克隆技术 2011年高考复习专题

重点知识解析
克隆的含义
　　“克隆”是英文单词“clone”的音译，clone源于希腊文klon，原意指幼苗或嫩枝以营养繁殖方式培育植物，即无性繁殖系。当前，在生物学领域的克隆有下述3层含义：
　　⑴ 分子水平的克隆——基因克隆：是指通过重组DNA技术插入某载体的特定DNA片段，在宿主细胞中进行多次复制而形成的分子“群体”。
　　⑵ 细胞水平的克隆：是指由一个细胞分裂形成的一个细胞群体。例如，某个细胞在体外培养液中分裂若干代，形成的遗传背景完全相同的细胞群，就是一个细胞克隆。 当某种抗原（如细菌或病毒）侵入动物体时，产生特异性抗体的所有浆细胞是由同一个B细胞分裂形成的，这个浆细胞群也是一个细胞克隆。
　　⑶ 个体水平的克隆：是指由基因型相同的个体组成的群体。如通过植物组织培养技术（无性繁殖）培育出的植株，是提供外植体的亲本的克隆。克隆羊多莉是提供细胞核的亲本羊的克隆。

克隆的理论基础
　　分子水平克隆的理论基础是半保留复制；细胞水平的克隆的理论基础是细胞的有丝分裂；个体水平的克隆的理论基础是细胞的全能性。

植物组织培养
　　⑴ 植物细胞的概念
　 　　指在无菌和人工控制条件下，将植物体离体的器官、组织和细胞培养在人工配制的培养基上，使其形成完整植株或产生细胞代谢产物。
　　⑵ 植物组织培养原理——植物细胞的全能性
　 　　定义：植物体的每个细胞都具有发育为完整个体的潜能
　 　　原因：生物体的每一个细胞含有该物种所特有的全套的遗传物质（全部基因或全套遗传信息）
　 　　不同细胞全能性的高低：受精卵是全能性最高的细胞；生殖细胞和早期胚胎细胞具有较高的潜在全能性；体细胞离体后，在一定条件下表现出全能性
　　⑶ 植物组织培养的一般过程
　　　
　 　　①脱分化：原已分化的细胞经过诱导后，失去原有的结构和功能，恢复分裂能力转变为未分化的细胞的过程
　 　　②愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，经过诱导脱分化恢复细胞分裂能力，形成的一团相对不分化、无定形状态的薄壁细胞。
　 　　③再分化：愈伤组织在一定条件下，可再分化出根和芽，形成完整的小植株。
　　⑷ 植物细胞全能性实现条件
　 　　① 离体条件
　 　　② 营养条件：水、无机盐、蔗糖、有机添加物、维生素等。
　 　　③ 激素调控
　　　　　　　
　 　　④无菌条件控制：培养基灭菌；外植体消毒；接种环境消毒灭菌；无菌接种操作
　 　　⑤外界环境条件：光、温度、空气等
　　⑸ 植物组织培养的意义
　 　　①快速繁殖；②培养脱病毒苗（植物体内病毒是通过输导组织传播的，植物的茎尖还没有分化出输导组织，没有病毒，可做为脱病毒培养的外植体）；③细胞代谢产物的工厂化生产（如药物、香料、色素、食品添加剂、杀虫剂）；④生产人工种子：愈伤组织可以诱导分化出胚状体，类似于种子的胚，包上人工种皮，形成人工种子；⑤作物新品种的培育：如单倍体育种过程中的花药离体培养，培养的细胞或愈伤组织的诱变处理形成突变体，用于转基因植物的培育。

植物体细胞杂交
　　⑴ 概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培养成新的植物体的技术。
　　⑵ 原理：植物细胞的全能性（杂种细胞→完整植株）
　　⑶ 过程：
　 　　① 利用纤维素酶、果胶酶去掉细胞壁，分离出有活性的原生质体
　 　　② 人工诱导原生质体融合，形成杂种细胞。
　 　　　 诱导方法：物理法：电刺激、离心、震动
　 　　　 化学方法：聚乙二醇（PEG）诱导
　 　　③ 杂种细胞组织培养，获得杂种植株
　　⑷ 意义：克服远源杂交不亲和性，培育新品种

动物细胞培养
　　⑴ 培养条件
　 　　① 无菌、无毒的环境：如培养液和培养工具灭菌，培养液中常添加抗生素的抑菌，定期更换培养液，以清除代谢废物
　 　　② 营养：如培养液中加入糖、氨基酸、无机盐、动物血清等
　 　　③ 温度和pH：如培养哺乳动物细胞，温度控制36.5℃左右；pH：7.2~ 7.4
　 　　④ 气体环境：一般用95%空气加5% CO2 （维持培养液pH）
　　⑵ 培养过程
　 　　
　　⑶ 细胞培养（克隆）的意义
　 　　① 获得具有重要价值的生物制品：如干扰素、病毒疫苗等。
　 　　② 修复受损伤的器官
　 　　③ 检测有毒物质
　 　　④ 用于生理、病理、药理等方面的研究
　 　　⑤是其他细胞工程技术的基础

动物体细胞核移植技术和克隆动物
　　⑴ 概念：是指将体细胞核经显微手术移植到去核卵母细胞中，由重组细胞发育成新个体的技术；用核移植的方法得到的动物为克隆动物
　　⑵ 类型
　 　　① 胚胎细胞核移植
　　　　　　　　　
　 　　② 体细胞核移植——多莉
　　　　　　　　　　　

　　和鲤鲫移核鱼的技术相比，克隆羊的成功主要有两个突破，一是成功克隆出了哺乳动物，二是利用成熟的体细胞的细胞核。
　　⑶ 意义：
　 　　① 理论意义：说明动物高度分化的细胞可恢复到类似受精卵的功能。（细胞核具有全能性）； 细胞质具有调控细胞核基因表达的作用
　 　　② 应用价值：促进优良种畜繁育；保护繁育濒危动物；核移植胚胎干细胞用于诱导形成器官；转基因动物克隆
　 　　③ 存在问题： 成功率低；大多数克隆动物存在健康问题，表现出遗传、生理缺陷。

动物细胞融合（细胞杂交）典型应用实例——单克隆抗体

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