高考生物一輪復(fù)習(xí)14細(xì)胞工程講義

細(xì)胞工程

考點(diǎn)一：植物細(xì)胞工程

1.細(xì)胞工程的概念與分類

/概念

（1）原理和方法：細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)。

（2）操作水平：細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平。

（3）目的：按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品。

/種類：根據(jù)操作對象不同，可分為植物細(xì)胞工程和動物細(xì)胞工程。

2.細(xì)胞的全能性

/概念：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物

體的潛能，也就是說，每個生物細(xì)胞都具有全能性的特點(diǎn)。

/現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)：在生物的生長發(fā)育過程中，細(xì)胞并不會表現(xiàn)出全能性，而是分化

成各種組織和器官。

/影響細(xì)胞全能性表現(xiàn)的原因：在特定的時間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會

有選擇性地表達(dá)出各種蛋白質(zhì)，分化形成不同的細(xì)胞，從而構(gòu)成生物體的不

同組織和器官。

3.植物組織培養(yǎng)技術(shù)

（1）原理：植物細(xì)胞的全能性。

（2）過程：

/外植體的消毒：將流水沖洗后的外植體用酒精消毒30s,用無菌水清洗2?3

次后，再用次氯酸鈉溶液處理30min,用無菌水清洗2?3次。

/外植體的分割：用無菌濾紙吸去表面的水分，用解剖刀將外植體切成?1cm

長的小段。

/接種：在酒精燈火焰旁，將外植體的1/3?1/2插入誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基中。

/培養(yǎng)：將接種了外植體的錐形瓶或植物組織培養(yǎng)瓶置于18?22c的培養(yǎng)箱中

培養(yǎng)。定期觀察和記錄愈傷組織的生長情況。

/轉(zhuǎn)移培養(yǎng)：將生長良好的愈傷組織轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生芽的培養(yǎng)基上。長出芽后，

再將其轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基上，進(jìn)一步誘導(dǎo)形成試管苗。

/移栽：將試管苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖上，壯苗后再移栽入土。

※脫分化：已分化的細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化

細(xì)胞的過程.

（3）植物組織培養(yǎng)的條件

/外植體的選擇：外植體脫分化的難易因植物種類、器官來源及生理狀況的不

同而不同。一般來說，植物的花和幼嫩的組織脫分化相對比較容易，而植物

的莖、葉和成熟的組織相對較難。

/無菌操作：植物組織培養(yǎng)成功的關(guān)鍵是避免微生物的污染，所有實(shí)驗用具要

嚴(yán)格滅菌，接種過程要進(jìn)行嚴(yán)格的無菌操作。

,光照的控制：對于植物組織培養(yǎng)來說，光照條件非常重要。

脫分化階段：避光培養(yǎng)，有利于脫分化產(chǎn)生愈傷組織（如果是在光照條件下,

容易分化產(chǎn)生維管等組織，不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織）。

再分化階段：一定要有光照，有利于葉片內(nèi)葉綠素的合成。

（4）植物組織培養(yǎng)過程中應(yīng)注意的問題

/滅菌

所有的實(shí)驗用具需要嚴(yán)格滅菌。

接種過程中，實(shí)驗人員須進(jìn)行嚴(yán)格的無菌操作。

/嚴(yán)格控制光照

在愈傷組織的誘導(dǎo)階段往往要暗培養(yǎng)，而在分化再生的階段一定要有光照。

因為暗培養(yǎng)有利于細(xì)胞的脫分化，產(chǎn)生愈傷組織，若有光照則容易分化產(chǎn)生維管

組織，不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織

4.植物體細(xì)胞雜交

（1）概念：將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種

細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。

（2）原理：植物體細(xì)胞融合依據(jù)的生物學(xué)原理是細(xì)胞膜的流動性，植物組織培

養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是細(xì)胞的全能性。

（3）過程

步驟做法

原生質(zhì)體酶解法（纖維素酶、果膠酶）去除細(xì)胞壁，得到原生質(zhì)體

的獲得

雜種細(xì)胞通過一定的技術(shù)手段（物理法：離心、振動、電激等；化學(xué)法：

的形成用聚乙二醇等作為誘導(dǎo)劑）進(jìn)行人工誘導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)原生質(zhì)體的融合

雜種植株對雜種細(xì)胞，用植物組織培養(yǎng)的方法進(jìn)行培育

的產(chǎn)生

/去壁：用纖維素醐和果膠酶去除植物細(xì)胞壁，獲得原生質(zhì)體。

,誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法：

物理法：離心、振動、電激等。

化學(xué)法：用聚乙二醇（PEG）誘導(dǎo)。

,融合成功的標(biāo)志：雜種原生質(zhì)體再生出細(xì)胞壁。

（4）意義：克服不同種生物遠(yuǎn)緣雜交的不親和性。

（5）植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的應(yīng)用

植物體細(xì)胞雜交克服了植物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，可以定向地改良生物性

狀，在培育作物新品種方面具有廣闊的應(yīng)用前景。如科學(xué)家已經(jīng)培育出了白菜一

甘藍(lán)、煙草一海島煙草、胡蘿卜一羊角芹等種間或?qū)匍g雜種。但是目前仍有許多

理論和技術(shù)問題沒有解決，離推廣應(yīng)用仍有一定距離。

5.植物細(xì)胞工程的應(yīng)用

/植物繁殖的新途徑——微型繁殖

（1）本質(zhì)：微型繁殖只運(yùn)用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，該過程只涉及有絲分裂，沒

有減數(shù)分裂，因而屬于無性繁殖。

（2）優(yōu)點(diǎn)：使用材料少，培養(yǎng)周期短，繁殖率高，便于自動化管理，有利于進(jìn)

行工J化培養(yǎng)。

（3）應(yīng)用：蘭花、甘蔗、桂樹、鐵皮石斛等。

/作物脫毒

（1）病毒的特點(diǎn)：病毒是寄生性生物，在用種子繁殖或用植物根、莖無性繁殖

過程中，種子、根、莖的細(xì)胞中可能攜帶著病毒并傳給下一代，使其繁殖的子代

感染病毒。

（2）材料的選?。簱?jù)檢測，植物的分生組織細(xì)胞中一般是不含病毒的。如果未

被病毒感染的植株的分生組織用植物組織培養(yǎng)的方法培育幼苗，用于生產(chǎn)，可以

避免病毒對作物的影響，大大提高作物的產(chǎn)量。

（3）應(yīng)用：馬鈴薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠蘿、香蕉等。

/作物新品種的培育一單倍體育種

（1）過程：花藥離體培養(yǎng)一羊倍體幼苗一秋水仙素處理一獲得性狀穩(wěn)定遺傳的

植株。

（2）原理：植物細(xì)胞的全能性。

（3）方法：植物的組織培養(yǎng)技術(shù)及染色體變異。

（4）優(yōu)點(diǎn)：

單倍體經(jīng)過染色體加倍，獲得的后代為純合子，可明顯縮短育種年限（一般

為2年）。

用單倍體作為轉(zhuǎn)基因的受體，獲得的轉(zhuǎn)基因材料經(jīng)染色體加倍后基因即可純

合，避免了體細(xì)胞作為受體導(dǎo)致后代發(fā)生性狀分離需要多代選擇的麻煩。

（5）缺點(diǎn)：技術(shù)相當(dāng)復(fù)雜，需要與雜交育種結(jié)合，其中的花藥離體培養(yǎng)過程需

要組織培養(yǎng)技術(shù)的支持，多限于植物。

（6）應(yīng)用

我國培育出世界上第一個單倍體作物新品種——單育1號煙草。

與常規(guī)育種結(jié)合，培育出水稻、玉米、油菜、甘藍(lán)和甜椒等作物的新品種。

/突變體的利用

（1）產(chǎn)生：在植物的組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)

而易受到培養(yǎng)條件和外界誘變因素（如射線、化學(xué)物質(zhì)等）的影響而產(chǎn)生突變。

（2）利用：從產(chǎn)生突變的個體中篩選出對人們有用的突變體，進(jìn)而培育成新品

種。如抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的煙草等。

/細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)一次生代謝物

（1）定義：不是植物基本生命活動所必需的產(chǎn)物。

（2）種類：小分子有機(jī)化合物，如酚類、菇類和含氮化合物等。

（3）作用：在植物抗病、抗蟲等方面發(fā)揮重要作用，還是藥物、香料和色素等

的重要來源。

（4）方法：對單個植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖。

（5）優(yōu)勢：不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制，對于社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)

境保護(hù)具有重要意義。

（6）應(yīng)用：紫杉醇、紫草寧、人參皂甘等。

1.表達(dá)時兩個重要的過程：

（1）脫分化：讓已經(jīng)分化的細(xì)胞，經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)

變成未分化細(xì)胞的過程。

（2）再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織在一定的培養(yǎng)條件下，再分化出幼根和芽,

形成完整的小植株。

2.植物細(xì)胞全能性表達(dá)所需條件

（1）體細(xì)胞未表現(xiàn)全能性的原因：基因的選擇性表達(dá)。

（2）體現(xiàn)細(xì)胞全能性的條件：

材料離體的細(xì)胞、組織或器官

培養(yǎng)基種類齊全、比例合適的營養(yǎng)物質(zhì)及一定的植物激素

①無菌操作

外界條件

②光照：愈傷組織培養(yǎng)最初避光培養(yǎng)，后期見光培養(yǎng)

3.植物組織培養(yǎng)中各過程的比較

名稱過程形成體特點(diǎn)培養(yǎng)基光

生長素與

由外植體脫分化為排列疏松、高度液泡

脫分化細(xì)胞分裂避光

愈傷組織化的薄壁細(xì)胞團(tuán)

素的比例大

由愈傷組織分化為有根、芽或有生根發(fā)上述比

再分化需光

幼苗或胚狀結(jié)構(gòu)芽的能力例小

營養(yǎng)生長發(fā)育成完整的植物由根、莖、葉、花、自身產(chǎn)生

需光

生殖生長體果實(shí)、種子組成各種激素

4.植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交的比較

名稱植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交

細(xì)胞膜具有一定的流動性和植物細(xì)胞

原理植物細(xì)胞的全能性

的全能性

離體的植物器官、

組織或細(xì)胞植物細(xì)胞A

|去壁人工

1脫分化

糠懿鴻乜合的產(chǎn)質(zhì)體A

愈傷組織

過程t土01再生壁

1再分化駐』青復(fù)雜種細(xì)胞AB

植物細(xì)胞B［脫分化

根、芽或胚狀體再分化▼

［發(fā)育雜種植林------愈傷組織

植物體

選取根尖、莖尖、形成層

選材不同植物細(xì)胞融合后形成的雜種細(xì)胞

部位最容易誘導(dǎo)脫分化

技術(shù)除脫分化、再分化外，還要用酶解法去

脫分化、再分化等

操作除細(xì)胞壁,用一定的方法誘導(dǎo)細(xì)胞融合

植物組織培養(yǎng)是植物體細(xì)胞雜交的基礎(chǔ)，植物體細(xì)胞雜交所用的

關(guān)系

技術(shù)更復(fù)雜

5,植物體細(xì)胞雜交過程中雜種細(xì)胞類型及檢測方法

/誘導(dǎo)產(chǎn)物（假設(shè)用于雜交的兩種植物細(xì)胞分別為A、B）

（1）未融合的細(xì)胞：A和Bo

（2）兩兩融合的細(xì)胞：AA、BB和AB。

（3）多細(xì)胞融合體。

/檢測方法：對誘導(dǎo)產(chǎn)物中的細(xì)胞進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，然后根據(jù)得到的植物性

狀進(jìn)行判斷。

植物性狀結(jié)論

若只表現(xiàn)出一種植物的性狀未融合細(xì)胞

若得到的是具有兩種親本性狀的植物雜種植株

若得到的是兩種親本性狀的植物，且一種植物的性狀得

多細(xì)胞融合體

到加強(qiáng)

若得到的是一種植物的性狀，但是效果得到加強(qiáng)同種細(xì)胞融合

6.區(qū)分植物組織培養(yǎng)與植物體細(xì)胞雜交的兩種方法

（1）看后代

植物組織培養(yǎng)是利用單一親本的組織或細(xì)胞，經(jīng)培養(yǎng)使之增殖、分化成為一

個完整植株，為無性生殖過程，因此其后代一般均能保持該親木的遺傳特性。

植物體細(xì)胞雜交的本質(zhì)是將兩種不同來源的原生質(zhì)體，在人為條件下進(jìn)行誘

導(dǎo)融合。由于植物細(xì)胞具有全能性，融合之后的雜種細(xì)胞可以再生出具有雙親性

狀的雜種植株。

（2）看關(guān)系：雜種細(xì)胞需經(jīng)殖物組織培養(yǎng)才能發(fā)育為具有雙親遺傳特性的雜種

植株，否則將無任何意義，因此，植物組織培養(yǎng)是植物體細(xì)胞雜交的基礎(chǔ)。

7.五種生物技術(shù)的比較

突變體的利植物體細(xì)胞植物基因工

項目植物組織培養(yǎng)單倍體育種

用雜交程育種

基因突變、花粉細(xì)胞的細(xì)胞膜的流基因重組、植

植物細(xì)胞的全

原理植物細(xì)胞的全能性、染動性、植物細(xì)物細(xì)胞的全

能性

全能性色體變異胞的全能性能性

花藥離體培對導(dǎo)入目的

原生質(zhì)體融

重要脫分化、再分對愈傷組織養(yǎng)、秋水仙基因的植物

合、雜種細(xì)胞

步驟化誘變處理素誘導(dǎo)染色細(xì)胞進(jìn)行組

組織培養(yǎng)

體數(shù)目加倍織培養(yǎng)

提高突變克服遠(yuǎn)緣雜克服遠(yuǎn)緣雜

保持優(yōu)良品種明顯縮短育

優(yōu)點(diǎn)率，獲得優(yōu)交不親和的交不親和的

的遺傳特性I性狀種年限

障礙障礙

抗花葉病毒

微型繁殖、脫培育“番茄一

的甘蔗、抗單育1號煙轉(zhuǎn)基因抗蟲

舉例毒苗培育、人馬鈴薯”雜種

鹽堿的野生草棉

工種子培育植株

煙草

例題1：如圖表示通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得煙草植株的過程，下列敘述錯誤的

是（）

A.①過程往往選取煙草的幼嫩部位，需經(jīng)過消毒處理，才能置于培養(yǎng)基中進(jìn)行培

養(yǎng)

B.在培養(yǎng)過程中，若要誘導(dǎo)芽的產(chǎn)生，則生長素和細(xì)胞分裂素的配比要適當(dāng)

C.通過懸浮培養(yǎng)形成的單細(xì)胞和利用酶解法水解細(xì)胞壁獲得的原生質(zhì)體經(jīng)培養(yǎng)

后，都能形成植株

D.煙草細(xì)胞很容易再生出新植株，但在長期培養(yǎng)過程中，其胚狀體的發(fā)生和器官

形成能力下降，可能的原因是細(xì)胞全能性喪失

【答案】D

【解析】本題考查植物組織培養(yǎng)技術(shù)。圖中①過程往往選取煙草的幼嫩部位，自

然環(huán)境中獲取的植物組織、器官攜帶較多微生物，因此需要消毒處理后才能進(jìn)行

培養(yǎng)，A正確；植物生長調(diào)節(jié)劑配比會影響愈傷組織的分化方向，例如適當(dāng)?shù)纳?/p>

長素和細(xì)胞分裂素配比可以誘導(dǎo)芽的分化，B正確；據(jù)圖可知懸浮培養(yǎng)的單細(xì)胞

可發(fā)育成胚狀體，用酶解法（纖維素酶和果膠酶）去除植物細(xì)胞壁，獲得的原生

質(zhì)體也可培養(yǎng)形成植株，C正確；植物細(xì)胞仍保留了該物種全套的遺傳物質(zhì)，故

全能性并未喪失，但由于各種原因，其全能性的表達(dá)受到了阻礙，D錯誤。

例題2：甲、乙兩種遠(yuǎn)緣植物體細(xì)胞融合會導(dǎo)致一方的染色體被排出，若甲細(xì)胞

的染色體在融合前斷裂，形成的染色體片段在細(xì)胞融合后可能不會被全部排出，

未排出的染色體片段可以整合到另一個細(xì)胞的染色體上而留存在雜種細(xì)胞中。依

據(jù)該原理，將抗黑脛病的黑芥與不抗黑脛病的甘藍(lán)型油菜進(jìn)行體細(xì)胞雜交獲得了

抗黑脛病的甘藍(lán)型油菜新品種，過程如下圖所示。下列說法錯誤的是（）

A.④過程用到了植物組織培養(yǎng)技術(shù)

B.抗黑脛病的甘藍(lán)型油菜染色體上整合了黑芥的染色體片段

C.②過程紫外線照射劑量不同可能會導(dǎo)致黑芥染色體斷裂程度不同

D.可利用聚乙一醇或滅活的病毒詡導(dǎo)兩種植物原生質(zhì)體融合

【答案】D

【解析】④過程用到了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，該技術(shù)的原理是植物細(xì)胞的全能性，

A正確；題意顯示，“若甲細(xì)胞的染色體在融合前斷裂，形成的染色體片段在細(xì)

胞融合后可能不會被全部排出，未排出的染色體片段可以整合到另一個細(xì)胞的染

色體上而留存在雜種細(xì)胞中依據(jù)該原理，可推測抗黑脛病的甘藍(lán)型油菜染色

體上整合了黑芥的染色體片段，因此獲得了抗黑脛病的性狀，B正確；②過程表

示用紫外線照射使黑芥的染色體斷裂，照射劑量不同可能會導(dǎo)致黑芥染色體斷裂

程度不同，C正確；③過程中常用物理法或化學(xué)法誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，而滅活的

病毒只能誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合，D錯誤。

例題3：煙薯一25是一種甜度大，抗病力強(qiáng)，產(chǎn)量高的紅薯v它是通過無性繁殖

獲得的作物，多代繁殖后病毒會在體內(nèi)積累，導(dǎo)致含糖量不足，產(chǎn)量下降。大面

積栽培時，一般都用脫毒苗。下列有關(guān)脫毒苗培育過程的敘述，錯誤的是（）

A.脫毒苗培育過程的原理是植物細(xì)胞具有全能性

B.脫毒苗培育過程需經(jīng)歷脫分化和再分化兩個階段

C.脫分化和再分化的培養(yǎng)基成分是相同的，但兩個階段光照條件不同

D.培育脫毒苗應(yīng)選用分生組織，因為分裂旺盛，所含的病毒少

【答案】C

【解析】脫毒苗的培育采用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，該技術(shù)的原理是植物細(xì)胞具有

全能性，A正確；脫毒苗培育過程是植物組織培養(yǎng)的過程，需經(jīng)過脫分化和再分

化兩個階段，B正確；植物組織培養(yǎng)中脫分化和再分化的培養(yǎng)基中植物激素的含

量不同，C錯誤；由于分生組織細(xì)胞分裂旺盛，所含的病毒少，因此可用分生組

織（如芽尖）進(jìn)行組織培養(yǎng)，從而獲得脫毒苗，D正確。

考點(diǎn)二：動物細(xì)胞工程

1.常用的技術(shù)手段：動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物細(xì)胞核移植、動物細(xì)胞融合、生產(chǎn)單

克隆抗體等。

2.技術(shù)基礎(chǔ)：動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。

3.動物細(xì)胞培養(yǎng)

/概念：從動物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個細(xì)胞，然后，放在適

宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長和增殖。

/培養(yǎng)過程

/相關(guān)概念

（1）細(xì)胞貼壁：細(xì)胞懸液中分散的細(xì)胞貼附在瓶壁上。

（2）細(xì)胞的接觸抑制：當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞停止分裂

增殖的現(xiàn)象。

（3）原代培養(yǎng)：指動物組織消化后的初次培養(yǎng)。

（4）傳代培養(yǎng)：貼壁的細(xì)胞，出現(xiàn)接觸抑制后，需要重新用胰蛋白酶來處理，

然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，讓細(xì)胞繼續(xù)增殖的培養(yǎng)過程。

（5）細(xì)胞株：傳代培養(yǎng)的細(xì)胞能傳到10?50代，這樣的傳代細(xì)胞稱為細(xì)胞株。

（6）細(xì)胞系：傳代培養(yǎng)的細(xì)胞在傳到50代后，有部分細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改

變，獲得不死性，這種具有癌變特點(diǎn)的細(xì)胞稱為細(xì)胞系。

/培養(yǎng)條件

（1）無菌、無毒的環(huán)境：培養(yǎng)液和所有的培養(yǎng)用具要進(jìn)行無菌處理；通常還要

在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，以防培養(yǎng)過程中的污染；應(yīng)定期更換培養(yǎng)液，

防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害。

（2）營養(yǎng)：主要有糖、氨基酸、促生長因子、無機(jī)鹽、微量元素等。在使用含

有上述成分的合成培養(yǎng)基時，通常需加入血清、血漿等天然成分。

（3）溫度和pH：哺乳動物多以土0.5℃為宜，多數(shù)細(xì)胞生存的適宜pH為?。

（4）氣體環(huán)境：95%空氣+5%CC）2,O2是細(xì)胞代謝所必需的，CCh的主要作用

是維持培養(yǎng)液的pHo

/干細(xì)胞的培養(yǎng)及其應(yīng)用

（1）干細(xì)胞功能：在一定條件下，可以分化成其他類型的細(xì)胞。

（2）干細(xì)胞的存在：早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官中。

（3）種類

來源功能及應(yīng)用

能夠分化成為動物體內(nèi)的任何細(xì)

胚胎干細(xì)胞（ES

早期胚胎胞，并進(jìn)一步形成組織、器官甚至

細(xì)胞）

生物個體

只能分化成特定的紐胞或組織，不

成體干細(xì)胞成體組織或器官

具有發(fā)育成完整個體的潛能

誘導(dǎo)多能干細(xì)胞體外誘導(dǎo)體細(xì)胞能分化成為具有特定功能的細(xì)胞，

（iPS細(xì)胞）產(chǎn)生用于治療疾病

4.動物細(xì)胞融合與單克隆抗體

/動物細(xì)胞融合

（1）概念：動物細(xì)胞融合也稱細(xì)胞雜交，是指兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一

個細(xì)胞的過程。

（2）原理：細(xì)胞膜的流動性。

（3）誘導(dǎo)融合的三種方法

物理法：例如電激等。

化學(xué)法：例如聚乙二醇。

生物法：例如滅活的病毒。

（4）過程

※形成單核雜交細(xì)胞，具有原來兩個或多個細(xì)胞的遺傳信息，可表現(xiàn)出兩個或多

個親本的特點(diǎn)。

（5）意義：突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。

（6）動物細(xì)胞融合技術(shù)的應(yīng)用

成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物新品種培育等的重要手段。

用于制備單克隆抗體。

/單克隆抗體

（1）傳統(tǒng)抗體的制備

過程：①向動物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原，使動物產(chǎn)生抗體；②從動物血清中

分離所需抗體。

缺點(diǎn)：產(chǎn)量低、純度低、特異性差。

/單克隆抗體的制備

存在問題：B淋巴細(xì)胞能產(chǎn)生特異性抗體但不能無限增殖；骨髓瘤細(xì)胞能無

限增殖，但不能產(chǎn)生抗體。

解決思路：將B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合為雜交瘤細(xì)胞。

制備過程

①第一步：向免疫小鼠體內(nèi)注射特定的抗原蛋白，然后從小鼠體內(nèi)獲得已免疫的

B淋巴細(xì)胞；該細(xì)胞能產(chǎn)生單一抗體。

②第二步：用電激法、聚乙二醇法、滅活的病毒法等，誘導(dǎo)兩種細(xì)胞發(fā)生融合，

這時得到的融合細(xì)胞除了雜交瘤細(xì)胞，還有B淋巴細(xì)胞相互融合的細(xì)胞和骨髓

瘤細(xì)胞相互融合的細(xì)胞。

③第三步：用特定的選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞。然后再從雜交瘤細(xì)胞群中選

出能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。這時的雜交瘤細(xì)胞既能分泌抗體又能大量增殖。

④第四步：克隆化培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞。

⑤第五步：將雜交瘤細(xì)胞在體外培養(yǎng)或注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖，從細(xì)胞培養(yǎng)液或

小鼠的腹水中提取單克隆抗體。

/單克隆抗體的特點(diǎn)：特異性強(qiáng)、靈敏度高，并可大量制備。

/單克隆抗體制備過程中的篩選及原因

（1）第一次篩選是在B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合之后，篩選出雜交瘤細(xì)胞，

淘汰未融合細(xì)胞和同種細(xì)胞融合而成的細(xì)胞。

（2）第二次篩選需先在多孔培養(yǎng)板上培養(yǎng)，在每個孔只有一個雜交瘤細(xì)胞的情

況下開始培養(yǎng)，然后再篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)胞群。由于該細(xì)胞群是由單

個雜交瘤細(xì)胞克隆來的，所以產(chǎn)生的抗體一定是化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)的單克

隆抗體。

/單克隆抗體的應(yīng)用

（1）作為診斷試劑：能準(zhǔn)確只別各種抗原物質(zhì)的細(xì)微差異，并跟一定抗原發(fā)生

特異性結(jié)合，具有準(zhǔn)確、高效、簡易、快速的優(yōu)點(diǎn)。

（2）用于治療疾病和運(yùn)載藥物

單獨(dú)使用：直接用于癌癥或其他疾病的治療（作為藥物本身）。

綜合使用：與放射性同位素、細(xì)胞毒素或化學(xué)藥物結(jié)合制成“生物導(dǎo)彈”，

主要用于治療癌癥，也可用于治療其他疾病。

5.動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物

/動物核移植概念

（1）供體：動物一個細(xì)胞的細(xì)胞核。

（2）受體：去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞。

（3）結(jié)果：形成重組胚胎，發(fā)育成動物個體。

/類型：胚胎細(xì)胞核移植體、細(xì)胞核移植。

/體細(xì)胞核移植的過程

,克隆動物的特點(diǎn)

（1）克隆動物的性狀與核供體生物的性狀基本相同，但不是完全相同，原因是:

克隆動物的細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來自于受體卵母細(xì)胞；

生物的性狀不僅與遺傳物質(zhì)有關(guān)，還受環(huán)境影響。

（2）核基因是供體核基因的100%的復(fù)制。

（3）克隆動物是一種無性繁殖方式。

/克隆的層次

（1）分子水平：如DNA復(fù)制；

（2）細(xì)胞水平：動物細(xì)胞培養(yǎng)；

（3）個體水平：克隆羊“多利”的誕生。

/體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題

（1）應(yīng)用前景

畜牧業(yè)：加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。

醫(yī)藥衛(wèi)生：通過建立轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞系，再利用體細(xì)胞核移植技術(shù)培育的轉(zhuǎn)基

因克隆動物可以作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)許多珍貴的醫(yī)用蛋白。

治療人類疾?。?/p>

①轉(zhuǎn)基因克隆動物的細(xì)胞、組織或器官可以作為異種移植的供體。

②以患者作為供體培育的人核移植胚胎干細(xì)胞，經(jīng)過誘導(dǎo)分化能形成相應(yīng)的

細(xì)胞、組織或器官，將它們移植給患者時，可以避免免疫排斥反應(yīng)。

③研究克隆動物可使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程。

④克隆一批遺傳背景相同的動物，可以通過它們之間的對比來分析致病基因。

⑤克隆特定疾病模型的動物，還能為研究該疾病的致病機(jī)制和開發(fā)相應(yīng)的藥

物提供幫助。

保護(hù)瀕危物種：該技術(shù)有望增加瀕危物種的存活數(shù)量。

/存在問題

（1）體細(xì)胞核移植技術(shù)的成功率非常低。

（2）克隆動物存在健康問題，表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等。

1.植物組織培養(yǎng)與動物細(xì)胞培養(yǎng)的比較

項目植物組織培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)

原理植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞增殖

固體或半固體培養(yǎng)基，包液體培養(yǎng)基，包括無機(jī)鹽、葡

區(qū)

培養(yǎng)基括礦質(zhì)元素、蔗糖、維生萄糖、維生素、氨基酸、動物

別

素、瓊脂、植物激素等血清等

細(xì)胞來源離體植物器官、組織或細(xì)胚胎或幼齡動物組織、器官

胞

過程脫分化、再分化原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)

結(jié)果獲得新個體或細(xì)胞產(chǎn)品大量產(chǎn)生細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物

①快速繁殖名貴花卉和

果樹；

①生產(chǎn)蛋白質(zhì)制品，如病毒疫

②培養(yǎng)無病毒植株、轉(zhuǎn)基

苗、干擾素、單克隆抗體等；

用途因植物；

②檢測有毒物質(zhì)；

③大規(guī)模生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)品，

③研究生理、藥理、病理

如藥物、食品添加劑、香

料、色素等

①都需要人工條件下的無菌、無毒操作，無菌培養(yǎng)；

相同點(diǎn)

②都進(jìn)行有絲分裂

2.植物體細(xì)胞雜交和動物細(xì)胞融合的比較

項目植物體細(xì)胞雜交動物細(xì)胞融合

細(xì)胞膜的流動性和植物細(xì)胞的全

原理細(xì)胞膜的流動性

能性

酶解法去掉細(xì)胞壁后，誘導(dǎo)原生

分散成單個細(xì)胞后誘導(dǎo)細(xì)胞融

步驟質(zhì)體融合，形成雜種體細(xì)胞，再

合

經(jīng)過植物組織培養(yǎng)形成雜種植株

物理方法、化學(xué)方法、滅活病

誘導(dǎo)方法物理方法、化學(xué)方法

毒

結(jié)果形成雜種植株形成雜種細(xì)胞

3.對動物細(xì)胞融合的理解

（1）動物細(xì)胞融合的過程包括細(xì)胞膜融合、細(xì)胞質(zhì)融合和細(xì)胞核融合。其中細(xì)

胞膜融合是細(xì)胞融合的先導(dǎo)，細(xì)胞核融合是細(xì)胞融合的實(shí)質(zhì)。

（2）融合處理后的細(xì)胞不可以直接用于培養(yǎng)，還需要篩選。因為誘導(dǎo)融合的手

段只是促使細(xì)胞間的融合，不能保證所有的細(xì)胞都發(fā)生融合，形成的融合細(xì)胞也

有多種，因此需要進(jìn)行篩選。

（3）細(xì)胞融合技術(shù)與有性雜交不同。有性雜交有著十分嚴(yán)格的時空關(guān)系和物種

界限；動物細(xì)胞融合則不同，它通過人工的方法克服了存在于物種之間的遺傳屏

障，從而能夠按照人們的意愿，把不同物種的不同組織類型的細(xì)胞融合在一起。

4.植物體細(xì)胞雜交和單克隆抗體制備的比較

植物體細(xì)胞雜交（番茄一馬鈴薯

比較項目單克隆抗體制備

植株）

第1步原生質(zhì)體的制備（酶解法）正常小鼠的處理（注射滅活抗原）

第2步原生質(zhì)體的融合（物、化法）動物細(xì)胞融合（物、化、生法）

第3步雜種細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)

提純單克隆抗體（特異性強(qiáng)、靈

第4步雜種植株鑒定

敏度高）

酶解法除去細(xì)胞壁：纖維素酶、注射特定抗原，免疫處理正常小

融合前處理

果膠酶鼠

①克服有性遠(yuǎn)緣雜交不親和的隙①制備單克隆抗體；

意義和用途礙；②有助于疾病的診斷、治療、預(yù)

②培育作物新品種防

5.漿細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞的比較

細(xì)胞類型來源特點(diǎn)

由B淋巴細(xì)胞受抗原刺激后增能產(chǎn)生單一抗體，但不能無限增

漿細(xì)胞

殖分化而來殖

骨髓瘤細(xì)胞從骨髓腫瘤中提取能無限增殖，但不能產(chǎn)生抗體

雜交瘤細(xì)胞漿細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合而成既能產(chǎn)生抗體，又能無限增殖

6.制備單克隆抗體過程中的兩次篩選

項目第一次篩選第二次篩選

從小鼠體內(nèi)提取的B淋巴細(xì)胞有很

篩選誘導(dǎo)融合后得到多種雜交細(xì)

多種，形成的雜交瘤細(xì)胞也有很多

原因胞，另外還有未融合的細(xì)胞

種

用特定的選擇性培養(yǎng)基篩選：用多孔培養(yǎng)皿培養(yǎng)，在每個孔只有

篩選

未融合的細(xì)胞和同種細(xì)胞融合一個雜交瘤細(xì)胞的情況下開始克隆

方法

后形成的細(xì)胞都會死亡，只有化培養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)多次篩選得

融合的雜交瘤細(xì)胞才能生長到能產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)胞群

篩選

得到雜交瘤細(xì)胞得到能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞

目的

7.體細(xì)胞核移植技術(shù)的條件及原因

/卵母細(xì)胞的選擇時期及原因

選擇處于減數(shù)第二次分裂中期的次級卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞，其原因是：

（1）卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)內(nèi)存在激發(fā)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)；

（2）卵母細(xì)胞體積大，便于操作；

（3）卵母細(xì)胞內(nèi)卵黃多，營養(yǎng)物質(zhì)豐富。

/供體細(xì)胞：取供體動物的體細(xì)胞培養(yǎng)，一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，因

為10代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型，保證了供體細(xì)胞正常的

遺傳基礎(chǔ)。

/動物體細(xì)胞不能經(jīng)培養(yǎng)直接發(fā)育成完整個體的原因是動物體細(xì)胞的全能性

受到限制。用體細(xì)胞核移植技術(shù)能夠得到克隆動物，說明動物體細(xì)胞的細(xì)胞

核具有全能性。

/該過程用到的技術(shù)手段：動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物細(xì)胞融合、早期胚胎培養(yǎng)和胚

胎移植。

例題1：如圖表示動物細(xì)胞培養(yǎng)的相關(guān)過程，相關(guān)敘述正確的是（）

A.甲過程需要用胰蛋白酶處理，乙、丙分別代表脫分化、再分化

B.細(xì)胞在代謝過程中會積累有害物質(zhì)，因而需加抗生素加以中和

C.若培養(yǎng)細(xì)胞為雜交瘤細(xì)胞，則無需破碎細(xì)胞即可提取單克隆抗體

D.若培養(yǎng)細(xì)胞為成纖維細(xì)胞，則可為基因工程和核移植提供受體細(xì)胞

【答案】C

【解析】本題考查動物細(xì)胞培養(yǎng)。動物細(xì)胞培養(yǎng)過程不存在脫分化和再分化；加

抗生素是為了防止動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中雜菌污染；抗體為分泌蛋白，因此不需破

碎細(xì)胞，從細(xì)胞培養(yǎng)液中即可獲得；動物細(xì)胞工程的受體細(xì)胞選擇受精卵。

例題2：將患者腫瘤細(xì)胞與抗原呈遞細(xì)胞“雜交”制成的新型腫瘤疫苗，能使人

體免疫系統(tǒng)識別并殺傷腫瘤細(xì)胞，有效控制腫瘤的轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)，為癌癥治療增添

了新手段。下列說法錯誤的是（）

A.細(xì)胞融合前，可以用胰蛋白酶處理腫瘤組織

B.該技術(shù)突破了有性雜交方法的局限，使細(xì)胞遠(yuǎn)緣雜交成為可能

C.該技術(shù)可采用滅活病毒作為動物細(xì)胞融合的誘導(dǎo)劑

D.兩種細(xì)胞誘導(dǎo)融合完成后，可直接將融合細(xì)胞進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)

【答案】D

【解析】進(jìn)行動物細(xì)胞融合之前，可用機(jī)械的方法或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等

處理，使組織細(xì)胞分散成單細(xì)胞，A正確；不同種生物之間由于存在生殖隔離，

無法通過有性雜交的方式產(chǎn)生可育后代，細(xì)胞融合突破了有性雜交的局限，使細(xì)

胞遠(yuǎn)緣雜交成為可能，B正確；動物細(xì)胞融合常采滅活病毒作為誘導(dǎo)劑，C正確;

細(xì)胞融合誘導(dǎo)完成后，還需篩選得到所需的雜交瘤細(xì)胞，不可直接將融合細(xì)胞進(jìn)

行大規(guī)模培養(yǎng)，D錯誤。

例題3：以下為克隆羊“多利”的培育過程，下列說法錯誤的是（）

A.重組細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)具有調(diào)控細(xì)胞核發(fā)育的作用

B.“多利”的染色體全部來自甲羊

C.“試管嬰兒”培育方法與圖示方法本質(zhì)相似

D.本實(shí)驗原理是動物細(xì)胞核的全能性

【答案】C

【解析】去核卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中具有調(diào)控細(xì)胞核發(fā)育的物質(zhì)，能為重組細(xì)胞提

供發(fā)育所需的營養(yǎng)；染色體存在于細(xì)胞核中，因此“多利羊”的染色體全部來自

提供細(xì)胞核的甲羊；試管嬰兒的培育屬于有性生殖，而圖示為無性生殖范疇；本

實(shí)驗體現(xiàn)了細(xì)胞核的全能性。

考點(diǎn)三：胚胎工程

1.胚胎工程

（1）操作對象：生殖細(xì)胞、受精卵或早期胚胎細(xì)胞。

（2）移植過程：將胚胎移植到雌性動物體內(nèi)。

（3）目的：生產(chǎn)后代，滿足人類的各種需求。

（4）處理技術(shù)：體外受精、胚胎移植和胚胎分割等。

2.受精作用

/精子的發(fā)生

（1）場所：睪丸。

（2）時期：從初情期開始，直到生殖機(jī)能衰退。

（3）形成過程：

（4）精子的變形（包括頭、頸、尾）：

/卵子的發(fā)生

（1）場所：卵巢。

（2）時期：動物的胚胎在性別分化以后。

（3）卵子發(fā)生的過程

/受精

（1）概念：精子與卵子結(jié)合形成合子的過程。

（2）場所：輸卵管。

（3）受精標(biāo)志：在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體。

（4）過程：

受精前的兩個準(zhǔn)備

①精子獲能：精液由精子和精清（精漿）兩部分組成。精清中含有一種能抑制精

子獲能的物質(zhì)，因此，在一般情況下，精液中的精子無法獲能。只有當(dāng)交配后精

液進(jìn)入雌性動物的生殖道時，由生殖道分泌產(chǎn)生一種物質(zhì)解除對精子獲能的抑制,

才能引起精子獲能。

②卵子的準(zhǔn)備：在輸卵管中發(fā)育到減數(shù)第二次分裂的中期，才具有與精子受精的

能力。

受精階段：

（5）受精的標(biāo)志：在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體。

（6）受精過程中關(guān)鍵點(diǎn)的解讀

剛剛排出的精子，不能立即與卵子受精，精子需要在雌性生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)

的生理變化，如呼吸速率增強(qiáng)、膜代謝加強(qiáng)、運(yùn)動形式改變等，然后才能獲得受

精的能力。

精子、卵子受精過程中發(fā)生頂體反應(yīng)、透明帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng)。

通過頂體反應(yīng)形成精子穿越放射冠和透明帶的通路。

防止多精入卵有兩道屏障，一是透明帶反應(yīng)，二是卵細(xì)胞膜反應(yīng)。通過兩道

屏障保證受精卵中遺傳物質(zhì)與親代體細(xì)胞一致，從而保證遺傳的穩(wěn)定性。

卵子受精的標(biāo)志是在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極休；受精過

程結(jié)束的標(biāo)志是雌、雄原核融合形成合子。

3.體外受精

（1）概念：通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)

發(fā)育為早期胚胎后，再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術(shù)。

（2）重要應(yīng)用——良種培育：實(shí)現(xiàn)良種動物的快速大量繁殖。

（3）技術(shù)手段：首先要做的是體外受精和早期胚胎的培養(yǎng)。

（4）基本步驟：卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)、精子的采集和獲能、受精。

4.早期胚胎發(fā)育

/卵裂期特點(diǎn)

項目變化

細(xì)胞數(shù)目增多

每個細(xì)胞體積減小

總體積基區(qū)不變

DNA總量增多

每個細(xì)胞DNA基太不變

有機(jī)物總量（能量）減少

物質(zhì)種類增多

/早期胚胎發(fā)育的幾個階段及特點(diǎn)

（1）卵裂期

場所：最初在輸卵管，后移入子宮。

分裂方式：有絲分裂。

特點(diǎn)：卵裂速度快，細(xì)胞未生長即進(jìn)入下次分裂。DNA、細(xì)胞的數(shù)量不斷

增加，每個細(xì)胞體積越來越小，但胚胎的總體積并不增加或略有縮小，有機(jī)物的

種類增加而含量降低。

（2）桑根胚：卵裂形成32個細(xì)胞左右的胚，每一個細(xì)胞都屬于全能細(xì)胞。

（3）囊胚

組成：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)（內(nèi)部細(xì)胞）、滋養(yǎng)層細(xì)胞（外部細(xì)胞）、囊胚腔。

特點(diǎn)：細(xì)胞已分化。

分化結(jié)果：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育為胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層細(xì)胞將來發(fā)育為胎

膜和胎盤。

（4）原腸胚：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表層的細(xì)胞形成外胚層，下方的細(xì)胞形成內(nèi)胚層，出現(xiàn)

原腸腔。

5.胚胎移植

/早期胚胎培養(yǎng)

（1）培養(yǎng)液的成分：一般包括無機(jī)鹽、有機(jī)鹽類、維生素、激素、氨基酸、核

甘酸等營養(yǎng)成分，以及血清等物質(zhì)。

（2）胚胎早期培養(yǎng)的目的

精子和卵子在體外受精后，應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查

受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。

當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時可進(jìn)行受體移植或冷凍保存。

（3）胚胎移植的時間

不同動物胚胎移植的時間不同。牛、羊一般要培養(yǎng)到桑松胚階段或囊胚階段

進(jìn)行移植；人的體外受精胚胎，可在8?16個細(xì)胞階段移植。

/胚胎移植

（1）概念：指將雌性動物體內(nèi)的早期胚胎或通過體外受精及其他方式得到的胚

胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體

的技術(shù)。

（2）實(shí)質(zhì)：從過程看，實(shí)際上是生產(chǎn)胚胎的供體和孕肓胚胎的受體共同繁殖后

代的過程。從結(jié)果看，是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。

（3）在胚胎工程中的地位及意義

地位：是胚胎工程其他技術(shù)的最后一道“工序二

意義：可充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力。

（4）生理學(xué)基礎(chǔ)及相應(yīng)意義

生理學(xué)基礎(chǔ)意義

同種動物的供、受體排卵后，生殖為供體的胚胎移入受體提供了相同的生

器官的生理變化是相同的理環(huán)境

早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不

會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，為胚胎的收集提供了可能

而是處于游離狀態(tài)

受體對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫

為胚胎在受體內(nèi)存活提供了可能

排斥反應(yīng)

供體胚胎可與受體子宮建立正常的為移植后的胚胎繼續(xù)發(fā)育提供了營養(yǎng)等

生理和組織聯(lián)系，但其遺傳特性不方面的保障，且胚胎優(yōu)良遺傳特性得以

受影響保持

（5）基本程序

（1）同期發(fā)情：激素處理供體、受體母牛，使它們的生理條件達(dá)到同步或一致,

這樣才能使移植的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件，這是胚胎移植成功

與否的關(guān)鍵。

（2）各個受精卵的遺傳物質(zhì)可能不同，因為每個受精卵是由不同的精子與卵細(xì)

胞結(jié)合形成的，在形成精子與卵子的過程中發(fā)生了基因重組。

6.胚胎分割

（1）概念：采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移

植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。

（2）所需主要儀器設(shè)備：體視顯微鏡和顯微操作儀。

（3）操作對象及要求：選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑甚胚或囊胚，將它移入盛

有操作液的培養(yǎng)皿中，在顯微鏡下用分割針或分割刀分割。在分割囊胚階段的胚

胎時，要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。

（4）胚胎分割的意義

促進(jìn)優(yōu)良動物品種的繁殖，產(chǎn)生遺傳性狀相同的后代用于遺傳學(xué)研究。

對胚胎進(jìn)行性別鑒定、遺傳病篩查等，對于人工控制動物性別、動物繁育健

康后代有重要意義。

1.精子和卵子發(fā)生的異同點(diǎn)

項目精子發(fā)生卵子發(fā)生

場所睪丸曲細(xì)精管卵巢（MI）、輸卵管（Mil）

區(qū)別

時間初情期后性別分化后開始，卵泡的形成

和在卵巢內(nèi)的儲備是在出生

前完成的，減數(shù)第二次分裂是

在精子和卵子結(jié)合的過程中

完成的

①M(fèi)1和MII是連

①M(fèi)I和MH是不連續(xù)的，不

過程特點(diǎn)續(xù)的，需變形；②細(xì)

需變形；②細(xì)胞質(zhì)不均等分配

胞質(zhì)均等分配

結(jié)果形成4個精子形成1個卵子和3個極體

①原始生殖細(xì)胞的增殖為有絲分裂；

②產(chǎn)生精子和卵子的方式均為減數(shù)分裂。該過程中

相同點(diǎn)

均經(jīng)過一次染色體復(fù)制和兩次分裂，子細(xì)胞中染色

體數(shù)目減半

2.受精過程中的“三大反應(yīng)”與防止多精入卵受精的“兩道屏障”

（1）頂體反應(yīng)：精子膜和頂體外膜發(fā)生一系列改變并釋放頂體酶的過程；頂體

反應(yīng)的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道，是精子和卵子結(jié)合必不可少的條

件。

（2）透明帶反應(yīng)：精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間，會產(chǎn)生阻止后來的精子進(jìn)入透明

帶的生理反應(yīng)，稱做透明帶反應(yīng)，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。

（3）卵細(xì)胞膜反應(yīng)：精子入卵后，卵細(xì)胞膜會立即發(fā)生一種生理反應(yīng)，拒絕其

他精子再進(jìn)入卵內(nèi)，稱為卵細(xì)胞膜反應(yīng)，這是防止多精入卵受精的第二道屏障。

3.比較自然受精、人工授精和體外受精的異同點(diǎn)

項目自然受精人工授精體外受精

用人工的方法人工獲取精子、

過程將公畜的精液卵子，在體外培

雌雄動物交配完成

不同注入母畜生殖養(yǎng)液中完成受

不同點(diǎn)

道內(nèi)，完成受精精過程

場所雌性動物輸卵

雌性動物輸卵管中體外培養(yǎng)液中

不同管中

相同點(diǎn)（1）精子獲能、卵子成熟后方能完成受精過程;

(2)都是有性生殖

4.胚胎分割動物和體細(xì)胞核克隆動物的異同

胚胎分割動物體細(xì)胞核克隆動物

相同點(diǎn)都屬于無性生殖或克隆，最終技術(shù)是超胎移植

胚胎的雌性動物的早期胚胎或體外受通過核移植技術(shù)獲得的重

來源精及其他方式得到的胚胎組胚胎

不胚胎分割動物具有相同的遺傳

遺傳克隆動物的核遺傳物質(zhì)主

同物質(zhì)，兩個親本提供的核遺傳物

物質(zhì)要由供體細(xì)胞核提供

點(diǎn)質(zhì)一樣多

經(jīng)過核移植形成的一個細(xì)

起點(diǎn)經(jīng)過受精作用形成的一個細(xì)胞

胞

例題1：下列關(guān)于高等哺乳動物受精與胚胎發(fā)育的敘述，不正確的是()

A.絕大多數(shù)精、卵細(xì)胞的識別具有物種特異性

B.卵裂期細(xì)胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷增大

C.桑根胚階段前的每個細(xì)胞都屬于全能細(xì)胞

D.原腸胚的外胚層由內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表層的細(xì)胞形成

【答案】B

【解析】絕大多數(shù)精、卵細(xì)胞的識別具有物種特異性，不同物種之間的精、卵細(xì)

胞一般不會發(fā)生受精作用，A正確；卵裂期細(xì)胞數(shù)量增多，但胚胎總體積并不增

加，所以細(xì)胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷減小，B錯誤；桑甚胚階段前的每個

細(xì)胞都具有發(fā)育成完整胚胎的潛能，屬于全能細(xì)胞，C正確；囊胚孵化后，再進(jìn)

一步發(fā)育，內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表層的細(xì)胞形成外胚層，下方的細(xì)胞形成內(nèi)胚層，這時的胚

胎為原腸胚，D正確。

例題2：動物細(xì)胞培養(yǎng)是動物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)。如圖所示，a、b、c表示現(xiàn)代工

程技術(shù)，①②③表示通過相應(yīng)技術(shù)經(jīng)胚胎移植得到的個體，下列說法正確的是

()

A.若a是體細(xì)胞核移植技術(shù)，則①反映了動物細(xì)胞也具有全能性

B.若b是體外受精技術(shù)，則②為良種家畜快速大量繁殖提供了可能

C若c是胚胎分割技術(shù)，則③中個體的基因型和表現(xiàn)型一定相同

D.①②③生產(chǎn)過程中的受體需用促性腺激素進(jìn)行同期發(fā)情處理

【答案】B

【解析】若a是體細(xì)胞核移植技術(shù)，則①反映了動物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性,

A錯誤；若b是體外受精技術(shù)，則②為試管動物，這為良種家畜快速大量繁殖提

供了可能，B正確；胚胎分割技術(shù)所得個體的基因型完全相同，但表型不一定完

全相同，因為表型還受環(huán)境的影響，C