高中生物選修三專題二細(xì)胞工程知識(shí)點(diǎn)

高中生物選修三專題二細(xì)胞工程知識(shí)點(diǎn)高中生物選修三專題二細(xì)胞工程知識(shí)點(diǎn)高中生物選修三專題二細(xì)胞工程知識(shí)點(diǎn)xxx公司高中生物選修三專題二細(xì)胞工程知識(shí)點(diǎn)文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度專題二細(xì)胞工程（一）植物細(xì)胞工程概念：在無(wú)菌和人工控制的條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)胞培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。1.理論基礎(chǔ)（原理）：細(xì)胞全能性全能性表達(dá)的難易程度：受精卵＞生殖細(xì)胞＞干細(xì)胞＞體細(xì)胞；植物細(xì)胞＞動(dòng)物細(xì)胞2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)（1）原理：植物細(xì)胞的全能性，即具有某種生物全部遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。（2）過(guò)程：（3）用途：微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。（4）地位：是培育轉(zhuǎn)基因植物、植物體細(xì)胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。3.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)（1）概念：將不同植物的體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，培育成新的植物體的技術(shù)。細(xì)胞融合的生物學(xué)原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性。（2）過(guò)程：（3）誘導(dǎo)融合的方法：①物理法：離心、振動(dòng)、電刺激等。②化學(xué)法：一般用乙二醇(PEG)作為誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合。③融合成功的標(biāo)志：雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁。（4）植物體細(xì)胞雜交的終點(diǎn)是培育成雜種植株，而不是形成雜種細(xì)胞就結(jié)束。雜種植株特征：具備兩種植物的遺傳特征。原因是雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì)。（5）意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。4.植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用(1)植物繁殖的新途徑：微型繁殖(快速繁殖)、作物脫毒、人工種子(2)作物新品種的培育：?jiǎn)伪扼w育種、突變體的利用、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。（二）動(dòng)物細(xì)胞工程1.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)（1）概念：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個(gè)細(xì)胞，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖。（2）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的流程：取動(dòng)物組織塊（動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的器官或組織）→剪碎→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞→制成細(xì)胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進(jìn)行原代培養(yǎng)→貼滿瓶壁的細(xì)胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)。①選用幼齡動(dòng)物組織或胚胎的原因：它們的細(xì)胞分化程度低，增殖能力很強(qiáng)，更易于培養(yǎng)。②進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞傳代培養(yǎng)時(shí)用胰蛋白酶分散細(xì)胞，不用胃蛋白酶的原因：胃蛋白酶作用的適宜pH約為2，當(dāng)pH大于6時(shí)，胃蛋白酶就會(huì)失去活性。而胰蛋白酶作用的適宜pH為7.2～8.4，多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2～7.4，因此胰蛋白酶適用于細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)細(xì)胞間質(zhì)(主要為蛋白質(zhì))的分解。（3）細(xì)胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細(xì)胞貼壁。細(xì)胞數(shù)目不斷增多，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互抑制時(shí)，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。（4）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要滿足以下條件①無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境：培養(yǎng)液應(yīng)進(jìn)行無(wú)菌處理。通常還要在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，以防培養(yǎng)過(guò)程中的污染。此外，應(yīng)定期更換培養(yǎng)液，防止代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。②營(yíng)養(yǎng)：合成培養(yǎng)基成分：糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽、微量元素等。通常需加入血清、血漿等天然成分。③溫度：適宜溫度：哺乳動(dòng)物多是36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4。④氣體環(huán)境：95%空氣＋5%CO2O2是細(xì)胞代謝所必需的CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH（5）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用：制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測(cè)有毒物質(zhì)、培養(yǎng)醫(yī)學(xué)研究的各種細(xì)胞。2.動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物（1）概念：將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個(gè)已經(jīng)去核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個(gè)新的胚胎，這個(gè)胚胎最終發(fā)育為動(dòng)物個(gè)體。（2）哺乳動(dòng)物核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植（比較容易）和體細(xì)胞核移植（比較難）。（3）選用去核卵(母)細(xì)胞的原因：卵(母)細(xì)胞比較大，容易操作；卵(母)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)多，營(yíng)養(yǎng)豐富。卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)可使體細(xì)胞細(xì)胞核全能性得到表達(dá)。（3）體細(xì)胞核移植的大致過(guò)程是：（右圖）①注入去核卵母細(xì)胞中的不是供體細(xì)胞核，而是整個(gè)細(xì)胞。伴隨著兩細(xì)胞融合，體現(xiàn)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——具有一定的流動(dòng)性。②該技術(shù)形成的重組細(xì)胞發(fā)育成一個(gè)新個(gè)體，體現(xiàn)了細(xì)胞核的全能性而非動(dòng)物細(xì)胞的全能性。（4）體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用：①加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)良畜群繁育；②保護(hù)瀕危物種，增大存活數(shù)量；③生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白；④作為異種移植的供體；⑤用于組織器官的移植等。（5）體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問(wèn)題：克隆動(dòng)物存在著健康問(wèn)題、表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等。3.動(dòng)物細(xì)胞融合（1）動(dòng)物細(xì)胞融合也稱細(xì)胞雜交，是指兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過(guò)程。融合后形成的具有原來(lái)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞，稱為雜交細(xì)胞。（2）原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性（3）動(dòng)物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的原理基本相同，誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法類似，常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激等。（4）動(dòng)物細(xì)胞融合的意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親和性，成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物生物新品種培育的重要手段。制備單克隆抗體（最重要的用途）4.單克隆抗體（1）抗體：一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。從血清中分離出的抗體產(chǎn)量低、純度低、特異性差。細(xì)胞融合完成的標(biāo)志：細(xì)胞核融合成一個(gè)核。（2）單克隆抗體的制備過(guò)程：兩次篩選:第一次篩選出雜交瘤細(xì)胞，第二次篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞。①第一次篩選：將未融合的B淋巴細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞以及BB融合、瘤瘤融合等的細(xì)胞通過(guò)選擇培養(yǎng)基淘汰，篩選出B瘤融合的細(xì)胞。②第二次篩選：將產(chǎn)生特定抗體的B瘤細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞培養(yǎng)用相應(yīng)抗原檢測(cè)的辦法篩選出來(lái)。（3）獲取單克隆抗體的場(chǎng)所①若在培養(yǎng)基中進(jìn)行雜交瘤細(xì)胞培養(yǎng)，則從培養(yǎng)液中提取。②若在小鼠或其他動(dòng)物腹腔中培養(yǎng)，則從腹水中提取。（4）雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)：既能大量繁殖，又能產(chǎn)生專一的抗體。（5）單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)：特異性強(qiáng)，靈敏度高，并能大量制備。（6）在腹腔內(nèi)增殖的優(yōu)點(diǎn)：不需要特定的培養(yǎng)基，不需要嚴(yán)格的外界條件。（7）篩選的時(shí)候用：特定的選擇性培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。（8）單克隆抗體的作用：①作為診斷試劑：準(zhǔn)確識(shí)別各種抗原物質(zhì)的細(xì)微差異，并跟一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，具有準(zhǔn)確、高效、簡(jiǎn)易、快速的優(yōu)點(diǎn)。②用于治療疾病和運(yùn)載藥物：主要用于治療癌癥治療，可制成“生物導(dǎo)彈”（借助單克隆抗體的導(dǎo)向作用），也有少量用于治療其它疾病。細(xì)胞工程植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞融合實(shí)質(zhì)內(nèi)容改變遺傳物質(zhì)、產(chǎn)生新的性狀，獲得細(xì)胞產(chǎn)品(使后代具有雙親的特性)理論基礎(chǔ)細(xì)胞膜的流動(dòng)性、植物細(xì)胞全能性細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞增殖誘導(dǎo)手段物理法：離心、振動(dòng)、電激

化學(xué)法：聚乙二醇(PEG)物理法：離心、振動(dòng)、電激

化學(xué)法：聚乙二醇

生物法：滅活病毒(滅活仙臺(tái)病毒)過(guò)程去細(xì)胞壁(纖維素酶、果膠酶)→原生質(zhì)體融合(獲得雜種原生質(zhì)體)→植物細(xì)胞

的篩選和培養(yǎng)(獲得植株)獲得分離的單個(gè)動(dòng)物細(xì)胞(胰蛋白酶處理)