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-1-专题一基因工程和蛋白质工程1、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，基因工程是在分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。2、基因工程优点与杂交育种．．．．相比:克服远缘杂交不亲和的障碍与诱变育种．．．．相比：定向改造生物性状3、基因工程的原理：基因重组4、基因工程的基本工具限制酶（原核生物中分离）DNA连接酶载体5、DNA分子结构中只有两种化学键（氢键和磷酸二酯键），与氢键有关的酶只有解旋酶（破坏氢键），其余与DNA有关的酶（限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶、DNA水解酶）都作用于磷酸二酯键。6、载体具备的条件：①能自我复制或整合到受体细胞的染色体（细胞核）DNA上②具有一至多个限制酶切点③具有标记基因7、最常用的载体是质粒（原核生物或酵母菌中分离）,它是一种独立于拟核之外，裸露的、结构简单的、并具有自我复制能力的小型环状DNA分子。8、其它载体：噬菌体（细菌病毒）、动植物病毒9、基因工程的基本操作程序第一步：提取目的基因第二步：构建基因表达载体第三步：将目的基因导入受体细胞第四步：目的基因的检测和鉴定10、人工合成目的基因的方法有反转录法（mRNA反转录形成cDNA）和化学合成法。11、基因文库．（细菌．．）：将某生物的DNA用限制酶切成许多片段后，导入细菌中储存，这些细菌群体称为基因文库。分为基因组文库（含有该生物的所有基因．．．．）和部分基因文库（cDNA文库）(含有该生物的部分基因．．．．)12.PCR技术（体外快速、大量的复制DNA）细胞内复制DNA的不同点：细胞内复制DNAPCR技术DNA的解旋（破坏氢键）DNA解旋酶高温DNA聚合酶普通DNA聚合酶热稳定性DNA聚合酶（Taq酶）引物不需要需要引物（一小段单链DNA或RNA）13、基因表达载体的构建能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。14、基因表达载体的组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因注意：启动子具有组织特异性，启动子决定了它后边的目的基因在什么组织中表达。15、目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为转化16、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（双子叶植物和裸子植物）其次还有基因枪法(单子叶植物)和花粉管通道法等。将目的基因导入动物细胞：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：用Ca2+处理微生物，弥勒一中2012届生物选修三（现代生物科技专题）备考资料编写整理：弥勒一中生物教研组沈鸿明2012年3月【资料中黑体画线部分文字常会出现填空，请各位同学注意！】-2-获得感受态细胞（特点：能吸收周围环境的DNA），基因工程选用微生物作为受体细胞的原因：繁殖速度快、遗传物质少17、基因探针的制作：用放射性同位素标记目的基因18、目的基因的检测（分子水平）检测转基因生物的．．．．．．DNA．．．上．是否插入了目的基因．．．．．．．．．，方法DNA分子杂交技术，检测目的基因是否．．．．．．转录．．出了．．mRNA．．．．，．方法DNA-mRNA分子杂交技术检测目的基因是否翻译成蛋白质，．．．．．．．．．．．．．方法抗原－抗体杂交19、目的基因的鉴定：（个体生物学水平）如：抗虫性状、耐盐性状等的鉴定20、蛋白质工程直接改造对象是基因．．（不是蛋白质！），蛋白质工程中设计蛋白质的空间结构是最难实现的步骤，（因为蛋白质空间结构十分复杂）专题二细胞工程1、细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。2、.植物组织培养原理:植物细胞具有全能性3、植物组织培养条件：无菌条件、植物组织或细胞必须离体．．、激素（生长素、细胞分裂素）、有机营养物质和无机营养物质（水和无机盐）等。4、使用激素是一般先加细胞分裂素，后加生长素（保证细胞先分裂，再生长）5、激素作用：生长素(促进根的分化)、细胞分裂素（促进芽的分化），生长素用量/细胞分裂素的用量，比值适中时，促进愈伤组织的形成；比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成。6、【植物组织培养重点流程图请参看详细资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．P．4．】（整个操作过程要求严格的无菌条件）7、微型繁殖：又叫快速繁殖技术，用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。特点：繁殖速度快、能保持母本优良的遗传特性（无性繁殖）8、作物脱毒：采用植物分生区附近的组织进行组织（病毒含量少，如芽尖）培养获得无病毒的脱毒苗。人工种子：以植物组织培养得到的胚状体等为材料，经人工薄膜包装得到的种子。9、植物体细胞杂交技术意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍10、【植物体细胞杂交技术重点流程图请参看详细资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．P．4．】11、动物细胞培养是其他动物细胞工程的技术的基础12、动物细胞培养材料：胚胎或幼龄动物的器官、组织（原因：细胞分裂旺盛，易培养）13、取动物组织块→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→加入培养液制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养（会出现细胞贴壁）→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞后分瓶继续传代培养14、细胞贴壁：培养的动物细胞分裂并贴附在瓶壁上生长，称为细胞贴壁。接触抑制：当贴壁细胞分裂到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，称为接触抑制；原代培养：动物组织消化后的初次培养称为原代培养（到出现接触抑制时为止）；传代培养：原代培养出现接触抑制后，用胰蛋白酶分散细胞，分瓶后继续培养称为传代培养；15、一般来说，细胞分裂次数越多，分裂速度和代谢速度会逐渐减慢，进而衰老甚至死亡：1—10代的细胞是细胞工程中最常使用的细胞，能保证正常的二倍体核型，与体内细胞最相似。培养过程-3-中的细胞一般不超过50代，但极少数细胞在培养过程中遗传物改变，形成不死性细胞；糖蛋白减少，失去接触抑制，能无限增殖。16、动物细胞保存方式：（液氮罐超低温）冷冻保存17、动物细胞培养需满足以下条件①无菌、无毒的环境：②营养：人工制作的合成培养基+血清、血浆等天然成分。③适宜温度和pH值：哺乳动物：36.5℃0.5℃；pH：7.2～7.4④气体环境：O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的作用是维持培养液的pH值18、动物细胞培养与植物组织培养的条件相比：培养基为液态（植物为固态培养基），需要天然成分血清、血浆和特殊的气体环境：CO218、核移植技术（克隆）原理：动物细胞核．．．．．具有全能性19、【核移植技术．．．．．重点流程图请参看详细资料．．．．．．．．．．．．P．6．】20、哺乳动物核移植分为胚胎细胞核移植（容易）和体细胞核移植（较难）21、采集卵母细胞，需要体外培养至MII中期（减数第二次分裂中期）才能去核。22、选用去核卵母细胞的原因：体积大，易操作营养丰富含有能激发细胞核全能性的物质23、克隆动物和供核动物基本相同，而不是100%完全相同的原因：克隆动物的部分遗传物质来自供卵动物的细胞质；环境条件影响发育过程中可能发生基因突变或染色体变异24、诱导动物细胞融合的方法有：物理法：离心、振动、电激；化学法：聚乙二醇（PEG）；生物法：灭活病毒（动物．．细胞融合特有．．）25、能产生单克隆抗体的细胞：杂交瘤细胞．．．．．26、杂交瘤细胞的特点：既能大量繁殖，又能产生专一性抗体。27、单克隆抗体的优点：特异性强，灵敏度高28、【单克隆抗体．．．．．重点流程图请参看详细资料．．．．．．．．．．．．P．6．】29、制备单克隆抗体之前给小鼠注入抗原的目的：使小鼠产生相应的B淋巴细胞30、制备单克隆抗体过程中的两次筛选：第一次筛选：筛选出杂交瘤细胞。（在选择培养基上，从五种细胞中筛选出杂交瘤细胞）；第二次筛选：筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞（进行克隆化培养和抗体检测来完成第二次筛选）专题三胚胎工程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2、精子发生的时间：初情期（性成熟后，相当于人的青春期）卵子发生的时间为胚胎性别分化后3、卵子在雌性动物体内所能达到的最成熟状态（具备受精能力）为：MII中期（减数第二次分裂中期），所以卵子的减数第二次分裂是在精子与卵子的结合过程中完成的（若无精子，卵子无法完成减II）。4、受精的场所：输卵管5、受精前的准备：精子获能（具备受精能力）：卵子发育到MII中期（减数第二次分裂中期）（具备受精能力）6、顶体反应：精子释放顶体酶，穿过放射冠、透明带7、精子穿过透明带后，接触卵黄膜瞬间，发生透明带反应。防止多精入卵的第一道屏障。8、精子穿过卵黄膜后，发生卵黄膜封闭作用，防止多精入卵的第二道屏障。-4-9、精子入卵后，细胞核变大形成雄原核；同时，卵子完成减MII（减数第二次分裂），释放第二极体，形成雌原核；雌雄原核融合后形成了受精卵。10、卵子完成受精（精子入卵）的标志：卵黄膜和透明带之间出现2个极体受精完成的标志（实质）：雌雄原核融合11、受精卵的有丝分裂称为卵裂，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，称为桑椹胚。桑椹胚的细胞都具有全能性；囊胚开始出现细胞分化，囊胚的内细胞团全能性仍比较高，将来发育为胎儿的各种组织。囊胚扩大，透明带破裂，称为孵化，原肠胚开始出现胚层分化12、哺乳动物的胚胎干细胞来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。生产实践中一般从囊胚的内细胞团或胎儿的原始性腺中提取。13、胚胎干细胞特性，形态：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，在体外培养的条件下，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。14、胚胎干细胞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细胞向不同类型的组织细胞分化。15、用促性腺激素处理雌性动物，可促使其超数排卵，从输卵管中冲取卵子，得到的卵子需培养至MII中期（减数第二次分裂中期）（具备受精能力）16、采集到的精子需进行获能处理，获能方法：培养法（啮齿动物、家兔、猪等）：将精子放入获能液；化学诱导法（牛、羊等家畜）：精子放入肝素或Ca2+载体A2318717、早期胚胎培养需要在发育培养液（胚胎培养液）中进行，发育培养液的成分中需加入天然成分动物血清、血浆；通过培养得到的早期胚胎可在液氮罐中超低温冷冻保存，或通过胚胎移植得到动物体。18、总结：动物的细胞、组织、器官的保存方式都是液氮罐中超低温冷冻保存（不能写冷藏）19、胚胎移植时供体能提供具有优良遗传特性的胚胎，受体的任务则是妊娠和哺育后代20、胚胎移植前胚胎的状态一般为桑椹胚或囊胚21、胚胎移植前需要对供、受体母牛注射性激素，使供、受体母牛同期发情，保证供、受体母牛生理状态相同。22、同期发情后，需要对供体母牛注射促性腺激素，促使供体母牛超数排卵。23、早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集（冲卵）提供了可能。24、胚胎移植的意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力25、【胚胎移植．．．．重点流程图请参看详细资料．．．．．．．．．．．．P．10．．】26、胚胎分割后，来自同一胚胎的同卵双胎或多胎具有相同的遗传物质，基因型相同。属于无性繁殖，但对囊胚进行分割时，要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。专题四生态工程生态工程基本原理（识记原理名称）物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理注意：由于篇幅限制，请各位同学到详细资料中复习以下5．个．重点流程图．．．．．：植物组织培养、．．．．．．．植物体细胞杂交技术、核．．．．．．．．．移植技术（克隆）、单克隆抗体技术、胚胎移植技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。．本资料作为考试前选做题快速复习资料！请认真对待！．．．．．．．．．．．．．．．．．．．