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(共71张PPT)
细胞工程
考点一 植物细胞工程
植物细胞工程基本技术：
植物组织培养
植物体细胞杂交
菊花花瓣培育出的菊花
植物的茎段为什么可以培育出完整的植株？
植物的茎段是怎样培育成一株完整的植株？
植物细胞的全能性
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。
考点一 植物细胞工程
细胞的全能性：
细胞具有全能性的原因：
体现全能性的标志：
体现全能性的实例：
不同细胞的全能性比较：
细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。
细胞→ 完整个体或其他各种细胞
受精卵发育成个体；
蜜蜂受精卵发育成工蜂，卵细胞发育成雄峰；
用一片叶子、一片花瓣等繁殖出新的植株
1、细胞的全能性
（1）生殖细胞＞体细胞
（2）植物细胞＞动物细胞
（3）分化程度越高，全能性越低
细胞含有控制该生物生长发育的全部基因
考点一 植物细胞工程
不能体现全能性的实例：
不能体现全能性的原因：
1.是不是所有的活细胞都具有全能性？
2.种子发育成植株体现了全能性了吗？
3.植物细胞在什么条件下能表现出全能性？
不是；例如哺乳动物成熟的红细胞、植物成熟的筛管细胞
没有；植物种子的胚已完成了早期发育，相当于新植物体的幼体，没有体现出细胞具有发育成完整植株的潜能；
当植物细胞处于离体状态时，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。
芽原基只能发育为芽，叶原基只能发育为叶
在特定的时间和空间条件下，基因的选择性表达
考点一 植物细胞工程
2、植物组织培养
Q1：外植体的选择需要考虑哪些因素？
不同植物的组织培养难度
同一种植物的不同组织培养难度（材料的年龄、保存时间）
菊花的组织培养，一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝
外植体：用于植物组织培养的离体的植物器官、组织或细胞。
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽等
试管苗
移栽
完整植株
外植体
考点一 植物细胞工程
2、植物组织培养
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽等
试管苗
移栽
完整植株
外植体
愈伤
组织
细胞排列疏松无规则
高度液泡化
形态无定形
由薄壁细胞组成
组培过程中的愈伤组织
愈伤组织的特点：
考点一 植物细胞工程
2、植物组织培养
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽等
试管苗
移栽
完整植株
外植体
愈伤
组织
脱分化
①概念
②实质
③结果
④光照条件
⑤过程中涉及的生命活动
在一定的_____和_____等条件的_____下，_________的细胞_____________________，转变成_____________的过程；
激素
营养
诱导
已经分化
失去其特有的结构和功能
未分化的细胞
恢复细胞的全能性
形成愈伤组织
一般不需要光照
只有细胞增殖（有丝分裂），没有细胞分化
考点一 植物细胞工程
2、植物组织培养
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽等
试管苗
移栽
完整植株
外植体
愈伤
组织
脱分化
再分化
①概念 ________能重新_____成____________的过程；
②实质
③结果
④条件
⑤过程中涉及的生命活动
愈伤组织
分化
芽、根等器官
基因的选择性表达
再分化成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株
适宜的养料和激素，适宜的温度、光和无菌条件
光：诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用
既有细胞增殖（有丝分裂），又有细胞分化
考点一 植物细胞工程
2、植物组织培养
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽等
试管苗
移栽
完整植株
外植体
愈伤
组织
脱分化
再分化
Q2：可不可以直接用微生物培养基进行培养？为什么？
植物生长需要大量的无机营养，微生物的培养基含有的无机营养很少。
植物细胞培养基（参见本书附录1）
无机营养成分（水和各种无机盐）
有机营养成分（蔗糖、氨基酸、维生素等）
特定浓度和比例的激素（主要是生长素和细胞分裂素）；
蔗糖的作用：提供能量，调节渗透压
考点一 植物细胞工程
2、植物组织培养
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽等
试管苗
移栽
完整植株
外植体
愈伤
组织
脱分化
再分化
Q3：脱分化和再分化过程生长素和细胞分裂素的比例是否一致？
植物中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，生长素和细胞分裂素同时使用，用量的比例对植物细胞发育方向的影响。
生长素
细胞分裂素：
>
有利于根的分化
生长素
细胞分裂素：
<
有利于芽的分化，抑制根的分化
生长素
细胞分裂素：
＝
促进愈伤组织生长
考点一 植物细胞工程
2、植物组织培养
离体组织、器官或细胞
植物体
脱分化
细胞分裂素≈生长素
愈伤组织
芽
根
细胞分裂素>生长素
细胞分裂素<生长素
再分化
不需要光
需要光
细胞全能性表现的条件：
1） 离体状态的细胞或组织；2） 无菌操作（防止杂菌污染）
3） 适宜物质的诱导和调节（激素主要是细胞分裂素和生长素）
4） 种类齐全、比例适合的营养物质
5） 适宜的外界条件（如温度、pH、光照等）
考点一 植物细胞工程
2、植物组织培养
（1）制备外植体
消毒：
切段：（无菌操作）
酒精30S
无菌水洗2-3次
次氯酸钠溶液30min
无菌水洗2-3次
材料：
幼嫩的菊花茎段
探究-实践：菊花的组织培养
（2）接种到诱导愈伤组织培养基
脱分化
形成愈伤组织
外植体不要倒插。
避光，光照会促进组织分化，不利于产生大量的愈伤组织。
愈伤组织
考点一 植物细胞工程
2、植物组织培养
探究-实践：菊花的组织培养
(3）接种到诱导生芽培养基
（4）接种到诱导生根培养基
*注意顺序，先诱导生芽，再诱导生根；
*该过程每日需要给予适当时间和强度的光照；
（5）移栽培养
(2019年高考-新课标Ⅲ卷)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。
（1）利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有___________________________________。
（2）步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是______________________________。
考点一 植物细胞工程
全能性或形成完整植株所需的全部基因）
形成层容易诱导形成愈伤组织
(2019年高考-新课标Ⅲ卷)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。
（3）从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是___________________________________________________________________________________________________________。
在新的培养基上愈伤组织通过细胞的____________过程，最终可形成试管苗。
考点一 植物细胞工程
诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同
再分化
(2019年高考-新课标Ⅲ卷)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。
（4）步骤⑥要进行照光培养，其作用是
____________________________________________________。
（5）经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的____________，这种繁殖方式属于____________繁殖。
考点一 植物细胞工程
诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用
遗传特性
无性
考点一 植物细胞工程
3、植物体细胞杂交技术
杂种植株
融合的原生质体AB
再生出细胞壁
脱分化
愈伤组织
再分化
植物细胞的融合
植物组织培养
植物细胞A
原生质体B
原生质体A
杂种细胞AB
去 壁
去 壁
人工诱导
融合完成的标志
植物细胞B
考点一 植物细胞工程
3、植物体细胞杂交技术
①、去壁的常用方法：
酶解法（纤维素酶、果胶酶等）
②、原生质体融合方法：
物理法：离心、振动、电激等
化学法：聚乙二醇（PEG）
③、细胞融合的基础：
植物细胞膜的流动性
④、细胞融合的标志：
形成新的细胞壁
细胞核的融合
⑤、细胞融合的实质：
⑥、杂交细胞发育成新植物体：
植物组织培养技术
⑦、原理：
植物细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
⑧、意义：
克服不同种生物远缘杂交不亲和的障碍
考点一 植物细胞工程
3、植物体细胞杂交技术
思考：将A植物细胞和B植物细胞进行杂交，诱导融合后，培养基中有几种类型的细胞？
A、B、AA、BB、AB、多细胞融合体
检测方法：对诱导产物中的细胞进行植物组织培养，然后根据得到的植物性状进行判断。
①若只表现出一种植物的性状，说明是未融合细胞。
②若得到的是具有两种亲本性状的植物，说明是杂种植株。
③若得到的是两种亲本性状的植物，且一种植物的性状得到加强，则是多细胞融合体。
④若得到的是一种植物的性状，但是效果得到加强，则是同种细胞融合的结果。
考点一 植物细胞工程
3、植物体细胞杂交技术
思考：将A植物细胞和B植物细胞进行杂交，诱导融合后，培养基中有几种类型的细胞？
A、B、AA、BB、AB、多细胞融合体
选出AB型(杂种) 细胞（不考虑多细胞融合体）的方法：
第一次培养在适合A不适合B的条件下
第二次培养在适合B不适合A的条件下
淘汰B和BB型的细胞
淘汰A和AA型的细胞
选出AB型细胞
考点一 植物细胞工程
3、植物体细胞杂交技术
白菜
“白菜－甘蓝”同普通白菜相比，具有生长期短、耐热性强和易于贮藏等优点。
紫甘蓝
思考：白菜、甘蓝是二倍体，那么获得的白菜—甘蓝是几倍体？
异源四倍体
白菜－甘蓝
若A含有2N条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，B含有2M条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则新植株应为四倍体，其体细胞中染色体数为2N+2M,基因型为AabbccDd。
考点一 植物细胞工程
4、植物细胞工程的应用-植物繁殖的新途径
①快速繁殖
愈伤组织
试管苗
脱分化
再分化
特点：保持优良品种的遗传特性；高效快速地实现种苗的大量繁殖
外植体
经济林木
濒危植物
优良观赏植物
无性繁殖作物
苗木
快速繁殖
应用：
考点一 植物细胞工程
4、植物细胞工程的应用-植物繁殖的新途径
②作物脱毒
马铃薯
a.作物病毒积累
草莓
香蕉
感染的病毒很容易传给后代
无性繁殖
病毒在作物体内积累
作物产量降低品质变差
b.脱毒方法
取顶端分生区（如茎尖、根尖：病毒极少，甚至无毒）进行植物组织培养，获得脱毒苗。
c.优点
明显提高农作物的产量和品质
考点一 植物细胞工程
4、植物细胞工程的应用-植物新品质的培育
①单倍体育种
取花药
单倍体幼苗
脱分化
纯合二倍体
人工诱导染色体加倍
优良品种
选择
愈伤组织
再分化
花药离体培养
优点：
明显地缩短育种年限；是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。
考点一 植物细胞工程
4、植物细胞工程的应用-植物新品质的培育
外植体
愈伤组织
试管苗
脱分化
再分化
植株
诱变
筛选
有用的突变体
②突变体的利用
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(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。
突变体育种的原理是突变，诱变育种的原理是基因突变。
突变 = 基因突变 ＋ 染色体变异
考点一 植物细胞工程
4、植物细胞工程的应用-细胞产物的工厂化生产
①次生代谢物
植物代谢产生一些不是植物基本生命活动所必需的产物——次生代谢物。
化学本质
作用
应用
直接获取困难
化学合成困难
利用植物细胞培养来获得目标产物
细胞产物的工厂化生产
小分子有机物(酚类、萜类和含氮类)
植物抗病、抗虫
药物、香料、色素
含量低、从植物组织提取会大量破坏植物资源
有些产物不能或难以通过化学合成途径得到
考点一 植物细胞工程
4、植物细胞工程的应用-细胞产物的工厂化生产
②植物细胞培养(细胞产物工厂化生产)
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。
外植体
愈伤组织
细胞悬液
脱分化
振荡分散
细胞悬浮培养
细胞产物
提取
考点二 动物细胞工程
1、动物细胞培养
（1）概念：从动物机体中取出相关组织，将它们分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。
（2）原理：细胞增殖
（3）培养条件：
营养条件:
(1)合成培养基:将细胞所需的营养物质按______________严格配制而成。
(2)天然成分:_____等。
(3)一般使用_____培养基,即培养液。
种类和所需量
血清
液体
营养物质主要包括：糖类、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、微量元素等。
培养皿
培养瓶
考点二 动物细胞工程
1、动物细胞培养
无菌、无毒的环境:
(1)培养液和培养用具_____处理。
(2)_____环境下操作。
(3)培养液定期更换的原因:__________________________________________
温度、pH和渗透压:
(1)适宜的温度:哺乳动物多以__________ ℃为宜。
(2)适宜的pH:多数细胞生存的适宜pH为_________。
(3)适宜的渗透压。
气体环境:95%空气和5%CO2的CO2培养箱中。
CO2的主要作用:_______________。
36.5±0.5
7.2～7.4
维持培养液的pH
清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害
无菌
灭菌
CO2培养箱
考点二 动物细胞工程
1、动物细胞培养
培养瓶或培养皿壁：表面光滑、无毒、易于帖附。
体外培养的动物生长类型
①悬浮生长类：
②贴壁生长类：
大多数体外培养的细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。
能够悬浮在培养液中生长增殖。
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。
考点二 动物细胞工程
1、动物细胞培养
动物胚胎或幼龄动物的组织
配置细胞悬液
10代细胞
转入培养瓶
50代细胞
传代培养
无限传代
细胞分散开
加培养液稀释
分瓶传代培养
原代培养
剪碎、胰蛋白酶处理
胰蛋白酶的作用：将动物组织细胞间的蛋白质酶解，使细胞分散开；
控制好消化时间，时间太长会消化细胞膜上的蛋白质。
原代培养：从动物体内取出的动物组织消化后的初次培养。
传代培养：原代培养的细胞出现接触抑制后，需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞增殖。这样的培养过程即为传代培养。
考点二 动物细胞工程
1、动物细胞培养
动物胚胎或幼龄动物的组织
配置细胞悬液
10代细胞
转入培养瓶
50代细胞
无限传代
细胞分散开
加培养液稀释
分瓶传代培养
原代培养
剪碎、胰蛋白酶处理
传代培养
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
分瓶培养的步骤：
考点二 动物细胞工程
1、动物细胞培养
动物胚胎或幼龄动物的组织
配置细胞悬液
10代细胞
转入培养瓶
50代细胞
无限传代
细胞分散开
加培养液稀释
分瓶传代培养
原代培养
剪碎、胰蛋白酶处理
传代培养
传代10代以内，遗传物质不改变。
传代10-50代左右，增长缓慢以至于完全停止，部分细胞核型可能发生变化（遗传物质可能改变）
继续传代培养少部分细胞获得不死性，细胞突变，遗传物质已经改变，等同于癌细胞。
细胞株：一般来说遗传物质未改变
细胞系：部分遗传物质已改变
考点二 动物细胞工程
1、动物细胞培养
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
原理
培养基性质
培养基特有成分
培养结果
培养目的
相同点
获得细胞或细胞产物
常用固体培养基
植物体
葡萄糖、动物血清
常用液体培养基
细胞增殖
植物细胞的全能性
许多细胞
快速繁殖等
蔗糖、植物激素
1.培养过程中细胞都进行有丝分裂，不涉及减数分裂；
2.均需无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件
考点二 动物细胞工程
2、干细胞的培养及其应用
概念：
动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。
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；
分类：
包括胚胎干细胞和成体干细胞等。
（1）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
③应用：
ES细胞在体外分化成心肌细胞、神经元细胞和造血干细胞等
考点二 动物细胞工程
2、干细胞的培养及其应用
（2）成体干细胞
①分布：
存在于成体组织或器官内中
②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。
③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_____、_______和______中
骨髓
外周血
脐带血
考点二 动物细胞工程
2、干细胞的培养及其应用
治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等）
治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病
有着自我更新能力及分化潜能的干细胞，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。
干细胞的应用
（1）应用原理：
（2）应用实例：
造血干细胞：
神经干细胞：
干细胞将在再生医学、药物安全性与有效性检测等领域发挥大作用。
（3）面临的问题：
存在导致肿瘤发生的风险
（4）应用展望：
考点二 动物细胞工程
2、干细胞的培养及其应用
诱导多能干细胞（iPS细胞）
（1）胚胎干细胞的局限性：
胚胎干细胞必须从_____中获取 ，涉及________；因而限制了在医学上的应用。
胚胎
伦理问题
（2）诱导多能干细胞概念：
通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了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。
诱导方法：
将特定基因或特定蛋白导入细胞（成纤维细胞以及已分化的T细胞、B细胞均可）；或用小分子化合物诱导形成。
（3）诱导多能干细胞优点：
①诱导过程无须破坏胚胎；
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。
考点二 动物细胞工程
(2022 海南) 以我国科学家为主的科研团队将OSNL（即4个基因Oct4／Sox2／Nanog／Lin28A的缩写）导入黑羽鸡胚成纤维细胞（CEFs），诱导其重编程为诱导多能干细胞（iPS），再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞（iPGCs），然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，实验流程如图。回答下列问题。
（1）CEFs是从孵化9天的黑羽鸡胚中分离获得的，为了获得单细胞悬液，鸡胚组织剪碎后需用_______________________处理。动物细胞培养通常需要在合成培养基中添加______________等天然成分，以满足细胞对某些细胞因子的需求。
胰蛋白酶或胶原蛋白酶
动物血清
考点二 动物细胞工程
(2022 海南) 以我国科学家为主的科研团队将OSNL（即4个基因Oct4／Sox2／Nanog／Lin28A的缩写）导入黑羽鸡胚成纤维细胞（CEFs），诱导其重编程为诱导多能干细胞（iPS），再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞（iPGCs），然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，实验流程如图。回答下列问题。
（2）体外获取OSNL的方法有_____________________（答出1种即可）。若要在CEFs中表达外源基因的蛋白，需构建基因表达载体，载体中除含有目的基因和标记基因外，还须有启动子和_______等。启动子是__________识别和结合的部位，有了它才能驱动_______________________。
PCR技术、人工合成法
终止子
RNA聚合酶
目的基因转录出mRNA，最终表达出所需要的蛋白质
考点二 动物细胞工程
(2022 海南) 以我国科学家为主的科研团队将OSNL（即4个基因Oct4／Sox2／Nanog／Lin28A的缩写）导入黑羽鸡胚成纤维细胞（CEFs），诱导其重编程为诱导多能干细胞（iPS），再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞（iPGCs），然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，实验流程如图。回答下列问题。
（3）iPS细胞和iPGCs细胞的形态、结构和功能不同的根本原因是_________________。
（5）该实验流程中用到的生物技术有________________________（答出2点即可）。
（4）诱导iPS细胞的技术与体细胞核移植技术的主要区别是：
基因的选择性表达
基因工程、动物细胞培养
考点二 动物细胞工程
(2022 海南) 以我国科学家为主的科研团队将OSNL（即4个基因Oct4／Sox2／Nanog／Lin28A的缩写）导入黑羽鸡胚成纤维细胞（CEFs），诱导其重编程为诱导多能干细胞（iPS），再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞（iPGCs），然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，实验流程如图。回答下列问题。
（4）诱导iPS细胞的技术与体细胞核移植技术的主要区别是：
诱导iPS细胞的技术是将已经分化的细胞诱导为类似胚胎干细胞的一种细胞（iPS），再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞（iPGCs）的技术，而细胞核移植技术是将动物的一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞内，使这个重组的细胞发育为胚胎，继而发育为动物个体的技术。
考点二 动物细胞工程
(2021年山东泰安模拟)胚胎干细胞必须从胚胎中获取，但这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。科学家通过体外诱导成纤维细胞，获得了类似于胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)。因为诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可来源于病人自身的体细胞，因此iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。
如图为iPS细胞的获得及用
其培育不同种细胞的示意
图(c－Myc、Klf4、Sax2和
Oct3/4等基因与细胞的脱
分化有关)。回答下列问题：
考点二 动物细胞工程
(1)在对成纤维细胞进行培养时，常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，这说明细胞间的物质为__________，__________(填“能”或“不能”)用胃蛋白酶处理成纤维细胞，原因是
__________________________________________________________。
(2)在培养iPS细胞的过程中，培养基中应含有细胞所需的各种营养物质，并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是
__________________________________________________________。为了给培养物提供无菌环境，可进行的操作是__________________________________________________________。
蛋白质
不能
多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中失活变性
清除代谢废物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害
对培养液和培养器具进行消毒外，在培养液中加入一定量的抗生素　
考点二 动物细胞工程
(3)过程③④为iPS细胞提供的条件不同，分化得到的细胞不同，可知细胞分化是____________________的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导，再将其分化出的细胞移入患者体内的优势是________________________。
(4)如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞，该技术可能的应用是__________________。
基因的选择性表达　
避免了免疫排斥问题　
解决不育问题　
考点二 动物细胞工程
3、动物细胞融合技术
（1）概念：
指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
（4）结果：
形成含有2或多个细胞遗传物质的单核杂交细胞
（2）原理：
细胞膜的流动性
（3）诱导方式
物理法：电融合法等
化学法：聚乙二醇（PEG)融合法
生物法：灭活病毒诱导法
考点二 动物细胞工程
3、动物细胞融合技术
（5）意义：
（6）应用
细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。
①成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。
②用于制造单克隆抗体。
考点二 动物细胞工程
植物体细胞杂交 动物细胞融合
原理
细胞融合前的处理方法
诱导细胞融合的方法
细胞融合成功的标志
主要用途
意义
细胞膜具有一定的流动性、植物细胞的全能性
细胞膜具有一定的流动性
用果胶酶和纤维素酶去除细胞壁
用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散成单个细胞
电融合法、离心法；PEG融合法、高Ca2+-高pH融合法
PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法
再生出细胞壁
细胞核的融合
获得完整的杂种植株
主要用于制造单克隆抗体
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种
突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能
考点二 动物细胞工程
4、单克隆抗体及应用
（1）获得抗体的传统途径、缺点：
缺陷：
产量低、纯度低、特异性差
从动物血清中分离所需抗体
向动物体内反复注射某种抗原
（2）科学家的设想：
科学家设想：培养（克隆）单一的B淋巴细胞，形成细胞群，产生大量化学性质单一、特异性强的抗体。
B淋巴细胞不能无限增殖，与骨髓瘤细胞进行融合
考点二 动物细胞工程
4、单克隆抗体及应用
①小鼠注射特定抗原的目的：
②相应的B细胞从小鼠的 内提取，骨髓瘤细胞从小鼠的 中提取。
能从该小鼠的脾中得到可以产生特定抗体的B淋巴细胞。
脾脏
骨髓
③细胞融合后需经两次筛选。
第一次用 进行筛选：
原因：_____________________________________________________；
目的：_____________________________________________________；
方法：_____________________________________________________。
④杂交瘤细胞的特点是__________________________________________
筛选得到杂交瘤细胞（多种）
既能迅速大量繁殖，又能产生单一的特异性抗体
用选择培养基进行筛选
诱导融合后得到多种融合细胞，还有未融合的细胞等
特定的选择培养基
考点二 动物细胞工程
4、单克隆抗体及应用
④第二次筛选：
原因：____________________________________________________；
目的：____________________________________________________；
方法：____________________________________________________；
原理：____________________________________________________。
⑤单克隆抗体的优点：____________________________________
⑥筛选获得的杂交瘤细胞可在 条件下做大规模培养，也可以注射到小鼠的 内增殖，这样就可以从 中或小鼠的 中提取出大量的单克隆抗体。
筛选出能产生所需的特异性抗体的杂交瘤细胞群
抗体检测
抗原—抗体的特异性结合
小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，经选择培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞
特异性强，灵敏度高，可大量制备
体外
腹腔
培养液
腹水
用96孔板培养和筛选杂交瘤细胞(每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞)
考点二 动物细胞工程
4、单克隆抗体及应用
诱导融合
筛选培养
杂交瘤细胞（B-瘤细胞）
克隆化培养
抗体检测
多次筛选
产生单一抗体的杂交瘤细胞
体外培养
小鼠腹腔
体内培养
大量
单克隆抗体
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
小鼠免疫
B-B细胞
B-瘤细胞
瘤-瘤细胞
未融合细胞
选择培养基
从小鼠腹水中提取
从培养液中提取
考点二 动物细胞工程
4、单克隆抗体及应用
（1）作为诊断试剂——最广泛的应用
优点：
方法：
抗原-抗体杂交法
准确、高效、简易、快速
血型检测试剂
抗人绒毛促性腺激素单克隆抗体
比原来诊断方法提前了10d左右，准确率在90﹪以上。
考点二 动物细胞工程
4、单克隆抗体及应用
（2）用于治疗疾病和运载药物
如：制成“生物导弹”
“生物导弹”＝单克隆抗体＋药物
优点：位置准确、疗效高、副作用小
结合同位素的单抗
考点二 动物细胞工程
(2020年全国Ⅰ卷)为研制抗病毒A的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。
回答下列问题：
(1)上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A，该处理的目的是______________________________________________________________。
(2)写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤：______________________________________________________________。
诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞　
取小鼠甲脾脏剪碎，用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液　
考点二 动物细胞工程
(2020年全国Ⅰ卷)为研制抗病毒A的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。
回答下列问题：
(3)为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于____________，使用该培养基进行细胞培养的结果是________________________。图中筛选2含多次筛选，筛选所依据的基本原理是_______________________________。
选择培养基　
抗原与抗体的反应具有特异性　
只有杂交瘤细胞能够生存　
考点二 动物细胞工程
(2020年全国Ⅰ卷)为研制抗病毒A的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。
回答下列问题：
(4)若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可采用的方法有________________________________________(答出2点即可)。
将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖；将杂交瘤细胞在体外培养
考点二 动物细胞工程
5、动物体细胞核移植技术和克隆动物
（1）定义：
（3）分类：
胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易。
动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难
（2）原理：
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。
动物细胞核具有全能性
胚胎核移植 、体细胞核移植。
动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
在体细胞核移植中，非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难。
考点二 动物细胞工程
5、动物体细胞核移植技术和克隆动物
供体细胞（供核）
细胞培养
供体细胞
卵巢卵母细胞（MⅡ中期：供质）
去核
无核卵母细胞
注入
细胞融合
重构胚
早期胚胎
胚胎移植
代孕母体
与供体奶牛遗传基础相同的犊牛
1、选取卵母细胞作为受体细胞的原因：
A.卵母细胞体积大，易操作。
B.细胞质中存在激活重构需要的因子，如促成熟因子（MPF）-其水平高低可影响供体染色质的状态和复制。
考点二 动物细胞工程
5、动物体细胞核移植技术和克隆动物
供体细胞（供核）
细胞培养
供体细胞
卵巢卵母细胞（MⅡ中期：供质）
去核
无核卵母细胞
注入
细胞融合
重构胚
早期胚胎
胚胎移植
代孕母体
与供体奶牛遗传基础相同的犊牛
2、注入卵母细胞的是供体细胞；直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内，再用电融合等方法使其融合。
优点∶操作简单，对卵母细胞损伤较小。
考点二 动物细胞工程
5、动物体细胞核移植技术和克隆动物
供体细胞（供核）
细胞培养
供体细胞
卵巢卵母细胞（MⅡ中期：供质）
去核
无核卵母细胞
注入
细胞融合
重构胚
早期胚胎
胚胎移植
代孕母体
与供体奶牛遗传基础相同的犊牛
3、方法：
去核方法：显微注射法
电融合法使供受体细胞融合, 形成重构胚。
物理或化学方法激活重构胚, 使其完成细胞分裂和发育进程。如电刺激、Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等
考点二 动物细胞工程
5、动物体细胞核移植技术和克隆动物
供体细胞（供核）
细胞培养
供体细胞
卵巢卵母细胞（MⅡ中期：供质）
去核
无核卵母细胞
注入
细胞融合
重构胚
早期胚胎
胚胎移植
代孕母体
与供体奶牛遗传基础相同的犊牛
所用技术：动物体细胞核移植、动物细胞培养和胚胎移植
严格来说新个体有卵母细胞的细胞质有两个亲本的性状
用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞：10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型
考点二 动物细胞工程
5、动物体细胞核移植技术和克隆动物
①畜牧业：加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。
②医药卫生领域：
建立乳腺生物反应器、培养器官供体等。
③ 保护濒危物种：有望增加濒危物种的存活数量
克隆一批遗传背景相同的动物，可通过对比来分析致病基因；
克隆特定疾病模型的动物，能为研究该疾病的致病机制和开发相
应的药物提供帮助。
考点二 动物细胞工程
5、动物体细胞核移植技术
① 成功率低，各技术环节有待改进。
② 核移植的理论研究较为滞后，需要与发育生物学、细胞生物学和分
子遗传学等更深层次的理论研究相结合。
③ 克隆动物存在健康问题，许多表现出遗传和生理缺陷。
研究仍在继续深入，许多问题需要解决。
体细胞核移植技术存在的问题：
考点二 动物细胞工程
（2021 湖南）M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题:
(1)在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是_______________，这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的____________断开。
限制性核酸内切酶
磷酸二酯键
考点二 动物细胞工程
（2021 湖南）M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题:
(2)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是________。
清除代谢物，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害；同时给细胞提供足够的营养
考点二 动物细胞工程
（2021 湖南）M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题:
(3)与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低,原因是
________。
从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞，在形态上表现为____________________________(答出两点即可)，功能上具有__________________。
动物胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难；
体积小、细胞核大、核仁明显
发育的全能性
考点二 动物细胞工程
(4)鉴定转基因动物：以免疫小鼠的________淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，筛选融合杂种细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活的实验思路________。
B
获取克隆动物A的肝细胞后进行体外扩增培养，提取肝脏细胞产物后，用M蛋白的单克隆抗体进行抗原-抗体杂交检测，若出现凝集（阳性）反应，说明M基因未失活，反之，说明M基因失活。
考点二 动物细胞工程
5、动物体细胞核移植技术
(2021年宁夏平罗中学月考)科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁育，可以对此转基因奶牛进行克隆(如图所示)，请结合图示回答下列问题：
(1)对取自转基因奶牛的组织细胞在进行细胞培养时，需要培养至10代以内，原因是________________________________。
(2)形成重组细胞时应先去除卵母细胞的细胞核，原因是_________ _______________________。
此阶段的细胞能保持正常的二倍体核型　
使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞
(或避免卵细胞中的遗传物质对后代造成干扰)
考点二 动物细胞工程
5、动物体细胞核移植技术
(2021年宁夏平罗中学月考)科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁育，可以对此转基因奶牛进行克隆(如图所示)，请结合图示回答下列问题：
(3)对重组细胞进行原代培养时，会表现出__________和__________等特点。
(4)哺乳动物核移植可以分为_________核移植和_________ 核移植。目前核移植技术中普遍使用的去核方法是__________ 。
细胞贴壁
接触抑制
胚胎细胞　
体细胞
显微操作法
考点二 动物细胞工程
5、动物体细胞核移植技术
(2021年宁夏平罗中学月考)科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁育，可以对此转基因奶牛进行克隆(如图所示)，请结合图示回答下列问题：
(5)克隆牛的成功体现了___________________________________，其生殖方式为____________。
动物体细胞的细胞核具有全能性　
无性生殖

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