『壹』 求高中生物選修3胚胎工程和蛋白質工程重要知識點
（四）蛋白質工程的概念
1.蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規律及其生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造，或製造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。（基因工程在原則上只能生產自然界已存在的蛋白質）
2.蛋白質工程崛起的緣由：基因工程只能生產自然界已存在的蛋白質
3.蛋白質工程的基本原理：它可以根據人的需求來設計蛋白質的結構，又稱為第二代的基因工程。
4.基本途徑：從預期的蛋白質功能出發，設計預期的蛋白質結構，推測應有的氨基酸序列，找到相對應的脫氧核苷酸序列（基因）以上是蛋白質工程特有的途徑；以下按照基因工程的一般步驟進行。（注意：目的基因只能用人工合成的方法）
設計中的困難：如何推測非編碼區以及內含子的脫氧核苷酸序列
專題3 胚胎工程知識點總結
〖3.1 體內受精和早期胚胎發育〗
胚胎工程的建立
場所：睾丸的曲細精管
時間：從初情期開始，到生殖機能衰退
精子的發生 1）精原細胞→多個初級精母細胞（通過數次有絲分裂）
過程 2）1個初級精母細胞→2個次級精母細胞→4個精子細胞（通過減數分裂，即MI和MII）
3）精子細胞→精子（通過變形）
場所：卵巢
時間：從胎兒時期開始（胎兒時期完成了卵泡的形成和在卵巢內的儲備）
卵子的發生 1）卵原細胞→初級卵母細胞
過程 2）1個初級卵母細胞→1個次級卵母細胞＋第一極體（排卵前後完成）
3）1個次級卵母細胞→1個卵子＋第二極體（精子和卵子結合過程中完成）
概念：精子和卵子結合成合子（受精卵）的過程。
受精 場所：雌性的輸卵管內
1）受精前的准備階段1：精子獲能
過程 2）受驚前的准備階段2：卵子的准備
a.精子穿越放射冠和透明帶：頂體反應，透明帶反應
3）受精階段 b.進入卵黃膜：卵黃膜封閉作用
c.原核形成和配子結合
卵裂期：細胞在透明帶中進行有絲分裂
早期胚胎發育 桑椹胚：胚胎細胞達32個左右，每一個細胞都是細胞
囊胚：有囊胚腔，出現了囊胚從透明帶中伸展出來的孵化過程
原腸胚：內細胞團細胞形成外胚層和內胚層，滋養層發育成胎膜和胎盤，內胚層包圍著原腸腔
〖3.2 體外受精和早期胚胎培養〗
試管動物技術：通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，並通過培養發育為早期胚胎後，
再經移植產生後代的技術。
方法一：用促性腺激素處理，使其超數排卵，從中輸卵管沖取精子（針對
卵母細胞的採集 實驗動物，家畜豬、羊等）
方法二：從屠宰母畜卵巢中採集
方法三：藉助超聲波探測儀、內窺鏡、腹腔鏡等工具直接從活體母畜
卵巢中吸取（針對大家畜或大型動物，如牛）
體外受精 卵母細胞的培養：在體外人工培養成熟
精子的採集：方法有假陰道法、手握法和電刺激法等
精子的獲能：方法有培養法（通過獲能培養液）、化學誘導法（通過肝素或鈣離子載體A23187）
獲能溶液或專用的受精溶液
受精：獲能的精子 ＋培養成熟的卵子 完成受精
胚胎早期培養 條件：受精卵在發育培養液中培養
培養液成分：無機鹽、有機鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等
〖3.3 胚胎工程的應用及前景〗
概念：是指將雌性動物的早期胚胎，或者通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到
同種的、生理狀態相同的其他雌性動物的體內，使之繼續發育為新個體的技術。其中提供胚胎的個體叫供體，接受胚胎的個體叫受體。
應用：胚胎移植是轉基因、核移植、或體外受精等技術的最後一道「工序」
現狀：在牛的胚胎移植中，技術方法更為簡便、實用。
意義：可充分發揮雌性優良個體繁殖潛力。供體主要職能只是產生優良特性的胚胎，縮短繁殖周期
胚胎移植成功與否關繫到：供體和受體的生理狀況
胚胎移植 1）供、受體生殖器官的生理變化相同，為胚胎提供相同的生理環境
生理學基礎 2）早期胚胎沒有與母體子宮建立組織聯系，為胚胎收集提供可能
3）受體對外來胚胎基本不發生免疫排斥反應，為胚胎的存活提供可能
4）胚胎能與受體子宮建立正常的生理和組織聯系，但其遺傳物質不受影響
1）供、受體的選擇和處理（使用激素進行同期發情處理、超數排卵處理）
2）配種或人工受精
基本程序 3）胚胎收集（沖卵）、檢查（胚胎發育到桑椹胚或囊胚）、培養或保存（－196℃的液氮）
4）胚胎移植：手術法（引出子宮和卵巢將其注入）；非手術法（用移植管將其送入子宮）
5）移植後的檢查（是否妊娠）等
概念：指採用機械方法將早期胚胎切割成2、4或8等份等，經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。
儀器設備：實體顯微鏡和顯微操作儀
操作程序 1）選擇發育良好、形態正常的桑椹胚或囊胚，移入盛有操作液的培養皿
胚胎分割 2）用分割針或分割刀切開胚胎，吸出半個，注入空透明帶或直接將裸半胚移植
給受體。分割囊胚時要將內細胞團均等分割。此時還可用分割針分割滋養層，
做胚胎DNA分析性別鑒定。
局限：剛出生的動物體重偏低，毛色和斑紋上存在差異，同卵多胎的可能性有限。
概念：由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞。簡稱ES或EK細胞。
特點 形態上：體積小、細胞核大、核仁明顯
功能上：具有發育的全能性，即可分化為成年動物體任何一種組織細胞；在體外可
胚胎幹細胞 增殖而不發生分化；可冷凍保存；可進行遺傳改造
1）移植ES細胞修復壞死或退化部位，治癒糖尿病、肝(心)衰竭、成骨不良等病症
意義 2）ES細胞體外誘導分化，可培育人造組織器官
3）ES細胞在牛黃酸、丁醯環腺苷酸等誘導因子作用下可向不同類型組織細胞分化
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（一）動物胚胎發育的基本過程
1、胚胎工程是指對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎幹細胞培養等技術。經過處理後獲得的胚胎，還需移植到雌性動物體內生產後代，以滿足人類的各種需求。
2、動物胚胎發育的基本過程
（1）受精場所是母體的輸卵管上段。
（2）卵裂期：特點：細胞有絲分裂，細胞數量不斷增加，但胚胎的總體體積並不增加，或略有減小。
（3）桑椹胚：特點：胚胎細胞數目達到32個左右時，胚胎形成緻密的細胞團，形似桑椹。是全能細胞。
（4）囊 胚：特點：細胞開始出現分化（該時期細胞的全能性仍比較高）。聚集在胚胎一端個體較大的細胞稱為內細胞團，將來發育成胎兒的各種組織。中間的空腔稱為囊胚腔。
（5）原腸胚：特點：有了三胚層的分化，具有囊胚腔和原腸腔。
（二）胚胎幹細胞
1、哺乳動物的胚胎幹細胞簡稱ES或EK細胞，來源於早期胚胎或從原始性腺中分離出來。
2、具有胚胎細胞的特性，在形態上表現為體積小，細胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發育的全能性，可分化為成年動物體內任何一種組織細胞。另外，在體外培養的條件下，可以增殖而不發生分化，可進行冷凍保存，也可進行遺傳改造。
3、胚胎幹細胞的主要用途是：
①可用於研究哺乳動物個體發生和發育規律；
②是在體外條件下研究細胞分化的理想材料，在培養液中加入分化誘導因子，如牛黃酸等化學物質時，就可以誘導ES細胞向不同類型的組織細胞分化，這為揭示細胞分化和細胞凋亡的機理提供了有效的手段；
③可以用於治療人類的某些頑疾，如帕金森綜合症、少年糖尿病等；
④利用可以被誘導分化形成新的組織細胞的特性，移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修復並恢復正常功能；
⑤隨著組織工程技術的發展，通過ES細胞體外誘導分化，定向培育出人造組織器官，用於器官移植，解決供體器官不足和器官移植後免疫排斥的問題。
（三）胚胎工程的應用
1.體外受精和胚胎的早期培養
(1)卵母細胞的採集和培養：
主要方法：用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然後，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採集卵母細胞；第三種方法是藉助超聲波探測儀、腹腔鏡等直接從活體動物的卵巢中吸取卵母細胞。採集的卵母細胞，都要在體外經人工培養成熟後，才能與獲能的精子受精。
(2) 精子的採集和獲能：在體外受精前，要對精子進行獲能處理。
(3) 受精：獲能的精子和培養成熟的卵細胞在獲能溶液或專用的受精溶液中完成受精過程。
(4)胚胎的早期培養：精子與卵子在體外受精後，應將受精卵移入發育培養液中繼續培養，以檢查受精狀況和受精卵的發育能力。培養液成分較復雜，除一些無機鹽和有機鹽外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養成分，以及血清等物質。當胚胎發育到適宜的階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動物胚胎移植的時間不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚階段才能進行移植，小鼠、家兔等實驗動物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎可在4個細胞階段移植。)
2.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、生理狀態相同的其它雌性動物的體內，使之繼續發育為新個體的技術。其中提供胚胎的個體稱為「供體」，接受胚胎的個體稱為「受體」。（供體為優良品種，作為受體的雌性動物應為常見或存量大的品種。）
地位：如轉基因、核移植，或體外受精等任何一項胚胎工程技術所生產的胚胎，都必須經過胚胎移植技術才能獲得後代，是胚胎工程的最後一道「工序」。
(2) 胚胎移植的意義：大大縮短了供體本身的繁殖周期，充分發揮雌性優良個體的繁殖能力。
(3) 生理學基礎：①動物發情排卵後，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境。
②早期胚胎在一定時間內處於游離狀態。這就為胚胎的收集提供了可能。
③受體對移入子宮的外來胚胎不發生免疫排斥反應。這為胚胎在受體的存活提供了可能。
④供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯系，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：
①對供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和生產性能優秀的供體，有健康的體質和正常繁殖能力的受體，供體和受體是同一物種。並用激素進行同期發情處理，用促性腺激素對供體母牛做超數排卵處理。
②配種或人工授精。
③對胚胎的收集、檢查、培養或保存。配種或輸精後第7天，用特製的沖卵裝置，把供體母牛子宮內的胚胎沖洗出來(也叫沖卵)。對胚胎進行質量檢查，此時的胚胎應發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。
④對胚胎進行移植。
⑤移植後的檢查。對受體母牛進行是否妊娠的檢查。
3.胚胎分割
(1)概念：是指採用機械方法將早期胚胎切割2等份、4等份等，經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。
(2)意義：來自同一胚胎的後代具有相同的遺傳物質，屬於無性繁殖。
(3)材料：發育良好，形態正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的發育過程中，細胞開始分化，但其全能性仍很高，也可用於胚胎分割。）
(4)操作過程：對囊胚階段的胚胎分割時，要將內細胞團均等分割，否則會影響分割後胚胎的恢復和進一步發育。
『貳』 高中生物收集牛的精子用什麼方法
假陰道法(常用). 手握法(適用於豬，犬等動物). 電刺激法(適用於經濟性的家畜) 還有不明白的再問
『叄』 怎麼樣取精子有要注意什麼的嗎比較實用的是什麼
取精子的方法：
1,手淫法：此方法很有效，只要患者用用手淫的方法就能獲取精液。但是在這之前需要做好清洗准備，就是用肥皂水洗凈雙手和外生殖器，待射精時將精液排入一隻特備的無菌杯中即可。
2,避孕套法：這種方法取精子更簡單，只要帶男用避孕套性交就能獲得精液。而採用此方法需要注意一點，就是採用的避孕套要是特定的，因為普通的避孕套產品中含有殺精劑會對精液質量造成影響。
3,電按摩法：如果上述兩種方法對患者沒有效，可以嘗試用電按摩法獲取精液，簡單的來說就是由醫生用特殊的電按摩器插入患者的直腸，通過按摩前列腺刺激排出精液。
4,穿刺取精：這一方法簡單粗暴很有效，但是這種建議去專業的醫院取精，不要自己取精。還有的就是如果採用避孕套取精，一定要選擇特製的產品這樣不會對精液有影響。
取精子的注意事項：
1、在取精子前必須停止性生活2～7天，這樣不會影響精子的質量。還有要注意的是不得有手淫、夢遺等情況，還應禁煙戒酒，忌服對生精功能有影響的葯物等，做好這些才能去取精。
2、此外還要注意采精時間以晨起為佳，采精前要把鬼頭洗干凈，更好的為取精做好准備。
要想更好的保證取精質量，就要做好這一系列的准備工作，才能更好的實現精液檢查，確定患者的健康狀況。如果檢查出來有什麼不好的健康影響，也不用擔心只要積極面對，有效的做好醫治就能很好的恢復健康。
『肆』 男性取精子怎麼取的
您好!現代臨床常用的取精方法：
1,手 淫法：大多數患者需要用手 淫的方法獲取精 液,事先用肥皂洗凈雙手和外 生殖器,手 淫將精液排入一隻特備的無菌杯中即可.
2,避孕套法：帶男用避孕套性 交,排出精 液後即抽出陰 莖,從避孕套中即可獲得精 液.要注意的是,取 精用的避孕套必須是特製的,因為普通的避孕套中含有殺 精劑會對精 液質量造成影響.
3,電按摩法：少數用手 淫法取精困難的患者可採用電按摩法獲取精 液,即由醫 生用特殊的電按摩器插入患者的直 腸,通過按摩前列腺刺激排出精液.
4,穿 刺取精：對於輸精管阻塞性無精症患者,還可通過附睾或睾 丸穿刺取出精子.
醫院取 精是有專門的取 精 室，不建議自己取 精，因為精 液不好保存，有些男性朋友用避孕套裝著精 液就來了，一定不要用這種方法，因為避孕套有殺精的作用，檢查就沒效果了，醫院是用專門的設備才存放精 液的，所以一定要到醫院去取精。
『伍』 高中生物選修3知識點總結
選修3、現代生物科技專題
專題1、基因工程
什麼是基因工程？
1.1DNA重組技術的基本工具
一、「分子手術刀」——限制性核酸內切酶（限制酶）
一來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。
二功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，並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。
三結果：經限制酶切割產生的DNA片段末端通常有兩種形式，黏性末端和平末端。
二、「分子縫合針」——DNA連接酶
一功能：將切下來的DNA片段拼接成新的DNA分子。連接部位：磷酸二酯鍵，不是氫鍵。
二兩種DNA連接酶（E·coliDNA連接酶和T4-DNA連接酶）的比較：⒈相同點：都縫合磷酸二酯鍵。⒉區別：E·coliDNA連接酶來源於T4噬菌體，只能將雙鏈DNA片段互補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。
三與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。
三、「分子運輸車」——載體(與細胞膜上的載體有什麼區別？)
一作為載體的必要條件：能在受體細胞中復制並穩定保存；具有一至多個限制酶切點，供外源DNA片段插入；具有標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇；對受體細胞無害、易分離。
二最常用的載體是 質粒：是一種裸露的、結構簡單的、獨立於細菌染色體之外，並具有自我復制能力的很小的雙鏈環狀DNA分子。三其它載體：噬菌體的衍生物、動植物病毒。
1.2基因工程的基本操作程序
一、目的基因的獲取(什麼是目的基因？)
一獲取方法：原核基因採取直接分離獲得，真核基因是人工合成。
二從基因文庫中獲取目的基因
什麼是基因文庫？什麼是基因組文庫？什麼是部分基因文庫？三者間是什麼關系？
怎樣從基因文庫中獲取目的基因？
三利用PCR技術擴增目的基因
⒈什高伏么是PCR技術？⒉原理：DNA雙鏈復制。⒊PCR技術需哪些必要條件？PCR的結果是什麼？
⒋過程：變性→退火→延伸→多次重復。四直接人工合成。
二、基因表達載體的構建（該過程實際上是不同來源的基因重組的過程，是基因工程的核心）
一構建基因表達載體的目的是什麼？怎樣構建？
二一個基因表達載體的組成：復制原點＋啟動子＋目的基因＋終止子＋標記基因
什麼是啟動子、終止升沒子？它們分別在基因表達載體上的什麼位置？各有什麼作用？標記基因有什麼作用？
三、將目的基因導入受體細胞
一轉化的概念：是目的基因進入受體細胞內，並且在受體細胞內維持穩定和表達的過程。
二常用的轉化方法
⒈將目的基因導入植物細胞：採用最多的方法是農桿菌戚笑攜轉化法，其次還有基因槍法和花粉管通道法等。導入到了植物細胞的什麼位置？
⒉將目的基因導入動物細胞：最常用的方法是顯微注射技術。此方法的受體細胞多是受精卵。
⒊將目的基因導入微生物細胞：原核生物作為受體細胞的優點有哪些？最常用的原核細胞是什麼？轉化方法是什麼？
三重組DNA導入受體細胞後，篩選含有基因表達載體受體細胞的依據是標記基因是否表達。
四、目的基因的檢測和表達
一首先要檢測轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因。方法：DNA分子雜交技術。該方法的原理是什麼？
二其次還要檢測目的基因是否轉錄出了mRNA。方法：用標記的目的基因作探針與mRNA雜交。
三最後檢測目的基因是否翻譯成蛋白質。方法：從轉基因生物中提取蛋白質，用相應的抗體進行抗原－抗體雜交。
四有時還需進行個體生物學水平的鑒定。如轉基因抗蟲植物是否出現抗蟲性狀。
1.3基因工程的應用
一、植物基因工程：抗蟲、抗病、抗逆轉基因植物，利用轉基因改良植物的品質。
二、動物基因工程：提高動物生長速度、改善畜產品品質、用轉基因動物生產葯物、作器官移植的供體。
三、基因工程葯物：細胞因子、抗體、疫苗、激素等。
四、基因治療：把正常的外源基因導入病人體內，使該基因表達產物發揮功能，多而達到治療疾病的目的，這是治療遺傳病的最有效的手段。
1.4蛋白質工程的崛起
一、天然蛋白質為什麼不能完全適應生產和使用需要？實現蛋白質工程的基本途徑是什麼？
二、蛋白質工程：指以蛋白質分子的結構規律及其生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造，或製造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。（基因工程在原則上只能生產自然界已存在的蛋白質）
專題2 、細胞工程
什麼是細胞工程？根據操作對象不同，可分為哪幾種？
2.1.1植物細胞工程的基本技術
一、理論基礎（原理）：細胞全能性。
一什麼是細胞的全能性？在生物生長發育過程中，細胞為什麼不會表現出全能性？
二全能性表達的難易程度：受精卵＞生殖細胞＞幹細胞＞體細胞；植物細胞＞動物細胞。
植物組織培養技術一過程
什麼是植物組織培養？什麼叫脫分化？脫分化的實質是什麼？(恢復細胞全能性的過程)脫分化的結果是什麼？什麼叫再分化？什麼是愈傷組織，有什麼特點？
二地位：是培育轉基因植物、植物體細胞雜交培育植物新品種的最後一道工序。
三、植物體細胞雜交技術一過程
植物體細胞融合遇到的第一個障礙是什麼？溫和的去壁方法是什麼？把原生質體放在一起會自然融合嗎？
二什麼是植物體細胞雜交？三意義：克服了不同生物遠緣雜交不親和的障礙。
四傳統的有性雜交與本節的體細胞雜交有何區別？(生殖方式；物種)
2.1.2植物細胞工程的實際應用
一、植物繁殖的新途徑
一微型繁殖。什麼叫植物的微型繁殖技術？
微型繁殖技術有什麼優點？(繁殖速度快；保持母本性狀；不受自然生長季節的限制)
二作物脫毒。無性繁殖作物染毒後有什麼症狀？什麼是作物脫毒？
三人工種子。天然種子有哪些缺陷？什麼是人工種子？有什麼優點？
二、作物新品種的培育
一單倍體育種。什麼是單倍體育種？原理是什麼？常用什麼方法？有什麼優點？
二突變體的利用。為什麼組織培養中易產生突變？
三、作物脫毒、人工種子、單倍體育種比較。⒈相同點：培育過程均有採用微型繁殖的技術。⒉區別：作物脫毒強調取材一定是無毒的；人工種子只需培育得到胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽；單倍體育種本質上屬於有性生殖。
細胞產物的工廠化生產。人們利用的細胞產物主要有哪些？
2.2.1動物細胞培養和核移植技術
動物細胞工程常用技術手段有哪些？其中哪項工程是其他動物細胞工程技術的基礎？
一、動物細胞培養
一概念：動物細胞培養就是從動物機體中取出相關的組織，將它分散成單個細胞，然後放在適宜的培養基中，讓這些細胞生長和繁殖。
二過程：取材→分散→配製懸液→原代培養→傳代培養。每一步分別是如何處理的？
⒈細胞培養前為什麼要對細胞分散處理？
⒉什麼是細胞貼壁？什麼是接觸抑制？⒊什麼是原代培養？什麼是傳代培養？
⒋為什麼用於核移植的細胞通常為10代以內的？10代以後的細胞的什麼特點？
三動物細胞培養需要滿足以下條件(什麼是內環境？內環境及穩態對細胞有什麼作用？)
⒈無菌、無毒的環境。培養液應進行無菌處理。通常還要在培養液中添加一定量的抗生素，以防培養過程中的污染。此外，應定期更換培養液，防止代謝產物積累對細胞自身造成危害。
⒉營養：合成培養基成分：糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等。通常需加入血清、血漿等天然成分。
⒊溫度和pH。適宜溫度：哺乳動物多是36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4。
⒋氣體環境。95%空氣＋5%CO2。O2是細胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培養液的pH。
四動物細胞培養技術的應用：制備病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體、檢測有毒物質、培養醫學研究的各種細胞。
五動物細胞培養與植物細胞(組織)培養比較
比較項目 原理 培養基 結果 培養環境 培養目的
植物組織培養 細胞全能性 固體；營養物質，激素 可培養成植株 離體 微型繁殖，作物脫毒等
動物細胞培養 細胞增殖 液體；營養物質，動物血清等 培育成細胞群 體內或體外 獲得細胞產物或細胞等
二、動物體細胞核移植技術和克隆動物
動物細胞培養為什麼不能獲得完整的動物個體？什麼是動物核移植？什麼叫克隆動物？
一分類：胚胎細胞核移植(比較容易)；體細胞核移植(比較難)。
二選用去核卵母細胞的原因：卵母細胞比較大，容易操作；卵母細胞細胞質多，營養豐富。
三體細胞核移植的過程：取供體動物體細胞→供體細胞培養→供體細胞與去核卵母細胞融合→重組細胞→早期胚胎→移入受體動物子宮→克隆動物。
⒈受體細胞為什麼要選用卵母細胞？選用的是哪一時期的卵母細胞？怎樣去除卵母細胞核？
⒉怎樣使供、受體細胞融合？怎樣激活受體細胞？激活的目的是什麼？
四體細胞核移植技術的應用前景
⒈加速家畜遺傳改良進程，促進優良畜群繁育；⒉保護瀕危物種，增大存活數量；⒊生產珍貴的醫用蛋白；⒋作為異種移植的供體；⒌用於組織器官的移植等。
五體細胞核移植技術存在的問題：克隆動物存在著健康問題、表現出遺傳和生理缺陷等。
2.2.2動物細胞融合與單克隆抗體
一、什麼是動物細胞融合？
二、動物細胞融合與植物原生質體融合的原理基本相同，誘導動物細胞融合的方法與植物原生質體融合的方法類似，常用的誘導因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激等。
三、動物細胞融合的意義：克服了遠緣雜交的不親和性，成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物生物新品種培育的重要手段。
四、動物細胞融合與植物體細胞雜交的比較
比較項目 原理 方法 誘導手段 主要用途
植物體細胞雜交 細胞膜流動性、細胞全能性 去壁後誘導原生質體融合 物理、化學方法 克服遠緣雜交不親和的障礙，獲得雜種植株
動物細胞融合 細胞膜流動性 使細胞分散後誘導細胞融合 理、化、生物法 制備單克隆抗體
五、單克隆抗體：用單個B淋巴細胞進行無性繁殖形成細胞群，這樣的細胞群就有可能產生出化學性質單一、特異性強的抗體。
一傳統抗體生產方法及缺陷是什麼？B淋巴細胞有什麼特點？二單克隆抗體的制備過程
⒈動物細胞融合⑴取材：骨髓瘤細胞和經抗原刺激的B淋巴細胞。(選用小鼠體內兩種細胞是因為同一物種的細胞雜交易成功；這兩種細胞各有什麼特點？)
⑵融合:誘導可用物理、化學、生物法等(會有幾種融合方式？)；⑶用選擇培養基篩選出雜交瘤細胞。(這類細胞有何特點？為什麼？)
⒉動物細胞培養⑴克隆化培養和抗體檢測雜交瘤細胞，從中篩選出能分泌所需抗體的雜交瘤細胞；⑵體內或體外大規模培養。(鼠單抗能否用於人體疾病的治療？)
三單克隆抗體的優點：特異性強，靈敏度高，並能大量制備。
四單克隆抗體的應用⒈作為診斷試劑：准確識別各種抗原物質的細微差異，並跟一定抗原發生特異性結合，具有準確、高效、簡易、快速的優點。⒉用於治療疾病和運載葯物：主要用於癌症治療，可製成「生物導彈」(由哪幾部分組成？各起什麼作用？)，也有少量用於治療其他疾病。
專題3、胚胎工程
什麼是胚胎工程？主要包括哪些技術？
3.1體內受精和早期胚胎發育
一、精子和卵子的發生
一精子的發生⒈場所：睾丸。⒉時期：從初情期開始，直到生殖機能衰退。
⒊過程⑴精原細胞→多個精原細胞→初級精母細胞⑵初級精母細胞→次級精母細胞→精子細胞⑶精子細胞→精子(其中細胞核變為精子頭部的主要部分；高爾基體發育為頭部的頂體；中心體演變為精子的尾；線粒體形成線粒體鞘；其它物質濃縮為原生質滴)
⒋⑴精子細胞變成精子過程中，主要發生了哪些變化？細胞核和線粒體為什麼都保留了？線粒體為什麼集中在尾的基部？
⑵成熟精子：形似蝌蚪，由頭、頸、尾三部分組成。精子大小與動物體型大小有關嗎？
二卵子的發生⒈場所：卵巢。⒉時期：胚胎在性別分化以後。
⒊過程：卵原細胞→多個卵原細胞→初級卵母細胞胞→次級卵母細胞→卵細胞
兩次減數分裂分別是在何時、何地完成的？
⒋卵泡主要由卵母細胞和卵泡細胞組成的，生長中的卵泡的卵母細胞與周圍卵泡細胞突入卵泡腔形成卵丘。排卵：卵母細胞與周圍透明帶(由糖蛋白組成)、放射冠(透明帶外的一層卵泡細胞)從卵泡中排出的過程。排卵後卵泡位置形成黃體。
剛排出的卵是成熟的卵子嗎？它在母體的什麼部位與精子受精？
三精子與卵細胞比較⒈相似點：最初階段均進行有絲分裂，不斷增加生殖原細胞的數量；經過兩次減數分裂才能形成精子和卵子。
⒉不同點：一個精原細胞→四個精子；一個卵原細胞→一個卵子；精子形狀為蝌蚪狀；卵子為球形；精子的形成從初情期開始，而多數哺乳動物卵子的形成和在卵巢內的貯備是胎兒出生前完成的。
二、受精⒈概念:指精子和卵子結合形成合子(即受精卵)的過程。
⒉標志:在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時。⒊場所:輸卵管。
⒋過程⑴受精前的准備階段准備階段1－精子獲能：即精子必須在雌性動物生殖道內發生相應生理變化後，才能獲得受精能力的現象。
准備階段2－卵子的准備：即卵子在輸卵管內達到減數第二分裂中期時，才具備受精能力。
⑵受精階段：精、卵相遇→頂體反應(→頂體酶釋放→溶解卵丘細胞(放射冠)→穿越放射冠→接觸透明帶→頂體酶溶解透明帶→穿越透明帶)→接觸卵黃膜→產生透明帶反應→形成第一道屏障→精子被微絨毛抱合→精子外膜與卵黃膜融合→精子進入卵→產生卵黃膜封閉作用→形成第二道屏障→形成雄原核→形成雌原核→雌雄原核發育、移動、接觸、合並→形成受精卵。①受精階段主要包括哪些環節？
②什麼是頂體反應？什麼是透明帶反應？什麼是卵黃膜封閉作用？它們分別起什麼作用？
③什麼是雌、雄原核？分別是什麼時期形成的？
四意義：維持每種生物前後代體細胞中染色體數目的恆定 ；對於生物的遺傳和變異十分重要。
三、胚胎發育：指受精卵發育成幼體的過程。受精卵最初發育在輸卵管進行有絲分裂。
一卵裂期。特點：在透明帶內進行有絲分裂，細胞數量不斷增加，但胚胎總體積並不增加，或略有減少。
二桑椹胚。特點：胚胎細胞數目達到32個左右時，胚胎形成緻密的細胞團，形似桑椹。是全能細胞。
三囊胚。特點：細胞開始出現分化（該時期細胞的全能性仍比較高）。外為滋養層細胞，將發育成胎膜和胎盤；聚集在胚胎一端個體較大的細胞稱為內細胞團，將來發育成胎兒的各種組織。中間的空腔稱為囊胚腔。什麼叫孵化？
四原腸胚。特點：有了三胚層的分化，具有囊胚腔和原腸腔。
3.2體外受精和早期胚胎培養
一、體外受精
一卵母細胞的採集和培養
主要方法：用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然後，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採集卵母細胞；第三種方法是藉助超聲波探測儀、腹腔鏡等直接從活體動物的卵巢中吸取卵母細胞。採集的卵母細胞，都要在體外經人工培養成熟後，才能與獲能的精子受精。
二精子的採集和獲能⒈收集的方法:假陰道法,手握法和電刺激等。
⒉獲能處理: 在體外受精前，要對精子進行獲能處理⑴培養法：將取自附睾的精子，放入人工配製的獲能液中，培養一段時間精子就可獲能。如嚙齒動物、家兔和豬。⑵化學法：將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中，用化學葯物誘導精子獲能。如牛、羊。
三受精：獲能的精子和培養成熟的卵細胞在獲能溶液或專用的受精溶液中完成受精過程。
二、胚胎的早期培養
胚胎的早期培養：精子與卵子在體外受精後，應將受精卵移入發育培養液中繼續培養，以檢查受精狀況和受精卵的發育能力。培養液成分較復雜，除一些無機鹽和有機鹽外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養成分，以及血清等物質。當胚胎發育到適宜的階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動物胚胎移植的時間不同。
3.3胚胎工程的應用及前景
一、胚胎移植。一什麼叫胚胎移植？什麼是「供體」？什麼是「受體」？（供體為優良品種，作為受體的雌性動物應為常見或存量大的品種。）
二地位：如轉基因、核移植，或體外受精等任何一項胚胎工程技術所生產的胚胎，都必須經過胚胎移植技術才能獲得後代，是胚胎工程的最後一道「工序」。
三胚胎移植的現狀和意義⒈加速育種工作和品種改良；⒉大量節省購買種畜的費用；⒊一胎多產；⒋保存品種資源和瀕危物種；⒌可以充分發揮雌性優良個體的繁殖潛力,縮短繁殖周期,增加一生繁殖的後代數量。
四生理學基礎：⒈動物發情排卵後，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境。
⒉早期胚胎在一定時間內處於游離狀態。這就為胚胎的收集提供了可能。
⒊受體對移入子宮的外來胚胎不發生免疫排斥反應。這為胚胎在受體的存活提供了可能。
⒋供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯系，但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。
五基本程序主要包括
⒈對供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和生產性能優秀的供體，有健康的體質和正常繁殖能力的受體，供體和受體是同一物種。並用激素進行同期發情處理，用促性腺激素對供體母牛做超數排卵處理。⑴對供體、受體進行選擇①供體：遺傳性能和生產性能優秀的個體；②受體：健康和正常繁殖能力的個體。⑵處理：同期發情。具體做法：注射相關激素。
⒉採集卵母細胞。方法：注射促性腺激素使供體超數排卵。
⒊配種或人工授精。精子來源：同種優良的雄性動物。
⒋對胚胎的收集、檢查、培養或保存。配種或輸精後第7天，用特製的沖卵裝置，把供體母牛子宮內的胚胎沖洗出來(也叫沖卵)。對胚胎進行質量檢查，此時的胚胎應發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。
⒌對胚胎進行移植。⑴手術法：引出受體子宮和卵巢，將胚胎注入子宮角，縫合創口。
⑵非手術法：將裝有胚胎的移植管送入受體母牛子宮的相應部位，注入胚胎。
⒍移植後的檢查。對受體母牛進行是否妊娠的檢查。
二、胚胎分割一概念：是指採用機械方法將早期胚胎切割2等份、4等份等，經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。
二意義：來自同一胚胎的後代具有相同的遺傳物質，屬於無性繁殖。
三理論基礎：動物胚胎細胞的全能性。所以胚胎分割的時期為發育良好，形態正常的桑椹胚或囊胚。
四操作過程：用分割針或分割刀片將胚胎切開，吸出其中的半個胚胎，注入預先准備好的空透明帶中，或直接將裸半胚移植給受體。使用的主要儀器是實體顯微鏡和顯微操作儀。操作注意事項：⒈對囊胚階段的胚胎進行分割時，要將內細胞團均等分割。原因是內細胞團一般到囊胚階段才出現，它是發育為胚胎本身的基礎細胞，其他細胞為滋養細胞，只為胚胎和胎兒發育提供營養。若分割時不能將內細胞團均等分割，會出現含內細胞團多的部分正常發育的能力強，少的部分發育受阻或發育不良，甚至不能發育等問題。⒉胚胎分割的份數越多，操作的難度會越大，移植的成功率也越低。
五胚胎分割技術的缺陷⒈剛出生動物的體重偏低，毛色和斑紋還存在差異；⒉採用胚胎分割技術產生同卵多胎的可能性是有限的。
三、胚胎幹細胞一什麼是哺乳動物的胚胎幹細胞？
二特點⒈形態：體積小，細胞核大，核仁明顯；⒉功能：具有發育的全能性，可分化為成年動物體內任何一種組織細胞；⒊在體外培養的條件下，ES細胞可以增殖而不發生分化。對它可以進行冷凍保存，也可以進行遺傳改造。
三主要用途⒈可用於研究哺乳動物個體發生和發育規律；⒉是在體外條件下研究細胞分化的理想材料，在培養液中加入分化誘導因子，如牛黃酸等化學物質時，就可以誘導ES細胞向不同類型的組織細胞分化，這為揭示細胞分化和細胞凋亡的機理提供了有效的手段；⒊可以用於治療人類的某些頑疾，如帕金森綜合症、少年糖尿病等；⒋利用可以被誘導分化形成新的組織細胞的特性，移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修復並恢復正常功能；⒌隨著組織工程技術的發展，通過ES細胞體外誘導分化，定向培育出人造組織器官，用於器官移植，解決供體器官不足和器官移植後免疫排斥的問題。
專題4、生物技術的安全性和倫理問題
4.1轉基因生物的安全性
一、基因生物與食物安全
反方觀點：反對「實質性等同」、出現滯後效應、出現新的過敏原、營養成分改變。
正方觀點：有安全性評價、科學家負責的態度、無實例無證據。
二、轉基因生物與生物安全：對生物多樣性的影響。
反方觀點：擴散到種植區之外變成野生種類、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：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。
三、轉基因生物與環境安全：對生態系統穩定性的影響。
反方觀點：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入人體。
正方觀點：不改變生物原有的分類地位、減少農葯使用、保護農田土壤環境。
4.2關注生物技術的倫理問題
一、克隆人：兩種不同觀點，多數人持否定態度。
否定的理由：克隆人嚴重違反了人類倫理道德，是克隆技術的濫用；克隆人沖擊了現有的婚姻、家庭和兩性關系等傳統的倫理道德觀念；克隆人是在人為的製造在心理上和社會地位上都不健全的人。
肯定的理由：技術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。不成熟的技術也只有通過實踐才能使之成熟。
中國政府的態度：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驗。
二、試管嬰兒：兩種目的試管嬰兒的區別兩種。不同觀點，多數人持認可態度。
否定的理由：把試管嬰兒當作人體零配件工廠，是對生命的不尊重；早期生命也有活下去的權利，拋棄或殺死多餘胚胎，無異於「謀殺」。
肯定的理由：解決了不育問題，提供骨髓中造血幹細胞救治患者最好、最快捷的方法，提供骨髓造血幹細胞並不會對試管嬰兒造成損傷。
三、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，勢必造成遺傳學失業大軍、造成個人婚姻困難、人際關系疏遠等嚴重後果。
肯定的理由：通過基因檢測可以及早採取預防措施，適時進行治療，達到挽救患者生命目的。
4.3禁止生物武器
一、生物武器：生物戰劑及施放它的武器、器材總稱生物武器。生物戰劑是指在戰爭中使人、畜致病，毀傷農作物的微生物及其毒素。
二、種類：致病菌、病毒、生化毒劑，以及經過基因重組的致病菌。
三、散布方式：吸入、誤食、接觸帶菌物品、被帶菌昆蟲叮咬等。
四、特點：致病力強、多數具傳染性、傳染途徑多、污染面廣、有潛伏期、不易被發現、危害時間長等。五、禁止生物武器公約及中國政府的態度。
專題5、生態工程
概念：生態工程是指人類應用生態學和系統學的基本原理和方法，通過系統設計、調控和技術組裝，對已被破壞的生態環境進行修復、重建，對造成環境污染和破壞的傳統生產方式進行改善、並提高生態系統的生產力，從而促進人類社會和自然環境的和諧發展。
5.1生態工程的基本原理
什麼是生態經濟？怎樣才能實現生態經濟(循環經濟)？
生態工程所遵循的基本原理
一、物質循環再生原理。理論基礎：物質循環。實例：「無廢棄物農業」。
二、物種多樣性原理。理論基礎：生態系統穩定性。特點：物種越豐富，生態系統的抵抗力穩定性越高。
三、協調與平衡原理。理論基礎：生物與環境的協調與平衡。
四、整體性原理。理論基礎：社會-經濟-自然復合成的巨大系統。
五、系統學和工程學原理。一系統的結構決定功能原理。理論基礎：分布式優於集中式和環式。二系統整體性原理。理論基礎：整體功能大於部分之和。
5.2生態工程的實例和發展前景
一、生態工程的實例
一農村綜合發展型生態工程。問題：農村中物質、能量的多級利用問題。對策：進行綜合發展型生態工程。
二小流域綜合治理生態工程。問題：小流域水土流失問題。對策：進行綜合治理。
三大區域生態系統恢復工程。問題：我國土地荒漠化問題。對策：植樹造林、退耕還林、還草等。
四濕地生態恢復工程。問題：濕地的縮小和破壞問題。對策：控制污染、退田還湖等。
五礦區廢棄地的生態恢復工程。問題：礦區生態環境的破壞問題。對策：修復土地、恢復植被等。
六城市環境生態工程。問題：城市生態系統面臨的垃圾、大氣、噪音等污染問題。對策：城市綠化、污水凈化和廢棄物處理等綜合治理。
生態工程也有局限性，只有預防生態破壞，發揮生態系統的自然修復能力才是根本的出路。
二、生態工程發展的前景
一「生物圈2號」的實驗及啟示是什麼？
二我國生態工程發展前景的分析與展望
⒈西方國家生態工程的特點是什麼？
⒉我國生態工程存在的問題及發展前景有哪些？