9细胞工程第九章
细胞工程-9 染色体工程
（2）人工诱导雌核发育的方法
人工诱导雌核发育是指用经过紫外线、X射线或γ射 线等处理后的失活精子来“受精”，再在适当时间 施以冷、热、高压等物理处理，以抑制第二极体的 排出，使卵子发为正常的二倍体动物。
凡雌核发育的个体，都具有纯母系的单倍体染色 体组，依赖于卵子染色体组的二倍体化。
雌核发育的关键问题
1）雌核发育（gynogenesis），俗称假受精，意 指精子虽然正常地钻入和激活卵子，但精子的细胞 核并未参与卵球的发育，精子的染色体很快消失， 胚胎的发育仅在母体遗传的控制下进行。
自然界中动物天然存在的雌核发育频率极低。 在一些无脊椎动物和鱼类等存在。
1911年，赫特威氏Hertwig就第一个成功地人工消除 了精子染色体活性，并发现了“赫特威氏效应”。辐 射剂量在极限以下，精子和受精胚胎均正常，辐射剂 量渐增，胚胎存活率下降，继续增加辐射剂量，回复 到正常卵裂 ，胚胎存活率提高。
在自然条件和人为条件改变的情况下，染色体结 构的改变和染色体数目的增减，都将导致生物性 状的变异。
染色体工程：按照人们的需要对生物的染色体进行 操作，添加、消减或替换染色体，从 而达到定向选育新品种或创造人工新 物种的目的。动物染色体工程主要包 括染色体倍性改造、结构改造及人工 染色体的利用等技术。
(一) 染色体数目变异：
• 染色体组（genome）：一个配子的全部染色体。细胞中的一组非同源 染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长 发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体组 • 整倍体(euploid)：体细胞内含有完整的染色体组的类型 • 非整倍体（aneuploid）：染色体组内个别染色体数目有增减，使细胞 内的染色体数目不是基数的完整倍数。 • 多倍体（polyploid）：每个体细胞含有3个或更多染色体组的个体，3， 4，5，6，8倍体 • 二倍体(diploid)：具有两个染色体组的个体 • 单倍体(haploid )：体细胞内含有配子染色体数目的个体
细胞生物学与细胞工程练习题
Chapter 1 绪论一、名词解释1、细胞（cell）：2、细胞生物学（cell biology)：3、细胞工程（Cell Engineering ）:二、填空题1、1665年，英国学者（）首次发现细胞，他看到是死细胞,是植物细胞的( ）。
2、1674年，荷兰布商（）利用自制的高倍显微镜首次发现了活细胞。
3、1839年,德国植物学家（）和德国动物学家（）提出了细胞学说，即( ）；1858年，德国医生和病理学家魏尔肖（）对细胞学说进行了重要补充并提出：( ）。
4、非细胞生物包括（)和（).三、选择题1、第一个观察到活细胞有机体的是( )。
A Robert HookeB Leeuwen HoekC GrewD Virchow2、细胞学说是由（）提出来的。
A Robert Hooke和Leeuwen HoekB Crick和WatsonC Schleiden和SchwannD Sichold和Virchow3、细胞学说中不包括的内容是( ）A 细胞是构成一切动植物的基本单位B 个体发育过程就是细胞不断增殖和连续分化的过程C 一切动植物都是有细胞构成的D 细胞的来源只能是细胞四、判断题1、细胞生物学是研究细胞基本结构的科学.（)2、细胞是生命体的结构和生命活动的基本单位。
( ）3、英国学者Robert Hooke第一次观察到细胞.（）4、细胞学说、进化论、遗传学的基本定律被列为19世纪自然科学的“三大发现”.（)5、罗伯特·胡克观察到的是植物的活细胞（）6、不管原核生物还是真核生物，都有两种核酸(DNA和RNA）( ）五、问答题1、细胞学说(cell theory）的主要内容是什么?有何重要意义?六、思考题1、如何鉴别太岁是不是生物?2、如何理解生物学大师Wilson于1925年提出的“一切生物的关键问题都要到细胞中去寻找答案”这一观点？3、恩格斯把细胞学说列为19世纪自然科学的“三大发现”之一。
高中生物全套导学案：第9章《 细胞工程》(人教版)
细胞工程【本章知识框架】（1）过程如下：（2）应用举例：A．①快速繁殖；②培养无病毒植株；③制成人工种子；④培育转基因植物；⑤生产其他生物制品B．改良作物新品种C．①生产生物制品；②皮肤移植；③检测有毒物质D．哺乳类经济动物的经济价值，良种家畜的快速繁育。
E．制备单克隆抗体F．克隆动物（鲤鲫移核鱼，克隆羊“多利”）G．疾病的诊断、治疗和预防。
【疑难精讲】1．有关细胞的全能性问题（1）理论上：是生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能特性。
指已经分化的细胞仍然具有发育的潜能。
细胞全能性是细胞工程的理论基础。
（2）表现上：一方面植物细胞中，高度分化的组织仍具有发育成完整植株的能力，也就是说仍保持着全能性。
而动物细胞的全能性随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能较窄，可是高度分化动物细胞的细胞核仍具有全能性。
要想让体细胞的细胞核表现出全能性，需将核取出，放入去核的卵细胞中，构成重组细胞，然后重组细胞全能性表达得以实现。
另一方面，就同一生物的不同细胞，细胞全能性也不同，受精卵全能性最高，其次是生殖细胞而体细胞全能性较低。
（3）物质基础：生物体的每一个细胞都含有本物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。
（4）细胞来源：生物体的细胞来源是通过有丝分裂形成的。
有丝分裂的意义所在就是使子细胞（体细胞）与母细胞（受精卵）核内的基因相同。
（5）实现条件：生物体内已分化的细胞并没有表达出全能性来，是因为在生物体内基因的特异性表达。
在个体发育的不同时期，不同部位的细胞基因的表达不同，只有脱离了原来的生物体而处于离体状态时，再供给一定的营养物质、激素及其他适宜条件，才可能表现出全能性。
（6）应用举例：植物组织培养技术用于快速繁殖试管苗、培养无病毒植株、制人工种子等。
花药离体培养用于单倍体育种，使育种质量与进程大大提高。
2．植物组织培养与动物细胞培养组织（或细胞）培养是将组织（或细胞）从生物体内取出，然后接种在特制的培养容器内，并给予必要的生长条件，使它们在体外继续生长和繁殖，甚至进一步分化发育成新个体。
专题9 生物技术与工程之细胞工程与基因工程[基础考法-自主评价]
![专题9 生物技术与工程之细胞工程与基因工程[基础考法-自主评价]](https://img.taocdn.com/s3/m/6e8586265e0e7cd184254b35eefdc8d376ee1497.png)
专题九生物技术与工程之细胞工程与基因工程[基础考法·自主评价]1．植物组织培养的常见流程为：外植体的消毒处理、接种→诱导愈伤组织→分化长芽与生根→试管苗过渡等。
下列相关叙述正确的是()A．外植体和培养基需消毒后再接种，接种时需注意外植体的方向，不要倒插B．愈伤组织的诱导受激素组合的影响，不受营养、光照等因素的影响C．获得原生质体后需在无菌水中用纤维素酶和果胶酶混合处理悬浮组织D．试管苗移栽到室外前需用自来水洗掉根部的琼脂，以免琼脂发霉引起烂根解析：选D培养基需灭菌，外植体需消毒再接种，A错误；愈伤组织的诱导受激素组合的影响，也受营养、光照等因素的影响，B错误；在获得植物原生质体时，应用纤维素酶和果胶酶混合液处理实验材料，将细胞壁消化除去，获得球形的原生质体，C错误；经过炼苗的幼苗移栽到实验室外前需要洗苗，目的是洗掉根部的琼脂，以免琼脂发霉引起烂根，此时试管苗出瓶后需要进行一定时间对外界环境的适应，故洗苗时通常用自来水，D 正确。
2．紫罗兰花色丰富、抗虫性强、种子富含亚麻酸。
为了让油菜具有紫罗兰的诸多优良性状，科研人员进行了下图所示实验。
下列叙述错误的是()A．制备原生质体需将植物组织切块用含纤维素酶和果胶酶的等渗或略高渗溶液处理B．细胞融合依赖生物膜的流动性，获得的融合原生质体需放在无菌水中以防杂菌污染C．由愈伤组织到杂种植株培养过程中，需调整生长素与细胞分裂素比例以诱导根、芽分化D．获得杂种植株后，可借助抗原—抗体杂交、病虫感染实验进行新性状表达的鉴定解析：选B用酶解法制备原生质体时，用等渗或略高渗溶液处理是为了避免原生质体吸水涨破，A正确；细胞融合依赖于生物膜的流动性，但获得的原生质体(没有细胞壁)不能放在无菌水，以防原生质体吸水涨破，B错误；由愈伤组织到杂种植株培养过程中，需调整生长素与细胞分裂素比例以诱导根、芽分化，其中诱导生根时生长素/细胞分裂素的比值高，而诱导芽分化时生长素/细胞分化的比值，C正确；获得杂种植株后，可借助抗原—抗体杂交、病虫感染实验进行新性状表达的鉴定，其中前者属于分子水平的鉴定，后者属于个体生物学水平的鉴定，D正确。
细胞工程九个重要图解
组织工程应用前景展望
创伤修复与再生医学
疾病模型与药物筛选
利用组织工程技术，可构建出具有生物活 性的皮肤、人体组织，构建疾病模型，用于 研究疾病发生机制及药物筛选。
生物制造与器官移植
个性化医疗与精准治疗
借助3D打印等技术，实现复杂组织和器官 的体外制造，为器官移植提供新的来源。
VS
应用领域
细胞融合技术在生物医学研究中具有广泛 的应用价值。例如，可以用于制备单克隆 抗体、生产重组蛋白、研究细胞信号传导 和代谢途径等。此外，还可以应用于组织 工程和再生医学等领域，用于构建具有特 定功能的组织或器官。
04
染色体工程图解
染色体结构变异分析
01
02
03
04
缺失
染色体上某一区段及其带有的 基因一起丢失，从而引起变异 的现象。
融合后处理
在融合完成后，需要去除多余的融合剂，并对融合产物进行筛选和鉴定。常用的筛选方法包 括荧光激活细胞分选（FACS）和磁珠分选等。
融合产物鉴定及应用
鉴定方法
对融合产物进行形态学观察、免疫学检 测和遗传学分析等，以确认其身份和特 性。例如，可以使用显微镜观察细胞的 形态和结构；使用抗体检测特定蛋白的 表达；使用PCR或测序等方法分析细胞的 基因组。
05
基因转移技术图解
基因转移方法介绍
物理方法
包括显微注射、基因枪、电穿孔 等，通过物理手段将外源基因导
入受体细胞。
化学方法
利用化学物质如脂质体、磷酸钙 等，将外源基因与化学物质混合 后，通过细胞膜融合或吞噬作用
进入细胞。
生物方法
利用病毒载体或非病毒载体，如 逆转录病毒、腺病毒、慢病毒等， 将外源基因包装在病毒颗粒内， 通过病毒感染的方式将基因导入
人教版选修三专题二《细胞工程》课件 (共81张PPT)
融合的细胞中，两两融合的细胞有几 种？对融合的细胞如何处理得到所需杂交 细胞。
3种（AA,AB,BB）；需进行筛选。
3、原理： 细胞膜的流动性；植物细胞全能性
4、意义（与传统有性杂交相比）： 克服了不同种生物远缘杂交不亲和的 障碍；打破了物种之间的生殖隔离；扩大 了遗传重组范围。
思考与探究
1、为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有 如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下 结马铃薯？ 主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它 们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃 薯—番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种 的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互 干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物 质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、 地下结马铃薯就是很自然的了。
细胞工程
番茄与马铃薯同是茄科植物，但不是同属 的植物。番茄的果实和马铃薯的块茎是我们 经常食用的蔬菜。马铃薯的块茎生长在土壤 中。 人们曾经有这样一个幻想：让一株植株 地上部分结番茄，地下部分长土豆。这个幻 想可能实现吗？
一、细胞工程的概念
细胞工程是指应用细胞生物学和分子 生物学的原理和方法，通过细胞水平或细 胞器水平上的操作，按照人们的意愿来改 变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一 门综合科学技术。
试管苗
植物组织培养的条件：适宜的养料(无机盐、水、 蔗糖等）和激素，适宜的温度和无菌条件
植物组织培养的培养基
定义：含有一定营养成分，供组织培养植物生长的基质 无机营养成分：C、H、O大量元素及部分微量元素 有机营养成分 ： ① 含N物质：包括维生素和氨基酸 ② 碳源：2%—5%的蔗糖 ③ 琼脂：用于凝固形成固体培养基 ④ 激素：生长素和细胞分裂素 PH值：5.0－6.0
为什么植物的一个花瓣能培养 出完整的植株呢？
细胞工程名词解释
1．植物组织培养：将植物的组织和细胞离体后，在人工控制条件下进行培养，使其生长、增殖或再生完成完整植株的技术。
2. 植物细胞全能性：（totipotent）是指每个植物细胞都具有该物种的全部遗传信息，在适宜条件下具有发育成完整植株的能力。
3. 脱分化(dedifferentiation)：在离体培养条件下，一个已分化的细胞回复到原始分生组织细胞状态的过程就叫脱分化（或去分化）。
4. 再分化(redifferentiation)：脱分化状态的细胞在特定条件下，重新恢复细胞的分化能力，最终形成各种组织、器官或胚状体等，这一过程称为再分化。
5. 继代培养：对来自于外植体所增殖的培养物(包括细胞、组织或其切段)通过更换新鲜培养基及不断切割或分离，进行连续多代的培养，就称为继代培养。
6.外植体：植物组织培养中用来进行离体培养的材料,可以是器官、组织、细胞和原生质体。
7.器官发生：是指离体培养条件下的组织或细胞团（愈伤组织）分化形成不定根、不定芽等器官的过程。
8. 人工种子：通过将植物组织培养中所产生的体细胞胚或珠芽等包埋在“人工胚乳”和“人工种皮”里，制成的具有播种功能、类似天然种子的颗粒就称为人工种子.9. 胚状体：在植物细胞、组织或器官体外培养过程中，由一个或一些体细胞经过胚胎发生和发育过程，形成的与合子胚相类似的结构。
10. 繁殖系数：繁殖材料在一个周期内增殖的倍数11．褐变：是指在组织培养中，由于材料被切割而使多酚氧化酶活化将组织中的酚类物质氧化形成棕褐色的醌类物质，并向培养基中扩散，抑制培养物生长甚至导致死亡的想象。
12．细胞起始密度：开始培养时的最低有效密度，使细胞分裂增殖的最低接种量.13．悬浮培养：是指将游离的单细胞或细胞团，按照一定的细胞密度，悬浮在液体培养基中进行培养的方法。
14．有丝分裂指数：是指在一个细胞群体中，处于有丝分裂的细胞占细胞的百分数。
16．细胞株：通过单细胞分离培养或通过筛选的方法，由单个细胞经持续分裂、增殖形成的细胞团，称为细胞株（cell strain）。
翟中和第四版细胞生物学1~9章习题及答案.
翟中和第四版《细胞生物学》习题集及答案第一章绪论一、名词解释细胞生物学：是研究和揭示细胞基本生命活动规律的科学，它从显微、亚显微与分子水平上研究细胞结构与功能、细胞增殖、分化、代谢、运动、衰老、死亡，以及细胞信号传导，细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等重大生命过程。
二、填空题1、细胞分裂有直接分裂、减数分裂和有丝分裂三种类型。
2、细胞学说、能量转化与守恒和达尔文进化论并列为19世纪自然科学的“三大发现”。
3、细胞学说、进化论和遗传学为现代生物学的三大基石。
4、细胞生物学是从细胞的显微、亚显微和分子三个水平，对细胞的各种生命活动展开研究的科学。
5、第一次观察到活细胞有机体的人是荷兰学者列文虎克。
三、问答题：1、当前细胞生物学研究中的3大基本问题是什么？答：①基因组是如何在时间与空间上有序表达的？②基因表达产物是如何逐级组装成能行使生命活动的基本结构体系及各种细胞器的？这种自组装过程的调控程序与调控机制是什么？③基因及其表达的产物，特别是各种信号分子与活性因子是如何调节诸如细胞的增殖、分化、衰老与凋亡等细胞最重要的生命活动过程？2、细胞生物学的主要研究内容有哪些？答：①生物膜与细胞器②细胞信号转导③细胞骨架体系④细胞核、染色体及基因表达⑤细胞增殖及其调控⑥细胞分化及干细胞生物学⑦细胞死亡⑧细胞衰老⑨细胞工程⑩细胞的起源与进化3、细胞学说的基本内容是什么？答：①细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成。
②每个细胞作为一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命有所助益。
③新的细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生。
第二章细胞的统一性与多样性一、名词解释1、细胞：生命活动的基本单位。
2、病毒（virus）：非细胞形态生命体，最小、最简单的有机体，必须在活细胞体内复制繁殖，彻底寄生性。
3、原核细胞：没有核膜包裹的和结构的细胞，细菌是原核细胞的代表。
4、质粒：细菌的核外DNA。
高中生物《细胞工程》教案
高中生物《细胞工程》教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）理解细胞工程的基本概念；（2）掌握细胞工程的基本技术及应用；（3）了解细胞工程在生物科学研究和生产实践中的重要性。
2. 过程与方法：（1）通过观察和实验，培养学生的动手操作能力；（2）运用比较、分析等方法，探讨细胞工程技术的原理和应用；（3）学会查阅相关资料，提高学生的信息素养。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生对生物科学研究的兴趣和热情；（2）培养学生关爱生命、珍惜资源的意识；（3）培养学生勇于探索、团结协作的科学精神。
二、教学内容1. 细胞工程的基本概念（1）细胞的定义与结构；（2）细胞工程的概念及意义。
2. 细胞工程的基本技术（1）细胞培养技术；（2）细胞融合技术；（3）细胞核移植技术。
3. 细胞工程的应用（1）植物细胞工程；（2）动物细胞工程；（3）干细胞研究与应用。
三、教学重点与难点1. 重点：细胞工程的基本概念、基本技术和应用。
2. 难点：细胞工程技术的原理和应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动的教学模式，引导学生主动探究；2. 利用多媒体课件，直观展示细胞工程的技术和应用；3. 组织实验操作，培养学生的动手能力；4. 开展小组讨论，促进学生之间的交流与合作。
五、教学过程1. 导入：通过展示细胞工程在生物科技领域的应用实例，引发学生对细胞工程的兴趣。
2. 讲授：介绍细胞工程的基本概念、基本技术和应用，引导学生理解细胞工程的重要性。
3. 实验：组织学生进行细胞培养、细胞融合等实验操作，让学生亲身体验细胞工程技术的应用。
4. 讨论：分组讨论细胞工程技术的原理和应用，鼓励学生提出问题，引导学生深入思考。
5. 总结：对本节课的内容进行归纳总结，强调细胞工程在生物科学研究和生产实践中的重要性。
6. 作业：布置相关作业，巩固所学知识，提高学生的应用能力。
六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对细胞工程基本概念、技术和应用的理解程度。
2024--2025全国各省市高考真题细胞工程(附答案讲解)
细胞工程一、选择题1．以下关于细胞工程的表达，正确的选项是( )A．植物细胞必需先用胰蛋白酶处理获得原生质体B．试管婴儿技术包括细胞核移植和胚胎移植两方面C．经细胞核移植培育出的新个体只具有一个亲本的遗传性状D．用于培育的植物器官属于外植体答案：D 解析：植物细胞必需先用纤维素酶和果胶酶处理获得原生质体，A错误；试管婴儿技术包括体外受精和胚胎移植两方面，B错误；经细胞核移植培育出的新个体具有两个亲本的遗传性状(细胞核和细胞质中的遗传物质来自不同亲本)，C错误；外植体是指由活植物体上切取下来用于进展培育的那局部组织或器官，D正确。
2．(2024 ·江苏苏州质检)以下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培育成植株的过程：四倍体兰花叶片――→①愈伤组织――→②胚状体――→③植株以下相关表达中，正确的选项是( )A．②和③阶段发生减数分裂B．①阶段须要生长素而③阶段仅须要细胞分裂素C．①阶段不仅有细胞增殖且细胞分化速度很快D．此兰花的花药离体培育所得的植株体细胞中有两个染色体组答案：D 解析：图中①是脱分化，②是再分化，③是分化过程。
②再分化和③分化过程都是进展的有丝分裂，不是减数分裂，A错误。
植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，B错误。
离体的植物组织或细胞，在培育一段时间以后，会通过分裂形成愈伤组织，细胞没有出现分化，C错误。
四倍体兰花的配子中有两个染色体组，花药离体培育所得的植株体细胞中有两个染色体组，D正确。
3．(2024·重庆卷)如图是单克隆抗体制备流程的简明示意图。
以下有关表达正确的选项是A．①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T淋巴细胞B．②中运用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成C．③同时具有脾脏细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性D．④是经筛选培育获得的能分泌特异性抗体的细胞群答案：D 解析：①应是效应B淋巴细胞，A项错误；②应运用诱导剂促进细胞的融合，动物细胞常用灭活的病毒，也可以用PEG(聚乙二醇)，B项错误；③是杂交瘤细胞，其既具有浆细胞分泌抗体的功能，又具有骨髓瘤细胞无限增殖的特点，C项错误。
细胞工程(选修教材)
(3 )意义 ： 克服 不同物 种远缘 杂交的 不亲和 性(存在 生殖隔 离) ，培 育植物 新品种 。
1
2 、植 物组织 培养 （1 ）过 程
（2 ）意 义 (1 )快速 繁殖。
(2)培养 脱毒植 株( 植物 体内的 病毒是 沿着输 导组织 在植物 体内进 行传播 的，植物 的茎尖 的顶端 ，还没 有分化 出输导 组 织， 没有病 毒，因 此用植 物茎尖 作为外 植体， 能够培 养脱毒 苗) 。
(3)培养 植物组 织细胞 ，获得 细胞代 谢产物 ：如色 素、某 种药物 、食品 添加剂 等) 。
[解析 ] 本题第二问设计实验时应该明确的是，细胞要增殖，DNA 必须能够增殖，抑制了人一人细胞融合淋巴细胞，鼠鼠融 合骨 髓瘤细 胞的增 殖，就 可以筛 选出杂 交瘤细 胞；第 三问题 干中所 涉及的 信息是 ：根据 杂交瘤 细胞所 含有的 人的染 色体 的种 类，以 及是否 具有某 些酶的 活性， 确定控 制相应 的酶的 基因在 染色体 上的位 置。 答案 ： (1 )人 —人细 胞融合 淋巴细 胞，鼠 鼠融合 骨髓瘤 细胞。 (2 )方法 ：培养 液中加 入氨基 嘌呤， 收集增 殖的细 胞。
4
克隆 羊多莉 的培育 成功， 证明了 动物细 胞的细 胞核具 有全能 性。
[练习 及解析 ] 1 、正常 人体内 的造血 干细胞 能产生 各种血 细胞，在体 外某些 因素的 诱导下 ，却可 以分化 为神经 细胞和 肝细胞 。其根 本原因是这些造血干细胞（ ） A 、有 旺盛的 分裂能 力 B 、还 没有分 化 C 、能 合成神 经细胞 或肝细 胞所需 要的蛋 白质 D 、其 细胞核 中具有 与受精 卵相同 的全套 遗传基 因
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转基因
9.3.3 转基因动物生物反应器
目前基因工程菌的两大缺陷： 1、细菌等微生物本身是低等生物，构建好的 哺乳动物或人类的基因导入后不能很好的表达 2、既使表达，产物也没有活性，必须经过修 饰才能成为有效药物 动物乳腺生物反应器 动物血液生物反应器
转基因
动物乳腺生物反应器
原理：将外源基因置于乳腺特异性调节序列 之下，使之在乳腺中表达，然后通过回收乳 汁获得重要价值的生物活性蛋白。
9.1.1.2 化学方法
转基因
1、DEAE-葡聚糖法：使DNA形成大颗 粒，通过胞饮进入细胞 2、磷酸钙DNA共沉淀法：增强了细胞摄 入DNA的能力 3、脂质体载体包埋法：脂质体具有磷脂 双层结构与细胞膜类似，易融合。
9.1.1.3 生物学方法
DNA病毒载体与反转录病毒载体
转基因
9.2
转基因动物
1982年Palmiter等将大鼠的生长激素基因转入小鼠 受精卵的雄原核，获得“硕鼠”
转基因
9.2.2转基因动物的制备
9.2.2.1原理与方法
9.2.2.2转基因动物鉴定技术
9.2.2.3胚胎冷冻技术在转基因动物中的应用
转基因
9.2.2.1 原理与方法
关键步骤： 外源目的基因的制备
外源基因有效的导入生殖细胞或胚胎干细胞
选择携带有目的基因的细胞
选择合适的体外培养系统和宿主动物
转基因细胞胚胎发育及鉴定
筛选所得的转基因动物品系
转基因
9.2.2.1 原理与方法
1、原核期胚胎显微注射法：通过显微操 作仪将外源基因直接用注射器注入受精 卵（雄原核），利用受精卵繁殖中DNA 的复制过程，将外源基因整合到DNA中， 再发育成转基因动物 2、反转录病毒感染法
进展：转基因克隆动物
转基因
转基因克隆猪
转基因
构建人工酵母染色体步骤
转基因
The techniques of dot-blotting (left) and Southern blotting (right) both use polyacrylamide gels. The positions the biomolecules have reached can be highlighted using fluorescent dyes.
转基因植物生物反应器 转基因动物生物反应器
转基因
9.3.1转基因微生物生物反应器
特点：结构简单，繁殖迅速，容易培养 成为良好的转基因对象 细菌和细胞基因工程的生产基因工程药 物的基本技术均为发酵工程
转基因
9.3.2 转基因植物生物反应器
植物贮藏蛋白的水平较高，因此一般利用植 物来生产外源蛋白 以病毒作为外源基因载体，侵染植物后可瞬 间表达大量外源蛋白，这各种方式已成为生 产疫苗的一种重要途径
动物血液生物反应器
血液生物反应器适合生产人造血红蛋白，抗 体和非生物活性的融合蛋白。因为有活性的 蛋白会对动物健康有影响
转基因
9.4 转基因技术存在的问题与进展
1、外源基因表达效率低和遗传丢失
2、转基因技术尚不成熟
3、转基因动物成活率低及其后遗症 4、转基因动物生物反应器产品的安全性问题 5、传统观念和伦理的挑战 6、应用性是不是切合实际
暂时转染：质粒在宿主细胞中不必停留很 长时间，DNA被转录成mRNA,随后翻译成 蛋白，并不进入细胞基因组。磷酸钙沉淀 法、DEAE-葡聚糖法均为暂时转染 永久性转染：反转录病毒载体法可以产生 永久有效的转染
转基因
9.1.1.1物理方法
1、电穿孔法：利用脉冲电场提高细胞膜 的通透性，在细胞膜上形成纳米级的微孔， 从而使外源DNA转移至细胞中 2、微注射法 3、裸露DNA直接注射法：将DNA注射入 组织
转基因
9.2.2.3 胚胎冷冻技术在转基因动物中的应用
1、如果发生转基因表达的丢失，可以恢复原来的 表达 2、可以减少育种过程中可能发生的遗传改变 3、通过冷冻早期世代的胚胎可以避免外源基因随 世代延续而被突变掉的可能
4、可防止因意外原因造成的转基因动物的破坏
5、降低因饲养和维持动物生长的成本
转基因
转基因
9.2.3转基因动物技术的意义与最新进展
意义：
1、建立人类疾病的动物模型与基因疗法
2、优良动物育种 3、生产人类的药用蛋白 4、培育转基因动物进行异体器官移植
转基因
9.3 转基因生物反应器
转基因生物反应器的三个发展阶段
细菌基因工程、细胞基因工程、转基因动物
按生物类型分类
转基因微生物生物反应器
9.2.1定义与发展历史 9.2.2转基因动物的制备 9.2.3转基因动物技术的意义与最新进展
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9.2.1定义与发展历史
转基因动物（transgenic animal）是指在基因组 内稳定的整合以实验方法导入的外源基因，并且外 源基因可以稳定地遗传给后代的遗传工程动物。 1974年Jaenish 和Mintz应用显微注射法在世界上 首次成功地获得了转基因小鼠 1980年Gordon等人首次育成带人胸苷激酶基因的 小鼠
6、受精前卵细胞显微注射法：将载有外源基因的反 转录病毒注射到受精前的卵细胞的卵周腔，然后体外 受精，培养至囊胚期进行胚胎移植并发育。 优点： 1、解决了原核注射不易操作的问题，对卵造成的损 伤小，卵细胞成活率高。 2、与传统反转录病毒法相比，选用受精前卵母细胞 作为外源基因的转入点，不易形成嵌合体，外源基 因更易进入核内，受精卵较胚胎更易转染反转录病 毒，可提高整合率
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第九章 转基因动物与生物反应器
9.1转基因技术
9.2转基因动物
9.3转基因生物反应器
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9.1转基因技术
基因工程即DNA重组技术，是根据人们 的意愿对不同生物的遗传基因进行切割， 拼接和重新组合，再转入生物体内产生 出人们所期望的产物或创造出具有新遗 传性状的生物类型的一门技术
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9.1.1细胞转染外源基因的方法
转基因 3、胚胎干细胞方法：利用胚胎干细胞具有 全能性的特点，对胚胎干细胞侵染后使其发 育为成体。侵染方法：脂质体转染法和细胞 融合等
4、精子载体法：直接用精子作为外源DNA 载体的转移方法，精子和DNA混合培养，外 源基因可以直接进入精子头部，受精后就可 以发育为转基因动物
5、人工酵母染色体法
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