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专题二细胞工程


化学(聚乙二醇) 灭活的病毒
获得杂种植株
主要用于制备 单克隆抗体
1975年英国科学家米尔斯坦和柯勒的实验 设计方案:
一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体 骨髓瘤细胞能无限增殖
单克隆 抗体
动物细胞培养技术
杂交瘤细胞
动物细胞融合技术
既能产生特异性抗体,
又能大量增殖的细胞
杂交瘤细胞特点: 既能产生特异性 抗体,又能大量 增殖。
快速繁殖、培育 获得细胞或细胞
无病毒植株
分泌蛋白
动物胚胎或幼龄动 物的组织、器官
胰蛋白酶
加培养液
单个细胞 细胞
剪碎
制成 悬浮
细胞增殖
去掉组织

间蛋白
无限传代
细胞系
动物细胞培养不能 最终培养成生物体
细胞株
原代培养和传代培养;细胞株和细胞系
细胞 悬浮 液
随细胞增多,细胞就会停止分裂增殖
细胞株
细胞系 遗传物质改变
特点:既能产生专一 抗体又能大量繁殖

特异性杂交瘤细胞
备 过 程 :
动物 细胞 培养 技术
体外或体内 细胞培养 杂交瘤细胞系
提取
特点:特异性强灵敏 度高可大量制备
单克隆抗体
项目
动物细胞融合
植物体细胞杂交
原理
细胞膜的流动性
融合前提 分散成单个细胞
细胞膜的流动性和 植物细胞的全能性
去除细胞壁
诱导方法 聚乙二醇、离心、振动 、电激、灭活病毒
植物体细胞杂交
植物细胞工程的理论基础是: 植物细胞的全能性
一、细胞的全能性
生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体
1、定义:的潜能的特性。
生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有
2、原理: 的全套遗传物质,都有发育成为完整个体所
必需的全部基因,从理论上讲,生物体的每 一个活细胞都应该具有全能性。
(1)受精卵(最高)>卵细胞(精子)>体细胞;
体细胞胚的机械化包裹 ↓
贮藏或种植
一 植物繁殖的新途径
(三)神奇的人工种子
1)优点:
①培植周期短 ②后代无性状分离 ③不受气候,季节和地域限制 ④可以很方便地贮藏和运输
2)人工种皮的有效成分
加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、 抗生素、有益菌、植物生长调节剂等
脱分化与再分化过程的比较
名称 过程 形成体特点
丧失感染性(不感染细胞) 保留融合活性(诱导细胞融合)
用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程
思考讨论: 为什么细胞融合过程 中使用的病毒需要 灭活?
病毒颗粒 细胞核
细胞核
1970年,有两位科学家 做了一个著名的实验: 人—鼠细胞融合的实验, 以证明细胞膜上的蛋白 质分子是运动的。
人—鼠细胞是怎样实 现融合的?动物细胞融合 有什么实践意义呢?
切取 形成层
移栽
无菌 脱分化 接种
培养室
诱导愈伤组织 的形成 再分化
试管苗的形成
植物体细胞杂交的概念
将不同种植物的体细胞, 在一定条件下融合成杂种细胞, 并把杂种细胞培育成新的植物 体的技术。 (不同种生物之间 存在着生殖隔离,所以用传统 的有性杂交方法是不可能做到 这一点的)
二、植物体细胞杂交过程
离心、
振动、 电刺激、
筛 选
激素
激素
果胶酶
聚乙二

比较
植物组织培养
所属 范畴
无性繁殖
原理
细胞全能性
植物体细胞杂交技术
染色体变异、基因重组
膜流动性 细胞全能性
步骤
①脱分化 ②再分化
①去除细胞壁 ②融合形成杂种细胞 ③组织培养
保持优良性状
意义 繁殖速度快、大规模生产 提高经济效益
克服不同种生物远源杂交 的障碍
(1)人工种子概念
通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、 顶芽和腋芽等为材料,经过人工薄膜包装 得到的种子。
(2)人工种子组成
胚状体(或不定芽、顶芽和腋芽)+人工种皮
一 植物繁殖的新途径
(三)神奇的人工种子
思考 设计人工种子制备技术的主要流程图
诱导植物愈伤组织 ↓
体细胞胚的诱导 ↓
体细胞胚的成熟 ↓
幼龄动物
剪碎组织
胰蛋白酶处理
单个细胞
细胞培养
动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础
植物组织培养和动物细胞培养的比较
比较项目 原理
培养基性质
植物组织培养 细胞的全能性
固体培养基
动物细胞培养 细胞增殖
液体培养基
培养基特有成分 蔗糖 植物激素 葡萄糖 动物血清
培养结果 培养目的
植物体
细胞株、细胞系
3、差异: (2)植物体细胞>动物体细胞;
(3)胚胎干细胞>其他干细胞>体细胞。
4. 植 物 细 胞 (1)离体条件。
表达全能性 的条件
(2)无菌操作(防止杂菌污染)。 (3)种类齐全、比例适当的营养物质。
植物组织培养的概念
植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下, 将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配 制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产 生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。
一 植物繁殖的新途径
(三)神奇的人工种子
1.天然种子的局限
1)培育周期长 2)优良杂种的后代会发生性状分离而丧 失其优良特性 3)生产会受到季节、气候和地域的限制 ,并且需要占用大量的土地实现制种
一 植物繁殖的新途径
(三)神奇的人工种子 2.人工种子
胚状体
一 植物繁殖的新途径
(三)神奇的人工种子
繁殖植物的新途径
微型育种 作物脱毒 人工种子
育种新方法
单倍体育种 诱导突变体
细胞产物的工厂化生产
一 植物繁殖的新途径
(二)作物脱毒
1.作物脱毒的原因: 长期进行无性繁殖的作物,易积累感染的病 毒,导致产量降低,品质变差
2.作物脱毒的材料: 分生区(如茎尖)的细胞 3.作物脱毒的方法: 进行组织培养 4.作物脱毒的结果: 获得脱毒苗 5.成就:
专题二细胞工程细胞工程 Nhomakorabea概念细胞工程是指应用细胞生物 学和分子生物学的原理和方法, 通过细胞水平或细胞器水平上的 操作,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 的一门综合科学技术。
植物细胞工程 细胞工程
动物细胞工程
植物细胞工程的基本技术和理论基础
植物组织培养 植物细胞工程常用的技术是
细胞分裂素/生长素
作用效果
比值高时 比值低时 比值适中
促进芽分化、抑制根形成 促进根分化、抑制芽形成
促进愈伤组织形成
植物细胞工程的基本技术
试管苗大规模培养
植物体细胞杂交过程示意图
植 物
原 生
原 生

质质
胞 去壁

体 融

等量

生杂
细 胞 壁
种 细 胞
去 分
愈 伤 组 织再

杂 种 植 株


去壁 纤维素酶
(二选):选能产 生所需专一抗体的 杂交瘤细胞
体外培养 小鼠腹腔内培养
获得产生相应抗体 的B细胞
√ BB 、B瘤 、瘤瘤 (B、
瘤)
(一选)选择性 培养基:只有杂 交瘤细胞才能存 活
2.3单克隆抗体的应用
单克隆抗体最主要的优点:特异性强,灵敏 度高,并能大量制备。
诊断试剂——最广泛应用
准确、高效、简易、快速
10代 细胞
50代 细胞
无限传 代
原代培养
传代培养
多数组织细胞固定在表面 生长和分裂。
A母绵羊
B母绵羊

卵细胞

乳腺细胞
羊 的
细胞质
细胞核
培 育
细胞核移植
重组细胞
卵裂
重组胚胎
胚胎移植


C母绵羊子宫
妊娠 分娩
结论:动物体细胞核具全能 性
多莉羊
1.过程:
物理法
诱导方式
化学法 生物法: 灭活的病毒
仙台病毒 紫外线
联系 杂交技术应用了组织培养
2010年3月20日上午,第10届
亚太兰花大会暨第20届中国兰
花博览会在重庆南坪会展中心
开幕。 此为获得金奖的莲瓣
兰——“素冠荷鼎”,估价
1500万RMB

1、动物细胞的培养过程
取动物器官 和组织
(1)请据图简述动物细胞的培养过程
(2)思考:动物细胞培养有哪些方面 的应用?
⑶动物细胞融合的原理:细胞膜的流动性
正在融合的鸡 血细胞
正在融合的 淋巴细胞与骨髓瘤细胞
植物、动物细胞融合的比较
比较项目
植物体细胞杂交 动物细胞融合
原理 细胞融合的方法
诱导方法 用途
细胞膜的流动性、细胞膜的流动性 植物细胞全能性
去除细胞壁后诱 使细胞分散后诱 导原生质体融合 导细胞融合
物理(离心、 物理、化学方法 振动、电刺激) (同左)
植物细胞的融合
植物组织培养
植物细胞A
去壁
原生质体A
原生质体B
去壁
植物细胞B
方法?
融合 完成

融纤合维的 素标酶志杂、种果胶酶愈等
原生质
人 工
体AB


再 生 出 细
细胞
AB
脱 分

伤 组 织
再 分 化
杂 种 植 株

促的进 方融 法合 ?物理壁法:离心、振动、电刺激等
化学法:聚乙二醇等试剂
植物细胞工程的实际应用
治疗疾病和运载药物
主要用于治疗癌症治疗,单克隆抗体作为载体,运载抗癌药物,形成“生物 导弹”,准确杀伤癌变细胞。
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