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1、 细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过理和方法，通过细胞水平细胞水平或或细胞器水平细胞器水平上的操作，按上的操作，按照人们的意愿来照人们的意愿来改变改变细胞内的细胞内的遗传物质遗传物质或或获得细胞产获得细胞产品品的一门综合科学技术。的一门综合科学技术。细胞工程细胞工程按操作对象按操作对象分类分类植物细胞工程动物细胞工程第1页/共24页 1 1 1 1操作流程及培养条件操作流程及培养条件 (1)(1)(1)(1)操作流程操作流程一、植物组织培养及细胞全能性 (2)(2)(2)(2)培养条件：营养物质培养条件：营养物质(水、无机盐、蔗糖
2、、氨水、无机盐、蔗糖、氨基酸和有机酸等基酸和有机酸等)、激素、激素(如细胞分裂素、生长素等如细胞分裂素、生长素等)及其他条件及其他条件(无菌、适宜的温度和无菌、适宜的温度和pHpHpHpH等等)。考点考点116116第2页/共24页 2 2 2 2脱分化和再分化的比较脱分化和再分化的比较 比较内容比较内容比较内容比较内容脱分化脱分化脱分化脱分化再分化再分化再分化再分化过程过程过程过程外植体外植体外植体外植体愈伤组织愈伤组织愈伤组织愈伤组织愈伤组织愈伤组织愈伤组织愈伤组织幼苗幼苗幼苗幼苗形成体特点形成体特点形成体特点形成体特点排列疏松、高度液泡化排列疏松、高度液泡化排列疏松、高度液泡化排列疏松、
3、高度液泡化的薄壁细胞的薄壁细胞的薄壁细胞的薄壁细胞有根、芽有根、芽有根、芽有根、芽需要条件需要条件需要条件需要条件a.a.a.a.离体；离体；离体；离体；b.b.b.b.适宜的营养；适宜的营养；适宜的营养；适宜的营养；c.c.c.c.生长素生长素生长素生长素/细胞分裂素细胞分裂素细胞分裂素细胞分裂素的比例适中；的比例适中；的比例适中；的比例适中；d.d.d.d.不需光不需光不需光不需光a.a.a.a.离体；离体；离体；离体；b.b.b.b.适宜的营养；适宜的营养；适宜的营养；适宜的营养；c.c.c.c.生长素生长素生长素生长素/细胞分裂素的比细胞分裂素的比细胞分裂素的比细胞分裂素的比例高或低诱
4、导生根或生芽；例高或低诱导生根或生芽；例高或低诱导生根或生芽；例高或低诱导生根或生芽；d.d.d.d.光照光照光照光照第3页/共24页 3 3 3 3原理：全能性原理：全能性 (1)(1)(1)(1)含义：生物体的细胞具有使后代细胞形成完含义：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。整个体的潜能。(2)(2)(2)(2)物质基础：生物的每一个细胞都包含有该物物质基础：生物的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部基因。需的全部基因。(3)(3)(3)(3)在生物体内细胞并没有表现出全能性的原因：在生物体内细
5、胞并没有表现出全能性的原因：基因在特定的时间和空间条件下选择性表达，细胞分基因在特定的时间和空间条件下选择性表达，细胞分化形成不同的组织、器官。化形成不同的组织、器官。(4)(4)(4)(4)全能性的实例：花药的离体培养、植物的组全能性的实例：花药的离体培养、植物的组织培养、克隆技术等。织培养、克隆技术等。第4页/共24页 4.4.植物组织培养技术的应用 1 1 1 1植物繁殖的新途径植物繁殖的新途径 (1)(1)(1)(1)微型繁殖：微型繁殖：(2)(2)(2)(2)作物脱毒：作物脱毒：(3)(3)(3)(3)人工种子：人工种子：2222作物新品种的培育作物新品种的培育 (1)(1)(1)(
6、1)单倍体育种：单倍体育种：(2)(2)(2)(2)突变体的利用：突变体的利用：(3)(3)(3)(3)细胞产物的工厂化生产：细胞产物的工厂化生产：教材教材p38-41p38-41第5页/共24页二、植物体细胞杂交 1 1 1 1概念：植物体细胞杂交就是将不同种的植物概念：植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。细胞培育成新的植物体的技术。2 2 2 2图示过程图示过程 考点考点118118第6页/共24页 3 3 3 3考点解读考点解读 (1)(1)(1)(1)植物体细胞杂交的障碍植物
7、体细胞杂交的障碍 细胞壁细胞壁:纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。原生质体融合原生质体融合:人工诱导人工诱导(物理法，如离心、振物理法，如离心、振动、电激；化学法，如聚乙二醇动、电激；化学法，如聚乙二醇(PEG)(PEG)(PEG)(PEG)诱导诱导)。(2)(2)(2)(2)杂种细胞的类型有三种：杂种细胞的类型有三种：AAAAAAAA、BBBBBBBB、AB AB AB AB(筛选筛选)。(3)(3)(3)(3)杂种细胞杂种细胞ABABABAB形成的标志：形成的标志：新的细胞壁的生成新的细胞壁的生成。(4)(4)(4)(4)杂种植株遗传物质的变化：染色体变异，形成杂种植
8、株遗传物质的变化：染色体变异，形成异源多倍体。异源多倍体。(5)(5)(5)(5)植物体细胞杂交的原理：细胞膜的流动性，细植物体细胞杂交的原理：细胞膜的流动性，细胞的全能性。胞的全能性。第7页/共24页 三、动物细胞培养 1 1 1 1概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。细胞生长和增殖。2 2 2 2操作流程操作流程考点考点119119第8页/共24页 3 3 3 3考点解读考点解读 (1)(1)(1)(1)培养条件培养条件 无菌、无毒的环境无
9、菌、无毒的环境 营养营养葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐和微量葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐和微量元素血清或血浆等天然成分。元素血清或血浆等天然成分。温度和温度和pH(36.50.5)pH(36.50.5)pH(36.50.5)pH(36.50.5)和和(7.2(7.2(7.2(7.27.4)7.4)7.4)7.4)。气体环境气体环境95%95%95%95%空气空气5%CO5%CO5%CO5%CO2 2 2 2（调节培养基（调节培养基pHpHpHpH ）。(2)(2)(2)(2)原理：细胞增殖。原理：细胞增殖。(3)(3)(3)(3)动物细胞培养时：一般选取幼龄动物的组织、器官。动物细胞
10、培养时：一般选取幼龄动物的组织、器官。4 4 4 4应用应用 (1)(1)(1)(1)生产细胞产品：干扰素、疫苗、单克隆抗体。生产细胞产品：干扰素、疫苗、单克隆抗体。(2)(2)(2)(2)检测并判断某毒性物质毒性的大小。检测并判断某毒性物质毒性的大小。(3)(3)(3)(3)临床医学研究。临床医学研究。植物组织培养与动物细胞培养的比较植物组织培养与动物细胞培养的比较植物组织培养与动物细胞培养的比较植物组织培养与动物细胞培养的比较拓展提升拓展提升P P215215第9页/共24页四、动物细胞融合与单克隆抗体 1 1 1 1动物细胞融合动物细胞融合 (1)(1)(1)(1)概念：两个或多个动物细
11、胞结合形成一个细胞的概念：两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。过程。(2)(2)(2)(2)原理：生物膜的流动性。原理：生物膜的流动性。(3)(3)(3)(3)方法：聚乙二醇、方法：聚乙二醇、灭活的病毒、灭活的病毒、电激等。电激等。(4)(4)(4)(4)意义：意义：突破有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能；突破有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能；成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段；要手段；制备单克隆抗体。制备单克隆抗体。考点考点120120第11页/共24页 2 2 2 2单克隆抗体单克隆抗体 (1)
12、(1)(1)(1)诱导融合的两种细胞：诱导融合的两种细胞：免疫过的免疫过的B B B B淋巴细胞淋巴细胞(浆细胞浆细胞)产生抗体；产生抗体；骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞无限增殖。无限增殖。(2)(2)(2)(2)诱导融合方法：物理、化学、诱导融合方法：物理、化学、生物（灭活的生物（灭活的病毒诱导）病毒诱导）。(3)(3)(3)(3)两种培养提取场所两种培养提取场所 体外培养体外培养培养液提取。培养液提取。体内小鼠腹腔中培养体内小鼠腹腔中培养小鼠腹水中提取。小鼠腹水中提取。第12页/共24页 (4)(4)(4)(4)两次筛选的目的及方法两次筛选的目的及方法 在特定的选择培养基（在特定的选择培养基（HAT
13、HATHATHAT）上，未融合）上，未融合的亲本细胞的亲本细胞(浆细胞和骨髓瘤细胞浆细胞和骨髓瘤细胞)和融合的具和融合的具有同种核的细胞有同种核的细胞(BB(BB(BB(BB融合细胞、瘤瘤融合细胞融合细胞、瘤瘤融合细胞)都会死亡，只有都会死亡，只有融合的杂种细胞融合的杂种细胞(杂交瘤细胞杂交瘤细胞)才能生长。这种杂种细胞的特点是既能迅速大才能生长。这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生单一的特异性抗体。量繁殖，又能产生单一的特异性抗体。经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞泌所需抗体的细胞(很多种杂交瘤细胞很多种杂交瘤细胞)，需经，需经
14、克隆化培养和抗体检测，经多次筛选后就可获克隆化培养和抗体检测，经多次筛选后就可获得足够数量的得足够数量的能分泌所需抗体的细胞能分泌所需抗体的细胞。植物体细胞杂交和单克隆抗体的制备的比较植物体细胞杂交和单克隆抗体的制备的比较植物体细胞杂交和单克隆抗体的制备的比较植物体细胞杂交和单克隆抗体的制备的比较 拓展提升拓展提升P P215215第13页/共24页五、五、动物细胞核移植与克隆技术引起的伦理问题动物细胞核移植与克隆技术引起的伦理问题 1 1 1 1概念：动物细胞核移植是将动物的概念：动物细胞核移植是将动物的细胞核细胞核移入移入一个已经一个已经去掉细胞核的卵母细胞去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组
15、并发育成中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体动物个体。2 2 2 2操作流程操作流程 考点考点121121第16页/共24页 3 3 3 3考点解读考点解读 (1)(1)(1)(1)原理原理:动物细胞核的全能性。动物细胞核的全能性。(2)(2)(2)(2)卵母细胞选择时期及原因卵母细胞选择时期及原因 减减中期的卵母细胞中期的卵母细胞，此时具备受精能力，细胞质中，此时具备受精能力，细胞质中合成与分裂、分化有关的物质能刺激融合后重组细胞进行合成与分裂、分化有关的物质能刺激融合后重组细胞进行分裂分化，形成重组胚胎。分裂分化，形成重组胚胎
16、。(3)(3)(3)(3)受体细胞：受体细胞：卵细胞卵细胞 大，易于操作；大，易于操作；卵黄多，营养丰富，为发育提供卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养；充足的营养；能激发重组细胞分裂分化。能激发重组细胞分裂分化。(4)(4)(4)(4)供体细胞：取供体动物的体细胞培养，一般选用供体细胞：取供体动物的体细胞培养，一般选用传代传代10101010代以内代以内的细胞。的细胞。(5)(5)(5)(5)动物体细胞不能经培养直接发育成完整个体，原动物体细胞不能经培养直接发育成完整个体，原因是因是动物体细胞的全能性受到限制。动物体细胞的全能性受到限制。第17页/共24页 (6)(6)(6)(6)该过程用
17、到的技术手段：动物细胞培养、动物细胞该过程用到的技术手段：动物细胞培养、动物细胞融合、早期胚胎培养和胚胎移植。融合、早期胚胎培养和胚胎移植。(7)(7)(7)(7)核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本不同核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本不同:克隆动物遗传物质来自克隆动物遗传物质来自2 2 2 2个亲本。个亲本。在发育过程中可能发生基因突变，染色体变异导致性在发育过程中可能发生基因突变，染色体变异导致性状改变。状改变。外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。4 4 4 4应用及存在问题应用及存在问题 (1)(1)(1)(1)应用：加速家畜遗传改良进程、
18、促进优良畜群繁应用：加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育、保护濒危物种、克隆器官用于移植等。育、保护濒危物种、克隆器官用于移植等。(2)(2)(2)(2)存在问题：存在问题：成活率低；成活率低；克隆动物的健康问题；克隆动物的健康问题；克隆动物食品的安全性问题。克隆动物食品的安全性问题。第18页/共24页 5 5 5 5克隆人克隆人 (1)(1)(1)(1)过程过程 (2)(2)(2)(2)分类分类 类型类型类型类型项目项目项目项目治疗性克隆治疗性克隆治疗性克隆治疗性克隆生殖性克隆生殖性克隆生殖性克隆生殖性克隆区别区别区别区别目的目的目的目的治疗人类疾病治疗人类疾病治疗人类疾病治疗人类疾病用于
19、生育，产生新用于生育，产生新用于生育，产生新用于生育，产生新个体个体个体个体水平水平水平水平细胞水平细胞水平细胞水平细胞水平个体水平个体水平个体水平个体水平联系联系联系联系都属无性繁殖；产生新个体、新组织，遗传都属无性繁殖；产生新个体、新组织，遗传都属无性繁殖；产生新个体、新组织，遗传都属无性繁殖；产生新个体、新组织，遗传信息相同信息相同信息相同信息相同第19页/共24页 6.6.6.6.克隆技术引发的伦理问题克隆技术引发的伦理问题 观点观点观点观点理由理由理由理由不赞成不赞成不赞成不赞成(1)(1)(1)(1)克隆人严重违反了人类伦理道德；克隆人严重违反了人类伦理道德；克隆人严重违反了人类伦
20、理道德；克隆人严重违反了人类伦理道德；(2)(2)(2)(2)克隆人冲击了现有的克隆人冲击了现有的克隆人冲击了现有的克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；(3)(3)(3)(3)克隆人是克隆人是克隆人是克隆人是人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人；人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人；人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人；人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人；(4)(4)(4)(4)克隆技克隆技克隆技克隆技术尚不成熟术尚不成
21、熟术尚不成熟术尚不成熟赞成赞成赞成赞成(1)(1)(1)(1)技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法得到解决；方法得到解决；方法得到解决；方法得到解决；(2)(2)(2)(2)克隆人是一项科学研究，既然是科学，就克隆人是一项科学研究，既然是科学，就克隆人是一项科学研究，既然是科学，就克隆人是一项科学研究，既然是科学，就应该允许研究克隆人应该允许研究克隆人应该允许研究克隆人应该允许研究克隆人中国政府中国政府中国政府中国政府的态度的态
22、度的态度的态度中国政府的观点：不赞成，不允许，不支持，不接受任何生殖中国政府的观点：不赞成，不允许，不支持，不接受任何生殖中国政府的观点：不赞成，不允许，不支持，不接受任何生殖中国政府的观点：不赞成，不允许，不支持，不接受任何生殖性克隆人的实验，不反对治疗性克隆性克隆人的实验，不反对治疗性克隆性克隆人的实验，不反对治疗性克隆性克隆人的实验，不反对治疗性克隆第20页/共24页 1.1.1.1.克隆属无性生殖，不能产生新基因，也不能产生克隆属无性生殖，不能产生新基因，也不能产生新基因型。新基因型。2.2.2.2.克隆产生的后代与亲代不一定完全相同的原因：克隆产生的后代与亲代不一定完全相同的原因：细
23、胞质基因不同；发育过程中可能发生基因突变或染色细胞质基因不同；发育过程中可能发生基因突变或染色体变异；后天生长的环境条件的影响。体变异；后天生长的环境条件的影响。3.3.3.3.克隆可选择繁殖后代的性别，即若提供核的细胞克隆可选择繁殖后代的性别，即若提供核的细胞来自雄性个体，则核内染色体为来自雄性个体，则核内染色体为XYXYXYXY，则克隆后代仍为雄，则克隆后代仍为雄性。性。特别提醒第21页/共24页克隆克隆克隆克隆组织培养组织培养组织培养组织培养试管动物试管动物试管动物试管动物(婴儿婴儿婴儿婴儿)生殖生殖生殖生殖方式方式方式方式无性无性无性无性无性无性无性无性有性有性有性有性遗传物遗传物遗传
24、物遗传物质来源质来源质来源质来源2 2 2 2个亲本个亲本个亲本个亲本1 1 1 1个亲本个亲本个亲本个亲本2 2 2 2个亲本个亲本个亲本个亲本性别性别性别性别决定决定决定决定提供核亲本提供核亲本提供核亲本提供核亲本一般没有一般没有一般没有一般没有精子类型精子类型精子类型精子类型用途用途用途用途优良种畜快速繁育，优良种畜快速繁育，优良种畜快速繁育，优良种畜快速繁育，可选择性别可选择性别可选择性别可选择性别快速繁殖无病快速繁殖无病快速繁殖无病快速繁殖无病毒植株毒植株毒植株毒植株解决不孕不育解决不孕不育解决不孕不育解决不孕不育现状现状现状现状不成熟不成熟不成熟不成熟成熟成熟成熟成熟成熟成熟成熟成
25、熟7 7、克隆、组织培养和试管动物、克隆、组织培养和试管动物(婴儿婴儿)区分区分第22页/共24页 1 1 1 1、植物体细胞杂交的终点是培育成植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株杂种植株，具备两种植物的遗传特征。该技术在育种上应用时最具备两种植物的遗传特征。该技术在育种上应用时最大的优点：大的优点：克服远缘杂交不亲和的障碍克服远缘杂交不亲和的障碍。2 2 2 2、核移植和植物体细胞杂交产生的后代中都含、核移植和植物体细胞杂交产生的后代中都含有两个亲本的遗传物质；植物组织培养和人工种子产有两个亲本的遗传物质；植物组织培养和人工种子产生的后代中都只含一个亲本的遗传物质。生的后代中都只含一个亲本的遗传物质。3 3 3 3、植物细胞培养中去掉细胞壁的原因是这层细、植物细胞培养中去掉细胞壁的原因是这层细胞壁阻碍了植物体细胞杂交融合；动物细胞培养中用胞壁阻碍了植物体细胞杂交融合；动物细胞培养中用胰蛋白酶处理动物组织的目的是使组织分散成单个细胰蛋白酶处理动物组织的目的是使组织分散成单个细胞。胞。第23页/共24页感谢您的观看！第24页/共24页