细胞工程和胚胎工程.ppt
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1、第二章 细胞工程-细胞克隆,一、克隆的概念 即无性繁殖系。指不经过两个分子、两个细胞或两个个体的结合,只由一个模板分子、母细胞或母体直接形成新的分子、细胞或个体的过程。,在分子水平:基因的克隆(复制) 在细胞水平:杂交瘤的制备和单克隆抗体技术 在个体水平:无性生殖。如:植物的营养繁殖,动物“克隆羊-多莉”的培育等,无性生殖与有性生殖的区别,无性生殖:不经过生殖细胞的结合,直接由母体产生下一代新个体的繁殖过程。特点是子代保留了亲代的遗传物质,性状基本相同。,有性生殖:经过生殖细胞的两两结合,形成合子,再由合子发育成新个体的繁殖过程。特点是后代继承了双亲的遗传物质,具有更强的生活能力和变异性,对生
2、物的生存和进化具有重要意义,二、细胞工程:,(一)植物细胞工程 1.植物组织培养 过程:,外植体 愈伤组织 胚状体 植物体,脱分化,再分化,植物激素,植物激素,分裂、分化,离体器官、 组织或细胞,愈伤组织,芽、根,植物体,实例(组织培养非洲紫罗兰),外植体:离体的组织、细胞或器官。 愈伤组织:一群高度液态化的原始的薄壁细胞。 脱分化:分化的细胞(组织或器官)经过处理形 成愈伤组织的过程。 再分化:由愈伤组织经过处理再重新分化出不同的组织(细胞或器官)。,条件: (1)材料离体 (2)无菌环境 (3)配制一定营养成分的培养基(固体、加蔗糖) (4)要有一定比例的激素(细胞分裂素和生长素或类似物人
3、工诱导) (5)适宜的温度、PH值和光照,理论基础:细胞的全能性,概念:细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。 原因:是生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质及发育为完整个体所必需的全部基因。,几乎所有的植物细胞都具有全能性,人工诱导与两种激素的关系 在植物组织培养过程中,细胞分裂素/生长素的比例对愈伤组织的形成,以及丛芽和根的分化影响极大 人工诱导过程的激素应用如下:,应用:,(1)快速繁殖 (2)培养无病毒感染植株 (3)获取细胞代谢产物(愈伤组织阶段) (4)生产人工种子(胚状体阶段) (5)可用于培育优良植物品种(转基因植物、单倍体育种和杂种植物),
4、1.下列有关植物组织培养过程中细胞脱分化的说法,不正确的是( ) A、已经分化的细胞失去特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程 B、已经分化的细胞转变为具有分生能力的薄壁细胞,进而形成植物愈伤组织的过程 C、离体的植物组织在一定的条件下分化出根和芽的过程 D、离体的植物组织在脱分化形成愈伤组织的过程中必须经过有关激素的诱导,练习:,C,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:( ),3.下列不能作为植物组织培养的材料是:( ),C,D,2.植物体细胞杂交,过程:,去细胞壁,酶解法(纤维素酶、果胶酶),原生质体,物理或化学方法诱导(振荡、离心和电
5、刺激,聚乙二醇),融合的原生质体,杂种细胞,产生新的细胞壁,杂种植物,植物的组织培养,理论基础: 细胞膜的流动性和细胞的全能性,成功实例: 白菜和甘蓝、烟草和海岛烟草、胡萝卜和羊角芹等,研究意义:克服远源杂交不亲和的障碍,增大了亲本组合范围,培育了作物的新品种。,白菜-甘蓝,(二)动物细胞工程,动物细胞培养,动物细胞融合,核移植,单克隆抗体技术,胚胎工程,1.动物细胞培养过程:,动物胚胎或幼龄动物的组织、器官,胰蛋白酶,单个细胞,加培养液,细胞悬浮液,原代培养,10代细胞,50代细胞,无限传代,传代培养,动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质,将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织
6、和器官。,动物细胞的培养过程,幼龄动物,取动物器官 和组织,剪碎组织,胰蛋白酶处理,细胞培养,单个细胞,动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础,原代培养: 从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。培养的第1代细胞与传10代以内的细胞称为原代细胞培养。,传代培养:将原代细胞从培养瓶中取出,配制成细胞悬浮液,分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养,称为传代培养。,细胞株:原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞,大部分细胞衰老死亡,少数细胞存活到4050代,这种传代细胞为细胞株。 细胞系:细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态,只有部分细胞由于遗传物质的改变,使其在培养条件下可以无限制传代,
7、这种传代细胞为细胞系。 细胞株和细胞系的区别: 细胞系的遗传物质改变,具有癌细胞的特点,失去接触抑制,容易传代培养。,遗传物质未改变,遗传物质已改变,动物细胞培养 的条件,1.无菌、无毒的环境 2.培养基:用液体的,期中加入葡萄糖、氨基酸、生长因子和动物血清等 3.温度和pH 4.气体环境:95%的空气,5%的二氧化碳,动物细胞培养 的原理:细胞的增值,动物细胞培养的应用:,1.利用动物细胞培养技术可生产疫苗、干扰素、单克隆抗体。 2.用于检测有毒物质,判断某种物质的毒性。 3.临床医学的应用:皮肤的移植、器官移植等,动 物 组 织 培 养,胚胎或幼龄动物的脏器,单 个 细 胞,原 代 培养,
8、传代培养,药物,研究治疗癌症的药物及其疗效,某物质,检测有毒物质、致癌物质等,细胞株或细胞系,2005年4月,美国一家非官方癌症研究中心发布信息说,“高露洁”牙膏中含有的抗菌化学物质三氯生可能是致癌物质。公众对此表示怀疑。科研人员欲采用一定的技术手段探究三氯生对人体是否有危害。请回答: 1、根据所学的动物细胞工程知识,采取下列哪种技术手段最合适 A、动物细胞融合 B、动物细胞培养 C、胚胎移植 D、核移植,2、根据上述选择,请你设计一个实验来探究“三氯生”对人体是否有危害。 (1)该实验的原理是,许多致畸物质加入动物细胞培养液后,培养细胞会发生染色体结构或数目的变异。根据变异细胞占观察培养细胞
9、的百分数,可以判断某种物质的毒性,(2)实验方法步骤: 材料准备:从医院妇产科获得所需要的原始材料组织,浓度为0.09%的三氯生试剂,高倍显微镜,培养瓶若干,配置好的培养液,剪刀,培养箱,所需要的酶.,制备检测细胞 配置细胞悬浮液: 将细胞悬浮液分装到两个以上的培养瓶中,置于培养箱中培养一段时间. 配置培养液:取两个培养瓶,分别编号1、2,,将上述组织用剪刀剪碎,再用胰蛋白酶使其分散成单个细胞,然后利用培养液配置成一定浓度的细胞悬浮液,分别往其中加入等量的配置好的培养液,再往1号瓶中滴加几滴0.09%的“三氯生”试剂,摇匀,将上述某一个培养状况较好的培养瓶中的细胞培养液分成两份,分别加入1、2
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