專(zhuān)題二細(xì)胞工程

1、細(xì)胞工程的概念細(xì)胞工程的概念 細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物細(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，學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過(guò)通過(guò)細(xì)胞水平細(xì)胞水平或或細(xì)胞器水平細(xì)胞器水平上的上的操作，按照人們的意愿來(lái)改變細(xì)操作，按照人們的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門(mén)綜合科學(xué)技術(shù)。的一門(mén)綜合科學(xué)技術(shù)。細(xì)胞工程細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)和理論基礎(chǔ)植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)和理論基礎(chǔ) 植物細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)是：植物細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)是： 植物細(xì)胞的全能性植物細(xì)胞的全能性植物細(xì)胞工程常用的技術(shù)是植物細(xì)胞工程常用的

2、技術(shù)是 植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交植物體細(xì)胞雜交一、細(xì)胞的全能性一、細(xì)胞的全能性植物組織培養(yǎng)的概念植物組織培養(yǎng)的概念 植物組織培養(yǎng)就是在無(wú)菌和人工控制條件下，植物組織培養(yǎng)就是在無(wú)菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配將離體的植物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。切取形成層無(wú)菌接種誘導(dǎo)愈傷組織的形成試管苗的形成培養(yǎng)室移栽脫分化脫分化再分化再分化植物體細(xì)胞雜交的概念植物體細(xì)胞雜交的概念 將不同種植物的體細(xì)胞，

3、將不同種植物的體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。體的技術(shù)。 （不同種生物之間（不同種生物之間存在著生殖隔離，所以用傳統(tǒng)存在著生殖隔離，所以用傳統(tǒng)的有性雜交方法是不可能做到的有性雜交方法是不可能做到這一點(diǎn)的）這一點(diǎn)的）雜雜種種植植株株融合的融合的原生質(zhì)原生質(zhì)體體AB再再生生出出細(xì)細(xì)胞胞壁壁脫脫分分化化愈愈傷傷組組織織再再分分化化植物細(xì)胞的融合植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞植物細(xì)胞A原生質(zhì)體原生質(zhì)體B原生質(zhì)體原生質(zhì)體A雜種雜種細(xì)胞細(xì)胞AB去去 壁壁去去 壁壁人人工工誘誘導(dǎo)導(dǎo)方法？促進(jìn)融合促進(jìn)融合的方法？的方法？融合融

4、合完成完成的的標(biāo)志標(biāo)志植物細(xì)胞植物細(xì)胞B纖維素酶、果膠酶等纖維素酶、果膠酶等物理法：物理法：離心、振動(dòng)、電刺激等離心、振動(dòng)、電刺激等化學(xué)法：化學(xué)法：聚乙二醇等試劑聚乙二醇等試劑植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用繁殖植物的新途徑繁殖植物的新途徑微型育種微型育種作物脫毒作物脫毒人工種子人工種子育種新方法育種新方法單倍體育種單倍體育種誘導(dǎo)突變體誘導(dǎo)突變體細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)一 植物繁殖的新途徑 （二）（二）作物脫毒作物脫毒（三）神奇的人工種子（三）神奇的人工種子一 植物繁殖的新途徑 1 1）培育周期長(zhǎng)）培育周期長(zhǎng) 2 2）優(yōu)良雜種的后代會(huì)發(fā)生性狀分離而喪）優(yōu)良雜種的后代

5、會(huì)發(fā)生性狀分離而喪失其優(yōu)良特性失其優(yōu)良特性 3 3）生產(chǎn)會(huì)受到季節(jié)、氣候和地域的限制）生產(chǎn)會(huì)受到季節(jié)、氣候和地域的限制，并且需要占用大量的土地實(shí)現(xiàn)制種，并且需要占用大量的土地實(shí)現(xiàn)制種（三）神奇的人工種子（三）神奇的人工種子一 植物繁殖的新途徑 胚狀體（三）神奇的人工種子（三）神奇的人工種子一 植物繁殖的新途徑 （三）神奇的人工種子（三）神奇的人工種子一 植物繁殖的新途徑 誘導(dǎo)植物愈傷組織誘導(dǎo)植物愈傷組織 體細(xì)胞胚的誘導(dǎo)體細(xì)胞胚的誘導(dǎo) 體細(xì)胞胚的成熟體細(xì)胞胚的成熟 體細(xì)胞胚的機(jī)械化包裹體細(xì)胞胚的機(jī)械化包裹 貯藏或種植貯藏或種植思考思考設(shè)計(jì)人工種子制備技術(shù)的主要流程圖設(shè)計(jì)人工種子制備技術(shù)的主要流程

6、圖（三）神奇的人工種子（三）神奇的人工種子一 植物繁殖的新途徑 脫分化與再分化過(guò)程的比較脫分化與再分化過(guò)程的比較名稱(chēng)名稱(chēng)過(guò)程過(guò)程形成體特點(diǎn)形成體特點(diǎn)條件條件脫分脫分化化離體器官、離體器官、組織、細(xì)胞組織、細(xì)胞成為愈傷組成為愈傷組織織排列疏松、排列疏松、高度液泡化高度液泡化的薄壁細(xì)胞的薄壁細(xì)胞團(tuán)團(tuán)離體；離體；提供提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(有機(jī)物、有機(jī)物、無(wú)機(jī)物無(wú)機(jī)物)；提供提供激素激素(生長(zhǎng)素、細(xì)生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素等胞分裂素等)；提供其他適宜條提供其他適宜條件件(溫度、無(wú)菌等溫度、無(wú)菌等)再分再分化化愈傷組織成愈傷組織成為幼苗或胚為幼苗或胚狀體結(jié)構(gòu)狀體結(jié)構(gòu)有根、芽或有根、芽或有生根發(fā)芽有生根發(fā)芽的能

7、力的能力植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用細(xì)胞分裂素細(xì)胞分裂素/生長(zhǎng)素生長(zhǎng)素作用效果作用效果比值高時(shí)比值高時(shí)促進(jìn)芽分化促進(jìn)芽分化、抑制根形成、抑制根形成比值低時(shí)比值低時(shí)促進(jìn)根分化促進(jìn)根分化、抑制芽形成、抑制芽形成比值適中比值適中促進(jìn)愈傷組織形成促進(jìn)愈傷組織形成植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)試管苗大規(guī)模培養(yǎng)去壁去壁去壁去壁纖維素酶纖維素酶果膠酶果膠酶原原生生質(zhì)質(zhì)體體植物細(xì)胞植物細(xì)胞原生質(zhì)體融合原生質(zhì)體融合離心、離心、振動(dòng)、振動(dòng)、電刺激、電刺激、聚乙二聚乙二醇醇再生細(xì)胞壁再生細(xì)胞壁雜種細(xì)胞雜種細(xì)胞去去分分化化愈傷組織愈傷組織雜種植株雜種植株激素激素篩選篩選等

8、量等量激素激素再分再分化化植物體細(xì)胞雜交植物體細(xì)胞雜交植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)所屬所屬范疇范疇原理原理步驟步驟意義意義聯(lián)系聯(lián)系無(wú)性繁殖無(wú)性繁殖細(xì)胞全能性細(xì)胞全能性脫分化脫分化再分化再分化保持優(yōu)良性狀保持優(yōu)良性狀繁殖速度快、大規(guī)模生產(chǎn)繁殖速度快、大規(guī)模生產(chǎn)提高經(jīng)濟(jì)效益提高經(jīng)濟(jì)效益雜交技術(shù)應(yīng)用了組織培養(yǎng)雜交技術(shù)應(yīng)用了組織培養(yǎng)克服不同種生物遠(yuǎn)源雜交克服不同種生物遠(yuǎn)源雜交的障礙的障礙去除細(xì)胞壁去除細(xì)胞壁融合形成雜種細(xì)胞融合形成雜種細(xì)胞組織培養(yǎng)組織培養(yǎng)膜流動(dòng)性膜流動(dòng)性細(xì)胞全能性細(xì)胞全能性染色體變異、基因重組染色體變異、基因重組2010年年3月月20日上午，第日上午，第

9、10屆屆亞太蘭花大會(huì)暨第亞太蘭花大會(huì)暨第20屆中國(guó)蘭屆中國(guó)蘭花博覽會(huì)在重慶南坪會(huì)展中心花博覽會(huì)在重慶南坪會(huì)展中心開(kāi)幕。開(kāi)幕。 此為獲得金獎(jiǎng)的蓮瓣此為獲得金獎(jiǎng)的蓮瓣蘭蘭“素冠荷鼎素冠荷鼎”，估價(jià)，估價(jià)1500萬(wàn)萬(wàn)RMB1、動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程、動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程 幼齡動(dòng)物幼齡動(dòng)物取動(dòng)物器官取動(dòng)物器官和組織和組織剪碎組織剪碎組織胰蛋白酶處理胰蛋白酶處理細(xì)胞培細(xì)胞培養(yǎng)養(yǎng)單個(gè)細(xì)胞單個(gè)細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是其他動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)是其他動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)(1)請(qǐng)據(jù)圖簡(jiǎn)述動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程(2)思考:動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)有哪些方面 的應(yīng)用?植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞

10、培養(yǎng)的比較比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)原理原理細(xì)胞的全能性細(xì)胞的全能性細(xì)胞增殖細(xì)胞增殖培養(yǎng)基性質(zhì)培養(yǎng)基性質(zhì)固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基培養(yǎng)基特有成分培養(yǎng)基特有成分蔗糖蔗糖 植物激素植物激素葡萄糖葡萄糖 動(dòng)物血清動(dòng)物血清培養(yǎng)結(jié)果培養(yǎng)結(jié)果植物體植物體細(xì)胞株、細(xì)胞系細(xì)胞株、細(xì)胞系培養(yǎng)目的培養(yǎng)目的快速繁殖、培育快速繁殖、培育無(wú)病毒植株無(wú)病毒植株獲得細(xì)胞或細(xì)胞獲得細(xì)胞或細(xì)胞分泌蛋白分泌蛋白動(dòng)物動(dòng)物胚胎胚胎或或幼齡幼齡動(dòng)動(dòng)物的組織、器官物的組織、器官胰蛋白酶胰蛋白酶剪碎剪碎單個(gè)細(xì)胞單個(gè)細(xì)胞加培養(yǎng)液加培養(yǎng)液制成制成細(xì)胞細(xì)胞懸浮懸浮液液細(xì)胞株細(xì)胞株細(xì)胞系細(xì)胞系細(xì)

11、胞增殖細(xì)胞增殖無(wú)限傳代無(wú)限傳代去掉組織去掉組織間蛋白間蛋白動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不能動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不能最終培養(yǎng)成生物體最終培養(yǎng)成生物體細(xì)胞細(xì)胞懸浮懸浮液液1010代代細(xì)胞細(xì)胞5050代代細(xì)胞細(xì)胞無(wú)限無(wú)限傳代傳代原代培養(yǎng)原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)細(xì)胞株細(xì)胞株細(xì)胞系細(xì)胞系原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)；細(xì)胞株和細(xì)胞系原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)；細(xì)胞株和細(xì)胞系多數(shù)組織細(xì)胞固定在表面多數(shù)組織細(xì)胞固定在表面生長(zhǎng)和分裂。生長(zhǎng)和分裂。隨細(xì)胞增多，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖隨細(xì)胞增多，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖遺傳物質(zhì)改變遺傳物質(zhì)改變卵細(xì)胞母綿羊母綿羊母綿羊乳腺細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核細(xì)胞核移植重組胚胎卵裂C母綿羊子宮胚胎移植多莉羊分娩妊娠多莉羊的培育過(guò)程重組細(xì)

12、胞結(jié)論：動(dòng)物體細(xì)胞核具全能性1.1.過(guò)程：過(guò)程：誘導(dǎo)方式誘導(dǎo)方式物理法物理法化學(xué)法化學(xué)法生物法：生物法： 滅活的病毒滅活的病毒仙臺(tái)病毒仙臺(tái)病毒紫外線紫外線喪失感染性喪失感染性（不感染細(xì)胞）（不感染細(xì)胞）保留融合活性保留融合活性 （誘導(dǎo)細(xì)胞融合）（誘導(dǎo)細(xì)胞融合）用滅活的病毒誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合過(guò)程用滅活的病毒誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合過(guò)程細(xì)胞核細(xì)胞核病毒顆粒病毒顆粒細(xì)胞核細(xì)胞核主要用于制備主要用于制備單克隆抗體單克隆抗體獲得雜種植株獲得雜種植株用途用途物理、化學(xué)方法物理、化學(xué)方法（同左）（同左）滅活的病毒滅活的病毒物理（離心、物理（離心、振動(dòng)、電刺激）振動(dòng)、電刺激）化學(xué)（聚乙二醇）化學(xué)（聚乙二醇）誘導(dǎo)方法誘導(dǎo)方法使細(xì)胞分散后誘使細(xì)胞分散后誘導(dǎo)細(xì)胞融合導(dǎo)細(xì)胞融合去除細(xì)胞壁后誘去除細(xì)胞壁后誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合導(dǎo)原生質(zhì)體融合細(xì)胞融合的方法細(xì)胞融合的方法細(xì)胞膜的流動(dòng)性細(xì)胞膜的流動(dòng)性細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞膜的流動(dòng)性、植物細(xì)胞全能性植物細(xì)胞全能性原理原理動(dòng)物細(xì)胞融合動(dòng)物細(xì)胞融合植物體細(xì)胞雜交植物體細(xì)胞雜交比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目植物、動(dòng)物細(xì)胞融合的比植物、動(dòng)物細(xì)胞融合的比較較一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體 骨髓瘤細(xì)胞能無(wú)限增殖雜交瘤細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)方案：動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)單克隆抗體 既能產(chǎn)生特異性抗體， 又能大量增殖的細(xì)胞BB 、B瘤