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专题十四　细胞工程
(一)植物细胞工程
晨背·必备知识
1．(选择性必修3 P35)植物组织培养：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。这些离体培养的植物器官、组织或细胞被称为外植体。
2．(选择性必修3 P35)脱分化与再分化
(1)脱分化：在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块的过程。
(2)再分化：愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。
3．(选择性必修3 P35)组织培养中植物激素的作用：生长素与细胞分裂素的比值高时，促进根的分化、抑制芽的形成；比值低时，促进芽的分化、抑制根的形成。
4．(选择性必修3 P36～38)植物体细胞杂交技术
(1)去壁：用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，获得原生质体。
(2)人工诱导原生质体融合的方法
①物理法：电融合法、离心法等。
②化学法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法等。
(3)原理：原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性，杂种细胞发育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。
(4)意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。
5．(选择性必修3 P39～41)植物细胞工程的应用
(1)选取茎尖培育脱毒植物的原因：茎尖的病毒极少，甚至无病毒。
(2)植物细胞培养：是指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。
(3)初生代谢和次生代谢
①初生代谢：是生物生长和生存所必需的代谢活动，在整个生命过程中它一直进行着。如糖类、脂质、蛋白质和核酸等物质的代谢。
②次生代谢：不是生物生长所必需的，一般在特定的组织和器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。
晚练·思维表达
1．如图是外植体得到再生植株的方法，分析回答下列问题：
(1)选用叶柄或嫩叶作为外植体，其原因是叶柄或嫩叶分化程度低，全能性高，容易诱导形成愈伤组织，进而培养成完整植株。
(2)从繁殖方式上看，植物组织培养的繁殖方式是无性繁殖，理由是植物组织培养是在细胞有丝分裂和细胞分化的基础上实现的，此过程并没有生殖细胞的产生，所以是无性繁殖。
(3)在植物组织培养的过程中，要求无菌操作的原因是培养物一旦受到微生物的污染，这些微生物会和外植体争夺培养基中的营养物质，并且产生大量对外植体有害的物质，导致外植体死亡。
2．从愈伤组织到幼苗的培养过程需要光照，其作用是诱导叶绿素的形成，使幼苗能够进行光合作用。
3．植物组织培养过程中容易获得突变体的原因是在植物的组织培养过程中，培养细胞一直处于不断增殖的状态，容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变。
4．马铃薯栽培种的抗病性和抗逆性较差，野生马铃薯种的抗病性和抗逆性较好。利用野生马铃薯种，通过细胞工程改进马铃薯栽培种种质的思路是将野生马铃薯种细胞与马铃薯栽培种细胞融合，经植物组织培养技术培养成植株。
(二)动物细胞工程
晨背·必备知识
1．(选择性必修3 P43～45)动物细胞培养
(1)概念：从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。
(2)培养条件：营养，无菌、无毒的环境，温度、pH和渗透压，气体环境。
(3)几个重要概念
①细胞贴壁：悬液中分散的细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上。
②接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常停止分裂增殖的现象。
③原代培养：指动物组织经处理后的初次培养。
④传代培养：分瓶后的细胞培养。
2．(选择性必修3 P48～50)动物细胞融合技术与单克隆抗体
(1)动物细胞融合技术
①概念：使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
②诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
(2)单克隆抗体及其应用
①杂交瘤细胞的特点：既能迅速大量增殖，又能产生抗体。
②单克隆抗体制备过程的多次筛选
利用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
③单克隆抗体的优点：能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备。
3．(选择性必修3 P52)动物细胞核移植技术
(1)概念：将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。
(2)原理：动物细胞核的全能性。
(3)哺乳动物核移植分类：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
(4)动物体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植的原因：动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。
(5)激活重构胚常用的方法有电刺激、Ca2＋载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等。
晚练·思维表达
1．动物细胞需要传代培养的原因是营养物质缺乏，有害代谢物的积累等导致细胞分裂受阻；大多数动物细胞贴壁生长相互接触时，细胞分裂也会停止。
2．培养动物细胞时选胚胎或幼龄动物的组织和器官的原因是其分化程度低，增殖能力强。
3．动物细胞核移植的过程中，对受体卵母细胞去核的原因是使核移植的动物的核遗传物质全部来自供体的体细胞。选择去核卵母细胞作为受体细胞的原因：①营养丰富；②体积大，易操作；③含有激发细胞核全能性表达的物质。
4．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。
(1)上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A，该处理的目的是诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞。
(2)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选择培养基，使用该培养基进行细胞培养的结果是只有杂交瘤细胞能够生存。图中筛选2含多次筛选，筛选所依据的基本原理是抗原与抗体的反应具有特异性。
(三)胚胎工程
晨背·必备知识
1．(选择性必修3 P56)刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，这一生理现象称为“精子获能”。
2．(选择性必修3 P58)聚集在胚胎一端的细胞形成内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织；而沿透明带内壁扩展和排列的细胞，称为滋养层细胞，它们将来发育成胎膜和胎盘的一部分。
3．(选择性必修3 P60)哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。
4．(选择性必修3 P61)胚胎移植是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。
5．(选择性必修3 P62)胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
6．(选择性必修3 P62)超数排卵是指应用外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
7．(选择性必修3 P62)胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
8．(选择性必修3 P62)在进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，将它移入盛有操作液的培养皿中，然后在显微镜下用分割针或分割刀分割。在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割。
晚练·思维表达
1．精母细胞在变成精子的过程中，很多结构消失，而细胞核与线粒体被保留下来的原因是细胞核是遗传物质储存的场所，决定后代的遗传特性，它参与受精过程。线粒体是精子进行有氧呼吸的主要场所，为精子的生存和运动提供能量。
2．胚胎移植时使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致的措施是对供体和受体母畜用激素进行同期发情处理。
3．以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有优良性状的后代，主要的操作步骤是对受体母羊进行发情处理，对保存的囊胚进行检查，在合适的时间将保存的囊胚移植入受体母羊的子宫并对受体进行妊娠检查。

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