高中生物2021年高考二轮生物复习知识清单：14细胞工程

专题14 细胞工程

一、植物细胞工程

（一）、理论基础—细胞全能性，生物体的每一个细胞都具有发育成完整生物体的潜能

①生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织和器官，这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。

②植物细胞一旦成为离体状态，在一定的营养条件和植物激素（细胞分裂素和生长素）的诱导下，细胞就能表现出全能性

（二）、植物组织培养技术（无性繁殖） 

1、原理：植物细胞的全能性

2、概念：在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞、培养在培养基上，并给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株

3、过程：

（1）选材：胡萝卜根的形成层

（2）接种：①脱分化：形成愈伤组织【排列疏松、无规则、薄壁；具有分生能力】

恒温箱且避光培养，原因是利于分化，避免紫外线破坏组织细胞

           ②再分化：一定要有光形成试管苗（幼根、芽）；

（3）移栽：先温室后大田

4、用途：

（1）微型繁殖：快速；保持优良性状（无性繁殖，有丝分裂 ）；不受季节限制（室内生产）

（2）作物脱毒（植物分生区—无毒或者少毒，如茎尖）；

（3）人工种子（再分化出胚状体+人工薄膜）；

（4）单倍体育种：花药离体培养—>单倍体—>秋水仙素处理使染色体数目加倍—>稳定遗传植物

①后代往往都是纯合子，能稳定遗传；②明显缩短育种年限

（5）突变体利用：植物组织培养过程中，细胞处于分生状态，易受影响产生突变，需筛选

（6）细胞产物的工厂化生产—愈伤组织生产代谢产品

（三）、植物体细胞杂交技术

1、定义：不同种植物体细胞融合形成杂种细胞，并培育成新植物体

2、理论基础：细胞的全能性和细胞膜的流动性

3、过程：（1）去壁：使用纤维素酶和果胶酶处理细胞壁，形成原生质体

（2）融合：

①方法：物理法包括离心、振动、电激等。 化学法一般用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。

②结果：三种【选择杂种细胞】

③完成标志：形成新的细胞壁

4、培养杂种细胞：进行植物组织培养

5、杂交终点：得到杂种植物

6：杂种植物特征：含有两种植物的遗传物质，所以具备两种植物的遗传特征

7、意义：克服远缘杂交不亲和障碍

8：遗传：如果两种植物都是可育的，则杂种植物也是可育

二、动物细胞工程

 （一）、 动物细胞培养（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）

1、概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成

单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。

2、过程：动物组织块→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理—>单个细胞→

制成细胞悬液→原代培养→贴壁—>重新用酶处理—>单个细胞—>传代培养。

3、相关概念：

（1）细胞贴壁：悬液中分散的细胞贴附在瓶壁上。

（2）细胞的接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖

（3）细胞株 （10代→50代）；细胞系（50代以后，特点：部分遗传物质发生改变）

4、原理：细胞增殖，有丝分裂

5、条件：

①无菌、无毒的环境：添加一定量的抗生素；应定期更换培养液，防止代谢产物积累

②营养：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等

③温度：哺乳动物多是36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4。

④气体环境：O2是细胞代谢所必需，CO2的主要作用是维持培养液的pH。

6、应用：制备病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体，检测有毒物质（根据变异细胞占全部培养细胞的比例来判断该物质的毒性）、培养医学研究的各种细胞，基因工程中动物细胞做受体时。

（二）、动物体细胞核移植技术和克隆动物

1、种类：胚胎细胞核移植（比较容易）和体细胞核移植（比较难）。

2、受体：去核卵(母)细胞，细胞比较大，容易操作；卵(母)细胞细胞质多，营养丰富。

3、原理：只体现了细胞核的全能性

4、结果：发育成动物个体

5、过程：供体取核+受体去核—>细胞融合—>重组胚胎—>胚胎移植—>代孕个体

6、繁殖：无性繁殖

7、应用：①加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育；

②保护濒危物种，增大存活数量；

③生产珍贵的医用蛋白；④作为异种移植的供体；⑤用于组织器官的移植等。

8、存在的问题： 克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。

（三）、动物细胞融合

1、概念：也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。

2、原理：细胞膜的流动性

3、方法：聚乙二醇、电激、灭活的病毒等。

4、用途：制备单克隆抗体。

（1）抗体：一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。从血清中分离的抗体特异性差、纯度低、产量低。

（2）过程：（详情P53）

（3）特点：既能大量繁殖，又能产生专一的抗体。

（4）作用：作为诊断试剂：准确识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合，具有准确、高效、简易、快速的优点。

用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗癌症治疗，可制成“生物导弹”，也有少量用于治疗其它疾病。

◆     比较