生物技术概论细胞工程
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➢化学实验室或培养基配制室 ➢洗涤室或消煮室 ➢菌室或接种室 ➢培养室 ➢观察与鉴定室 ➢温室或苗圃 ➢贮存室
2.1. 2 对植物组织培 养
实验室的要求
培养室
接种室
2.1. 2 对植物组织培养 实验室的要求
1.4.2 细胞工程克服了常规杂交的局限性，使远缘杂交 有了新的途径。它不仅可以在植物一植物之间，动物 与动物之间，微生物与微生物之间进行远缘杂交，甚 至可以在动物与植物、动物与微生物之间进行细胞融 合，形成杂交物种。土豆—番茄、山绵羊、大豆—烟 草、芹菜—胡萝卜 。
1.4.3 用细胞工程的技术来改造和创造新生物，比起用 基因工程技术来稍为容易些 。
2 植物细 胞工程
2.1.1 几个重要概念
2.1 植物组 织培养
➢ 植物细胞全能性（Cell Totipotency）： 指任何具有完整的细胞核的植物细胞（不管性细胞还是 体细胞），都拥有形成一个完整植株所必需的全部遗 传信息，在特定的环境下能进行表达，产生一个独立 完整的个体。 满足两个条件:离体;给予适当的刺激 经历两个过程:脱分化;再分化
1 细胞工程概述
1.5 细胞工程与其他生物工程的关系
细胞工程与其他生物工程的关系
1.6 细胞工程的应用
1 细胞工程概述
细胞工程作为科学研究的一种手段，已 经渗入到生物工程的各个方面，成为必不 可少的配套技术。在农林、园艺和医学等 领域中，细胞工程正在为人类做出巨大的 贡献。
➢ 优质植物快速培育与繁殖
脱分化
再分化
外植体
愈伤组织
生长点
幼茎、根
小植株
2.1.1 几个重
➢ 植物组织培养：
要概念
在 无菌条件下，将离体的植物器官（根尖、茎尖、叶、
Hale Waihona Puke Baidu
花、果实、种子等）、组织（花药、胚乳、皮层、髓
组织等）、细胞（体细胞、生殖细胞等）、胚胎（成
熟或未成熟的胚）、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，诱发产生愈伤组织、
1 细胞工程概述
1.1 细胞工程概念
➢ 细胞工程：在细胞水平上研究、开发、利用各类细胞的 工程，即人们根据科学设计改变细胞的遗传基础，并通 过无菌操作，大量培养细胞、组织乃至完整个体的技术 （教材P60）。
➢ 细胞工程：应用细胞学的方法，按照我们人类的需要和 预定的设计，有目的、有计划地保存、改变和创造新细 胞及其遗传物质，从而产生新的种或者品种的技术。
➢ 愈伤组织(Callus)：外植体产生的排列疏松而 无规则且没有发生分化的薄壁细胞。
➢ 脱分化（dedifferentiation）：原来已经分化, 并且具有一定功能的体细胞(或性细胞),丧失了 原有的结构和功能,又重新恢复了分裂功能,就 叫做植物细胞的脱分化。
2.1. 2 对植物组织培养实验室的要求
主要讲授内容： 1 细胞工程概述 2 植物细胞工程 3 动物细胞工程 4 微生物细胞工程
本章要求：
➢ 理解细胞工程的概念； ➢ 掌握植物组织培养的基本原理和方法； ➢ 理解植物非试管快繁的基本原理和方法； ➢ 理解植物细胞培养、人工种子、细胞融合的基本原理和方
法； ➢ 了解植物细胞工程的研究进展与应用前景； ➢ 理解单克隆抗体技术、细胞核移植与动物克隆、染色体转
移、干细胞等研究的基本原理与方法； ➢ 了解动物细胞工程的研究进展与应用； ➢ 了解微生物细胞工程的基本原理； ➢ 了解微生物细胞工程的研究进展与应用。
1 细胞工程概述
作为生物工程重要分支的细胞工程，近 年来获得了令人瞩目的迅速发展。这不仅是 由于它在理论上具有重要的意义，而且在工 农业生产方面也具有广泛的应用前景。
受精、性别鉴定、胚胎冷冻 ➢ 细胞遗传工程：克隆、转基因技术
1.4 细胞工程的优点
1 细胞工程概述
1.4.1 细胞工程开辟了基因重组的新途径， 它不需要经过分离、提纯、剪切、拼接 等基因操作只需将细胞遗传物质直接转 移到受体细胞中，就能够形成杂交细胞， 因而提高了基因转移的效率。
1.4 细胞工程 的优点
1.6 细胞工程的 应用
➢ 动物胚胎工程快速繁殖优良、濒危品种
➢ 利用动植物细胞培育生产活性产物、药品
➢ 新型动植物品种的培育
➢ 供医学器官修复或移植的组织工程
➢ 转基因动植物的生物反应器工程
➢ 珍稀动植物资源的保存与保护
➢ 在遗传学发育学等领域的理论研究
➢ 在能源、环境保护等领域的应用
2 植物细胞工程
➢ 细胞工程：应用细胞生物学和分子生物学的方法，在细 胞水平进行的遗传操作。
1.1 细胞工程 概念
➢ 细胞工程：是指以细胞为基本单位进行培养、 增殖（细胞培养组织培养）或按照人们的意愿 改造细胞的某些生物学特性，从而创造新的生 物和物种，以获得具有经济价值的生物产品。 它主要由两部分构成，其一是上游工程，包含 细胞培养、细胞遗传操作和细胞保藏三个步骤。 另一个则是下游工程，是将已转化的细胞应用 到生产实践中去，以生产生物产品的过程。
丛生芽或长成新的完整的植株的一种实验技术。由于
在试管内培养，且培养的是脱离植株母体的培养物，
所以也叫“离体培养” （Culture in vitro）或“试管 培养” （In test-tube culture） 。
2.1.1 几个 重要概念
➢ 外植体(Explant)：植物组织培养中用来进行 离体无菌培养的离体材料，可以是器官、组 织、细胞和原生质体等。
1 细胞工程概述
1.2 细胞工程研究的对象
细胞或其组成部分和构成的组织、器官等 如染色体、细胞核、原生质体、整个细胞、 受精卵、胚胎、组织或器官。
1 细胞工程概述
1.3 细胞工程研究主要内容
➢ 细胞与组织培养：细胞、组织和器官培养三层次 ➢ 细胞融合：单克隆抗体 ➢ 染色体工程：染色体的添加、消减、替换 ➢ 胚胎工程：胚胎分割、胚胎融合、核移植、体外
2.1 植物组织培养 2.2 植物细胞培养 2.3 植物非试管快繁 2.4 植物原生质体培养与融合 2.5 人工种子的研制 2.6 植物细胞工程研究进展（综述）
2.1 植物组织培养 （Plant tissue culture）
2.1.1 几个重要概念 2.1.2 对植物组织培养实验室的要求 2.1.3 植物组织培养的步骤 2.1.4 主要植物组织培养技术
2.1. 2 对植物组织培 养
实验室的要求
培养室
接种室
2.1. 2 对植物组织培养 实验室的要求
1.4.2 细胞工程克服了常规杂交的局限性，使远缘杂交 有了新的途径。它不仅可以在植物一植物之间，动物 与动物之间，微生物与微生物之间进行远缘杂交，甚 至可以在动物与植物、动物与微生物之间进行细胞融 合，形成杂交物种。土豆—番茄、山绵羊、大豆—烟 草、芹菜—胡萝卜 。
1.4.3 用细胞工程的技术来改造和创造新生物，比起用 基因工程技术来稍为容易些 。
2 植物细 胞工程
2.1.1 几个重要概念
2.1 植物组 织培养
➢ 植物细胞全能性（Cell Totipotency）： 指任何具有完整的细胞核的植物细胞（不管性细胞还是 体细胞），都拥有形成一个完整植株所必需的全部遗 传信息，在特定的环境下能进行表达，产生一个独立 完整的个体。 满足两个条件:离体;给予适当的刺激 经历两个过程:脱分化;再分化
1 细胞工程概述
1.5 细胞工程与其他生物工程的关系
细胞工程与其他生物工程的关系
1.6 细胞工程的应用
1 细胞工程概述
细胞工程作为科学研究的一种手段，已 经渗入到生物工程的各个方面，成为必不 可少的配套技术。在农林、园艺和医学等 领域中，细胞工程正在为人类做出巨大的 贡献。
➢ 优质植物快速培育与繁殖
脱分化
再分化
外植体
愈伤组织
生长点
幼茎、根
小植株
2.1.1 几个重
➢ 植物组织培养：
要概念
在 无菌条件下，将离体的植物器官（根尖、茎尖、叶、
Hale Waihona Puke Baidu
花、果实、种子等）、组织（花药、胚乳、皮层、髓
组织等）、细胞（体细胞、生殖细胞等）、胚胎（成
熟或未成熟的胚）、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，诱发产生愈伤组织、
1 细胞工程概述
1.1 细胞工程概念
➢ 细胞工程：在细胞水平上研究、开发、利用各类细胞的 工程，即人们根据科学设计改变细胞的遗传基础，并通 过无菌操作，大量培养细胞、组织乃至完整个体的技术 （教材P60）。
➢ 细胞工程：应用细胞学的方法，按照我们人类的需要和 预定的设计，有目的、有计划地保存、改变和创造新细 胞及其遗传物质，从而产生新的种或者品种的技术。
➢ 愈伤组织(Callus)：外植体产生的排列疏松而 无规则且没有发生分化的薄壁细胞。
➢ 脱分化（dedifferentiation）：原来已经分化, 并且具有一定功能的体细胞(或性细胞),丧失了 原有的结构和功能,又重新恢复了分裂功能,就 叫做植物细胞的脱分化。
2.1. 2 对植物组织培养实验室的要求
主要讲授内容： 1 细胞工程概述 2 植物细胞工程 3 动物细胞工程 4 微生物细胞工程
本章要求：
➢ 理解细胞工程的概念； ➢ 掌握植物组织培养的基本原理和方法； ➢ 理解植物非试管快繁的基本原理和方法； ➢ 理解植物细胞培养、人工种子、细胞融合的基本原理和方
法； ➢ 了解植物细胞工程的研究进展与应用前景； ➢ 理解单克隆抗体技术、细胞核移植与动物克隆、染色体转
移、干细胞等研究的基本原理与方法； ➢ 了解动物细胞工程的研究进展与应用； ➢ 了解微生物细胞工程的基本原理； ➢ 了解微生物细胞工程的研究进展与应用。
1 细胞工程概述
作为生物工程重要分支的细胞工程，近 年来获得了令人瞩目的迅速发展。这不仅是 由于它在理论上具有重要的意义，而且在工 农业生产方面也具有广泛的应用前景。
受精、性别鉴定、胚胎冷冻 ➢ 细胞遗传工程：克隆、转基因技术
1.4 细胞工程的优点
1 细胞工程概述
1.4.1 细胞工程开辟了基因重组的新途径， 它不需要经过分离、提纯、剪切、拼接 等基因操作只需将细胞遗传物质直接转 移到受体细胞中，就能够形成杂交细胞， 因而提高了基因转移的效率。
1.4 细胞工程 的优点
1.6 细胞工程的 应用
➢ 动物胚胎工程快速繁殖优良、濒危品种
➢ 利用动植物细胞培育生产活性产物、药品
➢ 新型动植物品种的培育
➢ 供医学器官修复或移植的组织工程
➢ 转基因动植物的生物反应器工程
➢ 珍稀动植物资源的保存与保护
➢ 在遗传学发育学等领域的理论研究
➢ 在能源、环境保护等领域的应用
2 植物细胞工程
➢ 细胞工程：应用细胞生物学和分子生物学的方法，在细 胞水平进行的遗传操作。
1.1 细胞工程 概念
➢ 细胞工程：是指以细胞为基本单位进行培养、 增殖（细胞培养组织培养）或按照人们的意愿 改造细胞的某些生物学特性，从而创造新的生 物和物种，以获得具有经济价值的生物产品。 它主要由两部分构成，其一是上游工程，包含 细胞培养、细胞遗传操作和细胞保藏三个步骤。 另一个则是下游工程，是将已转化的细胞应用 到生产实践中去，以生产生物产品的过程。
丛生芽或长成新的完整的植株的一种实验技术。由于
在试管内培养，且培养的是脱离植株母体的培养物，
所以也叫“离体培养” （Culture in vitro）或“试管 培养” （In test-tube culture） 。
2.1.1 几个 重要概念
➢ 外植体(Explant)：植物组织培养中用来进行 离体无菌培养的离体材料，可以是器官、组 织、细胞和原生质体等。
1 细胞工程概述
1.2 细胞工程研究的对象
细胞或其组成部分和构成的组织、器官等 如染色体、细胞核、原生质体、整个细胞、 受精卵、胚胎、组织或器官。
1 细胞工程概述
1.3 细胞工程研究主要内容
➢ 细胞与组织培养：细胞、组织和器官培养三层次 ➢ 细胞融合：单克隆抗体 ➢ 染色体工程：染色体的添加、消减、替换 ➢ 胚胎工程：胚胎分割、胚胎融合、核移植、体外
2.1 植物组织培养 2.2 植物细胞培养 2.3 植物非试管快繁 2.4 植物原生质体培养与融合 2.5 人工种子的研制 2.6 植物细胞工程研究进展（综述）
2.1 植物组织培养 （Plant tissue culture）
2.1.1 几个重要概念 2.1.2 对植物组织培养实验室的要求 2.1.3 植物组织培养的步骤 2.1.4 主要植物组织培养技术