高考生物一輪復(fù)習(xí)14細(xì)胞工程講義

細(xì)胞工程

考點(diǎn)一：植物細(xì)胞工程

1.細(xì)胞工程的概念與分類(lèi)

/概念

（1）原理和方法：細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)。

（2）操作水平：細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平。

（3）目的：按照人們的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品。

/種類(lèi)：根據(jù)操作對(duì)象不同，可分為植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程。

2.細(xì)胞的全能性

/概念：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)育成完整生物

體的潛能，也就是說(shuō)，每個(gè)生物細(xì)胞都具有全能性的特點(diǎn)。

/現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)：在生物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞并不會(huì)表現(xiàn)出全能性，而是分化

成各種組織和器官。

/影響細(xì)胞全能性表現(xiàn)的原因：在特定的時(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會(huì)

有選擇性地表達(dá)出各種蛋白質(zhì)，分化形成不同的細(xì)胞，從而構(gòu)成生物體的不

同組織和器官。

3.植物組織培養(yǎng)技術(shù)

（1）原理：植物細(xì)胞的全能性。

（2）過(guò)程：

/外植體的消毒：將流水沖洗后的外植體用酒精消毒30s,用無(wú)菌水清洗2?3

次后，再用次氯酸鈉溶液處理30min,用無(wú)菌水清洗2?3次。

/外植體的分割：用無(wú)菌濾紙吸去表面的水分，用解剖刀將外植體切成?1cm

長(zhǎng)的小段。

/接種：在酒精燈火焰旁，將外植體的1/3?1/2插入誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基中。

/培養(yǎng)：將接種了外植體的錐形瓶或植物組織培養(yǎng)瓶置于18?22c的培養(yǎng)箱中

培養(yǎng)。定期觀察和記錄愈傷組織的生長(zhǎng)情況。

/轉(zhuǎn)移培養(yǎng)：將生長(zhǎng)良好的愈傷組織轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生芽的培養(yǎng)基上。長(zhǎng)出芽后，

再將其轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基上，進(jìn)一步誘導(dǎo)形成試管苗。

/移栽：將試管苗移植到消過(guò)毒的蛭石或珍珠巖上，壯苗后再移栽入土。

※脫分化：已分化的細(xì)胞經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化

細(xì)胞的過(guò)程.

（3）植物組織培養(yǎng)的條件

/外植體的選擇：外植體脫分化的難易因植物種類(lèi)、器官來(lái)源及生理狀況的不

同而不同。一般來(lái)說(shuō)，植物的花和幼嫩的組織脫分化相對(duì)比較容易，而植物

的莖、葉和成熟的組織相對(duì)較難。

/無(wú)菌操作：植物組織培養(yǎng)成功的關(guān)鍵是避免微生物的污染，所有實(shí)驗(yàn)用具要

嚴(yán)格滅菌，接種過(guò)程要進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)菌操作。

,光照的控制：對(duì)于植物組織培養(yǎng)來(lái)說(shuō)，光照條件非常重要。

脫分化階段：避光培養(yǎng)，有利于脫分化產(chǎn)生愈傷組織（如果是在光照條件下,

容易分化產(chǎn)生維管等組織，不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織）。

再分化階段：一定要有光照，有利于葉片內(nèi)葉綠素的合成。

（4）植物組織培養(yǎng)過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題

/滅菌

所有的實(shí)驗(yàn)用具需要嚴(yán)格滅菌。

接種過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)人員須進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)菌操作。

/嚴(yán)格控制光照

在愈傷組織的誘導(dǎo)階段往往要暗培養(yǎng)，而在分化再生的階段一定要有光照。

因?yàn)榘蹬囵B(yǎng)有利于細(xì)胞的脫分化，產(chǎn)生愈傷組織，若有光照則容易分化產(chǎn)生維管

組織，不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織

4.植物體細(xì)胞雜交

（1）概念：將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種

細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。

（2）原理：植物體細(xì)胞融合依據(jù)的生物學(xué)原理是細(xì)胞膜的流動(dòng)性，植物組織培

養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是細(xì)胞的全能性。

（3）過(guò)程

步驟做法

原生質(zhì)體酶解法（纖維素酶、果膠酶）去除細(xì)胞壁，得到原生質(zhì)體

的獲得

雜種細(xì)胞通過(guò)一定的技術(shù)手段（物理法：離心、振動(dòng)、電激等；化學(xué)法：

的形成用聚乙二醇等作為誘導(dǎo)劑）進(jìn)行人工誘導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)原生質(zhì)體的融合

雜種植株對(duì)雜種細(xì)胞，用植物組織培養(yǎng)的方法進(jìn)行培育

的產(chǎn)生

/去壁：用纖維素醐和果膠酶去除植物細(xì)胞壁，獲得原生質(zhì)體。

,誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法：

物理法：離心、振動(dòng)、電激等。

化學(xué)法：用聚乙二醇（PEG）誘導(dǎo)。

,融合成功的標(biāo)志：雜種原生質(zhì)體再生出細(xì)胞壁。

（4）意義：克服不同種生物遠(yuǎn)緣雜交的不親和性。

（5）植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的應(yīng)用

植物體細(xì)胞雜交克服了植物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，可以定向地改良生物性

狀，在培育作物新品種方面具有廣闊的應(yīng)用前景。如科學(xué)家已經(jīng)培育出了白菜一

甘藍(lán)、煙草一海島煙草、胡蘿卜一羊角芹等種間或?qū)匍g雜種。但是目前仍有許多

理論和技術(shù)問(wèn)題沒(méi)有解決，離推廣應(yīng)用仍有一定距離。

5.植物細(xì)胞工程的應(yīng)用

/植物繁殖的新途徑——微型繁殖

（1）本質(zhì)：微型繁殖只運(yùn)用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，該過(guò)程只涉及有絲分裂，沒(méi)

有減數(shù)分裂，因而屬于無(wú)性繁殖。

（2）優(yōu)點(diǎn)：使用材料少，培養(yǎng)周期短，繁殖率高，便于自動(dòng)化管理，有利于進(jìn)

行工J化培養(yǎng)。

（3）應(yīng)用：蘭花、甘蔗、桂樹(shù)、鐵皮石斛等。

/作物脫毒

（1）病毒的特點(diǎn)：病毒是寄生性生物，在用種子繁殖或用植物根、莖無(wú)性繁殖

過(guò)程中，種子、根、莖的細(xì)胞中可能攜帶著病毒并傳給下一代，使其繁殖的子代

感染病毒。

（2）材料的選?。簱?jù)檢測(cè)，植物的分生組織細(xì)胞中一般是不含病毒的。如果未

被病毒感染的植株的分生組織用植物組織培養(yǎng)的方法培育幼苗，用于生產(chǎn)，可以

避免病毒對(duì)作物的影響，大大提高作物的產(chǎn)量。

（3）應(yīng)用：馬鈴薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠蘿、香蕉等。

/作物新品種的培育一單倍體育種

（1）過(guò)程：花藥離體培養(yǎng)一羊倍體幼苗一秋水仙素處理一獲得性狀穩(wěn)定遺傳的

植株。

（2）原理：植物細(xì)胞的全能性。

（3）方法：植物的組織培養(yǎng)技術(shù)及染色體變異。

（4）優(yōu)點(diǎn)：

單倍體經(jīng)過(guò)染色體加倍，獲得的后代為純合子，可明顯縮短育種年限（一般

為2年）。

用單倍體作為轉(zhuǎn)基因的受體，獲得的轉(zhuǎn)基因材料經(jīng)染色體加倍后基因即可純

合，避免了體細(xì)胞作為受體導(dǎo)致后代發(fā)生性狀分離需要多代選擇的麻煩。

（5）缺點(diǎn)：技術(shù)相當(dāng)復(fù)雜，需要與雜交育種結(jié)合，其中的花藥離體培養(yǎng)過(guò)程需

要組織培養(yǎng)技術(shù)的支持，多限于植物。

（6）應(yīng)用

我國(guó)培育出世界上第一個(gè)單倍體作物新品種——單育1號(hào)煙草。

與常規(guī)育種結(jié)合，培育出水稻、玉米、油菜、甘藍(lán)和甜椒等作物的新品種。

/突變體的利用

（1）產(chǎn)生：在植物的組織培養(yǎng)過(guò)程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)

而易受到培養(yǎng)條件和外界誘變因素（如射線、化學(xué)物質(zhì)等）的影響而產(chǎn)生突變。

（2）利用：從產(chǎn)生突變的個(gè)體中篩選出對(duì)人們有用的突變體，進(jìn)而培育成新品

種。如抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的煙草等。

/細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)一次生代謝物

（1）定義：不是植物基本生命活動(dòng)所必需的產(chǎn)物。

（2）種類(lèi)：小分子有機(jī)化合物，如酚類(lèi)、菇類(lèi)和含氮化合物等。

（3）作用：在植物抗病、抗蟲(chóng)等方面發(fā)揮重要作用，還是藥物、香料和色素等

的重要來(lái)源。

（4）方法：對(duì)單個(gè)植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖。

（5）優(yōu)勢(shì)：不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制，對(duì)于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)

境保護(hù)具有重要意義。

（6）應(yīng)用：紫杉醇、紫草寧、人參皂甘等。

1.表達(dá)時(shí)兩個(gè)重要的過(guò)程：

（1）脫分化：讓已經(jīng)分化的細(xì)胞，經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)

變成未分化細(xì)胞的過(guò)程。

（2）再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織在一定的培養(yǎng)條件下，再分化出幼根和芽,

形成完整的小植株。

2.植物細(xì)胞全能性表達(dá)所需條件

（1）體細(xì)胞未表現(xiàn)全能性的原因：基因的選擇性表達(dá)。

（2）體現(xiàn)細(xì)胞全能性的條件：

材料離體的細(xì)胞、組織或器官

培養(yǎng)基種類(lèi)齊全、比例合適的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及一定的植物激素

①無(wú)菌操作

外界條件

②光照：愈傷組織培養(yǎng)最初避光培養(yǎng)，后期見(jiàn)光培養(yǎng)

3.植物組織培養(yǎng)中各過(guò)程的比較

名稱過(guò)程形成體特點(diǎn)培養(yǎng)基光

生長(zhǎng)素與

由外植體脫分化為排列疏松、高度液泡

脫分化細(xì)胞分裂避光

愈傷組織化的薄壁細(xì)胞團(tuán)

素的比例大

由愈傷組織分化為有根、芽或有生根發(fā)上述比

再分化需光

幼苗或胚狀結(jié)構(gòu)芽的能力例小

營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)發(fā)育成完整的植物由根、莖、葉、花、自身產(chǎn)生

需光

生殖生長(zhǎng)體果實(shí)、種子組成各種激素

4.植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交的比較

名稱植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交

細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性和植物細(xì)胞

原理植物細(xì)胞的全能性

的全能性

離體的植物器官、

組織或細(xì)胞植物細(xì)胞A

|去壁人工

1脫分化

糠懿鴻乜合的產(chǎn)質(zhì)體A

愈傷組織

過(guò)程t土01再生壁

1再分化駐』青復(fù)雜種細(xì)胞AB

植物細(xì)胞B［脫分化

根、芽或胚狀體再分化▼

［發(fā)育雜種植林------愈傷組織

植物體

選取根尖、莖尖、形成層

選材不同植物細(xì)胞融合后形成的雜種細(xì)胞

部位最容易誘導(dǎo)脫分化

技術(shù)除脫分化、再分化外，還要用酶解法去

脫分化、再分化等

操作除細(xì)胞壁,用一定的方法誘導(dǎo)細(xì)胞融合

植物組織培養(yǎng)是植物體細(xì)胞雜交的基礎(chǔ)，植物體細(xì)胞雜交所用的

關(guān)系

技術(shù)更復(fù)雜

5,植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中雜種細(xì)胞類(lèi)型及檢測(cè)方法

/誘導(dǎo)產(chǎn)物（假設(shè)用于雜交的兩種植物細(xì)胞分別為A、B）

（1）未融合的細(xì)胞：A和Bo

（2）兩兩融合的細(xì)胞：AA、BB和AB。

（3）多細(xì)胞融合體。

/檢測(cè)方法：對(duì)誘導(dǎo)產(chǎn)物中的細(xì)胞進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，然后根據(jù)得到的植物性

狀進(jìn)行判斷。

植物性狀結(jié)論

若只表現(xiàn)出一種植物的性狀未融合細(xì)胞

若得到的是具有兩種親本性狀的植物雜種植株

若得到的是兩種親本性狀的植物，且一種植物的性狀得

多細(xì)胞融合體

到加強(qiáng)

若得到的是一種植物的性狀，但是效果得到加強(qiáng)同種細(xì)胞融合

6.區(qū)分植物組織培養(yǎng)與植物體細(xì)胞雜交的兩種方法

（1）看后代

植物組織培養(yǎng)是利用單一親本的組織或細(xì)胞，經(jīng)培養(yǎng)使之增殖、分化成為一

個(gè)完整植株，為無(wú)性生殖過(guò)程，因此其后代一般均能保持該親木的遺傳特性。

植物體細(xì)胞雜交的本質(zhì)是將兩種不同來(lái)源的原生質(zhì)體，在人為條件下進(jìn)行誘

導(dǎo)融合。由于植物細(xì)胞具有全能性，融合之后的雜種細(xì)胞可以再生出具有雙親性

狀的雜種植株。

（2）看關(guān)系：雜種細(xì)胞需經(jīng)殖物組織培養(yǎng)才能發(fā)育為具有雙親遺傳特性的雜種

植株，否則將無(wú)任何意義，因此，植物組織培養(yǎng)是植物體細(xì)胞雜交的基礎(chǔ)。

7.五種生物技術(shù)的比較

突變體的利植物體細(xì)胞植物基因工

項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)單倍體育種

用雜交程育種

基因突變、花粉細(xì)胞的細(xì)胞膜的流基因重組、植

植物細(xì)胞的全

原理植物細(xì)胞的全能性、染動(dòng)性、植物細(xì)物細(xì)胞的全

能性

全能性色體變異胞的全能性能性

花藥離體培對(duì)導(dǎo)入目的

原生質(zhì)體融

重要脫分化、再分對(duì)愈傷組織養(yǎng)、秋水仙基因的植物

合、雜種細(xì)胞

步驟化誘變處理素誘導(dǎo)染色細(xì)胞進(jìn)行組

組織培養(yǎng)

體數(shù)目加倍織培養(yǎng)

提高突變克服遠(yuǎn)緣雜克服遠(yuǎn)緣雜

保持優(yōu)良品種明顯縮短育

優(yōu)點(diǎn)率，獲得優(yōu)交不親和的交不親和的

的遺傳特性I性狀種年限

障礙障礙

抗花葉病毒

微型繁殖、脫培育“番茄一

的甘蔗、抗單育1號(hào)煙轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)

舉例毒苗培育、人馬鈴薯”雜種

鹽堿的野生草棉

工種子培育植株

煙草

例題1：如圖表示通過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得煙草植株的過(guò)程，下列敘述錯(cuò)誤的

是（）

A.①過(guò)程往往選取煙草的幼嫩部位，需經(jīng)過(guò)消毒處理，才能置于培養(yǎng)基中進(jìn)行培

養(yǎng)

B.在培養(yǎng)過(guò)程中，若要誘導(dǎo)芽的產(chǎn)生，則生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的配比要適當(dāng)

C.通過(guò)懸浮培養(yǎng)形成的單細(xì)胞和利用酶解法水解細(xì)胞壁獲得的原生質(zhì)體經(jīng)培養(yǎng)

后，都能形成植株

D.煙草細(xì)胞很容易再生出新植株，但在長(zhǎng)期培養(yǎng)過(guò)程中，其胚狀體的發(fā)生和器官

形成能力下降，可能的原因是細(xì)胞全能性喪失

【答案】D

【解析】本題考查植物組織培養(yǎng)技術(shù)。圖中①過(guò)程往往選取煙草的幼嫩部位，自

然環(huán)境中獲取的植物組織、器官攜帶較多微生物，因此需要消毒處理后才能進(jìn)行

培養(yǎng)，A正確；植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配比會(huì)影響愈傷組織的分化方向，例如適當(dāng)?shù)纳?/p>

長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素配比可以誘導(dǎo)芽的分化，B正確；據(jù)圖可知懸浮培養(yǎng)的單細(xì)胞

可發(fā)育成胚狀體，用酶解法（纖維素酶和果膠酶）去除植物細(xì)胞壁，獲得的原生

質(zhì)體也可培養(yǎng)形成植株，C正確；植物細(xì)胞仍保留了該物種全套的遺傳物質(zhì)，故

全能性并未喪失，但由于各種原因，其全能性的表達(dá)受到了阻礙，D錯(cuò)誤。

例題2：甲、乙兩種遠(yuǎn)緣植物體細(xì)胞融合會(huì)導(dǎo)致一方的染色體被排出，若甲細(xì)胞

的染色體在融合前斷裂，形成的染色體片段在細(xì)胞融合后可能不會(huì)被全部排出，

未排出的染色體片段可以整合到另一個(gè)細(xì)胞的染色體上而留存在雜種細(xì)胞中。依

據(jù)該原理，將抗黑脛病的黑芥與不抗黑脛病的甘藍(lán)型油菜進(jìn)行體細(xì)胞雜交獲得了

抗黑脛病的甘藍(lán)型油菜新品種，過(guò)程如下圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.④過(guò)程用到了植物組織培養(yǎng)技術(shù)

B.抗黑脛病的甘藍(lán)型油菜染色體上整合了黑芥的染色體片段

C.②過(guò)程紫外線照射劑量不同可能會(huì)導(dǎo)致黑芥染色體斷裂程度不同

D.可利用聚乙一醇或滅活的病毒詡導(dǎo)兩種植物原生質(zhì)體融合

【答案】D

【解析】④過(guò)程用到了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，該技術(shù)的原理是植物細(xì)胞的全能性，

A正確；題意顯示，“若甲細(xì)胞的染色體在融合前斷裂，形成的染色體片段在細(xì)

胞融合后可能不會(huì)被全部排出，未排出的染色體片段可以整合到另一個(gè)細(xì)胞的染

色體上而留存在雜種細(xì)胞中依據(jù)該原理，可推測(cè)抗黑脛病的甘藍(lán)型油菜染色

體上整合了黑芥的染色體片段，因此獲得了抗黑脛病的性狀，B正確；②過(guò)程表

示用紫外線照射使黑芥的染色體斷裂，照射劑量不同可能會(huì)導(dǎo)致黑芥染色體斷裂

程度不同，C正確；③過(guò)程中常用物理法或化學(xué)法誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，而滅活的

病毒只能誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合，D錯(cuò)誤。

例題3：煙薯一25是一種甜度大，抗病力強(qiáng)，產(chǎn)量高的紅薯v它是通過(guò)無(wú)性繁殖

獲得的作物，多代繁殖后病毒會(huì)在體內(nèi)積累，導(dǎo)致含糖量不足，產(chǎn)量下降。大面

積栽培時(shí)，一般都用脫毒苗。下列有關(guān)脫毒苗培育過(guò)程的敘述，錯(cuò)誤的是（）

A.脫毒苗培育過(guò)程的原理是植物細(xì)胞具有全能性

B.脫毒苗培育過(guò)程需經(jīng)歷脫分化和再分化兩個(gè)階段

C.脫分化和再分化的培養(yǎng)基成分是相同的，但兩個(gè)階段光照條件不同

D.培育脫毒苗應(yīng)選用分生組織，因?yàn)榉至淹?，所含的病毒?/p>

【答案】C

【解析】脫毒苗的培育采用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，該技術(shù)的原理是植物細(xì)胞具有

全能性，A正確；脫毒苗培育過(guò)程是植物組織培養(yǎng)的過(guò)程，需經(jīng)過(guò)脫分化和再分

化兩個(gè)階段，B正確；植物組織培養(yǎng)中脫分化和再分化的培養(yǎng)基中植物激素的含

量不同，C錯(cuò)誤；由于分生組織細(xì)胞分裂旺盛，所含的病毒少，因此可用分生組

織（如芽尖）進(jìn)行組織培養(yǎng)，從而獲得脫毒苗，D正確。

考點(diǎn)二：動(dòng)物細(xì)胞工程

1.常用的技術(shù)手段：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞核移植、動(dòng)物細(xì)胞融合、生產(chǎn)單

克隆抗體等。

2.技術(shù)基礎(chǔ)：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。

3.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)

/概念：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)和增殖。

/培養(yǎng)過(guò)程

/相關(guān)概念

（1）細(xì)胞貼壁：細(xì)胞懸液中分散的細(xì)胞貼附在瓶壁上。

（2）細(xì)胞的接觸抑制：當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞停止分裂

增殖的現(xiàn)象。

（3）原代培養(yǎng)：指動(dòng)物組織消化后的初次培養(yǎng)。

（4）傳代培養(yǎng)：貼壁的細(xì)胞，出現(xiàn)接觸抑制后，需要重新用胰蛋白酶來(lái)處理，

然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，讓細(xì)胞繼續(xù)增殖的培養(yǎng)過(guò)程。

（5）細(xì)胞株：傳代培養(yǎng)的細(xì)胞能傳到10?50代，這樣的傳代細(xì)胞稱為細(xì)胞株。

（6）細(xì)胞系：傳代培養(yǎng)的細(xì)胞在傳到50代后，有部分細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改

變，獲得不死性，這種具有癌變特點(diǎn)的細(xì)胞稱為細(xì)胞系。

/培養(yǎng)條件

（1）無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境：培養(yǎng)液和所有的培養(yǎng)用具要進(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；應(yīng)定期更換培養(yǎng)液，

防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。

（2）營(yíng)養(yǎng)：主要有糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽、微量元素等。在使用含

有上述成分的合成培養(yǎng)基時(shí)，通常需加入血清、血漿等天然成分。

（3）溫度和pH：哺乳動(dòng)物多以土0.5℃為宜，多數(shù)細(xì)胞生存的適宜pH為?。

（4）氣體環(huán)境：95%空氣+5%CC）2,O2是細(xì)胞代謝所必需的，CCh的主要作用

是維持培養(yǎng)液的pHo

/干細(xì)胞的培養(yǎng)及其應(yīng)用

（1）干細(xì)胞功能：在一定條件下，可以分化成其他類(lèi)型的細(xì)胞。

（2）干細(xì)胞的存在：早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官中。

（3）種類(lèi)

來(lái)源功能及應(yīng)用

能夠分化成為動(dòng)物體內(nèi)的任何細(xì)

胚胎干細(xì)胞（ES

早期胚胎胞，并進(jìn)一步形成組織、器官甚至

細(xì)胞）

生物個(gè)體

只能分化成特定的紐胞或組織，不

成體干細(xì)胞成體組織或器官

具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能

誘導(dǎo)多能干細(xì)胞體外誘導(dǎo)體細(xì)胞能分化成為具有特定功能的細(xì)胞，

（iPS細(xì)胞）產(chǎn)生用于治療疾病

4.動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體

/動(dòng)物細(xì)胞融合

（1）概念：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。

（2）原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性。

（3）誘導(dǎo)融合的三種方法

物理法：例如電激等。

化學(xué)法：例如聚乙二醇。

生物法：例如滅活的病毒。

（4）過(guò)程

※形成單核雜交細(xì)胞，具有原來(lái)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞的遺傳信息，可表現(xiàn)出兩個(gè)或多

個(gè)親本的特點(diǎn)。

（5）意義：突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。

（6）動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)的應(yīng)用

成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物新品種培育等的重要手段。

用于制備單克隆抗體。

/單克隆抗體

（1）傳統(tǒng)抗體的制備

過(guò)程：①向動(dòng)物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原，使動(dòng)物產(chǎn)生抗體；②從動(dòng)物血清中

分離所需抗體。

缺點(diǎn)：產(chǎn)量低、純度低、特異性差。

/單克隆抗體的制備

存在問(wèn)題：B淋巴細(xì)胞能產(chǎn)生特異性抗體但不能無(wú)限增殖；骨髓瘤細(xì)胞能無(wú)

限增殖，但不能產(chǎn)生抗體。

解決思路：將B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合為雜交瘤細(xì)胞。

制備過(guò)程

①第一步：向免疫小鼠體內(nèi)注射特定的抗原蛋白，然后從小鼠體內(nèi)獲得已免疫的

B淋巴細(xì)胞；該細(xì)胞能產(chǎn)生單一抗體。

②第二步：用電激法、聚乙二醇法、滅活的病毒法等，誘導(dǎo)兩種細(xì)胞發(fā)生融合，

這時(shí)得到的融合細(xì)胞除了雜交瘤細(xì)胞，還有B淋巴細(xì)胞相互融合的細(xì)胞和骨髓

瘤細(xì)胞相互融合的細(xì)胞。

③第三步：用特定的選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞。然后再?gòu)碾s交瘤細(xì)胞群中選

出能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。這時(shí)的雜交瘤細(xì)胞既能分泌抗體又能大量增殖。

④第四步：克隆化培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞。

⑤第五步：將雜交瘤細(xì)胞在體外培養(yǎng)或注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖，從細(xì)胞培養(yǎng)液或

小鼠的腹水中提取單克隆抗體。

/單克隆抗體的特點(diǎn)：特異性強(qiáng)、靈敏度高，并可大量制備。

/單克隆抗體制備過(guò)程中的篩選及原因

（1）第一次篩選是在B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合之后，篩選出雜交瘤細(xì)胞，

淘汰未融合細(xì)胞和同種細(xì)胞融合而成的細(xì)胞。

（2）第二次篩選需先在多孔培養(yǎng)板上培養(yǎng)，在每個(gè)孔只有一個(gè)雜交瘤細(xì)胞的情

況下開(kāi)始培養(yǎng)，然后再篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)胞群。由于該細(xì)胞群是由單

個(gè)雜交瘤細(xì)胞克隆來(lái)的，所以產(chǎn)生的抗體一定是化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)的單克

隆抗體。

/單克隆抗體的應(yīng)用

（1）作為診斷試劑：能準(zhǔn)確只別各種抗原物質(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

單獨(dú)使用：直接用于癌癥或其他疾病的治療（作為藥物本身）。

綜合使用：與放射性同位素、細(xì)胞毒素或化學(xué)藥物結(jié)合制成“生物導(dǎo)彈”，

主要用于治療癌癥，也可用于治療其他疾病。

5.動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物

/動(dòng)物核移植概念

（1）供體：動(dòng)物一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核。

（2）受體：去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞。

（3）結(jié)果：形成重組胚胎，發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體。

/類(lèi)型：胚胎細(xì)胞核移植體、細(xì)胞核移植。

/體細(xì)胞核移植的過(guò)程

,克隆動(dòng)物的特點(diǎn)

（1）克隆動(dòng)物的性狀與核供體生物的性狀基本相同，但不是完全相同，原因是:

克隆動(dòng)物的細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來(lái)自于受體卵母細(xì)胞；

生物的性狀不僅與遺傳物質(zhì)有關(guān)，還受環(huán)境影響。

（2）核基因是供體核基因的100%的復(fù)制。

（3）克隆動(dòng)物是一種無(wú)性繁殖方式。

/克隆的層次

（1）分子水平：如DNA復(fù)制；

（2）細(xì)胞水平：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)；

（3）個(gè)體水平：克隆羊“多利”的誕生。

/體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問(wèn)題

（1）應(yīng)用前景

畜牧業(yè)：加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。

醫(yī)藥衛(wèi)生：通過(guò)建立轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞系，再利用體細(xì)胞核移植技術(shù)培育的轉(zhuǎn)基

因克隆動(dòng)物可以作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)許多珍貴的醫(yī)用蛋白。

治療人類(lèi)疾?。?/p>

①轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物的細(xì)胞、組織或器官可以作為異種移植的供體。

②以患者作為供體培育的人核移植胚胎干細(xì)胞，經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)分化能形成相應(yīng)的

細(xì)胞、組織或器官，將它們移植給患者時(shí)，可以避免免疫排斥反應(yīng)。

③研究克隆動(dòng)物可使人類(lèi)更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過(guò)程。

④克隆一批遺傳背景相同的動(dòng)物，可以通過(guò)它們之間的對(duì)比來(lái)分析致病基因。

⑤克隆特定疾病模型的動(dòng)物，還能為研究該疾病的致病機(jī)制和開(kāi)發(fā)相應(yīng)的藥

物提供幫助。

保護(hù)瀕危物種：該技術(shù)有望增加瀕危物種的存活數(shù)量。

/存在問(wèn)題

（1）體細(xì)胞核移植技術(shù)的成功率非常低。

（2）克隆動(dòng)物存在健康問(wèn)題，表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等。

1.植物組織培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較

項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)

原理植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞增殖

固體或半固體培養(yǎng)基，包液體培養(yǎng)基，包括無(wú)機(jī)鹽、葡

區(qū)

培養(yǎng)基括礦質(zhì)元素、蔗糖、維生萄糖、維生素、氨基酸、動(dòng)物

別

素、瓊脂、植物激素等血清等

細(xì)胞來(lái)源離體植物器官、組織或細(xì)胚胎或幼齡動(dòng)物組織、器官

胞

過(guò)程脫分化、再分化原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)

結(jié)果獲得新個(gè)體或細(xì)胞產(chǎn)品大量產(chǎn)生細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物

①快速繁殖名貴花卉和

果樹(shù)；

①生產(chǎn)蛋白質(zhì)制品，如病毒疫

②培養(yǎng)無(wú)病毒植株、轉(zhuǎn)基

苗、干擾素、單克隆抗體等；

用途因植物；

②檢測(cè)有毒物質(zhì)；

③大規(guī)模生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)品，

③研究生理、藥理、病理

如藥物、食品添加劑、香

料、色素等

①都需要人工條件下的無(wú)菌、無(wú)毒操作，無(wú)菌培養(yǎng)；

相同點(diǎn)

②都進(jìn)行有絲分裂

2.植物體細(xì)胞雜交和動(dòng)物細(xì)胞融合的比較

項(xiàng)目植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞融合

細(xì)胞膜的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全

原理細(xì)胞膜的流動(dòng)性

能性

酶解法去掉細(xì)胞壁后，誘導(dǎo)原生

分散成單個(gè)細(xì)胞后誘導(dǎo)細(xì)胞融

步驟質(zhì)體融合，形成雜種體細(xì)胞，再

合

經(jīng)過(guò)植物組織培養(yǎng)形成雜種植株

物理方法、化學(xué)方法、滅活病

誘導(dǎo)方法物理方法、化學(xué)方法

毒

結(jié)果形成雜種植株形成雜種細(xì)胞

3.對(duì)動(dòng)物細(xì)胞融合的理解

（1）動(dòng)物細(xì)胞融合的過(guò)程包括細(xì)胞膜融合、細(xì)胞質(zhì)融合和細(xì)胞核融合。其中細(xì)

胞膜融合是細(xì)胞融合的先導(dǎo)，細(xì)胞核融合是細(xì)胞融合的實(shí)質(zhì)。

（2）融合處理后的細(xì)胞不可以直接用于培養(yǎng)，還需要篩選。因?yàn)檎T導(dǎo)融合的手

段只是促使細(xì)胞間的融合，不能保證所有的細(xì)胞都發(fā)生融合，形成的融合細(xì)胞也

有多種，因此需要進(jìn)行篩選。

（3）細(xì)胞融合技術(shù)與有性雜交不同。有性雜交有著十分嚴(yán)格的時(shí)空關(guān)系和物種

界限；動(dòng)物細(xì)胞融合則不同，它通過(guò)人工的方法克服了存在于物種之間的遺傳屏

障，從而能夠按照人們的意愿，把不同物種的不同組織類(lèi)型的細(xì)胞融合在一起。

4.植物體細(xì)胞雜交和單克隆抗體制備的比較

植物體細(xì)胞雜交（番茄一馬鈴薯

比較項(xiàng)目單克隆抗體制備

植株）

第1步原生質(zhì)體的制備（酶解法）正常小鼠的處理（注射滅活抗原）

第2步原生質(zhì)體的融合（物、化法）動(dòng)物細(xì)胞融合（物、化、生法）

第3步雜種細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)

提純單克隆抗體（特異性強(qiáng)、靈

第4步雜種植株鑒定

敏度高）

酶解法除去細(xì)胞壁：纖維素酶、注射特定抗原，免疫處理正常小

融合前處理

果膠酶鼠

①克服有性遠(yuǎn)緣雜交不親和的隙①制備單克隆抗體；

意義和用途礙；②有助于疾病的診斷、治療、預(yù)

②培育作物新品種防

5.漿細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞的比較

細(xì)胞類(lèi)型來(lái)源特點(diǎn)

由B淋巴細(xì)胞受抗原刺激后增能產(chǎn)生單一抗體，但不能無(wú)限增

漿細(xì)胞

殖分化而來(lái)殖

骨髓瘤細(xì)胞從骨髓腫瘤中提取能無(wú)限增殖，但不能產(chǎn)生抗體

雜交瘤細(xì)胞漿細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合而成既能產(chǎn)生抗體，又能無(wú)限增殖

6.制備單克隆抗體過(guò)程中的兩次篩選

項(xiàng)目第一次篩選第二次篩選

從小鼠體內(nèi)提取的B淋巴細(xì)胞有很

篩選誘導(dǎo)融合后得到多種雜交細(xì)

多種，形成的雜交瘤細(xì)胞也有很多

原因胞，另外還有未融合的細(xì)胞

種

用特定的選擇性培養(yǎng)基篩選：用多孔培養(yǎng)皿培養(yǎng)，在每個(gè)孔只有

篩選

未融合的細(xì)胞和同種細(xì)胞融合一個(gè)雜交瘤細(xì)胞的情況下開(kāi)始克隆

方法

后形成的細(xì)胞都會(huì)死亡，只有化培養(yǎng)和抗體檢測(cè)，經(jīng)多次篩選得

融合的雜交瘤細(xì)胞才能生長(zhǎng)到能產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)胞群

篩選

得到雜交瘤細(xì)胞得到能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞

目的

7.體細(xì)胞核移植技術(shù)的條件及原因

/卵母細(xì)胞的選擇時(shí)期及原因

選擇處于減數(shù)第二次分裂中期的次級(jí)卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞，其原因是：

（1）卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)內(nèi)存在激發(fā)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)；

（2）卵母細(xì)胞體積大，便于操作；

（3）卵母細(xì)胞內(nèi)卵黃多，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富。

/供體細(xì)胞：取供體動(dòng)物的體細(xì)胞培養(yǎng)，一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，因

為10代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型，保證了供體細(xì)胞正常的

遺傳基礎(chǔ)。

/動(dòng)物體細(xì)胞不能經(jīng)培養(yǎng)直接發(fā)育成完整個(gè)體的原因是動(dòng)物體細(xì)胞的全能性

受到限制。用體細(xì)胞核移植技術(shù)能夠得到克隆動(dòng)物，說(shuō)明動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞

核具有全能性。

/該過(guò)程用到的技術(shù)手段：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞融合、早期胚胎培養(yǎng)和胚

胎移植。

例題1：如圖表示動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的相關(guān)過(guò)程，相關(guān)敘述正確的是（）

A.甲過(guò)程需要用胰蛋白酶處理，乙、丙分別代表脫分化、再分化

B.細(xì)胞在代謝過(guò)程中會(huì)積累有害物質(zhì)，因而需加抗生素加以中和

C.若培養(yǎng)細(xì)胞為雜交瘤細(xì)胞，則無(wú)需破碎細(xì)胞即可提取單克隆抗體

D.若培養(yǎng)細(xì)胞為成纖維細(xì)胞，則可為基因工程和核移植提供受體細(xì)胞

【答案】C

【解析】本題考查動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程不存在脫分化和再分化；加

抗生素是為了防止動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中雜菌污染；抗體為分泌蛋白，因此不需破

碎細(xì)胞，從細(xì)胞培養(yǎng)液中即可獲得；動(dòng)物細(xì)胞工程的受體細(xì)胞選擇受精卵。

例題2：將患者腫瘤細(xì)胞與抗原呈遞細(xì)胞“雜交”制成的新型腫瘤疫苗，能使人

體免疫系統(tǒng)識(shí)別并殺傷腫瘤細(xì)胞，有效控制腫瘤的轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)，為癌癥治療增添

了新手段。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.細(xì)胞融合前，可以用胰蛋白酶處理腫瘤組織

B.該技術(shù)突破了有性雜交方法的局限，使細(xì)胞遠(yuǎn)緣雜交成為可能

C.該技術(shù)可采用滅活病毒作為動(dòng)物細(xì)胞融合的誘導(dǎo)劑

D.兩種細(xì)胞誘導(dǎo)融合完成后，可直接將融合細(xì)胞進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)

【答案】D

【解析】進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞融合之前，可用機(jī)械的方法或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等

處理，使組織細(xì)胞分散成單細(xì)胞，A正確；不同種生物之間由于存在生殖隔離，

無(wú)法通過(guò)有性雜交的方式產(chǎn)生可育后代，細(xì)胞融合突破了有性雜交的局限，使細(xì)

胞遠(yuǎn)緣雜交成為可能，B正確；動(dòng)物細(xì)胞融合常采滅活病毒作為誘導(dǎo)劑，C正確;

細(xì)胞融合誘導(dǎo)完成后，還需篩選得到所需的雜交瘤細(xì)胞，不可直接將融合細(xì)胞進(jìn)

行大規(guī)模培養(yǎng)，D錯(cuò)誤。

例題3：以下為克隆羊“多利”的培育過(guò)程，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.重組細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)具有調(diào)控細(xì)胞核發(fā)育的作用

B.“多利”的染色體全部來(lái)自甲羊

C.“試管嬰兒”培育方法與圖示方法本質(zhì)相似

D.本實(shí)驗(yàn)原理是動(dòng)物細(xì)胞核的全能性

【答案】C

【解析】去核卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中具有調(diào)控細(xì)胞核發(fā)育的物質(zhì)，能為重組細(xì)胞提

供發(fā)育所需的營(yíng)養(yǎng)；染色體存在于細(xì)胞核中，因此“多利羊”的染色體全部來(lái)自

提供細(xì)胞核的甲羊；試管嬰兒的培育屬于有性生殖，而圖示為無(wú)性生殖范疇；本

實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了細(xì)胞核的全能性。

考點(diǎn)三：胚胎工程

1.胚胎工程

（1）操作對(duì)象：生殖細(xì)胞、受精卵或早期胚胎細(xì)胞。

（2）移植過(guò)程：將胚胎移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)。

（3）目的：生產(chǎn)后代，滿足人類(lèi)的各種需求。

（4）處理技術(shù)：體外受精、胚胎移植和胚胎分割等。

2.受精作用

/精子的發(fā)生

（1）場(chǎng)所：睪丸。

（2）時(shí)期：從初情期開(kāi)始，直到生殖機(jī)能衰退。

（3）形成過(guò)程：

（4）精子的變形（包括頭、頸、尾）：

/卵子的發(fā)生

（1）場(chǎng)所：卵巢。

（2）時(shí)期：動(dòng)物的胚胎在性別分化以后。

（3）卵子發(fā)生的過(guò)程

/受精

（1）概念：精子與卵子結(jié)合形成合子的過(guò)程。

（2）場(chǎng)所：輸卵管。

（3）受精標(biāo)志：在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極體。

（4）過(guò)程：

受精前的兩個(gè)準(zhǔn)備

①精子獲能：精液由精子和精清（精漿）兩部分組成。精清中含有一種能抑制精

子獲能的物質(zhì)，因此，在一般情況下，精液中的精子無(wú)法獲能。只有當(dāng)交配后精

液進(jìn)入雌性動(dòng)物的生殖道時(shí)，由生殖道分泌產(chǎn)生一種物質(zhì)解除對(duì)精子獲能的抑制,

才能引起精子獲能。

②卵子的準(zhǔn)備：在輸卵管中發(fā)育到減數(shù)第二次分裂的中期，才具有與精子受精的

能力。

受精階段：

（5）受精的標(biāo)志：在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極體。

（6）受精過(guò)程中關(guān)鍵點(diǎn)的解讀

剛剛排出的精子，不能立即與卵子受精，精子需要在雌性生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)

的生理變化，如呼吸速率增強(qiáng)、膜代謝加強(qiáng)、運(yùn)動(dòng)形式改變等，然后才能獲得受

精的能力。

精子、卵子受精過(guò)程中發(fā)生頂體反應(yīng)、透明帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng)。

通過(guò)頂體反應(yīng)形成精子穿越放射冠和透明帶的通路。

防止多精入卵有兩道屏障，一是透明帶反應(yīng)，二是卵細(xì)胞膜反應(yīng)。通過(guò)兩道

屏障保證受精卵中遺傳物質(zhì)與親代體細(xì)胞一致，從而保證遺傳的穩(wěn)定性。

卵子受精的標(biāo)志是在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極休；受精過(guò)

程結(jié)束的標(biāo)志是雌、雄原核融合形成合子。

3.體外受精

（1）概念：通過(guò)人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過(guò)培養(yǎng)

發(fā)育為早期胚胎后，再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術(shù)。

（2）重要應(yīng)用——良種培育：實(shí)現(xiàn)良種動(dòng)物的快速大量繁殖。

（3）技術(shù)手段：首先要做的是體外受精和早期胚胎的培養(yǎng)。

（4）基本步驟：卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)、精子的采集和獲能、受精。

4.早期胚胎發(fā)育

/卵裂期特點(diǎn)

項(xiàng)目變化

細(xì)胞數(shù)目增多

每個(gè)細(xì)胞體積減小

總體積基區(qū)不變

DNA總量增多

每個(gè)細(xì)胞DNA基太不變

有機(jī)物總量（能量）減少

物質(zhì)種類(lèi)增多

/早期胚胎發(fā)育的幾個(gè)階段及特點(diǎn)

（1）卵裂期

場(chǎng)所：最初在輸卵管，后移入子宮。

分裂方式：有絲分裂。

特點(diǎn)：卵裂速度快，細(xì)胞未生長(zhǎng)即進(jìn)入下次分裂。DNA、細(xì)胞的數(shù)量不斷

增加，每個(gè)細(xì)胞體積越來(lái)越小，但胚胎的總體積并不增加或略有縮小，有機(jī)物的

種類(lèi)增加而含量降低。

（2）桑根胚：卵裂形成32個(gè)細(xì)胞左右的胚，每一個(gè)細(xì)胞都屬于全能細(xì)胞。

（3）囊胚

組成：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)（內(nèi)部細(xì)胞）、滋養(yǎng)層細(xì)胞（外部細(xì)胞）、囊胚腔。

特點(diǎn)：細(xì)胞已分化。

分化結(jié)果：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育為胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層細(xì)胞將來(lái)發(fā)育為胎

膜和胎盤(pán)。

（4）原腸胚：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表層的細(xì)胞形成外胚層，下方的細(xì)胞形成內(nèi)胚層，出現(xiàn)

原腸腔。

5.胚胎移植

/早期胚胎培養(yǎng)

（1）培養(yǎng)液的成分：一般包括無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)鹽類(lèi)、維生素、激素、氨基酸、核

甘酸等營(yíng)養(yǎng)成分，以及血清等物質(zhì)。

（2）胚胎早期培養(yǎng)的目的

精子和卵子在體外受精后，應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查

受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。

當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時(shí)可進(jìn)行受體移植或冷凍保存。

（3）胚胎移植的時(shí)間

不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同。牛、羊一般要培養(yǎng)到桑松胚階段或囊胚階段

進(jìn)行移植；人的體外受精胚胎，可在8?16個(gè)細(xì)胞階段移植。

/胚胎移植

（1）概念：指將雌性動(dòng)物體內(nèi)的早期胚胎或通過(guò)體外受精及其他方式得到的胚

胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體

的技術(shù)。

（2）實(shí)質(zhì)：從過(guò)程看，實(shí)際上是生產(chǎn)胚胎的供體和孕肓胚胎的受體共同繁殖后

代的過(guò)程。從結(jié)果看，是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。

（3）在胚胎工程中的地位及意義

地位：是胚胎工程其他技術(shù)的最后一道“工序二

意義：可充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力。

（4）生理學(xué)基礎(chǔ)及相應(yīng)意義

生理學(xué)基礎(chǔ)意義

同種動(dòng)物的供、受體排卵后，生殖為供體的胚胎移入受體提供了相同的生

器官的生理變化是相同的理環(huán)境

早期胚胎形成后，在一定時(shí)間內(nèi)不

會(huì)與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，為胚胎的收集提供了可能

而是處于游離狀態(tài)

受體對(duì)外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生免疫

為胚胎在受體內(nèi)存活提供了可能

排斥反應(yīng)

供體胚胎可與受體子宮建立正常的為移植后的胚胎繼續(xù)發(fā)育提供了營(yíng)養(yǎng)等

生理和組織聯(lián)系，但其遺傳特性不方面的保障，且胚胎優(yōu)良遺傳特性得以

受影響保持

（5）基本程序

（1）同期發(fā)情：激素處理供體、受體母牛，使它們的生理?xiàng)l件達(dá)到同步或一致,

這樣才能使移植的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件，這是胚胎移植成功

與否的關(guān)鍵。

（2）各個(gè)受精卵的遺傳物質(zhì)可能不同，因?yàn)槊總€(gè)受精卵是由不同的精子與卵細(xì)

胞結(jié)合形成的，在形成精子與卵子的過(guò)程中發(fā)生了基因重組。

6.胚胎分割

（1）概念：采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移

植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。

（2）所需主要儀器設(shè)備：體視顯微鏡和顯微操作儀。

（3）操作對(duì)象及要求：選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑甚胚或囊胚，將它移入盛

有操作液的培養(yǎng)皿中，在顯微鏡下用分割針或分割刀分割。在分割囊胚階段的胚

胎時(shí)，要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。

（4）胚胎分割的意義

促進(jìn)優(yōu)良動(dòng)物品種的繁殖，產(chǎn)生遺傳性狀相同的后代用于遺傳學(xué)研究。

對(duì)胚胎進(jìn)行性別鑒定、遺傳病篩查等，對(duì)于人工控制動(dòng)物性別、動(dòng)物繁育健

康后代有重要意義。

1.精子和卵子發(fā)生的異同點(diǎn)

項(xiàng)目精子發(fā)生卵子發(fā)生

場(chǎng)所睪丸曲細(xì)精管卵巢（MI）、輸卵管（Mil）

區(qū)別

時(shí)間初情期后性別分化后開(kāi)始，卵泡的形成

和在卵巢內(nèi)的儲(chǔ)備是在出生

前完成的，減數(shù)第二次分裂是

在精子和卵子結(jié)合的過(guò)程中

完成的

①M(fèi)1和MII是連

①M(fèi)I和MH是不連續(xù)的，不

過(guò)程特點(diǎn)續(xù)的，需變形；②細(xì)

需變形；②細(xì)胞質(zhì)不均等分配

胞質(zhì)均等分配

結(jié)果形成4個(gè)精子形成1個(gè)卵子和3個(gè)極體

①原始生殖細(xì)胞的增殖為有絲分裂；

②產(chǎn)生精子和卵子的方式均為減數(shù)分裂。該過(guò)程中

相同點(diǎn)

均經(jīng)過(guò)一次染色體復(fù)制和兩次分裂，子細(xì)胞中染色

體數(shù)目減半

2.受精過(guò)程中的“三大反應(yīng)”與防止多精入卵受精的“兩道屏障”

（1）頂體反應(yīng)：精子膜和頂體外膜發(fā)生一系列改變并釋放頂體酶的過(guò)程；頂體

反應(yīng)的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道，是精子和卵子結(jié)合必不可少的條

件。

（2）透明帶反應(yīng)：精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間，會(huì)產(chǎn)生阻止后來(lái)的精子進(jìn)入透明

帶的生理反應(yīng)，稱做透明帶反應(yīng)，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。

（3）卵細(xì)胞膜反應(yīng)：精子入卵后，卵細(xì)胞膜會(huì)立即發(fā)生一種生理反應(yīng)，拒絕其

他精子再進(jìn)入卵內(nèi)，稱為卵細(xì)胞膜反應(yīng)，這是防止多精入卵受精的第二道屏障。

3.比較自然受精、人工授精和體外受精的異同點(diǎn)

項(xiàng)目自然受精人工授精體外受精

用人工的方法人工獲取精子、

過(guò)程將公畜的精液卵子，在體外培

雌雄動(dòng)物交配完成

不同注入母畜生殖養(yǎng)液中完成受

不同點(diǎn)

道內(nèi)，完成受精精過(guò)程

場(chǎng)所雌性動(dòng)物輸卵

雌性動(dòng)物輸卵管中體外培養(yǎng)液中

不同管中

相同點(diǎn)（1）精子獲能、卵子成熟后方能完成受精過(guò)程;

(2)都是有性生殖

4.胚胎分割動(dòng)物和體細(xì)胞核克隆動(dòng)物的異同

胚胎分割動(dòng)物體細(xì)胞核克隆動(dòng)物

相同點(diǎn)都屬于無(wú)性生殖或克隆，最終技術(shù)是超胎移植

胚胎的雌性動(dòng)物的早期胚胎或體外受通過(guò)核移植技術(shù)獲得的重

來(lái)源精及其他方式得到的胚胎組胚胎

不胚胎分割動(dòng)物具有相同的遺傳

遺傳克隆動(dòng)物的核遺傳物質(zhì)主

同物質(zhì)，兩個(gè)親本提供的核遺傳物

物質(zhì)要由供體細(xì)胞核提供

點(diǎn)質(zhì)一樣多

經(jīng)過(guò)核移植形成的一個(gè)細(xì)

起點(diǎn)經(jīng)過(guò)受精作用形成的一個(gè)細(xì)胞

胞

例題1：下列關(guān)于高等哺乳動(dòng)物受精與胚胎發(fā)育的敘述，不正確的是()

A.絕大多數(shù)精、卵細(xì)胞的識(shí)別具有物種特異性

B.卵裂期細(xì)胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷增大

C.桑根胚階段前的每個(gè)細(xì)胞都屬于全能細(xì)胞

D.原腸胚的外胚層由內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表層的細(xì)胞形成

【答案】B

【解析】絕大多數(shù)精、卵細(xì)胞的識(shí)別具有物種特異性，不同物種之間的精、卵細(xì)

胞一般不會(huì)發(fā)生受精作用，A正確；卵裂期細(xì)胞數(shù)量增多，但胚胎總體積并不增

加，所以細(xì)胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷減小，B錯(cuò)誤；桑甚胚階段前的每個(gè)

細(xì)胞都具有發(fā)育成完整胚胎的潛能，屬于全能細(xì)胞，C正確；囊胚孵化后，再進(jìn)

一步發(fā)育，內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表層的細(xì)胞形成外胚層，下方的細(xì)胞形成內(nèi)胚層，這時(shí)的胚

胎為原腸胚，D正確。

例題2：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是動(dòng)物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)。如圖所示，a、b、c表示現(xiàn)代工

程技術(shù)，①②③表示通過(guò)相應(yīng)技術(shù)經(jīng)胚胎移植得到的個(gè)體，下列說(shuō)法正確的是

()

A.若a是體細(xì)胞核移植技術(shù)，則①反映了動(dòng)物細(xì)胞也具有全能性

B.若b是體外受精技術(shù)，則②為良種家畜快速大量繁殖提供了可能

C若c是胚胎分割技術(shù)，則③中個(gè)體的基因型和表現(xiàn)型一定相同

D.①②③生產(chǎn)過(guò)程中的受體需用促性腺激素進(jìn)行同期發(fā)情處理

【答案】B

【解析】若a是體細(xì)胞核移植技術(shù)，則①反映了動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性,

A錯(cuò)誤；若b是體外受精技術(shù)，則②為試管動(dòng)物，這為良種家畜快速大量繁殖提

供了可能，B正確；胚胎分割技術(shù)所得個(gè)體的基因型完全相同，但表型不一定完

全相同，因?yàn)楸硇瓦€受環(huán)境的影響，C