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1、细胞工程细胞工程应用的原理和方法研究的水平研究的目的细胞生物学和细胞生物学和分子生物学分子生物学细胞水平按照人们的意愿按照人们的意愿来改变细胞内的来改变细胞内的遗传物质或获得遗传物质或获得细胞产品细胞产品概念分类植物细胞工程动物细胞工程主要技术植物组织培养植物体细胞杂交动物细胞培养动物细胞融合单克隆抗体技术胚胎移植核移植植物细胞工程技术动物细胞工程技术细胞分化原因？n 所有细胞含全套基因n 但表达的基因不同-分化的根本原因n 使转录的mRNA不同n 翻译成的蛋白质不同-分化的直接原因n 导致细胞的形态、结构、功能不同细胞的全能性n 定义：生物体的细胞，具有使后代细胞发 育成完整个体的潜能。n
2、原因：生物的每一个细胞都含有该物种所 特有的全套遗传物质。全能性大小：受精卵生殖细胞体细胞 具有全能性一定能表现出全能性吗？下列有关细胞全能性的含义，正确的是：A、每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能 B、生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全部功能 C、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体的潜能 D、生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生长、衰老、死亡的全过程 植物细胞工程1.植物组织培养技术1.植物细胞表现出全能性的必要条件是什么？2.在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？思考细胞离体（外植体）一定的营养物质、激素和其他外界条件外植体、脱分化、再分
3、化、愈伤组织植物组织培养的培养基n 定义：含一定营养成分，供组织培养植物生长的基质n 无机营养成分：N,P,K等大量元素及部分微量元素Fe,Mn,B等n 有机营养成分 含N物质：包括维生素和氨基酸 碳源：2%4%的蔗糖，并调节渗透压 琼脂：起支持作用 生长调节物质：生长素，细胞分裂素和赤霉素植物组织培养的过程重点外植体愈伤组织幼苗/胚状体CTK/IAA比例适合 脱分化 再分化CTK/IAA比例适合组培应用n 生产植物的次级代谢产物p42 培养终点？n 快速繁殖无病毒植株p37 培养终点？n 生产人工种子p42 培养终点？胚 状 体人工种皮人工胚乳花药的离体培养人工种子自然种子胚 状 体人工种皮
4、人工胚乳胚种皮胚乳 紫草紫草素 愈伤组织去壁 去壁去壁 去壁纤维素酶 纤维素酶果胶酶 果胶酶原 原生 生质 质体 体植 植物 物细 细胞 胞融 融合 合的 的原 原生 生质 质体 体离心、离心、振动、振动、电刺激 电刺激聚乙二 聚乙二醇 醇再 再生 生细 细胞 胞壁 壁杂 杂种 种细 细胞 胞脱 脱分 分化 化愈 愈伤 伤组 组织 织杂 杂种 种植 植株 株激素筛 筛选 选激素再 再分 分化 化2,植物体细胞杂交过程示意图植物体细胞杂交原理：细胞膜流动性植物组织培养原理：植物细胞全能性n 你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？(1)分离原生质体-酶解法(2)原生质体融
5、合-物、化法(3)新细胞壁形成-杂交细胞形成标志(4)植物组织培养-植物体细胞杂交的 技术环节之一意义：克服远缘杂交不亲和的障碍、培育新品种白菜甘蓝白菜甘蓝植物体细胞杂交意义？与有性杂交的异同点植物体细胞杂交应用：动物细胞工程1.动物细胞培养技术动物细胞培养基模拟体内什么环境？动物细胞的培养过程动物胚胎或幼龄动物 的组织、器官细胞悬浮液胰蛋白酶10 10代细胞 代细胞原代培养 原代培养50 50代细胞 代细胞细胞株无限传代 无限传代细胞系遗传物质未改变遗传物质改变，无限增殖传代培养 传代培养原代细胞动物细胞培养的应用n 作为研究动物细胞的材料-Hela细胞(1952)n 生产各类蛋白质制品：干
6、扰素、单抗、病毒疫苗n 细胞、组织移植（烧伤病人植皮）等植物组织培养和动物细胞培养的比较项目原理 培养基 结果 培养目的植 物 动 物细胞全能性细胞增殖固体蔗糖植物激素液体葡萄糖动物血清培养成植株培养成细胞株细胞系快速繁殖培养无病毒植株获得细胞产品、细胞n 动物细胞能否表现出全能性n 世界上第一只克隆动物“多利”问世，证明高度分化的动物体细胞的核仍保持全能性。1996年7月5日，世界上第一只克隆羊“多利”在英国苏格兰卢斯林研究所的试验基地诞生。Dolly with her first born lamb 2.克隆技术n 是指从一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA
7、分子、细胞或个体，是一种人工诱导的无性繁殖方式n 分子水平克隆：PCR技术n 细胞水平克隆：动物细胞培养（单克隆抗体）n 个体水平克隆：克隆羊多利为什么克隆羊的成功让科学家们如此兴奋呢？干细胞简介*n 干细胞：有树干、茎干的起源之意，一般认为：理论上具有无限自我更新能力和多方向分化潜能的一类细胞。n 干细胞按照生存阶段分为:n 胚胎干细胞：取自囊胚的内细胞层n 成体干细胞：取自成体细胞，如造血干细胞胚胎干细胞（ES细胞）来源：囊胚的内细胞层特点：胚胎干细胞是全能的，具有分化为几乎全部组织和器官的能力。可以用干细胞治疗的健康问题截肢术神经系统疾病脊髓损伤心脏疾病烧伤糖尿病造血干细胞的分化骨造血干
8、细胞粒细胞单核巨噬细胞血小板骨髓脂肪细胞成骨细胞肝细胞干细胞骨骼肌肉干细胞骨细胞自然杀伤细胞 淋巴细胞淋巴细胞红细胞造血干细胞*骨髓移植捐献实际上就是移植捐献捐献实际上就是移植捐献造血干细胞2020世纪五十年代，临床上开始用世纪五十年代，临床上开始用骨髓移植法来治疗血液来治疗血液系统疾病系统疾病供者要进行全麻，或者在他的骨上凿几个洞供者要进行全麻，或者在他的骨上凿几个洞八十年代末，八十年代末，自体外周血干细胞移植技术逐渐推广，能逐渐推广，能提高治疗有效率和缩短疗程，效果令人满意提高治疗有效率和缩短疗程，效果令人满意再次在再次在脐带中直接采集胎儿的造血干细胞，中直接采集胎儿的造血干细胞，与前两者
9、相与前两者相比，比，脐血干细胞移植对对HLAHLA配型要求不高，不易受病毒或配型要求不高，不易受病毒或肿瘤的污染肿瘤的污染 3.动物细胞融合技术如人鼠融合细胞：主要用于制备单克隆抗体获得杂种植株用 途物理、化学方法（同左）灭活的病毒物理（离心、振荡、电刺激）化学（聚乙二醇）诱导方法细胞分散后诱导细胞融合去细胞壁后诱导原生质体融合细胞融合的方法膜的流动性膜的流动性、细胞全能性细胞融合的原理动物细胞融合 植物体细胞杂交比较项目 比较项目动植物细胞融合的比较-动物细胞融合技术最重要的用动物细胞融合技术最重要的用途途4.单克隆抗体技术正常淋巴细胞（如小鼠脾细胞），具有分泌抗体的能力，但不能长期培养瘤细
10、胞（如骨髓瘤）可以在体外长期培养，但不分泌抗体1975年英国人Kohler和Milstein 将两种细胞杂交 而创立了单克隆抗体技术，获1984年诺贝尔奖n 单：一个杂交瘤细胞n 克隆：该细胞增殖分化为相同的细胞群n 抗体：该细胞群产生的抗体。n 特点：特异性强 灵敏度高单克隆抗体制备应用了哪些技术手段5.其它细胞工程技术n 为了帮助不孕夫妇，1978年诞生了世界上第一例试管婴儿；n 为了证明高度分化的动物体细胞的核仍保持全能性，1997年第一只克隆动物多利问世。n 前两者的生殖方式有何不同？n 各利用了什么细胞技术?受精卵卵裂 早期胚胎胚胎分割技术代孕母牛植入植入分割还应用了哪些技术手段？组织培养体细胞杂交动物细胞工程单克隆抗体细胞融合细胞培养胚胎移植核 移 植植物细胞工程相互联系（2005上海）将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是A、具有完整细胞核的细胞 B、一定的营养物质和植物激素C、离体状态 D、导入指定基因高考回顾人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同，其根本原因是这两种细胞的A、DNA碱基排列顺序不同 B、核糖体不同C、转运RNA不同 D、信使RNA不同