第十二讲基因工程与细胞工程..doc

第十二讲 基因工程、细胞工程与胚胎工程 一．基础知识回顾 1．基因工程的基本工具 限制酶 DNA连接酶 载体 作用 切割目的基因和载体 拼接DNA片段，形成重组DNA分子 携带目的基因进入受体细胞 作用 部位 两核苷酸的脱氧核糖与磷酸间形成的磷酸二酯键 作用特 点(条件) (1)识别特定的核苷酸序列； (2)在特定位点上切割DNA分子 (1)E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端； (2)T4DNA连接酶能连接黏性末端和平末端 (1)能在宿主细胞内稳定存在并大量复制； (2)有一个至多个限制酶切割位点； (3)具有特殊的标记基因 2．基因工程的操作程序 (1)目的基因的获取 ①从基因文库中获取。 ②利用PCR技术扩增：其实质是在体外对目的基因进行大量复制。 ③用化学方法人工合成 a．对于核苷酸序列已知的直接人工合成。 b．可通过反转录法获取，即mRNA逆转录酶,单链DNADNA聚合酶,双链DNA。 (2)基因表达载体的构建 ①基因表达载体的组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因＋复制原点。 ②基因表达载体的构建方法 (3)将目的基因导入受体细胞 生物种类 植物细胞 动物细胞 微生物细胞 常用方法 农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法等 显微注射技术 感受态细胞法(Ca2＋处理法) 受体细胞 体细胞 受精卵 原核细胞 (4)目的基因的检测与鉴定 类型 步骤 检测内容 方法 结果显示 分子检测 第一步 目的基因是否进入受体细胞 DNA分子杂交(DNA和DNA之间) 是否成功显示出杂交带 第二步 目的基因是否转录出mRNA 分子杂交技术(DNA和mRNA之间) 是否成功显示出杂交带 第三步 目的基因是否翻译出蛋白质 抗原—抗体杂交 是否成功显示出杂交带 个体水平鉴定 做抗虫或抗病的接种实验，以确定是否有抗性以及抗性的程度；基因工程产品与天然产品的功能进行活性比较，以确定功能是否相同 ．细胞工程的几个流程图比较 细胞工程技术 技术过程图示 植物组织培养 动物细胞培养 植物体细胞杂交 动物细胞 融合 核移植 单克隆抗体的制备 5．容易混淆的三种细胞——杂种细胞、重组细胞和杂交细胞 (1)杂种细胞：植物体细胞杂交过程中，两种细胞去掉细胞壁之后形成的原生质体融合，融合的原生质体出现细胞壁之后形成的细胞叫杂种细胞。 (2)重组细胞：体细胞的细胞核移植到去核卵母细胞之后形成的细胞叫重组细胞。 (3)杂交细胞：动物细胞融合形成的细胞常称为杂交细胞。 ．从结果来分析原理 (1)植物体细胞杂交：植物体细胞杂交包含两个过程，一是植物细胞融合，二是杂种细胞的植物组织培养。其最终结果是形成杂种植株，产生了一个生物体，因此其原理是：细胞膜的流动性和细胞的全能性。 (2)动物细胞融合：动物细胞融合形成杂交细胞，杂交细胞进行细胞培养，获得大量的克隆细胞，但没有形成生物体，因此动物细胞融合的原理是细胞增殖和细胞膜的流动性，不包含细胞全能性。 ．对细胞核移植技术的分析 (1)细胞核移植技术形成重组细胞并发育成一个新个体，体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。 (2)克隆属于无性繁殖，产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。 (3)核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同的原因：①克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其线粒体中的DNA来自于去核卵细胞。②性状受基因与环境共同影响。③在个体发育过程中有可能发生基因突变，产生供核动物没有的性状。 ．早期胚胎的发育过程 ．胚胎工程的操作流程图 10．区分几个易错点 (1)区别两种标志及可移植时期 ①受精的标志：看到两个极体。 ②受精完成的标志：雌雄原核融合成合子。 ③可以移植或分割的阶段：桑椹胚和囊胚。 (2)“冲卵”的不同 ①胚胎移植过程冲出的是早期胚胎。 ②体外受精过程冲出的是卵子。 (3)胚胎移植过程中的不同 ①两次使用激素：第一次对供、受体进行同期发情处理；第二次用于供体的超数排卵。 ②两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体是否妊娠进行检查。 与动物细胞培养不同，胚胎的早期培养不需要添加血清等物质。 胚胎分割可以看做是动物无性繁殖或克隆的方法之一。 基因工程和植物体细胞杂交育种均能定向改变生物性状。 利用PCR技术奖某小片段DNA扩增n代需2n-1对引物参与子代DNA的合成。 在保持反应体系温度恒定的条件下，PCR扩增就能正常进行。 胚胎干细胞在体外培养能增值但不能定向诱导分化。 胚胎工程的理论基础是体外受精和早期胚胎的发育。 人工冲卵是指从雌性动物的输卵管中冲取卵子。 胚胎移植时对供体牛和受体牛都要进行同期发情处理。 人的生长激素基因能在小鼠细胞中表达，说明遗传密码具有通用性。 采用DNA分子杂