细胞工程资料复习
细胞工程 考试复习资料

细胞全能性:一个生活细胞所具有的产生完整生物个体的潜在能力称之为细胞的全能性。
植物脱毒:利用植物组织培养技术,脱除植物细胞中浸染的病毒,生产健康的繁殖材料。
原生质体:指除去细胞壁的细胞或是说一个被质膜所包围的裸露细胞。
亚原生质体:在原生质体分离过程中,有时会引起细胞内含物的断裂而形成一些较小的原生质体就叫做亚原生质体。
它可以具有细胞核或没有细胞核。
核质体:由原生质膜和薄层细胞质包围细胞核形成的小原生质体。
也称为微小原生质体。
原生质球:制备微生物原生质体时,如果有残存的细胞壁但仍是圆球形常称为原生质球。
胞质体:不含细胞核而仅含有部分细胞质的原生质体。
花粉培养:将处于一定发育阶段的花粉从花药中分离出来,再加以离体培养。
有时花粉培养也称为小孢子培养。
细胞工程学: 是应用细胞生物学和分子生物学方法,在细胞水平上研究改造生物遗传特性,以获得新的有用性状的细胞系或生物体的有关理论和技术方法的学科。
细胞全能性: 一个细胞所具有的产生完整生物个体的潜在能力。
植物组织培养:利用植物离体器官、组织或细胞(包括原生质体),在适宜的人工培养基上和无菌条件下进行培养,使其生长、增殖、进而发育形成小植株的方法。
外植体:取自生物体用于组织培养的活的生物细胞或组织切段、或用于继代培养的组织培养物均称之为外植体。
愈伤组织:愈伤组织原是指生物在受伤以后于伤口表面形成的一团薄壁细胞。
在组织培养中,则是指外植体在人工培养基上诱导产生的无序生长的薄壁细胞团。
继代培养:对来自于外植体所增殖的培养物(包括细胞、组织或其切段)通过更换新鲜培养基及不断切割或分离,进行连续多代的培养,就称为继代培养。
脱分化:培养条件下使一个已分化的细胞回复到原始无分化状态或分生细胞状态的过程。
生长素感应:生物细胞由生长素受体感受生长素信号与其相结合,进而使生长素受体被活化的过程。
细胞分化:是指导致细胞形成不同结构,引起功能改变或潜在发育方式改变的过程。
再分化:在离体条件下,细胞脱分化以后,无序生长的细胞及其愈伤组织重新进入有序生长即分化状态的过程。
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细胞工程复习资料细胞工程复习资料细胞工程是一门研究利用生物技术手段改造和利用细胞的学科,是生物工程领域的重要分支之一。
它涉及到细胞的培养、分离、操纵和应用等方面,对于生物医学、药物研发、农业和环境保护等领域都具有重要意义。
本文将从细胞工程的基本原理、技术方法和应用领域等方面进行综述。
一、细胞工程的基本原理细胞工程的基本原理是通过改变细胞的遗传物质和表达谱,使其具备特定的功能或性状。
其中,基因工程技术是细胞工程中最常用的手段之一。
通过基因工程技术,可以将外源基因导入到目标细胞中,使其产生特定的蛋白质或表现出特定的性状。
例如,利用基因工程技术,可以将人类生长激素基因导入到大肠杆菌中,使其产生人类生长激素。
除了基因工程技术外,细胞工程还包括细胞培养、细胞分离和细胞操纵等技术。
细胞培养是指将细胞放置在适宜的培养基中,提供适当的营养物质和环境条件,使其在体外继续生长和繁殖。
细胞分离是指将混合的细胞群体分离成单个的细胞或纯化的细胞群体。
细胞操纵是指通过物理或化学手段对细胞进行操作,如细胞融合、细胞转染等。
二、细胞工程的技术方法细胞工程的技术方法主要包括基因工程技术、细胞培养技术和细胞操纵技术等。
基因工程技术是细胞工程中最重要的技术之一,它包括基因克隆、基因转染、基因敲除等多种方法。
基因克隆是指将特定的基因从一个生物体中复制出来,并导入到另一个生物体中。
基因转染是指将外源基因导入到目标细胞中,使其产生特定的蛋白质或表现出特定的性状。
基因敲除是指通过基因编辑技术,将目标基因从细胞中删除或失活。
细胞培养技术是细胞工程中最基础的技术之一,它包括细胞培养基的配制、细胞培养条件的优化和细胞培养设备的选择等方面。
细胞培养基是细胞培养的基础,它包含了细胞所需的营养物质和生长因子等。
细胞培养条件的优化是指通过调节培养基的成分和培养条件的控制,使细胞在体外获得最佳的生长和繁殖条件。
细胞培养设备的选择是指选择适合细胞培养的培养器具和设备,如细胞培养箱、生物反应器等。
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细胞工程知识点汇总第一章细胞工程简介细胞工程(Cell engineering)是指主要以细胞为对象,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、组织产品或新型的一门综合性科学技术。
主要人物或事件:1)温特(Went)、高特里特(Gautheret)和诺比考特(Nobercourt)一起成为植物组织培养的奠基人。
2)1958年,史都华德和赖纳特发现胡萝卜体细胞可以分化成体细胞胚。
也即是说可以从细胞水平上到组织器官水平上的分化。
从而验证了细胞全能性学说。
3)1953年,沃森(Watson)和克里克(Crick)提出DNA双螺旋结构模型,标志着分子生物学诞生。
4)1997年,英国利用成年动物体细胞克隆出绵羊“多莉”,证明了高等动物体细胞的全能性,这是细胞工程历史上的一个里程碑式的成果。
细胞工程的应用(可出分析题)第二章细胞工程理论基础细胞全能性(totipotency):是指分化细胞保留着全部的核基因组,具有生物个体生长、发育所需要的全部遗传信息具有发育成完整个体的潜能。
细胞分化:(理解)是指细胞在形态、结构和功能上发生差异的过程,包括时间上和空间上的分化和空间上的分化。
时间上的分化:是指一个细胞在不同的发育阶段可以形成不同的形态和功能空间上的分化:是指同一种细胞由于所处的环境或部位不同可以形成不同的形态和功能细胞分化能力的强弱称为发育潜能。
形态发生(Morphogenesis):是指通过细胞增殖、分化和行为塑造组织、器官和个体形态的过程。
细胞分化与形态发生是相互联系在起的。
细胞分化的实质:是奢侈基因按照一定顺序表达的结果,是基因的差异表达(Differential expression)脱分化(Dedifferentiation):又称去分化,是指分化细胞失去特有的结构和功能变为具有未分化细胞特性的过程,即分化的细胞在适当条件下转变为胚性状态而重新获得分裂能力的过程。
细胞工程复习资料

细胞工程复习资料一:名词解释(20分)细胞分化:是指发育起始状态的合子沿个体发育方向不断分化出形态结构、生理功能不同的细胞、组织、器官而最终形成完整植株的过程。
即由于细胞的分工而导致其结构和功能改变或发育方式改变的过程。
看护培养:配置好花粉粒悬液和固体培养基后,将完整的花药或花药愈伤组织置于琼脂培养基上,再将灭菌后的滤纸放在花药或愈伤组织上,然后再将欲培养的花粉置于滤纸上培养的方法。
细胞杂交:是指在人工控制条件下,不经过有性过程将不同类型的两个或多个细胞合并成一个双核或多核细胞的过程。
外植体:从植物体上分离下来的用于离体培养的材料。
人工种子:就是将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。
花粉培养:又称小孢子培养,或游离小孢子培养,指在无菌条件下,将花粉从花药中分离出来使其成为分散或游离态,发育成单倍体植株的过程。
条件培养基:培养过程中,有些细胞可能会分泌活性物质到培养液中,这种培养过某种细胞以后,含有细胞分泌物的培养液称为条件培养基。
植物脱毒:利用物理、化学、生物学等方法除去寄生的病毒的无毒植物。
成批培养:将一定量的细胞或细胞团接种到一定容积的液体培养基中进行密封培养的方法。
体细胞杂交:又称原生质体融合,是指在人工控制条件下,不经过有性过程两种体细胞原生质体相互融合产生杂种细胞。
胚胎培养:是指在离体条件下使胚或具胚器官发育成幼苗的培养技术。
体细胞胚:又称胚状体,是指离体培养植物的体细胞,也可经胚胎发生过程形成在形态上与合子胚相似的结构,这种结构同样具有再生出完整植株的能力。
幼胚培养:是指处于原胚期、球形期、心形期、鱼雷期的胚培养。
互补选择:两个具有不同生理或遗传特性的亲本,在一定的培养条件下形成杂种细胞时能产生互补作用,根据这一特性进行杂种细胞选择的方法称为互补选择法。
悬浮培养:是指将游离的单细胞或小的细胞团,按照一定的细胞密度,悬浮在液体培养基中进行培养的方法。
细胞工程学复习题

细胞工程学复习题细胞工程学是一门综合性学科,涉及到细胞生物学、生物工程学和材料科学等多个领域的知识。
通过利用工程原理和技术手段,细胞工程学致力于研究和应用细胞的生物功能以及与之相关的工程应用。
以下是一些关于细胞工程学的复习题,希望能帮助你回顾和巩固相关知识。
1. 什么是细胞工程学?2. 细胞工程学的研究对象主要是哪些细胞类型?3. 请列举细胞工程学的主要应用领域。
4. 细胞工程学中常用的细胞培养技术有哪些?5. 什么是细胞培养基?它对细胞的生长和分化有什么影响?6. 细胞工程学中常用的细胞筛选技术有哪些?7. 请简要介绍细胞工程学中常用的细胞培养槽和生物反应器。
8. 什么是细胞培养的规模化生产?有哪些常用的规模化生产方法?9. 细胞工程学在组织工程和再生医学中的应用有哪些?10. 细胞工程学在药物筛选和药物递送系统中的应用有哪些?11. 请简要介绍细胞工程学在生物传感和生物芯片领域的应用。
12. 细胞工程学中常用的细胞植入技术有哪些?它们在治疗方面有何作用?13. 请简要介绍细胞工程学中常用的干细胞技术和基因工程技术。
14. 细胞工程学中的质量控制和质量保证措施有哪些?15. 细胞工程学的发展趋势和前景如何?以上是关于细胞工程学的一些复习题,希望能够帮助你进行知识回顾和巩固。
细胞工程学作为一门新兴的学科,其在医学、生物技术和生物工程领域的应用前景广阔,相信随着科学技术的不断进步,细胞工程学将会取得更加重要的突破和进展,为人类健康和福祉做出更大的贡献。
希望大家能够认真复习,掌握细胞工程学的基本理论和技术方法,为将来的学习和科研打下坚实的基础。
细胞工程复习资料最终版

第一章细胞工程: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。
细胞工程的应用细胞工程是现代生物技术的基础。
细胞是大部分生命体存在的基本结构,而现代生物技术(如基因工程蛋白质工程等)无不是对细胞或细胞的物质进行改造而达到获取目的产物影响生物什么状态的目的,在这里,细胞都是这些技术开展的平台和基础。
第三章无菌技术灭菌方法:物理灭菌法、化学灭菌法、使用抗生素。
物理方法:干热、湿热、射线/微波/紫外线处理、过滤、离心沉淀、大量无菌水冲洗等。
化学方法:各种灭菌剂。
抗生素的使用:青霉素、链霉素、卡那霉素、制霉菌素等,主要用于细胞培养过程中。
细胞冷冻方法:1.缓慢冷冻法——将处于0°C或其他预处理温度的材料以1~2°C/min的降温速度从起始温度降到-100°C,稳定1h后投入液氮中保存或以此降温速度连续降温至-196°C。
按1mL每安瓿的量分装细胞悬液,在火焰下将安瓿封口。
将封口的安瓿放入慢冻机内,添加保护剂的细胞悬液按照一定梯度降低温度进行缓慢冷冻。
当温度在-25°C 以上时,可以按照1~2°C/min的梯度降温;当温度达-25°C以下时,可以按照5~10°C/min的梯度降温。
2.预冷冻法——包括两步冷冻、逐级冷冻两种,前者是将预处理后的材料先通过缓慢冷冻法降温至-40°C,保存一段时间(约30min)后,再投入液氮中保存。
后者将经过预处理的材料先制备成不同温度等级的溶液,如-10°C、-15°C、-23°C、-35°C及-40°C,并在每级温度中停留一定时间(4~6min),然后将材料投入液氮中保存。
3.快速冷冻法——将材料从0°C或者其他预处理温度直接投入液氮中保存。
细胞工程期末复习资料

细胞工程第一章论绪1、细胞工程:按照一定的设计方案,通过在细胞、亚细胞或组织水平上进行实验操作,获得重构的细胞、组织、器官及个体,创造优良品种和产品的综合性生物工程。
(1)分类a.按生物类型分为:动物细胞工程、植物细胞工程、微生物细胞工程b.按实验操作对象分为:细胞与组织培养、细胞融合、细胞核移植、染色体操作、转基因工程。
(2)操作水平:细胞整体水平或细胞器水平(3)目的:定向改变遗传物质或获得细胞产品(4)理论基础:细胞全能性(5)依据:生物体的每一个干细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质。
2、植物细胞工程包括:植物体细胞杂交、植物组织培养。
3、动物细胞工程包括:动物细胞融合、动物细胞培养、单克隆抗体技术、核移植、胚胎移植。
4、细胞工程研究内容(1)细胞与组织培养(离体培养):是细胞工程的最基本技术。
(2)细胞融合(细胞杂交):自然融合、人工诱导融合。
试管婴儿 单克隆抗体技术(3)细胞核移植:克隆羊多莉(4)染色体工程:多倍体育种(5)胚胎工程:以生殖细胞和胚胎细胞为对象,包括体外受精、胚胎移植、胚胎切割。
(6)干细胞与组织工程:胚胎干细胞、组织细胞。
人工培养的肌肉、器官。
5、细胞工程的应用:a.快速繁殖b.种苗脱毒c.动物胚胎工程快速繁殖优良、濒危品种d.利用动植物细胞培养生产活性产物、药品(生物反应器工程),如利用动物细胞融合形成单克隆抗体,利用植物细胞培养次生代谢产物。
e.新型动植物品种的培育f.供医学器官修复或移植的组织工程g.珍稀动植物资源的保存与保护h.在遗传学、发育生物学领域的理论研究第二章细胞全能性与形态发生1、名词解释:◆细胞全能性:细胞经分裂和分化后仍具有形成完整个体的潜能或特性。
❖极性:指植物的器官、组织、甚至单个细胞在不同的轴向上存在的某种形态结构以及生理生化上的梯度差异。
♦离体器官发生:培养条件下的组织或细胞团(愈伤组织)分化形成不定根、不定芽等器官的过程。
⌧细胞分化:导致细胞形成不同结构或引起功能改变或潜在发育方式改变的过程。
细胞工程复习资料

细胞工程复习资料1\细胞工程:指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,在细胞整体水平或细胞器水平上,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。
第三章2\植物组织培养与细胞培养的区别:组织培养是指从机体内取出组织或细胞,模拟机体生理条件,从体外进行培养,使之生存或生长成组织。
细胞培养是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。
对于植物,前者主要是我们常见的用于植物快速繁殖的组培技术,后者主要有以生产次级代谢产物为目的的大规模细胞培养技术。
3\植物组织培养的步骤:①培养材料的采集②培养材料的消毒③制备外植体④接种和培养⑤根的诱导⑥组培苗的练苗移栽4\植物组织培养的应用:①无性系快速繁殖技术②获得无病毒植株③新品种选育:突变育种、原生质体融合和细胞杂交、花药花粉培养与单倍体植株④在遗传、生理生化和病理等研究上的应用⑤种质资源的保存⑥产业化前景应用:花卉种苗产业化生产、蔬菜水果种苗脱毒、瓜果组培苗产业化生产5\植物组织培养:是指在离体条件下,将愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中进行振荡培养,得到分散成游离的悬浮细胞,通过继代培养使细胞增殖,从而获得大量细胞群体的一种技术。
6\植物细胞培养的意义与应用举例:利用植物细胞培养进行有用物质生产不受时间环境等的限制,而且快速、高效。
植物细胞培养用于具有生理活性的次生代谢产物的生产方面现已成为继微生物发酵技术以后当代生物技术的一个重要应用技术。
例子:①药用代谢产物:苷类、甾醇、生物碱、醌类、蛋白质类;②天然食品、食品添加剂:胡萝卜素、咖啡碱、琼脂、辣椒素;③杀虫剂、杀菌剂:农药噻吩烷、生物碱、灰叶素、粉红鱼藤酮;④饲料、精细化工等产品:蚕饲料7\植物细胞培养过程:1、细胞的驯化、筛选与细胞株的建立2、扩大培养3、生物反应器培养:分批培养、半连续培养、连续培养8\植物细胞两相培养技术: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和化合物,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。
2024届高三生物一轮复习:细胞工程知识梳理

细胞工程一、植物细胞工程理论基础细胞全能性:细胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。
植物细胞具有全能性的原因:一般生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传信息,即都有发育成完整个体所必需的全部遗传信息。
①生物体内,细胞没有表现出全能性,而是分化成为不同的组织和器官,这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。
②植物细胞全能性表达的条件: 植物细胞一旦成为离体状态,在一定的营养条件和植物激素(细胞分裂素和生长素)的诱导下,细胞就能表现出全能性。
(一)、植物组织培养技术(无性繁殖)1、原理:植物细胞的全能性2、概念:在无菌和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织、细胞、培养在培养基上,并给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。
3、过程:4、用途:(1)微型快速繁殖:保持优良性状(无性繁殖,有丝分裂),不受季节限制(室内生产),适合自动化管理,有利于进行工厂化生产(2)作物脱毒(植物分生区—无毒或者少毒,如茎尖),脱毒作物产量高,品质好;(3)人工种子(胚状体+人工薄膜);(4)单倍体育种:花药离体培养→单倍体→秋水仙素处理使染色体数目加倍→稳定遗传植物①后代往往都是纯合子,能稳定遗传;②明显缩短育种年限(5)突变体利用:植物组织培养过程中,细胞处于分生状态,易受影响产生突变,需筛选(6)细胞产物的工厂化生产——愈伤组织生产代谢产品(二)、植物体细胞杂交技术1、定义:不同种植物体细胞融合形成杂种细胞,并培育成新植物体(植物体细胞不能直接杂交)2、理论基础:细胞的全能性和细胞膜的流动性3、过程:融合①方法:物理法包括离心、振动、电激等。
化学法一般用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂融合,高Ca2+—高pH融合法。
②结果:三种(A—A、A—B、B—B),筛选出杂种细胞A—B去壁由于植物细胞壁由纤维素和果胶构成,故用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁4、培养杂种细胞:进行植物组织培养5、杂交终点:得到杂种植物6:杂种植物特征:含有两种植物的遗传物质,所以具备两种植物的遗传特征7、意义:打破生殖隔离,克服远缘杂交不亲和障碍8:遗传:如果两种植物都是可育的,则杂种植物也是可育(三)、植物组织培养与植物体细胞杂交的关系植物组织培养是植物体细胞杂交的基础,植物体细胞杂交所用的技术更复杂。
高考生物专题复习《细胞工程》含答案

高考生物专题复习《细胞工程》【考点梳理.逐个击破】细胞工程: 细胞工程是指应用细胞生物学 、分子生物学 和发育生物学 等多学科的原理和方法,通过细胞器、细胞或组织水平上的操作,有目的地获得 特定的细胞、组织、器官、个体 或其产品的一门综合性生物工程。
一、植物细胞工程的基本技术1. 细胞的全能性:细胞经_分裂_和_分化_后,仍然具有_产生完整生物体_或__分化成其他各种细胞__的_潜能_,即细胞具有_全能性_。
(一)植物组织培养技术1. 概念:植物组织培养是指将_离体_的植物_器官__、_组织_或_细胞_(称为_外植体_)等,培养在人工配制的_培养基_上,给予_适宜的培养条件_,诱导其形成__完整植株_的技术。
2. 原理:__植物细胞的全能性__3. 过程:外植体――脱分化―再分化―→发育植株脱分化:在一定的_激素_和_营养_等条件的_诱导_下,_已经分化_的细胞_失去其特有的结构和功能__,转变成_未分化的细胞__的过程。
再分化:_愈伤组织_能重新_分化_成_芽、根等器官_的过程。
(二)、植物体细胞杂交技术1.概念:植物体细胞杂交是指将__不同来源_的_植物体细胞_,在一定条件下_融合_成__杂种细胞__,并把__杂种细胞__培育成_新植物体_的技术;2.原理:__植物细胞的全能性、细胞膜具有一定的流动性__3.意义:__打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种__4.过程:→原生质体融合―→愈伤组织―二、动物细胞工程(一)动物细胞培养1.概念:从动物体中_取出_相关的_组织_,将它__分散成单个细胞_,然后在__适宜的培养条件_下,让这些细胞_生长_和_增殖_的技术。
2.原理:__细胞增殖__3.地位:__动物细胞工程的基础__4.关键操作:_原代培养_和__传代培养_。
(二)动物细胞培养的过程1.取动物组织(1)取材:__动物胚胎__或__幼龄动物__的组织、器官。
(2)取材原因:_细胞分化程度低,增殖能力强,容易培养___。
动物细胞工程专题复习

C
C
科学工作者用绿色和红色荧光材料,分别标记人和鼠的 细胞膜上的蛋白质。当两个标记细胞融合成一个细胞后, 起初一半膜发出绿色荧光,另一半膜发出红色荧光,一段 时间后,两种颜色的荧光点均匀分布,如图所示。请分析 回答:
具有一定的流动性
该实验结果说明了细胞膜 ,这是因为 若在两个细胞融合成一个细胞后,将融合细胞置于0℃ 条件下再保持40min,则融合细胞仍然是一半膜发绿色荧 光,另一半膜发红色荧光,这说明
纤维素酶和果胶酶
Байду номын сангаас
rrHH、RRhh
”
⑶设计一方法(不考虑机械方法),从培养液中分离出杂 种细胞,方法: ⑷将杂种细胞培养成杂种植株依据的理论基础 是 。 II.若该过程是制备治疗“SARS”病毒的单克隆抗体,A为 人B淋巴细胞(染色体组成为2A+XX=46),B为鼠骨髓瘤 细胞(染色体组成为2A+XX=40) ⑸用单克隆抗体制成“生物导弹”主要利用了抗体 的 特性。 ⑹A细胞来自于 ,杂种细胞C共有 个 染色体组。 ⑺杂交瘤细胞在体外培养时与植物组织培养的主要区别是 培养基要用 培养基。(物理状态),培养基中除 了添加必要的营养物质为还需加入 。
用核移植的方法得到的动物称为克隆动物 原理:动物体细胞核的全能性。
1. 概念:将动物的一个细胞的细胞核,移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。
取供体细胞 取卵母细胞 供体细胞培养 培养到 MⅡ中期 卵母细胞去核 重组胚胎 过程:
供体细胞注入去核的卵母细胞
C
B
下列关于动物细胞培养的叙述中,错误的是( ) 用于培养的细胞大多取自胚胎或幼龄动物的器官或组 织 将所取的组织先用胰蛋白酶等进行处理使其分散成单 个细胞 在培养瓶中要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离, 制成悬浮液 动物细胞培养只能传50代左右,所培养的细胞会衰 老死亡
细胞工程 复习资料

细胞工程复习资料一.细胞工程:是在细胞水平研究、开发、和利用各类细胞的一门技术。
主要内容就是通过无菌操作,大量培养细胞、组织乃至完整个体或者应用细胞生物学和分子生物学等方法进行细胞水平的遗传操作,以快速繁殖生物个体、改良品种、生产生物产品或活性成份。
二.植物细胞培养与动物细胞培养的区别?答:由于植物和动物在细胞结构、生长方式和营养要求等方面有很大的差别,尤其在全能性表现上存在差异。
1)虽然植物细胞和动物细胞的离休培养有一定的相似性,如基本上都是模拟体内的生长环境,提供良好的营养条件和物理环境,使组织细胞在体外无菌条件下继续生长发育的过程;2)培养的结果都是培养物在一定程度上表现出与体内相似的生长行为,如细胞生长、分裂、分化、代谢等。
但是二者在培养技术、研究内容及深度等方面存在一些差异:1)能进行离休培养的材料范围不同。
植物范围广,器官和组织、细胞、原生质体等;动物则主要是分散的细胞、组织块、一些小的不太成熟的器官或器官外植块。
2)所需的培养条件不同。
植物的组织和细胞培养大多在一定光照条件下进行,而动物细胞是异养的,完全依赖外界提供的营养才能生长,营养更全面,更复杂,对环境也更严格要求。
3)生长形式不同。
总的来说,植物材料在离休培养的条件下有较强的生长、分裂、及分化能力,而且由各种外植体分化成完整植株人全过程都可在体外进行;而动物组织在体外培养条件下的生长形式主要以细胞的存活生长、有限增殖以及一定程度的分化为特征。
四.一).植物细胞全能性的概念?由谁提出?怎么实现全能性?答:植物细胞全能性:即一个植物细胞具有产生一个植株的潜能,也就是说,植物细胞具有本物种的全部遗传信息,不论是生殖细胞还是体细胞,在特定环境下都可能进行表达,产生一个独立完整个体。
由德国植物生理学家Haberlandt在1902年提出。
二).植物细胞培养基的成分?答:(1)无机营养物(2)糖类(3)维生素类(4)氨基酸及有机附加物(5)植物生长调节物质此外,培养基中如加入0.5~1%的琼脂即为静止培养的固体培养基,否则为悬浮培养的液体培养基。
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绪论1、细胞工程:按照一定的设计方案,通过在细胞、亚细胞或组织水平上进行实验操作,获得重构的细胞、组织、器官以及个体,创造优良品种和产品的综合性生物工程。
2、体外培养:指生物细胞和组织在离体条件下的生长和增殖。
3、细胞融合或细胞杂交:指两个或两个以上的细胞融合形成一个细胞的过程。
(单克隆抗体技术)4、细胞核移植:利用显微操作技术将细胞核与细胞质分离,然后再将不同来源的核与质重组,形成杂合细胞。
(克隆羊“多利”)5、染色体工程:把单个的染色体或染色体组转入或移出受体细胞,从而形成新的染色体组合和遗传构成。
(植物育种)6、胚胎工程:指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术。
包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割移植、胚胎干细胞培养等技术。
(畜牧优良品种繁殖技术)7、组织工程:将干细胞与材料科学相结合,将自体或异体组织的干细胞经体外扩增后种植在预先构建好的聚合物骨架上,在适宜的生长条件下干细胞沿聚合物骨架迁移、铺展、生长和分化,最终发育形成具有特定形态及功能的工程组织。
(人工软骨)8、转基因动物:通过基因工程技术将外源的目的基因导入生殖细胞或早期胚胎,并整合到受体细胞的基因组中,经发育形成所有细胞都包含目的基因的动物个体。
9、动物生物反应器:将目的基因在器官或组织中进行特异性高表达的转基因动物称为动物生物反应器。
(乳腺生物反应器)10、转基因植物:通过基因工程技术将外源的目的基因导入植物细胞直接进行诱导培养所形成的再生植株。
11、植物生物反应器:能够生产某些重要蛋白质和次生代谢产物的转基因植物。
第一章细胞培养的设施与基本条件1、细胞工程实验室应能进行六方面的工作:无菌操作、培养、制备、清洗、消毒灭菌处理和储藏2、超净工作台分为侧流式(垂直式)和外流式(水平式):原理:将室内空气经粗过滤器初滤,由离心机压入静压箱,再经高效空气过滤器精滤,由此送出的洁净气流以一定的、均匀的断面风速通过无菌区,从而形成无尘无菌的高洁度工作环境。
细胞工程期末复习资料

1.生物工程:指人们运用现代生物科学、工程学和其他基础学科的知识,按照预先的设计对生物进行控制和改造或模拟生物及功能,用来发展商业性加工,产品生产和社会服务的技术领域。
2..细胞工程:指主要以细胞为对象,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3.原代培养(primary culture):以直接取自生物体细胞、组织、或器官的培养。
4.4.传代培养(passage culture):将原代培养的细胞继续转接培养的过程。
细胞的体外大量增殖是通过传代培养实现的。
5.5.细胞系(cell line):由原代培养经传代培养纯化,获得的以一种细胞为主,能在体外生存的不均一细胞群体,。
第一次传代培养后的细胞即为细胞系。
6.6.细胞株(cell strain):从一个经过生物学鉴定的细胞系由单细胞分离培养或通过筛选的方法由单细胞增殖形成的细胞群叫细胞株。
7.7.接触抑制:动物细胞体外培养的方式之一,指由于细胞相互接触而抑制细胞运动性现象。
由于这个特性,正常细胞并不会相互重叠,而是呈单层细胞生长。
8.8.无血清培养基:无血清培养基是不加动物血清,由基础培养基和添加组分组成。
试图全部替代血清成分。
9.9.微载体:是直径60-250微米的微珠。
由天然葡聚糖或各种合成聚合物组成。
10.10.干细胞(stem cell):是具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的细胞群体,即这些细胞可通过分裂维持自身细胞的特性和大小,又可进一步分化为各种组织细胞,从而在组织修复等方面发挥积极作用。
11.胚胎干细胞(Embryo Stem):ES细胞,是一种全能干细胞,它是从着床前胚胎内细胞团经体外分化抑制培养分离的一种全能细胞系,可以分化成任何一种组织类型的细胞。
12.12.成体干细胞(adult stem cell):成体组织内具有自我更新及分化产生1种或1种以上子代组织细胞的未成熟细胞。
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生物工程复习第一讲一、模块:动植物人工繁殖技术、新品种培育技术、生物制品技术、干细胞与组织工程。
二、细胞工程(Cell engineering)是指主要以细胞为对象,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。
三、研究对象:动植物细胞(原生质体),也包括细胞器、染色体、细胞核、胚胎。
四、细胞工程研究内容:a)动植物快速繁殖:植物组织培养、人工种子、试管动物、克隆动物等。
b)细胞重组与新品种培育:细胞水平上的原生质体诱变、细胞融合技术;细胞器水平上的细胞重组;染色体水平上的多倍体、单倍体育种等。
c)细胞工程生物制品::以杂交瘤细胞培养大量制备单克隆抗体、动物细胞培养生产疫苗、转基因动植物生物反应器等。
d)细胞疗法与组织修复:利用培养的细胞或者离体再造的组织修复受损细胞、组织或器官的技术,属于细胞工程最新发展领域之一。
植物人工繁殖一、1.植物组织培养的理论基础是什么?a)细胞全能性。
二、2.植物经组织培养的再生途径有哪两种?a)器官发生途径:成熟细胞→愈伤组织→出根出芽→完整植株。
b)体细胞胚发生途径:成熟细胞→分生细胞→胚状体→完整植株。
c)概念:•体细胞胚(Somatic embryo)又叫胚状体,是指离体培养条件下没有经过受精过程而形成的胚胎类似物。
体细胞胚发生途径:是指体细胞在离体培养过程中经过了胚胎发育过程。
体细胞胚起源于非合子细胞,因此不同于合子胚。
三、3.激素在细胞分化中是如何调节器官分化?a)生长素主要用来刺激细胞分裂和诱导根的分化。
b)分裂素的生理作用主要是诱导芽的分化促进侧芽萌发生长、促进细胞分裂与扩大。
多用于诱导不定芽的分化和茎、苗的增殖,而在生根培养时使用较少或用量较低。
c)四、1。
细胞全能性、细胞分化与脱分化a)细胞全能性(totipotency):是指分化细胞保留着全部的核基因组,具有生物个体生长、发育所需要的全部遗传信息,具有发育成完整个体的潜能。
b)细胞分化(Differentiation):是指细胞在形态、结构和功能上发生差异的过程,包括时间上和空间上的分化。
细胞分化的实质:是基因的差异表达(Differentialexpression),是奢侈基因按照一定顺序表达的结果。
c)脱分化(Dedifferentiation):又称去分化,是指分化细胞失去特有的结构和功能变为具有未分化细胞特性的过程,即分化的细胞在适当条件下转变为胚性状态而重新获得分裂能力的过程。
五、人工种子(Artificial seed):又称合成种子(Synthetic seed)或体细胞种子(Somatic seed),是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(Artificial endosperm)和人工种皮(Artificial seed coat)中形成的类似种子的颗粒。
结构上从外向里包括三部分:(1)人工种皮外层,保护胚状体中的水分免于丧失和防止外部力量冲击;(2)人工胚乳,含有必需的营养成分和某些植物激素;(3)胚状体或芽。
动物人工繁殖一、1-体外受精动物的培育:a)精子获能与卵细胞成熟培养i.精子获能(Capacitation)是指精子获得穿透卵子透明带能力的过程。
诱导获能的药物常用肝素和钙离子载体。
ii.未成熟卵母细胞(初级卵母细胞、次级卵母细胞要经过成熟培养使卵细胞成熟。
采用TCM199培养基添加孕牛血清、促性腺激素、雌激素和抗生素成份。
成熟标志:极体排出、透明带软化、卵丘细胞层扩散靠近卵母细胞周围的卵丘细胞呈放射状排列,出现放射冠,用DNA特意性染料染色后,在显微镜下进行核相观察,可见卵母细胞处于第2次成熟分裂中期。
b)体外受精方法:i.共同培养:一般将成熟的卵母细胞和获能的精子在一个合适的体外环境条件下共同培养一段时间,就能完成体外受精。
将含有受精卵的培养皿放置于倒置显微镜下,卵细胞内出现两个雌雄原核,标志着受精成功。
ii.透明带修饰法iii.透明带下注射法术iv.卵桨内精子注射法c)性别控制的原理与方法i.受精前性别控制:选择X、Y精子:离心分离法,电泳分离法,免疫学分离法,流式细胞仪分离法ii.胚胎移植前性别控制二、2-核移植动物的培育:核移植、重组胚的激活a)细胞核移植可以采用胞质内注射和透明带下注射方法。
b)正常受精卵的发育启动和早期卵裂主要由卵母细胞胞质中母源信息所控制,成熟的卵母细胞质能使移入的细胞核在形态上和功能上发生变化,从而导致供核回复到初始状态,基因从头开始顺序表达。
重组胚的发育需要进一步激活,可以采用电激活和化学激活方法。
三、体外受精动物与核移植动物相比各自有什么优缺点?a)体外受精动物:发挥优良母畜的繁殖潜力,促进家畜改良的速度,保存遗传资源。
b)由于体细胞数量丰富并且易于获得,因此体细胞克隆动物技术在加快珍稀动物繁殖,抢救濒危动物(如大熊猫)方面意义重大。
可以用患者本人细胞培育出新组织。
细胞融合与体细胞杂交一、细胞融合的原理、方法与关键环节a)细胞融合(Cell fusion)是指使用人工方法使两个或两个以上的细胞合并形成一个细胞的技术。
b)细胞核的合并发生在有丝分裂过程中。
但是这种有丝分裂只有当两个核的DNA合成基本同步时才能发生:两个核同时进行有丝分裂,形成一个纺锤体,全部染色体都排列在一个赤道板上,结果伴随着细胞分裂就形成了单核的子细胞,其细胞核中含有双亲细胞的染色体。
c)细胞融合方法:i.生物法:通过病毒与原生质体或细胞膜的作用使两个细胞膜间互相渗透,胞质互相融合。
粘结部位质膜被破坏,不同细胞间形成通道,细胞质流通并融合(病毒也随之进入细胞质)。
ii.化学法:NaNO3、高pH的高浓度Ca2+p 离子、聚乙二醇(PEG)等。
细胞膜电荷平衡被打破。
iii.物理法:电融合诱导法,原理:在直流电脉冲的刺激下,细胞膜或原生质体质膜表面的电荷和氧化还原电位发生改变,使异种细胞或原生质体粘合并发生质膜瞬间破裂,进而连接,直到闭和成完整的膜形成融合体。
d)融合细胞筛选:细胞融合是一个随机的物理过程,经融合后细胞将以多种形式出现,需要通过培养和筛选,除去不需要的细胞,分离出需要的杂种细胞,从而解决融合细胞的选择问题。
二、体细胞杂交育种:克服有性不亲和性,实现远源遗传重组;多基因控制性状;细胞质遗传。
多倍体与单倍体育种一、多倍体形成的原理与方法a)概念:多倍体(polyploid):是指个体细胞中含有超过正常染色体组数的个体。
b)产生原理:主要是体细胞在有丝分裂的过程中,染色体完成了复制,但是细胞受到外界环境条件(如温度骤变)或生物内部因素的干扰,纺锤体的形成受到破坏,以致染色体不能被拉向两极,细胞也不能分裂成两个子细胞,于是就形成染色体数目加倍的细胞。
c)植物多倍体诱导方法:i.化学方法:1.细胞松弛素B:能抑制肌动蛋白聚合成微丝,从而抑制细胞分裂。
2.秋水仙素:能特异性地与细胞中的微管蛋白质分子结合,从而使正在分裂的细胞中的纺锤丝合成受阻,导致复制后的染色体无法向细胞两极移动,最终形成染色体加倍的核。
细胞可以在药剂去除后恢复正常分裂。
处理部位:只有处理正在分裂的细胞才能获得多倍体。
通常以植物茎端分生组织或发育期的幼胚为材料。
处理方式:秋水仙素一般用水溶液,选择以下处理方法:浸渍法、涂抹法、棉花球滴渍法、喷雾法、注射法、药剂培养基法等。
ii.生物方法:主要指体细胞杂交,利用染色体加倍个体与未加倍个体杂交繁殖多倍体后代,经常与化学与物理方法结合使用。
d)动物多倍体诱导方法:i.产生原理:染色体的加倍可以通过保留受精卵第二极体即抑制卵子的二次熟分裂或抑制精卵的一次卵裂来实现。
ii.诱导方法:1.物理方法:机制主要是通过破坏微管形成,使由微管蛋白聚合成的微管解体或阻止微管的聚合过程,使染色体失去移动的动力,人为抑制染色体向两极移动,形成多倍体细胞。
温度休克法,水静压法2.化学法:细胞松弛素诱导法(阻止卵子微丝环的收缩和极体的分离来实现的),6-甲氨基嘌呤诱导法3.生物法二、单倍体定义、特点、纯合二倍体培育a)定义:单倍体:细胞中含有正常体细胞的一半染色体数,即具有配子染色体数目的个体。
植物细胞培养制备代谢产物II一、影响植物细胞培养生产次级代谢产物的因素及调控方法a)影响因素:i.生物因素:1.细胞株:稳定、高产、生长速度快的细胞株是细胞大规模培养生产代谢产物的前提。
2.细胞凋亡:通过条件改变进行调控来减少细胞凋亡。
关键是要保证充足的营养供给以及避免有害代谢产物的积累,这可以通过采用合适的培养工艺来实现。
3.细胞团:造成培养物的培养物的显著异质性,易受剪切力影响,适当大小的细胞团有利于代谢产物积累。
4.生物合成机制:揭示代谢途径及诱导合成机制是细胞培养的重要生物学问题,有利于指导建立优化的培养工艺与技术。
ii.化学因素:营养盐,前体,诱导子,反馈抑制iii.物理因素:光照、温度、通气、搅拌、pH值iv.工程技术问题:培养液的流变特性,气体传递,搅拌与剪切力,泡沫与器壁表面粘附性b)调控方法:i.培养设备:选择或设计合适的生物反应器。
ii.培养工艺:诱导子添加、前体喂养、添加竞争途径代谢产物抑制剂、培养条件(培养基、环境条件)优化与控制、流加培养。
iii.培养技术:固定化培养技术、两相培养技术、两步法培养(第1步细胞生长;第2步产物积累)。
二、细胞系(Cell line)是由原代培养经传代培养纯化,获得的以一种细胞为主的、能在体外长期生存的不均一的细胞群体。
三、细胞株(Cell strain)是指从一个经过生物学鉴定的细胞系用单细胞分离培养或通过筛选的方法,由单细胞增殖形成的细胞群。
再由原细胞株进一步分离培养出与原株性状不同的细胞群,亦可称之为亚株(Substrain)。
四、适合工业生产用细胞株的一般筛选流程:a) 1.愈伤组织的诱导与培养:选用植物的目标化合物高产部位作为外植体诱导愈伤组织。
愈伤组织形成后,进行继代培养。
b) 2.单细胞分离:选取生长快速而疏松的愈伤组织,通过固体培养基继代培养,挑选生长快速的细胞。
c) 3.细胞无性系的分离:转移到液体培养基中进行悬浮培养,从中选择分散性好、生长速度快的细胞。
d) 4.细胞株筛选:检测目标产物含量,从(3)中选择目标产物含量高的细胞株。
e) 5.性能评价:进行较大规模培养,考察细胞生长与目标产物合成的稳定性。
f) 6.细胞株获得:得到适合工业化生产的细胞株,保种。
五、适合大规模培养的植物细胞系特点:a)(1)分散性好,适合大规模悬浮培养。
b)(2)均一性好,细胞大小、生理状态一致。
c)(3)生长速度快,培养周期短,不易染菌。
d)(4)目标产物含量高,容易分离提取。