《细胞工程》PPT课件(I)

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1、第三章细胞工程与食品产业第三章细胞工程与食品产业一、细胞工程的基本原理二、细胞培养技术三、细胞融合技术四、动物细胞工程及其在食品中的应用五、植物细胞工程及其在食品中的应用六、固定化细胞及其在食品中的应用一、细胞工程的基本原理1.1细胞工程的概念及研究范畴1.2细胞工程的基础知识1.3细胞工程的理论核心1.1细胞工程的概念及研究范畴概念：应用细胞生物学和分子生物学方法，借助工程学的试验方法或技术，在细胞水平上研究改造生物遗传特性和生物学特性，以获得特定的细胞、细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的学科。研究范畴：广义的细胞

2、工程包括所有的生物组织、器官及细胞离体操作和培养技术，狭义的细胞工程则是指细胞融合和细胞培养技术。根据研究对象不同，细胞工程可分为动物细胞工程、植物细胞工程和微生物细胞工程。1.2细胞工程的基础知识生物界有两大类细胞：原核细胞与真核细胞。原核细胞：DNA裸露于细胞质中，不与蛋白质结合，易于人们的遗传操作；生长迅速；胞内无膜系构造细胞器；生长迅速；是细胞改造的良好材料。真核细胞：胞内有细胞核和众多膜系构造细胞器；一般都有明显的细胞周期，处于有丝分裂时期的染色包体呈现高度螺旋紧缩状态，既不利于基因外钓，也不利于外源基因的插入。

3、可采取一定的措施诱导真核细胞同步化生长。植物细胞外还有数层以纤维素为主要成分的细胞壁。动物细胞结构图细菌细胞模式图1.3细胞工程的理论核心1.3.1细胞全能性概念1902年，德国植物学家Haberlandt提出了细胞全能性的假想。1934年，White首次定义为:每个植物活细胞在合适的条件下，都有发育为胚的能力。70年代，扩大了以上定义范围，认为：植物活细胞不但能形成胚状体，而且能发育为完整植株。80年代初，认为：任何植物的离体细胞在人工培养下都具有它们母体植株的那种合成药用成分的能力，即培养细胞的药物生物合成的能力。目前

4、细胞全能性定义：每个植物活细胞都具有该物种的新陈代谢、应激性和自体复制等生命基本属性，在合适的离体培养条件下，可以展现这些特征属性。1.3.2植物活细胞具有生命特征属性生命特征属性细胞具有生命特征属性离体培养细胞展现该物种的生命特性生命特征属性：新陈代谢、应激性、自我复制1.新陈代谢：是指维持生命各种活动过程中的化学变化的总称。生物体总是不断地从环境中摄取物质和能量，来维持自身。又有同等量的能，以热或者其他形式排出体外。一旦新陈代谢停止，生命活动也就停止，生物体就会瓦解。即，生物体要维持生命，必须吐故纳新。2.应激性：是指

5、生物体随环境变化的刺激而发生相应反应的特征。生物体的生存离不开环境条件，而环境又是不断变化的。除四季有规律的变化外，还有些急剧变化，如干旱、涝灾、高温、低温、昆虫侵害等等。生物体具有“某种机制”来感知和正确估计环境的变化，以便在体内加以校正，保证体内平衡，来应付突变的环境。3.自我复制：是指生物体利用自身作模板，通过代谢作用，复制出完全相同的结构，或产生也具有相同的自体繁殖能力的突变结构。前者为“遗传”，后者为“变异”。“遗传”保证了物种的纯化，“变异”为物种的进化提供依据。自我复制实现了遗传与变异的矛盾统一。细胞具有生命

6、特征属性生物体由细胞组成，所以细胞也具有生命特征属性。细胞是生物体结构和功能的基本单位。核酸是构成细胞的重要物质，携带着遗传信息，并具有自我复制的能力，但当单独存在时，不能表现出生命特征属性。只有组成细胞时，才能表现完整的生命活动。同一个体每一个体细胞所含的基因是相同的，但细胞结构和功能往往不同（如根细胞具有吸收水分和养分的作用；叶片具有光和、蒸腾作用等）。所以说，并非每个细胞能把全部遗传信息都表达出来。有的基因在这些细胞中表达，另一些基因在另一些细胞中表达。即，生命的全部属性在不同的细胞中分别表达。细胞全能性的相对性

7、离体培养细胞展现该物种的生命特性1.培养细胞的新陈代谢在适宜条件下，离体细胞能够存活，则具有新陈代谢特性。如：绿色细胞具有光自养能力；培养细胞具有该物种的“药物生物合成的能力”。2.培养细胞的应激性在适宜培养条件下，离体细胞具有应激性:植物组织切割损伤后，应激于培养条件而出现脱分化，并在适宜的条件下再分化（芽和根）。3.培养细胞展现自体复制特性再分化植株植物组织脱分化愈伤组织（脱分化细胞）二、细胞工程的基本技术2.1无菌操作技术2.2细胞培养技术2.3细胞融合技术2.1无菌操作技术细胞工程培养中最重要的，也是最基本的要求就

8、是各项操作应从无毒害、无污染的培养环境来考虑。培养基、器皿材料、接种工具、操作环境、培养室和超净工作台等各个环节都应注意。瓶盖朝上放，接种完毕后立即盖好瓶口正确错误接种过程中尽可能达到悬空要求防止操作带来的污染正确错误接种时不得用手接触瓶盖内壁或瓶口正确错误接种时在近火焰处打开瓶口，使瓶倾斜，以免空气中