2019新人教版高中生物选择性必修三全册重点知识点归纳总结（复习必背）

新人教板高中生物选择性必修3《生物技术与工程》

知识点归纳总结

第一章发醉工程

第一节I传统发解技术的应用

1.发酵与发酵技术

发酵工程:是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，

它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。

2.发酵

(1)发酵概念

发酵是指人们利用微生物.，在上应的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所

需要的产物的过程。

(2)发酵原理

不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力,因此利用它们既可以生产出人们所需要的多

种产物。

(3)发酵类型

好氧发酵：醋酸发酵

-厌氧发酵：酒精发酵、乳酸发酵

3.尝试制作传统发酵食品

(1)乳酸菌

①代谢特点

一厌氧_细菌,代谢类型为一异养厌氧型」在一无氧一的情况下能将一葡萄糖一分解成一乳酸」

②发酵原理(反应简式)

C6H]2O6-^2C3H6。3(乳酸)+能量

③生产应用----------------------------------------------

可用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等

④分布

一空气、一土壤、植物体表一、一人或动物的肠道内.

⑤常见类型

一乳酸链球菌和乳酸杆菌.

(2)酵母菌

①代谢特点

是一类一单细胞真菌一,是一兼性厌氧一微生物;在一无氧一的条件下能进行J酉精发酵一

②重要影响因素

_温度一是影响酵母菌生长的重要因素;酿酒酵母的最适生长温度约为28℃；

③发醉原理(反应简式)

酶

C6II12O6+6O2+6II2O6co2+I2H2O+能量

C6Hi206-^2C2H5。11(酒精)+2C()2+能量

④与产应用-----------------------------------------------

可用于一酿酒一、制作馒头和面包一等

⑤分布

在一些一含糖量较高_的_水果一、蔬菜表面.

(3)醋酸菌

①代谢特点

_好氧一细菌,代谢类型是异养需氧型；当92、糖源都充足时,能将_糖_分解为一醋酸一:

当一缺少糖源时则将一乙醇一转化为一乙醛一,再将一乙醛一变为一醋酸；多数醋酸菌的最适生长

温度为30-35℃；

②发酵原理(反应简式)

C21150H+。2里*CIhCOOIl(醋酸)+112。+能量

酶

C6H1206+2022CII3COOH(醋酸)+2为0+20)2+能量

③生产应用

醋酸菌可用于制作各种风味的血

探究.实践一：泡菜的制作

1.发酵原理

(1)菌种：乳酸菌。

(2)原理：在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。

反应式：C6Hl2。6-2aH6。3(孚L酸)+能量

2.实验流程

选择修整、洗涤、凉晒、「测定亚硝酸盐含量

原料切分成条状或片状

加入调味

料，装坛

称取配制

f泡菜盐水一

食盐盐水

3.发酵条件

(1)选择气密性好的泡菜坛，以保证无氧条件。

(2)注意控制腌制时间、温度和食盐的用量。

①选择的泡菜坛要密封性好:

②加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水，使盐水没过全部菜料;

③盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满清水。

4.亚硝酸盐含量的测定

(1)原理

亚硝酸盐+对氨基苯磺酸一反应物+N-1-蔡基乙二胺盐酸盐一玫瑰红色染料

(2)方法：比色法。即用显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行对比,并估算

泡菜中亚硝酸盐的含量。亚硝酸盐溶液的浓度越高，颜色越深；浓度越低，颜色越浅。

(3)操作步骤

配制溶液一制备标准显色液制备样品处理液f比色

探究.实践二：制作果酒和果醋

制作果酒：

1.参与发酵的主要微生物及来源：新鲜水果的果皮表面附着的野牛酵母菌；

2.发酵原理

①许多新鲜水果的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌：

②在这些酵母菌的作用下,水果可以发酵成果酒(通过有氧呼吸大量繁殖,通过无氧呼吸产

酒精)；

③相关反应式

C6H1206+602+6H206co2+1213+能量

CJh206-^2C2H50H（酒精）+2C（）2+能量

3.发酵条件：

①温度：将温度控制在18-30℃进行发酵:

②氧气含量：氧气充足的情况下，大量繁殖：无氧条件下，进行酒精发酵：

4.制作流程：

器具消毒将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒,

-----------晾干备用

—xk--------------------------------------------------------------------------------

冲洗葡萄取新鲜葡萄，用清水冲洗1-2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒,沥干

榨瓶~用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶（注意：要留有大约1/3的空间V

—T——盖好瓶盖

酒精发酵将温度控制在18-30℃进行发酵,在发酵过程中，每隔I2h左右将瓶盖拧松一点

一十-----（注意：不是打开瓶盖）,此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10T2d.

果酒言测|可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测一

制作果醋：

1.参与发酵的主要微生物及来源：空气中的醋酸菌或人工接种的醋酸菌一;

2.发酵原理

①在有氧的条件下,果酒经醋酸菌的作用可以进一步发酵成里SL；

②当糖源充足时，醋酸菌还可以直接将糖分解为醋酸；

③相关反应式

C2H50H+02CH3COOH（醋酸）+%0+能量

C6HI2O6+2O22CII3C00H（醋酸）+2112。+2电+能量

3.发酵条件：

①温度：发酵温度为30-35℃；

②氧气含量：氧气供应充足

4.制作流程（以乙醇为底物的类型为例）

第二节微生悯的基本培养技术及应用

一、微生物的基本培养技术

1.微生物的定义：

肉眼难以看清，需要借助光学显微镜或电子显微镜才能观察到的一切微小牛物的总称。

2.微生物的主要类群

细菌，如大肠杆菌、乳酸菌、醋酸菌

生物L放线菌、衣原体、支原体等~

网_____L酵母菌

|生|—＞真菌一|_________________________

同-----霉菌等，如毛霉、黑曲等等

原生|草履虫、变形百

生物

衣藻、黑藻等

3.微生物菌落：

分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结

构_的子细胞群体，这就是菌落。由单个微牛物繁殖形成的纯培养物就是一个单菌落；

*一个单菌落就是一个种群。

4.培养基的配制

（1）概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出的供其生长繁殖的营养基质。

（2）培养基作用：培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物

（3）培养基类型：

按物理状态可分为液体培养基和固体培养基。

按功能可分为选择培养基和鉴别培养基。

（4）成分：各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，此外还要满足微生物生

长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。

5.无菌技术

（1）关键：防止外来杂菌的入侵。

（2）无菌技术工作两个方面：

①对操作的空间、操作者的衣着一和王进行.清洁一和消毒：

②对用于微生物培养的一器皿一、一接种用具一和.一培养基一等进行_灭菌」

（3）无菌技术主要包括消毒和灭菌

项目理化因素的作用强度能否消灭芽抱和抱子常用方法

煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药物消毒法、紫外

消毒较为温和不能

线照射

灭菌强烈能灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌、湿热灭菌法

6.微生物的纯培养

（1）培养物：在微生物学中，将接种于一培养基一内,在一合适条件一下形成的一含特定种类

微生物的群体称为培养物。

（2）纯培养物：由单一个体一繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物。

*单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。

（3）纯培养：获得纯培养物的过程.就是纯培养。

（4）微生物纯培养步骤：配制培养基一灭菌一接种一分离一培养。

探究.实践：酵母菌的纯培养

1.原理：

采用一平板划线法一和一稀释涂布平板法_将_单个一微生物一分散_在_固体培养基一上,之后得

到的单菌落一般是由单个微生物形成的.纯培养物。

2.步骤

（1）制备培养基：配制培养基一灭菌一倒平板

（2）（2）接种和分离酵母菌：通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌

种逐步稀释分散到培养基表面。经过数次划线后培养可以分离得到单菌落0

(3)培养酵母菌：完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将接种后的平板(一般做三组，

重复实验)和一个未接种的平板倒置，放入28℃左右(培养温度因酵母菌种类的不同而稍

有差异)的恒温培养箱中培养24-48h.

(4)实验注意事项

A.培养基灭菌后为什么要冷却到50℃左右时开始倒平板？

琼脂是一种多糖，在44℃以下凝固，倒平板时，若低于50℃不及时操作，琼脂会凝固。

B.为什么倒平板和接种整个过程要在酒精灯火焰旁进行？

避免杂菌污染

C.倒平板时为什么要使锥形瓶的瓶口通过火焰？

通过灼烧灭菌，防止瓶口的微牛物污染培养基

D.在倒平板的过程中，若不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间部位，这个平板还能用来培养

微生物吗？为什么？

不能；因为空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生

E.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？

司避免培养基中的水分过快蒸发；可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染

F.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？

可避免培养基中的水分过快蒸发；可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染

二、微生物的选择培养基与计数

1.选择培养基：在微生物学中，.允许特定种类的微生物生长,同时.抑制或阻止其他种类

一微生物生长的培养基。

2.微生物的选择培养：

(1)方法：一稀释涂布平板法一：

(2)方法概述：由于土壤细菌的数量庞大，要想得到特定微生物的纯培养物，必须要对土

壤进行充分稀释,然后再将菌液.涂布.到制备好的一选择培养基上:两个基本操作：梯

度稀释一和一涂布平板。

(3)操作流程

|土壤取样|—I样品稀释I—*|取样接种|一I培养观察I一|菌种鉴定

3.微生物的数量测定

间接计数法(稀释涂布平板法)直接计数法(显微计数法)

当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样利用特定细菌计数板或血细胞计数

原理品稀释液中的一个活菌，通过统计平板上的菌落数，就能推测出样板，在显微镜下计算一定容积的样

品中大约含有多少活菌品中微生物的数量

每克样品中的菌落数=§XM；C：某稀释度下平板上生长的平均菌每毫升原液所含细菌数：每小格内

公式

落数；V：涂布平板时而用的稀释液的体积(mL)；M-.稀释倍数平均细菌数义400义lO'x稀释倍数

缺点当两个或多个菌体连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落不能区分细胞死活

结果比实际值偏小比实际值偏大—

探究.实践：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

(1)原理：分解尿素的细菌合成的艇酶将尿素分解为氨，使培养基的碱性增强。

(2)方法：在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂,培养某种细菌，若指示剂变

组，可初步鉴定该种细菌能够分解尿素。

4.两种纯培养方法对比

比较项目平板划线法稀释涂布平板法

关键操作接种环在固体培养基表面连续划线①一系列的梯度稀释②涂布平板操作

稀释度要足够高，为确保实验成功可以增加稀

注意事项每次划线前后均需灼烧接种环

释度的范围

菌体获取在具有显著的菌落特征的区域挑取菌体从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌体

适用范围适用于好氧菌适用于厌氧菌和兼性厌氧菌

可以根据菌落的特点获得某种微生物的

优点既可以获得单细胞菌落,又能对微生物11•数

单细胞菌落

缺点不能对微生物计数操作复杂，需要涂布多个平板

第三节发整工程及其应用

一、发酵工程的基本环节

］选育菌种

(1)目的：获得性状优良的菌种

(2)菌种来源：从自然界中筛选、一诱变育种一或一基因工程育种一。

(3)实例：筛选产酸量高的黑曲霉用的生产柠檬酸；使用基因工程改造的啤酒醉母，加

速发酵、缩短生产周期；优良的菌种不仅具有健壮，不易退化，其发酵产品的产量高、质

量稳定等优点,它往往还会赋予发酵产品独特的风味，因此菌种选育环节在很大程度上

决定了生物发酵产物的成败。

2扩大培养

(1)目的：获得.更多的菌种一。

(2)原因：工业发酵罐的体积一般为几十到几百立方米，接入的菌种总体积需要几立方米

到几十立方米。所以，在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养。

3配制培养基

①在菌嬴角定之后，要一选择原料-制备培养基。

②在生产实践中，培养基的配方要经过一反复试验一才能确定。

4.灭菌

(1)灭菌原因：发酵工程种所用的菌种大多是一单一菌种一,一旦有杂菌污染，可能导致一

产量大大降低.。

(2)一培养基和发酵设备.都必须经过严格的灭菌;

5.接种

将扩大培养后一的菌种投放到一发酵罐中。

6.发酵罐内发酵——(发酵工程的中心环节)

(1)要求：

①发酵过程中，要.随时检测.培养液中一微生物数量、产物浓度一等,以了解发酵进程.；

②要及时添加必需的营养物质一,要严格控制_温度一、PH和_溶氧量一等发酵条件.

(2)严格控制发酵条件的原因：

①环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且影响微生物代谢物的形成；②严格控制发

酵条件，有利于使发酵全过程处于最佳状态。

(3)不同发酵条件的影响实例——谷氨酸发醵

①在中性一和弱碱性一条件下会积累谷氨酸；②在.酸性.条件下则容易生成谷氨酰胺和

N-乙酰谷胺酰胺。

(4)现代发酵工程使用的发酵罐的优点：

均有一计算机控制系统一，能对发酵过程中的温度、pH、溶氧量、罐压、通气量、搅拌、泡

沫和营养等进行一监测_和_控制一,还可以进行_反馈控制一,使发酵全过程处于一最佳状态

病离、提纯产物

①发酵产品是微生物细胞本身时，可在发酵结束之后，采用.过滤.、沉淀等方法将菌体

分离一和一干燥.：

②发酵产品是代谢物时，可根据产物的性质一采取适当的提取.、一分离和纯化措施来获

得产品。

8.获得产品

单细胞蛋白、味精等。

二、发酵工程的应用

1.发酵工程的优点：

①生产条件温和；②原料来源丰富且价格低廉；③产物专一；④废弃物对环境的污染小和

容易处理。

2.在食品工业上的应用

（1）生产传统的发酵食品：生产酱油、酿酒

（2）生产食品添加剂：柠檬酸、味更、酸度调节剂、增味剂、着色剂、增稠剂、防腐剂。

（3）生产酶制剂：a-淀粉的、口-淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶、脂肪酶。

2.在医药工业上的应用

（1）采用基因工程的方法，将植物或动物的基因转移到微生物中，获得具有某种药物生产

能力的微生物。

（2）直接对菌种进行改造，再通过发酵技术大量生产所需要的产品。

3.在农牧业上的应用

（1）生产微生物肥料•：根瘤菌肥、固氮菌肥

（2）生产微生物农药：利用微牛物或其代谢物来防治病虫害。

（3）生产微生物饲料：乳酸菌饲料可以提高饲料的品质,使饲料保鲜，动物食用后还能

提高免疫力。

4.在其他方面的应用

（1）解决资源短缺与环境污染问题：利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。

（2）将极端微生物应用于生产实践：极端微生物：嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂,

嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量。

第二章细胞工程

第一节植物细胞工程

细胞工程：细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和

方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、

个体或其产品的一门综合性生物工程。

1.原理和方法：细胞生物学和分子生物学。

2.操作水平：细胞水平或细胞器水平。

3.目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。

一、植物细胞工程的基本技术

1.细胞的全能性：细胞经分裂_和_分化后,仍然具有产生完整生物体一或分化成其他

各种细胞一的J音能一,即细胞具有一全能性一。

2.细胞具有全能性的原因（物质基础）

生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质.，都有一发育成为完整个体所需的全部遗传信

3.生物体生长发育过程中细胞不表现全能性的原因（不离体的细胞无法表现出全能性的原因）

在特定的时间时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达

4.全能性大小比较

（1）受精卵、体细胞、生殖细胞

一受精卵〉生殖细胞〉体细胞

（2）分化程度高的细胞、分化程度低的细胞

、分化程度低的细胞〉分化程度高的细胞

（3）分裂能力强的细胞、分裂能力弱的细胞

.分裂能力强的细胞〉分裂能力弱的细胞

（4）植物细胞、动物细胞

一植物细胞＞动物细胞__________

（5）幼嫩的细胞、衰老的细胞

.幼嫩的细胞〉袁老的细胞

（-）植物组织培养技术

1.概念：植物组织培养是指将离体一的植物一器官.、.组织或细胞（称为一外植体）等,

培养在人工配制的一培养基一上,给予一适宜的培养条件一,诱导其形成_完整植株一的技术。

2.原理：_植物细胞的全能性一

3.生殖方式：一无性生殖.

4.分裂方式：一有丝分裂一

5.过程：|外植体|则丝|愈伤组织|受处「胚状体或丛芽|工［W

脱分化：在一定的激素.和.营素等条件的一诱导下,一已经分化一的细胞一失去其特有的结

构和功能一，转变成未分化的细胞的过程。

再分化：一愈伤组织一能重新_分化一成一芽、根等器官一的过程。

探究.实践：菊花的组织培养

（1）原理

①植物细胞一般具有.全能性.；

②在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过一脱分化一和再分化一，

形成J丕状体一，长出一芽和根一,进而发育成一完整的植株」

③植物激素中生长素.和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激

素，它们的泌度一、蚀例_等都会影响植物细胞的发育方向。

生长素用量与细胞分裂素用来的比值结果

比值高有利于根的分化，抑制芽的形成

比值低有利于芽的分化，抑制根的形成

比值适中促进愈伤组织的形成

（2）材料用具

①外植体：一幼嫩的菊花茎段:经常选择根尖（分生区）、茎的韧皮部（形成层）等分裂能

力强、分化程度低的区域作为材料，容易诱导形成愈伤组织。

②体积分数为70%的酒精：对手、超净工作台、外植体进行消毒。

③质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液：对外植体进行消毒。

④无菌水：清洗外植体。

⑤培养基：包括无机营养成分（水和无机盐）、有机营养成分（蔗糖、氨基酸、维生素等）、

特定浓度和比例的激素（主要是生长素和细胞分裂素）。

（3）方法步骤

①消毒一②外植体切段一③接种一④脱分化一⑤再分化一⑥移栽培养

6.植物组织培养中细胞表现出全能性的条件

（1）窗也（最关键）；

（2）严格的无菌条件：

（3）适宜的培养条件；

（4）适宜浓度和比例的激素;

（5）一定的营养条件；

（二）、植物体细胞杂交技术

1.概念：植物体细胞杂交是指将不同来源一的植物体细胞，在一定条件下融合一成.杂

种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术:

2.原理：_植物细胞的全能性、细胞膜具有一定的流动性_

3.生殖方式：一无性生殖一

4.分裂方式：有丝分裂

5.可遗传变异类型：染色体(数目)变异

6.意义:打破生殖隔离，实现远缘杂交育利J培育植物新品种

8.过程：

制备原生质体

(1)去除细胞壁

①去壁原因：一细胞壁阻碍着细胞间的杂交一

②方法：一酶解法一

③所用酶：_纤维素酶和果胶酶一

(2)原生质体间的融合

①原理：细胞膜具有一定的流动性.

②方法：物理法：一电融合法、离心法_:化学法；聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高

pH融合法。

(3)再生出新的细胞壁

再生出新的细胞壁、高尔基体和线粒体。

(4)植物组织培养——脱分化、再分化

①原理：_植物细胞的全能性一

②植物体疝胞杂交完成的标志：_培育出杂种植株一

二、植物细胞工程的应用

(-)植物繁殖的新途径

1.微型繁殖

(1)概念：用于.快速繁殖优良品种一的植物组织培养技术」

(2)优点：①一可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖一:②_可以保持优良品种的遗传特

性。

-(3)实例：_观赏植物、经济林木、无性繁殖作物、濒危植物一。

2.作物脱毒

(1)适用范围无性繁殖的作物.

(2)进行作物脱毒的原因：用无性繁殖的方式进行繁殖的作物，它们感染的病毒很容易传

给后代，病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低、品质变差.。

(3)外植体选材部位：_植物顶端分生区附近部位，如茎尖_。

(4)选分生区的原因：_植物顶端分生区附近病毒极少，甚至无病毒一。

(5)优点：脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物。

3.单倍体育种

(1)定义：通过花药(或花粉)培养获得单倍体植株,然后经过诱导染色体加

能，_当年.就能培育出一遗传性状相对稳定的.纯合二倍体植株.。

(2)原理：_染色体(数目)变异一和一植物细胞的全能性一

(3)优点：

①一大地缩短了育种的年限，节约了大量的人力和物力一。

②一可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料一。

4.突变体的利用

(1)过程：

诱变处理

尿脱分化令4再分化心水,*筛选

外植体----«■愈伤组织n-----•►突变体---►新品种

培育

(2)诱变处理对象：一般为一愈伤组织一

(3)原因：一在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们

容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变。

(4)原理.：_基因突变一和_植物细胞的全能性一。

(5)优点：通过人工诱屡提高愈伤组织的突变率，从而筛选获得抗病、抗盐、高产、优质

的新品种，加快育种进程.。

（6）缺点：突变具有不定向性和低频性，因此需大量处理实验材料

5.细胞产物的工厂化生产

（1）植物的代谢产物分类：

①初生代谢产物：初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动；

产物：糖类、脂质、蛋白质、核酸等

②次生代谢产物：次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定组织或器官中，并在一定的

环境和时间条件下才进行；

产物：一类小分子有机化合物：如酚类、菇类和含氮化合物等

（2）细胞产物的工厂化生产的目标产物：、次生代谢产物.

（3）技术一一植物细胞培养.

在一离体一条件下对单个植物细胞或_细胞团一进行培养使其增殖一的技术。

（4）细胞产物的工厂化生产的一般过程

外植体脱分化＞愈伤组织分散开＞细胞悬液培养、提取，细胞产物

（5）优点：_不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保

护具有重要意义。

第二节动物细胞工程

一、动物细胞培养

1.概念：从动物体中_取出_相关的_组织.，将它一分散成单个细胞，然后在适宜的培养

条件下,让这些细胞.生长一和一增殖.的技术。

2.原理：细胞增殖

3.地位：一动物细胞工程的基础一

4.关键操作：一原代培养一和传代培养。

（一）动物细胞培养的条件

1.营养

（1）成分

①己知成分

将细胞所需的营养物质一（糖类、氨基酸、无机盐、维生素等）按其种类，和一所需量

—严格配制而成的培养基，称为一合成培养基土

②未知成分

使用合成培养基时，通常需加入血清等一些天然成分。

（2）培养基的物理性质

培养动物细胞一般使用液体培养基，也称为培养液。

2.无菌、无毒的环境

①对培养液和.所有培养用具.进行一灭菌处理;②在无菌环境下进行操作;③还需要

、定期更换培养液一•

3.温度、pH和渗透压

（1）适宜的温度：哺乳动物细胞培养的温度多以36.5±0.5℃为宜。

(2)适宜的pH：多数动物细胞生存的适宜DH为727.4。

(3)适宜的渗透压：维持适宜渗透压的目的维持细胞正常的形态利功能.

4.气体环境

(1)组成：动物细胞培养所需气体主要有02和C02。

(2)气体作用：①02：Q2是细胞代谢所必需的.：②CO2：_CO2的主要作用维持培养液

的pH_。

(二)动物细胞培养的过程

取动物相关组织块

分散成单个细胞

放入适宜培养基

让细胞生长和增殖

①原代培养：将分瓶之前的细胞培养,即动物组织经处理后的初次培养称为原代培

养。

②传代培养：将一分瓶后一的细胞培养称为传代培养;

③细胞贴壁：大多数_体外培养的细胞需要.贴附于某些基质表面才能生长增殖,这类

细胞往往贴附在培养瓶的_典_上，这种现象称为细胞贴壁；

④接触抑制：当一贴壁一细胞生长到一表面相互接触一时,细胞通常会一停止分裂增殖_。

1.取动物组织

(1)取材：一动物胚胎一或一幼龄动物一的组织、器官。

(2)取材原因：一细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养。

2.制成细胞悬液

(1)制成细胞悬液的步骤：①_将组织分散成单个细胞一；②一用培养液将细胞制成细胞

悬液

(2)将组织分散成单个细胞的原因：①从动物体取出的成块组织中，细胞与细胞靠在一

起，彼此邛艮制了生长和增殖=②_能使细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换一。

(3)将组织分散成单个细胞的方法：①机械法：②用胰蛋分酶、胶原蛋白酶等处理

一段时间一。

3.原代培养

将一细胞悬液一放入培养皿或培养瓶.内

4.分瓶、传代培养

悬浮生长类：.直接用离心法收集；贴壁生长类：重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单

个细胞，然后再用离心法收集；将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养.

5.植物组织培养与动物细胞培养的比较

比较项目植物组织培养动物细胞培养

理论基和1植物细胞全能性细胞增殖

培养基类型固体或半固体培养基液体培养基

水、矿质元素、维生素、植物激素、蔗葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、

成分

糖、氨基酸、琼脂等促生长因子、动物融遣等

区动物胚胎或出生不久的幼龄动物的

离体植物器官、组织、细胞

别取材器官或组织

关键环节细胞的脱分化和再分化细胞增殖和癌变

新的细胞系或细胞株，不形成个体，

结果新的组织或植株个体，可以体现全能性

不体现全能性

①植株快速繁殖；②脱毒植株的培育；①蛋白质生物制品的生产；②皮肤

应用③人工种子；④生产药物、杀虫剂等；移植材料的培育；③检测有毒物质；

⑤转基因植物的培育④生理、病理、药理等方面的研究

两种技术手段培养过程中细胞都进行型分裂，都是无性繁殖,都可称克隆，

相同点

都不涉及减数分裂；②均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件

（三）干细胞培养及其应用

1.分布

干细胞存在于一早期胚胎一、_骨髓一和一脐带血一等多种组织和器官中。

2.分类

干细胞包括_胚胎干细胞一和成体干细胞等

（1）胚胎干细胞（简称ES细胞）

①分布：存在于早期胚胎中

②特点:一具有分化为成年动物体内的任何•种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织

和器官共至个体的潜能。

（2）成体干细胞

①分布：存在于_成体组织或器官内一中

②类别：包括骨髓中的一造血干细胞、神经系统中的神经干细胞、一睾丸.中的

精原干细胞一等。

③特点：_•般认为，成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有

发育成完整个体的能力。

3.干细胞的应用

（1）原理：干细胞有着.自我更新.能力及一分化J替能的干细胞,与一组织、器官_的_发育、

再生和修复等密切相关。

（2）应用：

造血干细胞：治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍

等疾病。

神经干细胞：治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等）。

诱导多能干细胞（iPS细胞）：可治疗小鼠的镰状细胞贫血症，在治疗阿尔兹海默病、心血

管疾病等领域。

二、动物细胞融合与单克隆抗体技术

（-）动物细胞融合技术

1.概念：使一两个_或_多个一动物细胞结合形成一•个一细胞的技术。

2.结果：形成的杂交细胞具有一原来两个或多个细胞的遗传信息一。

3.原理：_细胞膜具有一定的流动性一。

4.意义：.突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。

5.诱导融合的常用方法：电融合法、聚乙二醇PEG融合法和灭活病毒诱导法.

6.融合实质及完成的标志：.细胞核的融合。

7.应用：

①细胞融合技术已经成为研究_培育牛物新品种一、一细胞遗传一、细胞免疫一和J中瘤一等

的重要手段。

②利用动物细胞融合技术发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径O

8.动物细胞融合和植物体细胞杂交比较

项目植物体细胞杂交动物细胞融合

原理细胞膜具有一定的流动性细胞膜具有一定的流动性

植物细胞的全能性

细胞融合前的处理方用果胶酶和纤维素酶去除细胞壁用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使

法细胞分散成单个细胞

诱导细胞融合的方法电融合法、离心法、聚乙二醉PEG融合法、电融合法、灭

(PEG)融合法、高Ca2+-高pH活病毒诱导法

融合法

细胞融合成功的标志再生出细胞壁细胞核_的融合

主要用途获得完整的杂种植株主要用于制造单克隆抗体

意义打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，突破了有性杂交的局限，使远

培育植物新品种缘杂交成为可能

(二)单克隆抗体的制备

1.制备过程

2.突出优点：特异性强、灵敏度高,可大量制备。

3.实际应用：

(1)作为诊断试剂;①多种疾病的诊断②病原体的鉴定③其他类型诊断。

(2)用于治疗疾病和运载药物:与药物结合，制成抗体-药物偶联物(ADC).,杀伤癌

细胞；ADC通常由力接头_和_药物三部分组成。

(3)治疗疾病：单克隆抗体单独使用，也可直接用于治疗疾病。

三、动物细胞核移植技术和克隆动物

(-)动物细胞核移植技术

1.概念：将动物一个细胞的细胞核.移入.去核的卵母细胞中,使这个.重新组合的细

胞发育成一新胚胎.，继而发育成动物个体的技术。

2.结果：形成一重新组合的细胞一并发育成新胚胎一,继而发育成_动物个体一。

3.原理：_动物细胞核的全能性.。

4.生殖方式：无性生殖。

5.哺乳动物核移植分类

①胚胎细胞核移植：动物胚胎细胞分化程度表现全能性相对容易.。

②体细胞核移植：动物体细胞分化程度一或，表现全能性」•分困难.。

6.非人灵长类动物体细胞核移植的困难原因

①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态

这导致了一胚胎发育率低一。

②对非人灵长奖动物胚胎.进行操作的技术尚不完善。

7.体细胞核移植的过程

|生出与供体遗传物质基本相同的个体T弋孕母体|(-)体细胞核移植技术的应用前

景及存在的问题

畜牧生产加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。

保护濒危动物有望增加濒危物种的存活数量。

医药卫生转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产珍贵的医用蛋白一。

应用前景

①转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为异种移植的供体；

治疗人类疾病②以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞，经过诱导分化能形成相应的细胞、

组织或器官，将它们移植给患者时可以避免免疫排斥反应。

①研究克隆动物可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；

科研②克隆•批遗传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来分析致病基因；

③克隆特定疾病模型的动物，还能为研究该疾病机制和开发相应的药物提供帮助；

①成功率非常低；

存在的问题②各个技术环节有待进一步改进；

③绝大多数克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷。

第三节胚胎工程工程

胚胎工程：指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理,然后将获得

的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、

胚胎移植和胚胎分割等。

1.操作对象：一动物生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞_。

2.技术种类：体外受精、胚胎移植、胚胎分割。

3.特点：获得的胚胎需移植到雌性动物体内牛.产后代一

4.理论基础：_哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律一。

一、胚胎工程的伦理基础

（一,）受精

1.概念：受精是精子一和.卵子一结合形成一合子（受精卵）•的过程。

2.场所：在一自然条件一下,哺乳动物的受精在输卵管内一完成。

3.过程：包括受精前的准备阶段和_受精阶段.。

（1）准备阶段1一精子获能

①概念：刚刚排出的精子一不能立即_与卵子受精,必须在_雌性动物的生殖道一发生一相应

的生理变化一后,才能获得受精能力，这一生理现象称为“精子获能”。

②研究精子获能机制的意义：实现了各种哺乳动物在体外条件下的获能，为体外受精技术_

的建立奠定了基础。

③使精子获能的方法：直接利用.雌性动物生殖道.使精子获能;将精子培养在人工配制

的获能液一中使其获能。

（2）准备阶段2—卵子的准备

卵子一般在排出2-3h后才能被精子穿入:动物排出的卵子成熟程度且工有的可能是_

初级卵母细胞一,如马、犬等；有的可能是一次级卵母细胞一,如猪、羊等；排出的卵子都要

在输卵管内进一步成熟；卵子具备与精子受精能力的时期Ml［期。

（二）胚胎早期发育

受精卵胚胎发育早期，在透明带内进行。分裂方式为有丝分裂。

细胞数目越来越多，胚胎总体积基本不变。

桑藕胚卵裂产生的子细胞形成致密的细胞团,形似桑甚。

I桑•胚及以前的细胞都具有全能性。

囊胚细胞开始出现分化，形成内细胞团和滋养层细胞，中间的

-----空腔称为囊月不腔。

该时期细胞而全能性仍比较高。内细胞团将来发育成胎儿的

各种组织，滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘。

二、胚胎工程技术及其应用

(-)体外受精

1.过程：包括卵母细胞的采集、精子的获取和一受精等步骤。

2.意义：J圭提高动物繁殖能力的有效措施，可以为胚胎移植提供可用胚胎一。

(-)胚胎移植

L概念：指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到.同种的、-生理状态

相同一的一雌性一动物体内,使之继续发育为新个体一的技术。

(1)胚胎来源：一体外受精及其他方式得到的胚胎.。

(2)供体和受体：①提供胚胎的个体称为供体②接受胚胎的个体叫受体。

2.实质：_早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移一。

3.地位：.胚胎工程的最终技术环节、。

4.意义：

①一充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力一；

②缩短了供体本身的繁殖周期.：

③对供体施行_超数排卵一处理后，可获得多枚胚胎一经.移植可得到多个后代.，使供体

生产下的后代数量是自然繁殖的一十几倍到几十倍一。

5.过程：

对供、受体的选择和处理f配种或旦理殖f对胚胎的收集、

检查、培养或保存f胚胎移植f移植后的检查

基本［程序

动物发情排卵后，在一段延叱移於

时间内同种动物的供、受

一移入收集、早期胚胎处

体生殖器官的生理变化生理学基础于游离状态

是相同的林作遗躯苫征

受体对移入子宫的外来胚胎基本供体胚胎的遗传特性在

上不发生免—疫排斥反应孕育过程中不受影响

移疆后的检查

(1)对供、受体的选择和处理

①对供、受体进行的相同处理：同期发情处理.

②只对供体进行的操作：_超数排卵处理一

(2)配种或人工授精：应选择—同种的优良公牛

(3)胚胎的收集、检查、培养或保存

①胚胎收集的基础：哺乳动物早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的

联系，而是处于游离状态一；②该阶段检查的目的：_检查而胎的质量—;③胚胎保存的

方法：-196C液氮中保存

(4)胚胎的移植：一般选择移植桑—胚或囊胚阶段的胚胎.

(5)移植后的检查：第二次检查的目的：.对受体进行妊娠检查(检查受体是否妊娠)_

(三)胚胎分割

1.概念：采用机械方法一将_早期胚胎一切