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1、2.12.1细胞工程概述细胞工程概述阜宁县东沟中学阜宁县东沟中学 高二生物组高二生物组主要内容主要内容1.说出细胞工程的发展过程；说出细胞工程的发展过程；2.细胞工程的概念；细胞工程的概念；3.细胞工程的种类及其所用技术有哪些？细胞工程的种类及其所用技术有哪些？4.细胞工程有何应用及前途如何？细胞工程有何应用及前途如何？5.细胞工程与其他生物工程的关系如何？细胞工程与其他生物工程的关系如何？回眸历史回眸历史19071907年年，美国哈里森，培养蛙胚神经细胞美国哈里森，培养蛙胚神经细胞并存活数周，并存活数周，开创了动物细胞培养的先河开创了动物细胞培养的先河19371937年年，法国特里特等培养了
2、胡萝卜法国特里特等培养了胡萝卜组织组织，并使细胞增殖。，并使细胞增殖。19721972年年，美国卡尔逊等，美国卡尔逊等成功成功培育第一个体细胞杂交植株培育第一个体细胞杂交植株19971997年年，英国伊恩，英国伊恩.维尔穆特维尔穆特克隆出绵羊克隆出绵羊“多利多利”细胞工程是指以细胞为基细胞工程是指以细胞为基本单位，在体外无菌条件下进行培养，本单位，在体外无菌条件下进行培养，繁殖或利用细胞融合、核移植等技术，繁殖或利用细胞融合、核移植等技术，使用细胞某些生物学特性按照人们的使用细胞某些生物学特性按照人们的意志发生改变，从而改良生物品种、意志发生改变，从而改良生物品种、创造新品种和加速繁育生物个体
3、以及创造新品种和加速繁育生物个体以及获得某些有用的细胞代谢产物的技术。获得某些有用的细胞代谢产物的技术。细胞工程细胞工程植物细胞与组织培养植物细胞与组织培养细胞融合细胞融合细胞核移植细胞核移植染色体工程染色体工程动物细胞工程动物细胞工程植物细胞工程植物细胞工程微生物细胞工程微生物细胞工程按按对对象象分分类类按按技技术术分分类类概概念念要要点点操作水平：操作水平：操作环境：操作环境：结结 果：果：应应 用：用：细胞水平细胞水平体外无菌体外无菌按人的意愿使用细胞某些生物学按人的意愿使用细胞某些生物学特性发生改变特性发生改变改良生物品种改良生物品种创造新品种创造新品种加速繁育生物个体加速繁育生物个体
4、获得某些有用的细胞代谢产物获得某些有用的细胞代谢产物在在无菌无菌条件下分离植物细胞或组织，将其放在适条件下分离植物细胞或组织，将其放在适当的当的培养基培养基上，给予必要的生长条件，是他们在上，给予必要的生长条件，是他们在体外继续生长、增殖与分化，形成新的组织、器体外继续生长、增殖与分化，形成新的组织、器官和个体的技术。官和个体的技术。植物植物细细胞与胞与组织组织培养技培养技术术(1)依据原理：植物依据原理：植物细细胞的全能性。胞的全能性。(2)培养培养对对象：离体的植物象：离体的植物细细胞或胞或组织组织。(3)培养条件：体外无菌条件和必要的生培养条件：体外无菌条件和必要的生长长条件。条件。(4
5、)培养目的：使离体植物培养目的：使离体植物细细胞或胞或组织组织生生长长、增殖、增殖与分化，形成新的与分化，形成新的组织组织、器官和个体的技、器官和个体的技术术。(5)培养培养过过程：离体的植物程：离体的植物细细胞或胞或组织组织 生生长长、增殖、分化、增殖、分化 新的新的组织组织、器官和个体、器官和个体培养基注意：植物细胞要用纤维素酶等先去除细胞壁注意：植物细胞要用纤维素酶等先去除细胞壁 生物法（如病毒诱导融合）生物法（如病毒诱导融合）诱导方法：化学法（如聚乙二醇诱导融合）诱导方法：化学法（如聚乙二醇诱导融合）物理法物理法(如电场诱导融合如电场诱导融合)细胞融合仪器细胞融合仪器采用自然或人工的方
6、法使采用自然或人工的方法使两个或多个两个或多个不同细胞不同细胞融合成一个细胞融合成一个细胞细胞核细胞核病毒颗粒病毒颗粒细胞核细胞核灭活的病毒颗粒黏附在细胞表面灭活的病毒颗粒黏附在细胞表面细胞膜被病毒颗粒穿过细胞膜被病毒颗粒穿过细胞膜连接细胞膜连接细胞融合，形成杂种细胞细胞融合，形成杂种细胞病毒颗粒经过处理病毒颗粒经过处理后丧失感染细胞的后丧失感染细胞的能力，但表面抗原能力，但表面抗原没有被破坏，可以没有被破坏，可以黏附附与细胞表面，黏附附与细胞表面，使细胞紧密凝集，使细胞紧密凝集，直至融合。直至融合。植植物物体体细细胞胞杂杂交交过过程程植物细胞植物细胞 A A（番茄）（番茄）植物细胞植物细胞
7、B B（马铃薯）（马铃薯）去除细胞壁去除细胞壁原生质体原生质体 A A原生质体原生质体 B B原生质体融合原生质体融合正在融合的原生质体正在融合的原生质体再生出细胞壁再生出细胞壁杂种细胞杂种细胞细胞分裂细胞分裂愈伤组织愈伤组织杂种植株杂种植株(番茄马铃薯番茄马铃薯)细细胞融合技胞融合技术术(1)融合原理：融合原理：细细胞膜的流胞膜的流动动性。性。(2)融合融合对对象：象：2个或多个不同个或多个不同细细胞。胞。(3)促促融融合合方方法法：生生物物法法(如如病病毒毒诱诱导导融融合合法法)、化化学学法法(如如聚聚乙二醇乙二醇诱导诱导融合法融合法)、物理法、物理法(如如电场诱导电场诱导融合法融合法)。
8、(4)融合融合结结果：形成果：形成杂杂种种细细胞。胞。(5)融融合合过过程程：2个个或或多多个个不不同同细细胞胞的的质质膜膜发发生生粘粘连连、破破裂裂细细胞胞质发质发生融合生融合发发生核融合生核融合形成形成杂杂种种细细胞。胞。(6)融合意融合意义义：突破有性：突破有性杂杂交的局限，使交的局限，使远缘杂远缘杂交成交成为为可能。可能。将一个细胞的细胞核转移到另一个去除细胞将一个细胞的细胞核转移到另一个去除细胞核的细胞中去，从而使受体细胞获得新的遗核的细胞中去，从而使受体细胞获得新的遗传信息，产生新的生命现象传信息，产生新的生命现象卵细胞卵细胞母绵羊母绵羊母绵羊母绵羊乳腺细胞乳腺细胞细胞质细胞质细胞
9、核细胞核细胞核移植细胞核移植早期胚胎早期胚胎卵裂卵裂C母绵羊子宫母绵羊子宫胚胎移植胚胎移植多莉羊多莉羊分娩分娩妊娠妊娠多多莉莉羊羊的的培培育育过过程程融合后的卵细胞融合后的卵细胞 按设计有计划削减、添加和代换同种或异种按设计有计划削减、添加和代换同种或异种染色体的方法和技术。也称为染色体操作。染色体的方法和技术。也称为染色体操作。快速培养花卉及濒危植物郁金香郁金香人参人参获得无病毒作物获得无病毒作物马铃薯疮痂病马铃薯疮痂病)脱毒苗脱毒苗脱毒马铃薯脱毒马铃薯脱毒技术脱毒技术藻类植物藻类植物氢能汽车氢能汽车细胞工程细胞工程产氢技术产氢技术繁殖优良家畜品种及濒危动物高产奶牛濒危动物细细胞工程胞工程基
10、因工程基因工程不不同同点点操作水操作水平平细细胞或胞或细细胞器水平胞器水平DNA分子水平分子水平技技术术方方法法细细胞融合、胞融合、细细胞培养、胞培养、细细胞核移植、染色体工程胞核移植、染色体工程体外体外对对基因基因“剪切剪切”和和“拼接拼接”等方法等方法实实施目施目的的培育新品种或新物种，以培育新品种或新物种，以及及获获得得细细胞代胞代谢产谢产物物改良生物品种，改良生物品种，获获得人得人类类需要的基因需要的基因产产物物相同点相同点两者都可以定向改两者都可以定向改变变生物体内的生物体内的遗传遗传物物质质，从而使人，从而使人们们获获得基因得基因产产物或生物新品种，在育种上都能打破物种物或生物新品
11、种，在育种上都能打破物种间间的界限。的界限。细胞工程与基因工程的比较细胞工程与基因工程的比较1、细胞工程的发展、细胞工程的发展2、细胞工程的基本技术、细胞工程的基本技术l植物细胞与组织培养植物细胞与组织培养l细胞融合细胞融合l细胞核移植细胞核移植l染色体工程染色体工程3、细胞工程的应用、细胞工程的应用l快速培养花卉及濒危植物快速培养花卉及濒危植物l获得无病毒作物获得无病毒作物l开发洁净能源减少环境污染开发洁净能源减少环境污染l繁殖优良家畜品种及濒危动物繁殖优良家畜品种及濒危动物总结1 1、下列技术中，一般来说不属于细胞工程范围的是（、下列技术中，一般来说不属于细胞工程范围的是（）A A、组织培
12、养、组织培养 B B、细胞核移植、细胞核移植 C C、基因芯片的应用、基因芯片的应用 D D、细胞融合、细胞融合2 2、下列与细胞工程无关的技术是、下列与细胞工程无关的技术是()()A A、克隆羊、克隆羊“多利多利”的产生的产生 B B、2 2种烟草体细胞杂交获得新植株种烟草体细胞杂交获得新植株 C C、葡萄的嫁接、葡萄的嫁接 D D、利用植物组织培养技术培育郁金香、利用植物组织培养技术培育郁金香3 3、下列细胞工程技术中，不涉及遗传物质改变的是（、下列细胞工程技术中，不涉及遗传物质改变的是（）A A、植物组织培养、植物组织培养 B B、动物细胞融合、动物细胞融合 C C、细胞核移植、细胞核移植 D D、染色体替换、染色体替换CCA