细胞工程 微生物细胞工程

细胞工程名词解释细胞工程 (cell engineering)是以细胞生物学和分子生物学为基础理论，采用原生质体、细胞或组织培养等试验方法或技术，在细胞水平上研究改造生物遗传特性，以获得具有新的性状的细胞系或生物体以及生物的次生代谢产物，并发展有关理论和技术方法的学科。

动物细胞培养（animal cell culture）：是指从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞后，模拟动物体内的生理条件，在体外无菌、适当的温度、湿度、酸碱度、气体环境及一定营养条件下，使其不断地生长、增殖并维持其正常的结构和功能的一种技术。

动物器官培养（organ culture）：是指对离体的整个器官、器官芽基或器官的一部分进行体外培养，构成器官的不同组织仍保持着它们原来的结构与功能，因而培养的器官在结构、功能上与体内相应的器官非常相近。

动物组织培养（tissue culture）：是指取自动物体的某种组织，不经细胞分散处理，对组织团块直接进行体外培养，组织中的细胞与其邻近的细胞、细胞外基质仍然保持着原本的联系，且细胞一直保持原本已分化的特征，组织的结构和功能在培养过程中无明显的变化。

原代培养（primary culture）：从有机体取得的材料（细胞、组织或器官）在培养容器培养到第一次传代前，即为原代培养或初代培养。

汇合（confluent）：指在培养容器中培养的细胞彼此汇合形成单层。

接触抑制(contact inhibition)：体外培养的正常动物细胞，在生长过程中达到相互接触时停止分裂和运动的现象。

外植快（explant）：用于初始体外培养而切下的一小块组织或器官。

传代（passage）：将细胞从一个培养容器移植到另一个培养容器中，也称为传代培养或再培养（subculture）。

细胞系（cell line）：原代培养物经首次传代成功后即为细胞系。

如果细胞系不能继续传代或传代次数有限，称为有限细胞系（finite cell line)。

微生物细胞工程中的代谢调控研究一、引言随着生物技术的发展，微生物细胞工程成为了生物医药、食品工业等领域中的重要研究方向之一。

微生物细胞工程的核心在于通过调控微生物细胞的代谢来实现特定产物的合成或改善微生物的生产性能。

代谢调控研究是微生物细胞工程中不可或缺的一环，本文将重点介绍微生物细胞工程中的代谢调控研究的相关进展。

二、代谢调控的方法在微生物细胞工程中，代谢调控的方法主要包括基因工程、营养调控、环境工程以及表达调控等。

基因工程通过改变微生物细胞内部代谢途径的表达水平来实现代谢调控。

例如，通过过表达特定酶类基因来增加特定产物的合成速率，或者通过抑制关键酶类基因的表达来降低非目标产物的生成。

营养调控方法则通过调节培养基中的营养成分来影响微生物的代谢水平。

环境工程方法则是调整培养条件中的温度、pH值、气体成分等参数，以改变微生物细胞的代谢状态。

表达调控方法是通过引入外源基因，实现目标产物在微生物细胞中的高效表达。

这些方法常常是综合应用，通过对微生物细胞进行多层次、全方位的调控，以实现微生物细胞工程的目标。

三、代谢调控的研究进展1. 基因工程在代谢调控中的应用基因工程在代谢调控中发挥着重要的作用。

近年来，研究人员通过定向改变特定酶类基因的表达水平，成功地实现了一系列产物的高效合成。

例如，通过过表达试剂酶和代谢酶基因，可有效提高某些抗生素、酶类等特定产物的合成速率。

另外，通过对关键代谢途径的调控，可实现微生物对非常规废物的代谢利用。

这些研究不仅为新药的发现与开发提供了新思路，还为环境污染治理提供了可行途径。

2. 营养调控与代谢调控微生物的代谢受到营养成分的供应情况的影响，因此通过调节培养基中的营养成分，可以实现对微生物代谢的调控。

近年来，研究者通过合理设计培养基配方，成功调控了多种微生物的代谢途径，实现了目标产物的高效合成。

此外，通过基质工程手段来调整废水废气中的营养物质组成，也可以实现废物资源化利用。

3. 环境工程在代谢调控中的应用环境工程是微生物细胞工程中另一个重要的代谢调控方法。

绪论1、细胞工程：是按照一定的设计方案，通过在细胞、亚细胞或组织水平上进行实验操作，获得重构的细胞、组织、器官以及个体，创造优良品种和产品的综合性生物工程。

按生物类型可以分为：动物细胞工程、植物细胞工程和微生物细胞工程。

按实验操作对象可以分为细胞与组织培养、细胞融合、细胞核移植、染色体操作、转基因生物等。

2、细胞培养和组织培养都属于体外培养，是指生物细胞和组织在离体条件下的生长和增殖3、细胞溶和：又称细胞杂交，是指两个或两个以上的细胞融合形成一个细胞的过程。

在自然情况下细胞发生融合的现象称为自然融合，用人工方法使细胞间发生融合称为人工诱导融合。

4、细胞核移植：是利用显微操作技术将细胞核与细胞质分离，然后再将不同来源的核与质重组，形成杂合细胞。

5、染色体工程：是把单个的染色体或染色体组转入或移出受体细胞，从而形成新的染色体组合和遗传构成。

6、胚胎工程：是以生殖细胞和胚胎细胞为对象进行的细胞工程操作，主要包括体外受精、胚胎移植、胚胎切割。

7、干细胞与组织工程：干细胞是动物体内具有分化潜能、并能自我更新的细胞，分为胚胎干细胞、组织干细胞。

8、转基因动物：是通过基因工程技术将外源的目的基因导入生殖细胞或早期胚胎，并整合到受体细胞的基因组中，经发育形成所有细胞都包含目的基因的动物个体。

将目的基因在器官或组织中进行特异性高表达的转基因动物称为动物生物反应器。

9、转基因植物：通过基因工程技术将外源的目的基因导入植物细胞后直接进行诱导培养就可以再生出转基因植株。

10、1839年施旺和施莱登建立了细胞学说。

1902年Haberlandt提出了细胞全能学说。

1907年Harrison创立了动物组织培养技术。

Okata于1962年发现仙台病毒可诱发艾氏腹水瘤细胞融合成多核细胞体。

第一只转基因动物是Gordon通过向小鼠的单细胞胚胎的原核注射纯化的DNA后获得。

细胞工程的原理和方法一、细胞工程的概述细胞工程是一种综合性学科，它是将生物技术、分子生物学、遗传学等多种学科知识应用于细胞的研究和应用中。

其主要目的是通过对细胞的基因、代谢途径、信号传导等方面进行调控和改造，从而实现对细胞特性和功能的改变和优化。

二、细胞工程的原理1. 基因调控基因调控是指通过对基因表达水平进行调节来改变或增强细胞的特性。

这可以通过多种方法实现，如转录因子调控、RNA干扰等。

2. 代谢途径调控代谢途径调控是指通过改变代谢途径中某些关键酶的活性或表达水平来影响代谢产物的生成和积累。

这可以通过基因工程或蛋白质工程等方法实现。

3. 信号传导调控信号传导调控是指通过影响信号通路中某些关键分子的活性或表达水平来影响细胞行为。

这可以通过蛋白质工程等方法实现。

三、细胞工程的方法1. 基因工程基因工程是指通过改变基因序列来调控细胞的特性和功能。

这可以通过多种方法实现，如转染质粒、基因敲除、基因敲入等。

2. 蛋白质工程蛋白质工程是指通过改变蛋白质的结构和功能来调控细胞的特性和功能。

这可以通过多种方法实现，如点突变、融合蛋白等。

3. 代谢工程代谢工程是指通过改变代谢途径中某些关键酶的活性或表达水平来影响代谢产物的生成和积累。

这可以通过基因工程或蛋白质工程等方法实现。

4. 细胞培养技术细胞培养技术是指对细胞进行体外培养，以便于对其进行研究和应用。

这可以通过多种方法实现，如静态培养、动态培养等。

5. 细胞转染技术细胞转染技术是指将外源DNA或RNA导入到目标细胞中，以实现对其进行调控和改造。

这可以通过多种方法实现，如电穿孔法、化学转染法等。

6. 细胞筛选技术细胞筛选技术是指对细胞进行筛选，以寻找具有特定特性和功能的细胞。

这可以通过多种方法实现，如流式细胞术、荧光显微镜等。

四、细胞工程的应用1. 生物制药生物制药是指利用生物技术手段生产药品。

细胞工程在生物制药中发挥了重要作用，如通过基因工程改造大肠杆菌来生产重组人胰岛素。

生物工程生物工程（biological engineering；bion）生物工程，是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科。

所谓生物工程，一般认为是以生物学(特别是其中的微生物学、遗传学、生物化学和细胞学)的理论和技术为基础，结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术，充分运用分子生物学的最新成就，自觉地操纵遗传物质，定向地改造生物或其功能，短期内创造出具有超远缘性状的新物种，再通过合适的生物反应器对这类“工程菌”或“工程细胞株”进行大规模的培养，以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能一门新兴技术。

生物工程包括五大工程，即遗传工程(基因工程)、细胞工程、微生物工程(发酵工程)、酶工程(生化工程)和生物反应器工程。

在这五大领域中，前两者作用是将常规菌(或动植物细胞株)作为特定遗传物质受体，使它们获得外来基因，成为能表达超远缘性状的新物种——“工程菌”或“工程细胞株”。

后三者的作用则是这一有巨大潜在价值的新物种创造良好的生长与繁殖条件，进行大规模的培养，以充分发挥其内在潜力，为人们提供巨大的经济效益和社会效益。

生物工程的应用领域非常广泛，包括农业、工业、医学、药物学、能源、环保、冶金、化工原料等。

它必将对人类社会的政治、经济、军事和生活等方面产生巨大的影响，为世界面临的资源、环境和人类健康等问题的解决提供美好的前景。

主要课程：有机化学、生物化学、化工原理、生化工程、微生物学、细胞生物学、遗传学、生物化学、分子生物学、基因工程、细胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技术、发酵工程设备等。

主要实践性教学环节：包括教学实习、生产实习和毕业论文(设计等，一般安排10-20周。

修业年限：四年授予学位：工学学士相近专业：生物科学生物技术生物信息学生物信息技术生物科学与生物技术动植物检疫生物化学与分子生物学医学信息学植物生物技术动物生物技术生物工程生物安全开办院校：北京北京航空航天大学中国农业大学北京理工大学北京化工大学北京工商大学北京联合大学天津天津大学天津理工大学天津科技大学天津商学院天津农学院上海上海交通大学华东理工大学上海大学东华大学重庆重庆大学西南农业大学重庆工商大学重庆工学院河北燕山大学河北大学河北工业大学河北农业大学河北科技大学河北经贸大学河南周口师范学院平顶山工学院河南大学河南师范大学河南农业大学河南工业大学郑州轻工业学院南阳师范学院河南科技学院商丘师范学院山东山东大学中国海洋大学山东农业大学山东科技大学曲阜师范大学山东理工大学青岛科技大学聊城大学烟台大学烟台师范学院莱阳农学院山东建筑大学泰山医学院山西山西大学太原理工大学中北大学山西农业大学安徽合肥工业大学安徽大学淮北煤炭师范学院安徽工程科技学院安徽技术师范学院合肥学院江西南昌大学江西师范大学江西农业大学江西理工大学江西中医学院宜春学院江苏东南大学中国矿业大学苏州大学南京理工大学南京农业大学南京工业大学江南大学中国药科大学南京林业大学淮海工学院盐城工学院浙江浙江大学浙江工业大学宁波大学浙江工商大学浙江万里学院中国计量学院浙江中医学院浙江科技学院湖州师范学院湖北华中科技大学华中农业大学湖北大学长江大学武汉科技大学三峡大学中南民族大学湖北工业大学武汉工程大学武汉科技学院武汉工业学院湖北民族学院孝感学院武汉生物工程学院湖南中南大学中南林业科技大学湘潭大学长沙理工大学湖南农业大学吉首大学湖南理工学院湖南中医学院湖南工程学院邵阳学院怀化学院湖南科技学院广东华南理工大学华南师范大学华南农业大学广东工业大学广州大学广东医学院广州医学院嘉应学院广西广西大学桂林电子科技学院广西工学院云南昆明理工大学贵州贵州大学贵州工业大学遵义医学院四川四川大学成都大学西南交通大学成都理工大学西南石油大学四川农业大学西华大学四川理工学院宜宾学院攀枝花学院陕西西安交通大学西北大学西北农林科技大学陕西科技大学西安工程科技学院陕西理工学院西安生物医药技术学院黑龙江哈尔滨工业大学黑龙江大学东北林业大学东北农业大学齐齐哈尔大学哈尔滨商业大学黑龙江八一农垦大学吉林吉林大学吉林农业大学延边大学长春工业大学东北电力大学吉林工程技术师范学院吉林化工学院辽宁大连理工大学东北大学沈阳农业大学沈阳药科大学沈阳大学辽宁石油化工大学辽宁科技大学大连大学沈阳化工学院大连轻工业学院大连民族学院新疆新疆大学内蒙古内蒙古大学内蒙古农业大学内蒙古科技大学内蒙古工业大学海南海南大学福建厦门大学福州大学福建师范大学华侨大学集美大学福建师范大学闽南科技学院甘肃兰州理工大学兰州交通大学甘肃农业大学西北民族大学现代生物工程技术现代生物技术(生物工程)是指对生物有机体在分子、细胞或个体水平上通过一定的技术手段进行设计操作，为达到目的和需要，以改良物种质量和生命大分子特性或生产特殊用途的生命大分子物质等。

Biotechnology生物技术：是以生命科学为基础，利用生物体系和工程学原理生产生物制品和创造新物种的一门综合技术。

Cell engineering细胞工程：应用细胞生物学和分子生物学的方法，通过类似于工程学的步骤在细胞整体水平或细胞器水平上，遵循细胞的遗传和生理活动规律，有目的地制造细胞产品的一门生物技术。

Cell culture细胞培养：是指动植物细胞在体外条件下的存活或生长，此时细胞不再形成组织。

Tissue culture组织培养：是指从机体内取出组织或细胞，模拟机体内生理条件，在体外进行培养，使之生存或生长成组织。

In vitro体外：用器官灌注、组织培养、组织匀浆、细胞培养、亚细胞组分、生物材料的粗提取物等在生物体外进行实验的模式。

In vivo体内：用整体动物、整体植物或微生物细胞等在生物整体内进行实验的模式。

Disinfection消毒：消毒是在某些方法杀死或灭活物质或物质中所有病原微生物的一种措施，可以起到防止感染或传播的作用。

Disinfectant消毒剂：具有消毒作用的化学物质称为消毒剂，一般消毒剂在常用浓度下只能杀死微生物的营养体，对芽孢则无杀灭作用。

Sterilization灭菌：指利用某种方法杀死物体中包括芽孢在内的所有微生物的一种措施，灭菌后的物体内不再有存活的微生物。

Antisepsis防腐：在某种化学物质或物理因子作用下，能防止或抑制微生物生长的一种措施，能防止食物腐败或者其他物质霉变。

Bacteriostasis抑菌作用：抑制细菌和真菌的生长繁殖的方法。

常用的抑菌剂（bacteriostat）是一些抗生素，能可逆性抑制细菌的繁殖，但不直接杀死细菌。

Bacteriostatic抑菌剂：能抑制细菌生长的物质。

抑菌剂可能无法杀死细菌，但它可以抑制细菌的生长，阻止细菌滋生过多、危害健康。

Asepsis and antiseptic technology无菌和无菌技术：无菌就是指在细胞培养过程中，操作环境、实验器皿和试剂要经过消毒灭菌。

细胞工程细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的方法，通过类似于工程学的步骤，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质以获得新型生物或一定细胞产品的一门综合性科学技术。

广义的细胞工程包括所有的生物组织、器官及细胞离体操作和培养技术，狭义的细胞工程则是指细胞融合和细胞培养技术。

根据研究生物类型不同，细胞工程可分为动物细胞工程、植物细胞工程、微生物细胞工程。

动物细胞工程包括：细胞培养技术（包括组织培养、器官培养）；细胞融合技术；胚胎工程技术（核移植、胚胎分割等）；克隆技术（单细胞系克隆、器官克隆、个体克隆）。

植物细胞工程包括：植物组织、器官培养技术；细胞培养技术；原生质体融合与培养技术；亚细胞水平的操作技术等。

植物细胞工程的应用：（一）、脱毒和快速繁殖（二）、细胞工程育种1、利用培养变异，筛选优良突变体。

2、利用远缘杂交幼胚培养，获得杂种植株，克服其杂交不亲和性。

3.利用细胞融合技术，克服远缘杂交不亲和性。

4、倍性育种（三）、离体种质保存（四）、细胞培养生产有用物质动物细胞工程的应用：1、动物细胞培养生产医药产品（单克隆抗体）2、新品种培育3、试管动物与婴儿4、组织工程5、珍稀动植物资源的保存与保护细胞工程是建立在细胞生物学、分子生物学、生物化学等生命科学理论基础的一种应用技术。

GFAJ-1在生物结构上与地球物种很相似，但同时具有明显的外星生物特征，其“以砷代磷”的奇特生命形式似乎只能在科幻小说中看到，这一发现将从“根本上改变我们定义生命的方式，甚至是寻找生命的方式今后科学家在探索外星球时不应再按地球的标准寻找新生命。

”细胞全能性（totipotency）：是指分化细胞保留着全部的核基因组，具有生物个体生长、发育所需的全部遗传信息，具有发育成完整个体的潜能。

细胞分化cell differentiation）是指细胞在形态结构和功能上发生差异的过程，包括时间上和空间的分化。

时间上的分化是指一个细胞在不同的发育阶段可以形成不同的形态和功能；空间上的分化是指同一种细胞由于所处的环境或部位不同可以形成不同的形态和功能。