细胞工程和胚胎工程(2课时)

4—2克隆技术(细胞工程)（1）植物的组织培养（2）动物的细胞培养与体细胞克隆（3）细胞融合与单克隆抗体ⅡⅠⅡ植物细胞工程常用的技术•植物组织培养•植物体细胞杂交动物细胞工程常用的技术•动物细胞培养•动物细胞融合•单克隆抗体•核移植已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能概念：原因：每个细胞都包含本物种全套的遗传物质高低：表现：体内细胞不表现全能性脱离母体的细胞在一定条件下表现全能性受精卵生殖细胞体细胞考点一理解植物组织培养技术2、植物组织培养的操作流程3．写出组织培养的条件(1)。(2)。离体、无菌环境条件适宜：如营养物质(如水、无机盐、蔗糖、维生素等)、激素(如生长素和细胞分裂素)、适宜的温度和光照等1、植物体细胞杂交技术流程考点二植物细胞工程及其应用2．说出植物细胞工程的实际应用(1)植物繁殖的新途径①微型繁殖：用于的植物组织培养技术。特点a.保持的遗传特性b.高效快速地实现种苗的②作物脱毒：选取作物进行组织培养，获得脱毒苗的技术。③人工种子：以植物组织培养得到的等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。快速繁殖优良品种优良品种大量繁殖无毒组织(如茎尖)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽考点二命题探究核心突破归纳提炼(2)作物新品种的培育：单倍体育种和突变体的利用突变体Aa中A为突变新基因，并控制着优良性状，利用单倍体育种，方法步骤如下：优点：。(3)：细胞产物有蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。稳定遗传，缩短育种年限细胞产物的工厂化生产人工种皮胚状体或不定芽、顶芽、腋芽人工胚乳或子叶考点二命题探究核心突破归纳提炼减数花药离体秋水仙素归纳提炼名称植物组织培养植物体细胞杂交原理细胞的全能性细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性过程选材选取根尖、茎尖、形成层部位最容易诱导脱分化不同植物细胞融合后形成的杂种细胞技术操作脱分化、再分化等除脱分化、再分化外，还要用酶解法去除细胞壁，用一定的方法诱导细胞融合关系植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂1．植物组织培养和植物体细胞杂交的比较考点二命题探究归纳提炼核心突破动物胚胎或幼龄动物的组织、器官胰蛋白酶剪碎单个细胞加培养液制成细胞悬浮液10代细胞部分细胞“癌变”，遗传物质改变，无限传代动物细胞培养不能最终培养成动物体50代细胞原代培养传代培养细胞贴壁剥离、分瓶细胞株细胞细胞系考点三动物细胞培养1.动物细胞培养的操作流程2.考点解读(1)原理：(2)培养条件①无菌、无毒的环境——无菌处理、加抗生素杀菌、定期更换培养液。②营养——葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐和微量元素+血清或血浆等天然成分。③温度和pH——(36.5±0.5)℃和(7.2～7.4)。④气体环境——95%空气+5%CO2。提醒①CO2作用——调节培养基pH;②空气中O2作用——细胞有氧呼吸;细胞增殖卵细胞Ａ母绵羊Ｂ母绵羊乳腺细胞细胞质细胞核细胞核移植早期胚胎卵裂C母绵羊子宫胚胎移植多莉羊分娩妊娠多莉羊的培育过程融合后的卵细胞动物细胞核有全能性动物体细胞核移植技术与克隆动物过程：原理：归纳提炼植物组织培养、动物细胞培养和核移植的比较考点三命题探究归纳提炼核心突破植物组织培养动物细胞培养核移植原理植物细胞全能性细胞增殖动物细胞核的全能性过程归纳提炼植物组织培养、动物细胞培养和核移植的比较考点三命题探究核心突破结果与外植体完全相同的个体相同分化程度的细胞群与供体基本相同的个体关键环节细胞的脱分化、再分化、分化细胞分化、细胞癌变核融合、细胞分化应用②培育新品种③生产细胞产品①生产生物制品②基因工程③检测有毒物质①加速良种繁育②保护濒危物种③生产医用蛋白④提供克隆器官、组织等①归纳提炼1．完善动物细胞融合的相关问题(1)概念：指两个或多个动物细胞结合形成的过程。(2)融合方法：、、电激等。(3)意义：突破了的局限，使成为可能，也为制造开辟了新途径。一个细胞聚乙二醇(PEG)灭活的病毒有性杂交方法远缘杂交单克隆抗体考点四聚焦动物细胞融合和单克隆抗体2.单克隆抗体的操作流程特点：既能迅速大量繁殖,又能产生单一的特异性抗体灵敏度高、特异性强归纳提炼1．植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较植物体细胞杂交动物细胞融合原理细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性过程考点四命题探究归纳提炼核心突破归纳提炼1．植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较相关酶纤维素酶和果胶酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶融合方法物理法：离心、电激、振动；化学法：聚乙二醇等试剂诱导除物理法和化学法外，还可以用灭活的病毒诱导结果杂种植株杂交细胞意义克服了远缘杂交的不亲和性，获得杂种植株突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能考点四命题探究核心突破归纳提炼归纳提炼1．植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较相关酶纤维素酶和果胶酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶融合方法物理法：离心、电激、振动；化学法：聚乙二醇等试剂诱导除物理法和化学法外，还可以用灭活的病毒诱导结果杂种植株杂交细胞意义克服了远缘杂交的不亲和性，获得杂种植株突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能考点四命题探究核心突破归纳提炼4—3胚胎工程（1）动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础（2）胚胎干细胞的移植（3）胚胎工程的应用ⅠⅠⅡ一、胚胎工程的概念胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类各种需求。二、精子和卵子的发生（1）发生场所：睾丸的曲细精管内（2）时间：从初情期直到生殖机能衰退1.精子的发生原始的精原细胞有丝分裂初级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子MⅠ第一阶段第二阶段第三阶段MⅡ2.精子发生的过程多个精原细胞染色体复制变形第３阶段：精子细胞变形成精子3.精子细胞变形中的主要变化：1.细胞核——2.高尔基体——3.中心体——4.线粒体——5.细胞内其他物质——精子头的主要部分头部的顶体精子的尾线粒体鞘膜(尾的基部)原生质滴(球状,最后脱落)4.卵子的发生(1)发生部位：(2)时间：胎儿时期（性别分化以后）和初情期以后卵巢和输卵管卵原细胞发生时间：胎儿期，地点：卵巢多个卵原细胞初级卵母细胞ＭⅠ在雌性动物排卵前后完成次级卵母细胞和第一极体ＭⅡ在受精过程中完成地点：输卵管合子和第二极体有丝分裂被卵泡细胞包围,形成卵泡④两次分裂的时间：第一次是在完成的，第二次是在的过程中完成的。雌性动物排卵前后精子和卵子结合1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？答：不是，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。答：是指卵子从卵泡中排出。讨论：5、受精概念：是精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。场所：（1）受精前的准备阶段:1)精子获能:精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才获得受精能力的生理现象。2)卵子的准备:在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期,才具有与精子受精的能力。雌性动物的输卵管（2）受精阶段:课本P651)精子穿越放射冠和透明带顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞。是防止多精入卵受精的第一道屏障。2)精子进入卵细胞膜是防止多精入卵受精的第二道屏障。3)原核形成：雄原核形成和雌原核形成。4)配子结合：雌雄原核融合形成合子(受精卵)。透明带反应卵细胞膜反应穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它们首先穿放射冠。几个精子同时分解透明带，但只有一个精子能穿过透明带进入卵子内，当第一个精子进入后，透明带的穿透性就立即发生变化，从而阻止其他精子穿越透明带。穿过透明带：形成受精卵：卵子受精的标志：当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。受精过程完成的标志：雌雄原核的融合受精卵卵裂期桑椹胚囊胚（内含囊胚腔）原肠胚（内含原肠腔）胎儿形成：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。：由具有全能性细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹内细胞团：发育成胎儿各组织滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘：最初发育在输卵管进行有丝分裂四、胚胎发育P66试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。采集良种母牛的卵母细胞卵母细胞的体外培养采集良种公牛精子精子体外获能体外受精良种牛体外受精胚胎胚胎移植受体牛良种犊牛成熟期牛屠宰加工厂市场采集卵巢中的卵母细胞“试管牛”工厂化生产的技术流程图体外受精1.卵母细胞的收集和培养对不同动物,采取卵母细胞的方法不同2.精子的收集和获能1)收集的方法:假阴道法,手握法和电刺激等。2)获能处理:培养法：啮齿动物、家兔和猪化学法：牛、羊3.受精在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。胚胎的早期培养培养液:水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等。一、胚胎移植1、概念:将雌性动物的早期胚胎,或者通过其他方式得到的胚胎,移植到同种的。生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之发育为新个体的技术。供体：提供胚胎的个体。受体：接受胚胎的个体。•胚胎移植•胚胎分割•胚胎干细胞考点三胚胎移植和胚胎分割1．胚胎移植的生理学基础胚胎移入的基础哺乳动物发情排卵后，同种动物的供、受体的生理变化是胚胎收集的基础哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于状态移入胚胎存活的基础受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生保留遗传特性的基础供体胚胎可与建立正常的，但供体胚胎的在孕育过程中生殖器官相同的游离免疫排斥反应受体子宫生理和组织联系遗传特性不受影响选择供体母牛受体母牛……同期发情处理……超数排卵供体公牛配种冲卵质量检查、培养胚胎移植妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）4、胚胎移植的基本程序5、胚胎移植成功与否要有两个条件（1）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。（2）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。二、胚胎分割1.概念:采用机械方法将早期胚胎切割成2等份,4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。2.特点:后代具有相同的遗传物质（克隆）3.选择的胚胎:发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚。4.使用的主要仪器：实体显微镜和显微操作仪。主要仪器操作胚胎移植透明带滋养层内细胞团DNA分析显微操作仪实体显微镜要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育取样滋养层三、胚胎干细胞1.概念:简称ES或EK细胞,是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。2.特点:1)形态:体积小，细胞核大,核仁明显。2)功能:具有发育的全能性。可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。体外培养可增殖不分化。3.胚胎干细胞应用（1）治疗人类顽症：如帕金森综合症、少年糖尿病等。（2）培育人造组织器官：解决供体器官不足、免疫排斥等。（3）研究体外细胞分化的理想材料。1．几种特殊的生殖方式的比较生殖方式一般过程实质说明试管婴儿体外受精、体外一定程度的胚胎发育、胚胎移植到子宫内继续发育与人类正常生殖情况相比，主要是改变了受精和初期发育的场所克隆将体细胞的核物质移到去核的卵细胞中，将重组卵细胞移植到子宫内，逐渐发育为新个体克隆过程证明了动物细胞核的全能性有性生殖体细胞繁殖，属于无性生殖组织培养体细胞组织培养植物体细胞在离体情况下,在培养基上经细胞分裂、细胞分化逐渐形成一个新植株充分证明了植物细胞的全能性花药离体培养成熟的花粉未经受精,直接人工培育为单倍体植株胚胎移植将囊胚期胚胎移植到经激素处理的代孕母亲子宫内,继续发育早期胚胎在体外发育胚胎分割移植将早期胚胎(囊胚)切割成许多块,同时移植到多个代孕母亲的子宫内发育早期胚胎发育场所相同，一个胚胎可获得多个个体无性生殖有性生殖根据胚胎来源确定生殖方式，若来源于精卵结合的受精卵则为有性生殖，若来源于核移植得到的重