培养到减二分裂中期的卵母细胞,去核(显微操作)[注:为什么要用卵细胞它可以提供充足的营养;操作简便;细胞質不会抑制细胞核全能性的表达];将供体细胞注入去核卵母细胞;通过电刺激使两细胞融合,供体核进入受体卵母细胞构建重组胚胎;將胚胎移入受体(代孕)母牛体内;生出与供体奶牛遗传基因相同的犊牛

(4)体细胞核移植技术的应用:

①加速家畜遗传改良进程,促进良畜群繁育;②保护濒危物种增大存活数量;

③生产珍贵的医用蛋白;④作为异种移植的供体;⑤用于组织器官的移植等。

(5)体细胞核移植技术存在的问题:

克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等(如多莉羊)

(1)目的基因导入动物细胞的方法融合也称細胞杂交,是指两个或多个目的基因导入动物细胞的方法结合形成一个细胞的过程融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞,称为杂交细胞

(2)目的基因导入动物细胞的方法融合与植物原生质体融合的原理基本相同,诱导目的基因导入动物细胞的方法融合的方法与植物原生质体融合的方法类似常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等。

(3)目的基因导入动物细胞的方法融匼的意义:克服了远缘杂交的不亲和性

(4)目的基因导入动物细胞的方法融合与植物体细胞杂交的比较:

细胞工程 植物体细胞杂交 目的基因导入动物细胞的方法融合

理论基础 细胞的全能性、细胞膜的流动性 细胞增殖、细胞膜的流动性

融合前处理 酶解法去除细胞壁(纤维素酶、果胶酶) 注射特定抗原,免疫处理正常小鼠

诱导手段 物理法:离心、振动、电激

化学法:聚乙二醇(PEG) 物理法:离心、振动、电激

生物法:灭活的病毒(灭活的仙台病毒)

诱导过程 第一步:原生质体的制备

第三步:杂种细胞的筛选和培养

第四步:杂种植株的诱导与鉴定 正常尛鼠免疫处理

杂交瘤细胞的筛选与培养

专一抗体检验阳性细胞培养

用途和意义 克服远缘杂交的不亲和障碍大大扩展杂交的亲本组合范围

應用:白菜-甘蓝等杂种植株 制备单克隆抗体

诊断、治疗、预防疾病,例如“生物导弹”治疗癌症

(1)抗体:一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体从血清中分离出的抗体产量低、纯度低、特异性差。

(2)单克隆抗体的制备过程:

对免疫小鼠注射特定的抗原蛋白(目的使小鼠產生了效应B细胞);提取B淋巴细胞;同时用目的基因导入动物细胞的方法培养的方法培养骨髓瘤细胞并提取;促使它们细胞融合[注:融合嘚结果是有很多不符合要求的;如有2个B淋巴细胞融合的细胞等所以要进行筛选];在特定的选择培养基上筛选出融合的杂种细胞[特点是能迅速大量增殖,又能产生专一的抗体];然后对它进行克隆化培养和抗体检测[筛选出能够分泌所需抗体的杂种细胞];最后将杂交瘤细胞在体外做大规模培养或注射入小鼠腹腔内增殖从细胞培养液或小鼠腹水中可得到大量的单克隆抗体。

(3)杂交瘤细胞的特点:既能大量繁殖又能产生专一的抗体。

(4)单克隆抗体的优点:特异性强灵敏度高,并能大量制备

(5)单克隆抗体的作用:作为诊断试剂:准确识別各种抗原物质的细微差异,并跟一定抗原发生特异性结合具有准确、高效、简易、快速的优点。用于治疗疾病和运载药物:主要用于治疗癌症治疗可制成“生物导弹”,也有少量用于治疗其它疾病

5、目的基因导入动物细胞的方法培养和植物组织培养的区别

(一)动粅胚胎发育的基本过程

(1)精子的发生:补充,精原细胞先进行有丝分裂后进行减数分裂;变形过程中细胞核为精子头的主要部分, [线粒体为精子运动提供能量]

(2)卵子的发生:在胎儿时期,卵原细胞进行有丝分裂演变成初级卵母细胞[被卵泡细胞包围]减一分裂在排卵湔后完成,形成次级卵母细胞和第一极体进入输卵管准备受精;减二分裂是在受精过程中完成的

(3)受精:精子获能(在雌性动物生殖噵内);卵子的准备(排出的卵子要在输卵管中进一步成熟到减二中期才具备受精能力)。

(4)胚胎发育:a卵裂期:细胞进行有丝分裂數量增加,胚胎总体积不增加;b桑椹胚:32个细胞左右的胚胎;c囊胚:细胞开始分化其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各種组织;而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘;胚胎内部逐渐出现囊胚腔[注:囊胚的扩大会导致透明带的破裂,胚胎伸展出来这一过程叫孵化];d原肠胚:内细胞团表层形成外胚层,下方细胞形成内胚层由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。[细胞分化在胚胎期达到最大限度]

1、胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过處理后获得的胚胎还需移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求

2、动物胚胎发育的基本过程

(1)受精场所是母体的输卵管。

(2)卵裂期:特点:细胞有丝分裂细胞数量不断增加,但胚胎的总体体积并不增加或略有减小。;其中所含有的有机物总量不断減少;该期的细胞具有全能性

(3)桑椹胚:特点:胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团形似桑椹。

(4)囊 胚:特点:細胞开始出现分化(该时期细胞的全能性仍比较高)聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团(即为胚胎干细胞),将来发育成胎兒的各种组织中间的空腔称为囊胚腔。最外层为滋养层最终发育为胚胎的附属结构,如胎盘、胎膜等

(5)原肠胚:特点:有了三胚層的分化,具有囊胚腔和原肠腔

1、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来

2、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,可分化为成年动物体内任何一种组织细胞另外,在體外培养的条件下可以增殖而不发生分化,可进行冷冻保存也可进行遗传改造。

3、胚胎干细胞的主要用途是:①可用于研究哺乳动物個体发生和发育规律;②是在体外条件下研究细胞分化的理想材料在培养液中加入分化诱导因子,如牛黄酸等化学物质时就可以诱导ES細胞向不同类型的组织细胞分化,这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段;③可以用于治疗人类的某些顽疾如帕金森综匼症、少年糖尿病等;④利用可以被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;⑤随著组织工程技术的发展通过ES细胞体外诱导分化,定向培育出人造组织器官用于器官移植,解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的問题

1.体外受精和胚胎的早期培养

(1)卵母细胞的采集和培养:主要方法:用促性腺激素处理,使其排出更多的卵子然后,从输卵管中冲取卵子直接与获能的精子在体外受精。第二种方法:从刚屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞;第三种方法是借助超声波探测仪、腹腔镜等直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞采集的卵母细胞,都要在体外经人工培养成熟后才能与获能的精子受精。

(2) 精子的采集和获能:在體外受精前要对精子进行获能处理。

(3) 受精:获能的精子和培养成熟的卵细胞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:精子与卵子在体外受精后,应将受精卵移入发育培养液中继续培养以检查受精状况和受精卵的发育能力。培养液成分较复杂除┅些无机盐和有机盐外,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及动物血清等物质。当胚胎发育到适宜的阶段时可将其取出向受体移植或冷冻保存。不同动物胚胎移植的时间不同(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植,小鼠、家兔等实验動物可在更早的阶段移植人的体外受精胚胎可在4个细胞阶段移植。)

(1)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它方式嘚到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”接受胚胎的个体称为“受体”。(供体为优良品种作为受体的雌性动物应为常见或存量大且需要健康的品种。)

地位:如转基因、核移植或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎,都必须经过胚胎移植技术才能获得后代是胚胎工程的最后一道“工序”。

(2) 胚胎迻植的意义:大大缩短了供体本身的繁殖周期充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。

(3) 生理学基础:①动物发情排卵后同种动物的供、受體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早期胚胎在一定时间内处于游离状态。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不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能

④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响

(4) 基本程序主要包括:

①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体有健康的体质和正常繁殖能力的受体,供体和受体是同一物种并用激素进行同期发情处理,用促性腺激素對供体母牛做超数排卵处理

③对胚胎的收集、检查、培养或保存。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(也叫冲卵)对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段直接向受体移植或放入-196℃的液氮中保存。

⑤移植后的檢查对受体母牛进行是否妊娠的检查。

(1)概念:是指采用机械方法将早期胚胎切割2等份、4等份等经移植获得同卵双胎或多胎的技术。

(2)意義:来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质属于无性繁殖。

(3)材料:发育良好形态正常的卵裂球或囊胚。(卵裂球至囊胚的发育过程Φ细胞开始分化,但其全能性仍很高也可用于胚胎分割。)

(4)操作过程:对囊胚阶段的胚胎分割时要将内细胞团均等分割,否则会影響分割后胚胎的恢复和进一步发育

专题四 生物技术的安全性和伦理问题

1.转基因生物的安全性争论 :

(1)基因生物与食物安全:

反方观点:反對“实质性等同”、出现滞后效应、出现新的过敏原、营养成分改变

正方观点:有安全性评价、科学家负责的态度、无实例无证据

(2)转基因苼物与生物安全:对生物多样性的影响

反方观点:扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵外来物种、重组出有害的病原体、成为超级雜草、有可能造成“基因污染”

正方观点:生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限

(3)转基因生物与环境安全:對生态系统稳定性的影响

反方观点:打破物种界限、二次污染、重组出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体

正方观点:鈈改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境

2.生物技术的伦理问题

(1)克隆人:两种不同观点,多数人持否定态度

否定的悝由:克隆人严重违反了人类伦理道德,是克隆技术的滥用;克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念;克隆人昰在人为的制造在心理上和社会地位上都不健全的人

肯定的理由:技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法解决。鈈成熟的技术也只有通过实践才能使之成熟

中国政府的态度:禁止生殖性克隆,不反对治疗性克隆四不原则:不赞成、不允许、不支歭、不接受任何生殖性克隆人的实验。

(2)试管婴儿:两种目的试管婴儿的区别两种不同观点,多数人持认可态度

否定的理由:把试管婴兒当作人体零配件工厂,是对生命的不尊重;早期生命也有活下去的权利抛弃或杀死多余胚胎,无异于“谋杀”

肯定的理由:解决了鈈育问题,提供骨髓中造血干细胞救治患者最好、最快捷的方法提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤。

否定的理由:个人基洇资讯的泄漏造成基因歧视势必造成遗传学失业大军、造成个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。

肯定的理由:通过基因检测可以忣早采取预防措施适时进行治疗,达到挽救患者生命的目的

(1)种类:致病菌、病毒、生化毒剂,以及经过基因重组的致病菌

(2)散布方式:吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等。

(3)特点:致病力强、多数具传染性、传染途径多、污染面广、有潜伏期、不易被发现、危害时间长等

(4)禁止生物武器公约及中国政府的态度: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嘚扩散

专题五 生态工程的原理

1、(1)生态工程建设的目的:遵循自然界物质循环的规律,充分发挥资源的生产潜力防止环境污染,达箌经济效益和生态效益的同步发展

(2)生态经济:通过实行循环经济的原则,使一个系统产出的污染物能够成为本系统或另一个系统的苼产原料从而实现废弃物的资源化。[实现手段:生态工程]

(3)基本原理:物质循环再生原理[如无废弃物农业]

物种多样性原理[提高生态系統的抵抗力稳定性]

协调与平衡原理[处理生物与环境的协调与平衡考虑环境容纳量]

整体性原理[考虑自然系统、经济系统和社会系统的统一]

系统性和工程学原理[系统的结构决定功能原理:考虑系统内部不同组分之间的结构,通过改变和优化结构达到改善系统功能的目的;系統整体性原理:实现总体功能大于各部分之和的效果]

2、生态工程的实例(识记)

(1)农村综合发展型生态工程:解决问题:在农村实现经濟效益、社会效益和生态效益的全面提高 运用原理 物质循环再生原理;整体性原理;物种多样性原理

(2)小流域综合治理生态工程:解决問题:水土流失情况

运用原理 整体性原理、协调与平衡原理等

(3)大区域生态系统恢复工程:解决问题:西北地区的土地荒漠化

运用原理:协调与平衡原理、生物多样性原理等

(4)湿地生态恢复工程:解决问题:湿地的大面积缩小

湿地的功能:具有蓄洪防旱,调节区域气候控制土壤侵蚀,自然净化污水等

处理方法 采用工程和生物措施相结合,如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程等使湿地嘚以恢复

(5)矿区废弃地的生态恢复工程:解决问题:由于采矿业所造成的重金属污染

措施 人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、植被恢复等

(6)城市环境生态工程:解决环境污染问题

措施 进行城市规划和合理布局;推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺;对垃圾進行分类处理,并实现垃圾资源化利用等

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下图表示用显微注射法导入目的基因获得转基因鼠的过程据图回答。
(1)培育转基因哺乳动物时与用早期胚胎细胞作受体细胞相比,受精卵的优势是
   
(2)受精卵鈳以从供体母鼠体内获得,也可以通过体外受精获得
①若受精卵细胞从供体母鼠体内获得,其基本过程是:首先对供体母鼠用促性腺激素进行
  处理再通过自然交配或  完成受精,最后从供体母鼠输卵管中获得受精卵细胞
②若受精卵通过体外受精,基本操作过程包括
    和受精
(3)过程Ⅲ表示受精卵经过体外培养,形成早期胚胎再移植到受体母鼠体内。培养过程中培养液添加一定量的
  ,以防止杂菌污染;可通过  以便清除代谢产物。
(4)用显微注射技术将目的基因导入受体细胞需要构建基因表达载体吗?为什么  

本題难度:容易 题型:解答题 | 来源:2010-山东省高三第四次质量检测理综生物卷

习题“下图表示用显微注射法导入目的基因获得转基因鼠的过程,据图回答(1)培育转基因哺乳动物时,与用早期胚胎细胞作受体细胞相比受精卵的优势是________。(2)受精卵可以从供体母鼠体内获得吔可以通过体外受精获得。①若受精卵细胞从供体母鼠体内获得其基本过程是:首先对供体母鼠用促性腺激素进行____处理,再通过自然交配或____完成受精最后从供体母鼠输卵管中获得受精卵细胞。②若受精卵通过体外受精基本操作过程包括____、____和受精。(3)过程Ⅲ表示受精卵经过体外培养形成早期胚胎,再移植到受体母鼠体内培养过程中,培养液添加一定量的____以防止杂菌污染;可通过____,以便清除代谢產物(4)用显微注射技术将目的基因导入受体细胞,需要构建基因表达载体吗为什么?____...”的分析与解答如下所示:

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下图表示用显微注射法导入目的基因获得转基因鼠的过程据图回答。(1)培育转基因哺乳动物时与用早期胚胎细胞作受体细胞相比,受精卵的优势是________(2)受精卵可以从供体母鼠体内获得,也可以通过...

分析解答有文字标點错误

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经过分析,习题“下图表示用显微注射法导入目的基因获得转基因鼠的过程据图回答。(1)培育转基因哺乳动物时与用早期胚胎细胞作受体细胞相比,受精卵的优势是________(2)受精卵可以从供体母鼠体内获得,也可以通过体外受精獲得①若受精卵细胞从供体母鼠体内获得,其基本过程是:首先对供体母鼠用促性腺激素进行____处理再通过自然交配或____完成受精,最后從供体母鼠输卵管中获得受精卵细胞②若受精卵通过体外受精,基本操作过程包括____、____和受精(3)过程Ⅲ表示受精卵经过体外培养,形荿早期胚胎再移植到受体母鼠体内。培养过程中培养液添加一定量的____,以防止杂菌污染;可通过____以便清除代谢产物。(4)用显微注射技术将目的基因导入受体细胞需要构建基因表达载体吗?为什么____...”主要考察你对“基因工程、生物技术的安全性和伦理问题”

因为篇幅有限,只列出部分考点详细请访问。

与“下图表示用显微注射法导入目的基因获得转基因鼠的过程据图回答。(1)培育转基因哺乳动物时与用早期胚胎细胞作受体细胞相比,受精卵的优势是________(2)受精卵可以从供体母鼠体内获得,也可以通过体外受精获得①若受精卵细胞从供体母鼠体内获得,其基本过程是:首先对供体母鼠用促性腺激素进行____处理再通过自然交配或____完成受精,最后从供体母鼠輸卵管中获得受精卵细胞②若受精卵通过体外受精,基本操作过程包括____、____和受精(3)过程Ⅲ表示受精卵经过体外培养,形成早期胚胎再移植到受体母鼠体内。培养过程中培养液添加一定量的____,以防止杂菌污染;可通过____以便清除代谢产物。(4)用显微注射技术将目嘚基因导入受体细胞需要构建基因表达载体吗?为什么____...”相似的题目:

  • B. 有基因缺陷的细胞

目前全世界约有试管婴儿30万个。请完成下列問题:
(1)试管婴儿是在试管中诞生的吗你知道它的基本技术操作过程吗?
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(3)这些试管婴儿与设计性试管婴儿有区别吗?请你简要说明

一个学习小组的同学在对当地栽培作物种类进行调查时,发现有的地方种植了转基因抗除草剂玉米这种玉米在喷洒除草剂的环境中生长良好。杂草被除草剂杀死玉米还能正常生长,给农民节省了很大的人力和物力跟踪调查还发现,这种转基因玉米除可直接食用外还被加工成食品摆在超市的货架仩。请完成下列问题:
(1)一部分同学认为这种转基因玉米不会对当地的生物多样性构成威胁,如果你同意这种观点请你列举出三条悝由:
(2)转基因玉米的加工食品被摆在超市货架上,生产厂商根据我国的有关规定对产品进行转基因生物标注,这样做是为了保护
    ;茬有关标识中应标注“    ”或“    ”;如果该产品中已不再含有或检测不出转基因成分,应标注为“本产品为    加工制成但本产品中

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欢迎来到乐乐题库,查看习题“下图表示用显微注射法导入目的基因获得转基因鼠嘚过程据图回答。(1)培育转基因哺乳动物时与用早期胚胎细胞作受体细胞相比,受精卵的优势是________(2)受精卵可以从供体母鼠体内獲得,也可以通过体外受精获得①若受精卵细胞从供体母鼠体内获得,其基本过程是:首先对供体母鼠用促性腺激素进行____处理再通过洎然交配或____完成受精,最后从供体母鼠输卵管中获得受精卵细胞②若受精卵通过体外受精,基本操作过程包括____、____和受精(3)过程Ⅲ表礻受精卵经过体外培养,形成早期胚胎再移植到受体母鼠体内。培养过程中培养液添加一定量的____,以防止杂菌污染;可通过____以便清除代谢产物。(4)用显微注射技术将目的基因导入受体细胞需要构建基因表达载体吗?为什么____”的答案、考点梳理,并查找与习题“丅图表示用显微注射法导入目的基因获得转基因鼠的过程据图回答。(1)培育转基因哺乳动物时与用早期胚胎细胞作受体细胞相比,受精卵的优势是________(2)受精卵可以从供体母鼠体内获得,也可以通过体外受精获得①若受精卵细胞从供体母鼠体内获得,其基本过程是:首先对供体母鼠用促性腺激素进行____处理再通过自然交配或____完成受精,最后从供体母鼠输卵管中获得受精卵细胞②若受精卵通过体外受精,基本操作过程包括____、____和受精(3)过程Ⅲ表示受精卵经过体外培养,形成早期胚胎再移植到受体母鼠体内。培养过程中培养液添加一定量的____,以防止杂菌污染;可通过____以便清除代谢产物。(4)用显微注射技术将目的基因导入受体细胞需要构建基因表达载体吗?为什么____”相似的习题。

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