细胞工程

生物选修三现代生物科技专题第二大主题细胞工程思维导图分享！细胞工程根据操作对象的不同，可分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域。如果你感兴趣的话，不妨仔细看看下图吧！

细胞工程

• 植物细胞工程
  • 植物细胞工程的基本技术
    • 具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞都具有发育成完整个体的潜能（全能性）
    • 植物组织培养技术
      • 实验：胡萝卜的组织培养
        • 生长素含量高于细胞分裂素时， 是主要诱导植物组织脱分化和根 原基的形成；而当细胞分裂素的 效应高于生长素是最主要诱导植 物组织再分化和芽原基的形成 （记忆：生根
        • 需注意细节： ①用酒精棉球消毒（≠灭菌） ②选取形成层 ③培养基常用凝固剂为琼脂 ④光照条件不利于愈伤组织的形成，故脱分化须避光 ⑤（含量：生长素＞细胞分裂素）培养基→（含量：与上相反）分化培养基→移栽到大田 ⑥脱分化中要定期检查培养材料的污染情况 ⑦外植体：离体细胞组织器官
        • 步骤：外植体--（脱分化）→愈伤组织→胚状体→从芽--（再分化）→幼苗
        • 用具： 经过灭菌（里里外外）的培养基 体积分数70%的酒精 体积分数20%次氯酸钠溶液 无菌水……
      • 植物体细胞杂交技术
        • 植物体细胞杂交：将不同种的植物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
        • 杂交前：酶解法去细胞壁 人工诱导原生质体的融合：物理法（离心/振动/电激/失重）；化学法（用聚乙二醇（PEG）作诱导剂）
        • 注意事项 ①由于无细胞壁支持，原生质体虚放在等渗溶液中 ②杂种细胞再生出细胞壁是融合成功的标志
  • 植物细胞工程的实际应用
    • 人工种子：以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 人工种皮中可加：农药、激素、无机盐、除草剂
    • 植物脱毒（常用于马铃薯和草莓）
      • （植物分生区附近（如茎间）病毒极少，甚至无病毒
    • 细胞产物的工厂化生产（例：紫杉醇（正在研究）、人参皂甙
    • 作物新品种的培育
      • 单倍体育种--极大的缩短了育种的年限
      • 突变体的利用
    • 微型繁殖技术（又叫：快速繁殖技术）
• 动物细胞工程
  • 动物细胞核移植技术
    • 应用前景： 畜牧业：加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育； 在保护濒危护方面：可望利用体细胞核移植技术，增加这些动物的存活量 医药卫生领域：①作生物反应器以生产许多珍贵的医用蛋白，②作为异种移植的供体，③人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，形成相应组织、器官（目前尚未达到由诱导分化克隆出器官的水平）后，可以用于组织、器官的移植； ④使人类更深入的了解胚胎发育及衰老过程，用克隆动物做疾病模型，能使人们更好地追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病
    • 动物核移植：将动物的一个细胞的细胞核移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（用核移植的方法得到的动物称为克隆动物）
    • 动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植的原因是：动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易；而动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难
    • 体细胞核移植技术存在的问题： ①成功率低，②绝大多数克隆动物还存在健康问题，许多动物表现出遗传和生理缺陷，③对克隆动物食品的安全性问题也存有争议
    • 过程（克隆高产奶牛为例）
  • 动物细胞培养
    • 培养条件： ①无菌无毒的环境（毒：细胞排泄废物） ②营养 ③温度和PH ④气体环境（95%的空气和5%的二氧化碳）（培养过程中，培养液趋向变酸）
    • 运用： ①生物制品，如：病毒疫苗、干扰素（由效应T淋巴细胞合成）、单克隆抗体 ②检测有毒物质
    • 即从动物机体中取出相关组织，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
    • 选材：幼龄动物细胞（分裂旺盛 分散时所用酶：胰蛋白酶/胶原蛋白酶 细胞→细胞悬液→贴附瓶底
  • 动物细胞融合与单克隆抗体
    • 杂交瘤细胞（鼠的骨髓瘤细胞和脾细胞中产生的B淋巴细胞融合）：既能快速大量繁殖，又能产生专一的抗体 单克隆抗体：特异性强，灵敏度高，并可大量制备 ①，定位诊断肿瘤，心血管畸形等疾病 ②，与化学药物或细胞毒素相结合，制成生物导弹注入体内，借助单克隆抗体的导向作用，能将药物定向带到癌细胞所在位置，用于癌症治疗（疗效高毒副作用小）
    • 动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程（融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞）
    • 常用的诱导因素有：聚乙二醇（PEG）、灭活的病毒、电激等
    • 单克隆抗体的制备
  • 包括：动物细胞培养（其他技术的基础）、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体
• by无术
• 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，根据操作对象不同， 可分为植物细胞工程和动物 细胞工程两大领域。