细胞工程

详解

细胞工程涉及的技术在高考中常以综合题形式出现，如将单克隆抗体制备与基因工程结合（制备嵌合抗体）、将植物组织培养与诱变育种结合（筛选突变体）。注意：动物细胞培养是动物细胞工程的基础，需掌握培养条件（无菌、37℃、5% CO2）、培养基成分（葡萄糖、氨基酸、血清等）及细胞生长特点（贴壁生长、接触抑制）。此外，干细胞技术（如iPS细胞）也属于细胞工程范畴，需了解其诱导方法及应用前景。

核心概念

• 动物细胞融合技术是指通过物理、化学或生物方法，使两个或多个动物细胞合并成一个杂交细胞的技术。该技术常用于制备单克隆抗体，其核心步骤包括：用灭活的仙台病毒或聚乙二醇（PEG）诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，形成杂交瘤细胞。
  【示例】将经特定抗原免疫的小鼠脾脏B细胞与骨髓瘤细胞融合，通过HAT培养基筛选未融合的B细胞（不能无限增殖）和骨髓瘤细胞（缺乏次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶，不能利用补救合成途径），仅杂交瘤细胞存活。
  【考纲关联】高考常以流程图形式考查融合方法、筛选原理及单克隆抗体的应用（如诊断、靶向治疗）。
• 植物组织培养利用植物细胞的全能性，在无菌条件下将外植体（如茎尖、叶片）接种于含生长素和细胞分裂素的培养基上，诱导脱分化形成愈伤组织，再分化成根和芽，最终获得完整植株。
  【示例】取菊花茎段，在MS培养基中添加2 mg/L 6-BA和0.2 mg/L NAA，培养20天后形成愈伤组织，再调整激素比例（减少细胞分裂素、增加生长素）促进生根。
  【考纲关联】常结合植物激素配比、无菌操作及快速繁殖（微型繁殖）考查，注意区分脱分化与再分化的条件。
• 核移植技术是将体细胞的细胞核移植到去核的卵母细胞中，构建重组胚胎，再移入代孕母体发育成新个体。该技术证明了已分化的体细胞核仍具有全能性。
  【示例】将绵羊乳腺上皮细胞的细胞核注入去核的卵母细胞，经电融合激活后发育至桑椹胚或囊胚，移植至代孕母羊子宫，最终诞生克隆羊“多莉”。
  【考纲关联】高考常以流程图或实验设计题考查核移植的步骤、成功率低的原因（如卵母细胞质中因子对核的重编程）及伦理问题。

推导过程

细胞工程的核心技术包括动物细胞融合、植物组织培养和核移植，它们均基于细胞全能性（植物细胞）或细胞核全能性（动物细胞）。学习时，应从技术流程、原理、应用三个维度对比：动物细胞融合强调诱导方法（病毒、PEG、电融合）和筛选策略（HAT培养基），植物组织培养注重激素配比（生长素/细胞分裂素比例决定分化方向）及无菌条件，核移植则需理解卵母细胞质对核重编程的作用。高考中常以流程图形式考查各步骤的目的和操作要点，例如：单克隆抗体制备中，为何先免疫小鼠再取脾脏？为何用灭活病毒诱导？植物组织培养中，为何外植体需消毒？核移植时，为何选用去核的MⅡ期卵母细胞？此外，注意区分动物细胞培养（原代培养与传代培养）与植物组织培养的异同：前者需胰蛋白酶处理，后者需激素诱导。建议通过绘制概念图或流程图，将各技术的共性与特性串联，避免混淆。

常见误区

• 混淆动物细胞融合与植物体细胞杂交：动物细胞融合不需去除细胞壁，而植物体细胞杂交需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。
• 误认为HAT培养基直接筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞：实际先筛选出杂交瘤细胞，再通过抗体检测筛选出阳性克隆。
• 认为植物组织培养中愈伤组织分化时激素比例固定：分化根时需较高生长素/细胞分裂素比，分化芽时需较低比值。
• 忽略核移植中卵母细胞的作用：卵母细胞质中含有激活核全能性的因子，且其体积大、易操作。

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