第2章细胞工程知识梳理-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第2章　细胞工程

第1节　植物细胞工程

[晨读必背]

1.植物组织培养的基本过程

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(1)脱分化：已经分化的植物组织或细胞在一定的激素和营养等条件的诱导下，失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成愈伤组织的过程。

(2)愈伤组织：通过细胞分裂形成，其细胞排列疏松而无规则，是一种不定形的薄壁组织团块。

(3)再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根、芽等器官的过程。

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。

3.植物组织培养的原理是植物细胞一般具有全能性，主要过程包括脱分化和再分化。

4.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。

5.在植物组织培养的过程中，光照条件的控制：脱分化过程中一般不需要光照，再分化过程中需要给予适当时间和强度的光照。

6.植物体细胞杂交的过程

(1)过程①：去除植物细胞壁获得原生质体。常用方法是酶解法(所用酶是纤维素酶和果胶酶)。

(2)过程②：原生质体的融合。常用方法包括物理法(电融合法、离心法等)、化学法[聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法等]。

(3)过程③：形成杂种细胞(该过程中高尔基体和线粒体比较活跃)。杂种细胞再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志。

7.植物体细胞杂交技术的理论基础是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。

8.植物的快速繁殖技术不仅可以高效、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。

9.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，再生的植株有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。

10.单倍体育种先通过花药(或花粉)培养获得单倍体植株，然后经过诱导染色体加倍，当年便可获得稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种的年限。

11.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。

12.次生代谢物是植物代谢产生的一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物。

[易错易混]

(1)生物体内的细胞不能表现出全能性的原因：基因在特定的时间和空间条件下选择性表达，使生物体内的细胞只能分化成不同的组织器官。

(2)接种时注意外植体的方向(形态学上下端)，不要倒插。

(3)诱导愈伤组织期间一般不需要光照，在后续的培养过程中，每日需给予适当时间和强度的光照。

(4)植物体细胞杂交技术的意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。

(5)次生代谢物含量很低，在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。

第2节　动物细胞工程

[晨读必背]

1.动物细胞工程常用的技术包括动物细胞培养、动物细胞融合和动物细胞核移植等，其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础。

2.动物细胞培养的条件：营养；无菌、无毒的环境；适宜的温度、pH和渗透压；适宜的气体环境。

3.动物细胞培养的条件

(1)营养：主要有糖类、氨基酸、无机盐、维生素等。在使用含有上述成分的合成培养基时，通常需加入血清等一些天然成分。培养动物细胞一般使用液体培养基，也称为培养液。

(2)无菌、无毒的环境：培养液和所有培养用具都要进行灭菌处理；在无菌环境下进行操作；定期更换培养液，以清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，维持无毒环境。

(3)温度、pH和渗透压

①温度：哺乳动物细胞培养的温度多以(36.5±0.5)℃为宜；

②pH：多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4；

③渗透压也是动物细胞培养需要注意的重要因素。

(4)气体环境：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。在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将其置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中培养。

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。

5.在进行传代培养时，悬浮生长细胞直接用离心法收集；贴壁生长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。

6.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。

7.胚胎干细胞存在于早期胚胎中，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。

8.成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞，包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等。成体干细胞的特点：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。

9.动物细胞融合技术就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。

10.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。

11.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。

12.经过多次筛选获得的能产生所需抗体的杂交瘤细胞可以在体外条件下大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖。最终从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。

13.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。

14.动物细胞核移植技术的原理：动物细胞核的全能性。

15.动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，其中后者的难度明显高于前者，原因是动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。

16.在动物体细胞核移植中，非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难。主要原因一方面是供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态，这导致了胚胎发育率低；另一方面是对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。

17.激活重构胚常用的方法有电刺激、Ca2＋载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等。