高中生物 专题2 细胞工程教辅资料 新人教版选修3.doc

2013-2014学年高中生物 专题2 细胞工程教辅资料 新人教版选修3（一）植物细胞工程 1.理论基础（原理）：细胞全能性细胞全能性概念：细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。原因：是生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质及发育为完整个体所必需的全部基因。全能性表达的难易程度：受精卵生殖细胞干细胞体细胞；植物细胞动物细胞2.植物组织培养技术（1）概念：植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。（2）过程：离体的植物器官、组织或细胞 愈伤组织 试管苗 植物体（3）用途：微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。（4）地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。3.植物体细胞杂交技术（1）过程： （2）诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇（peg）作为诱导剂。（3）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。（4）应用：繁殖植物的新途径：1 微型育种概念：应用组织培养技术，快速繁殖植物（也叫快速繁殖技术）原理：植物细胞的全能性优点：a繁殖率高，可大批量生产 b 取材少 c 培养周期短 保持优良性状2 作物脱毒a.病毒在作物体内逐年积累，会导致作物产量降低，品质变差b.分生区附近（茎尖、根尖）的病毒极少，甚至没有c.采用茎尖进行组织培养3 人工种子结构：人工薄膜+胚状体（不定芽、顶芽、腋芽）(+养分、无机盐、有机碳源、农药、抗生素、有益菌生长调节剂)优点：a.不受气候、季节、地域的限制 b.保留优良性状 c.时间短，占地少技术：组织培养原理：细胞全能性育种新方法：1 单倍体育种2 诱导突变体细胞产物的工厂化生产:人参皂苷等 （二）动物细胞工程 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。（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抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。【细胞贴壁图示】 【接触抑制图示】 （4）原代培养：通过组织块直接长出单层细胞或用酶或机械方法将组织分散成单个细胞开始培养，在首次传代前的培养可认为是原代培养。传代培养：当原代培养的细胞处于接触抑制后, 用胰蛋白酶处理,使细胞从瓶壁上脱离下来,然后加入新的培养液,将细胞分离稀释,并从原培养瓶内转接到新的培养瓶内,这个过程称传代培养.（分瓶培养的过程）（5）细胞系、细胞株（了解即可，老课本体系）细胞株：传代细胞一般能传到40-50代，遗传物质一般不会发生改变，叫细胞株。细胞系：传代50代以后不能再传下去，部分细胞遗传物质发生了改变，能连续传代，获得不死性，叫细胞系。（6）动物细胞培养需要满足以下条件无菌、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。营养培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等天然成分。温度：适宜温度：哺乳动物多是36.50.5；ph：7.27.4。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。（7）动物细胞培养技术的应用：a、蛋白质生物制品的生产: 制备病毒疫苗、制备单克隆抗体 b、检测有毒物质,判断某种物质的毒性 c、细胞的生理、药理、病理研究:培养医学研究的各种细胞。d. 应用于基因工程 : 主要用于作为受体细胞 植物组织培养和动物细胞培养的比较：2.动物体细胞核移植技术和克隆动物（1）定义： 动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核,移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中.使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体.哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植（比较容易）和体细胞核移植（比较难）。（2）原理：动物细胞核具有全能性 分类： 胚胎核移植、体细胞核移植。（3）选用去核卵(母)细胞的原因：卵(母)细胞比较大，容易操作；卵(母)细胞细胞质多，营养丰富。（4）体细胞核移植的大致过程是：核 胚移 胎植 移 植（4）体细胞核移植技术的应用前景： 加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育； 保护濒危物种，增大存活数量；生产珍贵的医用蛋白； 作为异种移植的供体；用于组织器官的移植等。（5）体细胞核移植技术存在的问题：克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。3.动物细胞融合（1）定义：指用自然或人工方法使两个或多个不同的细胞融合成一个细胞的过程。（2）动物细胞融合也称细胞杂交，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。（3）动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同，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。（4）动物细胞融合的意义：克服了远缘杂交的不亲和性，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。细胞融合图示 病毒颗粒黏 附细胞表面 细胞膜被 病毒颗粒穿通 细胞膜连接 细胞融合、形成杂种细胞（5）动（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细胞融合细胞膜的流动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，再加灭活的病毒诱导制备单克隆抗体的技术之一4.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。从血清中分离出的抗体产量低、纯度低、特异性差。（2）单克隆抗体的制备过程（3）杂交瘤细胞的特点：既能大量繁殖，又能产生专一的抗体。（4）单克隆