生物技術(shù)細胞工程基礎(chǔ)

cellengineering在細胞水平上研究、開發(fā)、利用各類細胞的工程，亦即人們根據(jù)科學(xué)設(shè)計改變細胞的遺傳基礎(chǔ)，并通過無菌操作，大量培養(yǎng)細胞、組織乃至完整個體的技術(shù)。主要工作領(lǐng)域：動植物細胞和組織培養(yǎng)體細胞融合（雜交）細胞懸浮培養(yǎng)及次生代謝機理細胞拆合與克隆本文檔共85頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期二\3點23分細胞工程應(yīng)用的原理和方法研究的水平研究的目的細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)細胞整體水平或細胞器水平按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品概念分類植物細胞工程動物細胞工程理論基礎(chǔ)細胞的全能性本文檔共85頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期二\3點23分主要技術(shù)植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交動物細胞融合動物細胞培養(yǎng)單克隆抗體技術(shù)胚胎移植核移植植物細胞工程技術(shù)動物細胞工程技術(shù)本文檔共85頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期二\3點23分異種植物細胞雜種細胞轉(zhuǎn)基因植物異種動物細胞動物細胞群動物細胞融合植物體細胞雜交植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)細胞雜交技術(shù)本文檔共85頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期二\3點23分重組細胞體細胞細胞核早期胚胎受精卵去核卵細胞克隆動物試管嬰兒核移植胚胎移植體外受精胚胎移植器官移植技術(shù)本文檔共85頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期二\3點23分細胞核移植(nucleartransplantation)

利用顯微操作技術(shù)將細胞核與細胞質(zhì)分離，然后再將不同來源的核與質(zhì)重組，形成雜種細胞。

本文檔共85頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期二\3點23分體細胞克隆羊——多莉本文檔共85頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期二\3點23分277次乳腺細胞核移植實驗；獲得29個發(fā)育為8細胞的“胚”；13頭代孕母親；1996年7月5日，羊羔6LL3，被命名為“多莉”。本文檔共85頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期二\3點23分全球首只克隆貓ＣＣ和“媽媽”在一起本文檔共85頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期二\3點23分世界第一只克隆寵物

本文檔共85頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期二\3點23分北京第2頭克隆牛誕生生命源于牛耳細胞

本文檔共85頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期二\3點23分

英國培育出新型轉(zhuǎn)基因克隆豬本文檔共85頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期二\3點23分（1）既然綿羊的體細胞可以被成功地克隆成一個新的個體，是否意味著人類也可以克隆自己呢？（2）是否應(yīng)該允許進行克隆人的實驗？

本文檔共85頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期二\3點23分《時代》封面故事“爭論克隆人”

本文檔共85頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期二\3點23分多利于1996年7月5日出生，2003年2月14日死亡。維爾穆特領(lǐng)導(dǎo)培育的世界上第一只體細胞克隆動物-克隆羊“多利”于2003年2月因肺部感染而死亡患關(guān)節(jié)炎時的多利

本文檔共85頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期二\3點23分克隆有缺陷克隆鼠突然“發(fā)福”本文檔共85頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期二\3點23分胚胎工程(embryonicengineering)

以生殖細胞和胚胎細胞為對象進行的操作，主要技術(shù)包括體外受精、胚胎切割、胚胎移植等。

本文檔共85頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期二\3點23分

2002年5月24日，廣西大學(xué)動物繁殖研究所宣布，研究人員于5月中旬成功地繁殖了一只胚胎細胞克隆兔。這只克隆兔出生時重82克，如今體重增長數(shù)倍，看上去發(fā)育良好。與一般實驗動物相比，兔子與人類的生理更加接近，克隆兔的成功誕生，有助于人類醫(yī)學(xué)研究。出生近兩周的克隆兔(前)與同日出生的普通兔(后)相比，體形上要大許多。本文檔共85頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期二\3點23分

世界首例冷凍克隆牛胚胎移植犢牛在萊陽農(nóng)學(xué)院降生本文檔共85頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期二\3點23分干細胞與組織工程

干細胞（stemcell）是動物體內(nèi)具有分化潛能，并能自我更新的細胞，分為胚胎干細胞和組織干細胞。

胚胎干細胞來自囊胚期的細胞團，屬于全能干細胞，每個細胞可以發(fā)育成為完整的個體。組織干細胞存在于成體組織中，屬單能或多能干細胞，可以定向分化為一種或幾種不同的組織。

本文檔共85頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期二\3點23分組織工程是在干細胞的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，將干細胞與材料科學(xué)相結(jié)合，將自體或異體的干細胞經(jīng)體外擴增后種植在預(yù)先構(gòu)建好的聚合物骨架上，在適宜的生長條件下干細胞沿聚合物骨架遷移、鋪展、生長和分化，最終發(fā)育具有特定形態(tài)及功能的工程組織。

本文檔共85頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期二\3點23分人工培養(yǎng)的肌肉本文檔共85頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期二\3點23分曹誼林教授在小鼠身上培育的人耳本文檔共85頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期二\3點23分第一節(jié)細胞工程基礎(chǔ)細胞工程實驗室的常見設(shè)備細胞培養(yǎng)的基本方法本文檔共85頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期二\3點23分一細胞工程實驗室的常見設(shè)施滅菌鍋電熱干燥箱超凈工作臺倒置顯微鏡細胞計數(shù)板電熱鼓風(fēng)干燥箱手提式高壓滅菌鍋立式高壓滅菌鍋垂直雙人雙面超凈工作臺離心機光照培養(yǎng)箱CO2培養(yǎng)箱液氮罐本文檔共85頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期二\3點23分倒置顯微鏡細胞計數(shù)板動物細胞培養(yǎng)中用于觀察細胞的生長狀況及計數(shù)。本文檔共85頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期二\3點23分CO2培養(yǎng)箱（動物細胞培養(yǎng)）光照培養(yǎng)箱（植物細胞培養(yǎng)）CO2培養(yǎng)箱主要控制模擬活體內(nèi)環(huán)境相關(guān)的3個基本變量：穩(wěn)定的CO2水平、溫度、相對濕度。本文檔共85頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期二\3點23分液氮罐（用于凍存培養(yǎng)的動物細胞）本文檔共85頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期二\3點23分二細胞培養(yǎng)的基本技術(shù)

——無菌操作

細胞工程的所有試驗都要求在無菌條件下進行，要求十分嚴格的無菌操作。1、準備室、接種室、培養(yǎng)室（紫外線、熏蒸等）；2、超凈工作臺、高壓滅菌設(shè)備、過濾器；3、生物材料的消毒（酒精、升汞、次氯酸鈉等）；4、試驗器械、器皿的滅菌（干熱、濕熱）；5、藥品、培養(yǎng)基的滅菌（濕熱、過濾）；本文檔共85頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期二\3點23分——細胞培養(yǎng)技術(shù)細胞培養(yǎng)是指動物、植物或微生物細胞在體外無菌條件下的保存和生長。(微生物培養(yǎng)、植物細胞培養(yǎng)、動物細胞培養(yǎng))基本步驟包括：獲取原材料及除菌；配制培養(yǎng)基，對培養(yǎng)基進行滅菌；接種、培養(yǎng)和傳代。本文檔共85頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期二\3點23分——細胞融合技術(shù)離體條件下將不同生物或同種生物不同類型的單細胞通過無性方式融合成一個雜合細胞的技術(shù)?！獑慰寺】贵w細胞融合技術(shù)的主要過程：制備原生質(zhì)體（植物）；誘導(dǎo)細胞融合（化學(xué)融合劑介導(dǎo)、電融合、病毒融合劑介導(dǎo)等）；篩選雜合細胞。本文檔共85頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期二\3點23分本文檔共85頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期二\3點23分植物細胞工程植物組織培養(yǎng)細胞培養(yǎng)體細胞胚發(fā)生單倍體培養(yǎng)合子胚培養(yǎng)原生質(zhì)體培養(yǎng)與細胞融合快速繁殖技術(shù)植物脫毒技術(shù)次生物質(zhì)與植物細胞的大量培養(yǎng)人工種子本文檔共85頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期二\3點23分思考：植物有哪些繁殖方法？本文檔共85頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期二\3點23分分株繁殖壓條繁殖播種繁殖嫁接繁殖本文檔共85頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期二\3點23分扦插繁殖組織培養(yǎng)繁殖本文檔共85頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期二\3點23分第一節(jié)植物組織培養(yǎng)(tissueculture)技術(shù)本文檔共85頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期二\3點23分一、植物組織培養(yǎng)的含義(重點)

二、植物組織培養(yǎng)的類型(難點)

三、植物組織培養(yǎng)的特點(重點)

（一）植物組培的含義、類型與特點本文檔共85頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期二\3點23分什么是植物組織培養(yǎng)？？指在無菌條件下，將離體的植物器官、組織、細胞或原生質(zhì)體，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，人為控制培養(yǎng)條件，使其生長、分化、增殖，發(fā)育成完整植株或生產(chǎn)次生代謝物質(zhì)的過程和技術(shù)。本文檔共85頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期二\3點23分組織培養(yǎng)----離體培養(yǎng)組織培養(yǎng)----無菌培養(yǎng)本文檔共85頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期二\3點23分組織培養(yǎng)----植物克隆本文檔共85頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期二\3點23分廣義和狹義概念有何區(qū)別？★組培范圍不同，即外植體范圍不同。廣義組培狹義組培本文檔共85頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期二\3點23分外植體〔explant〕：從植物體分離并用于離體培養(yǎng)的材料。胚軸花粉胚乳胚種子果實花器葉芽莖根組織原生質(zhì)體子葉子房苞片胚珠花藥花梗分生組織成熟組織花托葉柄幼苗本文檔共85頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期二\3點23分植物組織培養(yǎng)有哪些類型？1.根據(jù)培養(yǎng)基狀態(tài)分類培養(yǎng)基固體培養(yǎng)液體培養(yǎng)靜止培養(yǎng)旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)紙橋培養(yǎng)振蕩培養(yǎng)半固體體培養(yǎng)本文檔共85頁；當(dāng)前第44頁；編輯于星期二\3點23分固體培養(yǎng)液體靜止培養(yǎng)紙橋培養(yǎng)振蕩培養(yǎng)本文檔共85頁；當(dāng)前第45頁；編輯于星期二\3點23分2.根據(jù)外植體分類

植物組織培養(yǎng)植株培養(yǎng)器官培養(yǎng)組織培養(yǎng)胚培養(yǎng)細胞培養(yǎng)原生質(zhì)體培養(yǎng)植物組培有哪些類型？本文檔共85頁；當(dāng)前第46頁；編輯于星期二\3點23分植株培養(yǎng)扦插苗培養(yǎng)種子苗培養(yǎng)本文檔共85頁；當(dāng)前第47頁；編輯于星期二\3點23分

器官培養(yǎng)

根系培養(yǎng)莖尖、莖段培養(yǎng)

花器培養(yǎng)

果實培養(yǎng)

種子培養(yǎng)葉片培養(yǎng)本文檔共85頁；當(dāng)前第48頁；編輯于星期二\3點23分

人參根消毒、接種操作程序圖本文檔共85頁；當(dāng)前第49頁；編輯于星期二\3點23分

菊花莖尖消毒、接種操作程序圖本文檔共85頁；當(dāng)前第50頁；編輯于星期二\3點23分莖段培養(yǎng)成苗示意圖本文檔共85頁；當(dāng)前第51頁；編輯于星期二\3點23分玫瑰莖段培養(yǎng)竹竽莖尖培養(yǎng)本文檔共85頁；當(dāng)前第52頁；編輯于星期二\3點23分組織培養(yǎng)分生組織培養(yǎng)薄壁組織培養(yǎng)輸導(dǎo)組織培養(yǎng)本文檔共85頁；當(dāng)前第53頁；編輯于星期二\3點23分胡蘿卜形成層(分生組織)培養(yǎng)示意圖本文檔共85頁；當(dāng)前第54頁；編輯于星期二\3點23分胚胎培養(yǎng)胚乳培養(yǎng)原胚培養(yǎng)胚珠培養(yǎng)種胚培養(yǎng)本文檔共85頁；當(dāng)前第55頁；編輯于星期二\3點23分敗育胚培養(yǎng)本文檔共85頁；當(dāng)前第56頁；編輯于星期二\3點23分細胞培養(yǎng)看護培養(yǎng)平板培養(yǎng)懸浮培養(yǎng)微室培養(yǎng)本文檔共85頁；當(dāng)前第57頁；編輯于星期二\3點23分非融合培養(yǎng)融合培養(yǎng)原生質(zhì)培養(yǎng)本文檔共85頁；當(dāng)前第58頁；編輯于星期二\3點23分植物組織培養(yǎng)有哪些類型？3.根據(jù)培養(yǎng)過程

初代培養(yǎng)繼代培養(yǎng)

4.根據(jù)培養(yǎng)基的作用誘導(dǎo)培養(yǎng)增殖培養(yǎng)生根培養(yǎng)5.根據(jù)培養(yǎng)目的脫毒培養(yǎng)微體快繁

試管育種試管嫁接6.根據(jù)培養(yǎng)條件光培養(yǎng)暗培養(yǎng)本文檔共85頁；當(dāng)前第59頁；編輯于星期二\3點23分初代培養(yǎng)：芽、莖段、葉片、花器等外植體在離體培養(yǎng)條件下誘導(dǎo)愈傷組織、側(cè)芽或不定芽、胚狀體過程。本文檔共85頁；當(dāng)前第60頁；編輯于星期二\3點23分繼代培養(yǎng)：更換新鮮培養(yǎng)基來繁殖同種類型的材料（愈傷組織、芽）。本文檔共85頁；當(dāng)前第61頁；編輯于星期二\3點23分生根培養(yǎng)：將芽苗轉(zhuǎn)接到生根培養(yǎng)基上培養(yǎng)成為完整植株的過程。本文檔共85頁；當(dāng)前第62頁；編輯于星期二\3點23分初代培養(yǎng)繼代培養(yǎng)生根培養(yǎng)馴化移栽植物組織培養(yǎng)一般過程本文檔共85頁；當(dāng)前第63頁；編輯于星期二\3點23分思考：

各種組織培養(yǎng)類型有何主要的異同處？

★相同點：無菌操作人工培養(yǎng)基上培養(yǎng)★不同點：外植體不同成苗途徑與培養(yǎng)方法不同

本文檔共85頁；當(dāng)前第64頁；編輯于星期二\3點23分三、植物組織培養(yǎng)的特點本文檔共85頁；當(dāng)前第65頁；編輯于星期二\3點23分1、培養(yǎng)材料經(jīng)濟本文檔共85頁；當(dāng)前第66頁；編輯于星期二\3點23分2、培養(yǎng)條件人為控制，周年生產(chǎn)本文檔共85頁；當(dāng)前第67頁；編輯于星期二\3點23分3、生長周期短，繁殖率高本文檔共85頁；當(dāng)前第68頁；編輯于星期二\3點23分4、管理方便，有利于實現(xiàn)工廠化生產(chǎn)和自動化控制本文檔共85頁；當(dāng)前第69頁；編輯于星期二\3點23分（二）植物組織培養(yǎng)的基本理論1.細胞全能性理論2.植物的再生性3.根芽激素理論4.組培苗的遺傳穩(wěn)定性本文檔共85頁；當(dāng)前第70頁；編輯于星期二\3點23分1細胞全能性理論

植物每一個具有完整細胞核的體細胞，都含有植物體的全部遺傳信息，在適當(dāng)條件下，具有發(fā)育成完整植株的潛在能力。本文檔共85頁；當(dāng)前第71頁；編輯于星期二\3點23分②創(chuàng)造理想的適于細胞生長和分化的環(huán)境植物細胞全能性表達的條件①體細胞與完整植株分離，脫離完整植株的控制本文檔共85頁；當(dāng)前第72頁；編輯于星期二\3點23分細胞全能性的實現(xiàn)與利用

本文檔共85頁；當(dāng)前第73頁；編輯于星期二\3點23分①直接分生芽②形成愈傷組織，再分化形成芽③形成胚狀體，由胚狀體直接重建完整植株，或制成人工種子后再重建植株。

實現(xiàn)細胞全能性的途徑：34本文檔共85頁；當(dāng)前第74頁；編輯于星期二\3點23分本文檔共85頁；當(dāng)前第75頁；編輯于星期二\3點23分2植物的再生性

現(xiàn)象：傷口愈合扦插生根

植株再生的過程即為植物細胞全能性表達的過程，經(jīng)過脫分化和再分化兩個階段。

本文檔共85頁；當(dāng)前第76頁；編輯于星期二\3點23分組織分裂分化細胞分裂已分化組織細胞脫分化分裂再分化器官植株錄像本文檔共85頁；當(dāng)前第77頁；編輯于星期二\3點23分1.分化〔differentiation〕：細胞在分裂過程中發(fā)生結(jié)構(gòu)和功能上的改變，從而形成各類組織和器官。2.脫分化〔dedifferentiation〕:已分化好的細胞在人工誘導(dǎo)條件下，恢復(fù)分生能力，回復(fù)到分生組織狀態(tài)的過程。3.再分化〔redifferentiation〕:脫分化后具有分生能力的細胞再經(jīng)過與原來相同的分化過程，重新形成各類組織和器官的過程。本文檔共85頁；當(dāng)前第78頁；編輯于星期二\3點23分4.愈傷組織〔callus〕:離體培養(yǎng)時經(jīng)誘導(dǎo)后在外植體表面形成的一團具分生能力的無序生長的薄壁細胞本文檔共85頁；當(dāng)前第79頁；編輯于星期二\3點23分在離體培養(yǎng)過程中產(chǎn)生一種形似胚（具有明顯的根端和芽