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核心考点 DAY 07
姓名： 日期： 班级：
《生物工程》专题
传
统
发
酵
技
术
传统发
酵技术
直接利用原材料中 存在的微生物，或利用 发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的
微生物进行发酵、制作食品的技术称为传统发酵技术
发酵
概念
发酵是指人们利用 ，在 的条件下，将原料通过微生物的 转化为人
类所需要的产物的过程
方式
传统发酵以 菌种的固体发酵及半固体发酵为主
本质
利用微生物的代谢，进行物质的转化，不同的微生物具有产生 的能力，因
此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物
常用
微生物
种类
酵母菌
醋酸菌
毛霉
乳酸菌
生物类型
真核生物
原核生物
真核生物
原核生物
代谢类型
异养兼性厌氧型
异养需氧型
异养需氧型
异养厌氧型
发酵温度
℃
℃
℃
作用
酿酒
酿醋
腐乳
泡菜、酸奶
果酒
制作
酵母菌
结构
单细胞真菌
电镜下的酵母菌
代谢类型异养兼性厌氧型
作用
在 条件下能进行酒精发酵，可用于
酿酒、制作馒头和面包等
最适温度约为28℃
来源
含糖量较高的水果、蔬菜表面；酒曲中也
有大量酵母菌
氧气条件
氧气会抑制酵母菌的无氧呼吸，促进其有
氧呼吸，因此发酵时需要无氧的条件
考点
提示
发酵条件
发酵开始阶段应提供 ,促进酵母菌大量繁殖；然后用无氧条件促进酒精发
酵
培养空间
发酵装置要留1/3 空间,一方面在初期可以提供 ,另一方面可以防止
产生的 导致发酵液溢出
菌种变化
初期酵母菌数量大幅增加，但随着营养物质的消耗和酒精的积累，酵母菌数量
先上升、再稳定， 最后逐渐减少
颜色变化
由果皮进入发酵液的花青素会越来越多，致使发酵液的颜色会逐渐加深，
直至变成深红色
酒精检测
可以用 性重铬酸钾检测酒精的生成，颜色变化为由橙色变为
果醋
制作
醋酸菌
结构
原核细胞
电镜下的醋酸杆菌
代谢类型异养需氧型
作用
O2、糖源
将糖分解成
充足、缺少
先将乙醇转化为 ，再将乙醛变
为
最适温度多数是30～35℃
来源
分布广泛，在空气、土壤、水果表面都有存在
制作
果醋
当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为30～
35
,
℃时间为7～8d。
考点
提示
醋酸菌来源空气中就有醋酸菌，落入发酵液中促进醋酸发酵
发酵菌膜发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌
膜，这是 膜
酿酒失败
原因
如果酿酒失败，酒变酸，通常是因为装置密闭不
好导致 的繁殖
发酵装置可用酒精发酵装置酿醋，但要提高发酵温度，并
不断通入
工业生产
工业生产中，一般用人工接种的 菌种，可
以提高发酵效率
微
微生物
培养基
种类
成分
培养基种类
来源
案例
传
统
发
酵
技
术
泡菜
制作
乳酸菌
结构
原核细胞，包括乳酸链球菌、乳酸杆菌、双歧杆菌等
电镜下的乳酸杆菌
代谢类型异养 型
作用
在 的情况下能将葡萄糖分解成乳酸，可用于乳制品
发酵、泡菜腌制等
来源
乳酸菌种类很多，在自然界中分布广泛，空气、土壤、植物
体表、人或动物的肠道内都有乳酸菌分布。制作泡菜利用植
物体表面天然的乳酸菌发酵，也可用陈泡菜水补充乳酸菌
注意
乳酸发酵时需要严格的无氧条件
制作
泡菜
第一步用清水和食盐配制质量分数为5%～20%的盐水，并将盐水煮
沸， 冷却待用
第二步
将新鲜蔬菜(如萝卜、黄瓜和豇豆等)洗净，切成块状或条
状， 混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，放入
蒜瓣、生姜 及其他香辛料，继续装至 成满
第三步将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过全部菜料，盖
好坛盖（白膜：产膜 ）
第四步向坛盖边沿的水槽中注满水，并在发酵过程中注意经常向
水槽中补充水，根据室内温度控制发酵时间
考点
提示
乳酸含量
发酵期间， 会不断积累，当它的质量分数为0.4%～0.8%时，泡菜的口
味、品质最佳
无氧环境
用水密封泡菜坛，可以给泡菜坛内创造 环境
不装满
原因
a.在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、
酵母菌等较为活跃，它们可进行发酵，发酵产物中
有较多的 ,如果泡菜坛装得太满，发酵液可能
会溢出坛外。
b.泡菜坛装得太满，会使盐水不太容易完全淹没菜
料，从而导致坛内菜料变质腐烂。
c.泡菜坛留有一定的空间，也更方便拿取泡菜。
亚硝酸盐
在泡菜制作过程中会有致癌物质亚硝酸盐产生(见上图),发酵 天后食用
比较合适，这时亚硝酸盐含量已经降到较低的水平
微
生
物
的
培
养
技
术
微生物
的基本
培养技
术
培养基
的配置
概念和
组成
定义
按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基
质
功能
培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物
构成
①营养物质： 。
②环境条件：适宜温度、pH、氧气等
特殊营
养需求
乳酸杆菌
添加
霉菌
培养基调至 性
细菌
培养基调至 性或 性
厌氧微生物
无氧条件
营养缺陷型微生物
需要特定的营养物质
种类
物理
性质
培养基种类
特点
用途
固体培养基
加凝固剂(一般是 )
克隆纯化；活菌计数；
鉴定菌种
液体培养基
不加凝固剂
扩增培养；工业生产
功能
培养基种类
功能
案例
普通培养基
无筛选功能
牛肉膏蛋白胨培养基
选择培养基
允许特定种类的微生物
生长，同时 或
其他种类微生物生长
基因工程中，用抗生素
筛选具有抗性基因的微
生物
培养基
发生 反应，通过
辨别颜色从菌落中找出
目的菌落
—
伊红
亚甲蓝培养基，
生长在此培养基上的大
肠杆菌菌落呈
色，并有金属光泽
生
物
的
培
养
技
术
的基本
培养技
术
的配置
天然培养基
动、植物或微生物体及其
提取物
牛肉膏蛋白胨培养基
组合培养基
由多种高纯化学试剂配制
淀粉硝酸钾培养基
半组合培养基
化学试剂中加人某些天然
成分
马铃薯琼脂培养基
常用组分
牛肉膏( 源、 源、磷酸盐和 等)和蛋白胨( 源、
源和 等)来源于动物，含有糖、维生素和有机氮等营养物质
无菌
技术
目的
防止杂菌污染实验，防止实验者被感染，主要手段是 和
消毒
原理
使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部
分微生物 。
对象
操作空间、衣着、手等。
方法
法、 法、 法、 等。
灭菌
原理
使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子
对象
器皿 、接种工具 、培养基等直接接触培养物的用品。
方法
:养基及容器的灭菌，应用高压蒸汽灭菌锅时需要先将
锅内的冷空气排尽， 否则温度不够高会影响灭菌效果;
:玻璃器皿、金属用具等;
:接种用具、试管口或瓶口;
:不能受热的材料，如血清。
微生物
的
纯培养
相关概念
培养物
在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含 微
生物的群体称为培养物
纯培养
由 繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物。获得纯培养物的过
程就是
菌落
分散的微生物在适宜的 体培养基 或 可以繁殖形成
肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体，这就是菌落
纯培养物
的获取
平板划
线法
原
理
通过多次划线实现细菌的 ，在线的开始部分，微生物往
往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐 ， 最后可形
成纯培养的单个菌落
操
作
接
种
环
灼
灭
菌
实验开始前
烧死 ，防止污染
每次划线后
烧死残留的菌种，使下次划线细菌来自
划线结束后
烧死残存的菌种，避免细菌污染环境和感
染操作者
注意事项
灼烧后要 接种环再进行接种
划
线
第一次划线
在火焰附近用接种环蘸取菌液，在培养基
上划线
其他划线
在上次划线的末端开始划线，注意最后一
次的划线 与第一次的划线相连
其
他
操
作
酒精灯
的使用
所有操作在酒精灯火焰附近操作，拔棉塞
和塞上棉塞前都要让武管口通过火焰
培养皿操作
划线时培养皿的皿盖只需打开一条缝隙
棉塞的操作
拔出棉塞后用小拇指夹紧棉塞，不要放在
工作台上
图
示
结
果
平板划线操作
平板培养结果
微
生
物
的
培
微生物
的基本
培养技
术
微生物
的
纯培养
纯培养物
的获取
稀释涂
布平板
法
原
理通过连续 ，减小细菌浓度，徐布获得单个菌落
操
作
稀
释
操
10 ¹
将10g 土样加入盛有90 mL 无菌水的锥形瓶
中，充分摇匀
10 ²
取1mL 上清液加入盛有9mL 无菌水的试管
养
技
术
作
中，摇匀
10 ³-10 ⁶
重复第二步，获得多个不同稀释倍数的菌液
图示
涂
布
操
作
取样
取 mL 菌液，滴加到培养基表面
涂布器
灭菌
将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中，再放在火
焰上灼烧，待酒精燃尽、涂布器冷却
涂布
用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面
图示
其
他
操
作
标记
为了避免混淆，最好在使用前在试管和培养
皿上做好
涂布器
使用
将涂布器从酒精中取出时，要让多余的酒精
在烧杯中滴尽，然后再放在火焰上灼烧。
不要将过热的涂布器放在盛有酒精的烧杯
中，以免引燃酒精
无菌操作
取土样时用的铁铲和取样纸袋在使用前都需
要 。操作完成后，一定要洗手
标记
为了避免混淆，最好在使用前在试管和培养
皿上做好
结
果
平板涂布操作
平板培养结果
酵母菌的
纯培养
配制马
铃薯琼
脂培养
基
步骤
操作
配制
培养基
称取去皮的马铃薯200g,切成小块，加水1000 mL,加热
煮沸至马铃薯软烂，用纱布过滤。向滤液中加人20g 葡
萄糖(也可用蔗糖代替)、15-20g 琼脂，用蒸馏水定容至
1000mL
灭菌
将配制好的培养基转移到锥形瓶中，加棉塞，包上牛皮
纸，并用皮筋勒紧，再放入 中， 在压力
为100 kPa、温度为121℃的条件下，灭菌15~30 min。
将5~8 套培养皿包成一包，用几层牛皮纸包紧，放入
内，在160～170℃灭菌2h
倒平板
待培养基冷却至50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平
板。倒平板的具体操作步骤如下：
微
生
物
的
培
养
技
微生物
的基本
培养技
术
微生物
的
纯培养
酵母菌的
纯培养
接种和
分离酵
母菌
通过平板划线法，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。经
数次划线后培养， 可以分离得到单菌落。
培养
酵母菌
完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将接种后的平板和一个未
接种的平板
，放入28℃左右(培养温度因酵母菌种类的不同
而稍有差异)的恒温培养箱中培养24～48h。
注意
平板倒置
培养微生物时，需要将平板倒置，防止
术
事项
对照组
设置 的平板作为对照组，检测平板是否被杂菌
污染
微生物
的选择
培养
原理
研究
思路
根据目的菌株对环境的要求，用相应的环境进行筛选
选择
方法
通过 进行纯化培养
尿素分解
菌的选择
培养
分解尿
素的微
生物
某些细菌能合成脲酶催化尿素分解产生NH3,NH3可作为细菌生长的氮
源
培养基
的类型
状态上是 培养基；功能上是 培养基
原理
尿素是唯一氮源，只有能合成 的微生物才能分解尿素，获得
氮源
纤维素分
解菌的选
择培养
分解纤
维素的
微生物
某些细菌能合成纤维素酶催化纤维素分解产生纤维二糖、葡萄糖
等，作为细菌生长的碳源
选择培
养基的
配方
纤维素作为 ，只有能合成纤维素酶的微生物才能分解
纤维素，获得碳源
纤维素
分解菌
的鉴定
与纤维素形成红色复合物；而当纤
维素被纤维素分解菌分解后，复合物就无法形
成，培养基中会出现以这些菌为中心的 。
可以通过透明圈的 和 ，判断纤维素
分解菌的有无及分解纤维素的能力大小。
微生物
的数量
测定
计数法
原理
利用稀释涂布平板法进行微生物数量计数，当样品的稀释度足够高
时，培养基表面生长的一个单菌落， 来源于样品稀释液中的一个活
菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活
菌
计算
活菌数量=(C÷V)×M(C:平均菌落数，V: 稀释液的体积 ，M: 稀释
倍 数 )
注意
事项
菌落数
一般选择菌落数为 的平板进行计数
稀释
倍数
测定土壤中细菌的数量，一般选用1×104、1×105和
1×106倍稀释的稀释液进行平板培养
重复
实验
在同一稀释度下，应至少对 平板进行重复计数，
然后求出
误差
统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。
。因此，统
计结果一般用 而不是用 来表示
对照
需要设置涂布的 对照，以排除杂菌污染的可能性
直接
计数法
原理
利用 或 ，在显微镜下观察、计数，然后
计算一定容积的样品中微生物的数量
计算
细菌数量=n×400×104×M(n: 每个小格中细菌数；M: 稀释倍数)
注意
统计的结果一般是 的总和，结果往往偏大
延伸
细菌计数板和血细胞计数板的计数原理相同。血细胞计数板比细菌
计数板厚，常用于相对较大的母菌细胞、霉菌孢子等的计数。用细
菌计数板可对细菌等较小的细胞进行观察和计数
发
酵
工
发酵工
程的概
念和原
理
定义
发酵工程是指利用 ，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产
品。它涉及菌 种的选育和扩大培养、产物的分离和提纯等方面
内涵
人们能够在严格控制的环境条件下大规模生产发酵产品
程
及
其
应
用
基本
环节
图示
选育菌种
从 中筛选出来；通过 或 育种获得
扩大培养
工业发酵罐接入的菌种总体积需要几立方米到几十立方米
配制
培养基
在菌种确定之后，要选择原料制备培养基
灭菌
发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种。一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。因
此，培养基和发酵设备都必须经过严格的
(中心
环节)
在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程。还
要及时添加必需的营养成分，要严格控制温度、pH 和溶解氧等发酵条件。环境条件不
仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成
分离、提
纯产物
方法
产品是微生物细胞本身
在发酵结束之后，采用 等方法将菌
体 ，即可得到产品
产品是代谢物
根据产物的性质采取适当的
措施来获得产品
补充：
代发酵工程使用的大型发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的温度、pH、溶解
氧、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行监测和控制；还可以进行反馈控制，使发
酵全过程处于最佳状态。
发酵工
程的
特点
①生产条件温和：与化学法比较，温和的条件即可产生产物。
②原料来源丰富且价格低廉：发酵利用的原料主要是一些日常的原料，如粮食。
③产物专一：通过提纯技术可以获得纯净的产物。
④废弃物对环境的污染小且容易处理：废弃物也是常见代谢产物，无强酸、强碱等污染物。
发酵工
程的
应用
啤酒的工
业化生产
发酵
过程
主发酵
阶段
酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成，此时发酵液还
不适合饮用
后发酵
阶段
在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，形成澄清、成
熟的啤酒
发酵
条件
发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味要求的不同而有所差异
生产
环节
生产微生
物饲料
单细胞
蛋白
以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大
量的 ， 作为食品添加剂
乳酸菌
在青贮饲料中添加 ，可以提高饲料的品质，使饲料保鲜，动
物食用后还能提高免疫力
细
胞
工
程
概念
定义
细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过
水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产
品的一门综合性的生物工程
内涵
细胞工程是对 水平进行研究和操作的工程，根据细胞的来源不同分为植物细胞工
程、动物细胞工程和胚胎工程
植物
细胞
植物组
织培养
概念
植物组织培养是指将 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 的技术
工程
原理
本质上组织培养是通过离体状态和激素的刺激，促使植物细胞重新进行基因的选择
性表达，变成未分化细胞，并进一步分化成完整个体的过程
过程
1.条 件：
离体状态
细胞脱离原有的 和 状态
适宜条件
需要提供适宜的营养物质、培养条件和 的刺激
2. 原理：生长素和细胞分裂素比例约为 ,可以 调控基因的
，使植物细胞脱离原有分化状态。
外植体
离体的植物细胞、组织或器官；外植体可以脱离原有的分化状
态，变为 的状态
愈伤组织
植物细胞脱分化后形成的组织；排列 ，高度 ，
的 团块，本质是具有未分化特性的细胞
3.再分化原理
原理
愈伤组织在一定激素条件下，调控基因的选择性表达，分化成幼
根和芽，进而形成完整的小植株
激素
比例
生芽培养基
生长素类 细胞分裂素类
巧记小口诀；生根裂
芽中愈伤
生根培养基
生长素类 细胞分裂素类
4.移栽：从无菌环境移栽到外界环境，获得组织培养的新植株。
知识
延伸
组织培养
的条件及
变化
所处阶段
脱分化阶段
再分化阶段
移栽
营养类型
异养型
自养型
是否光照
培养基
蔗糖(碳源)、琼脂(凝固剂)、不同比例激素、维生素类
等
无菌操作
无菌
有菌
植物细胞
代谢产物
初生代谢物
初生代谢是生物生长和生存所 的代谢活动，因此
在整个生命过程中它一直进行着。初生代谢物有糖类、
脂质、蛋白质和核酸等
次生代谢物
次生代谢 生物生长所必需的，一般在特定的组织
或器官中进行，并在一定的环境和时间条件下才进行，
如人参皂苷
利用植物体细胞进行组织培养繁殖后代的方式是 生殖，后代的遗传信息和亲代
的基本
植物体
细胞杂
交技术
概念
定义
植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成
，并把杂种细胞培育成 的技术
手段
植物体细胞融合( )、植物组织培养( )
目的
打破 ，实现 ，培育
过程
图示
荧光标记法筛选：用不
同颜色的荧光染料标记
两种细胞，通过融合细
胞发出的荧光的颜色筛
选杂种细胞。
基因检测法筛选：通过
检测融合细胞的基因来
源，筛选杂种细胞
细
胞
工
程
植物
细胞
工程
结果
由于基因表达 ，杂种植物不能“在地上结番茄、地下长马铃薯”。但科
学家培育出白菜一甘蓝、 普通小麦—长穗偃麦草等杂种植株。
应用
植物
繁殖
的新
途径
快速
繁殖
用 培育植物，高效、快速地实现种苗的大量繁殖； 保持
作物
脱毒
植物 (如茎尖)的病毒极少，甚至 。 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 。可以去除病
毒，增加产量，但注意 抗病毒
作物
新品
单倍
体育
先通过花药(或花粉)培养获得单倍体植株(如Ab),然后经过诱导染色体加倍，
当年就能培育 出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株(如AAbb)
种的
培育
种
极大地缩短育种年限，节省了大量的人力和物力。
此外单倍体也是 育种和研究 的理想材料。
突变
体的
利用
在植物的组织培养过程中，培养细胞由于一直处于 的状态，因此
它们容易受到 和 (如射线、化学物质等)的影响而产生
突变。从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品
种
细胞
产物
的工
厂化
生产
1.植物细胞培养技术，是一种在离体条件下对 或 进行培养
使其增殖的技术。通过培养植物细胞可以获得大量的 。
2.不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有
重要意义。
动物
细胞
工程
动物细
胞培养
概念
定义
动物细胞培养是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 和 的技术
本质
在动物 模拟 的环境，包括营养成分、理化性质等，促进体外细
胞的生长和增殖
意义
动物细胞培养是动物细胞工程的基础
条件
培养基
合成培养基
将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培
养基，称为合成培养基
血清
由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，因此
在使用合成培养基时，通常需要加入 等一些天然成
分
无菌
对培养液和所有培养用具进行 处理以及在 环
境下进行操作(可添加 )
无毒
定期更换 ，以便清除 ，防止细胞代谢物积累
对细胞自身造成危害
培养基状态
液体培养基，也叫培养液
培养的
环境
温度、pH 和渗透压
气体环境
温度
(36.5±0.5)
℃
氧气
O2是细胞代谢所必需的，培养箱含
95%的
pH
7.2~7.4
二氧化碳
CO2的主要作用是维持 ,
培养箱含有5%的CO2
渗透压
770 kPa
培养方式
采用培养皿或松盖培养瓶，置于
中进行培养
过程
选材
一般选取分裂能力强的幼龄动物的器官和组织或癌组织
过程
大多数细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁
上，这种现象称为细胞贴壁
贴壁细胞分裂生长到表面相互接触
时，细胞停止分裂增殖的现象
原代
培养
的细胞培养，即动物组织经处
理后的初次培养称为原代培养
传代培养
的细胞培养称为传代培养
细胞株和
细胞系
细胞系是指能够连续培养的细胞，具
有特定功能的细胞系称为细胞株(如
特定杂交瘤细胞株)
其他
传代50 代内的细胞，其遗传物质未发生改变；50 代以后发生
，可无限传代下去(细胞系),具有癌细胞的特点
细
胞
工
程
动物
细胞
工程
干细
胞培
养及
应用
干细胞
及其
种类
干细胞
动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞
胚胎干
细胞
胚胎干细胞(ES 细胞)存在于 中，具有分化为成年
动物体内的任何一种类型的细胞， 并进一步形成机体的
和器官甚至 的潜能
成体干
细胞
成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞，包括骨髓中的
、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的 等。
成体干细胞具有组织特异性，只能分化成 细胞或组
织， 发育成完整个体的能力
诱导多
能干细
胞
定义
体外诱导动物体细胞，获得的类似 的一种细胞，
将它称为诱导多能干细胞(iPS 细胞)
方法
借助载体将特定基因导入细胞中，直接将 导入细
胞中或者用 等诱导
来源
最初是由 转化而来的，后来发现已分化的
细胞、 细胞等也能被诱导为iPS 细胞
特点
无须破坏胚胎、具有多种分化能力、可以避免免疫排斥反应
动物细
胞融合
概念
定义
动物细胞融合技术就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术
原理
结果
杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息
方法
法、 法和 法等。
意义
用于研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种的培育；
利用杂交瘤技术制造单克隆抗体
知识
延伸
是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去 能力，但并不破坏它们的
结构。病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互
相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。
这里使用的是动物病毒(仙台病毒),所以只能用于动物细胞的融合 。
单克隆
抗体
抗体
早期
制备
方法
向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需抗体。
用这种方法制备的抗体不仅产量 、纯度 ，而且特异性
制备
原理
和特
点
原理
将B 淋巴细胞与能在体外大量增殖的骨髓瘤细胞融合，
所得到的融合细胞既可以 ，又可以产生
浆细胞可分泌抗
体，瘤细胞可无限
增殖
特点
特异性强、灵敏度高；可以大量制备
过程
图示
核心
步骤
筛选
第一次筛选
第二次筛选
目的
筛选 细胞
筛选 细胞
方法
培养
原理
用特定的选择培养基进行筛
选，在该培养基上，未融合
的亲本细胞和融合的具有同种
核的细胞都会死亡，只有 融
合的杂交瘤细胞才能生长
对杂交瘤细胞进行克隆化培养(单
个细胞分裂得到细胞群体)和抗体
检测( 杂交),经多次
筛选，就可获得足够数量的能分
泌所需抗体的细胞
图示
其他
步骤
小鼠免疫
用特定的抗原对小鼠进行免疫，并从该小鼠的 中得到
能产生特定抗体的B 淋巴细胞
抗体获取
从 或小鼠 中获取大量的单克隆抗体
细
胞
工
程
动物
细胞
工程
单克隆
抗体
应用
诊断
试剂
如用抗人绒毛膜促性腺激素(hCG)
“
”
单克隆抗体做成的早早孕诊断试剂盒,在
妊娠第8 天就可以作出诊断
治疗
疾病
—
如抗体
药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克
隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC 通常由
(如细胞毒素) 三部分组成，它的作用机制如下图所示：
动物体
细胞核
移植技
术和克
隆动物
概念
动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的 细胞中，使这个重
新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物 的技术。
类型
类型
胚胎细胞核移植
体细胞核移植
非人灵长类动物的体细胞核移植
难度
很难
原因
胚胎细胞分化程
体细胞分化程
a.供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中
不能完全恢复其分化前的功能状态，这
度低， 分裂能
力强
度高，分裂能
力弱
导致了胚胎发育率低。
b.对非人灵长类动物胚胎进行操作的技
术尚不完善
体细
胞核
移植
的过
程
操作过程
过程分析
M Ⅱ期 ：指 ，卵母细胞中
的“核”其实是 。
文中所说的“去核”是去除该复合物
重构胚 ：是指人工重新构建的胚胎，具
有发育成完整个体的能力
激活方法：用物理或化学方法(如
、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
去核方法：普遍使用的去核方法是
。也有人采用 、
和化学物质处理 等方法。这
些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的
情况下去核或使其中的
克隆
动物
的性
状
由供体细胞的 、受体细胞的 基因决定，并受 的影响。
存在
问题
成功率低；核移植的理论研究滞后；克隆动物存在健康问题
应用
前景
畜牧生产
利用体细胞核移植技术，可以加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁
育
医药卫生
通过建立转基因体细胞系，再利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆
动物可以作为 ，生产医用蛋白
治疗疾病
转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以用于异种移植；以患者作为供
体培育的 ，经过诱导分化能形成相应的细胞、组织
或器官，将它们移植给患者时可以避免发生
其他
研究胚胎发育、衰老过程；分析致病基因；研究致病机制并开发相应药
物；濒危生物保护等
学生留白：
胚
胎
工
程
定义
定义
胚胎工程是指对 、 或 细胞进行多种显微操作和处理，然
后将获得的胚胎移植 到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。
本质
在 条件下，对动物受精和早期胚胎进行操作
技术
手段
、 和胚胎分割
理论
基础
受精
受精是精子与卵子结合形成合子(受精卵)的过程，包括 阶段和 阶段
在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成
精子的
发生及
获能
场所
睾丸中的曲细精管
时期
从初情期开始到生殖机能衰退
精子
获能
概念
刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物的 发生相应的
生理变化后，才能获得 ，这一生理现象称为“精子获能”
原理
排出体外的精子附着有去能因子，雌性生殖道可以酶解去除去能因子，同时
增加精子活力，改变膜的透性
人工
获能
将精子培养在人工配制的 中使其获能等。获能液的成分因动物
种类不同而有所差异，常见的有效成分有 等
卵子的
准备
场所
卵子的发生在卵巢内完成，经过排卵进入输卵管
时期
后，卵原细胞经过有丝分裂增加数量，并进一步成为初级卵母细胞，
这时它被卵泡细胞包围，形成卵泡。进人初情期后，初级卵母细胞进行减数分裂，
直到生殖机能衰退
过程
排卵
卵巢内的卵泡破裂，释放次级卵母细胞的过程，这个卵母细胞会离开卵
巢，进人输卵管，在输卵管进行受精
关键时间
1.卵母细胞在胚胎期性别分化后就完成复制，出生后不再复制。
2.动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是 卵母细胞，如马、
犬等；有的可能是 卵母细胞，如猪、羊等。
3.卵子都要在输卵管内进一步成熟，到 期(减数分裂Ⅱ中期)时，
才具备与精子受精的能力
卵子
结构
放射冠
由卵丘细胞构成的保护结构
糖蛋白构成的保护结构，可防止多精人卵
也称卵黄膜，可识别精子并防止多精人卵
细胞质
也称卵黄，营养丰富，是受精卵的营养物质来源
细胞核
处于M Ⅱ期，与精子结合后完成减数分裂
人工
培养
从卵巢中获得卵子，需要经过体外培养成熟，到 期时，才能进行受精
受精
阶段
过程
识别结合阶段
1.顶体反应：精子的顶体释放出顶体酶，溶解放射冠和透明带。
同时精子借助运动接触卵 细胞膜。
2 .细胞识别：精子和卵细胞的细胞膜相互识别与融合。
3. ：透明带发生生理变化，阻止其他精子进入。
4. ：精子入卵后，卵细胞膜也会立即发生生理反
应，拒绝其他精子再进入卵内
原核形成阶段
1.雄原核形成 ：精子人卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形
成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的核，叫作
雄原核。
2 .雌原核形成：精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ,排出
第二极体后，形成雌原核
原核融合阶段
雄、雌原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，核膜消失。这个
含有两个染色体组的合子就是受精卵
标志
受精标志
观察到 (第一极体一般不分裂)
受精完成标记
雌、雄原核相互 形成一个细胞核
图示
胚
胎
工
程
理论
基础
胚胎早
期发育
场所
从输卵管转移到子宫
过程
概念
胚胎
卵裂期
在胚胎转移的过程中，胚胎在透明带内进行分
裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并
，这种受精卵的早期分裂称为
由受精卵发育成桑甚胚
和囊胚
孵化
囊胚扩大，透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，
这一过程叫作孵化
囊胚期孵化
着床
襄胚植入子宫内膜，从子宫内膜获取营养物质
由囊胚发育成原肠胚
胚胎
结构
结构
特点
桑葚胚
当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团，形
似桑葚 (约32 个细胞)
细胞均具有 ，可
以发育成
囊胚
内细胞团：将来发育成胎儿的各种组织。
滋养层细胞：将来发育成胎膜和胎盘。
囊胚腔：胚胎的内部出现的含有液体的腔
具有全能
性， 细胞将发育
成胎膜和胎盘，失去
原肠胚
内细胞团分化为外胚层、内胚层和中胚层，内部
有原肠腔。
此时 能力
最强，但失去全能性
细胞
获能的精子、培养成熟的卵子
环境
在适当的培养液中共同培养一段时间
步骤
卵母细胞的采集和培养、精子的获取和获能、共同培养受精
胚胎
移植
概念
定义
胚胎移植是指将通过 及其他方式得到的胚胎，移植到
的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术
供体和受体
提供胚胎的个体称为“供体”,接受胚胎的个体叫“受体”
本质
生理学
同期发情
通过 ，使供体、受体处于相同的生理状态
基础
游离状态
早期胚胎处于 ，未与子宫建立联系，所以在着床
之前移植，一般为桑葚胚或囊胚
不发生免疫排斥
胎儿和母体间存在胎盘屏障，胚胎和受体间不发生
遗传决定
胎儿的遗传特征和 无关，由 和 决定
胚胎移
植的过
程
图示
概念
同期发情
通过利用某些外源激素，人为 控制并调整
一群母牛在预定时间内集中发情，以达到
同期配 种或胚胎移植的目的
超数排卵
超数排卵是指应用外源 ，诱
发卵巢排出比自然情况下更多的卵子
其他胚胎来源
通过 、 获得早
期胚胎
意义
可以充分发挥 ；大大缩短供体本身的 ；通过
可得到多个后代
胚胎
分割
概念
定义
采用机械方法将早期胚胎切割成2 等份、4 等份或8 等份等，经移植获得同卵
双胎或多胎的技术
原理
早期胚胎细胞具有
本质
繁殖
操作
仪器
和
胚胎选择
选择发育良好、形态正常的桑甚胚或囊胚
分割胚胎
在盛有操作液的培养皿中，在显微镜下用分割针或分割刀分割
分割后的胚胎可以直接移植给受体，或经体外培养后，再移植给受体
图示
注意事项
在分割囊胚阶段的胚胎时，
将 分割
问题
动物体重偏低；
毛色、斑纹存在差异；分割次数有限度
