生物：2.1《植物细胞工程》ppt课件.ppt
专题2 细胞工程2.1植物细胞工程,细胞工程,植物细胞工程的理论基础是：植物细胞的全能性,概念：细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。原因：是生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质及发育为完整个体所必需的全部基因。,全能性高低：,受精卵胚胎干细胞生殖细胞体细胞植物细胞动物细胞,2.1.1植物细胞工程常用的技术,植物组织培养,1、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。,2、植物组织培养的条件1）离体细胞、组织或器官2）适宜的外界环境条件，例如无菌、适宜的温度、湿度、光照等3）培养基（一定的营养物质，激素）,植物组织培养的培养基,无机营养成分：无机盐离子有机营养成分：含N物质：包括维生素和氨基酸 碳源：2%5%的蔗糖溶液，调节渗透压 琼脂：起支持作用 激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素PH值：5.06.0,植物组织培养的过程,离体的植物器官、组织或细胞,脱分化（又叫去分化）,愈伤组织（排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞）,再分化,根或芽等器官,植物体,1、定义：,将两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物体的过程。,2、优势：（与有性杂交方法比较）,克服了远缘杂交不亲和的障碍，拓展了可用于杂交的亲本组合范围。,植物体细胞杂交,融合体,杂种细胞,去壁的常用方法：,原生质体融合方法：,植物体细胞杂交过程示意图,2.1.2植物细胞工程的实际应用,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,概念：应用组织培养技术，快速繁殖植物（也叫快速繁殖技术）原理：植物细胞的全能性优点：繁殖率高，可大批量生产 取材少 培养周期短 保持优良性状,微型繁殖,作物脱毒,病毒在作物体内逐年积累，会导致作物产量降低，品质变差分生区附近（茎尖、根尖）的病毒极少，甚至没有采用茎尖进行组织培养,人工种子,结构：人工薄膜+胚状体（不定芽、顶芽、腋芽）优点：不受气候、季节、地域的限制保留优良性状时间短，占地少技术：组织培养原理：细胞全能性,单倍体育种,方法：花药离体培养 技术：组织培养获得单倍体秋水素处理单倍体的幼苗，使染色体加倍优点：明显缩短了育种年限后代稳定遗传,突变体的利用,利用组织培养时，分裂状态的细胞易受培养条件和外界压力（如射线，化学物质等）的影响而产生突变的原理，诱导并筛选出对人类有用的突变体。,细胞产物的工厂化生产,红豆杉与紫杉醇,人参皂甘的生产,动物细胞工程,2.2,动物细胞培养,动物细胞融合,单克隆抗体技术,核移植,动物细胞工程常用技术,1.动物细胞培养的概念：,动物细胞培养就是从动物有机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖.,2、动物细胞培养过程：,动物胚胎或幼龄动物的组织、器官,细胞悬浮液,胰蛋白酶,10代细胞,原代培养,传代培养,无限传代,单个细胞,加培养液,动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官。,（分解弹性纤维）,3.动物细胞培养的条件：无菌、无毒的环境培养液和所有培养用具进行无菌处理措施：培养液中加抗生素，定期更换培养液营养糖、氨基酸、无机盐、微量元素、促生长因子（维生素、激素等）和动物血清温度和PH 36.50.5 7.2-7.4气体环境 O2 CO2 95空气 5的CO2,4.动物细胞培养技术的应用:,1.蛋白质生物制品的生产 如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体2.健康细胞培养 培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植3.细胞的生理、药理、病理研究,植物组织培养和动物细胞培养的比较,二、动物体细胞核移植技术和克隆动物,动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核,移如入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中.使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体.,核移植技术,1.克隆羊培育过程,另一头绵羊的子宫,体细胞核移植技术的应用前景畜牧业、医药卫生以及其他领域有着广泛应用前景,1加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育2保护濒危物种，增加动物 的存活数量3可作为生物反应器，生产医用蛋白克隆动物细胞、组织、器官可作为移植的供体了解胚胎发育及衰老过程、做疾病模型等,体细胞核移植技术存在的问题,胚胎移植动物幼体产出 概率10克隆动物存在着健康问题克隆动物的食品安全性问题存在争议,动物细胞融合与单克隆抗体,2.2.2,一、动物细胞融合,细胞融合是正常的生命活动,两个细胞正在融合,受精作用,1、动物细胞融合（细胞杂交）2个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程,细胞A,细胞B,杂种细胞,灭活的病毒,物理法化学法,仙台病毒疱疹病毒新城鸡瘟病毒,离心振动电激,聚乙二醇,植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较,单克隆抗体,由单个B淋巴细胞经过无性繁殖（克隆），形成基因型相同的细胞群，这一细胞群所产生的化学性质单一、特异性强的抗体称为单克隆抗体。特点：特异性强、灵敏度高,如何大量生产单克隆抗体？,利用淋巴细胞产生抗体的功能利用肿瘤细胞无限增殖的特性利用细胞融合的技术将两种细胞融合获得具有淋巴细胞和肿瘤细胞特性的杂交瘤细胞利用动物细胞培养技术大量培养杂交瘤细胞,单克隆抗体制备过程,细胞融合、筛选,足够数量的、能产生特定抗体的细胞群,单克隆抗体,单克隆抗体的应用,与常规抗体相比，单克隆抗体产量高，特异性强，灵敏度高，优越性十分明显。,应用主要有：,1、临床诊断,2、作为载体，运载抗癌药物，形成“生物导弹”治疗肿瘤,下图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计的生产破伤风杆菌的实验方案,制备单克隆抗体,B细胞,抗体,细胞融合,灭活病毒,双亲细胞,分泌抗体,无限增殖,原代,传代,50,
