高中生物选修3关键词解释及知识体系

1、选修3一、目录（选修3共有名词42个）1、基因工程2、限制性核酸内切酶3、花粉管通道法4、氯化钙法5、农杆菌介导转化法6、转基因生物7、基因诊断8、基因治疗9、蛋白质工程10、嵌合抗体11、蛋白质组学12、细胞工程13、染色体工程14、细胞全能性15、植物组织培养16、人工种子17、体细胞克隆18、细胞核移植技术19、细胞融合20、次生代谢产物21、植物体细胞杂交22、原生质体融合方法23、离心24、原代培养25、传代培养26、细胞株与细胞系27、接触抑制28、单克隆抗体29、药物导弹30、胚胎发育31、胚胎工程32、干细胞33、治疗性克隆34、精子的形态结构35、获能36、顶体反应37、超数

2、排卵38、人工授精39、胚胎冷冻40、胚胎分割41、生态工程42、生态农业二、正文1、基因工程基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上于20世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术科学。基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，在分子水平上对基因进行操作的复杂技术。将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把目的基因与作为载体的DNA分子连接起来，构建杂种DNA分子，然后导入受体细胞，使目的基因能在受体细胞内复制、转录、翻译，以改变生物原有的遗传特性，获得新品种，生产新产品。基因工程技术为基因的

3、结构和功能的研究提供了有力的手段，它克服了远缘杂交的不亲和障碍。基因工程包括上游技术和下游技术两大组成部分，上游技术指的是基因表达载体的构建与克隆等；下游技术则涉及到基因工程菌、细胞的大规模培养以及基因产物的分离、纯化等过程。2、限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶是可以识别DNA的特异序列，并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类内切酶，简称限制酶。限制性核酸内切酶分布极广，几乎在所有细菌的属、种中都发现至少一种限制性内切酶，多者在一属中就有几十种，例如在嗜血杆菌属中现已发现的就有22种。到目前为止，细菌是限制性内切酶的主要来源。限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNA。限制酶根据其来

4、源命名，以EcoRI为例：EEscherichia(属)cocoli(种)RRY13(品系)I首先发现在此类细菌中发现的顺序限制酶是基因工程和基因诊断中经常使用的一类工具酶。它们的发现和应用为从基因组中分离目的基因提供了必要的手段。限制酶能特异地识别和切割特定的核苷酸序列，将双链DNA切成较小的片段。酶切后目的基因可能完整地或部分地保存于某一DNA片段上，并被分离出来。限制酶主要来源于原核生物，能够水解DNA分子中的磷酸二酯键。每种限制酶识别和切割的通常为46个核苷酸序列，称为限制性位点或切点。限制酶切割双链DNA的方式有两种，产生的末端也有两种：第一种是交错切割，即两条链的切点不在同一水平而

5、是相隔数个碱基，故断口产生两小段自身互补的单链，这种末端容易互补连接，称为黏性末端；第二种为平整切割。限制酶的上述特性在基因工程和基因诊断中具有重要用途：首先不论DNA的来源如何，用同一种内切酶切割后产生的黏性末端很容易重新连接，因此很容易将不同生物的两个DNA片段连接在一起，即重新组合，这是重组DNA技术的基础；人类的基因组很大，不切割无法分析其中的基因。限制酶能把基因组在特异的部位切开，即切割不是随机的，因而从每个细胞的基因组得到的是一组长度各异的片段。这些可能含有某一基因的片段可用电泳分离，并加以研究；由于限制酶的特异性，如果识别位点的碱基发生了改变，限制酶将不再能切割；同样，碱基的改变

6、也可能导致出现新的酶切位点。在人类基因组中，这两种情况是十分常见的，而切点的消失或出现将影响获得的DNA片段的长度，表现为限制性片段长度多态性，这在基因的连锁诊断中具有极重要的意义。3、花粉管通道法花粉管通道法是指外源基因利用植物受精后花粉萌发形成的花粉管通道进入受体细胞，并进一步被整合到受体细胞的基因组中，借助天然的种胚系统形成含有目的基因的种胚，随着受精卵的发育而成为带转基因的新个体。该方法的最大优点是不依赖组织培养人工再生植株，技术简单，不需要装备精良的实验室，常规育种工作者易于掌握。4、氯化钙法如果运载体是质粒，受体细胞是大肠杆菌，最常用的遗传转化技术就是氯化钙法。受体细胞经过一定浓度

7、的氯化钙处理后，细胞膜的通透性会发生变化，可以允许含有目的基因的运载体分子进入感受态细胞。例如，携带目的基因的质粒DNA分子进入大肠杆菌细胞后，能够在细菌细胞内大量繁殖，比细菌本身的繁殖速度还要快很多，因此，在很短的时间内，就可以获得大量的目的基因及目的基因的表达产物。5、农杆菌介导转化法 农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，它能在自然条件下感染大多数双子叶植物的受伤部位(受伤处的细胞会分泌大量酚类化合物，从而使农杆菌移向这些细胞)，并诱导产生冠瘿瘤或发状根。农杆菌中分别含有Ti质粒和Ri质粒，其上有一段T-DNA，农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后，可将T-DNA插入到植物基因组中，

8、并且可以通过减数分裂稳定的遗传给后代，这一特性成为农杆菌介导法植物转基因的理论基础。人们将目的基因插入到经过改造的T-DNA区，借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合，然后通过细胞和组织培养技术，再生出转基因植株。农杆菌介导法起初只被用于双子叶植物中，近年来，农杆菌介导转化在一些单子叶植物（尤其是水稻）中也得到了广泛应用。6、转基因生物转基因生物是指利用基因工程技术导入外源基因培育出的、能够将新性状稳定遗传给后代的基因工程生物。随着分子生物技术的不断发展，尤其是20世纪90年代末以来，科学家们能够在不导入外源基因的情况下，通过对生物体本身遗传物质的加工、敲除、屏蔽等方法也能改变生物

9、体的遗传特性，获得人们希望得到的性状。在此类情形下，没有转入外源基因，严格说就不能再称为转基因，称为“基因修饰”更加合适，因此，现在我们所指的“转基因生物”，其概念已经被“基因修饰生物”所涵盖，但因为“转基因”一词已经普遍被人们接受，而且外源基因导入仍然是目前分子生物技术在作物育种领域中所采用的主要方法之一，“转基因生物”一词就沿用至今。7、基因诊断基因诊断又称DNA诊断或分子诊断，通过分子生物学和分子遗传学的技术，直接检测出分子结构水平和表达水平是否异常，从而对疾病做出判断。单基因遗传病的诊断主要靠临床观察和系列化学检查，但生化学检查要求有相应基因表达产物的体液或细胞，并对基因产物或代谢异常

10、机理有所了解，但对绝大多数遗传病而言，还远未达到这种认识。理想的诊断方法是对患者基因或DNA本身直接进行分析，因为这种分析摆脱了上述各种限制。机体各种组织的核细胞均有全套基因组DNA，都可以作为分析的材料，而不必考虑表达问题。核酸分子杂交是基因诊断的最基本的方法之一。基因诊断技术的基本原理是：互补的DNA单链能够在一定条件下结合成双链，即能够进行杂交。这种结合是特异的，即严格按照碱基互补配对原则进行，它不仅能在DNA和DNA之间进行，也能在DNA和RNA之间进行。因此，当用一段已知基因的核酸单链序列作为探针，与变性后的单链基因组DNA接触时，如果两者的碱基完全配对，它们即互补地结合成双链，从而

11、表明被测基因组DNA中含有已知的基因序列。由此可见，进行基因检测有两个必要条件，一是必需的特异的DNA探针；二是必需的基因组DNA。当两者都变性呈单链状态时，就能进行分子杂交。基因探针就是一段与目的基因或DNA互补的特异核苷酸序列，它可以包括整个基因，也可以仅仅是基因的一部分，可以是DNA本身，也可以是由之转录而来的RNA。DNA探针根据其来源有3种：一种来自基因组中有关的基因本身，称为基因组探针；另一种是从相应的基因转录获得的mRNA，再通过逆转录得到的探针，称为cDNA探针，与基因组探针不同的是，cDNA探针不含有内含子序列。为了制备cDNA探针，首先需分离纯化相应的mRNA，这从含有大量

12、mRNA的组织、细胞中比较容易做到。有了mRNA作模板后，在逆转录酶的作用下，就可以合成与之互补的DNA，即cDNA，cDNA与待测基因的编码区有完全相同的碱基顺序，但内含子已在加工过程中切除。此外，还可在体外人工合成碱基数不多的与基因序列互补的DNA片段，称为寡核苷酸探针。寡核苷酸探针是人工合成，与已知基因DNA互补，长度可从十几到几十个核苷酸的片段。如仅知蛋白质的氨基酸顺序，也可以按氨基酸的密码推导出核苷酸序列，并用化学方法合成。为了确定探针是否与相应的基因组DNA杂交，有必要对探针加以标记，以便在结合部位获得可识别的信号，通常采用放射性同位素32P标记探针的某种核苷酸磷酸基。但近年来已发

13、展了一些用非同位素如生物素、地高辛配体等作为标记物的方法，但都不及同位素敏感。非同位素标记的优点是保存时间较长，而且避免了同位素的污染。8、基因治疗基因治疗是将人的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体靶细胞以纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用，从而达到治疗疾病目的的生物医学技术。基因治疗与常规治疗方法不同：一般意义上疾病的治疗针对的是因基因异常而导致的各种症状，而基因治疗针对的是疾病的根源异常的基因本身。基因治疗有二种形式：一是体细胞基因治疗，正在广泛使用；二是生殖细胞基因治疗，因能引起遗传物质改变而受到限制。基因治疗的靶细胞主要分为两大类：体细胞和生殖细胞，目前开展的基因治疗只限于体细

14、胞。生殖细胞的基因治疗是将正常基因直接引入生殖细胞，以纠正缺陷基因。这样，不仅可使遗传疾病在当代得到治疗，而且还能将新基因传给患者后代，使遗传病得到根治。但生殖细胞的基因治疗涉及问题较多，技术也较复杂，因此，目前更多地是采用体细胞基因治疗。体细胞应该是在体内能保持相当长的寿命或者具有分裂能力的细胞，这样才能使被转入的基因能长期地、有效地发挥“治疗”作用。因此干细胞、前体细胞都是理想的转基因治疗靶细胞。以目前的观点看，骨髓细胞是唯一满足以上标准的靶细胞，而骨髓的抽取，体外培养、再植入等所涉及的技术都已成熟；另一方面，骨髓细胞还构成了许多组织细胞(如单核巨噬细胞)的前体。因此，不仅一些涉及血液系统

15、的疾病如ADA缺乏症、珠蛋白生成障碍性贫血、镰状细胞贫血等以骨髓细胞作为靶细胞，而且一些非血液系统疾病如苯丙酮尿症等也都以此作为靶细胞。除了骨髓以外，肝细胞、神经细胞、肌细胞也可作为靶细胞来研究或实施转基因治疗。9、蛋白质工程蛋白质工程，是指在基因工程的基础上，结合蛋白质结晶学、计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识通过对基因的人工定向改造等手段，对蛋白质进行修饰、改造和拼接以生产出能满足人类需要的新型蛋白质的技术。包括在体外改造已有的蛋白质，化学合成新的蛋白质，通过基因工程手段改造已有的或创建新的编码蛋白质的基因去合成蛋白质等。为使获得的新蛋白具备有意义的新性质或新功能，常对已知的其他

16、蛋白质进行模式分析或采取分子进化等手段。蛋白质是生命的体现者，离开了蛋白质，生命将不复存在。可是，生物体内存在的天然蛋白质，有的往往不尽人意，需要进行改造。由于蛋白质是由许多氨基酸按一定顺序连接而成的，每一种蛋白质有自己独特的氨基酸顺序，所以改变其中关键的氨基酸就能改变蛋白质的性质。而氨基酸是由三联密码决定的，只要改变构成遗传密码的一个或两个碱基就能达到改造蛋白质的目的。因此，蛋白质工程又称为第二代基因工程。蛋白质工程的一个重要途径就是根据人们的需要，对负责编码某种蛋白质的基因重新进行设计，使合成的蛋白质变得更符合人类的需要。这种通过造成一个或几个碱基定点突变，以达到修饰蛋白质分子结构目的的技

17、术，称为基因定点突变技术。10、嵌合抗体小鼠的单克隆抗体的制备比较简单，但这种鼠源性的单克隆抗体会被人的免疫系统排斥，不能直接用于人体。利用DNA重组技术将鼠单克隆抗体的轻、重链可变区基因插入含有人抗体恒定区的表达载体中，导入哺乳动物细胞表达出人鼠嵌合的抗体。该抗体相对于鼠源杂交瘤抗体的特异性识别功能没有丧失，同时，处理癌细胞对人体的不良反应减少。11、蛋白质组学蛋白质组学一词，源于蛋白质与基因组学两个词的组合，意指“一种基因组所表达的全套蛋白质”，即包括一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质。蛋白质组本质上指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征，包括蛋白质的表达水平，翻译后的修饰，蛋白与蛋白相

18、互作用等，由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识。蛋白质组的研究不仅能为生命活动规律提供物质基础，也能为多种疾病机理的阐明及攻克提供理论根据和解决途径。通过对正常个体及病理个体间的蛋白质组比较分析，我们可以找到某些“疾病特异性的蛋白质分子”，它们可成为新药物设计的分子靶点，或者也会为疾病的早期诊断提供分子标志。因此，蛋白质组学研究不仅是探索生命奥秘的必须工作，也能为人类健康事业带来巨大的利益。蛋白质组学的研究是生命科学进入后基因时代的特征。12、细胞工程细胞工程是生物工程的一个重要方面。总的来说，它是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行

19、在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。当前细胞工程所涉及的主要技术领域有细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操作及基因转移等方面。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株，并可以产生新的物种或品系。细胞工程与基因工程一起代表着生物技术最新的发展前沿，伴随着试管植物、试管动物、转基因生物反应器等相继问世，细胞工程在生命科学、农业、医药、食品、环境保护等领域发挥着越来越重要的作用。13、染色体工程染色体工程是按设计有计划削减、添加和代换同种或异种染色体的方法和技术，也称为染色体操作。染色体工程一词，虽然在20世纪70年代初才提出，但早在30年代，美国西尔斯及其学生就已开始

20、研究。它不仅在改良植物的遗传基础培育新品种上受到重视，而且也是基因定位和染色体转移等基础研究的有效手段。植物染色体工程的基本程序是人工杂交，细胞学鉴定，在杂种或杂种后代中筛选所需要的材料。染色体工程在培育抗病新品种上有重要意义。14、细胞全能性在多细胞生物中每个体细胞的细胞核具有个体发育的全部基因，只要条件许可，都可以发育成完整的个体。把细胞经分裂和分化后仍具有形成完整有机体的潜能或特性称为细胞全能性。具体来说，高度分化的植物体细胞具有全能性，植物细胞在离体的情况下，在一定的营养物质，激素和其他适宜的外界条件下，诱导其产生愈伤组织、生根发芽，最终形成完整的植株，表现其全能性；动物已分化的体细胞

21、全能性受限制，但细胞核仍具有全能性。根据动物细胞全能性大小，可分为全能性细胞（如动物早期胚胎细胞），多能性细胞（如原肠胚细胞）和专能性细胞（如造血干细胞）；根据植物细胞表达全能性高低排列：受精卵生殖细胞体细胞。一般来说，细胞全能性高低与细胞分化程度有关，分化程度越高，细胞全能性越低，全能性表达越困难，克隆成功的可能性越小。植物细胞全能性高于动物细胞，而生殖细胞全能性高于体细胞，在所有细胞中受精卵的全能性最高。幼嫩的细胞全能性高于衰老的细胞。细胞分裂能力强的全能性高于细胞分裂能力弱的。在生物体的所有细胞中，受精卵的全能性是最高的。生殖细胞，尤其是卵细胞，虽然分化程度较高，但是仍然具有较高的全能性

22、，如蜜蜂的孤雌生殖，自然界偶然出现的单倍体玉米等。体细胞的全能性比生殖细胞低得多，尤其是动物，高度分化的动物体细胞的全能性受限制，严格来说只有高度分化的动物细胞的细胞核才具有全能性。克隆羊的成功，利用的就是高度分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。15、植物组织培养植物的组织培养是根据植物细胞具有全能性这个理论，近几十年来发展起来的一项无性繁殖的新技术。植物的组织培养广义又叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织、器官、细胞或原生质体等，通过无菌操作，在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。19世纪30年代，德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺创立了细胞

23、学说，根据这一学说，如果给细胞提供和生物体内一样的条件，每个细胞都应该能够独立生活。1902年，德国植物学家哈伯兰特提出细胞全能性的理论是植物组织培养的理论基础。1958年，一个振奋人心的消息从美国传向世界各地，美国植物学家斯蒂瓦特等人，用胡萝卜韧皮部的细胞进行培养，终于得到了完整植株，并且这一植株能够开花结果，证实了哈伯兰特在五十多年前关于细胞全能的预言。植物组织培养的大致过程是：在无菌条件下，将植物器官或组织（如芽、茎尖、根尖或花药）的一部分切下来，用纤维素酶与果胶酶处理用以去掉细胞壁，使之露出原生质体，然后放在适当的人工培养基上进行培养，这些器官或组织就会进行细胞分裂，形成新的组织。不过

24、这种组织没有发生分化，只是一团薄壁细胞，叫做愈伤组织。在适合的光照、温度和一定的营养物质与激素等条件下，愈伤组织便开始分化，产生出植物的各种器官和组织，进而发育成一棵完整的植株。 16、人工种子农业生产中使用的天然种子，一般都是由种皮、胚乳和胚三部分构成。种皮通常在种子的外层起保护作用；胚乳含有大量的营养物质，是种苗萌发生长不可缺少的营养来源；胚由胚芽、胚轴、胚根和子叶构成，将来发育成植株。人工种子是一种以植物组织培养得到的胚状体为主要材料，再在其外表面包裹一层有机薄膜制作而成的颗粒体。人工种子的薄膜内包含胚状体萌发和发育成幼苗所需的各种养分，还可以缓冲生产、贮存、运输和种植过程中的碰撞。另外

25、，在包裹剂中一般要附加大量的植物生长调节剂、农药、抗生素和一些有益的菌种等。17、体细胞克隆生物体通过无性繁殖所生成的群体或个体称为克隆。由动物体内一个细胞经过无性生殖过程进而发育形成的动物个体为克隆动物。体细胞克隆即取出一个双倍体体细胞核移入一个去核的卵细胞，并在一定条件下进行核卵重组，形成融合细胞，将融合细胞在体外培养，形成早期胚胎，再将早期胚胎植入代孕母体中发育成新个体的过程。供体细胞均来自高度分化的体细胞，其种类繁多、数量无限。体细胞克隆的关键是细胞核移植技术。18、细胞核移植技术细胞核移植技术是指将一个动物细胞的细胞核移植至去核的卵母细胞中，产生与供体动物的核遗传成分一样的动物的技术

26、。目前，体细胞克隆在牛、山羊、小鼠等物种上均获得了成功。细胞核移植的方法是先在体外培养的体细胞中进行基因导入，筛选获得带转基因的细胞；然后，将带转基因的体细胞核移植到去掉细胞核的卵细胞中，生成重构胚胎；重构胚胎经移植到母体中，产生的仔畜百分之百是转基因动物。19、细胞融合20世纪30年代，科学家们相继在肺结核、天花、水痘、麻疹等疾病患者的病理组织中观察到多核细胞，但受当时科学水平发展的限制，没有给予足够重视；1962年，日本科学家发现日本血凝型病毒能引起艾氏腹水瘤细胞融合的现象；1965年，英国科学家进一步证实了灭活的病毒在适当的条件下也可以诱发动物细胞融合；后来科学家又成功诱导了不同种动物的

27、体细胞融合，并且能将杂种细胞培养成活。细胞融合技术不断改进，现在已广泛应用于细胞学、遗传学、免疫学和病毒学等多种学科的研究工作中。有性繁殖时发生的精卵结合是正常的细胞融合，即由两个配子融合形成一个新的二倍体；在自然条件下或用人工方法(生物法、物理法、化学法)使两个或两个以上的细胞合并形成一个细胞的过程称为细胞融合。人工诱导的细胞融合，在20世纪60年代作为一门新兴技术发展起来。由于它不仅能产生同种细胞融合，也能产生种间细胞的融合，因此细胞融合技术目前被广泛应用于细胞生物学和医学研究的各个领域。基因型相同的细胞融合成的杂交细胞称为同核体；来自不同基因型的杂交细胞则称为异核体。细胞融合不仅可用于基

28、础研究，而且还有重要的应用价值，在植物育种方面已经成功的有萝卜甘蓝、粉蓝烟草郎氏烟草、番茄马铃薯等等。细胞融合另一个重要应用就是制备单克隆抗体，单克隆抗体可以用作诊断试剂、治疗疾病和运载药物，具有准确、高效、简易和快速等优点。细胞融合成功例证：生物种类细胞来源甘蓝青菜叶根大豆马唐草愈伤组织叶矮牵牛龙面花叶花瓣大麦花生种子种子大麦大豆叶悬浮细胞小麦矮牵牛叶花瓣油菜大豆叶悬浮细胞玉米大豆叶悬浮细胞大豆野豌豆悬浮细胞悬浮细胞大麦蚕豆叶根大豆香草木犀悬浮细胞叶酵母菌鸡原生质体血红细胞大豆烟草悬浮细胞叶大豆秋水仙悬浮细胞叶人胡萝卜腹水癌细胞原生质体番茄马铃薯叶根尖人小鼠纤维瘤细胞畸态瘤细胞20、次生代谢

29、产物初生代谢产物是指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。通过初级代谢，能使营养物转化为结构物质、具生理活性物质或为生长提供能量，因此初生代谢产物，通常都是机体生存必不可少的物质，只要在这些物质的合成过程的某个环节上发生障碍，轻则引起生长停止，重则导致机体发生突变或死亡，是一种基本代谢类型。次生代谢产物是由次生代谢产生的一类细胞生命活动或植物生长发育正常运行的非必需的小分子有机化合物，其产生和分布通常有种属、器官、组织以及生长发育时期的特异性。植物次生代谢产物是植物对环境的一种适应，是在长期进化过程中植物与生物和非生物因素相互作用的结果

30、。在对环境胁迫的适应、植物与植物之间的相互竞争和协同进化、植物对昆虫的危害、草食性动物的采食及病原微生物的侵袭等过程的防御中起着重要作用。次生代谢过程被认为是植物在长期进化中对生态环境适应的结果，它在处理植物与生态环境的关系中充当着重要的角色。许多植物在受到病原微生物的侵染后，产生并大量积累次生代谢产物，以增强自身的免疫力和抵抗力。植物次生代谢途径是高度分支的途径，这些途径在植物体内或细胞中并不全部开放，而是定位于某一器官、组织、细胞或细胞器中并受到独立的调控。21、植物体细胞杂交植物体细胞杂交，又称原生质体融合。是指将植物不同种、属，甚至不同科之间的原生质体通过人工方法诱导融合，然后进行离体

31、培养，使其再生杂种植株的技术。植物细胞具有细胞壁，未脱壁的两个细胞是很难融合的，植物细胞只有在脱去细胞壁成为原生质体后才能融合，所以植物的细胞融合也称为原生质体融合。22、原生质体融合方法PEG诱导融合法是常采用的方法之一，其优点是融合成本低，勿需特殊设备；融合子产生的异核率较高；融合过程不受物种限制；其缺点是融合过程繁琐，PEG可能对细胞有毒害。当原生质体置于电导率很低的溶液中时，电场通电后，电流即通过原生质体而不是通过溶液，其结果是原生质体在电场作用下极化而产生偶极子，从而使原生质体紧密接触排列成串。这种方法称为电融合法，与PEG融合比较起来，电融合有三大优点：一是不存在对细胞的毒害问题；

32、二是融合效率高；三是融合技术操作简便。23、离心利用物质的密度等方面的差异，用旋转所产生背向旋转轴方向的离心运动力使颗粒或溶质发生沉降而将其分离、浓缩、提纯和鉴定的一种方法。物质的沉淀与离心力大小相关，而离心力取决于离心速度和旋转半径。一般按旋转速度分低速离心、高速离心和超速离心。差速离心主要是采取逐渐提高离心速度的方法分离不同大小的细胞器。起始的离心速度较低，让较大的颗粒沉降到管底，小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀，改用较高的离心速度离心悬浮液，将较小的颗粒沉降，以此类推，达到分离不同大小颗粒的目的。24、原代培养原代培养是指直接从机体取下细胞、组织或器官后立即进行培养。因此，较为严格地

33、说是指成功传代之前的培养，此时的细胞保持原有细胞的基本性质，如果是正常细胞，仍然保留二倍体数。但实际上，通常把第一代至第十代以内的细胞培养统称为原代培养。最常用的原代培养有组织块培养和分散细胞培养。原代培养也称初代培养，一般持续1至4周。此时期内细胞呈活跃的移动，可见细胞分裂，但不旺盛。初代培养细胞与体内原组织在形态结构和功能上相似性大。细胞群是异质的，也即各细胞的遗传性状互不相同，细胞相互依存性强。如把这种细胞群稀释分散成单细胞，在培养基中进行培养时，细胞克隆形成率很低，即细胞独立生存性差。克隆形成率即细胞群被稀释分散成单个细胞进行培养时，形成细胞小群（克隆）的百分数。初代培养细胞多呈二倍体

34、核型；由于原代培养细胞和体内细胞性状相似性大，是检测药物很好的实验对象。25、传代培养传代培养是组织培养常规保种方法之一。也是几乎所有细胞生物学实验的基础。当细胞在培养瓶中长满后就需要将其稀释分种成多瓶，细胞才能继续生长。这一过程就叫传代。传代培养可获得大量细胞供实验所需。传代要在严格的无菌条件下进行，每一步都需要认真仔细的无菌操作。细胞在培养瓶长成致密单层后，已基本上饱和，为使细胞能继续生长，同时也将细胞数量扩大，就必须进行传代（再培养）。传代培养也是一种将细胞种保存下去的方法。同时也是利用培养细胞进行各种实验的必经过程。悬浮型细胞直接分瓶就可以，而贴壁细胞需经胰蛋白酶处理分散后才能分瓶。当

35、原代培养成功以后，随着培养时间的延长和细胞不断分裂，细胞之间相互接触而发生接触性抑制，生长速度减慢甚至停止；另一方面也会因营养物质不足和代谢物积累而不利于细胞生长或发生中毒。此时就需要将培养物分割成小的部分，重新接种到另外的培养器皿（瓶）内，再进行培养。这个过程就称为传代培养。26、细胞株与细胞系 原代培养的细胞一般传至10代左右，细胞的生长就会出现停滞，大部分细胞衰老死亡。但极少数细胞能存活下来并继续传下去，一般还可以顺利地传至40至50代，这种传代细胞被称作细胞株。一般情况下，当细胞株传至50代以后会再次出现停滞，不能再传代。但有部分细胞的遗传物质发生了改变，并带有癌变的特点，从而有可能在

36、培养条件下无限制地传下去，这种传代细胞叫做细胞系。27、接触抑制 在传代培养过程中，当贴壁生长的细胞分裂生长到表面相互接触时，就会停止分裂增殖，逐渐走向衰亡，这种现象叫做接触抑制。这时需要使用胰蛋白酶将它们脱离下来，重新分散成细胞悬浮液，分装到多个培养瓶中继续培养。28、单克隆抗体单克隆抗体是高度均质性的特异性抗体，由一个识别单一抗原表位的B细胞克隆所分泌。一般来自杂交瘤细胞。动物脾脏有上百万种不同的B淋巴细胞系，不同的B淋巴细胞合成不同的抗体。当机体受抗原刺激时，抗原分子上的许多决定簇分别激活各个不同的B细胞。被激活的B细胞分裂增殖形成效应B细胞（浆细胞）和记忆B细胞，大量的浆细胞克隆合成和

37、分泌大量的抗体分子分布到血液、体液中。如果能选出一个持续制造一种专一抗体的细胞进行培养，就可得到由单细胞经分裂增殖而形成的细胞群，即单克隆。单克隆细胞将合成针对一种抗原决定簇的抗体，称为单克隆抗体。单克隆细胞通常是杂交瘤细胞，由骨髓瘤细胞和特定的浆细胞融合而成。将杂交瘤细胞接种到组织相容性的同系小鼠或不能排斥杂交瘤的小鼠（无胸腺的裸鼠），杂交瘤细胞就开始无限地繁殖，直至宿主死亡。小鼠腹水和血清中含有大量的杂交瘤细胞分泌的单克隆抗体。29、药物导弹 利用单克隆抗体特异性识别抗原物质的特点，可以研制具有精确定位能力的抗癌“药物导弹”。“药物导弹”一般由两部分组成：一是单克隆抗体，由于它具有特异识别

38、癌细胞的能力，所以将其作为“制导装置”，用于药物的导向和定位；二是抗癌药物，利用它的杀伤癌细胞的功能，作为“弹头”。“药物导弹”能够将弹头药物准确地引导到癌细胞表面予以攻击，可以提高抗癌药物的特异性和抗癌效率。30、胚胎发育胚胎发育是指受精卵发育成幼体的过程，包括卵裂、桑葚胚、囊胚、原肠胚、胚层分化等主要阶段。精子与卵子结合之后会形成受精卵，由于卵黄的分布具有不对称的特性，因此受精卵可以分为动物极（会发展成外胚层）和植物极（会发展成中胚层与内胚层）。在卵裂时期，受精卵会先分裂成两个细胞，之后细胞通常会逐次倍增，但是对哺乳动物而言，有时候会有不同时分裂并造成只有奇数个细胞的现象。早期胚胎的总体积

39、大致不变，细胞分裂成16到64个细胞的阶段，称为桑葚胚，在这个阶段，动物极的分裂频率会超越靠近植物极且具有卵黄的细胞群；到了128个以上细胞数目的阶段，称为囊胚，囊胚内部靠近动物极的区域会形成一个囊胚腔；胚胎由囊胚继续发育，由原始的单胚层细胞发展成具有三层胚层结构的胚胎，称为原肠胚。原肠胚是由囊胚细胞迁移、转变形成的，它由三层细胞层构成：外胚层、中胚层和内胚层。在囊胚不断向内凹陷的过程中，形成外、中、内三个胚层，内胚层中间的空间是原肠腔，外胚层和内胚层最终形成组织的鞘，即上皮，覆盖在器官的外表面和内表面。外胚层发育成为皮肤、指甲、鼻、口、眼球晶状体、视网膜以及神经系统；内胚层发育成为内消化道、

40、呼吸道、肝、胰及其他腺体；中胚层发育成为身体的排泄系统、循环系统和运动系统。在原肠胚中形成的新的细胞关系，激发了细胞，细胞代谢改变，细胞之间相互作用，最终形成组织和器官。31、胚胎工程胚胎工程主要是对哺乳动物的早期胚胎或配子所进行的多种显微操作，然后让其继续发育获得人们所需要的成体动物的一种技术，包括体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术、性别控制技术和胚胎干细胞培养等技术。32、干细胞动物体在发育的过程中，体内始终保留了一部分未分化的细胞，这就是干细胞。干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。根据干细胞的发育潜能由大到小分为三类：

41、全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。干细胞是一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有再生各种组织器官和人体的潜在功能，医学界称为“万用细胞”。干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。目前人类胚胎干细胞已可成功地在体外培养。在胚胎的发生发育中，单个受精卵可以分裂发育为多细胞的组织或器官。在成年动物中，正常的生理代谢或病理损伤也会引起组织或器官的修复再生。胚胎的分化形成和成年组织的再生是干细胞进一步分化的结果。胚胎干细胞是全能的，具有分化为几乎全部组织和器官的能力。而成年组织或器官内的干细胞一般认为具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织。干细胞具有自我更新能力，能够产生高度分化的功能细胞。分

42、化后的细胞，往往由于高度分化而完全丧失了再分化的能力，这样的细胞最终将衰老和死亡。可以这样说，动物体就是通过干细胞的分裂来实现细胞的更新，从而保证动物体持续生长发育的。 干细胞的用途非常广泛，涉及到医学的多个领域。目前，科学家已经能够在体外鉴别、分离、纯化、扩增和培养人体胚胎干细胞，并以这样的干细胞为“种子”，培育出一些人的组织器官。干细胞及其衍生组织器官的广泛临床应用，将产生一种全新的医疗技术，也就是再造人体正常的甚至年轻的组织器官，从而使人能够用上自己的或他人的干细胞或由干细胞所衍生出的新的组织器官，来替换自身病变的或衰老的组织器官。假如某位老年人能够使用上自己或他人婴幼儿时期或者青年时期

43、保存起来的干细胞及其衍生组织器官，那么，这位老年人的寿命就可以得到明显的延长。美国科学杂志于1999年将干细胞研究列为世界十大科学成就的第一，排在人类基因组测序和克隆技术之前。 新加坡国立大学医院和中央医院通过脐带血干细胞移植手术，根治了一名因家族遗传而患上严重的地中海贫血症的男童，这是世界上第一例移植非亲属的脐带血干细胞而使患者痊愈的手术。医生们认为，脐带血干细胞移植手术并不复杂，就像给患者输血一样。由于脐带血自身固有的特性，使得用脐带血干细胞进行移植比用骨髓进行移植更加有效。现在，利用造血干细胞移植技术已经逐渐成为治疗白血病、各种恶性肿瘤放化疗后引起的造血系统和免疫系统功能障碍等疾病的一种

44、重要手段。科学家预言，用神经干细胞替代已被破坏的神经细胞，有望使因脊髓损伤而瘫痪的病人重新站立起来；不久的将来，失明、帕金森氏综合症、艾滋病、老年性痴呆、心肌梗塞和糖尿病等绝大多数疾病的患者，都可望借助干细胞移植手术获得康复。33、治疗性克隆 从拟移植组织或器官的病人身上取出一个细胞核，显微注射到一个去核的供体卵中，该卵经卵裂形成囊胚，从囊胚中取出内细胞团并培养成胚胎干细胞。将胚胎干细胞定向诱导分化成拟移植的组织或器官，移植到病人体内，就不会发生免疫排斥反应。该方法称为治疗性克隆。34、精子的形态结构 各种动物的精子的结构都基本相同，一般都可以分为头、中段和尾3部分。在光镜下观察活体精子可以看

45、到，精子的头部很小，主要由一个囊状的顶体和变形的细胞核构成。顶体内含有多种与受精有关的水解酶，细胞核中染色体高度浓缩，含有雄性动物的全部遗传信息，细胞质很少。尾部很长，含有较多的线粒体，尾部是精子代谢和运动的器官，负责精子的运动。35、获能获能是指人及哺乳类动物精子在雌性生殖道中获得的受精能力。人工化学方法可以使精子获能体外受精。精子的功能是将其DNA传递给卵子，精卵结合即受精是哺乳动物新生命的起点。在生理条件下，精子必须先经过雌性生殖道并停留一段时间，才具备使卵子受精的能力，这一过程称为精子获能。精子在附睾移行过程中，经过复杂的膜修饰和结构变化，获得了功能上的成熟，但射出的精子并不能立即使卵

46、子受精。现已证实，哺乳动物精子都要经历获能，才能受精。获能的本质在于暴露精子膜表面卵识别、结合因子解除对精子顶体反应的抑制，并使精子得以识别卵子并穿入卵内，完成受精。目前认为，获能是一个多时相过程，子宫是精子获能的主要场所，但输卵管液、卵泡液与卵丘细胞也通过各种不同机制参与获能过程；精子在阴道内不能获能，除非宫颈口开放而使子宫液流入阴道才能使阴道内精子获能。36、顶体反应在受精前精子顶体发生的一系列变化称为顶体反应。具体来说，受精时，精子一接触到卵表面或卵周结构，精子顶体泡即与精子质膜融合，释放出酶和其他蛋白质的反应，其有助于精子穿过卵的外围结构和精核入卵。顶体是覆盖于精子头部细胞核前方、介于

47、核与质膜间的囊状细胞器。顶体内的结合素（卵结合蛋白）可识别特异的糖基序列，以保证精子与卵的特异性结合。顶体中含有顶体酶系统，它是一个复合酶系。包括：透明质酸酶，主要作用是溶解卵丘细胞间透明质酸，使卵丘细胞分散，精子得以通过这些细胞间隙；放射冠分散酶，能使放射冠的细胞松解；顶体素（精子头粒蛋白）以酶原形式存在于顶体内，称前顶体素，只有经过顶体反应才激活形成顶体素，它具有溶解卵透明带作用；芳基硫酸脂酶有溶解卵黄膜的作用。此外还含有脂酶、唾液酸苷酶等。顶体反应是受精的先决条件。包括顶体外膜与精子质膜在许多位点的融合，并形成许多小囊泡状结构，最后顶体外膜破裂，顶体内各种酶的释放和顶体内膜的暴露。自附睾

48、排出的精子进入雌性生殖道后，经过获能和完成顶体反应才能和卵结合。一般认为，卵丘细胞和透明带是诱发产生顶体反应的主要因素。体外培养条件下，Ca2+、K+及高蛋白培养液能诱发及促进顶体反应。37、超数排卵在动物发情周期的适当时期，应用外源性促性腺激素诱发卵巢多个卵泡发育，并排出具有受精能力的卵子的方法，称为超数排卵，简称“超排”。动物排卵率可以通过药物的方法进行控制。38、人工授精 人工授精技术是指用相应的器械采集公畜的精液，再将其注入到正在发情的母畜的生殖道中，使母畜受孕的过程。其主要步骤为选用具有优良性状的公畜，人工采精，对获取的精液样品进行检查，确定精液的质量。高质量的精液可以放入液氮灌中冷

49、存备用和运输，也可直接用于授精。将鲜精或冷存复苏的精液用人工方法注入到正在发情的母畜生殖道中，使精子在母畜生殖道中与卵细胞结合受精。母畜经自然妊娠后，生产出具有优良性状的幼仔。39、胚胎冷冻 将早期胚胎置于一定的培养液中，再加入一定量的防冻保护剂，然后缓慢地降温，最后放入-1960的液氮中保存。这些胚胎解冻后，洗去防冻保护剂，经适当培养后就可以用于移植了。40、胚胎分割 借助显微操作技术或徒手操作方法切割早期胚胎成二、四等多等份，每一等份胚胎经过短期培养得以恢复，被分别移植到不同的“代孕妈妈”体内，从而获得同卵双胎或多胎的生物学新技术。所以，这项技术又称为“人工同卵多胎技术”。来自同一胚胎的后

50、代有相同的遗传物质，因此胚胎分割可看成动物无性繁殖或克隆的方法之一。胚胎分割所需要的仪器设备为实体显微镜和显微操作仪。胚胎分割同样也可以采取胰蛋白酶分解的方法。41、生态工程生态工程是模拟自然生态的整体、协同、循环、自生等原理，并运用系统工程方法去分析、设计、规划和调控人工生态系统的结构要素、工艺流程、信息反馈关系及疏通物质、能量、信息流通渠道，开拓未被有效利用的生态位，使人与自然双双受益的系统工程技术。生态工程起源于生态学的发展与应用，至今不过30年的历史。60年代以来，全球面临的主要危机表现为人口激增、资源破坏、能源短缺、环境污染和食物供应不足，表现出不同程度的生态与环境危机。在西方的一些发达国家，这种资源与能源的危机表现得更加明显与突出。现代农业一方面提高了农业生产率与产品供应量，另一方面又造成了各种各样的污染，对土壤、水体、人体健康带来了严重的危害。而在发展中国家，面临着不仅是环境资源问题，还有人口增长，资源不足与遭受破坏的综合作用问题，所有这些问题都进一