2022年医学专题—植物细胞工程及其应用(1).ppt

第二章 细胞工程,第一页，共七十三页。,第二章 细胞工程,【知识目标】了解制备植物细胞及微生物细胞的原生质体并进行细胞融合的基本方法。学习进行动植物细胞及组织的培养(piyng)方法。认识单倍体植物的诱发及人工种子制备的基本要领。探讨植物脱除病毒的途径和检测手段。掌握利用动物体细胞克隆哺乳动物的基本做法及其重要意义。领会干细胞芯康脑砗凸饷髑熬啊,第二页，共七十三页。,第三章 细胞工程,【技能目标】学会描述植物组织培养、原生质体融合、动物细胞组织培养及细胞融合的基本过程。掌握(zhngw)植物组织培养及快速繁殖的方法。,第三页，共七十三页。,第一节 细胞工程概述(i sh),一、细胞工程的基本概念细胞工程就是在细胞水平研究、开发和利用各类细胞的工程。细胞工程是一种(y zhn)细胞水平上的遗传工程,第四页，共七十三页。,第一节 细胞工程概述(i sh),二、细胞工程基础知识细胞(xbo)是细胞(xbo)工程操作的主要对象。生物界有两大类细胞(xbo)：原核细胞(xbo)与真核细胞(xbo)。原核细胞(xbo)如：细菌、放线菌等。真核细胞(xbo)如：酵母、动植物等。原核细胞(xbo)生长迅速，无蛋白质结合的DNA易于人们进行遗传操作，是细胞(xbo)改造的良好材料。,第五页，共七十三页。,第一节 细胞工程概述(i sh),三、细胞工程基本技术（一）无菌操作技术实验操作应在无菌室内进行无菌室要求注意周围环境的卫生(wishng)整洁超净工作台是最基本的实验设备对生物材料进行彻底的消毒和除菌是实验成功的前提,第六页，共七十三页。,第一节 细胞工程概述(i sh),三、细胞工程基本技术（二）细胞培养技术细胞培养是指动物、植物和微生物细胞在体外无菌条件(tiojin)下的保存和生长细胞培养步骤为：取材和除菌；配制细胞培养基，并对培养基进行灭菌或除菌；培养室培养,第七页，共七十三页。,第一节 细胞工程概述(i sh),三、细胞工程基本技术（三）细胞融合技术1.制备(zhbi)原生质体2.诱导细胞融合3.筛选杂合细胞,第八页，共七十三页。,第二节 植物(zhw)细胞工程及其应用,一、植物组织培养（一）预备(ybi)阶段 1.选择合适的外植体大小要适宜。同一植物不同部位的外植体，其细胞的分化能力、分化条件及分化类型有相当大的差别。植物胚与幼龄组织器官比会化组织、器官更容易去分化，产生大量的愈伤组织。不同物种相同部位的外植体其细胞分化能力可能大不一样。,第九页，共七十三页。,第十页，共七十三页。,第二节 植物(zhw)细胞工程及其应用,一、植物(zhw)组织培养2.外植体的消毒灭菌 外植体自来水多次漂洗消毒剂处理无菌水反复冲洗无菌滤纸吸干。,第十一页，共七十三页。,第二节 植物(zhw)细胞工程及其应用,一、植物组织培养3.配制适宜(shy)的培养基组织培养基通常都包括三大类组分：含量丰富的基本成分如蔗糖或葡萄糖高达每升30克，以及氮、磷、钾、镁等；微量的无机物，如：铁、锰、硼酸等；微量有机物，如激动素、吲哚乙酸、肌醇等。各培养基中，吲哚乙酸和激动素的变动幅度很大，这主要因培养目的而异。,第十二页，共七十三页。,第二节 植物(zhw)细胞工程及其应用,一、植物组织培养（二）诱导去分化阶段器官切段去分化，培养基中应添加较高浓度的生长素类激素诱导外植体去分化可以采用固体培养基，在培养室中多层培养外植体表面除菌后，切成小片（段）插入或贴放培养基表面即可通常把它们置于人工(rngng)照明条件下培养，以期得到绿色愈伤组织。,第十三页，共七十三页。,第二节 植物(zhw)细胞工程及其应用,一、植物组织培养（三）继代增殖阶段愈伤组织长出后经过(jnggu)46周后（四）生根成芽阶段胚状体光照是本阶段的必备外因（五）移栽成活阶段,第十四页，共七十三页。,第十五页，共七十三页。,第二节 植物(zhw)细胞工程及其应用,二、植物细胞培养和次生(cshng)代谢物的生产（一）悬浮细胞培养系统,第十六页，共七十三页。,第二节 植物(zhw)细胞工程及其应用,二、植物细胞培养和次生(cshng)代谢物的生产（二）固定化细胞培养系统1.平床培养系统,第十七页，共七十三页。,第十八页，共七十三页。,第二节 植物(zhw)细胞工程及其应用,二、植物(zhw)细胞培养和次生代谢物的生产（二）固定化细胞培养系统2.立柱培养系统,第十九页，共七十三页。,第二节 植物(zhw)细胞工程及其应用,二、植物细胞培养和次生代谢物的生产（二）固定化细胞培养系统2.立柱培养系统 要选用高产细胞株系。在营养液中加入目的产物的直接或近直接前体物质，往往对增产目的产物有特效。对各类细胞的培养都应反复摸索碳源、氮源和生长调节物质的配比，找出最佳方案。适量光照及通气(tng q)在多数情况下有利于产物的生成。,第二十页，共七十三页。,第二节 植物(zhw)细胞工程及其应用,二、植物细胞培养和次生代谢物的生产（二）固定化细胞培养系统以下简要介绍(jisho)褐藻酸钙固定植物细胞的技术路线：,第二十一页，共七十三页。,第二节 植物(zhw)细胞工程及其应用,三、植物细胞原生质体制备与融合（一）原生质体的制备(zhbi)1.取材与除菌2.酶解3.分离4.洗涤5.鉴定,第二十二页，共七十三页。,第二节 植物(zhw)细胞工程及其应用,三、植物细胞原生质体制制备与融合(rngh)（二）原生质体的融合1.化学法诱导融合聚乙二醇（PEG）结合高钙高PH诱导融合法2.物理法诱导融合平行电极法,第二十三页，共七十三页。,第二十四页，共七十三页。,第二节 植物(zhw)细胞工程及其应用,三、植物细胞(xbo)原生质体制制备与融合（二）原生质体的融合融合处理后再生的细胞株将可能的类型：完全的杂合植株核质异源的植株融合细胞由双方胞质及一方核或再附加少量他方染色体或DNA片段构成。原生质体融合后两个细胞核尚未融合时就过早地被新出现的细胞壁分开。以后它们各自分裂生长成嵌合植株。,第二十五页，共七十三页。,第二节 植物(zhw)细胞工程及其应用,三、植物细胞原生质体制制备与融合（三）杂合体(h t)的鉴别与筛选1.杂合细胞的显微镜鉴别2.互补法筛选杂合细胞3.采用细胞与分子生物学的方法鉴别杂合体4.根据融合处理后再生长出的植株的形态特征进行鉴别,第二十六页，共七十三页。,第二节 植物(zhw)细胞工程及其应用,四、单倍体植物诱发与利用（一）花药培养1.选取成熟度适中的花蕾或幼穗2.花药预处理3.选择适当的培养(piyng)基与培养(piyng)条件（二）花粉培养培育单倍体植株,第二十七页，共七十三页。,第二节 植物(zhw)细胞工程及其应用,四、单倍体植物诱发与利用（三）未授粉子房或胚珠的培养充满希望的发展方向（四）杂交法获单倍体植株(zhzh)（五）单倍体培养物的加倍可用0.2%0.4%秋水仙素处理2448h,第二十八页，共七十三页。,第二节 植物(zhw)细胞工程及其应用,五、人工种子的研制（一）人工种子的构成(guchng)及特点1.人工种皮2.人工胚乳3.胚状体,第二十九页，共七十三页。,第二节 植物(zhw)细胞工程及其应用,五、人工种子的研制突出(t ch)的优点：可以不受环境因素制约有利于保存该种系的优良性状；成本更低，更适合于机械化田间播种；可根据需要在人工胚乳中添加适量的营养物、激素、农药、抗生素、除草剂等,第三十页，共七十三页。,第二节 植物(zhw)细胞工程及其应用,五、人工种子的研制（二）人工种子的制备(zhbi)1.胚状体的制备及其同步生长（1）低温法：（2）抑制剂法：（3）分离法：（4）通气法：（5）渗透压法：2.人工胚乳的制备MS(或SH、White)培养基马铃薯淀粉水解物（1.5%）；SH培养基（12浓度）麦芽糖（1.5%）3.配制包埋剂及包埋褐藻酸钠,第三十一页，共七十三页。,人工(rngng)种子包埋示意图,第三十二页，共七十三页。,第二节 植物(zhw)细胞工程及其应用,五、人工种子的研制（三）人工种子的贮存与萌发迄今为止尚未攻克的难关。一般(ybn)将人工种子保存在低温（47）和干燥（相对湿度小于67%）条件下,第三十三页，共七十三页。,第二节 植物(zhw)细胞工程及其应用,六、植物脱病毒技术（一）植物脱病毒途径1.物理学方法2.化学方法3.生物学方法基本(jbn)流程4.综合脱毒法,第三十四页，共七十三页。,第三十五页，共七十三页。,第二节 植物(zhw)细胞工程及其应用,六、植物(zhw)脱病毒技术（二）植物脱毒检测1.外形观察法2.电镜观察法3.免疫血清法,第三十六页，共七十三页。,第三节 动物细胞工程(gngchng)及其应用,一、动物细胞培养动物细胞工程从细胞生物学和分子生物学的层次，根据人类的需要，一方面深人探索、改造生物遗传种性，另一方面应用(yngyng)工程技术的手段，大量培养细胞、组织或动物本身，以期收获细胞或其代谢产物以及可供利用的动物,第三十七页，共七十三页。,第三节 动物细胞工程(gngchng)及其应用,二、动物细胞组织培养（一）细胞培养法培养动物细胞一般步骤：无菌取出目的细胞所在组织，以培养液漂洗干净。以锋利无菌刀具(doj)割舍多余部分，切成小组织块。将小组织块置解离液离散细胞（解离液含蛋白酶类，无钙、镁离子）。低速离心洗涤细胞后，将目的细胞吸移至培养瓶培养。,第三十八页，共七十三页。,第三节 动物细胞工程(gngchng)及其应用,二、动物细胞组织培养1.微导管(dogun)培养法,第三十九页，共七十三页。,第三节 动物细胞工程(gngchng)及其应用,二、动物细胞组织培养2.微载体(zit)培养法（3）微胶囊培养法,第四十页，共七十三页。,第三节 动物细胞工程(gngchng)及其应用,二、动物细胞组织培养（二）组织培养法无菌操作(cozu)取出目的组织，以培养液漂洗。以锋利无菌刀具割舍多余部分，将该组织分切成12mm2小块，移人培养瓶。加人合适的培养基浸润组织,小心地将培养瓶平翻180，搁置1530min，以利组织块的贴壁生长。翻回培养瓶，平卧静置于37培养。,第四十一页，共七十三页。,第三节 动物细胞工程(gngchng)及其应用,二、动物细胞组织培养（三）培养物的传代（四）无血清培养三大部分：基础(jch)培养基 基质因子生长因子、激素和维生素,第四十二页，共七十三页。,第三节 动物细胞工程(gngchng)及其应用,二、动物细胞组织培养（五）培养物的长期保存经典传代法冷冻保存法液氮保存法为：将成熟培养物（细胞）与510的甘油或二甲(r ji)亚砜混匀，封装于若干个安瓯瓶中；缓慢降温（每分钟13）至一30；继续降温（每分钟1530min）至一150；转移至液氮冻存,可无限期保存。(六)细胞组织培养污染的防治,第四十三页，共七十三页。,第三节 动物细胞工程(gngchng)及其应用,三、动物(dngw)细胞融合（一）病毒诱导融合（二）化学诱导融合PEG诱导融合（三）电激诱导融合,第四十四页，共七十三页。,第四十五页，共七十三页。,第三节 动物细胞工程(gngchng)及其应用,四、单克隆抗体(kngt)生产技术,第四十六页，共七十三页。,第三节 动物细胞工程(gngchng)及其应用,五、细胞核移植与动物克隆（一）核移植1.异种核质关系研究(ynji)2.脊椎动物克隆细胞核遗传全能性研究,第四十七页，共七十三页。,第三节 动物细胞工程(gngchng)及其应用,五、细胞核移植与动物克隆（二）体细胞克隆“多莉”绵羊是如何(rh)克隆诞生的呢？,第四十八页，共七十三页。,第三节 动物细胞工程(gngchng)及其应用,五、细胞核移植与动物克隆（二）体细胞克隆意义遗传素质完全一致的克隆动物将更有利于开展对动物（人）生长、发育、衰老和健康等机理的研究。有利于大量培养品质优良的家畜。经转基因的克隆哺乳动物，将能为人类提供源源不断(yun yun b dun)的廉价的药品、保健品以及较易被人体接受的移植器官。科学家将很快地从目前的同种克隆技术