细胞工程
细胞工程的名词解释是什么
细胞工程的名词解释是什么细胞工程,是一门通过应用生物技术和工程原理研究和利用细胞的学科。
它将工程学和生物学相结合,旨在改变细胞的特征、功能或行为,以满足各种实际需求。
细胞工程在医学、农业、食品工业等领域具有广泛的应用前景。
一、细胞工程的基本原理细胞工程的核心在于对细胞的改造和设计。
研究人员通过基因工程技术、细胞培养和细胞分化等手段,对细胞进行修饰和改变,使其具备特定的功能和特性。
这种方式在基因治疗、组织工程和器官移植等领域具有重大意义。
基因工程技术是细胞工程的重要工具之一。
通过插入、删除或修改细胞的基因序列,研究人员可以改变细胞的生理特征和功能。
基因治疗便是细胞工程的一个应用领域,通过提供、修复或替换功能缺失的基因,治疗一些遗传性疾病。
细胞培养是细胞工程的另一个主要手段。
研究人员将细胞在实验室中繁殖和培养,以满足大规模生产和应用的需要。
细胞培养技术广泛应用于药物研发、生物制造和组织工程等领域,为人类健康和生产提供了重要的支持。
细胞分化是细胞工程的重要环节。
通过控制和引导细胞的分化方向,研究人员能够使其发展成为特定类型的细胞或组织。
这对于再生医学和组织工程等领域来说非常关键,为细胞材料的修复和替代提供了可能。
二、细胞工程的应用领域细胞工程在医学领域具有巨大的潜力。
通过细胞工程技术,研究人员可以设计和构建人工器官,替代或辅助受损的组织和器官,为病患提供重要的帮助。
此外,细胞工程还可以用于研发新型药物和治疗方法,提高疗效和降低副作用。
农业领域也是细胞工程的重要应用领域之一。
通过改造作物细胞的基因,在作物中增加耐虫性、抗病性或提高产量等特征,可以有效提高农作物的质量和产量,减少对化学农药的依赖,实现可持续农业的发展。
此外,细胞工程还在食品工业中起到重要的作用。
研究人员通过细胞工程技术,培育高营养价值和功能性的食品材料。
这不仅可以满足人们对于健康食品的需求,还有助于解决全球食品供应和营养不足的问题。
三、细胞工程面临的挑战与展望尽管细胞工程在多个领域已经取得了显著的进展,但仍然面临着许多挑战。
高中生物选修3细胞工程
– 单倍体育种 – 诱导突变体
• 细胞产物的工厂化生产
一 植物繁殖的新途径
(一)微型繁殖技术(也称快速繁殖技术) 1.概念: 快速繁殖优良品种的植物组织培养技术
2.优点: 1)保持优良品种的遗传特性 2)高效快速地实现种苗的大量繁殖
3.成就:
一 植物繁殖的新途径
(一பைடு நூலகம்微型繁殖技术(也称快速繁殖技术)
的形成
再分化 试管苗的形成
扩大培养
请根据上面的实验过程,概括出植物 组织培养技术的流程简图。
植物材料 (消毒)
脱分化
愈伤组织
无菌接种、诱导
再分化 诱导
试管苗
移栽到大田 培养成正常植株
合作学习
(1)在组织培养实验中,为什么要强调 所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作?
防止杂菌污染,因为杂菌生长快, 会和培养物争夺营养。杂菌生长过程 中会产生有害的物质,导致培养物迅 速死亡。
植物细胞的脱分化:由高度分化的植物器 官、组织或细胞产生愈伤组织的过程,又 称去分化。
脱分化的实质和结果分别是什么?
实质是恢复细胞的全能性过程。 结果是形成愈伤组织。
植物细胞的再分化:脱分化产生的愈伤组织在 培养过程中重新分化成根或芽等器官的过程 。
获取 外植体
移栽
无菌接种 脱分化 诱导愈伤组织
5、条件: (1)离体状态,
(2)完全营养物质、激素
探究:
1、表现全能性的条件有哪些?
离体、提供营养物质、激素及其它适宜条件。
2、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性,而是分 化成不同的组织器官? 在特定的时间和空间条件下,基因选择性的表达 的结果。
3、为何已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能? 生物体的每一个细胞都含本物种的全套遗传物质, 都有发育成完整个体的全套基因。
细胞工程名词解释
细胞工程名词解释细胞工程(Cell Engineering):是指按照一定的设计方案,通过在细胞、亚细胞或组织水平上进行实验操作,获得重构的细胞、组织、器官以及个体,创造优良品种和产品的综合性生物工程。
MTT比色法:线粒体脱氢酶能将染料MTT还原为难溶的蓝紫色结晶物并沉积在细胞中,经酸性异丙醇溶解后测定其OD值,可反映活细胞的代谢水平活体染色:是利用某些无毒或毒性很小的染料来显示细胞内某些天然结构,而不影响细胞的生命活动或产生任何物理、化学变化引起细胞的死亡。
接触抑制定义:由于细胞接触而抑制细胞运动的现象。
由于接触抑制,正常细胞不互相重叠于其上生长,而是呈单层细胞生长。
密度抑制:细胞接触汇合成片后,虽发生接触抑制,但只要营养充分,细胞仍然能够增殖分裂,数量仍在增多,但当细胞密度进一步增大,培养液中的营养成分减少,代谢产物增多时,细胞因营养的枯竭和代谢物的影响,则发生密度抑制,导致细胞分裂停止。
细胞周期:是指一个母细胞分裂结束后形成的细胞至下一次再分裂结束形成两个子细胞的时期,可分为G1期、S期、G2期和M期。
细胞系:由原代培养经初步纯化,获得的以一种细胞为主的、能在体外长期生存的不均一的细胞群体。
细胞株:从一个经过生物学鉴定的细胞系用单细胞分离培养或通过筛选的方法,由单细胞增殖形成的细胞群。
抗原:一类能激发机体产生免疫应答,并能与相应的免疫应答产物(抗体或致敏淋巴细胞)发生特异性结合的物质,包括蛋白质、多糖、核酸、病毒、细菌等。
抗体:抗原刺激机体,产生免疫学反应,由机体的浆细胞合成并分泌的与抗原有特异性结合能力的一组球蛋白,即抗体。
单克隆抗体:当机体受抗原刺激时,抗原上的多个决定簇分别激活不同的B细胞。
其中,每一个B细胞分裂增殖形成的浆细胞群就是一个纯系,即单克隆,只针对某一特定抗原决定簇起作用。
(由单克隆产生的只针对一个抗原决定簇的抗体叫做单克隆抗体(McAb),简称单抗。
)多克隆抗体:在体液免疫反应中,由于一个抗原分子上有多个决定簇,相应地就产生各种各样的单克隆抗体,这些单克隆抗体混杂在一起就是多克隆抗体,简称多抗。
细胞工程名词解释
细胞工程名词解释
细胞工程是一门研究细胞的学科,通过生物工程技术和细胞生物学知识,利用人工手段控制细胞的生长、分化、功能表达和复制,以改善生物体的特性和治疗疾病。
以下是一些与细胞工程相关的重要名词的解释:
1. 细胞培养:指将细胞放置在合适的培养基中,提供必需的养分和环境条件,使细胞在体外继续生长和繁殖。
2. 细胞系:指从同一组细胞分离出来的细胞群体,具有相同或相似的遗传特性和生物学行为。
常用于研究和生产中。
3. 细胞扩增:指通过培养和刺激细胞的生长和繁殖,以扩大细胞数量。
常用于生物药物生产等领域。
4. 细胞重编程:指通过改变细胞的遗传表达方式,使其进入特定的发育状态或具备特定的功能,如干细胞重编程。
5. 细胞转染:指将外源DNA或RNA等遗传物质导入到细胞内,改变细胞的遗传信息或表达特性。
6. 细胞分化:指细胞从原始状态进一步发育成特定类型的细胞,具备特定的形态和功能。
7. 三维细胞培养:指将细胞在三维空间内进行培养,模拟更接近真实生物环境的细胞生长环境,有利于研究和应用。
8. 细胞凋亡:指细胞主动死亡的过程,是维持正常细胞数量和组织结构的重要机制。
9. 细胞治疗:指利用细胞材料或干细胞等进行治疗,以修复组织损伤、替代受损细胞或调节免疫等目的。
10. 细胞信号转导:指细胞内外的信号分子通过相互作用和传递,触发细胞内一系列生化反应和基因表达的过程。
第十七章 细胞工程(胡以平)
4.灌注培养系统(perfusion culture system) • 可使细胞始终处于一个较好的营养状态和生存环境 • 可以在 “旧”培养基中连续收集培养细胞所分泌
的某些产物
• 可以根据特殊的要求,通过改变培养液的组成实现 对于细胞状态的人为调控
BB CC
DD
AA
(三)影响细胞生长的因素
1.量化评估大规模培养细胞的营养需求 2.探索大规模培养细胞合适的生存环境 3.鉴定细胞的健康状况
GCS technology enables life science researchers to mimic in vivo morphology in an in vitro environment
Glass Ball Spinner System
(2)中空纤维(hollow fiber )
胞团细胞为供核细胞获得克隆后代。 • 1984年, Willadsen,世界上第一只以未分化的胚
胎细胞为供核细胞的核移植绵羊。 • 1995年7月,Wilmut等,已分化的胚胎细胞作为供
核细胞,克隆了Megan和Morag。
克隆羊Megan和Morag
2.成体细胞核移植
• 1962年,Gorden,紫外线照射方法,非洲爪蟾 的未受精的卵细胞的核失活,同种爪蟾的小肠 上皮细胞的核植入其中,结果约1%的重组卵发 育为成熟的爪蟾。这一成功,标志着由体细胞 核培育动物的技术体系在两栖类获得了成功。
二、核移植(nuclear transfer)
是指利用显微注射装置,将一个细胞的核植入于另 一个已经去核的细胞中,以得到重组细胞的技术。通常 所说的核移植,则是指将一个二倍体的细胞核植入于另 一个已经去核的细胞(受精卵或处于MⅡ期的卵母细胞) 中,以得到重组细胞,并使其在一定环境中生长发育, 最后获得新的个体的综合技术体系。
细胞工程名词解释
细胞工程:是指以细胞为对象,应用生命科学理论,借助工程学原理与技术,有目地的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。
细胞识别:细胞对同种或异种细胞,同源或异源细胞以及自己或异己分子的认识何和鉴别,具有特异性。
包括抗原-抗体识别、酶-底物识别、细胞间识别。
细胞黏着:在细胞识别的基础上,同类细胞发生聚集形成细胞团或组织的过程。
引起细胞黏着的黏着分子主要是糖蛋白。
差别粘附:指细胞通过表面糖蛋白与其他种类细胞表面糖蛋白或细胞外基质作用,形成暂时或稳定的细胞连接。
细胞连接:使细胞间的联系结构。
细胞表面的特化结构或特化区域,是细胞间建立长期组织上联系的结构基础。
涉及细胞外基质蛋白、跨膜蛋白、胞质溶胶蛋白、细胞骨架蛋白等。
细胞通讯:指多细胞生物中,细胞间或细胞内通过精确和高效的信息接受途径,通过放大信号引起细胞快速的生理反应或基因活动,然后发生一系列的细胞生理反应来协调各组织活动,使之成为生命的统一体,对多变的外界环境做出综合性反应。
细胞全能性:指分化细胞保留着全部的核基因组,具有生物个体成长、发育所需要的全部遗传信息,具有发育成完整个体的潜能。
细胞分化:指细胞在形态、结构和功能上发生差异的过程。
包括时间和空间上的分化。
脱分化:又称去分化,指分化细胞失去特有的结构和功能变为具有未分化细胞特性的过程。
即分化的细胞在适当条件下转变为胚性状态而重新获得分裂能力的过程。
再分化:在离体条件下,无序生长的脱分化的细胞在适当条件下重新进入有序生长和分化状态的的过程。
细胞培养:指从体内组织分离细胞,模拟体内环境,在无菌、适当的条件下使其生长繁殖的一种技术。
植物无性繁殖过程中器官发生方式:不定芽型、器官型、器官发生型、胚状体发生型、原球茎型。
植物组织培养:将植物器官、组织、细胞或原生质体等外植体材料无菌条件下培养在人工培养基上,在适当的条件下诱发长成完整植株的技术。
植物组织培养再生植株的途径:器官发生途径和体细胞胚发生途径植物激素:是植物自然状态下产生的、对生长发育有显著作用的微量有机物。
细胞工程知识点填空
细胞工程知识点填空一、细胞工程的概念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()水平或()水平上的操作,按照人们的意愿来改变细胞内的()或获得细胞产品的一门综合科学技术。
二、细胞工程的分类1、植物细胞工程植物组织培养原理:()。
过程:外植体经过()形成愈伤组织,愈伤组织经过()形成胚状体或丛芽,进而发育成完整植株。
应用:快速繁殖、培育()、获得细胞产品等。
植物体细胞杂交原理:()和()。
过程:去除细胞壁获得(),诱导原生质体融合形成(),再经过()培养形成杂种植株。
意义:克服()障碍,培育作物新品种。
2、动物细胞工程动物细胞培养原理:细胞增殖。
过程:取动物组织块,用()处理分散成单个细胞,制成细胞悬液,放入培养瓶中进行原代培养和传代培养。
条件:无菌、无毒的环境,营养,(),温度和 pH 等。
应用:生产生物制品、检测有毒物质、培养医学研究用的细胞等。
动物体细胞核移植原理:()。
过程:将供体细胞的细胞核移入去核的()中,使其重组并发育成新个体。
应用:加速家畜()进程,保护濒危物种等。
动物细胞融合原理:()。
方法:物理法()、化学法()、生物法()。
应用:制备单克隆抗体。
三、植物细胞工程的应用1、微型繁殖优点:保持优良品种的()。
实例:兰花、生菜等的快速繁殖。
2、作物脱毒选材部位:()。
优点:提高作物的()和()。
3、人工种子组成:()、人工胚乳和人工种皮。
优点:不受()和()限制,便于贮藏和运输。
4、细胞产物的工厂化生产细胞产物:()、蛋白质、脂肪、糖类等。
实例:人参细胞培养生产人参皂苷。
四、动物细胞工程的应用1、单克隆抗体制备过程:将()与骨髓瘤细胞融合,经过多次筛选获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞,再进行体内或体外培养获得单克隆抗体。
优点:()强、()高、可大量制备。
应用:诊断疾病、治疗疾病、运载药物等。
2、动物细胞融合与细胞杂交应用:制备()、生产生物制品等。
3、胚胎移植过程:将雌性动物体内的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内,使之继续发育为新个体。
细胞工程
1、细胞工程概念: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、技术范围:细胞融合技术、细胞拆合技术、染色体导入技术、基因转移技术、胚胎移植技术和细胞组织培养技术等。
3、细胞工程的发展历史:显微镜的发明与细胞学说的建立细胞融合:1838年马勒报道了脊椎动物肿瘤细胞中多核现象;1849年罗宾在骨髓中也发现了多核现象的存在;1855-1858年,科学家们在肺组织和各种正常组织及发尖和坏死部位部发现了多核细胞。
在植物学界:1902年德国的植物学家哈泊蓝德就预言了植物细胞的全能性;探索期:19世纪末—20世纪初(动物:1885年,卢克斯发现鸡的神经元在生理盐水中可以存活,并使用“组织培养”一词。
1907年,美国科学家哈里森,开创了组织培养的先河。
植物:1937年,荷兰植物学家温特发现B族维生素和生长素对植物根的生长具有促进作用。
1937-1938,法国科学家高特里特和诺比考特几乎同时培养了胡萝卜组织。
以上三人为植物组培的奠基人。
)诞生期:20世纪70年代(1958年,史都华德发现胡萝卜体细胞可以分化成体细胞胚,进一步验证了细胞全能学说;1956-1959年,得到三棘刺鱼三倍体;1959年,张明觉得到第一个体外受精动物-试管兔;1962年,成功进行仓鼠肾细胞的悬浮培养,为动物细胞大规模培养技术奠定了基础;1965年,灭活病毒可诱导动物细胞融合。
20世纪70年代,发现聚乙二醇可以促使原生质体融合。
植物细胞融合技术初步建立。
1960年,兰花等植物无性繁殖成功,开辟了利用植物组织快速繁殖植物的有效途径。
1972年,美国科学家卡尔森等人用NaNO3诱导烟草原生质体融合,获得了世界上第一个体细胞杂种植株。
1965年,德诺贝提斯将其编著的“普通生物学”改为“细胞生物学”,标志细胞生物学诞生。
20世纪70年代前后,动植物组织培养和细胞融合技术完善,以及在细胞核移植、动物克隆、三倍体育种、体外受精等方面的尝试,推动了细胞工程这门新兴学科的形成。
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。
细胞工程定义
细胞工程定义细胞工程是一门跨学科领域,结合了生物学、工程学和医学的知识,旨在利用人工手段对细胞进行控制和改造,以实现医学、生物学和工业等领域的应用。
通过细胞工程,科学家们能够对细胞的结构、功能和行为进行精确调控,从而开创出许多前所未有的研究和应用领域。
细胞工程的核心目标是通过对细胞进行改造,实现对其特定性状和功能的调控。
这种调控可以包括改变细胞的基因组,调整蛋白质表达水平,甚至重新设计和构建细胞内的分子网络。
通过这些手段,科学家们可以使细胞产生新的药物、化学品,改善工业生产过程,甚至修复受损的组织和器官。
在细胞工程中,研究人员通常采用基因编辑技术来改变细胞的基因组。
最著名的基因编辑技术是CRISPR-Cas9系统,它能够精确地剪切和修改细胞的DNA序列。
借助这项技术,科学家们可以删除、插入或修复细胞中的特定基因,从而影响细胞的功能和特性。
细胞工程在医学领域具有巨大的潜力。
通过细胞工程,科学家们可以制造出可用于治疗癌症、心脏病和其他疾病的细胞。
例如,他们可以利用干细胞技术培育出患者特定的器官细胞,用于替代受损的组织。
此外,细胞工程还可以用于生产具有特殊功能的细胞,用于药物筛选、疫苗开发和疾病模型的构建。
除了医学领域,细胞工程在生物学和工业领域也具有重要的应用价值。
在生物学研究中,细胞工程可以帮助科学家们更好地理解细胞的运作机制和生物过程。
在工业领域,细胞工程可以用于生产生物燃料、化学品和材料,以及改善工业生产的效率和可持续性。
细胞工程的发展正迅猛地推动着人类社会的进步。
然而,我们也需要认识到细胞工程所面临的伦理和安全挑战。
在开展细胞工程研究和应用时,科学家们必须遵循严格的伦理标准,并确保安全性和可行性。
只有在平衡科学发展和社会利益的基础上,细胞工程才能为人类带来更多福祉和进步。
总之,细胞工程作为一门跨学科领域,为我们提供了探索细胞世界的新视角。
通过精确调控和改造细胞,细胞工程为医学、生物学和工业等领域的发展带来了巨大的潜力。
细胞工程名词解释
Biotechnology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。
Cell engineering细胞工程: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,遵循细胞的遗传和生理活动规律,有目的地制造细胞产品的一门生物技术。
Cell culture细胞培养:是指动植物细胞在体外条件下的存活或生长,此时细胞不再形成组织。
Tissue culture组织培养:是指从机体内取出组织或细胞,模拟机体内生理条件,在体外进行培养,使之生存或生长成组织。
In vitro体外:用器官灌注、组织培养、组织匀浆、细胞培养、亚细胞组分、生物材料的粗提取物等在生物体外进行实验的模式。
In vivo体内:用整体动物、整体植物或微生物细胞等在生物整体内进行实验的模式。
Disinfection消毒:消毒是在某些方法杀死或灭活物质或物质中所有病原微生物的一种措施,可以起到防止感染或传播的作用。
Disinfectant消毒剂:具有消毒作用的化学物质称为消毒剂,一般消毒剂在常用浓度下只能杀死微生物的营养体,对芽孢则无杀灭作用。
Sterilization灭菌:指利用某种方法杀死物体中包括芽孢在内的所有微生物的一种措施,灭菌后的物体内不再有存活的微生物。
Antisepsis防腐:在某种化学物质或物理因子作用下,能防止或抑制微生物生长的一种措施,能防止食物腐败或者其他物质霉变。
Bacteriostasis抑菌作用:抑制细菌和真菌的生长繁殖的方法。
常用的抑菌剂(bacteriostat)是一些抗生素,能可逆性抑制细菌的繁殖,但不直接杀死细菌。
Bacteriostatic抑菌剂:能抑制细菌生长的物质。
抑菌剂可能无法杀死细菌,但它可以抑制细菌的生长,阻止细菌滋生过多、危害健康。
Asepsis and antiseptic technology无菌和无菌技术:无菌就是指在细胞培养过程中,操作环境、实验器皿和试剂要经过消毒灭菌。
细胞工程 名词解释 细胞生物学
细胞工程名词解释细胞生物学细胞工程的概念在当今世界,科技的持续进步为人类带来了诸多益处,而细胞工程便是其中之一。
细胞工程,也被称为细胞生物工程,是一门涉及生物学、工程学、医学等多个学科领域的学科,旨在通过操纵和改造细胞的结构和功能,实现对细胞的精密控制和有效利用。
细胞工程的发展,不仅推动了生物技术和医学领域的创新,更为人类的健康和生活质量带来了翻天覆地的变化。
细胞工程的应用细胞工程的应用领域极为广泛,从基础科研到工业生产,再到医学临床,无所不包。
在基础科研方面,细胞工程为生物学研究提供了强大的工具,不仅可以帮助科学家们更深入地理解细胞的结构和功能,还可以为疾病的治疗和预防提供重要的理论和实践支持。
在工业生产方面,细胞工程可以应用于生物制药、食品工业、生物能源等领域,为工业生产带来了更高效、更环保的生产方式。
而在医学临床方面,细胞工程更是为移植、组织再生、生物医学工程等领域提供了前所未有的可能,为患者的治疗和康复带来了革命性的改变。
细胞生物学的重要性要深入了解和应用细胞工程,就必须对细胞本身有着深入的认识。
细胞生物学,作为细胞工程的基础学科,是研究生物学中最基本、最核心的学科之一。
细胞生物学主要研究细胞的结构、功能、代谢、遗传等方面的规律,通过对细胞的深入研究,揭示了细胞在生命活动中所起的重要作用。
正是基于对细胞的深入理解,才使得细胞工程得以实现和发展。
细胞生物学对于细胞工程的发展至关重要。
细胞工程的未来展望随着科技的不断进步和社会的不断发展,细胞工程必将迎来更为美好的未来。
预计未来,随着细胞工程技术的不断成熟和完善,细胞工程将在药物研发、器官再生、疾病治疗等领域发挥更为重要的作用。
随着人们对生命科学的认识不断加深,细胞工程必将为人类生活带来更多便利和福祉。
细胞工程的未来是无限光明的,对人类的发展和进步将产生深远的影响。
总结通过深入的学习和理解,我们不难发现,细胞工程作为当今科技领域的热点之一,其重要性和应用前景无疑是不可忽视的。
细胞工程名词解释最终版
一、名词解释1、细胞工程(cell engineering):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。
2、细胞培养(cell culture):是指生物细胞和组织在离体条件下的生长和增殖。
8、植物细胞工程:以植物组织细胞为基本单位,在离体条件下进行培养、繁殖或人为的精细操作,使细胞的某些生物学特性按人们的意愿发生改变,从而改良品种或创造新物种,或加速繁殖植物个体,或获得有用物质的过程。
动物细胞工程:以动物细胞为基本单位在体外条件下进行培养、繁殖和人为操作,使细胞产生某些人们所需要的生物学特性,从而改良品质,加速繁殖动物个体或获得有用品系的技术。
9、脱分化:离体培养条件下,一个已分化的细胞回复到原始无分化状态或分生组织细胞状态或胚性细胞的状态的过程。
11、细胞全能性:一个细胞所具有的产生完整生物个体的固有能力。
12、外植体:植物组织培养中用来进行无菌培养的离体材料,可以是器官、组织、细胞和原生质体等。
13、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。
14、细胞分化:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
器官发生:是指植物根茎叶花果实等器官的分化和形成18、体细胞胚或胚状体: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结构统称为体细胞胚19、初代培养:原代培养也称初代培养,严格的说即从体内取出组织接种培养到第一次传代阶段,但实际上,通常把第一代至第十代以内的培养细胞统称为原代细胞培养20、继代培养:将初代培养产物转入继代培养基上,使愈伤组织分化出丛生芽、不定芽继续增殖、胚状体发育成完整植株22、花药培养(anther culture):把发育到一定阶段的花药接种在人工培养基上,使其发育和分化成为植株的过程.23、花粉培养(pollen culture):也叫小孢子培养(microspore culture),是从花药中分离出花粉粒,使之成为分散的或游离的状态,通过培养使花粉粒脱分化,进而发育成完整植株的过程.31、细胞同步化:同一悬浮培养体系的所有细胞都同时通过细胞周期的某一特定时期。
细胞工程
细胞工程技术的应用
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。 在医学器官修复或移植中的应用。 制备转基因动植物的生物反应器。 珍稀动植物资源的保存与保护。 在遗传学、发育生物学等领域的理论研究。 在能源、环境保护等领域的应用
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1959年,张明觉以家兔为实验材料,从一只交配后12h 的母兔子宫中冲取精子(即体内获能的精子),从另外两只 超数排卵处理母兔的输卵管中收集卵子,精子和卵子在体 外人工配制的溶液中完成受精过程,然后,正常卵裂的36 枚胚胎被移植到6只受体兔的输卵管中,其中4只妊娠,并 产下15只健康仔兔,这是世界上首批试管动物,它们的正 常发育标志着体外受精技术的建立。
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培养方法:
(1)分批培养:在新鲜培养基中加入少量 细胞,在培养过程中不加入,也不放出培 养液的做法。
45
(2)半连续培养 培养一段时间后,部分培养液与新鲜培 养液交换 (3)连续培养法 培养过程中,不断抽取悬浮培养物并注 入等量新鲜培养基。 恒浊培养(菌体浓度、生长浓度恒定) 恒化培养(营养物质浓度基本恒定)
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4) 细胞器移植技术
277次乳腺细胞核 移植实验; 获得29个发育为8 细胞的“胚”;
13头代孕母亲;
1996 年 7 月 5 日 , 羊 羔 6LL3 , 被 命 名为“多莉”。
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5)染色体工程技术
染色体工程是按人们的需要来添加、削减或 替换生物的染色体的一种技术。主要分为动 物染色体工程和植物染色体工程。
8
(3)细胞融合技术
两个或多个细胞相互接触后,其细胞发生 分子重排,导致细胞合并、染色体等遗传 物质重组的过程称为细胞融合。细胞融合 是细胞工程的重要基本技术,过程包括: 制备原生质体 诱导细胞融合(一定的比例,物理、化学 或生物方法) 筛选杂合细胞。
细胞工程(cell engineering)技术
细胞工程(cell engineering)技术广义的细胞工程(cell engineering)指所有应用于生物学和医学的、以细胞为操作对象的技术手段,其中也包括细胞培养。
一般地说,细胞工程主要指应用各种手段对细胞不同结构层次(整体、细胞器、核、基因等)进行改造,如进行细胞融合、核移植、基因转移等,以获得具有特定生物学特性的细胞。
一.细胞融合技术在细胞自然生长情况下,或在其他人为添加因素存在下,使同种细胞之间或不同种类细胞之间相互融合的过程,即为细胞融合(cell fusi on)。
通过细胞融合,可将来源于不同细胞核的染色体结合到同一个核内,结果形成一个合核体的杂种细胞。
细胞在生长过程中,可能发生自发的融合,但几率很低。
在实际工作中常采用各种促融合手段,包括病毒类融合剂如仙台病毒、化学融合剂如聚乙二醇(PEG)及电激融合法等。
在进行细胞融合反应和适当时间的培养后,需要通过一定方法对两种亲本细胞融合产生的具有增殖能力的杂种细胞进行筛选。
筛选方法主要包括药物抗性筛选、营养缺陷筛选和温度敏感性筛选等。
细胞融合最典型的应用是单克隆抗体技术。
细胞融合技术的发展和骨髓瘤细胞株的建成促成了B细胞杂交瘤技术的建立和单克隆抗体技术的成功。
1975年Koehler和Milstein将用绵羊红细胞免疫的小鼠脾细胞和体外培养能长期繁殖的小鼠骨髓瘤细胞融合,获得了具有两种亲本细胞特性的杂交细胞,即既能在培养条件下长期生长增殖,又能分泌特异的抗绵羊红细胞的抗体的B淋巴细胞杂交瘤。
对这种融合细胞进行克隆化以后,即可获得来自同一细胞克隆的抗体,这种抗体具有高度的均一性,称为单克隆抗体。
二.核移植技术细胞核移植(nuclear transfer)是指将一个双倍体的细胞核(可来自胚胎细胞或体细胞)移植到去核的成熟卵母细胞或受精卵中。
重组的卵细胞可以植入母体,并能发育为与供核细胞基因型相同的后代,因此又称为动物克隆技术。
1997年诞生的克隆羊“多利”就是体细胞核移植技术的产物。
细胞工程
1、细胞工程的定义及特点?细胞工程(cell engineering):是指主要以细胞为对象,应用生命科学的理论,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。
细胞工程的特点: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,重在产品与技术11、植物再生的理论基础:细胞全能性(是指分化细胞保留着全部的核基因组,具有生物个体生长、发育所需要的全部遗传信息,具有发育成完整个体的潜能)。
12、植物组织培养的再生途径有哪两种?⑴器官发生途径:成熟细胞---愈伤组织---出根出芽---完整植株。
(离体的植物器官、组织、细胞--------愈伤组织--------根芽----植物体)⑵体细胞胚发生途径:成熟细胞----分生细胞-----胚状体----完整植株。
17、植物细胞几种大规模培养系统各有什么特点?⑴悬浮细胞培养:在愈伤组织体液培养的基础上发展起来,是指将单个有力细胞或小细胞团在液体培养基中进行培养增值的技术。
特点:细胞可以不断增值,形成高密度的细胞群体,斌且适于大规模培养,可大量提供较均匀的细胞,为深入细致地研究细胞的生长、分化创造了一个很好的实验方法和条件。
⑵植物细胞固定化培养:把细胞固定在一种惰性基质上,如琼脂、藻酸盐、聚丙烯酰胺和纤维膜等,细胞不能运动,而营养液可以在细胞间流动,供应细胞营养的培养方法。
优点①细胞经过包埋后所到的剪切力损伤减小,维持了细胞的稳定性,适合脆弱的植物细胞的培养,同时也利于采用传统生物反应器大规模培养。
②悬浮细胞培养体系中细胞密度比较高时会因粘度增加儿引起传质困难,固定化细胞培养系统中细胞密度远高于悬浮培养,但并不会改变培养液流体性质,利于传代。
③大多数植物次级代谢产物合成在生长停止后才大量合成。
采用固定化培养可以将细胞生长与产物合成分成两个阶段④细胞生长较为缓慢,利于次级代谢产物的积累⑤固定化增加了细胞与细胞间的接触,促进了细胞间信息传递,利于代谢产物的合成;⑥固定化细胞可以反复使用,可以方便的进行产物的连续性收获,降低了成本。
细胞工程名词解释版
一、名词解释1、细胞工程(cell engineering ):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。
2、细胞培养(cell culture ):是指生物细胞和组织在离体条件下的生长和增殖。
8、植物细胞工程:以植物组织细胞为基本单位,在离体条件下进行培养、繁殖或人为的精细操作,使细胞的某些生物学特性按人们的意愿发生改变,从而改良品种或创造新物种,或加速繁殖植物个体,或获得有用物质的过程。
动物细胞工程:以动物细胞为基本单位在体外条件下进行培养、繁殖和人为操作,使细胞产生某些人们所需要的生物学特性,从而改良品质,加速繁殖动物个体或获得有用品系的技术。
9、脱分化:离体培养条件下,一个已分化的细胞回复到原始无分化状态或分生组织细胞状态或胚性细胞的状态的过程。
11、细胞全能性:一个细胞所具有的产生完整生物个体的固有能力。
12、外植体:植物组织培养中用来进行无菌培养的离体材料,可以是器官、组织、细胞和原生质体等。
13、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。
14、细胞分化:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
器官发生:是指植物根茎叶花果实等器官的分化和形成18体细胞胚或胚状体: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结构统称为体细胞胚19、初代培养:原代培养也称初代培养,严格的说即从体内取岀组织接种培养到第一次传代阶段,但实际上,通常把第一代至第十代以内的培养细胞统称为原代细胞培养20、继代培养:将初代培养产物转入继代培养基上,使愈伤组织分化出丛生芽、不定芽继续增殖、胚状体发育成完整植株22、花药培养(anther culture): 把发育到一定阶段的花药接种在人工培养基上,使其发育和分化成为植株的过程.23、花粉培养(pollen culture): 也叫小孢子培养(microspore culture), 是从花药中分离出花粉粒,使之成为分散的或游离的状态,通过培养使花粉粒脱分化,进而发育成完整植株的过程.31、细胞同步化:同一悬浮培养体系的所有细胞都同时通过细胞周期的某一特定时期。
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细胞工程(完整版)考试题型:(一)名解:5×2′=10′;(二)填空:20×1′=20′;(三)选择:20×1.5′=30′;(四)简答:6×5′=30′;(五)论述:1×10′=10′细胞工程概念:是以细胞生物学和分子生物学为基础理论,采用原生质体、细胞或组织培养等试验方法或技术,在细胞水平上研究改造生物遗传特性,以获得具有新的性状的细胞系或或生物体以及生物的次生代谢产物,并发展有关理论和技术方法的学科。
细胞工程的研究范畴:①动、植物细胞与组织培养;②细胞融合;③细胞核移植;④染色体工程,如转基因生物与生物反应器;⑤胚胎工程,如干细胞与组织工程。
细胞工程基本技术:1)植物细胞和组织培养技术2)动物细胞和组织培养技术3)细胞融合技术(体细胞杂交技术)4)细胞器移植技术5)染色体工程技术6)胚胎工程技术细胞工程技术的应用:1、优质植物快速培育与繁殖;2、动物胚胎工程快速繁殖优良、濒危品种;3、利用动植物细胞培养生产活性产物、药品;4、新型动植物品种的培育;5、在医学器官修复或移植中的应用;6、制备转基因动植物的生物反应器;7、珍稀动植物资源的保存与保护;8、在遗传学、发育生物学等领域的理论研究;9、在能源、环境保护等领域的应用。
实验室生物安全等级:四个实验室生物安全等级,其中第四级生物安全(p4)是生物安全实验室等级最高的实验室无菌操作程序:1、实验器具和材料的准备。
2、用75%的酒精擦拭超净工作台,然后室内及超净工作台用紫外灯杀菌20-30min。
注意:台面上的用品不要放置太多或重叠放置,以免降低灭菌效果。
3、关紫外灯、打开风机,过5-10min进入缓冲间,以75%酒精洗手和手臂,更换无菌服、帽子和口罩,进入接种室。
(注:没有特别情况,尽量不要下工作台)4、用70%-75%的酒精拭擦台面并消毒双手。
试验用具也应该用酒精消毒。
点燃酒精灯,将金属器械在其火焰上灼烧,冷却待用。
(注意:所有操作应在火焰近处并经过灼烧进行。
金属器械不能过度灼烧,以防退火。
移液管不能灼烧(why?)。
)培养瓶口、塑料制品、橡胶材料过火焰不能时间太长。
5、取流水冲洗(至少30min)过的外植体,用一定的消毒剂浸泡消毒,用无菌水冲洗3~4次,放入无菌培养皿中,置于酒精灯火焰下方,用无菌的接种器械进行分离、切割或其他处理。
6、打开培养瓶,瓶口在灯焰处旋转灼烧,用镊子将培养材料置于培养基上,灼烧镊子放回,灼烧瓶口,盖上瓶塞。
7、用酒精擦洗工作台和手。
进行下一轮操作。
注意:(1)操作时,动作要准确敏捷,但又不必太快,以防空气流动,增加污染机会。
(2)不能用手触及已消毒器皿,如已接触,要用火焰烧灼消毒或取备品更换。
(3)为拿取方便,工作台面上的用品要有合理的布局,原则上应是右手使用的东西放置在右侧,左手用品在左侧,酒精灯置于中央。
(4)工作由始至终要保持一定顺序性,组织或细胞在未做处理之前,勿过早暴露在空气中。
同样,培养液在未用前,不要过早开瓶;用过之后如不再重复使用,应立即封闭;瓶口直立可增加落菌机会。
(5)吸取营养液、细胞悬液及其它各种用液时,均应分别使用吸管,不能混用,以防扩大污染或导致细胞交叉污染。
(6)工作中不能面向操作区讲话或咳嗽,以免唾沫把细菌或支原体带入工作台面发生污染。
(7)手或相对较脏的物品不能经过开放的瓶口上方,瓶口最易污染,加液时如吸管尖碰到瓶口,则应将吸管丢掉。
培养细胞的检测方法:相差显微镜观察:活细胞无透明,当光波通过它时,颜色和亮度变化不大。
所以用普通光镜无法看清未经染色的活细胞。
相差显微镜是利用细胞内部结构密度的不同而对光产生折射率有差异的原理,使肉眼不能分辨的相位差变为可分辨的明暗差。
细胞常用的染色方法:H.E苏木精-伊红染色法;Glemsa(吉姆萨)染色法;台盼蓝染色法(死细胞变蓝色,活的不染);MTT比色法(线粒体能将染料MTT还原为蓝紫色;是细胞活力测定的一种重要方法)细胞生长状况有关指标的检测方法:①细胞计数法②细胞生长曲线③细胞分裂指数④克隆形成率⑤细胞活力测定支原体的污染及检测(P31)污染:支原体污染后,细胞无明显变化,实则受到多方面的潜在影响,如引起细胞变性、影响DNA合成、抑制细胞生长等。
检测方法:①相差显微镜检测②DNA荧光处理法③电镜检测法④低张处理地衣红染色观察⑤免疫学方法⑥3H--胸腺嘧啶掺入⑦支原体培养法⑧PCR法——细胞培养的关键在于无菌操作——动物细胞培养与微生物培养的不同点: 1.细胞较大,无细胞壁,机械强度低,适应环境能力差; 2.倍增时间长,生长缓慢,易污染,培养时需加抗生素; 3.大多数哺乳动物需附着在固体或半固体的表面生长; 4.动物细胞间主要以聚集体形式存在; 5.原代细胞一般繁殖50代即开始退化死亡。
体外培养动物细胞的分型根据形态特征分类:贴壁型(粘附型) 悬浮型(非粘附型)培养细胞的生长特点:①贴附②接触抑制③密度抑制动物细胞的培养特点:(五点展开)动物细胞与组织培养:是从动物体内取出细胞或者组织,模拟体内的生理环境,在无菌、适温和丰富的营养条件下,使离体细胞或者组织生存、生长并维持结构和功能的一门技术。
它是动物细胞工程的基础。
原代培养(primary culture):亦称初代培养,指将从机体取出的细胞或组织进行首次培养的过程。
原代细胞:指首次培养的细胞称为原代细胞。
继代培养(secondary culture):亦称传代培养,从原代培养的细胞继续转接培养称继代培养。
体外培养细胞的一代生存期:1、潜伏期2、指数增生期3、停滞期单个细胞的生长过程:G1期:DNA合成准备;S1期:易突变;G2期:对环境敏感;M 期:有丝分裂培养条件:①环境:无毒和无菌②温度:最适温度37±0.5°C ③PH:最适为7.2~7.4 ④气体:需要O2和CO2(95%空气+5%CO2)⑤渗透压:260~320mOsm/kg ⑥营养:要求高,需要氨基酸、维生素、辅酶、核酸、激素、生长因子等。
常用培养技术:①悬滴培养法②培养瓶培养法③旋转管培养法④灌注小室培养法⑤培养板培养法⑥克隆培养法(大规模培养方法)细胞系:由原代培养经初步纯化,获得的以一种细胞为主的、能在体外长期生存的不均一的细胞群体。
原代培养分为两种:1、组织块培养法2、组织消化培养(单层培养法)细胞融合经历的主要过程:细胞相互靠近→细胞桥形成→胞质渗透→细胞核融合细胞融合的机理:主要利用了细胞膜的流动性。
细胞融合实际上包含多个过程:首先是两个亲本细胞并列,细胞膜接触,以后膜组织局部破坏,最终形成包围融合细胞的连续胞膜。
融合细胞内胞质成分交流、核融合,最后通过有丝分裂形成新的杂种细胞。
细胞融合的手段:包括生物法、化学法、物理法三种。
(①病毒融合剂,如高浓度的灭活仙台病毒②化学融合剂,如PEG等③电融合技术)克隆细胞株:从一个经过生物学鉴定的细胞系用单细胞分离培养或通过刷选的方法,由单细胞增殖形成的细胞群,称为细胞株。
细胞融合:又称体细胞杂交或细胞杂交,是指在离体条件下用人工方法将不同种生物或同种生物不同类型的单细胞通过无性方式融合(膜融合)形成一个杂合细胞的技术。
细胞的冷冻及复苏:慢冻快融单克隆抗体:单克隆抗体是由单克隆细胞所形成针对一种抗原决定簇的抗体。
如何制备单克隆抗体?(原理+过程)原理:用骨髓瘤细胞与经特定抗原免疫刺激的B淋巴细胞得到杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既能像骨髓瘤细胞那样在体外无限增殖,又具有B淋巴细胞产生特异性抗体的能力。
过程:骨髓瘤细胞在体外培养能大量无限增殖。
但不能分化特异性抗体;而抗原免疫的B淋巴细胞能产生特异性抗体,但不能在体外无限增殖。
将免疫脾细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞,继承了两个亲代细胞的特性:既有骨髓瘤细胞能无限增殖的特征,又能有像免疫B细胞合成和永代特异性抗体的能力。
经在HA T选择性培养基上进行选择培养,未融合的骨髓瘤细胞合成DNA途径被培养基中的氨基嘌呤阻断,又缺乏HGPRT酶,不能利用培养基中次黄嘌呤完成DNA合成途径而死亡。
只有融合的杂交瘤细胞由于从脾细胞获得了次黄嘌呤——鸟嘌呤——P1核糖转移E(HGPRET)而能在HA T上存活和增殖,经克隆选择,可刷选出能产生特异性单克隆抗体的杂交瘤细胞。
在体外或体外培养,即可无限制的大量制备单抗。
卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚原肠胚各胚层的发育:外表神经和感官,内呼消化胰和肝,其余均为中胚层。
胚胎工程的技术手段:体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎冷冻、早期胚胎的体外培养等。
干细胞:一类具有自我更新和分化潜能的细胞,在一定条件下可以分化为多种功能细胞。
干细胞的分类:按分化潜能可分为全能干细胞、多能型干细胞、专能型干细胞;按出现的先后可分为胚胎干细胞跟成体干细胞胚胎干细胞(ES)系的的建立过程(见课本)核移植技术:利用显微操作技术将一个细胞的细胞核移植到另一个去核的细胞中,或者将两个细胞的细胞核(或细胞质)进行交换,从而可能创造无性杂交生物新品种的一项技术。
什么是动物克隆?动物克隆是克隆概念在个体水平上的应用,即通过无性繁殖所产生的动物个体或群体,它们具有完全相同的遗传背景。
如何实现动物克隆?核移植技术的一般操作程序核移植克隆哺乳动物的技术操作过程主要包括:核受体和核供体的处理和制备、核移植、重组胚的体外或体内培养、核移植胚胎移入代孕母畜(寄母)等步骤。
克隆技术存在的问题(1)理论问题:①分化的体细胞克隆对遗传物质重编(细胞核内所有或大部分基因关闭,细胞重新恢复全能性的过程)的机理还不清楚;②克隆动物是否会记住供体细胞的年龄;③克隆动物的连续后代是否会累积突变基因;④在克隆过程中胞质线粒体所起的遗传作用等问题还没有解决。
(2)实践问题:①克隆动物的成功率还很低;②生出的部分个体表现出生理或免疫缺陷;③即使是正常发育的“多莉”,也被发现有早衰迹象。
除了以上的理论和技术障碍外,克隆技术(尤其是在人胚胎方面的应用)对伦理道德的冲击和公众对此的强烈反应也限制了克隆技术的应用。
对于克隆人的看法?打破了传统的生殖观和生殖模式,降低了自然生殖在夫妻关系中的重要性,使人伦关系发生模糊、混乱,乃至颠倒,进而冲击传统的家庭观以及权力和义务观。
全能性:一个细胞具有的产生完整生物个体的潜在能力称之为细胞的全能性。
为什么细胞具有全能性?每一个活细胞具有产生一个完整个体的全套基因,在适宜条件下,细胞具有发育成完整植株的潜在能力。
细胞成功脱分化的标志是:原本静止的细胞启动分裂。
外植体:植物组织培养中用来进行无菌培养的离体材料,可以是器官、组织、细胞和原生质体等。
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。