生物選修(xiu)3雖然(ran)并(bing)不(bu)是主要的書本之一,但當(dang)中的知(zhi)識(shi)點(dian)也會有經常(chang)考到的,下(xia)面生物選修(xiu)3知(zhi)識(shi)點(dian)總結(jie)是小編(bian)想跟大(da)家分享(xiang)的,歡迎大(da)家瀏覽。
生物選修3知識點總結
專題1 基因工程
1.1 DNA重組技術的基本工具
1.基(ji)(ji)因工程是(shi)在 DNA分子 水平上進行設計施(shi)工的,因此又(you)叫做 DNA重(zhong)組 技(ji)術(shu)(shu),這種技(ji)術(shu)(shu)是(shi)在生(sheng)(sheng)物體外(wai),通過(guo)體外(wai) DNA重(zhong)組 和 轉基(ji)(ji)因 等技(ji)術(shu)(shu),賦(fu)予生(sheng)(sheng)物新(xin)的遺傳特性。
2.基(ji)因操(cao)作的工具(ju)包括基(ji)因的“剪刀(dao)”―― 限制性核酸內切酶(mei) ;基(ji)因的“針線”――DNA連接(jie)酶(mei) ;基(ji)因的“運(yun)輸(shu)工具(ju)”―― 運(yun)載體 。
3.限制酶(mei)主要來(lai)源于 原核(he)生物 。限制酶(mei)的(de)作(zuo)用特(te)點(dian)是能(neng)夠識別DNA中 某(mou)種特(te)定(ding)的(de)核(he)苷(gan)酸(suan)(suan)序(xu)列 ,切開兩個 核(he)苷(gan)酸(suan)(suan) 之(zhi)間的(de) 磷(lin)酸(suan)(suan)二(er)酯鍵 。限制酶(mei)切割產生的(de)DNA片(pian)段末端(duan)通(tong)常有兩種形式: 黏性末端(duan) 和 平末端(duan) 。
4.DNA連(lian)接(jie)酶(mei)(mei)的(de)作用是(shi) 將雙鏈DNA片(pian)段連(lian)接(jie)起來 ,恢復(fu)被限(xian)制酶(mei)(mei)切開的(de)兩個(ge)核苷酸之間的(de) 磷(lin)酸二(er)脂鍵(jian) 。根(gen)據酶(mei)(mei)的(de)來源(yuan)不同,可(ke)以將這些酶(mei)(mei)分(fen)為兩類: T4DNA連(lian)接(jie)酶(mei)(mei)和 E.coliDNA連(lian)接(jie)酶(mei)(mei) 。
5.目前(qian)基因工程(cheng)中經常(chang)使用(yong)的運載體有 質粒 、 動植物(wu)病(bing)毒 和 λ噬菌體的衍(yan)生物(wu) 。
6.質粒是(shi)一種 裸露(lu)的 、 結構簡單 、獨立(li)于(yu) 細菌染色體 之外,并具(ju)有 自我(wo)復(fu)制 能力的 雙鏈(lian)環狀 DNA分子。
7.作(zuo)為基因(yin)進(jin)入細胞(bao)的(de)載體,必(bi)須具備的(de)條件(jian)是 能在宿主細胞(bao)中復制并穩(wen)定保存 、具有(you)(you)一至多個限制酶切點 、 具有(you)(you)某(mou)些(xie)標(biao)記基因(yin) 、 對宿主的(de)生(sheng)存沒有(you)(you)決(jue)定性(xing)的(de)作(zuo)用。
1.2 基因工(gong)程的基本操作程序
1.基(ji)因(yin)工(gong)程的(de)基(ji)本操(cao)作程序主要包(bao)括四個步驟: 目的(de)基(ji)因(yin)的(de)獲取 、 基(ji)因(yin)表達載體的(de)構建 、 將目的(de)基(ji)因(yin)導入受體細胞(bao) 、 目的(de)基(ji)因(yin)的(de)檢測與鑒(jian)定(ding) 。
2.目的基因(yin)(yin)(yin)主要是指 編碼蛋(dan)白質(zhi)的結(jie)構(gou)基因(yin)(yin)(yin) ,也可以是一些 具有(you)調(diao)控(kong)作用的因(yin)(yin)(yin)子。獲(huo)取(qu)目的基因(yin)(yin)(yin)的途徑有(you) 從基因(yin)(yin)(yin)文庫中(zhong)獲(huo)取(qu)?、 利用PCR技術(shu)擴增獲(huo)得 、 直接人工合(he)成 。
3.PCR是利用(yong) DNA雙鏈(lian)復(fu)制 的原理,將(jiang)基因(yin)的核苷酸序(xu)列加以(yi)復(fu)制,使其(qi)數目呈 指數 方式增加。需要(yao)的前提是 要(yao)有一段已知目的基因(yin)的核苷酸序(xu)列 ,擴增的過(guo)程是:目的基因(yin)DNA受熱變性后解鏈(lian)為單鏈(lian), 引物與單鏈(lian) 相應互補序(xu)列結合(he),然后在 DNA聚(ju)合(he)酶 的作用(yong)下(xia)進行延伸(shen),如此重復(fu)循環多次。
4.基因工程的(de)核心是 基因表(biao)達載體的(de)構建 ,其(qi)目(mu)(mu)的(de)是 使目(mu)(mu)的(de)基因在(zai)受體細胞中穩定存在(zai),并可(ke)以遺傳給下一代,同時,使目(mu)(mu)的(de)基因能夠(gou)表(biao)達和發揮作用 。
5.一個基(ji)因(yin)表達載體的(de)組成有: 目的(de)基(ji)因(yin) 、 啟動子 、 終止子 和(he) 標記基(ji)因(yin) 。
6.將目的(de)(de)(de)(de)基(ji)(ji)因導入(ru)(ru)植(zhi)物(wu)細(xi)胞的(de)(de)(de)(de)方法(fa)(fa)(fa)有(you) 農(nong)桿菌轉(zhuan)化法(fa)(fa)(fa) 、 基(ji)(ji)因槍(qiang)法(fa)(fa)(fa) 和 花粉管通道法(fa)(fa)(fa) 。采(cai)用最(zui)多的(de)(de)(de)(de)方法(fa)(fa)(fa)是 農(nong)桿菌轉(zhuan)化法(fa)(fa)(fa) ,通過農(nong)桿菌的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)化作用,就可以使 目的(de)(de)(de)(de)基(ji)(ji)因 進(jin)入(ru)(ru)植(zhi)物(wu)細(xi)胞,并將其插(cha)入(ru)(ru)到植(zhi)物(wu)細(xi)胞中的(de)(de)(de)(de) 染色體(ti)DNA上,使 目的(de)(de)(de)(de)基(ji)(ji)因 的(de)(de)(de)(de)遺傳(chuan)性狀得(de)以穩定維(wei)持(chi)和表達(da)。
7.基(ji)因(yin)工(gong)程選取原(yuan)核生物作為受體細胞(bao)的原(yuan)因(yin)是(shi)由于其具有其他生物沒有的一些特點,如 繁殖(zhi)快 、 多為單細胞(bao) 、 遺(yi)傳(chuan)物質相對較少 等
8.大腸桿菌(jun)常用的(de)轉化方法(fa)是:先用 Ca2+ 處理(li)細胞(bao),再將 載體DNA分(fen)子溶于緩沖液中 與此種細胞(bao)混合,在一定的(de)溫度(du)下促進感受(shou)態細胞(bao)吸收DNA分(fen)子,完(wan)成轉化過程。
9.檢(jian)測(ce)目(mu)(mu)的(de)基(ji)因(yin)(yin)是否成(cheng)(cheng)功插入到(dao)轉(zhuan)基(ji)因(yin)(yin)生(sheng)物(wu)(wu)的(de)染色體(ti)(ti)(ti)上的(de)方法是采(cai)用(yong)(yong) DNA分子(zi)雜交(jiao)技術 ,此方法使用(yong)(yong)的(de)探針是 同位素標(biao)記的(de)含有目(mu)(mu)的(de)基(ji)因(yin)(yin)的(de)DNA片段(duan) ,與檢(jian)測(ce)目(mu)(mu)的(de)基(ji)因(yin)(yin)是否轉(zhuan)錄出mRNA所用(yong)(yong)的(de)探針 一樣(yang) 。檢(jian)測(ce)目(mu)(mu)的(de)基(ji)因(yin)(yin)是否翻譯成(cheng)(cheng)蛋(dan)白質(zhi),檢(jian)測(ce)方法是從轉(zhuan)基(ji)因(yin)(yin)生(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)內提取蛋(dan)白質(zhi),用(yong)(yong)相應的(de) 抗體(ti)(ti)(ti) 進行(xing) 抗原-抗體(ti)(ti)(ti) 雜交(jiao),若有 雜交(jiao)帶出現(xian),表明目(mu)(mu)的(de)基(ji)因(yin)(yin)已(yi)形成(cheng)(cheng)蛋(dan)白質(zhi)產品。除了上述的(de)分子(zi)檢(jian)測(ce)外,有時還(huan)需(xu)要進行(xing) 個體(ti)(ti)(ti)生(sheng)物(wu)(wu)學水(shui)平 的(de)鑒定,如對抗蟲植物(wu)(wu)做抗蟲的(de)接(jie)種實驗。
1.3 基因工程的應用
1.植物(wu)(wu)基因(yin)工程技術主要(yao)用于提高農(nong)作物(wu)(wu)的 抗逆 能力(li),以及改(gai)良農(nong)作物(wu)(wu)的 品質 和利用植物(wu)(wu)生(sheng)產(chan) 藥物(wu)(wu) 等方面(mian)。
2.抗病轉(zhuan)基(ji)因(yin)植(zhi)物(wu)所采用(yong)(yong)的(de)基(ji)因(yin),使(shi)用(yong)(yong)最多的(de)是 病毒(du)外殼蛋白(bai)基(ji)因(yin) 和 病毒(du)的(de)復制基(ji)因(yin) ;抗真菌(jun)轉(zhuan)基(ji)因(yin)植(zhi)物(wu)中可使(shi)用(yong)(yong)的(de)基(ji)因(yin)有 幾(ji)丁質酶基(ji)因(yin) 和 抗毒(du)素合成基(ji)因(yin) 。
3.在培育抗逆轉(zhuan)基(ji)因植(zhi)物(wu)中,使用 調節細胞滲透壓的基(ji)因 來(lai)提(ti)(ti)高農作(zuo)物(wu)的抗鹽堿和抗干旱的能力;將魚的 抗凍(dong)蛋白 基(ji)因導(dao)入(ru)煙草和番茄,提(ti)(ti)高它們的耐寒能力;將 抗除(chu)草劑 基(ji)因導(dao)入(ru)作(zuo)物(wu),使作(zuo)物(wu)抗除(chu)草劑。
4.在利用轉基因(yin)改良植物的品質方面,我國科學家將(jiang) 富含賴(lai)氨(an)酸(suan)的蛋白質編碼基因(yin) 導入玉米,獲(huo)得的轉基因(yin)玉米中(zhong)賴(lai)氨(an)酸(suan)的含量(liang)比對照(zhao)提高30%。
5.動物基(ji)因(yin)工程從誕生那天起,就在 動物品種(zhong)改良 、 建立生物反(fan)應器 、 器官移植(zhi) 等很(hen)方面顯(xian)示了(le)廣(guang)闊的(de)前景。
6.乳(ru)腺(xian)生(sheng)物反應器的操作過(guo)程為:將(jiang) 藥用蛋白 基因與 乳(ru)腺(xian)蛋白基因的啟(qi)動(dong)子 等(deng)調控組件重組在一(yi)起,通過(guo) 顯微注射 等(deng)方法,導(dao)入哺乳(ru)動(dong)物的 受精卵 中,然后,將(jiang) 受精卵 送入母(mu)體內(nei),使(shi)其生(sheng)長發育(yu)成轉基因動(dong)物。
7.為解決器官(guan)移植中的(de)(de)免疫排(pai)斥(chi)反應(ying),科學(xue)家正在想辦法(fa)對豬的(de)(de)器官(guan)進行改造,采用(yong)的(de)(de)方法(fa)是 將器官(guan)供體基因(yin)組導入某種調(diao)節因(yin)子,以抑制抗原(yuan)決定基因(yin)的(de)(de)表達 或 設法(fa)除去(qu)抗原(yuan)決定基因(yin),結合克隆技(ji)術(shu),培(pei)育出沒有免疫排(pai)斥(chi)反應(ying)的(de)(de)轉基因(yin)克隆豬器官(guan) 。
8.基(ji)(ji)因(yin)治療是把 正(zheng)常基(ji)(ji)因(yin) 導(dao)入病人體內使(shi) 該(gai)基(ji)(ji)因(yin)的(de)表(biao)達(da)產物 發揮作用,從而達(da)到治療疾病的(de)目(mu)的(de)。其方法可以分為 體外基(ji)(ji)因(yin)治療 和 體內基(ji)(ji)因(yin)治療 。
1.4 蛋白(bai)質工(gong)程的崛起
1.蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)質工(gong)程(cheng)(cheng)是指以(yi) 蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)質分子的(de)(de)(de)結構規律 及其與 生(sheng)物功(gong)能 的(de)(de)(de)關系作為基礎,通(tong)過 基因修飾 或(huo) 基因合成 ,對現有蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)質進行 改造 ,或(huo)制(zhi)造一種 新的(de)(de)(de)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)質 ,以(yi)滿(man)足(zu)人們生(sheng)產和生(sheng)活的(de)(de)(de)需求。與基因工(gong)程(cheng)(cheng)合成的(de)(de)(de)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)質的(de)(de)(de)主要區別是 基因工(gong)程(cheng)(cheng)只能合成自然(ran)界已存在(zai)的(de)(de)(de)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)質,而蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)質工(gong)程(cheng)(cheng)可(ke)合成一些自然(ran)界中(zhong)原本(ben)不存在(zai)的(de)(de)(de)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)質 。
2.玉米中賴氨(an)酸(suan)含量(liang)較低,原因是賴氨(an)酸(suan)合成過程(cheng)中兩種酶――天(tian)冬氨(an)酶激酶和二氫(qing)吡啶二羧酶合成酶的(de)活(huo)性(xing)(xing)受細(xi)胞(bao)內 賴氨(an)酸(suan)濃度 的(de)影(ying)響,當 賴氨(an)酸(suan)達到一定量(liang) 時會抑制(zhi)這(zhe)兩種酶活(huo)性(xing)(xing)。
3.蛋白質工程的(de)基(ji)(ji)本途徑中 預(yu)期蛋白質功(gong)能 → 設計蛋白質結構(gou) → 推測氨(an)基(ji)(ji)酸序列(lie)(lie) → 找(zhao)出對應的(de)脫氧核苷酸序列(lie)(lie) 。
專題2 細胞工程
2.1 植物細胞工程
2.1.1 植(zhi)物(wu)細胞工程的基本(ben)技(ji)術
1.植物的花瓣(ban)屬于 高度分化 的組織,利用它來培育出新(xin)的植株,首選(xuan)要經(jing)過 激(ji)素的誘導,使其 脫(tuo)分化 成為具有分生能力的薄(bo)壁細胞,進而形成 愈(yu)傷 組織。再(zai)經(jing)過一定的條件(jian)培養,又可以 再(zai)分化 出根和芽,形成完整(zheng)的小植株。
2.每(mei)(mei)個(ge)植(zhi)物都(dou)具有(you)全能(neng)性(xing)的(de)特點,原因是 每(mei)(mei)個(ge)細胞中都(dou)具有(you)某種生物的(de)全部遺傳信息。
3.在植(zhi)(zhi)物(wu)的生(sheng)長發育過程中(zhong),細胞(bao)并不(bu)會表現出全(quan)能性(xing),而(er)是分(fen)化成各(ge)種(zhong) 組織(zhi)和器官 ,原(yuan)因(yin)是 細胞(bao)中(zhong)的基因(yin)會選擇(ze)性(xing)表達出各(ge)種(zhong)蛋白質(zhi) ,從而(er)構成植(zhi)(zhi)物(wu)的不(bu)同組織(zhi)和器官。
4.植物的組織(zhi)培(pei)養(yang)就是在 無菌 和人(ren)工控制(zhi)的條件(jian)下(xia),將(jiang) 離體 的植物器官、組織(zhi)、細胞,培(pei)養(yang)在人(ren)工配(pei)置的培(pei)養(yang)基上給予適(shi)宜的培(pei)養(yang)條件(jian),誘(you)導其產生 愈傷(shang)組織(zhi) 、叢芽,最終形(xing)成完整的植株。
5.植(zhi)物(wu)組織(zhi)培養(yang)全過程(cheng),證明了(le) 分化的植(zhi)物(wu)細胞仍(reng)具有形(xing)成完整的植(zhi)物(wu)所(suo)需要(yao)的全部(bu)基因 。
6.番(fan)茄和馬鈴薯不能進行傳(chuan)統(tong)的雜交,原因(yin)是(shi)它們(men)(men)是(shi)兩個不同的 物種 ,因(yin)此(ci)它們(men)(men)之間想想著天然的 生(sheng)殖隔離 ,但(dan)是(shi),如(ru)果采用 體細(xi)胞雜交 的方法,就能得到“番(fan)茄-馬鈴薯”雜種植(zhi)株,這各方法成功(gong)的關鍵是(shi):
① 利(li)用纖維(wei)素酶和果(guo)膠酶除去細(xi)胞壁(bi)獲得具有(you)活力(li)的(de)原(yuan)生(sheng)質(zhi)(zhi)體(ti) ;② 原(yuan)生(sheng)質(zhi)(zhi)體(ti)融(rong)合 。
成功(gong)的標志是 融(rong)合后的雜種細(xi)胞(bao)(bao)再生細(xi)胞(bao)(bao)壁 。
7.進行(xing)原生(sheng)質(zhi)體間(jian)的(de)融(rong)合,必須要借助(zhu)一(yi)定的(de)技(ji)術手段(duan)進行(xing)人工誘(you)導。人工誘(you)導的(de)方法(fa)基本可以(yi)分(fen)為兩大類――物(wu)理法(fa)和化(hua)學(xue)(xue)法(fa),物(wu)理法(fa)包括 離心 、 振動(dong) 、 電(dian)激 等;化(hua)學(xue)(xue)法(fa)一(yi)般使(shi)用(yong) 聚乙二(er)醇(chun)(PEG) 作為誘(you)導劑來誘(you)導細胞融(rong)合。
8.植(zhi)物體(ti)(ti)細(xi)胞(bao)雜(za)交就是將(jiang)不同(tong)種(zhong)的(de)植(zhi)物體(ti)(ti)細(xi)胞(bao),在一定的(de)條件下(xia)融合(he)成 雜(za)種(zhong)細(xi)胞(bao) ,并將(jiang)其培育成 新的(de)植(zhi)物體(ti)(ti)的(de)技術 。植(zhi)物體(ti)(ti)細(xi)胞(bao)融合(he)引起的(de)變異(yi)屬(shu)于 染色體(ti)(ti)變異(yi) 。
9.植物(wu)(wu)細(xi)胞工程常(chang)采(cai)用的(de)技術手段有(you) 植物(wu)(wu)組(zu)織(zhi)培養(yang)技術 和(he) 植物(wu)(wu)體細(xi)胞雜交技術 等。
2.1.2 植物細(xi)胞工(gong)程的(de)實際應用
1.植物的微型繁殖(zhi)技術又稱 快速(su)繁殖(zhi)技術 ,其意義是① 可(ke)以保持(chi)優(you)良品種(zhong)的遺傳性(xing)狀 ;② 高效快速(su)地實現大量繁殖(zhi) 。
2.植物長期進行 營養 生殖,病(bing)(bing)毒(du)會(hui)(hui)在作(zuo)物體內(nei)逐年(nian)積累,結果導致(zhi)作(zuo)物產量降低(di)、品質變差。如果用(yong) 分生區(莖尖) 作(zuo)為組織培(pei)養的材料,就會(hui)(hui)培(pei)育出無(wu)病(bing)(bing)毒(du)的脫(tuo)毒(du)苗,用(yong)脫(tuo)毒(du)苗進行快速繁殖,種植的作(zuo)物就不(bu)會(hui)(hui)或極少感染病(bing)(bing)毒(du)。
3.所謂人工種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子,就(jiu)是以 植(zhi)物組(zu)織培養 得(de)到的(de)胚狀體(ti)、不定芽、頂芽和(he)腋芽等(deng)為材料,經(jing)過 人工薄膜(mo)(mo) 包裝得(de)到種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子,人工種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子在適宜的(de)條件下同(tong)樣能夠萌發長成(cheng)幼(you)苗。人工種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子由(you) 人工種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)皮(pi)(pi) 、膠質和(he) 胚狀體(ti) 三部分(fen)組(zu)成(cheng),其中的(de)膠質相(xiang)當于單子葉(xie)植(zhi)物種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子的(de) 胚乳 或雙子葉(xie)植(zhi)物種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子的(de) 子葉(xie) 。人工種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)皮(pi)(pi)的(de)制備(bei)是 生(sheng)物膜(mo)(mo) 結構和(he)功能的(de)研究深入(ru)到分(fen)子水平的(de)體(ti)現。
4.通過花藥培養(yang)獲得(de) 單(dan)倍體(ti) ,再經過人工誘導(dao)使 染(ran)色體(ti) 加(jia)倍,即可得(de)到穩定遺(yi)傳(chuan)的(de)優(you)良品種。這項技術稱為 單(dan)倍體(ti)育種 ,其優(you)點是 明顯縮短(duan)育種年限 。該技術所依據的(de)遺(yi)傳(chuan)學原理是 染(ran)色體(ti)變異 。
5.在植物的(de)組織培(pei)(pei)養(yang)過程中,由于培(pei)(pei)養(yang)的(de)細胞一(yi)直(zhi)處于 不斷分生(sheng) 狀(zhuang)態,因此容易(yi)受(shou)到培(pei)(pei)養(yang)條件和外界壓力的(de)影響而產(chan)生(sheng) 突變 ,從這些生(sheng)產(chan)突變的(de)個體(ti)中可以篩選出對人們(men)有(you)用的(de)突變體(ti),進而培(pei)(pei)育成新品種。
6.植(zhi)物組織培養技術除(chu)了在(zai)農業上的應用外,還廣泛應用于細(xi)胞產物的工廠(chang)化生產等領域(yu),可獲(huo)得 蛋白質 、 脂肪 、 糖類 、 藥(yao)物 、 香料 、生物堿等細(xi)胞產物。
2.2 動物(wu)細胞(bao)工(gong)程
2.2.1 動物細胞培養和核(he)移(yi)植技(ji)術
1.動物(wu)(wu)細(xi)胞(bao)工(gong)程常(chang)用的技術手(shou)段有(you) 動物(wu)(wu)細(xi)胞(bao)培養 、 動物(wu)(wu)細(xi)胞(bao)核(he)移植(zhi) 、 動物(wu)(wu)細(xi)胞(bao)融合 、 生(sheng)產單克隆抗體(ti) 等(deng),其中 動物(wu)(wu)細(xi)胞(bao)培養技術 是其他動物(wu)(wu)細(xi)胞(bao)工(gong)程技術的基礎。
2.將從(cong)健(jian)康的(de)動(dong)物(wu)體內(nei)取出(chu)的(de)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)塊剪碎,加入 胰(yi)蛋白酶(mei) 或 膠原蛋白酶(mei) 處理一(yi)段時間后,組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)塊就(jiu)會(hui)分散成(cheng)單個(ge)細胞(bao)。對動(dong)物(wu)細胞(bao)進行培(pei)(pei)(pei)養時,要求培(pei)(pei)(pei)養皿(min)或培(pei)(pei)(pei)養瓶(ping)內(nei)表(biao)面 光(guang)滑、無毒、易于(yu)貼附 ;當貼壁細胞(bao)分裂生(sheng)長到表(biao)面相互(hu)接觸時,細胞(bao)就(jiu)會(hui) 停(ting)止(zhi)分裂增(zeng)殖 ,這種現(xian)象稱為(wei)細胞(bao)的(de) 接觸抑制 。人們通常(chang)將動(dong)物(wu)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)消化后的(de)初次培(pei)(pei)(pei)養稱為(wei) 原代培(pei)(pei)(pei)養 。
3.貼滿(man)瓶壁的(de)細(xi)胞(bao)需要重新(xin)用 胰蛋白酶 處理(li),然后分瓶繼續(xu)培養,讓細(xi)胞(bao)繼續(xu)增殖,這樣的(de)培養稱為 傳(chuan)代培養 。細(xi)胞(bao)傳(chuan)代至10代~50代左右時(shi),增殖會逐漸減慢,以至于完全停止,但少部分細(xi)胞(bao)會克(ke)服壽命的(de)極限,獲得不死性,這些細(xi)胞(bao)已經發(fa)生了突變,正(zheng)在朝著(zhu)等同于癌(ai)細(xi)胞(bao)的(de)方(fang)向(xiang)發(fa)展。
4.動(dong)物(wu)細胞培養(yang)的條件包括(kuo) 無(wu)菌、無(wu)毒的環境(jing) , 營養(yang) , 溫度和(he)pH, 氣(qi)體環境(jing) 。
5.動物核移(yi)植是將(jiang)動物的(de)(de)一個(ge)細(xi)胞(bao)(bao)的(de)(de) 細(xi)胞(bao)(bao)核 移(yi)入一個(ge)已(yi)經(jing)去(qu)掉(diao) 細(xi)胞(bao)(bao)核 的(de)(de) 卵(luan)母細(xi)胞(bao)(bao) 中,使(shi)其(qi)重組并發(fa)育成一個(ge)新(xin)的(de)(de) 胚胎 ,這個(ge)胚胎最(zui)終發(fa)育成為動物個(ge)體。
6.用(yong)(yong)于核(he)移植(zhi)的(de)(de)供(gong)體(ti)細(xi)(xi)(xi)胞一(yi)般都選用(yong)(yong)傳(chuan)代 10代 以內的(de)(de)細(xi)(xi)(xi)胞,因(yin)為這樣(yang)的(de)(de)細(xi)(xi)(xi)胞能(neng)保(bao)持正(zheng)常的(de)(de)二倍體(ti)核(he)型(xing)。通過細(xi)(xi)(xi)胞核(he)移植(zhi)方法生(sheng)產的(de)(de)克隆動物(wu),并(bing)不是對核(he)供(gong)體(ti)動物(wu)100%的(de)(de)復(fu)制,因(yin)為生(sheng)物(wu)的(de)(de)性(xing)狀除受 細(xi)(xi)(xi)胞核(he)基因(yin) 控制以外(wai),還受 細(xi)(xi)(xi)胞質基因(yin) 和 外(wai)界環境 的(de)(de)影響。
7.體細胞核移植技術的應用前景(jing)有: 促進優(you)良畜群繁育 ; 保護瀕危動物 ; 克(ke)隆人的細胞、組(zu)織、器官,進行器官移植 等。
2.2.2 動物細胞(bao)融合與(yu)單克隆抗體(ti)
1.動物細(xi)胞融(rong)合常用的(de)誘導因素有(you) 聚(ju)乙二(er)醇(chun)(PEG) 、 滅活病毒(du) 、 電激 等。細(xi)胞融(rong)合技(ji)術的(de)優點是 突(tu)破(po)了(le)有(you)性雜交方法的(de)局限(xian),使遠緣(yuan)雜交成(cheng)為可能 。
2.制備(bei)單(dan)克隆(long)抗體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)技術流(liu)程是(shi):用羊(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)紅細(xi)(xi)(xi)胞(bao)對小(xiao)鼠進行(xing)注(zhu)射,使(shi)小(xiao)鼠產(chan)生 免疫 反(fan)應(ying)。然(ran)后(hou),把 相(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)B淋巴(ba) 細(xi)(xi)(xi)胞(bao)和 骨(gu)髓瘤(liu) 細(xi)(xi)(xi)胞(bao)融(rong)(rong)合(he),再(zai)用 特定的(de)(de)(de)(de)(de)選(xuan)(xuan)擇性培(pei)(pei)養(yang)基 進行(xing)篩(shai)選(xuan)(xuan),在該培(pei)(pei)養(yang)基上, 未(wei)融(rong)(rong)合(he)的(de)(de)(de)(de)(de)親本 細(xi)(xi)(xi)胞(bao)和 融(rong)(rong)合(he)的(de)(de)(de)(de)(de)具(ju)有同一(yi)(yi)種核的(de)(de)(de)(de)(de) 細(xi)(xi)(xi)胞(bao)都會死(si)亡,只有 融(rong)(rong)合(he)的(de)(de)(de)(de)(de)雜(za)種 細(xi)(xi)(xi)胞(bao)才能(neng)(neng)生長(chang)。這種雜(za)種細(xi)(xi)(xi)胞(bao)的(de)(de)(de)(de)(de)特點(dian)是(shi)既能(neng)(neng) 迅速大量繁殖 又能(neng)(neng) 產(chan)生專一(yi)(yi)性的(de)(de)(de)(de)(de)抗體(ti) 。對上述經(jing)選(xuan)(xuan)擇性培(pei)(pei)養(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)雜(za)交瘤(liu)細(xi)(xi)(xi)胞(bao),還需進行(xing) 克隆(long)化培(pei)(pei)養(yang) 和 抗體(ti)檢測 ,經(jing)過(guo)多次篩(shai)選(xuan)(xuan),就(jiu)可獲得足(zu)夠數(shu)量的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)分泌所需抗體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)。最后(hou),將(jiang)雜(za)交瘤(liu)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)在 體(ti)外 條件下做大規模培(pei)(pei)養(yang),或注(zhu)射到小(xiao)鼠的(de)(de)(de)(de)(de) 腹腔 內增(zeng)殖,這樣,從 細(xi)(xi)(xi)胞(bao)培(pei)(pei)養(yang)液 或 小(xiao)鼠腹腔 中,就(jiu)可以提取大量的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)克隆(long)抗體(ti)了。
3.單克隆抗體最(zui)主要的(de)優(you)點是 特(te)異性強(qiang) 、 靈敏度(du)高 和 可大量(liang)制(zhi)備 。
4.如果(guo)把抗癌(ai)(ai)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)的單克隆(long)抗體(ti)跟 放射性(xing)同位(wei)素(su) 、 化學(xue)藥物(wu) 或 細(xi)(xi)(xi)胞(bao)毒(du)素(su) 相(xiang)結合,制成“生物(wu)導(dao)彈(dan)”注入體(ti)內,借助單克隆(long)抗體(ti)的導(dao)向作用,能將藥物(wu)定向帶到癌(ai)(ai)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)所在(zai)位(wei)置,在(zai)原位(wei)殺死癌(ai)(ai)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)。這(zhe)樣既不損傷正常細(xi)(xi)(xi)胞(bao),又減少了用藥劑量。
專題3 胚胎工程
3.1 體內(nei)受精和早(zao)期胚胎發育
1.胚胎(tai)(tai)(tai)(tai)工程是指對動物 早期(qi)胚胎(tai)(tai)(tai)(tai) 或 配子 所進行的多種顯微操作和(he)處(chu)理(li)技術,如 胚胎(tai)(tai)(tai)(tai)移(yi)植(zhi) 、 體外(wai)受(shou)精 、 胚胎(tai)(tai)(tai)(tai)分(fen)割 、 胚胎(tai)(tai)(tai)(tai)干(gan)細胞培養 等(deng)技術。
2.哺乳動物精子(zi)的發生(sheng)是在雄性動物的 睪丸(wan) 內完成的。
3.哺乳動物(wu)的(de)成(cheng)熟精(jing)子(zi)分為(wei) 頭 、 頸(jing) 和(he) 尾(wei) 三部(bu)分。其(qi)中 頭部(bu) 主要由一(yi)個細胞(bao)核構成(cheng), 高(gao)爾基(ji)體(ti)(ti) 發育成(cheng)頂(ding)體(ti)(ti), 中心(xin)體(ti)(ti) 演變成(cheng)尾(wei), 線(xian)粒體(ti)(ti) 聚(ju)集在(zai)尾(wei)的(de)基(ji)部(bu)形成(cheng)鞘膜,細胞(bao)內的(de)其(qi)他(ta)物(wu)質(zhi)濃縮為(wei)球(qiu)狀(zhuang),叫(jiao)做 原生(sheng)質(zhi)滴 。
4.哺乳動(dong)物(wu)卵(luan)(luan)(luan)子(zi)(zi)的(de)發生(sheng)是(shi)在雌性動(dong)物(wu)的(de) 卵(luan)(luan)(luan)巢(chao) 內完(wan)成(cheng)的(de)。卵(luan)(luan)(luan)母細(xi)胞的(de)減(jian)數第一次(ci)分(fen)裂(lie)(lie)是(shi)在雌性動(dong)物(wu) 排卵(luan)(luan)(luan) 前后完(wan)成(cheng)的(de),其結果是(shi)產生(sheng)一個 次(ci)級(ji)卵(luan)(luan)(luan)母細(xi)胞 和(he) 第一極(ji)體(ti) ,進入 輸(shu)卵(luan)(luan)(luan)管 ,準備(bei)與精子(zi)(zi)受精。減(jian)數第二次(ci)分(fen)裂(lie)(lie)是(shi)在 精子(zi)(zi)和(he)卵(luan)(luan)(luan)子(zi)(zi)結合 的(de)過(guo)程中完(wan)成(cheng)的(de),次(ci)級(ji)卵(luan)(luan)(luan)母細(xi)胞經(jing)分(fen)裂(lie)(lie)產生(sheng)一個 成(cheng)熟的(de)卵(luan)(luan)(luan)子(zi)(zi) 和(he) 第二極(ji)體(ti) 。在卵(luan)(luan)(luan)黃膜和(he)透明帶的(de)間(jian)隙可以(yi)觀察到兩個 極(ji)體(ti) 時,說(shuo)明卵(luan)(luan)(luan)子(zi)(zi)已(yi)經(jing)完(wan)成(cheng)了受精。
5.受精是(shi)指 精子 與(yu) 卵子 結合成(cheng) 合子(受精卵) 的過程,受精是(shi)在 輸卵管 內完成(cheng)的。
6.哺乳動物的受精過程(cheng)主要(yao)包括:精子(zi)穿越 放射冠 和(he) 透明帶 ,進(jin)入(ru)卵黃(huang)膜, 原核 形(xing)成和(he) 配子(zi) 結合。
7.獲能后的(de)(de)精(jing)子(zi)(zi)(zi)與卵(luan)子(zi)(zi)(zi)相(xiang)遇(yu)時,首(shou)先發生 頂體(ti) 反應,使 頂體(ti) 內的(de)(de)酶釋放出來(lai),溶解卵(luan)丘(qiu)細胞之(zhi)間(jian)的(de)(de)物質,形成精(jing)子(zi)(zi)(zi)穿越 放射冠 的(de)(de)通道。隨后精(jing)子(zi)(zi)(zi)與 透(tou)明(ming)帶 接(jie)觸(chu)(chu),再將 透(tou)明(ming)帶 溶出一條孔道,精(jing)子(zi)(zi)(zi)借自身的(de)(de)運動(dong)穿越 透(tou)明(ming)帶 ,并接(jie)觸(chu)(chu)卵(luan)黃膜(mo)(mo)。在精(jing)子(zi)(zi)(zi)觸(chu)(chu)及卵(luan)黃膜(mo)(mo)的(de)(de)瞬間(jian),會產生 透(tou)明(ming)帶 反應,防止多個(ge)精(jing)子(zi)(zi)(zi)進入卵(luan)內,這種生理反應稱作(zuo) 卵(luan)黃膜(mo)(mo)封閉 作(zuo)用。
8.精子(zi)進入(ru)卵(luan)子(zi)后發生的變(bian)化,首(shou)先是(shi) 尾(wei)部 脫離,并且原有的 核(he)膜(mo) 破(po)裂;隨(sui)后,精子(zi)形成(cheng)(cheng)一個新的 核(he)膜(mo) ;最后形成(cheng)(cheng)一個比(bi)原來精子(zi)核(he)還要大的核(he),叫(jiao) 雄原核(he) 。與此同時(shi),卵(luan)子(zi)完成(cheng)(cheng) 減數第二(er)次 分裂,排出 第二(er)極體 后,形成(cheng)(cheng) 雌原核(he) 。
9.胚胎(tai)發育的(de)早期(qi)(qi)有(you)一(yi)段時間是在透明帶內進行的(de),這一(yi)時期(qi)(qi)稱為 卵裂 期(qi)(qi)。其特點(dian)是:細胞分(fen)裂方式為 有(you)絲分(fen)裂 ,細胞的(de)數量 增加(jia) ,每(mei)個(ge)細胞的(de)體積 減小 ,胚胎(tai)的(de)總體積 不增加(jia) 。
10.根據(ju)胚(pei)胎形態的(de)變(bian)化,可(ke)將早期(qi)發育的(de)胚(pei)胎為 桑椹胚(pei) 、 囊胚(pei) 、 原腸胚(pei) 三個時(shi)期(qi)。細胞開始出(chu)現分(fen)化的(de)時(shi)期(qi)是 囊胚(pei) 。
11.在原(yuan)腸(chang)胚(pei)(pei)時期,內細胞團(tuan)表層的(de)細胞形成 外胚(pei)(pei)層 ,下方的(de)細胞形成 內胚(pei)(pei)層 。滋(zi)養(yang)層則發育為(wei)胎(tai)兒的(de) 胎(tai)膜 和(he) 胎(tai)盤(pan) 。由(you)內胚(pei)(pei)層包圍的(de)囊(nang)腔叫 原(yuan)腸(chang)腔 。
3.2 體外受精(jing)和早期胚胎培養
1.試管動物技術是指通過(guo)人工操作(zuo)使 卵子(zi)(zi) 和 精(jing)子(zi)(zi) 在(zai) 體外 條件下成熟和受精(jing),并通過(guo)培養發育為 早(zao)期胚胎 后(hou),再經(jing) 移(yi)植 產生(sheng)后(hou)代(dai)的技術。
2.對于小(xiao)型家畜,卵(luan)母細胞的(de)采集采用的(de)主要方法是:用 促性腺激素(su) 處理,使其排出更多的(de)卵(luan)子,然后從 輸卵(luan)管 中取(qu)出卵(luan)子,直接與獲能的(de) 精(jing)子 在體外受精(jing)。
3.對于大型家畜,卵(luan)母(mu)細(xi)(xi)胞(bao)的(de)采(cai)集采(cai)用(yong)的(de)主要(yao)方法是:從屠宰(zai)場已經屠宰(zai)的(de)母(mu)畜的(de)卵(luan)巢中(zhong)采(cai)集 卵(luan)母(mu)細(xi)(xi)胞(bao) ,也可以(yi)借助超聲波(bo)探測儀、內窺鏡或腹腔鏡等工具(ju),直(zhi)接(jie)從活體動物的(de)卵(luan)巢中(zhong)吸(xi)取 卵(luan)母(mu)細(xi)(xi)胞(bao) 。
4.收集精子(zi)的方法(fa)有(you) 假陰道(dao)法(fa) 、 手握法(fa) 和 電刺(ci)激法(fa) 。
5.通(tong)常采用的精子(zi)體(ti)外獲(huo)能的方法(fa)有 培養法(fa) 和 化學(xue)誘導法(fa) 。
3.3 胚(pei)胎工程(cheng)的應用及前景
1.胚(pei)(pei)胎(tai)(tai)移植是指將雌性(xing)(xing)動物的(de)早(zao)期胚(pei)(pei)胎(tai)(tai),或者通過 體(ti)外受(shou)精 及(ji)其(qi)他(ta)方式得到的(de)胚(pei)(pei)胎(tai)(tai)移植到 同種 的(de)、 生理狀態 相同的(de)其(qi)他(ta)雌性(xing)(xing)動物體(ti)內(nei),使之(zhi)繼(ji)續(xu)發育成為新個(ge)體(ti)的(de)技術(shu)。其(qi)中提供(gong)胚(pei)(pei)胎(tai)(tai)的(de)個(ge)體(ti)稱(cheng)(cheng)為 供(gong)體(ti) ,接受(shou)胚(pei)(pei)胎(tai)(tai)的(de)個(ge)體(ti)稱(cheng)(cheng)為 受(shou)體(ti) 。
2.胚胎移(yi)植的生理(li)學基礎:
①供、受體(ti)生(sheng)殖器官的 生(sheng)理變化(hua) 是相同的,為供體(ti)的胚(pei)胎移入受體(ti)提供了相同的生(sheng)理環(huan)境。
②哺乳動物的早(zao)期胚胎形成后,在一定(ding)時間內不會與母(mu)體子宮建立 組織 上的聯系,而處于 游離(li)狀(zhuang)態 ,這(zhe)就為胚胎的收集提供了可能。
③受(shou)體(ti)對移入子宮的外(wai)來胚胎基本(ben)上不(bu)發生 免疫排斥 反應,這為胚胎在受(shou)體(ti)子宮內的存活提供(gong)了可能。
④供體胚(pei)胎可與(yu)受體子宮建立正常的(de) 生理 和 組織 上的(de)聯系,且移入受體的(de)供體胚(pei)胎的(de) 遺傳(chuan)特性 在孕育過程中(zhong)不受任何(he)影響。
3.胚胎移(yi)植(zhi)主要包括對供、受體的(de) 選擇和(he)處理 ,配(pei)種或 進行人工授精 ,對胚胎的(de)收集、檢查、培養或保存,對胚胎進行 移(yi)植(zhi) 以及 檢查 等步(bu)驟。
4.胚胎(tai)分割是指采用 機械 方法將早(zao)期胚胎(tai)切割成2等份、4等份、8等份等,經移植獲得 同卵雙胎(tai) 或 多胎(tai) 的(de)技術。
5.在進(jin)行(xing)胚(pei)胎分割時,應(ying)選擇發育良好、形態正常的(de) 桑椹胚(pei) 或(huo) 囊(nang)胚(pei) 。在對(dui)囊(nang)胚(pei)階段的(de)胚(pei)胎進(jin)行(xing)分割時,要(yao)注意將內細胞團(tuan) 均等(deng)分割 。
6.胚(pei)胎分割的局限性: 同卵(luan)分割成(cheng)功的比例很(hen)小,難以(yi)做到均等分割 。
7.哺(bu)乳動物的(de)胚胎干細(xi)胞是從 早(zao)期(qi)胚胎 或 原始性腺 中分(fen)(fen)離出來的(de)一類細(xi)胞。在(zai)形態上(shang),表(biao)現為(wei) 體(ti)積 小、 細(xi)胞核 大、 核仁 明顯;在(zai)功能上(shang),具有發(fa)育(yu)的(de) 全(quan)能 性,即可分(fen)(fen)化為(wei)成年動物體(ti)內的(de)任何一種組織(zhi)細(xi)胞。
8.胚(pei)胎干細(xi)胞(bao)可以(yi)用于治療人(ren)類的(de)某些(xie)頑癥;培育出 人(ren)造組(zu)織器(qi)官(guan) ;揭示(shi) 細(xi)胞(bao)分化 和 細(xi)胞(bao)凋亡 的(de)機理。