细胞工程总结样本.doc

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细胞工程: 是指以细胞为对象, 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。

细胞培养的操作方式有: 分批式培养(batch culture), 流加式培养(feeding culture), 半连续式培养(semi-continuous culture), 连续式培养(continuous culture) , 灌流式培养(perfusion culture)
分批式培养(batch culture), 细胞和培养基一次性加入培养容器中, 待细胞增长和产物积累到适当时间, 一次性收获细胞、 产物和培养基的方法。
流加式培养(feeding culture)在分批培养的过程中, 间歇或连续补加一种或多种培养成分的培养方法。一般接种体积为容器总体积的1/2-1/3。可分为单一补料和重复补料两种类型。
半连续式培养(semi-continuous culture), 重复分批式培养或换液培养。在培养过程中, 每间隔一段时间从中取出部分培养基和细胞( 一般取出1/4-1/2体积) , 再用新的培养液补足到原有体积, 使培养容器内的原有体积不变。
连续式培养(semi-continuous culture), 在培养过程中以一定速度连续不断地加入新鲜培养液, 并以同样速度收获含有细胞的培养液, 以保持培养体积的恒定。
灌流式培养(perfusion culture), 在培养过程中, 不断补充新鲜培养液, 同时回收原来的培养液, 细胞保留在培养容器中。

植物无性繁殖过程中器官发生方式: 不定芽型, 器官型, 器官发生型, 胚状体型, 原球茎型。
胚状体: 是在组织培养中分化产生的具有芽端和根端, 类似合子胚的结构。

细胞分化和形态建成
途径一: 外植体→愈伤组织→分生细胞团→不定芽或不定根→完整小植株
途径二: 外植体→顶芽或腋芽( 无菌扦插) →不定根→完整小植株
途径三: 外植体→愈伤组织→胚状体→完整小植株
途径四: 茎尖或侧芽→原球茎→毛状假根→完整小植株
培养基的配制
成分: 大、 微、 铁、 有、 糖、 琼、 激、 pH、 其它
配制:
1、 配制贮备液。
2、 先加约3/4的蒸馏水, 再加琼脂和糖, 煮至琼脂溶化, 注意搅拌, 勿使沸出。
3、 加贮备液( 大、 微、 铁、 有) 、 激素及其它成份。
4、 定容至110%( 一般情况下) 。
5、 充分搅拌, 调pH, 检查是否遗漏。
6、 分装至培养容器中, 盖好覆盖物。注意不时搅动, 勿使培养基沾污培养容器开口。
7、 高压灭菌后取出, 冷至室温即可使用。
( 若需加入高温高压下易分解的物质? )

人工种子又称合成种子或体细胞种子: 指将植物离体培养中产生的胚状体或芽包裹在含有养分和保护功能的人工胚乳和人工种皮中形成的类似种子的颗粒。( 人工种子又称合成种子或体细胞种子, 是一种含有植物胚状体或芽、 营养成分、 激素以及其它成分的类似于种子结构的人工胶囊)
人工种子的优势
v 体积小, 结构完整, 便于贮存和运输。
v 繁殖速度快, 数量大, 效率高。
v 成本低于试管苗, 便于机械化播种。
v 人工胚乳可根据不同植物的要求配制, 可加入适量营养物、 激素、 有益微生物、 抗病抗虫成分, 使人工种子优于天然种子。
v 可作为植物基因工程和遗传工程的载体。
v 可固定杂种优势, 加速良种繁育。
v 不受季节限制, 适于工厂化生产。
人工种子的制备
a 暗处理后的成熟体细胞胚;
b 用无菌吸管吸取与包埋剂混合的体细胞胚;
c 带体细胞胚的液滴滴入2％CaCl2溶液后形成的白色半透明的包埋丸;
d 人工种皮包埋制成的人工种子

胚状体的同步发育?

脱毒方法
• 物理方法: 高温( 热疗) 法和低温( 冷疗) 法
• 化学方法: 可抑制病毒在植物体内的复制
• 生物方法: 茎尖培养、 微体嫁接、 愈伤组织诱导、 花药培养和珠心胚培养
• 茎尖脱毒是控制植物病毒的有效途径
(1)、 药物防治病毒病效率低
(2)、 抗病毒育种步履艰难
(3)、 组培的高效隔离防止了病毒的再侵染
茎尖脱毒技术
v 母体植株的选择
欲脱毒材料的品种典型性及外植体的健康程度。
v 取材和灭菌
尽量取刚长出的茎尖或取休眠茎段在人工气候箱中催芽( 25~30℃) , 顶芽腋芽均可。一般选较健壮的芽, 用自来水冲洗干净, 剥去外层叶片, 然后在超净工作台上进行严格的表面灭菌处理, 待用。
v 剥离和接种
利用无菌操作, 将灭过菌的芽放在解剖镜下, 用解剖针一层一层地仔细剥离叶片, 直至露出圆滑生长点。用锋利的解剖刀小心切取0.5mm大小的带1~2个叶原基的茎尖, 随即将茎尖接种于培养基上, 放入培养室进行培养。
v 培养
选择合适的培养基是茎尖培养成功与否的关键, 多数植物可首先考虑和选择MS培养基, 同时要筛选出激素种类及配比, 添加适量的其它促进物质和活性物质。接种的茎尖放在培养室内培养, 一般温度25℃, 光照1000～3000lx, 以日光灯为光源, 每天照光12～16h为宜。

体外受精动物也称试管动物: 指将供体的精子和卵子在体外受精, 体外培养胚胎发育到一定阶段, 经过胚胎移植移入受体完成发育出生的动物。
超数排卵: 是指在发情周期的适当时间, 用人工方法促使动物有更多的卵泡发育、 成熟并排卵的一项技术。

胚胎移植也称受精卵移植, 是指一头母畜( 称为”供体”) 发情排卵并经过配种后, 在一定时间内从其生殖道( 输卵管或子宫角) 取出受精卵或胚胎, 或取体外受精并培育至一定阶段的胚胎, 移植到另外一头与供体同时发情排卵、 但未经配种的母畜( 称为”受体”) 的输卵管或子宫角。这个来自供体的胚胎能够在受体的子宫着床, 并继续生长和发育, 最后产下供体的后代。也就是一般说的”借腹怀胎”。
试管婴儿是指由体外受精结合胚胎移植技术( ＩＶＦ) 获得的婴儿。ＩＶＦ是将卵子与精子分别取出后, 在体外使其受精, 并发育成胚胎后, 再植回母体子宫内发育, 出生后获得婴儿的一种技术。
第三代试管婴儿——胚胎种植前遗传学诊断( PGD
第二代试管婴儿——显微受精
第一代试管婴儿——常规试管婴儿
克隆( clone) 的概念
原指用于扦插的枝条, 也就是指无性繁殖。
N.是指遗传上完全相同的分子、 细胞或来自同一祖先的生物个体的无性繁殖群体。V.是指实现无性繁殖的操作。
广义的克隆: 包括基因水平、 细胞水平、 胚胎水平和个体水平的复制。
狭义的克隆: 纯粹的无性繁殖方式。
克隆动物的意义与存在的问题
克隆动物的应用与意义
1检验动物细胞的全能性 2加速动物繁殖、 优良育种3保护珍贵动物4医药领域
存在的问题: 1技术尚不成熟2克隆动物的体细胞突变、 寿命及其它遗传问题3克隆动物的可应用性4社会学和伦理学问题

微细胞又称为微核体, 是指含有一条或几条染色体, 外有一薄层细胞质和一个完整质膜的核质体。
细胞质工程是研究真核细胞的核质关系以及细胞器, 细胞质基因转移的技术。
细胞融合定义: 也称体细胞杂交, 是指将不同来源的原生质体( 除去细胞壁的细胞) 相融合并使之分化、 再生形成新物种或新品种的技术
对称融合: 是两个完整细胞间的融合。
不对称融合: 是利用物理或化学方法使某亲本的核或细胞质失活后再与另外一个完整的原生质体融合。
细胞融合方法
生物法——仙台病毒法
化学法——PEG结合高Ca＋、 高pH诱导法
物理法——电融合诱导法
来源
前处理
融合方法
主要应用
动物细胞
分散
仙台病毒、 PEG、 电融合
单克隆抗体
植物细胞
脱壁
PEG、 电融合
作物育种
微生物细胞
脱壁
PEG
新菌种培育
雌核发育俗称”假受精”, 指精子正常钻入和激活卵子, 但精子的细胞核很快消失, 并未参与卵球的发育, 胚胎发育仅在母体遗传控制下进行的一种发育方式。
组织培养与诱变育种
即原生质体的再生步骤
1选择合适的受体与部位2选择适宜的处理方法、 处理剂与剂量3采用正确的筛选方法
自然多倍体, 的发生方式? 是异源多倍体
植物细胞培养的特点
概念: 植物细胞培养是在离体条件下, 将分离的植物细胞经过继代培养增殖, 获得大量细胞群体的一种技术。
植物细胞培养的特点:
1细胞体积大 2一般以非均相细胞团的形式存在 3有细胞壁和大液泡, 易被剪切力损伤 4生长慢, 周期长 5培养基复杂, 易污染 6需要光照和通气
生物反应器的广义概念: 是指能较大规模培养生物或生产生物制品的机器设备或能较大规模生产生物制品的生物体。狭义概念: 为细胞生长提供合适的化学和物理环境并能检测控制细胞生长的装置。
两相培养概念: 是在培养体系中加入水溶性或脂溶性的有机物或者具有吸附作用的多聚化合物, 使培养体系形成上下两相, 细胞在水相中生长, 合成的次生代谢物质分泌出来后转移至有机相中。
微藻的培养方式: 光能自养培养, 光自养大规模培养, 异养/兼性异养培养, 敞开式跑道池培养系统, 光生物反应器
单克隆抗体: 是经免疫的哺乳类动物单一的B淋巴细胞分泌的单一抗体, 具有特异性和同质性。
动物细胞的保存
常温保存: 常温下经过传代保存, 一般保存几天至十几天。
低温冷藏: 4℃左右可保存几十天至几个月。
超低温冻存: -196 ℃下可保存几十年甚至更长。
转基因动物反应器主要有乳腺、 血液、 膀胱、 禽蛋及昆虫等生物反应器。
干细胞: 是具有自我更新和分化潜能的细胞。
干细胞特征
形态特征: 圆形或椭圆形, 体积小, 核质比大。
生化特征: 有较高的端粒酶活性
增殖特性: 缓慢性和自稳性
1) 有分裂为其它细胞的可能
2) 有无限增殖或分裂潜能
3) 能连续分裂几代, 或较长时间静止
4) 以对称或不对称的方式生长
单能干细胞: 表皮干细胞、 神经干细胞、 精原细胞、 成肌细胞等
胚胎干细胞: 即ES细胞, 是从着床前胚胎内细胞团或原始生殖细胞经体外分化抑制培养分离的一种全能性细胞, 能够分化成任何一种组织类型的细胞。
成体干细胞是成体组织内具有进一步分化潜能的细胞, 是多能或单能干细胞。
特征: 可塑性和自稳性
优点: 来源方便、 无伦理学问题、 无排异反应、 较ES细胞安全。
缺点: 数量少、 难于分离; 可塑性机制尚不清楚; 体外增殖困难; 存在安全隐患。
组织工程定义: 是应用生命科学、 医学和工程学原理与技术, 利用细胞、 生物材料和细胞因子实现组织或器官修复或再造的一门技术。
意义: 修复缺损器官, 培养组织后移植或在原位直接进行坏损组织的修复。
支架材料特点: 生物相容性、 生物可降解性、 三维内部连通孔隙、 具备支架强度、 易于加工和消毒。
技术路线
1体外得到工程化组织、 移植——当前主要的方式。
2细胞与支架前体混合注射体内, 原位形成凝胶支架, 提供新组织形成的空间; 3或者直接将体外培养的细胞接种到受损部位生长进行原位修复。