2026届高三生物一轮复习选择性必修三细胞工程知识清单

2026年高考生物 细胞工程考点总结 班级：__________ 姓名：__________ 【课堂讲义】 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 第2章 细胞工程 第一节 植物细胞工程 一、植物细胞工程的基本技术 （一）植物细胞的全能性 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。(P34) 2.细胞具有全能性的原因（物质基础）：一般来说，生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质，都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细胞不表现全能性的原因（不离体的细胞无法表现出全能性的原因）：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（从而形成生物体的不同组织和器官）。(P34) 4.基本过程 （二）植物组织培养技术 1．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。(P35) 2.离体培养的植物器官、组织或细胞被称为外植体。(P35) 3.植物组织培养的原理：植物细胞的全能性。植物组织培养的生殖方式：无性生殖。植物组织培养的分裂方式：有丝分裂。 菊花植物组织培养 1.菊花植物组织培养的原理 (1)植物细胞一般具有全能性；(P35) (2)脱分化：在一定的激素和营养等条件的诱导下，让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能，转变成未分化细胞的过程。结果：形成愈伤组织。 愈伤组织的特点：不定形的薄壁组织团块。一般不需要光照。此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。 (3)再分化：脱分化产生的愈伤组织，在一定的培养条件下，再分化出芽、根等器官，进而形成完整的小植株。需要给予适当时间和强度的光照，诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用。此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。再分化实质：基因的选择性表达。 (4)激素的作用：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； 2.过程 （三）植物体细胞杂交技术 1.用传统的有性杂交方法能得到杂种后代吗？为什么？不能，因为两种生物之间存在着生殖隔离。 2．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。(P38) 3.植物体细胞杂交的主要步骤：植物细胞融合和植物组织培养。(P38) （1）在进行体细胞杂交之前，必须先去除细胞壁：用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，获得原生质体。(P37)去壁原因：细胞壁阻碍着细胞间的杂交（阻碍了原生质体间的融合）。(P36) （2）诱导原生质体融合的方法(P37)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Ca2＋－高pH融合法等。 （3）细胞融合完成的标志：再生出新的细胞壁。植物体细胞杂交完成的标志：培育出杂种植株。 4.纤维素酶和果胶酶的酶溶液中一般加入一定浓度的无机盐离子和甘露醇，试分析原因？使溶液具有一定的渗透压，防止原生质体吸水过多而涨破，保持原生质体正常。 5.植物体细胞杂交的原理：细胞膜具有一定的流动性、植物细胞的全能性。 6.植物体细胞杂交的涉及的可遗传变异类型：染色体变异。 7.获得的所有细胞一定是需要的杂交细胞吗？不一定；诱导融合后的产物有三类：未融合的细胞、两两融合的细胞、多细胞融合体。 8.植物体细胞杂交的意义：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。(P38) 9.杂种植株包含两个物种的全部遗传物质，各种基因都包含在内，却未按照人们的要求表现出亲本所有的性状，例如“番茄-马铃薯”并没有地上结番茄，地下长马铃薯，这是为什么？(P36)生物体内基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，杂种植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达相互干扰，它们不能像在原植株细胞内实现有序表达，因此不能按照人们的要求表现出亲本所有的性状。 2、 植物细胞工程的应用 1.植物细胞工程的应用包括植物繁殖的新途径、作物新品种的培育、细胞产物的工厂化生产。 （一）植物繁殖的新途径 1.植物繁殖的新途径包括快速繁殖（也叫微型繁殖）和作物脱毒。(P39) 2.快速繁殖优点：可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖；无性繁殖可以保持优良品种的遗传特性；可实现工厂化生产。(P39)注意：扦插、压条、嫁接等不属于微型繁殖技术。 2．作物脱毒 （1）适用范围：无性繁殖的作物(马铃薯、草莓、香蕉）。 （2）进行作物脱毒的原因：用无性繁殖的方式进行繁殖的作物，它们感染的病毒很容易传给后代，病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低、品质变差。(P40) （3）外植体选材部位：植物顶端分生区附近部位，如茎尖。(P40) （4）选分生区的原因：植物顶端分生区附近病毒极少，甚至无病毒。(P40) （5）优点：脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物。(P40) （二）作物新品种的培育 1.作物新品种的培育包括单倍体育种和突变体的利用。(P40--P41) 2.单倍体育种 (1)过程：花药（或花粉）离体培养（花药取自二倍体植株）―→单倍体植株纯合子植株。当年就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株。(P40) (2)优点①后代是纯合子，能稳定遗传。②极大地缩短了育种的年限，节约了大量的人力和物力。③大多数单倍体植株可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。(P40) （3）为什么大多数单倍体植株可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料？大多数单倍体植株的细胞中只含一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现。(P40) 2．突变体的利用 （1）过程： （2）诱变育种的缺点：突变具有不定向性和低频性，因此需大量处理实验材料。 （3）诱变育种的优点：通过人工诱变提高愈伤组织的突变率，从而筛选获得抗病、抗盐、高产、优质的新品种，加快育种进程。(P41) （三）细胞产物的工厂化生产 1.细胞产物工厂化生产主要利用的是哪种结构？愈伤组织。 2.该过程中是否需要培养得到完整植株？一般不需要。 3.优点：不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，对于社会、经济、环境保护具有重要意义；生产速度快。(P41) 4．实例：利用紫草细胞的组织培养生产的紫草宁具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。利用红豆杉细胞的组织培养生产的紫杉醇具有高抗癌活性。(P41) 第2节　 动物细胞工程 动物细胞工程包括：动物细胞培养、动物细胞融合、动物细胞核移植。(P43) 一、动物细胞培养 1.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。(P43) 2.动物细胞培养的原理：细胞增殖（有丝分裂）。 （一）动物细胞培养的条件 血清的作用：提供尚未全部研究清楚的细胞所需的营养物质。(P44) 动物细胞培养的培养基的物理性质：培养动物细胞一般使用液体培养基，也称为培养液。(P44) 怎样保证无菌操作？对操作空间、操作者衣着和手进行清洁和消毒，保证所有操作均在在超净工作台并在酒精灯火焰旁进行。 为什么培养液需要定期更换？(P44)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？在细胞培养液中添加一定量的抗生素。 维持适宜渗透压的目的维持细胞正常的形态和功能。 O2的作用：O2是细胞代谢所必需的。CO2的作用：CO2的主要作用维持培养液的pH。(P44) 培养容器：通常采用培养皿或松盖培养瓶。培养仪器：含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱。 （二）动物细胞培养的过程 取动物组织 制成细胞悬液 转入培养液原代培养 分瓶 传代培养 1.将组织分散成单个细胞的方法(1)机械法;(2)用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间。 2.体外培养的动物细胞的两大类：(P44) （1）能够悬浮在培养液中生长增殖。（2）大多数需要贴附于某些基质表面才能生长增殖（细胞贴壁）。 3.两类细胞的生长特点(P44) （1）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。 （2）贴壁生长类：除会因细胞密度过大、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外，还会发生接触抑制。 4.分瓶传代培养的具体做法(P45)（1）收集细胞a.悬浮生长类：直接用离心法收集。b.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。（2）将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养。 5.为什么动物细胞培养中需分瓶进行传代培养？(P44)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，贴壁细胞还会发生接触抑制现象。 6.动物细胞培养技术有没有体现动物细胞的全能性？未体现，动物细胞培养只是细胞增殖的过程。 （三）干细胞的培养及其应用 干细胞的种类：包括胚胎干细胞、成体干细胞和诱导多能干细胞等。(P46) 1.胚胎干细胞（简称ES细胞）(P46) （1）分布：存在于早期胚胎中。 （2）特点：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。 2.成体干细胞(P46) （1）分布：存在于成体组织或器官内中。 （2）常见类别：包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞、睾丸中的精原干细胞等； （3）特点：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。 （4）发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例造血干细胞，主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。 3.诱导多能干细胞概念：通过体外诱导成纤维细胞，获得类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞，简称iPS细胞。(P46) 诱导多能干细胞优点：(P46)（1）诱导过程无需破坏胚胎。（2）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。 二、动物细胞融合技术与单克隆抗体 （一）动物细胞融合技术 1.诱导的原理：细胞膜具有一定的流动性。 2．诱导方法：PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。其中，灭活病毒诱导法是动物细胞融合特有的诱导融合方法。(P48) 3．意义：突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。(P48) 4.融合实质及完成的标志：细胞核的融合。 （二）单克隆抗体及其应用 1.早期获得抗体的方法： 上述抗体的缺点：产量低、纯度低、特异性差。(P49) 2.B细胞的特点（优点和局限性）：能产生单一的特异性抗体，但不能无限增殖。(P49) 癌细胞的特点：能在体外大量增殖，但不能产生抗体。 杂交瘤细胞特点：B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到的杂交瘤细胞，既能无限增殖又能产生大量特定抗体。(P49) 3.米尔斯坦和科勒由于发明了单克隆抗体的制备技术，于1984年获得了诺贝尔生理学或医学奖。(P49) 4．制备过程： 实验最初应如何处理小鼠？(P48)注射特定的抗原，用特定的抗原对小鼠进行免疫。 上述操作目的是为了获得抗体吗？不是。(P48) 注射特定抗原的目的：用特定的抗原对小鼠进行免疫，并从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞（获得能产生特定抗体的B淋巴细胞）。(P48) .诱导融合的方法：PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法（动物细胞特有）。(P48) 诱导融合后，能得到几种细胞？（融合只考虑两两融合）（1）未融合的亲本细胞（B淋巴细胞、骨髓瘤细胞）。（2）融合的具有同种核的细胞（B-B细胞、瘤-瘤细胞）。（3）融合的杂交瘤细胞。 第一次筛选(P48) （1）如何筛选（筛选方法）：用特定的选择培养基进行筛选。 （2）筛选原理：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。 获得的杂交瘤细胞的特点：既能迅速大量繁殖，又能产生抗体。此时，抗体不是所需的特定抗体。 得到的该杂交瘤细胞一定是所需的吗？杂交瘤细胞并不纯，因为从脾脏获得的B淋巴细胞不纯（既有未免疫的B淋巴细胞，又有能产其他抗体的B淋巴细胞，以及能产所需抗体的B淋巴细胞），因此要进行第二次筛选。第一次筛选的目的：筛选获得杂交瘤细胞 第二次筛选(P49) （1）如何筛选（筛选方法）：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（一般进行多次筛选）。 （2）获得的杂交瘤细胞的特点：既能迅速大量繁殖，又能分泌所需抗体。 （3）选择抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞，即分泌的抗体能与特定的抗原结合。 （4）抗体检测原理：抗原和抗体能够特异性结合(分子水平的检测）。 （5）第二次筛选的目的：获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。 如何对所需杂交瘤细胞大规模培养(P49)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。 如何获取单克隆抗体（1）体外培养：从细胞培养液中获取。（2）小鼠腹腔内培养：从小鼠腹水中获取。 单克隆抗体的优点：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。(P50) 单克隆抗体的应用(P50) (1)作为诊断试剂，具有准确、高效、简易、快速的优点。 (2)用于治疗疾病和运载药物。用作诊断试剂的原理：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。(P50)用作诊断试剂的实例：多种疾病的诊断和病原体鉴定。(P50) （3）运载药物(P50)实例——ADC：与药物结合，制成抗体-药物偶联物（ADC），杀伤肿瘤细胞；原理：通过将药物与能特异性识别肿瘤细胞抗原的单克隆抗体结合，实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。(P50) 发挥杀伤作用的为放射性同位素、化学药物或细胞毒素；单克隆抗体作用为靶向运输作用。 三、动物体细胞核移植技术和克隆动物 （一）体细胞核移植的过程 1.采集的卵母细胞应培养至MⅡ期（减数分裂Ⅱ中期）(P53) 2.选择MⅡ期卵母细胞的原因 （1）含有促进细胞核表现全能性的物质和营养条件。（2）细胞体积大，易于操作。 3.卵母细胞去核的方法：显微操作（去核）法。(P53)除此之外，还有梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性。 4.“去核”去的是什么？去除的为纺锤体-染色体复合物。 5.去核的原因：使核移植得到的胚胎或动物核内遗传物质全部来自有重要利用价值的动物。 6.与直接注入核相比，将供体细胞注入卵母细胞的优点：对卵母细胞损伤较小。 注入位置：将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内（卵细胞膜和透明带之间）。 7.诱导供体细胞和去核卵母细胞融合的方法：电融合法。 8.融合的结果：供体核进入卵母细胞，形成重构胚。(P53) 9.重构胚概念：人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力。(P53相关信息) 10.激活重构胚的方法（1）物理方法：电刺激。（2）化学方法：Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制。 11.以上方法处理重构胚的目的：激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程。(P53) 13.新生犊牛的细胞核遗传物质来自供体奶牛。新生犊牛的细胞质遗传物质来自去核卵母细胞。 14.为什么克隆动物不是对体细胞供体动物进行了100%的复制？ （1）克隆动物绝大部分DNA来自供体动物的细胞核，但线粒体中的DNA（细胞质中的DNA）同时来自供体细胞和受体卵母细胞。（2）性状是基因与环境共同作用的结果，克隆动物所处的环境与核供体细胞生活的环境不会完全相同。（3）克隆动物在个体发育过程中有可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异。 第3节　胚胎工程 一、胚胎工程的理论基础 （一）受精 1．受精概念：精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。(P56) 2．受精场所：在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。(P56) 3．受精过程： 精子获能 (1)概念：刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在相应的生理变化发生雌性动物的生殖道后，才能获得受精能力，这一生理现象称为“精子获能”。(P56)获能的能指的是“受精能力”而不是“能量”。 (2)使精子获能的两种方法:(P56相关信息) a.直接利用雌性动物生殖道使精子获能b.将精子培养在人工配制的获能液中使其获能 获能液的成分因动物种类不同而有所差异；获能液常见有效成分有肝素、Ca2+载体等。 卵子的准备 (1)卵子一般在排出2-3h后才能被精子穿入。(P57) (2)动物排出的卵子成熟程度不同。(P57)有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等；有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等。 (3)卵子成熟的场所:排出的卵子都要在输卵管内进一步成熟。 (4)卵子具备与精子受精能力的时期 MⅡ期。(P57) 受精阶段过程: （1）精子释放多种酶溶解卵细胞膜外的一些结构，精子穿越透明带。(P57) （2）透明带反应：阻止多精入卵的第一道屏障。(P57) （3）精子入卵：（卵细胞膜反应：阻止多精入卵的第二道屏障。）(卵细胞膜反应具体表现：精子入卵后，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。 （4）雄原核的形成：精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的核，叫做雄原核。(P57) （5）雌原核的形成：精子入卵后,被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后，形成雌原核。(P57) （6）受精的标志：a.观察到两个极体（透明带和卵细胞膜之间）。b.观察到雌、雄原核。 胚胎早期发育 1.受精卵是胚胎发育过程中全能性最高的阶段。 2.哺乳动物胚胎早期发育场所：输卵管和子宫。 3.胚胎早期发育阶段 卵裂 （1） 分裂方式：有丝分裂。(P58) （2） 特点(P58) a.细胞数量不断增加。 b.胚胎总体积并不增加。 桑葚胚 （1）概念：当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团，形似桑葚时，这时的胚胎称为桑葚胚。(P58) （2）特点：这一阶段及之前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞。 囊胚 （1）概念： 胚胎进一步发育，细胞开始出现分化，形成内细胞团、滋养层；随着胚胎进一步发育，胚胎内部出现了含有液体的囊腔—囊胚腔，这个时期的胚胎叫做囊胚。(P58) （2）特点：细胞逐渐分化。(P58) （3）结构组成：内细胞团、滋养层、囊胚腔。(P58) 原肠胚：囊胚孵化后，将发育形成原肠胚；原肠胚表面的细胞层为外胚层，向内迁移的细胞形成内胚层；随着发育的进行，一部分细胞还会在内外两个胚层之间形成中胚层；这三个胚层将逐渐分化形成各种组织、器官等。 （二）胚胎移植 胚胎移植的基本程序： （1）供体、受体的选择和处理。提供胚胎的个体称为供体。供体选择标准：遗传性状优良、生产能力强。供体职能：产生具有优良遗传特性的胚胎。接受胚胎的个体叫受体。受体选择标准：有健康体质和正常繁殖能力。受体职能：承担繁重而漫长的妊娠和育仔任务。对受体进行的处理：同期发情处理。该处理的目的：为胚胎移植前后提供相同的生理环境。只对供体进行的操作：超数排卵处理。该处理需要用的激素：外源促性腺激素。该处理的结果：卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。 （2）配种或人工授精（应选择同种的优良公牛）。(P61) （3）胚胎的收集、检查、培养或保存。(P61)胚胎收集的基础：哺乳动物早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态。移植前检查的目的：检查胚胎的质量。胚胎保存的方法（了解）：-196℃液氮中保存。 （4）胚胎的移植。胚胎移植的时期：一般选择移植桑葚胚或囊胚阶段的胚胎。 （5） 移植后的检查。移植后检查的目的：对受体进行妊娠检查（检查受体是否妊娠）。 4.胚胎移植过程中进行了两次目的不同检查 （1）第一次目的：检查胚胎的质量。（2）第二次目的：检查受体是否妊娠。 5.胚胎移植的实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。(P62思考) 6.检查合格的胚胎移植到任何一个受体子宫内都能正常发育吗？不一定；需移植到同种的、生理状况相同的受体子宫内，胚胎才能继续发育。 7.受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应？不会。(P62思考) （三）胚胎分割 1．胚胎分割概念：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，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。(P62) 2．胚胎分割的方法：机械方法。所需主要仪器设备：体视显微镜和显微操作仪。分割工具:分割针或分割刀。(P62) 3．操作对象及要求：选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚（原因：桑葚胚或囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性），将它移入盛有操作液的培养皿中，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(原因：防止影响分割后胚胎的恢复和进一步发育)。 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $