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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




接种时不得用手接触瓶盖内壁或瓶口




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




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,
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