細(xì)胞工程

第1節(jié)植物細(xì)胞工程

一、植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)

［必備知識(shí)］

1.細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)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,有目的地獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體或其產(chǎn)品的一門綜合性的生物工程。

(P31)

2.細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍然具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能,即細(xì)胞具有全能性。

(P34)

3.誘導(dǎo)愈傷組織期間?般不需要光照,在后續(xù)的培養(yǎng)過(guò)程中，每F1需要給予適當(dāng)時(shí)間和強(qiáng)度的光照。

(P35"探究?實(shí)踐”)

5.在進(jìn)行體細(xì)胞雜交之前，必須先利用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁,獲得原生質(zhì)體。(P37)

6.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)在打破生殖隔離,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種,培育植物新品種等方面展示出獨(dú)特的優(yōu)

勢(shì)。(P38)

［重要圖解I

1.梢物組織培養(yǎng)流程圖(P35)植物組織培養(yǎng)是指將離體的植物器官、組織或細(xì)胞等,培養(yǎng)在人工配制的

培養(yǎng)基上,給予適宜的培養(yǎng)條件.誘導(dǎo)其形成完整植株的技術(shù)。

“①虺”②照③一試管苗嶺駕完整植株汽

其中數(shù)字序號(hào)處填寫內(nèi)容依次為：①外植體、②愈傷組織③根、芽等。①具體指的是離體培養(yǎng)的植物器官、

組織或細(xì)胞:脫分化是指在一定的激素和營(yíng)養(yǎng)等條件的誘導(dǎo)下,已經(jīng)分化的細(xì)胞失去特有結(jié)構(gòu)和功能轉(zhuǎn)變

成未分化細(xì)胞的過(guò)程:經(jīng)脫分化形成的是不定形的薄壁組織團(tuán)塊,這稱為愈傷組織。再分化是指愈傷組織

重新分化成芽、根等器官的過(guò)程:植物激素中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)

鍵激素它們的濃度、用量的比例等都會(huì)影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。

2.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖(P37?38)：人工誘導(dǎo)原生質(zhì)為融合，融合后得到的雜種細(xì)胞再經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)

可形成愈傷組織，并可進(jìn)?步發(fā)育成完整的雜種植株。

字母a?f表示相關(guān)過(guò)程，其中a為去除細(xì)胞壁的過(guò)程,用到的酶是纖維素酶和果膠酶。b表示人工誘

導(dǎo)原生質(zhì)體融合的過(guò)程,誘導(dǎo)的方法基本可以分為兩大類一物理法和化學(xué)法。物理法包括離心法、電融合

法等:化學(xué)法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高CN—高pH融合法等。過(guò)程c是原生質(zhì)體融合后再生出新

的細(xì)胞壁的過(guò)程。過(guò)程d表示脫分化，。表示強(qiáng)分化，過(guò)程f用到的技術(shù)是植物組織培養(yǎng)技術(shù),其原理是細(xì)

胞的全能性。甲?戊表示相關(guān)細(xì)胞或結(jié)構(gòu)，甲、乙丕是（是、不是）結(jié)構(gòu)完整的植物細(xì)胞，丙表示正融合

的原生質(zhì)體,丁表示雜種細(xì)胞,戊表示愈傷組織。

9

0-甲

植物A細(xì)胞

四

丙丁

乙戊再生出小植株雜種血林

植物R細(xì)胞

植物細(xì)胞融合f

二、植物細(xì)胞工程的應(yīng)用

|必備知識(shí)|

1.用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，被人們形象地稱為植物的怏速繁殖技術(shù)，也叫作微型

繁殖技術(shù)。它不僅可以高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖，還不以保持優(yōu)良品種的遺傳特性。（P39）

2.單倍體育種可以先通過(guò)花藥（或花粉）培養(yǎng)獲得單倍體植株,然后經(jīng)過(guò)透導(dǎo)染色體加倍,當(dāng)年就能培

育出遺傳性狀相對(duì)穩(wěn)定的純合二倍體植株，這極大地縮短了育種的年限,節(jié)約了大量的人力用物力。（P40）

3.植物代謝會(huì)產(chǎn)生一些一般認(rèn)為不是植物基本的生命活動(dòng)所必需的產(chǎn)物——次生代謝物。如酚類、香

料和色素等。（P41）

4.植物細(xì)胞培養(yǎng)是指在離體條件下對(duì)單個(gè)植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其:增殆的技術(shù)。（P41）

I易錯(cuò)提醒I

錯(cuò)點(diǎn)1：誤認(rèn)為“具有全能性就是（就一定能）體現(xiàn)（實(shí)現(xiàn)）全能性”

精析：具有全能性：理論上，具有細(xì)胞核的活細(xì)胞都具有全能性；體現(xiàn)（實(shí)現(xiàn)）全能性：只有發(fā)育成完整個(gè)體

或分化成其他各種細(xì)胞才能說(shuō)明體現(xiàn)（實(shí)現(xiàn)）了細(xì)胞的全能性。

錯(cuò)點(diǎn)2：植物組織培養(yǎng)中的四個(gè)注意點(diǎn)

精析：①植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用：

牛長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素植物細(xì)胞的發(fā)育方向

高有利于根的分化、抑制芽的形成

低有利于芽的分化，抑制根的形成

適中促進(jìn)愈傷組織的生長(zhǎng)

簡(jiǎn)記為:“高"根，"低”芽，”中”愈傷

②由愈傷組織進(jìn)行細(xì)胞分化時(shí)，因?yàn)樯蟛灰自偕?一般要先誘導(dǎo)其生芽，然后誘導(dǎo)其生根同通過(guò)控制培

養(yǎng)基中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例來(lái)實(shí)現(xiàn)。

③光照:在誘導(dǎo)愈傷組織階段，對(duì)有些植物來(lái)說(shuō),避光培養(yǎng)有利于細(xì)胞脫分化形成愈傷組織。當(dāng)愈傷組織再分化

出芽和葉時(shí),一定要有光照，有利于葉片內(nèi)葉綠素的合成。

④植物組織培養(yǎng)中所需的碳源一般為蔗糖，且蔗糖溶液濃度略大『原生質(zhì)體內(nèi)的濃度，少數(shù)為葡萄糖和果糖,

原因是蔗糖既可提供充足的碳源，又可維持相對(duì)適中的滲透壓，而前萄糖和果糖在與蔗糖提供相同數(shù)量碳源

的前提下,其造成的滲透壓可能過(guò)百。

錯(cuò)點(diǎn)3：有關(guān)植物體細(xì)胞雜交的6個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)

精析：(1)誤認(rèn)為“植物體細(xì)胞雜交的結(jié)果只是形成雜種細(xì)胞植物體細(xì)胞雜交的結(jié)果最終要經(jīng)過(guò)組織培養(yǎng)

形成雜種植株。

(2)誤認(rèn)為“同種、不同種植物原生質(zhì)體融合難易程度相同”。同種植物的原生質(zhì)體更易融合，不同種植物原生

質(zhì)體的融合需要物理或化學(xué)法誘導(dǎo)。

(3)誤認(rèn)為“植物體細(xì)胞雜交屬于有性生殖”。植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中沒(méi)有有性生殖細(xì)胞的結(jié)合，因此不屬于

有性生殖，應(yīng)為無(wú)性生殖，遺傳物質(zhì)的傳遞不遵循孟德爾的遺傳定律。

(4)誤認(rèn)為“雜種植株的變異類型屬于基因重組“。雜種植株的染色體數(shù)通常是兩親本細(xì)胞染色體數(shù)目之和，

屬于異源多倍體，所以變異類型為染色體變異。

(5)誤認(rèn)為“植物體細(xì)胞整合后的都是雜種細(xì)胞”。AA和BB體細(xì)咆融合成功以后，不僅有AABB型雜種細(xì)胞,

還能形成AAAA型和BBBB型融合細(xì)胞,但只有AABB型細(xì)胞是植物體細(xì)胞雜交所形成的雜種細(xì)胞,因此在

雜種細(xì)胞形成后還應(yīng)有一個(gè)篩選過(guò)程。

(6)誤認(rèn)為“植物組織培養(yǎng)和植物細(xì)胞融合的原理相同”。植物組織培養(yǎng)技術(shù)的原理是植物細(xì)胞的全能性，

植物體細(xì)胞雜交的原理是細(xì)胞膜的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性。

錯(cuò)點(diǎn)4：混淆脫毒苗與抗毒苗而出錯(cuò)

精析：脫毒苗是選擇植物的分生區(qū)如莖尖(剛形成,不含有病毒)進(jìn)行組織培養(yǎng)而獲得的，屬于細(xì)胞工程的范疇。

抗毒苗是把某抗病毒基因?qū)胧荏w細(xì)胞中，并通過(guò)一定的方法培養(yǎng)形成，屬于基因工程的范疇。

第2節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程

①用機(jī)械的方法，或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等,②原代培養(yǎng),③二氧化碳培養(yǎng)箱,⑷胰蛋白酶,⑤傳代

培養(yǎng)。

二、動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)與單抗隆抗體

I必備知識(shí)］

1.動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)就是使兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的技術(shù)。融合后形成的雜交細(xì)胞具

有原來(lái)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞的遺傳信息。(P48)

2.動(dòng)物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理相同。誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的常用方法有PEG融合法、

電融合法和滅活病毒誘導(dǎo)法等。(P48)

3.細(xì)胞融合技術(shù)突破了有性雜交的局限,使遠(yuǎn)綾雜交成為司.能。(P48)

4.制備單克隆抗體需要的技術(shù)手段：動(dòng)物細(xì)胞融合和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。制備單克隆抗體的原理：細(xì)胞膜

的流動(dòng)性和細(xì)胞增殖。

5.第一次篩選的目的是篩選出雜交瘤細(xì)胞,方法是用特定的選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)。經(jīng)過(guò)篩選后未融合的

親本細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞都會(huì)死亡,只有融合的雜交瘤細(xì)胞才能牛.長(zhǎng)。第二次篩選的目的是箍

選出能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞,方法是專一抗體檢測(cè)。(P48?49)

6.抗體一藥物偶聯(lián)物(ADC)通過(guò)將細(xì)胞毒素與能特異性識(shí)別腫瘤抗原的單克隆抗體結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)腫

瘤細(xì)胞的選擇性殺傷。(P50”思考?討論”)

［重要圖解I

1.制備單克隆抗體過(guò)程的示意圖(P48?49)

圖中①處應(yīng)填寫四凄巴，該細(xì)胞是從小鼠脾臟中獲取的，②過(guò)程為誘導(dǎo)融合的過(guò)程,該過(guò)程常用的有

PEG融合法、電融合法和滅活病毒誘導(dǎo)法(動(dòng)物細(xì)胞特有)等,③處應(yīng)填寫雜交,④過(guò)程是選擇培養(yǎng)的過(guò)

程，該過(guò)程所用培養(yǎng)基為特定的選擇培養(yǎng)基,⑤處應(yīng)填寫雜交瘤,該過(guò)程只能獲得此類細(xì)胞的原因是在該

培養(yǎng)基上，未融合的親本細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞都會(huì)死亡，只有融合的雜交瘤細(xì)胞才能生長(zhǎng)。⑥

過(guò)程是克隆化培養(yǎng)及抗體檢測(cè)的過(guò)程,⑦過(guò)程是篩選出能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞，即抗體檢測(cè)呈陽(yáng)性

的雜交瘤細(xì)胞，此類細(xì)胞分泌的抗體能與特定抗原結(jié)合,⑧和⑨是獲取抗體的兩種途徑，⑧指從培養(yǎng)注中

獲取,⑨是從小鼠腹水中獲取。

,卜周注射,多種

小展特定抗原①細(xì)胞

缸多種雪包細(xì)胞雪旦/體外培養(yǎng)7_

單克隆

培養(yǎng)骨髓骨髓?、奂?xì)胞

\注射到小抗體

痛細(xì)胞—"細(xì)胞'鼠腹腔內(nèi)

2.ADC的作用機(jī)制示意圖（P50）

抗體ADC被細(xì)胞存噬

亶展咤瓷嬴

\Jk藥物

細(xì)胞凋亡

ADC通常由童比、接頭、而一物部分組成。

三、動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物

I必備知識(shí)I

1.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)是將動(dòng)物一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核移入去核的卵理細(xì)胞中，使這個(gè)重新組合的細(xì)胞發(fā)

育成新胚胎，繼而發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體的技術(shù)。（P52）

2.減數(shù)分裂II中期（Mil期）卵母細(xì)胞中的“核”其丈是紡錘體一染色體復(fù)合物。書中所說(shuō)的“去核”是去除

該復(fù)合物.（P52“相關(guān)信息”）

3.哺乳動(dòng)物核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植

和體細(xì)胞核移植。由于動(dòng)物胚胎細(xì)胞分化程度低，

表現(xiàn)全能性相對(duì)容易,而動(dòng)物體細(xì)胞分化程度高，

表現(xiàn)全能性十分困難,因此動(dòng)物體細(xì)胞核移植的難

度明顯高王胚胎細(xì)胞核移植。（P52）

4.忖前動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)中普遍使用的去

核方法是顯微操作法。也有人采用梯度離心、紫

外線短時(shí)間照射和化學(xué)物質(zhì)處理等方法。這些方

法是在沒(méi)有穿透卵母細(xì)胞透明帶的情況下去核或

使其中的變性。（P54“相關(guān)信息”）

［重要圖解］

體細(xì)胞核移植流程圖（P53）

圖中序號(hào)①?⑧處應(yīng)填空的內(nèi)容依次為：①卵巢,②卵母細(xì)胞,③減數(shù)第二次分裂中期,⑷MII中期卵

母.⑤夫核卵母,⑥供體細(xì)胞注入夫核卵母細(xì)胞.⑦通⑤電刺激他兩細(xì)胞融合.供體核進(jìn)入受體卵母細(xì)胞.

形戌重構(gòu)胚,⑧胚胎移植。通過(guò)⑦構(gòu)建重組胚胎后，還需用物理或化學(xué)方法激活受體細(xì)胞，使其完成細(xì)胞

分裂和發(fā)育進(jìn)程。

I易錯(cuò)提醒I

錯(cuò)點(diǎn)1:植物組織培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的“有”與“沒(méi)有”、“能”與“不能”

精析：(1)植物組織培養(yǎng)過(guò)程中有脫分化和再分化，而動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中沒(méi)有脫分化和再分化過(guò)程。

(2)植物組織培養(yǎng)能獲得新個(gè)體.體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性、而動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)只能得到細(xì)胞.不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。

錯(cuò)點(diǎn)2：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中兩組易錯(cuò)概念的辨析

精析：(1)細(xì)胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細(xì)胞貼壁。細(xì)胞進(jìn)行有絲分

裂，數(shù)目不斷增多，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞

的接觸抑制。

(2)原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)。①原代培養(yǎng)：細(xì)胞懸液第一次在瓶中培養(yǎng)，沒(méi)有分瓶培養(yǎng)之前的細(xì)胞培養(yǎng)。原代

培養(yǎng)的細(xì)胞核型正常。②傳代培養(yǎng)：原代培養(yǎng)的細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖一定時(shí)間后，由于空間不足或細(xì)胞密度過(guò)

大導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)枯竭，影響細(xì)胞的生長(zhǎng)，因此需要重新用胰蛋白酶等處理，進(jìn)行分瓶擴(kuò)大培養(yǎng)，即傳代培養(yǎng)。

一般情況下，細(xì)胞傳至10?50代后，出現(xiàn)核型異常，細(xì)胞增殖會(huì)明顯減緩，甚至完全死亡。

錯(cuò)點(diǎn)3：混淆了“懸浮生長(zhǎng)和貼壁生長(zhǎng)”細(xì)胞的培養(yǎng)方法而出錯(cuò)

精折：①懸浮生長(zhǎng)細(xì)胞：原代培養(yǎng)一分裂受阻一離心法收集一制成細(xì)胞懸液0工傳代培養(yǎng)。

②貼壁生長(zhǎng)細(xì)胞：原代培養(yǎng)一分裂受阻一胰蛋白酶處理一離心法收集一制成細(xì)胞懸液處＞傳代培養(yǎng)。

錯(cuò)點(diǎn)4：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中“酶”相關(guān)易錯(cuò)點(diǎn)

精析：①動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中不同階段使用酶的目的并不完全相同。動(dòng)物細(xì)胞的整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中可能多次

用到胰蛋白酶或膠原蛋白酶，第一次使用的目的是使組織細(xì)胞分散開，這樣一方面保證細(xì)胞所需要的營(yíng)養(yǎng)

供應(yīng)；另一方面能保證細(xì)胞內(nèi)有害代謝物的及時(shí)排出；貼壁細(xì)胞傳代培養(yǎng)時(shí)使用的目的是使細(xì)胞從瓶壁上

脫離下來(lái)，分散成單個(gè)細(xì)胞，便于分瓶后繼續(xù)培養(yǎng)。

②使用酶處理時(shí)，并不是時(shí)間越長(zhǎng)越好。使用胰蛋白的時(shí)，要控制好作用時(shí)間，因?yàn)橐鹊鞍柞粌H能分解

細(xì)胞間的蛋白質(zhì)，長(zhǎng)時(shí)間作用還會(huì)分解細(xì)胞膜蛋白等，對(duì)細(xì)胞造成損傷。進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)不能用胃蛋

白酶分散細(xì)胞，主要是因?yàn)閜H不合適。

錯(cuò)點(diǎn)5：混淆三種干細(xì)胞的來(lái)源及特點(diǎn)而出錯(cuò)

精析：三種干細(xì)胞的比較

比較

胚胎干細(xì)胞成體干細(xì)胞誘導(dǎo)多能干細(xì)胞

項(xiàng)目

來(lái)源早期胚胎成體組織或器官中誘導(dǎo)高度分化的組織細(xì)胞形成

具有分化成為成年動(dòng)物體

具有組織特異性，只能分

內(nèi)的任何i種類型的細(xì)

化成特定的細(xì)胞或組織，類似胚胎干細(xì)胞；誘導(dǎo)無(wú)需破壞

特點(diǎn)胞，并進(jìn)一步形成機(jī)體的

不具有發(fā)育成完整個(gè)體的胚胎，應(yīng)用前景更廣泛

所有組織和器官甚至個(gè)體

能力

的潛能

錯(cuò)點(diǎn)6；混淆動(dòng)物細(xì)胞整合與植物體細(xì)胞雜交的原理、方法及結(jié)果而出錯(cuò)

精析：動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交的比較

比較植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞融合

原理細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流動(dòng)性

酶解法去掉細(xì)胞壁后，誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，形分散成單個(gè)細(xì)胞后誘導(dǎo)細(xì)胞融合，形成

步驟

成雜種細(xì)胞，再經(jīng)植物組織培養(yǎng)形成雜種植株雜交細(xì)胞

聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合PEG融合法、電融合法、滅活病毒誘導(dǎo)

方法

法、電融合法、離心法法

結(jié)果形成雜種植株形成雜交細(xì)胞，以生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)品

突破有性雜交的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為

意義打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種

可能

錯(cuò)點(diǎn)7：混淆單克隆抗體制備過(guò)程中兩次篩選而出錯(cuò)

精析：?jiǎn)慰寺】贵w制備過(guò)程中兩次篩選的比較

比較第一次篩選第二次篩選

由于小鼠在生活中還受到其他抗原的刺激，所以經(jīng)

誘導(dǎo)融合后得到多種融合細(xì)胞，還有未

篩選原因選擇培養(yǎng)獲得的雜交瘤細(xì)胞中有能產(chǎn)生其他抗體的

融合的細(xì)胞等

細(xì)胞

篩選目的篩選出雜交瘤細(xì)胞篩選出能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞

用特定的選擇培養(yǎng)基篩選：未融合的親用96孔板培養(yǎng)，在每一個(gè)孔中盡量只接種一個(gè)雜交

篩選方法本細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞都會(huì)瘤細(xì)胞的情況下進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè)，經(jīng)多

死亡，只有融合的雜交瘤細(xì)胞才能生長(zhǎng)次篩選得到足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細(xì)胞

錯(cuò)點(diǎn)8：對(duì)B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)處理后細(xì)胞種類判斷錯(cuò)誤

精析：B淋巴細(xì)胞與骨確瘤細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)融合后，培養(yǎng)基中共出現(xiàn)5種細(xì)胞，其中融合的細(xì)胞有3種(如融合

的話，只考慮兩兩融合)。

錯(cuò)點(diǎn)9：不明確去核的卵細(xì)胞在動(dòng)物細(xì)胞核全能性的表達(dá)中的作用而出錯(cuò)

精析：細(xì)胞核全能性的表達(dá)，必須提供促進(jìn)細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)條件，還要保證細(xì)胞的完整性,

這樣去核的卵細(xì)胞是最合適的受體細(xì)胞。因?yàn)槁鸭?xì)胞體積大、易操作，含有促使細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì)

和營(yíng)養(yǎng)條件。該技術(shù)形成重組細(xì)胞發(fā)育成?個(gè)新個(gè)體，體現(xiàn)了動(dòng)物細(xì)胞核的全能性而非動(dòng)物細(xì)胞的全能性。

錯(cuò)點(diǎn)10：不明確核移植動(dòng)物親子代性狀的關(guān)系而出錯(cuò)

精析：核移植中供體動(dòng)物、提供卵母細(xì)胞的動(dòng)物、代孕動(dòng)物和克隆動(dòng)物之間的關(guān)系：克隆動(dòng)物絕大部分性

狀與供體動(dòng)物相同，少數(shù)由線粒體DNA控制的性狀與提供卵母細(xì)胞的動(dòng)物相同，與代孕動(dòng)物的性狀無(wú)遺傳

關(guān)系。

錯(cuò)點(diǎn)11：誤認(rèn)為動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)加入5%CO2的目的是維持氣體平衡或用于呼吸

精析：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí).通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶將其置于含6%空氣加的混合氣體的培養(yǎng)箱

中進(jìn)行培養(yǎng)，加入CO2的目的是繩持培養(yǎng)液的pH。

錯(cuò)點(diǎn)12：不清楚動(dòng)物細(xì)胞克隆化培養(yǎng)時(shí)為何常選10代以內(nèi)的細(xì)胞，而瘤細(xì)胞卻為50代以后

精析：取供體動(dòng)物的體細(xì)胞培養(yǎng)，??般選用傳至10代以內(nèi)的細(xì)胞，因?yàn)?0代以內(nèi)的細(xì)胞?般能保持正常

的二倍體核型，保證了供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)。欲獲得無(wú)限增殖的瘤細(xì)胞則往往在50代以后，其遺傳物

質(zhì)已發(fā)生變化，具癌變特性。

第3節(jié)胚胎工程

一、胚胎工程的理論基礎(chǔ)

［必備知識(shí)］

1.胚胎工程是指對(duì)生殖細(xì)胞、受精卵或早期胚胎細(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,以滿足人類的各種需求。胚胎工程技術(shù)包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割

等。(P56)

2.在自然條件下，哺乳動(dòng)物的受精在輸卵管內(nèi)完成。(P56)

3.在精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間，卵細(xì)胞膜外的透明董會(huì)迅速發(fā)生生理反應(yīng)，阻止后來(lái)的精子進(jìn)入透明

帶。然后，精子入卵。精子入卵后，卵細(xì)胞膜也會(huì)立即發(fā)生生理反應(yīng),拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)。(P57)

4.精子入卵后，尾部脫離，原有的核膜破裂并形成?個(gè)新的核膜，最后形成一個(gè)比原來(lái)精子的核還大

的核，叫作雄原核。與此同時(shí)，精子入卵后被激活的卵子完成減數(shù)分裂II，排出第二極體后,形成雌原核。

(P57)

5.多數(shù)哺乳動(dòng)物的第一極體不進(jìn)行減數(shù)分裂II,因而不會(huì)形成兩個(gè)第二極體。在實(shí)際胚胎工程操作中，

常以觀察到兩個(gè)極體或者雌、雄原核作為受精的標(biāo)志。(P58“相關(guān)信息”)

6.聚集在胚胎一端的細(xì)胞形成內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織:而沿透明帶內(nèi)壁擴(kuò)展和排列的

細(xì)胞，稱為滋養(yǎng)層細(xì)胞，它們將來(lái)發(fā)育成胎膜和胎盤。(P58)

［重要圖解1

1.哺乳動(dòng)物胚胎的早期發(fā)育示意性(P58)卜.圖甲、乙表示胚胎發(fā)育的具體階段，①?③表示相關(guān)結(jié)構(gòu))

受精卵甲乙

(1)開始發(fā)育場(chǎng)所及分裂方式：受精卵形成后即在輸卵管內(nèi)進(jìn)行有絲分裂,開始發(fā)育。

(2)卵裂：胚胎發(fā)育早期，有一段時(shí)間是在透明董內(nèi)進(jìn)行分裂，細(xì)胞的數(shù)量不斷增加，但胚胎的總體積丑丕

增加,這種受精卵的早期分裂稱為卯裂。

(3)桑根胚：當(dāng)卵裂產(chǎn)生的子細(xì)胞逐漸形成致密的細(xì)胞團(tuán)，形似桑根時(shí)，這時(shí)的胚胎稱為桑根胚。

(4)囊胚：上圖中的乙表示囊胚。桑植胚進(jìn)一步發(fā)育，細(xì)胞逐漸分化。聚集在胚胎一端的細(xì)胞形成內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，

即上圖中序號(hào)②，內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織,而沿透明帶內(nèi)壁擴(kuò)展和排列的細(xì)胞,稱為滋養(yǎng)層

細(xì)胞，即上圖中序號(hào)③，它們將來(lái)發(fā)育成胎膜和胎盤。隨著胚胎的進(jìn)一步發(fā)育，胚胎的內(nèi)部H現(xiàn)了含有液

體的腔一囊胚腔,即上圖中序號(hào)①，這個(gè)時(shí)期的胚胎叫做囊胚。囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大，會(huì)導(dǎo)致透明帶破裂，胚

胎從其中伸展出來(lái),這一過(guò)程叫價(jià)孵化。孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就無(wú)法繼續(xù)發(fā)育。

(5)原腸胚：囊胚孵化后，將發(fā)育形成原腸胚。原腸胚表面的細(xì)胞層為外胚層,向內(nèi)遷移的細(xì)胞形成內(nèi)胚層。

隨著發(fā)育的進(jìn)行，一部分細(xì)胞還會(huì)在內(nèi)、外兩個(gè)胚層之間形成中胚層。這三個(gè)胚層將逐漸分化形成各種組

織、器官等。

二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用

［必備知識(shí)］

1.哺乳動(dòng)物的體外受精技術(shù)主要包拈卵母細(xì)胞的采集、精子的獲取和受精等步驟。(P60)

2.采集到的卵母細(xì)胞和精子，要分別對(duì)它們進(jìn)行成熟培養(yǎng)和獲能處理,然后才能用于體外受精。(P60)

3.胚胎移植是指將通過(guò)體外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動(dòng)物體

內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。其中提供胚胎的個(gè)體稱為“供體”,接受胚胎的個(gè)體叫“受體”。通過(guò)任何

一項(xiàng)技術(shù)(如轉(zhuǎn)基因、核移植和體外受精等)獲得的胚胎，都必須移植給受體才能獲得后代。(P61)

4.胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。(P62"思考?討論

5.進(jìn)行胚胎移植的優(yōu)勢(shì)是可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力。(P62)

6.超數(shù)排卵是指應(yīng)用外源促性腺激素，誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。(P62“相關(guān)信息”)

7.胚胎分割所需要的主要儀器設(shè)備為體視顯微鏡和顯微操作儀。在進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇發(fā)育良好、

形態(tài)正常的桑甚胚或囊胚,將它移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中，然后在顯微鏡下用分割針或分割刀分割。在

分割囊胚階段的胚胎時(shí)，要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。(P62)

［重要圖解I

1.牛胚胎移植示意圖(P61):

胚胎移植主要包括供體、受體的選擇和處理,配種

或人工授精,胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存,胚胎的

移植,以及移植后的檢查等步驟。以牛胚胎移植為例，

其過(guò)程如下圖所示。圖中甲為優(yōu)良供體母牛,一般具有

遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。乙為受體母牛,有

健康的體質(zhì)和正登繁殖能力.丙為優(yōu)良公牛.「為具有

優(yōu)良性狀的后代。過(guò)程①為進(jìn)行同期發(fā)情處理、②為超

數(shù)排卵處理、③為受體性情、④為發(fā)情配種或人工受精、

⑤為收集胚胎并檢查、⑥為胚胎移植、⑦為對(duì)受體進(jìn)行

妊娠檢查。整個(gè)過(guò)程中提供胚胎的個(gè)體是甲，接受胚胎的個(gè)體乙。

2.牛胚胎性別鑒定和分割示意圖(P63)

錯(cuò)點(diǎn)1：受精過(guò)程認(rèn)識(shí)的“三個(gè)誤區(qū)”

精析：(1)成熟的精子并不代表具有受精能力，必須獲能后才具備受精能力。獲能是指精子獲得受精“能力”,

而不是獲得能量。

(2)峨、雄原核不能理解成卵子、精子原來(lái)的核，而是在原來(lái)細(xì)胞核的基礎(chǔ)上形成的新核，原核膜已破裂。

(3)受精的標(biāo)志,受精完成的標(biāo)志：受精的標(biāo)志是觀察到兩個(gè)極體或雌、雄原核，受精完成的標(biāo)志是雌、雄原

核的融合。

錯(cuò)點(diǎn)2：混淆防止多精入卵的屏障及其意義而出錯(cuò)

精析：(1)防止多精入卵的兩道屏障:精子接觸卵細(xì)胞膜的瞬間,卵細(xì)胞膜外的透明帶發(fā)生生理反應(yīng)，阻止后來(lái)

的精子進(jìn)入透明帶;精子入卵后，卵細(xì)胞膜立即發(fā)生生理反應(yīng),拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)。

(2戶由兩道屏障可以保證受精卵中遺傳物質(zhì)與親代體細(xì)胞一致，從而保證遺傳的穩(wěn)定性。

錯(cuò)點(diǎn)3：不能準(zhǔn)確判斷卵裂期胚胎發(fā)育過(guò)程中物質(zhì)和體積變化而出錯(cuò)

精折：卵裂期胚胎發(fā)育過(guò)程中物質(zhì)和體積變化的規(guī)律：

(1)有機(jī)物:胚胎沒(méi)有和母體建立.聯(lián)系，不能從母體獲取有機(jī)物,而呼吸消耗一直進(jìn)行，因此有機(jī)物總量減少。

(2)細(xì)胞數(shù)目和體積:胚胎總體積并不增加，但細(xì)胞數(shù)目增多，每個(gè)細(xì)胞體積減小。

(3)細(xì)胞中DNA含量:伴隨細(xì)胞分裂，細(xì)胞數(shù)目增多，總DNA含量增多，但每個(gè)細(xì)胞中核DNA含量保持相對(duì)穩(wěn)

定。

錯(cuò)點(diǎn)4：誤認(rèn)為“所有采集的卵母細(xì)胞都必需培養(yǎng)才能成熟(M1I期)進(jìn)而具備受精能力”

精析：從從輸卵管中沖取的卵母細(xì)胞卵子，已發(fā)育至MH期，可直接與獲能的精子進(jìn)行受精作用。卵巢中的卵

母細(xì)胞為初級(jí)卵母細(xì)胞，需在體外培養(yǎng)至M1I期,才能進(jìn)行體外受精。

錯(cuò)點(diǎn)5：混淆“自然受精、人工授精和體外受精”

精析：比較自然受精、人工授精和體外受精：

項(xiàng)目自然受精人工授精體外受精

不用人工的方法將公畜的精液注入人工獲取精子、卵子，在體

過(guò)程不同雌雄動(dòng)物交配完成

同母畜生