高中生物選修三知識點(diǎn)詳解.doc

專題1 基因工程基因工程的概念基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計，通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品?；蚬こ淌窃贒NA分子水平上進(jìn)行設(shè)計和施工的，又叫做DNA重組技術(shù)。（一）基因工程的基本工具1.“分子手術(shù)刀”限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）（1）來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。（2）功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且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開，因此具有專一性。（3）結(jié)果：經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。2.“分子縫合針”DNA連接酶(1)兩種DNA連接酶（DNA連接酶和DNA連接酶）的比較： 相同點(diǎn)：都縫合磷酸二酯鍵。 區(qū)別：EcoliDNA連接酶來源于大腸桿菌，只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來；而T4DNA連接酶能縫合兩種末端，但連接平末端的之間的效率較低。(2) 與DNA聚合酶作用的異同:DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵。3.“分子運(yùn)輸車”載體（1）載體具備的條件：能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存。具有一至多個限制酶切點(diǎn)，供外源DNA片段插入。具有標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。（2）最常用的載體是質(zhì)粒,它是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單的、獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。（3）其它載體： 入噬菌體的衍生物、動植物病毒4在進(jìn)行基因工程操作中，真正被用作載體的質(zhì)粒，都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過人工改選的。(2) 基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的獲取(1) 目的基因是指： 主要是指編碼蛋白質(zhì)的基因 ，也可以是一些具有調(diào)控作用的因子（2）獲取目的基因的: 從基因文庫中獲取：基因組文庫 或cDNA文庫 PCR技術(shù)擴(kuò)增 人工合成： 化學(xué)方法人工合成 (DNA合成儀) 或 反轉(zhuǎn)錄法PCR技術(shù)擴(kuò)增（多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）目的基因（1）原理：DNA雙鏈復(fù)制（2）過程：第一步：加熱至9095DNA解鏈；第二步：冷卻到5560，引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈；第三步：加熱至7075，熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始互補(bǔ)鏈的合成。（3）前提：有一段已知目的基因的核苷酸序列合成引物。需要熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）第二步：基因表達(dá)載體的構(gòu)建（核心）1.目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。2.組成：目的基因啟動子終止子標(biāo)記基因（1）啟動子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質(zhì)。（2）終止子：也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段 ，位于基因的尾端。（3）標(biāo)記基因的作用：是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。常用的標(biāo)記基因是抗生素基因。第三步：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞_1.轉(zhuǎn)化的概念：是目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。2.常用的轉(zhuǎn)化方法：導(dǎo)入植物細(xì)胞：采用最多的方法是 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（農(nóng)桿菌特點(diǎn)：易感染雙子葉植物和裸子植物，對大多數(shù)單子葉植物沒有感染能力。原理：Ti質(zhì)粒上的T-DNA可以轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上），其次還有 基因槍法和 花粉管通道法等。導(dǎo)入動物細(xì)胞：最常用的方法是 顯微注射技術(shù)。此方法的受體細(xì)胞多是 受精卵。導(dǎo)入微生物細(xì)胞：原核生物作為受體細(xì)胞的原因是 繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少 ，最常用的原核細(xì)胞是 大腸桿菌 ，其轉(zhuǎn)化方法是：先用 Ca2+ 處理細(xì)胞，使其成為 感受態(tài)細(xì)胞 ，再將 重組表達(dá)載體DNA分子 溶于緩沖液中與感受態(tài)細(xì)胞混合，在一定的溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子，完成轉(zhuǎn)化過程。 4.重組細(xì)胞導(dǎo)入受體細(xì)胞后，篩選含有基因表達(dá)載體受體細(xì)胞的依據(jù)是標(biāo)記基因是否表達(dá)。第四步：目的基因的檢測和表達(dá)1.首先要檢測 轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA分子雜交技術(shù)。2.其次還要檢測 目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，方法是采用 用標(biāo)記的目的基因作探針與 mRNA雜交。（分子雜交技術(shù)）3.最后檢測 目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取 蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的 抗體進(jìn)行抗原抗體雜交。4.有時還需進(jìn)行 個體生物學(xué)水平的鑒定。如 轉(zhuǎn)基因抗蟲植物是否出現(xiàn)抗蟲性狀。（三）基因工程的應(yīng)用1.植物基因工程：抗蟲、抗病、抗逆轉(zhuǎn)基因植物，利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)。2.動物基因工程：提高動物生長速度、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物。用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物：乳腺生物反應(yīng)器（乳房生物反應(yīng)器）大概過程：目的基因（蛋白基因+乳腺蛋白基因的啟動子） 顯微注射方法 導(dǎo)入哺乳動物受精卵 母體子宮內(nèi) 能產(chǎn)生藥品蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)基因動物3.基因治療：把正常的外源基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮作用?；蛟\斷,基因治療包括：體外基因治療和體內(nèi)基因治療工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表達(dá)的菌類細(xì)胞株系一般稱為工程菌。轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體：最大的難題是解決免疫排斥問題基因工程的優(yōu)點(diǎn)：克服不同生物遠(yuǎn)緣雜交的障礙。目的性強(qiáng)，能定向的改變生物的品質(zhì)。 縮短育種周期。（四）蛋白質(zhì)工程的概念蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。（基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)）轉(zhuǎn)錄 翻譯蛋白質(zhì)工程的基本途徑： 從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 推測應(yīng)有的氨基酸序列 找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因） 蛋白質(zhì)工程與基因工程區(qū)別 專題2 細(xì)胞工程細(xì)胞工程：是指導(dǎo)應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上的操作，按照人的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)，（一）植物細(xì)胞工程 1.理論基礎(chǔ)（原理）：細(xì)胞全能性（分化的細(xì)胞，仍具有形成完整植株所需要的全部遺傳信息）全能性表達(dá)的難易程度：受精卵生殖細(xì)胞干細(xì)胞體細(xì)胞；植物細(xì)胞動物細(xì)胞植物全能性表達(dá)的條件：離體的，提供人為條件（營養(yǎng)，激素，適宜的外界條件）愈傷組織：細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則是一種高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)（1）過程：（2）用途：微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。（3）地位：是培育轉(zhuǎn)基因植物、植物體細(xì)胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。3.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)（1）過程：（2）誘導(dǎo)融合的方法：物理法包括離心、振動、電刺激等?；瘜W(xué)法一般是用聚乙二醇（PEG）作為誘導(dǎo)劑。（3）去細(xì)胞壁：纖維素酶和果膠酶 等到雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁即細(xì)胞雜交結(jié)束，意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。打破物種之間的生殖隔離，擴(kuò)大遺傳重組范圍。微型繁殖的優(yōu)點(diǎn)：可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性，可以高效快速地實(shí)驗(yàn)種苗的大量繁殖人工種子的優(yōu)點(diǎn)：無性繁殖，完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性，不受季節(jié)限制，方便運(yùn)輸及貯藏單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)：極大縮短了育種的年限，節(jié)約了大量的人力物力。（二）動物細(xì)胞工程 常用的技術(shù)手段：動物細(xì)胞培養(yǎng)，動物細(xì)胞核移植，動物細(xì)胞融合，生產(chǎn)單克隆抗體。其中動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是基礎(chǔ)技術(shù) 1. 動物細(xì)胞培養(yǎng)（1）概念：動物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個細(xì)胞，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長和繁殖。（2）動物細(xì)胞培養(yǎng)的流程：取動物組織塊（動物胚胎或幼齡動物的器官或組織）剪碎用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞制成細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進(jìn)行原代培養(yǎng)貼滿瓶壁的細(xì)胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)。（3）細(xì)胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細(xì)胞貼壁。細(xì)胞數(shù)目不斷增多，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互抑制時，細(xì)胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。（4）動物細(xì)胞培養(yǎng)需要滿足以下條件無菌、無毒的環(huán)境：培養(yǎng)液應(yīng)進(jìn)行無菌處理。通常還要在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，以防培養(yǎng)過程中的污染。此外，應(yīng)定期更換培養(yǎng)液，防止代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害。營養(yǎng)：合成培養(yǎng)基成分：糖、氨基酸、促生長因子、無機(jī)鹽、微量元素等。通常需加入血清、血漿等天然成分。溫度：適宜溫度：哺乳動物多是36.50.5；pH：7.27.4。氣體環(huán)境：95%空氣5%CO2。O2是細(xì)胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。（5）動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用：制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測有毒物質(zhì)、培養(yǎng)醫(yī)學(xué)研究的各種細(xì)胞。2.動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物（1）哺乳動物核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植（比較容易）和體細(xì)胞核移植（比較難）。（2）選用去核卵(母)細(xì)胞的原因：卵(母)細(xì)胞比較大，容易操作；卵(母)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)多，營養(yǎng)豐富，細(xì)胞質(zhì)中含促進(jìn)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)（3）體細(xì)胞核移植的大致過程是：（4）體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用：加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)良畜群繁育； 保護(hù)瀕危物種，增大存活數(shù)量；生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白； 作為異種移植的供體；用于組織器官的移植等。（5）體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題：克隆動物存在著健康問題、表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等。3.動物細(xì)胞融合（1）動物細(xì)胞融合也稱細(xì)胞雜交，是指兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程。融合后形成的具有原來兩個或多個細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞，稱為雜交細(xì)胞。（2）動物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的原理基本相同，誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法類似，常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激等。（3）動物細(xì)胞融合的意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親和性，成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物新品種培育的重要手段。4.單克隆抗體（1）抗體：一個B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。從血清中分離出的抗體產(chǎn)量低、純度低、特異性差。（2）單克隆抗體的制備過程： （3）雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)：既能大量繁殖，又能產(chǎn)生專一的抗體。（4）單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)：特異性強(qiáng)，靈敏度高，并能大量制備。（5）單克隆抗體的作用： 作為診斷試劑：準(zhǔn)確識別各種抗原物質(zhì)的細(xì)微差異，并跟一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，具有準(zhǔn)確、高效、簡易、快速的優(yōu)點(diǎn)。 用于治療疾病和運(yùn)載藥物：主要用于治療癌癥治療，可制成“生物導(dǎo)彈”，也有少量用于治療其它疾病。 專題3 胚胎工程胚胎工程：是指對動物早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。胚胎工程的許多技術(shù)，實(shí)際是在體外條件下，對動物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進(jìn)行的模擬操作。（一）體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育1、精子的發(fā)生場所：睪丸（精巢） 時間：初情期變形：細(xì)胞核-精子頭的主要部分 高爾基體-頂體 中心體-尾 線粒體-鞘膜 其它物質(zhì)-原生質(zhì)滴-脫落2卵子的發(fā)生場所：卵巢 時間：胚胎在性別分化以后-（精子與卵子在發(fā)生時間上的差別是重要的區(qū)別）減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前后完成的，其結(jié)果產(chǎn)生一個次級卵母細(xì)胞和第一極體，進(jìn)入輸卵管，準(zhǔn)備與精子受精（不同的動物排卵的時間不同）。意思是排出的卵細(xì)胞是次級卵母細(xì)胞，不是成熟細(xì)胞。減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結(jié)合的過程中完成的，當(dāng)卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時，這是判斷卵子是否受精的重要標(biāo)志。3受精：場所：雌性的輸卵管內(nèi)完成的準(zhǔn)備階段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發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能獲得受精能力準(zhǔn)備階段2：卵子的準(zhǔn)備：動物排出的卵子成熟程度不同，但都在要輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，達(dá)到減數(shù)第二次分裂的中期，才具備與精子受精的能力。受精階段：過程主要包括：精子穿越放射冠，透明帶，進(jìn)入卵細(xì)胞膜，原核形成和配子結(jié)合。過程：通過頂體反應(yīng)精子穿越放射冠-接觸透明帶后穿越透明帶接觸卵細(xì)胞膜（發(fā)生透明帶反應(yīng)）-精子與卵細(xì)胞膜融合，精子進(jìn)入卵（卵細(xì)胞膜反應(yīng)）-尾總脫離，核膜破裂形成雄原核，卵子完成減數(shù)第二次分裂，形成雌原核，雌雄原核結(jié)合，受精結(jié)束。4、動物胚胎發(fā)育的基本過程（1）卵裂期：特點(diǎn)：細(xì)胞有絲分裂，細(xì)胞數(shù)量不斷增加，但胚胎的總體體積并不增加，或略有減小。 （2）桑椹胚：特點(diǎn)：胚胎細(xì)胞數(shù)目達(dá)到32個左右時，胚胎形成致密的細(xì)胞團(tuán)，形似桑椹。是全能細(xì)胞。（3）囊 胚：特點(diǎn)：細(xì)胞開始出現(xiàn)分化（該時期細(xì)胞的全能性仍比較高）。聚集在胚胎一端個體較大的細(xì)胞稱為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，將來發(fā)育成胎兒的各種組織。中間的空腔稱為囊胚腔。滋養(yǎng)層發(fā)育成胎膜和胎盤（4）原腸胚：特點(diǎn)：有了三胚層的分化，具有囊胚腔和原腸腔。（二）體外受精和早期胚胎培養(yǎng)1 體外受精主要過程包括：卵母細(xì)胞的采集，精子的獲取，和受精 (1)卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)：主要方法：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。第二種方法：從剛屠宰母畜的卵巢中采集卵母細(xì)胞；第三種方法是借助超聲波探測儀、腹腔鏡等直接從活體動物的卵巢中吸取卵母細(xì)胞。采集的卵母細(xì)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。(2) 精子的采集和獲能：假陰道法，手握法和電刺激法，在體外受精前，要對精子進(jìn)行獲能處理。培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法兩種（把精子放在人工配制的獲能液中如肝素中）(3) 受精：獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵細(xì)胞在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程。(4)胚胎的早期培養(yǎng)：精子與卵子在體外受精后，應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。培養(yǎng)液成分較復(fù)雜，除一些無機(jī)鹽和有機(jī)鹽外，還需添加的階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動物胚胎移維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分，以及血清等物質(zhì)。當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜植的時間不同。一般要培育到桑椹胚或囊胚階段才能進(jìn)行移植（三）胚胎工程的應(yīng)用及前景1.胚胎移植(1)胚胎移植是指將雌性動物的早期胚胎，或者通過體外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其它雌性動物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。其中提供胚胎的個體稱為“供體”，接受胚胎的個體稱為“受體”。（供體為遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)良品種，受體為健康，有繁殖能力的個體。）地位：如轉(zhuǎn)基因、核移植，或體外受精等任何一項(xiàng)胚胎工程技術(shù)所生產(chǎn)的胚胎，都必須經(jīng)過胚胎移植技術(shù)才能獲得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。(2) 胚胎移植的意義：大大縮短了供體本身的繁殖周期，充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖能力。(3) 生理學(xué)基礎(chǔ)：動物發(fā)情排卵后，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。早期胚胎在一定時間內(nèi)處于游離狀態(tài)。這就為胚胎的收集提供了可能。受體對移入子宮的外來胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。這為胚胎在受體的存活提供了可能。供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。(4) 基本程序主要包括：對供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的供體，有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力的受體，供體和受體是同一物種。并用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理，用促性腺激素對供體母牛做超數(shù)排卵處理。配種或人工授精。對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存。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(也叫沖卵)。對胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查，此時的胚胎應(yīng)發(fā)育到桑椹或胚囊胚階段。直接向受體移植或放入196的液氮中保存。對胚胎進(jìn)行移植。移植后的檢查。對受體母牛進(jìn)行是否妊娠的檢查。2.胚胎分割(1)概念：是指采用機(jī)械方法將早期胚胎切割2等份、4等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。(2)意義：來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，屬于無性繁殖。(3)材料：發(fā)育良好，形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的發(fā)育過程中，細(xì)胞開始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。）(4)操作過程：對囊胚階段的胚胎分割時，要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。 （二）胚胎干細(xì)胞1、哺乳動物的胚胎干細(xì)胞簡稱ES或EK細(xì)胞，來源于早期胚胎或從原始性腺中分離出來。2、具有胚胎細(xì)胞的特性，在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小，細(xì)胞核大，核仁明顯；在功能上，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(xì)胞。另外，在體外培養(yǎng)的條件下，可以增殖而不發(fā)生分化，可進(jìn)行冷凍保存，也可進(jìn)行遺傳改造。3、胚胎干細(xì)胞的主要用途是：可用于研究哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律；是在體外條件下研究細(xì)胞分化的理想材料，在培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子，如牛黃酸等化學(xué)物質(zhì)時，就可以誘導(dǎo)ES細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化，這為揭示細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理提供了有效的手段；可以用于治療人類的某些頑疾，如帕金森綜合癥、少年糖尿病等；利用可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞的特性，移植ES細(xì)胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能；隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展，通過ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化，定向培育出人造組織器官，用于器官移植，解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。 專題4 生物技術(shù)的安全性和倫理問題（一）轉(zhuǎn)基因生物的安全性爭論 ：(1)基因生物與食物安全：反方觀點(diǎn)：反對“實(shí)質(zhì)性等同”、出現(xiàn)滯后效應(yīng)、出現(xiàn)新的過敏原、營養(yǎng)成分改變正方觀點(diǎn)：有安全性評價、科學(xué)家負(fù)責(zé)的態(tài)度、無實(shí)例無證據(jù)(2)轉(zhuǎn)基因生物與生物安全：對生物多樣性的影響反方觀點(diǎn)：擴(kuò)散到種植區(qū)之外變成野生種類、成為入侵外來物種、重組出有害的病原體、成為超級雜草、有可能造成“基因污染”正方觀點(diǎn)：生命力有限、存在生殖隔離、花粉傳播距離有限、花粉存活時間有限(3)轉(zhuǎn)基因生物與環(huán)境安全：對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響反方觀點(diǎn)：打破物種界限、二次污染、重組出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通過食物鏈進(jìn)入人體正方觀點(diǎn)：不改變生物原有的分類地位、減少農(nóng)藥使用、保護(hù)農(nóng)田土壤環(huán)境（二）生物技術(shù)的倫理問題(1)克隆人：兩種不同觀點(diǎn)，多數(shù)人持否定態(tài)度。否定的理由：克隆人嚴(yán)重違反了人類倫理道德，是克隆技術(shù)的濫用；克隆人沖擊了現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關(guān)系等傳統(tǒng)的倫理道德觀念；克隆人是在人為的制造在心理上和社會地位上都不健全的人?？隙ǖ睦碛桑杭夹g(shù)性問題可以通過胚胎分級、基因診斷和染色體檢查等方法解決。不成熟的技術(shù)也只有通過實(shí)踐才能使之成熟。中國政府的態(tài)度：禁止生殖性克隆，不反對治療性克隆。四不原則：不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人的實(shí)驗(yàn)。(2) 設(shè)計試管嬰兒是指 體外受精 形成的胚胎在植入母體孕育之前 ，根據(jù)人們的需要，將胚胎的一個(或少量)細(xì)胞取出進(jìn)行某些 遺傳學(xué)診斷 。當(dāng)檢測結(jié)果符合人們的需要時，再把胚胎植入母體孕育。“試管嬰兒”和“設(shè)計試管嬰兒”這兩種技術(shù)在對人類作用上的區(qū)別是：前者主要用于 治療不孕夫婦的不孕癥 ，后者可以用于 治療需要造血干細(xì)胞移植（或骨髓移植）的疾病 。設(shè)計試管嬰兒引發(fā)的倫理問題（1）反對者觀點(diǎn): 把試管嬰兒當(dāng)作人體 零配件工廠 ，是對生命的不尊重；早期生命也有活下去的權(quán)利，拋棄或殺死多余胚胎，無異于“謀殺”；有人濫用設(shè)計試管嬰兒技術(shù)，如設(shè)計 嬰兒性別 。（2）支持者觀點(diǎn) ：設(shè)計試管嬰兒是為了救人，是救治患者的 最好 、 最快捷 的辦法之一；提供骨髓中 造血干細(xì)胞 并不會對試管嬰兒造成損傷，不違背倫理道德；臍帶血為“身外之物”，利用其中的 造血干細(xì)胞 是更符合倫理道德的。 (3)基因身份證：否定的理由：個人基因資訊的泄漏造成基因歧視，勢必造成遺傳學(xué)失業(yè)大軍、造成個人婚姻困難、人際關(guān)系疏遠(yuǎn)等嚴(yán)重后果?？隙ǖ睦碛桑和ㄟ^基因檢測可以及早采取預(yù)防措施，適時進(jìn)行治療，達(dá)到挽救患者生命的目的。（三）生物武器 (1)種類：致病菌、病毒、生化毒劑，以及經(jīng)過基因重組的致病菌。(2)散布方式：吸入、誤食、接觸帶菌物品、被帶菌昆蟲叮咬等。(3)特點(diǎn)：致病力強(qiáng)、多數(shù)具傳染性、傳染途徑多、污染面廣、有潛伏期、不易被發(fā)現(xiàn)、危害時間長等。(4)禁止生物武器公約及中國政府的態(tài)度生態(tài)工程識記要點(diǎn)一、生態(tài)工程的基本概念：1、生態(tài)工程的概念：指人類應(yīng)用 生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué) 等學(xué)科的基本原理和方法，通過 系統(tǒng)設(shè)計 、 調(diào)控 和 技術(shù)組裝 ，對已被 破壞 的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行 修復(fù) 、 重建 ，對造成 環(huán)境污染 和 破壞 的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行 改善 ,并提高生態(tài)系統(tǒng)的 生產(chǎn)力 ,從而促進(jìn) 人類社會和自然環(huán)境 的和諧發(fā)展。2、生態(tài)工程建設(shè)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(dá)到 經(jīng)濟(jì)效益 和 生態(tài)效益 的同步發(fā)展。3、生態(tài)工程特點(diǎn)：少 消耗 、多 效益 、可 持續(xù) 。4、生態(tài)經(jīng)濟(jì)的概念：主要是通過實(shí)行 “循環(huán)經(jīng)濟(jì)” 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(shí)現(xiàn) 廢棄物的資源化 ，而實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)最重要的手段之一就是 生態(tài)工程 。二、生態(tài)工程遵循的基本原理項(xiàng)目理論基礎(chǔ)意義實(shí)例物質(zhì)循環(huán)再生原理物質(zhì)循環(huán)再生可避免環(huán)境污染及影響；系統(tǒng)的穩(wěn)定和發(fā)展無廢棄物農(nóng)業(yè)物種多樣性原理生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生物多樣性程度高，可提高系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定