第2章 细胞工程（复习课件）-2023-2024学年高二生物下学期期末复习大礼包（讲+背+练）

第2章 细胞工程 植物细胞工程 新课程标准内容 植物细胞工程包括组织培养和体细胞杂交等技术 1.阐明植物组织培养是在一定条件下，将离体植物器官、组织和细胞在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织，并重新分化，最终形成完整植株的过程 2.概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成杂合细胞，继而培育成新植物体的技术 3.举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率__ 核心素养 生命观念：结合植物组织培养技术的应用，形成生物的结构决定功能的观念。 科学思维：比较植物体细胞杂交与植物组织培养技术的异同。 科学探究：针对人类生产或生活的某一需求，运用细胞工程知识进行简单的设计和制作。 社会责任：分析植物细胞工程在生产、生活中的应用，关注科技和社会的发展。 核心知识.答题必备 1.（P34）细胞的全能性：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。 2.（P35）植物组织培养概念：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。植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性,主要过程包括脱分化和再分化。 3.（P35）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激素;它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。 4.植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染,所有实验用具要严格灭菌,接种过程进行严格的无菌操作。 5.（P38）植物体细胞杂交的概念：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。植物细胞融合依据的生物学原理是细胞膜的流动性,融合成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁。 6.（P39）植物组织培养技术可用于对优良品种进行快速繁殖,这种技术也称为微型繁殖技术。 7.（P40）植物分生区附近的病毒极少,所以培育脱毒作物常选用分生区附近的组织作为材料。 核心知识.答题必备 8.（P40）单倍体育种的原理是染色体变异,将花药离体培养得到单倍体幼苗,再用秋水仙素处理得到纯合体。单倍体育种可明显缩短育种年限（填优点）。 9.（P41）植物组织培养过程中,细胞处于分生状态,容易发生突变而形成突变体。 10.（P41）利用植物细胞培养技术可以获得产生某些次生代谢产物的细胞或细胞团,进而对某些化合物进行工厂化生产。 细胞的全能性 植物组织培养技术 快速繁殖 作物脱毒 植物体细胞杂交技术 单倍体育种 突变体利用 繁殖新途径 新品种培育 植物细胞工程 基本技术 应用 理论基础 考点一 植物细胞的理论基础 P34黑体 细胞的全能性 概念： 离体 标志？ 细胞具有全能性的原因(必修1)： 在生物体内全能性不能表达的原因: P34第1段最后一句 植物细胞全能性表达的条件： P116附录1 原因？ 营养： 激素： 条件： 影响细胞全能性大小的主要因素： 营养分类？蔗糖？ 关键激素？ P35探究.实践 无菌、适宜的温度、光照 考点一 植物细胞的理论基础 哺乳动物成熟的红细胞因失去了核遗传物质，所以不具备全能性 1.概念： 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。 2.物质基础： 一般来说，生物体的每个细胞中都含有发育成为完整个体所需的全部遗传信息。 3.生物体生长发育过程中并不是所有细胞都表现出全能性 （1）不体现全能性的实例： 芽原基只能发育为芽，叶原基只能发育为叶 （2）不体现全能性的原因： 基因在特定时间、空间条件下选择性表达 4. 全能性大小的比较： ①受精卵＞生殖细胞＞体细胞 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 通常情况下，随着细胞分化程度的不断提高，细胞的分裂能力和细胞的全能性逐渐降低。 体现全能性的标志 判断： (1)细胞表现全能性的标志是细胞经分裂和分化后，产生完整生物体或其他各种细胞( ) (2)科研人员运用神经干细胞进行脑内移植治疗缺血性脑卒中体现了细胞的全能性( ) (3)种子萌发成幼苗体现了细胞的全能性( ) √ × × 考点一 植物细胞的理论基础 考点二 植物组织培养技术 P35黑体 植物组织培养技术 所需条件？ 概念： 原理： 过程： 原理？ 1.该技术需要经历哪两个关键步骤？愈伤组织的特点是什么？ 2.为什么通常选择茎尖、幼叶等作为外植体？ 3.诱导愈伤组织生成及其生芽、生根的培养基的主要区别是？ 4.脱分化阶段是否需要光照？再分化阶段呢，为什么？ 5.接种外植体时需要注意什么？ P38图2-1 1.植物组织培养技术是指将 的植物器官、组织或细胞等，培养在添加了植物激素的 上，同时创设 等条件，诱导其 的技术。 2.植物组织培养利用的原理是 。 3.植物组织培养的生殖方式 ， 细胞分裂方式_________。 人工配制的培养基 离体 无菌、适宜的温度和PH 形成完整植株 植物细胞具有全能性 无性生殖 有丝分裂 [情境]菊花花卉用途多，市场需求大，要实现菊花的大量快速繁殖，可利用植物组织培养技术来实现。 考点二 植物组织培养技术 接种外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽 诱导生根 移栽成活 4.植物组织培养的流程 脱分化 再分化 脱分化： 已分化细胞，失去其特有结构和功能而转变成未分化的细胞的过程。 愈伤组织： 细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、不定形的薄壁组织团块。 再分化： 愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。 注意：过程中涉及的生命活动只有细胞增殖（有丝分裂），没有细胞分化。 该培养过程一般不需要光照 注意：过程中涉及的生命活动：既有细胞增殖（有丝分裂），又有细胞分化。 需要给予适当光照，诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用。 考点二 植物组织培养技术 避光 光照 5.操作实例——菊花的组织培养 70%酒精 30S 无菌水 2-3次 次氯酸钠溶液 30min 2-3次 无菌水洗 置于黑暗 有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。 置于光照 叶绿素的合成需要光照 固体基质型，含水量高、 蓄水性强、透性好，适合栽培 简记：“生根分芽中愈伤” 避免杂菌与培养物竞争营养，且有些杂菌会危害培养物的生长 考点二 植物组织培养技术 不能倒插 1.(2023届云浮期末)菊花组织培养的过程如图所示,正确的是( 　) A.①过程可以用高压蒸汽法对基段进行消毒处理 B.②过程将外植体的1/4~1/2插入诱导愈伤组织的培养基中 C.④过程应当给予光照,促进叶绿素的合成以便于进行光合作用 D.整个过程中细胞发生了基因突变和基因重组 C 考点三 植物体细胞杂交技术 植物体细胞杂交技术 原理： 课P38黑体 过程： 意义： 课P38图2-4 1.去除细胞壁的酶？去除细胞壁的产物？ 2.诱导细胞融合的方法？细胞融合成功的标志？ 3.体细胞杂交完成的标志？ 4.涉及的技术与原理？ 课P38最后一段最后1句 1.①代表什么过程？ 去细胞壁的方法？ 2.②代表什么过程？诱导融合的方法？ 3.③一定是杂种细胞吗？④和⑤代表什么过程？⑥⑦代表什么技术？原理？ 4.植物体细胞杂交完成的标志是什么？意义？ A细胞 B细胞 愈伤组织 ① ① ② ② ③ ④ ⑤ 去除 细胞壁 原生质体 正在融合的原生质体 再生出细胞壁 培育出杂种植株 脱分化 再分化 杂种细胞 植物细胞融合技术 去除 细胞壁 人工诱导原生质体融合 酶解法 ⑦ ⑥ 融合成功的标志 杂交完成的标志 植物组织培养技术 (原理：细胞的全能性) 原理：细胞膜的流动性 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种 考点三 植物体细胞杂交技术 1.植物体细胞杂交技术的两大过程及原理： ①植物细胞融合 ②植物组织培养 （原理：细胞膜的流动性） （原理：植物细胞的全能性） 2.关键环节和两个标志： ②植物细胞融合完成的标志： 植物体细胞杂交完成的标志： 再生出新的细胞壁 培育出杂种植株 3.意义： 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种 4.杂种植株的染色体变化属于哪种变异类型？ 染色体数目变异 原生质体间的融合 考点三 植物体细胞杂交技术 ①关键环节： 有关植物体细胞杂交的3个易错点 (1)误认为植物体细胞杂交的结果只是形成杂种细胞。植物体细胞杂交的结果最终要经过组织培养形成杂种植株。 (2)误认为植物体细胞杂交属于有性生殖。 植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，因此不属于有性生殖，应为无性生殖。 (3)误认为杂种植株的变异类型属于基因重组。 杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，属于异源多倍体，所以变异类型为染色体变异。　 植物组织培养 植物体细胞杂交技术 原理 过程 意义 联系 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 植物细胞的全能性 离体的植物器官、组织或细胞 愈伤组织 脱分化 再分化 根、芽或胚状体 植物体 生长发育 植物组织培养与植物体细胞杂交技术的比较 植物细胞A 植物细胞B 原生质体A 去壁 原生质体B 去壁 人工诱导 融合的原生质体AB 杂种细胞AB 愈伤组织 脱分化 再生细胞壁 杂种植株 再分化 保持优良性状,繁殖速度快、大规模生产提高经济效益 植物体细胞杂交技术应用了植物组织培养技术 克服不同种生物远缘杂交的障碍 (1)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。(　　) (2)棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞全能性。(　　) (3)在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂,可获得染色体加倍的细胞(　) (4)用纤维素酶和果胶酶水解法获得的植物原生质体失去了全能性(　　) (5)再生出细胞壁是植物体细胞原生质体融合成功的标志。(　 ) (6)同一株绿色开花植物不同部位的细胞经组织培养获得的植株基因都是相同的。(　　) (7)植物组织培养时常用MS培养基，其中添加的蔗糖既可以提供碳源，又可维持相对适中的渗透压(　　) × × × × √ √ √ 1.下图表示利用番茄和马铃薯得到“番茄—马铃薯”植株的过程。下列相关说法错误的是(　　) A.过程①所选用的酶为纤维素酶和果胶酶 B.过程③成功的标志是再生出新的细胞壁 C.过程⑤为再分化过程,该过程不需要更换培养基 D.过程②可以采用聚乙二醇融合法促进a、b的融合 C 考点四 植物细胞工程的应用 课P39第3段 植物繁殖新途径 方法技术？优点？ 快速(微型)繁殖 作物脱毒 单倍体育种 突变体利用 培育新品种 细胞产物的工厂化生产 选择顶端分生区(顶芽)脱毒的原因？ 方法技术？过程？优点？ 后代遗传性状是否都相同？ 处理部位？处理方法？ 次生代谢产物 植物细胞培养 概念： 课P40第1段第3句 课P40第3段第2句; 图2-7 课P41第2段 课P41第5段第1句 课P41第4段第1、2句 课P41第5段第2句 应用 1.(2023·山东卷)利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖,可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是(　) A.利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物 B.植物细胞体积小,故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产 C.次生代谢物是植物所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养 D.该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量 (1)葡萄的扦插、桃树的嫁接、石榴的压条繁殖方式都属于快速繁殖。 (　　) (2)突变体培育通常是对植物的愈伤组织进行诱变处理,而工厂化生产的细胞产物也来自愈伤组织细胞。(　　) × √ A 3.(2023·广东广州调研)紫草富含一种红色的次生代谢产物——紫草宁,具有抗菌、消炎的功效。科研人员利用紫草新生的营养芽进行培养获得愈伤组织,再使用液体培养基进行细胞悬浮培养,以获得更多的紫草宁。下列叙述正确的是(　　) A.对紫草新生的营养芽进行彻底灭菌后可作为外植体 B.愈伤组织是由不同结构和功能的一团薄壁细胞组成 C.为获得愈伤组织,培养时需要加入细胞融合诱导剂 D.在进行细胞悬浮培养的过程中,需要通入无菌空气 D 胚胎工程 新课程标准内容 1.阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的培养条件下让细胞生长和增殖的过程。动物细胞培养是动物细胞工程的基础。 2．阐明动物细胞核移植一般是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程。 3．阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。 4．概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。 5．简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。 核心素养 1.生命观念:应用结构与功能观理解动物细胞工程的原理和操作。 2.科学思维:构建各种动物细胞工程操作流程模型，分析操作注意事项。 3.社会责任:结合生产生活实践，分析动物细胞工程的应用，关注伦理与人体健康。 核心知识.答题必备 1.（P43）动物细胞培养概念：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.（P44）动物细胞培养的培养基一般为液体培养基,含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素等成分,还要加入血清等天然成分。 3.（P44）培养动物细胞的CO2培养箱中含有95%的空气和5%的CO2。 4.（P45）原代培养和传代培养均需用胰蛋白酶处理使组织和贴壁细胞分散成单个细胞。 5.（P44）培养的动物细胞有细胞贴壁和接触抑制现象。 6.（P46）干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞等。 7.（P46）体细胞经体外诱导能够形成类似胚胎干细胞的诱导多能干细胞。 8.（P48）动物细胞融合技术是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。 9.（P48）细胞融合常用的诱导方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。 10.（P48）动物细胞融合的主要应用是制备单克隆抗体。 11.（P48）杂交瘤细胞是由经免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合而成的，既能迅速大量增殖,又能产生抗体。 12.（P48-49）制备单克隆抗体过程中第一处筛选是为了获得杂交瘤细胞,第二处筛选是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞。 13.（P50）单克隆抗体主要的优点是特异性强、灵敏度高,并可大量制备。 14.（P50）单克隆抗体的主要用途有作为诊断试剂、运载药物和治疗疾病等。 15.（P52）体细胞核移植的过程是将体细胞的核移入一个去核的卵母细胞中,使之重组并发育为胚胎,然后进行胚胎移植,从而产生新个体。 16.（P52）核移植的种类可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。 17.动物细胞核移植利用的原理:动物细胞核的全能性、细胞膜的流动性。 18.（P52）通过细胞核移植产生的动物即克隆动物。 19.（P52）动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。 20.（P53）在体细胞核移植过程中,从卵巢中采集的卵母细胞,要在体外培养到MⅡ期。 核心知识.答题必备 动物细胞培养 动物细胞核移植 动物细胞融合 动物细胞工程技术包括： 是最基础的技术 动物细胞工程 从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适当的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。 2.原理： 3.培养对象： 细胞增殖（有丝分裂） 动物组织的选择幼龄动物或老龄动物 幼龄个体的细胞分化程度低、分裂能力强，易培养。 动物体 组 织 单个细胞 取出 分散 适宜条件 细胞生长 和增殖 1.概念： 4. 目的： 获得细胞或细胞产物；不能获得完整动物个体 考点一 动物细胞培养 将细胞所需的________按其_____和_________严格 配制而成的培养基。 营养物质 种类 所需量 使用合成培养基时，通常需加入____等一些天然成分 血清 (1)已知成分： (2)未知成分： 概念： 成分： 糖类、氨基酸、无机盐、维生素等 1.营养： 培养细胞动物时一般使用液体培养基，也称培养液 （一）动物细胞培养的条件 考点一 动物细胞培养 （一）动物细胞培养的条件 2.无菌无毒的环境 (1)对______和____________进行_____处理； (2)在________下进行操作； (3)还需要______________。 培养液 所有培养用具 灭菌 无菌环境 定期更换培养液 在细胞培养液中添加一定量的抗生素 以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害 如何防止培养过程中的微生物污染？ 定期更换培养液的目的是什么？ 考点一 动物细胞培养 （一）动物细胞培养的条件 4.气体环境 动物细胞培养所需气体主要有___和____ 用培养皿或松盖培养瓶, 在含有 ___和___ _的混合气体的__________ O2 CO2 细胞代谢所必需的 维持培养液的pH 95%空气 5%CO2 CO2培养箱 (1)组成 不同气体的作用是什么？ (2)培养仪器 （95%）O2: （5%）CO2： 动物细胞培养的基本操作过程？ 可以用胃蛋白酶处理吗？ 不可以，pH不适宜。 用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，去掉组织间蛋白，将组织分散成单个细胞 动物组织处理后的初次培养 当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖。 取动物组织 制成细胞悬液 放入CO2培养箱中培养 转入培养液进行原代培养 体外培养的动物细胞 悬浮生长类： 会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。 贴壁生长类： （大多数） 除受以上因素影响外，还会发生接触抑制现象。 （二）过程 一般取材于动物胚胎或幼龄动物的组织、器官，原因：细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养。 原因： a.从动物体取出的成块组织中，细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖； b.能使细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换。保证细胞所需的营养物质的供应及有害产物的及时排出。 考点一 动物细胞培养 分瓶后的细胞培养 取动物组织 制成细胞悬液 放入CO2培养箱中培养 转入培养液进行原代培养 放入CO2 培养箱中培养 传代培养 悬浮生长类：直接用离心法收集贴壁生长类：重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养。 （二）过程 考点一 动物细胞培养 动物组织块 分散成单个细胞 加培 养液 细胞悬液 原代培养 放入培养瓶在适宜条件 适宜条件分瓶培养 传代培养 思考1.什么样的动物材料更容易成功呢？原因？ 动物胚胎或幼龄动物的组织、器官 （细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养） （二）过程 考点一 动物细胞培养 机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理 思考2.用什么方法可以将动物组织块分散成单个细胞？ 思考3.常用胰蛋白酶分散细胞，这说明细胞间的物质主要是什么成分？用胃蛋白酶行吗？ 说明细胞间的物质主要是蛋白质。胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，胃蛋白酶就失去活性，多数动物细胞培养的适宜pH为7.2-7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性，所以用胃蛋白酶不行。 动物组织块 分散成单个细胞 加培 养液 细胞悬液 原代培养 放入培养瓶在适宜条件 适宜条件分瓶培养 传代培养 （二）过程 考点一 动物细胞培养 动物组织块 分散成单个细胞 加培 养液 细胞悬液 原代培养 放入培养瓶在适宜条件 适宜条件分瓶培养 传代培养 思考4.胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗，为什么？ 细胞膜的成分中含有蛋白质，而胰蛋白酶能够水解蛋白质，因此，胰蛋白酶会把细胞消化掉。因此，胰蛋白酶处理的时间不能太长。 思考5：体外培养动物细胞分为哪两类？ ①悬浮生长细胞：细胞能够悬浮在培养液中生长増殖 ②贴壁生长细胞 细胞需要贴附于某些基质（如培养瓶壁）表面才能增殖（主要类型） （二）过程 考点一 动物细胞培养 动物组织块 分散成单个细胞 加培 养液 细胞悬液 原代培养 放入培养瓶在适宜条件 适宜条件分瓶培养 传代培养 思考6：为什么要将动物组织块分散成单个细胞，制成细胞悬液？ a.从动物体取出的成块组织中，细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖； b.能使细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换。保证细胞所需的营养物质的供应及有害产物的及时排出。 ①细胞贴壁：某些细胞需要贴附于某些基质表面才能增殖，这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上。 ②接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞停止分裂增殖的现象。 思考：“细胞增殖到互相接触的时候，糖蛋白识别了这种信息，就会使细胞停止继续繁殖，出现接触抑制的现象”试结合上述解释，举例说明哪种细胞无接触抑制现象，并阐述原因。 癌细胞；癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少 肿瘤细胞失去接触抑制，条件适宜在培养液可以无限增殖下去。 考点一 动物细胞培养 （二）过程 考点一 动物细胞培养 动物组织块 分散成单个细胞 加培 养液 细胞悬液 原代培养 放入培养瓶在适宜条件 适宜条件分瓶培养 传代培养 ①原代培养 将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经过处理后的初次培养 ②传代培养 将分瓶后的细胞培养称为传代培养。 思考7.为什么要进行分瓶培养？ 悬浮生长 贴壁生长 (大多数） 细胞密度过大 有害代谢物积累 培养中营养物质缺乏 接触抑制 细胞分裂受阻 （二）过程 考点一 动物细胞培养 动物组织块 分散成单个细胞 加培 养液 细胞悬液 原代培养 放入培养瓶在适宜条件 适宜条件分瓶培养 传代培养 思考8:进行传代培养(分瓶培养)时，如何处理？ 离心法收集 胰蛋白酶处理 制成细胞悬液 分瓶培养 悬浮细胞 贴壁细胞 比较项目 植物组织培养 动物细胞培养 原理 培养基性质 培养基特有成分 培养过程 培养结果 培养目的 获得细胞 及代谢产物 细胞的全能性 动物细胞群 完整植株 快速繁殖培育无病毒植株等 葡萄糖、动物血清 蔗糖、植物激素 液体培养基 固体培养基 细胞增殖 动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同之处 脱分化、再分化 原代培养、传代培养 考点一 动物细胞培养 1.判断下列关于细胞培养说法的正误 (1)动物细胞培养时,需要对细胞进行一次脱分化处理和两次胰蛋白酶处理。(　 　) (2)恒温条件下进行动物细胞培养,细胞周期持续时间长短不随细胞培养进程而改变。(　 ) (3)为了防止培养过程中发生微生物污染,应将培养箱抽成真空以消毒、灭菌。(　 　) (4)在动物细胞的培养过程中,人工配制的培养液中无需加入血清和血浆等物质。(　 　) (5)动物细胞培养体现了动物细胞的全能性。(　 　) (6)从动物体取出相关组织,可以用胃蛋白酶将它分散成单个细胞。(　 　) (7)动物细胞在培养的过程中一些细胞会发生遗传物质的变化。(　 　) (8)动物细胞的培养所需气体主要有O2和CO2,其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。 (　 　) × × × × √ × × √ (2021·浙江1月选考)下图为动物成纤维细胞的培养过程示意图。下列叙述正确的是 (　 ) A．步骤①的操作不需要在无菌环境中进行 B．步骤②中用盐酸溶解细胞间物质使细胞分离 C．步骤③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶处理 D．步骤④培养过程中不会发生细胞转化 C　 在某些动物细胞培养的过程中，贴壁的细胞不一定都能增殖并形成克隆(单个细胞繁殖形成的细胞群体)，而形成克隆的细胞必为贴壁和有增殖活力的细胞，这一特点可用于测定动物细胞的增殖能力。大致流程如图，相关叙述正确的是(　　) A．出现接触抑制后，细胞停止增殖 B．克隆细胞与接种的细胞的遗传信息一定相同 C．需采用固体培养基培养才能形成细胞克隆 D．胰蛋白酶可使细胞分散成单层，利于计数 考点二 干细胞 (3)分布： (4)分类： 存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。 包括胚胎干细胞和成体干细胞等。 动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。 (2)特点： 体积较小，细胞核大，核仁明显。 (1)概念： 受精卵 原始胚胎干细胞 囊胚 胎儿 成人 胚胎干细胞 成体干细胞 早期胚胎中 具有分化为成年动物体内的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。 胚胎干细胞 分布 特点 应用实例 在体外分化成心肌细胞、 神经元细胞和造血干细胞等 必须从胚胎中获取 ，涉及伦理问题；因而限制了在医学上的应用。 局限性 1.胚胎干细胞(ES细胞) 考点二 干细胞 2.成体干细胞 成体组织或器官内 造血干细胞（骨髓、外周血和脐带血中） 神经干细胞（神经系统中） 精原干细胞（睾丸中） 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 成体干细胞 分布 举例 特点 应用实例 治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等） 治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病 造血干细胞→ 神经干细胞→ 治疗细胞损伤造成的疾病 考点二 干细胞 3.诱导多能干细胞（iPS细胞） ①诱导过程无须破坏胚胎； ②iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。 可治疗镰状细胞贫血症； 在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等的研究也取得新进展 因此，普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞 诱导小鼠成纤维细胞得到的类似胚胎干细胞的一种细胞 ①将特定基因或特定蛋白导入细胞 （成纤维细胞、已分化的T细胞、B细胞） 诱导多能干细胞 概念 制备方法 应用 优点 ②用小分子化合物诱导形成。 考点二 干细胞 1.判断下列关于干细胞培养及其应用说法的正误 (1)干细胞就是胚胎干细胞。(　 　) (2)造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力,可用于治疗白血病,自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应。(　 　) (3)胚胎干细胞在体外培养能增殖但是不能被诱导分化。(　 　) × √ × 2.科学家将4个关键基因移植入已分化的肌肉细胞中并表达,使这个细胞成为诱导多能干细胞(iPS细胞),下图为该实验示意图。下列有关叙述错误的是(　 　) A.应用该技术可缓解器官移植时器官供应不足的问题 B.iPS细胞所携带的遗传信息与肌肉细胞不同 C.关键基因表达使细胞功能趋向专门化,降低了细胞的分化程度 D.病人的iPS细胞分化而来的细胞移植回体内后,可以避免免疫排斥 C 植物体细胞杂交 动物细胞融合 原理 细胞融合前的处理方法 诱导细胞融合的方法 细胞融合成功的标志 主要用途 意义 细胞膜具有一定的流动性、植物细胞的全能性 细胞膜具有一定的流动性 用果胶酶和纤维素酶去除细胞壁 用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散成单个细胞 电融合法、离心法；聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法 PEG融合法、电融合法、灭活病毒（动物特有）诱导法 再生出细胞壁 细胞核的融合 获得完整的杂种植株 主要用于制造单克隆抗体 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种 突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能 考点三 动物细胞融合技术 1.动物细胞融合过程中既有细胞膜融合也有细胞核的融合。(　 　) 2.与植物原生质体融合相比,动物细胞融合特有的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒。 3.动物体细胞融合后的杂交细胞仍然是二倍体细胞。(　 　) 4.动物细胞融合是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。(　 　) 5.常用的诱导动物细胞融合的因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电激等。(　 　) 6.细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限,使动植物细胞杂交成为可能。(　 　) √ × × √ √ × 2.下列关于动物细胞融合的说法不正确的是(　 　) A.细胞融合前要用酶解法分散成单个细胞 B.细胞融合的原理是细胞膜的流动性 C.融合后得到的杂交细胞能表现出两个亲本细胞的特点 D.融合后得到的杂交细胞具有两个细胞核 D 电融合法、PEG融合法、灭活病毒诱导法等 BB 、B瘤 、瘤瘤 √ 第一次筛选 第1次筛选目的：选出杂交瘤细胞。 ？ ？ 考点四 单克隆抗体的制备及应用 第一次筛选 第二次筛选 第二次筛选目的：在杂交瘤细胞中筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。 利用抗原-抗体技术 考点四 单克隆抗体的制备及应用 诱导融合 注射特定蛋白免疫小鼠 培养小鼠 骨髓瘤细胞 B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 多种细胞 多种杂交瘤细胞 能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 选择培养基 克隆化培养 专一抗体检测 注射到小鼠 腹腔内增殖 体外培养 单克隆抗体 小结1 动物细胞融合 动物细胞培养 筛选一 筛选二 多次筛选 特异性强、灵敏度高、可大量制备 细胞增殖 细胞膜具有流动性 既能大量繁殖 又能产生专一抗体 考点四 单克隆抗体的制备及应用 利用抗原-抗体技术 考点四 单克隆抗体的制备及应用 （1）第一次筛选的目的： （2）如何筛选： （3）筛选原理： （4）杂交瘤细胞的特点： （5）第二次筛选的目的： （6）如何筛选： 筛选获得杂交瘤细胞 用特定的选择培养基进行筛选 在选择培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长 既能迅速大量繁殖，又能产生抗体 获得足够数量的能分泌所需抗体杂交瘤细胞 用96孔板培养，在每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞的情况下，进行克隆化培养和抗体检测（进行多次筛选） （7）选择抗体检测呈___性的杂交瘤细胞，即_______________________ （8）抗体检测原理__________________________________ 阳 分泌的抗体能与特定的抗原结合 抗原和抗体能够特异性结合(分子水平的鉴定） （9）如何获取大量所需杂交瘤细胞 （10）如何获取单克隆抗体 ①体外培养____________________________ ②小鼠腹腔内培养____________________________ （11）单克隆抗体的优点： (12)单克隆抗体的应用: 在体外条件下大规模培养（接种于培养液中）或注射到小鼠腹腔内增殖 从细胞培养液中获取 从小鼠腹水中获取 能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备 考点四 单克隆抗体的制备及应用 （1）广泛用作诊断试剂 利用同位素或荧光标记的单克隆抗体在特定组织中成像的技术，可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。 (12)单克隆抗体的应用 考点四 单克隆抗体的制备及应用 （1）广泛用作诊断试剂 乙肝测定试剂 （2）运载药物： 如抗体-药物偶联物（ADC）。 生物导弹=单克隆抗体+药物，治疗肿瘤 (单抗导向，药物为弹头) 优点：位置准确、疗效高、副作用小 （3）直接用于治疗疾病。 实例：利妥昔单抗(美罗华)是一种针对CD20抗原的人鼠嵌合型单克隆抗体，是第一个被FDA批准用于临床治疗的单抗。进入人体后能通过介导抗体依赖的细胞毒性作用、补体依赖的细胞毒性作用和抗体与CD20分子结合引起的直接效应，抑制细胞生长，改变细胞周期以及凋亡等方式杀死淋巴瘤细胞。 在医学领域，单克隆抗体药物占有非常重要的地位。 在医学领域，单克隆抗体药物占有非常重要的地。 考点四 单克隆抗体的制备及应用 资料使用高效的细胞毒素类药物进行化疗可以有效杀伤肿瘤细胞。 问题：但细胞毒素没有特异性，在杀伤肿瘤细胞的同时还会对健康细胞造成伤害 解决方法：抗体一药物偶联物（ADC）通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。 抗体 药物 接头 细胞凋亡 抗体 药物 接头 ADC被细胞吞噬 释放药物 溶酶体裂解 细胞凋亡 单克隆抗体+接头+药物（如细胞毒素）=ADC 考点四 单克隆抗体的制备及应用 用于疾病的治疗和运载药物 (主要用于癌症的治疗) 生物导弹——单克隆抗体＋抗癌药物(放射性同位素/细胞毒素） 单克隆抗体： (1).特异性强、灵敏度高 生物导弹 单抗 抗癌药物 原理： 组成： (2).疗效高、毒副作用小 ：不损伤正常细胞 ，减少剂量 导向作用，将药物定向带到癌细胞所在位置 抗癌药物： 杀死癌细胞 考点四 单克隆抗体的制备及应用 1.制备单克隆抗体所用的B淋巴细胞是经过免疫的B淋巴细胞。(　 　) 2.单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合。(　 　) 3.单克隆抗体制备过程中的两处筛选目的相同。(　 　) 3.杂交瘤细胞的培养可以采取体内培养和体外培养两种方式。(　 　) 5.单克隆抗体制备过程中,需要进行多次细胞培养,如骨髓瘤细胞的培养、不同杂交细胞的培养、杂交瘤细胞的培养等。(　 　) √ √ × √ √ 2.如图为杂交瘤细胞制备示意图。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT-),在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA,无法生长。下列叙述不正确的是(　 　) B A.可用灭活病毒诱导细胞融合 B.两两融合的细胞都能在HAT培养基中生长 C.杂交瘤细胞需进一步筛选才能用于生产 D.细胞膜的流动性是细胞融合的基础 考点五 动物体细胞核移植技术 1.概念： 将动物一个细胞的细胞核，移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。 用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。 2.原理： 动物细胞核的全能性 4.种类： 胚胎细胞核移植： 体细胞核移植： 细胞分化程度低，表现全能性容易 细胞分化程度高，表现全能性十分困难 3.生殖方式： 无性生殖 因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植 受体细胞：MⅡ中期的卵母细胞 从屠宰场收集牛卵巢，采集卵母细胞(研究人员正在使用设备从牛的卵巢采集卵母细胞)，在体外培养到MⅡ期 高产奶牛(供体) 从供体高产奶牛身体的某一部位(如耳)上取体细胞，进行细胞培养 通过显微操作去核 将供体细胞注射入去核的卵母细胞 通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚胎 将胚胎移入受体(代孕)母牛体内 出生与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 考点五 动物体细胞核移植过程——以体细胞克隆牛为例 考点五 动物体细胞核移植过程——以体细胞克隆牛为例 从屠宰场收集牛卵巢，采集卵母细胞(研究人员正在使用设备从牛的卵巢采集卵母细胞)，在体外培养到MⅡ期 高产奶牛(供体) 从供体高产奶牛身体的某一部位(如耳)上取体细胞，进行细胞培养 通过显微操作去核 将供体细胞注射入去核的卵母细胞 通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚胎 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 克隆动物 考点五 动物体细胞核移植过程——以体细胞克隆牛为例 通过显微操作去核 将供体细胞注射入去核的卵母细胞 *去核时，由于MⅡ期卵母细胞核的位置靠近第一极体，用微型吸管一般一并吸出第一极体 *直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内 早期胚胎培养 动物细胞培养 胚胎移植 动物细胞融合 重构胚 早期胚胎 通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞 用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程 将胚胎移入受体（代孕）母牛体内 采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 去核的卵母细胞 供体细胞培养 将供体细胞注入去核的卵母细胞 通过显微操作去核 高产奶牛（供体） 从供体身体的某一部位（如耳）上取体细胞 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 动物细胞核移植 1.该过程中应用到的技术？ 考点五 动物体细胞核移植过程 ——以体细胞克隆牛为例 动物细胞培养 动物细胞核移植 动物细胞融合 早期胚胎培养 胚胎移植 2.采集的卵母细胞应培养至______________________ 3.“去核”去的是什么？去核的原因？ MⅡ期（减数分裂Ⅱ中期） 去除的为纺锤体-染色体复合物 保证克隆动物的遗传物质最大限度来自优良供体。 早期胚胎培养 动物细胞培养 胚胎移植 动物细胞融合 重构胚 早期胚胎 通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞 用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程 将胚胎移入受体（代孕）母牛体内 采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 去核的卵母细胞 供体细胞培养 将供体细胞注入去核的卵母细胞 通过显微操作去核 高产奶牛（供体） 从供体身体的某一部位（如耳）上取体细胞 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 动物细胞核移植 考点五 动物体细胞核移植过程 ——以体细胞克隆牛为例 4.选择MⅡ期卵母细胞的原因: 5.卵母细胞去核的方法？ 显微操作（去核）法 ①卵母细胞的细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质。 ②卵母细胞体积大，便于操作。 ③卵母细胞内卵黄多，营养物 质丰富 使DNA变性失活，达到去核的目的。没有刺破卵母细胞膜对卵母细胞伤害小。 梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理 早期胚胎培养 动物细胞培养 胚胎移植 动物细胞融合 重构胚 早期胚胎 通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞 用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程 将胚胎移入受体（代孕）母牛体内 采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 去核的卵母细胞 供体细胞培养 将供体细胞注入去核的卵母细胞 通过显微操作去核 高产奶牛（供体） 从供体身体的某一部位（如耳）上取体细胞 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 动物细胞核移植 考点五 动物体细胞核移植过程 ——以体细胞克隆牛为例 6.供体细胞注入卵母细胞的优点： 7.诱导融合的方法： 8.融合的结果： 9.重构胚概念： 电融合法 供体核进入卵母细胞，形成重构胚 人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力 对卵母细胞损伤较小 保证供体细胞的细胞核不被破坏，操作方便。 早期胚胎培养 动物细胞培养 胚胎移植 动物细胞融合 重构胚 早期胚胎 通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞 用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程 将胚胎移入受体（代孕）母牛体内 采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 去核的卵母细胞 供体细胞培养 将供体细胞注入去核的卵母细胞 通过显微操作去核 高产奶牛（供体） 从供体身体的某一部位（如耳）上取体细胞 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 动物细胞核移植 考点五 动物体细胞核移植过程 ——以体细胞克隆牛为例 11.激活重构胚的方法 ①物理方法 ②化学方法 12.以上方法处理重构胚的目的 13.该技术证明 电刺激 Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂 激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程 证明了动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性 早期胚胎培养 动物细胞培养 胚胎移植 动物细胞融合 重构胚 早期胚胎 通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞 用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程 将胚胎移入受体（代孕）母牛体内 采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 去核的卵母细胞 供体细胞培养 将供体细胞注入去核的卵母细胞 通过显微操作去核 高产奶牛（供体） 从供体身体的某一部位（如耳）上取体细胞 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 动物细胞核移植 考点五 动物体细胞核移植过程 ——以体细胞克隆牛为例 14.从遗传物质的角度来分析，克隆动物是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？ ①克隆动物的细胞质遗传物质来自受体卵母细胞的细胞质。 ②生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境等因素的影响。 考点五 动物体细胞核移植过程——以体细胞克隆牛为例 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 前景 畜牧业 加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育 保护濒危物种 医药卫生 ①作为生物反应器生产医用蛋白； ②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可用于异种移植； ③人核移植胚胎干细胞，经过诱导分化形成相应的细胞组织或器官，可用于器官移植 问题 成功率非常低 克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷 1.动物细胞核移植的原理是动物细胞核的全能性。(　 　) 2.哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和生殖细胞核移植。(　 　) 3.胚胎细胞核移植后代与细胞核供体表型完全一致。(　 　) 4.胚胎细胞核移植难度大,体细胞核移植成功率高。(　 　) 5.转基因克隆动物可以作为器官移植的供体,减少免疫排斥反应。(　 　) 6.克隆植物和克隆动物都只具备一个亲本的遗传特性。(　 　) 7.克隆非人灵长类动物难度较小,成功率相对较高。(　 　) 8.细胞核移植后使细胞融合的方法最常用的是PEG融合法。(　 　) 9.克隆动物可以作为对某些特定疾病研究的模型。(　 　) 10.克隆技术可以用于增加濒危动物数量。(　 　) √ × × × √ × √ √ × × 1.下图为克隆羊“多莉”的培育过程示意图。下列各项有关表述不正确的是(　 　) A.由于细胞核基因完全来自甲羊,所以克隆羊“多莉”的性状与甲羊完全一致 B.克隆羊“多莉”的培育过程中采用的生物技术有动物细胞核移植技术 C.乙羊的去核卵母细胞为重组细胞基因表达提供了细胞内的环境条件 D.此过程说明高度分化的动物细胞的细胞核也具有全能性 A 2.下列叙述中,不属于动物体细胞核移植技术的应用前景的是(　 　) A.加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育 B.转基因动物作为生物反应器,生产许多珍贵的医用蛋白 C.可以用于检测有毒物质,判断某种物质的毒性 D.利用自身细胞核移植培育相应的组织器官 C 动物细胞工程 新课程标准内容 对动物早期胚胎或配子进行显微操作和处理以获得目标个体 1. 简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程 2.简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术 _____________________________________ 核心素养 生命观念：通过理解精子获能和卵子准备的基本过程以及动物自然受精和早期胚胎发育规律，建立物质与能量观；综合运用科学、技术、工程等知识和技能，设计胚胎工程方案，建立稳态与平衡观。 科学思维：运用模型与建模的思维方法，构建胚胎移植和试管动物的基本操作流程模型。 科学探究：探讨胚胎工程在农牧业生产中的应用。 社会责任：对胚胎工程与胚胎分割等有关议题进行科学分析和判断。 核心知识.答题必备 1.（P54）胚胎工程概念：对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。 2.（P53-54）在自然条件下,哺乳动物的受精过程在输卵管内完成。精子获能后才有受精能力;卵子发育到MⅡ期,才具备与精子受精的能力。 3.（P57）防止多精入卵的两道屏障:透明带反应、卵细胞膜反应。 4.（P57）雌、雄原核充分发育后,相向移动,相互融合形成受精卵。 5.（P57）囊胚细胞分化形成内细胞团和滋养层。内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘。 6.（P60）体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。 7.（P60）采集到的卵母细胞和精子,要分别在体外进行成熟培养和获能处理,然后才能用于体外受精。 8.（P61）胚胎移植指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。 9.（P62）胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 10.（P62）胚胎只有移植到同种且生理状态相同的雌性动物体内才能成功。 11.（P61）胚胎移植前对供体超数排卵处理;对受体同期发情处理。 12.（P62）胚胎分割应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚,在分割囊胚阶段的胚胎时,要注意将内细胞团均等分割。 核心知识.答题必备 胚胎工程 胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。 ①操作对象： ②技术手段： ③理论基础： 生殖细胞、受精卵或早期胚胎 体外受精、早期胚胎培养、胚胎分割、胚胎移植等。 哺乳动物体内受精和早期胚胎发育的规律。 ④实质： 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 ⑤操作水平： 主要集中在细胞水平上 课P56 考点一 受精 （1）概念： （2）过程： 精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。 细胞膜的功能：进行细胞间信息交流 细胞膜具有：一定的流动性 受精前的准备阶段 受精阶段: 准备阶段Ⅰ:精子获能 准备阶段Ⅱ:卵子的准备 哺乳动物的输卵管内。 透明带 卵细胞膜 核 （纺锤体—染色体复合物） 第一极体 具备受精能力的卵子结构 考点一 受精 (2)受精过程 准备阶段 受精阶段 精子获能 卵子准备 自然：在雌性动物生殖道 发育到MⅡ中期才具备与精子受精的能力 体外：人工配置的获能液 有效成分：肝素、Ca2+载体 精子穿越卵细胞膜外的结构，精子接触卵细胞膜 透明带反应 卵细胞膜反应 形成雄原核、卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体，形成雌原核 精子入卵 雌、雄原核融合，形成合子，即受精卵 释放出多种酶 防止多精入卵的第一道屏障 防止多精入卵的第二道屏障 观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志。 受精完成的标志 考点一 受精 受精卵 桑葚胚 透明带破裂，胚胎从其中伸展出来→孵化。 ↓ 囊胚 2细胞→4细胞→8细胞 ↓ 胚胎发育的起点 卵裂期 细胞分裂方式为________ 细胞数目_________ 每个细胞体积_________ 胚胎总体积______或略有_____ 有机物总量_______,有机物种类_________ DNA总数目_____ 有丝分裂 增加 不增加 缩小 减小 减少 增加 增加 在透明带中 均有全能性 开始分化 透明带 内细胞团 囊胚腔 滋养层 将来发育成胎膜和胎盘 将来发育成胎儿的各种组织 原肠胚 全能性 外胚层 内胚层 中胚层 原肠胚 考点二 胚胎早期发育 6.精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是输卵管。(　 　) 7.判断卵子是否受精的重要标志是在透明带和卵细胞膜之间是否观察到两个极体。(　 ) 8.卵裂阶段的细胞分裂方式包括有丝分裂和减数分裂。(　 　) 9.卵裂阶段细胞中有机物、DNA的含量增多,细胞体积增大。(　 　) 10.胚胎发育过程中细胞开始出现分化的阶段是原肠胚期。(　 　) 1.原肠胚发育分化形成内外两个胚层。(　 　) 2.受精时精子穿越卵细胞膜前后会发生两次防止多精入卵的生理反应。(　 　) 3.卵裂是在透明带内进行的。(　 ) 4.内细胞团将来发育成胎膜和胎盘。(　 　) 5.卵子发育到M Ⅱ期时,才具备与精子受精的能力。(　 ) √ × × √ √ √ × √ × × 真题演练1、(四川高考真题)精子内的顶体由高尔基体特化而来。受精时顶体膜与精子细胞膜融合，释放顶体酶使卵子外层形成孔洞，以利于精卵融合形成受精卵。下列叙述正确的是 A．顶体内储存的顶体酶是在精子的溶酶体中合成的 B．精子游向卵子所需的能量来自线粒体和细胞质基质 C．顶体膜和精子细胞膜融合体现生物膜的选择透过性 D．受精卵中的遗传物质一半来自父方另一半来自母方 B 考点三 胚胎工程技术及其应用　 应用较多的胚胎工程技术 1.体外受精 2.胚胎移植 3.胚胎分割 进一步挖掘动物的繁殖潜力 1.体外受精的过程 去除精浆，以利于精子获能 (提取纯度较高精子) 在获能溶液或专用的受精溶液中完成 胚胎早期培养的基本条件:营养条件、环境条件是无菌、无毒的环境、适宜的温度、pH和渗透压、适宜的气体环境 精液由精子和精浆两部分组成。精浆中含有一种能抑制精子获能的物质，因此在一般情况下，精液中的精子无法获能。 成熟培养 卵母细胞的采集 考点三 胚胎工程技术及其应用　 提高动物繁殖能力的有效措施，可以为胚胎移植提供可用胚胎 2.意义： 3.胚胎移植 考点三 胚胎工程技术及其应用　 (1)概念： 胚胎移植是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。 (2)供体、受体和胚胎来源 ②供体： 提供胚胎的个体 ③受体： 接受胚胎的个体 ①胚胎来源： 转基因、核移植和体外受精获得的胚胎 遗传性状优良、生产能力强 选择标准： 职能： 产生具有优良遗传特性的胚胎 选择标准： 职能： 同种、健康的体质和正常繁殖能力 承担繁重而漫长的妊娠和育仔任务 ①可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力; ②大大缩短了供体本身的繁殖周期; ③对供体超数排卵处理后，可增加后代数量 (3)意义: 优良供体母牛 受体母牛 受体发情 同期发情处理 超数排卵处理 发情配种 或人工受精 胚胎移植 收集胚胎并检查 对受体进行妊娠检查 具有优良性状的后代 优良公牛 利用某些激素人为地控制并调整一群母畜发情周期的进程，使之在预定时间内集中发情。 使他们处于相同的生理环境，这样供体的胚胎移入受体后不会发生免疫排斥反应。 注射外源促性腺激素 诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。 什么是同期发情处理？ 同期发情处理的目的是什么？ 如何进行超数排卵？ 超数排卵的目的是什么？ 正常繁殖或两三个月后进行另一次移植 桑葚胚或囊胚 3.胚胎移植 考点三 胚胎工程技术及其应用　 94 生理变化 生理环境 游离 免疫排斥反应 生理 组织 遗传特性 考点三 胚胎工程技术及其应用　 对供体、受体母畜进行选择，并进行同期发情处理 对供体母畜进行超数排卵 配种或 人工受精 收集胚胎 对胚胎检查培养或保存 胚胎移植 对受体母畜进行妊娠检查 产生具有优良性状的后代 (1)该过程中两次使用激素： 第一次用孕激素对受、供体进行同期发情处理； 第二次用外源促性腺激素用于供体超数排卵。 (2)该过程中的两次检查： 第一次对收集的胚胎进行检查； 第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。 (3)胚胎移植成功与否要有两个条件： 胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。 进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。 还有没有其他方法可以进一步挖掘良种奶牛的繁殖潜力? 4.胚胎分割 (1)概念：采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得　　　　或　　的技术。 (2)仪器设备：体视显微镜和　　　　　。 (3)材料：发育良好、形态正常的　　　　　　。若分割囊胚阶段的胚胎时，要　　　　　　　　　。 (4)过程： 同卵双胎 多胎 显微操作仪 桑葚胚或囊胚 将内细胞团均等分割 对囊胚阶段胚胎进行分割时一定要均分内细胞团。 无性繁殖或克隆 课P62 考点三 胚胎工程技术及其应用　 还可用分割针分割滋养层，做DNA分析，鉴定性别。 做DNA分析 鉴定性别 (5)意义：促进　　　　　　的繁殖，产生的遗传性状　　的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；胚胎移植前进行　　　　、　　　　　等，对于人工控制　　　　、动物繁育健康后代具有重要意义。 优良动物品种 相同 性别鉴定 遗传病筛查 动物性别 4.胚胎分割 考点三 胚胎工程技术及其应用　 课P62 1.受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植。(　 　) 2.通过胚胎移植技术,实现良种牛的快速繁殖时,受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行。(　 　) 3.胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割。(　 　) 4.胚胎分割可看作是无性繁殖。(　 　) 5.利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。(　 　) × × √ √ × 6.胚胎移植时,可以将早期胚胎移植到不同种的雌性动物的子宫内。(　　) 7.进行胚胎移植时,对供体、受体要进行同期发情处理和超数排卵处理。 (　 　) 8.桑葚胚、囊胚和原肠胚都可用于胚胎分割移植。(　 　) 9.对桑葚胚分割移植时,应将内细胞团均等分割。(　 ) × × × × （2023·天津）根据下图，正确的是（    ） A．子代动物遗传性状和受体动物完全一致 B．过程1需要MII期去核卵母细胞 C．过程2可以大幅改良动物性状 D．过程2为过程3提供了量产方式，过程3为过程1、2提供了改良性状的方式 D 2.我国首例“虎狮兽”在南京红山森林动物园诞生,它是利用雄虎的精子和雌狮的卵子体外受精产生的。下列叙述正确的是(　 　) A.完成这一过程需要用化学物质处理掉卵细胞膜,便于精子进入 B.完成这一过程需要抽取精子、卵子的细胞核进行融合 C.虎狮兽无繁殖能力,因为其体细胞核中无同源染色体 D.虎狮兽是动物中的一个新物种 C 幼嫩的菊花茎段消毒培养愈伤组织新植株移栽 重组细胞早期胚胎克隆羊“多莉” 胚胎移植的生理学基础 意义 1.同种动物的供、受体排卵后，生殖器官的 __________是相同的 为移入受体的供体胚胎提供了相同的__________ 2.早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而处于______状态 为胚胎的收集提供了可能 3.受体对外来胚胎基本上不发生 ________________ 为胚胎在受体内存活提供了可能 4.供体胚胎可与受体子宫建立正常的_____和______联系，但其___________不受影响 为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障 $$