选择性必修三 细胞工程（未完）

这是一篇关于选择性必修三 细胞工程（未完）的思维导图，主要内容有细胞工程、植物细胞工程、动物细胞工程。

选择性必修三

• 细胞工程
  • 细胞工程
    • 原理方法：细胞生物学、分子生物学和发育生物学；
    • 操作水平：细胞器、细胞或组织水平；
    • 目的：得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品；
    • 分类：植物细胞工程、动物细胞工程。
  • 植物细胞工程
    • 植物细胞的全能性
      • 植物细胞的全能性概念：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整个体或分化成其他各种细胞的潜能
      • 原因：一般来说，生物体的细胞有着该物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体
      • 所需的全部遗传信息
      • 不表现原因：在特定的时空条件中，基因会选择性表达
      • 全能性比较
        • (1)受精卵＞生殖细胞＞体细胞
        • (2)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
        • (4)植物细胞＞动物细胞
          • 子主题
        • (5)幼嫩的细胞＞衰老的细胞
    • 植物细胞培养
      • 概念：将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜 的培养条件，诱导其形成完整植株的技术
      • 外植体：离体培养的植物器官、组织或者细胞
      • 原理：植物细胞的全能性
        • 生殖方式：无性生殖
        • 分裂方式：有丝分裂
      • 实验：菊花组织培养
        • 脱分化：在一定激素和营养等条件的诱导下，让已经分化的细胞经过诱导后失去其特有的结构与功能，转变味愈伤组织
        • 愈伤组织：不定形的薄壁组织团块。一般不需要光照。此过程中涉及的生命活动只有细胞增殖（有丝分裂），没有细胞分化。
        • 再分化：脱分化产生的愈伤组织，在一定的培养条件下，再分化出芽、根等器官，进而形成完整的小植株需要给予适当时间和强度的光照，诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用
          • 需要给予适当时间和强度的光照，诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用
          • 此过程中涉及的生命活动既有细胞增殖（有丝分裂），又有细胞分化。
          • 实质：基因的选择性表达
        • 激素作用：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，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向（生根分芽）
          • 生长素多：有利于根的分化，抑制芽的形成
          • 细胞分裂素多：有利于芽的分化，抑制根的形成
          • 一样多：促进愈伤组织的形成
        • 选材
          • 根尖（分生区）、茎的韧皮部（形成层）
          • 原因：分裂能力强、分化程度低，容易诱导形成愈伤组织
        • 操作：看书吧
    • 植物体细胞杂交
      • 概念
        • 概念：将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术
        • ①植物体细胞杂交的原理：细胞膜具有一定的流动性、植物细胞的全能性。
        • ②植物体细胞杂交的生殖方式：无性生殖。
        • ③植物体细胞杂交的分裂方式：有丝分裂。
        • ④植物体细胞杂交的涉及的可遗传变异类型：染色体变异。
      • 步骤：植物细胞融合和植物组织培养
      • 植物细胞融合
        • 去壁
          • 用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，获得原生质体
          • 原因：细胞壁阻碍着细胞间的杂交（阻碍了原生质体间的融合）
        • 诱导原生质体融合
          • 物理法：电融合法、离心法等
          • 化学法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋－高pH融合法等
          • （1）细胞融合完成的标志：再生出新的细胞壁
          • （2）物体细胞杂交完成的标志：培育出杂种植株
          • （3）再生出细胞壁的相关的细胞器：高尔基体和线粒体
          • （4）验证再生出新壁的实验：质壁分离和质壁分离复原实验
          • Tip：纤维素酶和果胶酶的酶溶液中一般加入一定浓度的无机盐离子和甘露醇，使溶液具有一定的渗透压，防止原生质体吸水过多而涨破，保持原生质体正常。
    • 植物工程应用
      • 脱毒
        • （1）适用范围：无性繁殖的作物(马铃薯、草莓、香蕉）。
        • （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。
        • （5）优点：脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物。
        • （6）作物脱毒具体操作过程：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
        • （7）脱毒苗是否不会再感染病毒？不是，脱毒苗≠抗毒苗。
        • （8）实例：目前采用茎尖组织培养技术来脱去病毒，在马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等主要经济作物上已获得成功。
  • 动物细胞工程
    • 动物细胞培养
      • 概念
        • 指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术
        • 原理：细胞增殖（有丝分裂）
        • 关键操作：原代培养和传代培养
      • 培养条件
        • 营养物质：糖类、氨基酸、无机盐、维生素等。血清（有条件未知，但血清中有）
        • 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
        • 保证无菌、无毒环境的具体措施
          • （1）对培养液和所有培养用具进行灭菌处理
            • 培养液的灭菌方法：湿热灭菌法（高压蒸汽灭菌）
            • 培养用具的灭菌方法：湿热灭菌法（+烘干）或干热灭菌法
          • （2）在无菌环境下进行操作
            • 对操作空间、操作者衣着和手进行清洁和消毒，保证所有操作均在在超净工作台并在酒精灯火焰旁进行
          • （3）还需要定期更换培养液
            • 以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害
        • 防止培养过程中的微生物污染的手段：在细胞培养液中添加一定量的抗生素
        • 维持适宜渗透压的目的：维持细胞正常的形态和功能
        • 使用气体
          • 氧气和二氧化碳
            • 氧气提供给细胞进行细胞代谢
            • 二氧化碳用来维持培养液的pH值
          • 比例：95%氧气+5%二氧化碳