二、细胞工程复习课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

该高中生物学课件系统梳理了细胞工程（植物、动物）及胚胎工程核心知识，涵盖细胞全能性、组织培养、核移植、体外受精等关键概念，通过分考点整合理论基础、技术流程与典例，构建“概念-技术-应用”逻辑网络，强化知识点内在联系。 其亮点在于以典例精讲落实科学思维，如通过“番茄-马铃薯植株培育”分析体细胞杂交步骤，结合“单克隆抗体制备”实验流程培养探究实践能力，分层设计基础梳理与综合应用，助力学生巩固生命观念，教师可精准把握复习重点，提升教学效率。

复习：细胞工程 基础篇 考点01 植物细胞工程 1.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.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。 外植体 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。 3.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。 先花药离体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，极大地缩短了育种的年限。 4.单倍体育种： 5.初生代谢：生物生长和生存所必需的代谢活动，因此在整个生命过程都 进行中。 次生代谢：不是生物生长所必需的，一般在特定的组织或器官中，并在一 定的环境和时间条件下才进行 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。 愈伤组织 植物组织培养 理论基础：植物细胞的全能性。 无光照，有利于愈伤组织的形成。 生长素：细胞分裂素=1：1 不定形的薄壁组织团块 生芽：生长素<细胞分裂素 生根：生长素>细胞分裂素 先诱导生芽，再诱导生根；要进行光照，有利于叶绿素的合成 用70%酒精和次氯酸钠分别进行消毒 植物组织培养常选用的材料是：分生组织。 （全能性高，易培养成愈伤组织） 培育脱毒苗选择根尖或茎尖作为外植体。原因：根尖或茎尖病毒极少甚至无毒。 无性生殖 植物体细胞杂交技术 理论基础：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性。 人工诱导。方法： 电融合法 、 离心法 、聚乙 二醇（PEG）融合法 、 高 Ca2+-高 pH 融合法 等 酶解法（纤维素酶和果胶酶） 融合成功的标志 杂交完成的标志 意义： 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种 变异类型： 染色体数目变异 无性生殖 【典例01】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 典例精讲 考点01 植物细胞工程 解析： A、①高压蒸汽法是灭菌 B、②将外植体的1/3~1/2插入诱导愈伤组织的培养基 D、无基因突变和基因重组; 【典例02】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 解析：过程⑤需要更换培养基，诱导分化的器官不同，培养基的成分也有所不同。 【典例03】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 A 基础篇 考点02 动物细胞工程 1.动物细胞培养： 从动物体中取出相关组织，分散成单个细胞，在适宜条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。 2.动物细胞培养一般需满足： ①适宜的营养；在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分。②无菌、无害的环境；③适宜的温度、pH 和渗透压；④适宜的气体环境。（95%空气和 5%CO2  ） 液体培养基 3.干细胞：包括胚胎干细胞和成体干细胞等。 4.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（iPS）。 动物细胞类型包括悬浮类和贴壁类。有细胞贴壁和接触抑制现象。 体积较小，细胞核大，核仁明显。 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 5.动物细胞融合技术： 使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。 主要应用是制备单克隆抗体 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。 6.杂交瘤细胞： 7.单克隆抗体主要的优点： 特异性强、灵敏度高,并可大量制备。 8.动物细胞核移植技术： 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。 动物体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植，因为动物胚胎细胞分化程度低 ， 表现全能性相对容易。 动物细胞培养 取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） 用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理 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。 胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，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。 细胞间的物质主要是蛋白质。 O2：细胞代谢所必需的 CO2：维持培养液的pH 动物细胞工程的基础 动物细胞融合 单克隆抗体的制备 理论基础：细胞膜的流动性、细胞增殖。 含多种B淋巴细胞 含动物细胞培养技术 电融合法、PEG融合法、灭活病毒诱导法等 第1次筛选目的：选出杂交瘤细胞。 3种融合的杂交细胞、2种未融合的细胞 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。 96孔板。尽量使每个孔中只接种一个杂交瘤细胞 抗体检测原理： 抗原和抗体能够特异性结合(分子水平的鉴定） 1.用作诊断试剂 2.运载药物（ADC） 3.直接用于治疗疾病 动物体细胞核移植技术 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 出生与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 卵母细胞体积大，易操作；含有激发和促使细胞核全能性表达的物质和营养条件；营养物质丰富 实际上是去除纺锤体-染色体复合物 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。 激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程 克隆动物的部分细胞质遗传物质来自受体卵母细胞的细胞质。 该技术证明了动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性 【典例01】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　 典例精讲 考点02 动物细胞工程 【典例02】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 【典例03】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 解析：只有融合的杂交瘤细胞才能在该选择培养基上生长。 【典例04】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 基础篇 考点03 胚胎工程 1.胚胎工程： 指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种处理，将获得的胚胎移植到雌性动物体 内生产后代。 2.胚胎工程技术包括： 体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。 在自然条件下,哺乳动物的受精过程在输卵管内完成 3.防止多精入卵的两道屏障: 透明带反应、卵细胞膜反应 4.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 5.胚胎工程的最终技术环节是： 胚胎移植 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。 受精 刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，这一生理现象称为“精子获能 ”。 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 精子溶解卵细胞膜外的结构，精子与卵细胞膜融合 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 透明带反应 卵细胞膜反应 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 体外受精 卵母细胞的采集 精子获能 去除精浆，以利于精子获能 (提取纯度较高精子) 成熟培养：培养到MⅡ期 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。 意义：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。 早期胚胎发育 受精卵 2细胞 4细胞 8细胞 桑葚胚 囊胚 卵裂在透明带内进行，分裂方式为 有丝分裂 ，细胞数目增加， 胚胎总体积不增加，每个细胞的体积减少。 桑葚胚 期，该时期及以前的细胞都具有 全能性 。 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 全能性 透明带破裂，胚胎从其中伸展出来→孵化 原肠胚 原肠胚 期，有了 三胚层 的分 化，是细胞分化最关键的时期。 胚胎移植 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 正常繁殖或两三个月后进行另一次移植 产生具有优良遗传特性的胚胎 承担繁重而漫长的妊娠和育仔任务 使用孕激素等 使它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。 胚胎来源：转基因、核移植和体外受精 桑葚胚或囊胚 实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。 优点：①使供体后代数量大大增加; ②大大缩短了供体本身的繁殖周期; 胚胎分割 胚胎分割的材料应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚 对囊胚阶段胚胎进行分割时一定要均分内细胞团。 采用机械法均等分割 分割滋养层，做DNA分析，鉴定性别 无性繁殖或克隆 【典例01】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 典例精讲 考点03 胚胎工程 【典例02】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 【典例03】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 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” $