笔记&必记 第2章 细胞工程-【志鸿优化训练】2022-2023学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程(人教版2019)

第2章细胞工程 第2章 细胞工程 第1节 植物细胞工程 一、植物细胞工程的基本技术 1.植物组织培养 (1)概念：是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条 件，诱导其形成完整植株的技术。 (2)原理：植物细胞的全能性，即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。 (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。 (4)过程： 接种外植体分化形成愈伤组织群分化，幼根和芽分裂和分化，完整植株 【特别提醒】细胞分裂素与生长素对细胞分化的影响 生长素/细胞 使用顺序 结果 结果 分裂素比值 先生长素，后细胞分裂素有利于分裂但不分化 比值大于1 促根分化，抑芽形成 先细胞分裂素，后生长素 细胞既分裂也分化 比值小于1 促芽分化，抑根形成 同时使用 分化频率提高 比值为1 促进愈伤组织生长 2.植物体细胞杂交技术 (1)概念：是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新 植物体的技术。 (2)原理：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。 (3)人工诱导的方法： ①物理法：电融合法、离心法等。 ②化学法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca+一高pH融合法等。 ③融合成功的标志：杂种细胞再生出细胞壁。 (5)意义：在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。 二、植物细胞工程的应用 1.植物繁殖的新途径 (1)快速繁殖（微型繁殖） ①概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。 ②特点保持优良品种的遗传特性 (高效快速地实现种苗的大量繁殖 (2)作物脱毒：选取作物无毒组织（如茎尖）进行组织培养，获得脱毒苗。 2.作物新品种的培育 (1)单倍体育种 用植物的花药进行离体培养形成单倍体植株，再经人工诱导染色体加倍，培育出遗传性状相对稳 定的纯合二倍体植株。 (2)突变体的利用 利用组织培养过程中出现的对人们有用的突变体，培育新的品种。 3.细胞产物的工厂化生产 利用植物组织培养来获得植物次生代谢物。 生物学 ☑笔记&必记 第2节动物细胞工程 一、动物细胞培养 1.动物细胞培养的概念 是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生 长和增殖的技术。 2.动物细胞培养的条件 (1)无菌、无毒的环境一对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作。 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，以便清 除代谢物，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。 (2)营养一合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清等 天然成分。 (3)温度、pH和渗透压—适宜温度：哺乳动物多是36.5℃±0.5℃；pH:7.2~7.4。 (4)气体环境一95%空气十5%CO2,其中O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养 液的pH。 3.动物细胞培养的过程 加培 接触 动物胚胎剪碎单个养液细胞贴壁抑制分瓶，0代少数50代少数不死 物组织块胰蛋细胞一悬液→生长·培养→细胞 或幼龄动 细胞细胞 白酶 原代培养 传代培养 4.干细胞培养及其应用 (1)干细胞的种类 ①胚胎干细胞：简称ES细胞，存在于早期胚胎中，具有分化为成年动物体内任何一种类型的细 胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。 ②成体干细胞：是成体组织或器官内的干细胞，包括造血干细胞、神经干细胞和精原干细胞等。一 般认为，成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。 (2)干细胞的应用 ①造血干细胞用于恢复病人的造血和免疫功能；②神经干细胞在治疗神经组织损伤和神经系统退 行疾病方面有重要的应用价值。 【特别提醒】科学家普遍认为诱导多能千细胞(PS)的应用前景优于胚胎千细胞。 二、动物细胞融合技术与单克隆抗体 1.动物细胞融合技术 (1)概念：使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。 (2)原理：细胞膜的流动性。 (3)诱导动物细胞融合的方法：PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法。 (4)意义：细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。 (5)用途：制备单克隆抗体等。 6 ·生物学 第2章细胞工程 2.植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较 项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 细胞融 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 细胞膜的流动性 合原理 细胞融 用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后诱导原 用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散后，诱导细胞融合 合方法 生质体融合 诱导 离心、电刺激、振动、显微操作、聚乙二醇等 与植物体细胞杂交相比，还可用灭活的病毒诱导 手段 诱导 结