第二章细胞工程 读背资料--高二下学期生物人教版选择性必修3

细胞工程读背资料一、植物细胞工程（一）植物组织培养1.细胞工程概念：细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性生物工程；2.全能性概念：细胞经_分裂__和_分化后，仍然具有__产生完整生物体_或_分化成其他各种细胞_的_潜能_，即细胞具有_全能性3.细胞具有全能性的原因（物质基础）：一般来说，生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所需的全部遗传信息4.植物组织培养概念：植物组织培养是指将_离体_的植物器官_、__组织__或_细胞_等，培养在人工配制的_培养基上，给予适宜的培养条件_，诱导其形成_完整植株_的技术；5.植物组织培养的原理：_植物细胞的全能性植物组织培养的生殖方式：_无性生殖_______植物组织培养的分裂方式：__有丝分裂6.植物组织培养的过程：主要包括_脱分化和__再分化两步7.脱分化概念：在一定的_激素_和__营养等条件的诱导_下，已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞；结果：形成愈伤组织*愈伤组织的特点：不定形的薄壁组织团块光照条件：一般不需要光照过程中涉及的生命活动：只有细胞增殖（有丝分裂），没有细胞分化愈伤组织中不含有叶绿体；培养物经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞，因此，愈伤组织中不含有叶绿体；8.再分化①概念：愈伤组织能重新分化成芽、根等器官的过程②实质：基因的选择性表达③结果：再分化成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株④光照条件：需要给予适当时间和强度的光照为什么？诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用⑤过程中涉及的生命活动：既有细胞增殖（有丝分裂），又有细胞分化9.植物组织培养中细胞表现出全能性的条件：离体（最关键）、严格的无菌条件、适宜的培养条件、适宜浓度和比例的激素、适宜浓度和比例的激素、一定的营养条件10、在植物细胞组织培养过程中，培养基的成分通常包括琼脂、无机营养、有机营养和_植物激素等。

11、若想通过外植体培养得到愈伤组织，配制培养基时需要注意的方面主要是___植物激素的适当配比12.外植体的处理步骤：13.接种时注意外植体的方向，不要倒插14.试管苗可以直接移栽入土吗？不可以，需先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日，将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土（二）植物体细胞杂交1、植物体细胞杂交的概念：指将_不同来源_的_植物体细胞_，在_一定条件_下_融合____成__杂种细胞___，并把杂种细胞_培育成_新植物体_的技术2.植物体细胞杂交的主要步骤：_植物原生质体融合和_植物组织培养植物体细胞杂交的原理：_细胞膜具有一定的流动性、植物细胞的全能性植物体细胞杂交的生殖方式：__无性生殖植物体细胞杂交的分裂方式：_有丝分裂_植物体细胞杂交的涉及的可遗传变异类型：_染色体变异_3.植物体细胞杂交的意义*：突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能4.在进行体细胞杂交之前，必须先__去除细胞壁_________去壁用酶：纤维素酶和果胶酶5.原生质体间的融合的方法*：①_物理法，包括电融合法、离心法②__化学法，包括聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法6.细胞融合完成的标志*：_再生出新的细胞壁__植物体细胞杂交完成的标志*：__培育出杂种植株__7.再生出细胞壁的相关的细胞器：高尔基体和线粒体8.验证再生出新壁的实验：质壁分离和质壁分离复原实验9.通过植物细胞融合技术获得杂种细胞AB，为异源四倍体，可育，有同源染色体，同源染色体能联会，可形成配子10.（三）植物细胞工程的应用1.植物细胞工程的应用包括__植物繁殖的新途径_、__作物新品种的培育_、___细胞产物的工厂化生产2.植物繁殖的新途径包括_快速繁殖__（也叫_微型繁殖__）和__作物脱毒3.作物脱毒适用范围：_无性繁殖的作物外植体选材部位：植物顶端分生区附近部位，如茎尖选分生区的原因*：植物顶端分生区附近病毒极少，甚至无病毒脱毒苗是否不会再感染病毒？不是，脱毒苗≠抗毒苗4.作物新品种的培育包括_单倍体育种___和__突变体的利用5.单倍体育种的过程（花药取自二倍体植株）：通过_花药离体培养获得_单倍体植株，然后经过__诱导染色体加倍_，当年就能培育出遗传性状相对稳定的_纯合二倍体植株；6.单倍体育种的原理：_染色体（数目）变异_和__植物细胞的全能性____________7.单倍体育种的优点：极大地缩短了育种的年限，节约了大量的人力和物力8.突变体的利用①过程②诱变处理对象：一般为__愈伤组织__③产生突变体的原理：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变④原理：__基因突变__和__植物细胞的全能性⑤诱变育种的缺点：突变具有不定向性和低频性，因此需大量处理实验材料诱变育种的优点：通过人工诱变提高愈伤组织的突变率，从而筛选获得抗病、抗盐、高产、优质的新品种，加快育种进程9.细胞产物的工厂化生产细胞产物的工厂化生产的目标产物：_次生代谢产物___技术：_植物细胞培养_：在_离体___条件下对__单个植物细胞_或_细胞团__进行培养使其_增殖___的技术过程：细胞产物工厂化生长主要利用的是哪种结构？愈伤组织该过程中是否需要培养得到完整植株？一般不需要；后期培养一般选用液体培养基，进行有丝分裂优点：不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，对于社会、经济、环境保护具有重要意义动物细胞工程常用技术包括__动物细胞培养_、__动物细胞融合__和___动物细胞核移植___等，其中__动物细胞培养___是动物细胞工程的基础；二．动物细胞工程（一）动物细胞培养1. 动物细胞培养（1）概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。

（2）动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。

注：不可以用胃蛋白酶分散细胞，胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。

（3）细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。

细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。

（4）动物细胞培养需要满足以下条件①无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理。

通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。

此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。

②营养：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。

通常需加入血清等天然成分。

③温度：适宜温度：哺乳动物多是36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4。

④气体环境：95%空气＋5%CO2。

O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。

两类细胞的生长特点①悬浮生长类：会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻②贴壁生长类：除会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻外，还会发生接触抑制分瓶传代培养的具体做法①收集细胞a.悬浮生长类：直接用离心法收集b.贴壁生长类：重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集②将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养（5）动物细胞培养技术的应用：制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。

2.干细胞的分布：干细胞存在于_早期胚胎______、_骨髓___和_脐带血_____等多种组织和器官中3.干细胞分类：包括__胚胎干细胞________和__成体干细胞________等4.胚胎干细胞（简称_ES细胞）①分布：存在于__早期胚胎______中②特点：__具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能__5.成体干细胞①分布：存在于_成体组织或器官内______________中②常见类别：包括_骨髓____中的_造血干细胞___、__神经系统__中的_神经干细胞____、_睾丸___中的_精原干细胞等；③特点：一般认为，成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力_④发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例：造血干细胞，主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中6.胚胎干细胞的局限性：必须从_胚胎_中获取，涉及__伦理问题______7.诱导多能干细胞概念：通过体外诱导__成纤维细胞_，获得__类似胚胎干细胞_的一种细胞，称为诱导多能干细胞，简称__iPS细胞__8.诱导多能干细胞优点：①诱导过程__无需破坏胚胎②iPS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9、iPS细胞的来源成纤维细胞以及已分化的T细胞、B细胞（二）动物细胞融合1.动物细胞融，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。

融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。

2、动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同,都是细胞膜具有一定的流动性，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似，常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等。

3.“灭活病毒”中灭活的具体含义是什么？用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构4.动物细胞融合的意义：突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能5.动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：比较项目细胞融合的原理细胞融合的方法诱导手段用法植物体细胞杂交细胞膜的流动性植物细胞的全能性去除细胞壁后诱导原生质体融合离心、电刺激、振动，聚乙二醇等试剂诱导克服了远缘杂交的不亲和性，获得杂种植株动物细胞融合细胞膜的流动性使细胞分散后诱导细胞融合除应用植物细胞杂交手段外，再加灭活的病制备单克隆抗体的技术之一毒诱导____细胞核的融合（三）单克隆抗体1、抗体：一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。

早期获得抗体的方法，血清中分离所需抗体产量低、纯度低、特异性差。

2、单克隆抗体的制备过程：3.注射特定抗原的目的：获得能产生特定抗体的B淋巴细胞4.第一次筛选的目的*：_筛选获得杂交瘤细胞____方法：用特定的选择培养基进行筛选原理：在选择培养基上，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第二次筛选的目的*：_______获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞方法：用96孔板培养，在每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞的情况下，进行克隆化培养和抗体检测（一般进行多次筛选）抗体检测原理：抗原和抗体能够特异性结合(分子水平的检测）5.如何对所需杂交瘤细胞大规模培养在体外条件下大规模培养（接种于培养液中）或注射到小鼠腹腔内增殖6.杂交瘤细胞的特点：既能大量繁殖，又能产生专一的抗体。