生物二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題11--細(xì)胞工程、胚胎工程

1、學(xué)而思教育學(xué)而思教育學(xué)習(xí)改變命運(yùn)學(xué)習(xí)改變命運(yùn)思考成就未來(lái)！思考成就未來(lái)！高考網(wǎng)高考網(wǎng)6專(zhuān)題十一專(zhuān)題十一細(xì)胞工程細(xì)胞工程胚胎工程胚胎工程【教法指引教法指引】現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題是高中生物選修3的內(nèi)容，本部分包括細(xì)胞工程、胚胎工程和生態(tài)工程三部分內(nèi)容，在能力要求上以了解為主，在復(fù)習(xí)過(guò)程中應(yīng)注重基礎(chǔ)知識(shí)的培養(yǎng)，通過(guò)畫(huà)網(wǎng)絡(luò)圖的形式將每一個(gè)小專(zhuān)題中的知識(shí)進(jìn)行總結(jié)，讓學(xué)生記住概念性的問(wèn)題，另外，本專(zhuān)題的過(guò)程圖非常多，這也是學(xué)生識(shí)記的一個(gè)重點(diǎn)，把知識(shí)和過(guò)

2、程圖有機(jī)的結(jié)合講解?！緦?zhuān)題要點(diǎn)專(zhuān)題要點(diǎn)】細(xì)胞工程細(xì)胞工程1理解細(xì)胞全能性的概念，把握細(xì)胞全能性的特點(diǎn)：細(xì)胞全能性是指生物體的細(xì)胞具有形成完整個(gè)體的潛能的特性。受精卵、生殖細(xì)胞和已分化的體細(xì)胞均具有全能性。生物體的細(xì)胞具有全能性的根本原因是細(xì)胞內(nèi)含有形成完整個(gè)體所需的全套基因。同一個(gè)體的每一個(gè)已分化的體細(xì)胞都由受精卵經(jīng)有絲分裂而來(lái)，體細(xì)胞核內(nèi)基因與受精卵一樣，因此都具有全能性。分化的體細(xì)胞之所以沒(méi)有表達(dá)出全能性，是因?yàn)榛蜻x擇性表達(dá)。在離

3、體和適當(dāng)?shù)臈l件下，分化的體細(xì)胞也能表達(dá)其全能性。全能性表達(dá)的難易程度：受精卵＞生殖細(xì)胞＞體細(xì)胞；植物細(xì)胞＞動(dòng)物細(xì)胞。2植物組織培養(yǎng)操作的特點(diǎn)：（1）選擇外植體時(shí)，由于外植體的脫分化難易因植物種類(lèi)、器官來(lái)源及生理狀況的不同而有很大差異。花和幼嫩的組織脫分化較為容易，而植物的莖、葉和成熟的老組織則較難。另外制備外植體時(shí)應(yīng)選取有形成層的部分，因?yàn)樾纬蓪蛹?xì)胞易脫分化。（2）消毒。植物組織培養(yǎng)要想取得成功，必須有效防止細(xì)菌等的污染。因?yàn)槿绻囵B(yǎng)基

4、上有細(xì)菌等微生物存在時(shí)，它們比植物細(xì)胞生長(zhǎng)、繁殖得更快，而且它們會(huì)產(chǎn)生毒素，使培養(yǎng)的植物細(xì)胞很快中毒死亡。因此在培養(yǎng)過(guò)程中要求進(jìn)行一系列的消毒、滅菌，并且要求無(wú)菌操作。（3）光照。離體的植物細(xì)胞、組織和器官脫分化形成愈傷組織時(shí)，需避光處理。愈傷組織再分化形成植物幼苗時(shí)，需光照處理。（4）激素調(diào)控：生長(zhǎng)素含量高于細(xì)胞分裂素時(shí)，主要誘導(dǎo)植物組織脫分化和根原基的形成；當(dāng)細(xì)胞分裂素的效應(yīng)高于生長(zhǎng)素時(shí)，主要誘導(dǎo)植物組織再分化和芽原基的形成。3植物

5、體細(xì)胞雜交雜種細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)：以煙草與大豆細(xì)胞融合為例。煙草與大豆的原生質(zhì)體融合后，將原生質(zhì)體轉(zhuǎn)移到適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基上培養(yǎng)，使原生質(zhì)體再生出細(xì)胞壁。這時(shí)，在細(xì)胞混合物中，不僅有煙草大豆細(xì)胞，還有煙草細(xì)胞、大豆細(xì)胞、煙草煙草細(xì)胞、大豆大豆細(xì)胞，因此需要對(duì)雜種細(xì)胞進(jìn)行篩選。得到煙草大豆細(xì)胞后，再通過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)，培育雜種植株。4微型繁殖與無(wú)性生殖：微型繁殖是用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，實(shí)際上是無(wú)性生殖的一種。在繁殖的過(guò)程中，細(xì)

6、胞進(jìn)行有絲分裂，因此親、子代細(xì)胞內(nèi)DNA相同，具有相同的基因，因此能保證親、子代遺傳特性不變。利用這種技術(shù)能高效快速實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。5微型繁殖與作物脫毒、人工種子、單倍體育種：作物脫毒、人工種子、單倍體育種的培育過(guò)程均有采用微型繁殖的技術(shù)。作物脫毒主要是強(qiáng)調(diào)微型繁殖的取材一定是無(wú)毒（的如莖尖、根尖），才能繁殖出無(wú)毒的幼苗。人工種子采用的還是微型繁殖的技術(shù)，但是只需培育得到胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽，包上人工種皮就可形成人工種子。人工

7、種子與微型繁殖得到的幼苗一樣能保持親本的優(yōu)良性狀，另外還可不受氣候、季節(jié)和地域的限制。單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)是后代無(wú)性狀分離，后代都是純合子，能夠穩(wěn)定遺傳，明顯縮短育種年限。單倍體育種從本質(zhì)上說(shuō)屬于有性生殖，這一點(diǎn)與微型繁殖有所區(qū)別。但單倍體育學(xué)而思教育學(xué)而思教育學(xué)習(xí)改變命運(yùn)學(xué)習(xí)改變命運(yùn)思考成就未來(lái)！思考成就未來(lái)！高考網(wǎng)高考網(wǎng)6（2）卵子的發(fā)生：在胎兒時(shí)期，卵原細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂演變成初級(jí)卵母細(xì)胞[被卵泡細(xì)胞包圍]，減一分裂在排卵前后完成，形成

8、次級(jí)卵母細(xì)胞和第一極體進(jìn)入輸卵管準(zhǔn)備受精；減二分裂是在受精過(guò)程中完成的。（3）受精：精子獲能（在雌性動(dòng)物生殖道內(nèi)）；卵子的準(zhǔn)備（排出的卵子要在輸卵管中進(jìn)一步成熟到減二中期才具備受精能力）；受精階段[卵子周?chē)慕Y(jié)構(gòu)由外到內(nèi)：放射冠、透明帶、卵黃膜]，a頂體反應(yīng)：精子釋放頂體酶溶解卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì)，穿越放射冠。b透明帶反應(yīng)：頂體酶可將透明帶溶出孔道，精子穿入，在精子觸及卵黃膜的瞬間阻止后來(lái)精子進(jìn)入透明帶的生理反應(yīng)[它是防止多精子入卵受精的

9、第一道屏障]；c卵黃膜的封閉作用：精子外膜和卵黃膜融合，精子入卵后，卵黃膜會(huì)拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)的過(guò)程[它是防止多精子入卵受精的第二道屏障]；精子尾部脫落，原有核膜破裂形成雄原核，同時(shí)卵子完成減二分裂，形成雌原核[注意：受精標(biāo)志是第二極體的形成；受精完成標(biāo)志是雌雄原核融合成合子]。（4）胚胎發(fā)育：a卵裂期：細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，數(shù)量增加，胚胎總體積不增加；b桑椹胚：32個(gè)細(xì)胞左右的胚胎[之前所有細(xì)胞都能發(fā)育成完整胚胎的潛能屬全能細(xì)胞]；c

10、囊胚：細(xì)胞開(kāi)始分化，其中個(gè)體較大的細(xì)胞叫內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織；而滋養(yǎng)層細(xì)胞將來(lái)發(fā)育成胎膜和胎盤(pán)；胚胎內(nèi)部逐漸出現(xiàn)囊胚腔[注：囊胚的擴(kuò)大會(huì)導(dǎo)致透明帶的破裂，胚胎伸展出來(lái)，這一過(guò)程叫孵化]；d原腸胚：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表層形成外胚層，下方細(xì)胞形成內(nèi)胚層，由內(nèi)胚層包圍的囊腔叫原腸腔。[細(xì)胞分化在胚胎期達(dá)到最大限度]9胚胎工程的理論基礎(chǔ)（識(shí)記）（1）胚胎工程的概念及技術(shù)手段：對(duì)動(dòng)物早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如胚胎移植、體外

11、受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。（2）體外受精[屬有性生殖過(guò)程]：a卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)對(duì)體型小的動(dòng)物用促性腺激素處理，從輸卵管沖取卵子（可直接受精）；對(duì)體型大的動(dòng)物從卵巢中采集卵母細(xì)胞（要在體外培養(yǎng)成熟）b精子的采集假陰道法、手握法和電刺激法；獲能對(duì)嚙齒動(dòng)物、兔、豬等的精子用培養(yǎng)法（放入人工配制的獲能液中）；對(duì)牛、羊等精子用化學(xué)法（放在肝素或鈣離子載體溶液中）[（3）胚胎的早期培養(yǎng)：a培養(yǎng)液成分：無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、激素、氨

12、基酸、核苷酸、血清等[注意與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液成分的比較]；b當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時(shí)，可將其取出向受體移植或冷凍保存。（4）胚胎移植：a概念：將雌性動(dòng)物的早期胚胎移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。是生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過(guò)程，通過(guò)轉(zhuǎn)基因、核移植、體外受精獲得的胚胎必須移植給受體才能獲得后代。b優(yōu)勢(shì)：可以充分發(fā)揮雌性?xún)?yōu)良個(gè)體的繁殖潛力，縮短供體本身的繁殖周期。c胚胎移植的生理學(xué)