细胞的生物膜系统.doc

五细胞的生物膜系统概念细胞膜核膜以及内质网高尔基体线粒体等细胞器都是由膜构成的这些膜化学组成相似基本结构大致相似通称生物膜主要由蛋白质脂类和少量糖类组成但不同的生物膜中含量有差别生物膜双层膜线粒体质体叶绿体核膜单层膜内质网高尔基体液泡溶酶体细胞膜无膜结构核糖体中心体各种生物膜在结构上的联系各种生物膜在功能上的联系以分泌蛋白为例分泌蛋白酶抗体部分激素生物膜系统概念细胞膜核膜以及内质网高尔基体线粒体等由膜围绕成的细胞器在结构和功能上是紧密联系的统一整体他们形成的结构体系作用细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内环境同时在细胞与环境之间进行物质运输能量交换信息传递过程中也起着决定性作用细胞中的许多重要化学反应在生物膜内或膜表面进行广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点各种生物膜把细胞分割成一个个小区室是细胞器同时进行的化学反应不互相干扰保证了生命有序进行研究生物膜的意义理论意义有助于阐明细胞的生命活动规律实践意义工业生物膜的各种功能成为人工模拟的对象农业寻找改善农作物品质的新途径医学用人工合成膜材料代替器官第四节细胞工程一细胞工程的概念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细胞整体水平或者细胞器水平上按照人们的意愿来改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细胞工程植物细胞工程动物细胞工程基本原理细胞生物学和分子生物学的原理和方法工程学手段改造细胞操作水平细胞整体水平细胞器水平操作实质内容改变遗传物质产生新的性状获得细胞产品技术手段植物细胞杂交技术动物细胞培养间接联系直接联系核膜外层高尔基体出芽形成小泡内质网线粒体膜小泡细胞膜线粒体提供能量小泡小泡核糖体内质网高尔基体细胞膜翻译折叠组装浓缩糖基化运输加工运输分泌蛋白质较成熟蛋白质成熟蛋白质细胞外植物细胞融合技术植物组织培养技术动物细胞融合单克隆抗体制备技术胚胎移植核移植等理论基础植物细胞全能性细胞增值诱导手段物理法离心振动电刺激化学法聚乙二醇物理电刺激化学聚乙二醇生物灭活病毒灭活仙台病毒诱导过程去细胞壁纤维素酶果胶酶原生质体融合获得杂种原生质体植物细胞培养植株或用于发酵获得分离的单个动物细胞胰蛋白酶处理诱导融合杂种原生质体动物细胞培养细胞产品应用白菜甘兰等杂交植物单克隆抗体的制备杂交瘤细胞二植物细胞工程理论基础细胞全能性概念生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能原因每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质都有发育成为完整个体所必需的全部基因外延每一个活细胞都应该具有全能性植物细胞的全能性容易表达植物体高度分化的组织细胞仍保持全能性动物体细胞随着分化程度的提高全能性逐渐受到限制分化潜能窄但其核仍具全能性动物细胞核的全能性也较易表达动物细胞的全能性目前没有验证植物动物细胞全能性比较受精卵生殖细胞未分化细胞成熟细胞受精卵的全能性最高生殖细胞分化程度很高但仍然具有全能性孤雌生殖体细胞的全能性比生殖细胞的全能性低的多生物体内细胞并没有表现出全能性而是表现出基因的选择性表达表现条件离体状态一定的外界条件孤雌生殖有一个卵细胞分化形成各种类型细胞如雄蜂雄蚁离体组织外界条件营养激素其他条件适宜形成小植株表现出全能性植物细胞的全能性是植物组织培养的基础受精卵的全能性最高生殖细胞的全能性比体细胞的全能性高形成层细胞具有分裂能力通常切取有形成层的部分作为外植体培养容易成功植物组织培养培养基成分主要内容作用水水为细胞代谢提供条件参与细胞代谢无机盐大量元素微量元素满足植物对各矿质元素的需求参与各种物质合成代谢调节生长必需碳源蔗糖重要营养成分愈伤组织不光合利用蔗糖异养生活大气重要碳源完成组织分化形成营养器官后叶片能进行光合自养氮原合成核酸蛋白质辅酶核苷酸等生长因子细胞分裂素生长素必不可少的调节物质诱导脱分化形成愈伤组织诱导愈伤组织再分化成植株维生素明显促进离体组织的生长状态固体或半固体培养基形成植物地上地下部分利于生长培养要求无菌操作条件常温培养光照条件更换培养基细菌繁殖速度快会产生污染植物细胞在常温下生长正常满足愈伤组织及植株的光照需求防止代谢废物积累满足营养需求过程脱分化高度分化的植物器官组织或细胞产生愈伤组织的过程植物的种类不同器官的来源及生理状况不同外植体脱分化的难易程度不同愈伤组织特点细胞分裂快结构疏松颜色浅透明高度液泡化的薄壁细胞愈伤组织细胞在一定的外界条件下才会再分化产生芽和根进而发育成植株再分化愈伤组织继续培养重新分化成根或芽等器官的过程愈伤组织排列疏松无规则高度液泡化的无定型状态的薄壁细胞愈伤组织的形成和形态发生是植物组培的主要目标愈伤组织的形成需要有外界刺激因素和激素诱导激素使用能强烈刺激愈伤组织的形成细胞分裂素生长素共同使用影响再分化过程中根和芽的发生细胞分裂素生长素浓度比高利于发芽低利于长根植物组织培养培养基含有植物生长发育所需要的各种营养物质各种无机盐有机成分维生素植物激素等这些营养成分同时也是细菌等微生物的营养但细菌生长繁殖更快在培养过程中要求消毒灭菌保持无菌状态应用快速繁殖培育无病毒植株细胞培养生产药物食品添加剂香料色素杀虫剂发酵罐中诱导分离的愈伤组织人工种子胚状体人工种皮转基因植物的培育植物体细胞杂交概念来自两个不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞植物细胞融合把杂种细胞培育成植株植物组织培养过程注意植物细胞融合是用酶解法去掉细胞壁植物细胞被诱导膜融合后在第一次分裂时才进行核融合形成新的细胞壁是成为完整的融合杂种细胞植物细胞杂交与传统细胞杂交比较传统杂交细胞杂交原理杂种优势细胞全能性原生质体融合膜流动性过程自然发生在母体完成胚发育人工诱导融合需组织培养本质精卵两种生殖细胞结合完成遗传物质不同生物的体细胞融合完成和遗传物质的融合无菌条件离体组织细胞愈伤组织根芽植物体再分化脱分化植物细胞植物细胞去细胞壁原生质体原生质体诱导融合融合原生质体形成细胞壁第一次分裂时完成核融合杂种细胞脱分化分裂愈伤组织再分化植株的重新组合优点杂种第一代生长整齐植株健壮产量高抗虫抗病能力强克服远源杂交不亲和障碍实现不同种间的杂交缺点存在生殖隔离杂种第二代会出现生长不齐产量下降现象很多理论技术问题未解决距离推广应用有一定差距目的获得杂种优势提高产量获得优良性状意义自然发生方便生产扩展了用于杂交的亲本组合应用范围种内种内种间均可三动物细胞工程一动物细胞培养培养基状态液体培养液动物细胞生活的液体环境成分葡萄糖满足能量需求作为细胞碳源氨基酸合成蛋白质无机盐重要的细胞组成物质维生素动物血清等生长调节作用条件恒温动物细胞生长温度无菌条件防止微生物污染过程原代培养将动物组织用胰蛋白酶处理成单个细胞配制成一定浓度的悬浮液放入培养瓶中在培养箱中培养的过程传代培养培养瓶中的细胞越来越多用胰蛋白酶处理使细胞从瓶壁上脱离下来配制成悬浮液分瓶培养的过程细胞株原代培养细胞传至代左右就不容易传下去细胞生长停滞大部分细胞衰老死亡少数细胞能存活传到代这部分细胞称为细胞株细胞系细胞株传到左右不能再继续传代部分细胞遗传物质改变具有癌变细胞的特点可以在培养条件下无限制的传代下去这部分细胞称为细胞系生长特点贴壁生长培养瓶中的悬浮液细胞紧贴培养瓶内壁才能生长接触抑制当培养瓶中内壁生长细胞彼此紧密接触时细胞不再分裂动物细胞培养植物细胞培养比较动物细胞培养植物细胞培养原理细胞的增殖细胞的全能性细胞来源胚胎或幼龄动物组织或器官离体植物器官组织或细胞培养基状态液体固体成分天然培养基合成培养基组成葡萄糖氨基酸无机盐维生素动物血清矿质元素蔗糖维生素植物激素有机添加物器皿培养瓶锥形瓶过程原代生长传代生长更换培养基细胞增值分化幼龄动物组织或胚胎胰蛋白酶处理剪碎组织细胞株细胞系细胞悬浮液培养瓶中离散细胞代细胞代细胞原代培养传代培养生长特点贴壁生长细胞增值不分化诱导形成愈伤组织细胞增值分化细胞进行异养需氧代谢接种前处理灭菌用胰蛋白酶使组织分散成单个细胞灭菌培养条件恒温无菌无需光照常温无菌光照条件培养目的生产蛋白质生物制品获取大量细胞检测有毒物质快速繁育无病毒植株生产药物食品添加剂香料色素杀虫剂等培养结果细胞株细胞系愈伤组织植株应用生产有重要价值的蛋白质产品分泌性的蛋白质产品培养皮肤细胞用于移植形成组织检测有毒物质致癌致畸引起染色体数目和结构改变理论研究培养正常或异常细胞用于生理病理药理研究二动物细胞融合应用制备单克隆抗体动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较动物细胞融合植物体细胞杂交原理细胞膜的流动性细胞膜的流动性细胞的全能性方法细胞分散后诱导细胞融合去细胞壁后诱导细胞融合手段物理电刺激离心振动电刺激化学聚乙二醇聚乙二醇生物灭活病毒用途制备单克隆抗体获得杂种植物细胞融合的关键细胞膜的融合三单克隆抗体概念单个淋巴细胞进行无性繁殖获得的细胞群产生化学性质单一物质特异性强的抗体基本原理一种淋巴细胞克隆只产生一种特异性抗体细胞融合技术产生的杂交瘤细胞可以保持亲代双方的特性杂交瘤细胞的筛选体外培养大量增殖获得所需抗体优点细胞来源淋巴细胞能产生特异性强抗体在体外不能无限繁殖体内的每一种淋巴细胞只能产生一种抗体一个淋巴细胞不能在体外培养条件下无限繁殖在进行淋巴细胞筛选时首先要对动物进行免疫使其产生相应的淋巴细胞骨髓瘤细胞不产生专一性强抗体体外能无限繁殖骨髓瘤细胞在体外条件下可以无限繁殖能产生抗体在但是特异性差结合能力差杂交瘤细胞既能产生特异性抗体在体外条件下可以无限繁殖具备淋巴细胞和骨项目分泌特点生产单克隆抗体杂交瘤细胞特异性强灵敏度高产量高易纯化分离常规抗体各淋巴细胞特异性差灵敏度低产量低分离困难动物细胞诱导融合杂种细胞动物细胞筛选髓瘤细胞的特点用于单克隆抗体的生产制备过程原理细胞膜的流动性单克隆抗体的特点化学性质单一特异性强两次筛选的目的第一次选出杂交瘤细胞第二次能产生特异性抗体的细胞群杂交瘤细胞的特点具有双亲的遗传物质不仅具有效应细胞分泌特异性抗体的特性而且具有骨髓瘤细胞体外培养条件下大量增殖的特点应用理论研究中具有重要意义用于疾病的诊断治疗预防单抗诊断试剂盒简单快速准确生物导弹定向消灭癌细胞不损伤健康细胞四哺乳动物胚胎移植核移植胚胎移植试管动物动物排卵体外受精胚胎母牛子宫试管牛激素处理激素处理哺乳动物的胚胎移植在体外完成受精作用和早期的胚胎发育然后将早期的胚胎转移到母体的子宫发育试管动物是指的体外受精和早期胚胎发育生物应用加快优良种畜的繁殖速度解决动物不孕问题胚胎分割移植年英国剑桥大学威拉德森绵阳的八细胞胚四份四只羊核移植克隆动物鲤鲫兼有鲤鱼鲫鱼特点具有正常生殖能力核移植动物是动物克隆技术的基础克隆羊供移植的核来自高度分化的体细胞抗原小鼠效应淋巴细胞骨髓瘤细胞细胞融合筛选杂交瘤细胞细胞培养选出能产生特定抗体的细胞群扩大培养注射小鼠腹腔内培养液体内培养体外培养腹水中提取培养液分离提取单克隆抗体