高三生物-细胞工程简介

细胞工程、酶工程简介主讲老师：包一中李红考纲解读:1、一般都在生物膜的概念、组织培养的过程、细胞融合的方法等采点设立选项，考的层次在识记水平比较容易，但也有用综合知识做设问选项的。2、可能在一个小考点中将几项知识揉在一起，如单克隆问题中将细胞杂交、膜的化学处理、体外培养等合在一起，也可将本考点与相关的新陈代谢、调节等知识结合在一起，重在考分析能力，有一定的难度。细胞工程细胞工程概念植物细胞工程植物组织培幻灯片11养植物体细胞杂交理论基础技术手段动物细胞工程技术手段动物细胞培养动物细胞融合单克隆抗体细胞核移植胚胎移植等概念：细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，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的一门综合技术科学。应用的原理和方法研究的水平研究的目的细胞工程概念和类型类型：就技术范围而言，大致有细胞融合技术、细胞拆合技术、胚胎移植技术和细胞组织培养技术等。⑴细胞融合技术是指把两个不同的细胞在融合剂的作用下，融合成一个细胞的技术。（如下图）灭活的仙台病毒、硫酸二乙酯等促融剂融合（2）细胞拆合技术 也称为细胞核（包括细胞器）移植技术，是将细胞核和细胞质用某种方法拆开，然后再把分离的不同细胞的细胞核和胞质重新组合成一个新细胞。细胞工程的类型（3）细胞培养技术 是将生物体内的某一组织分散成单个细胞，接种在人工配制的培养基上，然后在适当的条件下（如一定的光照、温度和pH值等）进行培养技术。由于单个细胞的培养难度大一些，目前多采用组织培养技术。如通过植物器官（根尖、茎尖、花药等）的离体培养，生成新植株（试管苗）。从而快速、大量繁殖一些有价值的植物。细胞工程的应用１、单克隆抗体将免疫Ｂ淋巴与骨髓瘤细胞融合在一起，形成杂交瘤细胞。这种细胞既能够像肿瘤细胞那样长期进行无性繁殖，又能像Ｂ淋巴细胞那样分泌抗体。而且由于这种抗体可以是由单一的无性繁殖细胞系的细胞产生的，故又可以称单克隆抗体。单克隆抗体制备过程

注射抗原B淋巴细胞骨髓瘤细胞细胞融合、筛选杂交瘤细胞细胞培养筛选，继续培养足够数量的、能产生特定抗体的细胞群体外培养注射到小鼠腹腔单克隆抗体诱导其融合的方法有哪些？两次筛选分别有什么目的？单克隆过程２、植物组织培养是指将植物的器官、组织或细胞从植物体上取出，在一定的容器里供给适当的营养物质，使它们得到分化、发育和生长的培养技术。该技术的基本原理是植物细胞的全能性。现已得到广泛的应用。如繁殖名贵优良的农作物品种，培养脱毒苗等。细胞的全能性概念原因大小必要条件受精卵生殖细胞体细胞＞＞细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件过程离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体外植体脱分化植物激素：细胞分裂素、生长素再分化植物组织培养植物组织培养条件：

含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的PH、适时光照等。细胞工程的应用３、试管婴儿是指将精子和卵子从人体内取出来，在人工提供的生活条件下（通常是试管内）进行受精，并让其发育到一定的阶段形成早期胚胎，再将其移植到“代理母亲”的子宫内继续发育，直至诞生。４、克隆动物335--51克隆即无性繁殖系，是指从一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的ＤＮＡ分子、细胞或个体。克隆动物一般是指通过无性繁殖形成动物后代。如1997年英国生物学家首次用成年羊的（乳腺细胞）体细胞，成功地克隆出一只小母羊“多莉”。（如下图）多莉羊的培育过程1、谁是“多莉”的母亲？2、“多莉羊”是雄还是雌？3、是否符合孟德尔遗传？问题卵细胞C母绵羊子宫Ａ母绵羊Ｂ母绵羊乳腺细胞细胞质细胞核细胞核移植胚胎移植早期胚胎多莉羊分娩卵裂重组细胞细胞拆合技术妊娠区分几组概念：1、分化、脱分化、再分化分化：在个体发育中，相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生差异的过程，具有普遍性、持久性、稳定性和不可逆性。分化的结果是形成不同的组织器官，帮助个体完成正常的生长发育。脱分化（去分化）：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程。脱分化有利于细胞全能性的表达。动物细胞的卵细胞有帮助动物细胞核脱分化的作用。再分化：愈伤组织经过培养，又重新分化成根或芽等器官的过程。由于愈伤组织是由已经分化的植物器官、组织或细胞脱分化产生的，所以把这次分化叫再分化。2、原代培养和传代培养3、细胞系和细胞株4、愈伤组织5、人工种子6、生物导弹：单克隆抗体作为载体分子，同抗癌药物相结合，将他们运载到肿瘤部位，杀死癌细胞，这种抗体——药物结合物称之为生物导弹。它能定向杀灭癌细胞，避免或减少对正常细胞的伤害，大大减轻了抗癌药物的副作用。7、植物体细胞杂交和多倍体育种

植物体细胞杂交多倍体育种相同点染色体方法原理不同点7、植物体细胞杂交和多倍体育种

植物体细胞杂交多倍体育种相同点都采用一定的方法，通过改变细胞或植株染色体数目来改变生物性状，获得新品种染色体方法原理不同点原生质体融合和组织培养染色体数目变异获得杂种植株秋水仙素加倍，同种不一定加倍，不同种8、植物体细胞杂交与杂交育种相同点不同点植物体细胞杂交杂交育种原理杂交性质染色体变化亲本来源育种年限8、植物体细胞杂交与杂交育种相同点不同点植物体细胞杂交杂交育种原理杂交性质染色体变化亲本来源育种年限基因重组原生质体融合和组织培养有性杂交无性杂交与亲代相同与亲代不同不一定同种，种间杂种同种，种内杂种1-2年4-5年通过改变细胞内遗传物质，达到改变植物体性状的目的，培育出符合人们要求的新品种酶工程主讲老师：包一中李红生物技术的四大支柱

酶的基础知识

一什么是酶？

Enzymeproteins酶是由生物体产生的具有催化剂活性的蛋白质。

Ribozyme

RNAs本身就是一段RNA，不需要额外蛋白酶就可以对自身进行剪切。

二酶催化特性

高效率 比非催化高108－1020倍 比非酶催化高107－1013倍高度专一性反应条件温和酶催化是可调控的三酶的化学本质蛋白质RNA四酶的组成

简单酶酶 结合酶 辅酶 Coenzyme辅因子 辅基Prostheticgroup(Table2)五酶的命名与分类原则：根据酶所用的底物来命名

根据所催化的反应来命名

上述两个原则结合上述原则再加上酶的来源 牛胰核糖核酸酶（一）国际系统分类法氧化还原酶类 Oxidoreductases转移酶类 Transgerases水解酶类 Hydrolases裂合酶类 Lyases异构酶类 Isomerases合成酶类 Synthetases

Synthases酶工程酶工程即利用酶的催化作用，在一定的生物反应器中，将相应的原料转化成所需的产品。酶工程是现代酶学理论与化工技术的交叉技术，它的应用主要集中于食品工业、轻工业和医药工业等领域。酶工程的应用范围（1）对生物宝库中存在天然酶的开发和生产；（2）自然酶的分离纯化及鉴定技术；（3）酶的固定化技术（酶和细胞固定化）；（4）酶反应器的研制和应用；（5）与其他生物技术领域的交叉和渗透。

其中固定化酶技术是酶工程的核心。实际上有了酶的固定化技术，酶在工业生产中的利用价值才真正得以体现。

尽管人类19世纪前后才建立起酶的概念，但酶的催化作用却很早就为人们的生活所利用。比如：(1)在人类游牧生活时期，就已会利用动物的胃液来凝固牛乳；(2)人类在4000多年前就已掌握的酿酒和制酱技术其实也是酶作用的结果。放线菌1987年以后，Bucher发现酶的细胞外作用现象，从而导致了酶的商品化生产。

霉菌最初的商品酶制剂主要以动植物为原料提取，如从牛胃中提取凝乳酶、从胰脏中提取胰酶、从血液中提取凝血酶、从植物材料中提取淀粉酶等。

之后，Takamine利用霉菌来生产淀粉酶使得酶制剂工业取得突破，其方法至今仍被采用

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