第四章细胞工程

第四章细胞工程第一页，共二十六页，2022年，8月28日二、细胞培养技术1、实验室设置

细胞工程实验室它必须满足三个基本的需要，即：实验准备，包括培养基配制，洗涤与灭菌等；无菌操作；控制培养。

第二页，共二十六页，2022年，8月28日2、细胞培养的基本方法无菌操作体外细胞培养很容易被微生物所污染。因此细胞工程所有的实验都必须在无菌条件下进行。无菌操作概念和意识必须贯穿于整个实验过程中。第三页，共二十六页，2022年，8月28日细胞培养细胞培养（cellculturing）是指动物或植物细胞在体外无菌和适宜的温度、湿度、光照、氧气及二氧化碳等条件中保存和生长的过程。细胞培养技术是细胞工程的重要技术，细胞融合、组织工程、胚胎工程、动物克隆、转基因技术等都离不开细胞培养。第四页，共二十六页，2022年，8月28日细胞融合技术细胞融合：两个或多个细胞相互接触后，其细胞膜发生分于重排，导致细胞合并。

第五页，共二十六页，2022年，8月28日

细胞融合的主要过程包括：

①制备原生质体。由于微生物及植物细胞具坚硬的细胞壁，因此通常需用酶将其壁降解。动物细胞则无此障碍。

②诱导细胞融合。两亲本细胞（原生质体）的悬浮液调至一定细胞密度，按１：１的比例混合后，逐渐滴入高浓度的聚乙二醇（ＰＥＧ）诱导融合，或用电激的方法促进融合。

③筛选杂合细胞。将上述混合液移到特定的筛选培养基上，让杂合细胞有选择地长出，其它未融合细胞无法生长。

经过上述过程就这样获得具有双亲遗传特性的杂合细胞。第六页，共二十六页，2022年，8月28日融合剂病毒融合剂：

DNA病毒；RNA病毒化学融合剂

PEG等电融合技术特异性和非特异性第七页，共二十六页，2022年，8月28日植物细胞融合流程

在无菌条件下按比例混合双亲原生质→滴加PEG溶液，摇匀，静置→滴加高PH值、高钙离子的溶液，摇匀，静置→滴加原生质体培养液洗涤数次→离心获得原生质体→细胞团筛选、再生杂合细胞第八页，共二十六页，2022年，8月28日动物细胞融合流程

双亲本细胞→分别制成细胞悬液→混合离心→双亲细胞沉淀弃上清液灭活仙台病毒悬液混匀冰浴20min间歇摇动细胞凝聚细胞融合

37℃30min间歇摇动选择培养第九页，共二十六页，2022年，8月28日

植物组织培养图示为：

预备阶段→诱导去分化阶段→继代增殖阶段→生根成芽阶段→移栽成活阶段

1、目的:通过组织培养方法培养完整植株。

2、意义：通过组织培养使植物能够进行快速繁殖，多种具有重要的经济价值的植物实现了大规模的工业化、商品化生产。

三植物组织培养第十页，共二十六页，2022年，8月28日四、植物细胞培养

植物细胞培养:是指把高等植物的细胞从植物体内分离出来，并在比较简单的培养基中进行培养。

第十一页，共二十六页，2022年，8月28日工业化植物细胞培养系统的特性：植物细胞培养目的：通过组织培养方法培育完整植株；

第十二页，共二十六页，2022年，8月28日

植物细胞培养意义：

①.许多杂合的重要经济作物通常是以无性方式繁殖--植物细胞培养，可以保存每一栽培品系的优良性状；

②.培养用于无性繁殖，大大增加了无性繁殖的范围和潜力，细胞培养能够提高繁殖速度，一个优良品种，用细胞培养再分化植株的方法，在几个月内就能大面积种植，而常规的育种法需要好几年；

③.胞培养能使以前不能进行无性繁殖的植物易于繁殖；

④.物细胞培养在生物科学研究以及提供医药产品等方面也有着广阔的情景。

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培养方法

1、悬浮培养系统

①.半连续培养方法，目每隔一定时间（如1-2天）收获部分培养物，再加人等量培养基的方法。

②.连续培养方法，即培养若于天后连续收获细胞的同不断补充培养液的方法。

第十四页，共二十六页，2022年，8月28日

2、固定化细胞培养系统

细胞固定化是将细胞包埋在惰性支持物的内部或贴附在它的表面。

固定化细胞培养系统有以下两大类：

平床培养系统和立柱培养系统

第十五页，共二十六页，2022年，8月28日第十六页，共二十六页，2022年，8月28日第十七页，共二十六页，2022年，8月28日5、植物细胞大规模培养与次生代谢产物生产植物次生代谢产物是指植物中一大类并非植物生长发育所必需的小分子有机化和物，其产生和分布通常有种属、器官组织和生长发育期的特异性。次生产物在植物中的合成与分解过程称为次生代谢。第十八页，共二十六页，2022年，8月28日植物次生代谢产物在医药、食品、轻化工业等领域具有重要意义。许多植物次生代谢产物是优良的食品添加剂和名贵化妆品原料（姜精油

）。有些是生物毒素（致热素）的主要来源，可以用于杀虫、杀菌，而对环境和人畜无害，是理想的环保产品。第十九页，共二十六页，2022年，8月28日植物次生代谢产品的市场潜能产品成分用途年销售额（亿美元）长春花碱治疗白血病18～20（美国）阿吗灵循环系统障碍药5～25（全世界）奎宁治疗疟疾5～10（美国）致热素杀虫剂20（全世界）毛地黄心脏病药20～55（美国第二十页，共二十六页，2022年，8月28日五、动物细胞工程一、转基因动物和克隆动物

1、克隆动物（1）克隆：无性繁殖的后代群体。

1902年德国Haberlandt指出植物细胞具有全能性。

20世纪30年代Spemann提出“分化了的细胞核移入去核卵子中构建新胚胎”

1996年“Dolly”诞生

第二十一页，共二十六页，2022年，8月28日多莉和它的母体

第二十二页，共二十六页，2022年，8月28日

克隆羊的过程

第二十三页，共二十六页，2022年，8月28日（2）动物克隆技术动物克隆技术包括细胞核移植技术、卵裂球培养、胚胎分割技术。根据供体对象不同细胞核移植技术可分为胚胎细胞、干细胞核和体细胞核移植技术。

第二十四页，共二十六页，2022年，8月28日六、动物细胞融合与单克隆抗体1、单克隆抗体当外源生物（细菌等）或生物大分子（蛋白质），即抗原，进入动物或人体后，会刺激后者产生相应的抗体，引起免疫应答，从而将前者分解或清除。人或哺乳动物体内有两类淋巴细胞：T淋巴细胞和B淋巴细胞。第二十五页，共二十六页，2022年，8月28日

从某个特定的B淋巴细胞培养出大量的细胞群，即克隆，如此克隆的细胞其遗传特性高度一致，由它们分泌出的抗体称单克隆抗体。