新人教版生物學(xué)選擇性必修3《生物技術(shù)與工程》知識(shí)梳理

第二章細(xì)胞工程

第一節(jié)植物細(xì)胞工程

細(xì)胞工程：細(xì)胞工程是指應(yīng)用、和等多學(xué)科的原理和方法，通過(guò)細(xì)

胞器、細(xì)胞或組織水平上的操作，有目的地獲得或其產(chǎn)品的一門(mén)綜合性

生物工程。

I.原理和方法：牛物學(xué)和牛物學(xué)C

2.操作水平：水平或水平。

3.目的：按照人的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的或獲得。

一、植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)

1.細(xì)胞的全能性：細(xì)胞經(jīng)和后，仍然具有或的_

，即細(xì)胞具有o

2.細(xì)胞具有全能性的原因（物質(zhì)基礎(chǔ)）

生物體的細(xì)胞中都含有該物種的，都有

1.生物體生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞不表現(xiàn)仝能性的原因（不離體的細(xì)胞無(wú)法表現(xiàn)出全能性的原因）

2.全能性大小比較

⑴受精卵、體細(xì)胞、生殖細(xì)胞

（2）分化程度高的細(xì)胞、分化程度低的細(xì)胞

⑶分裂能力強(qiáng)的細(xì)胞、分裂能力弱的細(xì)胞

（4）植物細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞

（5）幼嫩的細(xì)胞、衰老的細(xì)胞

（一）植物組織培養(yǎng)技術(shù)

I.概念：植物組織培養(yǎng)是指將____的植物、_______或______（稱(chēng)為）等，培養(yǎng)在人工配制

的上，給予，誘導(dǎo)其形成的技術(shù)。

2.原理：___________________

3.生殖方式：

4.分裂方式：___________

5.過(guò)程：外植體|匹絲面?zhèn)M織|必|胚狀體或從芽|工隔

脫分化：在一定的和_—_等條件的_下，的細(xì)胞,轉(zhuǎn)

變戌的過(guò)程。

再分化：能重新成的過(guò)程。

探究.實(shí)踐：菊花的組織培養(yǎng)

⑴原理

①植物細(xì)胞一般具有;

②在一定的激素和營(yíng)養(yǎng)等條件的誘導(dǎo)下，已經(jīng)分化的細(xì)胞可以經(jīng)過(guò)和,形成

長(zhǎng)出,進(jìn)而發(fā)育成:

③植物激素中和是啟動(dòng)、和的關(guān)鍵激素，它們的_

等都會(huì)影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。

生長(zhǎng)素用量與細(xì)胞分裂索用來(lái)的匕值結(jié)果

比值高

比值低

比值適中促進(jìn)愈傷組織的形成

（2）材料用具

①外植體：：經(jīng)常選擇根尖（分生區(qū)）、莖的韌皮部（形成層）等分裂能力強(qiáng)、分化程度低的

區(qū)域作為材料，容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。

②體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精：對(duì)手、超凈工作臺(tái)、外植體進(jìn)行消毒。

③質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%左右的次氯酸鈉溶液：對(duì)外植體進(jìn)行消毒。

④無(wú)菌水：清洗外植體。

⑤培養(yǎng)基：包括無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分（水和無(wú)機(jī)鹽）、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分（蔗糖、氨基酸、維生素等）、特定濃度和比例的

激素（主要是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素）。

⑶方法步驟

①②③④⑤⑥

6.植物組織培養(yǎng)中細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的條件

（1）（最關(guān)犍）；

（2）嚴(yán)格的;

（3）適宜的培養(yǎng)條件：

（4）適宜的激素；

（5）一定的營(yíng)養(yǎng)條件；

（二）、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)

1.概念：植物體細(xì)胞雜交是指將的，在一定條件下成,并把

培育成的技術(shù)；

2.原理：_____________________________________________

3.生殖方式：

4.分裂方式：___________

5.可遺傳變異類(lèi)型：__________________

6.意義：___________________________________________________

8.過(guò)程：

-..............[￥41]□raII

制備?一漏IIT_IT端織ITI

（1）去除細(xì)胞壁

①去壁原因：____________________________

②方法：________

③所用酸：____________________

（2）原生質(zhì)體間的融合

①原理：__________________________

②方法：物理法：;化學(xué)法；(.

(3)再生出新的細(xì)胞壁

再生出新的、高爾基體和線(xiàn)粒體。

(4)植物組織培養(yǎng)——脫分化、再分化

①原理：____________________

②植物體細(xì)胞雜交完成的標(biāo)志：

二、植物細(xì)胞工程的應(yīng)用

(一)植物繁殖的新途徑

1.微型繁殖

(1)概念：用于的;

(2)優(yōu)點(diǎn)：①：②o

(3)實(shí)例：o

2.作物脫毒

⑴適用范ffl__________________

⑵進(jìn)行作物脫毒的原因：用無(wú)性繁殖的方式進(jìn)行繁殖的作物，它們感染的病毒很容易傳給后代，病毒在作

物體內(nèi)逐年積累，就會(huì)導(dǎo)致作物。

(3)外植體選材部位：<,

(4)選分生區(qū)的原因：o

(5)優(yōu)點(diǎn):o

3.單倍體育種

⑴定義：通過(guò)(或)培養(yǎng)獲得，然后經(jīng)過(guò),就能培

育出的o

(2)原理：和

⑶優(yōu)點(diǎn)：

①。

②o

4.突變體的利用

(1)過(guò)程：

誘變處理

外植體典也愈傷!且織出”突變體場(chǎng)?新品種

培育

(2)誘變處理對(duì)象：一般為o

(3)原因：_________________________________________________________________________________________

(4)原理：和o

(5)優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)人工誘變提高愈傷組織的突變率，從而篩選獲得

(6)欽點(diǎn)：________________________________________________________

5.組胞產(chǎn)物的工廠(chǎng)化生產(chǎn)

(1)植物的代謝產(chǎn)物分類(lèi)：

①初生代謝產(chǎn)物：初生代謝是生物生長(zhǎng)和生存所必需的代謝活動(dòng)；

產(chǎn)物：等

②次生代謝產(chǎn)物：次生代謝不是生物生長(zhǎng)所必需的，一般在特定組織或器官中，并在一定的環(huán)境和時(shí)間條

(1)組成：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所需氣體主要有和。

(2)氣體作用：①02：；②C02：o

(二)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程

①原代培養(yǎng)：將的細(xì)胞培養(yǎng)，即動(dòng)物組織經(jīng)處理后的稱(chēng)為原代培養(yǎng)。

②傳代培養(yǎng)：將的細(xì)胞培養(yǎng)稱(chēng)為傳代培養(yǎng)；

③細(xì)胞貼壁：體外培養(yǎng)的細(xì)胞需要才能生長(zhǎng)增殖，這類(lèi)細(xì)胞往往貼附在

培養(yǎng)瓶的上，這種現(xiàn)象稱(chēng)為細(xì)胞貼壁；

④接觸抑制：當(dāng)細(xì)胞生長(zhǎng)到時(shí)，細(xì)胞通常會(huì)。

1.取動(dòng)物組織

⑴取材：或的組織、器官。

(2)取材原因：。

2.制成細(xì)胞懸液

(1)制成細(xì)胞懸液的步驟：①;②

(2)將組織分散成單個(gè)細(xì)胞的原因：①?gòu)膭?dòng)物體取出的成塊組織中，細(xì)胞與細(xì)胞,彼此

______________；②__________________________________________________。

(3)將組織分散成單個(gè)細(xì)胞的方法：①；②o

3.原代培養(yǎng)

將放入內(nèi)

4.分瓶、傳代培養(yǎng)

懸浮生長(zhǎng)類(lèi)：:貼壁生長(zhǎng)類(lèi)：重新用胰蛋白酶等處理，使之分散成單人細(xì)胞，然后

再用離心法收集；將收集的細(xì)胞制成,分瓶培養(yǎng)。

5.植物組織培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較

比較項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)

理論基口細(xì)胞增殖

培養(yǎng)基類(lèi)型固體或半固體培養(yǎng)基_____培養(yǎng)基

水、礦質(zhì)元素、維生素、植物激素、蔗葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、維生素、

成分

糖、氨基酸、瓊脂等促生長(zhǎng)因子、_—等

動(dòng)物胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物的

離體植物器官、組織、細(xì)胞

取材器官或組織

區(qū)

關(guān)鍵環(huán)節(jié)細(xì)胞的脫分化和再分化細(xì)胞增殖和癌變

別

新的細(xì)胞系或細(xì)胞株，不形成個(gè)體，

結(jié)果新的組織或植株個(gè)體，可以體現(xiàn)全能性

不體現(xiàn)全能性

①植株快速繁殖；②脫毒植株的培育；①蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn)；②皮膚

應(yīng)用③人工種子；④生產(chǎn)藥物、殺蟲(chóng)劑等；移植材料的培育；③檢測(cè)有毒物質(zhì)；

⑤轉(zhuǎn)基因植物的培育④生理、病理、藥理等方面的研究

兩種技術(shù)手段培養(yǎng)過(guò)程中細(xì)胞都進(jìn)行—分裂，都是繁殖，都可稱(chēng)克隆，

相同點(diǎn)

都不涉及減數(shù)分裂；②均為無(wú)菌操作，需要適宜的溫度、pH等條件

(三)干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用

1.分布

干細(xì)胞存在于、和等多種組織和器官中。

2.分類(lèi)

干細(xì)胞包括和等

(1)胚胎干細(xì)胞(簡(jiǎn)稱(chēng))

①分布：存在于一中

②特點(diǎn):

(2)成體干細(xì)胞

①分布：存在于中

②類(lèi)別：包括中的、中的、中的等O

③特點(diǎn)：__________________________________________________________________________________________

3.干細(xì)胞的應(yīng)用

(1)原理：干細(xì)胞有著能力及潛能的干細(xì)胞，與的等

密切相關(guān)。

(2)應(yīng)用:

造血干細(xì)胞：0

神經(jīng)干細(xì)胞：(如帕金森病、阿爾茨海默病等).

誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)：。

二、動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體技術(shù)

(一)動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)

1.概念；使或____■動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成細(xì)胞的技術(shù)。

2.結(jié)果：形成的具有o

3.原理：o

4.意義：o

5.誘導(dǎo)融合的常用方法：、和

6.融合實(shí)質(zhì)及完成的標(biāo)志：o

7.應(yīng)用：

①細(xì)胞融合技術(shù)已經(jīng)成為研究、、和等的重要手段。

②利用動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)發(fā)展起來(lái)的,為開(kāi)辟了新途徑。

8.動(dòng)物細(xì)胞融合和植物體細(xì)胞雜交比較

項(xiàng)目植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞融合

原理細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性

植物細(xì)胞的全能性

細(xì)胞融合前的處理方法用果膠酶和纖維素酶去除細(xì)胞壁用胰蛋白酶或膠原蛋白能使細(xì)胞

分散成單個(gè)細(xì)胞

誘導(dǎo)細(xì)胞融合的方法

、___________________

細(xì)胞融合成功的標(biāo)志再牛出細(xì)胞壁________的融合

主要用途獲得完整的雜種植株主要用于制造____________

意義打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，培突破了有性雜交的局限，使遠(yuǎn)緣

育____________雜交成為可能

(二)單克隆抗體的制備

1.制備過(guò)程

2.突出優(yōu)點(diǎn)：特異性強(qiáng)、靈敏度高,可大量制備。

3.實(shí)際應(yīng)用：

(1)作為；①多種疾病的診斷②病原體的鑒定③其他類(lèi)型診斷。

⑵用于治療疾病和：與藥物結(jié)合，制成,殺傷癌細(xì)胞；ADC通常由_

、和三部分組成。

（3）治療疾?。?jiǎn)慰寺】贵w單獨(dú)使用，也可直接用于治療疾病。

三、動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物

（一）動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)

1.概念：將動(dòng)物一個(gè)細(xì)胞的移入中，使這個(gè)發(fā)育成.

_____,繼而發(fā)育成的技術(shù)。

2.結(jié)果：形成并發(fā)育成，繼而發(fā)育成o

3.原理：<

4.生殖方式：。

5.哺乳動(dòng)物核移植分類(lèi)

①胚胎細(xì)胞核移植：動(dòng)物胚胎細(xì)胞分化程度一，表現(xiàn)全能性O(shè)

②體細(xì)胞核移植：動(dòng)物體細(xì)胞分億程度一，表現(xiàn)全能性。

6.非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物體細(xì)胞核移植的困難原因

①細(xì)胞的在中其，這導(dǎo)致了一

②對(duì)非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物進(jìn)行操作的技術(shù)尚不完善。

7.體細(xì)胞核移植的過(guò)程

（二）體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問(wèn)題

畜牧生產(chǎn)加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。

保護(hù)瀕危動(dòng)物有望_____________的存活數(shù)量。

醫(yī)藥衛(wèi)生轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物可以作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)_______________0

①轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物的細(xì)胞、組織或器官可以作為異種移植的供體；

應(yīng)用前景治療人類(lèi)疾?、谝曰颊咦鳛楣w培育的人核移植坯胎干細(xì)胞，經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)分化能形成相應(yīng)的細(xì)胞、

組織或器官，將它們移植給患者時(shí)可以________排斥反應(yīng)。

①研究克隆動(dòng)物可使人類(lèi)更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過(guò)程；

科研②克隆i批遺傳背景相同的動(dòng)物，可以通過(guò)它們之間的對(duì)比來(lái)分析致病基因：

③克隆特定疾病模型的動(dòng)物，還能為研究該疾病機(jī)制和開(kāi)發(fā)相應(yīng)的藥物提供幫助；

①_________________:

存在的問(wèn)題②各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)有待進(jìn)一步改進(jìn)；

③絕大多數(shù)克隆動(dòng)物存在健康問(wèn)題，表現(xiàn)出__________________O

第三節(jié)胚胎工程工程

胚胎工程：指對(duì)或細(xì)胞進(jìn)行多種顯微操作和處理，然后將獲得的胚胎移植到

雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿(mǎn)足人類(lèi)的各種需求。胚胎工程技術(shù)包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等。

1.操作對(duì)象：_

2.技術(shù)種類(lèi)：。

3.特點(diǎn)：c

4.理論基礎(chǔ)：o

一、胚胎工程的倫理基礎(chǔ)

（一）受精

1.概念：受精是和結(jié)合形成的過(guò)程。

2.場(chǎng)所：在下，哺乳動(dòng)物的受精在完成。

3.過(guò)程：包括和。

⑴準(zhǔn)備階段1-精子獲能

①概念：剛剛排出的精子與卵子受精，必須在發(fā)生

后，才能獲得，這一生理現(xiàn)象稱(chēng)為“精子獲能

②研究精子獲能機(jī)制的意義：實(shí)現(xiàn)了各種哺乳動(dòng)物在體外條件二的獲能，為的建立奠定了

基礎(chǔ)。

③使精子獲能的方法：直接利用使精子獲能；將精子培養(yǎng)在中使

其獲能。

（2）準(zhǔn)備階段2—卵子的準(zhǔn)備

卵子一般在排出____后才能被精子穿入；動(dòng)物排出的卵子成熟程度有的可能是,

如馬、犬等；有的可能是,如豬、羊等；排出的卵子都要在進(jìn)一步成熟；卵子

具備與精子受精能力的時(shí)期期。

（3）受精階段

（二）胚胎早期發(fā)育

胚胎發(fā)育早期，在進(jìn)行。分裂方式為，

細(xì)胞數(shù)目越來(lái)越多，胚胎總體積基本不變.

卵裂產(chǎn)生的子細(xì)胞形成致密的細(xì)胞團(tuán),形似桑意。

桑甚胚及以前的細(xì)胞都具有o

細(xì)胞開(kāi)始出現(xiàn),形成和滋養(yǎng)層細(xì)胞，中間的

空腔稱(chēng)為囊胚腔。

該時(shí)期細(xì)胞的仍比較高。內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成

，滋養(yǎng)層細(xì)胞將來(lái)發(fā)育成。

有了的分化，是細(xì)胞分化最關(guān)鍵的時(shí)期。

二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用

（一）體外受精

1.過(guò)程：包括、和等步驟。

2.意義：______________________________________________________________

(二)胚胎移植

1.概念：指將通過(guò)及得到的胚胎，移植到、的

動(dòng)物體內(nèi)，使之的技術(shù)。

(1)胚胎來(lái)源：