发布时间 : 星期一 文章2013选修3《现代生物科技专题》 知识梳理 更新版 - 图文更新完毕开始阅读78fc536e27d3240c8447ef90
（2）植物细胞>动物细胞
（3）分化程度低的细胞>分化程度高的细胞 4、实现全能性的条件 （1）离体状态。
（2）环境条件条件适宜（如营养物质、激素、温度等）。 5、体细胞未表现出全能性的原因
基因的表达具有选择性。即未离体细胞只能在机体的调控下定向分化，不能表达其全能性。 6、植物细胞的全能性是植物细胞工程的理论基础。 【特别提示】
目前的实验证明，离体的植物体细胞的全能性得到了充分的体现（如植物组织培养），而离体的动物体细胞，其全能性受到限制，但其细胞核仍然保持全能性（如克隆技术培养动物个体），然而需要卵细胞质才能体现出来。 二、植物细胞工程 （一）植物组织培养
1、概念：是指依据细胞全能性的原理，在无菌条件下，分离植物的器官、组织、细胞或原生质体（称为外植体），并在培养基上培养，在适宜的条件下使其长成部分或完整植株的技术。 2、理论基础：植物细胞的全能性。 3、过程：
离体的器官、脱分化
组织、细胞 附：相关概念 ? ? ?
再分化
愈伤
（分化培养基） 组织
胚状体→试管苗→植物体
愈伤组织：是一团没有特定结构和功能并处于旺盛分裂状态的薄壁细胞。 脱分化：由已分化的植物细胞形成愈伤组织的过程。
再分化：愈伤组织生长一段时间后再移植到新的培养基（人教版：分化培养基）上继续培
养，重新诱导分化形成根、芽等器官的过程。
4、条件：首先用消毒剂除去外植体表面的微生物，在无菌条件下将其放到适宜的培养基上。培养基一般有五类成分： （1）水
（2）无机营养：包括大量元素和微量元素。 （3）有机营养：主要有糖、维生素、氨基酸。
（4）生长物质：指植物激素，常用的有生长素和细胞分裂素，离体培养物的根芽分化取决于激素间的比例。此外，赤霉素对刺激细胞的伸长也有一定的作用。
（5）天然附加物：如椰子乳、酵母提取物等。 5、应用
（1）微型繁殖：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。
（2）作物脱毒：植物分生区附近，如茎尖、根尖，很少被病毒感染，甚至无病毒，因而被用来培育无病毒植株。 （3）制备人工种子
①概念：是指在植物组织培养中得到的体细胞胚状体、不定芽、腋芽等，包埋在含有营养物质和保护物质的包被（人工种皮）中，在适宜条件下能够发芽出苗的颗粒体。 ②优点： ? ? ?
不受环境因素的制约，一年四季都可以进行工厂化生产； 繁殖速度快，可在短时间内提供大量种苗； 有利于保存该种系的优良性状。
（4）作物新品种培育 单倍体育种 突变体利用 （5）细胞产物工业化生产
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(1)细胞产物的种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
(2)成功的实例：人参、三七、紫草和银杏的细胞产物都已实现了工厂化生产。
注意：1.利用植物组织培养生产细胞产物时，有时只需将外植体培养到愈伤组织，从愈伤组织中获取产物。
2.人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供。
6、细胞工程育种之一——植物组织培养育种
方法：离体的植物器官、组织或细胞→愈伤组织→根、芽等器官→植物体 原理：植物细胞的全能性
优点：快速繁殖、培育无病毒植株等 缺点：技术要求高、培养条件严格 实例：制备人工种子 （二）植物体细胞杂交
1、概念：就是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、理论基础：植物细胞的全能性、细胞膜的流动性。 3、过程
附：
（1） 原生质体：是指去除植物细胞壁后获得的裸露的植物细胞结构等。 （2） 原生质体融合完成的标志： 再生出细胞壁_ （2）诱导植物细胞融合的方法：
物理法：离心、振动、电激等。
化学法：一般用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。 4、意义：克服远源杂交不亲和的障碍。 5、细胞工程育种之二——植物体细胞杂交育种
方法：去掉细胞壁→诱导原生质体融合→组织培养 →植物体
原理：植物细胞的全能性 （变异原理：染色体变异；融合原理：细胞膜具有一定的流动性） 优点：克服远源杂交不亲和的障碍，培育出作物新品种。 缺点：技术复杂，不能按人们的需要表现出亲代的优良性状。 实例：番茄—马铃薯的培育
2.3 动物细胞的培养与体细胞克隆
一、动物细胞培养
1、概念：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，让这些细胞生长和增殖。这项技术是动物细胞工程的基础。
用于培养的动物细胞和组织大多取自动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织。 2、过程：见下图
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相关概念 ? ?
细胞贴壁：培养时悬液中分散的细胞很快就会贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。
接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。 ? ?
原代培养：是指从供体获取组织或细胞后的初次培养。
传代培养：将原代培养的细胞分离稀释后转入新的培养瓶中继续培养。（一般情况下，传代培养10-50次后，细胞增殖会明显放缓，甚至完全停止，但有少部分细胞克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，这些细胞已经发生了突变，正在朝着等同于癌细胞的方向发展。）
3、条件：
（1）无菌、无毒的环境
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培养液和培养用具进行无菌处理 培养液中添加一定量的抗生素 定期更换培养液
葡萄糖、氨基酸、维生素、无机盐、微量元素、促生长因子等。 合成培养基中还需加入动物血清、血浆等
温度：细胞体外培养的温度一般与动物的体温相近，哺乳动物多以36.5±0.5℃为宜。 PH：多数细胞最适PH为7.2-7.4。
（2）营养
（3）温度和PH
（4）气体环境
? 细胞培养所需气体主要是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，通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于95%空气加5% CO2的混合气体的培养箱 中进行培养。
附：培养基的的种类（按来源分）
天然培养基：主要取自动物血清、动物组织提取液和鸡胚汁等，具有营养价值高、成分复杂的特点。 合成培养基：是人工配制的，具有成分明确、便于控制实验条件的特点。 4、应用：
（1）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，都可以借助动物细胞的大规模培养来生产。 （2）作为基因工程的受体细胞。
（3）用于检测有毒物质，判断某种物质的毒性。 （4）用于医学研究
二、细胞核移植和动物体细胞克隆
（一）细胞核移植：是一种利用显微操作技术将某种动物细胞的细胞核移入同种或异种动物的去除细胞核的成熟卵细胞内
的技术。
注： 核移植过程中供体理论上是提供细胞核，但操作过程中可以把整个体细胞注入去核的卵母细胞中去，原因是体细胞
体积相对较小，取核难度较大，另外细胞膜对核融合的障碍性较小。
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（二）动物体细胞克隆
1、概念：将供体体细胞的细胞核与受体去核卵细胞的细胞质进行人工组合，借助于卵细胞的发育能力，经过培养发育成胚
胎，进而形成个体的技术。（关键：细胞核移植）
（克隆：是指遗传上完全相同的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体的无性繁殖群体。） 2、过程：（克隆羊“多利”的产生过程）
3、应用前景
（1）在畜牧生产中，可以加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育； （2）在保护濒危物种方面，可以增加这些动物的存活数量； （3）在医疗卫生领域：
? 转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白；
? 在治疗人类疾病时，转基因克隆动物细胞、组织和器官可以作为异体移植的供体；
? 人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，形成相应的组织、器官后可以用于组织、器官的移植。
（4）研究克隆动物和克隆细胞可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；
（5）用克隆动物做疾病模型，能使人们更好的追中踪研究疾病的发展过程和治疗疾病。 4、细胞工程育种之三——动物细胞核移植育种
方法：细胞核移植→重组细胞→培养成早期胚胎→胚胎移植 原理：动物细胞核的全能性
优点：快速繁殖优良品种，保存濒危物种，有选择地繁殖某性别的动物。 缺点：导致生物品系减少，个体生存能力下降。 实例：“多利”羊等克隆动物的培育 附：现代生物技术育种小结
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