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1、4 4细胞工程第一章 细胞工程简介细胞工程简介第一节第一节 生物工程生物工程也称生物工艺学，一般称为生物技术。也称生物工艺学，一般称为生物技术。以生命科学为基础，以生命科学为基础，利用利用生物体系生物体系和和工程学工程学原理原理生产生产生物制品生物制品和和创造新物种创造新物种的一门综合的一门综合技术。技术。换言之，就是利用生物有机体（从微生物直换言之，就是利用生物有机体（从微生物直至高等动物）或其组成部分（器官组织细胞）至高等动物）或其组成部分（器官组织细胞）发展新工艺或制造新产品的一种科学技术。发展新工艺或制造新产品的一种科学技术。1.1.生物工程的发展历程生物工程的发展历程第一代生物工程第
2、一代生物工程40004000年前年前 酿酒酿酒1674 1674 显微镜显微镜 列文虎克发现微生物列文虎克发现微生物 清康熙十九年清康熙十九年8 89 9古代的中国是怎么酿酒 蒸煮粮食，蒸煮粮食，是中国人酿酒的第一道程序，粮食拌入酒曲，经过是中国人酿酒的第一道程序，粮食拌入酒曲，经过蒸煮后，更有利于发酵，蒸煮后，更有利于发酵，在传统工艺中，半熟的粮食出锅后，要铺撒在地面上，这是酿在传统工艺中，半熟的粮食出锅后，要铺撒在地面上，这是酿酒的第二道程序，也就是搅拌、配料、堆积和前期发酵的过程。酒的第二道程序，也就是搅拌、配料、堆积和前期发酵的过程。晾晒粮食的地面有一个专门的名字，晾晒粮食的地面有一个
3、专门的名字，叫晾堂叫晾堂。酒窖，酒窖，内壁和底部都用纯净的黄泥土涂抹，窖泥厚度内壁和底部都用纯净的黄泥土涂抹，窖泥厚度8厘米到厘米到25厘米不等。厘米不等。酒窖里进行的是酿酒的第三道程序，对原料进行酒窖里进行的是酿酒的第三道程序，对原料进行后期发酵。后期发酵。经过窖池发酵老熟的酒母，经过窖池发酵老熟的酒母，酒精浓度还很低，需要经进一步的酒精浓度还很低，需要经进一步的蒸馏和冷凝，才能得到较高酒精浓度的白酒，传统工艺采用俗蒸馏和冷凝，才能得到较高酒精浓度的白酒，传统工艺采用俗称天锅的蒸馏器来完成。称天锅的蒸馏器来完成。在基座上架着巨大的天锅，天锅分上下两层，下面的锅里装酒在基座上架着巨大的天锅，天
4、锅分上下两层，下面的锅里装酒母，上面的锅里装冷水，基座上柴火旺盛，蒸煮酒母，含有酒母，上面的锅里装冷水，基座上柴火旺盛，蒸煮酒母，含有酒精的气体被上面的冷水冷却，凝成液体，从管道流出，精的气体被上面的冷水冷却，凝成液体，从管道流出，这就是这就是蒸馏酒蒸馏酒。1857 1857 巴斯德巴斯德巴斯德巴斯德 清朝咸丰年间清朝咸丰年间(18501861)证实酒精发酵是由活酵母引起的，其他发酵产物也是证实酒精发酵是由活酵母引起的，其他发酵产物也是由不同微生物的作用而形成。由不同微生物的作用而形成。1919世纪末到世纪末到世纪末到世纪末到2020世纪世纪世纪世纪3030年代年代年代年代,工业发酵过程陆续出
5、现，工业发酵过程陆续出现，工业发酵过程陆续出现，工业发酵过程陆续出现，如如如如，乳酸，乳酸，乳酸，乳酸,酒精酒精酒精酒精,丙酮丙酮丙酮丙酮,柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸,淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶等的生产。上述等的生产。上述等的生产。上述等的生产。上述产品产品产品产品大多数是嫌气发酵过程的产物，产物的化学结大多数是嫌气发酵过程的产物，产物的化学结构比较简单，属于初级代谢产物，同时生产过程也构比较简单，属于初级代谢产物，同时生产过程也比较简单，对设备的要求不高，规模不大。比较简单，对设备的要求不高，规模不大。第二代生物工程第二代生物工程(近代生物工程近代生物工程)1928 1928 发现青霉素，发现青
6、霉素，19431943年年,工业化工业化2020世纪世纪4040年代第二次世界大战时期，军队需年代第二次世界大战时期，军队需要一种有效而副作用小的抗细菌感染的药物治要一种有效而副作用小的抗细菌感染的药物治疗因创伤引起的感染及继发性疾病。疗因创伤引起的感染及继发性疾病。1928 1928 弗莱明发现青霉素。弗莱明发现青霉素。19401940年证明具有卓越疗效和低毒。但是大规年证明具有卓越疗效和低毒。但是大规模制备困难。模制备困难。19411941年，美国和英国合作对青霉素的大规年，美国和英国合作对青霉素的大规模生产技术进行研究和开发，模生产技术进行研究和开发，19431943年开发出一条青霉素沉
7、浸培养工艺。年开发出一条青霉素沉浸培养工艺。不久，不久，链霉素，金霉素，新霉素链霉素，金霉素，新霉素等相续问等相续问世，抗生素工业的兴起标志着工业微生物世，抗生素工业的兴起标志着工业微生物的生产进入了一个新的阶段。的生产进入了一个新的阶段。抗生素生产的经验促进其他发酵产品的发展，最突抗生素生产的经验促进其他发酵产品的发展，最突抗生素生产的经验促进其他发酵产品的发展，最突抗生素生产的经验促进其他发酵产品的发展，最突出的是出的是出的是出的是2020世纪世纪世纪世纪5050年代氨基酸发酵工业和年代氨基酸发酵工业和年代氨基酸发酵工业和年代氨基酸发酵工业和6060年代的酶年代的酶年代的酶年代的酶制剂工业
8、，与第一代生物工程产品相比，这一时期制剂工业，与第一代生物工程产品相比，这一时期制剂工业，与第一代生物工程产品相比，这一时期制剂工业，与第一代生物工程产品相比，这一时期的特点是：的特点是：的特点是：的特点是：产品类型多产品类型多产品类型多产品类型多,包括初级代谢产物，次级代谢产物，包括初级代谢产物，次级代谢产物，包括初级代谢产物，次级代谢产物，包括初级代谢产物，次级代谢产物，以及生物转化，酶反应等产品。以及生物转化，酶反应等产品。以及生物转化，酶反应等产品。以及生物转化，酶反应等产品。技术要求高技术要求高技术要求高技术要求高,生产过程需在无菌条件下进行，大多生产过程需在无菌条件下进行，大多生产
9、过程需在无菌条件下进行，大多生产过程需在无菌条件下进行，大多数为好气发酵数为好气发酵数为好气发酵数为好气发酵发酵规模大发酵规模大发酵规模大发酵规模大第三代生物工程第三代生物工程(现代生物工程现代生物工程)19531953年年,美国的沃森和克里克发现了美国的沃森和克里克发现了DNADNA双螺双螺旋结构，为旋结构，为DNADNA重组奠定了基础，重组奠定了基础，19741974年美国年美国的的波依耳和科恩波依耳和科恩首次在实验室中实现了基因转首次在实验室中实现了基因转移，从而使人们有可能在实验室中组建按照人移，从而使人们有可能在实验室中组建按照人们意志设计新的生命体。们意志设计新的生命体。20 20
10、 世纪世纪7070年代后，随着基因重组，细胞和组年代后，随着基因重组，细胞和组织培养，酶的固定化，动物植物细胞的大规织培养，酶的固定化，动物植物细胞的大规模培养，现代化生物反应器和计算机的应用，模培养，现代化生物反应器和计算机的应用，以及产品分离，纯化等技术的发展，生物工以及产品分离，纯化等技术的发展，生物工程进入了一个新的发展阶段程进入了一个新的发展阶段-现代生物现代生物工程阶段。工程阶段。这期间的现代生物技术以及产品的特点是运用这期间的现代生物技术以及产品的特点是运用了了DNADNA重组技术，产品有：重组技术，产品有：干扰素，胰岛素，生长激素及其相关因子，淋巴细胞活素，血纤维蛋白溶解剂，疫
11、苗，胸腺素，白蛋白，血因子，促红细胞生长素，促血小板生长素，降血钙素，绒帽促性腺激素，抗血友病因子，乙型肝炎疫苗，以及氨基酸，食品加工酶，单细胞蛋白，生物杀虫剂，生物杀菌剂，生物完全降解塑料等等。等等。1616其中最具代表性生物技术产品为其中最具代表性生物技术产品为转基因生物和转基因生物和克隆动物克隆动物。目前，美国。目前，美国4040以上的农田种植了以上的农田种植了经过基因改良的作物。我国批准生产的转基因经过基因改良的作物。我国批准生产的转基因作物为棉花和番木瓜。作物为棉花和番木瓜。19961996年年7 7月英国成功采月英国成功采用成体体细胞克隆出绵羊多莉更是一项里程碑用成体体细胞克隆出绵
12、羊多莉更是一项里程碑的现代生物工程成果。的现代生物工程成果。1818现代生物工程的特点和组成生物工程与生物学生物工程与生物学,化学等基化学等基础理论科学的区别显而易见础理论科学的区别显而易见,后者主要为前者提供某种生物后者主要为前者提供某种生物产品的制造的理论支撑。生物产品的制造的理论支撑。生物工程操作的对象是有生命的物工程操作的对象是有生命的物质质,这是与化学工程等其他工这是与化学工程等其他工程类学科最明显的不同。程类学科最明显的不同。202.生物技术的组成生物技术的组成发酵工程发酵工程酶工程酶工程蛋白质工程蛋白质工程基因工程基因工程生化工程生化工程细胞工程细胞工程现现代代发发酵酵工工程程主
13、主要要指指利利用用微微生生物物、包包括括利利用用DNADNA重重组组技技术术改改造造的的微微生生物物在在全全自自动动发发酵酵罐罐或或生生物物反反应应器器中中生生产产某某种商品的技术。种商品的技术。现现代代发发酵酵工工程程是是生生物物代代谢谢、微微生生物物生生长长动动力力学学、大大型型发发酵酵罐罐或或生生物物反反应应器器研研制制、化化工工原原理理等等密密切切结结合合和和应应用用的的结果。结果。a.发酵工程2424b.酶酶 工工 程程酶可特定地促成某个化学反应而他们本身却不参与酶可特定地促成某个化学反应而他们本身却不参与反应，具有反应效率高，反应条件温和，反应产物反应，具有反应效率高，反应条件温和
14、，反应产物污染小，能耗低，反应容易控制等特点。污染小，能耗低，反应容易控制等特点。酶工程就是利用酶的催化作用，采用适当的生物反酶工程就是利用酶的催化作用，采用适当的生物反应器工业化地生产人类所需的产品或是达到某一特应器工业化地生产人类所需的产品或是达到某一特殊目的的一门生物工程技术。殊目的的一门生物工程技术。酶工程开发生产的酶主要酶工程开发生产的酶主要6大类，氧化还原酶，转移大类，氧化还原酶，转移酶，水解酶，裂解酶，连接酶，异构酶。酶，水解酶，裂解酶，连接酶，异构酶。蔗糖转葡糖基酶蔗糖转葡糖基酶2727酶工程的研究和应用范围包括：酶工程的研究和应用范围包括：天然酶的分离纯化以及鉴定和生产天然酶
15、的分离纯化以及鉴定和生产酶的固定化酶的固定化酶生物反应器的研制和应用酶生物反应器的研制和应用基因工程水平上的蛋白质改造：基因工程水平上的蛋白质改造：通过基因融合或基通过基因融合或基因定位诱变等手段改变蛋白质的结构和功能；将因定位诱变等手段改变蛋白质的结构和功能；将DNA合成技术用于蛋白质功能片断多肽基因的合成，合成技术用于蛋白质功能片断多肽基因的合成，可创造结构和功能全新的蛋白质。可创造结构和功能全新的蛋白质。蛋白质修饰：蛋白质修饰：对蛋白质分子进行化学修饰，提高蛋对蛋白质分子进行化学修饰，提高蛋白质的稳定性或催化能力，或更适合酶固定化而用白质的稳定性或催化能力，或更适合酶固定化而用于实践。还
16、可延长蛋白质药物的生物半衰期，改变于实践。还可延长蛋白质药物的生物半衰期，改变其免疫原性，提高对蛋白酶的抗性。其免疫原性，提高对蛋白酶的抗性。c.c.蛋白质工程蛋白质工程“后基因组时代”将是“蛋白质组学时代”，即从对基因信息的研究转向对蛋白质信息的研究，包括研究蛋白质结构、功能与应用及蛋白质相互关系和作用。蛋白质工程就是在对蛋白质的化学、晶体学、动力学等结构与功能认识的基础上，对蛋白质人工改造与合成，最终获得商业化的产品。基基因因工工程程是是根根据据分分子子生生物物学学和和遗遗传传学学原原理理，设设计计并并实实施施一一项项把把一一个个生生物物体体中中有有用用的的目目的的DNA(DNA(遗遗传传
17、信信息息)转转入入另另一一个个生生物物体体中中，使使后后者者获获得得新新的的需需要要的的遗遗传传性性状状或或表表达达所所需需要的产物要的产物，最终实现该技术的商业价值。最终实现该技术的商业价值。d.基因工程基因工程与建筑工程基因工程与建筑工程基因工程与建筑工程基因工程与建筑工程e.生化工程生化工程生物化学工程是由生物科学与化学工程相结合生物化学工程是由生物科学与化学工程相结合的交叉学科，的交叉学科，主要研究将生物技术的实验室研主要研究将生物技术的实验室研究成果转化为生产力过程带有共性的工程技术究成果转化为生产力过程带有共性的工程技术问题，问题，是生物技术的一个重要组成部分。是生物技术的一个重要
18、组成部分。早期的生物化学工程曾经为发酵和酶反应过程早期的生物化学工程曾经为发酵和酶反应过程的产品迅速发展做出杰出贡献。的产品迅速发展做出杰出贡献。20世纪世纪80年代后，生物化学工程则主要转向为年代后，生物化学工程则主要转向为基因工程，细胞工程等现代生物技术产品的产基因工程，细胞工程等现代生物技术产品的产业化服务。业化服务。今后生物化学工程重点研究方向大致包括以下今后生物化学工程重点研究方向大致包括以下4 4个方面：个方面：1 1、新型生物反应器系统以及相关培养和放大技、新型生物反应器系统以及相关培养和放大技术术,工艺的研究与开发工艺的研究与开发;2 2、新型分离方法和设备的研究开发、新型分离
19、方法和设备的研究开发;3 3、描述生物反应过程的数学模型的建立、描述生物反应过程的数学模型的建立;4 4、生产过程在线检测和控制手段的完善、生产过程在线检测和控制手段的完善.373838第二节第二节 细胞工程细胞工程多核细胞发现多核细胞发现植物学：植物学：1902年德国植物学家年德国植物学家 发现植物细胞全能性。发现植物细胞全能性。1934年生长素发现年生长素发现 1937年离体培养胡萝卜组织，并使细胞增殖年离体培养胡萝卜组织，并使细胞增殖 1960年年 原生质体制备原生质体制备 1972年体细胞杂种植株年体细胞杂种植株动物学动物学 1907年年 培养蛙胚神经组织培养蛙胚神经组织 1965年年
20、 动物细胞融合诱导动物细胞融合诱导1.1.细胞工程的发展历史细胞工程的发展历史细胞工程发展到今天，人们借助于细胞工程技术细胞工程发展到今天，人们借助于细胞工程技术可以把生命像积木那样组装起来，进行细胞水平可以把生命像积木那样组装起来，进行细胞水平上的生命组合。上的生命组合。一只老鼠有一只老鼠有3个父亲、个父亲、4个母亲，而且还都是绝对个母亲，而且还都是绝对有有“血缘血缘”关系的。这些听起来有些令人难以置关系的。这些听起来有些令人难以置信，但科学家已经将它变成了现实。这是细胞工信，但科学家已经将它变成了现实。这是细胞工程在动物身上取得的一次成功试验。程在动物身上取得的一次成功试验。1977年英国
21、采用胚胎工程技术培育出世界首例试年英国采用胚胎工程技术培育出世界首例试管婴儿；管婴儿；1997年英国利用成年动物体细胞年英国利用成年动物体细胞 克隆出绵羊多莉。克隆出绵羊多莉。2001年培育出转基因克隆猪。年培育出转基因克隆猪。412 主要研究内容主要研究内容对象：对象：微生物，植物，动物微生物，植物，动物技术：技术：融合，拆合，染色体导入，胚胎融合，拆合，染色体导入，胚胎和细胞核移植和细胞核移植水平：水平：细胞，组织，细胞器，基因细胞，组织，细胞器，基因 动植物细胞与组织培养动植物细胞与组织培养细胞融合细胞融合染色体工程染色体工程胚胎工程胚胎工程细胞遗传工程细胞遗传工程 随着细胞生物学，分子
22、生物学，遗传学等随着细胞生物学，分子生物学，遗传学等学科发展核研究的日益深入，细胞工程近年学科发展核研究的日益深入，细胞工程近年来得到快速的发展，以及成为现代生物工程来得到快速的发展，以及成为现代生物工程的一个重要代表性领域，具体而言，细胞工的一个重要代表性领域，具体而言，细胞工程的一些研究领域包括：程的一些研究领域包括：a.动植物细胞与组织培养动植物细胞与组织培养该技术最显著的价值在于优良植物的快速繁育该技术最显著的价值在于优良植物的快速繁育与代谢产物的大量制备方面。与代谢产物的大量制备方面。动植物细胞与组织培养可分为三个层次上的培动植物细胞与组织培养可分为三个层次上的培养：养：细胞培养，组
23、织培养和器官培养。细胞培养，组织培养和器官培养。以工业生产为目的细胞培养不受气候季节限制，以工业生产为目的细胞培养不受气候季节限制，可以大量培养细胞获得药物和其他有用物质可以大量培养细胞获得药物和其他有用物质，无论在生物学基础研究，还是生产实践中都发无论在生物学基础研究，还是生产实践中都发挥着越来越大的作用。挥着越来越大的作用。45 b.细胞融合细胞融合采用自然或人工的方法使两个或几个不同细胞采用自然或人工的方法使两个或几个不同细胞（或原生质体）融合为一个细胞，用于产生新的（或原生质体）融合为一个细胞，用于产生新的物种或品系及产生单克隆抗体。物种或品系及产生单克隆抗体。46c.染色体工程染色体
24、工程47染色体工程染色体工程是是按照人们的需要来添加，削减按照人们的需要来添加，削减或替换生物的染色体的一种技术。或替换生物的染色体的一种技术。染色体工程技术最大的价值体现在染色体工程技术最大的价值体现在新品种的新品种的选育选育，主要是，主要是单倍体和多倍体单倍体和多倍体育种方法，育种方法，四倍体小麦，八倍体小黑麦四倍体小麦，八倍体小黑麦等。等。4951d.d.胚胎工程胚胎工程这项技术主要对哺乳动物的胚胎进行某种人为的工这项技术主要对哺乳动物的胚胎进行某种人为的工程技术操作获得人们所需要的成体动物。程技术操作获得人们所需要的成体动物。胚胎工程采用的新技术包括胚胎工程采用的新技术包括胚胎分割技术
25、，胚胎融胚胎分割技术，胚胎融合技术，卵核移植技术，体外受精技术，胚胎培养，合技术，卵核移植技术，体外受精技术，胚胎培养，胚胎移植，以及性别鉴定技术，胚胎冷冻技术等胚胎移植，以及性别鉴定技术，胚胎冷冻技术等。胚胎工程的最成功的应用领域体现在胚胎工程的最成功的应用领域体现在畜牧业畜牧业，主要，主要是胚胎移植技术进行优良品种的是胚胎移植技术进行优良品种的快速繁殖快速繁殖和和胚胎保胚胎保存存。对于人类，对于人类，试管婴儿培育技术试管婴儿培育技术也为人类做出了贡献。也为人类做出了贡献。e.细胞遗传工程细胞遗传工程主要包括主要包括克隆和转基因技术，克隆和转基因技术，前者主要是指前者主要是指无无性繁殖性繁殖
26、，如动物克隆是指由一个动物经无性繁，如动物克隆是指由一个动物经无性繁殖而产生的遗传性状完全相同的后代个体。殖而产生的遗传性状完全相同的后代个体。后者是指将后者是指将外源基因整合到生物体内外源基因整合到生物体内，得到稳得到稳定表达，并使该基因能稳定地遗传给后代的实定表达，并使该基因能稳定地遗传给后代的实验技术验技术，是改变物质遗传性状的有效途径。，是改变物质遗传性状的有效途径。3.细胞工程重要应用细胞工程重要应用当今，细胞工程已经称为生物学家手中经常应用的当今，细胞工程已经称为生物学家手中经常应用的技术之一。并已经成为生物工程的重要组成部分技术之一。并已经成为生物工程的重要组成部分和主导领域之一
27、，涉及面及其广泛，在许多领域和主导领域之一，涉及面及其广泛，在许多领域都有非常重要的应用价值，并且已经取得了惊人都有非常重要的应用价值，并且已经取得了惊人成就。成就。如多倍体与单倍体育种，体细胞杂交和染色体工如多倍体与单倍体育种，体细胞杂交和染色体工程等。此外细胞器移植，体外受精，胚胎培养等程等。此外细胞器移植，体外受精，胚胎培养等为植物和家畜的品种改良提供了新的途径。为植物和家畜的品种改良提供了新的途径。a.优质植物快速培育与繁殖优质植物快速培育与繁殖 基于植物细胞的全能性，在适当的生长条基于植物细胞的全能性，在适当的生长条件下，能快速件下，能快速、大量繁殖一些有价值的苗大量繁殖一些有价值的
28、苗木，花卉和药材和濒危的植物。木，花卉和药材和濒危的植物。b.动物胚胎工程快速繁殖优良濒危品种动物胚胎工程快速繁殖优良濒危品种为加快家畜优良品种的繁育，人们以借腹怀为加快家畜优良品种的繁育，人们以借腹怀胎的方法来提高种畜的利用率。胎的方法来提高种畜的利用率。20世纪世纪30年年代胚胎移植在绵阳和山羊中取得成功。代胚胎移植在绵阳和山羊中取得成功。1982年，获得第一胎试管犊牛，之后，相续年，获得第一胎试管犊牛，之后，相续在十几种哺乳动物中获得成功，培育出试管在十几种哺乳动物中获得成功，培育出试管动物。动物。c.利用动植物细胞培养生产活性产物，药品利用动植物细胞培养生产活性产物，药品生物药品主要有
29、各种疫苗，菌苗，抗生素，生物药品主要有各种疫苗，菌苗，抗生素，生物活性物质，抗体等。生物活性物质，抗体等。自自1975年英国剑桥大学的科学家利用动物细年英国剑桥大学的科学家利用动物细胞融合技术获得单克隆抗体以来，许多人来胞融合技术获得单克隆抗体以来，许多人来过去无能为力的病毒性疾病遇到了克星。过去无能为力的病毒性疾病遇到了克星。随着基因重组技术和单克隆抗体的发展，动随着基因重组技术和单克隆抗体的发展，动物细胞培养展现出越来越可观的工业化前景。物细胞培养展现出越来越可观的工业化前景。5858d.新型动植物品种的培育新型动植物品种的培育利用细胞融合技术可以使不同种，属间的细胞利用细胞融合技术可以使
30、不同种，属间的细胞或原生质体进行融合获得杂交体细胞，使不同或原生质体进行融合获得杂交体细胞，使不同种，属的优良性状组合在一起。转基因鲤鱼，种，属的优良性状组合在一起。转基因鲤鱼，鲫鱼，泥鳅。鲫鱼，泥鳅。5959e.供医学器官修复和移植的组织工程供医学器官修复和移植的组织工程骨骼，软骨，血管和皮肤都在实验室培育，肝骨骼，软骨，血管和皮肤都在实验室培育，肝脏，胰脏，心脏，手指，和耳朵在实验室里生脏，胰脏，心脏，手指，和耳朵在实验室里生长成形。长成形。6060f.转基因动植物的生物反应器工程转基因动植物的生物反应器工程转基因动物制药技术具有传统动物细胞转基因动物制药技术具有传统动物细胞培养几十倍的效
31、益，一头转基因动物就培养几十倍的效益，一头转基因动物就是一座天然基因药物制造厂。是一座天然基因药物制造厂。6161g.珍稀动植物资源的保存与保护珍稀动植物资源的保存与保护6262h.在遗传学在遗传学,发育学等领域的理论研究发育学等领域的理论研究细胞全能细胞全能性性，干细胞培养和诱导分化，细，干细胞培养和诱导分化，细胞核移植，染色体工程，胚胎工程等细胞胞核移植，染色体工程，胚胎工程等细胞工程领域的研究工作对于更深入地了解动工程领域的研究工作对于更深入地了解动植物发育机制等具有重要的意义，同时可植物发育机制等具有重要的意义，同时可以制备性状一致的实验材料以制备性状一致的实验材料。i.在能源环境保护等领域的应用在能源环境保护等领域的应用以细胞工程产氢技术为例，蓝藻，绿藻，以细胞工程产氢技术为例，蓝藻，绿藻，光合细菌等单细胞生物可以在特定条件下光合细菌等单细胞生物可以在特定条件下生产氢气，对于洁净新能源的开发，减少生产氢气，对于洁净新能源的开发，减少环境污染具有重大的社会和环境污染具有重大的社会和经济经济价值。价值。