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食品生物技术导论-3细胞工程与食品产业
2.其次,根据各类细胞的特点,配制细 胞培养基,对培养基进行灭菌或除菌。采用 无菌操作技术,将生物材料接种于培养基中。
3. 最后,将接种后的培养基放入培养室 或培养箱中,提供各类细胞生长所需的最佳 培养条件。当细胞达到一定生物量时应及时 收获或传代。
植物细胞工程的发展
理论基础和探索
细胞学说的创立:1838~1839年间由 德国的植物学家施莱登(Schleiden)和 动物学家施旺(Schwann)所提出,直到18 58年才较完善。
细胞全能性
1902年,德国植物学家提出了细胞全能性的假想。 1934年,White首次定义为: 每个植物活细胞在合适 的条件下,都有发育为胚的能力。 70年代,扩大了以上定义范围,认为:植物活细胞 不但能形成胚状体,而且能发育为完整植株。 80年代初,认为:每个植物活细胞都具有该物种的 新陈代谢、应激性和自体复制等生命基本属性,在合适 的离体培养条件下,可以展现这些特征属性。 90年代,多莉的出生,证明已分化的动物体细胞核 具有全能性。现在的研究方向—组织干细胞。 目前细胞全能性定义: 一个与合子具有相同遗传内容的体细胞具有产生完 整生物个体的潜在能力。
6)胚胎工程技术
7)干细胞和组织工程
植物细胞工程的应用
第二节、植物细胞培养技术
细胞培养:是指动物、植物和微生物细胞在
体外无菌条件下的生长、分裂和繁殖,并在培养
过程中不再形成组织的一项技术。
细胞培养一般步骤
1.首先,要取材和除菌。用一定的化学 试剂对材料进行严格的表面清洗、消毒。有 时还要借助某些特定的酶,对材料进行预处 理,以期得到分散生长的细胞。 常用的消毒灭菌剂: 次氯酸钙、 次氯酸钠 和氯化汞等。
第三章 细胞工程与食品产业 主要内容
细胞工程的概念、研究范畴 植物细胞培养技术 动物细胞培养技术 细胞融合技术 细胞拆合技术 细胞工程在食品工业的应用
第一节、概述
1、细胞工程
利用细胞生物学和分子生物学技术,应用工 程学的方法,在细胞水平上研究改造生物遗传特性 和生物学特性,从而获得特定的细胞、细胞产品或 新生物品种的一门综合性科学技术。
瓶盖朝上放,接种完毕后立即盖好瓶口正确错误
防止操作带来的污染 接种过程中尽可能达到悬空要求
正
确
错
误
接种时不得用手接触瓶盖内壁或瓶口
正
确
错
误
接种时在近火焰处打开瓶口,使瓶倾斜,以免空气 中微生物落入瓶中
正
确
错
误
细胞工程的基本技术
1)植物细胞和组织培养技术
2)动物细胞和组织培养技术
动物
3)细胞融合技术(体细胞杂交技术)
1756年,Moncean首先发现植物 在受伤愈合的组织皮层能产生芽, 因而预言这一途径可以成为一种繁 殖方式 1902年,德国著名植物生理学家 Haberlandt, 提出细胞全能性学说, 并首次进行高等植物的细胞培养实验, 但细胞未能发生细胞分裂和增殖。
植物细胞培养技术应用发展
20世纪40年代:J.Bonner 银胶菊组织培养生产橡
4) 细胞拆合-核移植技术
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”。
预想的克隆人技术路线
5)染色体工程技术
染色体工程是按人们的需要来添加、削减
或替换生物的染色体从而定向改变遗传特性和 选育新品种的一种技术。主要分为动物染色体 工程和植物染色体工程
胶。
20世纪70年代:植物细胞培养生产药用成份。
20世纪80年代:400多种植物,600多种代谢产物。 40多种植物次生代谢产物达到或超过植株产量。 20世纪90年代:1000多种植物。
易于人们的遗传操作;生长迅速;胞内无膜系构造 细胞器;生长迅速;是细胞改造的良好材料。 真核细胞:胞内有细胞核和众多膜系构造细胞器; 一般都有明显的细胞周期,处于有丝分裂时期的染 色包体呈现高度螺旋紧缩状态,既不利于基因外钓, 也不利于外源基因的插入。可采取一定的措施诱导 真核细胞同步化生长。植物细胞外还有数层以纤维 素为主要成分的细胞壁。
细胞的增殖和调控
1、单细胞的生长 细胞的生长增殖是由细胞分裂来实现的,细胞通 过细胞周期完成分裂。 细胞分裂:正常连续分裂的细胞从前一次分裂结 束到下一次分裂完成所经历的连续动态过程。在这一 过程中,细胞遗传物质复制,各种组分加倍,平均地 分配到两个子细胞中去。可分为分裂期和分裂间期。 四个阶段:①G1期:从有丝分裂完成到期DNA复制 之前的间隙时间;②S期:DNA复制的时期,组蛋白的 合成;③G2期:DNA复制完成到有丝分裂开始之前的一 段时间;④M期:细胞分裂开始到结束。
细胞的增殖和调控
2、细胞群体的生长 理论上单细胞生长会呈指数增长,即2n生长,但自然条件 下是不可能发生的。因此,通常考察整个细胞群体的变化。 细胞群体的生长分为 (1)滞后期:细胞一般不分裂,代谢活跃,大量合成细 胞分裂所需的酶类、ATP及其他细胞成分; (2)对数期:快速分裂(2n),代谢旺盛,形态及生理 特性比较稳定,是传代接种或冻存细胞的理想时期; (3)稳定期:繁殖速率与死亡速率相等(营养消耗、有 害代谢产物积累、PH变化)活细胞数目最多,代谢产物尤其是 次级代谢产物积累; (4)衰亡期:死亡速率大于繁殖速率,细胞会出现多种 形态,有些细胞开始解体,释放出代谢产物等
细胞工程的基本操作
⑴无菌操作技术:所有操作过程必须在无菌条件 下进行。 ⑵细胞培养技术:是指动物、植物和微生物细胞 在体外无菌条件下的保存和生 长。 ⑶细胞融合技术:两个或多个细胞相互接触后, 其细胞膜发生分子重排,导致 细胞合并、染色体等遗传物质 重组的过程称为细胞融合。
过程包括:①制备原生质体②诱导细胞融合 ③筛选杂合细胞
研究范畴:广义的细胞工程包括所有的生物组织、 器官及细胞离体操作和培养技术,狭义的细胞工程 则是指细胞融合和细胞培养技术。根据研究对象不 同,细胞工程可分为动物细胞工程、植物细胞工程 和微生物细胞工程。
细胞工程的基础知识
生物界有两大类细胞:原核细胞与真核细胞。 原核细胞:DNA裸露于细胞质中,不与蛋白质结合,