细胞工程___第一章细胞工程绪论
生工细胞工程复习题
生工细胞工程复习题《细胞工程》复习参考第一章绪论1、细胞工程的定义及分类。
定义：以细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖，或人为地使细胞的某些生物学特性按人的意愿发生改变从而达到改良生物品种或创造新品种，加速繁育动植物个体，或获得某种有用的物质的过程。
分类：根据生物类型的不同分为动物细胞工程、植物细胞工程和微生物细胞工程。
2、请简单谈谈植物细胞工程在在育种、食品工业等方面的应用。
在植物育种上的应用：将植物常规育种技术和植物组织培养技术相结合，可以获得常规技术难以获得或无法获得的种质材料，缩短育种周期，提高育种效率。
其优势有快速获得特殊倍性材料，克服远缘杂交不亲和，克服杂种胚早期夭折，导入外源基因，种质资源保存，种苗脱病毒与快速繁殖。
在食品工业中的应用：有不受地理、气候、季节条件的影响，节约土地、减低成本、提高经济效益，容易获得诱变突变体等优点。
但许多技术还停留在实验室阶段，生产规模待扩大。
应用有利用植物细胞工程生产香料、调料、食品添加剂、天然食品等。
第二章细胞培养的设备和操作技术1、细胞培养的营养成分主要包括哪些？各有什么功能作用？细胞培养的营养成分包括无机盐、有机化合物和生长调节剂。
无机盐：一是组成各种化合物，成为结构物质；二是构成一些特殊的生理活性物质，参与植物的代谢活动；三是这些元素之间互相协调，以维持离子浓度平衡、胶体稳定、电荷平衡等生物电化学方面的作用；四是在发育过程中影响组织器官的建成。
有机物质：（1）糖：维持培养基合适的渗透压，为细胞提供合成新物质的碳骨架，为细胞呼吸代谢提供底物和能量。
（2）维生素：利于细胞代谢和器官分化。
（3）氨基酸：组成蛋白质及其他代谢功能。
（4）肌醇：促进糖类的相互转化，维生素、激素的利用作用，是培养物快速生长。
（5）腺嘌呤、硫酸盐的激素：促进芽、根的形成和生长。
（6）附加物：为非细胞生长所必需，但对细胞生长有利。
琼脂：使培养基在常温下凝固，不参与代谢。
细胞生物学与细胞工程名词解释
Chapter1绪论1、细胞（cell）：细胞是由膜包围着含有细胞核（或拟核）的原生质所组成，是生物体结构和功能的基本单位，也是生命活动的基本单体。
2、细胞生物学（cell biology）：是研究和揭示细胞基本生命活动规律的学科，它从显微、亚显微及分子水平上研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、代谢、运动、衰老、死亡，以及细胞信号转导，细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等重大生命过程。
3、细胞工程（Cell Engineering）：以细胞为研究对象，运用细胞生物学、分子生物学等学科的原理和方法，按照人们的意志设计改造细胞的某些性状，从而培育出新的生物改良品种或通过细胞培养获得自然界中难以获得的珍贵产品的新兴生物技术。
Chapter2细胞的统一性与多样性1、原核细胞（prokaryotic cell）：没有明显可见的细胞核，同时也没有核膜和核仁，一般只有拟核。
2、真核细胞（eucaryotic cell）：是组成真核生物的细胞，具有典型的细胞结构，有明显可见的细胞核、核膜和核仁和核基质。
3、中膜体（mesosome）：中膜体又称间体或质膜体，是细菌细胞质膜向细胞质内陷折皱形成的，每个细胞有一个或数个；其中含有细胞色素和琥珀酸脱氢酶等呼吸酶；具有类似线粒体的作用，故称为拟线粒体。
4、细胞器（organelle）：存在于细胞中，用光镜、电镜或其他工具能够分辨出的，具有一定特点并执行特定机能的结构。
Chapter3细胞生物学研究方法1、分辨率（resolution）：是指能清楚的区分开两个质点间的最小距离。
2、显微结构（microscopic structure）：光镜下所见到的物体结构。
3、超微结构（ultrastructure）又称为亚显微结构（microscopic structure）：是在光学显微镜下观察不到而只能在电子显微镜下观察的结构。
Chapter4细胞质膜1、血影（Ghost）：将红细胞放入低渗溶液中，质膜破裂，同时释放出血红蛋白和其他可溶性蛋白，这时红细胞膜的仍然可以重新封闭起来，此时的红细胞被称为血影。
细胞工程知识点及重点难点总结
第一章绪论1、细胞工程的概念，广义的细胞工程，狭义的细胞工程,⏹细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的方法,通过类似于工程学的步骤,在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质以获得新型生物或一定细胞产品的一门综合性科学技术。
⏹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。
2、细胞工程的研究内容（研究生物类型,实验操作对象）⏹根据研究生物类型不同，细胞工程可分为动物细胞工程、植物细胞工程、微生物细胞工程。
⏹动物细胞工程包括：细胞培养技术（包括组织培养、器官培养）；细胞融合技术;胚胎工程技术 (核移植、胚胎分割等)；克隆技术（单细胞系克隆、器官克隆、个体克隆）。
⏹植物细胞工程包括:植物组织、器官培养技术；细胞培养技术；原生质体融合与培养技术；亚细胞水平的操作技术等。
3、细胞工程的重要应用（植物、动物）⏹植物细胞工程的应用：脱毒和快速繁殖细胞工程育种：利用培养变异，筛选优良突变体利用远缘杂交幼胚培养，获得杂种植株，克服其杂交不亲和性利用细胞融合技术,克服远缘杂交不亲和性倍性育种离体种质保存细胞培养生产有用物质⏹动物细胞工程的应用动物细胞培养生产医药产品（单克隆抗体）新品种培育试管动物与婴儿组织工程珍稀动物资源的保存与保护第二章细胞工程基础1、细胞分化：个体细胞发育过程中，后代细胞在形态、结构和生理功能上发生差异的过程。
2、发育潜能：指细胞分化能力的强弱。
3、细胞全能性：指细胞具有发育成完整个体的潜能.4、细胞多能性：指随着胚胎发育,有的体细胞失去全能性，具有分化出多种组织的潜能.5、去分化：又称脱分化，指某些条件下分化细胞不稳定，又回到未分化状态的这一过程6、愈伤组织:脱分化后的细胞，经过细胞分裂，产生无组织结构、无明显极性的、松散的细胞团称为愈伤组织。
愈伤组织的种类胚性愈伤组织（Embryonenic callus）:表面光滑、组织结构紧凑、细胞小、再生力强。
细胞工程___第一章细胞工程绪论
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第二节
细胞工程
一、细胞工程
细胞工程是运用细胞生物学和分子生物学的方 法，通过类似工程学的步骤，在细胞整体水平或细 胞器水平上，按照人们的意愿改变细胞内的遗传物 质以获得新型生物或特种产品的一门综合性科学技 术。(p7)
应用的原理和方法 概念 研究的水平 研究的目的 细胞工程
细胞生物学和 分子生物学
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生物化学工程：生物化学工程是由生物科学与化学工程
相结合的交叉学科，主研究新型生物反应器和新型分离技术以及 设备的开发、生物反应过程的数学模型建立和在线检测及控制手 段完善。
四、生物工程在国民经济中的地位
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1)生物制药 2)绿色食品 3)环境保护 4)培育超级农业品种 5)农业现代化 6)提高人类健康水平 7)全面仿生技术
讨论：生命科学未解的八大奥秘？ 思考题：现代生命科学研究的热点？ 作业： 1. 生物工程的概念及研究内容？ 2.细胞工程的概念，研究范围，在生命科学 中与其它学科的关系。 3. 细胞工程技术的标志性成就有哪些？ 4.细胞工程的作用与应用领域？
参考书目： 1、李志勇，《细胞工程》科学出版社。 2、罗立新《细胞工程》华南理工大学出版社。 3、谢从华，《植物细胞工程》高等教育出版社。 4、朱至清，《植物细胞工程》化学工业出版社。 5、安利国，《细胞工程》科学出版社。 6、《动物组织培养技术及其应用》 陈瑞铭 科学 出版社。 7、鄂征 ，《组织培养技术》人民卫生出版社。 8 、司徒镇强 吴军生《细胞培养》 世界图书出版 公司。
这一领域已达到世界先进水平，以花药单倍体育种途径，培育出的水稻品种 或品系有近百个，小麦有30个左右。其中河南省农科院培育的小麦新品种， 具有抗倒伏、抗锈病、抗白粉病等优良性状。
细胞工程
细胞工程11级生物质能班细胞工程(Cell Engineering)生物科学成为当今世界自然科学的热点和重点，主要由于两方面的原因：(1)二十世纪后叶，分子生物学领域一系列突破性成就，使生命科学在自然科学中的地位发生了革命性的变化。
(2)建立在实验室研究基础上的生物技术的发展为人类带来了巨大的利益和财富。
生物技术将是未来经济发展的新动力第一次技术革命工业革命解放人的双手第二次技术革命信息技术扩展人的大脑第三次技术革命生物技术改造生命本身第一章绪论•细胞工程在现代生物技术中的地位•细胞工程概念与研究范畴•细胞工程的发展•细胞工程的理论基础•细胞工程的基本技术•细胞工程技术的应用一、细胞工程在现代生物技术中的地位1、何谓生物技术生物技术的定义：1982年，国际合作与发展组织的定义为：生物技术是应用自然科学及工程学的原理，依靠微生物、动物、植物体作为反应器将生物材料进行加工以提供产品为社会服务的技术。
美国政府技术顾问委员会(OAT) 的定义是：应用生物或来自生物体的物质制造或改进一种商品的技术，其中还包括改良有重要经济价值的植物与动物和利用微生物改良环境的技术。
该定义强调了生物技术的商品属性。
生物技术是指，人们运用现代生物科学、工程学和其他基础学科的知识，按照预先的设计，对生物进行控制和改造或模拟生物及其功能，用来发展商业性加工、产品生产和社会服务的新兴技术领域。
传统生物技术发展阶段古代，人们就会利用微生物发酵法来制醋、做酱、醇酒等，但古代人并不知道微生物的存在，更不懂得什么是发酵，他们对微生物利用完全靠着多年来摸索出来的经验。
19世纪中期，法国微生物学家巴斯德发现了发酵现象，这可以说是生物工程的一个里程碑。
20世纪初，第一次世界大战期间，人们用发酵法生产原料，制造炸药，从此发酵工业开始出现。
20世纪40年代发现了青霉素，抗生素工业开始出现。
20世纪60年代，日本人在制造氨基酸产品时发明了固定化酶连续使用的新技术，于是使酶制剂、氨基酸、核酸、有机酸发酵工业相继获得了发展。
《细胞工程》教案
《细胞工程》电子教案第一章绪论教学目的与要求全面了解细胞工程与现代生物技术的关系；了解细胞工程的发展与相关学科的联系；了解细胞工程在现代世界经济中的潜力。
教学重点：细胞工程学的发展方向与现状及主要内容教学难点：细胞工程学研究的主要内容第一节细胞工程在生物技术领域中的地位一、生物技术概述生物技术是以生物科学为基础，利用生物个体或生物器官、组织、细胞的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系（包括细胞系），以及与工程原理相结合进行产品加工生产的综合性技术体系。
生物技术的内涵主要是：运用现代生物学理论与科学技术改造细胞的遗传物质，培育出人们需要的生物新品种；工业规模地利用现有生物体系，制备生物产品；模拟生物体系，以生物化学工程代替化学工程，制备工业产品；发展相应的科学理论与工程技术。
主要技术范畴包括：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程以及生化工程。
现代生物技术特征：多学科性；商业性；规模化。
二、细胞工程的概念及研究范畴细胞工程（cell engineering）是应用细胞生物学和分子生物学方法，借助工程学的试验方法或技术，在细胞水平上研究改造生物遗传特性和生物学特性，以获得特定的细胞、细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的学科。
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和植物细胞工程。
动物细胞工程包括：细胞培养技术（包括组织培养、器官培养）；细胞融合技术；胚胎工程技术（核移植、胚胎分割等）；克隆技术（单细胞系克隆、器官克隆、个体克隆）。
植物细胞工程包括：植物组织、器官培养技术；细胞培养技术；原生质体融合与培养技术；亚细胞水平的操作技术等。
三、细胞工程与其它相关学科的关系1．细胞工程学科的建立依赖于相关学科理论的发展2．为生物学研究提供新的实验体系3．细胞工程必须与其它生物技术相结合才能更好地发挥作用四、细胞工程在现代生物技术中的地位及其实践意义1．改善农业生产技术2．保护自然资源，维护生态平衡3．生物医药开发第二节动物物细胞工程的发展一．融合现象的发现19世纪30年代，Muller, Schwann, Virchow等相继在肺结核、天花、水痘、麻疹等病理组织中观察到多核细胞现象，但当时并没有引起人们的关注，认为这只是一种特殊现象。
生物工程细胞工程
细胞工程第一章绪论1、什么是细胞工程？其研究范围有哪些？(cell engineering) ：是指通过无菌操作，大量培养细胞、组织乃至完整个体，或者应用细胞生物学和分子生物学等方法进行细胞水平的遗传操作，以快速繁殖生物个体、改良品种、生产生物产品或活性成分的一门综合性科学技术。
研究范围：据研究水平：个体水平、器官水平、组织水平、细胞水平、细胞器水平、分子水平；据研究生物类型：植物细胞工程、动物细胞工程、微生物细胞工程据实验操作对象：细胞培养，细胞融合，细胞核移植，染色体工程，胚胎工程，干细胞与组织工程2、植物细胞工程技术的发展阶段与标志性成就。
（1）萌芽阶段：理论渊源和早期的尝试（1902-1929）Haberlandt：提出细胞全能性（2）奠基阶段：培养技术建立阶段（1930-1955）①培养基模式的建立。
1934年，White 等用番茄根尖建立了第一个活跃生长的无性繁殖系。
提出植物细胞全能性假设。
②激素调控模式的建立。
40年代末开始，探讨器官再分化的研究。
1948年：Skoog和崔澂培养烟草茎段时，发现腺嘌呤或腺苷可解除生长素对芽生长的抑制作用，腺嘌呤/生长素高，生芽；低，生根；相等，不分化。
1955年：Miller 分离出Kinetin，Kinetin / 生长素培养技术建立阶段（1930-1955）1943年：White植物组织培养手册《A Handbook of Plant Tissue Culture》，标志组织培养成为一门新兴学科组织培养的奠基人（3）蓬勃发展阶段（1956- ）1958年：美国科学家Steward F.C. 用胡萝卜根的细胞悬浮培养，发现单个细胞能象受精卵发育成胚一样的途径，发育成完整植抹。
证实了植物细胞全能性学说。
3、动物细胞工程发展的主要标志性阶段。
1、细胞融合现象的发现2、动物细胞培养技术的建立3、细胞融合技术的建立和杂交瘤技术的诞生4、动物克隆技术的建立4、细胞工程的应用？其中，给一些例子，判断是否是细胞工程或者某种技术的产品？（１）、优质植物快繁：如珍稀名贵树木花卉繁殖；（２）、病毒苗木的脱毒：球根花卉、果蔬的脱毒（３）、动物胚胎工程快速繁殖优良、濒危品种：如试管动物：克隆羊、克隆牛（４）、利用动植物细胞培养生产活性产物、药品：动物细胞药品有单克隆抗体，疫苗、干扰素等；药用植物的代谢产物如皂苷、紫杉醇、紫草宁等（５）、新型动植物品种的培育：通过染色体工程、细胞融合、花粉培养等技术实施新品种培育。
细胞工程课件 第一章 细胞工程
5. 花药与花粉培养
无菌培养植物的花药（带花粉）或花粉， 形成单倍体植株。
有效的育种辅助手段：单倍体植株获得以后， 通过染色体加倍，即得到可以稳定遗传的纯合 二倍体，缩短植物育种年限。
6.细胞培养 (Cell culture)
无菌培养植物单细胞或小细胞团。
细胞培养可用于： 1、植物克隆 2、细胞系的诱变和变异体的筛选 3、生产有用化合物（useful chemicals）
细胞工程 Cell Engineering
Plant Cell
Animal Cell
细胞
大量培养 调控分化
生产有用物质(药 物、蛋白质、酶、 有用化合物)
生产组织和器官， 用于医疗修复
个体再生
优良个体克隆， 用于良种推广
遗传改良
新细胞系、新组 织、新个体
细胞融合、细胞器移植、核 质移植、转基因
细胞工程(cell engineering)：在体外培养生物
参考资料
1. 杨淑慎：细胞工程，科学出版社 2. 李青旺：动物细胞工程与实践 ，化学化工出版
社 3. 曹孜义、刘国民（主编）：实用植物组织培养
技术教程，甘肃科学技术出版社，1999年 4. Pierik RLM: In Vitro Culture of Higher Plants
(4th Edition). Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Netherland, 1999. 5. Plant Cell, Tissue, and Organ Culture (杂志) 6. Plant Cell Reports (杂志) 7. 植物生理学通讯（杂志）
无菌培养植物的成熟胚或未成熟胚， 使其形成正常的植株。
植物细胞工程重点内容
植物细胞工程重点，老师上课时指点的。
题型为：名词解释，填空，单选，判断，简答。
0.绪论1细胞工程（cell engineering）：应用细胞生物学和分子生物学方法，借助工程学的试验方法或技术，在细胞水平上改造生物遗传特性和生物学特性，已获得特定的细胞、细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的学科。
细胞工程的核心技术：细胞培养与繁殖。
目的：获得新形状，新个体，新物质。
2为什么细胞工程是现代生物技术的桥梁和纽扣？细胞工程把蛋白质工程，基因工程，生物制药等学科和代谢工程，动植物改良，组织工程等学科联系在一起。
3细胞工程研究范畴：细胞工程研究范畴涉及细胞，组织，器官，胚胎的培养，细胞融合和亚细胞操作技术。
4细胞工程与相关学科的关系（1）细胞工程的建立依赖于相关学科理论的发展；（2）细胞工程为生物学研究提供了新的实验体系，从而又促进了生物科学的迅速发展；（3）细胞工程必须与其他的生物技术相结合才能更好的发挥作用。
5细胞工程的应用和意义：（1）改善农业生产技术：动植物品种改良与繁殖；（2）保护生态环境：生物工业避免化学工业污染；名贵药物的细胞生产保护自然资源；（3）生物医药、生物材料的开发与应用：以生物技术为依托的新型产业具有极大的商业潜力，也是本世纪各国几句竞争的领域之一。
6本章小结现代生物技术是一个综合技术体系；细胞工程在现代生物技术中起着桥梁和纽带作用；细胞工程的产生和发展依赖于生物科学相关领域的理论和技术发展；细胞工程技术在现代农业、医学以及工业生产中具有广泛的应用前景。
1.第一章1基本实验室包括：准备室，无菌室，培养室。
2灭菌（1）接种室灭菌：紫外灯照射(无菌室、超净台)；熏蒸灭菌(无菌室)；喷雾消毒(超净台;无菌室)。
（2）接种工具、容器的灭菌：干热灭菌或湿热灭菌。
在无菌操作时，把镊子、剪刀、解剖刀等浸入95%的酒精中，使用之前取出在酒精灯火焰上灼烧灭菌。
冷却后，立即使用。
（3）培养基：一般用高温蒸汽灭菌。
细胞工程细胞生物缩减版答案
细胞工程第一章绪论1.细胞工程的定义与特点。
答：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。
研究对象：动植物细胞、组织或器官、胚胎，也包括原生质体、细胞器、染色体、细胞核和胚胎。
技术范围：细胞融合、细胞拆合、染色体导入、基因转移、胚胎移植和细胞组织培养技术等。
特点：前沿性：现代生物技术的热点；争议性：新技术给伦理道德带来的冲击；综合性：多学科交叉；应用性：工程类课程，重在产品和技术第二章细胞工程的理论基础一、名词解释细胞全能性:单个细胞具有发育成为完整个体的潜能。
体内各种细胞均含有物种的全部基因，但在细胞中只有少部分基因在活动。
生物体内，每个活的体细胞具有母体的全部的遗传信息，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。
细胞分化: 指在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能上的特化过程。
时间上的分化：一个细胞在不同发育阶段可以有不同的形态结构和功能。
空间上的分化：对于多细胞生物来讲，同一细胞后代，由于所处的环境不同而可以有相异的形态结构和功能。
细胞脱分化与细胞再分化: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组织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。
细胞再分化：定义：脱分化细胞在适当条件下重新进入有序生长和分化状态的过程。
持家基因：又称管家基因，是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。
奢侈基因：即组织特异性基因，是指不同类型细胞中特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与功能。
二、问答题1、什么是细胞的分化？根据基因与细胞分化的关系，细胞中的基因可分为哪几类？细胞分化的实质是什么？细胞分化：指在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能上的特化过程。
细胞工程-第章-绪论(1)
细胞工程-第章-绪论(1)细胞工程-第章-绪论细胞工程是生物领域一种应用工程学原理的一个重要分支，涉及到细胞学、遗传学、生物学等多个学科。
其主要目的在于通过改变生命体内细胞的基本功能来创新性地开发新的生物产品、生产方式和生物技术。
相比于传统的生物工程技术，细胞工程掌握的是更为深入的遗传学知识和先进的分子技术，使之成为现代生物科学的前沿领域。
本文将从以下几个角度介绍细胞工程的概念、意义以及发展前景。
一、细胞工程的概念细胞工程的基本工作流程是利用先进的分子技术和现代遗传学知识对生物细胞进行改造和优化，最终产生出特定的生物产品或改善现有产品的生产方式。
其中分子技术包含了DNA的分离、克隆、测序等技术，以及RNA的转录、翻译等过程。
这些技术都有助于理解细胞的内部机制，使得改造细胞成为可能。
二、细胞工程的意义细胞工程的应用范围极为广泛，可以应用于医药、农业、生态等各个领域。
医药领域，利用细胞工程可以生产出更加高效和安全的生物药品；农业领域，利用细胞工程可以改善农产品的品质和产量，最大程度地保证农产品的健康和安全；在生态领域，细胞工程技术可以应用于环境污染治理、资源回收等方面，从而保护生态环境，维护生态平衡。
可以说，细胞工程在现代生物科学中发挥了重要的作用。
三、细胞工程的发展前景细胞工程在医药领域中的应用前景更为广阔。
目前，细胞工程团队致力于研究更多的生物药品，并从长远角度考虑，打造出更多的针对性治疗方法。
此外，随着时代的不断发展和科技的不断进步，细胞工程也必将不断推陈出新，拓展着其应用范围。
总之，在未来的生命科学领域，相信细胞工程技术将为我们创造更多奇迹，给人类带来更多的贡献。
细胞工程学教学大纲
《细胞工程学》教学大纲课程名称：细胞工程学课程类别：专业必修课学时：32 学时学分：2学分考核方式：考试适用专业：生物技术开课学期：第5学期一、课程性质、目的任务《细胞工程》是通过对细胞及其组分的人工操作，研究生命活动规律；实现对动植物的遗传改造,用于农业、林业、园艺等生产实践；结合非生物材料等手段，生产用于治疗人类疾病或缺陷的人工器官，组织, 细胞及其代谢产物或用于深入研究的材料等为主要研究内容的一门新兴学科。
通过本课程的学习，使学生系统掌握该门学科形成与发展，理论与原理，技术与方法等基础知识，结合科研实际以及最新研究动态，使学生对本课程有一个全面的了解；以适应后基因组学时代在教学、科研和生产开发各方面对当代生命科学人才知识结构的需求。
二、课程基本要求通过对细胞工程学的特性和内容，细胞工程的主要类型和技术操作，细胞工程学研究的基本方法等进行阐述，使学生能够掌握如何将细胞工程学知识应用于生产实践。
三、学时分配四、教学方法与考核1．教学方法：讲授法、案例分析法2．课程考核方法：考试1）平时成绩占20%，期末考试成绩占80%2）平时成绩评分标准平时成绩（100分），包括学生课堂出勤情况（20分）、课堂发言及积极参与情况（20分）、课后作业完成情况及质量（60分）。
此项成绩需由教师提供评分依据及记录。
3）期末成绩评分标准以评分标准为依据，所得卷面成绩为准，以考试试卷形式考查，考试形式为笔试，满分100分，试题包括基本知识概念，知识的理解和应用，综合应用等能力等教学内容的考查。
全面涵盖本课程知识重点和难点，渗透学科前沿及进展，能够真实反映学生对本课程的知识和能力的学习情况。
五、大纲正文绪论（2学时）【目的要求】1. 了解细胞工程的发展历史。
2. 了解生物工程学的组成内容3. 了解细胞工程的应用。
4. 理解生物工程学与其它学科之间的学科交叉。
5. 理解细胞工程学与生物工程的其他技术之间的联系。
6. 掌握细胞工程学的主要组成。
细胞工程重点整理
细胞工程第一章绪论1.细胞工程学（cell engineering）是以生物细胞、组织或器官为研究对象，运用工程学原理，按照预定目标，改变生物性状，生产生物产品，为人类生产或生活服务的科学。
根据研究对象可分为：植物细胞工程（plant~）、动物细胞工程（animal~）和微生物细胞工程（microorganism~）.生物技术（biotechnology）是指应用自然科学或工程原理，依靠微生物、动物或植物体作为反应器，将物料加工以提供产品为社会服务的技术。
主要包括发酵技术和现代生物技术。
2.细胞工程研究的内容：转基因动植物；染色体工程；组织、器官或细胞培养；原生质体培养；植物胚胎培养；动物胚胎移植、胚胎培养和试管动物；克隆动物。
3.细胞工程学理论基础：4.细胞工程学的发展：5.成熟期、迅速发展期的培养技术：6.细胞工程与基因工程：7.植物体细胞融合与动物体细胞融合：第二章细胞工程的细胞学基础1.细胞周期（cell cycle）:细胞分裂后产生新细胞，通过一定生长，随后又进行分裂形成两个新的子细胞，细胞这种周而复始的生长与分裂，即从一次细胞分裂结束开始，到下一次细胞分裂结束所经历的过程，称为一个细胞周期，可分为细胞分裂间期（interphase）[G1,S,G2]、细胞分裂期（division）.2.(细胞进入G1期后，三种情况)继续增殖：周期细胞（cycling cell/periodic cell）：不断离开G1期，并通过其他各期完成细胞分裂。
具有连续分裂能力，如分生细胞（根尖、茎尖的原分生组织细胞）。
不再增殖：终端分化细胞（terminal differentiation cells）：终生处于G1期而退出细胞周期，失去分裂能力，如多数成熟细胞（韧皮部的筛管分子）。
暂不增殖：G0期细胞（G0 phase cells）：细胞暂不分裂，执行其他功能，但保持分裂能力，在某些条件的刺激下恢复分裂能力，离开G1期进入细胞周期，如植物薄壁细胞。
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1982年国际合作及发展组织对生物技术进行了重新定 义：生物技术是应用自然科学和工程原理，依靠微生物、 动物、植物作为反应器将物料进行加工以提供产品来为社 会服务的技术。
二、生物工程的发展史
1、古代生物工程阶
历史：4000多年前-20世纪30年代。 产品特点：化合物结构较简单，属初级代谢产物。
生产过程：设备要求不高、规模不大、过程较简单，属嫌气 发酵。
三、生物工程的基本内容
• 按照生物工程的研究或操作层次分为：微观生物工程：染色
体操作、细胞重组等。宏观生物工程：试管植物、发酵罐。
• 按照生物工程改造的对象，主要包括基因工程、蛋白质工程、
酶工程、细胞工程、发酵工程和生物化学工程六个方面。p3
• 按照应用的生产部门有农业、环境、医学、卫生、公安等多
(二)细胞工程与其它生物工程之间的关系
1.细胞工程的建立依赖于相关科学理论的发展。 2.为生物学研究提供新的实验体系。
3.细胞工程必须和其它生物技术结合才能更好地发 挥作用。(p14)
细胞工程与其它生物工程之间的关系图解 (p14)
细胞工程的的技术与应用实例
• 例1：粮食与蔬菜生产 • 利用细胞工程技术进行作物育种，是迄今人类受益最多的一个方面。我国在
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生物化学工程：生物化学工程是由生物科学与化学工程
相结合的交叉学科，主研究新型生物反应器和新型分离技术以及 设备的开发、生物反应过程的数学模型建立和在线检测及控制手 段完善。
四、生物工程在国民经济中的地位
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1)生物制药 2)绿色食品 3)环境保护 4)培育超级农业品种 5)农业现代化 6)提高人类健康水平 7)全面仿生技术
个方面。
基因工程是生物工程的核心。基因工程的核心技术是DNA重 组。
现阶段生物工程是以核酸和蛋白质为主的工程。
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基因工程：对基因加工改造和创新，主要方法是DNA重组。 蛋白质工程：是以人门所需的蛋白质为目的生物工程。通
过蛋白质的结构反向设计、选择或修改相应基因，和基因工程获 得所需蛋白质。
酶工程：是以人们所需的酶为目的，通过基因工程和蛋白
Байду номын сангаас
• 例2：园林花卉 • 在果树、林木生产实践中应用细胞工程技术主要是微繁殖和去病毒技
术。几乎所有的果树都患有病毒病，而且多是通过营养体繁殖代代相 传的。用去病毒试管苗技术，可以有效地防止病毒病的侵害，恢复种 性并加速繁殖速度。目前，香蕉、柑橘、山楂、葡萄、桃、梨、荔枝、 龙眼、核桃等十余种果树的试管苗去病毒技术，已基本成熟。香蕉去 病毒试管苗的微繁殖技术已成为产业化商品化的先例之一。因为香蕉 是三倍体植物，必须通过无性繁殖延续后代，传统方法一般采用芽繁 殖，感病严重，繁殖率低；而采用去病毒的微繁殖技术不仅改进了品 质，亩产量约提高30％～50％，很容易被蕉农接受。
讨论：生命科学未解的八大奥秘？ 思考题：现代生命科学研究的热点？ 作业： 1. 生物工程的概念及研究内容？ 2.细胞工程的概念，研究范围，在生命科学 中与其它学科的关系。 3. 细胞工程技术的标志性成就有哪些？ 4.细胞工程的作用与应用领域？
参考书目： 1、李志勇，《细胞工程》科学出版社。 2、罗立新《细胞工程》华南理工大学出版社。 3、谢从华，《植物细胞工程》高等教育出版社。 4、朱至清，《植物细胞工程》化学工业出版社。 5、安利国，《细胞工程》科学出版社。 6、《动物组织培养技术及其应用》 陈瑞铭 科学 出版社。 7、鄂征 ，《组织培养技术》人民卫生出版社。 8 、司徒镇强 吴军生《细胞培养》 世界图书出版 公司。
细胞工程概论
北方民族大学生物科学与工程学院 课件制作与主讲：曹君迈 2009.2
第一章
第一节
绪论
生物工程
一、掌握生物工程的概念 二、了解生物工程的发展史 三、生物工程的基本内容 四、生物工程在国民经济中的地位 五、现代生命科学研究的热点
一、生物工程的概念
1.定义：是以生命科学为基础，利用生物体系和工程学原 理产生生物制品和创造新物种的一门综合技术。(p1) 或者说：利用生物有机体或部分组织、器官 发展新工艺和制造新产品的一门科学技术。 、细胞等
例3 资料：植物基因工程的新进展
自1983年首次获得转基因烟草、马铃薯以来，短短十余 年间，植物基因工程的研究和开发进展十分迅速。国际上获
得转基因植株的植物已达35科，120种以上，包括水稻、玉
米、马铃薯等作物；棉花、大豆、油菜、亚麻、向日葵等经 济作物；番茄、黄瓜、芥菜、甘蓝、花椰菜、胡萝卜、茄子、 生菜、芹菜等蔬菜作物；苜蓿、白三叶草等牧草；苹果、核 桃、李、木瓜、甜瓜、草莓等瓜果；矮牵牛、菊花、香石竹、 伽蓝菜等花卉；以霸占杨树等造林树种。应该说转基因植物 研究取得了令人鼓舞的突破性进展。
这一领域已达到世界先进水平，以花药单倍体育种途径，培育出的水稻品种 或品系有近百个，小麦有30个左右。其中河南省农科院培育的小麦新品种， 具有抗倒伏、抗锈病、抗白粉病等优良性状。
• 在常规的杂交育种中，育成一个新品种一般需要8～10年，而用细胞工程技
术对杂种的花药进行离体培养，可大大缩短育种周期，一般提前2～3年，而 且有利优良性状的筛选。前面已介绍过的微繁殖技术，在农业生产上也有广 泛的用途，其技术比较成熟，并已取得较大的经济效益。例如，我国已解决 了马铃薯的退化问题，日本麒麟公司已能在1000升容器中大量培养无病毒 微型马铃薯块茎作为种薯，实现种薯生产的自动化。通过植物体细胞的遗传 变异，筛选各种有经济意义的突变体，为创造种质资源和新品种的选育发挥 了作用。现已选育出优质的番茄、抗寒的亚麻、以及水稻、小麦、玉米等新 品系。有希望通过这一技术改良作物的品质，使它更适合人类的营养需求。
五、现代生命科学研究的的热点
• 1、以蛋白质工程为主要内容的生物大分子结构与功能研究 • 2、以信号传递和相互作用为基础的基因控制细胞机理研究 • 3、在完成人类及所有生物基因测序后对基因结构和遗传语 • • • • • •
言研究 4、开展包括分子水平上的以实现遗传、发育、进化大统一 为目的的综合理论研究 5、研究神经网络和神经信息处理机制，揭示脑工作原理 6、心理、智力、性格、行为模式的行为学机制和量化研究 7、生态学在微观与宏观结合、理论与控制结合上进行定量、 预测和工程化方向研究 8 、人体功能 ( 包括潜在功能如经络、气功、特异功能等方 面)研究 另外：人工生命体的合成
2、近代生物工程阶段
历史： 1928-60年代 产品特点：产品类型多，包括：初级代谢产物、次级代谢 产物、以及生物转化、酶反应等产品。 生产过程：技术要求高，需在无菌条件下进行。大多数过 程为好气发酵，发酵规模巨大。
3、现代生物工程阶段 历史：1953年始-产品特点：主要是利用DNA重组技术和细胞融合等技术生 产生物产品，如胰岛素、生长激素、细胞因子、单克隆抗 体、生物杀虫剂、生物杀菌剂等。 生产过程：技术要求高，设备更高，用生物反应器大规生 产。
质工程获得所需的酶。已知有的酶本质不是蛋白质而是核酸，目 前的酶工程仅限于本质为蛋白质的酶。
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细胞工程：是以细胞和细胞器为对象进行操作，最终获得
人们所需的细胞、组织或个体。
发酵工程：是生物工程的主要终端，通过反应器的设计和
发酵工艺的建立，对获得的工程菌或细胞进行扩大生产，最终分 离提取所需的生物工程产品。
细胞整体水平 或细胞器水平 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
分类
植物细胞工程 理论基础 细胞的 全能性 动物细胞工程
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二、细胞工程的发展历史
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1838，马勒在脊椎动物肿瘤细胞中观察到多核现象 1902，哈泊兰德预言了植物细胞的全能性； 1907，美国哈里森培养了蛙胚神经组织； 1934，荷兰温特发现生长素；White 以番茄根尖为外植体 第一个成功的获得了活跃生长的无性繁殖系。 1958，Steward 利用胡罗卜根尖为外植体成功的获得了 单细胞培养的再生植株。证明了植物细胞的全能性。 1960，英国诺丁汗大学科金教授使用酶解方法从番茄幼苗 根部制备得到大量原生质体； 1972，美国卡尔森等用NaNO3为融合诱导剂，将来自不 同种的烟草原生质体进行融合，获得世界上第一个体细胞 杂种植株； 1977，英国胚胎工程技术，首例试管婴儿； 1997，多莉克隆羊； 2001，首例克隆猪…
大棚种植的转基因(抗青枯病)马铃薯
• 2000年，法国科学家利用基因技术“制造”出了一只可
以发出绿色荧光的兔子“Alba”。应用了受精卵显微注射 技术，从水母身上采集了荧光蛋白，基因改良后，使它的 发光率比原先提高了两倍，再将该基因植入到了兔子的受 精卵中，由此培养出了会发光的兔子Alba。
在普遍光线下，它 看上去与其它同类 没有区别，但是在 较暗的光线下，它 的身体就会放射出 奇异的绿光来。
三、细胞工程的主要研究内容及技术手段
1.研究内容(p9-10) 动植物细胞与组织培养； 细胞融合； 染色体工程； 胚胎工程； 细胞遗传工程
动植物细胞培养 动植物细胞融合 2.常用的技术手段 单克隆抗体 胚胎移植 核移植
四、细胞工程重要应用及 其与其它生物工程的关系
(一)细胞工程重要应用(p11-13) • 优质植物快速培育与繁殖； • 动物胚胎工程快速繁殖优良、濒危品种； • 利用动植物细胞培养生产活性产物、药品； • 新型动植物品种的培育； • 供医学器官修复或者移植的组织工程； • 转基因动植物的生物工程反应器； • 在遗传学、发育学等领域的理论研究； • 在能源、环保等领域的应用。
• 近年来，对经济林木组织培养技术的研究也受到很大的重视。采用这
一技术可比常规方法提前数年进行大面积种植。特别是有些林木的种 子休眠期很长，常规育种十分费时。据不完全统计，现已研究成功的 林木植物试管苗已达百余种，如松属、按树属、杨属中的许多种，还 有泡桐、槐树、银杏、茶、棕榈、咖啡、椰子树等。其中桉树、杨树 和花旗松等大面积应用于生产，澳大利亚已实现桉树试管苗造林，用 幼芽培养每年可繁殖40万株。