资源描述
生物膜系统及细胞工程一、生物膜系统 生物膜的组成：细胞膜，核膜以及由膜围成的细胞器组成的连续统一的膜系统。 生物膜的结构：蛋白质脂质多糖 功能：均具有一定的流动性及选择透过性 作用：物质运输、信息传递、能量转变、细胞识别1、直接联系的膜：、直接联系的膜：2、间接联系的膜、间接联系的膜内质网内质网 高尔基体高尔基体 细胞膜细胞膜小泡小泡小泡小泡膜的转变依赖于膜的一定的流动性膜的转变依赖于膜的一定的流动性核膜核膜 内质网内质网 细胞膜细胞膜同位素标记法：同位素标记法：3232P P标记磷脂标记磷脂内质网内质网其它膜结构其它膜结构突触小泡、分泌小泡、吞噬小泡突触小泡、分泌小泡、吞噬小泡验证膜具有连续性：验证膜具有连续性：分泌蛋白的合成及分泌过程氨基酸氨基酸核糖体核糖体内质网内质网高尔基体高尔基体细胞膜细胞膜合成翻译合成翻译未成熟的未成熟的PrPr加工运输加工运输较成熟的较成熟的PrPr加工包装加工包装成熟的成熟的PrPr外排外排具特定具特定功能的功能的PrPr体现了生物膜在功能上的连续性（体现了生物膜在功能上的连续性（明确分工，紧密联系明确分工，紧密联系）跨膜层数？跨膜层数？ 指应用细胞生物学和分子生物学的原理指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体细胞整体水平水平或或细胞器水平细胞器水平上，上，按照人们的意愿按照人们的意愿来改来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。综合科学技术。 植物细胞工程植物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程细胞工程1.1.动物细胞培养动物细胞培养2.2.动物细胞融合动物细胞融合3.3.单克隆抗体单克隆抗体4.4.胚胎胚胎( (分割分割) )移植移植5.5.核移植核移植1.1.植物组织培养植物组织培养2.2.植物体细胞杂交植物体细胞杂交技术技术手段手段植物细胞工程植物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程细胞工程1.1.定义：定义： 生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性。的潜能的特性。 2.2.基础：基础： 生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的的全套遗传物质全套遗传物质，都有发育成为完整个体所，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。必需的全部基因。3.3.大小：大小： 4.4.实现条件：实现条件：离体、一定的营养物质、激素、离体、一定的营养物质、激素、其他外界条件其他外界条件受精卵受精卵 生殖细胞生殖细胞 体细胞体细胞分化程度低的细胞分化程度高的细胞分化程度低的细胞分化程度高的细胞植物体细胞动物体细胞（不易表达）植物体细胞动物体细胞（不易表达）二、细胞的全能性三-1、 植物组织培养离体离体的植物器官、组织或细胞的植物器官、组织或细胞(高度分化了的高度分化了的)愈伤组织愈伤组织(细胞团细胞团)根根, ,芽芽( (胚状体胚状体) )植物体植物体外植体外植体脱分化脱分化再分化再分化植物激素：植物激素：细胞分裂素、生长素细胞分裂素、生长素( (离体的植物离体的植物器官、组织或细胞器官、组织或细胞) )脱分化脱分化再分化再分化三-1、植物组织培养1、植物组织培养过程愈伤组织愈伤组织根、芽根、芽植物体植物体2 2、培养条件：、培养条件：含有含有全部营养成分全部营养成分的培养基、一定的温度、的培养基、一定的温度、空气、空气、无菌环境无菌环境、适合的、适合的PHPH、适合的光照等、适合的光照等外植体外植体举例：举例：花药离体培养花药离体培养基因工程培育的抗棉铃虫的棉花植株基因工程培育的抗棉铃虫的棉花植株细胞工程中培育的细胞工程中培育的“番茄番茄- -马铃薯马铃薯”杂种植株杂种植株过程过程动物胚胎或幼龄动动物胚胎或幼龄动物的组织、器官物的组织、器官细胞悬浮液细胞悬浮液胰蛋白酶胰蛋白酶（分解弹性纤维）（分解弹性纤维）10代细胞代细胞原代培养原代培养50代细胞代细胞传代培养传代培养细胞株细胞株无限传代无限传代细胞系细胞系遗传物质遗传物质未改变未改变遗传物遗传物质改变质改变三-2、动物细胞培养植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养和动物细胞培养的比较项目培养基结果应用植物组织植物组织培养培养动物细胞动物细胞培养培养均需适宜的外界条件：均需适宜的外界条件：PH,PH,温度温度, ,营养及营养及“无菌无菌, ,无毒环境无毒环境”固体固体，营养物质，营养物质，蔗糖、植物激素蔗糖、植物激素培养成植株培养成植株液体液体，营养物质，营养物质，葡萄糖、动物血清葡萄糖、动物血清培育成细胞培育成细胞系或细胞株系或细胞株（1 1）生产蛋白质制品）生产蛋白质制品（如病毒疫苗、干扰素、（如病毒疫苗、干扰素、 单克隆抗体、动物激素）单克隆抗体、动物激素）（2 2）用于某些器官移植）用于某些器官移植（1 1）试管苗的快速繁殖）试管苗的快速繁殖（2 2）无病毒植物的培育）无病毒植物的培育（3 3）生产药物等）生产药物等（4 4）人工种子）人工种子（5 5）转基因植物的培育）转基因植物的培育植物植物A A细细胞胞植物植物B B细胞细胞去壁去壁原生质体原生质体A A原生质体原生质体B B原生质原生质体融合体融合融合细胞融合细胞再生壁再生壁杂种细胞杂种细胞脱分化脱分化去壁的常用方法：去壁的常用方法：酶解法酶解法（纤维素酶、果胶酶等）（纤维素酶、果胶酶等）原生质体融合方法：原生质体融合方法：物理法：物理法：离心、振动、电刺激等离心、振动、电刺激等 化学法：化学法：聚乙二醇（聚乙二醇（PEGPEG） 四-1、植物体细胞杂交融合成功的标志融合成功的标志人工诱导人工诱导筛选筛选愈伤组织愈伤组织杂种植株杂种植株再分化再分化细胞细胞A细胞细胞B杂种细胞杂种细胞物理法、物理法、化学法化学法灭活灭活的仙台病毒的仙台病毒四-2、动物细胞融合过程过程诱导动物细胞融合与植物原生质体融合的诱导动物细胞融合与植物原生质体融合的原理原理和和方法方法是否是否基本相同？基本相同？制备单克隆抗体不具有繁殖性不具有繁殖性但具有抗原性但具有抗原性主要用于制备主要用于制备单克单克隆抗体隆抗体获得杂种植株获得杂种植株用途用途物理、化学方法物理、化学方法（同左）（同左）生物：灭活的病毒生物：灭活的病毒物理（离心、振荡、物理（离心、振荡、电刺激）电刺激）化学（化学（PEGPEG）诱导方法诱导方法使细胞分散后诱使细胞分散后诱导导细胞融合细胞融合去除细胞壁后诱去除细胞壁后诱导原生质体融合导原生质体融合细胞融合的方法细胞融合的方法细胞膜的流动性细胞膜的流动性细胞膜的流动性、细胞膜的流动性、植物细胞全能性植物细胞全能性原理原理动物细胞融合动物细胞融合植物体细胞杂交植物体细胞杂交比较项目比较项目植物体细胞杂交、动物细胞融合的比较 抗原抗原 动物体内动物体内刺激刺激 效应效应B 抗体抗体 特点：产量低、特异性差、纯度低、反应不够灵敏特点：产量低、特异性差、纯度低、反应不够灵敏五、单克隆抗体1 1、常规抗体制备：、常规抗体制备：一个一个B B淋巴细胞淋巴细胞：只分泌一种：只分泌一种特异性抗体特异性抗体2、单克隆抗体、单克隆抗体杂交瘤细胞杂交瘤细胞 小鼠小鼠骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞：能：能无限增殖无限增殖融合融合 单克隆抗体单克隆抗体 培养培养 抗原注入小鼠体内抗原注入小鼠体内已免疫的已免疫的B B淋巴细胞淋巴细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞筛选筛选出出杂交瘤细胞杂交瘤细胞筛选筛选出能产生特异性抗体的细胞群出能产生特异性抗体的细胞群体外培养体外培养体内培养体内培养从培养液中提取从培养液中提取从小鼠腹水中提取从小鼠腹水中提取单克隆抗体单克隆抗体细胞融合细胞融合动物细胞培养动物细胞培养单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备( (特定的特定的选择培养基选择培养基) ) 主要用于疾病的诊断、治疗和预防。 若在单抗上带上抗癌药物制成“生物导弹”，将药物定向带到癌细胞所在部位，既消灭了癌细胞又不会伤害健康细胞。 特点：与常规抗体相比，具有特异性强、灵敏度高、化学性质单一的优点。单克隆抗体的应用单克隆抗体是指：单克隆抗体是指： 杂交瘤细胞产生的单一抗体杂交瘤细胞产生的单一抗体哺乳动物的胚胎移植受精卵受精卵卵细胞卵细胞精子精子体外受精体外受精胚胎胚胎幼体动物幼体动物2 2、用途：、用途： 加快优良种畜的繁殖速度加快优良种畜的繁殖速度，解决，解决哺乳动物妊娠时间长，产子数少，哺乳动物妊娠时间长，产子数少，繁殖速度慢的问题繁殖速度慢的问题移植入母移植入母体内发育体内发育1 1、过程：、过程：卵细胞卵细胞母绵羊母绵羊母绵羊母绵羊乳腺细胞乳腺细胞细胞质细胞质细胞核细胞核细胞核移植细胞核移植早期胚胎早期胚胎卵裂卵裂C母绵羊子宫母绵羊子宫胚胎移植胚胎移植多莉羊多莉羊分娩分娩 妊娠妊娠 多莉羊的培育过程多莉羊的培育过程融合后的卵细胞融合后的卵细胞核移植动物细胞核有动物细胞核有全能性全能性 例例(06(06江苏江苏) )下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。（1 1）_技术是单克隆抗体技术的基础。技术是单克隆抗体技术的基础。（2 2）根据培养基的用途分类，图中）根据培养基的用途分类，图中HATHAT培养基属于培养基属于_培养基。培养基。（3 3）单克隆抗体与常规的血清抗体相比，最大的优越性是）单克隆抗体与常规的血清抗体相比，最大的优越性是_。（4 4）动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用的诱导剂外，还可以采）动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用的诱导剂外，还可以采用用_。（5 5）选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的）选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的_特点，又具备淋特点，又具备淋巴细胞的巴细胞的_特点。特点。（6 6）淋巴细胞是由动物体）淋巴细胞是由动物体_中的中的_细胞分化、发育而来。细胞分化、发育而来。（7 7）杂交瘤细胞从培养基中吸收葡萄糖、氨基酸的主要方式是）杂交瘤细胞从培养基中吸收葡萄糖、氨基酸的主要方式是_。动物细胞培养动物细胞培养选择选择特异性强特异性强,灵敏度高灵敏度高灭活的病毒灭活的病毒在体外大量增殖在体外大量增殖分泌特异性抗体分泌特异性抗体骨髓骨髓造血干细胞造血干细胞主动运输主动运输1 1、科学家用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融合，得到杂交细胞，经、科学家用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融合，得到杂交细胞，经培养可产生大量的单克隆抗体，与骨髓疤细胞融合的是（培养可产生大量的单克隆抗体，与骨髓疤细胞融合的是（ ） A.A.经过免疫的经过免疫的B B淋巴细胞淋巴细胞 B.B.没经过免疫的没经过免疫的T T淋巴细胞淋巴细胞C.C.经过免疫的经过免疫的T T淋巴细胞淋巴细胞 D.D.没经过免疫的淋巴细胞没经过免疫的淋巴细胞A2 2、用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生不久的、用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织，其主要原因是这样的组织细胞幼龄动物的器官或组织，其主要原因是这样的组织细胞 （ ）A.A.容易产生各种变异容易产生各种变异 B B具有更强的全能性具有更强的全能性C.C.取材十分方便取材十分方便 DD分裂增殖的能力强分裂增殖的能力强D3.3.动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于( ) ( ) A. A.培养基不同；培养基不同； B.B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行；动物细胞培养不需要在无菌条件下进行； C.C.动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能；动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能； D.D.动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株。动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株。A6、基因型为、基因型为AaBb的水稻的水稻(具有具有24条染色体条染色体)的花粉通过无菌操作，的花粉通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下形成试管苗的育种过程。接入试管后，在一定条件下形成试管苗的育种过程。(1)愈伤组织是花粉细胞不断分裂后的形成的不规则细胞团，愈伤组愈伤组织是花粉细胞不断分裂后的形成的不规则细胞团，愈伤组织形成中，必须从培养基中获得织形成中，必须从培养基中获得_。(2)要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_和和_两两类激素。类激素。(3)愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是这一过程必须给予光照，其原因是_利用光照制造有利用光照制造有机物，供试管苗生长。机物，供试管苗生长。(4)试管苗的细胞核中含有试管苗的细胞核中含有_条脱氧核苷酸链。条脱氧核苷酸链。(5)培养出的试管基因型有培养出的试管基因型有 。如果要获得育种需。如果要获得育种需要的植株，并能繁殖新品种，后面的育种步骤是要的植株，并能繁殖新品种，后面的育种步骤是_。 各种营养各种营养(水、无机盐、蔗糖等能量物质水、无机盐、蔗糖等能量物质)和小和小分子有机物分子有机物生长素、生长素、 细胞分裂素细胞分裂素叶绿体叶绿体 24AB、Ab、ab、a用一定浓度的秋水仙素处理组织培养获得的幼苗用一定浓度的秋水仙素处理组织培养获得的幼苗
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