高中生物选修3植物体细胞杂交技术

生物选修三知识点总结生物选修三是高中生物课程中的重要组成部分，涵盖了现代生物技术的多个方面。

以下是对生物选修三知识点的详细总结。

一、基因工程基因工程，又称为 DNA 重组技术，是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。

（一）工具1、限制性核酸内切酶（简称限制酶）：能够识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。

2、 DNA 连接酶：连接两个 DNA 片段，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。

3、载体：常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

载体需要具备的条件有：能在受体细胞中复制并稳定保存；具有一至多个限制酶切点，供外源 DNA 片段插入；具有标记基因，便于重组DNA 的筛选。

（二）基本操作步骤1、目的基因的获取：从基因文库中获取、利用 PCR 技术扩增、人工合成。

2、基因表达载体的构建：这是基因工程的核心步骤，目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。

3、将目的基因导入受体细胞：导入植物细胞常用农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法；导入动物细胞常用显微注射法；导入微生物细胞常用感受态细胞法。

4、目的基因的检测与鉴定：分子水平的检测包括检测转基因生物染色体的 DNA 上是否插入了目的基因、检测目的基因是否转录出了mRNA、检测目的基因是否翻译成蛋白质；个体水平的鉴定包括抗虫或抗病的接种实验等。

二、细胞工程（一）植物细胞工程1、植物组织培养：在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，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。

2、植物体细胞杂交：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。

（二）动物细胞工程1、动物细胞培养：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，让这些细胞生长和增殖。

精品文档用心整理人教版高中生物选修三知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习常考知识点植物细胞工程（植物克隆技术）【学习目标】1、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。

2、体验植物组织培养技术。

3、列举植物细胞工程的实际应用。

【要点梳理】要点一：克隆——无性繁殖系【植物细胞工程（植物克隆技术）369167 克隆】1.分子水平的克隆:DNA 复制上很多碱基序列相同的DNA2.细胞水平的克隆细胞细胞分裂很多遗传物质相同的细胞3.个体水平的克隆组织、器官细胞分裂遗传背景相同的新个体要点二：植物细胞工程的基本技术1.细胞的全能性（1）遗传基础生物体细胞一般都是由受精卵经有丝分裂形成的，因而都含有生物体的一整套遗传物质，都具有发育成完整个体的潜能。

（2）不能表现的原因在生物体上不能表现出其全能性，只能通过细胞分化形成不同的组织、器官，这是因为在特定的环境、激素等的影响下基因选择性表达的结果。

2.植物细胞表现其全能性的条件（1）脱离母体。

（2）植物组织培养时，培养基中除含有一定的水分、无机盐外，还要添加一定的植物激素（如生长素、细胞分裂素），这有助于愈伤组织分化为不同组织和器官。

（3）在植物组织培养的前期对光照无需求，在后期需要光照条件，这有利于细胞生长、分化。

3．植物组织培养（1）过程：在无菌条件下，将植物体的器官或组织片段（如芽、根尖或花药）切下来，放在适当的人工培养基上进行离体培养，这些器官或组织就会进行细胞分裂，形成新的组织。

这种组织的细胞排列疏松而无规则，是一团无定形的薄壁细胞——愈伤组织。

原来已经分化，并且具有一定功能的体细胞（或性细胞），丧失了原有的结构和功能，又重新恢复了分裂功能，叫做细胞的脱分化。

将处于脱分化状态的愈伤组织，移植到合适的培养基上继续培养（在适当的光照、温度等条件下）愈伤组织就会重新进行分化，产生出植物的各种组织和器官（如根、茎、叶等），进而发育成一棵完整的植株，这个过程叫做植物细胞的再分化。

细胞工程考点一植物细胞工程1.细胞工程(1)操作水平：细胞水平或细胞器水平。

(2)目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。

2.植物细胞的全能性(1)概念：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。

(2)原理：细胞内含有本物种的全部遗传信息。

(3)全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于离体状态，提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。

3.植物组织培养技术(1)原理：植物细胞具有全能性。

(2)过程：4.植物体细胞杂交技术(1)概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。

(2)原理：体细胞杂交利用了细胞膜的流动性，杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。

(3)过程(4)意义：克服不同种生物远缘杂交的不亲和性。

5.植物细胞工程的实际应用(1)植物繁殖的新途径①微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。

②作物脱毒技术：选取作物无毒组织(如茎尖)进行组织培养，获得脱毒苗的技术。

③人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。

(2)作物新品种的培育①单倍体育种a.实质：花药离体培养过程就是植物组织培养过程。

b.流程：花药单倍体幼苗――――――――→秋水仙素诱导染色体数目加倍纯合子。

c.优点：后代不发生性状分离，都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短了育种年限。

②突变体的利用：筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。

(3)细胞产物的工厂化生产1.植物组织培养的关键(1)条件：离体，一定营养物质，激素(生长素、细胞分裂素)等。

(2)培养基状态：固体培养基(需再分化生根培养基及生芽培养基) (3)体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有选择性。

(4)光照的应用脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素的形成。

2.杂种植物遗传物质的变化(1)遗传特性：杂种植株中含有两种植物的遗传物质，故杂种植株具备两种植物的遗传特性。

高中生物选修三知识点总结基因工程是高中生物核心知识点。

基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外 DNA 重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

下面给大家分享一些关于高中生物选修三知识点，希望对大家有所帮助。

基因工程(DNA 重组技术)：体外、定向、分子水平基本工具：限制性核酸内切酶(限制酶)来自原核细胞，识别双链 DNA 分子的某种特定的核苷酸序列，使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。

DNA 连接酶： E ·coliDNA 连接酶(只黏性末端)T4DNA 连接酶(黏、平末端也可但效率低)载体：质粒、入菌体的衍生物、动植物病毒条件：①能在宿主细胞内稳定存在复制表达②一种或多种限制酶切点③标记基因(抗生素抗性基因、荧光基因)基本操作程序：1、目的基因的获取： (人工合成、体内提取)①从基因文库获取②PCR 技术扩增目的基因：模板、Taq 酶(热稳定 DNA 聚合酶)、原料&能量(dXTP)、引物(过量)五物混合，加热至90~95℃ ，DNA 解旋，冷却到55~60℃ ，引物与互补DNA 链结合，加热至70~75℃，Taq 酶从引物起始互补链的合成③人工化学合成：基因比较小，核苷酸序列已知2、基因表达载体的构建： (基因工程的核心)启动子：DNA 片段，基因的首端，RNA 聚合酶识别和结合的部位目的基因终止子：DNA 片段，基因的尾端标记基因：鉴别受体细胞中是否含有外源基因，从而将含有外源基因的细胞筛选出来。

(复制原点：仅自我复制的需要，整合到宿主染色体上再表达的不需要)3、将目的基因导入受体细胞：转化：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。

(1)导入植物细胞(体细胞、受精卵)①农杆菌转化法(双子叶植物、裸子植物)受损，伤口细胞分泌酚类化合物，吸引农杆菌移向，Ti质粒上 T-DNA(上插目的基因)转移至受体细胞整合到受体细胞染色体上②基因枪法(单子叶植物)③花粉管通道法(2)导入动物细胞(受精卵)显微注射技术(3)导入微生物细胞优点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少、对人体无害(大肠杆菌)步骤：Ca2+ 处理细胞，使其成为感受态细胞，重组表达载体 DNA 分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收 DNA 分子4、目的基因的检测与鉴定：①DNA 分子杂交技术：转基因生物的染色体 DNA 上是否插入了目的基因(目的基因是否进入原核细胞)转基因生物的染色体 DNA(原核质粒)+有同位素标记的目的基因②RNA 分子杂交技术：目的基因是否转录出了mRNA 转基因生物的 mRNA+有同位素标记的目的基因③抗原-抗体杂交：目的基因是否翻译成蛋白质转基因生物的蛋白质+相应的抗体④个体生物学水平的鉴定：抗虫抗病的接种实验蛋白质工程(自然界不存在的蛋白质)预期蛋白质功能，设计蛋白质结构，推测氨基酸序列，找对应的脱氧核苷酸序列，人工合成基因，基因工程，蛋白质产品细胞工程： (一)植物细胞工程：1、植物组织培养技术：(1)原理：植物体细胞的全能性(2)过程：离体的植物器官、组织或细胞，脱分化(避光)，愈伤组织(未分化，薄壁细胞)，再分化，根芽，细胞分裂分化，植株(3)条件：无菌(防止微生物污染)营养(无机盐、有机物、水)激素(生长素、细胞分裂素，=1 诱导脱分化，>1 生根，<1 生芽，激素杠杆)离体2、植物体细胞杂交技术：克服生殖隔离(不同生物远缘杂交不亲和的障碍)(二)动物细胞工程：1、动物细胞培养：(1)原理：一些动物细胞在体外可生长增殖(2)过程：动物组织块，剪碎，胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，分散成单个细胞，制成细胞悬液原代培养：转入培养瓶，细胞贴壁(培养瓶内壁光滑无毒易于贴附)，细胞有丝分裂，接触抑制胰蛋白酶处理分瓶继续传代培养(10 代以内以保持正常的二倍体核型，50 代以上癌细胞)(3)条件：无菌无毒的环境：用具无菌处理;培养液中加抗生素;定期更换培养液(清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害)营养：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、血清血浆温度和 pH：动物体温(哺乳 36+ -0.5℃)，pH=7.2-7.4气体环境：95%空气+5%CO2(维持培养液 pH)2、动物体细胞核移植技术(克隆动物)胚胎细胞核移植(易) 移入去核卵母细胞3、动物细胞融合(细胞杂交)：除物理化学法外，还可用灭活的病毒诱导4、杂交瘤技术(生产单克隆抗体)(1)传统方法：向动物体内反复注射某种抗原，产生抗体后从血清中分离，抗体产量低纯度低特异性差(2)单克隆抗体优点：特异性强，灵敏度高，并能大量制备胚胎工程：早期胚胎或配子水平(一)体内受精和早期胚胎发育：1、精子的发生：睾丸的曲细精管内，初情期开始变形：细胞核—精子头，高尔基体—顶体，中心体—尾，线粒体—尾的基部的线粒体鞘，其他物质—原生质滴向后脱落2、卵子的发生：卵巢及输卵管胎儿性别分化后：卵原细胞有丝分裂，并变成初级卵母细胞，被卵泡细胞包围形成卵泡卵泡的形成和在卵巢内的储备在出生前(胎儿时期完成)初情期后：初级卵母细胞——次级卵母细胞和第一极体——减二中期停——卵子、极体马狗排卵猪牛羊排卵受精卵子是否受精的标志：卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体3、受精：输卵管内完成(1)精子获能(2)卵子的准备：达到减数第二次分裂中期(3)受精：顶体反应，释放顶体内酶，溶解卵丘细胞之间的物质，穿越放射冠、透明带， (精子触及卵黄膜的瞬间)透明带反应，精子外膜和卵黄膜相互融合(标志着精子入卵)，卵黄膜的封闭作用&精子尾部脱离形成雄原核，卵子减二完成，排出第二极体，形成雌原核，比雄原核小，核融合(标志受精卵的产生) 防止多精入卵：透明带反应卵黄膜的封闭作用4、胚胎发育：卵裂期(透明带内，有丝分裂，胚胎的总体体积并不增加，或略有减小)(1)桑椹胚：细胞数目 32 个，全能细胞(2)囊胚：开始出现分化，内细胞团(胎儿);囊胚腔;滋养层细胞(胎膜胎盘)孵化：透明带破裂，胚胎伸展出来(3)原肠胚：内细胞团—外胚层、内胚层、中胚层，原肠腔(二)体外：1、体外受精：(1)卵母细胞的采集：实验动物、猪、羊—促性腺激素处理超数排卵，输卵管中冲取大牛：屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞;活体动物的卵巢中吸取卵母细胞人工培养至减二中期(2)精子的采集和获能：假阴道法、手握法、电刺激法获能处理：培养法(人工配制的获能液);化学诱导法(一定浓度的肝素或钙离子载体溶液)(3)受精：获能溶液或专用的受精溶液2、胚胎的早期培养：无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清向受体移植或冷冻保存3、胚胎移植：(1)意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖能力;大大缩短了供体本身的繁殖周期; 良种畜群迅速扩大，加速了育种工作和品种改良;不受时间地域限制，节省购买种畜费用;胚胎冷冻保存品种资源和濒危物种(2)基本程序：①对供、受体的选择和处理。

<<植物体细胞杂交>>教学设计【课题】植物体细胞杂交【学习目标】1、简述植物体细胞杂交技术2、掌握植物体细胞杂交的原理及其过程3、总结植物体细胞杂交技术的优点【学习重点】植物体细胞杂交技的原理及过程【学习难点】植物体细胞杂交技术的原理及过程【教法指导】讨论法、体验学习教学法、情景教学法【学法指导】自主、合作、探究教学过程【温故知新】1、植物细胞的基本结构包括___________、__________、___________、___________；植物细胞除细胞壁以外的结构称为________________。

2、植物细胞壁的主要组成成分是__________和___________。

【自主学习】1、概念：不同种的植物________________，在一定条件下融合成_____________，并把_________细胞培育成新的_______________的技术。

2、去除细胞壁的方法是_______ 法，所用的酶为___________和____________ 酶。

3、人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类___________和___________ 法。

前者包括________、________、________等。

后者一般是用_________ （_____）作为诱导剂来诱导细胞融合。

4、通过植物体细胞杂交技术获得的杂种植株其变异类型为_______________（基因重组/染色体变异），其体细胞中的染色体数是_________________，这项技术能克服_________________的障碍。

【合作探究】1、不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？2、如何去除细胞壁呢？有没有比较温和的方法去除呢？去除细胞壁后的细胞结构是？3、原生质体如何融合在一起呢？融合的原理是什么？4、假设原生质体两两融合，培养基中会出现什么类型的细胞？都是我们所需要的吗？5、杂种细胞形成的标志是什么？6、如何将杂种细胞培育成杂种植株？7、假设番茄是二倍体（2N=24，）,基因型为Aa,马铃薯是四倍体（4N=48）,基因型为Bb,经植物体细胞杂交技术得到的杂种植株的染色体组数、染色体数及基因型？8、为什么番茄-马铃薯既没有结番茄，也没长马铃薯？【疑点反馈】：通过本节学习，作业后你还有哪些不清楚的，请记录下来。

选修3《现代生物科技专题》知识点总结专题2 细胞工程（一）植物细胞工程1.植物组织培养技术（1）原理：植物细胞的全能性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＞动物细胞脱分化再分化发育（2）过程：离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织胚状体植物体常用的植物激素生长素和细胞分裂素。

（3）用途：微型繁殖、作物脱毒（选材应该选择茎尖组织）、制造人工种子、单倍体育种（最大的优点是明显缩短育种年限，得到的全为纯种）、筛选突变体、细胞产物的工厂化生产。

（4）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。

2.植物体细胞杂交技术（1）原理：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性（2）过程：去壁的方法：酶解法；诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电激等。

化学法是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。

（4）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。

（二）动物细胞工程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）原理：细胞增殖（3）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。

（4）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。

（5）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。

植物体细胞杂交的教学设计一、教材分析和学情分析：“植物体细胞杂交技术”是人教版高中生物选修三专题二细胞工程第一节的内容，之前学生学习了基因工程，本节是细胞水平技术的开启篇，主要包括植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术，由于此前学生已经学习了植物组织培养技术的相关知识，并且对植物细胞工程有了一定的了解，为本节课的学习打下了一定的基础，所以本节课的重难点就是植物体细胞杂交技术。

经过必修课的学习，学生已经具备了一定的细胞学基础，再加上基因工程相关知识，为新知识的学习奠定了良好的认知基础。

选修3 主要以现代生物前沿科学—生物工程为主，对于学生来说比较陌生，但在生活中却经常听说过的一些事例，例如，转基因克隆羊、试管婴儿等。

所以在这册书的学习中，教师应该将理论知识与实际生活相联系，激发学生的学习兴趣，将抽象复杂的知识及实验技术与日常生活融合在一起，传授给学生。

二、核心素养：1、生命观念：简述植物体细胞杂交技术的概念及原理。

2、科学探究：掌握植物体细胞杂交技术的基本流程。

3、社会责任：认同植物体细胞杂交技术的现实意义。

三、教学过程：视频导入：播放一段英国Thompson & Morgan 公司的园艺主管保罗·汉索(Paul Hansord)，通过长达15 年的反复试验培育出的一株“一藤双生”植物——番茄薯，即番茄-马铃薯。

（播放视频，激发学生的求知欲和学习兴趣。

）紧接着设问请同学们充分合理的发挥想象力，怎样才能培育出这种地上结番茄、地下长马铃薯的作物？（学生自由想象，可能会提出，用基因工程、嫁接、杂交育种。

这是老师不要急于评判对错，而是给予适当的肯定和鼓励）。

紧接着提出以下两个问题，让学生思考和回答。

问题一：超级作物番茄-马铃薯之所以能地上结番茄和地下长马铃薯，从根本上来说是因为它同时具有？学生集体回答：同时具有番茄和马铃薯二者的遗传物质。

问题二：通过传统的杂交育种能否培育出番茄-马铃薯？为什么？学生思考，提问一位学生回答，不能，因为二者之间有生殖隔离。

第二章 细胞工程 第一节 植物细胞工程细胞工程： 细胞工程是指应用细胞生物学 、分子生物学 和发育生物学 等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得 特定的细胞、组织、器官、个体 或其产品的一门综合性生物工程。

1．原理和方法：细胞 生物学和分子 生物学。

2．操作水平：细胞 水平或细胞器 水平。

3．目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质 或获得细胞产品 。

一、植物细胞工程的基本技术1. 细胞的全能性：细胞经_分裂_和_分化_后，仍然具有_产生完整生物体_或__分化成其他各种细胞__的_潜能_，即细胞具有_全能性_。

2. 细胞具有全能性的原因（物质基础）生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质_，都有_发育成为完整个体所需的全部遗传信息_。

1. 生物体生长发育过程中细胞不表现全能性的原因（不离体的细胞无法表现出全能性的原因） 在特定的时间时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达 2. 全能性大小比较（1）受精卵、体细胞、生殖细胞 __受精卵＞生殖细胞＞体细胞____（2）分化程度高的细胞、分化程度低的细胞__分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞_____ （3）分裂能力强的细胞、分裂能力弱的细胞 __分裂能力强的细胞＞分裂能力弱的细胞____ （4）植物细胞、动物细胞__植物细胞＞动物细胞__________ （5）幼嫩的细胞、衰老的细胞__幼嫩的细胞＞衰老的细胞____ （一）植物组织培养技术1. 概念：植物组织培养是指将_离体_的植物_器官__、_组织_或_细胞_（称为_外植体_）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。

2. 原理：__植物细胞的全能性__3. 生殖方式：_无性生殖__4. 分裂方式：__有丝分裂__5. 过程：外植体――愈伤组织―再分化胚状体或丛芽――→发育植株脱分化：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__的过程。