高三生物-細胞工程簡介

細胞工程、酶工程簡介主講老師：包一中李紅考綱解讀:1、一般都在生物膜的概念、組織培養(yǎng)的過程、細胞融合的方法等采點設立選項，考的層次在識記水平比較容易，但也有用綜合知識做設問選項的。2、可能在一個小考點中將幾項知識揉在一起，如單克隆問題中將細胞雜交、膜的化學處理、體外培養(yǎng)等合在一起，也可將本考點與相關的新陳代謝、調(diào)節(jié)等知識結(jié)合在一起，重在考分析能力，有一定的難度。細胞工程細胞工程概念植物細胞工程植物組織培幻燈片11養(yǎng)植物體細胞雜交理論基礎技術手段動物細胞工程技術手段動物細胞培養(yǎng)動物細胞融合單克隆抗體細胞核移植胚胎移植等概念：細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學的方法，通過某種工程學手段，在細胞整體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)品的一門綜合技術科學。應用的原理和方法研究的水平研究的目的細胞工程概念和類型類型：就技術范圍而言，大致有細胞融合技術、細胞拆合技術、胚胎移植技術和細胞組織培養(yǎng)技術等。⑴細胞融合技術是指把兩個不同的細胞在融合劑的作用下，融合成一個細胞的技術。（如下圖）滅活的仙臺病毒、硫酸二乙酯等促融劑融合（2）細胞拆合技術 也稱為細胞核（包括細胞器）移植技術，是將細胞核和細胞質(zhì)用某種方法拆開，然后再把分離的不同細胞的細胞核和胞質(zhì)重新組合成一個新細胞。細胞工程的類型（3）細胞培養(yǎng)技術 是將生物體內(nèi)的某一組織分散成單個細胞，接種在人工配制的培養(yǎng)基上，然后在適當?shù)臈l件下（如一定的光照、溫度和pH值等）進行培養(yǎng)技術。由于單個細胞的培養(yǎng)難度大一些，目前多采用組織培養(yǎng)技術。如通過植物器官（根尖、莖尖、花藥等）的離體培養(yǎng)，生成新植株（試管苗）。從而快速、大量繁殖一些有價值的植物。細胞工程的應用１、單克隆抗體將免疫Ｂ淋巴與骨髓瘤細胞融合在一起，形成雜交瘤細胞。這種細胞既能夠像腫瘤細胞那樣長期進行無性繁殖，又能像Ｂ淋巴細胞那樣分泌抗體。而且由于這種抗體可以是由單一的無性繁殖細胞系的細胞產(chǎn)生的，故又可以稱單克隆抗體。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合、篩選雜交瘤細胞細胞培養(yǎng)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誘導其融合的方法有哪些？兩次篩選分別有什么目的？單克隆過程２、植物組織培養(yǎng)是指將植物的器官、組織或細胞從植物體上取出，在一定的容器里供給適當?shù)臓I養(yǎng)物質(zhì)，使它們得到分化、發(fā)育和生長的培養(yǎng)技術。該技術的基本原理是植物細胞的全能性。現(xiàn)已得到廣泛的應用。如繁殖名貴優(yōu)良的農(nóng)作物品種，培養(yǎng)脫毒苗等。細胞的全能性概念原因大小必要條件受精卵生殖細胞體細胞＞＞細胞離體、一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件過程離體的植物器官、組織或細胞愈傷組織根、芽植物體外植體脫分化植物激素：細胞分裂素、生長素再分化植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)條件：

含有全部營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基、一定的溫度、空氣、無菌環(huán)境、適合的PH、適時光照等。細胞工程的應用３、試管嬰兒是指將精子和卵子從人體內(nèi)取出來，在人工提供的生活條件下（通常是試管內(nèi)）進行受精，并讓其發(fā)育到一定的階段形成早期胚胎，再將其移植到“代理母親”的子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，直至誕生。４、克隆動物335--51克隆即無性繁殖系，是指從一個共同的祖先，通過無性繁殖的方法產(chǎn)生出來的一群遺傳特性相同的ＤＮＡ分子、細胞或個體。克隆動物一般是指通過無性繁殖形成動物后代。如1997年英國生物學家首次用成年羊的（乳腺細胞）體細胞，成功地克隆出一只小母羊“多莉”。（如下圖）多莉羊的培育過程1、誰是“多莉”的母親？2、“多莉羊”是雄還是雌？3、是否符合孟德爾遺傳？問題卵細胞C母綿羊子宮Ａ母綿羊Ｂ母綿羊乳腺細胞細胞質(zhì)細胞核細胞核移植胚胎移植早期胚胎多莉羊分娩卵裂重組細胞細胞拆合技術妊娠區(qū)分幾組概念：1、分化、脫分化、再分化分化：在個體發(fā)育中，相同細胞的后代在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生差異的過程，具有普遍性、持久性、穩(wěn)定性和不可逆性。分化的結(jié)果是形成不同的組織器官，幫助個體完成正常的生長發(fā)育。脫分化（去分化）：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。脫分化有利于細胞全能性的表達。動物細胞的卵細胞有幫助動物細胞核脫分化的作用。再分化：愈傷組織經(jīng)過培養(yǎng)，又重新分化成根或芽等器官的過程。由于愈傷組織是由已經(jīng)分化的植物器官、組織或細胞脫分化產(chǎn)生的，所以把這次分化叫再分化。2、原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)3、細胞系和細胞株4、愈傷組織5、人工種子6、生物導彈：單克隆抗體作為載體分子，同抗癌藥物相結(jié)合，將他們運載到腫瘤部位，殺死癌細胞，這種抗體——藥物結(jié)合物稱之為生物導彈。它能定向殺滅癌細胞，避免或減少對正常細胞的傷害，大大減輕了抗癌藥物的副作用。7、植物體細胞雜交和多倍體育種

植物體細胞雜交多倍體育種相同點染色體方法原理不同點7、植物體細胞雜交和多倍體育種

植物體細胞雜交多倍體育種相同點都采用一定的方法，通過改變細胞或植株染色體數(shù)目來改變生物性狀，獲得新品種染色體方法原理不同點原生質(zhì)體融合和組織培養(yǎng)染色體數(shù)目變異獲得雜種植株秋水仙素加倍，同種不一定加倍，不同種8、植物體細胞雜交與雜交育種相同點不同點植物體細胞雜交雜交育種原理雜交性質(zhì)染色體變化親本來源育種年限8、植物體細胞雜交與雜交育種相同點不同點植物體細胞雜交雜交育種原理雜交性質(zhì)染色體變化親本來源育種年限基因重組原生質(zhì)體融合和組織培養(yǎng)有性雜交無性雜交與親代相同與親代不同不一定同種，種間雜種同種，種內(nèi)雜種1-2年4-5年通過改變細胞內(nèi)遺傳物質(zhì)，達到改變植物體性狀的目的，培育出符合人們要求的新品種酶工程主講老師：包一中李紅生物技術的四大支柱

酶的基礎知識

一什么是酶？

Enzymeproteins酶是由生物體產(chǎn)生的具有催化劑活性的蛋白質(zhì)。

Ribozyme

RNAs本身就是一段RNA，不需要額外蛋白酶就可以對自身進行剪切。

二酶催化特性

高效率 比非催化高108－1020倍 比非酶催化高107－1013倍高度專一性反應條件溫和酶催化是可調(diào)控的三酶的化學本質(zhì)蛋白質(zhì)RNA四酶的組成

簡單酶酶 結(jié)合酶 輔酶 Coenzyme輔因子 輔基Prostheticgroup(Table2)五酶的命名與分類原則：根據(jù)酶所用的底物來命名

根據(jù)所催化的反應來命名

上述兩個原則結(jié)合上述原則再加上酶的來源 牛胰核糖核酸酶（一）國際系統(tǒng)分類法氧化還原酶類 Oxidoreductases轉(zhuǎn)移酶類 Transgerases水解酶類 Hydrolases裂合酶類 Lyases異構(gòu)酶類 Isomerases合成酶類 Synthetases

Synthases酶工程酶工程即利用酶的催化作用，在一定的生物反應器中，將相應的原料轉(zhuǎn)化成所需的產(chǎn)品。酶工程是現(xiàn)代酶學理論與化工技術的交叉技術，它的應用主要集中于食品工業(yè)、輕工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)等領域。酶工程的應用范圍（1）對生物寶庫中存在天然酶的開發(fā)和生產(chǎn)；（2）自然酶的分離純化及鑒定技術；（3）酶的固定化技術（酶和細胞固定化）；（4）酶反應器的研制和應用；（5）與其他生物技術領域的交叉和滲透。

其中固定化酶技術是酶工程的核心。實際上有了酶的固定化技術，酶在工業(yè)生產(chǎn)中的利用價值才真正得以體現(xiàn)。

盡管人類19世紀前后才建立起酶的概念，但酶的催化作用卻很早就為人們的生活所利用。比如：(1)在人類游牧生活時期，就已會利用動物的胃液來凝固牛乳；(2)人類在4000多年前就已掌握的釀酒和制醬技術其實也是酶作用的結(jié)果。放線菌1987年以后，Bucher發(fā)現(xiàn)酶的細胞外作用現(xiàn)象，從而導致了酶的商品化生產(chǎn)。

霉菌最初的商品酶制劑主要以動植物為原料提取，如從牛胃中提取凝乳酶、從胰臟中提取胰酶、從血液中提取凝血酶、從植物材料中提取淀粉酶等。

之后，Takamine利用霉菌來生產(chǎn)淀粉酶使得酶制劑工業(yè)取得突破，其方法至今仍被采用

第二