细胞工程期终复习提纲

细胞工程期终复习提纲
绪论?1 生物工程（生物技术）
?生物技术是以生命科学为基础，利用生物体系和工程学原理生产生物制品和创造新物种
的一门综合技术。

?生物技术主要包括：细胞工程、基因工程、发酵工程、酶工程、蛋白质工程和生物化工程。

?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特种细胞产品的一门综合性科学技术。

?3 细胞工程主要研究内容
?（1）动植物细胞与组织培养
? 主要包括细胞培养、组织培养和器官培养。

?（2）细胞融合
?（3）染色体工程：按人们的需要来添加、削减或替换染色体的一种技术。

主要用于新品种的培
育。

?（4）胚胎工程：主要是对动物的胚胎进行某种人为的工程技术操作获得人们所需要的成体动物，包括胚胎分割、胚胎融合、卵核称植、体外受精、胚胎培养、胚胎移植、性别鉴定、胚胎冷冻技术等。

?（5）细胞遗传工程：主要包括克隆和转基因技术。

4 细胞工程的重要应用上篇：植物细胞工程
?第一章实验室设置及常规技术 ?1 实验设置
3 培养基的配制都是由无机营养（大量元素、微量元素）、有机营养（碳源、维生素、氨基酸）和激素这几大类成分构成。

此外，必要时还需向培养基中加入一些复合的有机物或天然提取物，
4 材料、器械的消毒与无菌操作
第二章细胞的全能性与脱分化、再分化
?1 细胞的全能性及其表达
植物细胞全能性学说细胞全能性的概念 ?4 植物细胞的脱分化
?所谓细胞脱分化（dedifferentiation）是指在离体培养条件下，分化细胞失去其原
有分化的典
型特征，转变为分生状态，形成胚性细胞团或愈伤组织的现象。

脱分化后的细胞，经
过分裂，产生无组织结构、无明显极性的细胞团称为愈伤组织。

分化细胞的脱分化需要
两个条件：创伤和外源激素。

影响植物细胞脱分化和再分化的因子
主要包括内因和外因两个方面。

内因主要指植物的遗传特性和生理状态。

外因主要包
括植物细胞营养条件（无机营养、有机营养、植物激素、天然提取物等）和环境条件（渗
透压、酸碱度、温度、湿度、光照等）
第四章植物组织培养与快速繁殖
?1 植物组织培养的基本概念与步骤
?植物组织培养：
?指在无菌条件下，将离体的植物器官（如根尖、茎尖、叶、花、未成熟的果实、种
子等）、组织
（如胚乳、皮层等）、细胞（体细胞、生殖细胞等）、胚胎（成熟和未成熟的胚）、
原生质体等培养在人工配制的培养基上，给予适当的培养条件，诱导产生愈伤组织或完整
植株的实验技术。

?外植体：
?指植物组织培养中用来进行离体无菌培养的材料，可以是器官、组织、细胞和原生
质体。

?愈伤组织：
?脱分化后的细胞，经过分裂，产生无组织结构、无明显极性的细胞团称为愈伤组织。

愈伤组织细胞大而不规则，高度液泡化，没有次生细胞壁和胞间连丝。

?继代培养：
?外植体在培养基上培养一段时间后，营养物质枯竭、水分散失，并且积累一些代谢
产物，需将培养物转到新的培养基上继续培养，这种转移称为继代培养或传代培养。

?植
物组织培养的基本步骤 ?（1）培养材料的采集 ?（2）培养材料的消毒处理 ?（3）制备
外植体 ?（4）接种和培养 ?（5）生根培养 ?（6）炼苗和移栽
?植物快速繁殖技术在园艺和农业生产中具有广泛的用途，主要有以下几个方面： ?（1）克服高度杂合物种因有性繁殖而引起的后代严重分离。

（2）名优植物或濒危植物的
快速繁殖。

（3）无病毒苗木生产。

（4）单独繁殖雌株或雄株。

（5）种质资源保存。

第四章花药培养 ?花药培养的程序大致如下：
?（1）从植株上取花粉单核期的花蕾或幼穗； ?（2）在保湿条件下低温预处理； ?（3）对花药进行表面消毒；
?（4）接种到培养基上，在适宜温度下进行培养；
?（5）将花粉胚或花粉愈伤组织转入再生培养基中，进行植株再生培养； ?（6）
花粉植株的染色体加倍（在试管苗阶段或移栽成活后）； ?（7）花粉植株移栽。

花药培养的影响因素
单倍体在植物遗传育种中的应用（1）控制杂种分离，缩短育种周期（2）提高常规育种的选择效率（3）单倍体是诱变育种的良好材料诱导单倍体的途径（1）孤雌生殖（2）
孤雄生殖（3）
无融合生殖（4）体细胞减数分裂
第五章胚胎培养
植物的幼胚发生败育，或者种子中的成熟胚不容易萌发，只有进行胚胎培养，才能获得下一代种苗。

?1. 胚胎培养
?成熟胚培养
幼胚培养影响因素主要包括胚胎的发育时期、培养基、培养条件等。

胚胎培养的应用?离体胚
胎培养可以克服种、属间受精障碍，克服杂交后胚的衰亡，保证种内或种间杂交的成功，或用于无性繁殖困难的植物的培养。

胚培养还可以打破种子休眠，缩短育种周期，克服种子生活力低下和自然不育等，对于植物界物种进化具有极其重要的意义。

(1)拯救杂种胚，获得稀有杂种?(2)打破种子休眠，缩短育种周期
2
4
胚乳培养
子房、胚珠培养离体受精与合子培养
4
离体受精与合子培养包括四个关键步骤，即精子的分离、卵细胞的分离、精卵离体融合和合子离体培养。

第七章
?主要产品种类
植物细胞培养
?（1 ）药用代谢产物
?（2 ）天然食品添加剂 ?（3 ）杀虫剂、杀菌剂
?植物细胞大量培养的三个步骤
?（1）诱导植物产生旺盛生长的愈伤组织和悬浮细胞系
?植物细胞悬浮培养是指在离体条件下，将愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基
中进行振荡培养，得到游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖，从而获得大量细胞群体的一种技术。

?成功的细胞悬浮系应当满足3个基本条件：
?1）悬浮培养物分形散性良好，细胞团较小，一般由几十个以下的细胞组成，但很少完全由单细
胞组成的县浮细胞系。

2）均一性好。

3）生长迅速。

“S”型曲线可分为四个时期：延迟期、对数生长期、减缓期和静止期。

培养周期内各个时
期的特点
?（2）筛选高产细胞系
根据细胞表型进行筛选?根据单细胞克隆次生代谢产物含量进行筛选 ?（3）在生物反应器中大量培养细胞或细胞团
?3 植物细胞大量培养
?3.1 用于植物细胞大量培养的生物反应器 ?（1）搅拌式生物反应器
(2）气升式生物反应器（3）固定化细胞反应器（4）光照生物反应器
第六章原生质体培养
原生质体是去掉细胞壁的单细胞，它是在离体培养条件下能够再生完整植株的最小单位。

每个原生质体都含有该个体的全部遗传信息，在适宜的培养条件下，具有再生成与其亲本相似的个体的全能性。

原生质培养（Protoplast culture）的主要目的是通过原生质体的融合，克服远缘杂交障碍，实现体细胞杂交（Somatic hybridization），从而产生杂交后代。

?1 原生质体的分离
（1）机械分离方法
（2）酶解分离法影响原生质体活力的因素
2
原生质体的培养
?培养方式
即固体培养、液体培养、固体液体结合培养和滋养培养。

?滋养培养
?滋养培养是利用能够分泌生物活性物质的细胞或组织培养物作为滋养者，来促进原生质体的分裂和生长。

?影响原生质体培养的因素
?（1）原生体的活力（2）原生质体密度（3）细胞壁再生速度（4）培养条件原生质体融合与体细胞杂交
两种异源原生质体在诱导剂诱导下相互接触，从而发生膜融合、胞质融合和核融合，并形成杂种细胞的过程称为细胞融合，或细胞杂交。

如果融合的细胞为体细胞则称体细胞杂交。

?细胞融合具有重要意义，它可克服种、属以上植物有性杂交不亲和性障碍，实现远缘杂交，为广泛重组遗传物质开辟新途径。

?原生质体融合： ?（1）自发融合
（2）诱发融合
1） NaNO3诱导融合 3）高pH高钙离子诱导融合
3)
聚乙二醇（PEG）诱导融合
4）PEG与高pH、高钙离子相结合的融合法 5）电击融合
6 杂种细胞的选择和体细胞杂种的鉴定
?6 体细胞杂交技术在农业生产中的应用
?（1）体细胞杂交合成新物种
（2）体细胞杂交可培育抗病新品种
（3）胞质杂种在育种上的应用
具有一个亲本细胞核和两个亲本细胞质的体细胞杂种称为胞质杂种。

不对称融合的供体―受体系统，使得一个亲本的原生质体的细胞核失活（细胞质供体），另一个亲本的原
生质体细胞质的线粒体失活（细胞质受体）。

第八章体细胞胚胎发生和人工种子
?1 体细胞胚胎发生
?从体细胞产生胚状体的过程叫做体细胞胚胎发生（somatic embryogenesis）。

?影
响胚状体发生和发育的因素 ?（1）供体植物的基因型
（2）外植体的来源和培养物的生理状况（3）与胚状体发生相关的基因表达（4）
培养基中外源激素（5）培养基的氮源
（6）天然提取物和活性碳对胚状体形成的作用
2 人工种子
?将植物组织培养产生的胚状体包裹上用有机化合物和营养物质制作的人工种皮，即
成为
人工种子（artificial seeds）。

人工种子具备以下几个特点：
?（1）具有发育良好的体细胞胚，并能发育成正常的完整植株。

?（2）具有人工
胚乳可提供种胚发育的营养。

?（3）具有能起到保护作用的人工种皮。

AB两种植物亲缘关系远,常规育种困难,设计一套通过离体培养的方式获得杂种的方案.
下篇动物细胞工程
?第九章动物细胞与组织培养 ?1 动物细胞的特点
2 动物细胞与组织培养的定义
?动物细胞与组织培养是从动物体内取出细胞或组织，模拟体内的生理环境，在无菌、适
温和丰富营养条件下，使离体细胞或组织生存、生长并维持结构和功能的一门技术。

4 动物细胞的体外培养生长特点
（1）贴附型细胞（3）非贴附型细胞
?5 动物细胞、组织培养的基本技术
?体外培养特点：
?动物细胞对营养要求更加苛刻，除一般营养外，还需要血清。

对培养培养适应性更差。

动物细胞
生长缓慢，因此培养时间较长。

?培养条件：
?1）温度：与多数哺乳类动物体内温度相似，培养最适温度为37℃。

?2）pH值：最适pH值为7.2~7.4。

当pH值低于6或高于7.6时，细胞的生长会受到影响，甚至导致死亡。

?3）气体：氧气和二氧化碳用以保证细胞体内的代谢活动的进行。

二氧化碳还有一个重要作用，即调节pH值。

4）营养：动物细胞对营养要求较高，往往需要多种氨基酸、维生素、辅酶、核酸、激素和生长因子，在多数情况下还需要加血清。

动物细胞培养的传统方法
?（1）悬滴培养法
（2）旋转管培养方法（3）灌注小室培养法 4）培养瓶培养法 5）培养板培养法感谢您的阅读，祝您生活愉快。