高三生物细胞工程知识点总结笔记
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《细胞工程》知识点总结一、细胞工程(Cell Engineering):在体外对生物的细胞进行生长与分化的调控、遗传重组与改良,使其生产出人类所需要的产品。
包括:细胞培养、细胞融合、细胞器移植、核质移植、染色体移植、转基因等产品:生物的组织、器官、个体;抗体、多肽药物、蛋白质、酶;天然药物、色素、香精;等二、生物工程包括:发酵工程、酶工程、细胞工程、基因工程、蛋白质工程。
三、1996年Dolly羊的克隆是通过核移植技术,最后在体内生长、分化、发育而成的。
四、植物组织培养:在人工培养基上无菌培养整株植物或植物的器官、组织、细胞或原生质体。
又称为无菌培养(aseptic culture)、离体培养(in vitro culture)。
五、植物组织培养的类型:1、植株培养(Plant Culture):在容器(玻璃瓶、透明塑料瓶等)中无菌培养完整的植株。
植株来源:由种子无菌萌发而来;通过植物器官、组织、细胞再生而来。
在快速繁殖中,后期的成苗和壮苗阶段属于植株培养。
(一般时间较短)2、胚培养(Embryo Culture):无菌培养植物的成熟胚或未成熟胚,使其形成正常的植株。
目的:○1促进胚的提早萌发,缩短育苗时间;○2克服远源杂种胚的夭折,以获得新的育种材料;○3在科学研究中,用胚培养所得到的幼苗作为其它试验的材料。
3、器官培养(Organ Culture):无菌培养植物的根、茎、叶、芽、花、果等器官,使其增殖或形成其它的组织或器官等。
4、组织培养(Tissue Culture):指无菌培养植物各种组织(如分生组织、形成层、木质部、韧皮部、皮层、薄壁组织、胚乳等),或由外植体分化形成的愈伤组织(callus),使其增殖或者分化。
注:Callus(愈伤组织):具有旺盛分裂能力,但没有组织和器官分化的细胞群。
5、花药与花粉培养:无菌培养植物的花药(带花粉)或花粉,形成单倍体植株。
补充:有效的育种辅助手段:单倍体植株获得以后,通过染色体加倍,即得到可以稳定遗传的纯和二倍体,缩短植物育种年限。
专题二 细胞工程2.1 植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术一、植物组织培养技术1.培养对象:离体的植物器官、组织、细胞(外植体)2.培养条件:无菌、人工配制的培养基(固体培养基:无机营养成分、有机营养成分、植物激素(生长素、细胞分裂素)、琼脂等)。
3.原理:植物细胞的全能性4.过程:外植体 脱分化 消毒试剂:体积分数为70%的酒精体积分数为20%的次氯酸钠 选取部位:形成层部位(原因:分化程度低,分裂能力强,容易诱导形成愈伤组织) 再分化 ①条件:a 无菌、 b 离体、 c 适宜的营养、 d 植物激素(细胞分裂素与生长素浓度比较高时,有利于芽的形成;浓度比较低时,有利于根的形成)、e 光照(诱导叶绿素合成,使试管苗进行光合作用) ②实质:基因的选择性表达 愈伤组织 ①概念:让已经分化的细胞,经过诱导后,失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。
②实质:使已分化的细胞恢复分裂能力 ③条件:a 无菌、 b 离体、 c 适宜的营养、 d 植物激素(生长素与细胞分裂素的比例适中)、不需光 是一团没有特定结构和功能,排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团 试管苗(植株)二、植物体细胞杂交技术植物细胞融合植物组织培养原理:植物细胞的全能性方法:酶解法酶:纤维素酶和果胶酶再分化原理:细胞膜具有一定的流动性方法:物理法(离心、振动、电激等)化学法(聚乙二醇)最活跃的细胞器:高尔基体植物细胞融合成功的标志脱分化植物A细胞植物B细胞去除细胞壁原生质体B诱导融合融合原生质体再生出新的细胞壁获得杂种细胞愈伤组织幼根幼芽或胚状体试管苗2.1.2植物细胞工程的实际应用一、植物繁殖的新途径1.微型繁殖技术(1)概念:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
(2)实质:植物组织培养技术(3)原理:植物细胞的全能性(4)分裂方式:有丝分裂(5)繁殖方式:无性繁殖(6)优点(特点):①保持优良品种的遗传特性;②使用材料少,培养周期短,繁殖效率高,便于自动化管理,高效快速的实现种苗的大量繁殖。
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。
高三生物复习细胞工程人教版【同步教育信息】一. 本周教学内容:复习细胞工程二. 学习过程:(一)生物膜系统:1. 概念:指活细胞内,核膜、线粒体、叶绿体以及内质网、高尔基体等由膜围成的细胞器,在结构和功能上是紧密联系的统一整体,它们形成的结构和功能的体系。
2. 各种生物膜在结构上的联系:直接联系:是指膜与膜直接相连,如内质网膜外连细胞膜,内连外层核膜;间接联系:是指膜之间通过小泡互相转化,如内质网膜可以转移到高尔基体膜,再转移到细胞膜。
3. 各种生物膜在功能上的联系:各种生物膜功能上的分工和联系,如分泌蛋白的合成和分泌。
4. 研究生物膜的重要意义(1)理论上:有助于阐明细胞的生命活动规律。
(2)实践中:进行海水淡化处理,污水过滤、分离;研究农作物抗寒、抗旱、耐盐的机理,改善农作物的品质;人工膜材料替代病变器官行使正常生理功能。
(二)植物细胞工程:1. 理论基础:细胞全能性细胞全能性比较:受精卵>生殖细胞>未分化细胞>成熟细胞2. 植物组织培养:外植体−−−→−脱分化愈伤组织−−−→−再分化根、芽应用:植物快速繁殖、植物脱毒、制造人工种子、转基因植物的培育。
3. 植物体细胞杂交: 植物体组织培养杂合原生质体融合原生质体乙原生质体甲去壁植物细胞乙植物细胞甲−−−−→−−−→−−−→− 意义:克服远缘杂交不亲和的障碍。
(三)动物细胞工程:动物细胞工程常用技术:动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植、核移植等。
1. 动物细胞培养:离散细胞−−−−−−−−→−原代培养、传代培养细胞株−−→−癌变细胞系应用:① 大规模的生产重要价值的蛋白质生物制品 ② 烧伤病人植皮③ 培养的动物细胞用于检测有害物质④ 培养正常或病变细胞用于科研(如海拉细胞系)2. 动物细胞融合应用:单克隆抗体单克隆抗体筛选体内、体外培养杂交瘤细胞融合骨髓瘤细胞细胞效应−−−−−−→−−−→−B3. 胚胎移植:属于有性生殖体外受精→胚胎初期→子宫内发育→幼体4. 核移植:属于无性生殖幼体胚胎移植组织培养重组细胞融合体细胞核去核卵细胞−−−−→−−−→− 【模拟试题】(答题时间:60分钟)一. 选择题:1. 甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。
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、分子生和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|―—化|愈伤组织|—2|胚状体或丛芽|—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。
再分化:愈彳^组织能重新分化成芽、根等器官的过程。
探究.实践:菊花的组织培养(1)原理口植物细胞一般具有全能性;口在一定的激素和营养等条件的诱导下,已经分化的细胞可以经过脱分化和再分化,形成胚状体长出—芽和根_,进而发育成_完整的植株_;口植物激素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激素,它们的浓度_、比等都会影响植物细胞的发育方向。
高三生物植物细胞工程知识点总结植物细胞工程是一门综合性强、应用广泛的学科,它将生命科学、工程学和农学等领域的知识相结合,通过利用植物的生物学特性和技术手段,来实现对植物生长和发展的调控与改良。
在高三生物学课程中,我们学习了一些基本的植物细胞工程知识点。
本文将从基本概念、应用领域和方法技术等方面,对这些知识进行总结和归纳。
一、基本概念植物细胞工程主要涉及两个基本概念:基因工程和细胞工程。
基因工程是指通过对植物DNA的重组、改造和调控,来实现对植物基因的改良和操控。
细胞工程是指通过对植物细胞的培养和处理,来实现对植物的繁殖和增殖。
植物细胞工程的目标是利用这两个概念的综合作用,实现对植物性状和产物的改良和优化。
二、应用领域植物细胞工程在农业、医药、生态保护和环境修复等领域都有广泛的应用。
在农业领域,植物细胞工程可以用来培育高产、抗逆、抗病虫害的新品种;在医药领域,植物细胞工程可以用来生产重要的药物原料和治疗药物;在生态保护和环境修复领域,植物细胞工程可以用来培育和种植适应于恶劣环境的植物物种,以及修复受污染的土壤和水体。
三、方法技术植物细胞工程的主要方法技术包括:遗传转化技术、组织培养技术和分子标记技术。
遗传转化技术是指将外源基因导入植物细胞,并使之在细胞中稳定表达的技术。
常用的遗传转化技术有基因枪法、农杆菌介导转化法和激光方法。
组织培养技术是指将植物细胞、组织和器官移植到无菌培养基上进行培养和繁殖的技术。
常用的组织培养技术有离体培养和悬浮培养等。
分子标记技术是指利用特定的DNA序列或基因作为标记,来研究植物遗传物质的变异和遗传关系。
常用的分子标记技术有PCR和Southern印迹等。
四、挑战与前景植物细胞工程虽然已经取得了许多重要的研究和应用突破,但也面临着一些挑战和困难。
其中最大的挑战之一是对转基因植物的安全性和环境影响进行评估和监管。
另外,植物细胞工程的研究和应用需要充分利用现代生命科学和工程学的交叉知识和技术,加强多学科的合作和交流。
高中生物选修3《现代生物科技专题》专题二“细胞工程”知识总结一、动物细胞工程的主要技术有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等。
二、动物细胞培养:条件:①无菌无毒的环境②营养③温度和pH ④气体环境原理:细胞增殖。
结果:培育成细胞株或细胞系。
应用:①有许多有重要价值的生物制品,如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。
②基因工程中常用的受体细胞。
③用于检测有毒物质,判断某种物质的毒性。
④用于生理、病理、药理等方面的研究。
如何保证无菌:①培养液和所有培养用具进行无菌处理。
②细胞培养液中添加一定量的抗生素。
③定期更换培养液。
(以便清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害)培养液成分:糖、氨基酸、促生长因子(激素)、无机盐、微量元素等,还需加血清、血浆等一些天然成分。
选材:选用幼龄动物组织或胚胎进行细胞培养。
动物组织的消化处理:将组织块剪碎,用胰蛋白酶和胶原蛋白酶处理一段时间,分散成单个细胞。
原代培养:通常将动物组织块消化后的初次培养称为原代培养。
传代培养:贴满瓶壁的细胞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,即为传代培养。
培养特点:①贴壁生长②接触抑制三、动物细胞融合的方法有①物理化学方法:与植物体细胞杂交相同,如聚乙二醇,电激法等。
②生物方法:灭活的病毒。
特有方法是:灭活的病毒。
主要作用(意义)是:①动物细胞融合突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能②利用动物细胞融合方法制备单克隆抗体。
四、动物细胞核移植:过程:①从卵巢中采集卵母细胞且培育到减数第二次分裂中期。
②通过显微操作技术去除卵母细胞中的核和第一极体。
③将供体细胞注入去核卵母细胞中。
④通过电刺激使细胞融合,得到重组细胞。
⑤用物理或化学方法激活,完成细胞分裂和发育过程,得到重组胚胎。
⑥胚胎移植。
⑦产出动物体。
种类:①胚胎细胞核移植:较易成功。
②体细胞核移植:较难成功。
原理:动物细胞核的全能性。
应用:①加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁殖。
高中生物:细胞工程知识点(一)克隆1.克隆clone:无性繁殖系(只由一个模板分子、母细胞或母体直接形成新一代…)2.克隆技术cloning:从众多基因或细胞群体中通过无性繁殖和选择获得目的基因或特定类型细胞的操作技术3.内容:(1)分子水平:基因克隆即目的基因的复制(受体细胞的无性繁殖)、分离(特定基因探针选择、钓取目的基因)过程(2)细胞水平:杂交瘤制备单克隆抗体(3)个体水平:不通过两性细胞的结合,从一个单一(体)细胞繁殖出生物个体——胚胎细胞克隆以胚胎/卵细胞作为供体、利用核移植,不是严格意义上的动物个体克隆4.条件:(1)理论条件:细胞全能性/有发育成完整新个体的全套遗传物质(根本原因)(2)基本条件:①具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞②具有能有效调控细胞核发育的细胞质物质 e.g去核卵细胞③完成胚胎发育的必要的环境条件 e.g胚胎早期培养环境/子宫5.非正面影响:丰富生物多样性,促进生物进化,维护生态平衡(二)植物克隆1.全能性表达的难易程度:(1)受精卵>生殖细胞>胚胎/全能干细胞>多能(干)细胞>专能(干)细胞>体细胞;PS生殖细胞在一定刺激下染色体可加倍;一些动物存在孤雌生殖(2)植物细胞>动物细胞;低等动物>高等动物PS不同种类植物或同种植物的不同基因型个体间全能性的表达程度大不相同2.植物组织培养(植物克隆的技术基础)(1)理论基础:植物细胞全能性,即植物体的每个生活细胞都具有遗传上的全能性,因而都具有发育成完整植株的潜能(2)过程:①离体植物细胞、组织或器官(外植体)→获得愈伤组织→诱导形成试管苗→新植株PS外植体选取形成层(分生组织)部分易于诱导形成愈伤组织A.培养条件:首先是离体培养(生物体内细胞中基因在特定时间和空间条件下选择性表达,细胞分化为不同组织、器官,故无法表现出全能性)半/固体培养基(固体为例)a.营养物质:水、无机盐、蔗糖、维生素、有机添加剂(氨基酸、琼脂凝固剂等)b.植物激素/生长调节剂(适当浓度配比诱导分化出芽/根的顶端分生组织/花)——CTK中等量IAA少量诱导脱分化,CTK、IAA比例合适诱导根芽分化c.无菌条件(外植体70%酒精消毒、器械高温蒸汽灭菌)——杂菌争夺产毒d.适宜的pH、温度和渗透压B.光照:若外植体是(带叶)茎段,不经历脱分化再分化,组培全过程均需要光照;若外植体是非光合作用部位(如胡萝卜块根),再分化成芽后光照C.试管苗移栽前需炼苗(草炭土/蛭石,逐渐降湿)D.愈伤组织:排列疏松的高度液泡化的活的薄壁细胞团②外植体→愈伤组织→摇床液体悬浮培养分散成单细胞→胚状体→人工种子PS 单细胞植物克隆,类似受精卵的卵裂、分化、器官发生、形态建成单细胞:细胞质丰富、液泡小、细胞核大(胚性细胞特征)③酶解细胞壁→原生质体培养→新植株(2)用途:微型繁殖、制造人工种子(胚状体阶段)、单倍体育种、作物脱毒(植物分生组织细胞,分裂旺盛病毒极少Cf抗病毒)、在培养基中加入不同浓度的氯化钠溶液,可诱发和筛选抗盐植株细胞产物工厂化生产(愈伤组织阶段已可,试管培养苗、细胞培养反应器也可)(3)长期培养后的全能性下降原因:染色体畸变、核变异、非整倍体产生;细胞或组织中激素平衡被打破;细胞对外源生长物质的敏感性改变;形成缺乏成胚性的细胞系——植株在多次继代培养后,会逐渐丧失细胞全能性的表达能力3.原生质体融合/植物体细胞杂交(不同植物)获得原生质体:在甘露醇溶液环境(较高渗透压)中用纤维素酶和果胶酶混合液处理用网筛过滤原生质体到离心管内,离心后收集沉淀物,用等渗溶液洗涤;检验原生质体是否符合要求:依据渗透作用原理,采用低渗胀破法(见比较表格)4.植物细胞工程:培养植物细胞(包括原生质体),借用基因工程技术将外源DNA导入受体细胞或通过细胞融合将不同源的遗传物质重新组合,再通过细胞培养,获得具有特定性状的植株C细胞工程:细胞培养和细胞融合(若基因型不同为细胞杂交)——基因定位:利用细胞杂交中染色体丢失与特定基因产物的对应关系(三)动物细胞工程1. 动物细胞培养指明“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。
生物细胞工程必背知识点生物细胞工程是一门综合性学科,涉及到细胞、生物学、生物化学、遗传学、工程学等多个领域的知识。
下面是生物细胞工程的一些必背知识点,供参考。
1.细胞结构:生物细胞工程要求对细胞的结构有深入的理解,包括质膜、核膜、线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体等细胞器的形态和功能。
2.细胞生理过程:了解细胞的代谢、分裂、信号传导、蛋白质合成等生理过程。
包括细胞的呼吸、光合作用、三磷酸腺苷(ATP)合成等。
3.生物分子:了解细胞内的生物分子,包括蛋白质、核酸、碳水化合物、脂类等。
理解它们在细胞功能和代谢中的作用。
4.基因组学:了解基因组结构和功能,包括DNA序列、基因编码、DNA复制和转录等。
5.蛋白质工程:了解蛋白质的结构和功能,包括蛋白质的折叠、修饰、定位等。
掌握蛋白质工程的方法和技术。
6.遗传工程:了解基因的遗传规律和遗传变异的机制。
掌握基因工程的基本原理和技术,包括基因克隆、基因表达等。
7.细胞培养技术:了解细胞培养的基础知识,包括培养基的配方、细胞传代、细胞凋亡等。
掌握细胞培养的实验技术和设备操作。
8.细胞工程应用:了解细胞工程在医学、农业、环境保护等领域的应用。
包括组织工程、干细胞治疗、转基因植物等。
9.生物伦理学:了解生物伦理学的基本概念和原则,包括生物实验伦理、生命伦理等。
掌握生物实验的伦理标准和操作规范。
10.研究方法:了解常用的实验方法和技术,包括PCR、蛋白质电泳、免疫细胞化学等。
掌握实验的设计和数据分析的方法。
11.研究文献:了解生物细胞工程领域的前沿研究和重要文献。
掌握查阅文献的方法和技巧。
12.安全知识:了解生物安全的概念和方法,包括实验室安全、实验废物处理等。
掌握实验室安全规范和操作流程。
以上是生物细胞工程的一些必背知识点,但仅仅了解这些知识还不足以掌握生物细胞工程的实践操作和理论研究。
这些知识需要通过实验实践和阅读相关文献来加深理解和应用。
希望这些知识点对你有所帮助。
选修3 专题2细胞工程知识点必背一、细胞工程的概念:细胞工程是指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,按照人们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。
按操作对象可分为植物细胞工程和动物细胞工程 二、植物组织培养(Ⅱ)1概念:植物组织培养就是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原理:细胞的全能性概念:具有某种生物全部遗传信息的任何一个活细胞都具有发育成完整生物体的潜能。
哺乳动物成熟的红细胞由于没有细胞核无遗传信息而无全能性 大小:受精卵>生殖细胞>体细胞 受精卵>胚胎干细胞>体细胞 植物细胞>动物细胞 3、过程: 4、条件:离体状态、无菌条件、激素诱导、其他条件如营养物质、适应的温度、PH 值等 5、应用 A 、微型繁殖(又叫快速繁殖):用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术特点:取材少、快速、保持亲本遗传特性,无性繁殖B 、作物脱毒:选取植物分生区附近(如茎尖)进行植物组织培养获得脱毒苗C 、人工种子:人工薄膜+植物组织培养得到的胚状体/不定芽/顶芽/腋芽D 、单倍体育种:花药离体进行组织培养获得单倍体幼苗后常用秋水仙素处理使其染色体加倍后可得到稳定遗传的纯合品种。
E 、突变体的利用:在植物组织培养过程中由于细胞一直处于不断的分生状态,容易受培养条件和外界条件(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。
丛突变体中选择优良品种。
F 、细胞产物的工厂化生产:利用植物组织培养大量培养某种植物细胞,然后从细胞中提取相应产物。
所以只需要对培养材料即外植体进行脱分化得到愈伤组织进行扩大培养即可。
三、植物体细胞杂交 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。
3、去壁的方法:酶解法 用到的酶:纤维素酶和果胶酶人工诱导的方法:物理方法(离心、振动、点刺激等)化学方法(一般用聚乙二醇即PEG ) 4、原理:细胞融合得到杂种细胞的过程中用到的原理:细胞膜的流动性 杂种细胞通过组织培养得到杂种植株用到的原理:细胞的全能性 5、意义:克服了远源杂交不亲和的障碍即生殖隔离。
细胞工程学第三版知识点总结归纳一、细胞工程概述。
1. 定义。
- 细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法,按照人们的设计蓝图,进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。
2. 研究内容。
- 动植物细胞与组织培养,细胞融合(如植物体细胞杂交、动物细胞融合),细胞核移植,染色体工程,胚胎工程等。
3. 细胞工程的发展历程。
- 起步阶段:20世纪初,植物组织培养技术开始发展,Haberlandt提出细胞全能性概念,为细胞工程奠定了理论基础。
- 发展阶段:20世纪中叶后,植物细胞工程取得了一系列成果,如植物体细胞杂交等。
动物细胞工程也逐渐兴起,包括动物细胞培养技术的不断完善等。
- 现代细胞工程:随着基因工程等现代生物技术的发展,细胞工程与之相结合,在生物制药、动植物品种改良等多方面发挥着越来越重要的作用。
二、植物细胞工程。
1. 植物细胞的全能性。
- 概念:植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息,从而具备发育成完整植株的遗传能力。
- 实现全能性的条件:细胞处于离体状态、提供适宜的营养物质(如大量元素、微量元素、有机物等)、植物激素(如生长素和细胞分裂素的比例合适)、适宜的环境条件(温度、光照、pH等)。
2. 植物组织培养。
- 基本过程。
- 外植体选取:通常选择植物的幼嫩组织或器官,如茎尖、根尖、叶片等。
- 消毒:对外植体进行严格的消毒处理,以防止微生物污染。
- 接种:将消毒后的外植体接种到含有营养物质和植物激素的培养基上。
- 脱分化:外植体在适宜条件下形成愈伤组织,愈伤组织细胞的特点是排列疏松、无规则,是一种高度液泡化的薄壁细胞。
- 再分化:愈伤组织在一定条件下重新分化形成根、芽等器官,进而发育成完整植株。
- 培养基的组成。
- 大量元素:包括N、P、K、Ca、Mg、S等,提供植物生长所需的基本营养。
- 微量元素:如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl等,虽然需求量少,但对植物生长发育不可或缺。
高中生物选修三专题二细胞工程知识点归纳和答案细胞工程是一门涉及生物学、医学和工程学等多个领域的新兴学科,它主要研究利用细胞的生物学特性和工程技术手段来解决医学、农业和环境等领域的问题。
高中生物选修三专题二涉及的细胞工程的知识点主要包括细胞培养技术、细胞融合技术、基因工程技术以及细胞治疗等方面。
一、细胞培养技术1. 细胞培养的概念和意义细胞培养是指将细胞以合适的培养条件在人工培养基中进行生长和繁殖的技术。
利用细胞培养技术,可以研究细胞的生物学特性、制备生物药物、进行组织工程等。
2. 细胞培养的基本原理和步骤细胞培养的基本原理是利用培养基提供的养分和生长因子,通过调节培养条件如温度、pH值和气氛等,使细胞在体外生长和繁殖。
细胞培养的步骤包括细胞的分离、细胞的传代、细胞的增殖和细胞的检测。
3. 细胞培养的类型和应用细胞培养的类型主要包括原代细胞培养、细胞系的培养和转染细胞的培养等。
细胞培养在医学上的应用包括生产疫苗、制备生物药物、进行细胞治疗和组织工程等。
二、细胞融合技术1. 细胞融合的概念和意义细胞融合是指将两个或更多不同种类的细胞融合在一起,形成一种新的细胞,从而产生许多新的特性和功能。
细胞融合技术可以用于制备嵌合抗体、研究细胞信号传导途径、分析病毒感染机制等。
2. 细胞融合的方法和机制细胞融合的方法主要包括化学方法、电融合和病毒介导融合等。
细胞融合的机制涉及细胞膜的融合、染色体的融合和胞质的融合等。
3. 细胞融合的应用细胞融合技术在医学上的应用包括制备嵌合抗体、研究肿瘤发生机制和治疗肿瘤等。
三、基因工程技术1. 基因工程的概念和意义基因工程是指通过人工方法将不同物种的基因片段进行组装和改组,从而创造具有特定功能的基因,进而改变物种的遗传特征。
基因工程技术可以用于农业、医药和环境等方面。
2. 基因工程的方法和步骤基因工程的方法主要包括基因片段的克隆、基因的定向突变和基因的转导等。
基因工程的步骤包括目的基因的选择、目的基因的克隆和目的基因的转导等。
高三生物笔记 细胞工程一、植物细胞工程1、理论基础(原理):细胞全能性2、植物组织培养技术(1)过程:离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织 试管苗 植物体(2)用途:微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、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:(2)诱导融合的方法:物理法:离心、振动、电刺激。
化学法:聚乙二醇(PEG ) (3)意义:克服了远缘杂交不亲的障碍。
补:利用酶解法处理愈伤组织,促进细胞分离,药物储存在液泡。
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,让这些细胞成长和繁殖。
(2)动物细胞培养流程: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(补:在等渗溶液中进行)(3)细胞贴壁:悬液中分散的细胞很快既贴附在瓶壁上。
细胞的接触抑制: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。
(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机②营养:含成培养基成分:糖、氨基酸、促生长团子、无机盐、微量元素等,通常需加血清、血浆等天然成分③温度:适宜温度,哺乳动物多是36℃—37℃再分化④pH :7.2—7.4⑤气体环境:95%空气+5%CO 2。
O 2是细胞代谢所必需的,CO 2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 ⑴哺乳动物核移植⑵选用去卵(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。
高中生物细胞工程技术知识点总结
高中生物细胞工程技术知识点总结如下:
1. 细胞工程是指利用细胞生物学技术和方法,对细胞进行人为操作,从而获得人类需要的产品或实现植物、动物、微生物的遗传改良。
2. 细胞工程的基本原理:将2个不同物种的细胞融合,或对某个物种的细胞进行显微操作、遗传操作(转导、转化、转化因子)、人工授精等,使融合后的细胞或个体表现出不同于原来2个细胞的杂种细胞或杂种个体的特性。
3. 细胞工程包括:
(1) 细胞融合技术:
①概念:使两个或多个不同物种的细胞融合成一个杂种细胞。
②举例:杂交水稻、“骨髓灰质炎”疫苗的生产、单克隆抗体的制备。
(2) 细胞器移植技术:
①概念:将某种细胞器或组织从一细胞中分离出来,移植到另一细胞中去。
②举例:将人工染色体移入酵母菌细胞、巨噬细胞中的人工染色体。
(3) 细胞核移植技术:
①概念:将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,使其重组出一个新的胚胎。
这个新的胚胎最终发育成动物个体(克隆动物)。
②举例:多莉羊的培育。
(4) 染色体移植技术:
①概念:将一种生物的一个或几个染色体移入另一种生物的卵细胞中,使其重组出一个新的胚胎。
这个新的胚胎最终发育成动物个体(克隆动物)。
②举例:小鼠“昆明株”的繁育。
(5) 干细胞移植技术:
①概念:将某种动物的胚胎干细胞移植到其他动物胚胎的卵黄囊内,使其发育成器官或组织。
该器官或组织可供原宿主动物使用。
②举例:将人体胚胎干细胞移植到羊的卵黄囊中,培养出人体器官。
细胞融合(cell fusion),- 指两个或更多个相同或不同细胞通过膜融合形成单个细胞的过程。
- 自然过程:受精(四)细胞融合的意义可能通过体细胞杂交而成为新的生物资源。
这对于种质资源的开发和利用具有深远的意义。
融合过程不存在有性杂交过程中的种性隔离机制的限制,为远缘物种间的遗传物质交换提供了有效途径。
体细胞杂交产生的杂种细胞含有来自双亲的核外遗传系统,在杂种的分裂和增殖过程中双亲的叶绿体、线粒体DNA亦可发生重组,从而产生新的核外遗传系统。
淋巴细胞杂交瘤和单克隆抗体的制备。
二细胞融合的基本原理显微镜下细胞融合过程融合过程中两个细胞膜从彼此接触到破裂形成细胞桥的变化过程图解用灭活的病毒诱导的动物细胞融合过程示意图Fusion protein 在细胞融合过程中的作用三细胞融合的常用方法(一) 仙台病毒法仙台病毒诱导细胞融合经四个阶段:①两种细胞在一起培养,加入病毒,在4℃条件下病毒附着在细胞膜上。
并使两细胞相互凝聚;②在37℃中,病毒与细胞膜发生反应,细胞膜受到破环,此时需要Ca2+和Mg2+,最适PH 为8.0一8.2;③细胞膜连接部穿通,周边连接部修复,此时需Ca2+和A TP;④融合成巨大细胞,仍需A TP 。
病毒促使细胞融合的主要步骤如下:1. 两个原生质体或细胞在病毒黏结作用下彼此靠近;2. 通过病毒与原生质体或细胞膜的作用使两个细胞膜间互相渗透,胞质互相渗透;3. 两个原生质体的细胞核互相融合,两个细胞融为一体;4. 进入正常的细胞分裂途径,分裂成含有两种染色体的杂种细胞。
(二) 聚乙二醇(PEG)法用法简单,融合效果稳定。
PEG的作用机理:PEG分子具有轻微的负极性,故可以与具有正极性基团的水、蛋白质和碳水化合物等形成H 键,从而在在质膜之间形成分子桥,其结果是使细胞质膜发生粘连进而促使质膜的融合;另外,PEG能增加类脂膜的流动性,也使细胞的核、细胞器发生融合成为可能。
PEG诱导融合的特点:融合成本低,勿需特殊设备;融合子产生的异核率较高;融合过程不受物种限制。
高中生物细胞工程知识点总结
细胞工程是一门涉及到细胞生物学、遗传学、化学和工程学等学科的交叉学科,主要研究细胞的生长、分化、代谢、分泌、生产及其对环境的响应等方面。
以下是高中生物细胞工程的知识点总结:
1. 细胞基本结构:包括细胞膜、细胞质、细胞核;
2. 细胞代谢:包括可以分为构造新物质的合成代谢和分解物质以提供能量的分解代谢两个方面;
3. 真核细胞的基因表达:包括转录和翻译两个过程;
4. 细胞培养技术:包括原代培养、细胞株培养、悬浮培养和三维培养等方法;
5. 变异和遗传工程:通过基因编辑、基因改造等技术对细胞进行改造,以提高细胞的生产效率;
6. 细胞实验室技术:包括无菌技术、微观技术、细胞检测技术和细胞分离技术等;
7. 细胞生产技术:包括单细胞和多细胞生产、发酵、培养和分离等技术;
8. 细胞应用技术:包括抗生素生产、酶的生产、激素生产、疫苗生产、抗癌药物开发等。
细胞工程是一个非常复杂而又广泛的学科,它可以应用于医学、农业和食品等多个领域,为我们生活和发展带来了巨大的改变和进步。
细胞工程综合考查一、植物细胞工程的综合考查1.细胞的全能性(1)概念:细胞的全能性是指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。
(2)原因:构成生物体的所有体细胞都是由受精卵通过有丝分裂发育而来的,含有相同的遗传物质,都含有本物种的所有遗传信息,因此每个体细胞都有发育成完整个体的潜能。
生物的生殖细胞在一定条件下也具有全能性,是因为生殖细胞中含有本物种生长发育的全套遗传信息,尽管其遗传物质是体细胞的一半。
(3)表达的条件:由于基因的选择性表达,细胞的全能性在植物体内受到限制不能表达,只有在离体条件下,在营养、激素和其他条件适宜的情况下,细胞才能表达其全能性。
动物细胞难以表达其全能性,但是通过核移植后,细胞核仍可表达其全能性。
(4)表达的难易程度:植物细胞的全能性易表达,而动物细胞的全能性不易表达,但动物细胞核的全能性可以表达。
在所有细胞中,受精卵可直接发育为个体,有的生殖细胞也可在一定条件下表达其全能性。
(5)意义:细胞的全能性是植物组织培养和植物体细胞杂交的理论基础,也是现代动物体细胞克隆技术的理论基础。
2.植物激素在组织培养过程中的重要作用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激素,其作用及特点如表:激素使用实验结果使用顺序先使用生长素,后使用细胞分裂素有利于细胞分裂,但细胞不分化先使用细胞分裂素,后使用生长素细胞既分裂也分化生长素与细胞分裂素同时使用分化频率提高生长素用量/细胞分裂素用量的比值该比值高时有利于根的分化,抑制芽的形成该比值低时有利于芽的分化,抑制根的形成该比值适中时促进愈伤组织的形成例1(2023·黑龙江哈尔滨高二月考)水竹是单子叶禾本科植物,易管理和培植,干净而雅致。
水竹配上假山奇石,制作成小盆景,极具自然之美感。
如图为通过植物组织培养大量获得水竹幼苗的过程。
回答下列问题:(1)通过植物组织培养获得水竹幼苗的原理是________________________;尽量选择分裂旺盛、带有分生区的部位作为外植体,原因是______________________________________________。
第2章细胞工程细胞工程1.定义:以细胞生物学和分子生物学为基础,结合现代工程技术手段,在细胞或亚细胞水平、组织水平上进行设计与操作,是构建优良细胞、组织、器官以及生物体的综合性生物工程。
2.分类:植物细胞工程:植物组织培养技术、植物细胞培养、植物体细胞杂交技术动物细胞工程:动物细胞培养技术、动物细胞融合技术、核移植技术、干细胞技术1、细胞的全能性①定义:离体的植物细胞在合适的条件下能够发育成为完整的植株。
②物质基础:细胞中具有本生物的全套遗传信息。
③表达条件:含有全套遗传信息的活细胞;处于离体状态;提供适宜的营养和环境条件。
④全能性大小:分化程度越高,全能性越低2、植物组织培养①定义:将离体的植物细胞、组织或器官(外植体)在适宜的培养条件下经脱分化形成愈伤组织,然后经过再分化,形成芽、根并最终发育成完整植株,这一过程称为植物组织培养。
②原理:植物细胞的全能性③条件:离体、适宜的营养物质、植物激素、无菌、温度、湿度、光照、氧气。
④相关概念脱分化在一定条件下,分化后的细胞重新获得类似于胚胎细胞一样的分裂和分化能力的过程。
愈伤组织脱分化后的细胞经过细胞分裂,会形成无组织结构的、松散的细胞团。
再分化愈伤组织在一定条件下可以重新分化为各种类型的细胞,并进一步发育成完整的植株。
影响脱分化和再分化俩步骤的原因:多种内部因素和外部因素⑤过程:a.取材与消毒:取离体的植物器官、组织或细胞进行消毒b.接种:将外植体插入MS培养基中(不要倒插)。
c.培养:外植体(记得消毒)↓脱分化愈伤组织↓再分化(需光,利于叶绿素合成)芽、根↓植物体d.移栽:先炼苗,再移栽。
影响脱分化和再分化俩步骤的原因:多种内部因素(如植物遗传性状和生理状况等)和外部因素(如营养和环境条件等)生长素和细胞分裂素的浓度比对愈伤组织的生长和分化产生不同的影响。
⑥植物激素的浓度控制:(使用顺序)生长素的浓度>细胞分裂素,有利于诱导植物根的生成;生长素的浓度<细胞分裂素,有利于诱导植物芽的生成;生长素的浓度≈细胞分裂素且都较高时,(外植体脱分化形成愈伤组织)有利于愈伤组织的形成。
高三生物细胞工程知识点总结笔记细胞工程作为生物学领域的一个新兴学科,研究的是如何利用生物体内的微生物、细胞等进行工程化的技术应用。
本文将从细胞工程的基本概念入手,介绍一些常见的细胞工程技术和应用,以及细胞工程带来的发展前景。
一、细胞工程的基本概念
细胞工程是指将细胞作为工程器具,利用现代生物技术改造和利用细胞的过程。
它包括三个方面的内容:细胞培养技术、细胞操作技术和细胞提取技术。
细胞工程的基本原理是通过对细胞的处理和加工,改变其性能和功能,使其在生产、医学和环境等方面发挥重要作用。
二、常见的细胞工程技术
1. 基因工程技术
基因工程技术是指对细胞的遗传物质进行改造的技术。
常见的基因工程技术有基因克隆、基因转导、基因敲除等。
通过这些技术,可以改变细胞内的基因组成,进而改变细胞的性状和功能。
2. 细胞培养技术
细胞培养技术是指利用人工培养基和特定条件,使细胞在体外进行繁殖和增殖的技术。
细胞培养技术主要包括细胞的分离、培养和保存等步骤。
通过细胞培养技术,可以大量生产细胞用于药物研究或生物制品的生产。
3. 细胞信号转导技术
细胞信号转导技术是指利用细胞内信号传递分子进行细胞功能调控的技术。
常见的细胞信号转导技术有蛋白激酶酶活性检测、细胞凋亡检测和细胞周期分析等。
通过这些技术,可以研究细胞内的信号传递机制,进一步了解细胞的生命周期和功能。
三、细胞工程的应用
1. 医学领域
细胞工程在医学领域的应用非常广泛。
通过细胞工程技术,可
以培育人工皮肤、修复组织和器官等。
此外,细胞工程还能用于
肿瘤的诊断和治疗,例如通过基因工程技术制备靶向抗肿瘤药物。
2. 环境领域
细胞工程在环境领域的应用主要包括环境污染物的检测和处理。
例如,利用细胞工程技术可以研究水体中的微生物污染和细菌降
解污染物的能力,进而制定相应的环境保护政策和措施。
3. 生物制药领域
细胞工程在生物制药领域的应用非常重要。
通过基因工程技术,可以将目标基因导入细胞中,使其产生特定的蛋白质,进而用于
药物的生产。
目前,细胞工程已经成为生物制药领域的重要技术
之一,为药物研发和生产提供了新的思路和方法。
四、细胞工程的前景展望
细胞工程作为一门新兴学科,具有广阔的发展前景。
随着科学
技术的进步,细胞工程在医学、农业和环境等领域的应用将越来
越广泛。
同时,细胞工程的发展还将推动生物学等相关学科的发展,为人类提供更好的生活和健康保障。
综上所述,细胞工程作为生物学领域的一门重要学科,既涉及
到细胞的培养和操作技术,也包括基因工程和细胞信号转导等技
术的应用。
通过细胞工程技术,可以改变细胞的性状和功能,从
而在医学、环境和生物制药等领域发挥重要作用。
展望未来,细
胞工程必将在各个领域发展壮大,为人类的生活和健康带来福音。