细胞工程复习

1、 专题二、专题二、细胞工程细胞工程 1 1、概念、概念: : 应用的原理和方法应用的原理和方法 研究的水平研究的水平 研究的目的研究的目的 细胞生物学和分子生物学细胞生物学和分子生物学 细胞整体水平或细胞器水平细胞整体水平或细胞器水平 按照人们的意愿来按照人们的意愿来改变细胞内改变细胞内 的遗传物质的遗传物质或或获得细胞产品获得细胞产品 2 2、分类、分类 植物细胞工程植物细胞工程 动物细胞工程动物细胞工程 微生物工程（略）微生物工程（略） 所采用技术所采用技术 的理论基础的理论基础 植植 物物 细细 胞胞 工工 程程 通常采用的通常采用的 技 术 手 段技 术 手 段 植物植物组织培养组织培

2、养 植物植物体细胞杂交体细胞杂交 植物细胞的植物细胞的全能性全能性 一、植物细胞工程一、植物细胞工程 ( (离体的植物离体的植物 器官、组织或细胞器官、组织或细胞) ) 脱分化脱分化再分化再分化 愈伤组织愈伤组织 根、芽根、芽 （胚状体）（胚状体） 植物体植物体 培养条件：培养条件： 离体、含有离体、含有全部营养成分全部营养成分的培养基、的培养基、 一定的温度、空气、一定的温度、空气、无菌环境无菌环境、适合、适合 的的PHPH、适合的光照等、适合的光照等 外植体外植体 举例：举例：花药离体培养；基因工程培育的抗棉铃虫花药离体培养；基因工程培育的抗棉铃虫 的棉花植株；细胞工程中培育的的棉花植株；

3、细胞工程中培育的“番茄番茄- -马马 铃薯铃薯”杂种植株等。杂种植株等。 1 1、植物组织培养、植物组织培养 扩大扩大 培养培养 植物植物A A细细 胞胞 植物植物B B细胞细胞 加酶去加酶去 壁壁 原生质体原生质体A A 原生质体原生质体B B 原生质原生质 体融合体融合 融合细胞融合细胞 再生壁再生壁 杂种细胞杂种细胞 脱分化脱分化 去壁的常用方法：去壁的常用方法：酶解法 酶解法（纤维素酶、果胶酶等）（纤维素酶、果胶酶等） 诱导原生质诱导原生质 体融合方法：体融合方法： 物理方法：物理方法：离心、振动、电刺激等离心、振动、电刺激等 化学方法：化学方法：聚乙二醇（聚乙二醇（PEGPEG） 融

4、合成功的标志融合成功的标志 人工诱导人工诱导 筛选筛选 愈伤组织愈伤组织 杂种植株杂种植株 再分化再分化 2 2、植物体细胞杂交的过程、植物体细胞杂交的过程 （1 1）植物繁殖的新途径（）植物繁殖的新途径（见资料见资料） 1 1）微型繁殖（快速繁殖）微型繁殖（快速繁殖） 2 2）作物脱毒）作物脱毒 3 3）神奇的人工种子）神奇的人工种子 （2 2）作物新品种的培育）作物新品种的培育 1 1）单倍体育种）单倍体育种 2 2）突变体的利用）突变体的利用 3 3）转基因植物的培育）转基因植物的培育 （3 3）细胞产物的工厂化生产）细胞产物的工厂化生产 3 3、植物细胞工程的实际应用、植物细胞工程的实

5、际应用 二、二、动物细胞工程动物细胞工程 强调：强调： 是其他动物是其他动物 细胞工程技术的细胞工程技术的基础基础。 动物细胞培养动物细胞培养 动物细胞核移植动物细胞核移植 动物细胞融合动物细胞融合 单克隆抗体制备单克隆抗体制备等等 动物细胞培养技术动物细胞培养技术 常用的技术手段：常用的技术手段： 条件条件：1 1、无菌、无毒的环境、无菌、无毒的环境 2 2、营养、营养 3 3、温度和、温度和phph值值 4 4、气体环境、气体环境 概念概念：从动物机体中取出相关的组织，将：从动物机体中取出相关的组织，将 它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培 养基中，让这

6、些细胞生长和增殖养基中，让这些细胞生长和增殖 动物细胞生长的特点动物细胞生长的特点：细胞贴壁和接触抑制：细胞贴壁和接触抑制 动物动物胚胎胚胎或或幼龄幼龄动动 物的组织、器官物的组织、器官 胰蛋白酶胰蛋白酶剪碎剪碎 单个细胞单个细胞 加培养液加培养液制成制成 细胞悬细胞悬 浮液浮液 去掉组织去掉组织 间蛋白间蛋白 1010代代 细胞细胞 5050代代 细胞细胞 无限无限 传代传代 原代培养原代培养 传代培养传代培养 部分细胞遗部分细胞遗 传物质改变传物质改变 动物细胞培养不能动物细胞培养不能 最终培养成动物体最终培养成动物体 随细胞增多，细胞随细胞增多，细胞 就会停止分裂增殖就会停止分裂增殖 1

7、. 1.动物细胞培养过程动物细胞培养过程: : 几个概念：几个概念： 原代培养：原代培养：从机体取出后立即培养的细胞从机体取出后立即培养的细胞 为原代细胞。一般培养的第为原代细胞。一般培养的第1 1代细胞与传代细胞与传1010代代 以内的细胞称为原代细胞培养。以内的细胞称为原代细胞培养。 传代培养：传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，将原代细胞从培养瓶中取出， 配制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上配制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上 的培养瓶中继续培养，称为传代培养。的培养瓶中继续培养，称为传代培养。 细胞株：细胞株：遗传物质没改变，不能无限增遗传物质没改变，不能无限增 殖殖 细胞系：细胞

8、系：遗传物质发生改变，可无限增遗传物质发生改变，可无限增 殖殖 植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养和动物细胞培养的比较 均需适宜的外界条件：均需适宜的外界条件：PH,PH,温度温度, ,营养及营养及“无菌、无菌、 无毒环境无毒环境”等。等。 固体固体、营养物、营养物 质、质、蔗糖、植蔗糖、植 物激素物激素 培养成培养成 植株为植株为 主主 液体液体、营养物、营养物 质、质、葡萄糖、葡萄糖、 动物血清动物血清 培育成细培育成细 胞系或细胞系或细 胞株胞株 1.1.生产蛋白质制品生产蛋白质制品 （如病毒疫苗、干扰素、（如病毒疫苗、干扰素、 单克隆抗体单克隆抗体、动物激素）、动物激素） 2

9、.2.用于某些器官移植用于某些器官移植 1.1.试管苗的快速繁殖试管苗的快速繁殖 2.2.无病毒植物的培育无病毒植物的培育 3.3.生产药物等生产药物等 4.4.人工种子人工种子 5.5.转基因植物的培育转基因植物的培育 动物细胞核移植的概念： 动物核移植是将动物的一个细胞的动物核移植是将动物的一个细胞的细胞细胞 核核, ,移入一个已经去移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞掉细胞核的卵母细胞中中. . 使其重组并发育成一个新的胚胎使其重组并发育成一个新的胚胎, ,这个新的这个新的 胚胎最终发育为动物个体胚胎最终发育为动物个体. . 克隆动物：用核移植的方法得到的动物。克隆动物：用核移植的方法得到的

10、动物。 分类：分类：胚胎细胞核移植 胚胎细胞核移植： 体细胞核移植体细胞核移植： 细胞分化程度低，恢复细胞分化程度低，恢复 全能性容易全能性容易 细胞分化程度高，恢复细胞分化程度高，恢复 全能性困难全能性困难 克隆克隆 （无性（无性 繁殖）繁殖） 克隆动物克隆动物:用核移植或胚胎分割移植方法得到的动物用核移植或胚胎分割移植方法得到的动物. 个体水平 动物：核移植技术，胚 胎分割技术 植物：植物组织培养、扦 插、压条、嫁接 细胞水平：动物细胞培养、植物细 胞产物的工厂化生产 分子水平：PCR技术扩增 去核去核 卵细卵细 胞胞 供体供体 细胞细胞 电刺激使电刺激使 两细胞融两细胞融 合合 重组细胞

11、重组细胞 重组胚胎重组胚胎 新个体新个体 代孕母牛代孕母牛C 胚胎移植胚胎移植 卵细卵细 胞培胞培 养养 无性生殖无性生殖 （三）、体细胞的核移植过程（三）、体细胞的核移植过程 高产奶牛高产奶牛A 供体供体 细胞细胞 培养培养 供卵奶牛供卵奶牛B 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 多莉羊的培育过程多莉羊的培育过程 融合后的卵细胞融合后的卵细胞 3.核移植与克隆动物：核移植与克隆动物： 动物动物细胞核细胞核有有 全能性全

12、能性 （四）、体细胞核移植技术的应用前景（四）、体细胞核移植技术的应用前景 1、在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的进程、在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的进程 2、保护濒危物种、保护濒危物种 3、生产医用蛋白质、生产医用蛋白质 及组织器官的移植的及组织器官的移植的 供体供体 （五）、体细胞核移植技术存在的问题（五）、体细胞核移植技术存在的问题 1、克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚。、克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚。 2、克隆技术效率低，畸形率高、死亡率高、易出、克隆技术效率低，畸形率高、死亡率高、易出 现早衰等问题。现早衰等问题。 3、生产克隆动物费用昂贵。、生产克隆动物费用昂贵。 细胞

13、细胞A细胞细胞B 杂种细胞杂种细胞 物理法、物理法、 化学法化学法 灭活灭活的病毒的病毒 2 2、动物细胞融合、动物细胞融合 过程过程 诱导动物细胞融合与植物原生质体融合诱导动物细胞融合与植物原生质体融合 的的原理原理和和方法方法是否基本相同？是否基本相同？ 制备单制备单 克隆抗克隆抗 体：体： 不具有繁殖性不具有繁殖性 但具有抗原性但具有抗原性 用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程 细胞核细胞核 病毒颗粒病毒颗粒 细胞核细胞核 获得获得杂种植株杂种植株 物理、化学方物理、化学方 法法（同左）（同左） 生物：灭活的病毒生物：灭活的病毒 物理（离心、物理（离心、 振荡

14、、电刺激）振荡、电刺激） 化学（化学（PEGPEG） 诱导方法诱导方法 细胞融合细胞融合原生质体融合原生质体融合 细胞融合细胞融合 的方法的方法 细胞膜的细胞膜的 流动性流动性 细胞膜的细胞膜的流动性流动性、 植物细胞植物细胞全能性全能性 原理原理 动物细胞融合动物细胞融合植物体细胞杂交植物体细胞杂交比较项目比较项目 植物体细胞杂交、动物细胞融合的比较植物体细胞杂交、动物细胞融合的比较 主要用于制备主要用于制备 单克隆抗体单克隆抗体 前期处理前期处理原生质体制备原生质体制备 用途用途 细胞分散细胞分散 植物体细胞杂交的意义：打破生殖隔离，克 服远缘杂交不亲和的障碍 动物细胞融合的意义：突破了有

15、性杂交的局 限，使远缘杂交成为可能 转基因生物的意义： 打破了常规育种难以 突破的生殖隔离，定向的改变了生物的遗传 性状. 特点：产量低、特异性差、纯度低、反应不够灵敏特点：产量低、特异性差、纯度低、反应不够灵敏 4 4、单克隆抗体、单克隆抗体 1 1、常规抗体制备、常规抗体制备： 一个一个B B淋巴细胞淋巴细胞：只分泌一种：只分泌一种特异性抗体特异性抗体 2、单克隆抗体制备：、单克隆抗体制备： 杂交瘤细胞杂交瘤细胞 小鼠小鼠骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞：能：能无限增殖无限增殖 融合融合 单克隆抗体单克隆抗体 培养培养 从从向动物体内反复注射某种抗原向动物体内反复注射某种抗原 刺激刺激B淋巴细胞淋巴细

16、胞 产生相应抗体产生相应抗体 体液免疫体液免疫 动物血清中分离所需抗体动物血清中分离所需抗体 抗原注入小鼠体内抗原注入小鼠体内 已免疫的已免疫的B B淋巴细胞淋巴细胞 骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞 筛选筛选出出杂交瘤细胞杂交瘤细胞 筛选筛选出能产生特异性抗体的细胞群出能产生特异性抗体的细胞群 体外培养体外培养 体内培养体内培养 从培养液中提取从培养液中提取 从小鼠腹水中提取从小鼠腹水中提取 单克隆抗体单克隆抗体 细胞融合细胞融合 动物细胞培养动物细胞培养 单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备 ( (特定的特定的选择培养基选择培养基) ) 优点？优点？ 特点：与常规抗体相比，具有特点：与常规抗体相比，具有特异性强、灵敏特异性强、灵敏 度高、化学性质单一度高、化学性质单一的优点。的优点。 作为诊断试剂：单克隆抗体最广泛的应用，优作为诊断试剂：单克隆抗体最广泛的应用，优 点是准确、高效、简易、快速。点是准确、高效