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1、细胞工程,指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。根据操作对象的不同，可分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域。,应用的原理和方法,研究的水平,研究的目的,分类,知识点一植物细胞工程,一植物组织培养,1、定义：,生物体的细胞具有发育成完整个体的潜能的特性。,2、原因：,生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套，都有发育成为完整个体所必需的。,3、差异：,（1）受精卵的全能性最高,（2）受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖细胞的低。,植物细胞的全能性,4、大小,遗传
2、物质,全部基因,1、植物细胞全能性的必要条件？,离体、完全营养和激素、无菌条件和光照,2、脱分化的目的？3、决定脱分化和再分化的关键因素是？,表现出全能性,4、整个过程严格无菌操作的原因是？,避免污染，因为一些微生物的代谢生长比未分化的细胞快。,离体的植物器官、组织或细胞,愈伤组织,胚状体或丛芽,植物体,外植体,脱分化(避光),植物激素：细胞分裂素、生长素,再分化（光照）,植物组织培养,关键词：外植体、脱分化、再分化、愈伤组织,排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团,生长素和细胞分裂素用量的比例对器官的发生起决定作用。,植物组织培养的培养基,无机营养成分：N、P、K等大量元素及部分微量元素、水有机营
3、养成分：蔗糖、维生素和氨基酸 激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素 琼脂：凝固剂PH值：5.06.0,P36,植物组织培养条件：,离体，含有全部营养成分的培养基、一定的温度、适合的PH、空气、无菌环境、适时光照等。,植物组织培养的优点:P38,无性繁殖,保持优良品种的遗传特性;高效快速地实现种苗的大量繁殖。,应用：,试管苗的快速繁殖、作物脱毒、生产人工种子,1.微型繁殖(1)微型繁殖技术:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术.,2.作物脱毒(1)材料:植物分生区（茎尖）的病毒极少，甚至无病毒。(2)脱毒苗:切取茎尖进行，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗（3）优点：使农作物不会或极少感染
4、病毒，提高作物的产量和品质。,植物细胞工程的实际应用,组织培养,3.神奇的人工种子(1)优点:后代无性状分离 不受气候,季节和地域限制(2)技术:植物组织培养.(3)结构:人工薄膜包装胚状体或不定芽或顶芽或腋芽.,植物细胞工程的实际应用,P39,人工种皮要求：1、能透水、透气、含有各种营养成分。2、含有农药、杀虫剂 3、含有生长调节剂 4、可添加有益菌，如根瘤菌。,4、单倍体育种 方法:花药离体培养5、突变体的利用（组培过程中细胞易突变）6、生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等.,二、植物体细胞杂交技术,1、定义：,将不同种植物的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新
5、的植物体的方法。,2、优势：（与有性杂交方法比较）,克服远缘杂交不亲和的障碍,P36,原理：,原理：,3、植物体细胞杂交过程示意图,(1)过程为去除 获得具有活力的原生质体，常用方法是酶解法，所用到的酶是。(2)过程是原生质体的融合，人工诱导的物理方法包 等；化学方法一般用 作诱导剂。(3)过程是原生质体融合后再生出，这是原生质体融合成功的标志,与过程密切相关的具有单层膜结构的细胞器为 涉及的分裂方式为。,细胞壁,纤维素酶和果胶酶,离心、振动、电刺激,聚乙二醇,细胞壁,细胞膜的流动性,植物细胞的全能性,高尔基体,脱分化,再分化,有丝分裂,一 动物细胞培养,就是从动物机体中取出相关组织，将它分散
6、成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。,1、概念和应用：,细胞增殖,知识点二动物细胞工程,P44,2.操作流程:,胰蛋白酶,细胞悬液,原代培养,胰蛋白酶,（1）.细胞贴壁：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上（单层）。要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。（2）.接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。,动物细胞培养特点：,贴壁生长、接触抑制,（3）、原代培养：动物组织消化后的初次培养。（4）、传代培养：贴满瓶壁的细胞，出现接触抑制后，需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶培养，让细胞继续增殖。,动物胚胎或幼龄动
7、物组织块,或胶原蛋白酶,贴壁生长接触抑制,洗涤、稀释、分离,（1）、无菌、无毒的环境（无菌处理、添加一定量的抗生素，定期更换培养液）（2）、营养（葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、维生素、微量元素等、血清、血浆）（3）、温度和PH 温度36.5+0.5度，pH7.27.4（4）、气体环境 O2和CO2（95%空气和5%CO2）,3、动物细胞培养条件,保证细胞顺利的生长增殖,O2细胞代谢所必需；CO2维持培养液的PH,课本P46,动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织,植物幼嫩部位或花药等,取材,葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、动物血清等,水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂
8、、植物激素,成分,液体培养基,固体或半固体培养基,类型,培养基,细胞增殖,植物细胞全能性,理论基础,动物细胞培养,植物组织培养,项目,新的细胞系或细胞株，不形成个体，不体现全能性,新的组织或植株个体，可以体现全能性,结果,过程,动物细胞培养,植物组织培养,项目,两技术手段培养过程中细胞都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件,相同点,蛋白质生物制品的生产皮肤移植材料的培育检测有毒物质生理、病理、药理学研究,植株快速繁殖脱毒植株的培育人工种子生产药物、杀虫剂等转基因植物的培育,目的,动物细胞培养,植物组织培养,项目,三维P227 易误提醒
9、,1.概念：将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。,核移植,（难度高）,二、动物体细胞核移植技术,细胞分化程度低，恢复全能性容易,用核移植的方法得到的动物称为克隆动物,供体,受体,结果,动物细胞核的全能性,课本P47,二、动物体细胞核移植技术和克隆动物1.原理:动物细胞核的_。2.供体和受体:(1)供体细胞:一般选优良动物的传代_以内的细胞。(2)受体细胞:去核的_。,全能性,10代,减数第二次分裂中期的卵母细胞,3.过程:,细胞培养,重组细胞,去核,供体,三、动物细胞融合（细胞杂交）,1、概念：,指两个或多
10、个动物细胞结合形成一个细胞的过程。,2、结果：,形成单核的杂交细胞,3、原理：,细胞膜的流动性,4、诱导 因素,物理法：离心、振动、电激,化学法：聚乙二醇（PEG),生物法：灭活的病毒,5、过程,膜融合、质融合、核融合,通过有丝分裂进行核融合,动物细胞融合成功的标志：,核融合,P52,6、意义：克服远缘杂交不亲和的障碍。,7、应用：成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段 特别是利用杂交瘤技术制造单克隆抗体,四 制备单克隆抗体,1、常规抗体获得的方法及其特点,利用 产生特异性抗体的功能。利用 无限增殖的特性。利用 技术将两种细胞融合获得 杂交瘤细胞。利用 技术大量培养杂交瘤
11、细胞。,B淋巴细胞,骨髓瘤细胞,动物细胞融合,动物细胞培养,2、单克隆抗体制备的原理：,前提是：免疫的动物,抗原侵入机体，引发体液免疫，B淋巴细胞受抗原刺激后，可以产生抗体。每一个淋巴细胞只能产生一种抗体。B淋巴细胞不能无限增殖,B淋巴细胞（浆细胞）能产生抗体，但不能无限增殖；,骨髓瘤细胞不能产生抗体，但能无限增殖。,融合形成的杂交瘤细胞既能产生专一性抗体，又能无限增殖,单克隆抗体,杂交细胞,杂交瘤细胞,特异性杂交瘤细胞,杂交瘤细胞系,提取,动物细胞融合技术,动物细胞培养技术,单克隆抗体的制备过程：,特点：既能产生专一抗体又能大量繁殖,特点：特异性强灵敏度高可大量制备,免疫小鼠,骨髓瘤细胞,细胞融合是随机的且融合率达不到100%,（选择培养基）,（抗体检测）,6、单克隆抗体的应用：,特异性强、灵敏度高、并可大量制备,最广泛的用途是作为体外诊断试剂：准确识别各种抗原物质，并与特异性结合 优点：准确、高效、简易、快速,用于,运载药物：制成“生物导弹”,治疗疾病：主要用于癌症治疗,5、单克隆抗体的特点：,（2）、混淆单克隆抗体制备中两次筛选的目的,易误提醒:,
