生物选修三细胞工程

生物选修三细胞工程超详细的思维导图～供大家复习或预习用～如植物组织培养技术：接种外植体→诱导遇愈伤组织（脱分化，避光）→诱导发芽（再分化成胚状体）→诱导生根→移栽成活。

细胞工程

• 植物细胞工程
  • 植物组织培养技术
    • 接种外植体→诱导遇愈伤组织（脱分化，避光）→诱导发芽（再分化成胚状体）→诱导生根→移栽成活
      • 再分化的实质是基因的选择性表达
    • 生长素/细胞分裂素≈1→愈伤组织；生/细＜1→芽；生/细＞1→根
  • 植物体细胞杂交技术
    • 杂交前→用纤维素酶和果胶酶去除这层细胞壁→原生质体
    • 人工诱导原生质体融合
      • 物理法：电融合法、离心法
      • 化学法：聚乙二醇（PEG融合法）、高Ca⁺—高pH融合法
    • 融合后→经过诱导→愈伤组织
    • 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种
  • 植物组织培养技术（快速繁殖优良品种）
    • 作物脱毒：在植物顶端分生区附近（如茎尖）病毒极少，甚至无病毒
  • 单倍体育种：进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料（大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现。）
• 动物细胞工程
  • 动物细胞培养的条件：营养；无菌，无毒的环境；温度，pH和渗透压; 气体环境（95%的空气和5%的CO₂）
  • 动物细胞的培养过程：分瓶之前的初次培养（原代培养） ；分瓶后的培养（传代培养）
  • 取动物组织（机械、胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理）→制成细胞悬液（液体培养基）→转入培养液中进行原代培养→放入CO₂培养箱中培养→传代培养（悬浮细胞：离心法收集；贴壁细胞：先胰蛋白酶处理，再用离心法收集）→分瓶培养（减少细胞数量）
  • 干细胞培养及其应用
    • 胚胎干细胞（存在于早期胚胎中）：具有分化为成年动物体内的任何一种类型细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能
    • 成体干细胞（成体组织或器官内的干细胞）
    • 造血干细胞（主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中）：发现最早，研究最多，应用也最为成熟的一类成体干细胞。
  • 动物细胞融合技术与单克隆抗体
    • 动物细胞融合技术
      • 方法：PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等 注：灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构。
      • 突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能
    • 当克隆抗体及其应用
      • • 杂交瘤细胞（既能迅速大量繁殖又能产生抗体）
        • 从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体
        • 应用原理：单克隆抗体能准确的识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合。
    • 动物体细胞核移植技术和克隆动物 （无性生殖，动物细胞核的全能性）
      • 收集牛卵巢，采集的卵母细胞在体外培养到MⅡ期→1、通过显微操作去卵母细胞核，2、从供体高产奶牛身体的某一部位上取体细胞进行培养→将供体细胞注入去核的卵母细胞→通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞形成重构胚。→用物理或化学方法（如电刺激、Ca²⁺载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等）激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程。
    • 胚胎工程
      • 胚胎工程的理论基础
        • 准备阶段1——精子获能 准备阶段二——卵子的准备
        • 受精阶段：精子穿越卵细胞膜外的结构（如透明带等）→精子接触卵细胞膜→精子入卵后形成雄原核→同时卵子完成减数分裂Ⅱ；释放第二极体后形成雌原核→雌雄原核靠近→核膜消失，第一次卵裂即将开始。
        • 胚胎早期发育：受精卵形成后即在输卵管进行有丝分裂，开始发育。 卵裂（胚胎的早期分裂）：细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增强。
        • 桑葚胚：卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团
        • 囊胚：胚胎的进一步发育，胚胎的内部出现了含有液体的腔
        • 原肠胚：囊胚孵化后将发育成原肠胚
      • 胚胎工程技术及其应用
        • 体外受精
        • 胚胎移植
          • 注：超数排卵是指应用外源促性腺激素
        • 胚胎分割
          • 采用机械方法将早期胚胎分割成2等分，4等分或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
          • 仪器：体式显微镜和显微操作仪 在显微镜下用分割针或分割刀
          • 选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。

细胞工程

• 植物细胞工程
  • 植物组织培养技术
    • 接种外植体→诱导遇愈伤组织（脱分化，避光）→诱导发芽（再分化成胚状体）→诱导生根→移栽成活
      • 再分化的实质是基因的选择性表达
    • 生长素/细胞分裂素≈1→愈伤组织；生/细＜1→芽；生/细＞1→根
  • 植物体细胞杂交技术
    • 杂交前→用纤维素酶和果胶酶去除这层细胞壁→原生质体
    • 人工诱导原生质体融合
      • 物理法：电融合法、离心法
      • 化学法：聚乙二醇（PEG融合法）、高Ca⁺—高pH融合法
    • 融合后→经过诱导→愈伤组织
    • 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种
  • 植物组织培养技术（快速繁殖优良品种）
    • 作物脱毒：在植物顶端分生区附近（如茎尖）病毒极少，甚至无病毒
  • 单倍体育种：进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料（大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现。）
• 动物细胞工程
  • 动物细胞培养的条件：营养；无菌，无毒的环境；温度，pH和渗透压; 气体环境（95%的空气和5%的CO₂）
  • 动物细胞的培养过程：分瓶之前的初次培养（原代培养） ；分瓶后的培养（传代培养）
  • 取动物组织（机械、胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理）→制成细胞悬液（液体培养基）→转入培养液中进行原代培养→放入CO₂培养箱中培养→传代培养（悬浮细胞：离心法收集；贴壁细胞：先胰蛋白酶处理，再用离心法收集）→分瓶培养（减少细胞数量）
  • 干细胞培养及其应用
    • 胚胎干细胞（存在于早期胚胎中）：具有分化为成年动物体内的任何一种类型细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能
    • 成体干细胞（成体组织或器官内的干细胞）
    • 造血干细胞（主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中）：发现最早，研究最多，应用也最为成熟的一类成体干细胞。
  • 动物细胞融合技术与单克隆抗体
    • 动物细胞融合技术
      • 方法：PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等 注：灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构。
      • 突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能
    • 当克隆抗体及其应用
      • • 杂交瘤细胞（既能迅速大量繁殖又能产生抗体）
        • 从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体
        • 应用原理：单克隆抗体能准确的识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合。
    • 动物体细胞核移植技术和克隆动物 （无性生殖，动物细胞核的全能性）
      • 收集牛卵巢，采集的卵母细胞在体外培养到MⅡ期→1、通过显微操作去卵母细胞核，2、从供体高产奶牛身体的某一部位上取体细胞进行培养→将供体细胞注入去核的卵母细胞→通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞形成重构胚。→用物理或化学方法（如电刺激、Ca²⁺载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等）激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程。
    • 胚胎工程
      • 胚胎工程的理论基础
        • 准备阶段1——精子获能 准备阶段二——卵子的准备
        • 受精阶段：精子穿越卵细胞膜外的结构（如透明带等）→精子接触卵细胞膜→精子入卵后形成雄原核→同时卵子完成减数分裂Ⅱ；释放第二极体后形成雌原核→雌雄原核靠近→核膜消失，第一次卵裂即将开始。
        • 胚胎早期发育：受精卵形成后即在输卵管进行有丝分裂，开始发育。 卵裂（胚胎的早期分裂）：细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增强。
        • 桑葚胚：卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团
        • 囊胚：胚胎的进一步发育，胚胎的内部出现了含有液体的腔
        • 原肠胚：囊胚孵化后将发育成原肠胚
      • 胚胎工程技术及其应用
        • 体外受精
        • 胚胎移植
          • 注：超数排卵是指应用外源促性腺激素
        • 胚胎分割
          • 采用机械方法将早期胚胎分割成2等分，4等分或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
          • 仪器：体式显微镜和显微操作仪 在显微镜下用分割针或分割刀
          • 选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。