1、細胞工程是指運用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通過某種工程手段，在全細胞或細胞器水平上，根據(jù)人們的意愿改變細胞中的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)物的綜合性科學技術(shù)。主題2:細胞工程，細胞工程，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)，所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ)，植物細胞工程，常用的基礎(chǔ)技術(shù)，植物組織培養(yǎng)，植物體細胞雜交，植物細胞的全能性每一個細胞都有潛力發(fā)展成為一個完整的個體。一個有機體的每個細胞都包含一整套該物種特有的遺傳物質(zhì)，并且擁有發(fā)育成完整個體所需的所有基因。在特定的時間和空間條件下的選擇性表達，細胞分化成不同

2、的組織和器官，植物細胞的全能性，(1)含義，(2)原因(物質(zhì)基礎(chǔ)):(3)導致細胞在生物體中不顯示全能性的基因，(4)全能性的比較：受精卵(最高)卵(精子)體細胞植物體細胞動物體細胞；胚胎干細胞和其他干細胞體細胞；從受精卵到個體，細胞分裂能力減弱，分化程度增加，全能性降低。(5)全能性的例子包括離體花藥培養(yǎng)、植物組織培養(yǎng)、克隆技術(shù)、蜜蜂孤雌生殖等。(6)實現(xiàn)植物細胞全能性的條件：在體外，提供營養(yǎng)、激素和其他合適的條件。1.概念：在無菌和人工控制的條件下，將離體的植物器官、組織和細胞在人工配制的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，并給予合適的培養(yǎng)條件誘導它們產(chǎn)生愈傷組織和叢生芽，最終形成完整的植株。原理：植物細胞的全

3、能性，也稱外植體如莖尖和根尖，適宜的溫度，酸堿度，營養(yǎng)，激素，充足的氧氣，條件，植物組織培養(yǎng)，3。分裂方式：有絲分裂，無機營養(yǎng)：水和無機鹽有機營養(yǎng)：維生素和氨基酸，蔗糖，生長素，細胞分裂素教科書42-胚狀體，叢生芽，植物，外植體，去分化，植物激素：細胞分裂素，生長素，再分化，植物組織培養(yǎng)過程，植物組織培養(yǎng)條件：培養(yǎng)基含所有營養(yǎng)成分，一定溫度，空氣，無菌環(huán)境，適宜的酸堿度，適時光照等。特點：分裂和區(qū)分的能力；薄壁細胞具有疏松、不規(guī)則和高度空泡化的無定形狀態(tài)(無葉綠體，無光合作用)。它提醒當愈傷組織再分化形成植物幼苗時，需要光處理來誘導葉綠體的形成。植物中生長素和細胞分裂素的含量很低，因此合成生長

4、素類似物和細胞分裂素類似物常用于植物組織培養(yǎng)。適度的細胞分裂素/生長素比例有利于外植體去分化，較高的比例有利于愈傷組織再分化形成叢生芽，較低的比例有利于生根。植物組織培養(yǎng)屬于無性繁殖，只有有絲分裂，能保持親本的優(yōu)良性狀，繁殖周期短。花藥(精子細胞)可以作為外植體嗎？花粉細胞培養(yǎng)，愈傷組織，分化成小植株，單倍體植株，去分化，再分化，染色體加倍，正常植株，花藥，接種都是有性生殖，什么是生殖方式？產(chǎn)生的植物是肥沃的？一般不可育，那么如何獲得可育的正常植物呢？用這種方法獲得的單倍體或正常植株能保持其親本的優(yōu)良性狀嗎？不一定，例如，親本基因型是aa，正常植株是AA或Aa。因為不同種類的生物之間存在生殖隔

5、離，所以用傳統(tǒng)的有性雜交方法不可能做到這一點。因此，這些科學家試圖將這兩種植物的體細胞雜交來實現(xiàn)這個奇妙的想法。2.植物體細胞雜交技術(shù)。這種番茄和馬鈴薯的圖片可以通過傳統(tǒng)的有性雜交方法實現(xiàn)嗎？為什么？1.定義：將來自不同植物的兩個體細胞融合成一個雜交細胞，并將該雜交細胞培養(yǎng)成新植物的方法。優(yōu)點：(與有性雜交相比)，它打破了不同物種間生殖隔離的限制，即克服了遠緣雜交不親和的障礙，大大擴大了可用于雜交的親本組合范圍。植物體細胞雜交，細胞膜流動性，細胞全能性。原理：雜交植物，融合原生質(zhì)體AB，再生細胞壁，去分化，愈傷組織，再分化，植物細胞融合(細胞膜流動性)，植物組織培養(yǎng)(植物細胞全能性)，番茄細胞

6、A，原生質(zhì)體B，原生質(zhì)體A，雜種，促進融合的方法？融合完成的標志，馬鈴薯細胞B，3，過程：最終結(jié)果，1。(1)植物體細胞雜交的障礙，所有植物細胞都有細胞壁。根據(jù)酶的特異性原理，利用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁。(酶水解)原生質(zhì)體融合。人工誘導方法包括物理方法，如離心、振動和電激發(fā)；化學方法，如聚乙二醇等。(2)有三種類型的雜交細胞(僅考慮成對融合):AA、BB、AB，并且僅需要篩選滿足要求的AB。(4)雜種植物遺傳物質(zhì)的變化：細胞融合屬于染色體變異，雜種植物的染色體數(shù)目通常是雙親染色體數(shù)目的總和，形成異源多倍體。(3)雜交細胞抗體形成的標志；(5)植物體細胞雜交的原理：新細胞壁的形成。在原生質(zhì)體

7、融合過程中，利用細胞膜的流動性，利用細胞的全能性，使雜交細胞發(fā)育成為雜種植物。1.這項技術(shù)的目標是培育雜交植物，而不是形成雜交細胞。雜交植物特征：它具有兩種植物的遺傳特征，因為雜交植物含有兩種植物的遺傳物質(zhì)。2.這項技術(shù)在育種上的最大優(yōu)勢是克服了遠緣雜交中的不親和性障礙。3.目前，尚未解決的問題不能使雜交植物根據(jù)人們的需要表現(xiàn)出親本的優(yōu)良性狀，如番茄和馬鈴薯。易錯分析不能區(qū)分植物體細胞雜交和有性雜交。(1)植物體細胞雜交，(3)有性生殖過程符合孟德爾遺傳規(guī)律，而植物體細胞雜交不符合孟德爾遺傳規(guī)律。有性雜交的結(jié)果：子代細胞中的染色體數(shù)目和基因型是“X-Y”、“AbcD”或“abcD”或“Abcd

8、”或“abcd”，即先減半后增加。如果兩個不同的植物細胞A和B融合，A含有2X染色體和2個Aabb基因型的基因組，B含有2Y染色體和2個ccDd基因型的基因組，那么新的植物應該是四倍體，在體細胞中含有2X 2Y染色體和AabbccDd基因型。不難看出，不管染色體數(shù)目和基因型如何，體細胞雜交意味著兩個細胞融合成一個細胞。(2)植物的有性雜交，1)植物繁殖的新方法，1)微繁殖(快速繁殖)，植物細胞工程的實際應用，2)作物解毒，3)神奇的人工種子，概念：植物組織培養(yǎng)技術(shù)快速繁殖優(yōu)良品種，也稱為快速繁殖技術(shù)。特點：復制速度快；保持優(yōu)良品種的遺傳特征。原因：在無性繁殖的作物中，受感染的病毒很容易傳播給后

9、代，并且病毒在作物中逐年積累，這將導致作物產(chǎn)量降低和質(zhì)量下降。材料：分生組織區(qū)域(如莖尖和根尖)。方法：切取莖尖進行組織培養(yǎng)，獲得脫毒種苗。從植物組織培養(yǎng)中獲得的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽被包裹在人造薄膜(人造種皮)中。2.新作物品種的培育，1)單倍體育種，2)突變體的利用，3)轉(zhuǎn)基因植物的培育，3)細胞產(chǎn)品(紅豆杉紫杉醇)的工業(yè)生產(chǎn)，以及技術(shù)：組織培養(yǎng)。特點：在適宜的條件下，它能發(fā)芽并長成幼苗。優(yōu)點：后代沒有性狀分離，保持優(yōu)良性狀；它不受季節(jié)、氣候和地區(qū)的限制。3.動物細胞工程；1.動物細胞培養(yǎng)；1.概念：從動物體內(nèi)取出相關(guān)組織，將它們分散成單細胞，并將其置于合適的培養(yǎng)基中使其生長和增殖的技

10、術(shù)。2.材料：相關(guān)組織取自動物體(一般為動物胚胎或幼體的組織或器官)。3.原理：細胞增殖。4。幾個概念：貼壁生長：懸浮分散的細胞附著在瓶壁上生長的現(xiàn)象(要求：培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿的內(nèi)表面光滑無毒)。接觸抑制：在貼壁生長過程中，細胞數(shù)量隨著細胞分裂而增加，最終形成單層。這時，細胞相互接觸，細胞分裂和生長停止，數(shù)量不再增加。原代培養(yǎng)：第一瓶培養(yǎng)前的細胞培養(yǎng)(或1-10代內(nèi)的細胞培養(yǎng))、繼代培養(yǎng)：瓶培養(yǎng)后的細胞培養(yǎng)(或10代后的細胞培養(yǎng))、細胞株：原代培養(yǎng)的細胞一般經(jīng)過10代左右后會出現(xiàn)生長停滯、衰老和死亡，少數(shù)細胞可以經(jīng)過50代左右形成細胞株，此時細胞的遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生變化。細胞系：經(jīng)過50代，大部分細

11、胞死亡，少數(shù)細胞可以無限期地傳遞，形成細胞系，遺傳物質(zhì)發(fā)生變化。5。培養(yǎng)條件：無菌：培養(yǎng)基培養(yǎng)設(shè)備，無毒：向培養(yǎng)基中加入抗生素并定期更換培養(yǎng)基，營養(yǎng)：培養(yǎng)基成分，并加入動物血清或血漿；環(huán)境條件：溫度：36.037.0；酸堿度：7.2-7.4；氣體環(huán)境：主要是O2和CO2，CO2保持酸堿度穩(wěn)定；通常，它是在一個混合了95空氣和5 CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)的。取動物胚胎或幼動物的組織器官，細胞懸液，胰蛋白酶或膠原酶，貼壁生長，單細胞，加入培養(yǎng)液，接觸抑制，原代培養(yǎng)，1-10代細胞，4050代細胞(細胞株)，傳代培養(yǎng)，無限傳代(細胞系)，用胰蛋白酶處理，遺傳物質(zhì)保持不變，等等(2)獲得大量皮膚細胞用于皮

12、膚移植。(3)用于檢測有毒物質(zhì)。(4)用于研究生理學、病理學和藥理學，為疾病的治療和預防提供理論依據(jù)。比較：培養(yǎng)結(jié)果、培養(yǎng)目的、培養(yǎng)基的獨特成分、培養(yǎng)基性質(zhì)、原理、比較項目、細胞全能性、植物體或組織、快速繁殖和無病毒植物等。蔗糖，植物激素，固體培養(yǎng)基，植物組織培養(yǎng)，細胞株，細胞系，葡萄糖，動物血清，液體培養(yǎng)基，細胞增殖，動物細胞培養(yǎng)，(2)原理：動物細胞核的全能性。胚胎細胞核移植和體細胞核移植。3.分類：4?？寺∈侵敢唤M具有相同遺傳特征的脫氧核糖核酸分子、細胞和個體，由同一祖先通過無性繁殖產(chǎn)生。分子克?。好撗鹾颂呛怂釓椭?；細胞水平克?。簞游锛毎囵B(yǎng)；個體水平的克隆：多莉羊的誕生。5。過程(兩種

13、):6?？寺游锏奶卣髋c核供體的特征基本相同，但不是全部。整個供體細胞進入去核卵母細胞(核外遺傳物質(zhì)來自兩個細胞)；供體細胞核進入去核卵母細胞(核外遺傳物質(zhì)僅來自卵母細胞)。培養(yǎng)、取出細胞核、取出細胞核、植入細胞核，受體細胞完成細胞分裂和發(fā)育過程，早期胚胎、代孕牛、移植、克隆牛、核移植、胚胎移植、物理或化學激活，卵母細胞大且易于操作；它富含營養(yǎng)，為早期胚胎發(fā)育提供營養(yǎng)；它含有激活細胞核并顯示全能性的物質(zhì)。8.克隆動物的研究意義。(1)利用克隆動物作為生物反應器生產(chǎn)醫(yī)用蛋白質(zhì)。(2)改良動物品種。(3)作為供體治療人類疾病。(4)保護瀕危動物。體細胞核移植中的問題：許多克隆動物表現(xiàn)出遺傳和生理缺

14、陷，如過大、異常肥胖、發(fā)育困難、器官缺陷、免疫障礙等。7。應用前景：P49。(3)動物細胞融合，也稱為細胞雜交，是指兩個或多個動物細胞結(jié)合形成一個細胞的過程。1。概念。原理：細胞膜的流動性；細胞增殖。滅活病毒(不同于植物細胞雜交)、離心、振動和電刺激；聚乙二醇(peg)；3.誘導融合的方法和結(jié)果：4 .融合過程：5。融合意義：它突破了有性雜交的限制，使遠緣雜交成為可能。6.應用：P52，結(jié)果：5種；有三種光成對融合(不再考慮融合)。兩種不同DNA的細胞，滅活病毒誘導的細胞融合，融合雜交細胞的有絲分裂，物理方法，化學方法，P52原理，有絲分裂伴隨融合的完成，5。比較植物和動物細胞融合，獲得雜交植

15、物，用途，誘導方法，細胞融合方法，細胞膜流動性，原理，動物細胞融合，植物體細胞。單克隆抗體1。概念：單克?。阂粋€細胞經(jīng)過無性繁殖(多次有絲分裂)形成一個細胞群，這被稱為克隆。單克隆抗體：一種化學性質(zhì)單一、特異性強的抗體，稱為單克隆抗體，由效應B細胞無性繁殖形成的細胞群產(chǎn)生。B淋巴細胞的特征：抗體產(chǎn)生；特異性；它不能無限增殖。3.傳統(tǒng)抗體生產(chǎn)方法及缺陷：方法：動物反復注射某種抗原，產(chǎn)生抗體。缺點：抗體產(chǎn)量低；純度低；特異性差；這種反應不夠敏感。4.單克隆抗體的原理：細胞膜流動性；細胞增殖。b淋巴細胞骨髓瘤細胞=雜交瘤細胞(無限增殖；抗體的產(chǎn)生)。過程：各種B淋巴細胞，特異性抗原蛋白的注射，骨髓瘤細胞，骨髓瘤細胞的培養(yǎng)，融合，(僅考慮成對融合)培養(yǎng)基中有哪些類型的融合細胞？骨髓瘤細胞-骨髓瘤細胞、B淋巴細胞- B淋巴細胞-骨髓瘤細胞、各種雜交細胞、在具有篩選功能的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，特異性抗體檢測呈陽性?？寺‰s交細胞，分離不同的雜交細胞，克隆特異性抗體，檢測陽性細胞、單克隆抗體，注射入小鼠，體外培養(yǎng)。第二步篩選目的：篩選能產(chǎn)生所需