第2章 细胞工程 知识背写手册-【金版教程】2024-2025学年高中生物必修3 生物技术与工程 创新导学案word（人教版2019 多选版）

第2章　细胞工程 (检测内容：第1节　植物细胞工程　第1课时　植物细胞工程的基本技术) 1．细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。(课本P31) 2．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，即细胞具有全能性。(课本P34黑体字) 3．在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出全能性，比如，芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶。这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达。(课本P34) 4．植物组织培养(plant tissue culture)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。(课本P35黑体字) 5．植物组织培养过程中，两个关键的步骤是脱分化和再分化过程。在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化，即失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。愈伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为再分化。(课本P35) 6．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激素，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。诱导愈伤组织期间一般不需要光照，在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。(课本P35～36) 7．植物体细胞杂交(plant somatic hybridization)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。(课本P38黑体字) 8．植物体细胞杂交技术可以分为两个步骤，第一步完成原生质体间的融合，第二步进行植物组织培养技术。在进行体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体。人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类——物理法和化学法。物理法包括电融合法、离心法等；化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法等，融合后得到的杂种细胞再经过诱导可形成愈伤组织，并可进一步发育成完整的杂种植株。(课本P37) 9．植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离，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。(课本P38) (检测内容：第2课时　植物细胞工程的应用) 1．植物细胞工程的应用有三个方面：①植物繁殖的新途径；②作物新品种的培育；③细胞产物工厂化生产。(课本P39～41) 2．用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，被人们形象地称为植物的快速繁殖技术，也叫作微型繁殖技术。它不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性。(课本P39) 3．植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒，因此切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。(课本P40) 4．单倍体育种可以先通过花药(或花粉)培养获得单倍体植株，然后经过诱导染色体加倍，当年就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株，这极大地缩短了育种的年限，节约了大量的人力和物力。由于大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现，因此它也是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。(课本P40) 5．在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容易受到培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。(课本P41) 6．植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。它不占用耕地，几乎不受季节、天气等限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义。(课本P41) (检测内容：第2节　动物细胞工程　第1课时　动物细胞培养) 1．动物细胞培养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。(课本P43黑体字) 2．在培养动物细胞过程中，使用合成培养基，通常还加入血清等一些天然成分；要保证无菌、无毒的环境，定期更换培养液，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；动物细胞培养所需气体主要有氧气和二氧化碳，二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH。(课本P44) 3．动物细胞培养时有一类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、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。贴壁细胞在生长增殖时，除受上述因素的影响外，还会发生接触抑制现象，即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。(课本P44) 4．人们通常将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养称为原代培养，将分瓶后的细胞培养称为传代培养。在进行传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集；贴壁细胞需要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。之后，将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养。(课本P45) 5．干细胞存在于早期胚胎、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。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。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。(课本P46) 6．诱导多能干细胞的过程无须破坏胚胎，而且iPS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。(课本P46) (检测内容：第2课时　动物细胞融合技术与单克隆抗体) 1．动物细胞融合技术(cell fusion technique)就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。(课本P48黑体字) 2．动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同。诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。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。(课本P48) 3．单抗的制备过程中，用特定的抗原对小鼠进行免疫，目的是从该小鼠的脾中获得能产生特定抗体的B淋巴细胞。在制备过程中，要有两次筛选，第一次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞，方法是用特定的选择培养基培养。经过筛选后未融合的细胞或者融合后具有同种核型细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。第二次筛选是对经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可以获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。杂交瘤细胞可以进行体内培养和体外培养。体内培养从小鼠的腹水中收集；体外培养从细胞培养液中收集。(课本P48～49) 4．杂交瘤细胞既能迅速大量增殖，又能产生抗体。(课本P49) 5．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，并可以大量制备。(课本P50) (检测内容：第3课时　动物体细胞核移植技术和克隆动物) 1．动物细胞核移植技术是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。(课本P52黑体字) 2．动物细胞核移植技术的原理是动物细胞核的全能性。核移植属于无性繁殖，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化程度低，表现全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难，因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。(课本P52) 3．体细胞核移植过程中，要通过显微操作去核，然后将供体细胞注入去核的卵母细胞(已经去核的MⅡ期卵母细胞)中，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。(课本P53) (检测内容：第3节　胚胎工程　第1课时　胚胎工程的理论基础) 1．胚胎工程(embryo engineering)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。(课本P56黑体字) 2．体内受精前精子要进行准备——精子获能；卵子也要进行准备——在输卵管内进一步成熟到MⅡ期，才具备与精子受精的能力。(课本P56～57) 3．在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。防止多精入卵有两道屏障：第一道是精子的细胞膜与卵细胞膜融合，卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带；精子入卵后，卵细胞膜也会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，这是第二道防止多精入卵的机制。在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志。(课本P56～57) 4．受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育。胚胎发育早期，有一段时间是在透明带内进行分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。(课本P58) 5．胚胎早期发育的过程：受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚。聚集在胚胎一端的细胞形成内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织；而沿透明带内壁扩展和排列的细胞，称为滋养层细胞，它们将来发育成胎膜和胎盘。(课本P58) (检测内容：第2课时　胚胎工程技术及其应用) 1．哺乳动物的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。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。(课本P60) 2．胚胎移植(embryo transfer)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。(课本P61黑体字) 3．胚胎移植的基本程序：对供、受体的选择和处理→配种或人工授精→胚胎的收集、检查、培养或保存→胚胎移植→移植后的检查。(课本P61) 4．胚胎移植过程中对于供体母牛要进行促性腺激素处理，目的是超数排卵。同时对受体进行同期发情处理。(课本P61) 5．胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。(课本P62) 6．胚胎分割(embryo splitting)是指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，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。(课本P62黑体字) 7．胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一，在进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，将它移入盛有操作液的培养皿中，然后在显微镜下用分割针或分割刀分割。在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割。(课本P62) 1．植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是什么？(用流程图表示) 答案　含目的基因的细胞愈伤组织小植株。 2．光照在培养过程中不作为愈伤组织的能量来源，原因是什么？ 答案　在脱分化形成愈伤组织及愈伤组织的增殖阶段，细胞中均不含叶绿体，无法利用光照进行光合作用。 3．(2019·全国卷Ⅱ，T38(1)，改编)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有什么？ 答案　能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快。 4．若想利用植物体细胞杂交技术培育出马铃薯—草莓杂种植株以提高土地的利用率，________(填“能”或“不能”)把两物种细胞直接融合，理由是什么？ 答案　不能　植物细胞外面有一层细胞壁，阻碍了细胞间的杂交(融合)。 5．(2018·全国卷Ⅲ，T38(2)，改编)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度________(填“大于”或“小于”)体细胞核移植，其原因是什么？ 答案　小于　胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易。 6．(2016·全国卷Ⅱ，T40(3)，改编)若经核移植获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是什么？ 答案　卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响。 7．(2014·全国卷Ⅰ，T40(2)，改编)B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有什么？体系中出现多种类型细胞的原因是什么？ 答案　B淋巴细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞。细胞融合是随机的，且融合率达不到100%。 8．写出牛胚胎移植的流程图并回答下面问题： (1)为了获得更多的卵母细胞，可以对供体母牛进行怎样的处理？ (2)在进行体外受精操作之前，还要对获得的卵母细胞和精子进行怎样的处理？ 答案　对供、受体的选择和处理→配种或人工授精→胚胎的收集、检查、培养或保存→胚胎移植→移植后的检查。 (1)为了获得更多的卵母细胞，可以对供体母牛注射促性腺激素进行超数排卵处理。 (2)卵母细胞培养到减数分裂Ⅱ中期，精子进行获能处理 。 7 学科网（北京）股份有限公司 $$