[高中生物一轮复习教学讲义选修3]
第28讲细胞工程
考点一植物细胞工程
细胞工程：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。在细胞水平或细胞器水平。根据操作对象不同，分为植物细胞工程和动物细胞工程。
1．植物细胞工程
(1)植物细胞的全能性：生物的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部基因，具有发育成完整生物休的潜能。
(2)原因：细胞含有本物种全部的遗传信息。
(3)细胞全能性表达的条件：具有完整的细胞结构；处于离体状态；提供一定的营养、激素和其他适宜的外界条件。
2．植物组织培养技术
(1)原理：植物细胞具有全能性。
(2)操作流程
(3)培养条件：营养物质，矿质元素(无机盐)、蔗糖、维生素、有机添加物(甘氨酸)。植物激素，细胞分裂素、生长素等。固化剂，琼脂。其他条件，无菌、适宜的温度、合适的pH等。
(4)脱分化和再分化的比较。
比较内容
脱分化
再分化
过程
外植体→愈伤组织
愈伤组织→幼苗
形成体特点
排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞
生根、发芽
需要条件
a．离体；b．适宜的营养；c．生长素和细胞分裂素的比例适中
a．离体；b．适宜的营养；c．生长素和细胞分裂素的比例高或低分别诱导生根或生芽
3．植物体细胞杂交技术
(1)概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
(2)原理
①原生质体融合：利用了细胞膜的流动性。
②杂种细胞发育成杂种植株：利用了细胞的全能性。
(3)过程图解
步骤
做法
①原生质体的获得
酶解法(纤维素酶、果胶酶)去除细胞壁，得到原生质体
②杂种细胞的形成
通过一定的技术手段(物理法：离心、振动、电激等；化学法：用聚乙二醇等作为诱导剂)进行人工诱导，实现原生质体的融合
③杂种植株的产生
对杂种细胞，用植物组织培养的方法进行培育
(4)意义：植物体细胞杂交克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍。
注意说明：
(1)进行融合的细胞，若只考虑两两融合会产生三种类型：AA型、BB型、AB型，符合要求的为AB型。
(2)杂种细胞形成的标志：再生出细胞壁。
(3)杂种细胞的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，属于异源多倍体，变异类型属于染色体变异。
4．植物细胞工程的实际应用
(1)植物繁殖的新途径
①微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
特点：a．保持优良品种的遗传恶性；b．高效快速地实现种苗的大量繁殖
②作物脱毒技术：选取作物无毒组织(如茎尖)进行组织培养，
获得脱毒苗的技术。常用于马铃薯、草莓、甘蔗、香蕉等无性繁殖的植物。
③人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。人工种皮要透水、透气、易降解，而且要在一定浓度的农药中浸泡。人工胚乳或子叶中除含有营养物质外，也可以放入固氮菌。
(2)作物新品种的培育：单倍体育种；突变体的利用。
考点二动物细胞工程
1．动物细胞培养
(1)概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。
(2)原理：细胞的增殖。
(3)操作流程
①选用幼龄动物组织或胚胎进行细胞培养的原因：幼龄动物组织或胚胎的细胞分化程度低，增殖能力很强，更易于培养。
②不选用胃蛋白酶分散细胞的原因：多数动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4，此环境下胃蛋白酶(适宜pH为1.5左右)没有活性，而胰蛋白酶(pH为7.2~8.4)活性较高。
③正常细胞有接触抑制现象，癌变细胞会失去接触抑制现象。
④目前使用或冷冻保存的通常都是10代以内的细胞，目的是保持细胞正常的二倍体核型。
⑤无论是原代培养还是传代培养，培养瓶都要放在二氧化碳培养箱中，目的是调节pH。
(4)培养条件
①无菌、无毒的环境：培养液和培养用具进行无菌处理；培养液中添加一定量的抗生素；定期更换培养液，以清除细胞代谢产物。
②营养：主要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。在使用含有上述成分的合成培养基时，通常需加入血清、血浆等天然成分。
③温度和pH：培养哺乳动物细胞的温度多以36.5±0.5℃为宜，多数细胞生存的适宜pH为7.2~7.4。
④气体环境：95%空气+5%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。
(5)动物细胞培养技术的应用
①生产病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。
②为基因工程提供受体细胞。
③用于检测有毒物质，判断某种物质的毒性。
④用于生理、病理、药理等方面的研究。
2．动物体细胞核移植技术和克隆动物
(1)概念：将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终