簡介：專題31胚胎工程與生態(tài)工程,考點1胚胎工程一、胚胎工程的操作流程,知識清單,二、體內(nèi)受精和早期胚胎培養(yǎng)1精子與卵子的發(fā)生,2受精1精子獲能剛排出的精子,不能立即與卵子受精,必須在雌性動物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)的生理變化后,才能獲得受精能力。2卵子的準備卵子要在輸卵管內(nèi)進一步成熟,到減Ⅱ中期時,才具備與精子受精的能力。3受精過程主要包括精子穿過放射冠和透明帶,進入卵細胞膜,原核形成和融合。3胚胎發(fā)育過程受精卵→卵裂→囊胚→原腸胚→組織器官分化→幼體。1哺乳動物的早期胚胎發(fā)育是在輸卵管中進行的,一般到桑椹胚期進入子宮,囊胚期著床。,,,,,,,,,,,2卵裂細胞分裂方式是有絲分裂。3囊胚由滋養(yǎng)層細胞和內(nèi)細胞團構(gòu)成,內(nèi)細胞團細胞具有發(fā)育全能性,能分化出幼體動物的所有組織器官。4原腸胚出現(xiàn)了三個胚層和原腸腔。知能拓展1排卵是指卵子從卵泡中排出,而不是卵泡從卵巢中排出。2防止多精子入卵的機制包括第一道屏障透明帶反應(yīng)第二道屏障卵細胞膜反應(yīng)。3受精標志是在透明帶和卵細胞膜之間觀察到兩個極體而受精過程完成的標志是雌、雄原核的融合。4卵裂期細胞體積、數(shù)量及胚胎總體積的變化細胞體積縮小,細胞數(shù)量增加,胚胎總體積不變或略有縮小。三、體外受精和早期胚胎培養(yǎng)1體外受精1精子的采集與獲能采集方法有假陰道法、手握法和電刺激法等體外獲能方法通常有培養(yǎng)法和化學誘導法。,,,,,,2卵母細胞的采集和培養(yǎng)給哺乳動物注射促性腺激素,使其超數(shù)排卵,然后從輸卵管中沖出卵子也可從廢棄的卵巢或活體卵巢中采集,但需要培養(yǎng)到減Ⅱ中期時,才可受精。3體外受精獲能的精子和成熟的卵子在相應(yīng)溶液中受精。2早期胚胎培養(yǎng)1培養(yǎng)液成分無機鹽、有機鹽兩鹽維生素、激素兩素氨基酸、核苷酸兩酸,另外還有水、血清等。2胚胎去向向受體移植或冷凍保存。知能拓展1原腸胚不屬于早期胚胎早期胚胎是指可用于移植的胚胎,包括原腸胚之前的囊胚、桑椹胚,甚至更早的階段。2獲得精子和卵子后,兩者并不立即在體外結(jié)合需要對精子進行獲能處理,并將卵母細胞培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂中期。3胚胎發(fā)育的過程中,細胞的全能性并非完全相同,桑椹胚細胞具有全能性,囊胚細胞開始分化,原腸胚時期細胞已出現(xiàn)高度分化。,,,,,,,四、胚胎移植、胚胎分割與胚胎干細胞1胚胎移植1概念剖析①供體能提供早期胚胎或通過體外受精及其他方式得到胚胎的雌性動物。②受體與供體同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物。③結(jié)果產(chǎn)生新個體。2意義充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力。3生理學基礎(chǔ)①移入排卵后,供、受體生殖器官的生理變化是相同的。②收集早期胚胎處于游離狀態(tài)。③存活受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。④遺傳性供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系,但移入受體的供體胚胎的遺傳特性不受任何影響。,,,,,,,,5胚胎移植的實質(zhì)早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)換,而胚胎本身的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變,因此各種性狀能保持其原來的優(yōu)良特性。6胚胎移植的優(yōu)勢充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力,從而大大縮短了供體本身的繁殖周期,大大推動了畜牧業(yè)的發(fā)展。2胚胎分割1材料發(fā)育良好,形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。2實質(zhì)胚胎分割可增加動物后代,其實質(zhì)是動物的無性繁殖或克隆。,,,,,,,,4基本程序,,,,3注意對囊胚分割時,注意將內(nèi)細胞團均等分割,否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。3胚胎干細胞1來源早期胚胎或原始性腺。2特點在形態(tài)上,體積小、核大、核仁明顯在功能上,具有發(fā)育的全能性在體外培養(yǎng)條件下可以增殖而不分化。,,,,,3培養(yǎng)過程,,,知能拓展1探究用于移植的胚胎來源及生殖方式1核移植無性繁殖2體外受精有性生殖3體內(nèi)受精→沖卵→移植→有性生殖2同期發(fā)情處理一般用雌性激素,超數(shù)排卵處理用促性腺激素。3胚胎移植過程要經(jīng)過兩次檢查,分別是①沖卵后,對胚胎進行質(zhì)量檢查②移植后是否妊娠檢查。,4試管動物與克隆動物的比較,例22016廣西潯州高中二模,40圖為牛胚胎移植過程示意圖,請回答下列問題。1①階段常用激素對供體母牛進行處理,其目的是獲得更多的卵子。2沖卵的生理基礎(chǔ)是。3③階段對胚胎進行質(zhì)量檢查,這時的胚胎應(yīng)發(fā)育到或階段。4若要通過④獲得遺傳物質(zhì)完全相同的多個新個體,可對③階段檢查合格的胚胎進行技術(shù)處理,該過程中應(yīng)注意對進行均等分割。5ES或EK細胞的形態(tài)特征是,在培養(yǎng)液中加入,可誘導其向不同類型的組織細胞分化。,解析1胚胎工程中常用促性腺激素對供體母牛進行處理,其目的是獲得更多的卵子。2早期胚胎形成后處于游離狀態(tài),未與母體子宮建立聯(lián)系,這是沖卵的生理基礎(chǔ)。3胚胎移植前對胚胎進行質(zhì)量檢查,這時的胚胎應(yīng)發(fā)育到囊胚或桑椹胚階段。4應(yīng)用胚胎分割技術(shù)可以獲得遺傳物質(zhì)完全相同的多個新個體,胚胎分割時注意對內(nèi)細胞團進行均等分割。5胚胎干細胞具有體積小、細胞核大、核仁明顯等形態(tài)特征,在胚胎干細胞培養(yǎng)時向培養(yǎng)液中加入分化誘導因子,可誘導其向不同類型的組織細胞分化。答案1促性腺2早期胚胎形成后處于游離狀態(tài),未與母體子宮建立聯(lián)系3囊胚桑椹胚4胚胎分割內(nèi)細胞團5體積小、細胞核大、核仁明顯分化誘導因子,考點2生態(tài)工程一、生態(tài)工程與生態(tài)經(jīng)濟1生態(tài)工程建設(shè)的目的是遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律,充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力,防止環(huán)境污染,達到生態(tài)效益與經(jīng)濟效益的同步發(fā)展。2生態(tài)工程的特點少消耗、多效益、可持續(xù)。3生態(tài)經(jīng)濟主要是通過實行“循環(huán)經(jīng)濟”的原則,使一個系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物,能夠成為本系統(tǒng)或者另一個系統(tǒng)的生產(chǎn)原料,從而實現(xiàn)廢棄物的資源化,而實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟最重要的手段之一就是生態(tài)工程。,,,,,,,,,,,,,,,,二、生態(tài)工程所遵循的基本原理1生態(tài)工程的原理比較,2生態(tài)工程的實例分析,2圖示,知能拓展1?；~塘模式1特點人工建立的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。做到蠶糞養(yǎng)魚,魚糞肥塘,塘泥肥田、肥桑,從而獲得稻、魚、蠶繭三豐收。,2沼氣農(nóng)田立體養(yǎng)殖模式1特點通過控制溫室內(nèi)的溫度、光照、氣體和水肥等因素,縮短生產(chǎn)周期,大幅度提高糧食、蔬菜和水果的產(chǎn)量和質(zhì)量。2圖示,例22016黑龍江模擬,40一青年農(nóng)民利用自己學習的生態(tài)學知識,在自家庭院里建了一個小型生態(tài)農(nóng)業(yè),年創(chuàng)收上萬元。下圖是該家庭生態(tài)工程的模式圖,請據(jù)圖分析回答問題。1從圖中可知,人類生活中所需的能源來自于太陽能、沼氣等。利用這些能源與利用煤炭相比,突出的優(yōu)點是。2該生態(tài)工程中的能量能夠更多地被人類利用,原因是。3生態(tài)工程建設(shè)的目的就是遵循自然界的規(guī)律,充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力,防止環(huán)境污染,達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。與傳統(tǒng)工程相比較,生態(tài)工程具有的特點。,4人類設(shè)計生態(tài)工程的根本目標在促進自然界良性循環(huán)的前提下,充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力,防止環(huán)境污染,達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。生態(tài)工程所遵循的基本原理是、、協(xié)調(diào)與平衡原理以及、系統(tǒng)學和工程學原理。5據(jù)生態(tài)工程中的物種多樣性這一原理,有人認為生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)中,應(yīng)使食物鏈和營養(yǎng)級越長越多越好,你是否支持這一觀點。,解析1該生態(tài)農(nóng)業(yè)減少了燃燒煤炭所產(chǎn)生的污染。2該生態(tài)工程充分利用了廢棄物中的能量,使能量能夠更多地被人類利用。3生態(tài)工程建設(shè)的目的就是遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律,充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力,防止環(huán)境污染,達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。生態(tài)工程的特點是少消耗、多效益、可持續(xù)。4生態(tài)工程遵循的基本原理有物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理、系統(tǒng)學和工程學原理。5在生態(tài)系統(tǒng)中,能量流動特點是單向流動,逐級遞減。由于生產(chǎn)者固定的能量是有限的,因此食物鏈和營養(yǎng)級不能很長很多,一般地一條食物鏈中不超過45個營養(yǎng)級。答案1減少了燃燒煤炭所產(chǎn)生的污染2充分利用了廢棄物中的能量,實現(xiàn)了能量的多級利用3物質(zhì)循環(huán)少消耗、多效益、可持續(xù)4物質(zhì)循環(huán)再生原理物種多樣性原理整體性原理5否,

簡介：第二節(jié)胚胎工程及其應(yīng)用,一,二,,,,,,,,,,,一,二,,,,,,,,,一,二,,,,,,,,,,,一,二,,,,,,,一,二,,,,,,,,,一,二,,,一,二,,,,,,一,二,,,,,,,一,二,,,,,,,,,,,探究點一,探究點二,,探究點一,探究點二,探究點一,探究點二,探究點一,探究點二,探究點一,探究點二,探究點一,探究點二,探究點一,探究點二,探究點一,探究點二,探究點一,探究點二,,,,探究點一,探究點二,,,探究點一,探究點二,,探究點一,探究點二,探究點一,探究點二,探究點一,探究點二,探究點一,探究點二,探究點一,探究點二,,,探究點一,探究點二,,,探究點一,探究點二,,,,,探究點一,探究點二,,,,,,,12345,,,,,,,,,12345,,,,,,,,,12345,,,,,,,,12345,,,,,,,,12345,,,,,,,,

簡介：1．2010江蘇，16下列關(guān)于利用胚胎工程技術(shù)繁殖優(yōu)質(zhì)奶羊的敘述，錯誤的是A．對受體母羊與供體母羊進行同期發(fā)情處理B．人工授精后的一定時間內(nèi)，收集供體原腸胚用于胚胎分割C．利用胚胎分割技術(shù)可以獲得兩個基因型完全相同的胚胎D．一次給受體母羊植入多個胚胎，可增加雙胞胎和多胞胎的比例答案B,解析本題考查胚胎工程的原理方法和有關(guān)問題。用于胚胎分割的早期胚胎為發(fā)育良好的桑葚胚或囊胚，并且均分內(nèi)細胞團，不能分割原腸胚。,2．2010江蘇，17老年癡呆癥患者的腦血管中有一種特殊的Β－淀粉樣蛋白體，它的逐漸積累可能導致神經(jīng)元損傷和免疫功能下降，某些基因的突變會導致Β－淀粉樣蛋白體的產(chǎn)生和積累。下列技術(shù)不能用于老年癡呆癥治療的是A．胚胎移植技術(shù)B．胚胎干細胞技術(shù)C．單克隆抗體技術(shù)D．基因治療技術(shù)答案A,解析本題考查現(xiàn)代生物技術(shù)在醫(yī)學治療方面的應(yīng)用。由題意知，材料要求應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)對老年癡呆患者進行修復神經(jīng)組織、提高機體免疫能力以及修復突變引起的蛋白質(zhì)變化等方面進行針對性治療，該過程不是為了獲得移植胚胎而獲得相應(yīng)個體。,3．2010上海，29圖中A表示基因工程，C表示發(fā)酵工程，D表示克隆技術(shù)，則E和B分別表示A．胚胎移植和細胞培養(yǎng)B．顯微注射技術(shù)和細胞培養(yǎng)C．細胞培養(yǎng)和花粉離體培養(yǎng)D．顯微注射技術(shù)和藥粉離體培養(yǎng)答案C解析基因工程、發(fā)酵工程和克隆技術(shù)中都涉及細胞培養(yǎng)，因而可確定E表示細胞培養(yǎng)；B可以表示花粉離體培養(yǎng)。,自主梳理1．精子和卵子的發(fā)生的區(qū)別,2受精1場所雌性的輸卵管內(nèi)2過程3早期胚胎發(fā)育受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原腸胚,感悟拓展1動物精子的大小與動物的體型大小無關(guān)。精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別是哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的貯備是在胎兒出生前完成。2判斷卵子是否受精的重要標志是在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體，說明卵子已完成了受精。3受精完成的標志是雌雄原核融合。此時，兩組核染色體組合為一組，形成一個含二倍染色體的合子。4受精過程中的三大反應(yīng)的作用頂體反應(yīng)形成精子穿越放射冠的通道；透明帶反應(yīng)和卵黃膜的封閉作用是為了阻止多精入卵。,典例導悟1牛的初級精母細胞，經(jīng)過兩次分裂產(chǎn)生的細胞是A．次級精母細胞B．精子細胞C．精子D．初級精母細胞解析減數(shù)分裂后直接產(chǎn)生的應(yīng)為精子細胞，變形后才叫精子。答案B,我國首例“虎獅獸”2002年在“南京紅山動物園誕生”，利用了雄虎的精子和獅子的卵細胞“體外受精”而產(chǎn)生，完成這一過程需要解決的問題是A．精子在體外作獲能的處理B．用化學物質(zhì)處理掉卵黃膜便于精子進入C．抽取精子、卵子的細胞核進行融合D．精子入卵后進行人工處理防止多精入卵答案A,解析精子獲能后才具有受精能力，因此體外受精要給予獲能處理；精子入卵后自然會形成兩道屏障防止多精入卵，入卵后的另一變化是分別形成雄原核和雌原核，二者融合成合子后受精完成，而不是二者原有細胞核的融合，因此B、C、D沒有必要。,要點歸納體外受精→良種牛早期胚胎→胚胎移植→健康牛受體→良種犢?！墒炱谂?感悟拓展①早期胚胎一般指可用于移植的胚胎，在原腸胚之前的囊胚、桑椹胚甚至更早的階段。②體外受精技術(shù)水平最高的動物為牛。③胚胎早期培養(yǎng)液成分與動物細胞培養(yǎng)液成分基本相同，除無機鹽、營養(yǎng)成分和調(diào)節(jié)物質(zhì)外，還需要血清，兩者都是液體培養(yǎng)基，但植物組織培養(yǎng)為固體培養(yǎng)基，其中加入瓊脂，所需植物激素主要是生長素和細胞分裂素兩大類。,典例導悟2采集的卵母細胞，都要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精。以下原因不正確的是A．卵子從輸卵管中沖出也要經(jīng)歷類似精子獲能的過程B．動物排出的卵子成熟程度不同C．體外人工培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂中期時，才算成熟D．沖出的卵子還需要培養(yǎng)一段時間由小變大,解析沖出的卵子還不成熟，只有培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂中期時，才具有與精子受精的能力。在此之前，也要經(jīng)歷類似精子獲能的處理。答案D,以下關(guān)于“試管嬰兒”生產(chǎn)技術(shù)過程不存在的是A．體外受精B．細胞培養(yǎng)C．胚胎移植D．基因重組答案D解析“試管嬰兒”先經(jīng)過體外受精形成受精卵，然后進行有絲分裂和細胞培養(yǎng)，至4個細胞階段進行胚胎移植。整個過程中不存在減數(shù)分裂，也無基因重組。,自主梳理一、胚胎移植1．胚胎移植過程,2．胚胎移植的生理學基礎(chǔ)1哺乳動物發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，在一段時間內(nèi)，同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的，這就為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境。2哺乳動物的早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，這就為胚胎收集提供了可能。3受體對移入子宮的外來胚胎其本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。4供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但移入受體的供體胚胎的遺傳特性，在孕育過程中不受任何影響。,3．胚胎移植的意義1加速育種工作和品種改良。2大量節(jié)省購買種畜的費用。3一胎多產(chǎn)。4保存品種資源和瀕危物種5可充分發(fā)揮雌性優(yōu)秀個體的繁殖潛力。①大大縮短了供體本身的繁殖周期。②增加供體一生繁殖后代的數(shù)量。,二、試管動物技術(shù)的環(huán)節(jié)及意義1．試管動物技術(shù)含有以下幾個技術(shù)環(huán)節(jié)1體外受精2早期胚胎的培養(yǎng)3胚胎移植2．產(chǎn)生后代的生殖方式有性生殖。3．體外受精、早期胚胎的培養(yǎng)階段在體外，培養(yǎng)合格的胚胎還要移植到母體的子宮內(nèi)，在母體子宮里完成胚胎發(fā)育。4．試管動物技術(shù)的意義1充分發(fā)揮雌性優(yōu)秀個體的繁殖潛力。2加速育種工作和品種改良。3節(jié)省購買種畜的費用。,三、胚胎干細胞的分類研究進展及應(yīng)用前景1．干細胞分類干細胞分為三類全能干細胞、多能干細胞、專能干細胞。胚胎干細胞為全能干細胞。2．胚胎干細胞的應(yīng)用前景ES細胞的分離和培養(yǎng)成功是胚胎工程中的重大成就之一，在基礎(chǔ)生物學、畜牧學和醫(yī)學上都具有十分重要的應(yīng)用價值。1ES細胞可用于治療人類的某些頑癥。利用ES細胞可以被誘導分化形成新的組織細胞的特性，移植ES細胞可以使壞死或退化的部位得以修復并恢復正常功能。,2培育成組織器官，用于器官移植3對ES細胞的培養(yǎng)和誘導，為揭示細胞分化和細胞凋亡的機理提供了有效手段。4ES細胞可用于對哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律的研究。3．人ES細胞研究的前沿進展目前，ES細胞的分離、培養(yǎng)體系的研究以及ES細胞的選擇、檢測和全能性的維持，不僅是胚胎工程的前沿課題之一，也是當前生命科學研究的熱門課題之一。,典例導悟3表現(xiàn)型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。產(chǎn)生這一結(jié)果最可能的原因是A．試管動物培養(yǎng)B．胚胎移植C．胚胎分割移植D．受精卵移植解析考查動物細胞工程的內(nèi)容和胚胎分割。表現(xiàn)型不同的母牛，其基因型一定不同，生育出基因型完全相同的小牛，根據(jù)題目給出的選項，很可能是將胚胎分割移植，因為由一個胚胎分割開的細胞的基因型完全相同。答案C,胚胎干細胞是從哺乳動物或人的早期胚胎中分離出來的一類細胞，具有發(fā)育的全能性，它可進一步分化發(fā)育成各種不同的組織細胞。如下圖所示為干細胞的培養(yǎng)過程，請問圖中哪一段的細胞是干細胞,A．囊胚B．內(nèi)細胞群C．血液組織干細胞D．各種血細胞答案B解析哺乳動物的胚胎干細胞是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞，它具有發(fā)育的全能性，可進一步分化形成造血干細胞和神經(jīng)干細胞等各種不同的專能干細胞。因此胚胎干細胞又叫全能干細胞。,要點歸納一、轉(zhuǎn)基因生物的安全性和倫理問題1．轉(zhuǎn)基因生物的應(yīng)用應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、醫(yī)藥生產(chǎn)、基因治療等方面。2．轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論,感悟拓展理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)1認識到轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用前景是非常廣闊的，以基因工程為代表的一大批生物技術(shù)成果，進入人類的生產(chǎn)和生活，特別是在醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上發(fā)揮了極大的作用。2重視轉(zhuǎn)基因技術(shù)帶來的安全性問題，切實認識到個別有害轉(zhuǎn)基因生物的危害性，要趨利避害。3制定相應(yīng)的法令法規(guī)，利用法制手段確保轉(zhuǎn)基因生物的安全性。4提高科學家的法制意識，提高科學家的研究道德水平。,典例導悟4建立有關(guān)生物技術(shù)安全性和倫理問題的法律法規(guī)，能夠①規(guī)范生物技術(shù)研究②防止生物技術(shù)濫用③規(guī)范科學家的研究行為④對生物技術(shù)產(chǎn)生負面影響A．①②③B．①②④C．②③④D．①③④,解析建立有關(guān)生物技術(shù)安全性和倫理問題的法律法規(guī)，是規(guī)范生物研究、防止生物技術(shù)濫用的有力武器；還可規(guī)范科學家的研究行為，對生物技術(shù)產(chǎn)生負面影響有抑制作用。答案A,目前我國轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物A．在研究、農(nóng)田試種階段要進行嚴格的安全性評價B．在研究、農(nóng)田試種和商品化階段要進行嚴格的安全性評價C．在研究、農(nóng)田試種、大面積種植和商品化等各階段都要進行嚴格的安全性評價D．有的階段需核發(fā)批準證書后才允許進入下一階段答案C解析目前我國轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物在研究、農(nóng)田試種、大面積種植和商品化等各階段都要進行嚴格的安全性評價，在各階段需核發(fā)批準證書后才充許進入下一階段。,要點歸納,感悟拓展克隆人技術(shù)的不足表現(xiàn)在重構(gòu)胚胎成功率低；移植入母體子宮胚胎著床率低、流產(chǎn)率高、胎兒畸形率高；出生后死亡率高，正常個體少。,典例導悟5試管嬰兒是指A．在試管內(nèi)把受精卵培育成足月的嬰兒B．成熟的卵和精子在試管內(nèi)完成受精過程C．把精子移植到母體內(nèi)D．將發(fā)育的胚胎移植到母體發(fā)育解析試管嬰兒是指人的卵細胞和精子在體外完成受精作用，發(fā)育到早期胚胎的一定階段，再移入到母體子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育到足月誕生的嬰兒。由于受精過程和早期胚胎通常在試管中完成，所以叫試管嬰兒。答案B,下列哪項不是哺乳動物克隆實驗的缺點A．重構(gòu)胚胎成功率低B．流產(chǎn)率高C．胎兒畸形率高D．克隆后的胚胎著床率高答案D解析重構(gòu)胚胎受細胞核和細胞質(zhì)的相互影響，生活力不如受精卵，所以克隆后胚胎著床率低。,要點歸納1．生物武器的危害特點第一、致病力強，傳染性大。第二、有潛伏期，潛伏期最短的至少也有3至6小時，一般是3至4天，一般潛伏期的癥狀不明顯，難以及時發(fā)現(xiàn)。第三、污染面積大，危害時間長。第四、傳染途徑多。生物戰(zhàn)劑可通過多種途徑使人感染發(fā)病，如從口食入，經(jīng)呼吸道吸入，昆蟲叮咬，污染傷口，接觸皮膚、黏膜感染等等。生物氣溶膠無色、無味，又多在黃昏、夜間、清晨、多霧時秘密施放。所投帶菌的昆蟲、動物也易和當?shù)卦蟹N類相混，不易發(fā)現(xiàn)。,第五、生物武器造價低，技術(shù)難度不大，隱秘性強，可以在任何地方研制和生產(chǎn)。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，生物武器又發(fā)展出了新品種。它們將更精確、更有針對性、有更大的殺傷力。2．對待生物武器的態(tài)度堅決禁止生物武器，對于轉(zhuǎn)基因生物安全性問題，可以有兩種不同立場，然后通過討論，形成自已的觀點。而關(guān)于生物武器，必須形成明確的立場不論在何種情況下，生物武器的生產(chǎn)、儲存和使用都將對受害國的民眾，以及所有愛好和平的人們造成極度的恐慌和致死危害。,6初期出現(xiàn)高燒、疲累、頭痛、背痛，繼而在臉部、手臂和腿部出現(xiàn)紅疹。由此癥狀可以判斷是由下列哪種病毒引起A．天花病毒B．波特淋菌C．肉毒桿菌D．炭疽桿菌解析高燒、疲累、頭痛繼而在明顯部位出現(xiàn)紅疹是天花患者的癥狀。答案A,以下各項不是炭疽桿菌的傳播途徑的是A．皮膚接觸B．老鼠C．呼吸道吸入D．腸道感染答案B解析炭疽桿菌的傳播途徑有皮膚接觸、呼吸道吸入和腸道感染。,命題熱點1關(guān)于試管動物的考查【例1】以下是師生共同制定并研究設(shè)計的“試管?！惫S化生產(chǎn)技術(shù)的流程，其中正確順序應(yīng)是①卵母細胞的采集和培養(yǎng)②精子的受精和獲能③畫出“試管?！惫S化生產(chǎn)的技術(shù)流程圖④受精⑤胚胎的早期培養(yǎng)A．①②③④⑤B．①②④⑤③C．①②④③⑤D．①②⑤③④答案B,解析考查“試管?！钡润w外受精和早期胚胎培養(yǎng)的程序。一般流程是先取卵母細胞和精子并處理，再經(jīng)受精后，進行早期胚胎培養(yǎng)，并畫出流程圖。方法點擊“試管動物”為有性生殖的過程，因為產(chǎn)生的個體仍然由受精作用產(chǎn)生的受精卵發(fā)育而來，只是早期胚胎發(fā)育在體外進行。,命題熱點2胚胎工程的基本程序及應(yīng)用【例2】胚胎移植的基本程序如圖所示，據(jù)圖回答下列問題,1對供體母牛、供體公牛的要求是______________。2同期發(fā)情處理的方法是______________，它可以促進______________的分泌和______________的生成。3①一次給受體轉(zhuǎn)入多個胚胎，產(chǎn)生多個后代，其基因型相同嗎為什么________________________________________________________________________。②如果是用一個胚胎分割得到多個胚胎，其基因型相同嗎為什么________________________________________________________________________。,答案1具優(yōu)良遺傳性狀的同種牛2注射促性腺激素性激素卵子3①不一定相同。因為這些胚胎都是由不同的受精卵發(fā)育來的，它們的基因型可能相同，也可能不同②相同。來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)解析供體牛要選擇遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的個體，受體牛要選擇有健康體質(zhì)和正常繁殖能力的個體，且它們必須是同一物種。不同受精卵發(fā)育而來的胚胎遺傳物質(zhì)一般不同，而同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)。,

簡介：第45課時胚胎工程,1請回答下列與哺乳動物精子和卵子發(fā)生有關(guān)的問題1精細胞經(jīng)變形后,高爾基體發(fā)育形成精子的頂體,頂體內(nèi)含有的能協(xié)助精子穿過卵母細胞的放射冠和透明帶。2某動物排卵時,減數(shù)第一次分裂尚未完成,此時卵子處于卵母細胞階段。當該細胞發(fā)育至減數(shù)第二次分裂期時,才具備受精能力。若在卵黃膜和透明帶之間看到兩個極體,則表明過程已完成。,3動物的早期胚胎移植到同種且與供體相同的動物體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)叫做胚胎移植。為了獲得更多的早期胚胎,常用激素對供體進行處理,其目的是獲得更多的,經(jīng)人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鑒定胚胎細胞是否為活細胞時,發(fā)現(xiàn)活胚胎細胞不能被染色,其原因是活細胞膜。4若要通過胚胎移植獲得遺傳物質(zhì)完全相同的兩個新個體,可對發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段的早期胚,胎進行處理,再植入到受體內(nèi)。若要對早期胚胎進行長期保存,應(yīng)將其置于條件下。答案1頂體酶2初級中受精3生理狀態(tài)促性腺卵母細胞對物質(zhì)的吸收具有選擇透過性4胚胎分割冷凍或液氮,2日前首例毛驢胚胎移植在新疆實驗成功。請回答下列問題1克隆動物培育過程與胚胎移植繁殖過程相比特有的技術(shù)手段是技術(shù),這兩種繁育動物的方式相比,實質(zhì)性的區(qū)別為前者是,后者是。2一般用激素對供體母驢做超數(shù)排卵處理。3哺乳動物胚胎體外培養(yǎng)所需的培養(yǎng)液成分一般比較復雜,除一些無機鹽和有機鹽類外,還需要添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸以及等物質(zhì)。,,4如果培育轉(zhuǎn)基因驢,可采用技術(shù)將藥用蛋白基因?qū)氲街?在檢測受體細胞中的染色體DNA上是否插入了目的基因時,常采用的方法是技術(shù),根據(jù)是否顯示出雜交帶進行鑒定。5毛驢的胚胎能在受體母驢的子宮內(nèi)存活并正常發(fā)育的生理原因是什么。,,解析①克隆動物培育的技術(shù)手段有動物細胞培養(yǎng)、核移植、胚胎移植胚胎移植繁殖優(yōu)良動物的技術(shù)手段有動物細胞培養(yǎng)、胚胎移植等。②動物克隆和胚胎分割都屬于無性繁殖,這兩種技術(shù)獲得的動物體的遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變。答案1核移植無性生殖有性生殖2促性腺3動物血清4顯微注射受精卵DNA分子雜交5受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系,3如圖為胚胎移植的基本程序及早期胚胎發(fā)育過程,請據(jù)圖回答1超數(shù)排卵技術(shù)就是對供體母牛注射。2沖卵實質(zhì)上是用特定裝置,將供體母牛子宮內(nèi)的沖洗出來。,3從A到E中,適宜于牛的胚胎移植時有。4圖中標號3為,它將來可發(fā)育為胎膜和胎盤。5若一次給受體移入多個胚胎,產(chǎn)生多個后代,其基因型都相同嗎要求說明理由。答案1促性腺激素2胚胎3DE4滋養(yǎng)層5不一定相同,因為這些胚胎可能由不同的受精卵發(fā)育而來,它們的基因型可能相同,也可能不同,4下面是以小鼠為對象進行的研究工作,請分析回答問題。1進行小鼠胚胎工程操作時,首先在光控周期下光照14H,黑暗10H飼養(yǎng)成年雌鼠,并注射促性腺激素,目的是。然后從雌鼠輸卵管中取出卵子,在一定條件下培養(yǎng)成熟并從雄鼠附睪中取出精子,在一定條件下培養(yǎng)一段時間,目的是。再在37℃、5CO2條件下,精卵共同作用4H,沖洗后繼續(xù)培養(yǎng)。定時在顯微鏡下觀察胚胎的變化,第5天后可以看到胚胎發(fā)生收縮,細胞間隙擴大,接著胚胎內(nèi)部出現(xiàn)裂隙,這是胚胎期開始的標志。,2如果體外受精后,在精核與卵核融合之前,用微型吸管吸除雄核,再用細胞松弛素B處理作用類似于用秋水仙素處理植物細胞,處理后的受精卵可發(fā)育成小鼠。這種方法在動物新品種選育中的顯著優(yōu)點是。3如果將小鼠甲的體細胞核移入小鼠乙的去核卵細胞中,由重組細胞發(fā)育成小鼠丙,則小鼠丙的基因來源于。,,,4如果將外源基因?qū)胄∈笫芫?則外源基因可能隨機插入到小鼠受精卵DNA中。這種受精卵有的可發(fā)育成轉(zhuǎn)基因小鼠,有的卻死亡。請分析因外源基因插入導致受精卵死亡的最可能的原因。。解析胚胎工程主要是對哺乳動物的胚胎進行某種人為的工程技術(shù)操作,然后讓它繼續(xù)發(fā)育,獲得人們所需要的成體動物的新技術(shù),實際上是動物細胞工程的拓展與延伸。1光照長短是影響小鼠發(fā)情的主要環(huán)境因素,在卵巢的正?；顒酉?光照對,,演示文稿123后等,微信紅包群HTTP//WWWWEIXINHONGBAOQUNCOMCN/微信紅包群死圤夻,母體的排卵數(shù)有顯著的影響超數(shù)排卵簡稱超排,就是在動物發(fā)情周期的適當時間注射促性腺激素,使卵巢比自然狀態(tài)有更多的卵泡發(fā)育并排卵可用培養(yǎng)法或化學法使精子獲能囊胚期出現(xiàn)細胞分化和內(nèi)細胞團,將來可發(fā)育成各種組織。2類似植物中的單倍體育種,優(yōu)點是縮短育種時間,易獲得純合子。3在該核移植過程中,小鼠丙的核基因來自小鼠甲,細胞質(zhì)基因來自小鼠乙。4外源基因的插入如果沒有破壞小鼠原來的基因,則可能存活如果插入的位置正好在某個基因內(nèi)部,破壞了原來的基因,小鼠可能會死亡。,答案1促進排卵或超數(shù)排卵使精子獲能囊胚2容易獲得純合子并縮短育種時間3小鼠甲體細胞的核基因和小鼠乙卵細胞的細胞質(zhì)基因4外源基因的插入使受精卵內(nèi)生命活動所必需的某些基因不能正常表達,5隨著科學技術(shù)的發(fā)展,人們可以根據(jù)人類的需求來改造生物的性狀,在許多領(lǐng)域取得了可喜的成果,下圖是利用奶牛乳汁生產(chǎn)血清白蛋白的圖解,根據(jù)下圖回答1在此工程過程中涉及到的現(xiàn)代生物技術(shù)主要有。,2在形成圖中③的過程中,我們稱②為,獲取②的途徑主要有。3能實現(xiàn)②直接進入③嗎為什么。4圖中①一般經(jīng)處理可以得到③,從③到④的過程中一般用未受精的去核卵細胞為受體,不用普通的體細胞,原因是。5從④到⑤的過程中正確的操作方法是下列的,把⑤送入⑥的最佳時期為。,,6⑦是⑥的后代,那么⑦與⑥的遺傳性狀完全一樣嗎為什么。7利用轉(zhuǎn)基因動物乳汁生產(chǎn)生物產(chǎn)品的方法稱為,利用核移植的方法得到的動物叫做。,,解析本題綜合考查了基因工程、細胞工程及胚胎工程。目的基因獲取的方法有從基因文庫中獲取、人工合成及通過PCR技術(shù)擴增。獲取的目的基因不能直接導入受體細胞,需借助于載體,因為獨立外源基因很難與受體細胞的基因連接和獨立表達。將動物細胞分成單個細胞需用胰蛋白酶處理。在細胞工程中細胞核導入的受體細胞常用去核的卵細胞,因為分化程度越低,細胞全能性的表達越容易。胚胎分割的時期需在胚胎分化之前。克隆得到的生物,性狀絕大多數(shù)像提供細胞核的動物。,答案1基因工程技術(shù)、核移植技術(shù)、胚胎移植技術(shù)2目的基因從基因文庫獲取、PCR技術(shù)擴增、人工合成3不能。因為獨立外源基因很難與受體細胞的基因連接和獨立表達4胰蛋白酶卵細胞體積大易操作,且其細胞質(zhì)中含有促進細胞核表現(xiàn)出全能性的物質(zhì)5C桑椹胚和囊胚期6不一樣。因為個體⑦的遺傳信息幾乎全部來自供體的細胞核,沒有孕育它的母體⑥的遺傳信息7乳腺生物反應(yīng)器克隆動物,6下圖為利用生物技術(shù)生產(chǎn)單克隆抗體和經(jīng)體外受精培育優(yōu)質(zhì)奶牛的過程。請回答下列問題1細胞A的形成過程中常用的誘導因素有。2Ⅱ過程優(yōu)質(zhì)奶牛的培育過程需要進行胚胎移植,移植后的胚胎能在受體子宮中存活,其生理基礎(chǔ)是。,,3若要同時獲得多頭與此優(yōu)質(zhì)奶牛相同的小牛,可對Ⅱ中囊胚進行,操作過程中需要特別注意的問題是。解析1誘導動物細胞融合可用離心、振動、電刺激處理,聚乙二醇處理或滅活的病毒處理。2受體子宮的生理狀態(tài)與供體子宮的生理狀態(tài)相同,供體對移植胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),才能保證移植的胚胎在受體子宮中存活。3胚胎分割移植產(chǎn)生的小牛,遺傳物質(zhì)相同,在進行分割時要注意將囊胚期的內(nèi)細胞團均等分割。,答案1滅活的病毒、聚乙二醇、電刺激等2受體子宮對外來胚胎不發(fā)生排斥反應(yīng)3胚胎分割移植將囊胚的內(nèi)細胞團進行均等分割,7在現(xiàn)代社會中糖尿病的發(fā)病率越來越高,此病主要是由于患者胰島B細胞受損,胰島素分泌不足引起的。對此,某同學根據(jù)所學知識提出了以下治療途徑,請分析回答1由轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)胰島素?；境绦蚴洽佾@取目的基因→②基因表達載體的構(gòu)建→③將目的基因?qū)胧荏w細胞→④目的基因的檢測與鑒定。其中目的基因可以從自然界中已有的物種中分離出來,也可以。①和②需要用同一種限制性核酸內(nèi)切酶,該酶的作用是,,暴露出相同的黏性末端。③是該途徑生產(chǎn)胰島素能否成功的關(guān)鍵,可以將胰島素基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起,通常采用方法將目的基因?qū)氩溉閯游锏闹小?利用細胞工程,模仿“番茄馬鈴薯”雜交細胞,進行細胞培養(yǎng)生產(chǎn)胰島素。事實上,超級雜種植株并沒有像人們想像的那樣地上結(jié)番茄,地下結(jié)馬鈴薯。為什么。,3通過體細胞核移植產(chǎn)生胚胎干細胞,再誘導其分化成胰島B細胞進行移植。該種方法減少了患者經(jīng)常注射胰島素的痛苦,試說出它還有什么明顯的優(yōu)點一條即可。該方法用到了核移植技術(shù),如果該技術(shù)使用的全部是牛細胞,在其胚胎早期切割成4等份,經(jīng)移植發(fā)育得到4頭小牛,這4頭小牛的性狀相同,原因是。解析1因為人類已經(jīng)掌握了基因的結(jié)構(gòu)原理和合成技術(shù),故可用人工合成的方法獲得目的基因通過顯微注射的方式,將目的基因與乳腺蛋白基因的啟動子等導入哺乳動物的受精卵中。2因為生,物體內(nèi)的所有基因是一個有機整體,是相互影響,相互制約的,又因為當兩個物種的基因隨著細胞的融合進入一個細胞后,其得以表達的基因和表達順序均會發(fā)生改變,故超級雜種植株并沒有像人們想像的那樣地上結(jié)番茄,地下結(jié)馬鈴薯。3這種做法可使糖尿病患者體內(nèi)具有正常的胰島B細胞,這不僅可減輕患者的痛苦,而且還能使人自主地根據(jù)體內(nèi)血糖濃度的變化進行血糖平衡的調(diào)節(jié)或根治糖尿病。由一個胚胎均等分割來的四個胚胎,有著相同的遺傳物質(zhì),故由這四個胚胎發(fā)育成四頭小牛,有著相同的性狀。,答案1人工合成識別雙鏈DNA分子的某一特定核苷酸序列,并使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂顯微注射受精卵2生物基因的表達不是孤立的,而是相互制約、相互影響的雜種植株中兩種生物的基因不能像雜交前一樣有序表達3根據(jù)體內(nèi)血糖濃度的變化調(diào)節(jié)血糖平衡或不用注射胰島素,減輕患者痛苦等來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì),胚胎分割可以看作動物無性生殖或克隆,8下圖為牛胚胎性別鑒定和分割示意圖,請據(jù)圖完成下列問題1填出圖中字母所代表的結(jié)構(gòu)名稱ABCD,2寫出甲、乙、丙過程的技術(shù)名稱甲乙丙進行乙過程時,所取的樣本是。3進行甲過程時,所使用的基本儀器是,本過程的技術(shù)關(guān)鍵是。4盡管胚胎分割技術(shù)在多種動物中取得成功,但仍然存在一些問題,如等同時很難取得同卵多胎,成功率較高的是。,,解析1根據(jù)囊胚的結(jié)構(gòu)可知圖中字母所代表的結(jié)構(gòu)名稱分別是A為囊胚腔,B為透明帶,C為滋養(yǎng)層,D為內(nèi)細胞團。2圖中表示的甲、乙、丙過程的技術(shù)分別是胚胎分割、做DNA分析進行性別鑒定、胚胎移植。進行乙過程時,所采取的樣本是滋養(yǎng)層。3進行甲過程時,所使用的基本儀器是顯微操作儀和實體顯微鏡。本過程的技術(shù)關(guān)鍵是將內(nèi)細胞團均等分割。4盡管胚胎分割技術(shù)在多種動物中已取得成功,但仍然存在一些問題,如剛出生的動物體重偏輕,毛色和斑紋上還存在差異等同時很難取得同卵多胎,成功率較高的是同卵雙胎。,答案1囊胚腔透明帶滋養(yǎng)層內(nèi)細胞團2胚胎分割做DNA分析進行性別鑒定胚胎移植滋養(yǎng)層3顯微操作儀和實體顯微鏡將內(nèi)細胞團均等分割4剛出生的動物體重偏輕,毛色和斑紋上還存在差異同卵雙胎,

簡介：考點59胚胎工程,考點60生態(tài)工程,專題20胚胎工程和生態(tài)工程,理想樹出品,高考考法突破,考法1精子卵子的發(fā)生、受精作用和胚胎發(fā)育的綜合考查,考法3胚胎干細胞的培養(yǎng)與應(yīng)用,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,考點59胚胎工程,考點59胚胎工程,考法2結(jié)合流程圖考查胚胎分割和胚胎移植技術(shù),考法4轉(zhuǎn)基因生物安全性和生物技術(shù)的倫理問題,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,1．體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育1精子和卵子的發(fā)生,考點59胚胎工程,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,2受精作用①受精前的準備精子獲能是指成熟的精子必須在雌性動物的生殖道中經(jīng)歷一段時間，發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能受精的過程，精子獲能后才具有受精能力。精子體外獲能的方法培養(yǎng)法、化學誘導法用肝素或鈣離子載體A23187溶液誘導精子獲能。卵子的準備卵子排出后的成熟程度不同，需要在輸卵管內(nèi)進一步成熟，達到減數(shù)第二次分裂中期時，才具備與精子受精的能力。,考點59胚胎工程,②受精過程獲能的精子穿過放射冠和透明帶→精卵通過細胞表面的糖蛋白相互識別→精子遺傳物質(zhì)進入卵細胞。3早期胚胎發(fā)育①過程受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原腸胚。②過程示意圖,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,2．體外受精和早期胚胎培養(yǎng)1體外受精①卵母細胞的采集和培養(yǎng)A．實驗動物以及家畜豬、羊等用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然后從輸卵管中沖取卵子，直接與獲能的精子在體外受精。B．大家畜或大型動物從剛被屠宰的母畜的卵巢中采集卵母細胞或直接從活體動物的卵巢中吸取，然后在體外進行人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能精子受精。②精子的采集和獲能A．收集精子的方法主要有假陰道法、手握法和電刺激法等。B．精子體外獲能的方法主要有培養(yǎng)法嚙齒動物、家兔、豬等和化學誘導法牛、羊等家畜的精子常采用化學誘導法，即將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中，用化學藥物誘導精子獲能。③體外受精獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子可以在獲能液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程。2胚胎的早期培養(yǎng)①培養(yǎng)的目的檢測受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。②培養(yǎng)液成分無機鹽、有機鹽兩鹽；維生素、激素兩素；氨基酸、核苷酸兩酸，另外還有水、血清等。③胚胎去向受體移植或冷凍保存。,考點59胚胎工程,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,3．胚胎工程的應(yīng)用及前景1胚胎移植①胚胎移植的概念是指將雌性動物的早期胚胎，或者通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。②地位是胚胎工程的最后一道工序。③胚胎移植過程以牛為例,考點59胚胎工程,2胚胎分割①概念胚胎分割是指采用機械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。②所需儀器設(shè)備實體顯微鏡和顯微操作儀。③基本程序選擇發(fā)育良好，形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚，移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中，然后用分割針或分割刀進行分割。④實質(zhì)胚胎分割可增加動物后代，其實質(zhì)是動物的無性繁殖或克隆。,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,3胚胎干細胞ES或EK細胞①概念哺乳動物的胚胎干細胞簡稱ES或EK細胞，是在早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞。②特點A．具有胚胎細胞的特性形態(tài)上表現(xiàn)為體積小、核大、核仁明顯；功能上具有發(fā)育的全能性。B．在體外培養(yǎng)條件下可以增殖而不分化。C．可以冷凍保存，也可以進行遺傳改造。③應(yīng)用治療人類的某些頑癥、培育移植用的人造組織或器官、研究體外細胞分化的理想材料。,考點59胚胎工程,4．生物技術(shù)的安全性和倫理問題1轉(zhuǎn)基因生物的安全性①轉(zhuǎn)基因成果A．工程菌重組微生物。B．基因制藥生物反應(yīng)器轉(zhuǎn)基因動物。C．轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物。②轉(zhuǎn)基因生物存在安全性問題的原因A．目前對基因的結(jié)構(gòu)、基因間的相互作用及基因的調(diào)控機制等都了解得相當有限。B．目的基因往往是異種生物的基因。C．外源基因插入宿主基因組的部位是隨機的。③對轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論主要在食物安全、生物安全、環(huán)境安全三個方面存在激烈的爭論。④理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)A．正視轉(zhuǎn)基因技術(shù)可能帶來的安全性問題，要趨利避害，不能因噎廢食。B．制定政策和法規(guī)，最大程度保證轉(zhuǎn)基因技術(shù)和產(chǎn)品的安全性。,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,2生物技術(shù)中的倫理問題①克隆分為生殖性克隆和治療性克隆。A．生殖性克隆是指以繁殖個體為目的，即用于產(chǎn)生人類個體。B．治療性克隆是指利用核移植技術(shù)獲得克隆人胚胎，然后從胚胎中提取干細胞進行醫(yī)學研究，是利用克隆技術(shù)產(chǎn)生特定細胞和組織皮膚、神經(jīng)或肌肉等用于治療性移植。C．中國政府態(tài)度禁止生殖性克隆，不反對治療性克隆。②試管嬰兒與設(shè)計試管嬰兒A．試管嬰兒運用體外受精和胚胎移植技術(shù)繁殖個體，目的是解決不孕夫婦的生育問題。B．設(shè)計試管嬰兒體外受精獲得的胚胎在移植前進行遺傳學診斷，以便篩選出符合特定要求的胚胎。③基因身份證A．否定的理由個人基因資訊的泄露造成基因歧視，勢必造成遺傳學失業(yè)大軍，個人婚姻困難，人際關(guān)系疏遠等。B．肯定的理由一些遺傳性疾病在后代中復現(xiàn)率很高，通過基因檢測可以及早預(yù)防，適時治療達到挽救患者生命的目的。,考點59胚胎工程,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,3生物武器①種類,返回考點目錄,②特點A傳染性強；B污染面廣，危害時間長；C難以防治；D具有一定的潛伏期；E受自然條件影響大。③傳播途徑A經(jīng)食物和水傳播；B空氣傳播；C接觸傳播；D蟲媒傳播；E病原體直接傳播。④中國政府的態(tài)度在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器，并反對生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴散。,考點59胚胎工程,高考考法突破,角度1精子和卵子的發(fā)生1．精子的發(fā)生1不同種動物精子的形態(tài)相似，大小略有不同，但與動物的體型大小無關(guān)。2精子獲能是指精子獲得受精“能力”，而不是獲得能量。3精子獲能的原因精液由精子和精清精漿兩部分組成。精清中含有一種能抑制精子獲能的物質(zhì)，因此，在一般情況下，精液中的精子無法獲能。只有當交配后精液進入雌性動物的生殖道時，由生殖道分泌產(chǎn)生的一種物質(zhì)解除對精子獲能的抑制，才能引起精子獲能。精子在雌性動物生殖道內(nèi)獲能的部位因種類而異，但主要是子宮和輸卵管。4精子的發(fā)生中兩次減數(shù)分裂是連續(xù)的，是在睪丸的曲細精管內(nèi)進行的。卵子的發(fā)生中兩次減數(shù)分裂是不連續(xù)的，減數(shù)第一次分裂在卵巢內(nèi)完成，產(chǎn)生一個次級卵母細胞和第一極體，進入輸卵管在與精子的結(jié)合過程中完成減數(shù)第二次分裂，產(chǎn)生一個成熟的卵子和第二極體。當原核融合時，第一極體完成分裂，形成2個第二極體。有的哺乳動物的第一極體不再分裂。,考法1精子卵子的發(fā)生、受精作用和胚胎發(fā)育的綜合考查,考點59胚胎工程,高考考法突破,2．卵子的發(fā)生1哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備，是在出生前即胎兒時期完成的，這是精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別。2哺乳動物卵巢、卵泡和卵子的關(guān)系卵巢是卵子形成、卵泡存在的場所，內(nèi)部包含許許多多不同發(fā)育階段的卵泡，而成熟的卵泡中可釋放出卵子，其中卵子的外面有輔助結(jié)構(gòu)透明帶，由卵丘細胞卵泡細胞形成放射冠。3排卵指卵子從卵泡中排出。,考點59胚胎工程,角度2關(guān)于受精1．受精作用的場所輸卵管。2．受精標志在透明帶和卵細胞膜之間觀察到兩個極體，而受精完成的標志為雌雄原核的融合。3．防止多精入卵的兩道屏障透明帶反應(yīng)和卵細胞膜反應(yīng)。4．卵細胞具有受精能力的時期減數(shù)第二次分裂中期。5．頂體酶的作用精細胞經(jīng)變形后，高爾基體發(fā)育形成精子的頂體，頂體內(nèi)含有的頂體酶能協(xié)助精子穿過卵母細胞的放射冠和透明帶。6．受精過程1精子穿越放射冠和透明帶頂體反應(yīng)使頂體內(nèi)的酶釋放出來并溶解放射冠內(nèi)的卵丘細胞間的物質(zhì)，透明帶反應(yīng)是防止多精入卵受精的第一道屏障。,高考考法突破,2精子進入卵細胞膜卵細胞膜反應(yīng)是防止多精入卵受精的第二道屏障。3原核形成和融合雄原核和雌原核形成，雌雄原核結(jié)合形成合子受精卵。7．受精卵遺傳物質(zhì)的來源核遺傳物質(zhì)來自精子的細胞核與卵細胞的細胞核，而細胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自卵細胞。8．精卵細胞結(jié)合具有物種特異性的原因由于細胞膜上糖蛋白的識別作用，卵細胞只允許同種生物的精子進入。,考點59胚胎工程,角度3關(guān)于胚胎發(fā)育1個體發(fā)育起點是受精卵的分裂，終點是性成熟個體的形成。2發(fā)育中的細胞分裂均為有絲分裂，產(chǎn)生的是體細胞。3卵裂期、桑椹胚期、囊胚期和原腸胚期的特點①卵裂期的特點細胞有絲分裂使細胞數(shù)目增加，但胚胎總體積并不增加或略縮小，因此每個細胞的體積會隨分裂的進行不斷縮小，但核內(nèi)遺傳物質(zhì)并未減少。②桑椹胚以前的細胞均未分化，細胞全能性最高，是胚胎分割的最佳時期。③桑椹胚至囊胚的發(fā)育過程中，細胞開始分化，出現(xiàn)內(nèi)外兩個胚層，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。其中個體較大的細胞叫內(nèi)細胞團，將來發(fā)育成胎兒的各種組織；而滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤。④原腸胚期的特點出現(xiàn)三個胚層。原腸胚階段是個體發(fā)育中分化程度最高的階段，但應(yīng)注意細胞分化貫穿整個個體發(fā)育過程中。4孵化囊胚后期，透明帶破裂，胚胎伸展出來；原腸胚早期還保留縮小的囊胚腔，最后消失。,考點59胚胎工程,返回考法,高考考法突破,考法2結(jié)合流程圖考查胚胎分割和胚胎移植技術(shù),角度1關(guān)于胚胎分割1需將囊胚階段的內(nèi)細胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。2胚胎分割的最佳時期桑椹胚細胞仍具有全能性，是胚胎分割的最佳時期。3胚胎工程中最后一道程序胚胎移植，移植的胚胎必須在原腸胚之前，不能直接移植受精卵。4排卵與沖卵的區(qū)別排卵是指卵子從卵泡中排出，而不是卵泡從卵巢中排出。而沖卵是指將供體內(nèi)的胚胎從子宮中沖出，不是沖出卵子。,角度2關(guān)于胚胎移植1．胚胎移植的實質(zhì)早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移，而胚胎本身的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變，因此各種性狀保持不變。2．胚胎移植的生理學基礎(chǔ)1供、受體生殖器官的生理變化是相同的。2哺乳動物的早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，這就為胚胎的收集提供了可能。3受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。4供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但移入受體的供體胚胎的遺傳特性，在孕育過程中不受任何影響。3．胚胎移植過程中兩次使用激素第一次常用孕激素對受、供體進行同期發(fā)情處理；第二次用促性腺激素處理供體使其超數(shù)排卵。4．胚胎移植過程中有兩次檢查第一次對收集的胚胎進行檢查；第二次對受體母畜是否妊娠進行檢查。5．胚胎移植的生殖方式若胚胎是由受精卵形成的，屬于有性生殖，若胚胎是由核移植技術(shù)形成重組細胞發(fā)育而成或胚胎分割形成的，則是無性生殖。6．胚胎移植的優(yōu)勢充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，從而大大縮短了供體本身的繁殖周期，大大推動了畜牧業(yè)的發(fā)展。,考點59胚胎工程,高考考法突破,角度3胚胎移植和胚胎分割移植的比較,考點59胚胎工程,高考考法突破,角度4克隆動物、試管動物與轉(zhuǎn)基因動物遺傳特性比較,考點59胚胎工程,考點59胚胎工程,返回考法,高考考法突破,考法3胚胎干細胞的培養(yǎng)與應(yīng)用,考點59胚胎工程,1．胚胎干細胞的特點具有細胞核大、核仁大和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點。2．胚胎干細胞的來源是一類未分化細胞，可從早期胚胎的囊胚期分離獲取或從胎兒的原始性腺中分離獲取。3．培養(yǎng)關(guān)鍵需要一種能促進胚胎干細胞的生長、但抑制其分化的培養(yǎng)體系。4．胚胎干細胞的主要用途1將胚胎干細胞核移植到去核的卵細胞中，經(jīng)過胚激活、胚胎培養(yǎng)、胚胎移植后直接由受體完成克隆動物。2基因敲除，獲得移植器官。3培育出人造組織器官，用于器官移植。4改良創(chuàng)造動物新品種。5．骨髓治療的實質(zhì)是將健康骨髓中的造血干細胞移植到患者體內(nèi)。,考點59胚胎工程,返回考法,高考考法突破,考法4轉(zhuǎn)基因生物安全性和生物技術(shù)的倫理問題,角度1轉(zhuǎn)基因生物的安全性1．轉(zhuǎn)基因生物存在安全性的原因一方面目前對基因的結(jié)構(gòu)、調(diào)控機制及基因間的相互作用了解有限，另一方面外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機的。2．轉(zhuǎn)基因生物的優(yōu)缺點,考點59胚胎工程,高考考法突破,角度2生物技術(shù)的倫理問題1．克隆的生殖方式屬無性生殖。2．克隆產(chǎn)生的后代與親代不一定完全相同的原因細胞質(zhì)基因不同；發(fā)育過程中可能發(fā)生基因突變或染色體變異；后天生長的環(huán)境條件的影響。3．克隆的分類克隆根據(jù)其目的和水平不同，可分為治療性克隆和生殖性克隆。1兩種克隆的定義所謂治療性克隆是指利用克隆技術(shù)產(chǎn)生特定細胞和組織皮膚、神經(jīng)或肌肉等用于治療性移植。生殖性克隆是指將克隆技術(shù)用于生育目的，即用于產(chǎn)生人類個體。2二者的區(qū)別與聯(lián)系,考點59胚胎工程,4中國政府的觀點不贊成、不允許、不支持、不接受任何形式的生殖性克隆實驗，不反對治療性克隆。,高考考法突破,角度3試管嬰兒技術(shù)與設(shè)計試管嬰兒技術(shù)的比較,考點59胚胎工程,考點59胚胎工程,返回考法,本考點結(jié)束,高考考法突破,考法5生態(tài)工程基本原理,考法6生態(tài)工程的實例分析,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,考點60生態(tài)工程,考點60生態(tài)工程,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,1．生態(tài)工程的基本原理1生態(tài)工程與生態(tài)經(jīng)濟①生態(tài)工程建設(shè)的目的遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。②生態(tài)工程的特點少消耗、多效益、可持續(xù)。③生態(tài)經(jīng)濟通過實行“循環(huán)經(jīng)濟”的原則，使一個系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或者另一個系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實現(xiàn)廢棄物的資源化，而實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟最重要的手段之一就是建設(shè)生態(tài)工程。2生態(tài)工程所遵循的基本原理；①物質(zhì)循環(huán)再生原理；②物種多樣性原理；③協(xié)調(diào)與平衡原理；④整體性原理；⑤系統(tǒng)學和工程學原理；⑥系統(tǒng)整體性原理。,考點60生態(tài)工程,2．生態(tài)工程的實例1生態(tài)工程的實例分析。,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,考點60生態(tài)工程,返回考點目錄,高考考法突破,考法5生態(tài)工程的基本原理,角度1關(guān)于生態(tài)工程的幾個問題1．生態(tài)工程建設(shè)的目的就是遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益同步發(fā)展。2．生態(tài)工程的特點少消耗、多效益、可持續(xù)。3．生態(tài)工程的理解涉及的學科知識包括生態(tài)學和系統(tǒng)學；運用到的技術(shù)手段或方法有系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)控和技術(shù)組裝；最終目的是促進人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。4．生態(tài)工程的主要任務(wù)是對已被破壞的生態(tài)環(huán)境或受損的生態(tài)系統(tǒng)進行修復，對造成環(huán)境污染和破壞的生產(chǎn)方式進行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。,考點60生態(tài)工程,角度2生態(tài)工程的基本原理分析,高考考法突破,考點60生態(tài)工程,高考考法突破,考點60生態(tài)工程,角度3整體性原理和系統(tǒng)整體性原理1整體性原理整體性原理指社會、經(jīng)濟、自然三方面協(xié)調(diào)統(tǒng)一，保障整個系統(tǒng)的穩(wěn)定與平衡，例如林業(yè)建設(shè)中自然系統(tǒng)、社會系統(tǒng)與經(jīng)濟系統(tǒng)的關(guān)系問題，即種樹的同時考慮經(jīng)濟收入、糧食、燃料等問題。2系統(tǒng)整體性原理指整體大于部分之和，即1＋12。目的是保持系統(tǒng)有很高的生產(chǎn)力，具體是指互利共生的生物體現(xiàn)系統(tǒng)整體性原理，如藻類和珊瑚蟲、大豆和根瘤菌、地衣植物中藻類和真菌等。,返回考法,考點60生態(tài)工程,高考考法突破,考點60生態(tài)工程,考法6生態(tài)工程的實例分析,1．“生態(tài)經(jīng)濟”與“傳統(tǒng)經(jīng)濟”的區(qū)別傳統(tǒng)的經(jīng)濟模式正在毀壞水、大氣、土壤和生物資源，消耗地球贈給我們的自然資本。生態(tài)經(jīng)濟則主要是通過實行“循環(huán)經(jīng)濟”的原則，使一個系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物能夠成為本系統(tǒng)或者另一個系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實現(xiàn)廢棄物的資源化。而實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟最重要的手段之一就是生態(tài)工程。2．設(shè)計實施生態(tài)工程堅持的原則1首先肯定生態(tài)工程的作用，特別是對恢復和重建受損生態(tài)系統(tǒng)的重要作用。2不忘大自然固有的強大的生態(tài)恢復力量，不能誤認為只要有了生態(tài)工程，就可以走發(fā)達國家“先污染、破壞，后治理”的老路。3．關(guān)于生態(tài)農(nóng)業(yè)的分析1生態(tài)農(nóng)業(yè)的基本原理生態(tài)學的基本原理是發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)的主要理論基礎(chǔ)。生態(tài)系統(tǒng)中能量多級利用和物質(zhì)循環(huán)再生是生態(tài)學的一條基本原理，而食物鏈則是生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質(zhì)循環(huán)的主要渠道，因此食物鏈既是一條能量轉(zhuǎn)換鏈，又是一條物質(zhì)傳遞鏈，從經(jīng)濟上看還是一條增值鏈。因此，遵循這一原理，就可以合理設(shè)計食物鏈，充分利用當?shù)刈匀毁Y源，利用動物、植物和微生物之間的相互依存關(guān)系，使生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量被分層次地充分利用，使生產(chǎn)一種產(chǎn)品時產(chǎn)生的有機廢物成為生產(chǎn)另一種產(chǎn)品的投入，也就是實行無廢物生產(chǎn)，提供盡可能多的潔凈產(chǎn)品，既能充分有效利用機械設(shè)備、化肥、農(nóng)藥，又減少環(huán)境污染。,高考考法突破,考點60生態(tài)工程,2生態(tài)農(nóng)業(yè)的優(yōu)點①實現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)再生和能量的多級利用。②減少能源和資源的消耗，減少化肥用量，減輕環(huán)境污染。③降低農(nóng)業(yè)投入，收獲多種產(chǎn)品，增加經(jīng)濟效益。3生態(tài)農(nóng)業(yè)常見類型①?；~塘模式人工建立的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。做到蠶糞養(yǎng)魚，魚糞肥塘，塘泥肥田、肥桑，從而獲得稻、魚、蠶繭三豐收，如圖所示。,②沼氣農(nóng)田立體養(yǎng)殖模式,通過控制溫室內(nèi)的溫度、光照、氣體和水肥等因素，縮短生產(chǎn)周期，大幅度提高糧食、蔬菜和水果的產(chǎn)量和質(zhì)量。,返回考法,本考點結(jié)束,考點60生態(tài)工程,

簡介：第2講胚胎工程、生態(tài)工程及生物技術(shù)的安全性與倫理問題,輸卵管和子宮,桑椹胚、囊胚,培養(yǎng)法和化學誘導法,無機鹽和有機鹽,維生素、激素,氨基酸、核苷酸,早期胚胎的空間位置轉(zhuǎn)移,充分發(fā)揮雌性個體的繁殖潛力,發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚,加快繁殖速度,早期胚胎或原始性腺,具有發(fā)育的全能性,生物安全,設(shè)計試管嬰兒,完全禁止生產(chǎn)生物武器,生態(tài)學原理,走進高考1培養(yǎng)早期胚胎的培養(yǎng)液中含維生素、激素等多種能源物質(zhì)2015江蘇,3D2頂體膜和精子細胞膜融合體現(xiàn)生物膜的選擇透過性2015四川,2C3為避免代孕綿羊?qū)χ踩肱咛ギa(chǎn)生排斥反應(yīng),應(yīng)注射免疫抑制劑2014江蘇,19C4種植轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植區(qū)隔離2012江蘇,13A5卵裂球細胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷增大2012浙江,2B6囊胚的滋養(yǎng)層細胞具有發(fā)育全能性2012浙江,2C7胚胎干細胞在體外培養(yǎng)能增殖但不能被誘導分化2012天津,1B8在胚胎移植時,對供體和受體母牛都要進行相同激素處理2012江蘇,9A9胚胎分割時需將原腸胚的內(nèi)細胞團均等分割2009江蘇,8B10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2009江蘇,8C,【自我校對】1維生素、激素不是能源物質(zhì)。2膜融合體現(xiàn)生物膜的流動性。3受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。4√種植轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)防止對別的植物產(chǎn)生基因污染,所以應(yīng)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植區(qū)隔離。5受精卵卵裂時產(chǎn)生的細胞團稱為卵裂球,隨卵裂球細胞數(shù)目的增加,細胞逐漸變小,總體積不變。6滋養(yǎng)層細胞是已經(jīng)具有定向分化趨向的細胞,已失去了發(fā)育的全能性。7胚胎干細胞是全能干細胞,在培養(yǎng)基中滿足條件可以將其定向誘導分化成多種組織和器官。8對供體和受體母牛進行同期發(fā)情處理,所用激素相同,但對供體母牛進行超數(shù)排卵要用促性腺激素,受體母牛則不需要。9選材為囊胚,分割時注意將內(nèi)細胞團均等分割。10核仁大。,考點一,考點二,有絲分裂,基本不變,發(fā)育的全能性,內(nèi)細胞團,滋養(yǎng)層,囊胚腔,發(fā)育的全能性,胎膜和胎盤,考點一,考點二,①促性腺激素,配種或人工授精,桑椹胚或囊,胚胎移植,胚胎分割,妊娠,⑦原始性腺,內(nèi)細胞團,新的組織細胞,分化,考點一,考點二,例12015江蘇鎮(zhèn)江5月模擬下圖為培育“試管山羊”的基本過程示意圖,下列有關(guān)敘述正確的是A甲過程中可通過給母山羊注射促性腺激素使其超數(shù)排卵B乙過程必須在專用的受精溶液中完成C丙過程與乙過程中應(yīng)采用相同成分的培養(yǎng)液D丁過程中必須將早期胚胎移植到與供體性狀相同的代孕母羊子宮內(nèi),考點一,考點二,解析分析過程示意圖可知,甲過程中可通過給母山羊注射促性腺激素使其超數(shù)排卵,A項正確乙過程必須在獲能溶液中進行獲能處理后,再在專用的受精溶液中完成受精作用,B項錯誤丙過程的發(fā)育營養(yǎng)液與乙過程中采用的培養(yǎng)液成分有差異,C項錯誤丁過程中必須將早期胚胎移植到與供體生理狀態(tài)相同的代孕母羊子宮內(nèi),D項錯誤。答案A,,考點一,考點二,考點一,考點二,對點訓練112015江蘇徐州、連云港、宿遷三市聯(lián)考下列關(guān)于胚胎工程的敘述,正確的是A胚胎工程的理論基礎(chǔ)是體外受精和早期胚胎的發(fā)育B人工沖卵是指從雌性動物的輸卵管中沖取卵子C胚胎分割技術(shù)可以獲得基因型相同的個體D胚胎移植時對供體牛和受體牛都需要進行同期發(fā)情處理解析胚胎工程的理論基礎(chǔ)是自然條件下,配子的發(fā)育、受精和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律,A項錯誤。人工沖卵是指從配種或者受精7天后的雌性動物的子宮中沖取胚胎的過程,B項錯誤。胚胎分割技術(shù)是對同一個胚胎進行分割,所以可以獲得基因型相同的個體,C項正確。胚胎移植前對供體母牛和受體母牛都需要進行同期發(fā)情處理,D項錯誤。答案C,,,考點一,考點二,22015江蘇南通5月調(diào)研下列關(guān)于哺乳動物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述,正確的是A卵裂期細胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷增大B囊胚的滋養(yǎng)層細胞可發(fā)育成生物體的任何組織器官C胚胎分割時應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚D培育試管嬰兒涉及體內(nèi)受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等解析卵裂期細胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷減小,A項錯誤囊胚的滋養(yǎng)層細胞可發(fā)育成胎膜和胎盤,B項錯誤胚胎分割時應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚,C項正確培育試管嬰兒涉及體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等,D項錯誤。答案C,,,考點一,考點二,物種多樣性原理,協(xié)調(diào)與平衡原理,協(xié)調(diào)與平衡原理,整體性原理,物質(zhì)循環(huán)再生原理,物種多樣性原理,考點一,考點二,例2現(xiàn)有一生活污水凈化處理系統(tǒng),處理流程為“厭氧沉淀池→曝氣池→兼氧池→植物池”,其中植物池中生活著水生植物、昆蟲、魚類、蛙類等生物。污水經(jīng)凈化處理后,可用于澆灌綠地?；卮鹣铝袉栴}。1污水流經(jīng)厭氧沉淀池、曝氣池和兼氧池后得到初步凈化。在這個過程中,微生物通過呼吸將有機物分解。2植物池中,水生植物、昆蟲、魚類、蛙類和底泥中的微生物共同組成了生態(tài)系統(tǒng)、群落、種群。在植物池的食物網(wǎng)中,植物位于第營養(yǎng)級。植物池中所有蛙類獲得的能量最終來源于所固定的能。3生態(tài)工程所遵循的基本原理有整體性、協(xié)調(diào)與平衡、和等原理。4一般來說,生態(tài)工程的主要任務(wù)是對進行修復,對造成環(huán)境污染和破壞的生產(chǎn)方式進行改善,并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。,考點一,考點二,解析厭氧沉淀池中微生物進行無氧呼吸,兼氧池中微生物進行無氧和有氧呼吸。植物池中各種生物組成群落,植物處于生態(tài)系統(tǒng)的第一營養(yǎng)級。植物池中生物獲得的能量來源于生產(chǎn)者光合作用固定的太陽能。答案1無氧和有氧或細胞2群落一生產(chǎn)者太陽3物質(zhì)循環(huán)再生物種多樣性4已被破壞的生態(tài)環(huán)境或受損的生態(tài)系統(tǒng),,考點一,考點二,對點訓練21“三北防護林”工程建設(shè)中注意了以下兩個問題①考慮到樹種的生態(tài)適應(yīng)性問題②考慮到樹種多樣性問題。這分別體現(xiàn)了生態(tài)工程的哪些原理A系統(tǒng)學原理和物種多樣性原理B協(xié)調(diào)與平衡原理和物種多樣性原理C整體性原理和物種多樣性原理D物種多樣性原理和整體性原理解析選擇的樹種必須具有對當?shù)丨h(huán)境的適應(yīng)性,屬于協(xié)調(diào)與平衡原理要增加物種的多樣性,使生態(tài)系統(tǒng)更穩(wěn)定,屬于物種多樣性原理。答案B,,,考點一,考點二,22015山西四校聯(lián)考請回答下列有關(guān)胚胎工程和生態(tài)工程的相關(guān)問題。1雌性排卵時,減數(shù)第一次分裂尚未完成,此時卵子處于卵母細胞階段。當該細胞發(fā)育至減數(shù)第二次分裂期時,才具備受精能力。若在卵細胞膜和透明帶之間看到兩個極體,則表明過程已發(fā)生。2若某對夫婦結(jié)婚后發(fā)現(xiàn)妻子雙側(cè)輸卵管堵塞,無奈需進行試管嬰兒技術(shù),該技術(shù)包括和。3近幾年來,多地出現(xiàn)霧霾引發(fā)了全國人民的關(guān)注和討論,而山西作為產(chǎn)煤大省,生態(tài)環(huán)境破壞嚴重,請問礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復工程的關(guān)鍵在于,具體措施有舉例說明,任答兩種,利用到的生態(tài)工程原理是。,考點一,考點二,解析1雌性排卵時,減數(shù)第一次分裂尚未完成,此時卵子處于初級卵母細胞階段。當該細胞發(fā)育至減數(shù)第二次分裂中期時,才具備受精能力。若在卵細胞膜和透明帶之間看到兩個極體,則表明受精過程已發(fā)生。2試管嬰兒技術(shù)包括體外受精和胚胎移植。3礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復工程的關(guān)鍵在于植被恢復和土壤微生物群落的重建,具體措施有人工制造表土、多層覆蓋、特殊隔離、土壤侵蝕控制、植被恢復工程,利用到的生態(tài)工程原理是系統(tǒng)學與工程學原理。答案1初級中受精2體外受精胚胎移植3植被恢復和土壤微生物群落的重建人工制造表土、多層覆蓋、特殊隔離、土壤侵蝕控制、植被恢復工程系統(tǒng)學與工程學原理,,

簡介：專題二十七胚胎工程與生態(tài)工程,體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育,1精子的發(fā)生,睪丸的曲細精管,生殖機能,有絲,MⅠ,MⅡ,變形,2卵子的發(fā)生,卵巢,性別分化,排卵前后,精子和卵子結(jié)合,3受精過程（1）場所（2）過程,輸卵管,生殖道,MⅡ中期,②受精過程主要包括精子穿過，進入卵細胞膜，原核形成并融合。,放射冠和透明帶,4胚胎發(fā)育受精卵→→→囊胚（內(nèi)細胞團）→,卵裂期,桑椹胚,內(nèi)細胞團,胎膜和胎盤,體外受精及早期胚胎培養(yǎng),1體外受精主要操作步驟哺乳動物的體外受精主要包括卵母細胞的采集、精子的獲能和受精等步驟，如圖所示,獲能精子,冷凍保存,【特別提醒】若用促性腺激素處理后取卵，則取出的卵子可直接與獲能精子受精；若從活體或屠宰場已屠宰母畜的卵巢中采集卵母細胞，則需人工培養(yǎng)成熟后方可與獲能精子受精。,2胚胎移植1地位胚胎工程其他技術(shù)的最后一道工序。2過程,3意義充分發(fā)揮。,同期發(fā)情,超數(shù),胚胎移植,雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能,3胚胎分割,無性生殖克隆,桑椹胚或囊胚,內(nèi)細胞團,4胚胎干細胞ES或EK細胞,早期胚胎或原始性腺,小,大,核仁,全能性,發(fā)生分化,生態(tài)工程,1生態(tài)工程與生態(tài)經(jīng)濟,物質(zhì)循環(huán),環(huán)境污染,經(jīng)濟效益,消耗,效益,生產(chǎn),原料,廢棄物的資源化,生態(tài)工程,2生態(tài)工程所遵循的基本原理1原理物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中、分層分級利用。2原理物種繁多而復雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的。3原理處理好生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，需要考慮。4原理進行生態(tài)工程建設(shè)時,不但要考慮的規(guī)律，還要考慮到等系統(tǒng)的影響力。5和原理包括系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理和系統(tǒng)整體性原理。,物質(zhì)循環(huán)再生,循環(huán)往復,物種多樣性,抵抗力穩(wěn)定性,協(xié)調(diào)與平衡,環(huán)境承載力,整體性,自然生態(tài)系統(tǒng),經(jīng)濟和社會,系統(tǒng)學,工程學,3生態(tài)工程實例連線,1胚胎工程基本操作流程,胚胎工程,2治療性克隆和生殖性克隆的比較,3試管嬰兒和設(shè)計試管嬰兒的比較如圖，后者比前者多了④過程,1不同點①所用技術(shù)手段設(shè)計試管嬰兒胚胎移植前需進行遺傳學診斷或基因診斷，試管嬰兒不需進行遺傳學診斷或基因診斷。②應(yīng)用試管嬰兒主要是解決不孕夫婦的生育問題，設(shè)計試管嬰兒用于白血病、貧血癥等疾病的治療。2相同點都是體外受精，并進行體外早期胚胎培養(yǎng)，都要經(jīng)過胚胎移植，都是有性生殖。,4區(qū)分試管動物、克隆動物與轉(zhuǎn)基因動物,【典例1】2015河南中原名校一模下圖是畜牧業(yè)生產(chǎn)上培育某種優(yōu)良種牛的兩種方法，請分析回答下列問題。,1方法Ⅰ和方法Ⅱ均用到的生物技術(shù)有______________和______________。2用激素處理的目的是使B牛________，從B牛體內(nèi)獲得的卵母細胞需要培養(yǎng)到__________時期才能與精子結(jié)合。,3A牛的精子要與B牛的卵細胞結(jié)合，完成受精作用，必須先________。卵子受精的標志是___________________________。4生產(chǎn)上常用________________期的胚胎進行胚胎移植。若希望同時獲得多個性狀相同的家畜個體,可以使用________技術(shù)。5下列有關(guān)克隆牛與試管牛的說法中，最合理的是A二者都是無性生殖的產(chǎn)物B二者都運用了動物細胞培養(yǎng)、胚胎移植等技術(shù)C二者都證明了動物的體細胞具有全能性D二者的性狀與母本性狀基本相同,解析1方法Ⅰ、Ⅱ中都用到了動物細胞培養(yǎng)技術(shù)和胚胎移植技術(shù)。2超數(shù)排卵應(yīng)用促性腺激素處理，獲得的卵母細胞需要在減數(shù)第二次分裂中期才能與精子結(jié)合。3體外受精前應(yīng)該讓精子獲能，然后才能完成受精作用。卵子受精的標志是卵細胞膜和透明帶之間能觀察到兩個極體。4胚胎移植常用桑椹胚或囊胚進行，胚胎分割能同時獲得性狀相同的多個個體。5克隆牛是通過核移植獲得的，運用了動物細胞培養(yǎng)、核移植及胚胎移植等技術(shù)試管牛是體外受精的產(chǎn)物,運用了動物細胞培養(yǎng)、體外受精、早期胚胎培養(yǎng)及胚胎移植等技術(shù)，故B正確。答案1動物細胞培養(yǎng)胚胎移植2超數(shù)排卵減數(shù)第二次分裂中期3獲能在卵細胞膜和透明帶的間隙能夠觀察到兩個極體4桑椹胚或囊胚胚胎分割5B,【題后歸納】,1生態(tài)工程所遵循的基本原理,生態(tài)工程,【特別提醒】1不同的生態(tài)工程遵循的原理可能不同。判斷不同的生態(tài)工程遵循的原理是易錯點，整體性原理和系統(tǒng)整體性原理是易混點。2建立不同的生態(tài)工程時，要因地制宜，不能相互照搬?？梢酝ㄟ^改善物種生存、生長或繁殖的環(huán)境條件來提高物種的適應(yīng)能力。,2生態(tài)工程的實例分析,【典例2】2015河南開封模擬下圖為竇店村綜合發(fā)展生態(tài)工程示意圖。請據(jù)圖回答,1該工程主要運用了生態(tài)工程的哪些基本原理_____________________________________________________。2藍綠萍的代謝類型是________，在生態(tài)系統(tǒng)中的地位是________。3如圖是某科研工作者為該村設(shè)計的垃圾資源化、無害化處理的一種方案，請據(jù)圖回答問題,①此方案中A、B過程需每一位居民的參與，參與的行動方式是______________。②過程D、E利用的生物屬于生態(tài)系統(tǒng)的何種成分______________________________________________________________。③從對資源的充分利用角度看，D、E途徑比C途徑突出的優(yōu)點是_____________。解析1該農(nóng)業(yè)生態(tài)工程實現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)利用作物秸稈用來生產(chǎn)食用菌和飼料；飼料喂養(yǎng)畜禽；人、畜糞尿作為原料生產(chǎn)沼氣；沼液用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)；沼渣為蔬菜施肥和喂養(yǎng)畜禽，從而達到了物質(zhì)利用的良性循環(huán)，緩解了農(nóng)村飼料、肥料的缺乏問題，同時一些加工品和農(nóng)產(chǎn)品可以輸出到市場出售。因此該生態(tài)工程主要運用了物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理和物種多樣性原理。,2藍綠萍的代謝類型是自養(yǎng)需氧型，屬于生產(chǎn)者。3過程A、B是對垃圾的分類處理；過程D、E是利用分解者的分解作用處理有機廢棄物，此過程既充分利用了廢棄有機物中的物質(zhì)和能量,又減少了因燃燒帶來的污染。答案1物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理、物種多樣性原理2自養(yǎng)需氧型生產(chǎn)者3①將生活垃圾分類處理②分解者③除利用了有機垃圾中的能量外，還充分地、分層次地多級利用了垃圾中的物質(zhì)，并且減少了因燃燒帶來的污染,【題后歸納】區(qū)分“整體性原理”與“系統(tǒng)整體性原理”1整體性原理整體性原理指社會、經(jīng)濟、自然三方面協(xié)調(diào)統(tǒng)一，保障整個系統(tǒng)的穩(wěn)定與平衡，例如林業(yè)建設(shè)中自然系統(tǒng)、社會系統(tǒng)與經(jīng)濟系統(tǒng)的關(guān)系問題，即種樹的同時考慮經(jīng)濟收入、糧食、燃料等問題，圖示如下,2系統(tǒng)整體性原理生態(tài)工程需要考慮系統(tǒng)內(nèi)部不同組分間的結(jié)構(gòu)，通過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，達到改善系統(tǒng)功能的目的。系統(tǒng)整體性原理強調(diào)總體功能大于部分之和，即1＋1＞2，目的是保持系統(tǒng)有很高的生產(chǎn)力，如藻類和珊瑚蟲、大豆和根瘤菌，地衣中的藻類和真菌等互利共生的生物之間體現(xiàn)了系統(tǒng)整體性原理。,

簡介：,,前言概況,微生物發(fā)酵過程,典型產(chǎn)品的發(fā)酵生產(chǎn),發(fā)酵工程,FERMENTATIONENGINEERING,,,發(fā)酵工,程,發(fā)酵已經(jīng)從過去簡單的生產(chǎn)酒精類飲料、生產(chǎn)醋酸和發(fā)酵面包發(fā)展到今天成為生物工程的一個極其重要的分支，成為一個包括了微生物學、化學工程、基因工程、細胞工程、機械工程和計算機軟硬件工程的一個多學科工程?，F(xiàn)代發(fā)酵工程不但生產(chǎn)酒精類飲料、醋酸和面包，而且生產(chǎn)胰島素、干擾素、生長激素、抗生素和疫苗等多種醫(yī)療保健藥物，生產(chǎn)天然殺蟲劑、細菌肥料和微生物除草劑等農(nóng)用生產(chǎn)資料，在化學工業(yè)上生產(chǎn)氨基酸、香料、生物高分子、酶以及維生素和單細胞蛋白等。,,,發(fā)酵工程將微生物學，生物化學和化學工程的基本原理有機地結(jié)合起來，是一門利用微生物的生長和代謝活動來生產(chǎn)各種有用物質(zhì)的工程技術(shù)。是生物技術(shù)的重要組成部分，是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要環(huán)節(jié)。以培養(yǎng)微生物為主，所以又稱微生物工程。,前言,生物技術(shù)的多學科性示意圖,前言,,,發(fā)酵工程,前言發(fā)酵工程、遺傳工程、細胞工程和酶工程構(gòu)成了生物工程的四大支柱。無論從微生物得到酶或用遺傳工程菌獲得產(chǎn)品，都必須依賴發(fā)酵工程技術(shù)。發(fā)酵工程的主體是微生物，特別是用經(jīng)過DNA重組技術(shù)改造過的微生物。,,,,,時間,發(fā)酵階段,主要產(chǎn)品,主要技術(shù),1900,天然發(fā)酵,酒、醋、干酪、酵母,天然分批,1905,純培養(yǎng),酒精、丙酮、丁醇,密閉純培養(yǎng),1940,通氣攪拌,抗生素、有機酸,通氣攪拌,酶、維生素,分批或連續(xù),1957,代謝控制,氨基酸、核苷酸,選育缺陷菌株,1960,開拓原料,單細胞蛋白,連續(xù)發(fā)酵,1979,基因工程菌,胰島素、干擾素,DNA重組,工業(yè)發(fā)酵的發(fā)展簡史,,概況,發(fā)酵工程的內(nèi)容生產(chǎn)菌種的選育發(fā)酵條件的優(yōu)化與控制反應(yīng)器的設(shè)計產(chǎn)物的分離、提取與精制,FERMENTATIONPROCESSCONTROL,上游工程,UPSTREAMPROCESSES下游工程,DOWNSTREAMPROCESSES,FERMENTATIONENGINEERING發(fā)酵工程組成,從廣義上講，由三部分組成上游工程、發(fā)酵工程、下游工程,UPSTREAMPROCESSESGENETICS,CELL,INOCULUMDEVELOPMENTMEDIAFORMULATIONSTERILIZATIONINOCULATION,FERMENTATIONPROCESSCONTROL,上游工程,FERMENTATIONENGINEERING,WASTETREATMENTBYPRODUCTRECOVERY,FERMENTATIONPROCESSCONTROL,FERMENTATIONENGINEERING下游工程DOWNSTREAMPROCESSESPRODUCTEXTRACTION,PURIFICATIONASSAY,,發(fā)酵的定義1、傳統(tǒng)發(fā)酵2、生化和生理學意義的發(fā)酵3、工業(yè)上的發(fā)酵,概況,,概況,傳統(tǒng)發(fā)酵描述酵母菌作用于果汁或麥芽汁產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象，或者是指酒的生產(chǎn)過程。生化和生理學意義的發(fā)酵指微生物在無氧條件下，分解各種有機物質(zhì)產(chǎn)生能量的一種方式，即以有機物作為電子受體的氧化還原產(chǎn)能反應(yīng)。如葡萄糖在無氧條件下被微生物利用產(chǎn)生酒精并放出CO2。,,概況,工業(yè)上的發(fā)酵泛指利用微生物制造或生產(chǎn)某些產(chǎn)品的過程包括厭氧培養(yǎng)的生產(chǎn)過程，如酒精，乳酸等。通氣（有氧）培養(yǎng)的生產(chǎn)過程，如抗生素、氨基酸、酶制劑等。產(chǎn)品有細胞代謝產(chǎn)物，也包括菌體細胞、酶等。,,發(fā)酵工業(yè)指利用生物的生命活動產(chǎn)生的酶，進行無機或有機原料的酶加工，獲得產(chǎn)品的工業(yè)。,概況,概況,發(fā)酵類型微生物菌體發(fā)酵以獲得具有某種用途的菌體為目的的發(fā)酵。,面包酵母發(fā)酵單細胞蛋白發(fā)酵,,藥用真菌,,名貴中藥微生物殺蟲劑疫苗,傳統(tǒng)的菌體發(fā)酵,新的菌體發(fā)酵,,,微生物菌體發(fā)酵特點細胞的生長與產(chǎn)物積累成平行關(guān)系，生長速率最大時期也是產(chǎn)物合成速率最高階段，生長穩(wěn)定期產(chǎn)量最高。,發(fā)酵類型,,發(fā)酵類型,微生物酶發(fā)酵酶的特點易于工業(yè)化生產(chǎn)，便于改善工藝提高產(chǎn)量。分類胞內(nèi)酶和胞外酶。生物合成特點需要誘導作用，或遭受阻遏、抑制等調(diào)控作用的影響，在菌種選育、培養(yǎng)基配制以及發(fā)酵條件等方面需給予注意。,,微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵包括初級代謝產(chǎn)物、中間代謝產(chǎn)物和次級代謝產(chǎn)物。對數(shù)生長期形成的產(chǎn)物是細胞自身生長所必需的，稱為初級代謝產(chǎn)物或中間代謝產(chǎn)物。各種次級代謝產(chǎn)物都是在微生物生長緩慢或停止生長時期即穩(wěn)定期所積累的，來自于中間代謝產(chǎn)物和初級代謝產(chǎn)物。,發(fā)酵類型,,微生物的轉(zhuǎn)化發(fā)酵利用生物細胞對一些化合物某一特定部位（基團）的作用，使它轉(zhuǎn)變成結(jié)構(gòu)相類似但具有更在經(jīng)濟價值的化合物。最終產(chǎn)物是由微生物細胞的酶或酶系對底物某一特定部位進行化學反應(yīng)而形成的。,例如乙醇,乙酸,醋酸發(fā)酵,葡萄糖,葡萄糖酸,發(fā)酵類型,,,發(fā)酵類型,生物工程細胞的發(fā)酵利用生物工程技術(shù)所獲得的細胞，如工程菌以及“雜交”細胞等進行培養(yǎng)的新型發(fā)酵，其產(chǎn)物多種多樣。發(fā)酵生產(chǎn)生長激素的“工程菌”,,發(fā)酵類型,微生物特殊機能的利用利用微生物消除環(huán)境污染利用微生物發(fā)酵保持生態(tài)平衡微生物濕法冶金利用基因工程菌株開拓發(fā)酵工程新領(lǐng)域,,發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用,產(chǎn)物微生物細胞，酶，活性物質(zhì)，特殊化學品和食品添加劑。,,發(fā)酵過程中的上、中、下游過程,上游加工最重要的是提供和制備高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和足夠數(shù)量的生物催化劑。即應(yīng)用常規(guī)選育、基因工程、細胞工程和酶工程手段獲得優(yōu)良菌株、細胞系或固定化的菌體等。,中游加工生物反應(yīng)器為。,下游加工從反應(yīng)液中提取目的產(chǎn)物加工,精制成合格產(chǎn)品，廢物處理。,,發(fā)酵工業(yè)簡介,,發(fā)酵食品有機酸氨基酸核酸類物質(zhì)酶制劑醫(yī)藥工業(yè)（抗生素）,飼料工業(yè)（單細胞蛋白環(huán)境工程（廢物處理）其它（冶金工業(yè)）,FERMENTATIONINDUSTRY,,FERMENTEDFOODSORGANICACIDSAMINOACIDSNUCLEOTIDESENZYMESPHARMACEUTICALANTIBIOTICS,,FEEDSTUFFEGSCPENVIRONMENTALAPPLICATIONWASTETREATMENT,OTHERSEGMETALLURGICALINDUSTRY,發(fā)酵過程即微生物反應(yīng)過程，指由微生物在生長繁殖過程中所引起的生化反應(yīng)的過程。根據(jù)對氧的需要分厭氧和有氧發(fā)酵。根據(jù)培養(yǎng)基物理性狀分液體和固體發(fā)酵。根據(jù)微生物生長特性分分批發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵。,發(fā)酵工程,,發(fā)酵工業(yè)中的微生物,,,,,一細菌（BACTERIUM,形態(tài)球形桿形,弧形,螺旋形,微生物種類,各種“視野”下的細菌,光鏡超薄切片,暗視野冷凍切片,熒光掃描電鏡,透射電鏡DNA蛋白質(zhì)復合物,結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)細胞壁；細胞膜；細胞質(zhì)；類核染色體。特殊結(jié)構(gòu)莢膜；芽孢；鞭毛；質(zhì)粒。,微生物種類,染色體,質(zhì)粒,,,,,,,培養(yǎng)特征固體培養(yǎng)基上菌落（COLONY）指單個微生物或一小堆同種細胞在適宜條件下，在固體培養(yǎng)基表面形成的肉眼可見的以母細胞為中心的子細胞集團。若來自一個細胞，則為純培養(yǎng)菌苔LAWN大量細菌的菌落連成一片。,微生物種類,,,微生物種類,培養(yǎng)特征液體培養(yǎng)基上均勻混濁；沉淀生長；表面生長。用于淀粉酶、乳酸、醋酸、氨基酸、肌苷的生產(chǎn)。,,微生物種類,二放線菌ACTINOMYCETES用于鏈霉素、紅霉素、慶大霉素、金霉素等的生產(chǎn)。,,微生物種類,三酵母菌YEAST用于釀酒、制造面包、脂肪酶、藥用和飼料用菌體蛋白的生產(chǎn)。,,,曲霉,微生物種類,四霉菌（MOLD菌落特征形態(tài)較大，疏松，外觀干燥不透明，呈現(xiàn)蛛網(wǎng)狀、絨毛狀、棉絮狀；與培養(yǎng)基連接緊密，不易挑取，正反面、邊緣與中心,顏色常不一致。,,,微生物種類,霉菌的作用糖化和蛋白質(zhì)水解。傳統(tǒng)發(fā)酵醬油、豆腐乳、釀酒?，F(xiàn)代工業(yè)酒精、有機酸（檸檬酸、乳酸）、抗菌素（青霉素、灰黃霉素）、植物生長激素（赤霉素）、殺蟲農(nóng)藥（白僵菌劑）、酶制劑（糖化酶、蛋白酶、纖維素霉、果膠酶）。,微生物種類,五擔子菌（菇類）用于多糖、橡膠物質(zhì)、抗癌藥物的開發(fā)。,微生物種類,六藻類螺旋藻是一種生長在堿性鹽湖的藍綠藻植物，是一種微型螺旋狀海藻，營養(yǎng)極其豐富，含蛋白質(zhì)高達6070,是牛肉的3倍，豬肝的4倍，雞蛋的6倍，大米的10倍，其中8種是人體必需又不能自行合成的。含有VA、B1、B2、B6、B12、E、PP、K、泛酸、葉酸等多種維生素，幾乎所有的維生素都可以在螺旋藻中找到。VB12含量最高，比豬肝高3倍，可以糾正惡性貧血。,微生物種類,螺旋藻從螺旋藻中提取的螺旋藻多糖是高純度生物活性物質(zhì)，含有免疫多糖、活性肽、多種氨基酸、維生素和微量元素，是最強免疫增強劑之一，它通過激活體細胞、免疫細胞和體液免疫系統(tǒng)增強抗病毒、抗腫瘤、抗細菌感染能力，間接地抑制病毒、癌細胞和細菌生長，對正常人體細胞無傷害，是化療放療的有效輔助藥物。,,,,,,,,,發(fā)酵的一般過程,發(fā)酵過程,空氣空氣凈化處理,碳源、氮源、無機鹽等營養(yǎng)物質(zhì),保藏菌種斜面活化擴大培養(yǎng)種子罐滅菌主發(fā)酵產(chǎn)物分離純化成品,發(fā)酵過程,菌種選育目的是改善菌種的特性，使能提高產(chǎn)量、改進質(zhì)量、降低成本、改革工藝、方便管理及綜合利用等?；痉椒ㄗ匀贿x育、生產(chǎn)育種、抗噬菌體菌株的選育、誘變育種、代謝控制育種及原生質(zhì)體技術(shù)和體外重組DNA技術(shù)（基因工程）等。,發(fā)酵過程,采樣,增殖培養(yǎng),地點方法,目的方法,純種分離方法,性能測定方法,菌種從自然界分離,發(fā)酵過程,種子罐級數(shù)指種子需逐級擴大培養(yǎng)的次數(shù)。一般根據(jù)種子的生長特性、孢子發(fā)芽及菌體繁殖速度，以及發(fā)酵罐的容積而定。對于生長快的細菌，種子用量少，故種子罐級數(shù)相應(yīng)也少。如谷氨酸生產(chǎn)，種子接入種子罐后于320C培養(yǎng)710H，菌濃達到108109個/ML，即可接入發(fā)酵罐作為種子，這稱為一級種子罐擴大培養(yǎng)，也稱二級發(fā)酵。生長較慢的菌種，如青霉素生產(chǎn)菌種，種子接入一級種子罐270C培養(yǎng)40H后，再需移入裝有新鮮培養(yǎng)基的第二級種子罐，于270C培養(yǎng)1024H移至發(fā)酵罐作為種子，這稱為二級種子罐擴大培養(yǎng)，也稱三級發(fā)酵。一般50M3發(fā)酵罐都采用三級發(fā)酵。,發(fā)酵過程,發(fā)酵過程,生產(chǎn)車間種子制備階段（二級種子培養(yǎng)、三級種子培養(yǎng)）二級發(fā)酵三級發(fā)酵,斜面孢子,搖瓶液體培養(yǎng)冷凍干燥孢子茄子瓶斜面培養(yǎng),砂土孢子固體培養(yǎng)基培養(yǎng)實驗室種子制備階段（一級種子培養(yǎng)）,一級種子罐,二級種子罐,發(fā)酵罐,種子擴大培養(yǎng)流程圖,,生理代謝,菌種篩選,種子培養(yǎng),發(fā)酵培養(yǎng),發(fā)酵,發(fā)酵步驟和工藝流程用作菌種培養(yǎng)及擴大生產(chǎn)的發(fā)酵罐培養(yǎng)基的配制培養(yǎng)基、發(fā)酵罐以及輔助設(shè)備的消毒滅菌培養(yǎng)好的有活性的純菌株以一定量轉(zhuǎn)接到發(fā)酵罐中將發(fā)酵罐中的菌株控制在最適條件下生長并形成代謝產(chǎn)物,發(fā)酵過程,下游處理將產(chǎn)物抽提并進行精制，以得到合格的產(chǎn)品?；厥栈蛱幚戆l(fā)酵過程中產(chǎn)生的廢物和廢水。獲得的產(chǎn)物按照有關(guān)部門制定的國家標準進行質(zhì)量檢驗和性能測定，符合要求后才為合格產(chǎn)品。,發(fā)酵過程,菌種篩選,搖瓶試驗,發(fā)酵罐試驗,,發(fā)酵工業(yè)的意義與展望,利用遺傳工程等先進技術(shù)，人工選育和改良,菌種,采用發(fā)酵技術(shù)進行高等動植物細胞培養(yǎng)固定化技術(shù)廣泛應(yīng)用,開發(fā)和采用大型節(jié)能高效的發(fā)酵裝置，自動,控制將成為發(fā)酵生產(chǎn)控制的主要手段,應(yīng)用代謝控制技術(shù)，發(fā)酵生產(chǎn)氨基酸、抗生,素、維生素,將生物技術(shù)廣泛地用于環(huán)境工程,氨基酸生產(chǎn)方法,發(fā)酵法,是氨基酸生產(chǎn)的主要方法，目前用發(fā)酵法生產(chǎn),的氨基酸已有20多種。,酶法,利用微生物細胞或微生物產(chǎn)生的酶來制造氨基酸。,提取法,蛋白質(zhì)水解，從水解液中提取。胱氨酸、半胱氨酸,和酪氨酸。,合成法,DL蛋氨酸、丙氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸。,谷氨酸生產(chǎn),谷氨酸（GLU）發(fā)酵,,,,,,,,,,,谷氨酸生產(chǎn),谷氨酸（Α氨基戊二酸）OCOHH2NCHHCHHCHHCOOHL型,谷氨酸生產(chǎn),谷氨酸的生物合成TCA循環(huán)→Α酮戊二酸→谷氨酸,,,,,,,,,谷氨酸的生物合成,COOHCOOH,CO,GLU脫氫酶,CHNH2,CH2NH4NADPH2,CH2H2ONADP,CH2,CH2,COOH,COOH,谷氨酸生產(chǎn),GLU發(fā)酵生產(chǎn)的菌種棒狀桿菌屬、短桿菌屬、小桿菌屬、節(jié)桿菌屬，革蘭氏陽性不形成芽胞沒有鞭毛，不能運動需要生物素作為生長因子在通氣條件下才能產(chǎn)生谷氨酸。,發(fā)酵工程應(yīng)用,發(fā)酵工程應(yīng)用,GLU發(fā)酵生產(chǎn)的原料制備淀粉水解糖的制備酸水解調(diào)漿干淀粉用水調(diào)成1011BX的淀粉乳，加鹽酸0508％至PH15。糖化蒸汽加熱，加壓糖化25MIN。冷卻至80℃下中和。中和燒堿中和，至PH4050脫色粉末狀活性炭脫色，用量為0608％，在60℃及酸性條件下攪拌后過濾。,淀粉水解糖的制備酶水解以大米或碎米為原料大米浸泡磨漿，調(diào)成15BX，調(diào)PH60，85℃加細菌A淀粉酶液化30MIN，60℃加糖化酶糖化24H，過濾，即得淀粉水解液。,發(fā)酵工程應(yīng)用,發(fā)酵工程應(yīng)用,菌種擴大培養(yǎng)一級種子培養(yǎng)由葡萄糖、玉米漿、尿素、磷酸氫二鉀、硫酸鎂、硫酸鐵及硫酸錳組成。PH6568。1000ML裝200250ML振蕩，32℃培養(yǎng)12H。二級種子培養(yǎng)用種子罐培養(yǎng)，料液量為發(fā)酵罐投料體積的1％，用水解糖代替葡萄糖，于32℃通氣攪拌710H?；罹鷶?shù)為108109/ML。,,,,,谷氨酸發(fā)酵適應(yīng)期菌體生長遲緩，糖不利用，約24H?？刹扇≡龃蠼臃N量和控制發(fā)酵條件使該期縮短。對數(shù)生長期糖耗快，尿素大量分解使PH上升，氨被利用PH又迅速下降。菌體生長迅速，不產(chǎn)酸，約12H。需及時供給菌體生長必須的氮源（尿素）及維持PH在7580，保溫在3032℃。停止期（谷氨酸合成期）及時流加尿素提供氨以維持PH7274。大量通氣，控制溫度3437℃。發(fā)酵后期菌體衰老，糖耗慢，殘?zhí)堑汀．敔I養(yǎng)物耗盡、GLU濃度不增加時，及時放罐。發(fā)酵周期一般為30H,發(fā)酵工程應(yīng)用,發(fā)酵工程應(yīng)用,谷氨酸的提取等電點法PI322，發(fā)酵液PH調(diào)到等電點，使GLU沉淀。離子交換法在PH322時，GLU帶正電，用強酸型陽離子樹脂（732）氫型吸附后，在60°C用4的NAOH洗脫，洗脫液返回等電法提取。,味精制造谷氨酸溶于水→活性炭脫色→加NA2CO3中和→谷氨酸單鈉（味精粗品）→除鐵→壓濾→活性炭脫色→壓濾→減壓濃縮→結(jié)晶→離心分離→干燥→成品,發(fā)酵工程應(yīng)用,

簡介：第17講胚胎工程、生態(tài)工程,2,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓練,命題點一胚胎工程1胚胎工程各技術(shù)間關(guān)系圖,3,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓練,2早期胚胎發(fā)育過程的分析,4,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓練,3胚胎工程的操作流程1試管動物技術(shù)的流程見下圖,5,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓練,2胚胎移植技術(shù)的流程以牛胚胎移植為例,6,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓練,掌握胚胎工程操作流程,解答相關(guān)問題胚胎移植是胚胎工程技術(shù)的最后一道“工序”。下圖是胚胎移植的基本程序,請分析并回答下列問題。,7,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓練,1圖中超數(shù)排卵技術(shù)的處理措施是對供體母牛注射。2配種時,卵子在輸卵管內(nèi)進一步成熟,當卵子達到時,才具備與精子受精的能力。3“沖卵”實質(zhì)上是用特定裝置,將供體母牛子宮內(nèi)的沖洗出來。4沖卵后,對胚胎進行質(zhì)量檢查,這里培養(yǎng)的胚胎應(yīng)發(fā)育到階段才能進行胚胎移植。5在此基礎(chǔ)之上,通過技術(shù)可以提高胚胎利用率,獲得更多遺傳物質(zhì)相同的犢牛。,答案,8,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓練,易錯易混1誤認為胚胎移植過程中的沖卵沖出的是卵子,實際上是早期胚胎。2誤認為高等哺乳動物卵子就是成熟的、已經(jīng)完成減數(shù)分裂的卵細胞,實際上能和精子結(jié)合的卵子主要是處于減數(shù)第二次分裂中期的次級卵母細胞,其在與精子的結(jié)合過程中完成減數(shù)第二次分裂。,9,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓練,2015山東濰坊期末科學家將綠色熒光蛋白GFP基因轉(zhuǎn)入小鼠胚胎干細胞ES內(nèi),GFP基因表達就會使細胞帶有綠色熒光,繼而利用帶有綠色熒光的ES細胞培育出嵌合型的小鼠用于科學研究,流程如下圖所示。請回答下列問題。,10,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓練,1在步驟①中,若綠色熒光蛋白GFP基因是CDNA片段,則在GFP基因的上游必須加入,該核苷酸序列是酶識別和結(jié)合的部位。2步驟②的受體細胞是小鼠ES細胞,ES細胞一般從囊胚的分離得到。在培養(yǎng)ES細胞時,細胞充滿培養(yǎng)皿底部后停止分裂,這種現(xiàn)象稱為。3為獲取更多卵母細胞,首先要對供體母鼠注射促性腺激素,使其,然后可用人工方法從小鼠輸卵管內(nèi)獲得,該過程稱為。4圖中重組囊胚在步驟⑤之前要先檢測是否有,再通過技術(shù)移入代孕母鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育。,答案,11,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓練,命題點二生態(tài)工程1生態(tài)工程的原理比較,12,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓練,13,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓練,2生態(tài)工程的實例分析,14,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓練,15,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓練,16,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓練,依托生態(tài)平衡解答有關(guān)生態(tài)工程的題某小組對市郊一農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進行調(diào)查后,經(jīng)過交流繪制出了如下圖所示的生態(tài)工程示意圖。據(jù)圖回答有關(guān)問題。,17,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓練,1該生態(tài)系統(tǒng)中的主要成分是,圖中的食用菌屬于生態(tài)系統(tǒng)成分中的,該生態(tài)系統(tǒng)中,屬于第二營養(yǎng)級的生物有。2建立這一生態(tài)系統(tǒng)的目的是使農(nóng)作物固定的太陽能持續(xù)、高效地該生態(tài)系統(tǒng)的能量利用率較高與物質(zhì)的利用密不可分。3請畫出該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)。4該生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)主要根據(jù)生態(tài)工程建設(shè)的原理。,答案,18,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓練,方法規(guī)律生態(tài)工程設(shè)計的常用方法1生態(tài)工程設(shè)計的常用方法之一是食物鏈網(wǎng)的“相接”。例如,在稻田養(yǎng)魚的農(nóng)業(yè)生態(tài)工程中,魚與稻各自原屬于不同生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈網(wǎng),但在人為調(diào)控下,將一些草食性魚、濾食性魚和雜食性魚如草魚、鰱魚和羅非魚等的魚苗放養(yǎng)在稻田中,使稻田生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有所改變,促進物質(zhì)循環(huán)和能量流動。這表現(xiàn)在魚類攝食雜草,減少了雜草與水稻在陽光、養(yǎng)分等方面的競爭魚糞中含有豐富的氮、磷,增加了水稻的肥源濾食性魚和雜食性魚能攝食稻田中的浮游生物、底棲動物等。2生態(tài)工程設(shè)計的常用方法之二是食物鏈網(wǎng)的“加環(huán)”?！凹迎h(huán)”可為未被利用的殘余物找到出路。例如,用玉米的副產(chǎn)品玉米芯生產(chǎn)木糖醇等,其殘余物用來栽培食用菌,栽培食用菌后的殘余物再用來養(yǎng)殖蛆蛹,蛆蛹糞再作為優(yōu)良有機肥還田等。,19,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓練,2015江蘇兩市一模我國南方某地環(huán)保部門向遭受嚴重污染的南湖中引入苦草、黑藻等沉水植物和螺螄等底棲動物來修復該生態(tài)系統(tǒng)。下圖為該生態(tài)系統(tǒng)修復后的部分生物的營養(yǎng)關(guān)系,請據(jù)圖回答問題。1在修復該生態(tài)系統(tǒng)時要控制污水流入的速率,除了有利于有機污染物被充分分解外,還有利于植物對的充分吸收,防止水體富營養(yǎng)化。該生態(tài)系統(tǒng)修復后物種豐富度逐漸增加,其群落演替類型是。,20,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓練,2調(diào)查野鴨的種群密度常用法。當螺螄數(shù)量增加時,草魚和羅非魚數(shù)量也會增多,這樣,螺螄種群的增長就會受到抑制。這是生物群落內(nèi)部的結(jié)果。3苦草等沉水植物大量繁殖后,部分浮游植物的生物量下降,大型底棲動物的數(shù)量有所增加,這是在水平上研究的結(jié)果。沉水植物通過一定的信息傳遞吸引浮游動物棲息在其葉表面,從而撫育出高密度的浮游動物群落。浮游動物能夠大量捕食浮游藻類,也間接地控制了藻類的數(shù)量。這體現(xiàn)出信息傳遞的作用是能調(diào)節(jié)生物的,以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。4該修復工程可將有機污染物充分地分解利用,這主要符合生態(tài)工程的原理。若在此基礎(chǔ)上,進一步建立一個集污水凈化、休閑、養(yǎng)魚為一體的新型人工生態(tài)系統(tǒng),其主要目的是設(shè)法調(diào)整能量流動關(guān)系,使能量持續(xù)高效地流向。,答案,21,失分誤區(qū),對胚胎移植及胚胎分割技術(shù)辨析不清防范策略1胚胎移植是胚胎工程中的最后一道程序,移植的胚胎必須在發(fā)育到原腸胚階段之前,不能直接移植受精卵。3兩次激素處理①同期發(fā)情處理②超數(shù)排卵。,22,失分誤區(qū),4兩次檢查①收集胚胎檢查②移植后是否妊娠檢查。5沖卵含義沖出早期胚胎,不是沖出卵子。6胚胎移植的供體和受體必須是同種生物。7同期發(fā)情處理用雌性激素,超數(shù)排卵處理用促性腺激素。8試管動物的性別和性狀由父本、母本決定,而克隆動物的性別和性狀與核供體基本相同。9胚胎的產(chǎn)生過程一般是有性生殖,但胚胎分割是無性生殖方式。,23,失分誤區(qū),防范演練2015廣東龍川月考“滔滔”是我國第一例轉(zhuǎn)入人體白蛋白基因的轉(zhuǎn)基因試管牛,人們利用該轉(zhuǎn)基因奶牛的乳汁生產(chǎn)人類血清白蛋白。1試管動物實際上是體外受精與胚胎移植兩項技術(shù)的綜合運用。體外受精前需要對奶牛的精子進行處理。防止多精入卵的生理反應(yīng)包括和。胚胎工程的終端環(huán)節(jié)是胚胎移植,移植后的胚胎能在受體子宮內(nèi)存活的生理基礎(chǔ)是不發(fā)生。2人體白蛋白基因通?？梢詮幕蛭膸熘蝎@取,含有一種生物所有基因的文庫稱為,獲得人體白蛋白基因后可以利用技術(shù)進行擴增。人體白蛋白基因一般利用技術(shù)導入牛的受精卵中,當受精卵分裂到囊胚期時,需要取囊胚的細胞進行性別鑒定,以確保發(fā)育成熟的牛能分泌乳汁。,24,失分誤區(qū),3基因工程技術(shù)還可以讓動物細胞生產(chǎn)人源抗體,通?？蓪膭游矬w內(nèi)提取的B細胞的抗體分子基因敲除,導入人的抗體分子基因,然后將該細胞與細胞融合,再用特定的進行篩選得到雜交瘤細胞,再通過克隆化培養(yǎng)和等過程獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細胞,再在培養(yǎng)液或小鼠腹腔進行培養(yǎng),從而獲得所需抗體。我的失分點,答案,

簡介：第一節(jié)微生物與微生物反應(yīng)微生物反應(yīng)的特點及其在環(huán)境中的應(yīng)用第二節(jié)微生物反應(yīng)的計量關(guān)系基質(zhì)消耗、細胞生長、代謝產(chǎn)物之間的定量關(guān)系第三節(jié)微生物反應(yīng)動力學基質(zhì)消耗過程及細胞生長速率的定量式（影響因素）第四節(jié)微生物反應(yīng)器的操作與設(shè)計微生物反應(yīng)器的基本設(shè)計方法與操作方式,第十五章微生物反應(yīng)器,本章主要內(nèi)容,一、微生物及其特性二、微生物反應(yīng)及其在污染防治中的利用,第一節(jié)微生物與微生物反應(yīng),本節(jié)的主要內(nèi)容,一、微生物及其特性（一）微生物的分類（二）微生物的特性1．菌體成分（水分含量、元素組成）2．細菌細胞的物理性質(zhì)（大小與大小分布、密度）3．微生物培養(yǎng)液的性質(zhì),第一節(jié)微生物與微生物反應(yīng),二、微生物反應(yīng)及其在污染防治中的利用（一）微生物反應(yīng)的特點,復雜反應(yīng)體系,基質(zhì)、營養(yǎng)物、活細胞、非活性細胞、分泌產(chǎn)物等。,參與微生物反應(yīng)的主要組分,微生物反應(yīng)的總反應(yīng)式（概括式）,碳源＋氮源＋其它營養(yǎng)物質(zhì)＋氧→細胞＋代謝產(chǎn)物＋CO2＋H2O,第一節(jié)微生物與微生物反應(yīng),第1章緒論,①基質(zhì)利用②細胞生長③細胞死亡/溶化④產(chǎn)物生成。,微生物反應(yīng)的類型,,第一類產(chǎn)物基質(zhì)水平磷酸化產(chǎn)生的產(chǎn)物如乙醇、乳酸，檸檬酸。第二類產(chǎn)物由合成代謝生成的較復雜的物質(zhì)（如胞外酶、多糖、抗生素、激素、維生素、生物堿等）第三類產(chǎn)物一般指在碳源過量、氮源等受到限制的條件下產(chǎn)生的一類物質(zhì)（蓄能化合物，如多糖、儲存于細胞內(nèi)的糖原、脂肪等。,第一節(jié)微生物與微生物反應(yīng),第1章緒論,基質(zhì)分解所產(chǎn)生的能量及其消耗途徑,⑤熱能（釋放到環(huán)境）,,第一節(jié)微生物與微生物反應(yīng),第1章緒論,（二）微生物反應(yīng)的影響因素,微生物的種類基質(zhì)的種類和濃度注意抑制作用環(huán)境條件共存物質(zhì)（注意刺激效應(yīng)、抑制作用）,第一節(jié)微生物與微生物反應(yīng),第1章緒論,（三）微生物反應(yīng)在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用,污染水體、土壤的修復城市污水及工業(yè)廢水的生物處理有機廢氣、揮發(fā)性有機物VOC及還原性無機氣體的生物處理有機廢棄物的堆肥處理,工業(yè)微生物反應(yīng)與環(huán)境微生物反應(yīng)器的不同目的、微生物種類、規(guī)模,污染物的生物分解與轉(zhuǎn)化,第一節(jié)微生物與微生物反應(yīng),1為什么說微生物反應(yīng)類似于化學反應(yīng)中的自催化反應(yīng)2微生物反應(yīng)一般可分為哪幾類反應(yīng)3微生物反應(yīng)中的基質(zhì)有哪些作用4微生物反應(yīng)的產(chǎn)物有哪幾類5有機物的微生物分解反應(yīng)中產(chǎn)生的能量有哪些用途,本節(jié)思考題,第一節(jié)微生物與微生物反應(yīng),一、微生物反應(yīng)綜合方程二、細胞產(chǎn)率系數(shù)三、代謝產(chǎn)物的產(chǎn)率系數(shù),第二節(jié)微生物反應(yīng)的計量關(guān)系,本節(jié)的主要內(nèi)容,一、微生物反應(yīng)綜合方程（一）微生物濃度的表達方式,活性污泥C5H7O2NC60H87O23N12PC118H170O51N17PC7H10O3N大腸桿菌C42H8O13N,在一定條件下，同一類微生物的細胞元素組成可以視為相對穩(wěn)定。,（二）微生物細胞的組成式,一般用重量濃度表示單位體積培養(yǎng)液中所含細胞的干燥重量來表示G－DRYCELL/L。,表1521,表1522,第二節(jié)微生物反應(yīng)的計量關(guān)系,好氧微生物反應(yīng)CHMON＋ANH3＋BO2YX/CCHXOYNZ＋YP/CCHUOVNW＋1YX/CYP/CCO2＋CH2O1522AZYX/CWYP/CB1YX/CYP/CM/4N/2YP/C/4U2V3WYX/C/4X2Y3ZCM/2YP/C/2U3WYX/C/2X3Z,S＝Y(jié)XX＋YPP1521,（三）微生物反應(yīng)的綜合計量式,第二節(jié)微生物反應(yīng)的計量關(guān)系,計量學限制性物質(zhì)細胞生長過程中首先完全消耗掉的物質(zhì),生長速率限制性基質(zhì)在一定的環(huán)境條件下，向反應(yīng)系統(tǒng)中加入某一基質(zhì)，能使微生物生長速率增加，則該基質(zhì)被稱生長速率限制性基質(zhì)。（富營養(yǎng)化湖泊的營養(yǎng)限制因子）,第二節(jié)微生物反應(yīng)的計量關(guān)系,反應(yīng)系統(tǒng)中細胞的生長量（細胞干燥重量）與反應(yīng)消耗掉的基質(zhì)的重量之比（單位GDRYCELLFORMED/GSUBSTRATECONSUMED）,二、細胞產(chǎn)率系數(shù)（一）以基質(zhì)重量為基準的細胞產(chǎn)率系數(shù)YX/S,1526,YX/S值的大小,可能小于1，也可能大于1,第二節(jié)微生物反應(yīng)的計量關(guān)系,表1523細菌的細胞產(chǎn)率系數(shù),第二節(jié)微生物反應(yīng)的計量關(guān)系,間歇培養(yǎng)過程中的細胞產(chǎn)率,總產(chǎn)率系數(shù)OVERALLCELLYIELD,第二節(jié)微生物反應(yīng)的計量關(guān)系,（二）以碳元素為基準的細胞產(chǎn)率系數(shù),YX/C值的大小,只能小于1，一般在05－07之間。,第二節(jié)微生物反應(yīng)的計量關(guān)系,好氧微生物反應(yīng)CHMON＋ANH3＋BO2YX/CCHXOYNZ＋YP/CCHUOVNW＋1YX/CYP/CCO2＋CH2O,（三）以氧消耗量為基準的細胞產(chǎn)率系數(shù),第二節(jié)微生物反應(yīng)的計量關(guān)系,以葡萄糖C6H12O6為碳源，NH3為氮源，在好氧條件下培養(yǎng)某細菌，得到的細胞的元素組成為CH166O0273N0195。設(shè)該細菌的YX/C065，反應(yīng)產(chǎn)物只有CO2和水。試計算YX/S和YX/O。,解將葡萄糖的元素組成式寫為CH2O，且根據(jù)題意YP/C0，則微生物反應(yīng)的計量方程如下,根據(jù)基質(zhì)和細胞的元素組成可得＝12/121216104＝12/1216610273160195140578,例題1521,第二節(jié)微生物反應(yīng)的計量關(guān)系,根據(jù)YX/S與YX/C的關(guān)系,由計量方程，求得各元素的物料衡算式如下O的物料衡算12BYX/C02731YX/C2CN的物料衡算AYX/C0195H的物料衡算23A166YX/C2C解上述聯(lián)立方程得A0127，B0264，C0651YX/OYX/C12X16Y14Z/32B160KGKG1,第二節(jié)微生物反應(yīng)的計量關(guān)系,（四）以ATP為基準的細胞產(chǎn)率系數(shù),以基質(zhì)分解反應(yīng)生成的ATP量為基準表示細胞的產(chǎn)率YX/ATP單位GCELL/MOLATP定義為,15213,第二節(jié)微生物反應(yīng)的計量關(guān)系,15215,15216,15217,第二節(jié)微生物反應(yīng)的計量關(guān)系,解1MOL葡萄糖生成的菌體量ΔX為ΔX10YX/S10180180GCELL1MOL葡萄糖糖酵解產(chǎn)生的ATP量2MOL,某假單胞菌在好氧條件下，以葡萄糖為基質(zhì)時的細胞產(chǎn)率系數(shù)為YX/S180GCELL/MOLGLUCOSE，YX/O304GCELL/MOLO2，若基質(zhì)水平磷酸化的ATP生成量為2MOLATP/MOLGLUCOSE，呼吸鏈反應(yīng)的ATP生成量YATP/O（1摩爾氧原子生成的ATP的摩爾數(shù)）為1。試求出YX/ATP。,例題1522,第二節(jié)微生物反應(yīng)的計量關(guān)系,1MOL葡萄糖分解所產(chǎn)生的總ATP量2＋118138MOLATP,1MOL葡萄糖經(jīng)呼吸鏈產(chǎn)生的ATP量,第二節(jié)微生物反應(yīng)的計量關(guān)系,（五）以有效電子數(shù)為基準的細胞產(chǎn)率系數(shù),以有效電子AVAILABLEELECTRON為基準的細胞產(chǎn)率系數(shù)YX/AVE（單位GCELL/MOLAVE,15220,ΔNO2每摩爾的基質(zhì)完全燃燒時需要的氧的摩爾數(shù),第二節(jié)微生物反應(yīng)的計量關(guān)系,解葡萄糖的分子量MS126112166180葡萄糖完全燃燒時的需要量ΔNO2＝6MOLO2/MOLGLUCOSE,故,已知某細菌在以葡萄糖為基質(zhì)時的YX/S0404GCELL/GGLUCOSE，試求YX/AVE,例題1523,第二節(jié)微生物反應(yīng)的計量關(guān)系,三、代謝產(chǎn)物的產(chǎn)率系數(shù),代謝產(chǎn)物的產(chǎn)率系數(shù)YP/S定義為,以碳元素為基準的代謝產(chǎn)物的產(chǎn)率系數(shù)YP/C,15222,15221,第二節(jié)微生物反應(yīng)的計量關(guān)系,1什么是計量學限制性基質(zhì)2什么是生長速率限制性基質(zhì)3細胞產(chǎn)率系數(shù)有哪些用途4細胞產(chǎn)率系數(shù)有哪幾種它們?nèi)≈捣秶魇鞘裁?什么是有效電子如何計算6什么是代謝產(chǎn)物的產(chǎn)率系數(shù),本節(jié)思考題,第二節(jié)微生物反應(yīng)的計量關(guān)系,一、微生物生長速率二、基質(zhì)消耗速率三、微生物生長速率與基質(zhì)消耗速率的關(guān)系四、代謝產(chǎn)物的生成速率,第三節(jié)微生物反應(yīng)動力學,本節(jié)的主要內(nèi)容,一、微生物生長速率（一）微生物的生長速率的定義,TD倍增時間DOUBLINGTIME,第三節(jié)微生物反應(yīng)動力學,用50ML的培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，大腸桿菌的初期總量為8105CELL，培養(yǎng)開始后即進入對數(shù)生長期（無誘導期）。在284MIN后達到穩(wěn)定期（細胞濃度3109CELL/ML），試求大腸桿菌的Μ和TD。（設(shè)在培養(yǎng)過程中Μ保持不變）,解開始時的細胞濃度X08105/5016104CELL/ML。根據(jù)細胞增長方程,例題1531,第三節(jié)微生物反應(yīng)動力學,設(shè)培養(yǎng)過程中Μ保持不變，則,第三節(jié)微生物反應(yīng)動力學,,,微生物的LOGISTIC增長曲線,,DX/DTAXMXX,第三節(jié)微生物反應(yīng)動力學,（二）微生物生長速率與基質(zhì)濃度的關(guān)系,S生長限制性基質(zhì)的濃度MG/LΜMAX最大比生長速率1/HKS飽和系數(shù)MG/L。KS與Μ＝ΜMAX/2時的S值相等,MONOD（莫諾特）方程,,,,,第三節(jié)微生物反應(yīng)動力學,①隨著細胞重量的增加，細胞內(nèi)所有物質(zhì)如蛋白質(zhì)、RNA、DNA、水分等以同樣的比例增加，即細胞內(nèi)各組分含量保持不變。這種生長稱為協(xié)調(diào)型生長（BALANCEDGROWTH）。②系統(tǒng)中各細胞具有相同的生理生化特性，或不考慮細胞間的差異，即用平均性質(zhì)和量來描述。③培養(yǎng)系統(tǒng)中只存在一種生長限制性基質(zhì)，其它成分過量存在且不影響微生物的生長。④在培養(yǎng)過程中，細胞產(chǎn)率不變，為一常數(shù)。,MONOD方程成立的假設(shè)條件,第三節(jié)微生物反應(yīng)動力學,MONOD方程與麥氏MICHAELISMENTEN方程的區(qū)別,MICHAELISMENTEN方程中的KS有明確的物理意義（與基質(zhì)和酶的親和力有關(guān)），而MONOD方程中的KS僅是一個試驗值。MICHAELISMENTEN方程有理論推導基礎(chǔ)，而MONOD方程是純經(jīng)驗公式，沒有明確的理論依據(jù)。,第三節(jié)微生物反應(yīng)動力學,,,,,富營養(yǎng)細胞（EUTROPH）與貧營養(yǎng)細胞（OLIGOTROPH）的比較,富營養(yǎng)細胞KS值較大，在低基質(zhì)濃度時的生長速率低。,貧營養(yǎng)細胞KS值較小，在低基質(zhì)濃度時的亦能快速生長。,即能使基質(zhì)消耗到很低的水平。,環(huán)境治理中哪種微生物比較理想,第三節(jié)微生物反應(yīng)動力學,由MONOD方程可知，S0，則Μ0實際上，SDC時，反應(yīng)器操作從啟動初期等的間歇操作切換到連續(xù)操作時，反應(yīng)器內(nèi)微生物濃度將逐漸減少,15434,第四節(jié)微生物反應(yīng)器的操作與設(shè)計,微生物濃度、基質(zhì)濃度及微生物產(chǎn)率與稀釋率的關(guān)系,（連續(xù)培養(yǎng)器）,第四節(jié)微生物反應(yīng)器的操作與設(shè)計,某細菌連續(xù)培養(yǎng)的生長速率RX與基質(zhì)濃度S和細胞濃度X的關(guān)系符合MONOD方程，已知ΜM051/H，KS2G/L，YX/S045GCELL/GSUBSTRATE，S048G/L。試計算在連續(xù)培養(yǎng)器中培養(yǎng)時的最大細胞生產(chǎn)速率和此時的基質(zhì)分解率。,例題1542,第四節(jié)微生物反應(yīng)器的操作與設(shè)計,求DDX/DD，并令其為0可得,將ΜMAX，KS和S0代入可求得DMAX041/H。,由式15434可得,解細胞生產(chǎn)速率RXDX,第四節(jié)微生物反應(yīng)器的操作與設(shè)計,,所以，,由式15434可求得XMAX＝18GCELL/L。所以，DMAXXMAX041872G/LH,第四節(jié)微生物反應(yīng)器的操作與設(shè)計,細菌A和B利用同一基質(zhì)S時的生長速率均符合MONOD方程。A和B的生長曲線如下圖所示。,例題1543,當以S為唯一基質(zhì)用連續(xù)培養(yǎng)器對A和B進行混合培養(yǎng)時，試討論不同稀釋率時培養(yǎng)器內(nèi)A和B的分布情況。,第四節(jié)微生物反應(yīng)器的操作與設(shè)計,解設(shè)ΜA和ΜB的交點為ΜX。,①DΜB，培養(yǎng)器內(nèi)只存在A，B將被洗脫。,②DΜX時,ΜAΜBΜX，培養(yǎng)器內(nèi)A、B可以共存。,③ΜMBDΜX時,ΜBΜA，培養(yǎng)器內(nèi)只存在B，A將被洗脫。,④DΜMB時,A、B均被洗脫。,,,,,,ΜB,ΜA,Μ,X,,,S,Μ,ΜMB,ΜMA,Μ,第四節(jié)微生物反應(yīng)器的操作與設(shè)計,5稀釋率對表觀細胞產(chǎn)率系數(shù)的影響,D越大，YX/S越趨近于YX/S；D越小，YX/S越小。,如何解釋,第四節(jié)微生物反應(yīng)器的操作與設(shè)計,（二）細胞循環(huán)連續(xù)反應(yīng)器,帶細胞循環(huán)的連續(xù)反應(yīng)器把從反應(yīng)器排出的反應(yīng)液中的微生物濃縮，將濃縮液返回反應(yīng)器。微生物的濃縮方法有重力沉降法、離心分離法、膜分離法等。,提高反應(yīng)器內(nèi)細胞濃度的措施,第四節(jié)微生物反應(yīng)器的操作與設(shè)計,SE,XE,,,QV,S,X,,,,,,,,S0,X00,,,QVE,分離器,,,,,QVQVE,,上清液,濃縮菌體,,,,1細胞循環(huán)反應(yīng)器的基本方程,循環(huán)比細胞濃縮系數(shù),第四節(jié)微生物反應(yīng)器的操作與設(shè)計,以反應(yīng)器為對象的細胞物料衡算方程,在穩(wěn)態(tài)條件下，DX/DT＝0，整理可得,15442,15448,第四節(jié)微生物反應(yīng)器的操作與設(shè)計,2反應(yīng)器內(nèi)基質(zhì)和細胞濃度的計算,若微生物的生長符合MONOD方程，參照不帶細胞循環(huán)的連續(xù)反應(yīng)器的解析方法，可得到反應(yīng)器內(nèi)X和S的計算式,15449,15450,15451,第四節(jié)微生物反應(yīng)器的操作與設(shè)計,3微生物比增長速率的計算,,15455,①當XE＝0，即上清液不含微生物細胞時,②當XE/X1，即分離器對細胞沒有濃縮作用時,③當QEQ時，即不排出微生物細胞濃縮液時,第四節(jié)微生物反應(yīng)器的操作與設(shè)計,1微生物的間歇培養(yǎng)生長曲線可分為哪幾個階段什么是最大收獲量2微生物的半連續(xù)培養(yǎng)的操作方式有何特點3在微生物的半連續(xù)培養(yǎng)中，反應(yīng)器內(nèi)基質(zhì)濃度會出現(xiàn)先增加后減少的現(xiàn)象。為什么出現(xiàn)這種現(xiàn)象4什么是稀釋率微生物的連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)（沒有細胞循環(huán)系統(tǒng)）中，稀釋率的最大值是什么,本節(jié)思考題,第四節(jié)微生物反應(yīng)器的操作與設(shè)計,5在微生物的連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)中，能否控制微生物的比生長速率如何實現(xiàn)6什么是微生物連續(xù)培養(yǎng)中的“洗脫現(xiàn)象”為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象7細胞循環(huán)反應(yīng)器可以在大于微生物比生長速率的條件下穩(wěn)定運行，為什么,本節(jié)思考題,第四節(jié)微生物反應(yīng)器的操作與設(shè)計,

簡介：,1動物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎(chǔ)2胚胎干細胞的移植3胚胎工程的應(yīng)用,1哺乳動物精子和卵子的發(fā)生2胚胎移植的基本過程和理論基礎(chǔ)3胚胎分割和胚胎干細胞的應(yīng)用,一、體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育1．精子、卵子的發(fā)生和受精作用1精子、卵子發(fā)生的比較,2受精過程①受精前的準備階段精子獲能正常情況下在雌性動物的生殖道內(nèi)完成。卵子的準備發(fā)育到減數(shù)第二次分裂中期，才具備與精子受精的能力。,②受精階段獲能的精子穿越放射冠頂體內(nèi)的酶釋放出來，直接溶解卵丘細胞之間的物質(zhì)，形成精子穿越放射冠的通道↓穿越透明帶精子與透明帶接觸，頂體酶溶解透明帶形成一條孔道，借自身運動可以穿過↓進入卵黃膜卵黃膜表面有大量的微絨毛，抱合精子，精子外膜與卵黃膜融合，精子入卵,↓形成原核精子形成雄原核，卵子完成第二次分裂，排出第二極體后形成雌原核↓配子結(jié)合雌、雄原核充分發(fā)育后，相向移動，彼此接觸，二者體積縮小、合并，兩組核染色體合為一組,2．早期胚胎發(fā)育1過程受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原腸胚2各時期的特點①個體發(fā)育的起點是受精卵。②卵裂期細胞分裂使細胞數(shù)目增加，但胚胎總體積并不增加或略有縮小，因此每個細胞的體積會隨分裂的進行不斷縮小，但核內(nèi)遺傳物質(zhì)并未減少。,③桑椹胚時期細胞均未分化，細胞全能性最高，是胚胎分割的最佳時期。④囊胚期出現(xiàn)囊胚腔，細胞開始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。⑤原腸胚期出現(xiàn)原腸腔，個體較大的細胞稱為內(nèi)細胞團，將來發(fā)育成胎兒的各種組織，個體較小的細胞，稱為滋養(yǎng)層細胞，將來發(fā)育成胎膜和胎盤。,二、胚胎工程三個操作的流程1．試管動物生產(chǎn)流程,2．克隆動物的培育流程,1根據(jù)發(fā)育成D新個體的卵細胞核由B動物提供，而性別及大多數(shù)遺傳性狀是由核內(nèi)遺傳物質(zhì)決定的，B、D兩者的性別及大多數(shù)遺傳性狀相同。2克隆動物的起點是經(jīng)過核移植形成的一個細胞，其遺傳物質(zhì)主要來自供核一方。,3．胚胎移植的培育流程以牛胚胎移植為例,1供體選擇的條件是具有遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)良的個體；受體選擇的條件是健康體質(zhì)、正常繁殖能力的同種個體。對供體多用促性腺激素處理，使之產(chǎn)生更多的卵細胞。2沖卵本質(zhì)是沖出早期胚胎。3對早期胚胎在體外培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段進行移植。,4胚胎移植后一定要對母牛進行是否妊娠的檢查。5胚胎分割技術(shù)只是在以上技術(shù)的基礎(chǔ)上采用機械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎，一般選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚，且注意將內(nèi)細胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。,三、胚胎干細胞,3．胚胎干細胞、衰老細胞、癌細胞特征區(qū)別,2010年山東濰坊一檢下圖為利用生物技術(shù)生產(chǎn)單克隆抗體和經(jīng)體外受精培育優(yōu)質(zhì)奶牛的過程。請回答下列問題,1細胞A的形成過程中常用的誘導因素有___________。2Ⅰ過程中直接產(chǎn)生的A細胞可能有______種只考慮兩個細胞融合，經(jīng)選擇性培養(yǎng)的雜交瘤細胞，還需要進行__________，經(jīng)多次篩選就可獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細胞，進行體內(nèi)或體外培養(yǎng)。,3Ⅱ過程優(yōu)質(zhì)奶牛的培育過程需要進行胚胎移植，移植后的胚胎能在受體子宮中存活，其生理基礎(chǔ)是__________。4若要同時獲得多頭與此優(yōu)質(zhì)奶牛相同的小牛，可對Ⅱ中囊胚進行________，操作過程中需要特別注意的問題是_________。,【解析】1誘導動物細胞融合可用離心、振動、電刺激處理，聚乙二醇處理或滅活的病毒處理。2兩類細胞放在一起，經(jīng)誘導融合可形成3種由兩個細胞融合的細胞B細胞與B細胞、骨髓瘤細胞與骨髓瘤細胞、B細胞與骨髓瘤細胞融合成的雜交瘤細胞，經(jīng)選擇性培養(yǎng)，多次檢測和篩選獲得能產(chǎn)生專一抗體的雜交瘤細胞，再經(jīng)體外培養(yǎng)或體內(nèi)培養(yǎng)獲得大量的單克隆抗體。,3受體子宮的生理狀態(tài)與供體子宮的生理狀態(tài)相同，供體對移植胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，能保證移植的胚胎在受體子宮中存活。4胚胎分割移植產(chǎn)生的小牛，遺傳物質(zhì)相同，在進行分割時要注意將囊胚期的內(nèi)細胞團均等分割。,【答案】1滅活的病毒、聚乙二醇、電刺激等23克隆化培養(yǎng)和抗體檢測3受體子宮對外來胚胎不發(fā)生排斥反應(yīng)4胚胎分割移植將囊胚的內(nèi)細胞團進行均等分割,2009年寧夏高考題下圖為哺乳動物的胚胎干細胞及其分化的示意圖。請回答,1胚胎干細胞是從動物胚胎發(fā)育至____期的內(nèi)細胞團或胎兒的___中分離得到的一類細胞。2圖中分化程度最低的干細胞是____。在體外培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)液中加入____因子，可誘導該種干細胞向不同類型的組織細胞分化。3在機體內(nèi)，皮膚干細胞分化成皮膚細胞是機體細胞中基因_____的結(jié)果。,4某患者不能產(chǎn)生正常的白細胞，通過骨髓移植可以達到治療的目的。骨髓移植的實質(zhì)是將上圖中的_____細胞移植到患者體內(nèi)。5若要克隆某種哺乳動物，從理論上分析，上述紅細胞、白細胞、皮膚細胞、神經(jīng)細胞中不能選用作為供體的細胞是成熟的____，其原因是_______________________________________________________。,6若某藥物可抑制肝腫瘤細胞DNA的復制，使用該藥物可使肝腫瘤細胞停留于細胞周期的_______期。7在制備單克隆抗體過程中的細胞融合階段，用_______細胞與骨髓瘤細胞融合，經(jīng)多次篩選最終得到能分泌_______的雜交瘤細胞。,【解析】胚胎干細胞是指動物胚胎發(fā)育成囊胚期時的細胞或胎兒中的原始性腺中分離出來的一類細胞。胚胎干細胞是一種高度未分化細胞，它具有發(fā)育的全能性，在體外培養(yǎng)時，培養(yǎng)液中加入分化誘導因子后能分化出成體動物的所有組織和器官。細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達的結(jié)果。骨髓移植實際移植的是骨髓中的造血干細胞，通過骨髓移植可以治療白血病。,通過細胞增殖可以大量的克隆細胞，哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核，不能進行增殖。DNA的復制發(fā)生在細胞分裂的間期，用藥物抑制腫瘤細胞DNA的復制可使腫瘤細胞停留在細胞分裂間期。制備單克隆抗體時，可用B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合，得到雜交瘤細胞。雜交瘤細胞既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體。,【答案】1囊胚原始性腺細胞2胚胎干細胞分化誘導3選擇性表達4造血干5紅細胞成熟的紅細胞中無細胞核6間7B淋巴特異性抗體,1．2009年江蘇高考題下列關(guān)于哺乳動物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述，正確的是A．卵裂期胚胎中細胞數(shù)目和有機物總量在不斷增加B．胚胎分割時需將原腸胚的內(nèi)細胞團均等分割,C．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D．胚胎干細胞是一類未分化細胞，可從早期胚胎中分離獲取【解析】卵裂過程中細胞數(shù)目增加，而有機物總量減少；細胞分割時需均等分割囊胚內(nèi)細胞團；胚胎干細胞的特點是細胞小，細胞核大，核仁明顯；胚胎干細胞未分化，可從早期胚胎中獲取?！敬鸢浮緿,2．下列不屬于動物細胞工程應(yīng)用的是A．大規(guī)模生產(chǎn)干擾素，用于抵抗病毒引起的感染B．為大面積燒傷的病人提供移植的皮膚細胞C．大規(guī)模生產(chǎn)食品添加劑、香料等D．利用胚胎移植技術(shù)，加快優(yōu)良種畜的繁殖,【解析】動物細胞工程常用的技術(shù)手段有動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合、單克隆抗體、胚胎移植，核移植等，其中動物細胞培養(yǎng)技術(shù)是其他動物細胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。在題目給出的選項中，大規(guī)模生產(chǎn)干擾素、為燒傷病人提供移植的皮膚細胞和胚胎移植技術(shù)都離不開動物細胞的培養(yǎng)。大規(guī)模生產(chǎn)食品添加劑、香料等利用的技術(shù)手段是發(fā)酵工程?！敬鸢浮緾,3．2007年高考寧夏理綜現(xiàn)有A和B兩個肉牛品種，A品種牛的細胞組成可表示為A細胞核、A細胞質(zhì)，B品種牛則為B細胞核、B細胞質(zhì)。1如果要獲得一頭克隆牛，使其細胞由A細胞核和B細胞質(zhì)組成，基本步驟是從A品種牛體內(nèi)取出體細胞，進行體外培養(yǎng)。然后再從培養(yǎng)細胞中取出____注入B品種牛的______卵母細胞，經(jīng)過某種刺激和培養(yǎng)后，可形成胚胎，該胚胎被稱為______，將該胚胎移入代孕母牛的_____中，通過培育可達到目的。,2一般來說，要想大量獲得這種克隆牛比較難，原因之一是卵母細胞的數(shù)量____，為解決這一問題，可以用___激素處理B品種母牛。3克隆牛的產(chǎn)生說明______具有全能性?？寺∨５男誀钪饕憩F(xiàn)________品種牛的特征。由A、B兩品種雜交得到的牛與克隆牛相比，雜交牛細胞核的遺傳物質(zhì)來自_____個親本，細胞質(zhì)來自_____性親本，克隆牛和雜交牛的遺傳物質(zhì)組成____相同，不同。,【解析】1克隆動物采用核移植，胚胎移植技術(shù)。2用促性腺激素處理母牛，可以促進卵細胞的形成和排出。3動物細胞的全能性表達受到抑制，但克隆牛羊等動物的過程可以證明其細胞核仍具有全能性。克隆牛的性狀主要由核基因控制，因此主要表現(xiàn)為供核的母牛性狀。雜交牛中細胞核的遺傳物質(zhì)來自公牛和母牛兩個親本，而細胞質(zhì)基因來自母牛親本，所以雜交牛和克隆牛的遺傳物質(zhì)不同。,【答案】1細胞核去核重組胚胎子宮2不足促性腺3動物體細胞核A兩雌不同,

簡介：基因工程（GENETICENGINEERING）,基因工程（GENETICENGINEERING）,,,第一節(jié)概述,基因工程技術(shù)的定義,用人工方法，提取或制備某種細胞的某種基因，在體外把它和一種載體連接構(gòu)造雜種DNA分子，然后導入受體細胞，讓其復制與表達，以改變受體細胞的某些性狀或產(chǎn)生人們所需的產(chǎn)物的工程技術(shù)。,克?。–LONE）,指來自于同一始祖的一群相同分子、細菌、細胞或動物（常被稱為副本或拷貝）。獲取大量單一拷貝的過程稱為克隆化（CLONING）,也稱無性繁殖。細胞克隆、個體克隆、分子克隆,細胞克?。–ELLCLONE）,細胞克隆（CLONE）由一個細胞經(jīng)無性繁殖而形成的細胞群體。,個體克隆（ORGANISMCLONING）,個體克?。∣RGANISMCLONING）即是利用生物技術(shù)由無性生殖產(chǎn)生與原個體有完全相同基因組之后代的過程。克隆在園藝學上是指通過營養(yǎng)生殖產(chǎn)生的單一植株的后代。很多植物都是通過克隆這樣的無性生殖方式從單一植株獲得大量的子代個體?？寺∫粋€生物體意味著創(chuàng)造一個與原先的生物體具有完全一樣的遺傳信息的新生物體。目前，現(xiàn)代生物學背景下，這通常包括了體細胞核移植。,分子克隆MOLECULARCLONING,分子克?。∕OLECULARCLONING）指建立單一的重組DNA的無性系的過程。即指在體外制備DNA，切割拼接成重組DNA，通過載體導入受體細胞，使重組DNA在受體細胞中擴增復制，形成單一DNA分子大量拷貝的過程。意指由一個祖先分子復制生成的和祖先分子完全相同的分子群體。,RECOMBINANTDNATECHNOLOGY,IN1980HESHAREDHALFOFTHENOBELPRIZEFORCHEMISTRYWITHTHETEAMOFWALTERGILBERTANDFREDERICKSANGERALLTHREEWERERECOGNIZEDFORTHEIRIMPORTANTCONTRIBUTIONSTOBASICRESEARCHINNUCLEICACIDS,PAULBERG,ANAMERICANBIOCHEMISTWHOASSISTEDHERBERTBOYERINTHECREATIONOFTHEFIRSTRECOMBINANTDNAORGANISM,ANDWONTHE1986NOBELPRIZEFORHISWORKWITHRITALEVIMONTALCINIINDISCOVERINGCELLGROWTHFACTORS,STANLEYCOHEN,克隆技術(shù)的應(yīng)用前景,1改良動物品種2挽救瀕臨滅絕的物種3培植人體皮膚4研制名貴藥品5培育人體器官,,第二節(jié)工具酶,分子克隆技術(shù)中，DNA的切割、重組、修飾及合成都涉及一系列酶促反應(yīng)，催化這些反應(yīng)的酶是進行DNA操作的基本工具，故稱為工具酶。,,一、限制酶,（一）限制酶的定義,限制酶RESTRICTIONENZYME一類專門切割DNA的酶。是一類能識別雙鏈DNA分子中的某種特定核苷酸序列，并與其特異結(jié)合，并在識別位點或其周圍切割雙鏈DNA的一類核酸內(nèi)切酶?！癛ESTRICTIONENDONUCLEASESAREBACTERIAENZYMEWHICHCUTHYDROLYZEDNAINTODEFINEDANDREPRODUCIBLEFRAGMENTSINBACTERIATHEYFORMPARTOFTHERESTRICTIONMODIFICATIONDEFENSEMECHANISMAGAINSTFOREIGNDNATHEYAREBASICGENECLONINGTOOLS”,,阿爾伯WEMERARBER1929～瑞士生物學家，內(nèi)森斯DANIENNATHANS1928～1999美國微生物學家，史密斯HAMILTONO．SMITH1931～美國微生物學家，由于限制性核酸內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)及其在分子遺傳學中的應(yīng)用，為遺傳工程的產(chǎn)生拉開了序幕而獲得1978年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。,（二）限制酶的發(fā)現(xiàn),大腸桿菌的限制修飾系統(tǒng)中，該系統(tǒng)由兩種酶組成限制酶（分解和識別DNA的酶）修飾酶（改變堿基結(jié)構(gòu)，免遭限制酶分解）甲基化修飾AM/CM兩種酶作用于同一DNA的相同部位,,,細菌的限制修飾系統(tǒng),限制酶1防御外源性DNA入侵。2構(gòu)成細菌種屬和菌株之間交叉繁殖屏障，但又允許外源DNA有某些遺漏，利于物種進化。3基因工程重要的工具酶。甲基化酶1保護自身DNA不受限制酶切割（限制）。2影響DNA分子構(gòu)象，利于基因表達調(diào)控。甲基化酶DAMMETHYLASEDNAADENINEMETHYLASEISANENZYMETHATADDSAMETHYLGROUPTOTHEADENINEOFTHESEQUENCE5GATC3INNEWLYSYNTHESIZEDDNADCMDNACYTOSINEMETHYLASE,（三）限制酶的分類與命名,1分類（根據(jù)酶的組成、所需輔助因子及裂解DNA的方式）Ⅰ型RE復合酶核酸內(nèi)切酶、甲基化酶（修飾）、ATPASE識別序列特異性識別15BP切割特點識別位點與切割位點不一致產(chǎn)生片段較大、識別后,要移動1001000BP切割。Ⅲ型REMW和亞基組成類似Ⅰ類RE，作用方式同I型。Ⅱ型RE分子內(nèi)部切割、特異性強、切割序列可知且固定。,2、限制酶命名的原則,（1）以該菌株的屬名的第一個字母及種名的頭兩個字母組成三個斜體字母的略語表示（2）同一種細菌若有不同菌株，則在屬名種名后再加上株名（3）若一個菌株中有幾種酶時，以羅馬字加以區(qū)分（4）同一屬細菌種名頭兩個字母完全相同，其中一個菌的酶可改用詞頭后的另一個字母來代替,,,第一個字母該酶來源的細菌屬名大寫英文字母第二、第三個字母該細菌的種名小寫英文字母第四個字母代表株名羅馬數(shù)字同株、不同酶發(fā)現(xiàn)的先后次序?qū)倜N名株名序號（大斜）小斜大/小正正EESCHERICHIAHHAEMOPHILUS（ECORI）COCOLI（HINDⅢ）ININFLUENZAERRY13DRDI該株首次分離Ⅲ該株第3次分離,,限制酶命名舉例,（四）Ⅱ型限制酶的特性,1、各種限制酶具有專一的識別與切割序列SAU3AIECORIPSTⅠSMAⅠ5′GATCGAATTCCTGCAGCCCGGG3′3′CTAGCTTAAGGACGTCGGGCCC5′,SAU3AIECORIPSTⅠHGAⅠ5′GATCGAATTCCTGCAGGACGC3′3′CTAGCTTAAGGACGTCCTGCG5′,2、識別堿基對數(shù)目一般為4～6堿基對，少數(shù)識別序列為8個或8個以上堿基對。,3、識別序列大多為二重對稱具有回文結(jié)構(gòu)（PALINDROM）。SAU3AIECORIPSTⅠSMAⅠ5′GATCGAATTCCTGCAGCCCGGG3′3′CTAGCTTAAGGACGTCGGGCCC5′,4、多數(shù)限制酶的切割位點就在識別位點內(nèi)，但少數(shù)限制酶的切割位點不在識別位點內(nèi)，而在識別位點的旁側(cè)。如HGAⅠ的識別位點是GACGC（5/10），切割位點在兩條DNA鏈上分別在距識別位點5個和10個核苷酸處。SAU3AIECORIPSTⅠHGAⅠ5′GATCGAATTCCTGCAGGACGC3′3′CTAGCTTAAGGACGTCCTGCG5′,5、有的識別序列中存在簡并序列（有的核苷酸位點可以不同）。簡并序列GTYRACYC/TRG/AYRCG/CA/TG/TA∴HINDⅡ可識別4個特定序列,6、限制酶的切割方式有兩種,1識別序列內(nèi)兩條鏈上交錯切割，產(chǎn)生單鏈突出的粘性末端2對稱處同時切斷DNA的兩條鏈，產(chǎn)生平端DNA片段,7、限制酶的切割產(chǎn)生三種不同末端,切割的結(jié)果產(chǎn)生三種不同的末端平末端BLUNTEND5′突出5′PROTRUDING（COHESIVEEND）3′突出3′PROTRUDING（OVERHANGTAIL）切割的化學本質(zhì)磷酸二酯鍵的斷裂,形成含5′P和3′OH末端的兩個DNA片段。對一特定的DNA而言，識別序列堿基對少的，則切點數(shù)多，產(chǎn)生的片段小。,,8、同功異源酶（ISOSCHIZOMERS）,同裂酶ISOSCHIZOMER又稱異源同工酶，是指來源不同，但能識別和切割同一位點，切割DNA后產(chǎn)生相同末端的一類限制酶。例如HHAⅠ和CTOⅠ的識別序列和切點都是相同的。5′－GCGC－3′3′－CGCG－5′,,,,9、同尾（裂）酶有些限制性內(nèi)切酶雖然識別序列不完全相同，但切割DNA后，產(chǎn)生相同類型的粘性末端。,,,,,BAMHⅠ,BGLⅡ,,,,,10、限制酶易失活，需注意酶活力的保存。,二、限制性作圖,標明限制性內(nèi)切核酸酶在DNA分子上的限制位點數(shù)目、限制片段大小及其排列順序的圖譜稱為DNA的物理圖譜,又稱限制性圖譜。,制作圖譜時注意以下3點1、選擇在DNA鏈上切點在20個左右的酶，避免選擇產(chǎn)生雙重帶的限制酶。2、DNA分子大小與物理圖譜的精確性有直接的關(guān)系。3、電泳時盡可能測定各片段的相對分子質(zhì)量。,組建物理圖譜需遵循的原則,1、瓊脂糖凝膠上的DNA片段用英文大寫字母表示,從A起始,表示片段號由大到小。2、片段數(shù)超過26個字母,用小寫字母連續(xù)排列。3、共移動的片段,分別用不同的字母表示,如FGH等,而不用F1、F2和F3。4、環(huán)狀DNA的物理圖譜需找一個零點,將整個DNA分為100等份,每等份為一個圖距單位。5、片段順序的閱讀規(guī)定為環(huán)狀圖譜按順時針方向,線狀物理圖譜從左到右閱讀。,多種限制酶消化法作圖,用幾種限制酶分別或同時消化目的DNA、電泳分離、求出各片段的大小,然后推導出限制性圖譜的一種方法,注意1、消化必須徹底。2、完全消化時,DNA片段以等摩爾數(shù)存在,帶的強度與片段的長度和含量成正比。3、限制性片段長度的總和應(yīng)等于DNA分子的總長度。4、DNA片段的數(shù)量與酶切次數(shù)有關(guān)。,限制酶部分消化法作圖,首先以某個酶對DNA進行完全消化,水解產(chǎn)物通過凝膠電泳分離,測定各片段的相對分子質(zhì)量。另外將此DNA用同一種酶部分消化,由于水解程度參差不齊,部分水解的電泳條帶多于完全水解的電泳條帶,部分水解片段相互存在重疊現(xiàn)象,部分水解片段的相對分子質(zhì)量等于兩個或兩個以上完全水解片段之和。根據(jù)兩類消化中片段大小的關(guān)系和交錯重疊現(xiàn)象,找出各片段的鄰近位置,排出它們的順序,得到某DNA的物理圖譜。,例如用AVAⅡ消化一個181KB線狀DNA,完全消化得8個片段,A46KB、B40KB、C33KB、D25KBE20KB、F10KB、G05KB、H02KB,部分消化得14個片段,66KB、65KB、53KB、46KB、42KB、40KB、38KB35KB、33KB、25KB、10KB、07KB、05KB、02KB,排除共有片段剩7個片段,66KB、65KB、53KB、42KB、38KB、35KB、07KB,,,,,,,,部分消化的大片段等于完全消化的幾個小片段之和,66KB＝46＋2A＋E65KB＝40＋25BD53KB＝33＋2CE38KB＝33＋05CG07KB＝0502GH,42KB4002BH或25100502DFGH,35KB2510DF或201005EFG或3302CH,以上述結(jié)果為基礎(chǔ),組建線性DNA的物理圖譜如下,,,,,,,,,,46,,,20,33,05,02,10,25,40,末端標記法作圖,末端標記法實質(zhì)是部分消化法,即用一個酶部分消化DNA之前,首先進行DNA的5′端和或3′末端標記,然后對末端標記的DNA進行部分消化,凝膠電泳分離DNA、轉(zhuǎn)膜、放射自顯影。根據(jù)部分消化,完全消化和放射自顯影結(jié)果構(gòu)建DNA的物理圖譜。,,,,基因組物理圖譜,作圖的基本方法,自上而下作圖TOPDOWNMAPPING,自下而上作圖BOTTOMUPMAPPING,,,,作圖的基本方法,自上而下作圖TOPDOWNMAPPING,NOTⅠ,HINDⅢ,,自下而上作圖BOTTOMUPMAPPING,三、DNA連接酶,DNA連接酶（DNALIGASE）T4DNA連接酶催化一雙鏈DNA3’OH端與另一雙鏈DNA的5’端磷酸根形成3’，5’磷酸二酯鍵，使具有相同粘性末端或平端的DNA末端連接起來。,T4DNA連接酶（T4DNALIGASE）,,,四、DNA聚合酶,1依賴DNA的DNA聚合酶DNAPOLYMERASE,以單鏈DNA（SSDNA）為模板合成DNA的酶ECOLIDNA聚合酶ⅠKLENOW片段T7噬菌體DNA聚合酶T4噬菌體DNA聚合酶耐熱DNA聚合酶,,,（1）ECOLIDNA聚合酶Ⅰ一條多肽鏈組成,MW109KDA,含ZN2三種活性5′3′DNA聚合酶5′3′核酸外切酶3′5′核酸外切酶用途1、切口平移標記DNA探針2、對DNA的3′尾進行末端標記3、合成CDNA第二鏈,,,,,,（2）KLENOW片段枯草桿菌蛋白酶裂解ECOLI聚合酶I產(chǎn)生兩個片段，大片段的分子量76KD，又稱KLENOW片段。兩種活性5′3′DNA聚合酶3′5′外切酶活性用途1填平5′突出的粘端（補平3’端），3′5′3′5′5′3′5′3′2．3’末端標記（填平）3．合成CDNA第二鏈4DNA序列分析,,,,,3耐熱DNA聚合酶在PCR反應(yīng)中，DNA聚合酶是最關(guān)鍵的因素之一。PCR發(fā)明的初期使用的DNA聚合酶是KLENOW片段、T4DNA聚合酶和T7DNA聚合酶，它們因?qū)岬姆€(wěn)定性差而未得到廣泛應(yīng)用。直到耐熱的DNA聚合酶TAQDNAPOLYMERASE應(yīng)用于PCR反應(yīng)，才使這一技術(shù)得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。,1）TAQDNA聚合酶TAQDNA聚合酶在7580℃具有最高的聚合酶活性。7580℃每個酶分子每秒可延伸約150個核苷酸，70℃時延伸速度在60個核苷酸/秒以上。55℃時為22個核苷酸/秒；37℃和22℃時分別為15個和025個核苷酸/秒。溫度超過80℃時，合成速度明顯下降，可能與引物和模板結(jié)合穩(wěn)定性遭到破壞有關(guān)。,TAQDNA聚合酶沒有3′→5′外切酶活性。沒有校正功能的。TAQDNA聚合酶具有類似未端轉(zhuǎn)移酶的功能，能催化DNTP加到DNA的3′OH端。,2）TTHDNA聚合酶,在950C半衰期為20分鐘，具有逆轉(zhuǎn)錄酶活性，可簡化RTPCR。但不具3??5?外切酶活性，沒有校對功能，催化聚合反應(yīng)的錯誤摻入率為1/500,3）VENTDNA聚合酶,該酶在1000C時半衰期達95分鐘，9750C時半衰期長達130分鐘，其擴增產(chǎn)物的長度可達1013KB。VENTDNA聚合酶具有3??5?外切酶活性，具有校對功能，錯誤摻入率為1/31000，忠實性比TAQDNA聚合酶提高5?10倍。,4）PFUDNA聚合酶,此酶耐熱性極好，在9750C半衰期大于3小時，具有3??5?外切酶活性，催化DNA合成的忠實性比TAQDNA聚合酶高12倍。,2、依賴RNA的DNA聚合酶（逆轉(zhuǎn)錄酶）,逆轉(zhuǎn)錄酶（REVERSETRANSCRIPTASE）依賴于RNA的DNA聚合酶，以RNA為模板合成DNA，合成方向為5’3’，無3’5’核酸外切酶的活性。還兼有RNASEH活性，可使DNARNA雜合體中的MRNA水解。商品化產(chǎn)品AML鳥類成髓細胞白血病病毒顆粒中的RTASE純化而得。★MMLMOLONEY小鼠白血病病毒顆粒制備而得RMML基因工程制品。,,,3、不依賴模板的DNA聚合酶,末端轉(zhuǎn)移酶（末端脫氧核苷酰轉(zhuǎn)移酶）（TERMINALDEOXYNUCLEOTIDYLTRANSFERASE,TDT）功能在M2離子存在下，將脫氧核苷酸（DNTP）加到DNA的3’OH上用途主要用于探針標記,用于在載體和待克隆的片段上形成同聚物尾，以便于進行連接。,末端轉(zhuǎn)移酶的催化活性,,,五、RNA聚合酶,大腸桿菌RNA聚合酶,噬菌體RNA聚合酶,合成能力強,轉(zhuǎn)錄高效快速,對啟動子具有高度特異性,一依賴DNA的RNA聚合酶,,作用,1、用于標記RNA探針,用于DNA或RNA序列的同源性分析,2、用于分析RNA或DNA末端,用于基因組DNA的序列測定和研究前體RNA的剪接,3、轉(zhuǎn)錄物可用于體外翻譯,加入放射線標記的氨基酸合成放射線純的蛋白質(zhì),,,二不依賴DNA的RNA聚合酶,POLYA聚合酶以ATP為前體分子,催化AMP摻入至RNA游離的3′羥基端,作用1、用Α32PATP標記RNA的3′末端2、克隆缺少POLYA尾的RNA。用POLYA聚合酶加尾,OLIGODT作為引物合成互補DNA。,,六、核糖核酸酶,用于RNA測序,RNA作圖及RNA定量。包括,核糖核酸酶A核糖核酸酶H核糖核酸酶T1,,核糖核酸酶A,來源于牛胰,特異性水解RNA的內(nèi)切核糖核酸酶,作用,1、對RNA定量和作圖,與RNA酶T1聯(lián)合使用,2、降解DNA制備物中的RNA分子,,3、RNA測序,去除DNA∶RNA雜交體中的未雜交的RNA區(qū),,核糖核酸酶H,來自大腸桿菌的內(nèi)切酶,特異水解RNA∶DNA雜交體中RNA的磷酸二酯鍵,產(chǎn)生末端為3′羥基和5′磷酸的產(chǎn)物,不降解單鏈或雙鏈的DNA或RNA。,作用降解CDNA第一鏈合成時產(chǎn)生的RNA∶DNA雙鏈體中的MRNA分子,以利于雙鏈互補DNA的合成。,,核糖核酸酶T1,來源于米曲霉的內(nèi)切酶,特異地作用于鳥嘌呤核苷酸3′端磷酸并切割與相鄰核苷酸相連的磷酸二酯鍵,作用1、在核糖核酸酶保護實驗中,對RNA進行定量和作圖2、RNA測序3、去除DNA∶RNA雜交體中未雜交的RNA區(qū),七、其他DNA修飾酶,,（一）堿性磷酸酶,堿性磷酸酶（ALKALINEPHOSPHATASE）功能能除去DNA或RNA5’端的磷酸基團用途制備載體時，用該酶處理后，可防止載體自身環(huán)化，提高重組效率。,外源基因克隆入質(zhì)粒載體的過程,（二）T4多核苷酸激酶,催化兩種反應(yīng)正向反應(yīng)將ATP的Γ磷酸直接轉(zhuǎn)移到去磷酸化的DNA5?OH末端，這種反應(yīng)被稱為正向反應(yīng)。交換反應(yīng)在過量ATP存在下，T4多核苷酸激酶將磷酸化DNA的5?端磷酸轉(zhuǎn)移給ADP,然后DNA從ΓP32_ATP中獲得放射性同位素標記的Γ磷酸而重新磷酸化?？蓸擞汥NA的5?末端，可使缺失5?P末端的DNA發(fā)生磷酸化作用。,T4多核苷酸激酶的活性,T4多核苷酸激酶的交換活性,（三）SI核酸酶,水解單鏈核酸，在基因工程，用于去除DNA突出單鏈尾，打開雙鏈CDNA合成期間形成的發(fā)夾環(huán)結(jié)構(gòu)。,SI核酸酶的活性,SI核酸酶的活性,第三節(jié)載體（VECTOR）,一、定義攜帶目的基因片段進入受體細胞的DNA一個理想的載體應(yīng)具備以下幾個條件（1）具有自主復制能力，以保證重組DNA分子在受體細胞內(nèi)得到擴增。（2）分子量小，小分子的DNA制備時不易損傷，小分子DNA限制酶的切點少。（3）有較多的拷貝數(shù)，便于分離提純。（4）有一個或多個篩選標記，能給寄主（受體）細胞提供可選擇的標記如抗藥性，營養(yǎng)缺陷型或顯色表型等，以利于篩選。（5）具有多克隆位點，便于目的基因片段與載體連接。6具有較高的遺傳穩(wěn)定性。,二、載體的分類,功能分類克隆載體表達載體組成元件的來源分類質(zhì)粒（PLASMID）載體噬菌體載體如Λ噬菌體載體、M13噬菌體載體雜合載體如粘粒COSMID病毒性載體逆轉(zhuǎn)錄病毒載體、腺病毒載體等人工染色體載體,,,載體的種類和特征,三、克隆載體（CLONINGVECTOR）,（一）克隆載體的功能用來克隆和擴增DNA片段（目的基因）的載體具備條件（A）必須是一個復制子，能在受體細胞中復制。復制起點ORI復制區(qū)復制終點TERM（B）帶有抗藥性基因TETR編碼膜蛋白，阻止TET進入細胞AMPRΒ內(nèi)酰胺環(huán)水解酶。KANRKAN～P,NEO～PCAMR氯霉素乙?；D(zhuǎn)移酶,,,,（C）具有多克隆位點（MULTIPLECLONINGSITS，MCS）載體上含有的一個人工合成的DNA片段，其上含有數(shù)個單一酶切位點，是外源DNA的插入部位具備條件是載體中的一段堿基序列，由數(shù)個酶切位點組成。這些位點在載體上都是單一位點（D）可導入受體細胞,（二）常用克隆載體,質(zhì)粒（PLASMID）載體是獨立于許多細菌及某些真核細胞染色體外共價閉合環(huán)狀的DNA分子（COVALANTCLOSEDCIRCULAR,CCCDNA），能獨立復制的最小遺傳單位。一般大小約106～108D，可自身復制和表達，有的質(zhì)粒還帶有可做為選擇性標記的抗藥性基因，所以質(zhì)粒經(jīng)過適當改選后便可成為良好的載體。作為載體的質(zhì)粒大多是由天然質(zhì)粒經(jīng)人工適當改造而成的，目前已有多種經(jīng)改造的良好的質(zhì)粒載體。,1、質(zhì)粒的概念,,質(zhì)粒（PLASMID）是存在于細菌染色體外的小型環(huán)狀雙鏈DNA分子。大小約為數(shù)千堿基對。常有1～3個抗藥性基因，以利于篩選。,2質(zhì)粒載體必須具備的基本條件1、具有復制起點；自我增值的基本條件，一般具一個復制子。2、具有抗菌素抗性；理想的質(zhì)粒載體具有兩種抗菌素抗性基因。3、具有若干限制酶切單一位點（CMS）；4、具有較小的分子量和較高的拷貝數(shù)。低分子量的質(zhì)粒易于操作，克隆外源片斷后仍能有效的轉(zhuǎn)化給受體細胞同時低分子量的質(zhì)粒對限制酶具有多重識別位點的幾率也較低；較高的拷貝數(shù)可獲得大量的克隆基因,3PBR322質(zhì)粒載體“P”表示是一種質(zhì)粒；“BR”表示兩位主要構(gòu)建者姓氏的頭一個字母“FBOLIVAR和RLRODRIGUEZ”“322”表示實驗編號。,PBR322質(zhì)粒,有兩個抗藥性基因，每個抗性基因中均含有單克隆位點，外源DNA插入后使相應(yīng)的抗性基因失活，宿主細胞失去相應(yīng)的抗藥性，不能在含相應(yīng)抗生素的培養(yǎng)基中生長，這一現(xiàn)象稱為插入失活。,質(zhì)粒PBR322的抗性基因篩選示意圖,PBR322的結(jié)構(gòu)來源,PBR322質(zhì)粒載體的優(yōu)點1、具有較小的分子量；它的分子量為4363BP?？寺≥d體的分子量大小不要超過10KB。2、具有兩種抗菌素抗性基因可供作轉(zhuǎn)化子的選擇記號。PBR322DNA分子中總共有24種核酸內(nèi)切酶只具有單一的酶切識別位點。其中7種內(nèi)切酶的識別位點在四環(huán)素抗性基因內(nèi)部，2種識別位點在于這個基因的啟動區(qū)內(nèi)，所以9個限制酶切位點插入外源片斷可以導致TETR基因的失活；另外有3種限制酶在氨芐青霉素抗性基因有單一的識別位點，,3、具有較高的拷貝數(shù)，而且經(jīng)過氯霉素擴增之后每個細胞中可積累1000～3000個拷貝。,4PUC質(zhì)粒載體人們應(yīng)用多克隆位點技術(shù)，在PBR322的基礎(chǔ)上，組入了一個在其5’端帶有一段多克隆位點的LACZ’基因，而發(fā)展的具有雙功能檢測特性的新型質(zhì)粒載體系列。,一種典型的PUC系列的質(zhì)粒載體，包括以下四個部分1、來自PBR322質(zhì)粒的復制起點（ORI）；2、氨芐青霉素抗性基因（AMPR）,但它的DNA核苷酸序列已經(jīng)發(fā)生了變化，不在含有原來的核酸內(nèi)切限制酶的識別位點。3、大腸桿菌Β半乳糖基因（LACZ）的啟動子及編碼Α肽鏈的DNA序列，此結(jié)構(gòu)稱之為LACZ’基因；4、位于LACZ’基因中的靠近5’端的一段多克隆位點（MCS）區(qū)段。但它并不破壞該基因的功能。,PUC18/19質(zhì)粒,有一個抗性基因，可用來篩選轉(zhuǎn)化子。有一個LACZ基因片段，編碼Β半乳糖苷酶氨基端的一個片段（?。┢危承└脑斓乃拗骷毎杀磉_Β半乳糖苷酶的羧基端片段，質(zhì)粒和宿主細胞共表達時才具有Β半乳糖苷酶的活性，可使生色底物XGAL降解產(chǎn)生蘭色的化合物，這種現(xiàn)象稱Α互補。,PUC質(zhì)粒載體的優(yōu)點第一，具有較小的分子量和更高的拷貝數(shù)僅保留了PBR322的氨芐青霉素抗性基因和復制起點；在操作過程中復制起點內(nèi)部發(fā)生了自發(fā)突變造成了基因ROP的缺失，它是控制質(zhì)粒的特殊因子，從而使拷貝數(shù)增加，平均每個細胞500～700個拷貝。第二，適用于組織化學檢測重組體；具有來自大腸桿菌LAC操縱子的LACZ’基因，所編碼的Α肽鏈可參與Α互補作用，用XGAL顯色對重組子進行鑒定，而PBR322質(zhì)粒的重組子要進行兩步的選擇。第三，具有多克隆位點MCS區(qū)段．方便具有不同粘性末端的外源片斷的插入。,質(zhì)粒PBR322,質(zhì)粒PUC,5、穿梭質(zhì)粒載體（SHUTTLEPLASMIDVECTOR）是指一類由人工構(gòu)建的具有兩種不同復制起點和選擇記號，因而可在兩種不同的寄主細胞存活和復制的質(zhì)粒載體。,例如大腸桿菌分支桿菌穿梭質(zhì)粒；大腸桿菌酵母菌穿梭質(zhì)粒等。重組DNA的操作在大腸桿菌中進行，然后轉(zhuǎn)入分支桿菌和酵母中表達。,6、質(zhì)粒載體的穩(wěn)定性問題1、質(zhì)粒載體不穩(wěn)定性的類型結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性主要指由轉(zhuǎn)位和重組作用所引起的質(zhì)粒DNA的重排與缺失。

簡介：,高考調(diào)研明方向,,考點聚焦升知能,

簡介：33胚胎工程的應(yīng)用及前景,湛江產(chǎn)天價牛肉千元一斤有錢還難買,新聞,日本神戶牛肉（雪花牛肉）,這就是和牛（又稱日本神戶牛），是當今世界公認的品質(zhì)最優(yōu)秀的良種肉牛，國內(nèi)市場每公斤能售出2000多元人民幣的天價。,如何將這種優(yōu)質(zhì)的牛進行快速、大量的繁殖呢,一、利用體細胞核移植技術(shù)進行克隆。,二、利用體外受精和早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)進行繁殖。,一、胚胎移植,1胚胎移植概念,將雌性動物的早期胚胎,或者通過其他方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi),使之發(fā)育為新個體的技術(shù)。,雌性動物的早期胚胎或體外受精及其他方式得到的胚胎。,提供胚胎的個體。,接受胚胎的個體。,同種（同一物種）、生理狀態(tài)相同。,思考1、準備移植的小牛胚胎，移植到任何一頭母牛的子宮內(nèi)都能發(fā)育嗎2、供體與受體之間進行胚胎移植會不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng),2胚胎移植的生理學基礎(chǔ),請認真閱讀課本P76，思考討論1胚胎移植的生理學基礎(chǔ)的四點內(nèi)容是什么2在胚胎移植操作中，怎樣才能使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致例如，供、受體的發(fā)情時間要一致嗎供體胚胎移入受體子宮的位置，應(yīng)與在供體內(nèi)的位置相同或相似嗎3有人認為胚胎移植實質(zhì)上是早期在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。你認為這樣的概括正確嗎,2胚胎移植的生理學基礎(chǔ),同種動物的供體和受體排卵后，生殖器官的是相同的。,生理變化,為供體的胚胎移入受體提供相同的。,生理環(huán)境,早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于狀態(tài)。,為胚胎的收集提供了可能,游離,受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生。,免疫排斥反應(yīng),供體胚胎可與受體子宮建立正常的和聯(lián)系，但其不受影響。,生理,組織,遺傳特性,為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能,為移植后的胚胎繼續(xù)發(fā)育提供了營養(yǎng)等方面的保障,思考與討論1、在胚胎移植操作中，怎樣才能使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致例如，供、受體的發(fā)情時間要一致嗎供體胚胎移入受體子宮的位置，應(yīng)與在供體內(nèi)的位置相同或相似嗎,應(yīng)對供體和受體母畜進行同期發(fā)情處理，使它們的生理條件達到同步后一致，這樣才能使供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件，這是胚胎移植成功與否的關(guān)鍵。因此，必須做到供、受體母畜的發(fā)情時間一致。同時還要做到移入受體子宮胚胎的位置應(yīng)該與其在供體內(nèi)的位置相同或相似，移入胚胎一側(cè)的受體子宮對應(yīng)的卵巢必須有黃體存在。,正確。,胚胎移植成功與否要有兩個條件（1）胚胎移植一般應(yīng)在同種的雌性供體和受體之間進行。（2）進行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。,3、胚胎移植的基本程序,請認真閱讀課本P77，圖319，思考討論（1）胚胎移植的基本程序包括哪些（2）每一步技術(shù)操作的作用如何（3）為什么要進行這些操作,3、胚胎移植的基本程序,（1）對供體、受體進行選擇,供體遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的個體；受體健康和正常繁殖能力的個體處理同期發(fā)情具體做法注射相關(guān)激素。,（2）超數(shù)排卵處理具體做法注射促性腺激素,（3）配種或人工授精,精子來源同種優(yōu)良的雄性動物。,（4）胚胎的收集,在配種或輸精后第7天，用特制的沖卵裝置，把供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來。沖卵是把母牛的卵子沖出來嗎,不是，沖卵是將供體母畜體內(nèi)的受精卵沖出來。,（5）對胚胎進行質(zhì)量檢查,你知道檢查的目的嗎此時胚胎處于什么時期,,檢查胚胎的發(fā)育狀況，處于桑椹胚或囊胚,（6）胚胎的保存或移植,胚胎保存的條件是什么胚胎為什么在此條件下保存,（7）胚胎的移植,方法一手術(shù)法具體做法引出受體子宮和卵巢，將胚胎注入子宮角，縫合創(chuàng)口。方法二非手術(shù)法將裝有胚胎的移植管送入受體母牛子宮的相應(yīng)部位，注入胚胎。,（8）對受體母牛進行是否妊娠的檢查,（9）受體母牛產(chǎn)下胚胎移植的犢牛,選擇,供體母牛,受體母牛,,,同期發(fā)情處理,,超數(shù)排卵,,供體公牛,,配種,,沖卵,,質(zhì)量檢查、培養(yǎng),,胚胎移植,,,妊娠檢查,,分娩（胚胎移植的犢牛）,總結(jié),遺傳性能優(yōu)秀,健康有正常繁殖能力,同種遺傳性能優(yōu)秀,同期發(fā)情處理,胚胎移植,超數(shù)排卵,選擇,供體母牛,受體母牛,,,同期發(fā)情處理,,超數(shù)排卵,,供體公牛,,配種,,沖卵,,質(zhì)量檢查、培養(yǎng),,胚胎移植,,,妊娠檢查,,分娩（胚胎移植的犢牛）,總結(jié),請閱讀課本P75、圖317“胚胎移植的現(xiàn)狀和意義”，自由思考討論，發(fā)表自己的觀點?？偨Y(jié)出胚胎移植的意義。,4、胚胎移植的現(xiàn)狀和意義,1加速育種工作和品種改良；2大量節(jié)省購買種畜的費用；3一胎多產(chǎn)；4保存品種資源和瀕危物種；5可充分發(fā)揮優(yōu)秀個體的繁殖潛能縮短繁殖周期,增加一生繁殖的后代數(shù)量。,選擇,供體母牛,受體母牛,,,同期發(fā)情處理,,超數(shù)排卵,,供體公牛,,配種,,沖卵,,質(zhì)量檢查、培養(yǎng),,胚胎移植,,,妊娠檢查,,分娩（胚胎移植的犢牛）,總結(jié),1下列對于優(yōu)良種畜的胚胎移植的說法不正確的是（）A供體母牛必須是同一物種的良種B受體母牛必須是同一物種的良種C供體公牛必須是同一物種的良種D受體母?？梢允峭晃锓N的一般健康牛,B,練習,練習,2下列有關(guān)動物胚胎移植的敘述中，錯誤的是（）A受孕母畜體內(nèi)的受精卵或胚胎均能移植B受體母畜必須處于與供體母畜同步發(fā)情的狀態(tài)C超數(shù)排卵技術(shù)要使用一定的激素D試管嬰兒只是受精及早期卵裂過程在試管中進行,A,D,3供體的胚胎移植到受體后，游離的胚胎在發(fā)育過程中形成胎盤與受體相連，并通過胎盤與受體的血液進行物質(zhì)交換。以下說法正確的是（）A受體是為供體胚胎提供發(fā)育的條件B受體與胚胎血型應(yīng)相同，否則會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)C受體與胚胎血液混融在一起D胚胎心肺功能都能正常運行,A,二、胚胎分割閱讀課本，思考以下問題（1）胚胎分割的概念（2）胚胎分割特點（3）胚胎分割的理論基礎(chǔ)（4）胚胎分割操作過程,1概念采用顯微手術(shù)（機械方法）的方法將早期胚胎分割成2分胚,4分胚或8分胚,經(jīng)體內(nèi)或體外培養(yǎng)后植入受體，以得到同卵雙胎或同卵多胎的技術(shù)。,2特點后代具有相同的遺傳物質(zhì)，因此胚胎分割可以看做動物無性繁殖或克隆的方法之一。3、理論基礎(chǔ)動物胚胎細胞的全能性。所以胚胎分割的時期為囊胚或桑椹胚。,4、選擇的胚胎發(fā)育良好的,形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。5、使用的主要儀器實體顯微鏡和顯微操作儀。6、具體操作用分割針或分割刀片將胚胎切開，吸出其中的半個胚胎，注入預(yù)先準備好的空透明帶中，或直接將裸半胚移植給受體。,,胚胎分割移植的顯微操作,7、操作注意事項①對囊胚階段的胚胎進行分割時，要將內(nèi)細胞團均等分割。原因內(nèi)細胞團一般到囊胚階段才出現(xiàn)，它是發(fā)育為胚胎本身的基礎(chǔ)細胞，其他細胞為滋養(yǎng)細胞，只為胚胎和胎兒發(fā)育提供營養(yǎng)。若分割時不能將內(nèi)細胞團均等分割，會出現(xiàn)含內(nèi)細胞團多的部分正常發(fā)育的能力強，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問題。,②胚胎分割的份數(shù)越多，操作的難度會越大，移植的成功率也越低。早期胚胎的體積很小，只有在顯微鏡下才能看到；再者，細胞數(shù)目是有限的。分割的份數(shù)越多，不但難以做到均等分割，每一份的細胞數(shù)會越少，而且作為囊胚期的胚胎內(nèi)細胞團細胞所受的影響會更大。因此，分割的份數(shù)越多，技術(shù)的難度會越大，移植后的恢復和發(fā)育的難度會越大，移植成功率自然會降低。,8、胚胎分割技術(shù)的缺陷（1）剛出生動物的體重偏低，毛色和斑紋還存在差異；（2）采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胎的可能性是有限的。,9、胚胎分割技術(shù)的應(yīng)用為轉(zhuǎn)基因技術(shù)、性別控制技術(shù)提供活胚材料。,三胚胎干細胞,閱讀課本，思考以下問題（1）什么是胚胎干細胞簡稱是什么（2）胚胎干細胞的來源。（3）胚胎干細胞的特性。（4）胚胎干細胞的應(yīng)用。,1概念簡稱ES或EK細胞,是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞。,2特點（1）形態(tài)體積小細胞核大,核仁明顯；（2）功能具有發(fā)育的全能性可分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細胞體外培養(yǎng)可增殖不分化；（3）在體外培養(yǎng)的條件下，ES細胞可以增殖而不發(fā)生分化。對它可以進行冷凍保存，也可以進行遺傳改造。,干細胞的分類（1）全能干細胞（2）多能干細胞（3）專能干細胞,3主要用途閱讀課本相關(guān)內(nèi)容，說說胚胎干細胞有什么具體用途,（1）治療人類的某些頑癥。人類由于細胞壞死、退化或功能異常引起的疾病，如帕金森綜合癥、少年糖尿病和老年癡呆癥等，已成為醫(yī)學上尚未攻克的頑癥。利用ES細胞可以誘導分化形成新的組織細胞的特性，移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修復并恢復正常功能。目前，在動物實驗方面，用ES細胞誘導分化出的某些組織細胞已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑難病癥。,（2）培育出人造組織器官，用于器官移植隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展，通過ES細胞體外誘導分化，還可以培育出人造組織器官，解決目前臨床上存在的供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。,（3）ES細胞也是研究體外細胞分化的理想材料。ES細胞在飼養(yǎng)層細胞上，或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中，能夠維持不分化的狀態(tài)。,誘導因子誘導ES細胞向不同類型的組織細胞分化。,4利用胚胎干細胞治療肝衰竭，實現(xiàn)此過程的重要原因是（）A細胞分裂B細胞特化C細胞分化D細胞增殖,C,體細胞核移植的過程,供體體細胞,,細胞培養(yǎng),體細胞,卵巢卵母細胞,,MII期卵母細胞,,去核,無核卵母細胞,,,,注入,,,,細胞融合,重組細胞,,重組胚胎,,胚胎移植,代孕母體,,生出與供體遺傳物質(zhì)相同的個體,發(fā)育,理論基礎(chǔ)動物細胞核的全能性,,采集良種母牛的卵母細胞,,卵母細胞的體外培養(yǎng),采集良種公牛精子,,精子體外獲能,體外受精,,良種牛受精卵,,胚胎移植,受體牛,,良種犢牛,“試管?！惫S化生產(chǎn)的技術(shù)流程圖,良種牛體外受精胚胎,,,4、胚胎移植的基本程序閱讀課本，說出胚胎移植的基本程序包括哪幾個步驟,供體、受體的選擇和同期發(fā)情處理,配種或進行人工授精,胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存,胚胎移植,移植后的檢查,,,,,完成課本P81頁探究1的流程圖，并思考問題。,1應(yīng)該怎樣選擇供體公、母牛和受體母牛在②中，為什么用促性腺激素處理供體母牛在此之前，需要對供體和受體母牛進行同期處理嗎,2在流程圖中，哪一步需要進行沖卵沖卵是把母牛的卵子沖出來嗎為什么在第7天進行沖卵,3對胚胎進行質(zhì)量檢查的目的是什么此時胚胎處于什么時期,供體公、母牛遺傳性能優(yōu)秀的個體；受體母牛健康和正常繁殖能力的個體。超數(shù)排卵，獲得較多胚胎。需要。,第④步，沖卵是將供體母畜體內(nèi)的受精卵沖出來。,檢查胚胎的發(fā)育狀況處于桑椹胚或囊胚,

簡介：基因工程的應(yīng)用,專題１基因工程,一、植物基因工程碩果累累,哪些轉(zhuǎn)基因作物已進入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段,轉(zhuǎn)基因大豆、玉米、棉花和油菜,植物基因工程技術(shù)主要用于哪些方面,提高農(nóng)作物的抗逆能力（如抗除草劑、抗蟲、抗病、抗干旱和抗鹽堿等）,以及改良農(nóng)作物的品質(zhì)和利用植物生產(chǎn)藥物等方面,一抗蟲轉(zhuǎn)基因植物,1蟲害給農(nóng)作物帶來了哪些影響傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)如何防治害蟲有哪些不足,2現(xiàn)在已有哪些抗蟲植物問世,3抗蟲基因,BT毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等,請閱讀P18生物資料技術(shù)卡,了解一些抗蟲基因的抗蟲機理。,4抗蟲棉的目的基因是什么目的基因從何而來5我國的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉取得了哪些進展,（二）抗病轉(zhuǎn)基因植物,1什么是病原微生物有哪些種類,引起生物生病的微生物，主要有病毒、真菌和細菌等,2為什么說常規(guī)育種很難培育出抗病毒的新品種,3在抗病轉(zhuǎn)基因植物中使用最多的是什么基因,病毒外殼蛋白（COATPROTEIN，CP）基因；病毒的復制酶基因,拓展在抗病毒轉(zhuǎn)基因植物中，為什么使用病毒外殼蛋白基因可以抗病毒侵染,關(guān)于病毒外殼蛋白基因CP基因?qū)胫参锖蟮目共《緳C理，目前有幾種假說。一種假說認為CP基因在植物細胞內(nèi)表達積累后，當入侵的病毒裸露核酸進入植物細胞后，會立即被這些外殼蛋白重新包裹，從而阻止病毒核酸分子的復制和翻譯。另一種假說認為植物細胞內(nèi)積累的病毒外殼蛋白會抑制病毒脫除外殼，使病毒核酸分子不能釋放出來。然而最近的研究表明，如果將病毒的外殼蛋白的AUG起始密碼缺失，使之不能被翻譯，或者將外殼蛋白基因變成反義RNA基因，整合到植物細胞染色體上，轉(zhuǎn)基因植物則有很好的抗性。因此，有人認為抗性機理不是外殼蛋白在起作用，而是CP基因轉(zhuǎn)錄出RNA后，與入侵病毒RNA之間的相互作用起到了抗性作用。,3在抗真菌轉(zhuǎn)基因植物中使用什么基因,幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因,（三）其他抗逆轉(zhuǎn)基因植物,1哪些環(huán)境條件會造成農(nóng)作物低產(chǎn)、減產(chǎn),鹽堿、干旱、低溫和澇害等,2鹽堿和干旱對農(nóng)作物的危害與什么有關(guān),細胞內(nèi)的滲透壓調(diào)節(jié),在抗鹽堿和抗干旱作物中使用了什么基因,調(diào)節(jié)細胞滲透壓的基因,3轉(zhuǎn)基因耐寒的煙草和番茄中哪種目的基因提高了其抗寒能力目的基因從何而來,魚的抗凍蛋白基因,4抗除草劑基因有何用途,噴灑除草劑時，殺死田間的雜草而不損傷作物,（四）利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì),人體（或其它脊椎動物）必不可少，而機體內(nèi)又不能合成的，必須從食物中補充的氨基酸，稱必需氨基酸。必需氨基酸共有８種賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸（甲硫氨酸）、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸。如果飲食中經(jīng)常缺少必需氨基酸，可影響健康。另外12種氨基酸是人體細胞能夠合成的叫做非必需氨基酸。,你知道哪些食品中缺少必需氨基酸如何用轉(zhuǎn)基因的方法加以改良,將必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胫参锔淖儽匦璋被岷铣赏緩街心撤N關(guān)鍵酶的活性,轉(zhuǎn)基因延熟番茄的目的基因是什么,控制番茄果實成熟的基因,轉(zhuǎn)基因矮牽牛的目的基因是什么,與植物花青素代謝有關(guān)的基因,異想天開,總結(jié)基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用,（1）高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具優(yōu)良品質(zhì)的品種用基因工程的方法可以改善糧食作物的蛋白質(zhì)含量。如“向日葵豆”植株。（2）抗逆性品種將細菌的抗蟲、抗病毒、抗除草劑、抗鹽堿、抗干旱、抗高溫等抗性基因轉(zhuǎn)移到作物體內(nèi)，將從根本上改變作物的特性。如轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。,二、動物基因工程前景廣闊,（一）用于提高動物生長速度,動物品種改良、建立生物反應(yīng)器、器官移植等,導入外源生長激素基因,（二）用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì),舉例說明,將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大減低。,（三）用轉(zhuǎn)基因的動物生產(chǎn)藥物,設(shè)問就基因藥物而言，最理想的表達場所是哪里,轉(zhuǎn)基因動物的乳腺。,（1）乳腺是一個外分泌器官，乳汁不進入體內(nèi)循環(huán)，不會影響轉(zhuǎn)基因動物本身的生理代謝反應(yīng)。（2）從乳汁中獲取目的基因產(chǎn)物，產(chǎn)量高，易提純，表達的蛋白質(zhì)已經(jīng)過充分的修飾加工，具有穩(wěn)定的生物活性。（3）從乳汁中源源不斷獲得目的基因的產(chǎn)物的同時，轉(zhuǎn)基因動物又可無限繁殖。,設(shè)問為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達場所呢,將藥物蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，通過顯微注射等方法，導入哺乳動物的受精卵中，將受精卵送入母體，使其發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物。轉(zhuǎn)基因動物進入泌乳期后，可以通過分泌乳汁生產(chǎn)所需要的藥品，稱為乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器。,乳腺生物反應(yīng)器,乳腺生物反應(yīng)器的優(yōu)點①產(chǎn)量高；②質(zhì)量好；③成本低；④易提取。,①獲取目的基因（例如血清白蛋白基因）②構(gòu)建基因表達載體（在血清白蛋白基因前加特異表達的啟動子）③顯微注射導入哺乳動物受精卵中④形成胚胎⑤將胚胎送入母體動物⑥發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物（只有在產(chǎn)下的雌性個體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達）。,思考用基因工程技術(shù)實現(xiàn)動物乳腺生物反應(yīng)器的操作過程是怎樣的,（四）用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體,利用基因工程對豬的器官進行改造,方法將器官供體基因組導入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達或設(shè)法除去抗原決定基因，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官,將目的基因?qū)氲絼游锏氖芫牙?，目的基因若與受精卵染色體DNA整合，細胞分裂時，該基因隨染色體的倍增而倍增，使每個細胞中都帶有目的基因，使性狀得以表達，并穩(wěn)定地遺傳給后代，從而獲得基因產(chǎn)品。這樣一種新的個體，稱為轉(zhuǎn)基因動物。,總結(jié)什么叫轉(zhuǎn)基因動物,基因工程在畜牧養(yǎng)殖業(yè)上的應(yīng)用主要是什么,繁殖具有抗病能力、高產(chǎn)仔率、高產(chǎn)奶率和高質(zhì)量的皮毛等優(yōu)良品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因動物。該過程的重要步驟是通過感染或顯微注射技術(shù)將重組DNA轉(zhuǎn)移到動物受精卵中。,1在傳統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中，某些藥品如胰島素、干擾素等直接從生物體的哪些結(jié)構(gòu)中提取,從生物的組織、細胞或血液中提取。,2傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的缺點,由于受原料來源的限制，價格十分昂貴。,三、基因工程藥品異軍突起,3可利用什么方法來解決上述問題,利用基因工程方法制造轉(zhuǎn)基因的工程菌，可高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品。,工程菌用基因工程方法，使外源基因得到高效率表達的菌類細胞株系。,基因工程藥品包括細胞因子（即淋巴因子如白細胞介素2、干擾素）、抗體、疫苗、激素等,胰島素是治療糖尿病的特效藥。一般臨床上使用的胰島素主要從豬、牛等家畜的胰腺中提取，每100KG胰腺只能提取4－5G胰島素。用該方法生產(chǎn)的胰島素產(chǎn)量低，價格昂貴，遠不能滿足社會需要。1979年，科學家將動物體內(nèi)的胰島素基因與大腸桿菌DNA分子重組，并在大腸桿菌內(nèi)實現(xiàn)了表達。1982年，美國一家基因公司用基因工程方法生產(chǎn)的胰島素投入市場，售價降低了30－50。,基因工程藥品胰島素,治療侏儒癥的唯一方法，是向人體注射生長激素。而生長激素的獲得很困難。以前，要獲得生長激素，需解剖尸體，從大腦的底部摘取垂體，并從中提取生長激素?，F(xiàn)可利用基因工程方法，將人的生長激素基因?qū)氪竽c桿菌中，使其生產(chǎn)生長激素。人們從450L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長激素，相當于6萬具尸體的全部產(chǎn)量。,基因工程藥品生長激素,干擾素是動物或人體細胞受到病毒侵染后產(chǎn)生的一種糖蛋白。干擾素幾乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一種抗病毒的特效藥。此外干擾素對治療癌癥和某些白血病也有一定療效。傳統(tǒng)的干擾素生產(chǎn)方法是從人血液中的白細胞內(nèi)提取，每300L血液只能提取出1MG干擾素。1980－1982年，科學家用基因工程方法在大腸桿菌及酵母菌細胞內(nèi)獲得了干擾素，是傳統(tǒng)的生產(chǎn)量的12萬倍。1987年上述干擾素大量投放市場。,基因工程藥品干擾素,利用微生物生產(chǎn)藥物的優(yōu)越性何在,利用微生物生產(chǎn)蛋白質(zhì)類藥物，是指將人們需要的某種蛋白質(zhì)的編碼基因，構(gòu)建成表達載體后導入微生物，然后利用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)蛋白質(zhì)類藥物。有以下優(yōu)越性（1）利用活細胞作為表達系統(tǒng)，表達效率高，無需大型裝置和大面積廠房就可以生產(chǎn)出大量藥品。（2）可以解決傳統(tǒng)制藥中原料來源的不足。利用基因工程菌發(fā)酵生產(chǎn)就不需要從動物或人體上獲取原料。（3）降低生產(chǎn)成本，減少生產(chǎn)人員和管理人員。,1、基因治療概念,四、基因治療曙光初照,把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的，是治療遺傳病的最有效的手段。（把特定的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎校瑥亩_到治療疾病的目的）,2、實例,將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入取自患者的淋巴細胞中，再將這種淋巴細胞轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)。,1對嚴重復合型免疫缺陷癥的治療,1990年9月14日，安德森對一例患ADA缺乏癥的4歲女孩進行基因治療。這個4歲女孩由于遺傳基因有缺陷，自身不能生產(chǎn)ADA，先天性免疫功能不全，只能生活在無菌的隔離帳里。他們將這個女孩的白血球進行基因改造，使有缺陷的基因被健康的基因替代，然后把含正常白血球的溶液輸入她左臂的一條靜脈血管中。在以后的10個月內(nèi)她又接受了7次這樣的治療，同時也接受酶治療。后來，她的免疫功能日趨健全，能夠走出隔離帳，過上了正常人的生活，并進入普通小學上學。,3、基因治療的類型,4、基因治療的發(fā)展現(xiàn)狀處于初期的臨床試驗階段,5、用于基因治療的基因種類正常基因、反義基因和自殺基因,DNA分子雜交是基因診斷最基本的方法之一。當用一段已知基因的核苷酸序列作為探針，與被測基因進行接觸，若兩者的堿基完全配對成雙鏈，則表明被測基因中含有已知的基因序列。,知識回顧基因診斷,五、基因芯片,從正常人的基因組中分離出DNA與DNA芯片雜交就可以得出標準圖譜；從病人的基因組中分離出DNA與DNA芯片雜交就可以得出病變圖譜。通過比較、分析這兩種圖譜，就可以得出病變的DNA信息?；蛐酒\斷技術(shù)以其快速、高效、敏感、經(jīng)濟、平行化、自動化等特點，將成為一項現(xiàn)代化診斷新技術(shù)。,思考與探究根據(jù)所學內(nèi)容，試概括寫出基因工程解決了哪些生活、生產(chǎn)中難以解決的問題。,基因工程可以生產(chǎn)人類需要的藥物，如胰島素、干擾素等。我們吃的某些食品如番茄、大豆等也可以是基因工程產(chǎn)品。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的抗蟲棉、抗病毒煙草、抗除草劑大豆等都已進入商品化生產(chǎn)，上述產(chǎn)品有些是常規(guī)方法難以生產(chǎn)的或者生產(chǎn)成本過高。,