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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。植物体细胞杂交除脱分化、再分化之外，还要用酶解法去除细胞壁，用一定的方法诱导细胞融合。
二、动物细胞工程
（一）、 动物细胞培养（其他动物细胞工程技术的基础）
1、概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织（常选用动物胚胎或幼龄动物的器官或组织，分裂旺盛），将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。
2、细胞贴壁：将细胞悬液放入培养瓶内，置于适宜环境中培养，悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上。
3、细胞的接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖的现象。
4、原代培养：通常指分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养。
5、传代培养：分瓶之后的细胞培养。
6、原理：细胞增殖，有丝分裂
7、条件：
①无菌、无毒的环境：添加一定量的抗生素；应定期更换培养液，防止代谢产物积累
②营养：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等
③温度：哺乳动物多是36.5℃±0.5℃；pH：7.2～7.4。
④气体环境：含95%空气加5%CO2的混合气体，CO2的作用是维持培养液的pH。
8、过程：
9、应用：制备病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体，检测有毒物质（根据变异细胞占全部培养细胞的比例来判断该物质的毒性）、培养医学研究的各种细胞，基因工程中动物细胞做受体时。
（二）、动物体细胞核移植技术和克隆动物
1、种类：胚胎细胞核移植（比较容易）和体细胞核移植（比较难）。全能性不同
2、受体：去核卵(母)细胞，细胞比较大，容易操作；卵(母)细胞细胞质多，营养丰富。
3、原理：只体现了细胞核的全能性，即动物细胞核中具有该种动物全套的遗传信息。
4、结果：发育成动物个体
5、繁殖：无性繁殖
6、涉及技术：动物细胞培养技术、动物细胞融合技术、核移植技术（核心）、胚胎移植技术等。
7、过程：供体一般不选择生殖细胞，遗传物质减半
8、应用
①加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育；
②保护濒危物种，增大存活数量；
③生产珍贵的医用蛋白；
④作为异种移植的供体；
⑤用于组织器官的移植等。
8、存在的问题：克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。
（三）、动物细胞融合
1、概念：也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。
2、原理：细胞膜的流动性
3、方法：聚乙二醇、电激、灭活的病毒（动物细胞工程特有的方法）等。融合完成标志：核融合
4、意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能，为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育提供可能，也为制造单克隆抗体开辟了新途径。
5、用途：制备单克隆抗体。
（1）一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。从血清中分离的抗体特异性差、纯度低、产量低。而骨髓瘤细胞能够大量繁殖却不能产生特异性抗体。于是将二者的优点结合起来形成杂交细胞，制备单克隆抗体。
（2）单克隆抗体制备过程：
①用特定抗原对小鼠进行免疫的原因：B淋巴细胞要经过免疫过程，即接触抗原，增殖分化为有特异性免疫功能的B淋巴细胞，才能产生相应的抗体，所以，与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞实际上是浆细胞。
②两次筛选的目的：第一次是在诱导融合之后，利用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞；第二次是对上述杂交瘤细胞进行筛选，采用专一抗体检验的方法筛选出能产生所需特定抗体的杂交瘤细胞。
（3）特点：既能大量繁殖，又能产生专一的抗体。（特异性强，灵敏度高）
（4）作用
作为诊断试剂：准确识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合，具有准确、高效、简易、快速的优点。
用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗癌症治疗，可制成“生物导弹”，也可用于治疗其它疾病。

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