高中生物選修3教案

1、第一章基因工程一. 基本工具(一) 限制性核酸內(nèi)切酶1. 分布:原核生物2. 作用:一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列,并且在特定部位進(jìn)行切割,使兩個核苷酸間的磷酸二酯鍵斷開。3. 作用結(jié)果：產(chǎn)生黏性末端或平末端(二) DNA連接酶1. 分類(1)連接酶來源：大腸桿菌功能：只能連接黏性末端(2)T4DNA連接酶來源：T4噬菌體功能：連接黏性末端和平末端2作用：將DNA連接起來(三) 基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體1. 條件(1)具有多個限制酶切割位點，供外源基因插入(2) 可自我復(fù)制或整合到染色體DNA中進(jìn)行同步復(fù)制。(3) 具有標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇2種類：入噬菌體的衍生物、動植物病

2、毒、質(zhì)粒質(zhì)粒：雙鏈環(huán)狀DNA分子，最常用，要人工改造二?；静僮鞒绦?一) 目的基因的獲取1. 目的基因：編碼蛋白質(zhì)的基因或具有調(diào)控作用的因子2. 獲取方法(1)從基因文庫中獲取*基因組文庫，部分基因文庫(2) 利用PCR技術(shù)擴增目的基因(3)化學(xué)方法直接人工合成：基因小，核苷酸序列已知(二) 基因表達(dá)載體的構(gòu)建(核心步驟)1. 目的(1)穩(wěn)定存在，遺傳給下一代(2)表達(dá)和發(fā)揮作用2. 結(jié)構(gòu)：啟動子、目的基因、終止子、標(biāo)記基因、復(fù)制原點*啟動子：RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄*終止子：使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停止；*標(biāo)記基因：鑒別受體細(xì)胞中是否含目的基因。（三）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞1

3、. 轉(zhuǎn)化：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)2. 將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞（1）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（2）基因槍法（3）花粉管通道法3. 將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞：顯微注射法4. 將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞：Ca+處理使細(xì)胞處于感受態(tài)*原核細(xì)胞特點：繁殖快，單細(xì)胞，遺傳物質(zhì)相對較少（四）目的基因的檢測與鑒定1. 分子水平的檢測（1）檢測受體細(xì)胞中是否插入了目的基因:DNA分子雜交技術(shù)（2）檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA:DNA分子雜交技術(shù)（3）檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)：抗原抗體雜交法*檢測成功會出現(xiàn)雜交帶2. 個體生物學(xué)水平的鑒定：接種實驗三基因工程的應(yīng)用1. 動物、植物基因工程的

4、成果（1）植物：提高抗逆性、改良品質(zhì)、生產(chǎn)藥物；（2）動物：品種改良、建立生物反應(yīng)器、器官移植；2. 基因工程藥物：細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素；3. 基因治療（1）概念：（2）方法體外基因治療體內(nèi)基因治療四蛋白質(zhì)工程的崛起1. 理論推測，人工合成2. 基因工程，蛋白合成（自然界沒有的蛋白質(zhì)）第二章細(xì)胞工程一細(xì)胞工程1原理和方法：細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)2操作水平：細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平3目的:按照人們的意愿改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品4. 分類:植物細(xì)胞工程和動物細(xì)胞工程二.植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)（一）植物組織培養(yǎng)技術(shù)1. 原理:植物細(xì)胞具有全能性2條件（1）材料:離體（2）培養(yǎng)基:營養(yǎng)激素

5、（3）外界條件：無菌等3過程:離體組織器官脫分化，愈傷組織再分化胚狀體植株（二）植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1概念:不同種雜種細(xì)胞植物體2原理：植物細(xì)胞具有全能性3. 過程（1）制備原生質(zhì)體方法酶解法 酶:纖維素酶和果膠酶 結(jié)果:獲得原生質(zhì)體（2）誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合方法:a物理法離心、振動、電激b化學(xué)法:聚乙二醇（PEG） 標(biāo)志:雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁 結(jié)果：形成雜種細(xì)胞（3）雜種細(xì)胞的篩選：AABBABAB（4）植物組織培養(yǎng)：雜種細(xì)胞雜種植株4. 意義：克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙*生殖方式：無性生殖變異類型：染色體數(shù)目變異（三）實際應(yīng)用1植物繁殖的新途徑1）微型繁殖：植物組織培養(yǎng)2）作物脫毒：莖尖組織培養(yǎng)3

6、）人工種子：胚狀體、芽+人工薄膜*可加入固氮菌、抗生素、除草劑等有利于生長和提高產(chǎn)量2. 作物新品種的培育1）單倍體育種2）突變體的利用3. 細(xì)胞產(chǎn)物的工產(chǎn)化生產(chǎn)1）細(xì)胞產(chǎn)物種類蛋白質(zhì)、糖類、藥物、香料、生物堿2）一般為愈傷組織時期第二課時三. 動物細(xì)胞工程（）動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程I細(xì)胞株細(xì)胞系取材單個細(xì)胞細(xì)胞懸浮10代細(xì)胞50代細(xì)胞原代培養(yǎng)一|傳代培/1取材：胚胎細(xì)胞或幼齡動物的組織器官2處理：剪碎、胰蛋白酶或膠原蛋白酶3培養(yǎng)：（1）培養(yǎng)基：液體培養(yǎng)基、合成培養(yǎng)基（2）條件無菌無毒環(huán)境（滅菌抗生素更換） 營養(yǎng):、維生素、動物的血清、血漿 溫度PH:+/ 氣體環(huán)境：02代謝所必需；CQ維持培養(yǎng)液

7、PH4原代培養(yǎng)：細(xì)胞貼壁、接觸抑制、冷凍保存（110代）5傳代培養(yǎng)：酶處理、分裝； 細(xì)胞株：1050代，正常 細(xì)胞系：50代以后，有癌變特點6應(yīng)用：皮膚移植、生產(chǎn)蛋白質(zhì)制品、有毒物質(zhì)的檢測、研究四. 動物細(xì)胞核移植和克隆動物1. 概念:核移植重組胚胎*個體2原理:動物細(xì)胞核具有全能性3分類:胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植4過程:見課本5應(yīng)用與存在的問題（1）畜牧業(yè)、保護(hù)瀕危物種、醫(yī)藥衛(wèi)生、治療疾病、器官移植（2）問題:成功率低健康問題食品安全問題五. 動物細(xì)胞融合1.概念:2. 原理:細(xì)胞膜的流動性3.方法(1)物理法(2)化學(xué)法(3)生物法：滅活的病毒4.意義：5. 用途：制備單克隆抗體六.

8、單克隆抗體1. 概念:化學(xué)性質(zhì)單一,特異性強的抗體2. 制備過程(1)免疫動物：注入特定抗原(2)細(xì)胞融合：滅活病毒(3) 篩選雜交瘤細(xì)胞用選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞抗體抗原雜交檢測出能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞(4) 生產(chǎn)并提純單克隆抗體 體內(nèi)：動物腹腔 體外：液體培養(yǎng)基3. 優(yōu)點:特異性強靈敏度高能大量制備應(yīng)用:(1)診斷(2)治療:生物導(dǎo)彈第三章胚胎工程一精子的發(fā)生1場所：睪丸2時間：初情期生殖機能衰退有絲分裂.精原細(xì)胞3.過程：精原細(xì)胞:MIMII_精細(xì)胞亠精子4變形：細(xì)胞核一頭部高爾基體頂體中心體一尾部線粒體線粒體鞘其他物質(zhì)*原生質(zhì)滴（脫落）*精子的大小與動物體型的大小無關(guān)二. 卵子的

9、發(fā)生1場所：卵巢輸卵管2時間：胎兒期初情期3過程：（1）胎兒期卵原細(xì)胞.有絲分裂復(fù)制卵泡形成：初級卵母細(xì)胞+卵泡細(xì)胞（卵巢）卵巢MI（2）初情期排卵次級卵母細(xì)胞+第一極體（輸卵管）受精輸卵管Mil合子1+第二極體*卵子發(fā)生過程中MlMil不連續(xù)*初級卵母細(xì)胞周圍形成透明帶*卵子受精的標(biāo)志：卵細(xì)胞膜與透明帶間可觀察到兩個極體*精卵發(fā)生的重要區(qū)別：胎兒期卵泡的形成和儲備三. 受精1場所：輸卵管2過程：（1）精子獲能：場所為雌性生殖道內(nèi)（2）卵子準(zhǔn)備：發(fā)育至MII中期（3）受精階段：精子穿越放射冠和透明帶a頂體反應(yīng)：釋放頂體酶b透明帶反應(yīng)：防止多精入卵受精（第一道屏障）進(jìn)入卵細(xì)胞膜a時間：精子入卵后

10、b作用：防止多精入卵受精（第二道屏障）原核形成和融合a精子頭尾分離形成雄原核b受精后Mil，排極體，形成雌原核c雄原核與雌原核融合四胚胎發(fā)育（一）卵裂1.受精卵：個體發(fā)育的起點2. 桑椹胚：之前細(xì)胞具有全能性3. 囊胚：開始分化內(nèi)細(xì)胞團（個大）滋養(yǎng)層（個?。┚哂心遗咔?卵裂特點:有絲分裂細(xì)胞增多總體積不變或縮小*孵化:透明帶破裂（二）原腸胚（1）內(nèi)細(xì)胞團:外胚層內(nèi)胚層原腸腔組織器官（2）滋養(yǎng)層:胎盤和胎膜第二課時胚胎工程一體外受精五卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)1. 小型動物（1）處理：促性腺激素超數(shù)排卵（2）場所：輸卵管中沖取卵子2. 大型動物（1）場所：卵巢（2）培養(yǎng)：人工培養(yǎng)至MII中期（二）精子

11、的采集和獲能1. 收集精子的方法（1）假陰道法（2）手握法（3）電刺激法2. 精子獲能的方法（1）培養(yǎng)法：獲能液（2）化學(xué)誘導(dǎo)法：肝素或鈣離子載體A23187溶液+化學(xué)藥物（三）受精：獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤憾咛サ脑缙谂囵B(yǎng)1. 發(fā)育培養(yǎng)液（1）成分：有無兩素兩酸血清（2）繼續(xù)發(fā)育檢查發(fā)育能力2. 結(jié)果：早期胚胎三胚胎移植的生理基礎(chǔ)1. 發(fā)情處理后，供體、受體生殖器官的生理變化相同2. 早期胚胎處于游離狀態(tài)，可收集3. 受體對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)4. 孕育過程中胚胎的遺傳特性不受影響四胚胎移植的基本程序1.對供體、受體的選擇和處理（1）選擇供體：遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀受體：體質(zhì)和繁殖能力正常（2）處理性激素：同期發(fā)情處理促性腺激素：超數(shù)排卵2. 配種或人工受精3. 對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存 收集：子宮中沖卵 檢查：桑椹胚或囊胚 保存：-196C液氮4胚胎移植（1）手術(shù)法（2）非手術(shù)法5. 妊娠檢查、分娩*優(yōu)勢：充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖能力五. 胚胎分割1概念：機械一2n移植2