资源简介

(共30张PPT)
01.植物细胞工程
02.动物细胞工程
03.胚胎工程
本节看点
1. 理解植物组织培养的完整流程及细节
2. 理解植物体细胞杂交的方式和应用
3. 理解异源多倍体的概念
4. 了解植物细胞工程的应用
植物组织培养
培养条件： 离体培养，严格无菌
营养物质（水、无机盐、蔗糖、维生素等）、植物激素(生长素与细胞分裂素)、适宜温度和光照
1. 提供碳源及能源 2. 维持渗透压
3. 抑制杂菌污染
蔗糖的功能
注意：
愈伤组织为脱分化后的植物细胞，其特点为 高度液泡化、排列疏松、无固定形态、薄壁 细胞
愈伤组织 再分化 激素、光照 丛芽
生根
外植体 离体的植物器官组织或细胞
脱分化(避光)
营养物质、激素
注意：
1. 生长素/细胞分裂素比值高→诱导生根 2. 生长素/细胞分裂素比值低→诱导生芽 3. 先生芽，后生根
4. 再分化生芽后，植物可以进行光合作用
注意：
1. 脱分化避光(质体转化/光敏)
2. 此过程由“自养”变为“异养”
3. 此过程生长素/细胞分裂素比值“适中”
植物体
植物组织培养
培养条件： 离体培养，严格无菌
营养物质（水、无机盐、蔗糖、维生素等）、植物激素(生长素与细胞分裂素)、适宜温度和光照
胚状体：在细胞、组织或器官的离体培
养中，通过体细胞或性细胞未经受精而
分化出与合子胚相似的胚胎
愈伤组织 再分化 激素、光照 丛芽 生根
人工种子
发
育
植物体
胚状体
外植体
离体的植物器官组织或细胞
营养物质、激素
脱分化(避光)
包裹人造胚乳和人工种皮
植物组织培养
培养条件： 离体培养，严格无菌
营养物质（水、无机盐、蔗糖、维生素等）、植物激素(生长素与细胞分裂素)、适宜温度和光照
包裹人造胚乳和人工种皮
胚状体 人工种子
外植体
离体的植物器官组织或细胞
脱分化(避光) 营养物质、激素
细胞产物的工厂化生产
再分化 激素、光照
植物体
愈伤组织
丛芽
生根
发 育
植物体细胞杂交
不同种的植物细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的杂种植株的技术
注意与植物的种间杂交进行区分，植物种间杂交大都面临远缘杂交不亲和的障碍，而植物体细胞杂交的核心意义在于可以克服远缘杂交不亲和现象
番茄体细胞 2n
土豆体细胞 2n
细胞核
细胞核
纤维素酶 果胶酶 土豆原生质体
纤维素酶 果胶酶
番茄原生质体
注意:
原生质体为去壁植物细胞，所以培 养原生质体的过程中决不能使用低 渗溶液(细胞吸水涨破)
植物体细胞杂交
不同种的植物细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的杂种植株的技术
注意与植物的种间杂交进行区分，植物种间杂交大都面临远缘杂交不亲和的障碍，而植物体细胞杂交的核心意义在于可以克服远缘杂交不亲和现象
诱导原生质体融合
物理方法:离心、振动、电刺激
化学方法:聚乙二醇(PEG)处理
番茄体细胞 2n 番茄原生质体
纤维素酶 果胶酶
纤维素酶 果胶酶
土豆体细胞 2n
异源四倍体
土豆原生质体
细胞核
细胞核
植物体细胞杂交
不同种的植物细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的杂种植株的技术
注意与植物的种间杂交进行区分，植物种间杂交大都面临远缘杂交不亲和的障碍，而植物体细胞杂交的核心意义在于可以克服远缘杂交不亲和现象
诱导原生质体融合
物理方法:离心、振动、电刺激
化学方法:聚乙二醇(PEG)处理
番茄体细胞 2n 番茄原生质体
纤维素酶 果胶酶
纤维素酶 果胶酶
土豆体细胞 2n
土豆原生质体
细胞核
细胞核
筛
选
融合成功的标志： 杂种细胞再生细胞壁
筛选“真正的”杂种细胞
植物细胞工程的应用
繁殖速度快 保持优良性状 不受环境影响
微型繁殖技术①
胚状体 人造胚乳 人工种皮
人工种子③
取无毒组织(茎尖) 植物组织培养
作物脱毒②
花药 离体培养 单倍体幼苗 秋水仙素
④利用愈伤组织进行细胞产物工厂化生产
⑥突变体的筛选和利用
植物组织培养技术
⑤单倍体育种
抑制纺锤体形成
花粉 + 花药壁
弱小 常不育
纯合植株
01.植物细胞工程
02.动物细胞工程
03.胚胎工程
本节看点
1. 理解动物细胞培养的流程
2. 理解核移植（克隆）技术的机理
3. 熟练掌握单克隆抗体制备和筛选的流程
重要名词解释
细胞贴壁(生长)：
细胞贴附在一定的固相表面进行生长
接触抑制：
动物细胞培养中细胞相互接触会停止生长的现象
动物细胞培养特点
原代培养：
动物组织消化后的初次培养
传代培养：
原代培养的细胞贴满瓶壁后重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖
细胞株(高中)：
原代培养细胞中，少数存活传到40-50代，这部分细胞称为细胞株
细胞系(高中)：
细胞株传到50代组左右，部分细胞由于遗传物质改变，具备癌变特点，可以在培养条件下无限传代，这部分细胞称为细胞系
生物或细胞的染色体组成，包括染色体数
目、大小、形态特征的总和。核型常因细胞分裂次数(细胞代数，常以10为界)的增加而改变。核型的改变意味着遗传物质的改变
核型：
动物细胞培养
胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理 使组织分散为单个细胞
防止接触抑制
培养条件
36.5±0.5 pH7.2~7,4 恒温CO2培养箱
细胞贴满瓶壁
用胰蛋白酶或胶原
蛋白酶处理
营养物质
与体内基本一致 血清、血浆
分散为单个细胞 制成细胞悬液
防止接触抑制
无菌
抗生素的使用 培养液的更换
气体环境
O2(95%空气)
5%CO2
用培养液稀释 制成细胞悬液
防止接触抑制
转入新的培养液中 进行传代培养
转入培养液中 进行原代培养
取动物组织块，剪碎
动物细胞核移植(克隆动物)
受体
(提供细胞质)
体外发育至 早期胚胎
克隆绵羊 (多莉)
取卵母细胞
选其中之一
供体
(提供细胞核)
取体细胞
(乳腺细胞)
移除卵母
细胞的细胞核
细胞融合
重组细胞包含受
体的细胞质和供
体的细胞核
胚胎移植至代孕雌羊子宫
供体 体细胞 受体 卵母细胞
一般选优良动物传代十代以内的细胞 培 养 细 胞 注入 MII中期
一般选MII中期卵母细胞或卵细胞
供体细胞核 去核卵 细胞 细胞 融合 重组细胞 体外 发育 早期胚胎 胚胎 移植 代孕雌性个体 出生
与供体遗传物质基本相同的个体 (克隆动物)
动物细胞融合
动物细胞融合，也称动物细胞杂交，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
小鼠细胞
人细胞
融合后细胞
膜蛋白
物理方法：离心、振动、电刺激
化学方法：聚乙二醇（PEG） 处理
生物方法：灭活的病毒
诱导动物细胞融合的方法
注意：
病毒灭活指用物理或化学手段 使病毒或细菌失去感染能力， 但是并不破坏这些病原体的抗 原结构
单克隆抗体的研究思路
抗体
与对应抗原结合
特异性强，灵敏度高
筛选
克隆
大量复制
大量产生该种抗体
与骨髓瘤细胞融合
单
一个细胞
只能产生一种抗体
一个浆细胞
困难 获取“ 目的细胞”
困难 不能无限增殖
单克隆抗体的制备
骨髓瘤细胞 诱导细胞融合
培养骨髓瘤细胞
已免疫的 B淋巴细胞
抗原
B
瘤
B+B
瘤+瘤
杂交瘤
筛选杂交瘤细胞
初筛
氨基酸等小分子化合物 辅 作 酶 为
脱氧核糖核苷酸
叶酸 拮抗剂 氨基蝶呤 HAT培养基中含有氨基蝶呤
注意：
选用HGPRT缺陷型骨髓瘤细胞
初筛机制： HAT培养
B
瘤
B+B
瘤+瘤
杂交瘤
D途径
S途径
DNA复制
次黄嘌呤
胸腺嘧啶脱氧核苷
次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核苷转移酶(HGPRT)
胸腺嘧啶核苷激酶(TK)
脱氧核糖核苷酸
单克隆抗体的制备
骨髓瘤细胞 诱导细胞融合
培养骨髓瘤细胞
已免疫的 B淋巴细胞
B
瘤
B+B
瘤+瘤
杂交瘤
筛选杂交瘤细胞
初筛
抗原
二筛
筛选能产生特定抗体
的杂交瘤细胞
将杂交瘤细胞分开单独培养
二筛机制： 多孔细胞培养板培养
高倍稀释后培养
每孔不多于一个细胞
单克隆抗体的制备
骨髓瘤细胞 诱导细胞融合
培养骨髓瘤细胞
已免疫的 B淋巴细胞
B
瘤
B+B
瘤+瘤
杂交瘤
筛选杂交瘤细胞
初筛
抗原
二筛
筛选能产生特定抗体
的杂交瘤细胞
将杂交瘤细胞分开单独培养
单克隆抗体
特异性强
灵敏度高
可大量制备
体内增殖法
杂交瘤细胞接种于小鼠腹腔
抽出腹腔积水即可
体外增殖法
杂交瘤细胞接种于培养瓶中
收集上清液，离心去除细胞碎片
增殖方法
单克隆抗体的制备
骨髓瘤细胞 诱导细胞融合
培养骨髓瘤细胞
已免疫的 B淋巴细胞
B
瘤
B+B
瘤+瘤
杂交瘤
筛选杂交瘤细胞
初筛
抗原
二筛
筛选能产生特定抗体
的杂交瘤细胞
将杂交瘤细胞分开单独培养
单克隆抗体
特异性强
灵敏度高
可大量制备
特异性识别癌细
胞靶位点的分子
常为单克隆抗体
特异性位点
连接器
连接化学药物 治疗性药物
单克隆抗体的应用： 生物导弹
癌细胞
癌细胞
酶连免疫吸附(ELISA)
一抗
(结合抗原)
抗原
酶
固相抗原（直接法ELISA）
底物
固相抗原（间接法ELISA）
抗原
底物
酶
二抗
(结合一抗)
一抗
(结合抗原)
酶标抗体
抗原
固相抗体（双抗体夹心ELISA）
信号 底物
信号被检测
固相 抗体
添加底物
酶标抗体
抗原
01.植物细胞工程
02.动物细胞工程
03.胚胎工程
本节看点
1. 了解精子与卵子的发生
2. 了解体内受精与体外受精过程
3. 理解早期胚胎发育中的生理过程
4. 理解胚胎移植与胚胎分割的过程
精子的发生
精原细胞
初级精 母细胞
次级精 母细胞
DNA复制
连续发生
精细胞
变形
减一
精子
减二
高尔基体
顶体泡
顶体 细胞核
线粒 体鞘
尾部
初情期 （开始），到生殖机能衰退 （截止）
发生于睾丸的曲细精管
精细胞核 中心体
微管 鞭毛
线粒体
头部
卵子的发生
次级卵母细胞 减二 减二中期 受精 第二极体
受精卵
第一极体 多数哺乳动物第一极体不进行减数第二次分裂
胎儿期（性别分化以后）：卵泡的形成和储备
初情期→生殖机能衰退：卵泡的发育和排卵
卵原 DNA复制 细胞
初级卵 母细胞
场所： 卵巢
不连续发生
减一
卵子的发生
① 卵泡：初级卵母细胞被卵泡细胞包围
一个卵泡只能形成一个卵子，同时生成黄体
②排卵： 卵从卵泡中排出
③时期： 减数第一次分裂结束前后
体内受精过程
卵泡液 输卵管分泌物
血清等液体可以使精子获能
才具备受精能力
精、卵相遇，发生顶体反应，精子穿越放射冠
↓
精子接触透明带
↓
精子穿越透明带，接触卵细胞膜
↓
精子头膨胀，同时卵子完成第
二次减数分裂，释放第二极体
↓
雌、雄原核形成
↓
核膜消失，两个原核融合
填空：
1.卵细胞受精的标志：
卵细胞膜与透明带间有两个极体
2.受精完成的标志：
雌雄原核结合形成 个核
3.防 多精 卵的 式
①透明带反应
②卵细胞膜反应
输卵管内达到减数第二次分裂中期
才具备受精能力
早期胚胎发育
胎儿
囊胚
桑椹胚
受精卵
原肠胚
卵裂期
性成熟个体
胚后发育
胚胎发育
早期胚胎发育
外胚层 原肠腔
滋养层细胞
内细胞团
内胚层
体外受精过程
卵泡液 输卵管分泌物
血清等液体可以使精子获能
才具备受精能力
输卵管内达到减数第二次分裂中期
才具备受精能力
获能的精子和培养成熟的卵子， 一般情况下都可以在获能溶液(肝素或Ca2+载
体A23187)或专用的受精溶液中完成受精过程。精子和卵子一般要放在培养 液小滴内共同培养一段时间才能完成受精。
早期胚胎需要放到发育培养液中培养，其成分有无机盐、有机盐、维生素、
激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等，然后放入胚胎培养箱中。
项目 动物细胞培养液
发育培养液
盐类 无机盐和微量元素
无机盐和有机盐
营养物质 糖和氨基酸
氨基酸和核苷酸
调节物质 促生长因子
激素
特有成分 血清、血浆
血清
体外受精过程
卵泡液 输卵管分泌物
血清等液体可以使精子获能
才具备受精能力
输卵管内达到减数第二次分裂中期
才具备受精能力
获能的精子和培养成熟的卵子， 一般情况下都可以在获能溶液或专用的受精
溶液中完成受精过程。精子和卵子一般要放在培养液小滴内共同培养一段时 间才能完成受精。
早期胚胎需要放到发育培养液中培养，其成分有无机盐、有机盐、维生素、
激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等，然后放入胚胎培养箱中。
胚胎移植
供体母牛X 1
受体母牛X n
妊娠检查
分娩 胚胎移植的牍牛
供体公牛 配种或人工受精
桑樞胚或囊胚阶段 质量检查
超数排卵
配种或输精后第七天 将供体母牛
子宫内胚胎冲出
手术法
非手术法
冲卵
孕激素或前列腺素
同期发情处理
胚胎移植
促性腺激素
胚胎分割
0.选择发育良好的, 形态正常的桑椹胚或囊胚
1.将胚胎移入盛有操作操作液的培养皿中
2.用分割针或分割刀片切开(以二分为例）
3.吸取其中半个胚胎
4.注入到预先准备好的透明带中(或直接将裸半胚移植给受体）
2
1
盛有操作液的培养皿
2
注意：内细胞团需均等分割
3

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