高三生物一轮复习：细胞工程知识梳理.docx

细胞工程一、植物细胞工程理论基础细胞全能性：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。植物细胞具有全能性的原因:一般生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传信息，即都有发育成完整个体所必需的全部遗传信息。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。植物细胞全能性表达的条件: 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。（一）、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：4、用途：（1）微型快速繁殖：保持优良性状（无性繁殖，有丝分裂），不受季节限制（室内生产），适合自动化管理，有利于进行工厂化生产（2）作物脱毒（植物分生区无毒或者少毒，如茎尖），脱毒作物产量高，品质好；（3）人工种子（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后代往往都是纯合子，能稳定遗传；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（二）、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（植物体细胞不能直接杂交）2、理论基础：细胞的全能性和细胞膜的流动性3、过程：融合方法：物理法包括离心、振动、电激等。 化学法一般用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂融合，高Ca2+高pH融合法。结果：三种（AA、AB、BB），筛选出杂种细胞AB去壁由于植物细胞壁由纤维素和果胶构成，故用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁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：打破生殖隔离，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（三）、植物组织培养与植物体细胞杂交的关系植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂。植物体细胞杂交除脱分化、再分化之外，还要用酶解法去除细胞壁，用一定的方法诱导细胞融合。二、动物细胞工程 （一）、 动物细胞培养（其他动物细胞工程技术的基础）1、概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织（常选用动物胚胎或幼龄动物的器官或组织，分裂旺盛），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、细胞贴壁：将细胞悬液放入培养瓶内，置于适宜环境中培养，悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上。3、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的现象。4、原代培养：通常指分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养。5、传代培养：分瓶之后的细胞培养。6、原理：细胞增殖，有丝分裂7、条件：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、血浆等温度：哺乳动物多是36.5±0.5；pH：7.27.4。气体环境：含95%空气加5%CO2的混合气体，CO2的作用是维持培养液的pH。8、过程：9、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）。全能性不同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，即动物细胞核中具有该种动物全套的遗传信息。4、结果：发育成动物个体 5、繁殖：无性繁殖6、涉及技术：动物细胞培养技术、动物细胞融合技术、核移植技术（核心）、胚胎移植技术等。7、过程：供体一般不选择生殖细胞，遗传物质减半 8、应用加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育；保护濒危物种，增大存活数量；生产珍贵的医用蛋白；作为异种移植的供体；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（动物细胞工程特有的方法）等。融合完成标志：核融合4、意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能，为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育提供可能，也为制造单克隆抗体开辟了新途径。5、用途：制备单克隆抗体。（1）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。而骨髓瘤细胞能够大量繁殖却不能产生特异性抗体。于是将二者的优点结合起来形成杂交细胞，制备单克隆抗体。（2）单克隆抗体制备过程：用特定抗原对小鼠进行免疫的原因：B淋巴细胞要经过免疫过程，即接触抗原，增殖分化为有特异性免疫功能的B淋巴细胞，才能产生相应的抗体，所以，与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞实际上是浆细胞。两次筛选的目的：第一次是在诱导融合之后，利用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞；第二次是对上述杂交瘤细胞进行筛选，采用专一抗体检验的方法筛选出能产生所需特定抗体的杂交瘤细胞。（3）特点：既能大量繁殖，又能产生专一的抗体。（特异性强，灵敏度高）（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”，也可用于治疗其它疾病。学科网（北京）股份有限公司