2023届高三生物复习回归教材课本原文填空之—选修三全册知识复习汇编（完整版）.doc

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1、选修三： “回归教材，注重课文”选修三 现代生物科技专题专题1 基因工程1基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。基因工程的概念：就是按照人们的愿望，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。（必修二P102）基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组技术和转基因 等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程的原理：基因重组基因工程得以实现的理论基础：DNA分子的物质组成相同（都以4种脱氧核苷酸为基本单位）、空间结构相同（均为双螺旋结构）；：基因是DNA结构和功能的基

2、本单位，可以剪切，可以拼接，基因的表达具有一定的独立性；所有的生物共用同一套遗传密码子。2基因工程是在DNA分子水平上进行的设计施工，基本工具是：基因的剪刀(分子手术刀)限制酶；基因的针线(分子缝合针)DNA连接酶；基因进入受体细胞的 载体(分子运输车)。3限制酶(又称限制性核酸内切酶)：主要从 原核生物 中分离纯化出来；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，因此具有专一性。限制酶无法识别和切割RNA。大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成。DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端有黏性末端 和 平末端两种形式。例如，Eco

3、R限制酶识别的序列是-GAATTC-在 G与A之间切割；Sma限制酶识别的序列是-CCCGGG-，在C与G之间切割。限制酶在原核生物中，不切割自身DNA的原因：原核生物DNA中不存在该限制酶的识别序列，或者识别序列已经被甲基化。而限制酶在原核生物中，主要起到的作用是：切割外源DNA、使之失效，从而达到保护自身的目的。黏性末端（仅指突出来的那几个碱基）与配对： 不同的DNA分子用同种限制酶切割，形成的黏性末端都相同（相同即可配对）。 同一个DNA分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不相同，也有相同。 不同的限制酶切割产生的黏性末端，如果互补，则可以相互重新配对。 （下图：甲和乙的黏性末端相

4、同，可以被DNA连接酶连接形成重组DNA分子，而甲和丙的黏性末端不同，因此不能连接形成重组DNA分子）限制酶的选择：、应选择酶切位点位于目的基因两端的限制酶，不能选目的基因内部的限制酶。、为避免目的基因及质粒自身的环化，也可以使用不同的限制酶切割目的基因及质粒。、不能切开质粒上所有的标记基因，至少要保留一个标记基因。4DNA连接酶的作用是将切下来的 DNA片段 拼接(即形成磷酸二酯键，注意不是黏合或形成氢键)成新的DNA分子(注意DNA聚合酶只能在有DNA片段的条件下将单个核苷酸加到DNA片段的末端，形成磷酸二酯键)；Ecoli DNA连接酶来源于大肠杆菌 ，只能将双链DNA片段互补的黏性末端

5、 之间连接起来；而T4 DNA连接酶来源于 T4 噬菌体，既能缝合黏性末端，也能缝合平末端，但连接平末端的之间的效率比较低 。迄今为止，所发现的DNA连接酶都不具有连接单链DNA的能力。与DNA有关的酶的比较：作用过程作用部位形成产物DNA酶水解磷酸二酯键解旋酶DNA复制氢键单链DNA限制酶基因工程磷酸二酯键黏性末端或平末端DNA聚合酶DNA复制磷酸二酯键新的DNADNA连接酶基因工程磷酸二酯键重组DNA5. 最常用的载体是质粒，它是一种裸露的 、结构简单、独立于细菌拟核DNA 之外，并 的很小的 具有自我复制能力的双链环状DNA分子。并不是所有的细菌中都有质粒，质粒的存在并不是细菌生长发育所

6、必备的。而质粒的存在赋予细菌特别额外的功能。质粒并不是只有细菌细胞才有，酵母菌细胞内也有。6质粒作为载体的必备条件：质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点 ，以供外源DNA片段(基因)插入其中；重组质粒进入受体细胞 后，在细胞中进行自我复制，或整合到受体细胞染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制；质粒DNA分子上还有特殊的 标记基因，供 重组DNA的鉴定和选择。7在基因工程中使用的载体除质粒外，还有噬菌体的衍生物和动植物病毒等。真正被用作载体的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。8基因工程的基本操作流程：获取目的基因构建基因表达载体将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定。9

7、目的基因主要是指编码蛋白质的基因，也可以是一些具有具有调控作用的基因；获取目的基因的常用方法有以下几种：从基因文库中获取 PCR技术扩增目的基因化学方法人工合成。 目的基因可以从自然界中已有的物种中分离出来(直接分离，建立基因组文库从中获取或通过 PCR 获取，一般只适合于原核基因，真核基因因为含有内含子不适合该类方法)，也可以用人工的方法合成(人工合成，通过mRNA反转录得到cDNA，然后建立cDNA文库从中获取或通过 PCR 获取；如果基因比较小且核苷酸序列已知，也可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成)。10基因组文库的构建：将某种生物体内的DNA全部提取出来，选用适当的限制酶，将D

8、NA切成一定范围大小的DNA片段，然后，将这些DNA片段分别与载体连接起来，导入受体菌的群体中储存，每个受体菌都含有了一段不同的DNA片段，而这个群体包含了这种生物的所有基因。11cDNA文库的构建：用某种生物发育的某个时期的mRNA 通过反转录产生cDNA (互补DNA)片段，与受体菌连接后储存在一个受体菌群中。这个受体菌的群体就叫做这个生物的cDNA文库。 12cDNA文库属于部分基因文库。与基因组文库比较：cDNA文库较小，无启动子、内含子，仅含有某种生物的部分基因，但可以进行物种间的基因交流；而基因组文库较大，有启动子、内含子，含有某种生物的全部基因，仅部分基因可以进行物种间的基因交流

9、。基因库：一个种群的全部个体所含的全部基因，用种群的基因频率来衡量生物是否进化的；13PCR是多聚酶链式反应的缩写，是一项生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。PCR的原理是利用DNA双链复制的原理。反应中需要加入的物质有模板DNA、DNA引物（一段已知的目的基因的核苷酸序列，有2种）、Taq酶(热稳定的DNA聚合酶)、4种脱氧核糖核苷酸(dNTP即 dATP、dTTP、dGTP、dCTP，不需额外提供ATP)等；基本过程是：变性：加热至9095使DNA解链复性（退火）:冷却至5560使引物结合到互补DNA链延伸：加热至7075使Taq聚合酶从引物起始进行互补链的合成，如此反复进行，目的基

10、因以指数(2n)形式扩增。每条子链延伸的方向都是由53。14基因表达载体的构建是基因工程的核心，其目的是（或问：为什么不能直接将目的基因导入受体细胞？）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。15基因表达载体的组成：启动子、目的基因、终止子、标记基因、复制原点。启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA；终止子也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端，其作用是使转录在所需要的地方停止下来；（1）标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选

11、出来，最常用的标记基因是抗生素抗性基因。 （2）基因表达载体的构建过程：用同种限制酶切割质粒和目的基因，使其产生相同的黏性末端，再加入DNA连接酶，形成了一个重组DNA分子（重组质粒）。（3）原核细胞基因的结构：（4）真核细胞基因的结构：（5）启动子、起始密码子、终止子、终止密码子的比较：16由于受体细胞有植物、动物、 微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方法不同，因此，在基因表达载体的构建上也会有差别，不可能是千篇一律。对于植物来说，受体细胞可以是受精卵和体细胞，因为植物细胞具有全能性；对于动物细胞来说，受体细胞一般是受精卵，因为受精卵的全能性高，而已高度分化的动物体细胞的全能性受到抑制。

12、大肠杆菌和酵母菌在基因工程中，都可以作为受体细胞，但有所不同。大肠杆菌为原核细胞，而酵母菌为真核细胞，具有多种细胞器，所以酵母菌在用于生产需要加工和分泌的蛋白质时比大肠杆菌更有优势。目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和表达的过程 ，称为转化。将目的基因导入植物细胞最常用的方法是农杆菌转化法，另外还有基因枪法和花粉管通道法等。17农杆菌是一种在土壤中生活的原核生物，能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有感染能力。当植物体受到损伤，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向受体细胞，这时农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA (可转移的DNA)可转移至受体细

13、胞，并且整合到染色体的DNA上。18农杆菌转化法是将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，使目的基因进入植物细胞，并插入到植物细胞中染色体的DNA上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达；基因枪法是利用压缩气体产生的动力，将包裹在金属颗粒表面的表达载体DNA打入受体细胞中，使目的基因与其整合并表达的方法，是单子叶植物常用的一种基因转化方法；花粉管通道法是在植物受粉后，花粉形成的花粉管还未愈合前，剪去柱头，然后滴加重组DNA，使目的基因借助花粉管通道进入受体细胞。我国的转基因抗虫棉就是用此种方法获得的，是一种十分简便经济的方法。19将目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微

14、注射技术，基本的操作程序是：提纯含有目的基因的表达载体从雌性动物体内取出卵(体内受精或体外受精均可以)采用显微注射仪，进行显微注射早期胚胎培养胚胎移植(移植到雌性动物的输卵管或子宫)， 使其发育成为具有新性状的动物。20原核生物通常作为受体细胞的原因是繁殖快、易培养、多为单细胞、遗传物质相对较少等，其中以大肠杆菌应用最为广泛。21将目的基因导入大肠杆菌(细菌)最常用的方法是转化法：先用Ca2+处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，即处于感受态，再将感受态溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。22目的基因导入受体细胞后，是否

15、可以稳定维持和表达其遗传特性，需要通过检测与鉴定：(1)首先要检测转基因生物的染色体DNA上否插入了目的基因，这是目的基因能否在受体细胞中稳定遗传 的关键。检测方法是采用DNA分子杂交技术，即在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素标记的目的基因等作标记，以此作为探针，使探针与待检基因组DNA杂交，如果显示出杂交带，则表明目的基因已插入染色体DNA中；(2)其次要检测目的基因是否转录出了mRNA，这是检测目的基因是否发挥功能作用的第一步。检测方法是采用分子杂交技术，同样用放射性同位素标记的目的基因作探针，但是与从转基因生物中提取的mRNA杂交；(3)最后要检测目的基因是否翻译成蛋白质，检测方

16、法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原抗体杂交，若杂交带出现，则表明目的基因已形成蛋白质产品。(4)除了上述的分子水平检测外，有时还要进行个体生物学水平的鉴定，如需要做抗虫或抗病的接种实验，以确定是否具有抗性以及抗性的程度；又如需要将基因工程产品与天然产品的功能进行活性比较，以确定转基因产品的功能活性是否与天然产品相同。23植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等），以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。用于转基因植物的抗虫基因有Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。Bt毒蛋白基因是从苏云金芽孢杆

17、菌中分离出来的抗虫基因，Bt毒蛋白基因编码的蛋白质（即Bt毒蛋白），Bt毒蛋白会进入害虫的肠道，被害虫的消化酶降解后会成为有毒的多肽，但Bt毒蛋白对哺乳动物无毒害作用。24引起植物生病的微生物称为病原微生物，主要有病毒、真菌和细菌。用于转基因植物的抗病基因有病毒外壳蛋白基因(抗病毒)、病毒的复制酶基因抗病毒)、几丁质酶基因(抗真菌)、抗毒素合成基因(抗真菌)等。25用于转基因植物的抗逆基因有调节细胞渗透压的基因(抗盐碱和抗干旱)、鱼的抗冻蛋白基因(抗寒)、抗除草剂基因等。26动物基因工程：用于提高动物的生长速度，用于改善畜产品的品质、用转基因动物生产药物，用转基因动物作器官移植的供体。乳腺生物

18、反应器(乳房生物反应器)技术：将目的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中，然后，将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物。优点：产量高，质量好，成本低，易提取；膀胱生物反应器：目的基因与膀胱蛋白基因的启动子重组在一起只在膀胱上皮细胞中表达在尿液中提取药用蛋白；优点：处于不同发育时期的雌、雄动物都可生产药物。27基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段。体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞进行培养，然后再体外完成转移，再筛选成功转移的细胞增殖培养，最后重新输入患者

19、体内，如腺苷酸脱氨酶基因的转移。体内基因治疗：用基因工程的方法直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法。基因治疗并非把功能正常的外源基因导入患者的所有细胞中，而只是导入某些功能体细胞中；基因治疗是利用正常基因在缺陷细胞中表达，替代缺陷基因的功能，而非替代缺陷基因本身，即原来细胞中的缺陷基因没有被清除或改变。28蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。(基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质)对蛋白质工程的理解：（1）基础：以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为

20、基础；（2）操作：基因修饰或基因合成（3）通过上述操作达到的结果：对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质。注意对蛋白质进行改造是这项工程的结果，并不是说直接对蛋白质进行改造，而是先对基因进行操作（基因修饰或合成），来达到对蛋白质进行改造的这一结果。所以，蛋白质工程，同基因工程一样，都是在对基因进行操作！直接对对基因进行操作的原因：基因指导蛋白质的合成，改造基因就是对蛋白质进行改造；改造基因可以遗传给下一代，而改造蛋白质不能遗传；对基因进行改造容易操作，难度小。29蛋白质工程的基本途径：从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列。(天然蛋白质合成

21、的过程：基因表达形成氨基酸序列的多肽链形成具有高级结构的蛋白质行使生物功能)。蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。30蛋白质工程成功难度很大，主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，而目前科学家对大多数蛋白质的高级结构的了解还很不够。专题2 细胞工程31细胞工程是通过在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。根据操作对象的不同，可分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域。植物细胞工程主要包括植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术。植物组织培养技术原理：植物细胞全能性。植物体细胞杂交技术原理：植物细胞全能性和细

22、胞膜的流动性。细胞全能性是实现植物细胞工程的理论基础。32细胞的全能性是指其具有发育成完整生物体的潜能。通常，生物体的每个细胞都具有全能性，因为它的每个细胞都具有这种生物的全部遗传信息。在生物的生长发育过程中，细胞并不表现出全能性，这是因为基因在特定的时间和空间条件下选择性表达。33植物细胞表现出全能性的条件：离体条件；无菌操作；适宜比例的营养物质；植物生长调节剂；适宜的外界条件。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。34植物组织培养技术：在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞 (外植体)，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件(营养和激素等)

23、，诱导其脱分化 (已经分化的细胞失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程)产生愈伤组织(具有分生能力的薄壁细胞，细胞形状不规则、排列疏松、高度液泡化)，再将愈伤组织转接到培养基上，诱导其再分化成胚状体或丛芽(转接到生根培养基上可诱导其生根)进而诱导出试管苗，然后再移栽到大田，培养成正常植株。植物在形成愈伤组织的过程中的新陈代谢类型为：需氧异养型。 35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性激素。生长素用量比细胞分裂素用量：比值适中时，促进愈伤组织的形成；比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成；比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成。（先生芽后生根）36胡萝卜的

24、组织培养：实验中要强调所用器械的无菌水和实验人员的灭菌，因为以防止杂菌污染，污染杂菌后杂菌会争夺营养、产生有害物质；外植体最好切取含有形成层的部分，原因是这部分细胞分化程度较低。植物组织培养技术用到的培养基为固体培养基，固体培养基大多数都是由无机营养成分（水、无机盐等）、有机营养成分（主要为蔗糖，作用：提供营养；调节渗透压）、激素、琼脂（凝固剂）四部分组成。脱分化过程（即形成愈伤组织的过程）：只有细胞分裂，没有细胞分化；该过程需避光处理；再分化过程（即形成胚状体的过程）：既有细胞分裂，又有细胞分化；该过程需光照处理。37植物体细胞杂交技术：将不同种的植物体细胞 ，在一定条件下融合成 杂种细胞

25、，并把它培育成新的植物体的技术，其最大的突破是克服了不同种生物远缘杂交不亲和的障碍。杂种细胞：植物细胞 杂交细胞：动物细胞 细胞杂交：是一个过程植物体细胞杂交技术包括两个过程：植物细胞的融合和植物组织培养。植物体细胞杂交技术原理：植物细胞全能性和细胞膜的流动性。为无性生殖。体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。“番茄-马铃薯”为什么能表现出两个亲本的遗传特性？因为杂种植物具有两个亲本的全套遗传物质；为什么不能表现出两个亲本的遗传特性？因为基因的表达不是孤立的，而是相互协调，相互影响的。38人工诱导原生质体间的融合：植物细胞在融合前必须先利用酶解

26、法(纤维素酶和果胶酶)去除 细胞壁 而获得具有活力的原生质体；人工诱导原生质体融合的方法有物理法(离心 、振动 、电刺激 等)和化学法(一般是用聚乙二醇 ，即 PEG作为诱导剂)两种。（1）原生质体：植物细胞去除细胞壁后，剩下的部分；原生质层：细胞膜、液泡膜、以及细胞膜与液泡膜之间的细胞质；（2）形成杂种细胞的标志：再生出新的细胞壁；细胞壁的形成与高尔基体有关。（3）融合后的细胞类型：假设用于杂交的两种植物分别为A、B，则诱导融合后的产物有三类：A和B；两两融合的细胞：AA、BB和AB；多细胞融合体。两两融合的细胞中，只有AB型是我们需要的杂种细胞，因此在杂种细胞形成后还应有一个筛选过程，植物

27、细胞在显微镜下即可完成筛选过程。花药离体培养：离体的花药单倍体植株；植物组织培养技术：离体的器官、组织、细胞（体细胞）完整植株；单倍体育种：花药离体培养+秋水仙素恢复育性。植物体细胞杂交技术得到的杂种植株，并不具备亲本的所有优良性状的原因：基因的表达不是独立的，是相互调控，相互影响的；杂种细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达会相互干扰，使之不能有序地表达。39微型繁殖：（1）定义：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫快速繁殖技术（2）优点：是植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。（3）微型繁殖属于植物组织培养技术的范畴，繁

28、殖过程只涉及有丝分裂，没有减数分裂的过程；通常情况下，保留了与亲本相同的优良基因型和表现型。外植体 脱分化 愈伤组织 酶解法，去壁 细胞悬浮 细胞增殖 大量的愈伤组织 再分化 大量的胚状体 移栽 大量的试管苗40作物脱毒：原理是感染病毒的植物在其分生区 附近极少甚至没有病毒；方法是切取一定大小的根尖（或茎尖）进行植物组织培养。优点：明显使农作物增产。41人工种子：以 植物组织培养技术得到的 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。人工种皮：人工薄膜，透气透水胚状体（不定芽、顶芽和腋芽人工胚乳：营养物质+抗生素、农药+有益菌+植物生长调节剂优点：无性繁殖，易于保留优良性状

29、；不受气候、季节和地域限制；方便储存和运输；解决了某些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题；节约了大量的粮食。人工胚乳含胚状体发育所需的营养物质外，还可以添加各种附加成分，如固氮细菌、防病虫农药、植物生长调节剂、除草剂等，以利于幼苗的茁壮成长，提高作物产量。42单倍体育种：通过花药(外植体是体细胞 )获得单倍体植株，染色体加倍（秋水仙素或低温均可使染色体数目加倍）后当年便可得到稳定遗传的优良品种，极大的缩短了育种的年限。43突变体的利用：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而产生突变 。从这些产生突变的个体

30、中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。体细胞诱变育种：在作物育种中，可以对愈伤组织进行化学或物理的诱变处理，促使其发生突变，再通过诱导分化形成植株。突变体育种的原理是突变；诱变育种的原理是基因突变。突变 = 基因突变 + 染色体变异。44细胞产物的工厂化生产：用液体培养基(不加琼脂 )，采用植物的组织培养的方法生产一些细胞产物。 外植体 脱分化 愈伤组织 分散开 细胞悬浮 培养、提取、破碎 细胞产物结果：只培养到愈伤组织阶段，所以该过程不能体现植物细胞的全能性。45动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植 、动物细胞融合、单克隆抗体等，其中动物细胞培养技术是其他动物

31、细胞工程技术的基础。动物细胞培养原理：细胞增殖动物体细胞核移植原理：细胞增殖，动物细胞核的全能性；动物细胞融合原理：细胞膜的流动性单克隆抗体原理：细胞增殖和细胞膜的流动性46动物细胞培养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 增殖。动物细胞培养原理：细胞增殖。47动物细胞培养的过程：取动物组织块(选材：动物胚胎或幼龄动物的组织、器官；因为这些细胞增殖能力强，分裂旺盛，分化程度低) 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浮液转入培养液中进行原代 培养(细胞生长的特性：细胞贴壁：细胞贴附在瓶壁上才能生长；接触抑制：当贴

32、壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖)贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理分散成单个细胞，制成细胞悬浮液 转入培养液中进行 传代 培养。为什么不能用胃蛋白酶分散成单个细胞？因为胃蛋白酶的最适PH约为2，而动物细胞培养的最适PH为7.27.4，胃蛋白酶在该条件下，没有活性，不能水解细胞间的蛋白质，而胰蛋白酶在该条件下，活性较高。48由于接触抑制的现象，正常的细胞只能在瓶壁上形成单层细胞；而癌细胞却不同，可以无限增殖，形成多层细胞。49传代培养：细胞一般传至10 代就不易传下去了；当传到1050代左右时，增殖会逐渐缓慢 ，部分细胞的核型可能会发生变化(目前使用的或冷冻保存的

33、细胞通常为10 代以内的细胞，原因是10代以内的细胞能维持正常的二倍体核型)；少部分细胞由于发生了突变会朝着癌细胞的方向发展，获得不死性。用胰蛋白酶处理会不会把所培养的细胞消化掉？为什么？会，长时间的作用，也会消化掉细胞的膜蛋白，对细胞有损伤，所以要控制好消化的时间。动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶作用的对象有何不同？第一次是将组织分散成单个细胞，第二次是将贴满瓶壁的细胞分散成单个细胞。如何区分原代培养和传代培养？ 原代培养：大约110代； 传代培养：10代以后。动物细胞也就没有类似植物组织或细胞培养时的脱分化过程。动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的动物个体。50动物细胞培养的条件：

34、无菌、无毒 的环境：培养液和所有培养用具应进行无菌 处理；通常还要在细胞培养液中添加一定量的 抗生素，以防培养过程中的污染；应定期更换培养液 ，以防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。营养：培养基是含有糖、 氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等的合成培养基(为液体培养基)，通常还需加入血清、血浆等一些天然成分。合成培养基：是指将细胞所需的营养物质按其种类和所需数量，严格配置而成的培养基温度和pH：哺乳动物多以 35.50.5 为宜，多数细胞生存的适宜pH为 7.2-7.4。气体环境：所需气体主要是O2和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。进行细胞培养时，通常

35、采用培养皿 或 松盖培养瓶培养，将其置于含95%空气加5% CO2的混合气体的（含5% CO2的无菌空气）培养箱中进行培养。51动物细胞培养技术的应用：生产病毒疫苗、干扰素 、单克隆抗体等生物制品，作为基因工程中的受体细胞，培养细胞用于检测有毒物质培养正常或病变细胞用于研究等。52动物细胞的全能性会随着动物分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱，目前还不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体，因此，用动物体细胞克隆的动物，实际是通过核移植来实现的。克隆动物：无性生殖；试管动物：有性生殖。转基因动物：不确定;53哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，由于动物胚胎细胞分

36、化程度低，恢复其全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，因此，动物体细胞核移植的难度明显高于 胚胎细胞核移植。动物体细胞核移植原理：细胞增殖，动物细胞核的全能性；54体细胞核移植的过程(以克隆高产奶牛为例)：从供体(高产奶牛)身体的某一部位(如耳)上取体细胞 供体细胞培养（进行的是动物细胞培养，选用10代以内的细胞）将供体细胞注入去核卵母细胞(采集的卵母细胞需在体外培养到M中期，再通过显微操作去除卵母细胞中的 细胞核)通过电激使两细胞融合，供体核进入受体卵母细胞构建重组胚胎将胚胎移入 受体(代孕)母牛体内生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛。（1）选用M期的卵母细胞作为受

37、体细胞的原因是：体积大，易操作；含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。（2）用核移植方法生产的克隆动物，是对供体动物进行了100的复制吗？为什么？不是。 DNA并非完全相同。克隆动物遗传物质：大部分在细胞核来自于供体细胞；少部分在细胞质来自于受体卵母细胞质。 生活环境不会完全相同，从而形成的习性、行为等也不全相同。【表现型基因型环境】（3）通过核移植技术得到的动物叫克隆动物，属于无性生殖。需注意的是，克隆动物细胞核内的染色体、基因、性染色体是来自供体的，也就是说，供体的基因型、性别就直接决定了克隆动物的基因型和性别。（4）克隆羊“多莉”：是世界上第一例经体细胞核移植出生的动物。“多莉”的问

38、世，在理论上证明了：分化了的动物细胞核也具有全能性。（5）核移植技术虽然已经在许多动物中获得成功，但成功率仍然非常低，产下的或克隆动物占移植克隆胚胎的比率不到10%。55体细胞核移植技术的应用：加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育；保护濒危物种；让转基因克隆动物作为 克隆动物生产医用蛋白；转基因克隆动物细胞、组织和器官作为 异种移植的供体；人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，形成相应的组织、器官后，可用于 组织器官的移植等。56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（只有一个细胞核），称为杂交细胞 。动物细

39、胞融合的原理：细胞膜的流动性。57动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同，常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒(仅动物细胞融合具有这种方法)、电激等。58细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能，是研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。59哺乳动物感染病原体(如病毒、细菌等)后，体内会形成相应的B淋巴细胞(实际上是浆细胞)，每一个B淋巴细胞(实际上是浆细胞)只分泌一种特异性抗体，因此要想获得大量的单一抗体，必须克隆单一的浆细胞，形成 细胞群。抗体：是机体受抗原刺激后产生的，能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。化学本质：蛋白质；由效应

40、B淋巴细胞（浆细胞）分泌的；一个效应B细胞只能分泌一种特异性抗体；主要分布在血清中，少量分布在组织液及外分泌液中。60单克隆抗体的制备：给小鼠注射特定的抗原从小鼠的脾脏中获取B淋巴细胞(实际上是浆细胞)用物理化学（PEG）方法或 灭活的病毒，诱导B淋巴细胞与小鼠的骨髓瘤细胞(对HAT敏感的缺陷型突变体)融合（即动物细胞融合技术）用特定的选择性培养基(HAT培养基)进行第一次筛选( B、瘤、 BB、瘤瘤细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞（即B瘤）才能生长)获得杂交瘤细胞细胞(既能大量增殖，又能产生专一 的抗体)但上述杂交瘤细胞还需进行克隆化培养和抗体检测经多次筛选（第二次筛选）后，筛选出能分泌所

41、需抗体的杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养（即动物细胞培养技术）(或注射到小鼠的腹腔内增殖)从培养液(或小鼠腹水)中提取出大量的单克隆抗体(特异性强、灵敏度高、可大量制备)。（1）应用了哪些生物技术？动物细胞融合技术和动物细胞培养技术；单克隆抗体原理：细胞膜的流动性和细胞增殖（2）细胞融合后，会得到多种细胞类型的原因是：细胞融合是随机的，且融合率达不到100%。61单克隆抗体的应用：作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物；生物导弹：用癌细胞细胞膜表面的蛋白质作为抗原，免疫小鼠，制备抗癌细胞单克隆抗体，并与抗癌药物连接，便制成了生物导弹。把抗癌细胞的单克隆抗体跟放射性同位素、化学药物或细胞毒素相结

42、合，制成生物导弹，注入体内，借助单克隆抗体的导向作用，能将药物带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞。优点是既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量。专题3 胚胎工程62.胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程的许多技术，实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。因此，了解哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律，就显得十分重要了。63.哺乳动物精子的发生是在睾丸内完成的。雄性动物从初情期开始，到生殖机能衰退，在睾丸的曲细

43、精管内不断进行着生殖细胞的增殖，源源不断的产生精子。精子的发生大体可分为三个阶段：精原细胞先进行数次有丝分裂，产生大量的精原细胞，其中部分精原细胞经过染色体复制和其他物质的合成，进一步形成初级精母细胞。初级精母细胞连续进行两次分裂（即减数分裂，M和M）：第一次分裂产生两个次级精母细胞，每个次级精母细胞再分裂一次产生两个含单倍染色体的精子细胞。圆形的精子细胞经过变形形成精子。变形过程中，细胞核为精子头的主要部分，高尔基体发育为头部的顶体，中心体演变为精子的尾，线粒体在尾基部形成线粒体鞘，其他物质浓缩为原生质滴直至脱落。线粒体为精子运动提供能量 精子形成的过程中减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续

44、的。不同的动物精子的形态相似，大小略有不同，并与动物的体型大小无关。64.卵子的发生：是在雌性动物的卵巢内完成的。在胎儿时期，卵原细胞通过有丝分裂不断增加其数量，并进一步演变成初级卵母细胞并被卵泡细胞包围，共同构成卵泡，减数第一次分裂在雌性动物排卵前后完成，形成次级卵母细胞和第一极体进入输卵管准备受精；减二分裂是在精子和卵子结合的过程（受精过程）中完成的。当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精，这是判断卵子是否受精的重要标志。M是在雌性动物排卵前后完成的。若M在排卵之前完成，则排出的是次级卵母细胞；若M在排卵之后完成，则排出的是初级卵母细胞。总之，排卵过程，排的

45、不是成熟的卵，必需在输卵管中进一步发育才能成熟。卵泡=卵泡细胞+初级卵母细胞卵子=次级（或初级）卵母细胞+透明带+放射冠排卵：卵子从卵泡中排出65.哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在胎儿时期完成的，这是精子和卵子在发生上的重要区别。66.受精是精子和卵子结合形成受精卵的过程。它包括受精前的准备阶段和受精阶段。在自然条件下，受精是在雌性的输卵管内完成的。精子获能:刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，这一生理现象称为“精子获能”。科学家找到了使精子在体外获能的物质，实现了各种哺乳动物精子在体外条件下的获能。卵子的准备：动物排出的卵子

46、成熟程度不同，有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等；有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等。但它们都要在输卵管中进一步成熟到M中期，才具备与精子受精的能力。受精阶段：主要包括：精子穿越放射冠和透明带，进入卵细胞膜，原核形成和融合。a顶体反应：精子获能后，与卵子相遇时发生顶体反应，顶体酶释放出来，直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通道；b透明带反应：精子与透明带接触，顶体酶将透明带溶出一条孔道，精子借自身运动穿越透明带；在精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，称为透明带反应反应。（它是防止多精子入卵受精的第一道屏障）；c卵细胞膜反应：精子与卵细胞膜接触，立即被

47、卵细胞膜表面的微绒毛抱合。随后，精子外膜和卵细胞膜相互融合（该过程有精卵细胞的相互识别），精子入卵；此时卵细胞膜立即发生卵细胞膜反应，阻止其他精子再进入卵内。d原核形成和融合：雄原核形成：精子入卵后，尾部脱离，并且原有的核膜破裂；随后，形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子核还大的雄原核。雌原核形成；被激活的卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体后，形成雌原核。雄、雌原核充分发育后，相向移动，彼此接触，体积缩小，合并形成一个含二倍染色体的合子（也就是受精卵）。受精过程至此结束，受精卵的发育也由此开始。67.胚胎发育：胚胎发育是在输卵管和子宫中完成的。a卵裂期：胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的，这一时期称为卵裂期。其特点是：细胞进行有丝分裂，细胞数量增