[工学]3细胞工程2010.pptVIP

3 细胞工程 细胞工程是在细胞水平上研究、开发、利用各类细胞的工程。 细胞工程主要内容： ①动、植物细胞的体外培养技术; ②细胞器移植技术; ③细胞融合技术; ④干细胞技术 等。 3.1 细胞工程的基本概念与基本操作技术 3.1.1 细胞的基本知识 细胞学说 （1）细胞是所有动、植物的基本结构单位。 （2）每个细胞相对独立，一个生物体内各细胞之间协同配合。 （3）新细胞由老细胞繁殖产生。 细胞的结构与功能： （1）细胞膜、细胞壁 细胞膜承担细胞与外界既隔离又相通、高效控制物质进出和细胞之间识别等功能。 植物细胞膜外有很厚的细胞壁 原核细胞有坚硬的细胞壁，无细胞膜 （2）细胞核：由两层生物膜围成，遗传信息贮藏在核内，是 DNA 复制和 RNA 合成场所。 （3）细胞质 质内有细胞器 细胞质有多种蛋白质和酶，是糖酶解和糖元合成等反应的场所。 重要的细胞器有： 内质网、线粒体、叶绿体 等。 高尔基体 由单层生物膜围成，与蛋白质修饰和分泌有关。 溶酶体 由单层生物膜围成，是生物大分子分解的场所。 叶绿体 是光合作用的场所。 细胞骨架 由蛋白质亚基组装成，和细胞形状、迁移、信息传导等有关。 核糖体 由 RNA 和蛋白质形成的大颗粒，是蛋白质合成的场所。 细胞类型： 依据有无细胞核，整个生命世界可以区分为两大类：  原核细胞 真核细胞  细 菌 植 物 放线菌 动 物 蓝 藻 真菌（霉菌、酵母)  等等 原生动物 藻 类 细胞分裂： 无丝分裂（低等生物） 有丝分裂（真核细胞） 减数分裂（生殖细胞） 细胞分裂中形成新类型细胞，称为细胞分化 细胞分化的实质是基因的表达不同。（P33-34） 细胞的化学组成： 分为水、无机质、有机质三大部分。以细菌细胞为例，70％是水，在其余30％化学物质中，蛋白质占15％，核酸占7％，磷脂和糖类占3％，其余为无机物。 随着细胞种类不同，变化最大的无机物是水的比例，但决定细胞之间差别的主要是有机质部分。 糖类、蛋白质、脂类和核酸是最主要的有机质。 3.1.2 细胞工程基本操作技术 1、无菌操作技术 2、细胞培养技术 3、细胞融合技术 研究细胞工程主要分 植物细胞工程 动物细胞工程 3.2 植物细胞工程 细胞培养的一般条件 （1）温度 （2）pH （3）渗透压 （4）营养物(细胞培养液) （5）水 （6）无菌条件 （7）光 （8）气体 3.2.1 植物细胞的全能性 3.2.2 植物组织培养 指在无菌条件下用人工培养基对植物器官、组织、细胞等进行培养的一套技术。 植物组织培养 主要过程: (P35-36页) （1）培养基制备与灭菌； （2）外植体消毒； （3）接种； （4）培养； （5）驯化和移栽。 3.2.3 植物细胞的培养 植物细胞培养主要用于色素、药物、香精、酶等次级代谢产物的生产和生物转化 。 次生代谢物是细胞生长后期合成的一些具有特定功能的产物，多为低分子量的化合物。 采用植物细胞培养可生产木瓜蛋白酶、木瓜凝乳蛋白酶、人参皂苷 等。 如：培养红豆杉细胞生产抗肿瘤药物紫杉醇 植物细胞培养首先从植物外植体中选育出植物细胞，再经过筛选、诱变、原生质体融合或DNA重组等技术而获得优良的植物细胞。然后，在人工控制条件的植物细胞反应器中进行植物细胞培养，从而获得各种所需的产物。 1、单细胞培养方法（