1、细胞工程的定义与特点4
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
2、脱分化 30
脱分化: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。
3、植物组织培养的技术路线 74
4、植物组织培养的常见问题与解决措施 83
? (1)玻璃化问题
? 植物组织培养中,常会出现一些半透明状的畸形试管植物,这类植物体被称为“玻璃苗”,这种现象称为玻璃化现象,又称过度水化现象。
? 组织培养过程中试管苗的玻璃化现象主要是适应性的生理问题,是不能很好适应培养基和培养环境的结果。 ? (2)褐变问题
? 褐变 可分为酶促褐变和非酶促褐变,主要是酶促褐变。
? 酶促褐变是由多酚氧化酶引起的。当外值体处于机械损伤等逆境时,细胞膜的结构遭到破坏,酚酶催化多酚类化合物,使其发生氧化形成棕褐色的醌类物质和水;醌类物质经过非酶促聚合,形成黑褐色物质(羟醌与黑色素等),引起褐变的发生。
? (3)微生物污染
? 造成污染的病原菌主要包括外部污染菌和内源菌。
? 应该严格按照无菌操作,取材时应选择嫩梢、新芽或胚作为外植体材料,对外植体进行彻底消毒。 (4)品种限制
一些植物很容易通过组织培养进行无性繁殖。目前被子植物组织培养成功的比较多。
5、愈伤组织 80
脱分化后的植物细胞经过细胞分裂,产生无组织结构、无明显极性的松散的细胞团,称之为愈伤组织 6、人工种子 85
人工种子:又称合成种子或体细胞种子,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和人工种皮中形成的类似种子的颗粒。
7、细胞融合 132
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。 8、多倍体与单倍体 146
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。是由Winkler于1916首先使用的。 (1)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。
(2)诱导方法
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。
花药和花粉培养(Anther and pollenpulture)指离体培养花药和花粉,形成花粉植株,从中鉴定出单倍体植株并使之二倍化的细胞工程技术。 ", 由于花粉(雄配子,n)的染色体只有体细胞的一半,因此获得的植株是单倍性的。
9、植物组织培养制备次生代谢产物 172 (一)毛状根培养生产次级代谢产物 毛状根(hairy roots)是发根农杆菌(
Agrobacterium rhizogenes)感染双子叶植 物后,形成的类似头发一样的根组织。 ", 许多植物的毛状根在离体培养条件下表现 出次生代谢产物的合成能力,产物产量较 正常植物及悬浮培养细胞的要高。因此Ri 质粒可应用于有价值的次生代谢产物的生 产。
1.毛状根产生机制
发根农杆菌之所以具有这种致根性,是因为它具 有能诱导毛状根产生的Ri(Root inducing)质粒。 当发根农杆菌感染植物时 Ri质粒上的T-DNA可以转化 并插入到植物细胞基因组 中。
2.毛状根诱导方法 (1)外植体接种法
(2)茎杆接种法
(3)原生质体—农杆菌共培养法 (二)冠瘿组织培养生产次级代谢产物 冠瘿组织(Crown gall tissue)是由根癌农杆菌 (Agrobacterium
tumefaciens)感染引起的植 物肿瘤组织,它能在无外加 植物激素的培养基上生长。 冠瘿组织形成
与根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)上 的Ti质粒有关。Ti质粒上也有一段特殊的T-DNA, 编码细胞分裂素合成酶基因ipt(trnsr)以及生长 素合成酶基因iaaM(trns1)、iaaH(trns2)。
T-DNA指导的生长素与分裂素的合成导致了转化植物形成冠瘿组织。 毛状根生产次级代谢产物的影响因素
当前制约毛状根在药用植物有效成分生产中应用 的主要因素:
毛状根诱导率
毛状根发酵培养技术:一些物理因素(如光强、温 度)和化学因素(如培养基、碳源、氮源、激素、 前体、诱导子等)均会对毛状根的增殖和次生代谢 物质的合成产生影响。 生物反应器
生物合成途径不清楚
10、动物细胞体外生长的特点与动物细胞培养方式 206
特点:",动物细胞比微生物细胞大,无细胞壁,对机械搅拌或剪切力敏感。 ", 动物细胞生长缓慢,易受污染。 ", 正常细胞培养的世代数有限,只有癌细胞和发生转化的细胞才能无限生长下去。 ", 动物细胞间主要以聚集体形式存在,大多需要贴附在载体表面才能生长。 动物细胞培养方式
动物细胞培养可以分为贴壁培养、固定化培养、悬浮培养三大类。
1贴壁培养(Adherent culture)是指细胞贴附在一定的固相表面进行的培养。 常用贴壁材料:硅硼酸玻璃(卡氏培养瓶等)、聚苯乙烯(96孔培养板等)
(2)贴附生长过程
游离期、吸附期、繁殖期、退化期
2固定化培养 3悬浮培养
11、微载体生物反应器培养动物细胞 225
微载体培养:解决空间分布与贴壁,连续灌注培养
中空纤维式:解决贴壁、营养气体有效吸收交换、连续灌注培养 12、单克隆抗体 239
动物脾脏有上百万个B淋巴细胞,一个细胞就是一个克隆,它针对抗原上的一个抗原决定族产生的抗体是单克隆抗体。
13、可塑性 287
成体干细胞可以突破其“发育限制性”,分化为其他类型组织细胞。
14、组织工程的支架材料需满足的条件 295
2.特点
(1)生物相容性:生物医学材料引起宿主反应和产生有效作用的能力。
(2)生物降解性:材料完成支架的作用后能被降解,降解速率与细胞生长速率相互协调。
(3)合适的三维立体结构。
(4)加工性与一定的机械强度。 (5)良好的消毒性能。
15、成体干细胞研究的优势与成体干细胞的分离方法
1.成体干细胞优点
(1)来源方便:可以从自身获得。
(2)没有伦理学问题:成体干细胞来自成熟个体,不会损伤供体。
(3)避免免疫排斥反应:同种异体胚胎干细胞及其分化细胞用于临床会引起免疫排斥。尽管通过采取自身供体细胞核通过治疗性克隆可以得到自身胚胎干细胞,但是克隆技术的不成熟限制了目前的应用。
(4)比较安全:虽然胚胎干细胞能分化成各种细胞类型,但目前还不能完全控制胚胎干细胞的定向分化,容易导致畸胎瘤。相对而言,成体干细胞比较安全。 成体干细胞具有特征细胞表面标志物(受体蛋白):例如:CD133、CD34--神经干细胞;CD71、CD90-间质干细胞;等。
通过设计针对特殊受体的标记物,处理细胞,荧光检测,有荧光的说明是干细胞
16、激素在植物再生过程中的作用 17、胚胎干细胞体外培养的关键技术
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