生物工程章娟姐

生物工程章娟姐第一頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日克隆羊問題1：克隆羊多利的產(chǎn)生是什么生殖方式？問題2：克隆羊多利的產(chǎn)生是屬于哪一項(xiàng)生物工程技術(shù)？更多資源

第二頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日基因工程細(xì)胞工程發(fā)酵工程酶工程生物工程的概念、特點(diǎn)、內(nèi)容1、概念：也叫生物技術(shù)，是生物科學(xué)與工程技術(shù)有機(jī)結(jié)合而興起的一門綜合性科學(xué)技術(shù)。2、特點(diǎn)：以生物科學(xué)為基礎(chǔ)，運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)原理和工程技術(shù)手段來加工或改造生物材料，如DNA、蛋白質(zhì)、染色體、細(xì)胞等，從而生產(chǎn)工具出人類所需要的生物或生物制品。3、內(nèi)容：第三頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日基因工程概念、特點(diǎn)、應(yīng)用⒈概念：基因工程（也稱遺傳工程）：是指按照人類的愿望，將不同生物的遺傳物質(zhì)在體外人工剪切并和載體重組后轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)增，并表達(dá)產(chǎn)生出所需的蛋白質(zhì)的技術(shù)。⒉特點(diǎn)：基因工程能夠打破種屬的界限，在基因水平上改變生物遺傳性，并通過工程化手段為人類提供有用的產(chǎn)品及服務(wù)。⒊應(yīng)用：如將人的胰島素基因等導(dǎo)入細(xì)菌中，由細(xì)菌生產(chǎn)出人的島素。將一些外源基因?qū)胫参锛?xì)胞，培育出諸如抗蟲棉花等植物新品種。將人的有關(guān)基因轉(zhuǎn)移到動(dòng)物細(xì)胞，得到諸如含有人干擾素的羊奶等。另外在基因診斷、基因治療、基因工程疫苗、器官移植等方面也展現(xiàn)出廣闊的前景。第四頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日DNA人體細(xì)胞DNA質(zhì)粒細(xì)菌細(xì)胞控制產(chǎn)生胰島素的基因片段限制酶限制酶胰島素利用生物工程獲得胰島素12第五頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日第一步：獲取目的基因：基因的直接分離或人工合成。即獲取含有所需要的完整的遺傳信息的DNA片段。目的基因獲取方法①鳥槍法②分子雜交法③反（逆）轉(zhuǎn)錄法④人工合成法基因工程基本步驟目的基因獲取方法第六頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日第二步：目的基因與運(yùn)載體結(jié)合是指將不同來源的DNA重組。一般將目的基因和運(yùn)載體（細(xì)菌的質(zhì)粒、噬菌體等）用相同的限制性內(nèi)切酶切斷，將用適宜的DNA連接酶將其粘性末端連接，形成重組DNA。運(yùn)載體的選擇1能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定的保存

2具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，3具有某些標(biāo)記基因第七頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日通過運(yùn)載體把目的基因帶入某生物體內(nèi)，并使目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)能準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)錄和翻譯。第三步：目的基因的導(dǎo)入和表達(dá)基因工程例1、基因工程方法基因工程在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用前景極為廣闊，它在生產(chǎn)基因藥物、培育特殊的動(dòng)植物品種以及環(huán)境保護(hù)等方面已展示出極大的魅力和其它傳統(tǒng)育種方法所沒有的優(yōu)點(diǎn)。度運(yùn)用有關(guān)原理分析作答⑴在培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植物的基因操作中，所用基因的“剪刀”是

，基因的“針線”是

，基因的“輸工具”是

。⑵與雜交育種、誘變育種相比，通過基因工程的方法來培育動(dòng)植物新品種的主要優(yōu)點(diǎn)是：。DNA限制性內(nèi)切酶DNA連接酶目的基因的運(yùn)載體（質(zhì)粒等）①目的性強(qiáng)②育種周期短③克服遠(yuǎn)緣雜交的障礙第八頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日三、酶工程概念、特點(diǎn)⒈酶工程的概念：酶工程是指在一定的生物容器中，利用酶的生物催化作用，生產(chǎn)出人類所需要產(chǎn)品的技術(shù)。⒉酶工程的特點(diǎn)：酶具有高效性、專一性、多樣性和使用條件溫和性等特點(diǎn)，因此利用酶生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品種類多，能耗低，轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)品純度高，產(chǎn)生的污染物少。第九頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日酶的生產(chǎn)、提取和分離純化酶工程的內(nèi)容制成酶制劑直接利用制成固定化酶后利用用于治療疾病用于加工和生產(chǎn)一些產(chǎn)品用于化驗(yàn)診斷和水質(zhì)監(jiān)控用于生物工程其他分支領(lǐng)域酶制劑生產(chǎn)酶制劑的應(yīng)用應(yīng)用糖尿試紙葡萄糖氧化酶，過氧化氫酶，無色化合物固定化酶膜，變化器酶?jìng)鞲衅鞯谑?yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)酵和發(fā)酵工程的概念⑵發(fā)酵工程：是指采用工程技術(shù)手段，利用生物的某些功能，為人類生產(chǎn)有用的生物產(chǎn)品一種技術(shù)。這里所指的生物，包括來自自然界微生物、基因重組微生物和各種來源的動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞。這里所說的產(chǎn)品，包括利用基因工程菌生產(chǎn)人的胰島素、干擾素等藥品，也包括人們所熟知的利用酵母菌發(fā)酵制造啤酒、果酒，利用乳酸菌發(fā)酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌生產(chǎn)青霉素等第十一頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)酵工程的內(nèi)容1菌種的選育基因工程細(xì)胞工程誘變育種2配置培養(yǎng)基和滅菌3擴(kuò)大培養(yǎng)和接種4發(fā)酵過程5發(fā)酵產(chǎn)物的分離和提取PH溶氧溫度攪拌第十二頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日配置培養(yǎng)基原則及滅菌2營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)協(xié)調(diào)：碳源、氮源、無機(jī)鹽水、生長(zhǎng)因子3PH值適宜1目的明確：自養(yǎng)或是異養(yǎng)滅除一切雜菌：如孢子、芽孢等第十三頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日調(diào)整期：體積增大，合成微生物所需要的各種酶、ATP及細(xì)胞組成成分（初級(jí)代謝產(chǎn)物）對(duì)數(shù)期：細(xì)胞數(shù)目以等比數(shù)列的形式增加，獲得菌種穩(wěn)定期：微生物數(shù)量最多，獲得次級(jí)代謝產(chǎn)物的時(shí)期衰亡期：細(xì)胞出現(xiàn)畸形，多種形態(tài)，開始裂解死亡，釋放代謝產(chǎn)物微生物的生長(zhǎng)第十四頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日細(xì)胞工程概念和類型概念：細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的方法，通過某種工程學(xué)手段，在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平上，按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合技術(shù)科學(xué)。類型：就技術(shù)范圍而言，大致有細(xì)胞融合技術(shù)、細(xì)胞拆合技術(shù)、染色體導(dǎo)入技術(shù)、胚胎移植技術(shù)、和細(xì)胞組織培養(yǎng)技術(shù)等。⑴細(xì)胞融合技術(shù)是指把兩個(gè)不同的細(xì)胞在融合劑的作用下，融合成一個(gè)細(xì)胞的技術(shù)。（如下圖）仙苔病毒、硫酸二乙酯等促融劑融合第十五頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日⑴細(xì)胞拆合技術(shù) 也稱為細(xì)胞核（包括細(xì)胞器）移植技術(shù)，是將細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)用某種方法拆開，然后再把分離的不同細(xì)胞的細(xì)胞核和胞質(zhì)體重新組合成一個(gè)新細(xì)胞。細(xì)胞工程的類型⑶細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) 是將生物體內(nèi)的某一組織分散成單個(gè)細(xì)胞，接種在人工配制的培養(yǎng)基上，然后在適當(dāng)?shù)臈l件下（如一定的光照、溫度和pH值等）進(jìn)行培養(yǎng)技術(shù)。由于單個(gè)細(xì)胞的培養(yǎng)難度大一些，目前多采用組織培養(yǎng)技術(shù)。如通過植物胚胎或器官（根尖、莖尖、花藥等）的離體培養(yǎng)，生成新植株（試管苗）。從而快速、大量繁殖一些有價(jià)值的植物。第十六頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日細(xì)胞工程的應(yīng)用１、單克隆抗體將免疫Ｂ淋巴與骨髓瘤細(xì)胞融合在一起，形成雜交瘤細(xì)胞。這種細(xì)胞既能夠像腫瘤細(xì)胞那樣長(zhǎng)期進(jìn)行無性繁殖，又能像Ｂ淋巴細(xì)胞那樣分泌抗體。而且由于這種抗體可以是由單一的無性繁殖細(xì)胞系的細(xì)胞產(chǎn)生的，故又可以稱單克隆抗體。２、植物組織培養(yǎng)是指將植物的器官、組織或細(xì)胞從植物體上取出，在一定的容器里供給適當(dāng)?shù)臓I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，使它們得到分化、發(fā)育和生長(zhǎng)的培養(yǎng)技術(shù)。該技術(shù)的基本原理是植物細(xì)胞的全能性。珊已得到廣泛的應(yīng)用。如繁殖名貴優(yōu)良的農(nóng)作物品種，培養(yǎng)脫毒苗等。第十七頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日細(xì)胞工程的應(yīng)用３、試管嬰兒是指將精子和卵子從人體內(nèi)取出來，在人工提供的生活條件下（通常是試管內(nèi)）進(jìn)行受精，并讓其發(fā)育到一定的階段形成早期胚胎，再將其移植到“代理母親”的子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，直至誕生。４、克隆動(dòng)物克隆即無性繁殖系，是指從一個(gè)共同的祖先，通過無性繁殖的方法產(chǎn)生出來的一群遺傳特性相同的ＤＮＡ分子、細(xì)胞或個(gè)體。克隆動(dòng)物一般是指通過無性繁殖形成動(dòng)物后代。如1997年英國(guó)生物學(xué)家首次用成年羊的（乳腺細(xì)胞）體細(xì)胞，成功地克隆出一只小母羊“多莉”。（如下圖）第十八頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日多莉羊的培育過程1、誰是“多莉”的母親？2、“多莉羊”是雄還是雌？3、是否符合孟德爾遺傳？問題卵細(xì)胞C母綿羊子宮Ａ母綿羊Ｂ母綿羊乳腺細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核細(xì)胞核移植胚胎移植早期胚胎多莉羊分娩卵裂融合后的卵細(xì)胞細(xì)胞拆合技術(shù)妊娠第十九頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日多莉羊誕生的意義：

多莉羊在在技術(shù)上的突破之處在于供核細(xì)胞不是胚胎細(xì)胞，而是已分化的體細(xì)胞。這說明已經(jīng)分化的動(dòng)物體細(xì)胞核，仍然具有全能性，在合適的條件下，就可以發(fā)育成新的個(gè)體。 克隆技術(shù)在繁育優(yōu)良家畜、治療人類遺傳病、搶救瀕危物種和保護(hù)生物多樣性等方面有廣闊的應(yīng)用前景。克隆的意義與應(yīng)用第二十頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日細(xì)胞工程應(yīng)用例1、多莉⑴寫出ａ、ｂ所指的細(xì)胞工程各稱：ａｂ。⑵實(shí)施細(xì)胞工程ａ時(shí)，所需的受體細(xì)胞大多采用動(dòng)物卵細(xì)胞的原因是：。⑶多莉面部的毛色是

，判斷依據(jù)：

。⑷繼植物組織培養(yǎng)之后，克隆綿羊培育成功，證明動(dòng)物細(xì)胞也具有

。⑸請(qǐng)舉例說明克隆綿羊培育成功的實(shí)際意義：。（1999上海高考）世界上第一只克隆綿羊“多莉”的培育等程序如圖所示。請(qǐng)仔細(xì)看圖后回答問題：黑面綿羊去核卵細(xì)胞白面綿羊卵腺細(xì)胞核重組細(xì)胞早期胚胎另一頭母綿羊子宮克隆綿羊多莉ab電脈沖處理妊娠、出生第二十一頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日細(xì)胞工程應(yīng)用例1、多莉羊答案1⑴細(xì)胞核移植、胚胎移植第二十二頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日細(xì)胞工程應(yīng)用例1、多莉羊答案2⑵有利于細(xì)胞融合；卵細(xì)胞體積大，易操作，最主要的是卵細(xì)胞中具有啟動(dòng)核基因表達(dá)的信息蛋白質(zhì)分子，能夠使已經(jīng)高度分化的細(xì)胞核脫分化。第二十三頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日細(xì)胞工程應(yīng)用例1、多莉羊答案3⑶白色