《细胞工程》PPT课件

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1、第五章细胞工程主要内容：3.1细胞工程的基础知识与基本技术3.2植物细胞工程3.3动物细胞工程3.4微生物细胞工程细胞工程：细胞工程是指在细胞水平上进行的遗传操作，即研究、开发、利用各类细胞的工程。人们通过科学设计与精细操作，改变细胞的遗传基础，并通过无菌操作，大量培养细胞，使其再生成细胞、组织、器官乃至完整有机体，或生产出目物质的技术。细胞工程的分类：根据研究操作的对象不同，细胞工程又可分为三类，即植物细胞工程；动物细胞工程；微生物细胞工程。第一节细胞工程的基础知识与基本技术一、细胞工程的基础知识细胞是细胞工程操作的主要对

2、象。生物界有两大类细胞：原核细胞与真核细胞。原核细胞细菌、放线菌等的细胞属于原核细胞。原核细胞体积较小，DNA环状、不与蛋白质结合而裸露于细胞质中。胞内无膜系构造的细胞器。胞外由肽聚糖组成细胞壁，是细胞融合的主要障碍。原核细胞生长迅速，无蛋白质结合的DNA，易于人工遗传操作，是细胞改造的良好材料。真核细胞酵母、动物、植物等的细胞属于真核细胞。真核细胞体积较大、内有细胞核和众多膜系构造的细胞器。植物细胞有以纤维素和半纤维素为主要成分的细胞壁。真菌细胞壁主要由各种葡聚糖构成网状纤维物，还有甘露聚糖、蛋白质和脂质填充其中。真核细胞

3、一般都有明显的细胞周期，处于有丝分裂时期的染色体呈现高螺旋紧缩状态，既不利于基因外钓，也难于插入外源基因。二、基本实验操作技术（一）无菌操作技术细胞工程的实验操作需要在无菌条件下进行，稍有疏忽都可能引致污染，导致实验失败。无菌室要定期用紫外线或化学试剂消毒，实验前后还应各消毒一次。无菌室外有间缓冲室，实验人员在此换鞋、更衣、戴帽，做好准备后方可进入无菌室。应注意周围环境的卫生整洁。超净工作台是最基本的实验设备，能满足较高的无菌要求。对生物材料要进行彻底消毒与除菌，实验所用器械、器皿和药品都应进行灭菌或除菌。（二）细胞培养技术

4、细胞培养是指动物、植物和微生物细胞在体外无菌条件下的保存和生长。不同细胞的培养条件差异较大，但细胞培养过程有共同之处。（三）细胞融合技术两个或多个细胞相互接触后，其细胞膜发生分子重排，导致细胞合并、染色体等遗传物质重组的过程称为细胞融合。第二节植物细胞工程（一）植物组织培养的历史植物组织培养是在离体人工调控的条件下，培养、研究植物细胞、组织、器官，进而分化、发育形成完整植株的技术。20世纪初，德国植物学家Haberlandt就曾预言“植物细胞具全能性”。但由于技术上的限制，离体培养细胞未能分裂。不久之后，Hanning成功地

5、培育出能正常发育的萝卜和辣根菜的胚，成为植物组织培养的鼻祖。20世纪30年代，植物组织培养取得了长足的进展。我国植物生理学创始人之一李继侗、罗宗洛和罗士伟相继发现银杏胚乳和幼嫩桑叶的提取液能分别促进离体银杏胚和玉米根的生长，据此证明维生素和其他有机物是培养基中不可缺少的重要组成成分。1934年美国人White以西红柿根为材料，建立了第一个能无限生长的植物组织组培物。1956年Miller发现了激动素，并指出激动素能强有力地诱导组织培养中的愈伤组织分化出幼芽。这是植物组织培养中的一项重要进展。1958年Steward顺利地从胡

6、萝卜的细胞培养中分化长出了胚状体乃至整株。从此以后，通过组织培养方法培育完整植株的探索便在世界范围内蓬勃开展。现在已有600多种植物能够借助组织培养的手段进行快速繁殖，多种具有重要经济价值的粮食作物、蔬菜、花卉、果树、药用植物等实现了大规模的工业化、商品化生产。我国的植物组织培养工作起步较迟，但已经在多个方面取得了巨大成绩。植物细胞工程通常采用的技术手段植物组织培养植物体细胞杂交所采用技术的理论基础植物细胞的全能性1、定义：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性。2、原理：生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的

7、全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。3、差异：（1）受精卵的全能性最高4、潜在全能性的原因：基因表达的选择性（2）受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖细胞的低。一、细胞的全能性已分化的植物细胞可以发育成一个植物体二、植物组织培养概念科学研究表明，处于离体状态的植物活细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。人工条件下实现的这一过程，就是植物组织培养。离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根芽植物体脱分化再分化脱

8、分化由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。再分化脱分化产生的愈伤组织继续进行培养又可以重新分化成根或芽等器官，这一过程称为植物细胞的再分化。二、植物组织培养植物组织培养过程离体植物细胞愈伤组织胚状体根芽植物体脱分化再分化二、植物组织培养植物组织培养(1)