—细胞工程课件
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细胞工程概述 ppt课件
什么原因使得一个细胞或一小块组织发育成一 个完整的个体的呢？
7
探究：
1、为什么已分化的植物组织或细胞能培养成完 整植物体？ 植物细胞具有全能性。
2、什么是细胞的全能性？
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，也就是说， 每个生物细胞都具有全能性的特点 。
8
3、已分化的细胞为什么具有发育成完整个 体的潜能？
4
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，通过细胞或细胞器的 水平上的操作，按照人的意愿去改变细胞内的 遗传物质或获得细胞产品的综合性科学技术。
动物细胞工程 植物细胞工程
细胞工程
按
按
对
技
象
术
分
分
类
类
植物细胞与组织培养 细胞融合
细胞核移植
概 操作水平： 细胞水平或细胞器水平
念 操作环境： 体外无菌
D、染色体替换
21
22
1978年德国科学家梅歇尔斯等人把马铃薯(potato) 和番茄(tomato)的原生质体融合获得了体细胞 杂种“泡马豆”（pomato)
23
几种细胞融合成功的例子
❖ 融合生物种类 细胞来源
成功年代
❖ 烟草两个种间 叶——叶
1972
❖ 甘蓝——青菜 叶——根
1972
❖ 大豆——马唐草 愈伤组织——叶
25
26
27
28
29
克隆羊与体细胞核移植
30
第一步
取妊娠期的6岁母绵羊（Finn Dorset白品种母羊）的 乳腺细胞作核供体细胞，用饥饿法使其进入休眠状态 而使全部基因具有活性。
第二步
注射促性腺激素，促使母羊（Sottish Blackface黑 面母绵羊）排卵，28~33小时取其未受精卵，快速去 核，放入10%FCS、1%FCS和0.5%FCS连续5天，使其 进入G0期做受体细胞。
7
探究：
1、为什么已分化的植物组织或细胞能培养成完 整植物体？ 植物细胞具有全能性。
2、什么是细胞的全能性？
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，也就是说， 每个生物细胞都具有全能性的特点 。
8
3、已分化的细胞为什么具有发育成完整个 体的潜能？
4
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，通过细胞或细胞器的 水平上的操作，按照人的意愿去改变细胞内的 遗传物质或获得细胞产品的综合性科学技术。
动物细胞工程 植物细胞工程
细胞工程
按
按
对
技
象
术
分
分
类
类
植物细胞与组织培养 细胞融合
细胞核移植
概 操作水平： 细胞水平或细胞器水平
念 操作环境： 体外无菌
D、染色体替换
21
22
1978年德国科学家梅歇尔斯等人把马铃薯(potato) 和番茄(tomato)的原生质体融合获得了体细胞 杂种“泡马豆”（pomato)
23
几种细胞融合成功的例子
❖ 融合生物种类 细胞来源
成功年代
❖ 烟草两个种间 叶——叶
1972
❖ 甘蓝——青菜 叶——根
1972
❖ 大豆——马唐草 愈伤组织——叶
25
26
27
28
29
克隆羊与体细胞核移植
30
第一步
取妊娠期的6岁母绵羊（Finn Dorset白品种母羊）的 乳腺细胞作核供体细胞，用饥饿法使其进入休眠状态 而使全部基因具有活性。
第二步
注射促性腺激素，促使母羊（Sottish Blackface黑 面母绵羊）排卵，28~33小时取其未受精卵，快速去 核，放入10%FCS、1%FCS和0.5%FCS连续5天，使其 进入G0期做受体细胞。
第四章 第二节细胞工程简介PPT课件
• C 获取细胞 原生质融合 组织培养 杂种植株
• D 获取细胞 原生质直接融合 组织培 养
22
• 3）植物体细胞杂交尚未解决的问题是
•
（ C）
• A 去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体
• B 将杂种细胞培育成植株
• C 让杂种细胞按照人们的需求表现出亲代 的优良性状
• D 尚未培育出属间杂种植物
16
• 思考： • 1）植物细胞表现出全能性的必要条件
是什么？ 2.）离体的器官、组织或细胞如果不进
行脱分化处理，能否培养成完整植物体？ 3.）决定植物细胞脱分化、再分化的关
键因素是什么？ 4.）在植物组培过程中，为什么要进行
一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操 作？
17
• 3） 影响脱分化的一个重要因素是植物 激素。当细胞分裂素与生长素共同使用 时，能强烈促进愈伤组织的形成，而两 者不同的浓度配比在再分化过程中，分 别对诱导根或芽的产生起关键作用。当 细胞分裂素与生长素浓度比高时，有利 于芽的发生；浓度比低时，有利于根的 发生。
23
二、动物细胞工程
常用的技术手段： 包括动物细胞培养、动物细胞融合、
单克隆抗体、胚胎移植、核移植等 。 动物细胞培养是其他细胞工程技术
的基础。
24
• （பைடு நூலகம்）动物细胞培养
• 1、培养液（液体培养基）： • 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、
动物血清等。 • 2、过程：
25
原 代 培 养
(2002-12-10 16:28:53)
第四章 第二节细胞工程简介
细胞工程——应用细胞生物学和分子生物 学的原理和方法，通过某种工程学手段， 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或获得 细胞产品的一门综合科学技术。
• D 获取细胞 原生质直接融合 组织培 养
22
• 3）植物体细胞杂交尚未解决的问题是
•
（ C）
• A 去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体
• B 将杂种细胞培育成植株
• C 让杂种细胞按照人们的需求表现出亲代 的优良性状
• D 尚未培育出属间杂种植物
16
• 思考： • 1）植物细胞表现出全能性的必要条件
是什么？ 2.）离体的器官、组织或细胞如果不进
行脱分化处理，能否培养成完整植物体？ 3.）决定植物细胞脱分化、再分化的关
键因素是什么？ 4.）在植物组培过程中，为什么要进行
一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操 作？
17
• 3） 影响脱分化的一个重要因素是植物 激素。当细胞分裂素与生长素共同使用 时，能强烈促进愈伤组织的形成，而两 者不同的浓度配比在再分化过程中，分 别对诱导根或芽的产生起关键作用。当 细胞分裂素与生长素浓度比高时，有利 于芽的发生；浓度比低时，有利于根的 发生。
23
二、动物细胞工程
常用的技术手段： 包括动物细胞培养、动物细胞融合、
单克隆抗体、胚胎移植、核移植等 。 动物细胞培养是其他细胞工程技术
的基础。
24
• （பைடு நூலகம்）动物细胞培养
• 1、培养液（液体培养基）： • 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、
动物血清等。 • 2、过程：
25
原 代 培 养
(2002-12-10 16:28:53)
第四章 第二节细胞工程简介
细胞工程——应用细胞生物学和分子生物 学的原理和方法，通过某种工程学手段， 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或获得 细胞产品的一门综合科学技术。
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。
植物细胞工程课件(共29张PPT)
• 2．有没有一种温和的去壁方法呢？ • 3．为什么两个原生质体能发生融合，这
与细胞膜的什么特性有关？
• 4．如果两个来源不同的原生质体发生了 融合，下一步该做何处理？
• 5．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
植物体细胞杂交技术
1、过程 植物细胞的融合
植物组织培养
植物细胞A
去壁
原生质体A
原生质体B
去壁
3.1植物细胞工程
一、植物细胞工程的基本技术
植物组织培养
？ 婴儿真的能在试管中发育吗
试管婴儿的生殖方式？ 听说过试管动物，有没有听说过试管植物的？
利用菊花花瓣培养的试管菊花
植
5
物
组
再分化
织
培 养
(愈伤组织) 4
3
6
1 脱分化
2
（一）、植物组织培养
1、概念
植物组织培养就是在无菌和人工控制 条件下，将离体的植物器官、组织、细 胞，培养在人工配制的培养基上，给予 适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、 丛芽，最终形成完整的植株。
单倍体育种
• 方法： –花药离体培养
• 技术： –组织培养获得单倍体 –秋水素处理单倍体的幼苗，使染色体加倍
• 优点： –明显缩短了育种年限 –后代稳定遗传
突变体的利用
• 利用组织培养时，分裂状态的细胞易受 培养条件和外界压力（如射线，化学物 质等）的影响而产生突变的原理，诱导 并筛选出对人类有用的突变体。
• 分生区附近（茎尖、根尖）的病毒极少， 甚至没有
• 采用茎尖进行组织培养
人工种子
• 结构：
–人工薄膜+胚状体（不定芽、顶芽、腋芽）
• 优点：
–不受气候、季节、地域的限制 –保留优良性状 –时间短，占地少
与细胞膜的什么特性有关？
• 4．如果两个来源不同的原生质体发生了 融合，下一步该做何处理？
• 5．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
植物体细胞杂交技术
1、过程 植物细胞的融合
植物组织培养
植物细胞A
去壁
原生质体A
原生质体B
去壁
3.1植物细胞工程
一、植物细胞工程的基本技术
植物组织培养
？ 婴儿真的能在试管中发育吗
试管婴儿的生殖方式？ 听说过试管动物，有没有听说过试管植物的？
利用菊花花瓣培养的试管菊花
植
5
物
组
再分化
织
培 养
(愈伤组织) 4
3
6
1 脱分化
2
（一）、植物组织培养
1、概念
植物组织培养就是在无菌和人工控制 条件下，将离体的植物器官、组织、细 胞，培养在人工配制的培养基上，给予 适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、 丛芽，最终形成完整的植株。
单倍体育种
• 方法： –花药离体培养
• 技术： –组织培养获得单倍体 –秋水素处理单倍体的幼苗，使染色体加倍
• 优点： –明显缩短了育种年限 –后代稳定遗传
突变体的利用
• 利用组织培养时，分裂状态的细胞易受 培养条件和外界压力（如射线，化学物 质等）的影响而产生突变的原理，诱导 并筛选出对人类有用的突变体。
• 分生区附近（茎尖、根尖）的病毒极少， 甚至没有
• 采用茎尖进行组织培养
人工种子
• 结构：
–人工薄膜+胚状体（不定芽、顶芽、腋芽）
• 优点：
–不受气候、季节、地域的限制 –保留优良性状 –时间短，占地少
细胞工程PPT教学课件
1
细胞工程
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，通过某种工程学手段，在细胞整体水平 或细胞器水平上的操作，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的一门综合科学技术。
理论基础 操作水平
目的
细胞生物学和分子生物学 细胞整体水平或细胞器水平 改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品
体细胞：分化程度低的>分化程度高的
细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的
幼嫩的>衰老的
5
（5）为什么体内细胞没有表现出全能性， 而是分化成为不同的组织、器官？
基因在特定空间和时间条件下选择性表达的结果。 在个体发育的不同时期，生物体不同部位的细胞表达 的基因是不同的，合成的蛋白质也不一样，从而形成 了不同的组织和器官。
①无菌、无毒的环境
离体培养的细胞对 微生物和有毒物质 没有防御能力
（灭菌，添加一定量的抗生素，定期更换培养液）
②营养（液体培养基）
（葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清、
微量元素等） ③温度和PH
含未知成分，促进细 胞顺利的生长、增殖
温度：36.5+0.5℃，pH：7.2～7.4
④气体环境
能否用胃蛋白酶
细胞分裂素 较高 生长素
有利于芽的产生
细胞分裂素 较低 生长素
有利于生根
12
植物组织培养中的条件控制
离体的植物器官、组织或细胞（外植体）
遮光
脱分化
①无菌
愈伤Hale Waihona Puke 织②营养 ③一定的外界条件
④植物激素
再分化 一定的光照
根、芽
芽发育成叶， 叶肉细胞中叶 绿素的合成需 要光照
植物体 13
细胞工程
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，通过某种工程学手段，在细胞整体水平 或细胞器水平上的操作，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的一门综合科学技术。
理论基础 操作水平
目的
细胞生物学和分子生物学 细胞整体水平或细胞器水平 改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品
体细胞：分化程度低的>分化程度高的
细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的
幼嫩的>衰老的
5
（5）为什么体内细胞没有表现出全能性， 而是分化成为不同的组织、器官？
基因在特定空间和时间条件下选择性表达的结果。 在个体发育的不同时期，生物体不同部位的细胞表达 的基因是不同的，合成的蛋白质也不一样，从而形成 了不同的组织和器官。
①无菌、无毒的环境
离体培养的细胞对 微生物和有毒物质 没有防御能力
（灭菌，添加一定量的抗生素，定期更换培养液）
②营养（液体培养基）
（葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清、
微量元素等） ③温度和PH
含未知成分，促进细 胞顺利的生长、增殖
温度：36.5+0.5℃，pH：7.2～7.4
④气体环境
能否用胃蛋白酶
细胞分裂素 较高 生长素
有利于芽的产生
细胞分裂素 较低 生长素
有利于生根
12
植物组织培养中的条件控制
离体的植物器官、组织或细胞（外植体）
遮光
脱分化
①无菌
愈伤Hale Waihona Puke 织②营养 ③一定的外界条件
④植物激素
再分化 一定的光照
根、芽
芽发育成叶， 叶肉细胞中叶 绿素的合成需 要光照
植物体 13
细胞工程简介ppt课件
由高度分化的植物器官、组织或细胞 产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱 分化。或者叫做去分化。
脱分化产生的愈伤组织继续进行培养， 又可以重新分化成根或芽等器官．这个过 程叫做再分化。
5、决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是 什么?
影响脱分化的一个重要因素是植物激 素。当细胞分裂素与生长素共同使用时， 能强烈促进愈伤组织的形成，而两者不同 的浓度配比在再分化过程中，分别对诱导 根或芽的产生起关键作用。当细胞分裂素 与生长素浓度比高时，有利于芽的发生； 浓度比低时，有利于根的发生。
6、植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒、 灭菌，并且要求无菌操作?
植物组织培养用的培养基，含有植物生长发育所 需要的各种营养物质，这些营养物质同样为细菌 等微小的生物提供了适合的营养。在这种培养基 上，细菌等微小的生物比植物细胞具有更强的新 陈代谢能力，它们比植物细胞生长、繁殖得更快， 而且它们会产生毒素，使培养的植物细胞很快中 毒死亡。因此，植物组织培养要想取得成功，必 须有效地防止细菌等的污染，保证培养材料、培 养基、培养用具完全无菌。为了达到这一要求， 就要在植物组织培养过程中进行一系列的消毒、 灭菌，并目要求无菌操作。
与传统的有性杂交方法相比，植物体 细胞杂交有什么优越之处？
植物体细胞杂交与传统的有性杂交 方法相比，在培育作物新品种方面具有 较大的优越性。植物体细胞杂交能够在 一定程度上克服远缘杂交不亲和的障碍， 大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。
植物体细胞杂交尚未解决的问题有：C
A、去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体 B、将杂种细胞培育成植株 C、让杂种植物按照人们的需要表现出亲代
细胞工程简介
通过基因工程的方法，可将能分解三 种烃类的基因都转移至能分解另一种烃 类的假单孢杆菌内，创造出了能同时分解 四种烃类的“超级细菌”。如果我们换用另 一种方法：将三种假单孢杆菌与第四种假 单孢杆菌融合或将其内的细胞器移入第四 种假单孢杆菌体内，使之具有分解四种烃 类化合物的功能，这样的生物技术应属于 何种生物工程?
脱分化产生的愈伤组织继续进行培养， 又可以重新分化成根或芽等器官．这个过 程叫做再分化。
5、决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是 什么?
影响脱分化的一个重要因素是植物激 素。当细胞分裂素与生长素共同使用时， 能强烈促进愈伤组织的形成，而两者不同 的浓度配比在再分化过程中，分别对诱导 根或芽的产生起关键作用。当细胞分裂素 与生长素浓度比高时，有利于芽的发生； 浓度比低时，有利于根的发生。
6、植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒、 灭菌，并且要求无菌操作?
植物组织培养用的培养基，含有植物生长发育所 需要的各种营养物质，这些营养物质同样为细菌 等微小的生物提供了适合的营养。在这种培养基 上，细菌等微小的生物比植物细胞具有更强的新 陈代谢能力，它们比植物细胞生长、繁殖得更快， 而且它们会产生毒素，使培养的植物细胞很快中 毒死亡。因此，植物组织培养要想取得成功，必 须有效地防止细菌等的污染，保证培养材料、培 养基、培养用具完全无菌。为了达到这一要求， 就要在植物组织培养过程中进行一系列的消毒、 灭菌，并目要求无菌操作。
与传统的有性杂交方法相比，植物体 细胞杂交有什么优越之处？
植物体细胞杂交与传统的有性杂交 方法相比，在培育作物新品种方面具有 较大的优越性。植物体细胞杂交能够在 一定程度上克服远缘杂交不亲和的障碍， 大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。
植物体细胞杂交尚未解决的问题有：C
A、去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体 B、将杂种细胞培育成植株 C、让杂种植物按照人们的需要表现出亲代
细胞工程简介
通过基因工程的方法，可将能分解三 种烃类的基因都转移至能分解另一种烃 类的假单孢杆菌内，创造出了能同时分解 四种烃类的“超级细菌”。如果我们换用另 一种方法：将三种假单孢杆菌与第四种假 单孢杆菌融合或将其内的细胞器移入第四 种假单孢杆菌体内，使之具有分解四种烃 类化合物的功能，这样的生物技术应属于 何种生物工程?