高一生物细胞工程

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1、细胞工程【本章知识框架】（1）过程如下：（2）应用举例：A．①快速繁殖；②培养无病毒植株；③制成人工种子；④培育转基因植物；⑤生产其他生物制品B．改良作物新品种C．①生产生物制品；②皮肤移植；③检测有毒物质D．哺乳类经济动物的经济价值，良种家畜的快速繁育。E．制备单克隆抗体F．克隆动物（鲤鲫移核鱼，克隆羊“多利”）G．疾病的诊断、治疗和预防。 【疑难精讲】1．有关细胞的全能性问题（1）理论上：是生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能特性。指已经分化的细胞仍然具有发育的潜能。细胞全能性是细胞工程的理论基础。（2）表现上：一方面植物细胞中，高度分化的组织仍具有发育成完整植株的能力，

2、也就是说仍保持着全能性。而动物细胞的全能性随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能较窄，可是高度分化动物细胞的细胞核仍具有全能性。要想让体细胞的细胞核表现出全能性，需将核取出，放入去核的卵细胞中，构成重组细胞，然后重组细胞全能性表达得以实现。另一方面，就同一生物的不同细胞，细胞全能性也不同，受精卵全能性最高，其次是生殖细胞而体细胞全能性较低。（3）物质基础：生物体的每一个细胞都含有本物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。（4）细胞来源：生物体的细胞来源是通过有丝分裂形成的。有丝分裂的意义所在就是使子细胞（体细胞）与母细胞（受精卵）核内的基因相同。（5）

3、实现条件：生物体内已分化的细胞并没有表达出全能性来，是因为在生物体内基因的特异性表达。在个体发育的不同时期，不同部位的细胞基因的表达不同，只有脱离了原来的生物体而处于离体状态时，再供给一定的营养物质、激素及其他适宜条件，才可能表现出全能性。（6）应用举例：植物组织培养技术用于快速繁殖试管苗、培养无病毒植株、制人工种子等。花药离体培养用于单倍体育种，使育种质量与进程大大提高。2．植物组织培养与动物细胞培养组织（或细胞）培养是将组织（或细胞）从生物体内取出，然后接种在特制的培养容器内，并给予必要的生长条件，使它们在体外继续生长和繁殖，甚至进一步分化发育成新个体。（1）植物组织培养是依据细

4、胞的全能性原理，对离体的器官、组织或细胞脱分化和再分化从而培养成一新植物体。在这个过程中通过细胞的增殖进而发生细胞的分化逐步产生不同的组织和器官，逐渐形成具有根、茎、叶的植物体。而动物细胞培养，依据的是细胞增殖原理，对动物胚胎或出生不久的幼龄动物器官或组织先进行分散处理，再进行细胞培养，从而培养成细胞株或细胞系，从而获得细胞的产品或细胞，而非动物体本身。（2）植物组织培养一般用固体培养基，培养基中包含植物生长和发育所需要的全部营养成分，如矿质元素、蔗糖、维生素及植物激素等，保证和促进离体组织生长，其中植物激素中有生长素和细胞分裂素等可很好的调节植物细胞的脱分化和再分化。一些有机添加剂

5、如甘氨酸可促进细胞的再分化，琼脂则形成固体培养基利于生长。而动物细胞培养用液体培养基，培养基中成分保证细胞的增殖和生长，其中含有葡萄糖、氨基酸、维生素、无机盐和动物血清等。总之，植物组织培养和动物细胞培养成功的关键取决于两个因素：一是营养，包括糖、氨基酸、维生素等。二是生长环境，如一定的温度，培养液的酸碱度和无菌条件等。（3）植物组织培养的主要目的是获得再生植株，实际应用大体有如下方面：①无性生殖。广泛用于名贵花卉、蔬菜、树木和中草药的繁殖，是进行快速繁殖的有效手段。②消除病害。用于从感染病毒的植物中获得无毒苗，从而达到增产的效果。③合成次级代谢产物。有的植物可以合成有价值的化合物，

6、象发酵工程那样利用工业反应器培养植物组织来制取一些次级代谢产物，可以创造很大的经济效益，如从紫草愈伤组织中提取的紫草素。④制成人工种子。人工种子是植物胚状体，可用以代替天然种子进行繁殖，解决了有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低的问题，适用于工业化生产，胚状体中营养物质和激素等利于幼苗生长，提高作物产量。而高等动物的体细胞与植物细胞不同，在分化过程中逐渐失去了全能性，因此无法通过细胞培养产生新个体。目前动物细胞培养主要用于通过细胞培养获得细胞产品或细胞。利用动物细胞培养技术可生产疫苗、干扰素、激素及其他免疫试剂等细胞产品。还可以应用于临床医学，如通过对皮肤健康细胞进行细胞培养来

7、获得大量的皮肤细胞用于大面积烧伤病人的皮肤移植等。现列表把主要区别进行比较：项目主要原理培养基结果培养目的植物组织培养细胞全能性固体：营养物质、激素培育成植株快速繁殖培育无病毒植株动物细胞培养细胞增殖液体：营养物质、动物血清培育成细胞株或细胞系获得细胞或细胞产品等 3．植物体细胞杂交与动物细胞融合植物体细胞杂交与动物细胞的融合，都是在一定的条件下，将两个或多个细胞融合为一个细胞。该过程称细胞融合又称细胞杂交。两个细胞的融合过程可表示如下：（1）植物体细胞杂