细胞工程知识点总结

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细胞工程知识点

细胞工程知识点

细胞工程一、概念1、水平:细胞水平或细胞器水平2、目的:按人的意愿改变细胞内遗传物质或获得细胞产品二、植物细胞工程1、植物组织培养技术(无性生殖)(1)原理:植物细胞的全能性(2)过程:脱分化再分化胚状体离体的组织形成愈伤组织幼根和芽完整植株(愈伤组织:排列疏松,不规则,高度液泡化,具有分生能力的薄壁细胞;属于未分化的细胞)(3)条件①离体②无菌无毒③营养+植物激素(生长素和细胞分裂素)④一定的温度、PH、光照等条件(4)优点:①保持亲本的优良遗传性状;②快速繁殖大量后代;③培育无病毒植株。

(5)应用:微型繁殖;作物脱毒;人工种子;细胞产物等。

2、植物体细胞杂交(无性生殖)原理:膜的流动性(植物细胞的全能性)(1)过程:植物A细胞除去细胞壁植物A原生质体人工诱导融合植物B细胞果胶酶纤维素酶植物B原生质体AA筛选再生细胞壁原生质体融合AB AB原生质体BB 选择培养基(与高尔基体有关)杂种细胞愈伤组织杂种植株融合成功的标志:再生细胞壁(2)意义:克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍(3)促融方法:物理方法(离心、振动、电刺激);化学方法(聚乙二醇)三、动物细胞工程1、动物细胞培养(原理:细胞增殖)(1)过程:剪碎胚胎或幼龄动物的器官组织单个细胞细胞悬浮液(有很强的分裂增生能力)胰(胶原)蛋白酶原代培养传代培养(1-10代)细胞株细胞系(获得不死性,遗传物质改变)注:①贴壁生长,有接触抑制②目前使用的或冷冻保存的细胞通常用在10代以内,以保持细胞正常的二倍体核型③正常情况下瓶壁上只有一层细胞(2)条件:环境:无菌、无毒(培养基加抗生素)营养:合成培养基,以及动物血清(补充合成培养基中缺乏的物质)温度和PH:温度为36.5±0.5℃,PH7.2-7.4气体环境:95%空气和5%CO2(以维持培养液的PH)(3)应用:生产单克隆抗体;检测有毒物质等。

2、动物体细胞核移植(克隆——无性生殖)供体:体细胞核胚胎细胞核:全能性更高受体:去核次级卵母细胞(减二中;特点:细胞大,易操作,营养物质丰富,含有使细胞核全能性表达的物质)重组细胞用物理或化学方法激活,以完成细胞分裂和发育进程。

细胞工程的应用知识点总结

细胞工程的应用知识点总结

细胞工程的应用知识点总结一、医学领域1. 细胞治疗细胞工程在医学领域最为重要的应用之一是细胞治疗(Cell Therapy)。

通过细胞工程技术,科学家可以利用干细胞或其他类型的细胞来修复受损的组织或器官。

这种治疗方法在一些疾病的治疗中已经取得了一定的成功,比如心脏病、糖尿病、关节炎等。

而且,在未来,细胞治疗还有望成为一种治疗癌症等严重疾病的有效手段。

2. 人工器官细胞工程技术还可以用于生产人工器官,比如人工心脏、人工肾脏等。

这些人工器官的特点是可以与人体的细胞和组织兼容,因此可以在一定程度上代替受损的器官。

目前,人工器官技术还处于研发阶段,但有望在未来成为一种解决器官移植短缺问题的有效手段。

3. 疾病诊断细胞工程技术还可以用于疾病的诊断。

通过对细胞的分析和改造,科学家可以开发出一些新的生物标志物或生物传感器,以便用于疾病的早期诊断。

此外,利用细胞工程技术还可以研发出一些新的治疗方法,比如靶向治疗、基因治疗等。

二、生物技术领域1. 新药研发细胞工程技术在新药研发中有着不可替代的作用。

利用细胞工程技术,科学家可以在实验室中构建出一些疾病模型细胞,从而可以更好地研究疾病的发病机制和药物的作用机制。

此外,细胞工程技术还可以用于生产重组蛋白和抗体等生物药物。

2. 生物材料生产细胞工程技术还可以用于生产一些生物材料,比如纤维素、色素、维生素等。

这些生物材料的特点是能够在一定程度上取代化学合成的材料,因此有望成为未来替代石油化工产品的重要来源。

3. 基因编辑近年来,基因编辑技术的突破使得细胞工程领域发生了天翻地覆的变化。

利用基因编辑技术,科学家可以通过改变细胞的基因组,实现对细胞性状的精确调控。

这种技术在植物基因改良、动物基因改造以及人类基因疾病的治疗等方面都有着广泛的应用前景。

三、食品生产领域1. 细胞培养肉细胞工程技术可以用于生产细胞培养肉(Cultured Meat)。

利用细胞工程技术,科学家可以从动物干细胞中培养出肉类细胞,从而实现无需屠宰动物就可以生产出肉制品的目的。

细胞工程知识点总结

细胞工程知识点总结

细胞工程知识点总结细胞工程,是一门涉及生命科学和工程学的交叉学科,它关注的是利用细胞和分子技术来实现生物医学和生物工程的应用。

细胞工程的发展不仅对医学诊疗和疾病治疗领域有着重要的意义,也对生物工程的发展起到了推动作用。

在这篇文章中,我们将对细胞工程的一些重要知识点进行总结。

1. 细胞培养技术细胞培养技术是细胞工程的基础,它是指将细胞从体内或体外分离出来,在适当的环境条件下进行培养、增殖或分化。

细胞培养技术涉及到细胞培养基的配制、细胞传代方法、培养条件的调控等。

对于细胞工程的实验研究以及细胞药物的生产和培养,细胞培养技术都起到了至关重要的作用。

2. 细胞凋亡与细胞增殖细胞凋亡和细胞增殖是细胞工程中两个重要的生物学过程。

细胞凋亡是指受到内部或外部刺激后,细胞通过一系列的生化反应主动死亡。

细胞凋亡在细胞工程中有着广泛的应用,例如用于肿瘤治疗和组织工程的构建。

而细胞增殖则是指细胞的数量增加,通过细胞的分裂和增生来实现。

细胞增殖在组织修复和再生医学方面具有重要的意义。

3. 基因工程技术基因工程技术是一种将外源基因导入目标细胞中的方法,以实现特定功能或表达特定蛋白质的技术。

基因工程技术在细胞工程中被广泛应用,例如用于基因治疗和基因表达的研究。

基因工程技术的主要方法有转染法、电穿孔法、病毒介导转导等。

4. 细胞信号传导与细胞外基质细胞信号传导是细胞与细胞之间或细胞与环境之间进行信息传递的过程。

细胞信号传导是细胞工程领域研究的重点之一,它对细胞内信号传递路径的研究以及细胞外基质的调控具有重要意义。

细胞外基质是细胞外环境中的一种复杂的生物大分子结构,它不仅对身体组织的结构和功能有着重要的影响,同时也对细胞外基质中的信号传导起到了调控作用。

5. 组织工程与再生医学组织工程是一门将细胞、材料科学和工程学相结合的学科,它旨在通过构建人工组织和器官来替代或修复受损的组织和器官。

组织工程在细胞工程领域具有重要的地位,它涉及到细胞培养、支架材料的设计与构建、组织的生物学特性等。

细胞工程知识点

细胞工程知识点

细胞工程知识点1、细胞工程:以细胞为对象,应用生命科学理论,借助工程学原理与技术,有目的地利用或改造生物遗传性状,以获得特定的细胞、组织产品或新型物种的一门综合性科学技术。

2、细胞工程的应用:1)动植物快速繁殖技术:植物组织培养、人工种子、试管动物、克隆动物2)新品种的培育:细胞融合、细胞水平的重组3)细胞工程生物制品:单克隆抗体制备、疫苗生产4)细胞疗法与组织修复:2细胞工程理论基础1、细胞全能性:每个活的体细胞都具有像胚性细胞那样,经过诱导能分化发育成为一个新个体的潜在能力,并且具有母体的全部的遗传信息。

2、细胞分化:指细胞在形态、结构和功能上发生差异的过程。

3、细胞的脱分化:在一定营养和刺激因素作用下,具有特定结构与功能的植物组织的细胞被诱导而改变原来的发育途径,逐步失去原来的分化状态,细胞特性消失,转变为具有分生机能的细胞,并进行活跃的细胞分裂,这一过程称为去分化。

3细胞工程技术1、实验室条件:组成:准备室、无菌间、操作间、培养室、分析室。

2、无菌技术、显微技术、细胞观察与分析、细胞分离、细胞保存与复苏(1)细胞保存方法传代培养保存法低温冷冻保存法(低温、超低温保存)液体固化的方式(形成冰晶、形成无定型的玻璃化状态)玻璃化指液体转变为非晶态(玻璃态)的固定化过程,在此状态时,水分子没有发生重排,不产生结构和体积的变化,因此不会由于机械或溶液效应造成组织和细胞伤害,化冻后的细胞仍有活力。

冷冻方法(缓慢冷冻法、快速冷冻法预冷冻法包括逐级冷冻和两部冷冻)细胞复苏按一定复温速度将细胞悬液由冻存状态恢复到常温的过程。

复苏细胞一般采用快速融化法。

以保证细胞外结晶快速融化,以避免慢速融化水分渗入细胞内,再次形成胞内结晶损伤细胞。

细胞培养和代谢调控:1、细胞培养:模拟机体内生理条件,将细胞从机体中取出,在人工条件下使其生存、生长、繁殖和传代,进行细胞生命过程、细胞癌变、细胞工程等问题的研究。

2、细胞培养的操作方式:分批式培养、流加式培养、半连续式培养、连续式培养、灌流式培养。

(完整word版)高中生物选修3细胞工程知识点

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细胞工程考点一植物细胞工程1.细胞工程(1)操作水平:细胞水平或细胞器水平。

(2)目的:按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。

2.植物细胞的全能性(1)概念:具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整生物体的潜能。

(2)原理:细胞内含有本物种的全部遗传信息。

(3)全能性表达条件:具有完整的细胞结构,处于离体状态,提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。

3.植物组织培养技术(1)原理:植物细胞具有全能性。

(2)过程:4.植物体细胞杂交技术(1)概念: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。

(2)原理:体细胞杂交利用了细胞膜的流动性,杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。

(3)过程(4)意义:克服不同种生物远缘杂交的不亲和性。

5.植物细胞工程的实际应用(1)植物繁殖的新途径①微型繁殖:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。

②作物脱毒技术:选取作物无毒组织(如茎尖)进行组织培养,获得脱毒苗的技术。

③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。

(2)作物新品种的培育①单倍体育种a.实质:花药离体培养过程就是植物组织培养过程。

b.流程:花药单倍体幼苗――――――――→秋水仙素诱导染色体数目加倍纯合子。

c.优点:后代不发生性状分离,都是纯合子,能够稳定遗传,明显缩短了育种年限。

②突变体的利用:筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新品种。

(3)细胞产物的工厂化生产1.植物组织培养的关键(1)条件:离体,一定营养物质,激素(生长素、细胞分裂素)等。

(2)培养基状态:固体培养基(需再分化生根培养基及生芽培养基) (3)体内细胞未表现全能性的原因:基因的表达具有选择性。

(4)光照的应用脱分化阶段不需要给予光照,再分化阶段需要给予光照,以利于叶绿素的形成。

2.杂种植物遗传物质的变化(1)遗传特性:杂种植株中含有两种植物的遗传物质,故杂种植株具备两种植物的遗传特性。

2019新人教版高中生物选择性必修三第二章重点知识点归纳总结(细胞工程)

2019新人教版高中生物选择性必修三第二章重点知识点归纳总结(细胞工程)

第二章细胞工程第一节植物细胞工程细胞工程:细胞工程是指应用细胞生物学、分子生和生物学等多学科的原理和方法,通过细胞器、细胞或组织水平上的操作,有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性生物工程。

1.原理和方法:细胞生物学和分子生物学。

2.操作水平:细水平或细胞器水平。

3.目的:按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品一、植物细胞工程的基本技术1.细胞的全能性:细胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的_ 潜能,即细胞具有全能性。

2.细胞具有全能性的原因(物质基础)生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质,都有发育成为完整个体所需的全部遗传信息1.生物体生长发育过程中细胞不表现全能性的原因(不离体的细胞无法表现出全能性的原因) 在特定的时间时间和空间条件下,细胞中的基因会选择性地表达2.全能性大小比较(1)受精卵、体细胞、生殖细胞受精卵〉生殖细胞>体细胞(2)分化程度高的细胞、分化程度低的细胞分化程度低的细胞>分化程度高的细胞(3)分裂能力强的细胞、分裂能力弱的细胞分裂能力强的细胞〉分裂能力弱的细胞(4)植物细胞、动物细胞植物细胞>动物细胞(5)幼嫩的细胞、衰老的细胞幼嫩的细胞〉衰老的细胞(一)植物组织培养技术1.概念:植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞(称为外植体)等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成整植株的技术。

2,原理:植物细胞的全能性3.生殖方式:无性生殖4.分裂方式:有丝分裂5.过程:|外植体|―—化|愈伤组织|—2|胚状体或丛芽|—育-[植株脱分化:在一定的—激素和营养等条件的诱导下,已经分化的细胞失去其特有的结构和功能,转变成未分化的细胞的过程。

再分化:愈彳^组织能重新分化成芽、根等器官的过程。

探究.实践:菊花的组织培养(1)原理口植物细胞一般具有全能性;口在一定的激素和营养等条件的诱导下,已经分化的细胞可以经过脱分化和再分化,形成胚状体长出—芽和根_,进而发育成_完整的植株_;口植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,它们的浓度_、比等都会影响植物细胞的发育方向。

细胞工程的生物知识点总结

细胞工程的生物知识点总结1. 细胞结构与功能细胞是生命的基本单位,由细胞膜、质壁、细胞核、细胞质和细胞器等部分组成。

不同类型的细胞具有不同的结构和功能,请研究人员通过细胞工程技术对细胞的结构和功能进行深入研究,包括细胞的形态特征、生物化学特性、信号传导机制等。

2. 细胞培养技术细胞培养技术是细胞工程中的重要内容,主要包括细胞的分离、培养、传代、冻存和复苏等技术。

通过细胞培养技术,研究人员可以获取大量的同种或异种细胞用于实验研究和临床应用。

3. 细胞信号传导细胞信号传导是细胞与环境之间相互作用的过程,包括细胞对外界刺激的感知、传导和反应等。

研究人员通过细胞工程技术可以揭示细胞信号传导的机制,以及调控信号传导过程的方法和技术。

4. 细胞分化和再生细胞分化是指未分化的细胞在外部刺激下发生形态和功能上的改变,进而组成不同类型的成熟细胞。

细胞再生是指受损细胞的修复和更新过程,是细胞工程领域的研究热点之一。

5. 干细胞研究干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞,对于细胞工程和再生医学有着重要的意义。

研究人员可以通过细胞工程技术对干细胞的生物学特性和应用潜力进行深入研究。

6. 细胞治疗和再生医学细胞治疗是指利用细胞工程技术治疗疾病的方法,包括干细胞移植、细胞基因治疗、组织工程等。

再生医学是利用细胞工程技术再生、修复和替代受损或疾病组织器官的医学领域。

7. 细胞生物传感器细胞生物传感器是一类利用细胞作为传感元件来检测生物学和化学变化的传感器,具有灵敏度高、选择性好、动态范围广等特点,对于环境监测和疾病诊断有着重要的意义。

8. 细胞克隆技术细胞克隆是人工复制和培育大量相同细胞的技术,包括植物细胞克隆、动物细胞克隆和人类细胞克隆等。

研究人员可以通过细胞工程技术研究细胞克隆的机制和方法,以及开发新的克隆技术。

总之,细胞工程是一门富有挑战和前景的学科,涉及多个学科和领域,将为人类健康、环境保护和生物制造等领域带来新的科技突破和应用。

高中生物:细胞工程知识点

高中生物:细胞工程知识点(一)克隆1.克隆clone:无性繁殖系(只由一个模板分子、母细胞或母体直接形成新一代…)2.克隆技术cloning:从众多基因或细胞群体中通过无性繁殖和选择获得目的基因或特定类型细胞的操作技术3.内容:(1)分子水平:基因克隆即目的基因的复制(受体细胞的无性繁殖)、分离(特定基因探针选择、钓取目的基因)过程(2)细胞水平:杂交瘤制备单克隆抗体(3)个体水平:不通过两性细胞的结合,从一个单一(体)细胞繁殖出生物个体——胚胎细胞克隆以胚胎/卵细胞作为供体、利用核移植,不是严格意义上的动物个体克隆4.条件:(1)理论条件:细胞全能性/有发育成完整新个体的全套遗传物质(根本原因)(2)基本条件:①具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞②具有能有效调控细胞核发育的细胞质物质 e.g去核卵细胞③完成胚胎发育的必要的环境条件 e.g胚胎早期培养环境/子宫5.非正面影响:丰富生物多样性,促进生物进化,维护生态平衡(二)植物克隆1.全能性表达的难易程度:(1)受精卵>生殖细胞>胚胎/全能干细胞>多能(干)细胞>专能(干)细胞>体细胞;PS生殖细胞在一定刺激下染色体可加倍;一些动物存在孤雌生殖(2)植物细胞>动物细胞;低等动物>高等动物PS不同种类植物或同种植物的不同基因型个体间全能性的表达程度大不相同2.植物组织培养(植物克隆的技术基础)(1)理论基础:植物细胞全能性,即植物体的每个生活细胞都具有遗传上的全能性,因而都具有发育成完整植株的潜能(2)过程:①离体植物细胞、组织或器官(外植体)→获得愈伤组织→诱导形成试管苗→新植株PS外植体选取形成层(分生组织)部分易于诱导形成愈伤组织A.培养条件:首先是离体培养(生物体内细胞中基因在特定时间和空间条件下选择性表达,细胞分化为不同组织、器官,故无法表现出全能性)半/固体培养基(固体为例)a.营养物质:水、无机盐、蔗糖、维生素、有机添加剂(氨基酸、琼脂凝固剂等)b.植物激素/生长调节剂(适当浓度配比诱导分化出芽/根的顶端分生组织/花)——CTK中等量IAA少量诱导脱分化,CTK、IAA比例合适诱导根芽分化c.无菌条件(外植体70%酒精消毒、器械高温蒸汽灭菌)——杂菌争夺产毒d.适宜的pH、温度和渗透压B.光照:若外植体是(带叶)茎段,不经历脱分化再分化,组培全过程均需要光照;若外植体是非光合作用部位(如胡萝卜块根),再分化成芽后光照C.试管苗移栽前需炼苗(草炭土/蛭石,逐渐降湿)D.愈伤组织:排列疏松的高度液泡化的活的薄壁细胞团②外植体→愈伤组织→摇床液体悬浮培养分散成单细胞→胚状体→人工种子PS 单细胞植物克隆,类似受精卵的卵裂、分化、器官发生、形态建成单细胞:细胞质丰富、液泡小、细胞核大(胚性细胞特征)③酶解细胞壁→原生质体培养→新植株(2)用途:微型繁殖、制造人工种子(胚状体阶段)、单倍体育种、作物脱毒(植物分生组织细胞,分裂旺盛病毒极少Cf抗病毒)、在培养基中加入不同浓度的氯化钠溶液,可诱发和筛选抗盐植株细胞产物工厂化生产(愈伤组织阶段已可,试管培养苗、细胞培养反应器也可)(3)长期培养后的全能性下降原因:染色体畸变、核变异、非整倍体产生;细胞或组织中激素平衡被打破;细胞对外源生长物质的敏感性改变;形成缺乏成胚性的细胞系——植株在多次继代培养后,会逐渐丧失细胞全能性的表达能力3.原生质体融合/植物体细胞杂交(不同植物)获得原生质体:在甘露醇溶液环境(较高渗透压)中用纤维素酶和果胶酶混合液处理用网筛过滤原生质体到离心管内,离心后收集沉淀物,用等渗溶液洗涤;检验原生质体是否符合要求:依据渗透作用原理,采用低渗胀破法(见比较表格)4.植物细胞工程:培养植物细胞(包括原生质体),借用基因工程技术将外源DNA导入受体细胞或通过细胞融合将不同源的遗传物质重新组合,再通过细胞培养,获得具有特定性状的植株C细胞工程:细胞培养和细胞融合(若基因型不同为细胞杂交)——基因定位:利用细胞杂交中染色体丢失与特定基因产物的对应关系(三)动物细胞工程1. 动物细胞培养指明“动物”细胞培养(1)概念:动物细胞培养就是从动物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,让这些细胞生长和繁殖。

细胞工程知识点总结

细胞工程知识点总结细胞工程的知识点主要涵盖细胞生物学、生物医学工程、材料科学、化学等多个领域的内容,下面将对一些重要的知识点进行总结和介绍。

一、细胞生物学1. 细胞结构和功能:细胞是生物体的基本单位,包括细胞质、细胞核、细胞膜等结构组成,具有营养吸收、代谢、生长繁殖、分化等功能。

2. 细胞信号传导:细胞通过受体、信号分子等进行信号传导,调控生物功能和代谢活动。

3. 细胞分化:在不同环境条件下,细胞可以分化成不同类型的细胞,如干细胞可以分化成心肌细胞、神经细胞等。

4. 细胞凋亡和增殖:细胞在受到损伤或者环境刺激时,会发生凋亡或者增殖,维持细胞组织的稳态。

二、生物医学工程1. 细胞培养技术:包括细胞分离、培养基配制、细胞传代、细胞冻存等技术,用于大规模的生物制品的生产。

2. 细胞毒性和安全性评价:评估材料或者药物对细胞的毒性和安全性,保证产品的安全性和有效性。

3. 细胞治疗和干细胞技术:通过干细胞移植、基因修复等技术,用于治疗各种疾病和损伤。

4. 人工器官和组织工程:将细胞和生物材料结合,构建人工器官和组织,用于替代受损的组织和器官。

三、材料科学1. 生物材料的设计和制备:设计和制备适合细胞生长的生物材料,如生物降解材料、生物亲和材料等。

2. 生物材料的表征和评价:通过表面形貌、力学性能、生物相容性等评价生物材料的性能。

3. 细胞-材料相互作用:研究细胞和材料之间的相互作用机制,改善生物材料的生物相容性和使用性能。

四、化学1. 细胞药物递送系统:设计纳米级的载体或者纳米颗粒,用于细胞内的靶向递送和释放药物。

2. 细胞标记和成像技术:利用高灵敏度的成像设备和生物标记物,在活细胞和组织中进行细胞成像和追踪。

3. 细胞信号调控:通过合成化学的方法来调控和干预细胞信号传导系统,研究细胞功能和代谢途径。

细胞工程的发展趋势主要包括以下几个方向:1. “定制化医疗”:根据个体的基因组信息和生理状态,设计和生产个性化的治疗产品和医疗器械,提高治疗效果。

高三生物细胞工程知识点总结笔记

高三生物细胞工程知识点总结笔记细胞工程作为生物学领域的一个新兴学科,研究的是如何利用生物体内的微生物、细胞等进行工程化的技术应用。

本文将从细胞工程的基本概念入手,介绍一些常见的细胞工程技术和应用,以及细胞工程带来的发展前景。

一、细胞工程的基本概念细胞工程是指将细胞作为工程器具,利用现代生物技术改造和利用细胞的过程。

它包括三个方面的内容:细胞培养技术、细胞操作技术和细胞提取技术。

细胞工程的基本原理是通过对细胞的处理和加工,改变其性能和功能,使其在生产、医学和环境等方面发挥重要作用。

二、常见的细胞工程技术1. 基因工程技术基因工程技术是指对细胞的遗传物质进行改造的技术。

常见的基因工程技术有基因克隆、基因转导、基因敲除等。

通过这些技术,可以改变细胞内的基因组成,进而改变细胞的性状和功能。

2. 细胞培养技术细胞培养技术是指利用人工培养基和特定条件,使细胞在体外进行繁殖和增殖的技术。

细胞培养技术主要包括细胞的分离、培养和保存等步骤。

通过细胞培养技术,可以大量生产细胞用于药物研究或生物制品的生产。

3. 细胞信号转导技术细胞信号转导技术是指利用细胞内信号传递分子进行细胞功能调控的技术。

常见的细胞信号转导技术有蛋白激酶酶活性检测、细胞凋亡检测和细胞周期分析等。

通过这些技术,可以研究细胞内的信号传递机制,进一步了解细胞的生命周期和功能。

三、细胞工程的应用1. 医学领域细胞工程在医学领域的应用非常广泛。

通过细胞工程技术,可以培育人工皮肤、修复组织和器官等。

此外,细胞工程还能用于肿瘤的诊断和治疗,例如通过基因工程技术制备靶向抗肿瘤药物。

2. 环境领域细胞工程在环境领域的应用主要包括环境污染物的检测和处理。

例如,利用细胞工程技术可以研究水体中的微生物污染和细菌降解污染物的能力,进而制定相应的环境保护政策和措施。

3. 生物制药领域细胞工程在生物制药领域的应用非常重要。

通过基因工程技术,可以将目标基因导入细胞中,使其产生特定的蛋白质,进而用于药物的生产。

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细胞工程:以生物细胞或组织为研究对象,应用生命科学理论,借助工程学原理与技术,有目的的利用或改造生物遗传特性,以获得特定细胞、组织、产品或新型物种的一门综合性学科。

1.微繁殖:是指在离体培养条件下、将来自优良植株的茎尖、腋芽、叶片、鳞片等器官、组织和细胞进行无菌培养,经过不断地切割和重复培养,使其增殖并再生形成完整植株,在短期内获得大量遗传性均一的个体的方法。

2.繁殖系数:经一次增值培养或在一定时间段内由一个繁殖体所增殖获得的总繁殖体数或苗数。

3.玻璃化:也称超水化作用,是离体培养过程中试管苗发生形态、生理和代谢异常的现象。

4.褐变:是指组织培养中,由于材料被切割而使多酚氧化酶活化将组织中的酚类物质氧化形成棕褐色的醌类物质,并向培养基中扩散,抑制培养物生长甚至导致其死亡的现象。

5.原球茎:兰科植物的种子在萌发初期并不出现胚根,只是胚逐渐膨大,以后种皮的一端破裂,膨大的胚呈小圆锥状,称作原球茎。

6.茎尖分生组织:指茎尖最幼龄叶原基上方的由2或3层分生细胞组成的很小区域、一般最大直径不超过0.1mm,长度0.25mm,最小的茎尖长度仅有几十微米,有时也称顶端分生组织。

7.不定芽:相对于顶芽和腋芽、由植物的其他部位或器官、组织上通过器官发生重新形成的、无固定着生位置的芽统称为不定芽。

细胞细胞工程知识点绪论研究内容(根据操作对象):1)器官组织和细胞培养2)原生质体培养3)植物胚胎培养4)动物胚胎工程5)转基因动植物6)胚胎干细胞7)染色体工程研究内容(研究水平);个体、器官、组织、细胞、亚细胞、分子等不同研究层次动物细胞发展经历了哪些阶段?答:①细胞培养技术②细胞融合技术③动物胚胎移植技术④体外受精技术⑤动物克隆技术⑥转基因动物技术⑦胚胎干细胞技术生物工程:1)发酵工程2) 基因工程3)酶工程4)细胞工程5)蛋白质工程(第二章没有放进来!!!!)第三章培养原理细胞学说:1838年,主要观点:细胞是生物体的基本结构单位,由它构成整个生物个体。

植物细胞的全能性:每个植物细胞都具有该物种的全部遗传信息,在适宜条件下具有发育成完整植株的能力。

植物细胞全能性含义:(1)每个植物细胞都具有它母性的全部遗传特征。

(2)每一个细胞都可以在特定条件下发育成为与母体一样的植株。

全能性的实现:一个已分化的细胞要实现其全能性两个过程:一是脱分化,使外植体的细胞转变成胚性细胞,从而获得不断分裂的能力;二是再分化,使胚性细胞分化形成器官。

条件:①具有较强全能性的细胞从植物组织抑制性影响下解脱出来,使其处于独立发育的离体条件下;②赋予离体细胞一定刺激,包括营养物质、植物激素、光周期、温度、酸碱度等。

途径:1)以植物的体细胞为培养材料,可以诱导形成完整植株。

2)以植物的性细胞为培养材料,可以诱导形成完整植株。

3)用酶解法去除植物细胞的细胞壁,培养裸露的原生质体,原生质体发育成植物体。

4)加入促溶剂,可以诱导两个不同种的原生质体融合,继续培养可发育成杂种植株。

5)将外源基因通过不同基因载体引入植物细胞,使植物细胞在分子水平上发生修饰,经离体培养后可再生成具有新性状的植物体。

(转基因)植物细胞的分化:由发育起始状态的合子沿个体发育方向不断分化出形态结构、生理功能不同的细胞、组织、器官而最终形成完整植株的过程。

脱分化:在某些特定条件下,分化细胞的表型也不稳定,其基因活动模式也发生可逆的变化,细胞脱离原状态而回复到分生状态。

细胞脱分化的结果产生愈伤组织。

成熟细胞分生细胞多细胞团形态建成完整植株外植体离体培养到再分化形成各器官三个时期:(1)诱导期(2)分裂期(3)分化期植物愈伤组织:植物受到机械、动物或微生物等伤害后,创伤部位的细胞脱分化而不断增值形成松散排列、无特定结构和功能的非器官化组织。

愈伤组织的类型:胚型紧密型(胚性质地较坚实、乳白色或黄色、表面有球形颗粒)易碎型非胚性(松散易碎、黄的或褐色、表面粗糙、生长迅速)Ⅰ型(乳白色或绿色、结构致密、复杂多样、生长缓慢、不宜长时间保持胚性)。

Ⅱ型(淡黄色或黄色、结构松散、松软、呈颗粒状生长较快、能长时间保持胚性。

)Ⅲ型(白色或灰色透明水渍状,松软无结构,形似或冰针絮状,继代易褐化而死亡。

)愈伤组织的细胞组成(分生细胞、薄壁细胞、厚壁细胞和管状细胞。

)分生细胞存在于分生组织和胚状体内,其细胞小,细胞核占比例大,细胞质着色深,无或少有液泡。

薄壁细胞较大,细胞非圆形,核小,且被中央大液泡挤到边缘,很多薄壁细胞中不见核的存在,部分薄壁细胞已解体,胞质内无或残留少量物质,残留物着色均一。

厚壁细胞存在于愈伤组织表面,其细胞质解体,细胞壁是通过木质化或栓质化加厚而形成的。

管状分子是由薄壁细胞经细胞壁木质化次生加厚形成的,有环纹、网纹和孔纹三种类型。

特性:异质性、嵌合性、变异性继代培养;固体培养简便易行,但有缺点:①由于被培养愈伤组织仅一部分和培养基接触,在培养过程中,接触部位的营养物质很快被吸收掉,而从培养基其他区域补充较慢,造成愈伤组织生长不平衡。

②愈伤组织在培养过程中排出的有害物质在培养物附近积累。

③在静止放置情况下,受重力作用和单向受光等因素影响,愈伤组织极易出现极化和分化,产生微管分子和结节等分化细胞,最终难以获得均一的细胞群体。

液体培养的优点:①在液体培养基中愈伤组织一手营养均衡,易获得均一的细胞群体;②愈伤组织块在液体震荡培养中会分裂成更小的细胞团或单细胞,因而产生更大的吸收表面积。

在液体培养基中,体细胞胚胎发生比固体培养基更容易。

被子植物对愈伤组织的诱导较敏感;双子叶植物比单子叶植物容易诱导成功;草本植物比木本植物易产生愈伤组织及进行其后的形态建成。

极性:在器官、组织甚至细胞中,在不同的轴向上存在某种形态结构和生理生化上的梯度差异。

造成了细胞内生活物质的定向和定位。

1.生长素:IAA NAA IBA 2-4D2.细胞分裂素:KP ZP玉米素6-BA 促进细胞分裂调节作用发生在有丝分裂准备期,即G2期。

3.脱落酸:ABA 低水平的ABA有利于胚性愈伤组织的形成。

ABA的效应与外植体的发育时期有关。

4.乙烯:Eth乙烯抑制剂可促进高度胚性愈伤组织的形成。

培养条件的影响 P48器官发生:植物根、茎、叶、花、果实等器官的分化与形成。

生长素和细胞分裂素之间的平衡控制器官发生。

发生方式:直接发生途径:直接产生不定芽。

间接发生途径:先产生愈伤组织生长中心形成器官原基及器官形成。

影响器官发生的因素:体细胞胚胎:离体培养下没有经过受精过程,但经过了胚胎发育过程所形成的胚的类似物。

(SE)①体细胞胚是离体培养的产物,只限于离体培养范围使用,以区别于无融合生殖胚。

②体细胞胚起源于非合子细胞,区别于由受精卵发育而成的合子胚。

③体细胞经过了胚胎发育过程,具有胚根、胚芽和胚轴的完整结构。

与合子胚区别:①无真正胚柄②子叶常不规范③体积明显小④无明显的休眠期,心形期后可直接分化为植株。

与器官发生的比较:一:体细胞胚最根本特征两极性:即在发育的早期阶段从方向相反的两端分化出茎端和根端;器官发生是单极性的。

二:体细胞胚的维管组织分布是独立的“Y”字形结构,与外植体组织无结构上的联系,出现所谓的生殖隔离现象。

三:由体细胞胚形成的再生植株其遗传性相对稳定,变异性远小于由器官发生途径形成的再生植株。

来源1.直接从外植体上产生体细胞胚(在一定的培养条件下,许多离体培养的植物器官外植体表面已分化细胞脱分化后均可产生胚状体。

)2.由愈伤组织产生(离体培养时,存在于愈伤组织内部的一些薄壁细胞开始分裂,形成一个球形的分生中心,球形胚进一步发育成心形胚至鱼雷形胚。

)3.悬浮培养中由胚性细胞复合体表面产生。

4.由悬浮培养中游离的单细胞产生。

5.由单倍体细胞产生。

影响体细胞胚发生因素(1)氮源(2)生长素(3)组织起源P54人工种子技术:通过将植物组织培养中所产生的体细胞胚胎或胚芽等包埋在“人工胚乳”和“人工种皮”里,制成的具有播种功能、类似天然种子的颗粒。

结构:1体细胞胚:胚状体、愈伤原球茎、不定芽、顶芽、腋芽2人工胚乳:养分 3人工种皮:防机械损伤、保护、干燥意义:1)人工种子能代替试管苗的快速繁殖,体细胞胚具有数量多、繁殖快、结构完整的特点。

2)体细胞胚是由无性繁殖体系产生的。

固定杂种优势。

3)使自然条件下不结实或种子生产成本昂贵的植物得以繁殖。

4)可以加入植物激素及有益微生物或抗虫、抗病农药,而赋予人工种子比自然种子更优越的特性。

控制胚性细胞同步化的方法:1.抑制剂法促进细胞同步分裂2.低温处理促进细胞同步分裂3.渗透压控制同步化法4.同步胚的分段收集筛选法5.通气法问题:①高频诱导②可能发生变异③人工种皮还存在缺陷④储存、发芽技术不够成熟⑤工厂化生产配套设施成本过高2、愈伤组织的形成大致可分为几个时期?各有何特点?答:(1)启动期(诱导期):主要是指细胞准备分裂的时期,需要采用合适的诱导剂,如NAA(萘乙酸)、IAA(吲哚乙酸)、2,4-D(2,4-二氯苯氧乙酸)等或细胞分裂素。

特征:距伤口较近的薄壁细胞略有增大,细胞质开始增多,相应的液泡缩小,核变大,呈球形,并由细胞边沿向中央移动;核仁明显变大,RNA含量增加,细胞恢复到具有分裂能力的状态,进入分裂的准备阶段,开始脱分化。

(2)分裂期:进入分裂期就是脱分化的完成,同时也是再分化的开始。

特征:被启动的细胞全面地进行活跃分裂。

启动分裂的细胞体积变小,细胞内有旺盛的物质合成,并逐渐恢复到分生组织状态。

如果此时经常更换培养液,愈伤组织就可以无限制地进行分裂而维持不分化状态。

(3)分化期(形成期):细胞内部开始发生一系列形态和生理的变化,分化出形态和功能不同的细胞。

特征:这一时期与分裂期没有明显界限,一方面细胞不断分裂增殖,形成愈伤组织,另一方面细胞开始再分化。

3.愈伤组织有何生长特征?答:1、愈伤组织的类型:根据组织学外观特征及其再生方式分为:胚性愈伤组织(EC):质地较坚实,颜色有乳白或黄色,表面具有球形颗粒,生长缓慢。

又可分为:致密型、易碎型。

非胚性愈伤组织(NEC):松疏易碎,颜色有黄色或褐色,表面粗糙,生长迅速。

一般只有胚性愈伤组织有再生能力。

某些植物的非胚性愈伤组织经适当继代培养可转变为胚性愈伤组织。

5、培养条件下的器官发生有哪些方式?影响其发生的因素有哪些?(1)有直接发生与间接发生两种途径。

(2)影响其发生的因素有:1、外源激素的影响2、物理因素:光照、温度3、外植体的生理状态4、培养物的年龄8、影响器官发生的主要因素有哪些?答:1、外源激素的影响2、物理因素:光照、温度3、外植体的生理状态4、培养物的年龄9、何谓胚状体?胚状体与合子胚有何异同?答:胚状体离体培养条件下,没有经过受精过程,但是经过了胚胎发育过程所形成的胚状类似物,此现象无论在体细胞培养还是生殖细胞培养中均可以看到,因而统称为体细胞胚或胚状体。

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