細胞工程復(fù)習(xí)課件

指應(yīng)用細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過某種工程學(xué)手段，在細胞水平或細胞器水平上，按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。指應(yīng)用細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通細胞工程應(yīng)用的原理和方法細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)細胞水平或細胞器水平按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品概念分類植物細胞工程研究的目的研究的水平動物細胞工程細胞工程應(yīng)用的原理細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)細胞水平或細胞器水平主要技術(shù)植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交動物細胞培養(yǎng)動物細胞融合單克隆抗體技術(shù)核移植植物細胞工程技術(shù)動物細胞工程技術(shù)主要技術(shù)植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交動物細胞培養(yǎng)動物細胞融合單前者是細胞水平或細胞器水平上生物技術(shù),后者是分子水平上的生物技術(shù)。克隆多莉羊技術(shù)是

水平上的技術(shù)，培育抗蟲棉是

水平上的技術(shù)。細胞工程與基因工程相比：細胞分子思考:前者是細胞水平或細胞器水平上生物技術(shù),克隆多莉羊技術(shù)是所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ)植物細胞工程通常采用的技術(shù)手段植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交植物細胞的全能性所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ)植物細胞工程通常采用的技術(shù)手段植物組

科學(xué)研究表明，處于離體狀態(tài)的植物活細胞，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株。人工條件下實現(xiàn)的這一過程，就是植物組織培養(yǎng)。

1958年Steward和Reinert用胡蘿卜根的愈傷組織誘導(dǎo)成了體細胞胚，并進而獲得了完整植株。

植物組織培養(yǎng)的發(fā)展簡史科學(xué)研究表明，處于離體狀態(tài)的植物活細胞，在一細胞的全能性(1)概念1）受精卵生殖細胞體細胞＞＞：生物體的細胞具有形成完整個體的潛能的特性，叫做細胞的全能性。(2)原因(3)全能性的比較：從理論上講，每個有核活細胞都包含該物種的全部遺傳信息（全套遺傳物質(zhì)），所以每個活細胞都應(yīng)具有全能性。2）植物細胞全能性一般比動物細胞強細胞的全能性(1)概念1）受精卵生殖細胞體細胞＞＞：生物體的(3)植物細胞表現(xiàn)出全能性的條件離體狀態(tài)有一定營養(yǎng)物質(zhì)、植物激素和其他外界條件(3)植物細胞表現(xiàn)出全能性的條件離體狀態(tài)

思考討論：為什么體內(nèi)細胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織、器官？

基因在特定空間和時間條件下選擇性表達的結(jié)果。在個體發(fā)育的不同時期，生物體不同部位的細胞表達的基因是不同的，合成的蛋白質(zhì)也不一樣，從而形成了不同的組織和器官。思考討論：為什么體內(nèi)細胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分試管苗大規(guī)模培養(yǎng)（組織培養(yǎng)技術(shù)）試管苗大規(guī)模培養(yǎng)（組織培養(yǎng)技術(shù)）外植體愈傷組織根、芽植物體脫分化再分化一、植物組織培養(yǎng)的過程（分化）（未分化）（分化）幼芽或幼根？條件？優(yōu)點？特點？繁殖速度快不受季節(jié)限制工廠化生產(chǎn)幼苗無毒保持優(yōu)良性狀①適宜溫度、pH和無菌環(huán)境。②無機物、有機物和植物激素（生長素，細胞分裂素）無定形狀態(tài)薄壁細胞高度液泡化排列疏松、無規(guī)則分化程度低去分化較易外植體愈傷組織根、芽植物體脫分化再分化一、植物組織培養(yǎng)的過程植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基無機營養(yǎng)成分：水及礦質(zhì)元素（無機鹽）有機營養(yǎng)成分①含N物質(zhì)：包括維生素和氨基酸②碳源：2%—5%的蔗糖③瓊脂：起支持作用④相關(guān)激素：生長素、細胞分裂素和赤霉素PH值：5.0－6.0光照：前期不要，后期必要，有助細胞生長分化植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基無機營養(yǎng)成分：水及礦質(zhì)元素（無機鹽）植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)容器的培養(yǎng)基要高壓蒸汽滅菌外植體消毒接種（根尖、莖、芽、嫩葉、種子、花粉等）整個試驗在超凈工作臺上進行，保持無菌！植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)容器的培養(yǎng)基要高壓蒸汽滅菌【實驗胡蘿卜的組織培養(yǎng)討論】

1.在組織培養(yǎng)實驗中，為什么要強調(diào)所用器械的滅菌和實驗人員的無菌操作？提示：植物組織培養(yǎng)中用到的培養(yǎng)基含有豐富的營養(yǎng)成分，有利于外植體的生長，然而各種雜菌同樣也可以在上面迅速生長，所以植物組織培養(yǎng)過程中污染現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。培養(yǎng)基一旦被污染，迅速生長的各種雜菌不但會和培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)，而且這些雜菌生長的過程中會生成大量對培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)物迅速死亡。

造成培養(yǎng)基污染的因素有很多，一般包括：外植體帶菌、培養(yǎng)瓶和各種器械滅菌不徹底、操作人員操作不規(guī)范等。所以在組織培養(yǎng)實驗中用到的植物材料和各種器械都要進行徹底地滅菌，實驗人員操作一定要規(guī)范，避免帶入雜菌。【實驗胡蘿卜的組織培養(yǎng)討論】

1.在組織培養(yǎng)實驗中

2.在本實驗中，切取胡蘿卜塊根時強調(diào)要切取含有形成層部分，原因是這部分容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。請思考一下，胡蘿卜的其他部分（如莖、葉），是否也能培養(yǎng)成小植株，你能用實驗的方法進行驗證嗎？提示：胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花）也能培養(yǎng)再生形成小植株，只是分化較大，誘導(dǎo)愈傷組織比較困難。2.在本實驗中，切取胡蘿卜塊根時強調(diào)要切取含有形成層（1）外植體：用于離體培養(yǎng)的植物器官或組織片段。（2）愈傷組織：細胞排列疏松而無規(guī)則，是一種高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細胞。（3）胚狀體：由愈傷組織分化出的與種子胚類似的結(jié)構(gòu)。

（4）脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細胞產(chǎn)生愈傷組織的過程。（5）再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程。（1）外植體：用于離體培養(yǎng)的植物器官或組織片段。植物體細胞雜交技術(shù)植物體細胞雜交技術(shù)

1972年卡爾森等通過兩個煙草品種之間原生質(zhì)體的融合，獲得了第一個體細胞雜種。背景資料1978年梅爾徹斯(Melchers)等首次獲得了番茄和馬鈴薯的屬間體細胞雜種——“Potamato”。

目前，已得到栽培煙草與野生煙草、栽培大豆與野生大豆、秈稻與野生稻、秈稻與粳稻、小麥與鵝冠草等細胞雜種及其后代，獲得了有價值的新品系或育種上有用的新材料。1972年卡爾森等通過兩個煙草品種之間原生質(zhì)體的融合去壁去壁纖維素酶果膠酶原生質(zhì)體植物細胞原生質(zhì)體融合離心、振動、電刺激、聚乙二醇再生細胞壁雜種細胞去分化愈傷組織雜種植株激素篩選等量激素再分化植物體細胞雜交過程示意圖去壁去壁纖維素酶果膠酶原生質(zhì)體植物細胞原生質(zhì)體融合離心、振動纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，形成原生質(zhì)體。原理：酶的專一性、高效性（1）原生質(zhì)體制備

纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，形成原生質(zhì)體。（1）原生質(zhì)體制備（2）誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合是關(guān)鍵環(huán)節(jié)根據(jù)的原理是:細胞膜的流動性方法:物理離心、振動、電激化學(xué)聚乙二醇(PEG)作誘導(dǎo)劑成功標志是:雜種細胞產(chǎn)生了新的細胞壁（2）誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合是關(guān)鍵環(huán)節(jié)（3）組織培養(yǎng)根據(jù)的原理是:細胞膜全能性過程:脫分化再分化（3）組織培養(yǎng)根據(jù)的原理是:細胞膜全能性

植物體細胞雜交技術(shù)流程重點理解以下內(nèi)容：

①流程圖中為了簡化，僅畫了一個馬鈴薯的原生質(zhì)體與一個番茄的原生質(zhì)體之間的融合，可真正在實際操作過程中，是把許多馬鈴薯的原生質(zhì)體和許多番茄的原生質(zhì)體放在一起，讓它們自由融合出現(xiàn)多種融合，必須從中篩選出所需的雜種細胞。②由于不同種的細胞其細胞膜的特點不一樣，如不作任何處理，把它們放在一起，讓它們自然融合是不可能的，所以原生質(zhì)體間的融合必須要人工誘導(dǎo)。植物體細胞雜交技術(shù)流程重點理解以下內(nèi)容：

①（3）組織培養(yǎng)得到雜種植物克服遠源雜交不親和的障礙，培育出自然界中沒有的、具有優(yōu)良品質(zhì)的新品種。成果（3）組織培養(yǎng)得到雜種植物1、植物體細胞融合完成的標志是（）A、產(chǎn)生新的細胞壁B、細胞膜發(fā)生融合C、細胞質(zhì)發(fā)生融合D、細胞核發(fā)生融合2、下列植物細胞的全能性在提供了適宜條件的情況下，最易表達的是（）A、枝條上的一個芽B、柱頭上的花粉C、胚珠中的珠被細胞D、根尖分生區(qū)細胞AD3、下面關(guān)于植物細胞工程的敘述，正確的是()

A.

葉肉細胞脫分化后可形成無定形狀態(tài)的薄壁細胞

B．葉肉細胞經(jīng)再分化過程可形成愈傷組織

C.融合植物葉肉細胞時，應(yīng)先去掉細胞膜

D．葉肉細胞離體培養(yǎng)時，可以表現(xiàn)出全能性AD

練習(xí)1、植物體細胞融合完成的標志是（）2、下列植物5、以下不能說明細胞全能性的實驗是（）A.胡蘿卜韌皮部細胞培育出植株 B.紫色糯性玉米種子培育出植株C.轉(zhuǎn)入抗蟲基因的棉花細胞培育出植株 D.番茄與馬鈴薯體細胞雜交后培育出植株B4、將胡蘿卜韌皮部細胞培養(yǎng)成幼苗時，下列條件中不需要的是（）A、具有完整細胞核的細胞B、一定的營養(yǎng)物質(zhì)和植物激素C、離體狀態(tài)

D、導(dǎo)入指定基因D5、以下不能說明細胞全能性的實驗是（）B4、將胡蘿卜植物細胞工程的實際應(yīng)用植物細胞工程的實際應(yīng)用一、植物繁殖的新途徑1.微型繁殖

(1)微型繁殖技術(shù):快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù).(2)特點:

保持優(yōu)良品種的遺傳特性;

高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖.一、植物繁殖的新途徑1.微型繁殖細胞工程復(fù)習(xí)課件2.作物脫毒

(1)材料:無病毒的莖尖

(2)脫毒苗:切取莖尖進行組織培養(yǎng)獲得2.作物脫毒

生姜是藥食兩用的經(jīng)濟作物，具有栽培容易、產(chǎn)量高、價格高等特點，近年在各地發(fā)展很快。但是生姜在生產(chǎn)上長期采用無性繁殖，容易感染多種病毒病，使生姜品質(zhì)變差，葉子皺縮，生長緩慢，一般減產(chǎn)30%～50%。設(shè)計無毒生姜幼苗的培育方案。請你設(shè)計生姜是藥食兩用的經(jīng)濟作物，具有栽培容易、產(chǎn)量高、價格3.神奇的人工種子

(1)特點:

后代無性狀分離不受氣候,季節(jié)和地域限制

(2)技術(shù):植物組織培養(yǎng).(3)結(jié)構(gòu):人工薄膜胚狀體或不定芽或頂芽或腋芽.3.神奇的人工種子二、作物新品種的培育1.單倍體育種

(1)方法:花藥的離體培養(yǎng)

(2)優(yōu)點:

后代穩(wěn)定遺傳,都是純合體;

明顯縮短育種年限.二、作物新品種的培育1.單倍體育種2.突變體的利用

(1)產(chǎn)生:植物組織培養(yǎng)誘變，更易發(fā)生基因突變

(2)利用:篩選對人們有利突變體,進而培育新品種三、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1.種類:蛋白質(zhì),脂肪,糖類,藥物,香料,生物堿等.2.技術(shù):植物的組織培養(yǎng).2.突變體的利用三、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1.種類:蛋白質(zhì),脂細胞工程復(fù)習(xí)課件動物細胞工程動物細胞工程一、動物細胞培養(yǎng)1、發(fā)展歷史：

20世紀初，人們不知道神經(jīng)纖維是由神經(jīng)細胞的細胞質(zhì)向外突出形成的，還是由神經(jīng)細胞與周圍的其他細胞融合而成的。生物學(xué)家們就這個問題展開了激烈的爭論。

1907年，美國生物學(xué)家哈里森(Harrison)從蝌蚪的脊索中分離出神經(jīng)組織，把它放在青蛙的凝固的淋巴液中培養(yǎng)。蝌蚪的神經(jīng)組織存活了好幾周，并且從神經(jīng)細胞中長出了神經(jīng)纖維。哈里森的實驗不僅解決了神經(jīng)纖維的起源問題，而且開創(chuàng)了動物組織培養(yǎng)的先河。此后，在許多科學(xué)家的不懈努力下，動物組織培養(yǎng)不斷改進并逐漸發(fā)展成為動物細胞培養(yǎng)。一、動物細胞培養(yǎng)1、發(fā)展歷史：2、動物細胞培養(yǎng)的應(yīng)用和概念：

動物細胞培養(yǎng)就是從動物有機體中取出相關(guān)的組織,將它分散成單個細胞,然后,放在適宜的培養(yǎng)基中,讓這些細胞生長和增殖.2、動物細胞培養(yǎng)的應(yīng)用和概念：動物細胞培養(yǎng)就是從動物動物細胞的培養(yǎng)過程

幼齡動物取動物器官和組織剪碎組織胰蛋白酶處理細胞培養(yǎng)單個細胞動物細胞培養(yǎng)技術(shù)：是其他動物細胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)

原理：細胞增殖（有絲分裂）動物細胞的培養(yǎng)過程幼齡動物取動物器官剪碎組織胰蛋白酶處理細3、動物細胞培養(yǎng)過程：動物胚胎或幼齡動物的組織、器官細胞懸浮液胰蛋白酶10代細胞原代培養(yǎng)50代細胞傳代培養(yǎng)細胞株無限傳代細胞系單個細胞加培養(yǎng)液遺傳物質(zhì)未改變遺傳物質(zhì)已改變動物組織細胞間隙中含有一定量的彈性纖維等蛋白質(zhì)，將細胞網(wǎng)絡(luò)起來形成具有一定彈性和韌性的組織和器官。（分解細胞）3、動物細胞培養(yǎng)過程：動物胚胎或幼齡動物的組織、器官細胞懸浮注意：1、選材2、胰蛋白酶3、分散單個細胞4、貼壁生長5、接觸抑制6、原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)7、培養(yǎng)液成分注意：有關(guān)概念:原代培養(yǎng)：從機體取出后立即培養(yǎng)的細胞為原代細胞。初次培養(yǎng)稱為原代細胞培養(yǎng)。傳代培養(yǎng)：將原代細胞從培養(yǎng)瓶中取出，配制成細胞懸浮液，分裝到兩個或兩個以上的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)，稱為傳代培養(yǎng)。有關(guān)概念:原代培養(yǎng)：從機體取出后立即培養(yǎng)的細胞為原代細胞。初

細胞株：原代細胞一般傳至10代左右細胞生長停滯，大部分細胞衰老死亡，少數(shù)細胞存活到40~50代，這種10-50代的傳代細胞為細胞株。

細胞系：細胞株傳代至50代后又出現(xiàn)細胞生長停滯狀態(tài)，只有部分細胞由于遺傳物質(zhì)的改變，使其在培養(yǎng)條件下可以無限制傳代，這種50代以上的傳代細胞為細胞系。

細胞株和細胞系的區(qū)別：細胞系的遺傳物質(zhì)改變，具有癌細胞的特點，失去接觸抑制，容易傳代培養(yǎng)。細胞株：原代細胞一般傳至10代左右細胞生長停滯，大部分細3.動物細胞培養(yǎng)的條件:1.無菌無毒的環(huán)境2.營養(yǎng)3.溫度和pH（36.57.2-7.4）4.氣體環(huán)境（95%空氣+5%二氧化碳）

3.動物細胞培養(yǎng)的條件:1.無菌無毒的環(huán)境4.動物細胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用:1.蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn)如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體2.健康細胞培養(yǎng)培養(yǎng)健康細胞用于燒傷病人皮膚移植3.細胞的生理、藥理、病理研究

4.動物細胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用:1.蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn)植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的比較比較項目植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)原理細胞的全能性細胞增殖培養(yǎng)基性質(zhì)固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基培養(yǎng)基特有成分蔗糖植物激素葡萄糖動物血清培養(yǎng)結(jié)果植物體細胞株、細胞系培養(yǎng)目的快速繁殖、培育無病毒植株獲得細胞或細胞分泌蛋白植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的比較比較項目植物組織培養(yǎng)動物細胞二、動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物

動物核移植是將動物的一個細胞的細胞核,移入一個已經(jīng)去掉細胞核的卵母細胞中.使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎,這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體.二、動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物動物核移植是將動核移植技術(shù)1.克隆羊培育過程黑面綿羊去核卵細胞白面綿羊乳腺細胞核核移植重組細胞電脈沖刺激早期胚胎胚胎移植另一頭綿羊的子宮妊娠、出生克隆羊多利核移植技術(shù)1.克隆羊培育過程黑面綿羊去核卵細胞白面綿羊乳腺細細胞工程復(fù)習(xí)課件注意：卵母細胞培養(yǎng)至MⅡ，才能用于去核構(gòu)建重組細胞。胚胎移植的受體牛要進行同期發(fā)情，使生理狀況相同。注意：卵母細胞培養(yǎng)至MⅡ，才能用于去核構(gòu)建2.體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景2.體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景動物細胞融合與單克隆抗體動物細胞融合與單克隆抗體一、動物細胞融合

細胞融合是正常的生命活動兩個細胞正在融合

受精作用一、動物細胞融合細胞融合是正常的生命活動兩個細胞正在融合受動物細胞融合動物細胞融合細胞A細胞B雜種細胞滅活的病毒物理法：電刺激化學(xué)法：PEG細胞A細胞B雜種細胞滅活的病毒物理法：電刺激用滅活的病毒誘導(dǎo)動物細胞融合過程細胞核病毒顆粒細胞核用滅活的病毒誘導(dǎo)動物細胞融合過程細胞核病毒顆粒細胞核誘導(dǎo)細胞融合的仙臺病毒必須滅活。

思考討論：為什么細胞融合過程中使用的病毒需要滅活？不滅活行嗎？

因為滅活的病毒能結(jié)合細胞膜上，并使蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布，細胞膜打開，細胞發(fā)生融合，不滅活的話會感染細胞，而不能誘導(dǎo)細胞融合。

細胞融合技術(shù)應(yīng)用于哪些方面？

細胞學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)及制備單克隆抗體。誘導(dǎo)細胞融合的仙臺病毒必須滅活。

因為滅活的植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較比較項目植物體細胞雜交動物細胞融合原理細胞膜的流動性、植物細胞的全能性細胞膜的流動性細胞融合的方法去除細胞壁后誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合使細胞分散后誘導(dǎo)細胞融合誘導(dǎo)方法物理（離心、振蕩、電刺激）化學(xué)（聚乙二醇）物理、化學(xué)方法（同左）滅活的病毒用途獲得雜種植株制備單克隆抗體植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較比較項目植物體細胞雜交動物二、單克隆抗體什么是抗體？抗體是機體受抗原刺激后產(chǎn)生的、并能與該抗原發(fā)生特異性結(jié)合的具有免疫功能的球蛋白。漿細胞產(chǎn)生抗體。二、單克隆抗體什么是抗體？B淋巴細胞與抗體的關(guān)系：

１．B淋巴細胞受抗原刺激后增殖分化成漿細胞，可以產(chǎn)生相應(yīng)的抗體。２．動物體內(nèi)的B淋巴細胞可以產(chǎn)生百萬種以上的抗體，每種抗體對特定的抗原具有特異性免疫作用。３．每一個淋巴細胞只能產(chǎn)生一種抗體，產(chǎn)生什么抗體要看遇到什么抗原。傳統(tǒng)的抗體的生產(chǎn)方法及缺陷是什么？怎樣解決這個問題？B淋巴細胞與抗體的關(guān)系：１．B淋巴細胞受抗原刺激后增殖分單克隆抗體

由接觸過抗原的單個B淋巴細胞經(jīng)過無性繁殖（克?。?，形成基因型相同的細胞群，這一細胞群所產(chǎn)生的化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強的抗體稱為單克隆抗體。

特點：特異性強、靈敏度高、可大量制備

單克隆抗體由接觸過抗原的單個B淋巴細胞經(jīng)過無性繁殖（克隆如何大量生產(chǎn)單克隆抗體？利用淋巴細胞產(chǎn)生抗體的功能利用腫瘤細胞無限增殖的特性利用細胞融合的技術(shù)將兩種細胞融合獲得具有淋巴細胞和腫瘤細胞特性的雜交瘤細胞利用動物細胞培養(yǎng)技術(shù)大量培養(yǎng)雜交瘤細胞如何篩選？融合方式？如何大量生產(chǎn)單克隆抗體？利用淋巴細胞產(chǎn)生抗體的功能如何篩選？細胞工程復(fù)習(xí)課件

單克隆抗體制備過程

注射抗原B淋巴細胞骨髓瘤細胞細胞融合、篩選雜交瘤細胞細胞培養(yǎng)兩次篩選，繼續(xù)培養(yǎng)足夠數(shù)量的、能產(chǎn)生特定抗體的細胞群體外培養(yǎng)注射到小鼠腹腔單克隆抗體單克隆抗體制備過程注射抗原B淋巴細胞骨髓瘤細胞細胞融思考：1、本過程利用了哪些原理？免疫、細胞融合和動物細胞培養(yǎng)原理2、為什么選用小鼠骨髓瘤細胞與B細胞融合？這樣融合成的雜交瘤細胞，繼承了雙親細胞的遺傳物質(zhì)，不僅具有B細胞分泌抗體的能力，而且還有無限增殖的本領(lǐng)，因而可以獲得大量單克隆抗體思考：1、本過程利用了哪些原理？免疫、細胞融合和動物細胞培養(yǎng)應(yīng)用主要有：1、臨床診斷2、作為載體，運載抗癌藥物，形成“生物導(dǎo)彈”治療腫瘤

資料：目前世界各國已經(jīng)研制出數(shù)以百計的單克隆抗體。許多缺乏良好診斷手段的傳染病、免疫性疾病、血液病、內(nèi)分泌疾病和遺傳病，用單克隆抗體作為診斷手段，是一個必然趨勢。另外，用單克隆抗體做體內(nèi)診斷，借以鑒別和定位體內(nèi)“病灶”也引起人們的注意，目前，主要用于腫瘤追蹤及心肌梗塞的診斷。應(yīng)用主要有：1、臨床診斷2、作為載體，運載抗癌藥物，形成“生

指應(yīng)用細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過某種工程學(xué)手段，在細胞水平或細胞器水平上，按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。指應(yīng)用細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通細胞工程應(yīng)用的原理和方法細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)細胞水平或細胞器水平按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品概念分類植物細胞工程研究的目的研究的水平動物細胞工程細胞工程應(yīng)用的原理細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)細胞水平或細胞器水平主要技術(shù)植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交動物細胞培養(yǎng)動物細胞融合單克隆抗體技術(shù)核移植植物細胞工程技術(shù)動物細胞工程技術(shù)主要技術(shù)植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交動物細胞培養(yǎng)動物細胞融合單前者是細胞水平或細胞器水平上生物技術(shù),后者是分子水平上的生物技術(shù)。克隆多莉羊技術(shù)是

水平上的技術(shù)，培育抗蟲棉是

水平上的技術(shù)。細胞工程與基因工程相比：細胞分子思考:前者是細胞水平或細胞器水平上生物技術(shù),克隆多莉羊技術(shù)是所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ)植物細胞工程通常采用的技術(shù)手段植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交植物細胞的全能性所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ)植物細胞工程通常采用的技術(shù)手段植物組

科學(xué)研究表明，處于離體狀態(tài)的植物活細胞，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株。人工條件下實現(xiàn)的這一過程，就是植物組織培養(yǎng)。

1958年Steward和Reinert用胡蘿卜根的愈傷組織誘導(dǎo)成了體細胞胚，并進而獲得了完整植株。

植物組織培養(yǎng)的發(fā)展簡史科學(xué)研究表明，處于離體狀態(tài)的植物活細胞，在一細胞的全能性(1)概念1）受精卵生殖細胞體細胞＞＞：生物體的細胞具有形成完整個體的潛能的特性，叫做細胞的全能性。(2)原因(3)全能性的比較：從理論上講，每個有核活細胞都包含該物種的全部遺傳信息（全套遺傳物質(zhì)），所以每個活細胞都應(yīng)具有全能性。2）植物細胞全能性一般比動物細胞強細胞的全能性(1)概念1）受精卵生殖細胞體細胞＞＞：生物體的(3)植物細胞表現(xiàn)出全能性的條件離體狀態(tài)有一定營養(yǎng)物質(zhì)、植物激素和其他外界條件(3)植物細胞表現(xiàn)出全能性的條件離體狀態(tài)

思考討論：為什么體內(nèi)細胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織、器官？

基因在特定空間和時間條件下選擇性表達的結(jié)果。在個體發(fā)育的不同時期，生物體不同部位的細胞表達的基因是不同的，合成的蛋白質(zhì)也不一樣，從而形成了不同的組織和器官。思考討論：為什么體內(nèi)細胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分試管苗大規(guī)模培養(yǎng)（組織培養(yǎng)技術(shù)）試管苗大規(guī)模培養(yǎng)（組織培養(yǎng)技術(shù)）外植體愈傷組織根、芽植物體脫分化再分化一、植物組織培養(yǎng)的過程（分化）（未分化）（分化）幼芽或幼根？條件？優(yōu)點？特點？繁殖速度快不受季節(jié)限制工廠化生產(chǎn)幼苗無毒保持優(yōu)良性狀①適宜溫度、pH和無菌環(huán)境。②無機物、有機物和植物激素（生長素，細胞分裂素）無定形狀態(tài)薄壁細胞高度液泡化排列疏松、無規(guī)則分化程度低去分化較易外植體愈傷組織根、芽植物體脫分化再分化一、植物組織培養(yǎng)的過程植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基無機營養(yǎng)成分：水及礦質(zhì)元素（無機鹽）有機營養(yǎng)成分①含N物質(zhì)：包括維生素和氨基酸②碳源：2%—5%的蔗糖③瓊脂：起支持作用④相關(guān)激素：生長素、細胞分裂素和赤霉素PH值：5.0－6.0光照：前期不要，后期必要，有助細胞生長分化植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基無機營養(yǎng)成分：水及礦質(zhì)元素（無機鹽）植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)容器的培養(yǎng)基要高壓蒸汽滅菌外植體消毒接種（根尖、莖、芽、嫩葉、種子、花粉等）整個試驗在超凈工作臺上進行，保持無菌！植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)容器的培養(yǎng)基要高壓蒸汽滅菌【實驗胡蘿卜的組織培養(yǎng)討論】

1.在組織培養(yǎng)實驗中，為什么要強調(diào)所用器械的滅菌和實驗人員的無菌操作？提示：植物組織培養(yǎng)中用到的培養(yǎng)基含有豐富的營養(yǎng)成分，有利于外植體的生長，然而各種雜菌同樣也可以在上面迅速生長，所以植物組織培養(yǎng)過程中污染現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。培養(yǎng)基一旦被污染，迅速生長的各種雜菌不但會和培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)，而且這些雜菌生長的過程中會生成大量對培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)物迅速死亡。

造成培養(yǎng)基污染的因素有很多，一般包括：外植體帶菌、培養(yǎng)瓶和各種器械滅菌不徹底、操作人員操作不規(guī)范等。所以在組織培養(yǎng)實驗中用到的植物材料和各種器械都要進行徹底地滅菌，實驗人員操作一定要規(guī)范，避免帶入雜菌?！緦嶒灪}卜的組織培養(yǎng)討論】

1.在組織培養(yǎng)實驗中

2.在本實驗中，切取胡蘿卜塊根時強調(diào)要切取含有形成層部分，原因是這部分容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。請思考一下，胡蘿卜的其他部分（如莖、葉），是否也能培養(yǎng)成小植株，你能用實驗的方法進行驗證嗎？提示：胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花）也能培養(yǎng)再生形成小植株，只是分化較大，誘導(dǎo)愈傷組織比較困難。2.在本實驗中，切取胡蘿卜塊根時強調(diào)要切取含有形成層（1）外植體：用于離體培養(yǎng)的植物器官或組織片段。（2）愈傷組織：細胞排列疏松而無規(guī)則，是一種高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細胞。（3）胚狀體：由愈傷組織分化出的與種子胚類似的結(jié)構(gòu)。

（4）脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細胞產(chǎn)生愈傷組織的過程。（5）再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程。（1）外植體：用于離體培養(yǎng)的植物器官或組織片段。植物體細胞雜交技術(shù)植物體細胞雜交技術(shù)

1972年卡爾森等通過兩個煙草品種之間原生質(zhì)體的融合，獲得了第一個體細胞雜種。背景資料1978年梅爾徹斯(Melchers)等首次獲得了番茄和馬鈴薯的屬間體細胞雜種——“Potamato”。

目前，已得到栽培煙草與野生煙草、栽培大豆與野生大豆、秈稻與野生稻、秈稻與粳稻、小麥與鵝冠草等細胞雜種及其后代，獲得了有價值的新品系或育種上有用的新材料。1972年卡爾森等通過兩個煙草品種之間原生質(zhì)體的融合去壁去壁纖維素酶果膠酶原生質(zhì)體植物細胞原生質(zhì)體融合離心、振動、電刺激、聚乙二醇再生細胞壁雜種細胞去分化愈傷組織雜種植株激素篩選等量激素再分化植物體細胞雜交過程示意圖去壁去壁纖維素酶果膠酶原生質(zhì)體植物細胞原生質(zhì)體融合離心、振動纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，形成原生質(zhì)體。原理：酶的專一性、高效性（1）原生質(zhì)體制備

纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，形成原生質(zhì)體。（1）原生質(zhì)體制備（2）誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合是關(guān)鍵環(huán)節(jié)根據(jù)的原理是:細胞膜的流動性方法:物理離心、振動、電激化學(xué)聚乙二醇(PEG)作誘導(dǎo)劑成功標志是:雜種細胞產(chǎn)生了新的細胞壁（2）誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合是關(guān)鍵環(huán)節(jié)（3）組織培養(yǎng)根據(jù)的原理是:細胞膜全能性過程:脫分化再分化（3）組織培養(yǎng)根據(jù)的原理是:細胞膜全能性

植物體細胞雜交技術(shù)流程重點理解以下內(nèi)容：

①流程圖中為了簡化，僅畫了一個馬鈴薯的原生質(zhì)體與一個番茄的原生質(zhì)體之間的融合，可真正在實際操作過程中，是把許多馬鈴薯的原生質(zhì)體和許多番茄的原生質(zhì)體放在一起，讓它們自由融合出現(xiàn)多種融合，必須從中篩選出所需的雜種細胞。②由于不同種的細胞其細胞膜的特點不一樣，如不作任何處理，把它們放在一起，讓它們自然融合是不可能的，所以原生質(zhì)體間的融合必須要人工誘導(dǎo)。植物體細胞雜交技術(shù)流程重點理解以下內(nèi)容：

①（3）組織培養(yǎng)得到雜種植物克服遠源雜交不親和的障礙，培育出自然界中沒有的、具有優(yōu)良品質(zhì)的新品種。成果（3）組織培養(yǎng)得到雜種植物1、植物體細胞融合完成的標志是（）A、產(chǎn)生新的細胞壁B、細胞膜發(fā)生融合C、細胞質(zhì)發(fā)生融合D、細胞核發(fā)生融合2、下列植物細胞的全能性在提供了適宜條件的情況下，最易表達的是（）A、枝條上的一個芽B、柱頭上的花粉C、胚珠中的珠被細胞D、根尖分生區(qū)細胞AD3、下面關(guān)于植物細胞工程的敘述，正確的是()

A.

葉肉細胞脫分化后可形成無定形狀態(tài)的薄壁細胞

B．葉肉細胞經(jīng)再分化過程可形成愈傷組織

C.融合植物葉肉細胞時，應(yīng)先去掉細胞膜

D．葉肉細胞離體培養(yǎng)時，可以表現(xiàn)出全能性AD

練習(xí)1、植物體細胞融合完成的標志是（）2、下列植物5、以下不能說明細胞全能性的實驗是（）A.胡蘿卜韌皮部細胞培育出植株 B.紫色糯性玉米種子培育出植株C.轉(zhuǎn)入抗蟲基因的棉花細胞培育出植株 D.番茄與馬鈴薯體細胞雜交后培育出植株B4、將胡蘿卜韌皮部細胞培養(yǎng)成幼苗時，下列條件中不需要的是（）A、具有完整細胞核的細胞B、一定的營養(yǎng)物質(zhì)和植物激素C、離體狀態(tài)

D、導(dǎo)入指定基因D5、以下不能說明細胞全能性的實驗是（）B4、將胡蘿卜植物細胞工程的實際應(yīng)用植物細胞工程的實際應(yīng)用一、植物繁殖的新途徑1.微型繁殖

(1)微型繁殖技術(shù):快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù).(2)特點:

保持優(yōu)良品種的遺傳特性;

高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖.一、植物繁殖的新途徑1.微型繁殖細胞工程復(fù)習(xí)課件2.作物脫毒

(1)材料:無病毒的莖尖

(2)脫毒苗:切取莖尖進行組織培養(yǎng)獲得2.作物脫毒

生姜是藥食兩用的經(jīng)濟作物，具有栽培容易、產(chǎn)量高、價格高等特點，近年在各地發(fā)展很快。但是生姜在生產(chǎn)上長期采用無性繁殖，容易感染多種病毒病，使生姜品質(zhì)變差，葉子皺縮，生長緩慢，一般減產(chǎn)30%～50%。設(shè)計無毒生姜幼苗的培育方案。請你設(shè)計生姜是藥食兩用的經(jīng)濟作物，具有栽培容易、產(chǎn)量高、價格3.神奇的人工種子

(1)特點:

后代無性狀分離不受氣候,季節(jié)和地域限制

(2)技術(shù):植物組織培養(yǎng).(3)結(jié)構(gòu):人工薄膜胚狀體或不定芽或頂芽或腋芽.3.神奇的人工種子二、作物新品種的培育1.單倍體育種

(1)方法:花藥的離體培養(yǎng)

(2)優(yōu)點:

后代穩(wěn)定遺傳,都是純合體;

明顯縮短育種年限.二、作物新品種的培育1.單倍體育種2.突變體的利用

(1)產(chǎn)生:植物組織培養(yǎng)誘變，更易發(fā)生基因突變

(2)利用:篩選對人們有利突變體,進而培育新品種三、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1.種類:蛋白質(zhì),脂肪,糖類,藥物,香料,生物堿等.2.技術(shù):植物的組織培養(yǎng).2.突變體的利用三、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1.種類:蛋白質(zhì),脂細胞工程復(fù)習(xí)課件動物細胞工程動物細胞工程一、動物細胞培養(yǎng)1、發(fā)展歷史：

20世紀初，人們不知道神經(jīng)纖維是由神經(jīng)細胞的細胞質(zhì)向外突出形成的，還是由神經(jīng)細胞與周圍的其他細胞融合而成的。生物學(xué)家們就這個問題展開了激烈的爭論。

1907年，美國生物學(xué)家哈里森(Harrison)從蝌蚪的脊索中分離出神經(jīng)組織，把它放在青蛙的凝固的淋巴液中培養(yǎng)。蝌蚪的神經(jīng)組織存活了好幾周，并且從神經(jīng)細胞中長出了神經(jīng)纖維。哈里森的實驗不僅解決了神經(jīng)纖維的起源問題，而且開創(chuàng)了動物組織培養(yǎng)的先河。此后，在許多科學(xué)家的不懈努力下，動物組織培養(yǎng)不斷改進并逐漸發(fā)展成為動物細胞培養(yǎng)。一、動物細胞培養(yǎng)1、發(fā)展歷史：2、動物細胞培養(yǎng)的應(yīng)用和概念：

動物細胞培養(yǎng)就是從動物有機體中取出相關(guān)的組織,將它分散成單個細胞,然后,放在適宜的培養(yǎng)基中,讓這些細胞生長和增殖.2、動物細胞培養(yǎng)的應(yīng)用和概念：動物細胞培養(yǎng)就是從動物動物細胞的培養(yǎng)過程

幼齡動物取動物器官和組織剪碎組織胰蛋白酶處理細胞培養(yǎng)單個細胞動物細胞培養(yǎng)技術(shù)：是其他動物細胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)

原理：細胞增殖（有絲分裂）動物細胞的培養(yǎng)過程幼齡動物取動物器官剪碎組織胰蛋白酶處理細3、動物細胞培養(yǎng)過程：動物胚胎或幼齡動物的組織、器官細胞懸浮液胰蛋白酶10代細胞原代培養(yǎng)50代細胞傳代培養(yǎng)細胞株無限傳代細胞系單個細胞加培養(yǎng)液遺傳物質(zhì)未改變遺傳物質(zhì)已改變動物組織細胞間隙中含有一定量的彈性纖維等蛋白質(zhì)，將細胞網(wǎng)絡(luò)起來形成具有一定彈性和韌性的組織和器官。（分解細胞）3、動物細胞培養(yǎng)過程：動物胚胎或幼齡動物的組織、器官細胞懸浮注意：1、選材2、胰蛋白酶3、分散單個細胞4、貼壁生長5、接觸抑制6、原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)7、培養(yǎng)液成分注意：有關(guān)概念:原代培養(yǎng)：從機體取出后立即培養(yǎng)的細胞為原代細胞。初次培養(yǎng)稱為原代細胞培養(yǎng)。傳代培養(yǎng)：將原代細胞從培養(yǎng)瓶中取出，配制成細胞懸浮液，分裝到兩個或兩個以上的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)，稱為傳代培養(yǎng)。有關(guān)概念:原代培養(yǎng)：從機體取出后立即培養(yǎng)的細胞為原代細胞。初

細胞株：原代細胞一般傳至10代左右細胞生長停滯，大部分細胞衰老死亡，少數(shù)細胞存活到40~50代，這種10-50代的傳代細胞為細胞株。

細胞系：細胞株傳代至50代后又出現(xiàn)細胞生長停滯狀態(tài)，只有部分細胞由于遺傳物質(zhì)的改變，使其在培養(yǎng)條件下可以無限制傳代，這種50代以上的傳代細胞為細胞系。

細胞株和細胞系的區(qū)別：細胞系的遺傳物質(zhì)改變，具有癌細胞的特點，失去接觸抑制，容易傳代培養(yǎng)。細胞株：原代細胞一般傳至10代左右細胞生長停滯，大部分細3.動物細胞培養(yǎng)的條件:1.無菌無毒的環(huán)境2.營養(yǎng)3.溫度和pH（36.57.2-7.4）4.氣體環(huán)境（95%空氣+5%二氧化碳）

3.動物細胞培養(yǎng)的條件:1.無菌無毒的環(huán)境4.動物細胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用:1.蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn)如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體2.健康細胞培養(yǎng)培養(yǎng)健康細胞用于燒傷病人皮膚移植3.細胞的生理、藥理、病理研究

4.動物細胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用:1.蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn)植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的比較比較項目植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)原理細胞的全能性細胞增殖培養(yǎng)基性質(zhì)固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基培養(yǎng)基特有成分蔗糖植物激素葡萄糖動物血清培養(yǎng)結(jié)果植物體細胞株、細胞系培養(yǎng)目的快速繁殖、培育無病毒植株獲得細胞或細胞分泌蛋白植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的比較比較項目植物組織培養(yǎng)動物細胞二、動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物

動物核移植是將動物的一個細胞的細胞核,移入一個已經(jīng)去掉細胞核的卵母細胞中.使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎,這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體.二、動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物動物核移植是將動核移植技術(shù)1.克隆羊培育過程黑面綿羊去核卵細胞白面綿羊乳腺細胞核核移植重組細胞電脈沖刺激早期胚胎胚胎移植另一頭綿羊的子宮妊娠、出生克隆羊多利核移植技術(shù)1.克隆羊培育過程黑面綿羊去核卵細胞白面綿羊乳腺細細胞工程復(fù)習(xí)課件注意：卵母細胞培養(yǎng)至MⅡ，才能用于去核構(gòu)建重組細胞。胚胎移植的受體牛要進行同期發(fā)情，使生理狀況相同。注意：卵母細胞培養(yǎng)至MⅡ，才能用于去核構(gòu)建2.體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景2.體細