生物技术概论 细胞工程 课件.ppt

第四章 细胞工程 Cell Engineering 主要讲授内容： 1 细胞工程概述 2 植物细胞工程 3 动物细胞工程 4 微生物细胞工程 本章要求： 理解细胞工程的概念； 掌握植物组织培养的基本原理和方法； 理解植物非试管快繁的基本原理和方法； 理解植物细胞培养、人工种子、细胞融合的基本原理和方法； 了解植物细胞工程的研究进展与应用前景； 理解单克隆抗体技术、细胞核移植与动物克隆、染色体转移、干细胞等研究的基本原理与方法； 了解动物细胞工程的研究进展与应用； 了解微生物细胞工程的基本原理； 了解微生物细胞工程的研究进展与应用。 1 细胞工程概述 作为生物工程重要分支的细胞工程，近年来获得了令人瞩目的迅速发展。这不仅是由于它在理论上具有重要的意义，而且在工农业生产方面也具有广泛的应用前景。 1.1 细胞工程概念 细胞工程：在细胞水平上研究、开发、利用各类细胞的工程，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（教材P60）。 细胞工程：应用细胞学的方法，按照我们人类的需要和预定的设计，有目的、有计划地保存、改变和创造新细胞及其遗传物质，从而产生新的种或者品种的技术。 细胞工程：应用细胞生物学和分子生物学的方法，在细胞水平进行的遗传操作。 细胞工程：是指以细胞为基本单位进行培养、增殖（细胞培养组织培养）或按照人们的意愿改造细胞的某些生物学特性，从而创造新的生物和物种，以获得具有经济价值的生物产品。它主要由两部分构成，其一是上游工程，包含细胞培养、细胞遗传操作和细胞保藏三个步骤。另一个则是下游工程，是将已转化的细胞应用到生产实践中去，以生产生物产品的过程。 1.2 细胞工程研究的对象 细胞或其组成部分和构成的组织、器官等如染色体、细胞核、原生质体、整个细胞、受精卵、胚胎、组织或器官。 1.3 细胞工程研究主要内容 细胞与组织培养：细胞、组织和器官培养三层次 细胞融合：单克隆抗体 染色体工程：染色体的添加、消减、替换 胚胎工程：胚胎分割、胚胎融合、核移植、体外受精、性别鉴定、胚胎冷冻 细胞遗传工程：克隆、转基因技术 1.4 细胞工程的优点 1.4.1 细胞工程开辟了基因重组的新途径，它不需要经过分离、提纯、剪切、拼接等基因操作只需将细胞遗传物质直接转移到受体细胞中，就能够形成杂交细胞，因而提高了基因转移的效率。 1.4.2 细胞工程克服了常规杂交的局限性，使远缘杂交有了新的途径。它不仅可以在植物一植物之间，动物与动物之间，微生物与微生物之间进行远缘杂交，甚至可以在动物与植物、动物与微生物之间进行细胞融合，形成杂交物种。土豆—番茄、山绵羊、大豆—烟草、芹菜—胡萝卜 。 1.4.3 用细胞工程的技术来改造和创造新生物，比起用基因工程技术来稍为容易些 。 1.5 细胞工程与其他生物工程的关系 1.6 细胞工程的应用 细胞工程作为科学研究的一种手段，已经渗入到生物工程的各个方面，成为必不可少的配套技术。在农林、园艺和医学等领域中，细胞工程正在为人类做出巨大的贡献。 优质植物快速培育与繁殖 动物胚胎工程快速繁殖优良、濒危品种 利用动植物细胞培育生产活性产物、药品 新型动植物品种的培育 供医学器官修复或移植的组织工程 转基因动植物的生物反应器工程 珍稀动植物资源的保存与保护 在遗传学发育学等领域的理论研究 在能源、环境保护等领域的应用 2 植物细胞工程 2.1 植物组织培养 2.2 植物细胞培养 2.3 植物非试管快繁 2.4 植物原生质体培养与融合 2.5 人工种子的研制 2.6 植物细胞工程研究进展（综述） 2.1 植物组织培养 （Plant tissue culture） 2.1.1 几个重要概念 2.1.2 对植物组织培养实验室的要求 2.1.3 植物组织培养的步骤 2.1.4 主要植物组织培养技术 2.1.1 几个重要概念 植物细胞全能性（Cell　Totipotency）： 指任何具有完整的细胞核的植物细胞（不管性细胞还是体细胞），都拥有形成一个完整植株所必需的全部遗传信息，在特定的环境下能进行表达，产生一个独立完整的个体。 满足两个条件:离体;给予适当的刺激 经历两个过程:脱分化;再分化 脱分化 再分化 外植体 愈伤组织 生长点 幼茎、根 小植株