细胞工程第1页，共37页。1.植物的组织培养植物的组织培养()。2.动物的细胞培养与体细胞克隆动物的细胞培养与体细胞克隆()。3.细胞融合与单克隆抗体细胞融合与单克隆抗体()考纲展示考纲展示第2页，共37页。知识网络知识网络第3页，共37页。1、定义： 生物体的细胞具有发育成完整个体的潜能的特性。 2、原因： 生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套 ，都有发育成为完整个体所必需的 。3、差异： （1） 受精卵的全能性最高 （2） 受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖细胞的低。 植物细胞的全能性受精卵生殖细胞体细胞4、大小遗传物质全部基因考点一植物组织培养考点一植物组织培养第4页，共37页。脱分化脱分化 让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。再分化再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，这一过程称为植物细胞的再分化。第5页，共37页。1、植物细胞全能性的必要条件？离体、完全营养和激素、无菌条件和光照2、脱分化的目的？3、决定脱分化和再分化的关键因素是？表现出全能性 4、整个过程严格无菌操作的原因是？避免污染，因为一些微生物的代谢生长比未分化的细胞快。植物激素： 生长素和细胞分裂素第6页，共37页。离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织胚状体或丛芽植物体外植体脱分化(避光)植物激素：细胞分裂素、生长素再分化（光照）植物组织培养关键词：外植体、脱分化、再分化、愈伤组织生长素和细胞分裂素用量的比例对器官的发生起决定作用。第7页，共37页。脱分化和再分化的比较脱分化和再分化的比较比较内容脱分化再分化过程外植体愈伤组织愈伤组织幼苗形成体特点排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞有根、芽需要条件a. 离体b. 适宜的营养c. 生长素/细胞分裂素的比例适中d. 不需光a. 离体b. 适宜的营养c. 生长素/细胞分裂素的比例高或低诱导生根或生芽d. 光照特别提醒特别提醒第8页，共37页。(1)按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果。按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果。使用顺序实验结果先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞不分化先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂也分化同时使用分化频率提高生长素和细胞分裂素对实验结果的影响特别提醒特别提醒第9页，共37页。(2)当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。生长素与细胞分裂素的用量比值植物细胞的发育方向比值高有利于根的分化、抑制芽的形成比值低有利于芽的分化、抑制根的形成比值适中 促进愈伤组织的形成特别提醒特别提醒第10页，共37页。1.微型繁殖 (1)微型繁殖技术:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术.2.作物脱毒 (1)材料:植物分生区（茎尖）的病毒极少，甚至无病毒。 (2)脱毒苗:切取茎尖进行 ，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗 （3）优点：使农作物不会或极少感染病毒，提高作物的产量和品质。组织培养 考点二考点二 植物细胞工程的实际应用植物细胞工程的实际应用第11页，共37页。3.神奇的人工种子 (1)优点: 后代无性状分离 不受气候,季节和地域限制 (2)技术:植物组织培养. (3)结构:人工薄膜包装胚状体或不定芽或顶芽或腋芽.第12页，共37页。人工种皮要求： 1、能透水、透气、含有各种营养成分。 2、含有农药、杀虫剂 3、含有生长调节剂 4、可添加有益菌，如根瘤菌。第13页，共37页。4、单倍体育种 方法:花药离体培养5、突变体的利用（组培过程中细胞易突变）6、生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等.第14页，共37页。1、定义： 将不同种植物的体细胞，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方法。 2、优势：（与有性杂交方法比较） 克服远缘杂交不亲和的障碍考点三植物体细胞杂交技术考点三植物体细胞杂交技术第15页，共37页。原理：原理： 原理：原理：3 3、植物体细胞杂交、植物体细胞杂交过程示意图过程示意图过程示意图过程示意图(1)(1)过程过程为去除为去除 获得具有活力的原生质体，常用方法是获得具有活力的原生质体，常用方法是酶解法酶解法，所用到的酶，所用到的酶是是 。(2)(2)过程过程是原生质体的融合，人工诱导的是原生质体的融合，人工诱导的物理方法物理方法包包 等；等；化学方法化学方法一般用一般用 作诱导剂。作诱导剂。(3)(3)过程过程是原生质体融合后再生出是原生质体融合后再生出 ，这是原生质体融合成功的标志，这是原生质体融合成功的标志, ,与过程与过程密切密切相关的具有单层膜结构的细胞器为相关的具有单层膜结构的细胞器为 涉及的分裂方式为涉及的分裂方式为。细胞壁细胞壁纤维素酶和果胶酶纤维素酶和果胶酶离心、振动、电刺激离心、振动、电刺激聚乙二醇聚乙二醇细胞壁细胞壁细胞膜的流动性细胞膜的流动性 植物细胞的全能性植物细胞的全能性高尔基体高尔基体脱分化脱分化再分化再分化有丝分裂有丝分裂第16页，共37页。4.你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？(1)(1)分离原生质体分离原生质体-酶解法酶解法酶解法酶解法(2)(2)原生质体融合原生质体融合-物、化法物、化法物、化法物、化法(3)(3)新细胞壁形成新细胞壁形成-杂交细胞形成标志杂交细胞形成标志杂交细胞形成标志杂交细胞形成标志(4)(4)植物组织培养植物组织培养-植物体细胞杂交的植物体细胞杂交的植物体细胞杂交的植物体细胞杂交的 技术环节之一技术环节之一技术环节之一技术环节之一第17页，共37页。 就是从动物机体中取出相关组织，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。1、概念和应用：依据的原理：细胞增殖考点四动物细胞培养考点四动物细胞培养第18页，共37页。2.操作流程:胰蛋白酶细胞悬液原代培养胰蛋白酶第19页，共37页。（1 1）. . 细胞贴壁：细胞贴壁： 悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上（单层）。悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上（单层）。要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。无毒、易于贴附。（2 2）. . 接触抑制：接触抑制： 当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。象称为细胞的接触抑制。动物细胞培养特点：动物细胞培养特点：贴壁生长、接触抑制（3 3）、）、原代培养：原代培养：动物组织消化后的初次培养。动物组织消化后的初次培养。（4 4）、）、传代培养：传代培养：贴满瓶壁的细胞，出现贴满瓶壁的细胞，出现接触抑制接触抑制后，需要重新用后，需要重新用胰蛋白酶胰蛋白酶等处理，等处理，然后分瓶培养，让细胞然后分瓶培养，让细胞继续增殖继续增殖。第20页，共37页。（1 1）、无菌、无毒的环境）、无菌、无毒的环境 （无菌处理、添加一定量的抗生素，定期更换培养液）（无菌处理、添加一定量的抗生素，定期更换培养液）（2 2）、营养）、营养 （葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、维生素、微量元素等、（葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、维生素、微量元素等、血血清、血浆清、血浆）（3 3）、温度和）、温度和PHPH 温度温度36.536.5+ +0.50.5度，度，pH7.2pH7.27.47.4（4 4）、气体环境）、气体环境 O O2 2和和COCO2 2（95%95%空气和空气和5% CO5% CO2 2 ）3、动物细胞培养条件保证细胞顺利的生长增殖离体培养的细胞对微生物和有毒物质没有防御能力O2细胞代谢所必需；CO2维持培养液的PH课本P46第21页，共37页。项目项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养理论基础理论基础植物细胞全能性植物细胞全能性细胞增殖细胞增殖培养基培养基类型类型固体或半固体培养基固体或半固体培养基液体培养基液体培养基成分成分水、矿质元素、维生素、水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂、蔗糖、氨基酸、琼脂、激素等激素等葡萄糖、氨基酸、无葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生机盐、维生素、促生长因子、动物血清等长因子、动物血清等取材取材植物幼嫩部位或花药等植物幼嫩部位或花药等动物胚胎或出生不久动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或的幼龄动物的器官或组织组织考点四考点四植物组织培养与动物细胞培养的比较植物组织培养与动物细胞培养的比较第22页，共37页。过程过程结果结果新的组织或植株个体，可新的组织或植株个体，可以体现全能性以体现全能性新的细胞系或细胞株，不新的细胞系或细胞株，不形成个体，不体现全能性形成个体，不体现全能性相同点相同点(1)两技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都是无性两技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂；繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂；(2)均为无菌操作，需要适宜的温度，均为无菌操作，需要适宜的温度，pH等条件等条件第23页，共37页。一、一、 概念：概念：将动物的一个细胞的将动物的一个细胞的细胞核细胞核，移入一个已经，移入一个已经去掉细胞核的去掉细胞核的卵母卵母细胞细胞中，使其重组并发育成一个新的中，使其重组并发育成一个新的胚胎胚胎，这个新的胚胎最终发育成，这个新的胚胎最终发育成动物个体动物个体。核移植（难度高）胚胎细胞核移植：体细胞核移植：细胞分化程度低，恢复全能性容易用核移植的方法得到的动物称为克隆动物原理：动物细胞核的全能性考点五动物细胞核移植考点五动物细胞核移植第24页，共37页。二、动物体细胞核移植技术和克隆动物1.原理:动物细胞核的_。2.供体和受体:(1)供体细胞:一般选优良动物的传代_以内的细胞。(2)受体细胞:去核的_。全能性10代减数第二次分裂中期的卵母细胞第25页，共37页。3.过程:细胞培养重组细胞去核供体第26页，共37页。1、概念：指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。2、结果：形成单核的杂交细胞3、原理：细胞膜的流动性4、诱导因素物理法：离心、振动、电激化学法：聚乙二醇（PEG)生物法：灭活的病毒5、过程考点六动物细胞融合考点六动物细胞融合第27页，共37页。膜融合、质融合、核融合通过有丝分裂进行核融合动物细胞融合成功的标志：核融合第28页，共37页。6、意义：克服远缘杂交不亲和的障碍。7、应用：成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段 特别是利用杂交瘤技术制造单克隆抗体第29页，共37页。1 1、常规抗体获得的方法及其特点、常规抗体获得的方法及其特点 利用利用利用利用 产生特异性抗体的功能。产生特异性抗体的功能。产生特异性抗体的功能。产生特异性抗体的功能。 利用利用利用利用 无限增殖的特性。无限增殖的特性。无限增殖的特性。无限增殖的特性。 利用利用利用利用 技术将两种细胞融合获得技术将两种细胞融合获得技术将两种细胞融合获得技术将两种细胞融合获得 杂交瘤细胞。杂交瘤细胞。杂交瘤细胞。杂交瘤细胞。 利用利用利用利用 技术大量培养杂交瘤细胞。技术大量培养杂交瘤细胞。技术大量培养杂交瘤细胞。技术大量培养杂交瘤细胞。B B B B淋巴细胞淋巴细胞淋巴细胞淋巴细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞动物细胞融合动物细胞融合动物细胞融合动物细胞融合动物细胞培养动物细胞培养动物细胞培养动物细胞培养2 2、单克隆抗体制备的原理：、单克隆抗体制备的原理：前提是：免疫的动物抗原侵入机体，引发抗原侵入机体，引发体液免疫体液免疫，B B淋巴细胞受抗原刺激后，可以淋巴细胞受抗原刺激后，可以产生抗体产生抗体。每一个淋巴细胞只能产生一种抗体。每一个淋巴细胞只能产生一种抗体。 B B淋巴细胞不能无限增殖淋巴细胞不能无限增殖考点七单克隆抗体的制备考点七单克隆抗体的制备第30页，共37页。B淋巴细胞（浆细胞）能产生抗体，但不能无限增殖；骨髓瘤细胞不能产生抗体，但能无限增殖。融合形成的杂交瘤细胞既能产生专一性抗体，又能无限增殖第31页，共37页。单克隆抗体单克隆抗体筛筛选选杂交细胞杂交细胞杂交细胞杂交细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞体外或体内体外或体内体外或体内体外或体内细胞培养细胞培养细胞培养细胞培养筛选筛选诱导细胞融诱导细胞融合合特异性杂交瘤细胞特异性杂交瘤细胞特异性杂交瘤细胞特异性杂交瘤细胞杂交瘤细胞系杂交瘤细胞系杂交瘤细胞系杂交瘤细胞系提取提取提取提取动物细动物细胞融合胞融合技术技术动物动物细胞细胞培养培养技术技术单单单单克克克克隆隆隆隆抗抗抗抗体体体体的的的的制制制制备备备备过过过过程程程程：特点：既能产生专一抗特点：既能产生专一抗特点：既能产生专一抗特点：既能产生专一抗体又能大量繁殖体又能大量繁殖体又能大量繁殖体又能大量繁殖特点：特异性强灵敏度特点：特异性强灵敏度特点：特异性强灵敏度特点：特异性强灵敏度高可大量制备高可大量制备高可大量制备高可大量制备免疫小鼠免疫小鼠B B淋巴细胞淋巴细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞细胞融合是随机的且融合率达不到100%（选择培养基）（选择培养基）细胞培养（抗体检测）（抗体检测）第32页，共37页。6、单克隆抗体的应用：特异性强、灵敏度高、并可大量制备 最广泛的用途是作为体外诊断试剂：准确识别各种抗原物质，并与特异性结合 优点：准确、高效、简易、快速用于运载药物：制成“生物导弹”治疗疾病：主要用于癌症治疗5、单克隆抗体的特点：第33页，共37页。（2）、混淆单克隆抗体制备中两次筛选的目的第34页，共37页。(1)幼嫩的组织脱分化较为容易，如茎尖、根尖、形成层细胞易脱分化，而植物的茎、叶和成幼嫩的组织脱分化较为容易，如茎尖、根尖、形成层细胞易脱分化，而植物的茎、叶和成熟的组织则较难。熟的组织则较难。(2)对外植体要进行消毒处理，而对各种器械要彻底灭菌。对外植体要进行消毒处理，而对各种器械要彻底灭菌。(3)植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖，用葡萄糖也可以，但后者的成本高。植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖，用葡萄糖也可以，但后者的成本高。(4)不同细胞的全能性不同，具体表现为：受精卵不同细胞的全能性不同，具体表现为：受精卵生殖细胞生殖细胞体细胞，离体细胞的全能性表体细胞，离体细胞的全能性表达与分化程度呈负相关，但生殖细胞特殊。达与分化程度呈负相关，但生殖细胞特殊。1. 植物组织培养的植物组织培养的6个易错点个易错点易易 错错 警警 示示第35页，共37页。(5)脱分化形成愈伤组织的过程不需要光，再分化过程需要光，因为愈伤脱分化形成愈伤组织的过程不需要光，再分化过程需要光，因为愈伤组织利用有机营养成分，而试管苗需要进行光合作用以自养。组织利用有机营养成分，而试管苗需要进行光合作用以自养。(6)植物组织培养中不同培养阶段培养基含有的激素不同，因为培养的目的不同植物组织培养中不同培养阶段培养基含有的激素不同，因为培养的目的不同(生生根或生芽根或生芽)。(1)对植物体细胞杂交和有性杂交辨析不清。对植物体细胞杂交和有性杂交辨析不清。植物体细胞杂交：若两个不同品种的植物细胞植物体细胞杂交：若两个不同品种的植物细胞A、B进行融合，进行融合，A含有含有2X条染条染色体，色体，2个染色体组，基因型为个染色体组，基因型为Aabb，B含有含有2Y条染色体，条染色体，2个染色体组，其基因型为个染色体组，其基因型为ccDd，则新植株应为四倍体，其体细胞中染色体数为，则新植株应为四倍体，其体细胞中染色体数为2X2Y，基因型为，基因型为AabbccDd。2. 植物细胞工程的植物细胞工程的3个易错点个易错点第36页，共37页。从中不难看出，体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管是染色体数、基因从中不难看出，体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管是染色体数、基因型还是染色体组都采用直接相加的方法。型还是染色体组都采用直接相加的方法。植物有性杂交的结果：子代细胞中染色体数、基因型分别为植物有性杂交的结果：子代细胞中染色体数、基因型分别为“XY”、“AbcD”或或“abcD”或或“Abcd”或或“abcd”，即先减半再相加。，即先减半再相加。有性生殖过程中符合孟德尔遗传规律，而植物体细胞杂交不符合孟德尔遗有性生殖过程中符合孟德尔遗传规律，而植物体细胞杂交不符合孟德尔遗传规律。传规律。(2)利用植物组织培养生产细胞产物时，有时只需将外植体培养到愈伤组织，从愈利用植物组织培养生产细胞产物时，有时只需将外植体培养到愈伤组织，从愈伤组织中获取产物。伤组织中获取产物。(3)人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供。人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供。第37页，共37页。