细胞工程
细胞工程
  植物细胞工程
    植物细胞工程的基本技术
      原理
        细胞的全能性
          比较
            受精卵＞生殖细胞＞体细胞
      植物组织培养技术
        概念
          植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配置的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整的植株的技术
        方法及步骤
          接种外植体
          诱导愈伤组织
          诱导生芽、根
          移植成活
          植物激素的浓度和比例不同
      植物体细胞杂交技术
        概念
          植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术
        原理
        方法
          物理法
            电融合法、离心法等
          化学法
            聚乙二醇融合法（PEG）、高Ca²⁺—高 pH 融合法等
        步骤
          植物细胞 A、B
          原生质体 A、B
          融合的原生质体
          愈伤组织
          杂种植物
          获得过程：纤维素酶和果胶酶去壁
          再生出细胞壁随后进行组织培养
        特点
          克服远缘杂交不亲和
          原理：打破生殖隔离
    植物细胞工程的应用
      快速繁殖技术
        概念
          用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫微型繁殖技术
        特点
          保持优良品种的遗传特性；高效、快速地实现种苗的大量繁殖
      作物脱毒
        内容
          植物在无性繁殖过程中病毒积累会导致作物产量降低，品质变差
        脱毒材料的选取
          植物顶端分生组织细胞中病毒很少，甚至不含病毒
          脱毒作物品质产量优于未脱毒的作物
      单倍体育种与突变体的利用
        单倍体育种
          原理
            染色体变异
          过程
            亲本花药
            单倍体幼苗
            纯合二倍体植株
            优良品种
          优点
            单倍体经过染色体加倍，获得的后代未纯合子，可明显缩短育种年限
          缺点
            技术相当复杂
        突变体的利用
          作用
            培育新物种
          过程
            外植体
            愈伤组织
            突变体
            新品种
            诱变处理
          优点
            提高愈伤组织的突变率，获得优质品种，加快育种过程
          缺点
            突变不定项，处理繁杂
            突变少利多害
  动物细胞工程
    动物细胞培养
      条件
        营养条件
          合成培养基
            将细胞所需的营养物质按种类核所需量严格配制而成的培养基
          营养物质
            无机物
              无机盐、微量元素等
            有机物
              糖类、氨基酸、促生长因子、维生素、血清、血浆等
        其他条件
          无菌、无毒的环境
            用具灭菌
            操作无菌
            定期换液
          适宜的温度、pH和渗透压
            温度:36.5+0.5℃
            pH:7.2~7.4
            渗透压:细胞内外渗透压相等
          适宜的气体环境
            95%空气和5%CO2的混合气体
      动物细胞培养的过程
        概念
          细胞贴壁与接触抑制
            细胞贴壁
              体外培养的大多数动物细胞要贴附于某些基质表面才能生长增殖，叫细胞贴壁。
            接触抑制
              当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖，这种现象叫接触抑制。
          原代培养与传代培养
            原代培养
              动物组织处理后的初次培养成为元原代培养
            传代培养
              分瓶后的培养叫传代培养
        过程
          动物细胞培养的流程图
      干细胞培养及其应用
        胚胎干细胞（es细胞）
          存在
            早期胚胎中
          分化能力
            具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能
            ES细胞可在体外分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等
        成体干细胞
          存在
            成体组织或器官内的干细胞
          分化能力
            具有组织特异性，只能分化为特定的组织或细胞，不能分化为完整个体
        诱导多能干细胞（iPS细胞）
          来源于对患者体细胞的诱导
      动物细胞融合技术与单克隆体抗体
        动物细胞融合技术
          原理
            细胞膜的流动性
          方法
            PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法
          特点
            突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能
        单克隆抗体的制备
          比较
            比较图表
          B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的特点
            每一种B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体；不同种类的B淋巴细胞分泌的抗体不同
            B淋巴细胞在体外培养是不能无限增殖；骨髓瘤细胞能无限增殖
            B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的杂交细胞技能无线增殖，又能产生特异性抗体
          过程
            流程图
      动物细胞核移植技术
        概念
          将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，重新组合发育成新的胚胎，继而发育为新的个体
        体细胞核移植技术的过程
          过程图
  胚胎工程
    胚胎工程
      概念
        对生殖细胞、受精卵或早期胚胎进行多种显微操作和处理，以满足人类的各种需求
      主要内容
        体外受精，胚胎移植和胚胎分割等
    受精前的准备
      精子赋能
        概念
          刚刚排出的镜子不能立即与卵细胞结合受精，必须在雌性动物的生殖道中发生相应的生理反应后，才能获得受精能力，这一现象成为“精子获能”
        方法
          直接利用雌性动物生殖道
          人工配制的获能液
            有效成分：肝素、钙离子载体
      卵子准备
        排除的卵子可能是次级卵母细胞，也可能是初级卵母细胞，需要在输卵管内继续成熟至减数分裂Ⅱ期
    受精过程
      过程图
        精卵结合
          精子触及卵细胞膜的瞬间，透明带发生生理反应，阻止后来的精子进入。精子入卵后，卵细胞膜等也会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入乱内
        雌、雄原核形成
          精子的尾部脱离，形成雄原核；卵子完成减数分裂Ⅱ，排除第二极体，形成雌原核
        受精卵
          雌雄原核靠近，核膜消失，形成受精卵
    胚胎早期发育
      发育部位
        输卵管内进行有丝分裂
      发育过程
        卵裂期
          细胞数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加
        桑葚胚
          卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团，称为桑葚胚
        囊胚
          细胞逐渐分化，内细胞团将来发育成胎儿的各种组织；滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘
          孵化：透明带破裂，胎盘从其中伸展出来
          细胞开始分化，并且从外界吸收营养物质，但内细胞团细胞仍具有全能型，滋养层细胞不具有全能性
        原肠胚
          原肠胚的三个胚层将来发育成各种组织器官
    体外受精
      卵母细胞的采集
        小型动物
          一般用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后从输卵管中冲取卵子
        大型动物
          一般采用从屠宰场已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞或直接从货梯动物的卵巢中吸取卵母细胞
        注意⚠️
          超数排卵注射的是促性腺激素而不是性激素
      精子的获取
        假阴道法；手握法；电刺激法
      受精
        获能处理的精子和成熟后的卵子在适当的溶液中共同培养一段时间，便可以完成受精作用
    胚胎移植
      概念
        将通过体外受精及其他方式获得的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术
      生理学基础
        供受体同期发情处理后，生殖器官的生理变化是相同的，这就为移入的胚胎提供了相同的生理环境
        早期胚胎处于游离状态，为胚胎收集提供了可能
        受体对于外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体内存活提供了可能
        供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理的组织联系，但其遗传特性不受影响
      步骤
        流程图
      意义
        充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体繁殖周期，增加供体后代数量
    胚胎分割
      概念
        胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等分、4等分或8等分等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术
      理论基础
        细胞的全能性
      基本程序
        选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中，然后用分割针或分割刀进行分割
      定位
        动物无性繁殖或克隆的方法之一
      要求
        内细胞团均等分割
      图示
        示意图