细胞工程理论基础
植物细胞工程与动物细胞工程的相同点
植物细胞工程与动物细胞工程的相同点
一、理论基础
植物细胞工程和动物细胞工程的理论基础是相同的，都基于细胞生物学、分子生物学和遗传学的基本原理。
两者都是通过研究和操作细胞，实现细胞的繁殖、诱导分化以及新功能的赋予。
二、细胞培养
两者都涉及到细胞培养技术，即通过人工方法为细胞提供适宜的生长条件，使其在体外环境中存活和增殖。
植物细胞和动物细胞在培养过程中的营养需求、环境控制以及生长特性的差异是两者技术的不同点。
三、基因工程技术
植物细胞工程和动物细胞工程都广泛使用了基因工程技术。
通过基因导入、基因编辑等技术，可以实现细胞的遗传改良和新性状的创造。
虽然两者在基因操作的具体方法上有所不同，但基本原理和技术手段是相似的。
四、生长因子和激素
在植物细胞工程和动物细胞工程中，生长因子和激素都起到了关键的作用。
它们可以调控细胞的生长、分化以及代谢过程。
尽管植物和动物细胞对生长因子和激素的需求有所不同，但总体来说，两者的作用机制是相似的。
五、相同的工具酶
在两种工程中，许多工具酶如限制性内切核酸酶、DNA连接酶、聚合酶等都有广泛的应用。
这些酶在基因操作、DNA重组等方面起到了关键的作用。
尽管某些酶在植物和动物细胞中的活性可能会有所不同，但它们的基本功能是相似的。
细胞工程知识点
细胞工程知识点1、细胞工程：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、细胞工程的应用：1)动植物快速繁殖技术：植物组织培养、人工种子、试管动物、克隆动物2)新品种的培育：细胞融合、细胞水平的重组3)细胞工程生物制品：单克隆抗体制备、疫苗生产4)细胞疗法与组织修复：2细胞工程理论基础1、细胞全能性：每个活的体细胞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，并且具有母体的全部的遗传信息。
2、细胞分化：指细胞在形态、结构和功能上发生差异的过程。
3、细胞的脱分化：在一定营养和刺激因素作用下,具有特定结构与功能的植物组织的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。
3细胞工程技术1、实验室条件：组成：准备室、无菌间、操作间、培养室、分析室。
2、无菌技术、显微技术、细胞观察与分析、细胞分离、细胞保存与复苏（1）细胞保存方法传代培养保存法低温冷冻保存法(低温、超低温保存)液体固化的方式（形成冰晶、形成无定型的玻璃化状态）玻璃化指液体转变为非晶态（玻璃态）的固定化过程，在此状态时，水分子没有发生重排，不产生结构和体积的变化，因此不会由于机械或溶液效应造成组织和细胞伤害，化冻后的细胞仍有活力。
冷冻方法（缓慢冷冻法、快速冷冻法预冷冻法包括逐级冷冻和两部冷冻）细胞复苏按一定复温速度将细胞悬液由冻存状态恢复到常温的过程。
复苏细胞一般采用快速融化法。
以保证细胞外结晶快速融化，以避免慢速融化水分渗入细胞内，再次形成胞内结晶损伤细胞。
细胞培养和代谢调控：1、细胞培养：模拟机体内生理条件，将细胞从机体中取出，在人工条件下使其生存、生长、繁殖和传代，进行细胞生命过程、细胞癌变、细胞工程等问题的研究。
2、细胞培养的操作方式：分批式培养、流加式培养、半连续式培养、连续式培养、灌流式培养。
第十单元 37讲 细胞工程
解析
答案
本题采用直选法。通过 花粉粒组织培养获得 的是单倍体，不能保持 原植株的优良特性，故 B 错误。
基础回扣
要点探究
命题设计
返回
考点一
植物细胞工程
1．(2013· 江苏卷，11)某种极具观赏价值的 兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽 快推广种植，可应用多种技术获得大量 优质苗。下列技术中不能选用的是 ( B ) A．利用茎段扦插诱导生根技术快速 育苗 B．采用花粉粒组织培养获得单倍体苗 C．采集幼芽嫁接到合适的其他种类植 物体上 D．采用幼叶、茎尖等部位的组织进行 组织培养
考点一
基础回扣
要点探究
命题设计
返回
考点一
植物细胞工程
(2)操作流程
脱分化
愈伤组织
再分化
3．植物体细胞杂交技术 (1)概念： 将不同种的植物体细胞， 在一定条件下融合成 杂种细胞， 并把杂种细胞培育成 新的植物体 的技术。 (2)操作流程
考点一
基础回扣
要点探究
命题设计
返回
考点一
植物细胞工程
(3)流程分析 ①过程 a 为去除 细胞壁 获得具有活力的原生质体，用到的酶是
考点二
动物细胞培养与体细胞克隆
4．应用 (1)加速家畜 遗传改良 进程，促进优良畜群繁育。 (2)保护 濒危物种。 (3)生产医用蛋白。 (4)作为异种移植的 供体 。 (5)用于组织器官的 移植 。
考点二
基础回扣
要点探究
命题设计
返回
考点二
动物细胞培养与体细胞克隆
探究动物细胞培养与动物体细胞核移植的不同点 动物细胞培养 原理 动物体细胞核移植
丁过程表示传代培养，此时得到的细胞会克服细胞寿命的自然极限， 获得不死性，这些细胞已经发生突变，正在朝着等同于癌细胞的方 向发展，D 项正确。
专题二细胞工程
化学（聚乙二醇） 灭活的病毒
获得杂种植株
主要用于制备 单克隆抗体
1975年英国科学家米尔斯坦和柯勒的实验 设计方案：
一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体 骨髓瘤细胞能无限增殖
单克隆 抗体
动物细胞培养技术
杂交瘤细胞
动物细胞融合技术
既能产生特异性抗体，
又能大量增殖的细胞
杂交瘤细胞特点： 既能产生特异性 抗体，又能大量 增殖。
快速繁殖、培育 获得细胞或细胞
无病毒植株
分泌蛋白
动物胚胎或幼龄动 物的组织、器官
胰蛋白酶
加培养液
单个细胞 细胞
剪碎
制成 悬浮
细胞增殖
去掉组织
液
间蛋白
无限传代
细胞系
动物细胞培养不能 最终培养成生物体
细胞株
原代培养和传代培养；细胞株和细胞系
细胞 悬浮 液
随细胞增多，细胞就会停止分裂增殖
细胞株
细胞系 遗传物质改变
特点：既能产生专一 抗体又能大量繁殖
制
特异性杂交瘤细胞
备 过 程 ：
动物 细胞 培养 技术
体外或体内 细胞培养 杂交瘤细胞系
提取
特点：特异性强灵敏 度高可大量制备
单克隆抗体
项目
动物细胞融合
植物体细胞杂交
原理
细胞膜的流动性
融合前提 分散成单个细胞
细胞膜的流动性和 植物细胞的全能性
去除细胞壁
诱导方法 聚乙二醇、离心、振动 、电激、灭活病毒
植物体细胞杂交
植物细胞工程的理论基础是： 植物细胞的全能性
一、细胞的全能性
生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体
1、定义：的潜能的特性。
生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有
《细胞工程》考试大纲精品文档10页
《细胞工程》考试大纲第一章绪论一、名词高技术、生物技术、细胞工程、生化工程.二、知识点现代生物技术是一项高技术；生物技术的基本内容；细胞工程在整个生物工程中的地位；细胞工程主要的技术领域；细胞工程的主要应用。
第二章细胞工程理论基础一、名词细胞、细胞周期、细胞凋亡、细胞分化、奢侈基因、管家基因.二、知识点细胞共性。
第三章细胞工程基本技术一、名词生物安全、p1级实验室、清洁液、干热灭菌、湿热灭菌、无菌操作技术、细胞贴壁率、细胞计数、MTT法、活体染色、成集落试验、污染。
二、知识点细胞工程实验室主要的仪器设备；细胞培养室的基本要求；p1级实验室的基本要求；细胞培养室常见的消毒方法；玻璃器皿的清洗方法；判断清洁液失效的方法及延长其寿命的方法；无菌操作的技术要领与要求；培养细胞的观察技术；培养细胞的主要污染与排除；细胞计数应注意的问题；细胞冻存与复苏的技术要点及注意事项。
第四章细胞培养与代谢调控一、名词分批式培养、流加式培养、半连续式培养、连续式培养、灌流式培养。
二、知识点分批式培养、连续式培养、灌流式培养的特点。
第五章植物人工繁殖一、名词植物细胞工程、植物组织培养、外植体、脱分化、再分化、愈伤组织、胚状体、大量元素、微量元素、器官发生途径、胚状体发生途径、植物快速无性繁殖、植物脱毒、胚培养、胚乳培养、人工种子、体细胞胚。
二、知识点植物细胞工程的主要内容；植物组织培养的理论基础；植物细胞工程的技术手段；植物组织再分化的两条途径；植物组织培养的主要步骤与技术要点；影响植物细胞脱分化和再分化因素；愈伤组织有的特点及其在细胞工程中的重要性；愈伤组织再生植株的途径；植物组织与动物细胞的超低温保存原理及方法的不同；植物细胞的几种大规模培养系统的特点及其影响因素；生长素、细胞分裂素的生理作用及其在组织培养中的意义。
成熟胚培养与幼胚培养在技术上的异同；植物胚乳培养的类型；植物胚胎培养的意义及影响因素；愈伤组织的形成的三个阶段及主要特征；人工种子的组成、构建与应用；体细胞胚胎发生的同步控制；植物脱毒的方法；植物快繁技术的主要步骤；微繁殖中芽的增殖方式；植物脱毒时外植体的预处理途径。
细胞工程复习资料
细胞工程知识点汇总第一章细胞工程简介细胞工程（Cell engineering）是指主要以细胞为对象，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、组织产品或新型的一门综合性科学技术。
主要人物或事件：1）温特（Went）、高特里特（Gautheret）和诺比考特（Nobercourt）一起成为植物组织培养的奠基人。
2）1958年，史都华德和赖纳特发现胡萝卜体细胞可以分化成体细胞胚。
也即是说可以从细胞水平上到组织器官水平上的分化。
从而验证了细胞全能性学说。
3）1953年，沃森（Watson）和克里克（Crick）提出DNA双螺旋结构模型，标志着分子生物学诞生。
4）1997年，英国利用成年动物体细胞克隆出绵羊“多莉”，证明了高等动物体细胞的全能性，这是细胞工程历史上的一个里程碑式的成果。
细胞工程的应用（可出分析题）第二章细胞工程理论基础细胞全能性(totipotency)：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。
细胞分化：（理解）是指细胞在形态、结构和功能上发生差异的过程，包括时间上和空间上的分化和空间上的分化。
时间上的分化：是指一个细胞在不同的发育阶段可以形成不同的形态和功能空间上的分化：是指同一种细胞由于所处的环境或部位不同可以形成不同的形态和功能细胞分化能力的强弱称为发育潜能。
形态发生（Morphogenesis）：是指通过细胞增殖、分化和行为塑造组织、器官和个体形态的过程。
细胞分化与形态发生是相互联系在起的。
细胞分化的实质：是奢侈基因按照一定顺序表达的结果，是基因的差异表达（Differential expression）脱分化（Dedifferentiation）：又称去分化，是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。
高中生物：细胞工程知识点
高中生物：细胞工程知识点（一）克隆1.克隆clone：无性繁殖系（只由一个模板分子、母细胞或母体直接形成新一代…）2.克隆技术cloning：从众多基因或细胞群体中通过无性繁殖和选择获得目的基因或特定类型细胞的操作技术3.内容：（1）分子水平：基因克隆即目的基因的复制（受体细胞的无性繁殖）、分离（特定基因探针选择、钓取目的基因）过程（2）细胞水平：杂交瘤制备单克隆抗体（3）个体水平：不通过两性细胞的结合，从一个单一（体）细胞繁殖出生物个体——胚胎细胞克隆以胚胎/卵细胞作为供体、利用核移植，不是严格意义上的动物个体克隆4.条件：（1）理论条件：细胞全能性/有发育成完整新个体的全套遗传物质（根本原因）（2）基本条件：①具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞②具有能有效调控细胞核发育的细胞质物质 e.g去核卵细胞③完成胚胎发育的必要的环境条件 e.g胚胎早期培养环境/子宫5.非正面影响：丰富生物多样性，促进生物进化，维护生态平衡（二）植物克隆1.全能性表达的难易程度：(1)受精卵＞生殖细胞＞胚胎/全能干细胞＞多能（干）细胞＞专能（干）细胞＞体细胞；PS生殖细胞在一定刺激下染色体可加倍；一些动物存在孤雌生殖(2)植物细胞＞动物细胞；低等动物＞高等动物PS不同种类植物或同种植物的不同基因型个体间全能性的表达程度大不相同2.植物组织培养（植物克隆的技术基础）（1）理论基础：植物细胞全能性，即植物体的每个生活细胞都具有遗传上的全能性，因而都具有发育成完整植株的潜能（2）过程：①离体植物细胞、组织或器官（外植体）→获得愈伤组织→诱导形成试管苗→新植株PS外植体选取形成层(分生组织)部分易于诱导形成愈伤组织A.培养条件：首先是离体培养(生物体内细胞中基因在特定时间和空间条件下选择性表达，细胞分化为不同组织、器官，故无法表现出全能性)半/固体培养基（固体为例）a.营养物质：水、无机盐、蔗糖、维生素、有机添加剂(氨基酸、琼脂凝固剂等)b.植物激素/生长调节剂（适当浓度配比诱导分化出芽/根的顶端分生组织/花）——CTK中等量IAA少量诱导脱分化，CTK、IAA比例合适诱导根芽分化c.无菌条件（外植体70%酒精消毒、器械高温蒸汽灭菌）——杂菌争夺产毒d.适宜的pH、温度和渗透压B.光照：若外植体是（带叶）茎段，不经历脱分化再分化，组培全过程均需要光照；若外植体是非光合作用部位（如胡萝卜块根），再分化成芽后光照C.试管苗移栽前需炼苗（草炭土/蛭石，逐渐降湿）D.愈伤组织：排列疏松的高度液泡化的活的薄壁细胞团②外植体→愈伤组织→摇床液体悬浮培养分散成单细胞→胚状体→人工种子PS 单细胞植物克隆，类似受精卵的卵裂、分化、器官发生、形态建成单细胞：细胞质丰富、液泡小、细胞核大（胚性细胞特征）③酶解细胞壁→原生质体培养→新植株（2）用途：微型繁殖、制造人工种子(胚状体阶段)、单倍体育种、作物脱毒（植物分生组织细胞，分裂旺盛病毒极少Cf抗病毒）、在培养基中加入不同浓度的氯化钠溶液，可诱发和筛选抗盐植株细胞产物工厂化生产（愈伤组织阶段已可，试管培养苗、细胞培养反应器也可）(3)长期培养后的全能性下降原因：染色体畸变、核变异、非整倍体产生；细胞或组织中激素平衡被打破；细胞对外源生长物质的敏感性改变；形成缺乏成胚性的细胞系——植株在多次继代培养后，会逐渐丧失细胞全能性的表达能力3.原生质体融合/植物体细胞杂交（不同植物）获得原生质体：在甘露醇溶液环境（较高渗透压）中用纤维素酶和果胶酶混合液处理用网筛过滤原生质体到离心管内，离心后收集沉淀物，用等渗溶液洗涤；检验原生质体是否符合要求：依据渗透作用原理，采用低渗胀破法（见比较表格）4.植物细胞工程：培养植物细胞（包括原生质体），借用基因工程技术将外源DNA导入受体细胞或通过细胞融合将不同源的遗传物质重新组合，再通过细胞培养，获得具有特定性状的植株C细胞工程：细胞培养和细胞融合（若基因型不同为细胞杂交）——基因定位：利用细胞杂交中染色体丢失与特定基因产物的对应关系（三）动物细胞工程1. 动物细胞培养指明“动物”细胞培养（1）概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。
《细胞工程》名词解释
植物细胞全能性:植物体的每个细胞都携带有该物种的全部遗传信息，因而只要在适当的条件下，植物一切生活细胞都具有分化为一个完整植株的潜在能力，这就是细胞的全能性。
这是细胞工程的理论基础。
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。
脱分化:原已分化的细胞，失去原有的形态和机能，又回复到没有分化的无组织的细胞团或愈伤组织，这个过程称为脱分化。
再分化:由脱分化状态的细胞再度分化形成另一种或几种类型的细胞的过程，称为再分化愈伤组织:外植体在离体条件下，细胞经脱分化等一系列过程，转变为一种能迅速增殖的无特定结构和功能的细胞团，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:对来自于外植体所增殖的培养物通过更新新鲜培养基及不断切割或分离,进行连续多代的培养.外植体: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。
器官发生:指离体培养条件下的组织或细胞团分化形成不定根、不定芽等器官过程。
体细胞胚：由外植体可直接形成胚状体，外植体也可以经脱分化先形成愈伤组织，再由愈伤组织形成胚状体。
胚状体是由体细胞发育而来人工种子：通过将植物组织培养中所产生的体细胞胚或珠芽等包埋在“人工胚乳”和“人工种皮”里，制成的具有播种功能、类似天然种子的颗粒就称为人工种子。
繁殖系数：也叫增殖系（倍)数或增殖率，是指繁殖材料在一个培养周期内增殖的倍数。
污染：指在组织培养过程中培养基和培养材料滋生杂菌，导致培养失败的现象。
褐变：指在组织培养中，由于材料被切割而使多酚氧化酶活化将组织中的酚类物质氧化形成棕褐色的醌类物质，并向培养基中扩散，抑制培养物生长甚至导致其死亡的现象。
玻璃化：指组织培养过程中的特有的一种生理失调或生理病变，试管苗呈半透明状外观形态异常的现象。
悬浮培养：将游离的单细胞或小的细胞团，按照一定的细胞密度，悬浮在液体培养基中进行培养的方法。
知识点总结：植物细胞工程
植物细胞工程知识点清单一、植物组织培养1、理论基础（原理）：细胞全能性2、全能性概念：具有某生物发育所需全部遗传信息的细胞，都具有发育成完整体的潜能。
3、过程：外植体—脱分化—愈伤组织—再分化—丛芽、不定根—新植株4、相关概念及实验注意事项①外植体：离体植物器官、组织、细胞②愈伤组织：高度液泡化，无固定形态的薄壁细胞。
全能性高，分化程度低③外植体消毒：70%酒精30s—无菌水冲洗—次氯酸钠30min—无菌水冲洗④取材：选取形成层部位⑤脱分化：23~26℃，避光⑥再分化：将愈伤组织转接到分化培养基，光照下培养⑦生长素/细胞分裂素：比值高—促进生根；比值低—促进发芽5、植物组织培养概念：在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官，组织，细胞培养在人工配置的培养基上，诱导其产生愈伤组织，丛芽，最终形成完整的植株。
6、地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。
二、植物体细胞杂交1、植物体细胞杂交概念：将不同种的植物细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的过程。
2、过程及注意事项：①去除细胞壁：酶解法（纤维素酶、果胶酶），获得原生质体②原生质体融合方法：物理法（离心、震荡、电刺激）；化学法：聚乙二醇③细胞融合成功的标志：杂种细胞再生细胞壁3、融合结果：获得杂种细胞，进而获得杂种植株。
A细胞+B细胞所得杂种植株遗传物质=A+B4、成功例子：番茄—马铃薯；烟草—海岛烟草；胡萝卜—羊角芹；白菜—甘蓝5、优点：克服远缘杂交不亲和障碍6、局限性：不能按照人的要求表达性状三、植物细胞工程应用1、微型繁殖：可以高效快速地实现种苗的大量繁殖（观赏植物，经济林木，无性繁殖作物）2、作物脱毒：采用茎尖等分生区组织培养来除去病毒（因为分生区附近的病毒极少或没有）如：马铃薯；草莓；甘蔗；菠萝、香蕉等经济作物3、人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经人工薄膜包装得到的种子。
细胞工程学第三版知识点总结归纳
细胞工程学第三版知识点总结归纳一、细胞工程概述。
1. 定义。
- 细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。
2. 研究内容。
- 动植物细胞与组织培养，细胞融合（如植物体细胞杂交、动物细胞融合），细胞核移植，染色体工程，胚胎工程等。
3. 细胞工程的发展历程。
- 起步阶段：20世纪初，植物组织培养技术开始发展，Haberlandt提出细胞全能性概念，为细胞工程奠定了理论基础。
- 发展阶段：20世纪中叶后，植物细胞工程取得了一系列成果，如植物体细胞杂交等。
动物细胞工程也逐渐兴起，包括动物细胞培养技术的不断完善等。
- 现代细胞工程：随着基因工程等现代生物技术的发展，细胞工程与之相结合，在生物制药、动植物品种改良等多方面发挥着越来越重要的作用。
二、植物细胞工程。
1. 植物细胞的全能性。
- 概念：植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息，从而具备发育成完整植株的遗传能力。
- 实现全能性的条件：细胞处于离体状态、提供适宜的营养物质（如大量元素、微量元素、有机物等）、植物激素（如生长素和细胞分裂素的比例合适）、适宜的环境条件（温度、光照、pH等）。
2. 植物组织培养。
- 基本过程。
- 外植体选取：通常选择植物的幼嫩组织或器官，如茎尖、根尖、叶片等。
- 消毒：对外植体进行严格的消毒处理，以防止微生物污染。
- 接种：将消毒后的外植体接种到含有营养物质和植物激素的培养基上。
- 脱分化：外植体在适宜条件下形成愈伤组织，愈伤组织细胞的特点是排列疏松、无规则，是一种高度液泡化的薄壁细胞。
- 再分化：愈伤组织在一定条件下重新分化形成根、芽等器官，进而发育成完整植株。
- 培养基的组成。
- 大量元素：包括N、P、K、Ca、Mg、S等，提供植物生长所需的基本营养。
- 微量元素：如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl等，虽然需求量少，但对植物生长发育不可或缺。
选必三生物细胞工程知识点
选必三生物细胞工程知识点一、知识概述《细胞工程知识点》①基本定义：细胞工程呢，就是以细胞为对象，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。
简单说，就是对细胞动手脚，让它按照我们想要的样子变化。
②重要程度：在生物学科里那可是相当重要的。
它是生物学走向实用化、产业化的关键技术。
比如现在好多生物制药啊，就是靠细胞工程做基础的。
有了细胞工程，我们可以深入了解细胞的各种功能和奥秘，还能创造出对人类有用的生物制品。
③前置知识：在学细胞工程之前，你得知道细胞的基本结构像细胞膜、细胞质、细胞核等，还有细胞的功能，比如新陈代谢啥的。
得先清楚细胞本身是个啥样，才能进一步研究对它的改造等。
④应用价值：在医学上可用来制造疫苗、治疗艾滋病等疑难病症。
在农业上，可以培育出新品种，像超级杂交水稻说不定也和细胞工程有点关系呢。
还能制作生物传感器、生物燃料等，应用范围超广。
二、知识体系①知识图谱：细胞工程在选修三生物里是重点章节，它和基因工程、胚胎工程等都属于生物技术专题。
它就像生物技术这个大家庭里的一个重要分支。
②关联知识：和基因工程关联紧密，基因工程侧重于基因层面的操作，而细胞工程侧重于细胞层面，不过很多时候两者是相辅相成的。
比如制作转基因植物，往往既涉及基因工程的基因导入，又需要细胞工程里植物组织培养将转入基因后的细胞培养成完整植株。
③重难点分析：- 掌握难度：说实话有点难。
因为涉及到的概念和操作都很微观。
比如植物组织培养中，要理解细胞的脱分化和再分化就不是那么容易。
- 关键点：关键的地方在于理解各种操作的生物学原理。
像动物细胞培养中，为啥要有血清这种成分，得明白这是为了提供细胞生长必需的营养物质和生长因子等。
④考点分析：- 在考试中的重要性：相当重要，在高考选择题、简答题里经常出现。
- 考查方式：会直接考查概念，像植物体细胞杂交的概念；还会考查操作步骤和应用，如动物细胞培养的过程或者让你分析细胞工程在药物生产中的应用等。
第二章细胞工程的理论基础
在植物的组织培养中，从一块外植体形成典型的愈伤组织，大致要 经历三个时期：启动期、分裂期和形成期 起动期通过一些刺激因素(如机械损伤、改变光照强度)和激素的诱 导作用，使外植体细胞的合成代谢活动加强 植物组织培养中诱导外植体细胞分裂形成的愈伤组织，大都不是损 伤的结果。
常用细胞分裂素和生长素比例在1:l来诱导植物材料愈伤组织的形成。
•1970年Steward等用悬浮培养的胡萝卜 单个细胞培养成可育的胡萝卜植株。
1997年英国学者克隆出 “多莉”羊
2）细胞全能性的绝对性与相对性:
不是所有基因型的所有细胞在任何条件下都具有良好的培养反应; 细胞全能性也并不意味着任何细胞均可以直接产生植物个体; 动、植物细胞全能性的表现程度存在明显的差异。 高度分化的植物细胞 保持着全能性
细胞分化的分子基础
1、细胞分化是基因选择性的表达的结果 根据与细胞分化的关系细胞中基因分为两大类：
管家基因（house
keeping gene)
维持细胞最基本生命活动所不可缺少的基因，对分化只起辅助作用 的基因。这些基因在各类细胞 中都可以表达。
奢侈基因（luxury
gene)
编码特异性蛋白的基因，与各种分化细胞的特定性状直接相关。这 类基因对细胞自身生存无直接影响。这些基因只有在特定的分化细 胞 中表达。 2、细胞分化的实质是基因的选择性表达
4.温度
愈伤组织诱导培养时，温度可以适当提高，而分化温度比诱导温度 要低。如烟草，愈伤组织生长时33℃仍可良好生长，而分化则必需 在18℃条件下才适宜。 与光周期相似，某些需要通过低温春化的植物，在离体培养中器 官形成有时也需要低温处理，特别时对于某些特殊目的的培养，需 要考虑这一因素，如菊苣根培养产生的愈伤组织，诱导分化时经低 温处理可形成花芽，而在25℃下培养只能形成营养芽。
细胞工程的原理和方法
细胞工程的原理和方法一、引言细胞工程是一门集生物学、工程学和医学等多学科知识于一体的新兴科学领域。
它的目标是利用工程学的原理和方法研究、设计、重建和操纵生物细胞，以解决生物医学和生物工程学上的难题。
细胞工程有着广泛的应用前景，包括组织工程、再生医学、药物筛选和基因治疗等领域。
本文将详细介绍细胞工程的原理和方法，并探讨其在科学研究和应用中的潜力。
二、细胞工程的基本原理细胞工程的基本原理是通过对细胞的遗传信息、代谢途径和信号传导系统等进行分析和理解，进而利用工程学的方法对细胞进行定量描述和控制。
细胞工程的基础是细胞生物学和分子生物学等学科的研究成果，它借鉴了工程学的思维和方法，使得研究人员能够更好地理解和操纵细胞的行为。
三、细胞工程的重要方法3.1 遗传学工程遗传学工程是细胞工程中的关键方法之一。
它通过改变细胞的基因组，包括基因的表达水平和基因的序列等方面，实现对细胞行为和特性的调控。
遗传学工程的方法包括基因敲除、基因过表达、基因编辑和基因组纳米编辑等。
这些方法可以通过DNA重组技术、CRISPR-Cas9系统和RNA干扰等手段实现。
遗传学工程的发展为细胞研究和应用提供了强大的工具。
3.2 组织工程组织工程是细胞工程的重要应用之一，它旨在重建和修复受损组织和器官。
组织工程的核心是通过构建生物支架和种植合适的细胞，促进细胞定向分化和组织再生。
现代组织工程的关键技术包括细胞培养、生物打印和生物材料的设计与制备等。
组织工程的研究和应用有望实现人体组织器官的再生和替代，为临床医学提供更有效的治疗手段。
3.3 药物筛选药物筛选是细胞工程在药物研发领域的重要应用之一。
细胞工程可以构建疾病模型细胞，并利用高通量筛选技术对大量药物进行快速筛选。
药物筛选的关键技术包括细胞培养和处理、荧光探针和多参数分析等。
药物筛选的发展可以加快新药研发的速度，提高药物的效力和安全性。
3.4 基因治疗基因治疗是细胞工程在遗传疾病治疗领域的重要应用之一。
细胞工程作业
绪论1、细胞工程是一个什么样的学科？它的主要学科背景是什么？细胞工程定义是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。
细胞工程的理论基础——细胞全能性其主要涉及的技术包括：细胞融合，细胞移植，染色体技术和细胞培养技术等总的来说，它是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。
当前细胞工程所涉及的主要技术领域有细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操作及基因转移等方面。
通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株，并可以产生新的物种或品系。
2、细胞工程在现代生物技术中处于何种地位？细胞工程是作为廿一世纪的支柱产业的生物技术产业中的重中之重，截止20世纪末，全世界生物技术产品销售额已达1000亿美元。
生物技术产业作为一种新兴的高科技高附加值产业，越来越体现出其魅力所在，并逐渐占据现今社会经济的制高点，并进而成为廿一世纪的技术核心。
1996年度诺贝尔奖获得者美国化学家罗伯特.柯尔说：“本世纪是物理学和化学的世纪，下个世纪显然是生物学的世纪。
”3、细胞工程的主要研究内容和研究技术有哪些？其主要研究内容是应用现代细胞生物学、发育生物学、遗传学和分子生物学的理论与方法，按照人们的需要和设计，在细胞水平上的遗传操作，重组细胞的结构和内含物，以改变生物的结构和功能，研究技术有细胞融合、核质移植、染色体或基因移植以及组织和细胞培养等技术。
5、追踪细胞工程研究与应用的最新进展，并预测其发展趋势？自1904年Hanning成功培养离体胚以来，伴随着相关理论与技术的飞速发展，植物细胞工程也取得了巨大的成就。
现在，我们已经可以利用细胞融合及DNA重组等现代生物技术从细胞和分子水平改良现有品种甚至于组建新品种。
1983年转基因植物问世，并于1986年起被批准进入田间试验，美国APHIS到97年1月31日已批准多达两千五百八十四例田间试验。
高三生物一轮复习课件：第35讲 细胞工程
细胞分裂素浓度 品种B组织培养阶段
（μmol/L）
生长素浓度 （μmol/L）
Ⅰ诱导形成愈伤组织 m1
n1
Ⅱ诱导形成幼芽
m2
n2
Ⅲ诱导生根
m3
n3
（1）Ⅰ阶段时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体，原因是_细__胞_分__化_程__度_低__，_容__易诱导产生愈伤组_。织 （2）在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中发生基因选择性表达的是___Ⅰ_、__Ⅱ__、_Ⅲ_______阶段。 （3）为确定品种A的Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度，参照品种B的激素配比（m1>2．0）， 以0．5 μmol/L为梯度，设计5个浓度水平的实验，细胞分裂素最高浓度应设为
训练5．（2020年山东省高考生物试卷（新高考)·13）两种远缘植物的细胞融合后会导致一方 染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂，形成的染色体片段 在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体 上而留存在杂种细胞中。依据该原理，将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂 交获得了耐盐小麦新品种，过程如下图所示。下列说法错误的是（C ）
具有什么作用?
提示 ADC的抗体在生物
体内与特定目标细胞或组
织相结合,具有导向作用。 药物起治疗作用。
ADC的作用机制示意图
(2)除了细胞毒素,还有哪些物质理论上可以作为ADC偶联的药物? 提示 化学药物、抗癌药物等。
(3)单克隆抗体诊断试剂盒和ADC在临床应用上各具有什么优势? 提示 单克隆抗体诊断试剂盒具有特异性强、灵敏度高、可大量制备的优 势。ADC在临床上用于治疗癌症或其他疾病，具有疗效高、毒副作用小 的特点。
4.动物体细胞核移植技术和克隆动物 (1)原理: 细胞核的全能性 ,即动物细胞核中具有该种动物全套的遗传 信息。 (2)类型
【课外阅读】有关细胞的全能性
有关细胞的全能性
1.理论上：是生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能特性。
指已经分化的细胞仍然具有发育的潜能。
细胞全能性是细胞工程的理论基础。
2.表现上：一方面植物细胞中，高度分化的组织仍具有发育成完整植株的能力，也就是说仍保持着全能性。
而动物细胞的全能性随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能较窄，可是高度分化动物细胞的细胞核仍具有全能性。
要想让体细胞的细胞核表现出全能性，需将核取出，放入去核的卵细胞中，构成重组细胞，然后重组细胞全能性表达得以实现。
另一方面，就同一生物的不同细胞，细胞全能性也不同，受精卵全能性最高，其次是生殖细胞而体细胞全能性较低。
3.物质基础：生物体的每一个细胞都含有本物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。
（4）细胞来源：生物体的细胞来源是通过有丝分裂形成的。
有丝分裂的意义所在就是使子细胞（体细胞）与母细胞（受精卵）核内的基因相同。
4.实现条件：生物体内已分化的细胞并没有表达出全能性来，是因为在生物体内基因的特异性表达。
在个体发育的不同时期，不同部位的细胞基因的表达不同，只有脱离了原来的生物体而处于离体状态时，再供给一定的营养物质、激素及其他适宜条件，才可能表现出全能性。
6.应用举例：植物组织培养技术用于快速繁殖试管苗、培养无病毒植株、制人工种子等。
花药离体培养用于单倍体育种，使育种质量与进程大大提高。
细胞工程理论基础
的细胞。
绝大多数有机体细胞属粘附型细胞，只有少数细胞类型如某些肿瘤细胞
和白细胞可在悬浮状态下生长。
细胞工程理论基础
贴附(粘附)型细胞
粘附:是大多数有机体细胞在体内 生存和生长发育的基本存在方式
病的治疗等
细胞工程理论基础
三、细胞培养的优点
细胞工程理论基础
1.研究的对象是活细胞
在实验过程中，根据要求可始终保持细胞活 力，并可长时间监控、检测甚至定量评估一部分 活细胞的情况，包括活细胞的形态、结构、生命 活动等。
细胞工程理论基础
2. 研究条件可以人为控制
可以根据需要，控制包括pH、温度、氧气、 二氧化碳、张力等物理化学的条件，同时，可以 施加化学、物理、生物等因素作为条件而进行实 验观察，这些因素同样可以处于严格控制之下。
细胞工程理论基础
组织培养的概念 组织培养这一名词实际上是一个通用名词， 习惯上泛指所有的体外培养。根据培养物 的不同可概括为三个不同概念：细胞培养、 组织培养和器官培养。
细胞工程理论基础
A：细胞培养：将组织块用机械方法或酶解法 分离成单个细胞，做成细胞悬液，再培养 于固体基质上，成单层细胞生长，或在培 养液中呈悬浮状态培养的技术称为细胞培 养。
细胞工程理论基础
四、细胞培养的缺点
细胞工程理论基础
现人工模拟体内环境的技术已经很高,
但, 人工所模拟的条件与体内实际情况 仍不完全相同. 当细胞被置于体外培养后,
生活在缺乏动态平衡的环境中,
久了，必然发生变化.
细胞工程理论基础
因此，对于体外培养的细胞，应该把他们视作 一种既能保持动物体内原细胞一定的性状、结构和 功能又具有某些改变的特定的细胞群体，而不能将 之与体内的细胞完全等同。
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4 分子细胞学时期（1953至今）。 总过程概括为： 细胞发现→细胞学说建立→细胞学形成→细胞生物学的发展 （1665） （1838—1839） （1892） （1965） R.Hooke Schleiden、Schwann Hertiwig DeRobertis
三、细胞的基本结构及功能
原生质（Protoplasm） 指细胞内所含有的生活物质（构成细胞的生活物质）。
原核细胞：细胞壁、细胞膜、细胞质和拟核。 真核细胞：包括细胞膜、细胞质和细胞核。植物细胞还
具有细胞壁，去除细胞壁的植物细胞或原核 细胞特称为原生质体。
细胞质（Cytoplasm）
指质膜以内核以外的原生质。它不是匀质的， 其结构大体划分为两部分，一部分是有形结构， 称为细胞器（Organelle），另一部分是可溶 相，称细胞质基质（Cytoplasmic miatrix）。
二、细胞是生命活动的基本单位（本质属性）
☆ 一切生物体都是由细胞构成，细胞的有机体的基本结构
单位。
单细胞生物体、细胞集合体、多细胞生物体
☆ 细胞具有独立的有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功
能的基本单位。
☆ 细胞是生物体生长发育的基础。
☆ 细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性
☆ 细胞是生命起源和进化的基本单位。
细胞的基本共性
所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的
生物膜，即细胞膜。
所有的细胞都含有两种核酸：即DNA与RNA作为遗传信息复
制与转录的载体。
作为蛋白质合成的机器─核糖体，毫无例外地存在于一切
细胞内。
所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。
主要内容
细胞结构与功能、细胞重要生命活动： 细胞核、染色体以及基因表达的研究 生物膜与细胞器的研究 细胞骨架体系的研究 细胞增殖及其调控 细胞分化及其调控 细胞的衰老与凋亡 细胞的起源与进化 细胞工程
美国国立卫生研究院（NIH）的调查报告中指出，目前全球研究最 热门的是
三种疾病： 癌症（cancer） 心血管病（cardiovascular diseases） 爱滋病和肝炎等传染病 （infectious diseases：AIDS，hepatitis）
是细胞质的可溶相，是作为细胞器的环境而存在 的，是一复杂的胶体系统。
细胞核（nucleus）
遗传物质的集中区域，在原核生物细胞称拟核（nucleoid） 或类核区。
细胞世界的两大家族
原核细胞
基本特点：
遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状DNA构成；
细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功能
的细胞器和细胞核膜。
主要代表：
支原体（mycoplast）——目前发现的最小最简单的细胞；
细菌
蓝藻又称蓝细菌（Cyanobacteria）
真核细胞的基本结构体系
一、细胞的发现及研究进展
从人类第一次发现细胞至今有三百多年的历史了，在这期间，
随着技术和实验手段的进步，细胞的研究显现出时代的特征， 形成了不同的发展时期。
1细胞学创立时期 19世纪以及更前的时期（1665—1875）， 是以形态描述为主的生物科学时期；
2 细胞学经典时期 20世纪最后25年（1875—1900），主要是 在显微镜下的形态描述，是对细胞认识的鼎盛或黄金时期；
五大研究方向： 细胞周期调控（cell cycle control）； 细胞凋亡（ cell apoptosis）； 细胞衰老（cellular senescence）； 信号转导（signal transduction）； DNA的损伤与修复（DNA damage and repair）
细胞的大小及其分析
首先介绍计量单位1m=100cm=1000mm=106μm（micrometer） 细胞大小（显微结构）常以μm作单位。由于电镜的使用， 现把国际单位纳米（Nanometre nm）和埃（A Angstrom）作为 超微结构的度量单位。 1 μm=1000nm 1 nm=10A。 生物体各种细胞的体积差别很大，既使同一个细胞，培养过 程中也随生理状态不同表现出差异。一般讲来，真核细胞大于 原核细胞，植物细胞大于动物细胞，高等动物的卵细胞大于体 细胞。 原核细胞多在1—10或1—5μm，细菌多在3—4μm，支原体只 有0.1μm。 动物细胞多在（10—100μm，20—30μm， 15—70μm）。 最大的细胞要属鸵鸟卵，可达10 cm，卵黄只有5cm。隆鸟 卵直径可达20 cm。
细胞器（Organelle）
指存在于细胞中，用光镜或电镜能够分辩出的，具有 一定形态特点，并执行特定功能的结构。
核糖体是细胞中最小的细胞器，但也有人提出tRNA才 是最小的细胞器。
细胞核也被认为是一种细胞器，且是细胞中最大的细 asmic matrix）
以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统； 以核酸（DNA或RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统 由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统。
综合原核细胞和真核细胞的特点，二者的根本区别可归纳 为下面两条：
第一，细胞膜系统的分化与演变 真核细胞以膜分化为基础，分化为结构更精细，功能更专 一的单位——各种膜围细胞器，使细胞内部结构与职能分工。 而原核细胞无此情况。 第二，遗传信息量大与遗传装置的复杂化 真核细胞的遗传信息可达上万个基因，并具重复序列，染 色体功能具二倍性或多倍性。原核细胞为单倍性。仅为一条 环状DNA分子，细菌只有几千个基因。 此外，遗传信息的转录和翻译有严格地阶段性与区域性， 原核细胞则不具备这些。假如，真核细胞是结构复杂、功能 专一与自动化程度较高的“工厂”，那么，原核细胞就象结 构简单、职能上却是多面手的“作坊”。前者固然结构复杂， 但在特定条件下，原核细胞却比真核细胞有更强的适应性。