高三生物选修3-专题2
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生物选修3复习知识点
专题2 细胞工程★★★★☆
细胞工程：是指导应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞
水平或细胞器水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细
胞产品的一门综合科学技术，
根据操作对象不同分为：植物细胞工程，动物细胞工程
操作水平：细胞水平的操作
（一）植物细胞工程 （属于无性繁殖）
无性繁殖最大优点：保持优良品种的遗传特征。
1.理论基础（原理）：细胞全能性（具有某种生物全部遗传信息的任何一个细
胞都具有发育成完整生物体的潜能，也就是说，每个生物细胞都具有全能性的
特点。）
植物具有全能性的原因：分化的细胞，仍具有形成完整植株所需要的全部基
因。
全能性表达的难易程度：受精卵＞生殖细胞＞干细胞＞体细胞；植物细胞＞动
物细胞
理论上，生物的任何一个细胞都具有发育成完整植物的潜力，但是在生物的生
长发育过程中，细胞并不会表现出全能性，而是分化成各种器官和组织，是因
为在特定的时间和空间条件下，选择性表达的结果。
植物细胞工程的基本技术：植物组织培养，植物体细胞杂交技术
2.植物组织培养技术
（1）过程：
离体的植物器官、组织或细胞 脱分化 愈伤组织 再分化 根、芽等器官
植物体
1植物全能性表达的条件：离体的，提供人为条件（营养，激素，适宜的外界条件）
愈伤组织：细胞排列疏松而无规则是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞
培养基：固体培养基，含有矿质元素，碳源（蔗糖），氮源，植物激素，维生素
（2）植物组织培养技术的应用：
探究植物科学理论的重要手段，微型繁殖、培养脱毒苗、生产人工种子、
培养新品种（单倍体育种）、转基因植物的培养，细胞产物的工厂化生产。
（3）地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工
序。
3.植物体细胞杂交技术
（1）过程：
等到杂种细胞再生出细胞壁即细胞杂交结束
（2）诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等。
化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。
（3）去细胞壁：纤维素酶和果胶酶
意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。打破特种之间的生殖隔离，扩大遗传重
组范围。
微型繁殖的优点：可以保持优良品种的遗传特性，可以高效快速地实验种苗的
大量繁殖
人工种子的优点：无性繁殖，完全保持优良品种的遗传特性，不受季节限制，
方便运输及贮藏
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单倍体育种的优点：极大缩短了育种的年限，节约了大量的人力物力。 （二）动物细胞工程（重点）
常用的技术手段：动物细胞培养，动物细胞核移植，动物细胞融合，生产
单克隆抗体。其中动物细胞培养技术是基础技术
1. 动物细胞培养
（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）动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组
织）→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬
液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原
蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
（3）细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞
贴壁。细胞数目不断增多，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，这种现象称为细胞的接触抑制。
（4）动物细胞培养需要满足以下条件
①无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定
量的抗生素，以防培养过程中的污染。此外，应定期更
换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
②营养：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。
通常需加入血清、血浆等天然成分。
③温度：哺乳动物适宜温度多是36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4。
④气体环境：95%空气＋5%CO2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培
养液的pH。
（5）动物细胞培养技术的应用：制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物
质、培养医学研究的各种细胞。
2.动物体细胞核移植技术和克隆动物
（1）哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植（比较容易）和体细胞核移植
（比较难）。
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（2）选用去核卵(母)细胞的原因：卵(母)细胞比较大，容易操作；卵(母)细胞
细胞质多，营养丰富。
（3）体细胞核移植的大致过程是：（右图）
核移植
胚胎移植
（4）体细胞核移植技术的应用：
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。
（5）体细胞核移植技术存在的问题：
克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。
3.动物细胞融合
（1）动物细胞融合也称细胞杂交，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）动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同，诱导动物细胞融合的
方法与植物原生质体融合的方法类似，常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活
的病毒、电刺激等。
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（3）动物细胞融合的意义：克服了远缘杂交的不亲和性，成为研究细胞遗传、
细胞免疫、肿瘤和生物生物新品种培育的重要手段。
（4）动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：
比较
项目 细胞融合
的原理 细胞融合
的方法 诱导手段 用法
植物
体细胞
杂交 细胞膜的流动
性 去除细胞壁后
诱导原生质体
融合 离心、电刺
激、振动，
聚乙二醇等
试剂诱导 克服了远缘杂
交的不亲和
性，获得杂种
植株
动物
细胞
融合 细胞膜的流动
性 使细胞分散后
诱导细胞融合 除应用植物
细胞杂交手
段外，再加
灭活的病毒
诱导 制备单克隆抗
体的技术之一
4.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。从血清中分离出的抗体产
量低、纯度低、特异性差。
（2）单克隆抗体的制备过程
注入小细胞融合 分离 抗原注入小鼠体内
B淋巴细胞 骨髓瘤细胞
杂交瘤细胞 细胞培选择培养细胞 培养体内培养 体外培养 从腹水提从培养液提单克隆抗体
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（3）杂交瘤细胞的特点：既能大量繁殖，又能产生专一的抗体。
（4）单克隆抗体的优点：特异性强，灵敏度高，并能大量制备。
（5）单克隆抗体的作用：
① 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。
② 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。
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