生物技术细胞工程基础

cellengineering在细胞水平上研究、开发、利用各类细胞的工程，亦即人们根据科学设计改变细胞的遗传基础，并通过无菌操作，大量培养细胞、组织乃至完整个体的技术。主要工作领域：动植物细胞和组织培养体细胞融合（杂交）细胞悬浮培养及次生代谢机理细胞拆合与克隆目前一页\总数八十五页\编于二十点细胞工程应用的原理和方法研究的水平研究的目的细胞生物学和分子生物学细胞整体水平或细胞器水平按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品概念分类植物细胞工程动物细胞工程理论基础细胞的全能性目前二页\总数八十五页\编于二十点主要技术植物组织培养植物体细胞杂交动物细胞融合动物细胞培养单克隆抗体技术胚胎移植核移植植物细胞工程技术动物细胞工程技术目前三页\总数八十五页\编于二十点异种植物细胞杂种细胞转基因植物异种动物细胞动物细胞群动物细胞融合植物体细胞杂交植物组织培养动物细胞培养细胞杂交技术目前四页\总数八十五页\编于二十点重组细胞体细胞细胞核早期胚胎受精卵去核卵细胞克隆动物试管婴儿核移植胚胎移植体外受精胚胎移植器官移植技术目前五页\总数八十五页\编于二十点细胞核移植(nucleartransplantation)

利用显微操作技术将细胞核与细胞质分离，然后再将不同来源的核与质重组，形成杂种细胞。

目前六页\总数八十五页\编于二十点体细胞克隆羊——多莉目前七页\总数八十五页\编于二十点277次乳腺细胞核移植实验；获得29个发育为8细胞的“胚”；13头代孕母亲；1996年7月5日，羊羔6LL3，被命名为“多莉”。目前八页\总数八十五页\编于二十点全球首只克隆猫ＣＣ和“妈妈”在一起目前九页\总数八十五页\编于二十点世界第一只克隆宠物

目前十页\总数八十五页\编于二十点北京第2头克隆牛诞生生命源于牛耳细胞

目前十一页\总数八十五页\编于二十点

英国培育出新型转基因克隆猪目前十二页\总数八十五页\编于二十点（1）既然绵羊的体细胞可以被成功地克隆成一个新的个体，是否意味着人类也可以克隆自己呢？（2）是否应该允许进行克隆人的实验？

目前十三页\总数八十五页\编于二十点《时代》封面故事“争论克隆人”

目前十四页\总数八十五页\编于二十点多利于1996年7月5日出生，2003年2月14日死亡。维尔穆特领导培育的世界上第一只体细胞克隆动物-克隆羊“多利”于2003年2月因肺部感染而死亡患关节炎时的多利

目前十五页\总数八十五页\编于二十点克隆有缺陷克隆鼠突然“发福”目前十六页\总数八十五页\编于二十点胚胎工程(embryonicengineering)

以生殖细胞和胚胎细胞为对象进行的操作，主要技术包括体外受精、胚胎切割、胚胎移植等。

目前十七页\总数八十五页\编于二十点

2002年5月24日，广西大学动物繁殖研究所宣布，研究人员于5月中旬成功地繁殖了一只胚胎细胞克隆兔。这只克隆兔出生时重82克，如今体重增长数倍，看上去发育良好。与一般实验动物相比，兔子与人类的生理更加接近，克隆兔的成功诞生，有助于人类医学研究。出生近两周的克隆兔(前)与同日出生的普通兔(后)相比，体形上要大许多。目前十八页\总数八十五页\编于二十点

世界首例冷冻克隆牛胚胎移植犊牛在莱阳农学院降生目前十九页\总数八十五页\编于二十点干细胞与组织工程

干细胞（stemcell）是动物体内具有分化潜能，并能自我更新的细胞，分为胚胎干细胞和组织干细胞。

胚胎干细胞来自囊胚期的细胞团，属于全能干细胞，每个细胞可以发育成为完整的个体。组织干细胞存在于成体组织中，属单能或多能干细胞，可以定向分化为一种或几种不同的组织。

目前二十页\总数八十五页\编于二十点组织工程是在干细胞的基础上发展起来的，将干细胞与材料科学相结合，将自体或异体的干细胞经体外扩增后种植在预先构建好的聚合物骨架上，在适宜的生长条件下干细胞沿聚合物骨架迁移、铺展、生长和分化，最终发育具有特定形态及功能的工程组织。

目前二十一页\总数八十五页\编于二十点人工培养的肌肉目前二十二页\总数八十五页\编于二十点曹谊林教授在小鼠身上培育的人耳目前二十三页\总数八十五页\编于二十点第一节细胞工程基础细胞工程实验室的常见设备细胞培养的基本方法目前二十四页\总数八十五页\编于二十点一细胞工程实验室的常见设施灭菌锅电热干燥箱超净工作台倒置显微镜细胞计数板电热鼓风干燥箱手提式高压灭菌锅立式高压灭菌锅垂直双人双面超净工作台离心机光照培养箱CO2培养箱液氮罐目前二十五页\总数八十五页\编于二十点倒置显微镜细胞计数板动物细胞培养中用于观察细胞的生长状况及计数。目前二十六页\总数八十五页\编于二十点CO2培养箱（动物细胞培养）光照培养箱（植物细胞培养）CO2培养箱主要控制模拟活体内环境相关的3个基本变量：稳定的CO2水平、温度、相对湿度。目前二十七页\总数八十五页\编于二十点液氮罐（用于冻存培养的动物细胞）目前二十八页\总数八十五页\编于二十点二细胞培养的基本技术

——无菌操作

细胞工程的所有试验都要求在无菌条件下进行，要求十分严格的无菌操作。1、准备室、接种室、培养室（紫外线、熏蒸等）；2、超净工作台、高压灭菌设备、过滤器；3、生物材料的消毒（酒精、升汞、次氯酸钠等）；4、试验器械、器皿的灭菌（干热、湿热）；5、药品、培养基的灭菌（湿热、过滤）；目前二十九页\总数八十五页\编于二十点——细胞培养技术细胞培养是指动物、植物或微生物细胞在体外无菌条件下的保存和生长。(微生物培养、植物细胞培养、动物细胞培养)基本步骤包括：获取原材料及除菌；配制培养基，对培养基进行灭菌；接种、培养和传代。目前三十页\总数八十五页\编于二十点——细胞融合技术离体条件下将不同生物或同种生物不同类型的单细胞通过无性方式融合成一个杂合细胞的技术。——单克隆抗体细胞融合技术的主要过程：制备原生质体（植物）；诱导细胞融合（化学融合剂介导、电融合、病毒融合剂介导等）；筛选杂合细胞。目前三十一页\总数八十五页\编于二十点目前三十二页\总数八十五页\编于二十点植物细胞工程植物组织培养细胞培养体细胞胚发生单倍体培养合子胚培养原生质体培养与细胞融合快速繁殖技术植物脱毒技术次生物质与植物细胞的大量培养人工种子目前三十三页\总数八十五页\编于二十点思考：植物有哪些繁殖方法？目前三十四页\总数八十五页\编于二十点分株繁殖压条繁殖播种繁殖嫁接繁殖目前三十五页\总数八十五页\编于二十点扦插繁殖组织培养繁殖目前三十六页\总数八十五页\编于二十点第一节植物组织培养(tissueculture)技术目前三十七页\总数八十五页\编于二十点一、植物组织培养的含义(重点)

二、植物组织培养的类型(难点)

三、植物组织培养的特点(重点)

（一）植物组培的含义、类型与特点目前三十八页\总数八十五页\编于二十点什么是植物组织培养？？指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞或原生质体，培养在人工配制的培养基上，人为控制培养条件，使其生长、分化、增殖，发育成完整植株或生产次生代谢物质的过程和技术。目前三十九页\总数八十五页\编于二十点组织培养----离体培养组织培养----无菌培养目前四十页\总数八十五页\编于二十点组织培养----植物克隆目前四十一页\总数八十五页\编于二十点广义和狭义概念有何区别？★组培范围不同，即外植体范围不同。广义组培狭义组培目前四十二页\总数八十五页\编于二十点外植体〔explant〕：从植物体分离并用于离体培养的材料。胚轴花粉胚乳胚种子果实花器叶芽茎根组织原生质体子叶子房苞片胚珠花药花梗分生组织成熟组织花托叶柄幼苗目前四十三页\总数八十五页\编于二十点植物组织培养有哪些类型？1.根据培养基状态分类培养基固体培养液体培养静止培养旋转培养纸桥培养振荡培养半固体体培养目前四十四页\总数八十五页\编于二十点固体培养液体静止培养纸桥培养振荡培养目前四十五页\总数八十五页\编于二十点2.根据外植体分类

植物组织培养植株培养器官培养组织培养胚培养细胞培养原生质体培养植物组培有哪些类型？目前四十六页\总数八十五页\编于二十点植株培养扦插苗培养种子苗培养目前四十七页\总数八十五页\编于二十点

器官培养

根系培养茎尖、茎段培养

花器培养

果实培养

种子培养叶片培养目前四十八页\总数八十五页\编于二十点

人参根消毒、接种操作程序图目前四十九页\总数八十五页\编于二十点

菊花茎尖消毒、接种操作程序图目前五十页\总数八十五页\编于二十点茎段培养成苗示意图目前五十一页\总数八十五页\编于二十点玫瑰茎段培养竹竽茎尖培养目前五十二页\总数八十五页\编于二十点组织培养分生组织培养薄壁组织培养输导组织培养目前五十三页\总数八十五页\编于二十点胡萝卜形成层(分生组织)培养示意图目前五十四页\总数八十五页\编于二十点胚胎培养胚乳培养原胚培养胚珠培养种胚培养目前五十五页\总数八十五页\编于二十点败育胚培养目前五十六页\总数八十五页\编于二十点细胞培养看护培养平板培养悬浮培养微室培养目前五十七页\总数八十五页\编于二十点非融合培养融合培养原生质培养目前五十八页\总数八十五页\编于二十点植物组织培养有哪些类型？3.根据培养过程

初代培养继代培养

4.根据培养基的作用诱导培养增殖培养生根培养5.根据培养目的脱毒培养微体快繁

试管育种试管嫁接6.根据培养条件光培养暗培养目前五十九页\总数八十五页\编于二十点初代培养：芽、茎段、叶片、花器等外植体在离体培养条件下诱导愈伤组织、侧芽或不定芽、胚状体过程。目前六十页\总数八十五页\编于二十点继代培养：更换新鲜培养基来繁殖同种类型的材料（愈伤组织、芽）。目前六十一页\总数八十五页\编于二十点生根培养：将芽苗转接到生根培养基上培养成为完整植株的过程。目前六十二页\总数八十五页\编于二十点初代培养继代培养生根培养驯化移栽植物组织培养一般过程目前六十三页\总数八十五页\编于二十点思考：

各种组织培养类型有何主要的异同处？

★相同点：无菌操作人工培养基上培养★不同点：外植体不同成苗途径与培养方法不同

目前六十四页\总数八十五页\编于二十点三、植物组织培养的特点目前六十五页\总数八十五页\编于二十点1、培养材料经济目前六十六页\总数八十五页\编于二十点2、培养条件人为控制，周年生产目前六十七页\总数八十五页\编于二十点3、生长周期短，繁殖率高目前六十八页\总数八十五页\编于二十点4、管理方便，有利于实现工厂化生产和自动化控制目前六十九页\总数八十五页\编于二十点（二）植物组织培养的基本理论1.细胞全能性理论2.植物的再生性3.根芽激素理论4.组培苗的遗传稳定性目前七十页\总数八十五页\编于二十点1细胞全能性理论

植物每一个具有完整细胞核的体细胞，都含有植物体的全部遗传信息，在适当条件下，具有发育成完整植株的潜在能力。目前七十一页\总数八十五页\编于二十点②创造理想的适于细胞生长和分化的环境植物细胞全能性表达的条件①体细胞与完整植株分离，脱离完整植株的控制目前七十二页\总数八十五页\编于二十点细胞全能性的实现与利用

目前七十三页\总数八十五页\编于二十点①直接分生芽②形成愈伤组织，再分化形成芽③形成胚状体，由胚状体直接重建完整植株，或制成人工种子后再重建植株。

实现细胞全能性的途径：34目前七十四页\总数八十五页\编于二十点目前七十五页\总数八十五页\编于二十点2植物的再生性

现象：伤口愈合扦插生根

植株再生的过程即为植物细胞全能性表达的过程，经过脱分化和再分化两个阶段。

目前七十六页\总数八十五页\编于二十点组织分裂分化细胞分裂已分化组织细胞脱分化分裂再分化器官植株录像目前七十七页\总数八十五页\编于二十点1.分化〔differentiation〕：细胞在分裂过程中发生结构和功能上的改变，从而形成各类组织和器官。2.脱分化〔dedifferentiation〕:已分化好的细胞在人工诱导条件下，恢复分生能力，回复到分生组织状态的过程。3.再分化〔redifferentiation〕:脱分化后具有分生能力的细胞再经过与原来相同的分化过程，重新形成各类组织和器官的过程。目前七十八页\总数八十五页\编于二十点4.愈伤组织〔callus〕:离体培养时经诱导后在外植体表面形成的一团具分生能力的无序生长的薄壁细胞目前七十九页\总数八十五页\编于二十点在离体培养过程中产生一种形似胚（具有明显的根端和芽端），功能与胚相同的结构。5.胚状体［e