高中生物选修3细胞工程知识点

细胞工程

考点一植物细胞工程

1.细胞工程

(1)操作水平：细胞水平或细胞器水平。

(2)目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。

2.植物细胞的全能性

(1)概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。

(2)原理：细胞内含有本物种的全部遗传信息。

(3)全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于离体状态，提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。

3.植物组织培养技术

(1)原理：植物细胞具有全能性。

(2)过程：

4.植物体细胞杂交技术

(1)概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。

(2)原理：体细胞杂交利用了细胞膜的流动性，杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。

(3)过程

(4)意义：克服不同种生物远缘杂交的不亲和性。

5.植物细胞工程的实际应用

(1)植物繁殖的新途径

①微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。

②作物脱毒技术：选取作物无毒组织(如茎尖)进行组织培养，获得脱毒苗的技术。

③人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。

(2)作物新品种的培育

①单倍体育种

a.实质：花药离体培养过程就是植物组织培养过程。

b.流程：花药单倍体幼苗――――――――→

秋水仙素诱导

染色体数目加倍

纯合子。

c.优点：后代不发生性状分离，都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短了育种年限。

②突变体的利用：筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。

(3)细胞产物的工厂化生产

1.植物组织培养的关键

(1)条件：离体，一定营养物质，激素(生长素、细胞分裂素)等。

(2)培养基状态：固体培养基(需再分化生根培养基及生芽培养基)

(3)体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有选择性。

(4)光照的应用

脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素的形成。

2.杂种植物遗传物质的变化

(1)遗传特性：杂种植株中含有两种植物的遗传物质，故杂种植株具备两种植物的遗传特性。

(2)染色体组数

①染色体组数＝两种植物体细胞内染色体组数之和。

②植物体细胞杂交形成的杂种植株，有几个染色体组就称为几倍体。

考点二动物细胞工程

1.动物细胞培养

(1)地位：动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合等。其中动物细胞培养是其他动物细胞工程技术的基础。

(2)培养过程

(3)培养条件

①无菌、无毒环境

⎩⎪

⎨

⎪⎧

培养液和培养用具进行无菌处理

培养过程加抗生素

定期更换培养液，清除代谢产物

②营养：除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外通常还需加入血清、血浆等一些天然成分。

③适宜的温度：36.5 ℃±0.5 ℃；适宜的pH：7.2～7.4。

④气体环境

⎩⎪

⎨

⎪⎧95%的空气：其中O2为细胞代谢必需

5%的CO2：维持培养液的pH

2.动物体细胞克隆技术(核移植技术)

(1)原理：动物细胞核具有全能性。

(2)核移植分类：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。

(3)核移植过程(以克隆高产奶牛为例)

(4)应用：①加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。②保护濒危物种。③生产医用蛋白。④作为异种移植的供体。⑤用于组织器官的移植。

3.动物细胞融合和单克隆抗体的制备

(1)动物细胞融合

①原理：细胞膜的流动性。

②融合方法：聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。

③意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能，也为制造单克隆抗体开辟了新途径。

(2)单克隆抗体

①制备过程②优点：特异性强、灵敏度高，可大量制备。

③用途：作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物。

[思维拓展]判断正误：

(1)动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体能体现细胞的全能性(×)

提示判断是否体现全能性的标志是看其是否能发育成完整个体；杂交瘤细胞培养产生单克隆抗体是细胞水平上的克隆，不能体现全能性。

(2)若不采用动物细胞融合的方法，就不能生产出单克隆抗体(×)

提示能。可从经免疫的B淋巴细胞中获取决定所需抗体的基因(目的基因)，导入骨髓瘤细胞，然后培养骨髓瘤细胞并从培养液中提取分泌物，便可得到单克隆抗体。

(3)细胞融合之后需要一次筛选，即可得到能产生单一抗体的杂交瘤细胞(×)

(4)利用单克隆抗体制成的“生物导弹”，其选择性是由药物决定的，与抗体无关(×)

练习：

1.(2016·全国课标卷Ⅱ，40)下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。

回答下列问题：

(1)图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为________。过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用________的方法。②代表的过程是________。

(2)经过多次传代后，供体细胞中________的稳定性会降低。因此，选材时必须关注传代次数。

(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是_____________________________________________________________。

(4)与克隆羊“多莉(利)”培养成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了_______________________________________________________________。

答案(1)XX或XY显微操作(去核法)胚胎移植(2)遗传物质(3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响(4)已经分化的动物体细胞核具有全能性