高中生物选修3浙科版知识点总结

第一章基因工程

一、工具酶的发觉和基因工程的诞生

1、基因工程的概念：

(1)广义的遗传工程：泛指把一种生物的遗传物质(细胞核、染色体脱氧核糖核酸等)

移到另一种生物的细胞中去，并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中表达。

(2)基因工程：

就是把一种生物的基因转入另一种生物体中，使其产生我们须要的基因产物，或者让

它获得新的遗传性状。基因工程的核心是构建重组DNA分子。由于基因工程是在DNA分

子程度上进展设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术。

(3)基因工程诞生的理论根底：

DNA是遗传物质的发觉过程、DNA双螺旋构造确实立、遗传信息传递方式的认定。

2、基因工程的根本工具

(1)“分子手术刀”一一限制性核酸内切酶(限制酶)

①来源：主要是从原核生物中分别纯化出来的。

②功能：可以识别双链DNA分子的某种特定的核昔酸序列，并能切割(使每一条链中特

定部位的两个核昔酸之间的磷酸二酯键断开)，因此具有专一性。

例如：某种限制性核酸内切酶能识别的序列是GAATTC,能在G和A之间切割DNA,如

下图所示。

③结果：能将DNA分子切割成很多不同的片段。

备注：不同DNA分子用同一种限制性核酸内切酶切割形成的黏性末端都一样；同一个

DNA分子用不同限制性核酸内切酶切割，产生的黏性末端一般不一样。

(2)“分子缝合针”一一DNA连接酶

①作用：将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接在一起(缝合磷酸二酯键)形成的D

NA分子称为重组DNA分子。

因此,DNA连接酶具有缝合DNA片段的作用，可以将外源基因和载体DNA连接在一起。

(3)“分子运输车”一一载体一一质粒

①载体具备的条件：

1)能在受体细胞中复制并稳定保存。

2)具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。

3)具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。

②最常用的载体一一质粒：

质粒在细菌中以独立于拟核之外的方式

存在，是一种特殊的遗传物质，并具DNA

有自我复制实力的双链环状DNA分子。

最常用的质粒是大肠杆菌的质粒。

O—大肠杆菌细胞

③其它载体：噬菌体的衍生物、动植物质粒

病毒

二、基因工程的原理和技术抗菌素抗性基因

1、基因工程的根本原理：控制质粒DNA

转移的基因

是让人们感爱好的基因（即目的基因）在宿主细胞中稳定和高效地表达。

为了实现基因工程的母版，通常要有多种工具酶、目的基因、载体和宿主细胞等根本

要素，并根据肯定的程序进展操作：目的基因的获得、重组DNA的形成、重组DNA导入受

体细胞（宿主细胞），挑选含有目的基因的受体细胞、基因表达。

2：目的基因的获得：

即获得我们所须要的基因，如人的胰岛素基因。

（1）目的基因：是指能编码蛋白质的构造基因。

（2）获得目的基因的两种方法：

①目的基因的序列已知：用化学方法合成目的基因。如胰岛素基因

或用聚合酶链式反响（PCR）扩增目的基因

②目的基因的序列未知：建立一个包括目的基因在内的基因文库，从基因文库中找到

目的基因

3、形成重组DNA分子：

就是将目的基因及载体DNA连接在一起。

通常是用一样的限制性核酸内切酶分别切割目的基因和载体DNA（如质粒），就会在目

的基因和载体DNA的两端形成一样的黏性末端，然后用DNA连接酶将目的基因和载体DNA

连接在一起，形成重组DNA分子。

4、将重组DNA分子导入受体细胞

用适当的方法将形成的重组DNA分子转移到适宜的受体细胞中。

常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌和动植物细胞等。如用质粒作载体，

宿主细胞应选择大肠杆菌，用氯化钙处理大肠杆菌，增加大肠杆菌细胞壁的通透性，使含

有目的基因的重组质粒进入大肠杆菌宿主细胞。

5、挑选含有目的基因的受体细胞：

并不是全部细胞都接纳了重组DNA分子，因此须要挑选含有目的基因的受体细胞。

采纳选择性培育基挑选。

6、目的基因的表达：

目的基因在宿主细胞中表达，能产生人们须要的功能物质。

三：本章总结：

基因工程就是把一种生物的基因转入另一种生物体中，使其产生我们须要的基因产

物，或者让它获得新的遗传性状。基因工程的核心是构建重组DNA分子。DNA是遗传物质

的发觉过程、DNA双螺旋构造确实立和遗传信息传递方式的认定是基因工程诞生的理论根

底，而限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒载体的发觉及应用，又为基因工程的创立供

应了技术上的保障。

基因工程的操作一步包括：目的基因的获得、重组DNA的形成、重组DNA导入受体细

胞（也称宿主细胞）、挑选含有目的基因的受体细胞核母妃基因表达。

第二章克隆技术

一、什么是克隆

1、繁殖的方式：

(1)有性繁殖：经过异性生殖细胞的结合，产生合子，再由合子发育成下一代个体的繁

殖方式。

(2)无性繁殖：不经过异性生殖细胞的结合，干脆由母体产生下一代个体的繁殖方式。

无限繁殖产生的个体保持了亲本的遗传性状，一次产生后代的数量可以很大，可以

快速扩大其种群的数量。

2、无性繁殖系：个体通过无性繁殖可连续传代并形成群体，这样的群体称为无性繁殖系。

克隆就是指无性繁殖系。

3、克隆技术：

是指才众多的基因或细胞群体中通过无性繁殖和选择获得目的基因或特定类型细胞的

操作技术。

在分子程度上，基因克隆是指某种目的基因的复制、分别的过程；

在细胞程度上，细胞克隆技术在利用杂交瘤制备单克隆抗体的技术中得到应用；

在个体程度上，克隆技术就是一种通过单个细胞，特殊是来自特定活体的单个体细胞

进展无性繁殖从而产生新个体的过程或技术。

基因克隆和细胞克隆是现代生物技术中的关键技术。

从理论上说，由于细胞核具有基因组合全套遗传信息，生物的体细胞有潜力干脆发育

成胚胎和形成及核供体完全一样的个体克隆。

二、植物的克隆：

1、细胞全能性

(1)植物细胞全能性：指植物体的每个活细胞都具有遗传上的全能性，因此都具有发育

成完好植株的潜能。

缘由：从理论上讲，每个细胞都包含该物种的全部遗传物质(全部基因)，所以每

个活细胞都应具有全能性。

(2)植物细胞全能性的表达：

全能性表达的难易程度：受精卵〉生殖细胞〉干细胞〉体细胞；植物细胞＞动物细胞

①植物细胞全能性表达实力强：

理论说明，植物体的几乎全部组织(如根、茎、叶、花药、子房及幼胚等组织)的细

胞，通过诱导都可再生新植株。即植物体的每个活细胞，即使是已经高度成熟和分化的细

胞，都保持了复原到分生状态的实力，都具有遗传上的全能性。所以植物的组织培育比动

物更便利。

②不同植物或同种植物不同基因型个体的细胞全能性有差异：

由于不同种类植物或同种植物的不同基因型个体之间遗传性的差异，细胞全能性的表

达程度大不一样。如拟南芥、烟草和番茄等能在多个世代中保持细胞全能性的表达；而小

麦、要么和水稻等在屡次继代培育后会丧失细胞全能性的表达实力。

③长期培育中，细胞全能性表达实力下降的缘由：

1)遗传物质不行逆变更：

染色体畸变、细胞核变异或非整倍体产生，且其结果不行逆；

2)生长发育条件变更：

细胞或组织中激素平衡被打破，或细胞对外源生长物质的敏感性发生变更；

3)由于其他缘由产生了缺乏成胚性的细胞系。

④植物克隆胜利所需的条件：

1）深化讨论特定植物细胞全能性的表达条件（激素配比）；

2）在植物克隆试验中，选择性状优良、细胞全能性表达充分的基因型。

2.植物组织培育程序

（1）概念：

植物组织培育就是在无菌和人工限制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培育

在人工配制的培育基上，赐予相宜的培育条件，诱导其产生愈伤组织、生芽，最终形成完

好的植株。

（2）培育过程：

离体的植物器官、组织或细胞一一愈伤组织-一试管苗一一植物体

愈伤组织：一种相对没有分化的活的薄壁细胞团组成的新生组织。（细胞排列疏松、无规

则）

脱分化：已经高度分化的植物细胞，经过诱导重新复原了分裂实力，产生愈伤组织的过程,

又称去分化。

再分化：脱分化产生的愈伤组织经培育，重新分化根或芽等器官的过程。

组织培育详细过程：

①配制含有适当养分物质和植物生长调整剂的半固体培育基（灭菌）；

②从消毒的根、茎或叶上切取一些小组织块；

③将组织块放在培育基上培育，获得愈伤组织；（无需光）

植物组织切口处的细胞在创伤的刺激下发生脱分化称为分裂的细胞，不断进展分裂增

殖，在创伤外表形成一种由相对没有分化的活的的薄壁细胞团组成的新生组织，即愈伤组

织。

④以适当配比的养分物质和生长调整剂诱导愈伤组织，直到再生出新植株。（须要

光）

（3）培育基的养分成分：

无机养分成分：水、矿质元素（全部），如硝酸盐、镂盐

有机养分成分：1）碳源：蔗糖

2)含N物质：氨基酸、维生素

3)琼脂：0.7%—1%,起支持作用

植物生长调整剂：细胞分裂素、生长素

PH值：5.0-6.0

3、植物的克隆：

（1）理论根底：植物细胞的全能性

（2）技术根底：植物组织培育

（3）主要技术：植物细胞培育；植物器官培育；原生质体培育

4、植物细胞培育

（1）概念：

指以单个游离细胞为外植体的离体无菌培育。其目的是通过大规模的细胞培育以获

得人类所需的细胞次级代谢产物。

（2）采纳技术：悬浮细胞培育：

通过液体悬浮培育使愈伤组织分散成单细胞，经相宜培育基中成分的诱导，可从单

细胞依次到细胞团、球形胚、心形胚和胚状体，最终而形成新植株。

5、器官培育:

（1）概念：指以植物的根、茎、叶、花、果等器官为外植体的离体无菌培育。

(2)如何实现器官发生和形态建成：

主要通过平衡的植物激素配比进展调控。

1)诱导芽的分化：细胞分裂素〉生长素(激烈素)

2)诱导根的分化：生长素(IAA(四噪乙酸)＞细胞分裂素

(3)细胞培育和器官培育的意义：

细胞培育和器官培育时，植物克隆的结果，不肯定是植物，也可以是器官，甚至

是细胞群(愈伤组织)。人们要的可以是植物，也可以是细胞或者是细胞代谢产物。

6、原生质体培育：

(1)概念：用纤维素酶或果胶酶水解细胞壁，获得球形的植物细胞原生质体(细胞中

有代谢活性的原生质局部，包括质膜、细胞质和细胞核)，用适当方法进展原生质体培育,

也可获得新植株。

(2)植物原生质体的获得方法：

在0.5—0.6mol/L的甘露醇溶液环境(较高浸透压)下用纤维素酶和果胶酶混合液处

理根尖、叶片、愈伤组织或悬浮培育细胞，将细胞壁消化除去，获得球形的原生质体。

问题：为什么要加较高浸透压的甘露醇？

缘由：防止原生质体吸水胀破。

7、植物体细胞杂交技术

在原生质体培育胜利的根底上，形成了体细胞杂交技术(原生质体交融)。

(1)概念：

植物体细胞杂交是指将来自两个不同植物的体细胞交融成一个杂种细胞，并把杂种细

胞培育成新的植物体的方法。

(2)过程：

(3)诱导交融的方法:物理法包括离心、

振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙

二醇(PEG)作为诱导剂。

(4)交融完成的标记:新细胞壁的形成。

(5)意义：克制了远缘杂交不亲和的障

碍。植物细胞B

8、植物细胞工程：

(1)概念：

培育植物细胞(包括原生质体)，借助基因工程方法，将外源遗传物质(DNA)导入

受体细胞(包括原生质体)中或通过细胞交融、显微注射等将不同来源的遗传物质重新组

合，再通过对这些转基因细胞或重组细胞进展培育，获得具有特定性状的新植株。

9、植物组织培育的应用：

试管苗的快速繁殖、无病毒植物的培育、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工

厂化消费、转基因植物的培育等。

练习：

(1)为什么体内细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官？

答：基因在特定空间和时间条件下选择性表达的结果。在个体发育的不同时期，生物体不

同部位的细胞表达的基因是不同的，合成的蛋白质也不一样，从而形成了不同的组织和器

官。

(2)在植物组培过程中，为什么要进展一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？

答：避开杂菌在上面快速生长消耗养分，且有些杂菌会危害培育物的生长。

(3)列举植物克隆的成就：

答：1)细胞培育：如人工种子的制造，细胞产物的工厂化消费

2)器官培育：如无病毒植物的培育，试管苗快速繁殖

3)原生质体培育和植物细胞工程：转基因植物培育、培育作物新品种

三、动物的克隆

1、动物细胞、组织培育

(1)动物细胞培育：就是从动物机体中取出相关的组织，经过机械消化或胰酶消化，使

其分散成单个细胞，然后放在相宜的培育基中，让这些细胞生存、生长和繁殖。

在某种程度上像体内一样呈现肯定的组织特性。

(2)动物组织培育：体外培育动物组织，使其维持生活状态或生长特性。可以伴随组织

分化，但最终成为细胞培育。

2、动物细胞培育过程：

(1)培育条件：

①无菌、无毒的环境：培育液应进展无菌处理。通常还要在培育液中添加肯定量的抗生素,

以防培育过程中的污染。此外，应定期更换培育液，防止代谢产物

积累对细胞自身造成危害。

②养分：合成培育基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需参加

血清(能促进细胞的生长、增殖和贴附)、血浆等自然成分。

③温度：相宜温度：哺乳动物多是36.5℃+0.5℃；pH：7.2〜7.4。

④气体环境：95%空气+5%C02。Oz是细胞代谢所必需的，CO?的主要作用是维持培育液的pH。

(2)动物细胞培育的过程：

取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)一剪碎一用胰蛋白酶或胶原蛋

白酶处理分散成单个细胞一制成细胞悬液一转入培育瓶中进展原代培育一贴满瓶壁

的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞接着传代培育。

(3)培育过程中的几点说明：

①用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞：动物组织细胞间隙中含有肯定量

的胶原纤维蛋白质，将细胞网络形成具有肯定弹性和韧性的组织和器官。用蛋白酶可使其

消化，从而使细胞互相分别。

②原代培育和传代培育须要在C02保养箱中保温培育：

通过在培育箱内模拟形成一个类似细胞或组织在生物体内的生长环境，如恒定的

pH值(7.2-7.4)、稳定的温度(37°C)、较高的相对湿度(95%)、稳定的C02程度(5%),

来对细胞或组织进展体外培育的一种装置。

③原代培育：从机体取出后马上进展的细胞、组织培育。

④传代培育：将原代培育细胞分成若干份，接种到若干份培育基中，使其接着生长、

增殖。

⑤传代培育的缘由：假如不进展传代培育，就会因细胞密度过大和代谢消耗引起养

分枯竭，不能正常生长。

(4)离体动物细胞的生长特性：

①细胞贴壁：悬浮液中分散的细胞紧贴培育瓶内壁才能生长。

②接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到外表互相接触时，细胞就会停顿分裂。

③正常的生命活动：生长、分裂、有规律的苍老、死亡等现象，但不分化。

(5)动物细胞培育技术的应用：制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培育

医学讨论的各种细胞。

3、细胞系、细胞株：

条件合适时，可以由传代细胞建成细胞系或细胞株。

(1)细胞系：指可连续传代的细胞。原代培育物在首次传代时就成为细胞系。

连续细胞系：遗传物质变更，不死性

有的连续细胞系是恶性细胞系，具有异体致瘤性；有的连续细胞系获得了不死性，但

保存接触抑制现象，不致癌。

(2)细胞株：通过肯定的选择或纯化方法，从原代培育物或细胞系中获得的具有特殊性

质的细胞系。如：单抗细胞株

细胞株一般具有恒定的染色体组型、同工酶类型、病毒敏感性和生化特性等。遗传物

匡+—甘中汨］一类基因：维持生存，各种细胞中都处于活动状态

质未变更。动物基因组』

［一类基因：随着组织器官和发育阶段不同而选择性表达

细胞系泛指可传代的细胞，细胞株指具有特殊性质的细胞系。

4.克隆培育法(细胞克隆)：

(1)概念：把一个单细胞从群体中分别出来单独培育，使之繁衍成一个新的细胞群体的

技术，叫克隆培育法或细胞克隆。

(2)特点：遗传性状均一、表现的性状相像，便于讨论

(3)细胞克隆的最根本要求：保证所建成的克隆来源于单个细胞

(4)合适于克隆的细胞：对环境有较大适应范围和具有较强独立生存实力的细胞

群体细胞>单细胞

无限细胞系、转化或肿瘤细胞系〉原代细胞、有限细胞系

(5)进步细胞克隆形成率的措施：

•选择相宜的培育基

•添加血清(胎牛血清)(能促进细胞的生长、增殖和贴附)

•以滋养细胞支持生长(经射线照耀的小鼠成纤维细胞)

•激素刺激(胰岛素等)

•运用C02培育箱，调整PH

(6)细胞克隆的主要途径

从一般细胞系中分别出缺乏特殊基因的突变细胞系。

用于讨论细胞的遗传规律和生理特性。

5、细胞交融及细胞杂交：

(1)细胞交融：指用自然或人工方法，使两个或多个不同的细胞交融成一个细胞的过程。

(2)诱导交融的方法：1)生物法：灭活的仙台病毒诱导交融，是动物细胞交融所特有的

2)化学法：聚乙二醇诱导交融

3)物理法：电交融技术：效率很高

(3)细胞杂交：基因型不同的细胞间的交融称为细胞杂交。

(4)动物细胞交融技术的应用

由于细胞杂交中染色体简单丧失，因此利用杂交细胞检测特定染色体丧失及特定基因

产物削减的对应关系，可以进展基因定位。

（5）动物细胞交融的意义：克制了远缘杂交的不亲和性，成为讨论细胞遗传、细胞免疫、

肿瘤和生物新品种培育的重要手段。

（6）动物细胞交融及植物体细胞杂交的比拟：

动物细胞交融及植物原生质体交融的原理根本一样，诱导动物细胞交融的方法及植物

原生质体交融的方法类似，常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等。

比拟工程细胞交融的原理细胞交融的方法诱导手段用处

植物体细细胞膜的流淌性去除细胞壁后诱离心、电刺激、克制了远缘杂交

胞杂交导原生质体交融振动，聚乙二醇的不亲和性，获得

等试剂诱导杂种植株

动物细胞细胞膜的流淌性使细胞分散后诱除应用植物细胞制备单克隆抗体

交融导细胞交融杂交手段外，再加的技术之一

灭活的病毒诱导

6、杂交瘤技术和单克隆抗体制备:

（1）杂交瘤技术：

将抗体生成细胞同瘤细胞进展杂交的技术。该技术解决了抗血清的异质性问题。

（2）杂交瘤技术制备单抗体：

①抗体：一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。从血清中分别出的抗体产量低、

纯度低、特异性差。

②杂交瘤技术制备单抗体的根本方法：

1）用外界抗原刺激烈物（如小鼠），使其发生免疫反响，使B淋巴细胞产生抗

体；

2）利用仙台病毒或聚乙二醇等作介导，使经免疫的动物的脾细胞及可以无限传

代的骨髓瘤细胞交融；

3）经过挑选、克隆培育，获得来自单一细胞的既能产生特异抗体、又能无限增

殖的杂交瘤细胞克隆。

③单克隆抗体的制备过程:

抗原注入小鼠体内

④制备过程中七M•诃题：

1）、古窿特麻帝制夕^云田了哪些动物细胞工程技泠？

3胞交融髓瘤细胞口

2）制备过程中进展该挑选L每次邺选的目的亮不2不

答：两次挑选：在细胞交融后选出杂国一缎趣次融不交瘤细胞进展培育后选出能

产生特定抗体的细用杂交覆细胞_________

（3）杂交瘤细胞的特点：既能大量繁殖，文露,蔷猛或算体。

（4）杂交瘤技术制备单克隆抗弱的伊占.而以」茬导抗原放气比例极少的抗原混合物中

获得Ip。in算茬盘再提糜又同。।

（5）单克隆抗体的作）注入小鼠1培育基

①作为诊断试剂：精确［体内%育（微小差母体;卜培育下生特异性结合,

具有精确、高效给日击H优点。

②用于治疗疾病和进从蠲腹绿水苏提"取‘生k用干治疗癌症治疗，可血%丛¥,叫尊塞取,也有少量

用于治疗匚单克隆抗体

7、动物细胞全能性的表现程度：

受精卵一二分裂球一四分裂球f八分裂球一桑根胚一囊胚一原肠胚一组织、器官一幼体

①动物的受精卵，卵裂球含有2-8个细胞时，每个细胞具有全能性。

②随着胚胎发育的接着，有的细胞只具有分化出各种组织细胞的潜能，这样的细胞叫多

能干细胞。

③有的细胞只能分化为一种细胞，叫单能干细胞。

在动物体内，已经分化的细胞不再分化为其他细胞，甚至终生不再分裂，如高度分化的神

经细胞

④动物细胞全能性的表现程度

受精卵〉胚胎干细胞〉多能干细胞〉单能干细胞〉体细胞

低等动物细胞：全能性一般简单表达。

癌细胞：仍能逆转为正常细胞。

无论分化还是癌变，变更的都是表现型，基因组成的完好性可以保存。

8、动物难以克隆的根本缘由：

基因的选择性表达（差异表达），使得细胞中合成了专一的蛋白质，即动物细胞已经

发生了分化。分化的细胞，其细胞核中物种的基因组完好，具有全能性，但其基因组中的

基因不同时进展活动，有的基因开放，有的基因关闭（如哺乳动物的红细胞），不能像受

精卵那样发挥细胞的全能性，以此为起点进展细胞克隆，难度很大。

9、细胞核移植试验和动物的克隆繁殖：

（1）核移植概念：就是利用一个细胞的细胞核（核供体）来取代另一细胞中的细胞核，

形成一个重建的“合子”。

（2）哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植（比拟简单）和体细胞核移植（比拟难）。

（3）选用去核卵（母）细胞的缘由：卵（母）细胞比拟大，简单操作；卵（母）细胞细胞质多,

养分丰富。

（4）体细胞核移植的大致过程是：

核移植

胚胎移植

（5）多莉的培育用到了哪些技术？

答：核移植、动物细胞培育、胚胎移植

（6）体细胞克隆羊的培育胜利，证明了什么？

答：1）高度分化细胞经肯定技术处理，也可回复到类似受精卵时期的功能。

2）在胚胎和个体发育中，细胞质具有调控细胞核（包括异源的细胞核）发育的作用。

（7）体细胞克隆羊胜利的分子细胞生物学机理有哪些？

答：1）重组卵细胞最初分裂时虽然复制了DNA,但转录并未开场

2）重组卵细胞的供体核DNA丧失了来源于乳腺细胞的阻挡核基因表达的调整蛋白。

3）重组卵细胞开场第三次分裂时，原乳腺细胞的调整蛋白全部被卵细胞质中的蛋白因子

交换了，核DNA被重新编排，胚细胞开场表达自己的基因，进而调控胚在代孕母亲子宫中

的进一步发育。。

4）核移植前对乳腺细胞的养分限制性培育（调整牛血清浓度）和电脉冲细胞交融技术，

有利于核的变更和细胞交融后基因表达分子开关启动。

（8）体细胞核移植技术的应用：

①加速家畜遗传改进进程，促进良畜群繁育；②爱护濒危物种，增大存活数量；

③消费宝贵的医用蛋白；④作为异种移植的供体；

⑤用于组织器官的移植等。

（9）体细胞核移植技术存在的问题:

克隆动物存在着安康问题、表现出遗传和生理缺陷等。

（10）动物克隆胜利的条件：

1）具有包含本物种完好基因组的细胞核的活细胞。如：乳腺上皮细胞；

2）能有效调控细胞核发育的细胞质物质。如：去核卵的细胞质；

3）完成胚胎发育的必要的环境条件。

如：诱导重组细胞生长、分化的试验条件和怀胎母体的子宫环境

10、练习：

（1）用于动物细胞培育的组织和细胞大都取自胚胎或诞生不久的幼龄动物的器官或组织,

其主要缘由是这样的组织细胞（）

A、简单产生各种变异B、具有更强的全能性

C、取材非常便利D、分裂增殖的实力强

（2）下列为有关动物细胞培育的叙述，其中不正确的是（）

A.用于培育的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织

B.将所取的组织先用胰蛋白酶等进展处理使其分散成单个细胞

C.在培育瓶中要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离，制成悬浮液

D.动物细胞培育只能传50代左右，所培育的细胞全部苍老死亡

（3）用动、植物成体的体细胞进展离体培育，下列叙述正确的是（）

A.都需用C02培育箱B.都须用液体培育基

C.都要在无菌条件下进展D.都可表达细胞的全能性

（4）动物细胞克隆是指（）

A.一个单细胞培育成一个新的细胞群的技术

B.一个重组细胞经分裂、分化发育成一个动物个体的技术

C.几个同种动物的细胞培育成一个新的细胞群的技术

D.一个卵裂球经胚胎分割发育成四个细胞群的技术

（5）某讨论小组为测定药物对体外培育细胞的毒性，打算对某种动物的肝肿瘤细胞（甲）

和正常肝细胞（乙）进展动物细胞培育。下列说法正确的是（）

A.在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，也可用胃蛋白酶处理

B.细胞培育应在含5%C02的恒温培育箱中进展，C02的作用是刺激细胞的呼吸

C.甲、乙细胞在持续的原代培育过程中，乙会出现停顿增殖的现象

D.仅用该培育液也能用来培育乙肝病毒

（6）下列关于动物细胞培育的叙述，正确的是（）

A.培育中的人效应T细胞能产生单克隆抗体

B.培育中的人B细胞可以无限地增殖

C.人的成熟红细胞经过培育能形成细胞株

D.用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞

（7）世界上第一只克隆绵羊“多莉”的培育等程序如图

所示。请细致看右图后答复问题：

1）图中a过程为。通过a过程形成的重组

细胞核遗传物质及质遗传物质各来自哪里？

2）施行a时，所需的受体细胞大多采纳动物卵细胞的缘由是：。

3）b过程细胞分裂的方式是，此过程是否进展细胞分化？（答

“有”或“无”）

4）图中c所指过程为，图中d指的是克隆绵羊“多莉”经过在母体子宫内

后o

5）“多莉”面部的毛色和性别及绵羊一样，请根据遗传学原理说明推断根

据：O

6）若不考虑环境因素影响，多莉的性状是否全部像以上绵羊？为什么？

7）植物组织培育之后，克隆绵羊培育胜利，证明动物o

8）图中技术具有多种用处，但是不能（）

A.有选择地繁殖某一性别的家畜B.繁殖家畜中的优良个体

C.用于保存物种D.变更动物的核基因

（9）在现有技术条件下，还不能将从动物体内分别出来的成熟的体细胞干脆培育成一个

新个体，而是必需将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中才能发育成新个体，你认为

缘由最可能是（）

A.卵细胞大，便于操作B.卵细胞含有的养分物质多

C.卵细胞的细胞质可使体细胞核全能性得到表达D.重组细胞才具有全能性

答案：（1）D；（2）D（3）A（4）A（5）C（6）D

（7）：1）细胞核移植；2）具有调控细胞核发育的细胞质物质；3）有丝分裂；有；

4）胚胎移植；妊娠；诞生；5）白面；“多莉”绵羊的核基因和性染色体全部来自白面

绵羊；6）卵细胞细胞质的遗传物质也能限制某些性状；7）细胞核也具有全能性；

8）D；（9）C

四、本章总结

生命的根本特征之一是自我复制和自我繁殖。个体通过无性繁殖可连续传代并形成群

体，这样的群体称无性繁殖系。克隆就是指无性繁殖系。在分子程度上，基因克隆是指某

种目的基因的复制、分别过程；在细胞程度上，细胞克隆技术在利用杂交瘤制备单克隆抗

体的技术中得到充分运用；在个体程度上，克隆技术就是一种通过单个细胞，特殊是来自

特定活体的单个体细胞进展无性繁殖从而产生新个体的过程或技术。

克隆技术在分子细胞核个体程度上都得到很大开展。从理论上讲，细胞（主要是包含

遗传物质的细胞核）具有的发育全能性是生物克隆的根本条件。实际讨论说明，生物（特

殊是高等动物）的克隆须要以下根本条件：具有包含物种完好基因组的细胞核的活细胞、

能有效调控细胞核发育的细胞质物质、完成胚胎发育的必要的环境条件。

植物克隆的技术根底是植物的细胞核组织培育，理论根底是植物细胞的全能性。植物

克隆可用于植物细胞培育植物器官培育，在植物的细胞培育中，原生质体的分别及培育在

解决整体植株上讨论植物性状及其遗传特性的困难中，起到了重要作用。原生质体培育胜

利后，植物细胞工程技术得以开展，即在原生质体培育的根底上，由原生质体交融（体细

胞杂交）和转基因技术结合的技术。植物组织培育和克隆的讨论刚好间经验了一个世纪的

开展，解决了人类生存的关键问题（粮食问题）。

动物克隆的技术根底是动物的细胞和组织培育。动物细胞培育可以获得须要的细胞株

系，把一个单细胞从群体中分别出来单独培育，使之繁殖成一个新的细胞群体的克隆培育

技术可以获得纯系细胞。动物细胞工程的主要技术手段是细胞培育和细胞交融，通过其开

展起来的单克隆抗体技术带来了细胞免疫学中的一次革命。由于动物个体发育过程中基因

的选择性表达，使得动物难以通过克隆进展繁殖。胚胎细胞克隆技术和体细胞核移植技术

已经胜利实现了局部动物的克隆繁殖。

第三章胚胎工程

一、从受精卵谈起:

1、受精作用：

（1）概念：成熟的精卵交融成为受精卵的过程。

（2）场所:输卵管

（3）过程：

（4）结果：形成受精卵

（5）相关问题：

①为什么只有同种动物精卵才能结合？

答：同种动物精子、卵细胞外表有特异性互相识别的蛋白，这是同种动物精卵才能

结合的缘由之一。

②受精作用完成的标记是什么？

答：在卵细胞膜和透亮带的间隙可以视察到两个极体时，说明卵子已经完成受精。

2、胚胎发育的过程

受精卵是动物个体发育的起点。

（1）胚胎发育过程：

受精卵—卵裂球（包括包括2细胞期、4细胞期、8细胞、16细胞期、32细胞期）

―囊胚期—原肠胚期（包括内、中、外三胚层和原肠腔）―幼体

（2）各发育时期的特点：

①卵裂期：细胞有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体体积并不增加，或略

有减小。当卵裂球含2—8个细胞时，每个细胞都具有全能性，均可以发育成一个完好的

个体。

②桑根胚：胚胎细胞数目到达32个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑根。仍

处于卵裂期，是全能细胞。

③囊胚：细胞开场出现分化（该时期细胞的全能性仍比拟高，也可用于胚胎分割）：

1）个体较小的滋养层细胞：位于囊胚外表，发育成胚胎的附属构造或胚外构造，

胚胎可通过这些组织从母体中获得正常发育所需的氧气和养分物质。

2）聚集在胚胎一端个体较大的细胞：称为内细胞团，即胚胎干细胞，是一种未分

化的细胞，具有发育全能性，将来发育成胎儿的各种组织。

3）中间的空腔称为囊胚腔。

④原肠胚：有了三胚层的分化，具有囊胚腔和原肠腔。原肠胚的内、中、外三个胚

层渐渐分化形成各种器官原基。

⑤器官的形成：

3、总结：

1）受精卵是新生命的第一个细胞，全能性最高。细胞全能性随发育的深化而降低。

2）发育中的细胞分裂均为有丝分裂，产生的是体细胞；原肠胚阶段是个体发育中分化

程度最高的阶段，但应留意细胞分化贯穿整个个体发育过程。

二、胚胎工程

1、胚胎工程概念：泛指在动物胚胎发育过程中所进展的各种胚胎操作技术。

胚胎工程的讨论对象主要限定于高等脊椎动物，特殊是哺乳动物。讨论的重点内容有：

体外受精、胚胎体外培育、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培育等。

2、体外受精和胚胎体外培育：

(1)体外受精概念：就是采集雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子，使其在试管中受精。

(2)体外受精步骤：

①卵母细胞的采集和培育：

主要方法：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后用穿刺针汲取卵泡液，取

出卵母细胞，在体外经人工培育成熟后，才能及获能的精子受精。

②精子的采集和获能：在体外受精前，要将成熟的精子放入培育液中培育，对精子进

展获能处理。

③受精：获能的精子和培育成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过

程。

(3)胚胎的体外培育：精子及卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培育液中接着培

育，以检查受精状况和受精卵的发育实力。培育液成分较困难，除一些无机盐和有机盐外，

还需添加维生素、激素、氨基酸、核昔酸等养分成分，以及血清等物质。当胚胎发育到相

宜的阶段时，可进展植入或着床。通常移植的最相宜时期是发育到8细胞以上的胚胎，如

早期囊胚。

3、胚胎移植

(1)概念：也称“借腹怀胎”

将经济价值较高、遗传性状优秀的母畜，经过激素处理，使其超数排卵后受精，然

后将发育的早期胚胎分别移植到同期发情的代孕母的子宫内，通过代孕母妊娠产仔的技

术。

供体：供应胚胎的个体。良种雌性动物

受体：承受胚胎的个体。一般品种的雌性动物。

(2)胚胎移植的根本程序：

①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和消费性能优秀的供体，有安康的体质和正

常繁殖实力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进展同期发情处理，用促性腺激素

对供体母牛做超数排卵处理。

②配种或人工授精。

③对胚胎的搜集、检查、培育或保存。配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把

供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进展质量检查，此时的胚胎应发育到

桑根或胚囊胚阶段。干脆向受体移植或放入一196℃的液氮中保存。

④对胚胎进展移植。

⑤移植后的检查。对受体母牛进展是否妊娠的检查。

(3)胚胎移植地位：如转基因、核移植，或体外受精等任何一项胚胎工程技术所消费的

胚胎，都必需经过胚胎移植技术才能获得后代，是胚胎工程的最终一道“工序”。

(4)胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖

实力。

(5)胚胎移植的生理学根底：(看一下即可)

①挪动到任何一头动物子宫内都能发育吗？

答：应是同种动物。动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变更是一

样的。这就为供体的胚胎移入受体供应了一样的生理环境。

②为什么能搜集到胚胎？

早期胚胎在肯定时间内处于游离状态。这就为胚胎的搜集供应了可能。

③供体和受体会不会发生排挤？

同种动物的受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排挤反响。这为胚胎在受体的存

活供应了可能。

④移植的胚胎能否保存供体双亲的特性，是否具有受体的性状？

供体胚胎可及受体子宫建立正常的生理和组织联络，但供体胚胎的遗传特性在孕育过

程中不受影响。

（6）胚胎移植胜利及否要有两个关键条件

•①胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进展。

•②进展胚胎移植的供体和受体的生理状态要一样。

4、胚胎分割

（1）概念：指借助显微操作技术（采纳机械方法）将早期胚胎切割成几等份（如2等份、4

等份等），再移植到代孕母子宫，产生同卵多仔后代的技术。

（2）胚胎分割根本过程：

①将发育良好的胚胎移入含培育液的培育皿中；

②在显微镜下用切割针或切割刀分割胚胎，或用酶处理将卵裂球中的细胞分开；

③分割的胚胎或细胞干脆移植给受体，或在体外培育到囊胚阶段再移植到受体内，着床

发育产仔。

（3）意义：来自同一胚胎的后代具有一样的遗传物质，属于无性繁殖。可成倍增加胚胎数

量，可以快速繁殖良种畜。

（4）材料：发育良好，形态正常的桑根胚或囊胚。（桑植胚至囊胚的发育过程中，细胞开

场分化，但其全能性仍很高，可用于胚胎分割。）

（5）问题：对囊胚阶段的胚胎进展分割时。为什么要将内细胞团均等分割？

内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的根底细胞，其他细胞为滋养细胞,

只为胚胎和胎儿发育供应养分。若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多

的局部正常发育的实力强，少的局部发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题

5、胚胎干细胞

（1）概念：（简称ES或EK细胞），是由早期胚胎（囊胚）的内细胞团分别出来的一类

细胞。

（2）特点：

1）形态：体积小、细胞核大、核仁明显.

2）功能：具有发育的全能性和二倍体核型，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。

3）体外培育ES细胞可以增殖而不分化。对它可以进展冷冻保存，也可以进展遗传改造。

（3）胚胎干细胞的培育：

①培育关键：

须要一种能促进胚胎干细胞的生长，但抑制其分化的一种培育体系。（胚胎成纤维细胞）

②培育过程：

1）制备饲养层（胚胎成纤维细胞）：培育皿底部；

2）培育液中培育胚胎到内细胞团突出饲养层；

3）酶消化或机械剥离内细胞团；

4）酶消化为单个细胞。

5）加饲养层接着培育。

（4）胚胎干细胞核移植：

①概念：将胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中，经过胚激活、胚胎培育、胚胎移植

后干脆由受体完成克隆动物的技术。

利用该技术，可以培育出及细胞核

供体极为相像的“复制品”

②过程：细胞核移植；胚胎培育；胚

胎移植。

（5）胚胎干细胞的主要用处是：

①基因敲除，获得移植器官

②培育出人造组织器官，用于器官

移植

③改进创立动物新品种。

三、本章总结：

胚胎工程通常指各种胚胎操作技术。

其讨论对象主要限定于高等脊椎动物，特克隆胚胎

殊是哺乳动物。讨论的重点内容有：体外