生物工程细胞工程

细胞工程

第一章绪论

1、什么是细胞工程？其研究范围有哪些？

(cell engineering) ：是指通过无菌操作，大量培养细胞、组织乃至完整个体，或者应用细胞生物学和分子生物学等方法进行细胞水平的遗传操作，以快速繁殖生物个体、改良品种、生产生物产品或活性成分的一门综合性科学技术。

研究范围：

据研究水平：个体水平、器官水平、组织水平、细胞水平、细胞器水平、分子水平；

据研究生物类型：植物细胞工程、动物细胞工程、微生物细胞工程

据实验操作对象：细胞培养，细胞融合，细胞核移植，染色体工程，胚胎工程，干细胞与组织工程

2、植物细胞工程技术的发展阶段与标志性成就。

（1）萌芽阶段：理论渊源和早期的尝试（1902-1929）Haberlandt：提出细胞全能性

（2）奠基阶段：培养技术建立阶段（1930-1955）①培养基模式的建立。1934年，White 等用番茄根尖建立了第一个活跃生长的无性繁殖系。提出植物细胞全能性假设。

②激素调控模式的建立。40年代末开始，探讨器官再分化的研究。1948年：Skoog和崔澂培养烟草茎段时，发现腺嘌呤或腺苷可解除生长素对芽生长的抑制作用，腺嘌呤/生长素高，生芽；低，生根；相等，不分化。1955年：Miller 分离出Kinetin，Kinetin / 生长素培养技术建立阶段（1930-1955）1943年：White植物组织培养手册《A Handbook of Plant Tissue Culture》，标志组织培养成为一门新兴学科组织培养的奠基人

（3）蓬勃发展阶段（1956- ）1958年：美国科学家Steward F.C. 用胡萝卜根的细胞悬浮培养，发现单个细胞能象受精卵发育成胚一样的途径，发育成完整植抹。证实了植物细胞全能性学说。

3、动物细胞工程发展的主要标志性阶段。

1、细胞融合现象的发现

2、动物细胞培养技术的建立

3、细胞融合技术的建立和杂交瘤技术的诞生

4、动物克隆技术的建立

4、细胞工程的应用？其中，给一些例子，判断是否是细胞工程或者某种技术的产品？（１）、优质植物快繁：如珍稀名贵树木花卉繁殖；

（２）、病毒苗木的脱毒：球根花卉、果蔬的脱毒

（３）、动物胚胎工程快速繁殖优良、濒危品种：如试管动物：克隆羊、克隆牛

（４）、利用动植物细胞培养生产活性产物、药品：动物细胞药品有单克隆抗体，疫苗、干扰素等；药用植物的代谢产物如皂苷、紫杉醇、紫草宁等

（５）、新型动植物品种的培育：通过染色体工程、细胞融合、花粉培养等技术实施新品种培育。如：三倍体西瓜，白菜－甘蓝、单倍体植株等

（６）、供医学器官修复或移植的组织工程：通过干细胞的培育，长出器官、组织

(７)、转基因动植物的生物反应器工程：动物乳腺生物反应器、番茄疫苗生物反应器等(８)、珍稀动植物资源的保存与保护：大熊猫的人工繁殖、三峡水位线下的近300种珍稀植物需要保护，如疏花水柏枝、荷叶铁线蕨、中华蚊母树、川鄂新樟等

(９)、在遗传学、发育学等领域的理论研究

(10)、在能源、环境保护等领域的应用：细胞工程的产氢、产油技术

5.激素调控理论：细胞分裂素/生长素高，生芽；低，生根；相等，不分化。

第二章植物细胞的基本原理和技术基础

一名词解释：

1细胞全能性（cellular totipotency)：是指一个生活细胞所具有的产生完整生物个体的潜在能

力。

2脱分化（dedifferentiation)：离体培养条件下，使一个已分化的细胞回复到原来未分化状态或分生组织状态或者胚性细胞状态的过程。

3再分化（redifferentiation):脱分化后的分生细胞在特定条件下，重新恢复细胞分化能力，并经历器官发生的过程。

4外植体：植物组织培养中，首次用来进行无菌培养的离体材料。继代培养的材料叫中间繁殖体。

5愈伤组织（callus):脱分化后的细胞，经过分裂产生无特定结构与功能的薄壁细胞团。

6胚状体（embryoid)：离体条件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物。也称为体细胞胚（somatic embryo)

二选择题：

1、植物细胞表现出全能性的必要条件是：（C ）

A、给予适宜的营养和外界条件

B、导入其他植物细胞的基因

C、脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件

D、将成熟的细胞核移植到去核的卵细胞中

2、植物组织培养形成的愈伤组织进行培养，又可以分化形成根、芽等器官，这一过程称为（C ）

A、脱分化

B、去分化

C、再分化

D、脱分化或去分化

3、下列不能作为植物组织培养的材料是：（D）

A、秋海棠的叶

B、马铃薯的块茎

C、成熟的花粉

D、木质部中的导管细胞

三、填空题：

1、生长素与细胞分裂素的比例______低____则产生苗，比例___高_______则生根，比例____相等______则产生无结构的愈伤组织。

2、愈伤组织形成再生植株的方式主要有四种_________、__________、__________、

__________。

3、愈伤组织根据是否成胚性可分为：_______胚性愈伤组织___、_____非胚性愈伤组织_____两种。

4、愈伤组织根据生长表现可分为：____保守分裂型_____、_____亢进分裂型

_____、_______衰败型___三种类型（1991，王海波）。

愈伤组织分类

据生长表现:1保守分裂型：结构致密，生长缓慢，容易分化成苗

2亢进分裂型：结构松脆，生长旺盛，色泽鲜艳，增殖很快

3衰败型：结构疏松，生长缓慢，色泽暗淡

据是否胚性:1胚性愈伤组织2非胚性愈伤组织

四、简答题：植物离体培养中的器官发生方式？

1.IAA（吲哚乙酸）、IBA（吲哚丁酸）、IPA（吲哚丙酸）;NAA（萘乙酸）；

2,4-D（2,4-二氯苯氧乙酸）；6-苄基氨基嘌呤（6-BA）和玉米素（ZT），KT（激动素）；赤霉酸（GA3），赤霉素（GA）；过滤除菌：IAA（吲哚乙酸），玉米素（ZT），赤霉酸（GA3）。

2.高无机盐含量培养基：MS、LS、BL、BM、ER培养基；低无机盐含量培养基：White、Heller、WS、HE、HB;中等无机盐含量培养基:Mitch，NT、H、Miller培养基;高硝态氮培养基:B5、N6、SH培养基。

第三章植物组织培养

一、名词解释：