細(xì)胞工程概述專業(yè)相關(guān)

1、學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：簡述細(xì)胞工程的基本技術(shù)簡述細(xì)胞工程的基本技術(shù)舉例說出細(xì)胞工程的應(yīng)用舉例說出細(xì)胞工程的應(yīng)用1相關(guān)知識回眸歷史回眸歷史1907年，美國哈里森培養(yǎng)蛙胚神經(jīng)細(xì)胞并存活數(shù)周，開創(chuàng)了動物細(xì)胞培養(yǎng)的先河1937年，法國特里特等培養(yǎng)了胡蘿卜組織，并使細(xì)胞增殖。1972年，美國卡爾遜等成功培育第一個體細(xì)胞雜交植株1996年，英國伊恩.維爾穆特克隆出綿羊“多利”2相關(guān)知識 細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過細(xì)胞或細(xì)胞器的水平上的操作，按照人的意愿去改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的綜合性科學(xué)技術(shù)。細(xì)胞工程細(xì)胞工程植物細(xì)胞與組織培養(yǎng)植物細(xì)胞與組織培養(yǎng)細(xì)胞融合細(xì)胞融合細(xì)胞核

2、移植細(xì)胞核移植動物細(xì)胞工程動物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程按對象分類按對象分類按技術(shù)分類按技術(shù)分類3相關(guān)知識概概念念要要點(diǎn)點(diǎn)操作水平：操作水平：操作環(huán)境：操作環(huán)境：結(jié)結(jié) 果：果：應(yīng)應(yīng) 用：用：細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平體外無菌體外無菌按人的意愿使細(xì)胞某些生物學(xué)按人的意愿使細(xì)胞某些生物學(xué)特性發(fā)生改變特性發(fā)生改變改良生物品種改良生物品種創(chuàng)造新品種創(chuàng)造新品種加速繁育生物個體加速繁育生物個體獲得某些有用的細(xì)胞代謝產(chǎn)物獲得某些有用的細(xì)胞代謝產(chǎn)物4相關(guān)知識一、植物組織培養(yǎng)一、植物組織培養(yǎng)什么原因使得一個細(xì)胞或一小塊組織發(fā)育成一什么原因使得一個細(xì)胞或一小塊組織發(fā)育成一個完整的個體的呢？個完

3、整的個體的呢？ 植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)是指依據(jù)是指依據(jù)細(xì)胞全能性原理，在無細(xì)胞全能性原理，在無菌條件下，分離植物的菌條件下，分離植物的器官、組織、細(xì)胞或原器官、組織、細(xì)胞或原生質(zhì)體，并在培養(yǎng)基上生質(zhì)體，并在培養(yǎng)基上培養(yǎng)，在適宜的條件下培養(yǎng)，在適宜的條件下使其發(fā)育成部分或完整使其發(fā)育成部分或完整植株的技術(shù)。植株的技術(shù)。5相關(guān)知識1 1、為什么已分化的植物組織或細(xì)胞能培養(yǎng)成完、為什么已分化的植物組織或細(xì)胞能培養(yǎng)成完整植物體？整植物體？ 植物細(xì)胞具有植物細(xì)胞具有全能性。全能性。2、什么是細(xì)胞的全能性？、什么是細(xì)胞的全能性？具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細(xì)胞，具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細(xì)

4、胞，都都具有發(fā)育成完整生物體的潛能具有發(fā)育成完整生物體的潛能，也就是說，也就是說，每個生物細(xì)胞都具有全能性的特點(diǎn)每個生物細(xì)胞都具有全能性的特點(diǎn) 。6相關(guān)知識在特定的時間和空間條件下，基因選擇性在特定的時間和空間條件下，基因選擇性的表達(dá)的結(jié)果。的表達(dá)的結(jié)果。生物的每一個細(xì)胞生物的每一個細(xì)胞都有本物種的全套遺傳都有本物種的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成完整個體的全套基因物質(zhì)，都有發(fā)育成完整個體的全套基因。4 4、生物體內(nèi)的細(xì)胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，、生物體內(nèi)的細(xì)胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？而是分化成不同的組織器官？3 3、已分化的細(xì)胞為什么具有發(fā)育成完整個、已分化的細(xì)胞為什么具

5、有發(fā)育成完整個體的潛能？體的潛能？7相關(guān)知識6.6.細(xì)胞表現(xiàn)全能性的條件有哪些？細(xì)胞表現(xiàn)全能性的條件有哪些？ 離體、營養(yǎng)物質(zhì)、激素及其它適宜條件。離體、營養(yǎng)物質(zhì)、激素及其它適宜條件。5 5、大?。骸⒋笮。?受精卵受精卵生殖細(xì)胞生殖細(xì)胞 體細(xì)胞體細(xì)胞2） 植物細(xì)胞動物細(xì)胞植物細(xì)胞動物細(xì)胞 3） 1）受精卵的全能性最高）受精卵的全能性最高 4）分化程度低的細(xì)胞分化程度高的細(xì)胞）分化程度低的細(xì)胞分化程度高的細(xì)胞8相關(guān)知識植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)細(xì)胞、組織、器官、原生質(zhì)體外植體外植體1、取材：9相關(guān)知識植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)2、過程：什么叫脫分化？什么叫脫分化？脫分化的產(chǎn)物是什么？脫

6、分化的產(chǎn)物是什么？10相關(guān)知識植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)3、培養(yǎng)條件：思考：培養(yǎng)愈傷組織需要思考：培養(yǎng)愈傷組織需要哪些條件？哪些條件？11相關(guān)知識植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)4、產(chǎn)物：思考：組培最終獲得了什么？思考：組培最終獲得了什么？植株（完整）胚狀體、細(xì)胞（部分）12相關(guān)知識外植體外植體愈傷組織愈傷組織根、芽根、芽植物體植物體脫分化脫分化再分化再分化植物組織培養(yǎng)的過程植物組織培養(yǎng)的過程（離體的（離體的,已已分化組織或分化組織或細(xì)胞）細(xì)胞）（未分化）（未分化）（分化）（分化）幼芽或幼根？幼芽或幼根？條件？條件？優(yōu)點(diǎn)？優(yōu)點(diǎn)？特點(diǎn)？特點(diǎn)？繁殖速度快繁殖速度快不受季節(jié)限制不受季節(jié)限制工廠

7、化生產(chǎn)工廠化生產(chǎn)幼苗無毒幼苗無毒保持優(yōu)良性狀保持優(yōu)良性狀適宜溫度、光照、適宜溫度、光照、 ph和無菌環(huán)境。和無菌環(huán)境。無機(jī)物、有機(jī)物無機(jī)物、有機(jī)物和植物激素（和植物激素（生長生長素，細(xì)胞分裂素等素，細(xì)胞分裂素等）無定形狀態(tài)無定形狀態(tài)薄壁細(xì)胞薄壁細(xì)胞高度液泡化高度液泡化排列疏松、無規(guī)則排列疏松、無規(guī)則無葉綠體無葉綠體,不進(jìn)行光合不進(jìn)行光合作用作用分化程度低分化程度低去分化較易去分化較易理論基礎(chǔ)：理論基礎(chǔ)：細(xì)胞的全能性細(xì)胞的全能性13相關(guān)知識強(qiáng)調(diào)幾個概念強(qiáng)調(diào)幾個概念：（1）愈傷組織：）愈傷組織： 離體的植物器官、組織或細(xì)胞，離體的植物器官、組織或細(xì)胞，在培養(yǎng)一段時間以后，通過細(xì)胞在培養(yǎng)一段時間以后

8、，通過細(xì)胞分裂，形成一種高度液泡化、無分裂，形成一種高度液泡化、無定形狀態(tài)薄壁細(xì)胞組成的排列疏定形狀態(tài)薄壁細(xì)胞組成的排列疏松無規(guī)則的組織。松無規(guī)則的組織。14相關(guān)知識（2）植物細(xì)胞的脫分化：）植物細(xì)胞的脫分化： 是讓已經(jīng)分化的細(xì)胞，經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)是讓已經(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)變成未分化的細(xì)胞的過程。和功能而轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞的過程。（3）脫分化的實(shí)質(zhì)和結(jié)果分別是什么？）脫分化的實(shí)質(zhì)和結(jié)果分別是什么？實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì):恢復(fù)細(xì)胞的全能性過程恢復(fù)細(xì)胞的全能性過程結(jié)果結(jié)果:形成愈傷組織形成愈傷組織（4）植物細(xì)胞的再分化：）植物細(xì)胞的再分化： 脫分化產(chǎn)生的愈傷組織在培養(yǎng)

9、過程中重新分化根或芽等脫分化產(chǎn)生的愈傷組織在培養(yǎng)過程中重新分化根或芽等 器官的過程。器官的過程。15相關(guān)知識植物組織培養(yǎng)的過程植物組織培養(yǎng)的過程離體的離體的植物組植物組織或細(xì)織或細(xì)胞胞愈傷愈傷組織組織根和芽根和芽完整的完整的植物體植物體脫分化脫分化再分化再分化16相關(guān)知識二、細(xì)胞融合二、細(xì)胞融合 細(xì)胞融合技術(shù)細(xì)胞融合技術(shù)是采用自發(fā)或人工的方法使是采用自發(fā)或人工的方法使兩個或多個細(xì)胞融合為一個細(xì)胞的技術(shù)。兩個或多個細(xì)胞融合為一個細(xì)胞的技術(shù)。17相關(guān)知識誘導(dǎo)方法：誘導(dǎo)方法：物理方法：物理方法：化學(xué)法：化學(xué)法：生物法：生物法：滅活的病毒滅活的病毒電場誘導(dǎo)融合電場誘導(dǎo)融合聚乙二醇（聚乙二醇（peg)1

10、8相關(guān)知識 原理：原理：病毒被病毒被膜具有凝聚細(xì)胞的能膜具有凝聚細(xì)胞的能力，它一邊黏連一個力，它一邊黏連一個細(xì)胞的表面，另一邊細(xì)胞的表面，另一邊黏連另一個細(xì)胞的表黏連另一個細(xì)胞的表面，從而使兩個細(xì)胞面，從而使兩個細(xì)胞在病毒的作用下靠近在病毒的作用下靠近發(fā)生凝結(jié)，誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凝結(jié)，誘導(dǎo)細(xì)胞的融合。的融合。19相關(guān)知識20相關(guān)知識1978年德國科學(xué)家梅歇爾斯等人把年德國科學(xué)家梅歇爾斯等人把馬鈴薯馬鈴薯(potato)和和番茄番茄(tomato)的原生質(zhì)體融合獲得了體細(xì)胞的原生質(zhì)體融合獲得了體細(xì)胞雜種雜種“泡馬豆泡馬豆”（pomato)21相關(guān)知識幾種細(xì)胞融合成功的例子幾種細(xì)胞融合成功的例子v融合生

11、物種類 細(xì)胞來源 成功年代v煙草兩個種間 葉葉 1972v甘藍(lán)青菜 葉根 1972v大豆馬唐草 愈傷組織葉 1972v矮牽牛龍面花 葉花瓣 1973 v大麥花生 種子種子 1974v大麥大豆 葉懸浮細(xì)胞 1974v小麥矮牽牛 葉花瓣 1974v玉米大豆 葉懸浮細(xì)胞 1974v大豆野碗豆 懸浮細(xì)胞 懸浮細(xì)胞 1974v大麥蠶豆 葉根 1975v大豆草香木犀 懸浮細(xì)胞 葉 1976v酵母菌雞 原生質(zhì)體血紅細(xì)胞 1976v大豆煙草 懸浮細(xì)胞 葉 1976v人胡蘿卜 腹水癌細(xì)胞原生質(zhì)體 1976v番茄馬鈴薯 葉根尖 1978v人小鼠 纖維肉瘤細(xì)胞畸胎瘤細(xì)胞 197822相關(guān)知識三、核移植技術(shù)：三、核移

12、植技術(shù)：動物細(xì)胞核移植技術(shù)動物細(xì)胞核移植技術(shù)是把一個動物細(xì)胞的細(xì)胞核移入是把一個動物細(xì)胞的細(xì)胞核移入一個已經(jīng)去除細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育一個已經(jīng)去除細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育為一個新的胚胎，最終發(fā)育為一個動物個體的技術(shù)。為一個新的胚胎，最終發(fā)育為一個動物個體的技術(shù)。23相關(guān)知識24相關(guān)知識25相關(guān)知識26相關(guān)知識27相關(guān)知識克隆羊與體細(xì)胞核移植28相關(guān)知識第一步第一步 取妊娠期的6歲母綿羊（finn dorset白品種母羊）的乳腺細(xì)胞作核供體細(xì)胞，用饑餓法使其進(jìn)入休眠狀態(tài)而使全部基因具有活性。第二步第二步注射促性腺激素，促使母羊（sottish blackface黑面母綿羊）排卵，2833小時取其未受精卵，快速去核，放入10%fcs、1%fcs和0.5%fcs連續(xù)5天，使其進(jìn)入g0期做受體細(xì)胞。29相關(guān)知識第三步第三步乳腺細(xì)胞與無核卵放入同一培養(yǎng)皿中，在微電流的作用下，將乳腺細(xì)胞融入卵中，形成一個含有新的遺傳物質(zhì)的卵細(xì)胞。第四步第四步新的卵細(xì)胞植入羊的結(jié)扎的輸卵管內(nèi)，6天后發(fā)育為桑椹胚或囊胚（8-16個細(xì)胞）。第五步第五步將此早期胚胎移入假孕母羊子宮中，產(chǎn)下多利即為6歲母羊的復(fù)制品，也為白色。30相關(guān)知識31相關(guān)知識1、下列技術(shù)