主要通过平衡的植物激素配比进行调控。
1)诱导芽的分化:细胞分裂素>生长素(激动素)
2)诱导根的分化:生长素(IAA(吲哚乙酸)>细胞分裂素
(3)细胞培养和器官培养的意义:
细胞培养和器官培养时,植物克隆的结果,不一定是植物,也可以是器官,甚至
是细胞群(愈伤组织)。人们要的可以是植物,也可以是细胞或者是细胞代谢产物。
6、原生质体培养:
(1)概念:用纤维素酶或果胶酶水解细胞壁,获得球形的植物细胞原生质体(细胞中有代谢活性的原生质部分,包括质膜、细胞质和细胞核),用适当方法进行原生质体培养,也可获得新植株。
(2)植物原生质体的获得方法:
在0.5—0.6mol/L的甘露醇溶液环境(较高渗透压)下用纤维素酶和果胶酶混合液处理根尖、叶片、愈伤组织或悬浮培养细胞,将细胞壁消化除去,获得球形的原生质体。 问题:为什么要加较高渗透压的甘露醇? 原因:防止原生质体吸水胀破。 7、植物体细胞杂交技术
在原生质体培养成功的基础上,形成了体细胞杂交技术(原生质体融合)。 (1) 概念:
植物体细胞杂交是指将来自两个不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体的方法。 (2) 过程:
(3)诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。
(4)融合完成的标志:新细胞壁的形成。 (5)意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。 8、植物细胞工程: (1)概念:
培养植物细胞(包括原生质体),借助基因工程方法,将外源遗传物质(DNA)导入受体细胞(包括原生质体)中或通过细胞融合、显微注射等将不同来源的遗传物质重新组合,再通过对这些转基因细胞或重组细胞进行培养,获得具有特定性状的新植株。 9、植物组织培养的应用:
试管苗的快速繁殖、无病毒植物的培育、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产、转基因植物的培育等。
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三、动物的克隆
1、动物细胞、组织培养
(1)动物细胞培养:就是从动物机体中取出相关的组织,经过机械消化或胰酶消化,使
其分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生存、生长和繁殖。在某种程度上像体内一样呈现一定的组织特性。
(2)动物组织培养:体外培养动物组织,使其维持生活状态或生长特性。可以伴随组织分化,但最终成为细胞培养。
2、动物细胞培养过程:
(1)培养条件: ①无菌、无毒的环境:培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素,
以防培养过程中的污染。此外,应定期更换培养液,防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
②营养:合成培养基成分:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入
血清(能促进细胞的生长、增殖和贴附)、血浆等天然成分。
③温度:适宜温度:哺乳动物多是36.5℃+0.5℃;pH:7.2~7.4。
④气体环境:95%空气+5%CO2。O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。
(2)动物细胞培养的过程:
取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。 (3)培养过程中的几点说明:
① 用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞:动物组织细胞间隙中含有一定量的胶原纤维蛋白质,将细胞网络形成具有一定弹性和韧性的组织和器官。用蛋白酶可使其消化,从而使细胞相互分离。
② 原代培养和传代培养需要在CO2保养箱中保温培养:
通过在培养箱内模拟形成一个类似细胞或组织在生物体内的生长环境,如恒定的pH值(7.2-7.4)、稳定的温度(37°C)、较高的相对湿度(95%)、稳定的CO2水平(5%),来对细胞或组织进行体外培养的一种装置。
③ 原代培养:从机体取出后立即进行的细胞、组织培养。 ④ 传代培养:将原代培养细胞分成若干份,接种到若干份培养基中,使其继续生长、增殖。
⑤传代培养的原因:如果不进行传代培养,就会因细胞密度过大和代谢消耗引起营养枯竭,不能正常生长。
(4)离体动物细胞的生长特性:
① 细胞贴壁:悬浮液中分散的细胞紧贴培养瓶内壁才能生长。
② 接触抑制:当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂。 ③ 正常的生命活动:生长、分裂、有规律的衰老、死亡等现象,但不分化。
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(5)动物细胞培养技术的应用:制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养
医学研究的各种细胞。
3、细胞系、细胞株:
条件适合时,可以由传代细胞建成细胞系或细胞株。
(1)细胞系:指可连续传代的细胞。原代培养物在首次传代时就成为细胞系。
?连续细胞系:能连续培养的细胞系。如异倍体核型细胞 细胞系?
有限细胞系:不能连续培养的细胞系。如二倍体细胞? 连续细胞系:遗传物质改变,不死性
有的连续细胞系是恶性细胞系,具有异体致瘤性;有的连续细胞系获得了不死性,但
保留接触抑制现象,不致癌。
(2)细胞株:通过一定的选择或纯化方法,从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞系。如:单抗细胞株
细胞株一般具有恒定的染色体组型、同工酶类型、病毒敏感性和生化特性等。遗传物质未改变。动物基因组??一类基因:维持生存,各种细胞中都处于活动状态?一类基因:随着组织器官和发育阶段不同而选择性表达
?有限细胞株:传代次数有限的细胞株 细胞株?连续细胞株:可连续多次传代的细胞株?细胞系泛指可传代的细胞,细胞株指具有特殊性质的细胞系。
4.克隆培养法(细胞克隆):
(1)概念: 把一个单细胞从群体中分离出来单独培养,使之繁衍成一个新的细胞群体的技术,叫克隆培养法或细胞克隆。
克隆培养异质性细胞系?????纯系(克隆)
(2)特点:遗传性状均一、表现的性状相似,便于研究
(3)细胞克隆的最基本要求:保证所建成的克隆来源于单个细胞
(4)适合于克隆的细胞:对环境有较大适应范围和具有较强独立生存能力的细胞
群体细胞 > 单细胞
无限细胞系、转化或肿瘤细胞系>原代细胞、有限细胞系 (5)提高细胞克隆形成率的措施:
? 选择适宜的培养基
? 添加血清 (胎牛血清) (能促进细胞的生长、增殖和贴附) ? 以滋养细胞支持生长(经射线照射的小鼠成纤维细胞) ? 激素刺激(胰岛素等) ? 使用CO2培养箱,调节PH (6)细胞克隆的主要途径
从普通细胞系中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系。
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用于研究细胞的遗传规律和生理特性。
5、细胞融合与细胞杂交:
(1)细胞融合:指用自然或人工方法,使两个或多个不同的细胞融合成一个细胞的过程。(2)诱导融合的方法:1)生物法:灭活的仙台病毒诱导融合,是动物细胞融合所特有的
2)化学法:聚乙二醇诱导融合
3)物理法:电融合技术:效率很高 (3)细胞杂交:基因型不同的细胞间的融合称为细胞杂交。 (4)动物细胞融合技术的应用
由于细胞杂交中染色体容易丢失,因此利用杂交细胞检测特定染色体丢失与特定基因产物减少的对应关系,可以进行基因定位。
(5)动物细胞融合的意义:克服了远缘杂交的不亲和性,成为研究细胞遗传、细胞免疫、
肿瘤和生物新品种培育的重要手段。
(6)动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较:
动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同,诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似,常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等。 比较项目 细胞融合的原理 细胞融合的方法 诱导手段 用途 植物体细细胞膜的流动性 去除细胞壁后诱离心、电刺激、克服了远缘杂交胞杂交 导原生质体融合 振动,聚乙二醇的不亲和性,获得等试剂诱导 杂种植株 除应用植物细胞动物细胞细胞膜的流动性 使细胞分散后诱制备单克隆抗体杂交手段外,再加的技术之一 融合 导细胞融合 灭活的病毒诱导
6、杂交瘤技术和单克隆抗体制备:
(1)杂交瘤技术:
将抗体生成细胞同瘤细胞进行杂交的技术。该技术解决了抗血清的异质性问题。 (2)杂交瘤技术制备单抗体:
① 抗体:一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。从血清中分离出的抗体产量低、
纯度低、特异性差。
② 杂交瘤技术制备单抗体的基本方法:
1) 用外界抗原刺激动物(如小鼠),使其发生免疫反应,使B淋巴细胞产生抗
体;
2) 利用仙台病毒或聚乙二醇等作介导,使经免疫的动物的脾细胞与可以无限传
代的骨髓瘤细胞融合;
3) 经过筛选、克隆培养,获得来自单一细胞的既能产生特异抗体、又能无限增
殖的杂交瘤细胞克隆。
③ 单克隆抗体的制备过程:
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