生物膜系统与细胞工程1sun

,细胞中有膜的结构有：,细胞膜、,内质网、高尔基体、液泡、溶酶体,核膜、线粒体、叶绿体、,组成成分相似，结构大致相同，因而统称为,“,生物膜,”。,:,细胞内由细胞膜、核膜、内质网膜、高尔基体膜、线粒体膜、质体膜等膜结构组成的统一整体。,1、概念,一、细胞的生物膜系统,生物膜,蛋白质,脂类,糖类,人红细胞膜,49%,43%,8%,大鼠肝细胞核膜,59%,35%,2.9%,内质网膜,67%,33%,很少,线粒体外膜,52%,48%,很少,线粒体内膜,76%,24%,很少,各种生物膜的成分及含量,组成生物膜的成分：蛋白质、脂质、糖类,不同膜结构上的各成分的种类和数量不同；,生物膜都具有流动性和选择透过性,膜的功能越复杂，蛋白质含量越高,二、生物膜在结构上的联系,（,1,）外层核膜,-,内质网膜,-,细胞膜,（,2,）内质网膜和线粒体膜有联系。,（,3,）内质网膜和高尔基体不直接相连,小结,:,内质网膜,可通过,小泡,转化成,高尔基体膜,；,高尔基体膜又可通过分泌,小泡,形成,细胞膜,；,细胞膜可以内陷形成小泡形成高尔基体,液泡、叶绿体的膜与其它具膜的结构,之间也有一定联系,细胞内的生物膜在结构上具有一定的连续性。,内质网,向内,直接,向外,直接,细胞膜,线粒体,高尔基体,核膜,直接,间接,间接,科学家用,标记亮氨酸供给豚鼠的胰腺细胞以合成蛋白质。,三、生物膜在功能上的联系,时 间,位 置,3,分钟后,有核糖体的内质网,17,分钟后,高尔基体,117,分钟,细胞膜内侧的小泡和释放到细胞外的分泌物中,2,、细胞的生物膜在功能上的联系,核糖体,内质网,小泡,高尔基体,小泡,细胞膜,细胞外,线粒体,（供能）,（,形成蛋白质）,（,粗加工,）,（,较成熟的蛋白质）,（再,加工）,（,成熟蛋白质）,（小,泡与,细胞膜融合）,由此可见，细胞内的各种生物膜不但在结构上互相连系，在功能上也是既有分工又相互联系的。各种生物膜的分工合作、相互配合是细胞生命活动协调进行的结构与功能的基础。,细胞内由细胞膜、核膜、内质网膜、高尔基体膜、线粒体膜、质体膜等膜结构组成的统一整体。,生物膜系统的概念,2、功能,1,：,使细胞具有一个相对稳定的内部环境。在物质的运输、能量交换及信息传递中起决定性作用。,2,：,增大膜的面积，供酶、核糖体等附着在上面。使各种化学反应有序进行。,3,：,将细胞分隔成许多小区室，使各种化学反应能同时进行而不互相干扰。,有助于阐明细胞的生命活动规律。如细胞与环境的物质交换、细胞内各种有机物的合成各运输等。,研究生物膜系统的意义：,净化装置：模拟生物膜选择性透过原理，对海水、污水进行净化获得纯净淡水。,农业上,农作物的抗寒、抗旱、耐盐等，均可从膜的结构上找到解决的方法。,如，透析型人工肾,医学上,根据生物膜的结构、功能原理，可以研制出许多种代用的人体组织与器官。,巩固练习,1,、下列属于分泌蛋白的是,（,1,）,唾液淀粉酶（,2,）抗体（,3,）载体,（,4,）呼吸酶（,5,）性激素（,6,）胰岛素,A,、（,1,）（,2,）（,3,）（,4,）,B,、（,2,）（,3,）（,4,）（,5,）,C,、（,1,）（,2,）（,6,）,D,、（,1,）（,4,）,C,右图是某种淋巴细胞，膜外颗粒状物质为抗体。据图回,答：,（,1,）这是,细胞，它是由,分化而来。,（,2,）抗体从开始合成到分泌出细胞，经过的细胞结构顺序是（填标号）,。抗体的分泌说明细胞的各种生物膜在,上具有,一定的连续性,。并以,的形式转变。,（,4,）抗体的化学本质是,，它能与,发,生特异性结合，发挥免疫效应。该过程属于,免,疫的,阶段。,效应,B,B,细胞或记忆,B,细胞,结构,小泡,线粒体,（,3,）在分泌抗体时要消耗由,提供的能量。,球蛋白,相应的抗原,体液,效应,第二节 细胞工程简介,细胞工程,原理和方法,研究水平,研究目的,细胞生物学和分子生物学,细胞整体水平或细胞器水平,按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品,概念,分类,植物细胞工程,动物细胞工程,植物组织培养,植物体细胞杂交,1,、,细胞的全能性,概念,原因,大小,受精卵,生殖细胞,体细胞,生物体的,每一个细胞都含有本物种的全套遗传物质，,都有发育成完整个体的潜能。,生物体的细胞具有使后代细胞形成,完整个体的潜能,。,生物体内全能性不能表达的原因：,是基因选,择性表达的结果,全能性表达的条件,离体,营养物质,激素,其他外界条件,下列实例中能体现细胞全能性的是（）用悬浮培养的胡萝卜单个细胞也培养成了可育的植株,植物用种子进行繁殖后代烟草组织培养的单个组织培养出了可育的完整植物。,A,B,C,D,B,（,1,）水和矿质元素（大量元素、微量元素）,（,2,）蔗糖,（,3,）维生素,（,4,）有机添加物（甘氨酸等）,（,5,）植物激素（生长素、细胞分裂素）,（,6,）,琼脂,1.,培养基,(,固体,),的成分,：,愈伤,组织,根、芽,试管苗,完整植株,脱分化,再分化,2,过程,从胡萝卜根部切下组织切片,组织,培养,应用,快速繁殖,培育无病毒植株,;,生产药物、食品添加剂、香料、色素（如：紫草素）和杀虫剂；,人工种子,转基因植物的培育,过程,原理,植物细胞的全能性,离体的器官、组织或细胞,愈伤组织,根、茎,完整植株,脱分化,再分化,单倍体育种,6,植物体细胞杂交,培养基,植物体细胞杂交,将两种植物的体细胞融合成一个杂种细胞，再通过组织培养技术将杂种细胞培育成新植物体,=,细胞融合,+,组织培养,1.,概念,2.,原理,:,植物细胞的全能性,3.,植物,体细胞杂交,与传统的,有性杂交,相同吗？,无性生殖 有性生殖,、植物体细胞杂交过程,去除细胞壁,原生质体,A,原生质体,B,原生质体融合,再生出细胞壁,杂种细胞,细胞分裂,愈伤组织,杂种植株,(,大豆花生,),4,2,、诱导植物细胞融合的方法,物理法：离心、振动、电刺激,化学法：聚乙二醇（,PEG,）,3.,植物体细胞杂交的意义：,克服远源杂交不亲和的障碍，培育出自然界中没有的、具有优良品质的新品种。,实例,番茄,-,马铃薯 白菜,甘蓝,A,种植物的细胞和,B,种植物细胞的结构如右图所示（仅显示细胞核），将,A,、,B,两种植物细胞去掉细胞壁后，诱导二者的原生质体融合，形成单核的杂种细胞，若经过组织培养后得到了杂种植株，则该杂种植株是（）,A,二倍体；基因型是,DdYyRr,B,三倍体；基因型是,DdYyRr,C,四倍体；基因型是,DdYyRr,D,四倍体；基因型是,DDddYYyyRRrr,C,常用的,技术手段,动物细胞培养,基础,动物细胞融合,单克隆抗体,胚胎移植,核移植,动物细胞培养,技术是其他动物细胞工程技术的,基础。,1,、培养液的成分,(,一,),、动物细胞培养,（,1,）无机盐,（,2,）葡萄糖,（,3,）氨基酸,（,4,）维生素,（,5,）,动物血清,2,、培养过程：,动物胚胎或幼龄动物,的组织、器官,细胞悬浮液,剪碎 胰蛋白酶,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和器官。,10,代细胞,原代培养,50,代细胞,传代培养,细胞株,无限传代,细胞系,遗传物质未改变,遗传物质改变，能无限增殖,接触抑制,（分解弹性纤维）,4,动物细胞培养应用,生产有价值的蛋白质制品，（如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体、动物激素）,检测有毒物质,3.,用于某些器官移植,P70,教材,实验原理：,_,有毒物质会使动物细胞发生染色体变异,制备细胞悬浮液,实验步骤：,进行细胞培养,制作临时装片,镜检和统计,结果分析与结论,设计实验：,验证某有毒物质能使细胞 发生染色体变异。,（,3,）动物细胞培养和植物组织培养的比较,原理,培养基,目的,应用,植物组织培养,动物细胞培养,大量,新生细胞,或细胞产品,单克隆抗体,细胞的全能性,固体培养基,：成分主要是矿质元素、蔗糖、维生素、,植物激素,等,获得,新个体,或细胞产品,快速繁殖试管苗，培育无病毒植株；细胞产品；人工种子；转基因植物的培育、花药离体培养,细胞的增殖,液体培养基,：成分主要是葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、,动物血清,动物细胞融合过程,杂种细胞,愈伤组织,杂种植株,植物细胞,A,植物细胞,B,原生质体,A,原生质体,B,植物体细胞杂交,去壁,融合,组培,物理法,化学法,生物法：,灭活的病毒,动物细胞,A,动物细胞,B,杂种细胞,有,何同？不同？,主要用于制备,单克隆抗体,获得杂种植株,用 途,物理、化学方法,（同左）,灭活的病毒,物理（离心、振,荡、电刺激）,化学（聚乙二醇）,诱导方法,使细胞分散后诱,导细胞融合,去除细胞壁后诱,导原生质体融合,细胞融合的方法,细胞膜的流动性,细胞膜的流动性、,植物细胞全能性,细胞融合的原理,动物细胞融合,植物体细胞杂交,比较项目,比较项目,4,、植物、动物细胞融合的比较,细胞,A,细胞,B,杂种细胞,物理法、化学法,灭活的病毒,小鼠骨髓瘤细胞,B,淋巴细胞,杂交瘤细胞,筛选,（特定的选择性培养基）,培养,单克隆抗体,体外培养,注射到小鼠腹腔,2,次筛选,3,次培养,培养，筛选,分泌抗体的杂交瘤细胞,细胞群,骨髓瘤细胞？,选出能产特定抗体细胞群、继续培养,体外培养,从培养液中获取,促融方法？,3.,单克隆抗体制备过程,原代培养（,10,代）,传代培养,40,50,代,细胞株,跨,50,代,细胞系,用胰蛋白酶处理成单个细胞,抗原？,淋巴细胞？,体内培养,从腹水中提取,单克隆抗体,细胞融合,、筛选,杂交瘤细胞,细胞培养,某同学根据杂交瘤技术的方法，设计了一个生产破伤风杆菌抗体的实验方案。据图回答：,（）该方案能达到预期效果吗？,_,原因是,_?,图中为,_,过程，常用,_,作诱导剂。该细胞继承了,_,既能产生,_,，,又能,_,图中进行细胞培养，目的是,_,。,不能,没有将抗原注射,细胞融合,灭活的病毒,双方细胞的遗传物质,大量增殖,特异性抗体,破伤风杆菌的抗体最终可从,_,和,_,中提取。,选出能产生所需抗体的细胞群,培养液,小鼠腹水,单克隆抗体的应用,在基础理论研究中具有重要意义,在疾病诊断、治疗和预防方面，具有特异性高、灵敏度高等优越性。,生物导弹,卵细胞,C,母绵羊子宫,母绵羊,母绵羊,乳腺细胞,细胞质,细胞核,细胞核移植,胚胎移植,早期胚胎,多莉羊,分娩,卵裂,融合后的卵细胞,细胞拆合技术,妊娠,多莉羊的培育过程,细胞核移植,动物的胚胎移植核移植,核移植无性生殖,试管婴儿有性生殖,（,2008,理综全国卷,）,5,下列关于细胞工程的叙述，错误的是,A,电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合,B,去除植物细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理,C,小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫小鼠的,B,淋巴细胞融合可制备单克隆抗体,D,某种植物甲乙两品种的体细胞杂种与甲乙两品种杂交后代的染色体数目相同,D,在动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的是,（）,A,结果是相同的,B,杂种细胞的形成过程基本相同,C,操作过程中酶的作用相同,D,诱导融合的手段相同,