细胞工程授课义.docVIP

细胞工程授课讲义 参考书目： 细胞工程，李志勇主编，科学出版社，2003年第一版 动物细胞工程，徐永华主编，化学工业出版社，2003年第一版 01绪论 生物工程 1.1.1 定义: 生物工艺学,生物技术,是以生命科学为基础,利用生物体系和工程学原理生产生物制品和创造新物种的一门综合技术,或利用生物有机体(从微生物直至高等动物)或其组成部分(器官组织细胞)发展新工艺或制造新产品的一种科学技术. 1.1.2 发展简史 1.1.2.1 第一代生物工程 1680列文虎克制成显微镜 1857巴斯克证实酒精是由活酵母引起的 乳酸、酒精、面包酵母、丙酮、柠檬酸、淀粉酶 1.1.2.2近代生物工程 青霉素：1928年弗莱明发现，1940年弗洛里和钱恩人工提取，1943年开发出沉浸培养工艺。 特点：产品类型多；技术要求高；好气发酵；规模大 1.1.2.3现代生物工程 1953年沃森和克里克 双螺旋结构 1974年美国的波依尔和科恩实现基因重组 运用DNA重组技术、细胞融合技术开发出DNA重组产品：干扰素、胰岛素、生长激素等，以及转基因生物和克隆动物 1.1.3生物工程特点组成 生物、化学、工程学关系－图1－1 生物工程6类关系 图1－2 1.1.3.1发酵过程: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。传统发酵过程与现代生物工程结合形成微生物工程，利用对象除微生物外，还有动植物细胞、重组细胞、基因工程菌。 1.1.3.2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产品或是达到某一特殊目的的一门生物技术。 1.1.3.3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，具有优良性质或是用于工业生产条件的全新的蛋白质技术。 1.1.3.4基因工程：即重组DNA技术，是根据人们的意愿对不同事物的生物遗传性状的生物类型的一门技术. 1.1.3.5生化工程:是有生物科学与化学工程相结合的交叉学科,主要研究生物技术的实验室成果转化为生产力过程带有共性的工程技术问题,是生物技术的一个组成部份. 1.2 细胞工程 1.2.1 定义:应用细胞生物学和分子生物学的方法,通过类似于工程学的步骤,在细胞整体水平和细胞器水平上,按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质,以获得新型生物或特种细胞产品的一门综合性科学技术. 研究对象:染色体、细胞核、原生质体、整个细胞、受精卵、胚胎、组织或器官，以及转基因动物。 1.2.2细胞工程发展历史 马勒等发现多核现象 植物界，1902年哈珀兰德预言植物细胞全能性；1934年温特发现生长素；1937年高特里特离体培养胡罗卜；1960年科金制备原生质体1972年卡尔森将烟草原生质体细胞融合成体细胞杂种植株。 动物界：1907年哈里森悬滴培养蛙胚神经组织；1965年哈里斯用灭活病毒介导动物细胞融合。 耶鲁大学的马格特和波的斯利－黑白黄 组装鼠 绵羊－山羊－绵山羊 1977年英国第一例试管婴儿 1997年英国克隆羊多莉 2001年英国首批转基因克隆猪 我国杂交水稻、三倍体毛白杨、转基因鱼、试管婴儿、动物体细胞克隆。 1.2.3研究内容 动植物细胞与组织培养：优良植物的快速繁育与代谢产物的大量制备。 细胞融合：产生新的物种或品系及产生单克隆抗体。 染色体工程：新品种培育，单倍体和多倍体 胚胎工程：优良品种的快速繁殖和胚胎保存，试管婴儿 细胞遗传工程：克隆和转基因技术，稀有动物资源保护。 1.2.4细胞工程应用 优质植物快速培育与繁殖； 动物胚胎工程快速繁殖优良濒危品种； 利用动植物细胞培养生产活性产品药品； 新型动植物品质培育； 医学器官修复或移植的组织工程；骨骼、软骨、血管、皮肤。肝脏、胰脏、心脏乳房手指耳朵等 转基因动植物的生物反应器工程；转抗胰蛋白酶基因山羊 珍稀动植物资源的保存保护；克隆羊多莉、我国克隆牛康康。 遗传学发育学领域的理论研究 能源环保领域应用 1.2.5细胞工程与其他工程关系 图1－3 第3章 植物组织与细胞培养 3.1植物组织培养与细胞培养的区别 3.2发展历史 3.3植物组织与器官培养 3.4植物细胞培养 3.5植物原生质体培养 本章小结 03植物组织与细胞培养 3.1植物组织与细胞培养的区别 组织培养:从机体内取出组织或细胞,模拟机体内生理条件,在体外进行培养,是指生存或生长成组织. 细胞培养:动植物细胞在体外条件下的存活或生长,此时细胞不再形成组织. 3.2发展历史 施旺施来登-细胞学说 1902年哈珀兰德尝试组织培养-植物组培之父 1934年怀特提出植物细胞具有全能性 1937年高特里特胡萝卜根组织 1948斯科克提出腺嘌呤/生长素比例是控制芽根形成的条件 1953年谬尔建立单细胞无性繁殖 1956