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(共21张PPT)
专题五
生物技术与工程
一“鼠”到底
背景介绍
鼠
哺乳动物
体型小、易饲养；
性成熟早，繁殖力强；
对外界环境反应敏感；
生理特征、形态和基因等方面上比较接近人类；
鼠+动物细胞工程&胚胎工程&基因工程
人鼠细胞融合实验、单克隆抗体——动物细胞融合
小鼠成纤维细胞诱导iPS细胞
孤雌、孤雄小鼠——动物细胞融合&胚胎工程
转基因小鼠——基因工程
人鼠嵌合抗体——蛋白质工程
考点归纳
动物细胞工程
人鼠细胞融合实验
单克隆抗体；
诱导iPS细胞
孤雌、孤雄小鼠
原理：
细胞膜具有流动性
融合方法？
动物细胞工程
动物细胞融合技术
诱导原生质体融合
物理方法：电融合法、离心法
化学方法：聚乙二醇融合法、
高Ca2+-高pH融合法
诱导动物细胞融合
物理方法：电融合法
化学方法：聚乙二醇（PEG）融合法
生物方法：灭活的病毒诱导法
灭活：用物理或化学手段使病毒失去感染能力，但是并不破坏病毒抗原结构。
两亲本细胞的细胞核逐渐融合
病毒吸附在细胞表面并使细胞凝集
两亲本细胞膜上磷脂和蛋白质重新排布，细胞膜打开
细胞膜连接
诱导细胞融合的原理
注射特定抗原免疫小鼠
培养小鼠
骨髓瘤细胞
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
多种细胞
多种杂交瘤细胞
能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
选择培养基筛选
克隆化培养
抗体检测
注射到小鼠
腹腔内增殖
体外培养
单克隆抗体
融合
用特定的选择培养基进行筛选∶在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。
对上述经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
动物细胞工程
iPS细胞(诱导多能干细胞)的培养和应用
将特定基因或特定蛋白导入细胞
用小分子化合物诱导形成
①获取方法：iPS细胞最初是由小鼠成纤维细胞转化而来的，后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。
②诱导多能干细胞优点：
A. 诱导过程无需破坏胚胎。
B. iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。
应用前景优于胚胎干细胞
动物细胞工程
随堂检测
小鼠减数分裂过程的特点为：
雌性哺乳动物的减数分裂过程是不连续的，且多数动物的第一极体不进行减数第二次分裂。
通常只有受精时才激活次级卵母细胞完成减数第二次分裂
应用
用来自减数分裂Ⅱ期两个不同阶段的小鼠卵细胞诱导融合，并促使其分裂，发育，从得到的胚胎中分离出干细胞（ES细胞）
细胞培养+核移植
D
随堂检测
C
随堂检测
细胞培养+胚胎工程
胚胎工程
体外受精
早期
胚胎发育
受体雌鼠
(代孕)
精子
卵子
胚胎移植
受精卵
早期胚胎
鼠
卵母细胞的采集和培养
精子的采集和获能
3. 受精
4. 早期胚胎培养
精子在进行体外受精前需要精子获能处理
采集后的卵母细胞都要在体外经过人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。
以检查受精状况和受精卵的发育能力
适当的培养液
意义：
提高动物繁殖能力的有效措施；还可以为胚胎移植提供可用的胚胎。
胚胎工程——体外受精
遗传性状优良
供体母鼠
健康的体质、正常的繁殖能力受体母鼠
多种激素同期发情处理
促性腺激素
超数排卵
供体公牛
发情配种或人工授精
收集胚胎并检查
胚胎移植
妊娠检查
分娩（胚胎移植的犊牛）
①该过程中 次使用激素：
②该过程中的 次检查：
③ 胚胎移植成功与否要有两个条件：
第一次对受、供体进行同期发情处理；
第二次用于供体的超数排卵。
第一次对收集的胚胎进行检查；
第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。
胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。
进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。
胚胎工程——胚胎移植
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。
后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割可以看做动物
无性繁殖或克隆的方法之一。
理论基础：
主要仪器设备：
特点：
选择的胚胎：
体视显微镜和显微操作仪
发育良好的，形态正常的桑葚胚或囊胚。
动物胚胎细胞的全能性。
胚胎工程——胚胎分割
分割针或分割刀。
基因工程
转基因动物：通过实验手段将外源基因导入到受精卵或早期胚胎细胞中最终可以获得能稳定遗传并表达的动物。
目的基因的筛选与获取
基因表达载体的
构建
目的基因的检测与鉴定
将目的
基因导入受体细胞
第一步
第二步
第三步
第四步
将目的基因导入
动物细胞
——显微注射法
基因工程
药用蛋白基因
乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件
基因表达载体
显微注射
受精卵
泌乳期分泌乳汁
转基因动物
药物
发育
A.动物泌乳期有间隔
B.有些蛋白不能在乳腺里表达
C.某些蛋白在乳腺中的修饰可能与天然状态不同
A.乳腺是天然的高效合成蛋白质的器官，
适合于表达高等动物体内的复杂蛋白
B.制备乳腺反应器的方法成熟
C.重组蛋白的提取和纯化相对容易
膀胱生物反应器
1．科学家培养出一种转基因小鼠,其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。下列说法正确的是(　　)
A．将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞,可以用感受态细胞法
B．人的生长激素基因只存在于在小鼠的膀胱上皮细胞中
C．进行基因转移时,要将目的基因转入小鼠受精卵中
D．采用抗原—抗体杂交技术检测目的基因是否插入了小鼠的基因组
C
随堂检测
蛋白质工程：以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。
①基础：___________________________________
②实质：___________________________________
③操作对象：_______________________________
④目的：__________________________________
⑤地位：___________________________________
⑥理论和技术：_____________________________
蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系
改造或合成基因，定向改造现有蛋白质，或制造新的蛋白质
改造现有蛋白质或制造一种新的蛋白质，以满足生产生活需求
在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程
基因
分子生物学、晶体学和计算机技术
蛋白质工程
降低人对小鼠单克隆抗体的免疫反应
通过_______，将小鼠抗体上_ _ ____的区域（即_____）“嫁接”到_______（即_____）上，经过这样改造的抗体__________________________________；
改造基因
结合抗原
可变区
人的抗体
恒定区
诱发免疫反应的强度就会降低很多
蛋白质工程的应用
鼠+选择性必修1
神经调节（反射、记忆……）
体液调节（糖尿病模型鼠……)
免疫——裸鼠（先天性无胸腺的鼠）\移植……
xxx药物的作用、作用机理……
鼠+选择性必修2
种群密度的调查
有害生物的防治

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