细胞工程植物

细胞工程植物第一页，共二十七页，2022年，8月28日一、动物细胞培养1.细胞培养的概念：把机体的某一组织或器官取出，分散为单个细胞，使其在人工培养条件下继续生存、生长甚至增殖的过程。2.原理：3.动物细胞培养的条件：（1）无菌无毒环境：培养液及用具灭菌处理；无菌操作；培养液加抗生素；定期更换（2）营养：（3）温度和pH:（4）气体环境：葡萄糖、氨基酸、无机盐、微量元素、生长因子、血清（血浆）等O2（代谢必须）、CO2（维持pH）促进生长促进贴壁细胞增殖第二页，共二十七页，2022年，8月28日4.动物细胞培养的过程：注：课本P23相关链接——细胞株和细胞系第三页，共二十七页，2022年，8月28日注：（1）组织块多从胚胎或幼龄动物获取（分裂能力强）（2）贴壁生长和接触抑制（3）原代培养和传代培养（4）细胞株和细胞系：是否分瓶（或10代为界）：遗传物质改变第四页，共二十七页，2022年，8月28日5.细胞的保存——冷冻和复苏：短期：一般低温（动物细胞4℃，几十天至几个月）冷冻长期：-196℃液氮（细胞“休眠”）复苏6.细胞培养的应用（1）蛋白质生物制品的生长（酶\生长因子\单抗\疫苗）（2）皮肤移植材料的培育（3）有毒物质检测（4）生理、病理、药理学研究：37℃温水第五页，共二十七页，2022年，8月28日二、植物组织培养1.定义利用植物的离体器官、组织或细胞，无菌条件下在含有营养物质的培养基上，给予适宜的光照、温度等环境条件进行人工培养，使其增殖、生长、发育而形成完整的植株。第六页，共二十七页，2022年，8月28日2.原理——

植物细胞的全能性（1）概念：植物体的每一个活细胞都有形成完整植物体的遗传潜能。（2）全能性的高低：受精卵>生殖细胞>体细胞；植物细胞>动物细胞？植物体内，细胞为什么没有表现出全能性？基因在特定的时间和空间条件下选择性表达，即分化。（3）全能性表达的条件：离体营养充足，环境适宜第七页，共二十七页，2022年，8月28日3.培养条件第八页，共二十七页，2022年，8月28日营养物质蔗糖无机盐维生素水有机物氨基酸细胞分裂素类植物生长调节剂生长素类无机物有机营养凝固剂——琼脂环境条件温度湿度pH无菌光照——23～28℃——操作台、培养基、实验仪器等——70～80%——5.8

第九页，共二十七页，2022年，8月28日4.植物组织培养过程脱分化愈伤组织再分化不定芽方式试管苗离体的植物器官、组织或细胞

（外植体）胚状体正常植株炼苗移栽芽根胚状体方式第十页，共二十七页，2022年，8月28日①叶片接种到培养基上②产生愈伤组织③愈伤组织增殖④愈伤组织开始分化⑤愈伤组织分化出芽⑥培养基中的试管苗植物组织培养过程示意图第十一页，共二十七页，2022年，8月28日5.小结：（1）外植体：离体的植物器官、组织或细胞（2）愈伤组织：高度液泡化呈无定形状态的薄壁细胞（3）脱分化要避光；再分化要有光照（4）再分化的两种方式：不定芽；胚状体（胡萝卜）（5）培养基特点：固体培养基（琼脂）；植物激素（细胞分裂素和生长素）（6）植物激素的作用：细胞分裂素/生长素的比例高：诱导芽的分化中：愈伤组织生长低：诱导根的分化第十二页，共二十七页，2022年，8月28日6.植物组织培养的应用：（1）植物的快速繁殖（微型繁殖）（2）培育无病毒植株选材：根尖茎尖（生长点细胞）（3）生产植物产品？是不是所有的植物组织培养都以培养植株为目的？（4）制造人工种子（未过关、优缺点）胚状体人工种子人造胚乳人工种皮（5）单倍体育种：花药离体培养（6）转基因植物的培养：和基因工程结合（7）突变体的利用第十三页，共二十七页，2022年，8月28日补:植物细胞和动物细胞培养的比较细胞的全能性细胞株、细胞系植物体培养结果获得细胞或细胞产物通常为整个植株培养目的葡萄糖、动物血清蔗糖、植物激素培养基特有成分液体培养基固体培养基培养基性质细胞增殖原理动物细胞培养植物组织培养比较项目第十四页，共二十七页，2022年，8月28日三、细胞融合技术1.概念：两个或两个以上的同种或异种细胞融合成一个细胞的过程，叫做细胞融合。当两个细胞紧密接触的时候，在适当条件下，其细胞膜可能融合在一起，产生具有原来两个细胞遗传信息的细胞，称为杂交细胞。用人工方法诱导细胞融合，并在一定条件下使融合细胞分裂或分化再生，形成新物种或新品种的过程，称细胞融合技术。第十五页，共二十七页，2022年，8月28日2.原理：3.诱导融合的技术：化学法：聚乙二醇（PEG）物理法：电击、震荡、离心、激光等生物法：灭活病毒4.融合过程：5.动植物融合的不同：植物细胞融合有去壁和细胞壁再生的过程？如何去壁？细胞膜的流动性质融合+核融合动物适用酶解法纤维素酶和果胶酶第十六页，共二十七页，2022年，8月28日四、单克隆抗体的制备

1.传统抗体制备方法及缺点抗原动物体内刺激效应B抗体抗原不纯抗体不纯筛选单一效应B细胞不能增殖产生大量抗体特异性差、纯度低产量低、反应不够灵敏第十七页，共二十七页，2022年，8月28日B淋巴细胞的融合细胞获得专一的杂交瘤细胞(它继承了双亲的优点：能产生单一抗体；在体外能够无限增殖）异种杂交细胞瘤细胞的融合细胞细胞融合（得到了）培养基筛选杂交瘤细胞细胞培养得到化学性质单一的,针对性强的抗体（单抗）2、过程检测体内体外第十八页，共二十七页，2022年，8月28日流程图：3.优点：特异性强、灵敏度高、可大量生产第十九页，共二十七页，2022年，8月28日4.应用：（1）可用于作为诊断试剂：准确，高效，快速“早早孕试纸”（2）可用于疾病治疗（3）可用于运载药物（作为运载对应疾病的药物的“生物导弹”。“生物导弹”＝单克隆抗体＋药物）5.小结：单克隆抗体的制备用到的技术：动物细胞融合；动物细胞培养抗人绒毛膜促性腺激素单克隆抗体第二十页，共二十七页，2022年，8月28日五、植物体细胞杂交技术

“番茄—马铃薯”理想图“番茄—马铃薯”理想图“番茄—马铃薯”理想图“番茄—马铃薯”理想图×细胞融合技术可以避免受精过程，在亲缘关系较远的物种间实现基因转移，创造出自然界没有的新物种。白菜甘蓝白菜—甘蓝第二十一页，共二十七页，2022年，8月28日1.过程：注：去壁方法；促融方法；融合完成标志（细胞壁再生）2.优点：克服了远源杂交不亲和的障碍3.小结：植物细胞融合+植物组织培养第二十二页，共二十七页，2022年，8月28日特异性强、灵敏度高、产量大克服远缘杂交不亲和障碍优点物理、化学方法灭活的病毒物理（离心、振动、电刺激）化学（聚乙二醇）诱导方法使细胞分散后诱导细胞融合去除细胞壁后诱导原生质体融合细胞融合的方法细胞膜的流动性细胞增殖细胞膜的流动性、植物细胞全能性原理单克隆抗体制备植物体细胞杂交比较项目补：第二十三页，共二十七页，2022年，8月28日六、干细胞工程1.干细胞的含义：未参与分化或未完全分化的具有自我更新和分化潜能的原始细胞。2.干细胞分类：

全能干细胞：受精卵、胚胎干细胞多能干细胞：如造血干细胞专能干细胞：如神经干细胞3.干细胞工程：（1）含义：体外对细胞进行操作（体外增殖、定向诱导、分化、基因修饰、组织形成等），最终将干细胞培养成人们所需要的各种细胞、组织甚至器官。第二十四页，共二十七页，2022年，8月28日（2）造血干细胞移植：①两种分裂方式不均等分裂：正常情况均等分裂：自我更新②三种常用的移植手段及优缺点：（3）胚胎干细胞移植：①过程：分离培养+遗传操作（如基因修饰）+诱导分化+移植输入②困难：第二十五页，共二十七页，2022年，8月28日七、克隆技术1.原理：2.过程：3.小结：动物细胞培养；体细胞核移