2019-2020年高中生物 復(fù)習(xí)提綱 新人教版選修3.doc

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2019-2020年高中生物 復(fù)習(xí)提綱 新人教版選修3 一、 基因工程 1、（a）基因工程的誕生 （一）基因工程的概念 基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴格的設(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分子水平上進行設(shè)計和施工的，又叫做DNA重組技術(shù)。 2、（a）基因工程的原理及技術(shù) 原理：基因重組 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（EcoliDNA連接酶和T4DNA連接酶）的比較： ①相同點：都縫合磷酸二酯鍵。 ②區(qū)別：EcoliDNA連接酶來源于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。 (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.“分子運輸車”——載體 （1）載體具備的條件：①能在受體細胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存。②具有一至多個限制酶切點，供外源DNA片段插入。③具有標記基因，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、獨立于細菌染色體之外，并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。 （3）其它載體： 噬菌體的衍生物、動植物病毒 (二)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： 編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因 。 2.原核基因采取直接分離獲得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反轉(zhuǎn)錄法_和化學(xué)合成法_。 3.PCR技術(shù)擴增目的基因 （1）原理：DNA雙鏈復(fù)制 （2）過程：第一步：加熱至90～95℃DNA解鏈；第二步：冷卻到55～60℃，引物結(jié)合到互補DNA鏈；第三步：加熱至70～75℃，熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始互補鏈的合成。 第二步：基因表達載體的構(gòu)建 1.目的：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。 2.組成：目的基因＋啟動子＋終止子＋標記基因 （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）標記基因的作用：是為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。常用的標記基因是抗生素基因。 第三步：將目的基因?qū)胧荏w細胞_ 1.轉(zhuǎn)化的概念：是目的基因進入受體細胞內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程。 2.常用的轉(zhuǎn)化方法： 將目的基因?qū)胫参锛毎翰捎米疃嗟姆椒ㄊ?農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，其次還有 基因槍法和 花粉管通道法等。 將目的基因?qū)雱游锛毎鹤畛Ｓ玫姆椒ㄊ?顯微注射技術(shù)。此方法的受體細胞多是 受精卵。 將目的基因?qū)胛⑸锛毎? 3.重組細胞導(dǎo)入受體細胞后，篩選含有基因表達載體受體細胞的依據(jù)是標記基因是否表達。 第四步：目的基因的檢測和表達 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 用標記的目的基因作探針與mRNA雜交。 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 抗體進行 抗原－抗體雜交。 4.有時還需進行 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）（b）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。 3.基因治療：把正常的外源基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因表達產(chǎn)物發(fā)揮作用。 （四）（a）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)）（1）蛋白質(zhì)工程崛起的緣由：基因工程只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì) （2）蛋白質(zhì)工程的基本原理：它可以根據(jù)人的需求來設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，又稱為第二代的基因工程。 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）以上是蛋白質(zhì)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(shè)計中的困難：如何推測非編碼區(qū)以及內(nèi)含子的脫氧核苷酸序列 二、細胞工程 （一）植物細胞工程 1.理論基礎(chǔ)（原理）：細胞全能性 2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)（b） （1）過程：離體的植物器官、組織或細胞 ―――→愈傷組織 ―――→試管苗 ――→植物體 （2）用途：微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。 A 植物繁殖 微型繁殖：可以高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖 作物脫毒：采用莖尖組織培養(yǎng)來除去病毒（因為植物分生區(qū)附近的病毒極少或沒有） 人工種子：以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)人工薄膜包裝得到的種子。優(yōu)點：完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性，不受季節(jié)的限制；方便儲藏和運輸 B 作物新品種培育 單倍體育種： a過程：植株（AaBb）通過減數(shù)分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab四種類型）；對花粉進行花藥離體培養(yǎng)（技術(shù)是植物組織培養(yǎng)）；得到單倍體植株；對其幼苗時期進行秋水仙素處理；得到了正常的純合二倍體植株（AABB、AAbb、aaBB、aabb四種類型）。 b 優(yōu)點：明顯縮短育種年限 C 突變體利用：在組織培養(yǎng)中會出現(xiàn)突變體，通過從有用的突變體中選育出新品種（如篩選抗病、抗鹽、含高蛋白的突變體） D 細胞產(chǎn)物的生產(chǎn)：通過能夠產(chǎn)生對人們有利的產(chǎn)物的細胞進行組織培養(yǎng)，從而讓它們能夠產(chǎn)生大量的細胞產(chǎn)物。 （3）地位：是培育轉(zhuǎn)基因植物、植物體細胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。 ② 植物細胞A 植物細胞B 雜種細胞 愈傷組織 雜種植株 ① ③ ④ ⑤ 圖（2） 3.植物體細胞雜交技術(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）意義：克服了遠緣雜交不親和的障礙。 （二）動物細胞工程 1. 動物細胞培養(yǎng)（a） （1）概念：動物細胞培養(yǎng)就是從動物機體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個細胞，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細胞生長和繁殖。 （2）動物細胞培養(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胞→制成細胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進行原代培養(yǎng)→貼滿瓶壁的細胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)。 （3）細胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細胞貼壁。細胞數(shù)目不斷增多，當(dāng)貼壁細胞分裂生長到表面相互抑制時，細胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。 （4）動物細胞培養(yǎng)需要滿足以下條件 ①無菌、無毒的環(huán)境：培養(yǎng)液應(yīng)進行無菌處理。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)物積累對細胞自身造成危害。 ②營養(yǎng)：合成培養(yǎng)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。 ③溫度：適宜溫度：哺乳動物多是36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4。 ④氣體環(huán)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(yǎng)液的pH。 （5）動物細胞培養(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)研究的各種細胞。 2.動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物 （1）哺乳動物核移植可以分為胚胎細胞核移植（比較容易）和體細胞核移植（比較難）。 （2）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(zhì)多，營養(yǎng)豐富。 （3）體細胞核移植的大致過程是： 高產(chǎn)奶牛（提供體細胞）進行細胞培養(yǎng)；同時采集卵母細胞，在體外培養(yǎng)到減二分裂中期的卵母細胞，去核（顯微操作）[注：為什么要用卵細胞？它可以提供充足的營養(yǎng)；操作簡便；細胞質(zhì)不會抑制細胞核全能性的表達]；將供體細胞注入去核卵母細胞；通過電刺激使兩細胞融合，供體核進入受體卵母細胞，構(gòu)建重組胚胎；將胚胎移入受體（代孕）母牛體內(nèi)；生出與供體奶牛遺傳基因相同的犢牛 （4）體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用： ①加速家畜遺傳改良進程，促進良畜群繁育；②保護瀕危物種，增大存活數(shù)量； ③生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白；④作為異種移植的供體；⑤用于組織器官的移植等。 （5）體細胞核移植技術(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.動物細胞融合 （1）動物細胞融合也稱細胞雜交，是指兩個或多個動物細胞結(jié)合形成一個細胞的過程。融合后形成的具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞，稱為雜交細胞。 （2）動物細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。 （4）動物細胞融合與植物體細胞雜交的比較： 細胞工程 植物體細胞雜交 動物細胞融合 理論基礎(chǔ) 細胞的全能性、細胞膜的流動性 細胞增殖、細胞膜的流動性 融合前處理 酶解法去除細胞壁（纖維素酶、果膠酶） 注射特定抗原，免疫處理正常小鼠 誘導(dǎo)手段 物理法:離心、振動、電激 化學(xué)法：聚乙二醇（PEG） 物理法:離心、振動、電激 化學(xué)法：聚乙二醇 生物法：滅活的病毒（滅活的仙臺病毒） 誘導(dǎo)過程 第一步：原生質(zhì)體的制備 （酶解法） 第二步：原生質(zhì)體融合 （物、化法） 第三步：雜種細胞的篩選和培養(yǎng) 第四步：雜種植株的誘導(dǎo)與鑒定 正常小鼠免疫處理 動物細胞的融合 （物、化、生法） 雜交瘤細胞的篩選與培養(yǎng) 專一抗體檢驗陽性細胞培養(yǎng) 單克隆抗體的提純 用途和意義 克服遠緣雜交的不親和障礙，大大擴展雜交的親本組合范圍 應(yīng)用：白菜-甘藍等雜種植株 （1） 制備單克隆抗體 （2） 診斷、治療、預(yù)防疾病，例如“生物導(dǎo)彈”治療癌癥 4.單克隆抗體 （1）抗體：一個B淋巴細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： 對免疫小鼠注射特定的抗原蛋白（目的使小鼠產(chǎn)生了效應(yīng)B細胞）；提取B淋巴細胞；同時用動物細胞培養(yǎng)的方法培養(yǎng)骨髓瘤細胞并提取；促使它們細胞融合[注：融合的結(jié)果是有很多不符合要求的；如有2個B淋巴細胞融合的細胞等，所以要進行篩選]；在特定的選擇培養(yǎng)基上篩選出融合的雜種細胞[特點是能迅速大量增殖，又能產(chǎn)生專一的抗體]；然后對它進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測[篩選出能夠分泌所需抗體的雜種細胞]；最后將雜交瘤細胞在體外做大規(guī)模培養(yǎng)或注射入小鼠腹腔內(nèi)增殖，從細胞培養(yǎng)液或小鼠腹水中可得到大量的單克隆抗體。 （3）雜交瘤細胞的特點：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：特異性強，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：準確識別各種抗原物質(zhì)的細微差異，并跟一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，具有準確、高效、簡易、快速的優(yōu)點。用于治療疾病和運載藥物：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。 三、胚胎工程 （一）動物胚胎發(fā)育的基本過程 （1）精子的發(fā)生：補充，精原細胞先進行有絲分裂后進行減數(shù)分裂；變形過程中，細胞核為精子頭的主要部分，高爾基體發(fā)育為頂體，中心體演變?yōu)榫拥奈?，線粒體在尾基部形成線粒體鞘膜，其他物質(zhì)濃縮為原生質(zhì)滴直至脫落。[線粒體為精子運動提供能量] （2）卵子的發(fā)生：在胎兒時期，卵原細胞進行有絲分裂演變成初級卵母細胞[被卵泡細胞包圍]，減一分裂在排卵前后完成，形成次級卵母細胞和第一極體進入輸卵管準備受精；減二分裂是在受精過程中完成的。 （3）受精：精子獲能（在雌性動物生殖道內(nèi)）；卵子的準備（排出的卵子要在輸卵管中進一步成熟到減二中期才具備受精能力）；受精階段[卵子周圍的結(jié)構(gòu)由外到內(nèi)：放射冠、透明帶、卵黃膜]，a頂體反應(yīng)：精子釋放頂體酶溶解卵丘細胞之間的物質(zhì)，穿越放射冠。 b透明帶反應(yīng)：頂體酶可將透明帶溶出孔道，精子穿入，在精子觸及卵黃膜的瞬間阻止后來精子進入透明帶的生理反應(yīng)[它是防止多精子入卵受精的第一道屏障]；c卵黃膜的封閉作用：精子外膜和卵黃膜融合，精子入卵后，卵黃膜會拒絕其他精子再進入卵內(nèi)的過程[它是防止多精子入卵受精的第二道屏障]；精子尾部脫落，原有核膜破裂形成雄原核，同時卵子完成減二分裂，形成雌原核[注意：受精標志是第二極體的形成；受精完成標志是雌雄原核融合成合子]。 （4）胚胎發(fā)育：a卵裂期：細胞進行有絲分裂，數(shù)量增加，胚胎總體積不增加；b桑椹胚：32個細胞左右的胚胎[之前所有細胞都能發(fā)育成完整胚胎的潛能屬全能細胞]；c囊胚：細胞開始分化，其中個體較大的細胞叫內(nèi)細胞團將來發(fā)育成胎兒的各種組織；而滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤；胚胎內(nèi)部逐漸出現(xiàn)囊胚腔[注：囊胚的擴大會導(dǎo)致透明帶的破裂，胚胎伸展出來，這一過程叫孵化]；d原腸胚：內(nèi)細胞團表層形成外胚層，下方細胞形成內(nèi)胚層，由內(nèi)胚層包圍的囊腔叫原腸腔。[細胞分化在胚胎期達到最大限度] 9 胚胎工程的理論基礎(chǔ)（識記） （1）胚胎工程的概念及技術(shù)手段：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(shù)，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術(shù)。 （2）體外受精[屬有性生殖過程]：a卵母細胞的采集和培養(yǎng) 對體型小的動物用促性腺激素處理，從輸卵管沖取卵子（可直接受精）；對體型大的動物從卵巢中采集卵母細胞（要在體外培養(yǎng)成熟）b精子的采集 假陰道法、手握法和電刺激法；獲能 對嚙齒動物、兔、豬等的精子用培養(yǎng)法（放入人工配制的獲能液中）；對牛、羊等精子用化學(xué)法（放在肝素或鈣離子載體溶液中） （3）胚胎的早期培養(yǎng)：a培養(yǎng)液成分：無機鹽、有機鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等[注意與動物細胞培養(yǎng)液成分的比較]；b當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。 （4）胚胎移植：a概念：將雌性動物的早期胚胎移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。是生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過程，通過轉(zhuǎn)基因、核移植、體外受精獲得的胚胎必須移植給受體才能獲得后代。 b優(yōu)勢：可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，縮短供體本身的繁殖周期。 c胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)：同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的[對供體和受體進行同期發(fā)情處理]；早期胚胎形成后處于游離狀態(tài)，為胚胎的收集提供可能；受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)；移入受體的供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。 d胚胎移植的程序：對供、受體母牛進行選擇，用激素進行同期發(fā)情處理；對供體母牛用激素做超數(shù)排卵處理；選擇同種優(yōu)秀公牛配種[有性生殖過程]；對胚胎進行收集[此時胚胎處于游離狀態(tài)]；對胚胎進行質(zhì)量檢查[此時胚胎應(yīng)發(fā)育到桑椹胚或囊胚]；胚胎移植[或冷凍保存]；檢查受體母牛是否受孕；產(chǎn)下胚胎移植的犢牛。 （5）胚胎分割：a概念：用機械方法將早期胚胎切割成2、4、8等分等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)[可看作是動物無性繁殖或克隆] b基本過程：選擇良好的桑椹胚或囊胚移入培養(yǎng)皿中，用分割針或分割刀片將其切開，吸出其中的半個胚胎注入透明帶中或直接移植給受體。[注意：內(nèi)細胞團要均等分割，否則會影響胚胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育] 10 胚胎干細胞的移植（識記） （1）胚胎干細胞的含義：由早期胚胎[囊胚]或原始性腺[胎兒]中分離出來的一類細胞，又叫ES或EK細胞。 （2）特征：形態(tài)上體積小、細胞核大、核仁明顯；功能上具有發(fā)育的全能性，即可分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細胞。[體外培養(yǎng)下，ES細胞可以只增殖不分化] （3）應(yīng)用：用于治療人類疾病，如利用ES細胞誘導(dǎo)其分化成新的組織細胞特性，移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)。 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(shù)，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養(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。 2、動物胚胎發(fā)育的基本過程 （1）受精場所是母體的輸卵管。 （2）卵裂期：特點：細胞有絲分裂，細胞數(shù)量不斷增加，但胚胎的總體體積并不增加，或略有減小。 （3）桑椹胚：特點：胚胎細胞數(shù)目達到32個左右時，胚胎形成致密的細胞團，形似桑椹。是全能細胞。 （4）囊 胚：特點：細胞開始出現(xiàn)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(nèi)細胞團，將來發(fā)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）胚胎干細胞 1、哺乳動物的胚胎干細胞簡稱ES或EK細胞，來源于早期胚胎或從原始性腺中分離出來。 2、具有胚胎細胞的特性，在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小，細胞核大，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，可進行冷凍保存，也可進行遺傳改造。 3、胚胎干細胞的主要用途是：①可用于研究哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律；②是在體外條件下研究細胞分化的理想材料，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可以用于治療人類的某些頑疾，如帕金森綜合癥、少年糖尿病等；④利用可以被誘導(dǎo)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(fù)并恢復(fù)正常功能；⑤隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展，通過ES細胞體外誘導(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。 （三）胚胎工程的應(yīng)用 1.體外受精和胚胎的早期培養(yǎng) (1)卵母細胞的采集和培養(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胞。采集的卵母細胞，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：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(yǎng)成熟的卵細胞在獲能溶液或?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，除一些無機鹽和有機鹽外，還需添加維生素、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(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”。（供體為優(yōu)良品種，作為受體的雌性動物應(yīng)為常見或存量大的品種。） 地位：如轉(zhuǎn)基因、核移植，或體外受精等任何一項胚胎工程技術(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)：①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。 ②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。 ③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。 ④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： ①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。 ②配種或人工授精。 ③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。 ④對胚胎進行移植。 ⑤移植后的檢查。對受體母牛進行是否妊娠的檢查。 3.胚胎分割 (1)概念：是指采用機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)細胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育。 （四）生物技術(shù)的安全性和倫理問題 1.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：反對“實質(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：有安全性評價、科學(xué)家負責(zé)的態(tài)度、無實例無證據(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：擴散到種植區(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：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：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(nóng)藥使用、保護農(nóng)田土壤環(huán)境 2.生物技術(shù)的倫理問題 (1)克隆人：兩種不同觀點，多數(shù)人持否定態(tài)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(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。 肯定的理由：技術(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驗。 (2)試管嬰兒：兩種目的試管嬰兒的區(qū)別兩種。不同觀點，多數(shù)人持認可態(tài)度。 否定的理由：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”。 肯定的理由：解決了不育問題，提供骨髓中造血干細胞救治患者最好、最快捷的方法，提供骨髓造血干細胞并不會對試管嬰兒造成損傷。 (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)系疏遠等嚴重后果。 肯定的理由：通過基因檢測可以及早采取預(yù)防措施，適時進行治療，達到挽救患者生命的目的。 3.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：致病力強、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：在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器，并反對生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴散。 生態(tài)工程的原理（識記） （1）生態(tài)工程建設(shè)的目的：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，達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。 （2）生態(tài)經(jīng)濟：通過實行循環(huán)經(jīng)濟的原則，使一個系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物能夠成為本系統(tǒng)或另一個系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實現(xiàn)廢棄物的資源化。[實現(xiàn)手段：生態(tài)工程] （3）基本原理：物質(zhì)循環(huán)再生原理[如無廢棄物農(nóng)業(yè)] 物種多樣性原理[提高生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性] 協(xié)調(diào)與平衡原理[處理生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，考慮環(huán)境容納量] 整體性原理[考慮自然系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)和社會系統(tǒng)的統(tǒng)一] 系統(tǒng)性和工程學(xué)原理[系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理：考慮系統(tǒng)內(nèi)部不同組分之間的結(jié)構(gòu)，通過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，達到改善系統(tǒng)功能的目的；系統(tǒng)整體性原理：實現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果] 16 生態(tài)工程的實例（識記） （1）農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程：解決問題：在農(nóng)村實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益的全面提高 運用原理 物質(zhì)循環(huán)再生原理；整體性原理；物種多樣性原理 （2）小流域綜合治理生態(tài)工程：解決問題：水土流失情況 運用原理 整體性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理等 （3）大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程：解決問題：西北地區(qū)的土地荒漠化 運用原理：協(xié)調(diào)與平衡原理、生物多樣性原理等 （4）濕地生態(tài)恢復(fù)工程：解決問題：濕地的大面積縮小 濕地的功能：具有蓄洪防旱，調(diào)節(jié)區(qū)域氣候，控制土壤侵蝕，自然凈化污水等。 處理方法 采用工程和生物措施相結(jié)合，如廢水處理、點源和非點源污染控制、土地處理工程等使?jié)竦氐靡曰謴?fù)。 （5）礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程：解決問題：由于采礦業(yè)所造成的重金屬污染 措施 人工制造表土、多層覆蓋、特殊隔離、植被恢復(fù)等 （6）城市環(huán)境生態(tài)工程：解決環(huán)境污染問題 措施 進行城市規(guī)劃和合理布局；推廣“環(huán)境友好技術(shù)”和低污染清潔生產(chǎn)工藝；對垃圾進行分類處理，并實現(xiàn)垃圾資源化利用等