資源簡介

人教選擇性必修3單元核心知識點總結
第2章　細胞工程
細胞工程的發展歷程
1.1958年，格登用非洲爪蟾進行體細胞核移植實驗，成功培育出性成熟個體。同一時期，我國科學家童第周等開展了魚類細胞核移植工作。（P33）
2.1975年，米爾斯坦和科勒等創立了單克隆抗體技術。（P33）
3.2017年，我國科學家首次培育了體細胞克隆猴。（P33）
4.細胞工程是指應用細胞生物學、分子生物學和發育生物學等多學科的原理和方法，通過細胞器、細胞或組織水平上的操作，有目的地獲得特定的細胞、組織、器官、個體或其產品的一門綜合性的生物工程。（P31）
第1節　植物細胞工程
一、植物細胞工程的基本技術
1.細胞經分裂和分化后，仍然具有產生完整生物體或分化成其他各種細胞的潛能，即細胞具有全能性。（P34）
2.植物組織培養是指將離體的植物器官、組織或細胞等，培養在人工配制的培養基上，給予適宜的培養條件，誘導其形成完整植株的技術（如圖）。（P35）
植物組織培養流程圖
3.植物細胞一般具有全能性。在一定的激素和營養等條件的誘導下，已經分化的細胞可以經過脫分化，即失去其特有的結構和功能，轉變成未分化細胞，進而形成不定形的薄壁組織團塊，這稱為愈傷組織。愈傷組織能重新分化成芽、根等器官，該過程稱為再分化。植物激素中生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂 、脫分化和再分化的關鍵激素，它們的濃度、比例等都會影響植物細胞的發育方向。（P35“探究·實踐”）
4.誘導愈傷組織期間一般不需要光照，在后續的培養過程中，每日需要給予適當時間和強度的光照。（P36“探究·實踐”）
5.在進行體細胞雜交之前，必須先利用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，獲得原生質體。（P37）
6.人工誘導原生質體融合的方法基本可以分為兩大類——物理法和化學法。物理法包括電融合法、離心法等；化學法包括聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2＋—高pH融合法等，融合后得到的雜種細胞再經過誘導可形成愈傷組織，并可進一步發育成完整的雜種植株（如圖）。（P37～38）
植物體細胞雜交技術流程圖
7.植物體細胞雜交技術在打破生殖隔離，實現遠緣雜交育種，培育植物新品種等方面展示出獨特的優勢。（P38）
二、植物細胞工程的應用
1.用于快速繁殖優良品種的植物組織培養技術，被人們形象地稱為植物的快速繁殖技術，也叫作微型繁殖技術。它不僅可以高效、快速地實現種苗的大量繁殖，還可以保持優良品種的遺傳特性。（P39）
2.單倍體育種可以先通過花藥（或花粉）培養獲得單倍體植株，然后經過誘導染色體加倍，當年就能培育出遺傳性狀相對穩定的純合二倍體植株，這極大地縮短了育種的年限，節約了大量的人力和物力。（P40）
3.植物細胞培養是指在離體條件下對單個植物細胞或細胞團進行培養使其增殖的技術。（P41）
第2節　動物細胞工程
一、動物細胞培養
1.動物細胞培養是指從動物體中取出相關的組織，將它分散成單個細胞，然后在適宜的培養條件下，讓這些細胞生長和增殖的技術。（P43）
2.一般來說，動物細胞培養需要滿足以下條件。（P43）
3.在體外培養細胞時，必須保證環境是無菌、無毒的，即需要對培養液和所有培養用具進行滅菌處理以及在無菌環境下進行操作。培養液還需要定期更換，以便清除代謝物，防止細胞代謝物積累對細胞自身造成危害。（P44）
4.動物細胞培養所需氣體主要有O2和CO2。O2是細胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培養液的pH。在進行細胞培養時，通常采用培養皿或松蓋培養瓶，并將它們置于含有95%空氣和5%CO2的混合氣體的CO2培養箱中進行培養。（P44）
5.動物細胞培養時細胞往往貼附在培養瓶的瓶壁上，這種現象稱為細胞貼壁。懸浮培養的細胞會因細胞密度過大、有害代謝物積累和培養液中營養物質缺乏等因素而分裂受阻。貼壁細胞在生長增殖時，除受上述因素的影響外，還會發生接觸抑制現象，即當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞通常會停止分裂增殖。（P44）
6.人們通常將分瓶之前的細胞培養，即動物組織經處理后的初次培養稱為原代培養，將分瓶后的細胞培養稱為傳代培養。在進行傳代培養時，懸浮培養的細胞直接用離心法收集；貼壁細胞需要重新用胰蛋白酶等處理，使之分散成單個細胞，然后再用離心法收集。之后，將收集的細胞制成細胞懸液，分瓶培養（如圖）。（P45）
動物細胞培養過程示意圖
7.在一定條件下，干細胞可以分化成其他類型的細胞。干細胞存在于早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官中，包括胚胎干細胞和成體干細胞等。（P46）
8.2006年，科學家通過體外誘導小鼠成纖維細胞，獲得了類似胚胎干細胞的一種細胞，將它稱為誘導多能干細胞（簡稱iPS細胞），并用iPS細胞治療了小鼠的鐮狀細胞貧血。（P46）
默寫知識點：
1.細胞工程：指應用細胞生物學、分子生物學和發育生物學等多學科的原理和方法，通過　　　　　　　　　　　　水平上的操作，有目的地獲得特定的細胞、組織、器官、個體或其產品的一門綜合性的生物工程。
2.植物組織培養：是指將　　　　的植物器官、組織或細胞等，培養在人工配制的培養基上，給予適宜的培養條件，誘導其形成完整植株的技術。
3.全能性：細胞經分裂和分化后，仍然具有產生　　　　　　　　或分化成其他　　　　　　　　的潛能。
4.脫分化：在一定的　　　　和營養條件的誘導下，使已經分化的細胞失去其特有的結構和功能，轉變成未分化的細胞的過程。
5.動物組織經處理后的初次培養稱為　　　　培養，將分瓶后的細胞培養稱為　　　　培養。
6.在生物的生長發育過程中，并不是所有的細胞都表現出全能性，這是因為在特定的時間和空間條件下，細胞中的基因會　　　　　　。
7.在進行體細胞雜交之前，必須先利用　　　　酶和　　　　酶去除細胞壁，獲得原生質體。
8.人工誘導原生質體融合的方法基本可以分為兩大類——物理法和化學法。物理法包括_____________________________________________________________
　　　　、　　　　　　等；化學法包括　　　　　　　　融合法、高Ca2＋—高pH融合法等，融合后得到的雜種細胞再經過誘導可形成愈傷組織，并可進一步發育成完整的雜種植株。
9.在體外培養細胞時，必須保證環境是　　　　　　的，即需要對培養液和所有培養用具進行滅菌處理以及在無菌環境下進行操作。培養液還需要定期更換，以便清除　　　　，防止細胞代謝物積累對細胞自身造成危害。
10.動物細胞培養所需氣體主要有O2和CO2。O2是細胞代謝所必需的，CO2的主要作用是　　　　　　　　。在進行細胞培養時，通常采用培養皿或松蓋培養瓶，并將它們置于含有　　　　　　　　的混合氣體的CO2培養箱中進行培養。
二、動物細胞融合技術與單抗隆抗體
1.動物細胞融合技術（cell fusion technique）就是使兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的技術。融合后形成的雜交細胞具有原來兩個或多個細胞的遺傳信息。（P48）
2.動物細胞融合與植物原生質體融合的基本原理相同。誘導動物細胞融合的常用方法有PEG融合法、電融合法和滅活病毒誘導法等。（P48）
3.細胞融合技術突破了有性雜交的局限，使遠緣雜交成為可能。（P48）
4.制備單克隆抗體需要的技術手段：動物細胞融合和動物細胞培養。制備單克隆抗體的原理：細胞膜的流動性和細胞增殖。（P49）
5.單克隆抗體制備過程示意圖。（P49）
米爾斯坦和科勒制備單克隆抗體過程的示意圖
6.第一次篩選的目的是篩選出雜交瘤細胞，方法是用特定的選擇性培養基培養。經過篩選后未融合的細胞或者融合后具有同種核型的細胞都會死亡，只有融合的雜交瘤細胞才能生長。（P49）
7.第二次篩選的目的是篩選出能產生所需抗體的雜交瘤細胞，方法是專一抗體檢驗。（P49）
8.抗體——藥物偶聯物（ADC）通過將細胞毒素與能特異性識別腫瘤抗原的單克隆抗體結合，實現了對腫瘤細胞的選擇性殺傷。（P50“思考·討論”）
三、動物體細胞核移植技術和克隆動物
1.動物細胞核移植技術是將動物一個細胞的細胞核移入去核的卵母細胞中，并使這個重新組合的細胞發育成新胚胎，繼而發育成動物個體的技術。（P52）
2.減數分裂Ⅱ中期（MⅡ期）卵母細胞中的“核”其實是紡錘體—染色體復合物。文中所說的“去核”是去除該復合物。（P52“相關信息”）
3.哺乳動物核移植可以分為胚胎細胞核移植和體細胞核移植。由于動物胚胎細胞分化程度低，表現全能性相對容易，而動物體細胞分化程度高，表現全能性十分困難，因此動物體細胞核移植的難度明顯高于胚胎細胞核移植。（P52）
4.下面以克隆高產奶牛為例，來說明體細胞核移植的大致過程（如圖）。（P53）
5.目前動物細胞核移植技術中普遍使用的去核方法是顯微操作法。也有人采用梯度離心、紫外線短時間照射和化學物質處理等方法。這些方法是在沒有穿透卵母細胞透明帶的情況下去核或使其中的DNA變性。（P54“相關信息”）
默寫知識點：
1.動物細胞融合與植物原生質體融合的基本原理相同。誘導動物細胞融合的常用方法有　　　　　　　　法、電融合法和　　　　　　　　法等。
2.細胞融合技術突破了有性雜交的局限，使　　　　雜交成為可能。
3.制備單克隆抗體需要的技術手段：動物細胞融合和動物細胞培養。制備單克隆抗體的原理：　　　　　　　　和細胞增殖。
4.一種B淋巴細胞只能分泌一種抗體，B淋巴細胞在體外　　　　（填“能”或“不能”）無限增殖；骨髓瘤細胞能　　　　　　；B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合得到的　　　　細胞，既能迅速大量增殖，又能產生專一的抗體。
5.單克隆抗體的制備過程：
6.單克隆抗體的優點：__________________________________________________
____________________________________________________________________
7.制備單克隆抗體過程中，若僅考慮細胞的兩兩融合，B淋巴細胞和骨髓瘤細胞經細胞融合后產生的細胞有　　　　　　　　　　　　　　　　3種類型，出現不同種類型是因為　　　　　　　　。
8.雜交瘤細胞的特點是_____________________________________________
________________________________________________________________。
9.體細胞核移植過程
10.核移植技術中必須先去掉受體卵母細胞的細胞核的原因是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
第3節　胚胎工程
一、胚胎工程的理論基礎
1.胚胎工程是指對生殖細胞、受精卵或早期胚胎細胞進行多種顯微操作和處理，然后將獲得的胚胎移植到雌性動物體內生產后代，以滿足人類的各種需求。胚胎工程技術包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等。（P56）
2.在自然條件下，哺乳動物的受精在輸卵管內完成。（P56）
3.掌握哺乳動物受精的過程（下圖）（P57）
4.在精子觸及卵細胞膜的瞬間，卵細胞膜外的透明帶會迅速發生生理反應，阻止后來的精子進入透明帶。然后，精子入卵。精子入卵后，卵細胞膜也會立即發生生理反應，拒絕其他精子再進入卵內。（P57）
5.精子入卵后，尾部脫離，原有的核膜破裂并形成一個新的核膜，最后形成一個比原來精子的核還大的核，叫作雄原核。與此同時，精子入卵后被激活的卵子完成減數分裂Ⅱ，排出第二極體后，形成雌原核。（P57）
6.多數哺乳動物的第一極體不進行減數分裂Ⅱ，因而不會形成兩個第二極體。在實際胚胎工程操作中，常以觀察到兩個極體或者雌、雄原核作為受精的標志。（P58“相關信息”）
7.聚集在胚胎一端的細胞形成內細胞團，將來發育成胎兒的各種組織；而沿透明帶內壁擴展和排列的細胞，稱為滋養層細胞，它們將來發育成胎膜和胎盤。（P58）
二、胚胎工程技術及其應用
1.哺乳動物的體外受精技術主要包括卵母細胞的采集、精子的獲能和受精等步驟。（P60）
2.采集到的卵母細胞和精子，要分別對它們進行成熟培養和獲能處理，然后才能用于體外受精。（P60）
3.胚胎移植是指將通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態相同的雌性動物體內，使之繼續發育為新個體的技術。其中提供胚胎的個體稱為“供體”，接受胚胎的個體叫“受體”。通過任何一項技術（如轉基因、核移植和體外受精等）獲得的胚胎，都必須移植給受體才能獲得后代。（P61）
4.以牛的胚胎移植為例，胚胎移植主要包括供體、受體的選擇和處理，配種或人工授精，胚胎的收集、檢查、培養或保存，胚胎的移植，以及移植后的檢查等步驟（下圖）。（P61）
5.胚胎移植實質上是早期胚胎在相同生理環境條件下空間位置的轉移。（P62“思考·討論”）
6.進行胚胎移植的優勢是可以充分發揮雌性優良個體的繁殖潛力。（62）
7.超數排卵是指應用外源促性腺激素，誘發卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。（P62“相關信息”）
8.胚胎分割所需要的主要儀器設備為體視顯微鏡和顯微操作儀。在進行胚胎分割時，應選擇發育良好、形態正常的桑葚胚或囊胚，將它移入盛有操作液的培養皿中，然后在顯微鏡下用分割針或分割刀分割。在分割囊胚階段的胚胎時，要注意將內細胞團均等分割。（P62）
9.牛胚胎性別鑒定和分割示意圖。（P63）
默寫知識點：
1.胚胎工程：指對　　　　　　、受精卵或早期胚胎細胞進行多種顯微操作和處理，然后將獲得的胚胎移植到雌性動物體內生產后代，以滿足人類的各種需求。胚胎工程技術包括　　　　　　、胚胎移植和　　　　　　等。
2.受精是精子與卵子結合形成合子（即受精卵）的過程，包括受精前的準備階段和受精階段。在自然條件下，哺乳動物的受精在　　　　內完成。
3.受精過程：
4.胚胎早期發育的過程
受精卵形成后即在輸卵管內進行_________________________________________
____________________________________________________________________，開始發育。
根據胚胎形態的變化可將早期發育的胚胎分為幾個階段。
5.哺乳動物的體外受精技術主要包括卵母細胞的采集、　　　　　　　　和受精等步驟。
6.胚胎移植指將通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到　　　　的、　　　　　　　　相同的雌性動物體內，使之繼續發育為新個體的技術。
7.胚胎移植的過程（以牛的胚胎移植為例）
8.超數排卵是指應用外源　　　　　　　　，誘發卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。
9.胚胎移植實質上是__________________________________________________
____________________________________________________________________。
10.進行胚胎移植的優勢是______________________________________________
_____________________________________________________________________。
11.在分割囊胚階段的胚胎時，要注意將　　　　均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發育。
12.胚胎分割所需要的主要儀器設備為　　　　　　　　和顯微操作儀。
13.胚胎分割的操作程序：
①選擇發育良好、形態正常的　　　　　　或　　　　，移入盛有　　　　的培養皿中。
②對于不同　　　　的胚胎，分割的具體操作不完全相同。分割后的胚胎可以　　　　給受體，或經　　　　后，再移植給受體。
③還可用分割針取出　　　　，做DNA分析鑒定性別。
第2章　細胞工程（參考答案）
1.細胞器、細胞或組織　2.離體　3.完整生物　各種細胞
4.激素　5.原代　傳代　6.選擇性地表達　7.纖維素　果膠
8.電融合法　離心法　聚乙二醇(PEG)　9.無菌、無毒　代謝物
10.維持培養液的pH　95%空氣和5%CO2
1.PEG融合　滅活病毒誘導　2.遠緣　3.細胞膜的流動性
4.不能　無限增殖　雜交瘤　5.雜交瘤細胞　能產生所需抗體
6.能準確地識別抗原的細微差異，與特定抗原發生特異性結合，并且可以大量制備　7.B細胞自身融合、骨髓瘤細胞自身融合、雜交瘤細胞　細胞融合是隨機的　8.既能迅速大量增殖，又能產生專一的抗體　9.MⅡ　顯微操作　電融合　重構胚　重構胚　完成細胞分裂和發育進程　基本相同　10.保證核移植動物的核遺傳物質全部來自供體細胞
生殖細胞　體外受精　胚胎分割　2.輸卵管　3.獲能　MⅡ期　卵細胞膜　雌、雄原核　4.有絲分裂　透明帶　有機物　胎膜和胎盤　胎兒的各種組織　透明帶　5.精子的獲能　6.同種　生理狀態　7.健康的體質　同期發情　超數排卵　人工授精　妊娠　8.促性腺激素　9.早期胚胎在相同生理環境條件下空間位置的轉移　10.可以充分發揮雌性優良個體的繁殖潛力　11.內細胞團　12.體視顯微境　
13.①桑葚胚　囊胚　操作液　②發育階段　直接移植　體外培養　③滋養層

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