现代生物技术

高中生物选修之现代生物技术专题知识总结，包括胚胎移植、胚胎分隔、胚胎干细胞、生态工程等内容。

现代生物技术

• 基因工程（核心）
  • 步骤
    • 1. 获取目的基因
      • 从生物体细胞中分离
      • 化学方法人工合成
    • 2. 目的基因与运载体重组
      • 限制酶（限制性核酸内切酶）切开质粒
      • DNA连接酶使得目的基因与质粒结合
    • 3. 重组DNA导入受体细胞
      • 质粒需要活细胞的代谢功能才能使得目的基因所含遗传信息表达
    • 4. 筛选含目的基因的细胞
      • 筛选接受目的基因并在其中表达的细胞
      • 判断是否有标记基因
      • 受体细胞成功表达出目的基因的性状
  • 运载体
    • 质粒
      • 细菌中独立于DNA之外
      • 能自主复制的双联闭环DNA分子
    • 噬菌体
    • 病毒
    • 具有多个酶切位点特殊标记基因，便于培养筛选
  • 限制性核酸内切酶
    • 切断磷酸二酯键
  • DNA连接酶
    • 恢复切开的磷酸二酯键
• 酶工程
  • 借助生物反应装置和工艺过程来生产人类所需酶产品的现代生物技术
  • 发酵方法
    • 固体发酵
    • 液体深层发酵
  • 分离提纯
    • 物理化学酶方法破碎细胞→过滤获取滤液→改变pH或加入硫酸铵使得酶蛋白沉淀→层析提纯酶蛋白→冷冻干燥结晶酶蛋白→酶制剂
  • 酶的固定
    • 载体结合法
    • 包埋法
    • 交联法
• 发酵工程
  • 通过工程技术手段，由微生物生产出人类所需产品的技术
• 克隆技术
  • 不用雌雄两性生殖细胞，仅用有关个体的部分组织或一个体细胞，通过细胞分裂分化产生新个体
  • 克隆羊
    • 1. 将一头母羊的乳腺细胞的细胞核移植到第二头母羊的去核卵细胞里
    • 2. 采用电融合方法，使得乳腺细胞与去核卵细胞细胞融合
    • 3. 经过分裂分化在体外培养形成胚胎
    • 4. 胚胎移植到代孕母羊的子宫内
  • 体现哺乳动物体细胞核的全能性
• 细胞工程
  • 植物组织培养技术
    • 将无菌的外植体接种在含有营养物质和植物激素等的培养基中进行无菌培养，使其发芽成芽，根，发育成完整植株的技术
    • 外植体→诱导去分化→愈伤组织→再分化→诱导发芽，根→培养成植株
  • 动物组织和细胞培养技术
    • 从动物体内分离出组织，细胞，在无菌，适宜温度，营养下，使组织或细胞生长和繁殖的技术
    • 盖玻片覆盖凹窝载玻片悬滴培养法
    • 生产疫苗，激素，抗癌药物...
  • 干细胞技术
    • 干细胞：具有自我更新增殖分化能力的细胞
    • 胚胎干细胞（具有全能性）
      • 诱导分化各种组织细胞
    • 成体干细胞
      • 多能干细胞
      • 单能干细胞
        • 脑组织和外周神经系统神经干细胞
        • 皮肤基底层干细胞
    • 治疗疾病，如肝脏，心脏修复，治疗帕金森病
  • 细胞融合技术
    • 使不同细胞相互融合形成一个新细胞的过程
    • 杂交瘤细胞生产单克隆抗体
      • 1. 注射特定抗原刺激小鼠脾脏B淋巴细胞，使其产生单一的特异性抗体
      • 2. 用促融剂将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞细胞融合形成杂种细胞
      • 3. 选择培养基培养后第一次筛选出杂交瘤细胞
      • 4. 第二次筛选出产生单一特异性抗体的杂交瘤细胞
      • 单个杂交瘤细胞增殖产生的杂交瘤细胞群持续分泌成分单一的特异性抗体
  • 细胞核移植技术
    • 将一种细胞的细胞核一直到另一种去核细胞的技术
    • 克隆技术
      • 体细胞的细胞核导入去核卵细胞