细胞工程简介..pptVIP

细胞工程 生物医学系 王兰 2014年2月 授课内容 第一章 细胞工程简介 第二章 细胞工程基础 第三章 植物组织与器官培养 第四章人工种子与植物脱毒 第五章 植物细胞培养与次级代谢产物制备 第六章 原生质体培养与诱变 第七章 细胞融合与体细胞杂交 第八章 多倍体与单倍体植物 第九章 植物离体受精 第十章 转基因植物 第十一章 动物细胞培养与表达制备药用蛋白 第十二章 杂交瘤技术与单克隆抗体 第十三章 体外受精与核移植动物 第十四章 多倍体与转基因动物 第一章 细胞工程简介 第一节 生物工程 生物工程（生物技术）是以生物科学为基础，利用生物个体或生物器官、组织、细胞的特性和功能， 设计构建具有预期性状的新物种或新品系（包括细胞系） ，以及与工程原理相结合进行产品加工生产的综合性技术体系。 生物技术的内涵主要是： 运用现代生物学理论与科学技术改造细胞的遗传物质，培育出人们需要的生物新品种；工业规模地利用现有生物体系，制备生物产品；模拟生物体系，以生物化学工程代替化学工程，制备工业产品；发展相应的科学理论与工程技术。 主要技术范畴包括：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程以及生化工程。 现代生物技术特征：多学科性；商业性；规模化。 基因工程 即重组DNA技术，指根据人们的意愿对不同生物的遗传基因进行切割、拼接或重新组合，再转入生物体内产生出人们所期望的产物，或创造出具有新遗传性状的生物类型的一门技术。 细胞工程 细胞工程是根据细胞生物学和分子生物学原理，采用细胞培养技术，在细胞水平进行的遗传操作。细胞工程大体可分染色体工程、细胞质工程和细胞融合工程。 1、细胞培养技术 2、细胞核移植技术 3、细胞融合技术 酶工程 利用酶的催化作用，采用适当的生物反应器工业化的生产人类所需要的产品或是达到某一特殊目的的一种生物技术。 应用： 天然酶的分离纯化及鉴定和生产 酶的固化技术 酶生物反应器的研制和应用 发酵工程 指利用微生物的特定性状，通过现代工程技术，在生物反应器中生产有用物质的一种技术。 蛋白质工程 利用生物技术手段对蛋白质的DNA编码序列进行有目的的改造， 并分离、纯化蛋白质， 从而获取自然界没有的、具有优良性质或适用于工业生产条件的全新蛋白质。 生物化学工程 主要研究将生物技术的实验室研究成果转化为生产过程中的带有共性的工程技术问题。 第二节 细胞工程 一、概念 细胞工程（cell engineering ）是应用细胞生物学和分子生物学方法，借助工程学的试验方法或技术，在细胞水平上研究改造生物遗传特性和生物学特性，以获得特定的细胞、细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的学科。 广义的细胞工程包括所有的生物组织、器官及细胞离体操作和培养技术，狭义的细胞工程则是指细胞融合和细胞培养技术。 根据研究对象不同，细胞工程可分为动物细胞工程和植物细胞工程。 动物细胞工程包括：细胞培养技术（包括组织培养、器官培养）；细胞融合技术；胚胎工程技术 （核移植、胚胎分割等）；克隆技术（单细胞系克隆、器官克隆、个体克隆）。 植物细胞工程包括：植物组织、器官培养技术；细胞培养技术；原生质体融合与培养技术；亚细胞水平的操作技术等。 二、主要研究内容 （一）动植物细胞与组织培养 细胞培养、组织培养、器官培养 应用1：用生物反应器大量培养人参等高价值生物的细胞，生产有效药用成分。 应用2：制取许多有应用价值的细胞产品，如单克隆抗体、疫苗、生长因子等。 1.动物组织细胞培养技术的建立 1907 年，美国胚胎学家R. Harrison 将蛙的胚神经管区的一片组织移植到蛙的淋巴液凝块中，这片组织在体外不但存活了若干星期，而且还从细胞中长出了轴突(神经纤维) 细胞，解决了当时关于轴突起源的争论，并表明了利用体外存活的组织进行实验研究的可能性。他所采用的把培养物放在盖玻片上并置于凹玻片腔中培养的方法还一直沿用至今。 Carrel (1911) 发现了鸡胚浸出液对于某些细胞的生长具有很强的促进效应，还把无菌技术引到了组织培养技术中。作为他的技术标志是，他在不含抗菌素的培养条件下使鸡胚心脏细胞维持生存了34 年，先后继代3400 次，证明动物细胞有可能在体外无限地生长。 1914 年，Thomson 创立了另一条完全不同的体外组织培养途径－器官培养法，以后又被Strangeways 和Fell 所发展。 1940 年，Earle 建立了可以无限传代的一个C3H 小鼠的结缔组织细胞系－L 系。 1951 年，Gay 建立了第一个人体细胞系－人体宫颈癌Hela 细胞系。 2.植物细胞培养技术的建立 作为一门技术，它必须具有一定的程序性。也就是说，它应该具有一定的技术模式。 在这一阶段，植物组织培养建立了两个与培养