第二章 细胞工程（知识清单）生物苏教版选择性必修3

该高中生物学“细胞工程”知识清单系统涵盖植物细胞工程、动物细胞工程及胚胎工程核心内容，通过可视化思维导图构建知识框架，以考点总结和方法归纳为支架，搭建从技术原理到应用实践的递进式学习体系。 清单采用星级难度标注（如植物体细胞杂交标为四星难点）和易错提醒（如单克隆抗体制备两次筛选步骤），结合对比表格（植物与动物细胞培养比较）培养科学思维与生命观念。设“素养加油站”分析热点问题，教师可精准教学，学生能高效自主复习。

第二章 细胞工程（知识清单） 学习导航站 知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、陷阱规避 第1节 植物细胞工程（2个考点+2个易错提醒） 考点1 植物组织培养技术 ★★★☆☆ 考点2 植物体细胞杂交技术★★★★☆ 第2节 植物细胞工程的应用（2个考点+1个易错提醒） 考点1 植物细胞工程的应用★★★☆☆ 考点2 植物细胞培养技术的应用★★★★☆ 第3节 动物细胞工程及其应用（4个考点+4个易错提醒） 考点1 动物细胞核移植技术及其应用★★★☆☆ 考点2 动物细胞培养技术及其应用★★★☆☆ 考点3 动物细胞融合技术及其应用★★★★☆ 考点4 干细胞技术及其应用★★☆☆☆ 第4节 胚胎工程及其应用（4个考点+4个易错提醒） 考点1 哺乳动物胚胎发育的基本过程★★☆☆☆ 考点2 体外受精技术★★★☆☆ 考点3 胚胎移植技术★★★☆☆ 考点4 胚胎分割技术★★★☆☆ 素养加油站：热点问题分析、聚焦考点预测 方法储备库：高频考点，方法归纳 第1节 植物细胞工程 考点1 植物组织培养技术★★★☆☆ 知识1　植物组织培养技术 1.概念：是利用 ，在 条件下，将 植物器官、组织、细胞或原生质体等，在培养基上培养，使其发育成部分或完整 的技术。 外植体：用于植物组织培养的材料如离体的植物器官、组织、细胞或原生质体，统称为外植体。 2.步骤 3.某种植物茎尖组织培养过程示意图 4.天竺葵的组织培养 【易错提醒】 (1)植物组织培养的理论基础是细胞的全能性，植物细胞具有全能性的原因是含有生物生长发育所需 的 遗传信息。来自同一植物体的分化程度不同的体细胞所含所含遗传信息 ；全能性大小一般不相同，分化程度低的细胞的全能性 分化程度高的细胞。 (2)在植物组织培养过程中，为了避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长，要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求 操作。 (3)愈伤组织分化出芽之后应应更换 培养基，给予适宜 诱导生根。 (4)培养基中的试管苗能 直接移栽到大田土壤中，应 后再移栽；目的是使幼苗逐渐适应自然环境，以保证幼苗移栽到大田能顺利成活。 (5)不同细胞全能性的大小：体细胞全能性：分化程度低的 分化程度高的，细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的；不同细胞的全能性：受精卵 生殖细胞 体细胞；不同生物的细胞全能性：植物细胞>动物细胞。 (6)体现细胞全能性的条件 材料 离体的植物器官、组织、细胞或原生质体 培养基 种类齐全、比例合适的 及一定比例的 外界条件 ① ； ② ：诱导愈伤组织脱分化时一般不需要光照，再分化时需要光照 考点2 植物体细胞杂交技术★★★★☆ 知识1　植物体细胞杂交技术 1.概念：植物体细胞杂交技术主要是指将自发或人工融合的 培育成新品种 的技术。 2.过程 (1)去壁：用 去除植物细胞壁，获得原生质体。 (2)原生质体的融合： ——缺点：效率比较 。 ——优点：效率 且对原生质体伤害 。方法：化学融合法——聚乙二醇（PEG)法； ——电融合法。 3.原理 (1)原生质体融合的过程利用了细胞质膜的 。 (2)杂种细胞发育成杂种植株利用了植物细胞的 。 4.意义：可以克服不同种植物之间杂交的 障碍，打破 ，实现远缘物种之间的 ，再通过培养便可获得新品种植株。 5.问题：杂种后代遗传性状 、再生植株寿命 。 【易错提醒】 (1)获得原生质体时，应在 (填“低渗”或“等渗”)溶液中进行，理由是 。 (2)植物体细胞融合的障碍：细胞壁。可以用 去除。植物体细胞融合成功的标志：产生新的 。在此过程中 与细胞壁的形成有关，同时该过程还需要 提供能量。 (3)植物体细胞杂交的生殖方式是 。细胞融合属于 ，若只考虑细胞两两融合，经过融合后可得到 种细胞，如图所示，其中符合要求的细胞（AB）的染色体数通常是两亲本细胞染色体数之和，染色体组数通常也是两亲本细胞染色体组数之和，此细胞为 。 (4)植物体细胞杂交的结果：产生新的植株。此植株 ，因为通过体细胞杂交获得的植株为异源多倍体，含有 ，可以正常 。 (5)从新品种培育的角度分析，植物体细胞杂交技术最大的优点是打破 ，使不同种植物杂交成为可能。局限性则是杂种后代遗传性状不够稳定、再生植株寿命 。 第2节 植物细胞工程的应用 考点1 植物细胞工程的应用★★★☆☆ 知识1　植物组织培养技术的应用 1.人工种子：将在植物组织培养中得到的 和具有养分的 包埋在具有保护功能的人工种皮中，在适宜的条件下能够生根发芽的颗粒体。基本结构： 生产过程：植物组织培养获得 。人工种皮对胚状体和人工胚乳的 。 优点：制种快、制种不受 限制、人工胚乳可提供更好的 供应，还可提供相应成分增强抵抗疾病的能力。 2.快速繁殖：优点——保持优良植物品种的遗传特性；繁殖速度 ；不受季节和恶劣天气的影响；可以进行全年连续生产，大大提高了 。 3.培育脱毒植物：选材部位及原因——植物 部位的病毒浓度很低甚至无病毒；优点——可以 或者去除病毒的感染；实例——马铃薯、甘蔗、草莓等；方法——物理方法：高温处理又称 ，其原理是一些病毒对热 ；低温处理又称 ，其原理是降低温度，使病毒 ；化学方法：一般指利用 或 等化学药品处理患病植株的方法，其原理是抑制植物体内病毒的复制；生物方法。 4.种质保存：保存材料——植物的 ， 或胚状体，还包括 、花粉、幼胚、芽或茎尖分生组织等；原理——细胞、组织、器官在超低温保存过程中不会引起 的改变，也不会丧失 发生的潜能；优点——比保存植物的种子更为 和经济，还能在需要的时候迅速且大量地繁殖植物。 考点2 植物细胞培养技术的应用★★★★☆ 知识1　植物细胞培养技术的应用 1.植物细胞代谢产物的工厂化生产 应用实例——(1)获取许多重要的细胞代谢产物：治疗疟疾的药物—— ；抗肿瘤药物—— 。 (2)成为工业化生产相关植物产品的有效途径：药物——人参皂苷；食品添加剂—— 、甜味剂。 (3)用于 生产——大规模培养桑叶的叶肉细胞，可制作成家蚕的饲料。 生产优点——不仅 、 ，而且不受季节、 等条件的限制。 2.单倍体育种——优点：可以大大 ，且可以获得具有稳定 的优良品种，节约了人力物力；育种思路：培育小孢子单倍体植株幼苗染色体数目加倍纯合二倍体植株。 过程 过程分析： (1)成熟的花药由 和 及其中的 等结构组成。 (2)经过适当的诱导，花粉囊中的花粉可发育成 的胚状体或愈伤组织，最终形成 植株。 (3)用质量分数为0.02%～0.4%的 溶液诱导单倍体植株的某些阶段(如形成 时期 或 时期)，可获得 加倍的，能正常生长发育并开花、结果的 植株。 【易错提醒】 (1)快速繁殖不仅可以高效、快速地实现种苗的 ，还可以保持 的遗传特性。 (2)人工种子的基本结构包括人工 、 和人工 。 (3)植物生长点部位没有维管束，病毒难以进入，因此这些部位病毒浓度 甚至 。 (4)利用茎尖、花药进行组织培养均可培育出 ，脱毒苗没有抗病毒特性，“脱毒”与“抗毒”不同，前者指的是本身病毒浓度很 甚至 ，受病毒感染的机会少，而后者指的是能抵抗病毒的感染；脱毒苗是选择植物的 如茎尖(病毒含量极少甚至无病毒)进行组织培养而获得的，属于 的范畴。脱毒苗只是体内不含 ， 抵抗病毒的侵染；抗毒苗是把某抗病毒的基因导入受体细胞中，并通过一定的方法培养形成的，属于 的范畴。 (5)植物细胞、组织等在超低温保存过程中 引起遗传性状的改变，也不会 形态发生的潜能。 (6)单倍体育种产生的植株 单倍体，单倍体育种包括 和诱导染色体 两个过程，经染色体数目加倍后产生的植株是 或 。 (7)植物组织培养与传统的无性繁殖相比，优势有：繁殖周期 ，繁殖速度 ；繁殖材料用量 ，受环境限制少，可工厂化生产， 季节和恶劣天气的影响；能获得 无性系；木本植物应用潜力大；便于种质贮存与交换；可离体繁殖诱变等。 第3节 动物细胞工程及其应用 考点1 动物细胞核移植技术及其应用★★★☆☆ 知识1　动物细胞核移植技术 1.克隆羊多莉的培育 (1)培育过程 (2)结论：哺乳动物 在卵母细胞 的支持下，也和植物细胞一样具有 。 2.动物细胞核移植技术 (1)动物细胞工程的技术：包括动物细胞核移植技术、 、动物细胞融合、 技术。 (2)动物细胞核移植技术 ①概念：指把一个动物细胞的 移植到一个已经去除细胞核的成熟 中，并使重组细胞发育为一个新的胚胎，继而发育为动物 的技术。 ②分类 种类 难易程度 原因 胚胎细胞核移植 相对容易 分化程度 ，全能性 表现 体细胞核移植 十分困难 分化程度 ，全能性 表现 (3)克隆：不仅是指无性繁殖，还包括遗传上 的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体 的 群体。 (4)体细胞克隆 ①概念：用体细胞核移植技术进行的 。 ②过程：利用 的方法，将供体的 注入受体的 中，重组细胞经过培养后生长发育成胚胎。 3.动物细胞核移植技术的应用 (1)在畜牧业生产中，利用体细胞核移植技术可以加速 的进程，促进 。 (2)在保护 方面，利用体细胞核移植技术 动物数量的工作也已经初见成效。 【易错提醒】 (1)克隆动物的培育成功体现了动物细胞的 具有全能性；克隆动物的遗传物质绝大部分来 自 细胞，线粒体中的遗传物质来自受体的 卵母细胞。克隆不仅是指 繁殖，还包括遗传上完全相同的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体的无性繁殖群体。 (2)核移植技术中 细胞具有发育成完整个体的能力。 (3)动物细胞核移植技术选择 的卵母细胞作为受体细胞的原因是卵母细胞的细胞核 ，易于操作；细胞质营养物质丰富，含有促进细胞核 表达的物质。 (4)克隆动物不是对体细胞供体动物100%的复制，因为克隆动物 中的遗传物质来自 动物，但细胞质中的遗传物质同时来自 细胞和 卵母细胞。此外，生物性状还受 因素的影响。 （5）核移植技术获得的克隆动物与供体动物的性状不完全相同的原因： ①克隆动物绝大部分的遗传物质来自供体细胞的 ，但其核外线粒体中的遗传物质来 自 (去核卵母细胞)。 ②生物体的性状是 和 共同作用的结果。供体动物和克隆动物所生活的环境 相同，因此克隆动物的性状不可能与供体动物完全一致。 ③克隆动物在个体发育的过程中有可能发生了基因 ，产生了供体动物没有的性状。　　　 考点2 动物细胞培养技术及其应用★★★☆☆ 知识1　动物细胞培养技术 1.动物细胞培养技术 (1)概念：指从动物体内获得相关组织，分散成 细胞后，模拟 环境，在温度适宜、营养充足、 等条件下培养，使其继续生长、增殖的技术。 (2)原理：细胞 。 (3)地位：是动物细胞工程的 。 (4)过程 (5)培养条件 ①温度和pH：培养温度和pH应与该种动物的体温、内环境pH相近。例如，培养哺乳动物细胞的最适温度一般为 ，最适pH范围为 。 ②合适的气体 a.气体组合：氧和二氧化碳。 b.大多数细胞在 时不能很好存活，氧浓度过高也会对细胞产生 ，抑制其生长。 c.二氧化碳含量则会影响培养液的 。 ③营养 a.主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、微量元素、维生素和 。 b.在 培养基中通常需加入一定量的动物 ，以满足动物细胞培养的营养需要。 ④ 、无毒的环境 a.需要对培养基和培养器具进行 处理。 b.必要时可添加适量的 。 c.定期更换 。 2.动物细胞培养技术的应用 (1) 培养:指从供体获取细胞或组织后进行的 培养;特征：动物组织或细胞的生物学特性未发生很大变化，与体内细胞的 相近;应用：适合用于 和 等实验研究。 (2)传代培养:原因：当细胞数量增加到一定程度后，由于 的限制、 的消耗及有害代谢产物的积累等，细胞的 便会逐渐减缓;概念：将原代培养的细胞继续转接 到 上继续培养，这一过程称为传代培养;传代特点：一般情况下，传代培养10～50次后，细胞增殖速度便会 ，甚至完全停止，有些细胞可能还会发生 。 (3)动物细胞培养技术的应用:为细胞或细胞器加工改造提供了大量的动物细胞 ;广泛应用于 、抗体、病毒疫苗等生物医药产品的工业化生产;应用于基因治疗、细胞治疗、组织工程、药物筛选和 等相关领域的基础研究和临床实践等。 【易错提醒】 到 再培养的一段时间，不同于细胞的增殖次数。在细胞的“一代”中，细胞能增殖3～6次。原代培养是分瓶之前的第一次细胞培养，分瓶后的继续培养为传代培养。 (2)动物细胞培养时，培养的正常细胞在培养皿底只能形成 细胞。 是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的 。定期更换培养液，其目的是便于 ，防止代谢物积累对细胞自身造成伤害。 (3) 的细胞适合用于药物测试和基因表达等实验研究。 (4)动物细胞培养时，除了添加 、 等必要的营养成分外，往往还需加入一定量的动物血清，因为动物血清中含有许多维持动物细胞 和保持动物细胞生物学 不可缺少的营养物质。 (5)动物细胞培养时要分散成 因为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。分散成单个细胞后容易培养，细胞所需的营养容易供应，其代谢废物容易排出。同时，分散成单个细胞培养，可使在 操作的其他技术得以实现。 (6)动物细胞的整个培养过程中可能多次用到 等处理，第一次使用的目的是使组织细胞 ；贴壁细胞传代培养时使用的目的是使细胞从皿底上脱离下来，分散成单个细胞，便于继续培养。 (7)动物细胞培养过程中往往存在 及接触 现象：细胞贴壁：悬液中分散的细胞往 往 在培养瓶的瓶壁上。接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面 接触时，细胞 分裂增殖的现象。 考点3 动物细胞融合技术及其应用★★★★☆ 知识1　动物细胞融合技术 1.概念：指在一定的条件下将 动物细胞，通过物理、化学或生物方法，结合形成 细胞的技术。 2.融合方法：自发融合——缺点：频率 。人为促进细胞融合： 方法 方法 方法 3.诱导细胞融合的机理：在各种方法的促融合作用下，细胞质膜出现 、 和融合，进而发生细胞质融合和细胞核的融合，最终形成 细胞。 4.融合结果：人工诱导细胞融合后，可能产生 类型的细胞，因此需要对细胞进行 ，挑选出所需要的细胞。 知识2　动物细胞融合技术的应用 1.动物细胞融合技术的应用：应用前景：在 、疾病诊断等领域展现出美好的前景。 2.单克隆抗体的制备和应用 (1)传统方法制备的抗体的缺点：是含有多种抗体的 抗体；不能 地对付某一类病原体；治疗效果不佳。 (2)单克隆抗体的制备过程 (3)单克隆抗体的应用：制备单克隆抗体 ，其优点是对肿瘤细胞有较好的 杀伤作用；由于单克隆抗体可以高度 地识别抗原，它在 上也有一定的临床价值；利用单克隆抗体进行 ，其目的是利用 的单克隆抗体在体内显示肿瘤位置，用以指导手术范围。 【易错提醒】 (1)不能直接培养单个 来制备单克隆抗体，因为浆细胞是 的细胞，不具备分裂能力。 (2)单克隆抗体制备过程利用了 培养、动物细胞 等技术；利用了细胞增殖、动物细胞质膜的 的原理：。 (3)二倍体动物细胞融合包括细胞质融合和细胞 融合，故二倍体动物细胞融合后的 不是二倍体细胞。 (4)B淋巴细胞与骨髓瘤细胞经诱导融合后，培养基中共出现 种细胞；其中融合的细胞 有 种。(只考虑两两融合)。已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被 阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖；而鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但它能不断 。融合后的杂种细胞，继承了双亲细胞的遗传物质，不仅具有B淋巴细胞产生 的能力，也具有骨髓瘤细胞 的能力，估二者融合成的杂种细胞既可产生 又能 ，因而可以获得大量 。 (5)B细胞与骨髓瘤细胞融合后至少要进行两次筛选，两次筛选的比较如下所示： 比较项目 第一次筛选 第二次筛选 筛选原因 诱导融合后得到多种 细胞，还有 的细胞等 由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择培养获得的杂交细胞中有能产生 的细胞 筛选目的 筛选出 细胞 筛选出能分泌 的杂交细胞 筛选方法 用特定的选择培养基筛选；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 才能生长 用96孔板培养，在每一个孔中尽量只接种一个杂交细胞的情况下进行 和 ，经多次筛选得到足够数量的能分泌 的细胞 (6)实验室制备单克隆抗体可通过动物体内培养或体外培养两种途径获得，抗体分泌到细胞外，提取单克隆抗体 破碎细胞。单克隆抗体可以高度特异性地识别 ，具有诊断、导向、治疗等功能。 考点4 干细胞技术及其应用★★☆☆☆ 知识1　干细胞 知识2　干细胞技术应用于疾病治疗 1.自身干细胞的移植可避免产生 反应。 2.利用干细胞具有 的特性，人们在体外培养环境中给予干细胞一定的诱导条件，就可以将 其 分化为特定类型的细胞。使其代替原本失去功能的病变组织细胞，从而达到治疗相应疾病的目的。 3.通过采集 、骨髓或 ，利用专用的干细胞分离液，提取、纯化后得到的干细胞可应用于临床治疗。 知识3　干细胞技术应用于新药研制和开发 1.胚胎干细胞可分化出任何组织类型的正常细胞，这为开发新药提供大量的 ，大大减少了新药研究所需的动物数量，降低了研究成本，也改进了研发药品及其安全性检验的方法。 2.利用人类干细胞或用干细胞培养出来的组织、器官测试各种药物的药效、 ，会比用其他动物(如小鼠)更能反映人体的状况，这可能发展成为一种新的药物筛选模式。 3.对人胚胎干细胞的研究，可以帮助人们理解复杂的人体发育过程，并促进对人胚胎发育的基础研究，揭示人的 及影响其发育的因素。 【易错提醒】 (1)并不是干细胞都来源于早期胚胎，胚胎干细胞源于 ，而成体干细胞来自成年个体的部分组织。胚胎干细胞是 干细胞，而成体干细胞是 干细胞，二者的分化潜能不相同；一般认为，胚胎干细胞能够分化为成年动物体内的 一种类型细胞并具有形 成 的能力， 干细胞具有组织特异性，只能分化成 的细胞或组织，不具有发育成 个体的能力。 (2)由胚胎干细胞分化形成各种细胞的根本原因是 ，各细胞所含的遗传物质 。 (3)通过胚胎干细胞 诱导分化，可以培育出人造组织器官，从而解决供体器官 的问题。胚胎干细胞必须从 中获取，这涉及伦理问题，因而限制了应用。 (4)全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞的比较 项目 全能干细胞 多能干细胞 单能干细胞 特点 具有形成 个体的分化潜能 具有分化出 细胞组织的能力 只能向一种类型或密切相关的细胞类型分化 实例 干细胞 干细胞 细胞 共性 都具有自我更新和分化的能力；在形态上，通常都呈圆球形或椭圆球形，细胞体积小，核相对较大 (3)(4)(　　) (2)泡菜、酸奶主要经乳酸菌发酵生产。制作酸奶时，市售未开封鲜奶可直接使用。随着乳酸菌在牛奶中生长繁殖，牛奶中的乳糖变为乳酸，乳液的pH随之下降。 (3)泡菜坛中的菜料只能装八成满是为了防止发酵初期酵母菌等产生CO2造成发酵液溢出坛外；防止因装太满使泡菜液未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂。 (4)制作泡菜液时需将沸水冷却后加入适量的盐和糖，添加冷却沸水的目的是水煮沸可除去水中的溶解氧，并杀灭水中的杂菌；冷却是为了不影响乳酸菌等微生物的生命活动；盐的作用是盐的作用是抑制微生物的生长并调味；泡菜液中加入过量食盐会抑制乳酸菌的生长和繁殖，导致泡菜“咸而不酸”。 第4节 胚胎工程及其应用 考点1 哺乳动物胚胎发育的基本过程★★☆☆☆ 知识1　精子与卵细胞的发生和受精过程 1.精子的发生——场所：哺乳动物睾丸的 ；时期：动物个体 后；过程：精原细胞―→ 精母细胞精细胞 ；营养供应：曲细精管的 ；储存：精子形成后进入曲细精管的管腔中；精细胞的分化( )过程：主要变化 精细胞 结构如图所示： 2.卵细胞的发生——场所：在雌性动物的 中；时期：哺乳动物及其他许多脊椎动物的卵细胞发育 在 会停止一段时间，直到雌性动物发育到 期才继续发育；初级卵母细胞在 完成减数第一次分裂，排卵后，随着精子进入次级卵母细胞继续 分裂；过程： 3.受精——过程： 受精卵的形成： 逐渐融合，形成受精卵；受精作用完成的标志：当卵细胞质膜和透明带之间出现 、 时，表示受精作用已经完成。 【易错提醒】 (1)精细胞变形过程中保留了 、 、中心体特化为相应结构，细胞核和线粒体是精子的重要结构。其中， 是遗传物质储存的主要场所，决定后代的遗传特性，参与受精过程；线粒体是精子有氧呼吸的 ，为精子的生命活动提供能量。线粒体集中在尾的基部有利于为精子的运动 ，这样既保留了父本的 遗传物质，又有利于精子的运动。 (2) 卵细胞形成过程中，细胞质 分裂保证了受精卵能有足够的 物质，满足早期胚胎发育的需要。 (3)受精过程开始的标志是精子进入 卵母细胞；完结的标志是 原核和 原核的融合。精子与卵细胞的结合，体现了细胞质膜具有进行细胞间 的功能。 (4)家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有 精子能够与卵子结合，这不能说是一种浪费，受精过程中一个精子穿入次级卵母细胞后，会立即引起 及 发生一系列变化，形成 其他精子进入的屏障。保证一个精子和一个卵细胞完成 。 (5)精子和卵细胞发生的比较 比较项目 精子发生 卵细胞发生 不同点 场所 睾丸的 精管(场所唯一) 卵巢(减数第一次分裂)、 (减数第二次分裂)(场所不唯一) 时间 (性成熟后)开始 性别分化后开始，卵泡(含初级卵母细胞)的形成和在卵巢内的储备，是在 (胎儿时期)完成的，减数第二次分裂是在精子和卵子的 过程(即受精过程)中完成的 过程特点 ①减数第一次分裂和减数第二次分裂是 的，需 ； ②细胞质 分配 ①减数第一次分裂和减数第二次分裂 是 的，不需要 ； ②细胞质 分配(第一极体除外) 结果 形成 个精子 形成 个卵细胞和 个极体 相同点 ①原始生殖细胞的增殖方式为 分裂； ②生殖细胞的成熟为 分裂； ③成熟过程均经 染色体复制和 细胞分裂，子细胞中染色体数目 。 知识2　胚胎发育的过程 1.哺乳动物的胚胎发育是指 发育成 的过程，包括 、 、 等主要发育阶段。 2.人体胚胎发育的基本过程 阶段 时间 发育场所 过程 胚卵期 从受精完成至第1周末 受精卵实心细胞团(桑椹胚)囊胚着床 胚胎期 从第2周开始至第8周 囊胚壁→滋养层；囊胚的 →二胚层的胚盘→三胚层的 胎儿期 从第9周至第12周 子宫 胎儿头部占优势，躯体长高，脑部继续增长，眼睑闭合，眼内出现视网膜，从外生殖器可辨性别 从第13周至第16周 胎儿小脑变得突出，一般感觉器官分化，耳郭伸出，出现闭眼和吸吮的动作 从第17周至第20周 出现睫毛和眉毛，胎毛覆盖皮肤 21周后 胎儿继续发育直至出生 3.从优生的角度出发，为了最大限度地避免具有遗传缺陷的胎儿出生，在妊娠期间，可通过 和 确保优生。 【易错提醒】 (1)胚胎发育早期的细胞分裂方式是 分裂，没有 分裂。(2)胚胎发育过程中开始分化的阶段是 ，内细胞团细胞没有 ，具有 ，可以作为 干细胞的来源；囊胚内的滋养层将来发育成 。原肠胚分化出现 个胚层，有 腔，胚胎发育的场所是输卵管和子宫。 (2)早期胚胎(卵裂)发育时，胚胎中细胞物质变化规律 项目 变化 细胞数目 每个细胞体积 减小 DNA总量 每个细胞内的DNA总量 有机物总量 物质种类 增多 (3)人的胚胎发育的过程 胚胎发育的起点是 ，受精卵形成后即在输卵管内进行 分裂，开始发育。即胚胎发育的最初场所是 ，以后逐步向 移动，最后在子宫内着床，直至发育成为成熟的 。 (4)早期胚胎发育过程中营养物质的来源：卵裂期和桑椹胚时期只进行细胞分裂，不需要从外界获取营养物质，胚胎发育所需营养主要来自 ；囊胚期细胞开始 ， 破 裂， 细胞(以后发育成胎盘、胎膜，与母体建立联系)从母体吸收营养物质，使胚胎继续发育。 考点2 体外受精技术★★★☆☆ 知识1　体外受精技术 1.体外受精技术：指哺乳动物的精子和卵子在 的环境中完成受精过程的技术。 2过程： (1)采集精子——主要方法： ；操作：采精者可手持假阴道，利用假台畜让被采精动物在模拟交配时将精液射入假阴道内；采集后的处理：采集的精子可以立即使用或冷冻保存待用；分离并获取有活力的精子的原因：精液中含有精子 的抑制因子，冷冻液中还含有防冻剂等成分，精液中含有一定量的死精子。 (2)采集卵母细胞：方法： 、机械破碎法。 ①抽吸法——采集对象：采集 的动物如牛、猪的卵母细胞，是从活体卵巢中采集卵母细胞时的常用方法；操作：借助超声波探测仪和内窥镜等进行；优点：可以有目的地选择卵泡，分离得到适当成熟程度的卵母细胞；意义：可以 。 ②机械破碎法——采集对象：采集 的动物如小鼠、兔的卵母细胞，是从宰杀后的雌性动物卵巢上采集卵母细胞的方法；操作：用针头刺破卵巢和卵泡，再在显微镜下对卵母细胞进行筛选；优缺点：优点是可以得到各种成熟程度的卵母细胞；缺点是在刺破卵巢和卵泡的过程中有可能刺伤卵母细胞。 ③其他方法：对于较小型的动物，还可以采用 处理的方法，使其 ，这样获得的卵母细胞可以直接与获能后的精子进行体外受精。 (3)体外受精 ①精子获能——方法：培养法、 诱导法。培养法：放入人工配制的 中，经培养即可获能；适用对象：家兔、猪等动物；化学诱导法：放入一定浓度的 或相应的 载体溶液中，诱导精子获能；适用对象：牛、羊等动物； 精子获能的意义：增强了精子的代谢能力和运动能力。 ②顶体反应：顶体破裂释放出的顶体酶溶解卵母细胞周围的 和 。 ③体外受精——条件：在 的适宜条件下和专用的 中， 的精子和培养成熟的卵母细胞放在一起培养一段时间，可以在体外完成受精过程。 过程 (4)体外受精的应用 ①可用于研究哺乳动物生殖细胞的发生、受精和 机制等。 ②为胚胎生产提供了经济而高效的方法，对充分利用优良种质资源、 家畜繁殖周期、 品种改良速度等具有重要价值。 考点3 胚胎移植技术★★★☆☆ 知识1　胚胎移植技术 1.胚胎工程：指对动物的胚胎进行人为操作和处理以获得目标个体的技术，包括 、 和 等现代生物技术。 2.早期胚胎培养：精子和卵母细胞结合后，将受精卵移入相应的培养液中培养。培养液的基本成分包括 、氨基酸、 、无机盐和糖类等。 3.胚胎移植技术：将良种雌性动物配种后，从其生殖道取出 或通过体外受精及其他方式(如转基因、核移植)得到的受精卵或胚胎，再移植到同种的同时发情排卵但未经配种的其他雌性动物的体内，使它们进一步发育为新个体的技术。 4.胚胎移植的过程：一般分为供体和受体的选择、供体和受体 处理、供体的 处理和受精、 以及胚胎移植。 5.胚胎移植的应用：能发挥优良母畜的 ，迅速扩大优良畜种的数量，加速优良畜种的推广应用；能缩短 ，提高家畜改良速度；③能长期保存冷冻胚胎，便于优良品种的 和保存。 【易错提醒】 (1)胚胎工程包括 、胚胎移植、 等技术。 移植技术不属于胚胎工程。 (2)用 激素对供体母牛进行超数排卵处理，用 对供、受体母牛进行同期发情处理。 (3)超数排卵处理的目的是诱发卵巢排出比自然情况下 的成熟卵子。同期发情处理的目的是使供体和受体的生理环境达到同步或一致，为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境。这是胚胎移植成功的关键。 (4)胚胎移植可充分发挥优良母畜的繁殖能力。经胚胎移植产生的后代，其遗传特性不会受到受体的影响，应与 保持一致；因为供体胚胎与受体子宫建立的仅是 和 上的联系，其遗传特性在孕育过程中 发生任何变化。 (5)将检验合格的胚胎移植到任何一个受体的子宫内，胚胎 都能正常发育；一般情况下应移植到 的、生理状态 的受体子宫内，在移植前应对受体进行 处理。受体对来自供体的胚胎基本上 发生免疫排斥反应。 考点4 胚胎分割技术★★★☆☆ 知识1　胚胎分割技术 【易错提醒】 (1)胚胎分割可视为一种胚胎克隆方法， 、 都可用于胚胎分割。对囊胚分割时，应将内细胞团 分割。不用桑椹胚之前和囊胚之后的细胞组织进行胚胎分割,因为胚胎分割是采用机械分割的方式，会对细胞造成损伤，所以要求细胞团有足够的能力去修复其损伤，还要保持细胞的 。 之前的细胞团细胞数量少，不足以修复胚胎分割所造成的创伤；囊胚期以后的细胞开始出现程度比较高的 ，全能性 。 (2)胚胎分割可以使胚胎数目成倍 ，但不是分割次数越多越好，因为早期胚胎的体积很 ，分割的次数越多，作为囊胚期的内细胞团所受的影响会更 ；分割的次数越多，技术的难度会 ，移植后的恢复和发育的难度也会越大，移植成功率会 。 (3)试管牛、克隆牛的生产流程。 试管牛的生产流程： 克隆牛的生产流程： 1.植物组织培养的核心步骤是脱分化和再分化。脱分化形成的愈伤组织是一团没有特定形态、结构和功能的薄壁细胞，一般处于旺盛分裂状态。 2.培养基中的生长素和细胞分裂素的相对浓度会影响脱分化和再分化为根和芽。 3.植物体细胞杂交技术主要包括原生质体的制备、原生质体融合的诱导、杂种细胞筛选和培养、杂种细胞脱分化和再分化以及杂种植株的再生和鉴定等环节。 4.单倍体育种≠花药离体培养：单倍体育种一般包括花药离体培养、人工诱导染色体数目加倍和筛选等过程，其遵循的遗传学原理是染色体数目变异，目的是培育具有优良性状的二倍体纯种。花药离体培养只是单倍体育种的一个环节，其实质上是植物组织培养，包括脱分化和再分化等过程，其遵循的原理是植物细胞的全能性，培育的是单倍体幼苗。 5.比较快速繁殖\作物脱毒两种植物繁殖新途径 繁殖新途径 取材 优点 技术 快速繁殖 (微型繁殖) 取材广泛 (1)高效、快速地实现种苗的大量繁殖；(2)保持优良品种的遗传特性 植物组织培养 作物脱毒 生长点部位 获得高产、优质的无病毒植物 6.动物细胞培养过程分为原代培养和传代培养，适合用于药物测试和基因表达等实验研究的是原代培养。因为原代培养阶段的细胞与体内细胞的生长特性相近，生物学特性未发生很大变化，适合用于药物测试和基因表达等实验研究。 7.植物组织培养与动物细胞培养的比较 比较项目 植物组织培养 动物细胞培养 原理 植物细胞的全能性 细胞增殖 培养基 固体培养基 液体培养基 过程 结果 新的植株 新的细胞 相同点 ①两种技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂 ②均需要无菌操作、无菌培养，需要适宜的温度、pH等条件 8. 动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较 比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 原理 细胞质膜的流动性、细胞的全能性 细胞质膜的流动性 步骤 酶解法去掉细胞壁后，诱导原生质体融合，形成杂种细胞，再经植物组织培养形成杂种植株 分散成单个细胞后诱导细胞融合，形成杂种细胞 方法 化学融合法(聚乙二醇法)、物理融合法(电融合法) 生物方法(病毒诱导融合法)、化学方法(聚乙二醇诱导融合法)、物理方法(电场诱导融合法) 结果 形成杂种植株 形成杂种细胞，以生产细胞产品 考点预测： ✅ 能够概述植物组织培养、植物体细胞杂交的原理和过程，并举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢物生产、育种等方式有效提高了生产效率。 ✅ 能阐明动物细胞培养是，动物细胞培养是动物细胞工程的基础，结合动物细胞培养的条件和过程、概述单克隆抗体的制备过程。结合动物细胞核移植的概念和原理和体细胞核移植的过程，认同体细胞核移植技术的应用前景，客观分析技术存在的问题。 ✅ 结合精子和卵细胞的发生以及受精过程、哺乳动物胚胎发育的基本过程、进一步理解体外受精的主要操作步骤。理解胚胎移植技术的基本程序、胚胎分割技术的要领。 1.通过植物体细胞杂交，科学家培育出了白菜—甘蓝植株，下列相关叙述错误的是(　　) A.在进行植物体细胞杂交之前，需要先获得原生质体 B.植物体细胞杂交只适用于染色体数目一致的两个物种 C.人工诱导原生质体融合，可以采取物理融合法和化学融合法 D.植物体细胞杂交技术能打破生殖隔离，培育出新品种 2.(多选)烟薯－25是一种甜度大、抗病力强、产量高的红薯。它是通过无性繁殖获得的作物，多代繁殖后病毒会在体内积累，导致含糖量不足，产量下降。大面积栽培时，一般都用脱毒苗。下列有关脱毒苗培育过程的叙述，正确的是(　　) A．脱毒苗培育过程的原理是植物细胞具有全能性 B．脱毒苗培育过程需经历脱分化和再分化两个阶段 C．培育脱毒苗应选用生长点部位，因为分裂旺盛，所含的病毒少 D．脱分化和再分化的培养基成分是相同的，但两个阶段光照条件不同 3.如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列叙述正确的是(　　) A． 经过程①细胞的形态和结构未发生变化 B．过程①需控制好培养基中植物激素的比例 C．该途径依据的原理是植物细胞具有全能性 D．过程③需使用固体培养基，有利于细胞增殖 4．如图是克隆猴的培育过程。下列有关叙述错误的是(　　) A．a 细胞是卵母细胞 B．重组细胞具有全能性 C．过程①常用显微操作技术 D．克隆猴的性状主要与乙相同 5.(多选)动物细胞培养的基本过程如图所示，下列叙述正确的是(　　) 皮肤组织皮肤细胞细胞培养1细胞培养2 A. 甲过程需要用纤维素酶和果胶酶处理 B. 应选择幼龄动物的皮肤组织进行动物细胞培养 C. 丙过程是传代培养，有些细胞不出现贴壁生长 D. 乙过程是原代培养，一般不会出现接触抑制现象 6.人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。如图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，下列相关叙述正确的是(　　) A．过程①常用聚乙二醇诱导细胞融合，利用了细胞质膜的选择透过性 B．过程②筛选得到的杂交细胞可直接用于生产单克隆抗体 C．过程③利用的原理是抗原和抗体的特异性结合 D．④过程需要添加抗生素等物质，以防止病毒污染 7.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，使这个细胞成为多能干细胞(iPS细胞)。下图为该实验示意图。下列有关叙述正确的是(　　) A. iPS细胞所携带的遗传信息与肌肉细胞相同 B. 图示过程体现了iPS细胞的全能性 C. 应用该技术可大大降低免疫排斥反应，提高器官移植的成功率 D. 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 8．如图甲为受精作用的过程以及早期胚胎发育示意图，图乙表示早期胚胎发育的某个时期。下列叙述正确的是(　　) A．自然条件下，过程①在哺乳动物的子宫内进行且每次只形成一个受精卵 B．过程②细胞数量增加，胚胎的总体积和细胞内遗传物质几乎不变 C．随着胚胎逐步扩大，结构⑥破裂，胚胎从其中伸展出来，植入子宫内膜 D．图乙处于图甲中的a时期，细胞⑦将来发育成胎儿的胎膜和胎盘 9.(多选)细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机。通过胚胎移植等技术，可以实现良种牛的快速繁殖。如图是获得优质奶牛的几种操作技术示意图，下列有关叙述错误的是(　　) A． 为了进一步扩大繁殖规模，可直接用亲代牛的体细胞进行克隆 B．卵裂时通过有丝分裂增殖，细胞的细胞核与细胞质两者的体积之比逐渐变大 C．早期囊胚a、b、c的基因型相同，d可直接移植给受体孕育成遗传物质相同的后代 D．为使更多的胚胎移植成功，需对供体母牛与受体母牛进行同期发情处理和对供体母牛进行超数排卵处理 【解题方法归纳】 1.自然受精、人工授精和体外受精的异同点 项目 自然受精 人工授精 体外受精 不同点 过程不同 雌雄动物交配完成 用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精 人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程 场所不同 雌性动物输卵管中 雌性动物输卵管中 － 相同点 (1)精子获能、卵子成熟后才能完成受精过程；(2)都是有性生殖 2..试管动物和克隆动物的区别 项目 试管动物 克隆动物 生物学原理或生物技术 体外受精、胚胎移植 细胞核的全能性、核移植 生殖类型 有性生殖 无性生殖 后代遗传性状的继承特点 后代继承提供遗传物质的双亲的特性 几乎全部性状与提供细胞核的亲本的性状一样 3.胚胎移植的生理学基础及相应意义 项目 生理学基础 意义 受体生理环境 同种动物的供、受体排卵后生殖器官的生理变化是相同的 为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境 胚胎 收集 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 为胚胎的收集提供了可能 胚胎 存活 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 为胚胎在受体内的存活提供了可能 胚胎 发育 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其遗传特性不受任何影响 为移植后胚胎继续发育提供了营养等方面的保障 4.克隆动物的遗传特点:克隆动物的亲本有三个，即体细胞核供体、卵母细胞细胞质供体和代孕母体。 (1)克隆动物的细胞核基因来自体细胞核供体，因此，克隆动物的性状与体细胞核供体基本相同。 (2)克隆动物的细胞质基因来自卵母细胞，因此，克隆动物的性状与卵母细胞细胞质供体部分相同。 (3)代孕母体没有为克隆动物提供遗传物质，因此，克隆动物的性状与代孕母体没有直接关系。 学科网（北京）股份有限公司第1页共14页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 细胞工程（知识清单） 学习导航站 知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、陷阱规避 第1节 植物细胞工程（2个考点+2个易错提醒） 考点1 植物组织培养技术 ★★★☆☆ 考点2 植物体细胞杂交技术★★★★☆ 第2节 植物细胞工程的应用（2个考点+1个易错提醒） 考点1 植物细胞工程的应用★★★☆☆ 考点2 植物细胞培养技术的应用★★★★☆ 第3节 动物细胞工程及其应用（4个考点+4个易错提醒） 考点1 动物细胞核移植技术及其应用★★★☆☆ 考点2 动物细胞培养技术及其应用★★★☆☆ 考点3 动物细胞融合技术及其应用★★★★☆ 考点4 干细胞技术及其应用★★☆☆☆ 第4节 胚胎工程及其应用（4个考点+4个易错提醒） 考点1 哺乳动物胚胎发育的基本过程★★☆☆☆ 考点2 体外受精技术★★★☆☆ 考点3 胚胎移植技术★★★☆☆ 考点4 胚胎分割技术★★★☆☆ 素养加油站：热点问题分析、聚焦考点预测 方法储备库：高频考点，方法归纳 第1节 植物细胞工程 考点1 植物组织培养技术★★★☆☆ 知识1　植物组织培养技术 1.概念：是利用细胞全能性，在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞或原生质体等，在培养基上培养，使其发育成部分或完整植株的技术。 外植体：用于植物组织培养的材料如离体的植物器官、组织、细胞或原生质体，统称为外植体。 2.步骤 3.某种植物茎尖组织培养过程示意图 4.天竺葵的组织培养 【易错提醒】 (1)植物组织培养的理论基础是细胞的全能性，植物细胞具有全能性的原因是含有生物生长发育所需的全套遗传信息。来自同一植物体的分化程度不同的体细胞所含所含遗传信息相同；全能性大小一般不相同，分化程度低的细胞的全能性大于分化程度高的细胞。 (2)在植物组织培养过程中，为了避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长，要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。 (3)愈伤组织分化出芽之后应应更换生根培养基，给予适宜光照诱导生根。 (4)培养基中的试管苗能不能直接移栽到大田土壤中，应炼苗后再移栽；目的是使幼苗逐渐适应自然环境，以保证幼苗移栽到大田能顺利成活。 (5)不同细胞全能性的大小：体细胞全能性：分化程度低的>分化程度高的，细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的；不同细胞的全能性：受精卵>生殖细胞>体细胞；不同生物的细胞全能性：植物细胞>动物细胞。 (6)体现细胞全能性的条件 材料 离体的植物器官、组织、细胞或原生质体 培养基 种类齐全、比例合适的营养物质及一定比例的植物激素 外界条件 ①无菌操作； ②光照：诱导愈伤组织脱分化时一般不需要光照，再分化时需要光照 考点2 植物体细胞杂交技术★★★★☆ 知识1　植物体细胞杂交技术 1.概念：植物体细胞杂交技术主要是指将自发或人工融合的杂种细胞培育成新品种植物体的技术。 2.过程 (1)去壁：用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，获得原生质体。 (2)原生质体的融合：自发融合——缺点：效率比较低。诱导融合——优点：效率高且对原生质体伤害小。方法：化学融合法——聚乙二醇（PEG)法；物理融合法——电融合法。 3.原理 (1)原生质体融合的过程利用了细胞质膜的流动性。 (2)杂种细胞发育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。 4.意义：可以克服不同种植物之间杂交的不亲和障碍，打破生殖隔离，实现远缘物种之间的核质融合，再通过培养便可获得新品种植株。 5.问题：杂种后代遗传性状不够稳定、再生植株寿命较短。 【易错提醒】 (1)获得原生质体时，应在等渗(填“低渗”或“等渗”)溶液中进行，理由是低渗溶液中原生质体易吸水涨破。 (2)植物体细胞融合的障碍：细胞壁。可以用纤维素酶和果胶酶去除。植物体细胞融合成功的标志：产生新的细胞壁。在此过程中高尔基体与细胞壁的形成有关，同时该过程还需要线粒体提供能量。 (3)植物体细胞杂交的生殖方式是无性生殖。细胞融合属于染色体变异，若只考虑细胞两两融合，经过融合后可得到3种细胞，如图所示，其中符合要求的细胞（AB）的染色体数通常是两亲本细胞染色体数之和，染色体组数通常也是两亲本细胞染色体组数之和，此细胞为异源多倍体。 (4)植物体细胞杂交的结果：产生新的植株。此植株可育，因为通过体细胞杂交获得的植株为异源多倍体，含有同源染色体，可以正常联会。 (5)从新品种培育的角度分析，植物体细胞杂交技术最大的优点是打破生殖隔离，使不同种植物杂交成为可能。局限性则是杂种后代遗传性状不够稳定、再生植株寿命较短。 第2节 植物细胞工程的应用 考点1 植物细胞工程的应用★★★☆☆ 知识1　植物组织培养技术的应用 1.人工种子：将在植物组织培养中得到的胚状体和具有养分的人工胚乳包埋在具有保护功能的人工种皮中，在适宜的条件下能够生根发芽的颗粒体。基本结构： 生产过程：植物组织培养获得胚状体。人工种皮对胚状体和人工胚乳的包埋。 优点：制种快、制种不受季节限制、人工胚乳可提供更好的营养供应，还可提供相应成分增强抵抗疾病的能力。 2.快速繁殖：优点——保持优良植物品种的遗传特性；繁殖速度快；不受季节和恶劣天气的影响；可以进行全年连续生产，大大提高了生产效率。 3.培育脱毒植物：选材部位及原因——植物生长点部位的病毒浓度很低甚至无病毒；优点——可以降低或者去除病毒的感染；实例——马铃薯、甘蔗、草莓等；方法——物理方法：高温处理又称热疗法，其原理是一些病毒对热不稳定；低温处理又称冷疗法，其原理是降低温度，使病毒活力下降；化学方法：一般指利用嘌呤和嘧啶类似物或抗生素等化学药品处理患病植株的方法，其原理是抑制植物体内病毒的复制；生物方法。 4.种质保存：保存材料——植物的悬浮细胞，愈伤组织或胚状体，还包括原生质体、花粉、幼胚、芽或茎尖分生组织等；原理——细胞、组织、器官在超低温保存过程中不会引起遗传性状的改变，也不会丧失形态发生的潜能；优点——比保存植物的种子更为有利和经济，还能在需要的时候迅速且大量地繁殖植物。 考点2 植物细胞培养技术的应用★★★★☆ 知识1　植物细胞培养技术的应用 1.植物细胞代谢产物的工厂化生产 应用实例——(1)获取许多重要的细胞代谢产物：治疗疟疾的药物——奎宁；抗肿瘤药物——紫杉醇。 (2)成为工业化生产相关植物产品的有效途径：药物——人参皂苷；食品添加剂——食用色素、甜味剂。 (3)用于农副业生产——大规模培养桑叶的叶肉细胞，可制作成家蚕的饲料。 生产优点——不仅快速、高效，而且不受季节、环境等条件的限制。 2.单倍体育种——优点：可以大大缩短育种的年限，且可以获得具有稳定遗传特性的优良品种，节约了人力物力；育种思路：培育小孢子单倍体植株幼苗染色体数目加倍纯合二倍体植株。 过程 过程分析： (1)成熟的花药由花药壁和花粉囊及其中的花粉等结构组成。 (2)经过适当的诱导，花粉囊中的花粉可发育成单倍性的胚状体或愈伤组织，最终形成单倍体植株。 (3)用质量分数为0.02%～0.4%的秋水仙素溶液诱导单倍体植株的某些阶段(如形成愈伤组织时期或幼胚时期)，可获得染色体数目加倍的，能正常生长发育并开花、结果的二倍体植株。 【易错提醒】 (1)快速繁殖不仅可以高效、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。 (2)人工种子的基本结构包括人工种皮、胚状体和人工胚乳。 (3)植物生长点部位没有维管束，病毒难以进入，因此这些部位病毒浓度很低甚至无病毒。 (4)利用茎尖、花药进行组织培养均可培育出脱毒种苗，脱毒苗没有抗病毒特性，“脱毒”与“抗毒”不同，前者指的是本身病毒浓度很低甚至无病毒，受病毒感染的机会少，而后者指的是能抵抗病毒的感染；脱毒苗是选择植物的分生区如茎尖(病毒含量极少甚至无病毒)进行组织培养而获得的，属于细胞工程的范畴。脱毒苗只是体内不含病毒，不能抵抗病毒的侵染；抗毒苗是把某抗病毒的基因导入受体细胞中，并通过一定的方法培养形成的，属于基因工程的范畴。 (5)植物细胞、组织等在超低温保存过程中不会引起遗传性状的改变，也不会丧失形态发生的潜能。 (6)单倍体育种产生的植株不是单倍体，单倍体育种包括花药离体培养和诱导染色体数目加倍两个过程，经染色体数目加倍后产生的植株是二倍体或多倍体。 (7)植物组织培养与传统的无性繁殖相比，优势有：繁殖周期短，繁殖速度快；繁殖材料用量少，受环境限制少，可工厂化生产，不受季节和恶劣天气的影响；能获得无毒苗木无性系；木本植物应用潜力大；便于种质贮存与交换；可离体繁殖诱变等。 第3节 动物细胞工程及其应用 考点1 动物细胞核移植技术及其应用★★★☆☆ 知识1　动物细胞核移植技术 1.克隆羊多莉的培育 (1)培育过程 (2)结论：哺乳动物体细胞核在卵母细胞细胞质的支持下，也和植物细胞一样具有全能性。 2.动物细胞核移植技术 (1)动物细胞工程的技术：包括动物细胞核移植技术、动物细胞培养、动物细胞融合、干细胞应用技术。 (2)动物细胞核移植技术 ①概念：指把一个动物细胞的细胞核移植到一个已经去除细胞核的成熟卵母细胞中，并使重组细胞发育为一个新的胚胎，继而发育为动物新个体的技术。 ②分类 种类 难易程度 原因 胚胎细胞核移植 相对容易 分化程度低，全能性容易表现 体细胞核移植 十分困难 分化程度高，全能性难以表现 (3)克隆：不仅是指无性繁殖，还包括遗传上完全相同的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体的无性繁殖群体。 (4)体细胞克隆 ①概念：用体细胞核移植技术进行的克隆。 ②过程：利用显微操作的方法，将供体的体细胞核注入受体的去核卵母细胞中，重组细胞经过培养后生长发育成胚胎。 3.动物细胞核移植技术的应用 (1)在畜牧业生产中，利用体细胞核移植技术可以加速家畜遗传改良的进程，促进优良畜群的繁育。 (2)在保护濒危物种方面，利用体细胞核移植技术增加动物数量的工作也已经初见成效。 【易错提醒】 (1)克隆动物的培育成功体现了动物细胞的细胞核具有全能性；克隆动物的遗传物质绝大部分来自供体细胞，线粒体中的遗传物质来自受体的去核卵母细胞。克隆不仅是指无性繁殖，还包括遗传上完全相同的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体的无性繁殖群体。 (2)核移植技术中重组细胞具有发育成完整个体的能力。 (3)动物细胞核移植技术选择成熟的卵母细胞作为受体细胞的原因是卵母细胞的细胞核大，易于操作；细胞质营养物质丰富，含有促进细胞核全能性表达的物质。 (4)克隆动物不是对体细胞供体动物100%的复制，因为克隆动物细胞核中的遗传物质来自供体动物，但细胞质中的遗传物质同时来自供体细胞和受体卵母细胞。此外，生物性状还受环境因素的影响。 （5）核移植技术获得的克隆动物与供体动物的性状不完全相同的原因： ①克隆动物绝大部分的遗传物质来自供体细胞的细胞核，但其核外线粒体中的遗传物质来自受体细胞(去核卵母细胞)。 ②生物体的性状是基因和环境共同作用的结果。供体动物和克隆动物所生活的环境不完全相同，因此克隆动物的性状不可能与供体动物完全一致。 ③克隆动物在个体发育的过程中有可能发生了基因突变，产生了供体动物没有的性状。　　　 考点2 动物细胞培养技术及其应用★★★☆☆ 知识1　动物细胞培养技术 1.动物细胞培养技术 (1)概念：指从动物体内获得相关组织，分散成单个细胞后，模拟体内环境，在温度适宜、营养充足、无菌等条件下培养，使其继续生长、增殖的技术。 (2)原理：细胞增殖。 (3)地位：是动物细胞工程的基础。 (4)过程 (5)培养条件 ①温度和pH：培养温度和pH应与该种动物的体温、内环境pH相近。例如，培养哺乳动物细胞的最适温度一般为37_℃，最适pH范围为7.1～7.3。 ②合适的气体 a.气体组合：氧和二氧化碳。 b.大多数细胞在低氧时不能很好存活，氧浓度过高也会对细胞产生毒性，抑制其生长。 c.二氧化碳含量则会影响培养液的pH。 ③营养 a.主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、微量元素、维生素和促生长因子。 b.在合成培养基中通常需加入一定量的动物血清，以满足动物细胞培养的营养需要。 ④无菌、无毒的环境 a.需要对培养基和培养器具进行无菌处理。 b.必要时可添加适量的抗生素。 c.定期更换培养液。 2.动物细胞培养技术的应用 (1)原代培养:指从供体获取细胞或组织后进行的初次培养;特征：动物组织或细胞的生物学特性未发生很大变化，与体内细胞的生长特性相近;应用：适合用于药物测试和基因表达等实验研究。 (2)传代培养:原因：当细胞数量增加到一定程度后，由于培养空间的限制、营养物质的消耗及有害代谢产物的积累等，细胞的生长和增殖便会逐渐减缓;概念：将原代培养的细胞继续转接到新的培养基上继续培养，这一过程称为传代培养;传代特点：一般情况下，传代培养10～50次后，细胞增殖速度便会逐渐减缓，甚至完全停止，有些细胞可能还会发生癌变。 (3)动物细胞培养技术的应用:为细胞或细胞器加工改造提供了大量的动物细胞原材料;广泛应用于重组蛋白、抗体、病毒疫苗等生物医药产品的工业化生产;应用于基因治疗、细胞治疗、组织工程、药物筛选和毒性检测等相关领域的基础研究和临床实践等。 【易错提醒】 (1)细胞培养中“一代”是指从细胞接种到传代再培养的一段时间，不同于细胞的增殖次数。在细胞的“一代”中，细胞能增殖3～6次。原代培养是分瓶之前的第一次细胞培养，分瓶后的继续培养为传代培养。 (2)动物细胞培养时，培养的正常细胞在培养皿底只能形成一层细胞。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。定期更换培养液，其目的是便于清除代谢物，防止代谢物积累对细胞自身造成伤害。 (3)原代培养的细胞适合用于药物测试和基因表达等实验研究。 (4)动物细胞培养时，除了添加葡萄糖、氨基酸等必要的营养成分外，往往还需加入一定量的动物血清，因为动物血清中含有许多维持动物细胞生长增殖和保持动物细胞生物学性状不可缺少的营养物质。 (5)动物细胞培养时要分散成单个细胞因为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。分散成单个细胞后容易培养，细胞所需的营养容易供应，其代谢废物容易排出。同时，分散成单个细胞培养，可使在细胞水平操作的其他技术得以实现。 (6)动物细胞的整个培养过程中可能多次用到胰蛋白酶等处理，第一次使用的目的是使组织细胞分散开；贴壁细胞传代培养时使用的目的是使细胞从皿底上脱离下来，分散成单个细胞，便于继续培养。 (7)动物细胞培养过程中往往存在细胞贴壁及接触抑制现象：细胞贴壁：悬液中分散的细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上。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。 考点3 动物细胞融合技术及其应用★★★★☆ 知识1　动物细胞融合技术 1.概念：指在一定的条件下将两个或多个动物细胞，通过物理、化学或生物方法，结合形成一个细胞的技术。 2.融合方法：自发融合——缺点：频率极低。人为促进细胞融合： 生物方法 化学方法 物理方法 3.诱导细胞融合的机理：在各种方法的促融合作用下，细胞质膜出现粘连、破裂和融合，进而发生细胞质融合和细胞核的融合，最终形成杂种细胞。 4.融合结果：人工诱导细胞融合后，可能产生多种类型的细胞，因此需要对细胞进行筛选，挑选出所需要的细胞。 知识2　动物细胞融合技术的应用 1.动物细胞融合技术的应用：应用前景：在基因治疗、疾病诊断等领域展现出美好的前景。 2.单克隆抗体的制备和应用 (1)传统方法制备的抗体的缺点：是含有多种抗体的混合抗体；不能专一性地对付某一类病原体；治疗效果不佳。 (2)单克隆抗体的制备过程 (3)单克隆抗体的应用：制备单克隆抗体靶向制剂，其优点是对肿瘤细胞有较好的选择性杀伤作用；由于单克隆抗体可以高度特异性地识别抗原，它在疾病诊断上也有一定的临床价值；利用单克隆抗体进行导向手术，其目的是利用同位素标记的单克隆抗体在体内显示肿瘤位置，用以指导手术范围。 【易错提醒】 (1)不能直接培养单个浆细胞来制备单克隆抗体，因为浆细胞是高度分化的细胞，不具备分裂能力。 (2)单克隆抗体制备过程利用了动物细胞培养、动物细胞融合等技术；利用了细胞增殖、动物细胞质膜的流动性的原理：。 (3)二倍体动物细胞融合包括细胞质融合和细胞核融合，故二倍体动物细胞融合后的杂种细胞不是二倍体细胞。 (4)B淋巴细胞与骨髓瘤细胞经诱导融合后，培养基中共出现5种细胞；其中融合的细胞有3种。(只考虑两两融合)。已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基蝶呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖；而鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但它能不断分裂增殖。融合后的杂种细胞，继承了双亲细胞的遗传物质，不仅具有B淋巴细胞产生特异性抗体的能力，也具有骨髓瘤细胞无限增殖的能力，估二者融合成的杂种细胞既可产生特定抗体又能无限增殖，因而可以获得大量单克隆抗体。 (5)B细胞与骨髓瘤细胞融合后至少要进行两次筛选，两次筛选的比较如下所示： 比较项目 第一次筛选 第二次筛选 筛选原因 诱导融合后得到多种融合细胞，还有未融合的细胞等 由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择培养获得的杂交细胞中有能产生其他抗体的细胞 筛选目的 筛选出杂交细胞 筛选出能分泌特定抗体的杂交细胞 筛选方法 用特定的选择培养基筛选；未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交细胞才能生长 用96孔板培养，在每一个孔中尽量只接种一个杂交细胞的情况下进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到足够数量的能分泌特定抗体的细胞 (6)实验室制备单克隆抗体可通过动物体内培养或体外培养两种途径获得，抗体分泌到细胞外，提取单克隆抗体不需要破碎细胞。单克隆抗体可以高度特异性地识别抗原，具有诊断、导向、治疗等功能。 考点4 干细胞技术及其应用★★☆☆☆ 知识1　干细胞 知识2　干细胞技术应用于疾病治疗 1.自身干细胞的移植可避免产生排斥反应。 2.利用干细胞具有多分化潜能的特性，人们在体外培养环境中给予干细胞一定的诱导条件，就可以将其定向分化为特定类型的细胞。使其代替原本失去功能的病变组织细胞，从而达到治疗相应疾病的目的。 3.通过采集外周血、骨髓或脐带血，利用专用的干细胞分离液，提取、纯化后得到的干细胞可应用于临床治疗。 知识3　干细胞技术应用于新药研制和开发 1.胚胎干细胞可分化出任何组织类型的正常细胞，这为开发新药提供大量的标本，大大减少了新药研究所需的动物数量，降低了研究成本，也改进了研发药品及其安全性检验的方法。 2.利用人类干细胞或用干细胞培养出来的组织、器官测试各种药物的药效、毒理特性，会比用其他动物(如小鼠)更能反映人体的状况，这可能发展成为一种新的药物筛选模式。 3.对人胚胎干细胞的研究，可以帮助人们理解复杂的人体发育过程，并促进对人胚胎发育的基础研究，揭示人的发育机制及影响其发育的因素。 【易错提醒】 (1)并不是干细胞都来源于早期胚胎，胚胎干细胞源于早期胚胎，而成体干细胞来自成年个体的部分组织。胚胎干细胞是全能干细胞，而成体干细胞是多能干细胞，二者的分化潜能不相同；一般认为，胚胎干细胞能够分化为成年动物体内的任何一种类型细胞并具有形成完整动物个体的能力，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)由胚胎干细胞分化形成各种细胞的根本原因是基因的选择性表达，各细胞所含的遗传物质相同。 (3)通过胚胎干细胞体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，从而解决供体器官不足的问题。胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，因而限制了应用。 (4)全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞的比较 项目 全能干细胞 多能干细胞 单能干细胞 特点 具有形成完整个体的分化潜能 具有分化出多种细胞组织的能力 只能向一种类型或密切相关的细胞类型分化 实例 胚胎干细胞 造血干细胞 成肌细胞 共性 都具有自我更新和分化的能力；在形态上，通常都呈圆球形或椭圆球形，细胞体积小，核相对较大 (3)(4)(　　) (2)泡菜、酸奶主要经乳酸菌发酵生产。制作酸奶时，市售未开封鲜奶可直接使用。随着乳酸菌在牛奶中生长繁殖，牛奶中的乳糖变为乳酸，乳液的pH随之下降。 (3)泡菜坛中的菜料只能装八成满是为了防止发酵初期酵母菌等产生CO2造成发酵液溢出坛外；防止因装太满使泡菜液未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂。 (4)制作泡菜液时需将沸水冷却后加入适量的盐和糖，添加冷却沸水的目的是水煮沸可除去水中的溶解氧，并杀灭水中的杂菌；冷却是为了不影响乳酸菌等微生物的生命活动；盐的作用是盐的作用是抑制微生物的生长并调味；泡菜液中加入过量食盐会抑制乳酸菌的生长和繁殖，导致泡菜“咸而不酸”。 第4节 胚胎工程及其应用 考点1 哺乳动物胚胎发育的基本过程★★☆☆☆ 知识1　精子与卵细胞的发生和受精过程 1.精子的发生——场所：哺乳动物睾丸的曲细精管；时期：动物个体性成熟后；过程：精原细胞―→初级精母细胞精细胞精子；营养供应：曲细精管的支持细胞；储存：精子形成后进入曲细精管的管腔中；精细胞的分化(变形)过程：主要变化 精细胞精子 结构如图所示： 2.卵细胞的发生——场所：在雌性动物的卵巢中；时期：哺乳动物及其他许多脊椎动物的卵细胞发育在出生后会停止一段时间，直到雌性动物发育到性成熟期才继续发育；初级卵母细胞在排卵前完成减数第一次分裂，排卵后，随着精子进入次级卵母细胞继续减数第二次分裂；过程： 3.受精——过程： 受精卵的形成：雌、雄原核逐渐融合，形成受精卵；受精作用完成的标志：当卵细胞质膜和透明带之间出现两个极体、雌雄原核融合时，表示受精作用已经完成。 【易错提醒】 (1)精细胞变形过程中保留了细胞核、线粒体、中心体特化为相应结构，细胞核和线粒体是精子的重要结构。其中，细胞核是遗传物质储存的主要场所，决定后代的遗传特性，参与受精过程；线粒体是精子有氧呼吸的主要场所，为精子的生命活动提供能量。线粒体集中在尾的基部有利于为精子的运动提供能量，这样既保留了父本的核遗传物质，又有利于精子的运动。 (2) 卵细胞形成过程中，细胞质不均等分裂保证了受精卵能有足够的营养物质，满足早期胚胎发育的需要。 (3)受精过程开始的标志是精子进入次级卵母细胞；完结的标志是雄原核和雌原核的融合。精子与卵细胞的结合，体现了细胞质膜具有进行细胞间信息交流的功能。 (4)家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有一个精子能够与卵子结合，这不能说是一种浪费，受精过程中一个精子穿入次级卵母细胞后，会立即引起透明带及细胞质膜发生一系列变化，形成阻止其他精子进入的屏障。保证一个精子和一个卵细胞完成受精。 (5)精子和卵细胞发生的比较 比较项目 精子发生 卵细胞发生 不同点 场所 睾丸的曲细精管(场所唯一) 卵巢(减数第一次分裂)、输卵管(减数第二次分裂)(场所不唯一) 时间 初情期(性成熟后)开始 性别分化后开始，卵泡(含初级卵母细胞)的形成和在卵巢内的储备，是在出生前(胎儿时期)完成的，减数第二次分裂是在精子和卵子的结合过程(即受精过程)中完成的 过程特点 ①减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的，需变形； ②细胞质均等分配 ①减数第一次分裂和减数第二次分裂是不连续的，不需要变形； ②细胞质不均等分配(第一极体除外) 结果 形成4个精子 形成1个卵细胞和3个极体 相同点 ①原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂； ②生殖细胞的成熟为减数分裂； ③成熟过程均经一次染色体复制和两次细胞分裂，子细胞中染色体数目减半。 知识2　胚胎发育的过程 1.哺乳动物的胚胎发育是指受精卵发育成幼体的过程，包括桑椹胚、囊胚、原肠胚等主要发育阶段。 2.人体胚胎发育的基本过程 阶段 时间 发育场所 过程 胚卵期 从受精完成至第1周末 输卵管 受精卵实心细胞团(桑椹胚)囊胚着床 胚胎期 从第2周开始至第8周 子宫 囊胚壁→滋养层；囊胚的内细胞团→二胚层的胚盘→三胚层的原肠胚 胎儿期 从第9周至第12周 子宫 胎儿头部占优势，躯体长高，脑部继续增长，眼睑闭合，眼内出现视网膜，从外生殖器可辨性别 从第13周至第16周 胎儿小脑变得突出，一般感觉器官分化，耳郭伸出，出现闭眼和吸吮的动作 从第17周至第20周 出现睫毛和眉毛，胎毛覆盖皮肤 21周后 胎儿继续发育直至出生 3.从优生的角度出发，为了最大限度地避免具有遗传缺陷的胎儿出生，在妊娠期间，可通过产前检查和产前诊断确保优生。 【易错提醒】 (1)胚胎发育早期的细胞分裂方式是有丝分裂，没有减数分裂。(2)胚胎发育过程中开始分化的阶段是囊胚期，内细胞团细胞没有分化，具有全能性，可以作为胚胎干细胞的来源；囊胚内的滋养层将来发育成胎盘和胎膜。原肠胚分化出现三个胚层，有原肠腔，胚胎发育的场所是输卵管和子宫。 (2)早期胚胎(卵裂)发育时，胚胎中细胞物质变化规律 项目 变化 细胞数目 增多 每个细胞体积 减小 DNA总量 增多 每个细胞内的DNA总量 不变 有机物总量 减少 物质种类 增多 (3)人的胚胎发育的过程 胚胎发育的起点是受精卵，受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育。即胚胎发育的最初场所是输卵管，以后逐步向子宫移动，最后在子宫内着床，直至发育成为成熟的胎儿。 (4)早期胚胎发育过程中营养物质的来源：卵裂期和桑椹胚时期只进行细胞分裂，不需要从外界获取营养物质，胚胎发育所需营养主要来自卵黄；囊胚期细胞开始分化，透明带破裂，滋养层细胞(以后发育成胎盘、胎膜，与母体建立联系)从母体吸收营养物质，使胚胎继续发育。 考点2 体外受精技术★★★☆☆ 知识1　体外受精技术 1.体外受精技术：指哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。 2过程： (1)采集精子——主要方法：假阴道法；操作：采精者可手持假阴道，利用假台畜让被采精动物在模拟交配时将精液射入假阴道内；采集后的处理：采集的精子可以立即使用或冷冻保存待用；分离并获取有活力的精子的原因：精液中含有精子获能的抑制因子，冷冻液中还含有防冻剂等成分，精液中含有一定量的死精子。 (2)采集卵母细胞：方法：抽吸法、机械破碎法。 ①抽吸法——采集对象：采集较大型的动物如牛、猪的卵母细胞，是从活体卵巢中采集卵母细胞时的常用方法；操作：借助超声波探测仪和内窥镜等进行；优点：可以有目的地选择卵泡，分离得到适当成熟程度的卵母细胞；意义：可以充分发挥优良母畜的繁殖潜力。 ②机械破碎法——采集对象：采集较小型的动物如小鼠、兔的卵母细胞，是从宰杀后的雌性动物卵巢上采集卵母细胞的方法；操作：用针头刺破卵巢和卵泡，再在显微镜下对卵母细胞进行筛选；优缺点：优点是可以得到各种成熟程度的卵母细胞；缺点是在刺破卵巢和卵泡的过程中有可能刺伤卵母细胞。 ③其他方法：对于较小型的动物，还可以采用促性腺激素处理的方法，使其超数排卵，这样获得的卵母细胞可以直接与获能后的精子进行体外受精。 (3)体外受精 ①精子获能——方法：培养法、化学诱导法。培养法：放入人工配制的获能液中，经培养即可获能；适用对象：家兔、猪等动物；化学诱导法：放入一定浓度的肝素或相应的Ca2＋载体溶液中，诱导精子获能；适用对象：牛、羊等动物； 精子获能的意义：增强了精子的代谢能力和运动能力。 ②顶体反应：顶体破裂释放出的顶体酶溶解卵母细胞周围的放射冠和透明带。 ③体外受精——条件：在人为控制的适宜条件下和专用的受精溶液中，获能的精子和培养成熟的卵母细胞放在一起培养一段时间，可以在体外完成受精过程。 过程 (4)体外受精的应用 ①可用于研究哺乳动物生殖细胞的发生、受精和早期胚胎发育机制等。 ②为胚胎生产提供了经济而高效的方法，对充分利用优良种质资源、缩短家畜繁殖周期、加快品种改良速度等具有重要价值。 考点3 胚胎移植技术★★★☆☆ 知识1　胚胎移植技术 1.胚胎工程：指对动物的胚胎进行人为操作和处理以获得目标个体的技术，包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等现代生物技术。 2.早期胚胎培养：精子和卵母细胞结合后，将受精卵移入相应的培养液中培养。培养液的基本成分包括维生素、氨基酸、蛋白质、无机盐和糖类等。 3.胚胎移植技术：将良种雌性动物配种后，从其生殖道取出早期胚胎或通过体外受精及其他方式(如转基因、核移植)得到的受精卵或胚胎，再移植到同种的同时发情排卵但未经配种的其他雌性动物的体内，使它们进一步发育为新个体的技术。 4.胚胎移植的过程：一般分为供体和受体的选择、供体和受体同期发情处理、供体的超数排卵处理和受精、胚胎收集以及胚胎移植。 5.胚胎移植的应用：能发挥优良母畜的繁殖能力，迅速扩大优良畜种的数量，加速优良畜种的推广应用；能缩短世代间隔，提高家畜改良速度；③能长期保存冷冻胚胎，便于优良品种的种质运输和保存。 【易错提醒】 (1)胚胎工程包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割等技术。核移植技术不属于胚胎工程。 (2)用促性腺激素对供体母牛进行超数排卵处理，用性激素对供、受体母牛进行同期发情处理。 (3)超数排卵处理的目的是诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。同期发情处理的目的是使供体和受体的生理环境达到同步或一致，为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境。这是胚胎移植成功的关键。 (4)胚胎移植可充分发挥优良母畜的繁殖能力。经胚胎移植产生的后代，其遗传特性不会受到受体的影响，应与供体保持一致；因为供体胚胎与受体子宫建立的仅是生理和组织上的联系，其遗传特性在孕育过程中不会发生任何变化。 (5)将检验合格的胚胎移植到任何一个受体的子宫内，胚胎不一定都能正常发育；一般情况下应移植到同种的、生理状态相同的受体子宫内，在移植前应对受体进行同期发情处理。受体对来自供体的胚胎基本上不会发生免疫排斥反应。 考点4 胚胎分割技术★★★☆☆ 知识1　胚胎分割技术 【易错提醒】 (1)胚胎分割可视为一种胚胎克隆方法，桑椹胚、囊胚都可用于胚胎分割。对囊胚分割时，应将内细胞团均等分割。不用桑椹胚之前和囊胚之后的细胞组织进行胚胎分割,因为胚胎分割是采用机械分割的方式，会对细胞造成损伤，所以要求细胞团有足够的能力去修复其损伤，还要保持细胞的全能性。桑椹胚之前的细胞团细胞数量少，不足以修复胚胎分割所造成的创伤；囊胚期以后的细胞开始出现程度比较高的分化，全能性降低。 (2)胚胎分割可以使胚胎数目成倍增加，但不是分割次数越多越好，因为早期胚胎的体积很小，分割的次数越多，作为囊胚期的内细胞团所受的影响会更大；分割的次数越多，技术的难度会越大，移植后的恢复和发育的难度也会越大，移植成功率会降低。 (3)试管牛、克隆牛的生产流程。 试管牛的生产流程： 克隆牛的生产流程： 1.植物组织培养的核心步骤是脱分化和再分化。脱分化形成的愈伤组织是一团没有特定形态、结构和功能的薄壁细胞，一般处于旺盛分裂状态。 2.培养基中的生长素和细胞分裂素的相对浓度会影响脱分化和再分化为根和芽。 3.植物体细胞杂交技术主要包括原生质体的制备、原生质体融合的诱导、杂种细胞筛选和培养、杂种细胞脱分化和再分化以及杂种植株的再生和鉴定等环节。 4.单倍体育种≠花药离体培养：单倍体育种一般包括花药离体培养、人工诱导染色体数目加倍和筛选等过程，其遵循的遗传学原理是染色体数目变异，目的是培育具有优良性状的二倍体纯种。花药离体培养只是单倍体育种的一个环节，其实质上是植物组织培养，包括脱分化和再分化等过程，其遵循的原理是植物细胞的全能性，培育的是单倍体幼苗。 5.比较快速繁殖\作物脱毒两种植物繁殖新途径 繁殖新途径 取材 优点 技术 快速繁殖 (微型繁殖) 取材广泛 (1)高效、快速地实现种苗的大量繁殖；(2)保持优良品种的遗传特性 植物组织培养 作物脱毒 生长点部位 获得高产、优质的无病毒植物 6.动物细胞培养过程分为原代培养和传代培养，适合用于药物测试和基因表达等实验研究的是原代培养。因为原代培养阶段的细胞与体内细胞的生长特性相近，生物学特性未发生很大变化，适合用于药物测试和基因表达等实验研究。 7.植物组织培养与动物细胞培养的比较 比较项目 植物组织培养 动物细胞培养 原理 植物细胞的全能性 细胞增殖 培养基 固体培养基 液体培养基 过程 结果 新的植株 新的细胞 相同点 ①两种技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂 ②均需要无菌操作、无菌培养，需要适宜的温度、pH等条件 8. 动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较 比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 原理 细胞质膜的流动性、细胞的全能性 细胞质膜的流动性 步骤 酶解法去掉细胞壁后，诱导原生质体融合，形成杂种细胞，再经植物组织培养形成杂种植株 分散成单个细胞后诱导细胞融合，形成杂种细胞 方法 化学融合法(聚乙二醇法)、物理融合法(电融合法) 生物方法(病毒诱导融合法)、化学方法(聚乙二醇诱导融合法)、物理方法(电场诱导融合法) 结果 形成杂种植株 形成杂种细胞，以生产细胞产品 考点预测： ✅ 能够概述植物组织培养、植物体细胞杂交的原理和过程，并举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢物生产、育种等方式有效提高了生产效率。 ✅ 能阐明动物细胞培养是，动物细胞培养是动物细胞工程的基础，结合动物细胞培养的条件和过程、概述单克隆抗体的制备过程。结合动物细胞核移植的概念和原理和体细胞核移植的过程，认同体细胞核移植技术的应用前景，客观分析技术存在的问题。 ✅ 结合精子和卵细胞的发生以及受精过程、哺乳动物胚胎发育的基本过程、进一步理解体外受精的主要操作步骤。理解胚胎移植技术的基本程序、胚胎分割技术的要领。 1.通过植物体细胞杂交，科学家培育出了白菜—甘蓝植株，下列相关叙述错误的是(　　) A.在进行植物体细胞杂交之前，需要先获得原生质体 B.植物体细胞杂交只适用于染色体数目一致的两个物种 C.人工诱导原生质体融合，可以采取物理融合法和化学融合法 D.植物体细胞杂交技术能打破生殖隔离，培育出新品种 【答案】B 【解析】在进行植物体细胞杂交之前，先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体，A正确；植物体细胞杂交后的染色体数目是亲本的染色体数目之和，且植物体细胞杂交可克服远缘杂交不亲和的障碍，故其也适用于染色体数目不一致的两个物种，B错误；人工诱导原生质体融合，可以采取物理融合法(电融合法)和化学融合法(聚乙二醇法)，C正确；植物体细胞杂交技术能打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出新品种，D正确。 故选B。 2.(多选)烟薯－25是一种甜度大、抗病力强、产量高的红薯。它是通过无性繁殖获得的作物，多代繁殖后病毒会在体内积累，导致含糖量不足，产量下降。大面积栽培时，一般都用脱毒苗。下列有关脱毒苗培育过程的叙述，正确的是(　　) A．脱毒苗培育过程的原理是植物细胞具有全能性 B．脱毒苗培育过程需经历脱分化和再分化两个阶段 C．培育脱毒苗应选用生长点部位，因为分裂旺盛，所含的病毒少 D．脱分化和再分化的培养基成分是相同的，但两个阶段光照条件不同 【答案】ABC 【解析】脱毒苗的培育采用了植物组织培养技术，该技术的原理是植物细胞具有全能性，A正确；脱毒苗培育过程是植物组织培养的过程，需经历脱分化和再分化两个阶段，B正确；由于生长点部位细胞分裂旺盛，所含的病毒少，因此可用生长点部位(如芽尖)进行植物组织培养，从而获得脱毒苗，C正确；植物组织培养中脱分化和再分化的培养基中植物激素的含量不同，D错误。 故选ABC。 3.如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列叙述正确的是(　　) A． 经过程①细胞的形态和结构未发生变化 B．过程①需控制好培养基中植物激素的比例 C．该途径依据的原理是植物细胞具有全能性 D．过程③需使用固体培养基，有利于细胞增殖 【答案】B 【解析】过程①是脱分化，经该过程细胞的形态和结构发生了变化，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，A错误；决定过程①（脱分化）的关键因素是培养基中植物激素的种类和比例，因此该过程需控制好培养基中植物激素的比例，B正确，该途径获得的是细胞群和细胞产物(紫杉醇)，并没有体现植物细胞的全能性，C错误；过程③需使用液体培养基，有利于细胞增殖，D错误。 故选B。 4．如图是克隆猴的培育过程。下列有关叙述错误的是(　　) A．a 细胞是卵母细胞 B．重组细胞具有全能性 C．过程①常用显微操作技术 D．克隆猴的性状主要与乙相同 【答案】D 【解析】由题图可知，a是卵母细胞，含有丰富的营养物质，A正确；重组细胞因为可以发育成克隆猴，因此具有全能性，B正确；过程①是把细胞核移入去核卵母细胞中，常用显微操作技术，C正确；甲猴提供了细胞核，克隆猴的遗传物质绝大部分来自甲，性状与甲基本相同，D错误。 故选D。 5.(多选)动物细胞培养的基本过程如图所示，下列叙述正确的是(　　) 皮肤组织皮肤细胞细胞培养1细胞培养2 A. 甲过程需要用纤维素酶和果胶酶处理 B. 应选择幼龄动物的皮肤组织进行动物细胞培养 C. 丙过程是传代培养，有些细胞不出现贴壁生长 D. 乙过程是原代培养，一般不会出现接触抑制现象 【答案】BC 【解析】甲过程需要用胰蛋白酶等处理，A错误；应选择幼龄动物的皮肤组织进行动物细胞培养，因为幼龄动物细胞分裂能力较强，B正确；丙过程是传代培养，体外培养的动物细胞除贴壁生长外，有的细胞还可以悬浮在培养液中生长增殖，C正确；原代培养会出现接触抑制现象，D错误。 故选BC。 6.人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。如图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，下列相关叙述正确的是(　　) A．过程①常用聚乙二醇诱导细胞融合，利用了细胞质膜的选择透过性 B．过程②筛选得到的杂交细胞可直接用于生产单克隆抗体 C．过程③利用的原理是抗原和抗体的特异性结合 D．④过程需要添加抗生素等物质，以防止病毒污染 【答案】C 【解析】过程①为诱导动物细胞融合，常用的诱导因素有灭活的病毒、聚乙二醇、电场诱导融合等，利用了细胞质膜的流动性，A错误；过程②为用特定的选择培养基筛选杂交细胞，在筛选出的杂交细胞中，有的能产生抗HCG抗体，有的不能产生抗HCG抗体，需进一步筛选才可用于生产单克隆抗体，B错误；④过程需要添加抗生素等物质，目的是防止杂菌污染，而不是防止病毒污染，D错误。 故选C。 7.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，使这个细胞成为多能干细胞(iPS细胞)。下图为该实验示意图。下列有关叙述正确的是(　　) A. iPS细胞所携带的遗传信息与肌肉细胞相同 B. 图示过程体现了iPS细胞的全能性 C. 应用该技术可大大降低免疫排斥反应，提高器官移植的成功率 D. 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 【答案】C 【解析】iPS细胞中多了4个关键基因，故iPS细胞所带遗传信息与肌肉细胞不同，A错误；图示过程只是分化形成几种细胞，没有分化出各种细胞或者形成个体，故没有体现iPS细胞的全能性，B错误；用iPS细胞诱导分化成需要的器官后进行自体移植，大大降低了免疫排斥反应，故提高了器官移植的成功率，C正确；图中关键基因表达形成iPS细胞，没有使细胞功能趋向专门化，D错误。 故选C。 8．如图甲为受精作用的过程以及早期胚胎发育示意图，图乙表示早期胚胎发育的某个时期。下列叙述正确的是(　　) A．自然条件下，过程①在哺乳动物的子宫内进行且每次只形成一个受精卵 B．过程②细胞数量增加，胚胎的总体积和细胞内遗传物质几乎不变 C．随着胚胎逐步扩大，结构⑥破裂，胚胎从其中伸展出来，植入子宫内膜 D．图乙处于图甲中的a时期，细胞⑦将来发育成胎儿的胎膜和胎盘 【答案】B 【解析】过程①表示受精，自然条件下该过程在哺乳动物的输卵管内进行，A错误；过程②(在透明带内进行)表示细胞通过有丝分裂数量增加，有丝分裂过程细胞中的遗传物质几乎不变，胚胎的总体积几乎不变，B正确；胚胎发育到囊胚阶段，囊胚进一步扩大，会导致结构⑤(透明带)破裂，胚胎从其中伸展出来，植入子宫内膜，C错误；图乙为囊胚期，处于图甲中的a时期，细胞⑦为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织，D错误。 故选B。 9.(多选)细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机。通过胚胎移植等技术，可以实现良种牛的快速繁殖。如图是获得优质奶牛的几种操作技术示意图，下列有关叙述错误的是(　　) A． 为了进一步扩大繁殖规模，可直接用亲代牛的体细胞进行克隆 B．卵裂时通过有丝分裂增殖，细胞的细胞核与细胞质两者的体积之比逐渐变大 C．早期囊胚a、b、c的基因型相同，d可直接移植给受体孕育成遗传物质相同的后代 D．为使更多的胚胎移植成功，需对供体母牛与受体母牛进行同期发情处理和对供体母牛进行超数排卵处理 【答案】AC 【解析】亲代牛的体细胞的全能性受到限制，不能直接用亲代牛的体细胞进行克隆，A错误；卵裂过程通过有丝分裂方式增殖，细胞卵裂过程中，细胞数量增加，胚胎总体积不增加，单个细胞体积减小，因此细胞的细胞核与细胞质两者的体积之比逐渐变大，B正确；据图可知，三种早期囊胚a、b、c是由不同受精卵发育而来的，故a、b、c细胞核中的遗传物质不一定相同，其基因型也不一定相同，d是经过胚胎分割形成的两个健康的胚胎，可直接移植给受体孕育成遗传物质相同的后代，C错误；需对供体母牛与受体母牛进行同期发情处理和对供体母牛进行超数排卵处理，可以提高胚胎移植成功率，D正确。 故选AC。 【解题方法归纳】 1.自然受精、人工授精和体外受精的异同点 项目 自然受精 人工授精 体外受精 不同点 过程不同 雌雄动物交配完成 用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精 人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程 场所不同 雌性动物输卵管中 雌性动物输卵管中 － 相同点 (1)精子获能、卵子成熟后才能完成受精过程；(2)都是有性生殖 2..试管动物和克隆动物的区别 项目 试管动物 克隆动物 生物学原理或生物技术 体外受精、胚胎移植 细胞核的全能性、核移植 生殖类型 有性生殖 无性生殖 后代遗传性状的继承特点 后代继承提供遗传物质的双亲的特性 几乎全部性状与提供细胞核的亲本的性状一样 3.胚胎移植的生理学基础及相应意义 项目 生理学基础 意义 受体生理环境 同种动物的供、受体排卵后生殖器官的生理变化是相同的 为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境 胚胎 收集 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 为胚胎的收集提供了可能 胚胎 存活 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 为胚胎在受体内的存活提供了可能 胚胎 发育 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其遗传特性不受任何影响 为移植后胚胎继续发育提供了营养等方面的保障 4.克隆动物的遗传特点:克隆动物的亲本有三个，即体细胞核供体、卵母细胞细胞质供体和代孕母体。 (1)克隆动物的细胞核基因来自体细胞核供体，因此，克隆动物的性状与体细胞核供体基本相同。 (2)克隆动物的细胞质基因来自卵母细胞，因此，克隆动物的性状与卵母细胞细胞质供体部分相同。 (3)代孕母体没有为克隆动物提供遗传物质，因此，克隆动物的性状与代孕母体没有直接关系。 学科网（北京）股份有限公司第1页共14页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $